DE10230564A1

DE10230564A1 - Kodierte Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltung

Info

Publication number: DE10230564A1
Application number: DE2002130564
Authority: DE
Inventors: Gerhard Thiel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-01-29

Abstract

Damit eine kodierte Verriegelungseinrichtung zur Überwachung und Zuhaltung von beweglichen Schutzeinrichtungen zum Schutz von Personen vor gefahrbringenden Bewegungen in Zuständen an Maschinen und Anlagen nicht manipulierbar oder umgehbar ist, im verriegelten Zustand eine große Rückhaltekraft zum Geschlossenhalten der Schutzvorrichtung aufweist, Betriebsstörungen insbesondere durch Verschmutzung der Verriegelungsmechanik auch bei einer mit Schmutz belasteten und/oder feuchten Umgebung weitgehend ausgeschlossen sind, und außerdem die Verriegelungseinrichtung ohne Zusatzelemente, wie Radiusbetätiger, beispielsweise auch bei Schwenk- oder Schiebeverdeckungen bzw. -türen oder dgl. einsetzbar ist, ist vorgesehen, daß ein erstes Element (100), das mindestens zwei Schenkel (110, 111, 112) mit lediglich passiven Bauteilen (130, 140) aufweist, ein zweites Element (200), das an die Schenkel (110, 111, 112) angepaßte Aufnahmen (210, 211, 212) und an die passiven Bauteile (130, 140) angepaßte aktive Bauteile aufweist, im verbundenen Zustand umschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine kodierte Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Maschinen und Anlagen, die gefahrbringende Bewegungen oder Zustände aufweisen, dürfen gemäß geltender Vorschriften nicht ohne eine Schutzeinrichtung betrieben werden, um die Gefährdung daran arbeitender Personen zu verhindern. Hierzu ist die Maschine oder Anlage beispielsweise in einem umzäunten Bereich oder in einem Gehäuse angeordnet. Um Arbeiten an der Maschine oder Anlage durchführen zu können oder ein Werkstück ein- bzw. ausführen zu können, wird eine Tür oder eine Abdeckung oder dergleichen geöffnet. Hierbei muß sichergestellt sein, daß sich die Tür bzw. die Abdeckung nicht während des Betriebs der Maschine oder Anlage öffnen läßt. Falls dies doch versucht wird, muß eine Zwangsabschaltung erfolgen, um die Maschine oder Anlage außer Betrieb zu setzen.
Bei Anlagen mit nachlaufenden, gefahrbringenden Bewegungen sind Verriegelungseinrichtungen mit Zuhaltung einzusetzen. Die Tür- bzw. die Abdeckung kann erst nach dem Stillstand von Antrieben der Maschine oder Anlage geöffnet werden.
Darüber hinaus soll die Maschine oder Anlage nicht in Betrieb genommen werden können, solange die Tür bzw. Abdeckung geöffnet ist.
Außerdem muß eine Verriegelungseinrichtung zum Freischalten der Maschine oder Anlage, wodurch ein Start bzw. ein Betrieb erlaubt wird, so ausgestaltet sein, daß es auch nicht möglich ist, mit einem einfachen Hilfsmittel, beispielsweise einem Schraubenzieher oder einem anderen Werkzeug, diese Verriegelungseinrichtung zu überbrücken bzw. zu manipulieren.
Die EP 0 837 485 A2 offenbart eine Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter, insbesondere zum Einsatz bei Schutztüren, Abschirmgittern und -hauben, die aus einem Betätigungselement und einem Freigabeelement besteht. Dabei sind das Betätigungselement und das Frei gabeelement mechanisch und elektromagnetisch kodiert. Durch das betriebsgemäße Zusammenführen des Betätigungselements mit dem daran angepaßten Freigabeelement erfolgt bei Übereinstimmung der Form des Betätigungselements mit der Form des Freigabeelements, also bei Übereinstimmung der mechanischen Kodierung, eine mechanische Dekodierung. Zusätzlich erfolgt eine elektromagnetische Dekodierung, sofern die Kodierung eines Magnetelementes im Betätigungselement mit der Kodierung eines Leseelements im Freigabeelement übereinstimmt. Um die Sicherheitsvorrichtung freizuschalten, muß sowohl die mechanische als auch die elektromagnetische Dekodierung erfolgt sein.
Aufgrund der zur mechanischen Kodierung benötigten Form des Betätigungselementes ist das Betätigungselement lediglich im wesentlichen aus einer Richtung in einen Schlitz im Gehäuse des Freigabeelementes einführbar. Zur Verwendung dieser Sicherheitsvorrichtung bei Schwenktüren, bei denen beispielsweise das Betätigungselement unter einem Winkel relativ zum Freigabeelement in dieses eingeführt werden muß, bedarf es beispielsweise eines Radiusbetätigers oder eines ähnlichen Zusatzelementes. Außerdem weist das Freigabeelement ein Schaltgehäuse mit einer Öffnung auf, in dem die eine mechanische Kodierung bildende Mechanik mit beweglichen Teilen nicht frei zugänglich angeordnet ist. Diese Sicherheitsvorrichtung mit Positionsschalter ist daher nur bedingt einsetzbar in einer mit Schmutz belasteten und/oder feuchten Industrieumgebung, da in die Öffnung des Freigabeelements leicht Schmutz und/oder Feuchtig keit eindringen und sich festsetzen können/kann, was zu einer Betriebsstörung insbesondere der Mechanik führen kann.
Weitere mechanisch und elektromagnetisch kodierte Sicherheitsvorrichtungen für Positionsschalter, Sicherheitschalter, elektromagnetische Verriegelungsschalter und/oder Überwachungsschalter für Türen offenbaren die EP 0 814 490 B1 , die EP 0 987 726 A2 , die DE 37 10 079 C2 , die DE 34 24 418 C1 , die US 5.541.562 und die GB 2 052 158 A . Alle diese Vorrichtungen weisen ebenfalls eine Mechanik in einem nur teilweise zugängigen, aber nicht gegen das Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit geschützten Bereich auf und sind daher nur bedingt für den Einsatz in rauher Industrieumgebung geeignet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt nun das technische Problem zugrunde, eine kodierte Verriegelungseinrichtung zur Überwachung und Zuhaltung von beweglichen Schutzeinrichtungen, das heißt Schutzeinrichtungen, die geöffnet werden können, zum Schutz von Personen vor gefahrbringenden Bewegungen und Zuständen an Maschinen und Anlagen und dergleichen anzugeben, die nicht manipulierbar oder umgehbar sein soll, und im verriegelten Zustand eine große Rückhaltekraft zum Geschlossenhalten der Schutzvorrichtung aufweisen soll, und somit einen hohen Stellenwert bei der Beurteilung der Gefahreneinschätzung erzielen soll. Darüber hinaus sollen Betriebsstörungen insbesondere durch Verschmutzung der Verriegelungsmechanik auch bei einer mit Schmutz belasteten und/oder feuchten Umgebung weitgehend ausgeschlossen sein. Außerdem soll die Verriegelungseinrichtung ohne Zusatzelemente, wie Radiusbetätiger, beispielsweise auch bei Schwenk- oder Schiebeverdeckungen bzw. -türen oder dgl. einsetzbar sein.
Die Erfindung löst dieses Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nach der Erfindung ist ein erstes, an einem beweglichen Teil der Schutzeinrichtung, beispielsweise an einer Tür, angeordnetes Element so an ein zweites, an einem festen Teil der Schutzvorrichtung, beispielsweise an einer Zarge, angeordnetes Element angepaßt, daß die beiden Elemente in verbundenem Zustand, das heißt beispielsweise bei geschlossener Tür, eine kompakte Einheit bilden. Hierbei sind die beiden Elemente zwar elektrisch und/oder magnetisch, aber nicht mechanisch kodiert, wodurch auf eine komplizierte, störungsanfällige Bauform und eine entsprechende Mechanik verzichtet werden kann. Die Maschine oder Anlage kann nur in Betrieb genommen werden, wenn eine Zuhaltung der Verriegelungseinrichtung im Zustand „Verriegelt" ist und eine Kodeerkennung, durch die eine Manipulation oder Umgehung der Schutzeinrichtung verhindert wird, erfolgt ist.
Die erfindungsgemäße kodierte Verriegelungseinrichtung mit wenigstens einer Zuhaltung, die vorzugsweise ein aktives Sperrmittel und ein passives Sperrmittelgegenstück aufweist, mit einer Stellungsüberwachung und mit einer Auswerteeinheit, insbesondere für eine bewegliche Schutzeinrichtung, die zwei miteinander verriegelbar verbindbare und wieder lösbare Elemente aufweist, sieht vor, daß das erste Element, das wenigstens zwei Schenkel mit lediglich passiven Bauteilen aufweist, das zweite Element, das an die Schenkel angepaßte Aufnahmen und an die passiven Bauteile angepaßte aktive Bauteile aufweist, im verbundenen Zustand umschließt. Der große Vorteil ist hierbei, daß das Risiko schwerwiegender Betriebsstörungen durch Verschmutzung einer Verriegelungsmechanik, die das Sperrmittel und Sperrmittelgegenstück umfaßt, gegenüber herkömmlichen mechanisch kodierten, eine komplizierte Bauform aufweisenden Verriegelungseinrichtungen deutlich kleiner ist und somit auch die Verletzungsgefahr minimiert wird.
Darüber hinaus ist eine kompakte Form des ersten Elements möglich, da in oder an diesem lediglich passive Bauteile angeordnet sind, die keine Zuleitungen und/oder bewegliche Bauteile benötigen und die vorteilhafterweise auch klein ausgebildet sein können.
Außerdem verringert sich die Störanfälligkeit, wenn vorzugsweise das erste Element mit passiven Bauteilen, die wegen ihrer Einfachheit auch wesentlich robuster sind als aktive Bauteile, an dem beweglichen Teil der Schutzeinrichtung formschlüssig montiert ist. Es ist nämlich wahrscheinlicher, daß beim Öffnen beispielsweise eine Person oder ein Gegenstand gegen den beweglichen Teil als gegen den festen Teil der Verriegelungseinrichtung stößt und hierdurch ein oder mehrere empfindliche Bauteile der Verriegelungseinrichtung beispielsweise beschädigt werden, so daß die Robustheit der passiven Bauteile gerade in dem beweglichen Teil von Vorteil ist.
Des weiteren haben freistehende, frei zugängliche Schenkel gegenüber Schlitzen, Öffnungen, Führungskanälen oder Pfaden den Vorteil, daß die Schenkel keine verdeckten, schwer zugänglichen Bereiche aufweisen, in denen sich Schmutz festsetzen und/oder Feuchtigkeit niederschlagen kann, und daß die Schenkel außerdem, wegen ihrer offenen Form, auch gut zu reinigen sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Element ein passives Betätigungsorgan auf, das insbesondere elektrisch und/oder magnetisch kodiert ist. Das zweite Element weist ein an dieses Betätigungorgan angepaßtes aktives, d.h. steuerbares und/oder auslesbares, Schutzglied auf. Hierbei können vorzugsweise ein Transponder als Betätigungsorgan mit einer Transponderleseeinheit als Schutzglied, oder ein Permanentmagnet als passives Betätigungsorgan mit einem Reedkontakt als aktives Schutzglied vorgesehen sein. Eine solche Kodierung hat gegenüber einer rein mechanisch kodierten Verriegelungseinrichtung den großen Vorteil, daß eine Manipulation der Verriegelungseinrichtung, beispielsweise mit mechanischen Werkzeugen, nachgefertigten bzw. vaga bundierenden, d.h. herumgereichten Betätigern oder dgl., hier ausgeschlossen ist.
Um die Schutzeinrichtung zu verriegeln, weist das zweite Element vorteilhafterweise mindestens ein aktives, d.h. bewegbares und/oder einstellbares Sperrmittel, und das erste Element ein daran angepaßtes passives Sperrmittelgegenstück auf.
Dadurch, daß das aktive Sperrmittel, vorzugsweise ein federvorgespannter Verriegelungsmagnet mit einem Verriegelungsbolzen, im zweiten Element angeordnet ist, kann im ersten Element, welches an der Tür oder der Abdeckung angeordnet ist, auf ein weiteres großes aktives Bauteil verzichtet werden. Im ersten Element, insbesondere in oder an einem seiner Schenkel, ist lediglich beispielsweise eine Lochbohrung zur unmittelbaren Aufnahme des Verriegelungsbolzens erforderlich, wofür wenig Platz benötigt wird. Dadurch, daß der Verriegelungsbolzen unmittelbar, d.h. ohne Verwendung eines zusätzlichen mechanischen Bauteils, in die Lochbohrung eingeführt wird, ist eine große Rückhaltekraft erreichbar. Die Tür bzw. die Abdeckung ist somit nur schwer zu öffnen, wodurch die Personengefährdung minimiert wird, was zu einem hohen Stellenwert bei der Beurteilung der Gefahreneinschätzung der Schutzeinrichtung führt.
vorteilhafterweise sind die Schenkel des ersten Elements in einer U-, E- oder F-Form angeordnet. Die Schenkel des ersten Elements können in die jeweils daran angepaßten Aufnahmen des zweiten Elements geschoben werden. Aufgrund ihrer offenen, von verschiedenen Richtungen zugänglichen Form, können die Schenkel auch unter unterschiedlichen Winkeln zwischen dem ersten und zweiten Element in die entsprechenden Aufnahmen geschwenkt werden. Somit kann auf Zusatzelemente, wie beispielsweise einen Radiusbetätiger oder dgl., bei dem Einsatz der Verriegelungseinrichtung bei Schwenk- oder Schiebeverdeckungen oder -türen oder dgl. verzichtet werden.
Vorzugsweise verjüngen sich die Schenkel in Richtung ihrer freien Enden, wodurch eine Führung des ersten Elements insbesondere beim Eindrehen oder Einkippen in das zweite Element realisiert ist.
Die Verriegelungseinrichtung ist vorzugsweise mit einer Stellungsüberwachung ausgestattet, die eine Zwangsöffnungsfunktion zur Überwachung der Zuhaltung aufweist, so daß ein Sicherheitsstromkreis der Maschine oder Anlage unterbrochen wird, sobald die Tür bzw. Abdeckung während des Betriebs geöffnet wird, um einen Nothalt zu bewirken. Durch die Verbindung der elektrischen und/oder magnetischen Kodierung mit der Zwei- oder Mehrschenkligkeit des ersten Elements ist eine Manipulation oder Umgehung der Schutzeinrichtung praktisch nicht mehr möglich, wodurch die Schutzeinrichtung bei entsprechender Auswertung und Freigabe durch eine Überprüfungsstelle, beispielsweise den TÜV oder die Berufsgenossenschaft, die höchste Steuerungskategorie erreichen kann. Die Stellungsüberwachung verhindert überdies, daß die Maschine oder Anlage in Betrieb genommen werden kann, falls die Verriegelung nicht ordnungsgemäß funktioniert.
Der Betrieb der Maschine oder Anlage ist darüber hinaus, insbesondere in einem Automatikbetrieb, d.h. bei einem automatischen Betrieb der Maschine oder Anlage nach einem Betriebsstart, vorteilhafterweise nur möglich, wenn die Zuhaltung der Verriegelungseinrichtung aktiviert und die Kodeerkennung erfolgt ist.
Um auf einen zusätzlichen Türgriff zum Öffnen der beweglichen Schutzeinrichtung verzichten zu können, ist das erste Element vorzugsweise in Grifform realisiert.
Außerdem kann das zweite Element der Verriegelungseinrichtung vorzugsweise einen Taster, beispielsweise für eine Funktion „Voranmeldung/Betriebshalt", und/oder wenigstens ein Funktionsanzeigeelement, insbesondere eine Verriegelungszustandsanzeige, insbesondere eine LED-Funktionsanzeige, aufweisen.
Zeichnung
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Auführungsbeispiele der Erfindung.
In der Zeichnung zeigen:
1: schematisch eine Draufsicht (B) und Seitenansichten (A, C) einer von der Erfindung Gebrauch machenden Verriegelungseinrichtung im verriegelten Zustand mit einem U-förmigen ersten Element,
2: schematisch eine Draufsicht (B) und Seitenansichten (A, C) einer von der Erfindung Gebrauch machenden Verriegelungseinrichtung im verriegelten Zustand mit einem E-förmigen ersten Element, und
3: schematisch eine nicht maßstabsgetreue schaubildliche Darstellung der in 2 dargestellten Verriegelungseinrichtung im entriegelten Zustand.
Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele
Eine in l schematisch als Draufsicht B wiedergegebene Verriegelungseinrichtung, beispielsweise zum Verriegeln einer Tür 105 einer Schutzeinrichtung für nicht gezeigte Maschinen oder Anlagen oder dergleichen, umfaßt ein erstes Element, beispielsweise ein Türelement 100 und ein zweites Element, beispielsweise ein Zargenelement 200, welche miteinander verbunden und verriegelt dargestellt sind. Die jeweilige Seitenansicht des Türelementes 100 und des Zargenelementes 200 ist in den Darstellungen A bzw. C abgebildet.
Das Türelement 100 ist formschlüssig an der Tür 105 montiert. Das Zargenelement 200 ist formschlüssig an einer an die Tür 105 angepaßten Zarge 205 montiert. Tür- und Zargenelement 100 bzw. 200 sind hierzu beispielhaft mit nicht gezeigten Schrauben in Durchgangslöchern 300 im Tür- bzw. Zargenelement 100 bzw. 200 mit der Tür 105 bzw. Zarge 205 verschraubt. Tür- bzw. Zargenelement 100 bzw. 200 können aber auch mit der Tür 105 bzw. Zarge 205 vernietet, verschweißt oder dergleichen anders formschlüssig verbunden sein.
Es kann hier statt der Tür 105 auch ein anderes bewegliches Teil der Schutzeinrichtung, beispielsweise eine Ab- oder Verdeckung, vorgesehen sein, das durch die Verriegelungsrichtung mit einem festen Teil der Schutzeinrichtung verbindbar ist.
Das Türelement 100 weist einen ersten Schenkel 110 und einen zweiten Schenkel 111 auf, die U-förmig angeordnet sind.
Schenkel im Sinne der Erfindung sind freistehende, frei zugängliche Körper, beispielsweise Zylinder oder Quader, die mit einem weiteren Körper, beispielsweise einem Steg oder einem weiteren Schenkel so verbunden sind, daß eine offene Gabelform gebildet wird. Hierbei können mehrere Schenkel sowohl parallel, als auch schräg angeordnet sein. Durch die Schenkel begrenzte Zwischenräume weisen keine unzugänglichen Bereiche auf, in denen sich Schmutz und/oder Feuchtigkeit festsetzen kann.
Das Zargenelement 200 weist an den jeweiligen Schenkel 110 bzw. 111 angepaßte Aufnahmen 210 bzw. 211 auf. Die Schenkel 110, 111 und die Aufnahmen 210, 211 sind so angeordnet, daß die beiden Schenkel 110 und 111 des Türelements 100 im verbundenen Zustand das Zargenelement 200 umgreifen und somit eine kompakte Einheit gebildet wird. Dies wird dadurch erreicht, daß das Zargenelement 200 einen quaderförmigen Absatz 201 aufweist, der in verbundenem Zustand den U-förmigen Bereich zwischen den Schenkeln 110 und 111 innerhalb des Türelements 100 ausfüllt. Dem jeweiligen Schenkel 110 und 111 zugewandte Oberflächen des quaderförmigen Absatzes 201 begrenzen die Aufnahmen 210 und 211 für die Schenkel 110 und 111.
Die Schenkel 110 und 111 weisen darüber hinaus an ihren der Tür 105 abgewandten freien Enden auf der dem jeweiligen anderen Schenkel 111 bzw. 110 zugewandten Fläche Abschrägungen 310 bzw. 311 auf. Außerdem weisen die Schenkel 110 und 111 weitere Abschrägungen 410 und 411 an denselben Flächen über die gesamte Länge des jeweiligen Schenkels 110 bzw. 111, aber an deren dem Zargenelement 200 zugewandten Seite des jeweiligen Schenkels auf. Die Abschrägungen 310, 311, 410 und 411 bilden Führungen beim Verbinden des Türelements 100 mit dem Zargenelement 200. Anstatt der Abschrägungen 310, 311, 410 und 411 können sich die Schenkel 110 und 111 in Richtung ihrer jeweiligen freien Enden beispielswei se verjüngen, wodurch das Einschieben oder Eindrehen des Türelements 100 in das Zargenelement 200 auch unter unterschiedlichen Winkeln erleichtert wird.
Durch diese kompakte Einheit des Türelements 100 und des Zargenelements 200 sind Betriebsstörungen einer im folgenden beschriebenen Verriegelungsmechanik, hervorgerufen beispielsweise durch eindringenden Schmutz oder Feuchtigkeit, wie diese bei herkömmlichen mechanisch wirkenden Verriegelungseinrichtungen auftreten können, weitgehend ausgeschlossen.
Um die Verriegelungseinrichtung im verbundenen Zustand, also bei geschlossener Tür 105, wie in 1 dargestellt, zu verriegeln, weist das Zargenelement 200 im Absatz 201 ein aktives, d.h. beispielsweise ein wenigstens zu einem Teil bewegbares, insbesondere steuerbares Sperrmittel auf, das einen Verriegelungsmagneten 240, beispielsweise einen Hubmagneten, und einen federvorgespannten Verriegelungsbolzen 245 umfaßt. Solange der Verriegelungsmagnet 240 angesteuert wird, ragt der Verriegelungsbolzen 245 aus der dem Schenkel 111 zugewandten Oberfläche des Absatzes 201 heraus, sofern das Sperrmittel ordnungsgemäß funktioniert.
Zum Verriegeln der Verriegelungseinrichtung bei verbundenem Tür- und Zargenelemt 100, 200 wird der Verriegelungsbolzen 245 durch die Kraft des Verriegelungsmagneten 240 in ein passives Sperrmittelgegenstück, beispielhaft in eine an den Verriegelungsbolzen 245 angepaßte Lochbohrung 140 im zweiten Schenkel 111 gescho ben. Die Lochbohrung 140 kann auch im ersten Schenkel 110 angeordnet sein, wobei hierbei der Verriegelungsbolzen 245 aus der dem ersten Schenkel 110 zugewandten Oberfläche des Absatzes 201 herausschiebbar ist.
Zum Entriegeln ist der Verriegelungsmagnet 240 von einer Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 stromlos zu schalten. Diese Methode wird als Arbeitsstromprinzip bezeichnet. Der Verriegelungsbolzen 245 wird dann durch eine vorgespannte Feder 241 aus der Lochbohrung 140 herausgezogen. Die Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 kann beispielsweise einen Sicherheits-Relaisbaustein, eine Sicherheitssteuerung oder -Schaltung oder eine Sicherheitskarte umfassen, die beispielsweise über ein mehradriges Kabel 400 mit dem Verriegelungsmagneten 240 verbunden ist.
Dadurch, daß der Verriegelungsbolzen 245 senkrecht zur weiter unten beschriebenen Öffnungsrichtung der Tür 105 angeordnet ist, wird die Verbindung des Türelements 100 mit dem Zargenelement 200 in verbundenem und verriegeltem Zustand mit einer hohen Rückhaltekraft blockiert. Dies führt zu einer Minimierung der Personengefährdung, da ein Öffnen der Tür 105, insbesondere durch Manipulation oder Umgehung der Schutzvorrichtung, nicht ohne weiteres möglich ist, und somit zu einem hohen Stellenwert bei der Gefahrenabschätzung.
Für eine Stellungsüberwachung, das heißt zur Überwachung, ob die Verriegelung ent- oder verriegelt ist, weist der Verriegelungsbolzen 245 einen Stellungs- Überwachungsschalter 250 mit zwangsgeführten Kontakten auf, welcher die Stellung des Verriegelungsbolzen 245 an die Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 übermittelt. Somit wird sichergestellt, daß die Maschine oder Anlage nicht einschaltbar ist, falls das Sperrmittel nicht ordnungsgemäß funktioniert, weil beispielsweise der Verriegelungsbolzen 245 und/oder der Verriegelungsmagnet 240 in der entriegelten Stellung klemmen.
Das Zargenelement 200 und/oder das Türelement 100 können darüber hinaus (nicht gezeigte) Funktionsanzeigen oder Verriegelungszustandsanzeigen, beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden, auch mehrfarbige, insbesondere grüne und/oder rote, aufweisen, durch die angezeigt wird, ob die Verriegelungseinrichtung ent- oder verriegelt ist. Außerdem kann die Verriegelungseinrichtung beispielsweise am Zargenelement 200 mit einem (nicht gezeigten) Taster für eine Voranmeldung/Betriebshalt ausgestattet sein, der beispielsweise mit der Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 verbunden ist, und durch dessen Betätigung für die Maschine oder Anlage ein Betriebshalt eingeleitet werden kann.
Auf der dem ersten Schenkel 110 zugewandten Seite im quaderförmigen Absatz 201 ist ein beispielsweise federvorgespanntes Kugeldruckstück 220 vorgesehen. In verbundenem Zustand, d.h. bei geschlossener Tür 105, rastet eine Kugel 221 des Kugeldruckstücks 220 in eine an die Kugel 221 angepaßte Bohrung 120 ein, wodurch verhindert wird, daß die Tür 105 sich selbsttätig, beispielsweise bei Vibrationen, wieder öffnet.
Damit die Maschine bzw. Anlage bei geöffneter Tür 105 nicht gestartet werden kann, weist die Verriegelungseinrichtung darüber hinaus Bauteile auf, von denen entsprechende Signale an eine Maschinensteuerung übermittelt werden, durch die der Start der Maschine bzw. Anlage sicher verhindert wird.
Um eine Manipulation weitestgehend auszuschließen, sind diese Bauteile elektrisch und/oder magnetisch kodiert. Hierzu ist beispielhaft im Absatz 201 eine Transponderleseeinheit 230 als aktives, d.h. auslesbares und/oder veränderbares Schutzglied vorgesehen, an die ein Transponder 130 als passives Betätigungsorgan im ersten Schenkel 110 des Türelements 100 angepaßt ist. Der Transponder 130 kann hier alternativ auch im oder am zweiten Schenkel 111 angeordnet sein. Die Schenkel 110 und 111 können aber auch jeweils einen oder mehrere Transponder umfassen, an die entsprechende Transponderleseeinheiten im Absatz 201 angepaßt sind. Diese Kombination des Transponders 130 mit der Transponderleseeinheit 230 wird in an sich bekannter Weise, beispielsweise beim ersten Schließen der Tür 105 kodiert.
Die Transponderleseeinheit 230 ist beispielhaft mit der Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 über das mehradrige Kabel 400 verbunden.
Nur wenn die Schutzeinrichtung geschlossen, die Kodierung des Transponders 130 mit der Kodierung der Transponderleseeinheit 230 übereinstimmt, und darüber hinaus die Verriegelungseinrichtung verriegelt ist, also der Stellungs-Überwachungsschalter 250 die ordnungsgemäße Funktion des Sperrmittels übermittelt, wird durch die Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 ein Maschinen- bzw. Anlagenstart freigegeben.
Statt des Transponders 130 und der Transponderleseeinheit 230 können hier auch andere passive Betätigungsorgane oder Datenträger mit daran angepaßten aktiven Schutzgliedern oder andere denselben Zweck erfüllende Kode-Leseeinheiten vorgesehen sein, beispielsweise eine Kombination eines Permanentmagneten mit einem Reedkontakt, wobei der Reedkontakt als aktives Schutzglied bzw. aktive Leseeinheit im Absatz 201 angeordnet ist, und der daran angepaßte Permanentmagnet als passives Betätigungsorgan in einem der beiden Schenkel 111 bzw. 110 der Türeinheit 100 angeordnet ist.
Die Verwendung von lediglich passiven Bauteilen, die keine Zu- oder Ableitungen benötigen und daher klein wählbar sind, in oder an den Schenkeln 110, 111 hat den Vorteil, daß im Türelement 100, welches durch die Bewegung der Tür 105 beweglich angeordnet ist, keinerlei Verbindungen zur Steuerungs- und Auswerteeinheit 305 erforderlich sind. Somit kann das Türelement 100 klein, kompakt und vor allem nicht anfällig gegen Störungen, beispielsweise hervorgerufen durch Stöße mit harten Gegenständen beim Öffnen der Tür 105, realisiert werden, da passive Bauteile wesentlich robuster und weniger störanfällig, insbesondere gegenüber mechanischer Belastung, sind als aktive Bauteile.
Außerdem können auch mehrere kleine Schenkel verwendet werden, wodurch die Oberfläche des Türelements 100 vergrößert wird und somit eine Vielzahl von kleinen passiven Bauteilen im oder am Türelement 100 anordenbar sind. Hierdurch wird es deutlich schwerer, die Verriegelungseinrichtung zu manipulieren.
Um nun das Türelement 100 mit dem Zargenelement 200 zu verbinden, kann das Türelement 100 im nicht dargestellten entriegelten Zustand sowohl in der Ebene der Draufsicht B, d.h. in der Ebene des durch die Schenkel 110 und 111 gebildeten U, parallel in Richtung eines Pfeils P in der Papierebene (1), zum Zargenelement 200 geschoben werden. Es ist allerdings auch möglich, das Türelement 100 senkrecht zu dieser Ebene, in Richtung eines Pfeils S in die Papierebene, zum Zargenelement 200 zu bewegen.
Das Türelement 100 kann aufgrund der offenen, eine Drehung zulassenden Anordnung der Schenkel 110, 111 auch unter unterschiedlichen Winkeln auf das Zargenelement 200 geschoben oder gedreht werden. Dies hat den Vorteil, daß die Verriegelungseinrichtung beispielsweise auch bei Schwenk- oder Schiebetüren, Ab- oder Verdeckungen oder dergleichen eingesetzt werden kann, ohne daß hierzu ein Radiusbetätiger oder ein anderes, denselben Zweck erfüllendes Zusatzelement benötigt wird.
Ein solches Eindrehen ist beispielhaft in 3 dargestellt, wobei das Türelement 100 in Richtung des Pfeils D bewegt wird.
Darüber hinaus kann das Türelement 100 einen (nicht gezeigten) in das Türelement 100 integrierten Griff aufweisen, so daß kein zusätzlicher Türgriff benötigt wird.
In den 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer kodierten Verriegelungseinrichtung dargestellt. In den 2 und 3 sind diejenigen Komponenten, die mit denen des ersten, in 1 beschriebenen Auführungsbeispiels identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführung zum ersten Ausführungsbeispiel vollinhaltlich Bezug genommen wird.
In 2 ist die Verriegelungseinrichtung im verbundenen und verriegelten Zustand dargestellt, wohingegen in 3 die Verriegelungseinrichtung im nicht verbundenen und entriegelten Zustand abgebildet ist.
In 3 ist darüber hinaus mit einem Pfeil D die Bewegungsrichtung des Türelements 100 bei einem Eindrehen des Türelements 100 in das Zargenelement 200 dargestellt.
Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist das Türelement 100 einen dritten Schenkel 112, und das Zargenelement 200 eine an diesen angepaßte Aufnahme 212 auf. Der dritte Schenkel 112 ist entsprechend dem ersten Schenkel 110 gemäß 1 an der dem zweiten Schenkel 111 abgewandten Oberfläche des Absatzes 201 angeordnet. Der erste Schenkel 110 und die daran angepaßte Aufnahme 210 sind zwischen dem zweiten Schenkel 111 und dem dritten Schenkel 112 angeordnet, so daß das Türelement 100, wie in der 2, Draufsicht B und in 3 dargestellt, mit den drei Schenkeln 110, 111 und 112 eine E-Form aufweist.
Der dritte Schenkel 112 weist darüber hinaus Abschrägungen 312 und 412 auf, die den Abschrägungen 310 und 410 des zweiten Schenkels 110 entsprechen.
Im übrigen ist zur Vergrößerung der Rückhaltekraft im Absatz 201 auf der dem dritten Schenkel 112 zugewandten Seite ein weiterer Verriegelungsmagnet 260 mit einem weiteren Verriegelungsbolzen 261 mit einer Feder 263 und einem weiteren Stellungsüberwachungsschalter 262 analog dem Verriegelungsmagneten 240 mit Verriegelungsbolzen 245 und dem Stellungsüberwachungsschalter 250 angeordnet. Im dritten Schenkel 112 ist eine an den weiteren Verriegelungsbolzen 261 angepaßte weitere Lochbohrung 160 vorgesehen.
Des weiteren sind, im Unterschied zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Kugeldruckstück 220 mit der Kugel 221 und der Bohrung 120, und die Transponderleseeinheit 230 mit dem Transponder 130 um Platz zu sparen auf voneinander abgewandten Seiten des ersten Schenkels 110 angeordnet, da hierdurch der erste Schenkel 110 auch kürzer als die beiden anderen Schenkel 111 und 112 realisiert werden kann.
Es versteht sich, daß die Anordnung der drei Schenkel 110, 111, 112 auch in anderen Formen, beispielsweise als F-Form realisiert sein kann. Es ist auch vorstellbar, mehr als drei Schenkel zu verwenden um die Stabilität und die Rückhaltekraft der Verriegelungseinrichtung weiter zu vergrößern. Außerdem vergrößert der Einsatz von mehreren Schenkeln die Oberfläche des Türelelments 105, wodurch eine Vielzahl von Sperrmitteln und/oder Betätigungsorganen in der Verriegelungseinrichtung angeordnet werden können, wodurch deren Manipulation erschwert wird.
Außerdem können anstatt der Verriegelungsmagneten 240 und 260 mit deren Verriegelungsbolzen 245 bzw. 261 und den Federn 241 bzw. 263 zusätzlich auch andere aktive Sperrmittel an unterschiedlichen Stellen des Absatzes 201 angeordnet sein, wobei die an diese angepaßten passiven Sperrmittelgegenstücke, beispielsweise Lochbohrungen oder dergleichen, in oder an den drei Schenkeln 110, 111 bzw. 112 oder einem weiteren Schenkel angeordnet sind.
Anstatt oder zusätzlich zu der Kombination des Transponders 130 mit der Transponderleseeinheit 230 können auch andere passive Kodierelemente vorgesehen sein, durch die verhindert wird, daß die Verriegelungseinrichtung der Maschine oder Anlage überbrückbar ist.
Insbesondere die Redundanz der mechanischen und elektromagnetischen Komponenten der Verriegelungseinrichtung in Kombination mit einer entsprechenden Auswertung in der Steuerungs- und Auswerteinheit 305, ermöglichen eine Eingruppierung der vorbeschriebenen Verriegelungseinrichung in eine hohe Steuerungskategorie.

Claims

Kodierte Verriegelungseinrichtung mit wenigstens einer Zuhaltung (220, 221, 240, 245, 241, 260, 261, 110, 111, 112, 120, 140, 160, 210, 211, 212), mit einer Stellungsüberwachung (250, 262), und mit einer Auswerteeinheit (305), insbesondere für eine bewegliche Schutzeinrichtung, die zwei miteinander verriegelbar verbindbare und wieder lösbare Elemente (100, 200) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Element (100), das wenigstens zwei Schenkel (110, 111, 112) mit lediglich passiven Bauteilen (120, 130, 140, 160) aufweist, ein zweites Element (200), das an die Schenkel (110, 111, 112) angepaßte Aufnahmen (210, 211, 212) und an die passiven Bauteile (120, 130, 140, 160) angepaßte aktive Bauteile (240, 241, 245, 220, 221, 260, 261, 263) aufweist, im verbundenen Zustand umschließt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (110, 111, 112) sich in Richtung ihrer freien Enden verjüngen.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verjüngung wenigstens eine Abschrägung (310, 311, 312, 410, 411, 412) am jeweiligen Schenkel (110, 111, 112) vorgesehen ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schenkel (110, 111, 112) ein passives Betätigungsorgan (130) aufweist und das zweite Element (200) ein an dieses Betätigungsorgan (130) angepaßtes aktives Schutzglied (230) aufweist.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Betätigungsorgan (130) und das daran angepaßte aktive Schutzglied (230) elektrisch und/oder magnetisch kodierbar sind.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden passiven Betätigungsorgane mit dem daran angepaßten aktiven Schutzglied: a) einen Transponder (130) mit einer Transponderleseeinheit (230), b) einen Permanentmagneten mit einem Reedkontakt.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (200) wenigstens ein aktives Sperrmittel (220, 221, 240, 241, 245, 260, 261, 263) aufweist, daß das erste Element (100), insbesondere in oder an wenigstens einem Schenkel (110, 111, 112) angeordnet, wenigstens ein an das Sperrmittel (220, 221, 240, 241, 245, 260, 261, 263) angepaßtes passives Sperrmittelgegenstück (120, 140, 160) auf weist, und daß das Sperrmittel (220, 221, 240, 241, 245, 260, 261, 263) und das Sperrmittelgegenstück (120, 140, 160) Teile der Zuhaltung (220, 221, 240, 245, 241, 260, 261, 110, 111, 112, 120, 140, 160, 210, 211, 212) sind.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuhaltung (220, 221, 240, 245, 241, 260, 261, 110, 111, 112, 120, 140, 160, 210, 211, 212) wenigstens eines der folgenden aktiven Sperrmittel mit dem daran angepaßten passiven Sperrmittelgegenstück aufweist: a) einen, insbesondere federvorgespannten, Verriegelungsmagneten (240, 260, 241, 263) mit einer Aufnahme (140, 160) für einen Verriegelungsbolzen (245, 261) des Verriegelungsmagneten (240, 260) , b) ein, insbesondere einstellbares, insbesondere federvorgespanntes Kugeldruckstück (220, 221) mit einer mechanischen Rastung (120) für das Kugeldruckstück (220, 221).
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (100), insbesondere formschlüssig, mit einem beweglichen Teil der Schutzeinrichtung, insbesondere einer Tür (105), und das zweite Element (200), insbesondere formschlüssig, mit einem festen Teil der Schutzeinrichtung, insbesondere einer Zarge (205), verbunden ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsüberwachung wenigstens einen Überwachungsschalter (250, 262) mit zwangsöffnender Funktion zur Überwachung der Zuhaltung (140, 240) umfaßt.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung eine Schwenkverdeckung oder -tür oder eine Schiebeverdeckung oder -tür ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (100) eine Grifform aufweist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (110, 111, 112) des ersten Elements (100) in a) einer U-Form, b) einer F-Form, oder c) einer E-Form angeordnet sind.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (100) und das zweite Element (200) mechanisch nicht kodiert sind.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Elemente (100, 200) wenigstens ein Funktionszustandselement, insbesondere eine Verriegelungszustandsanzeige, insbesondere eine LED-Funktionsanzeige, und/oder einen Taster für eine Funktion Voranmeldung/Betriebshalt aufweisen.
Schutzeinrichtung für eine Maschine oder Anlage, enthaltend eine Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine bzw. Anlage, insbesondere in einem Automatikbetrieb, nur betreibbar ist, wenn die Verriegelungseinrichtung verriegelt ist und eine Kodeerkennung erfolgt.