DE1616016A1 - Lichtschrankengitter - Google Patents

Description

• Lichtschrankengitter.
• Die Erfindung betrifit ein Lichtschrankengitter, insbesondere zum Absichern von Pressen oder ähnlichen Maschinen, um die maschine beim Eingreifen sofort zu stoppen.
• Es sind Lichtschutzgitter bekannt (bspw. DAS 1 170 286), die aus einer Reihe von Lampen und davor angeordneten Linsen bestehen, welche auf der einen Seite der zu Überwachenden Fläche Übereinander angeordnet sind. Auf der anderen Seite der FLache ist eine gleiche Anzahl von photoelektrischen Empfängern angeordnet. Die einzelnen Sender-Empfänger Paare arbeiten dabei in der Art von normalen Lichtschranken zusammen. Tritt eine Hindernis in den Gefahrenraum ein, bspw. die Hand einer 3edienungsperson, so wird mindestens ein Empfänger abgedeckt und dadurch ein Signal ausgelöst, das die Presse anhält.
• Zur Steigerung der Sicherheit ist es bekannt, derartige Strahlengitter aus mehreren Systemen zusammenzustellen, wobei die strahlen kammartig ineinandergreifen, sodass beim Ausfall eines Systems das andere allein weiterzrbeitet. Jedem System sind getrennte Verstärker und Relais zugeordnet, sodass eine gewisse Sicherheit gewährleistet ist.
• Bei allen bekannten Anordungen zur Steigerung der Sicherheit eines Lichtschrankengitters, den sogenanten Testschaltungen, müssen aber zusätzliche Bauelemente verwendet werden, sodass diese Massnahmen zwar zur Steigerung der Sicherheit, gleichzeitig aber auch zur Komplizierung der Anlage beitragen.
• Denn alle Testschaltungen müssen selbst wieder überwacht werden.
• Die erhUhte Sicherheit wird also teilweise wieder dadurch aufgehoben dass durch die grössere Anzahl der erforderlichen Bauelemente die Wahrscheinlichkeit für das Ausfallen eines dieser Elemente ansteigt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch bei gewährleisteter Sicherheit der Ausfall eines Bau-@eiles eine Totzeit für die Maschine und damit einen nicht unbedeutenden wirtschaftlichen Verlust verursacht.
• Die Erfindung hat es sich-zur Aufgabe gestellt, eine Schaltung für ein Lichtschrankengitter zu schaffen, das aufgrund des verwendeten Prinzips keine Test schaltung benötigt, d.h. das erfindungsgemässe Lichtschrankengitter ist so aufgebaut, dass beim Eingriff in den Gefahrenraum oder bei Ausfall irgendeines Bauteils ein Stop-Signal ausgelöst wird, ohne dass zur Erzielung dieser Sicherheit besondere Bauteile erforderlich wären, die nicht auch für die normale Funktion dese Lichtschrankengitters notwendig sind.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Strahlungsquellen aus einer Anzahl von in Reihe geschaltetenex Lumineszenzdioden bestehen, die von einer gemeinsamen Stromquelle gleichzeitig und periodisch impulsförmig angesteuert werden und dass die Ausgänge der photo elektrischen Empfänger iii einer UND-Schaltung verknüpft sind, die bei Ausbleiben eines oder mehrerer Impulse eine Signaländerung bewirkt.
• Die Erfindungsgemässe Schaltung tastet sich somit laufend selbsttätig, und zwar mit derselben Frequenz, mit der die Lumineszenzdioden betrieben werden. Dementsprechend findet bspw. bei einen Betrieb mit 1 KHz eine tausendfache Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Anlage pro sekunde statt. Bei den bekannten Testschaltungen wird die Testung bspw. nur nach jedem Pressenhub durchgeführt. Die erfindungsgemässe Schaltung ist demnach nicht nur einfacher im Aufbau, sondern auch sicherer im Betrieb als die bekannten Schaltungen.
• Zur Anpassung der Anlage an verschiedene Pressen und damit unterschiedliche Schutzhöhen können nach einer Weiterbildung der Erfindung eine bestimmte Anzahl von Sender-Empfänger Paaren zu einer Einhait mit gemeinsamer Stromversorgung für die Sender und einer gemeinsamen UND-Verknüpfung der Empfänger zusammengefasst werden. Eine solche Einheit umfasst bspw. 8 Sender-und Empfänger Paare, die jeweils einen Abstand yon 40 mm von einander aufweisen, die zugehörige Optik weist ebenfalls einen Durchmesser von etwa 40 mm auf. Eine Einheit ergibt dann eine Schutzhöhe von 320 n=n.
• Durch das Zusammenstellen mehrerer Einheiten lassen sich beliebige Schutzhöhen erreichen.
• Um die erforderliche Koinzidenz der Sendeimpulse zu gewährleisten, werden sämtliche Einheiten einer Anlage von einer gemeinsamen Stromquelle periodisch impulsförmig angesteuert. Die Signalverarbeitung nach den einzelnen Verstärkern wird dadgegen so vorgenommen, dass sämtliche Empfänger einer Einheit in einew gemeinsamen UND-giled verknüpft werden und die Verknüpfung der verschiedenen Einheiten in einem weiteren UND-Glied erfolgt, das seinerseits beim Ausbleiben eines Impulses von einem der vorgeschalteten UND-Glieder eine Signalzänderung bewirkt.
• Es ist auch möglich, zur weiteren Vereinfachung des Aufbaues 1 eines Lichtschutzgitters die Sender und die Empfänger der Anlage in bekannter Weise auf derselben Seite der zu überwachenden Flache anzuordnen. Die Trennung von Sende- und Empfangslicht strem kann dabei bspw. durch einen teildurchlässigen Spiegel erfolgen, der zwischen Sender und Empfänger angeordnet ist.
• Auf der anderen Seite der zu Überwachenden Fläche befindet sich eine Reihe von Rückstrahlern. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Verkabelung der Anlage nur auf einer Seite erforderlich ist.
• Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Fig. 1 - 4 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 schematisch den Schaltungsaufbau eines Lichtschutzgitters mit bspw. 5 Sendern und Empfängern, Fig. 2 eine Reihe von Impulsfolgen, wie sie an verschiedenen Stellen der Schaltung auftreten, Fig. s die Verknüpfung mehrerer Einheiten in einem gemeinsamen UND-Glied und Fig. 4 ein Beispiel für eine mögliche Anordnung eines Senders und Empfängers auf derselben Seite der zu überwachenden Fläche.
• In Fig, 1 ist mit 1 die Stromversorgung für die in Serie geschalteten Lumineszenzdiodem 21 bis 25 bezeichnet. Die Ansteuerung der Dioden erfolgt bspw. mit einer Frequenz von 1 KHz.
• Die Strahlung der Lumineszenzdioden wird durch die Linsen 31 bis 35 gebündelt und als annähernd paralleler Strahl über die zu schützende Fläche geleitet. Auf der anderen Seite dieser Fläche sind den den Empfang der Strahlung die Linsen 41 bis 45 angeordnet, die die Strahlung auf die Photoelektrischen Wandler@51 bis 55 fokussieren. Die von den Empfängern 51 bis 55 erzeugten Signale werden nach Verstärkung in den Verstärkern 61 bis 65 dem gemeinsamen UND-Glied 7 zugeführt, das in bekannter Weise nur. dann ein Impulssignal an seinem Ausgang abgibt, wenn an seinen sämtlichen Eingängen gleichzeitig ein Signal anliegt Ein Impulsdehner 8 dehnt das Ausgangs signal des UND-Gliedes 7 Über eine Zeitdauer # t, die etwas länger ist als bspw. 2 Impulsfolgen (vgl. Fig. 2 b).
• Mit 9 ist ein Ruhestromrelais bezeichnet, das solange angezogen bleibt, als ein Gleichstromsignal an seinem Eingang anliegt.
• Die am Ausgang des UND-Gliedes 7 auftretende Impulsfolge ist in Fig. 2 à dargestellt.- Fig. 2 b zeigt die. durch den Impulsdehner 8 hervorgerufene Dehnung der Impulse Über eine Zeitdauer # t, die bspw. etwas länger ist als der Abstand zweier Einzellimpulse.
• Bei eintritt eines Hindernis in des Lichtschutzgitter (vgl.Fig.2a) wird mindestens ein Strahlenbündel soweit abegedeckt, dass einer der Empfänger 51 bis 55 kein ausreichendes Signal abgibt.
• Demzufolge erscheint am Ausgang des UND-Gliedes 7 kein Signal, das Relais 9 fällt ab (vgl. Fig. 2 c) und die Presse wird gestoppt Mit 10 ist in Fig. 1 der Kontakt nur Auslösung der Presse bezeichnet.
• In Fig. 3 sind drei UND-Glieder 71 bis 73 dargestellt, an derec Eingänmgen die Ausgangssignale von drei Lichtschutzgitter-Einheiten verknüpft sind. Die Ausgänge dieser UND-Glieder 71 -73 weiden durch das UND-Glied 11 verknüpft, sodass beim ausbleiben eines der Signale von den raiedeir 71 bis 73 das Relais 9 abfällt.
• Am Ausgang 12 (Fig. 10 der Stromversorgung 1 können die Sender weiterer Einheiten über einen Impulsverstärker angeschlossen werden.
• Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit der Zusammenfassung von Sender und Empfänger auf derselben Seite der zu schützenden Fläche.
• Zu diesem Zweck ist in bekannter Weise auf der anderen Seite der Fläche ein Reflektor 13 angeordnet, der das vom Sender 2 ausgesandte und von der Linse 3 gebündelte Licht wieder in sich zurückwirft. Über den teildurchlässigen Spiegel 14 gelangt ein Teil der Strahlung auf den Empfänger 5.
• Die Übrigen Einzelheiten der Schaltung entsprechen der Anordnung gemäss den Fig. 1 bis 3.
• Statt des in den Fig, 1 und 3 dargestellten RelaiS 9 können natÜrlich auch Halbleiter in bekannter Weise als Schalter venvendet werden

Claims (3)

Patentansprüche.

1. Lichtschutzgitter mit einer auf der einen Seite der zu überwachenden Fläche angeordneten Reihe von Strahlungsquellen (Sendern) und einer auf der anderen Seite dieser Fläche angeordneten Reihe von photoelektrischen Empfängern, bzw. einer auf der einen Seite angeordneten Reihe von Sender-Empfänger Paaren, die durch einen teildurchlässigen Spiegel voneinander getrennt sind, und einem Reflektor auf der anderen Seite, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen aus einer Anzahl von in Reihe geschalteten Lumineszenzdioden (21-25) bestehen, die von einer gemeinsamen Stromquelle (1) gleichzeitig und periodisch angeimpulsförmig angesteuert werden, und dass die Ausgänge der photoelektrischen Empfänger (51-55) in einer UND-Schaltung (7) verknÜpft sind, die bei Ausbleiben eines oder mehrerer Im pulse eine Signaländerung bewirkt.

2. Lichtschutzgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Anzahl von Sender-Empfänger Paaren zu einer Einheit mit gemeinsamer UND-Verknüpfung (71-73) der Empfänger zusammengefasst sind und die verknüpfung der verschiedenen Einheiten in einem weiteren UND-Glied (11) erfolgt.

3. Lichtschutzgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des letzten UND-Gliedes ein Impulsdehner (8) vorgesehen ist, der die Einzelimpulse auf eine Zeitdauer dehnt, die länger ist als mindestens ein Impulsabstand.