DE1801570C - Schutzeinrichtung für Pressen und Stanzen mit einer Lichtschranke - Google Patents

Description

Die [Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für Pressen und Stanzen mit einer Lichtschranke, deren Lichtstrahlen eine Fläche ausleuchten, die Teil einer beim nicht gewünschten Zugriff in den Bereich des Pressen- oder Stanzenstoßeis den Antrieb stillsetzenden Schutzschaltung ist.

Derartige, im allgemeinen nur kurz als Lichtschranken bezeichnete Schutzeinrichtungen verhindern bei Pressen und Stanzen das Auslösen, also das Niedergehen des Pressenstößels, solange die Bedienungsperson sich mit ihren Händen oder ihrem Körper innerhalb eines bestimmten Sicherheitsbereiches unterhalb des Pressenstößels oder vor diesem befindet.

Dj der Sicherheitsbereich bei einer Presse oder Stanze verhältnismäßig groß ist, sind lange Wegstrecken des Lk.r\tcs erforderlich, die durch Spiegel und Linsen unterbrochen sind, weiche den Strahlengang knicken und das vorhergehende Element jeweils in das folgende abbilden, um so die Streuung des ursprünglichen Lichtbündels nicht zu vergrößern und die Lichtverluste klein zu halten. Darüber hinaus ist: für die meisten SchutzzwecVe bei Pressen und Stanzen an Stelle eines Lichtstrahlcrs, der naturgemäß nur den von ihm eingenommenen Raum für Schutz- bzw. Steuerungszwecke nutzbar machen kann, eine sogenannte Lichtfläche erforderlich. Die zu beleuchtenden Lichtempfänger bilden daher Spalte «der Streifen, die über ihre ganze Längenausdehnung zu beleuchten sind. Hier ergeben sich große Schwierigkeiten, da bereits eine verhältnismäßig schmale, z. B. durch einen Finger hervorgerufene Unterbrechung der Lich'.fläche ein Schaltsignal auslösen muß, auch wenn die Wegstrecken der einzelnen Lichtstrahlen verhältnismäßig groß sind und sich St)IiIiI viel Streulicht ergibt.

Es ist daher versucht worden, mit Hilfe einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, mit Linsen versehenen Lichtquellen bzw. mit Hilfe von angeleuchteten umlaufenden Spiegelrändern, die den Lichtstrahl in einer Ebene fortlaufend ablenken, einen flächenhaften Raum auszuleuchten. Da durch diese Mittel kein exaki parallelstrahliges Licht erzeugbar ist, sprechen derartige Schutzeinrichtungen nur auf verhältnismäßig große Unterbrechungen des Lichtvorhanges an.

Elin weiterer Nachteil besteht in dem Erfordernis der genauen gegenseitigen Justierung der Lichtquelle oder -quellen, der Spiegel und Linsen und der genauen Ausrichtung dieser Elemente in bezug auf die zugeordneten Lichtempfänger. Abgesehen davon, daß dies sehr aufwendig und infolge des rauhen Betriebs r. B. in Stanzereien unzuverlässig ist. können solche Schutzeinrichtungen nicht ohne weiteres, also bcitpiclsweisc durch den Einrichter, wechselnden Aufgaben solcher Pressen und Stanzen angepaßt werden. Insbesondere bei Großpressen wechseln sehr häufig die Preßwerkzeuge, und damit ändert sich die Größe der Sichcrheitsbcreiche. Diesem Wechsel können die bisherigen Einrichtungen zur Erzeugung von solchen Lichtschranken nicht angepaßt werden, da das Er* fordernis, das vorausgehende Element jeweils in das folgende möglichst scharf abzubilden, nicht einhaltbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für Pressen und Stanzen zu schaffen, die einfach und robust in ihrem Aufhau und zu· n.-läsit» in ihrer Arbeitsweise ist, mit der ein annähernd parallelstrahliges Licht, also ein annähernd vollständig ausgeleuchteter Lichtvorhang erzeugbar ist, so daß bereits bei Unterbrechung weniger Lichtstrahlen Schalt.signale auslösbar sind, und die einfach und schnell in ihrem Sicherheitsbereich veränderbar, also an Preßwerkzeuge unterschiedlicher Raumaiisdehnung leicht anpaßbar ist.

Ausgehend von einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art und den bekannten Lichtleit-

fasern, bei denen die Lichtleitung innerhalb einer Elementarfaser durch cotale Reflektion erfolgt und c"^:.e in der Technik auch als Querschnittswandler Verwendung finden, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die die Lichifläche erzeugenden Lichtstrahlen durch an sich bekannte, in ihrem Lichtaustrittsende gegenüber der Lichtetntrittsöfrnunfr querschn'ittsverformte Lichtleitfaserbündel geführt sind, deren Austrittsenden mit stapelfähigen, die Austrittspupillen der Lichtleitfaserbündel annähernd in die Ebene von

ao Lichtempfängern abbildenden, aus Plan-Konvexlinsen bestehenden Richtgläsern verbunden sind, die in ihrer Objektbrennebene eine Blende aufweisen.

Hierbei bestehen die Riehtgläser aus Lichtleitstäben mit einer stirnaeitigen Kugelfläche und einer in der Objektbrennebenc durch eine Einschnürung gebildeten Blende.

Mit Hilfe dieser einfachen Mittel wird mittels Lichtleitfaserbündeln ein im Querschnitt etwa kreisflächenförmiges Lichtbündel des von einer Licht-

quelle ausgesandten Lichts in eine spalt- oder streifenförmige Querschnittsform überführt, und die durch Total reflektion weitergeleitetcn Lichtstrahlen werden über die Richtgläser annähernd parallel gerichtet ausgestrahlt, so daß ein geschlossener Lichtvorhang cntsteht, ohne daß eine Vielzahl von Lichtquellen, umlaufende Spiegelräder oder ähnliche Anordnungen vorgesehen werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß infolge der annähernd parallel austretenden Lichtstrahlen die Lichtempfänger nicht an einen bestimmten Abstand in bezug auf die Austrittsöffnungen der Richtgläser gebunden sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung schließen sich die Kugelflächen der Richtgläser jeweils an eine unter einem Winkel von 45 ' angcordnctc, total reflektierende Fläche an. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, den Strahlengang um 90° abzulenken.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die Richtgläser aus glasklaren Kunststoffstäbcn quadratischen Querschnitts mit aufgenmhter Oberfläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Richtgläser zur Erzeugung einer aus einer Vielzahl einzelner Lichtstrahlen gebildeten Lichtflächc ncbencinandcrliegcnd zu Gruppen zusammengefaßt, von denen mehrere jeweils mit ihren zugeordneten Lichtquellen und LichtleitfaserbUndetn sowie den im Strahlengang der Richtgläser liegenden Lichtempfängergruppen derart über Halteglieder mit einander verbunden sind, daß ein im Querschnitt etwa U-förmiger Lichlvorhang entsteht, dessen Schenkel* länge veränderbar ist.

Insbesondere bilden die zur Erzeugung eines Licht* Vorhanges dienenden Richtgläser und Lichtleitfaser bündel zusammen mit der zugehörigen Lichtquelle eine Baueinheit, die gegenüber ortsfest angeordneten Lichtempfängern verschiebbar gelagert ist.

Die llalteglicdcr bestehen vorzugsweise aus Sch ie-

ικ·ιι, die an ihren Enden ineinander verschiebbare, in !hai jeweils eingenommenen Stellung arrelierbare Trawrsen uder Rohre aufweisen, die mit dem Rahmen oder ahnlichen Teilen der jeweils durch den Lichtvorhang zu schützenden Maschine verbindbar sind.

Oer Erfindung ist an Hand zweier Ausführungsbei-jwcU' im einzelnen beschrieben. Es zeigt

i i u. 1 eine Seitenansicht eines Richtglases für eine Schubeinrichtung gemäß der Erfindung,

I i μ. 2 eine zweite Ausführungsform eines Riehtgla LS für eine Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung,

i i L-. 3 eine Vielzahl von Richtgläsern gemäß Piu I zur Erzeugung eines Lichtvorhanges für eine Sciiiii/einrichtung,

I ; g. 4 einen Querschnitt durch ein Gehäuse für Richtgläser gemäß F i g. 3,

i 1 g. 5 einen Querschnitt durch ein Gehäuse zur Aufnahme von Richtgläsern und Lichtempfängern,

!· i g. 6 einen Querschnitt durch eint, weitere Ausfli' 'iingsform eines Gehäuses zur -Aufnahme von ao R, iitgläsern und Lichtempfängern,

; ig. 7 ein Wirkungsschema zur Erzeugung eines U-i.irmigen Lichtvorhanges mit Hilfe von Richtglasanordnungen gemäß F i g. 3,

Fi g. 8 ein zweites Wirkungsschema zur Erzeugung eines U-fömiigen Lichtvorhanges und

iig. 9 eine an einer Presse herkömmlicher Bauar: angebrachte Schutzeinrichtung mit Richtgla:an-(irti;Hingen gemäß F ig. 3 bis 5.

Zur Erzeugung eines im vorliegenden Ausführiingsbeispiel als Schutzeinrichtung für eine große presse dienenden großflächigen Lichtvoihanges aus möglichst parallelstrahligem Licht, bei dessen geringfügiger Unterbrechung der Pressenstößel nicht auslösbar ist bzw. in seine Ausgangslage zurückgeführt v, Td. dienen stabförmige Richtgläser 10, von denen eines in F i g. 1 dargestellt ist. Diese Richtgläser, deren Länge 1 groß ist in bezug auf ihre Breite α, sind vorzugsweise quadratische oder rechteckige Stabe aus glasklarem Kunststoff, deren Stirnflächen 11 eben und deren Stirnflächen 12 konvex geschliffen oind. Etwa in der Brenneoune der eine Sammellinse bildenden Stirnfläche 12 ist eine als Blende wirkende Einschnürung <4 vorgesehen.

Entsprechend der Höhe des zu erzeugenden Licht-Vorhanges ist eine Vielzahl solcher Richtgläser 10 ricbencinandcrliegend innerhalb eines Gehäuses 15 (F i g. 3) angeordnet, die dort von einer Platte 16 und mittels Schrauben 17 ur.d 18 zusammengehalten werden. Den ebenen Stirnflächen 11 sind entsprechetid geformte Anschlußstückc 20 zugeordnet, deren jc'lcs in seinem Zentrum mit mindestens einer Lichtleitfaser- -- im Hinblick auf die handelsüblichen Lichtleitfasern jedoch mit einem Lichtleitfaserbündel 21 -- verbunden ist Diese Faserbündel eines jeden Richtglases sind zu einem Lichlleitfaserstrang 22 zusammengeführt, dessen Stirnseite 23 von einer ebenfalls im Gehäuse 15 befestigten Stroboskoplampe 24 beleuchtet ist.

Hei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei zueinander senkrecht stehende Richtglas-Gruppen I und W vorgesehen, deren Lichtleitfaserbündel 21 zu einem einzigen Strang 22 zusammengefaßt und von einer einzigen Stroboskoplampe 24 beleuchtet sind. Das Gehäuse 15 weist an seinen Stirnseiten 26 und 28 schlitzförmige öffnungen 27 und 29 auf, die vofc j^ einer lichtdurchlässigen Leiste 30 ausgefüllt sind.

Dem Gehäuse 15 ist ein weiteres, ähnlich aufgebautes Gehäuse 32 (Fig. 5) zugeordnet, das an Steileder Richtglas-Gruppe II eine Reihe von zu einem Streifen zusammengefügten Lichtempfängern 33 trägt.

Die elektrische bzw. elektronische Verschaltung dieser Lichtempfänger zu einer Schaltlogik ist hier nicht dargestellt.

Die Gehäuse 15 und 32 bilden die Längskanten eines in der Draufsicht rechtwinkligen, beispielsweise aus Schienen bestehenden Rahmens 35, der von vier jeweils gegenüberliegenden, ineinander verschiebbaren Traversen oder Teleskoprohren 37 getragen ist, die ihrerseits am Rahmen oder an den Säulen 38 einer Presse oder Stanze 40 (vgl. F i g. 9) lösbar befestigt sind.

Die Traversen oder Telerkoprohre sind in jeder der von ihnen eingenommene: Stellungen arretierbar durch hier nicht näher dargestellte Klemmittel.

Auf den den Richtgläsern 10 zugewandten Seiten der Säulen 38 sind weitere, in einem Gehäuse streifenförmig angeordnete Lichtempfänger 34 angebracht.

Sind die Gehäuse 15 und 32 in der im Wirkungsschema gemäß F i g. 7 dargestellten Weise im Rahmen 35 angeordnet und die Stroboskoplampen 24 eingeschaltet, so bilden die von den Richtgläsern 10 in Richtung der Lichtempfänger 33 und 34 ausgesendeten Lichtstrahlen jeweils für sich annähernd geschlossene Lichtvorhänge 41, 42 und 43. Hierdurch entsteht ein im Querschnitt etwa U-förmiger Lichtvorha.ig, bei dessen Durchgreifen, z. B. mit einer Hand des Bedieners, eine oder mehrere Zellen der Lichtempfänger stromlos werden, wodurch der Antrieb der Stanze 40 unterbrochen wird.

Da, wie F i g. 9 zeigt, der Rahmen 33 und damit die am Rahmen befestigten Gehäuse 15 und 32 verschiebbar gelagert sind, kann der durch den Abstand S (F i g. 7) bezeichnete Sicherheitsbereich verändert und mithin der Größe des jeweils verwendeten, in den Figuren nicht dargestellten Stanz- oder Preßwerkzeuges angepaßt werden.

Eine Veränderung des Abstandes S ist auf Grund der Ausbildung der Richtgläser 10 möglich, die eine annähernd parallel gerichtete Ausstrahlung der die Lichtleitfasern passierenden Lichtstrahlen der jeweiligen Lichtquelle 24 gewährleistet und somit Streulicht verhindert.

In F i g. 2 ist eine andere, mit 50 bezeichnete Ausiührungsform eines Richtglases dargestellt. Sie weist ebenfalls eine ebene Stirnfläche 11, eine als Sammellinse wirkende gewölbte Fläche 12 und eine als Blende wirkende Einschnürung 14 auf. Durch eine total reflektierende Fläche 51 an der einen Stirnseite ist jedoch der Strahlengang um 90° geknickt. Die Gehäuse 52 (Fig. 6) für die Halterung dieser Richtgläser können daher raumsparender ausgebildet werden.

Ein anderes Wirkungsschema zeigt Fig. 8. Die am Rahmen 35 befestigten Gehäuse 55 und 56 weisen hier lediglich Richtgläser mit jeweils einer die Strahlen um 90° ablenkenden, total reflektierenden Fläche auf, so daß sich ein durchgehender Strahlengang von der Lichtquelle 24 über die Richtgläser 10 und die nicht näher dargestellten Richtgläser in den Gehäusen 55 und 56 zu den Lichtempfängern 34 an der Presse 40 ergibt.

Mit der vorstehend beschriebenen Schutzeinrichtung lassen sich, wie F i g. 9 zeigt, auch verhältnis-

mäßig große Pressen oder Stanzen auf einfache Weise ausstatten, um das zeichnerisch angedeutete Bedienungspersonal ohne Behindrung bei der Arbeit gegen Unfälle zu schützen. Auch lassen sich derartige Pressen, wenn sie beidseitig bedient werden, zu beiden Seiten mit derartigen Schutzeinrichtungen verschen, wie dies in Fig. ¹J in strichpunktierter Darstellung angedeutet ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung für Pressen und Stanzen mit einer Lichtschranke, deren Lichtstrahlen eine Hache ausleuchten, die Teil einer beim nicht gewünschten Zugriff in den Bereich des Pressenoder Stanzenstößels den Antrieb stillsetzenden Schutzschaltung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lichtfläche erzeugenden Lichtstrahlen durch an sich bekannte, in ihrem ao Lichtaustrittsende gegenüber der Lichtcinlrittsöffnung querschnittsverformte Lichtleitfaserbündel (21, 22) geführt sind, deren Auslrittsenden mit stapeiförmigen, die Austrittspupillen der Lichtleitfaserbündel (21) annähernd in die Ebene von Lichtempfängern (33, 34) abbildenden, aus Plan-Konvexlinsen bestehenden Richtgläsern (10, 50) verbunden sind, die in ihrer Objektbrennebene eine Blende aufweisen.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtgläser (10, 50) aus Lichtlcitstäben mit einer stirnseitigen Kugelfläche (12) und einer in der Objektbrennebene durch eine Einschnürung (14) gebildeten Blende bestehen.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelflächen (12) der Richtgläser (10, 50) sich jeweils an eine unter einem Winkel von 45^C angeordnete, total reflektierende Mäche (51) anschließen.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtgläser (10, 50) aus glasklaren Kunststoffstäben quadratischen Querschnitts mit aufgerauhter Oberfläche bestehen.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtgläser (10, 50) zur Erzeugung einer aus einer Vielzahl einzelner Lichtstrahlen gebildeten Lichtfläche ncbencinanderliegend zu Gruppen (I, II) zusammengefaßt sind, von denen mehrere jeweils mit ihren zugeordneten Lichtquellen (24) und Lichtleitfascrbündeln (21, 22) sowie den im Strahlengang der Richtgläser liegenden Lichtempfängergruppen (33) derart über Hallcgliedcr (35, 37) miteinander verbunden sind, daß ein im Querschnitt etwa U-förmiger Lichtvorhang (41, 42, 43) entsteht, dessen Schenkellänge (S) veränderbar ist.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung eines Lichtvorhanges dienenden Richtgläser (10, 50) und Lichtleitfaserbündel (21, 22) zusammen mit der zugehörigen Lichtquelle (24) eine Baueinheit (15, 32) bilden, die gegenüber ortsfest angeordneten Lichtempfängern (34) verschiebbar gelagert ist.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder aus Schienen bestehen, die an ihren Enden ineinander verschiebbare, in ihrer jeweils eingenommenen Stellung arretierbare Traversen oder Rohre (37) aufweisen, die mit dem Rahmen (38) oder ähnlichen Teilen der jeweils durch den Lichtvorhang (41, 42, 43) zu schützenden Maschine (40) verbindbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen