DE20103828U1

DE20103828U1 - Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines Durchgangs

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Publication number: DE20103828U1
Application number: DE20103828U
Authority: DE
Original assignee: Fiessler Elektronik OHG
Current assignee: Fiessler Elektronik OHG
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2011-03-07

Description

G 19538 - rets 22.02.2001

Fiessler Elektronik OHG. 73734 Esslinqen Sicherheitseinrichtuna zur Überwachung eines Durchgangs

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zur überwachung eines Durchgangs, durch den sich Gegenstände in einer Richtung bewegen, mit einer den Durchgang sichernden Lichtschrankenanordnung, die bei einer Auslösung Sicherheitsmittel aktiviert.

Eine Absicherung von Gefahrenstellen durch ein Sicherheits-Lichtgitter, einen Sicherheits-Lichtvorhang oder eine oder mehrere Sicherheits-Lichtschranken ist bekannt. Ein unbefugtes oder ungewolltes Eindringen in den Gefahrenbereich durch eine Person oder ein Körperteil der Person wird erkannt und ein Sicherheitsalarm ausgelöst bzw. eine Sicherheitsabschaltung von Gefahrenquellen durchgeführt.

Ein Problem tritt dann auf, wenn Gegenstände aus dem Gefahrenbereich heraus durch den Durchgang bewegt bzw. transportiert werden. Diese würden dann jeweils den Sicherheitsalarm auslösen. Um dies zu verhindern, wird häufig vor dem Passieren eines solchen Gegenstandes die Lichtschrankenanordnung deaktiviert, was zu entsprechenden Sicherheitsmängeln führt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die auch beim gewollten Passieren der Lichtschrankenanordnung durch beispielsweise mittels einer Transporteinrichtung transportierten Gegenständen die Sicherung des Gefahrenbereichs weitgehend aufrecht erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Deaktivierung der den Durchgang sichernden ersten Lichtschrankenanordnung erfolgt automatisch nur so lange, bis der jeweilige Gegenstand diese Lichtschrankenanordnung passiert hat. Während des Passierens des Durchgangs durch den Gegenstand ist ein Eindringen ohnehin nicht möglich, da der Gegenstand den Durchgang versperrt. Durch die Zeitschalteinrichtung kann diejenige Zeit eingestellt werden, die der Gegenstand benötigt, um diese erste Lichtschrankenanordnung zu passieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Deaktivierung der ersten Lichtschrankenanordnung im übrigen von außerhalb des Gefahrenbereichs her nicht möglich ist, da die die Deaktivierung bewirkende Lichtschrankenanordnung in der Bewegungsrichtung der Gegenstände vor dem Durchgang angeordnet ist, also innerhalb des Gefahrenbereichs. Um sie zu erreichen, müsste ein Durchgriff durch die erste Lichtschrankenanordnung hindurch erfolgen, was zur Alarmauslösung führen würde. Eine solche Sicherheitseinrichtung kann sehr einfach und kostengünstig aufgebaut werden und arbeitet automatisch.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich.

Die Lichtschrankenanordnungen können als einfache oder mehrfache Einweg- oder Reflexionslichtschranken und/oder Lichtgitter und/oder Lichtvorhänge ausgebildet sein.

Eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung ergibt sich dadurch, dass der oder die mit der Zeitschalteinrichtung versehenen Lichtsensoren der zweiten Lichtschrankenanordnung als Signalverzögerungssensoren ausgebildet sind, so dass keine separate Zeitschalteinrichtung erforderlich ist.

Die Zeitschalteinrichtung weist vorzugsweise einstellbare Halte- oder Verzögerungszeiten auf, so dass eine Anpassung dieser Zeiten an die Bewegungsgeschwindigkeit der Gegenstände und den Abstand der beiden Lichtschrankenanordnungen in einfacher Weise möglich ist.

Die Sicherheitsmittel sind zweckmäßigerweise als optische und/oder akustische Anzeige- oder Alarmeinrichtungen ausgebildet.

Die Sicherheitsmittel können alternativ oder zusätzlich eine Abschaltvorrichtung für Gefahrenquellen besitzen, insbesondere für Handhabungseinrichtungen, Fördereinrichtungen und Bearbeitungseinrichtungen in einem durch den Durchgang zugänglichen :Gerfahreribersich.: \ .·*. .* .**. : : :

In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung sind die Sensoren und Lichtsender der Lichtschrankenanordnungen bei einer Reflexionslichtschranken-Ausführung an einer Halteleiste an einer Seite des Durchgangs und bei einer Einweg-Lichtschranken-Ausführung an zwei Halteleisten zu beiden Seiten des Durchgangs angeordnet, wobei die Sensoren und Lichtsender der zweiten Lichtschrankenanordnung unterhalb denen der ersten Lichtschrankenanordnung angeordnet sind und gegen die Richtung der sich bewegenden Gegenstände versetzt sind. Eine solche Ausführung gestattet eine besonders einfache und schnelle Montage der Sicherheitseinrichtung, wobei die Zuordnungen der beiden Lichtschrankenanordnungen zueinander automatisch vorgegeben sind.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Halteleiste schräg angeordnet, so dass die Versetzung der beiden Lichtschrankenanordnungen zueinander in der Bewegungsrichtung der Gegenstände durch die Schrägposition eingestellt oder festgelegt werden kann.

Auch die Steuerelektronik und/oder die Sicherheitsmittel können bevorzugt an der wenigstens einen Halteleiste angeordnet sein, so dass eine weitere Erleichterung der Montage durch eine solche integrierte Anordnung gewährleistet ist.

Zum Bewegen der Gegenstände erstreckt sich zweckmäßigerweise eine Transporteinrichtung durch den Durchgang hindurch.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen mit einer Sicherheitseinrichtung versehenen Durchgang eines Gefahrenbereichs, durch den eine Transporteinrichtung für aus dem Gefahrenbereich herauszuführende Gegenstände verläuft, in einer Draufsicht, wobei ein Gegenstand die Lichtschrankenanordnungen noch nicht erreicht hat,

Fig. 2 dieselbe Anordnung, bei der sich der Gegenstand im Bereich beider Lichtschrankenanordnungen befindet,

Fig. 3 dieselbe Anordnung, bei der sich der Gegenstand nur noch im Bereich der ersten Lichtschrankenanordnung befindet,

Fig. 4 eine Seitenansicht der an Halteleisten angeordneten Lichtschrankenanordnungen und

Fig. 5 ein prinzipielles elektrisches Schaltbild der Sicherheitseinrichtung.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist ein durch eine Wandung 10 oder dergleichen begrenzter Gefahrenbereich 11 einen Durchgang 12 auf, durch den eine Transportbahn 13 verläuft. Diese Transportbahn 13 dient zum Herausführen von Gegenständen 14, wie Paletten, Packungen, Montageteile, Werkstücke und dergleichen, aus dem Gefahrenbereich 11 heraus. Im Gefahrenbereich werden diese Gegenstände durch einen Roboter 15 positioniert, montiert und/oder bearbeitet. Anstelle eines Roboters 15 können auch mehrere solcher Roboter oder andere Handhabungseinrichtungen bzw. Bearbeitungseinrichtungen vor-

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gesehen sein, die eine Gefährdung im Gefahrenbereich 11 hervorrufen.

Der Durchgang 12 ist durch eine erste Lichtschrankenanordnung 16 gesichert. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine oder mehrere Einweg-Lichtschranken, die in üblicher Weise einen Lichtsender auf der einen Seite des Durchgangs und einen Lichtempfänger auf der anderen Seite des Durchgangs 12 besitzen. Werden der oder die Lichtstrahlen unterbrochen, so wird ein Schaltvorgang ausgeführt, der zum Einschalten bzw. zur Auslösung von Sicherheitsmitteln dient. Diese Sicherheitsmittel können als optische (17) und/oder akustische Anzeigevorrichtungen 18 ausgebildet sein, die als Alarmeinrichtungen dienen können. Die Sicherheitsmittel können auch zusätzlich oder alternativ eine Abschaltvorrichtung aufweisen, durch die die Gefahrenquellen, also im Ausführungsbeispiel der Roboter 15, abgeschaltet werden. Weiterhin kann auch beispielsweise die Transportbahn 13 abgeschaltet werden.

In der durch einen Pfeil gekennzeichneten Bewegungsrichtung der Gegenstände 14 aus dem Gefahrenbereich 11 heraus ist vor der ersten Lichtschrankenanordnung 16 eine zweite Lichtschrankenanordnung 19 angeordnet. Diese besteht im Ausführungsbeispiel aus zwei in der Bewegungsrichtung zueinander versetzten Einweg-Lichtschranken 20, 21. Diese zweite Lichtschrankenanordnung 19 dient dazu, die erste Lichtschrankenanordnung 16 derart zu deaktivieren, dass ein mittels der Transportbahn 13 transportierter Gegenstand 14 den Gefahrenbereich IjL 'Vieirlass^ «k^nn·, Johtie !dass· Hie erk£e Licht-

Schrankenanordnung 16 anspricht. Dies geschieht dadurch, dass bei Unterbrechung beider Lichtschranken 20, 21 der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 die erste Lichtschrankenanordnung 16 deaktiviert wird, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 5 noch näher erläutert wird. Hat der Gegenstand 14 beide Lichtschranken 20, 21 passiert, so würde eigentlich die erste Lichtschrankenanordnung 16 wieder aktiviert werden. Dies wird jedoch durch eine Zeitschalteinrichtung 22 verhindert, die so eingestellt wird, dass die erste Lichtschrankenanordnung 16 nach dem Passieren der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 durch den Gegenstand 14 noch so lange deaktiviert bleibt, bis der Gegenstand 14 auch die erste Lichtschrankenanordnung 16 passiert hat. Diese Verzögerungszeit kann variabel eingestellt werden und hängt nicht zuletzt von der Transportgeschwindigkeit, der Größe der Gegenstände 14 und dem Abstand der beiden Lichtschrankenanordnungen 16, 19 voneinander ab.

Während die erste Lichtschrankenanordnung 16 deaktiviert ist, passiert der Gegenstand 14 den Durchgang 12 und versperrt ihn dadurch, so dass auch während der Deaktivierungszeit ein Eindringen in den Gefahrenbereich 11 durch Unbefugte nicht möglich wäre. Auch eine unerlaubte Deaktivierung der ersten Lichtschrankenanordnung 16 durch Unterbrechung der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 ist nicht möglich, da diese von außerhalb des Gefahrenbereichs 11 aus gesehen hinter der ersten Lichtschrankenanordnung 16 angeordnet ist.

Zunächst soll nun die Wirkungsweise der beschriebenen Sicherheitseinrichtung unter Zuhilfenahme des in Fig. 5 dargestellten £cjb;a-ltbij-d-s «eitläiitjer-l; verderi:\Libhrtejtipfanger 23, 24

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der ersten Lichtschrankenanordnung 16 sind über ein UND-Glied 25 miteinander verknüpft, dessen Ausgangssignal einer Steuerelektronik 2 6 zugeführt ist. Empfängt einer der Lichtempfänger 23, 24 kein Lichtsignal mehr, so ändert sich das Ausgangssignal am UND-Glied 25, und die Steuerelektronik löst die optische Anzeigevorrichtung 17 und/oder die akustische Anzeigevorrichtung 18 aus, die eine Alarmeinrichtung darstellen. Lichtempfänger 27, 28 der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 sind über ein ODER-Glied 29 miteinander verknüpft, dessen Ausgang über die Zeitschalteinrichtung 22 mit einem Deaktivierungseingang 30 der Steuerelektronik 2 6 verbunden ist. Empfangen beide Lichtempfänger 27, 28 infolge des Passierens des Gegenstandes 14 kein Lichtsignal mehr, so bewirkt das dann erzeugte Null-Signal eine Deaktivierung der Steuerelektronik 26. Hierdurch können die Anzeigevorrichtungen 17, 18 nicht mehr deaktiviert werden. Nach dem Passieren der ersten Lichtschranke 2 0 der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 empfängt der Lichtempfänger 27 wieder Licht und erzeugt dadurch ein 1-Signal am Ausgang des ODER-Glieds 29. Dieses wird durch die Zeitschalteinrichtung 22 jedoch für eine vorgebbare Zeit verzögert, so dass während dieser Zeit die Deaktivierung der Steuerelektronik 2 6 aufrecht erhalten bleibt.

In einer einfacheren Ausführung könnten die beiden Lichtschrankenanordnungen 16, 19 auch nur jeweils eine Lichtschranke aufweisen. Bei jeweils zwei Lichtschranken ist jedoch eine einfachere Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion der Lichtschranken selbst möglich. Vor allem bei der zweiten LichifeechraVac^n^or^^g**¹? virq dyiscn: zwei Licht-

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schranken ein höherer Sicherheitsstand erreicht, dass beispielsweise eine Überprüfung dahingehend stattfinden kann, ob die beiden Lichtschranken in der richtigen Reihenfolge durch den Gegenstand aktiviert und dann wieder deaktiviert werden.

Anstelle von Lichtschranken können auch Lichtvorhänge oder Lichtgitter treten. Weiterhin können die Lichtempfanger 27, 28 als Abfallverzögerungssensoren ausgebildet sein, in denen die Zeitschalteinrichtung 2 2 bereits integriert ist, so dass eine separate Zeitschalteinrichtung 22 nicht mehr erforderlich ist.

Die Steuerelektronik 26 kann in nicht dargestellter Weise auch noch eine Abschaltvorrichtung zum Abschalten des Roboters 15 und/oder der Transportbahn 13 oder weiterer Gefahrenquellen aufweisen.

In Fig. 1 ist ein Gegenstand 14 in einer Bewegungsposition vor Erreichen der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 dargestellt, das heißt, die erste Lichtschrankenanordnung 16 ist noch aktiviert. In der in Fig. 2 dargestellten Bewegungsposition unterbricht der Gegenstand 14 bereits beide Lichtschrankenanordnungen 16, 19, das heißt, durch Unterbrechung der zweiten Lichtschrankenanordnung 19 ist die erste Lichtschrankenanordnung 16 deaktiviert. In der in Fig. 3 dargestellten Bewegungsposition hat der Gegenstand 14 bereits die zweite Lichtschrankenanordnung 19 passiert, unterbricht jedoch noch die erste Lichtschrankenanordnung 16. Infolge der Zeitschalteinrichtung 22 ist die erste Lichtschrankenanordnung* lj5:*nedc)c^ 3u"jdiesfein*!zeTtpuTikt noch'fleaktiviert, so

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dass der Gegenstand 14 den Gefahrenbereich 11 verlassen kann, ohne dass die erste Lichtschrankenanordnung 16 einen Alarm auslöst.

In Fig. 4 ist eine konstruktive Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung dargestellt. An zwei schräggestellten Halteleisten 31 zu beiden Seiten des Durchgangs 12 sind die Lichtsender und -empfänger der beiden Lichtschrankenanordnungen 16, 19 angeordnet, und zwar derart, dass am unteren, in den Gefahrenbereich 11 hineinreichenden Bereich der Halteleisten 31 die zweite Lichtschrankenanordnung 19 und am oberen Bereich die erste Lichtschrankenanordnung 16 angebracht ist. Dadurch befindet sich die erste Lichtschrankenanordnung 16 in der Position des Durchgangs 12, jedoch in jedem Falle in der Bewegungsrichtung hinter der zweiten Lichtschrankenanordnung 19. Bei dieser integrierten Ausführung können beispielsweise auch noch die Steuerelektronik 2 6 und die weiteren elektronischen Komponenten sowie auch die Anzeigevorrichtungen 17, 18 an diesen Halteleisten 31 angeordnet sein, was zu einer einfachen und schnellen Montage der Sicherheitseinrichtung insgesamt führt.

Anstelle von Einweg-Lichtschranken können auch Reflexionslichtschranken treten. In diesem Falle wird nur eine einzige Halteleiste 31 an einer Seite des Durchgangs 12 benötigt. Falls keine Halteleiste vorgesehen ist, können die kombinierten Lichtsender/-empfänger ebenfalls an einer Seite des Durchgangs 12 oder unterhalb oder oberhalb des Durchgangs angeordnet sein.

Claims

1. Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines Durchgangs (12), durch den sich Gegenstände (14) in einer Richtung bewegen, mit einer den Durchgang (12) sichernden ersten Lichtschrankenanordnung (16), die bei einer Auslösung Sicherheitsmittel (17, 18) aktiviert, mit einer in der Bewegungsrichtung der Gegenstände (14) vor dem Durchgang (12) angeordneten zweiten Lichtschrankenanordnung (19), die bei einer Auslösung die erste Lichtschrankenanordnung (16) und/oder die Sicherheitsmittel (17, 18) deaktiviert, und mit einer diese Deaktivierung nach dem Passieren der zweiten Lichtschrankenanordnung (19) durch einen Gegenstand (14) für eine vorgebbare Zeit aufrecht erhaltenden Zeitschalteinrichtung (22).

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenanordnungen (16, 19) als einfache oder mehrfache Einweg- oder Reflexionslichtschranken und/oder Lichtgitter und/oder Lichtvorhänge ausgebildet sind.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die mit der Zeitschalteinrichtung (22) versehenen Lichtsensoren (27, 28) der zweiten Lichtschrankenanordnung (19) als Signalverzögerungssensoren ausgebildet sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschalteinrichtung (22) einstellbare Halte- oder Verzögerungszeiten aufweist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmittel (17, 18) als optische und/oder akustische Anzeige- oder Alarmeinrichtungen ausgebildet sind.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmittel eine Abschaltvorrichtung für Gefahrenquellen besitzen, insbesondere für Handhabungseinrichtungen, Fördereinrichtungen und Bearbeitungseinrichtungen in einem durch den Durchgang (12) zugänglichen Gefahrenbereich (11).

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsensoren und Lichtsender der Lichtschrankenanordnungen (16, 19) bei einer Reflexionslichtschranken-Ausführung an einer Halteleiste (31) an einer Seite des Durchgangs und bei einer Einweg-Lichtschranken-Ausführung an zwei Halteleisten zu beiden Seiten des Durchgangs angeordnet sind, wobei die Lichtsensoren und Lichtsender der zweiten Lichtschrankenanordnung (19) unterhalb denen der ersten Lichtschrankenanordnung (16) angeordnet sind und gegen die Richtung der sich bewegenden Gegenstände (14) versetzt sind.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Halteleiste (31) schräg angeordnet ist.

9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (26) und/oder die Sicherheitsmittel (17, 18) an der wenigstens einen Halteleiste (31) angeordnet sind.

10. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Transporteinrichtung (13) zum Bewegen der Gegenstände (14) durch den Durchgang (12) hindurch erstreckt.