DE202017105582U1

DE202017105582U1 - Maschinensicherheitsscheibe für ein Sichtfenster eines Arbeitsraums

Info

Publication number: DE202017105582U1
Application number: DE202017105582.5U
Authority: DE
Original assignee: Hema Maschinen und Apparateschutz GmbH
Current assignee: Hema Maschinen und Apparateschutz GmbH
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2018-12-17
Anticipated expiration: 2027-09-15

Abstract

Maschinensicherheitsscheibe (1) für ein Sichtfenster eines Arbeitsraums (2) einer Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine, aufweisend eine dem Arbeitsraum (2) zugewandte Innenscheibe (20) und eine einem Außenraum (3) zugewandte Außenscheibe (30), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenscheibe (30) und der Innenscheibe (20) eine Sensorschicht (40) zum Empfang von Benutzereingaben angeordnet ist und die Sensorschicht (40) mit der Außenscheibe (30) in Kontakt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschinensicherheitsscheibe für ein Sichtfenster eines Arbeitsraums einer Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Arbeitsvorgänge von Werkzeugmaschinen bzw. Abläufe von Produktionsmaschinen müssen oftmals durch den Benutzer kontrolliert und überwacht werden. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn solche Maschinen halb- oder vollautomatisiert arbeiten. Allerdings werden Werkzeugmaschinen, bei denen während des Betriebs Elemente im Arbeitsraum beschleunigt werden können, mit entsprechenden Einhausungen versehen um den Benutzer und die Umgebung vor umherfliegenden Elementen zu schützen. Einhausungen werden auch für Produktionsmaschinen vorgesehen, wenn beispielsweise Arbeitsräume vor dem Eingriff von Bedienern zur Vermeidung von Verletzungen abgeschirmt werden müssen. Als Produktionsmaschinen können Maschinen im weiteren Sinne verstanden werden, also Maschinen die in einem Produktionsprozess eingesetzt werden.
Bei dem Betrieb von solchen Maschinen ist es notwendig, dass der Benutzer den Betrieb der beobachten kann. Dafür ist vorgesehen, dass für die Arbeitsräume dieser Maschinen Sichtfenster in den Einhausungen angeordnet sind, durch die der Benutzer von außen in den Arbeitsraum hineinsehen kann. Als Beispiel für solche an sich bekannten Sichtfenster dient die DE 10 2012 071 898 A1 , wobei gemäß dieser Schrift vorgesehen ist, dass in dem Sichtfenster zusätzlich eine Beleuchtung des Arbeitsraums einer Werkzeugmaschine angeordnet ist.
Gleichzeitig sind an modernen Werkzeugmaschinen oder Produktionsmaschinen ebenfalls Bedienelemente, Anzeigeelemente und/oder auch Bildschirme vorgesehen, mittels derer die Maschine kontrolliert, überwacht und gesteuert werden kann. Diese Bedienelemente und Anzeigeelemente sind allerdings von den Sichtfenstern räumlich getrennt angeordnet. Problematisch ist hierbei, dass der Benutzer nicht gleichzeitig die Bedienelemente und Anzeigeelemente, sowie das Sichtfenster kontrollieren kann. Die Aufmerksamkeit des Benutzers ist entweder auf das Bedienelement, das Anzeigeelement, ein kombiniertes Bedien- und Anzeigeelement, oder das Sichtfenster gerichtet.
Insbesondere bei zeitkritischen Abläufen in einer Werkzeugmaschine oder einer Produktionsmaschine und spontan auftretenden Problemen kann die Ablenkung des Benutzers zu einem Fehlverhalten der Maschine führen, oder dazu, dass der Benutzer nicht schnell genug auf die Situation reagiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschinensicherheitsscheibe für ein Sichtfenster einer Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine dahingehend zu verbessern, dass die oben genannten Probleme bei dem Betrieb der Maschine nicht mehr auftreten können.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.
Bei einer Maschinensicherheitsscheibe für ein Sichtfenster eines Arbeitsraums einer Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine, aufweisend eine dem Arbeitsraum zugewandte Innenscheibe und eine einem Außenraum zugewandte Außenscheibe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe eine Sensorschicht zum Empfang von Benutzereingaben angeordnet ist und die Sensorschicht mit der Außenscheibe in Kontakt ist.
Mittels einer Sensorschicht lassen sich die Benutzereingaben direkt über die Maschinensicherheitsscheibe vornehmen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Benutzer während der Betätigung von Benutzereingaben seine Aufmerksamkeit weiter auf die Maschinensicherheitsscheibe richten kann. Somit unterliegt der Arbeitsraum bzw. der Arbeitsraum der Werkzeug- oder Produktionsmaschine weiterhin der Kontrolle des Benutzers. Durch den Kontakt der Außenscheibe mit der Sensorschicht ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Benutzereingaben zuverlässig durch die Sensorschicht erfasst werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Sensorschicht eine transparente, kapazitive Folie ist. Durch das Vorsehen einer transparenten Folie als Sensorschicht wird die Durchsicht des Benutzers durch die Maschinensicherheitsscheibe nicht beeinträchtigt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Maschinensicherheitsscheibe aus Platz- oder Stabilitätsgründen verhältnismäßig klein ausgestaltet ist. Durch das Vorsehen einer Sensorschicht, die als kapazitive Folie ausgestaltet ist, ergibt sich der weitere Vorteil, dass kein direkter Kontakt zwischen der Sensorschicht und dem Benutzer bzw. zwischen der Sensorschicht und einem für eine kapazitive Eingabe geeigneten Eingabewerkzeug des Benutzers vorgesehen sein muss. So kann beispielsweise die Sensorschicht an einer dem Arbeitsraum zugewandten Seite der Außenscheibe angeordnet sein, sodass die Außenscheibe einen Schutz für die Sensorschicht vor Abnutzung oder Verschmutzung darstellt.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorschicht Benutzereingaben aus dem Außenraum in mindestens einem Bedienbereich der Außenscheibe erfasst. Dadurch, dass für die Benutzereingaben ein Bedienbereich vorgesehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass Benutzereingaben an der Maschinensicherheitsscheibe in Bereichen, die außerhalb des Bedienbereichs liegen, nicht zu Fehleingaben führen, da sie entsprechend nicht verarbeitet werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bedienbereiche räumlich abgetrennte Bereiche sind, in denen der Benutzer beispielsweise durch einfache Bewegungen, wie zum Beispiel Drücken, durch komplexe Bewegungen wie zum Beispiel Ziehbewegungen oder Eingaben mit mehreren Eingabemitteln bzw. Fingern die Benutzereingaben tätigen kann.
Dementsprechend sieht die Erfindung dazu vor, dass als Hinweis auf den Bedienbereich mindestens eine Markierung auf oder in der Außenscheibe vorhanden ist. Somit wird der Benutzer in vorteilhafter Weise auf die Bereiche aufmerksam, in denen die Benutzereingaben stattzufinden haben bzw. durch die Sensorschicht verarbeitet werden. Hierbei ist anzumerken, dass die Sensorschicht sehr wohl auch an Bereichen der Außenscheibe angeordnet sein kann, die nicht durch Bedienbereiche markiert sind. In diesem Fall würden die durch die Sensorschicht erfassten Daten in einer Datenverarbeitung der Benutzereingaben entsprechend ignoriert werden.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Markierung durch eine aufgeraute Oberfläche der Außenscheibe gebildet ist. Aufgeraute Oberflächen lassen sich in der Außenscheibe beispielsweise durch abrasive Verfahren, wie Sandstrahlen oder Gravieren leicht herstellen. Durch eine aufgeraute Oberfläche wird insbesondere bei Außenscheiben aus Glas oder Kunststoff eine andere Transparenz der Außenscheibe gegenüber einer unbehandelten Scheibe oder einem unbehandelten Bereich einer Oberfläche erreicht. Dieser Effekt ist auch als Milchglaseffekt bekannt. Somit erhält der Benutzer einen optischen Hinweis auf einen Bedienbereich. Durch die aufgeraute Oberfläche ist zudem eine diffuse Lichtbrechung gegeben, wobei der aufgeraute Bereich der Oberfläche durch eine Beleuchtung der Außenscheibe von einer der Stirnflächen oder einer der Seitenflächen der Außenscheibe aus hervortritt. Zudem ist durch die Aufrauung gegenüber einer nicht-aufgerauten Fläche eine unterschiedliche Haptik gegeben, wodurch der Benutzer in vorteilhafter Weise einen weiteren Hinweis auf einen Bedienbereich erhält.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung oder zusätzlich zu oben genanntem kann vorgesehen sein, dass die Markierung auf eine Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, ist. Insbesondere dann, wenn die Markierung auf einer der Außenseite zugewandten Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht ist, ergeben sich neben den vorgenannten Vorteilen zur visuellen Indizierung der Bedienbereiche weiterhin Vorteile in Hinblick auf die Haptik, sofern die Benutzereingaben per Hand vorgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Außenscheibe in einem Seitenbereich durch ein Leuchtmittel seitlich anstrahlbar ist. Durch das seitliche anstrahlen der Außenscheibe werden die Markierungen in vorteilhafter Weise hervorgehoben. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Außenscheibe aus einem transparenten Material vorgesehen ist und die Markierungen in Form einer aufgerauten Oberfläche der Außenscheibe vorgesehen sind. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass die Leuchtmittel als Leuchtfolien ausgebildet sind. Leuchtmittel, die als Leuchtfolien ausgebildet sind, können vorteilhaft in den Schichtaufbau der Maschinensicherheitsscheibe eingebracht werden. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe der Maschinensicherheitsscheibe selbstleuchtend ist. Somit ergibt sich eine Platzersparnis, wodurch die Maschinensicherheitsscheibe kompakter wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Anstrahlen bzw. das seitliche Anstrahlen der Außenscheibe von einem Betriebszustand der Maschine abhängig. Somit Informationen können in vorteilhafter Weise über den Maschinenstatus durch das seitliche Anstrahlen der Außenscheibe und somit durch ein Aufleuchtenlassen der Markierungen den Benutzer übermittelt werden.
Nach einer Ausführungsform ist zur Ausleuchtung des mindestens einen Bedienbereichs zwischen der Sensorschicht und der Innenscheibe mindestens ein Beleuchtungselement angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Beleuchtungselement ein diskretes Leuchtelement, insbesondere eine lichtemittierende Diode ist. Dadurch, dass die Bedienbereiche aus einem Bereich zwischen der Sensorschicht und der Innenscheibe mittels Beleuchtungselementen ausleuchtbar sind, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Bedienbereiche ausgeleuchtet werden können, ohne, dass die Außenscheibe seitlich ausgeleuchtet werden muss. Insbesondere durch den Einsatz von diskreten Beleuchtungselementen, wie zum Beispiel lichtemittierenden Dioden, sind die Bedienbereiche individuell ausleuchtbar. Hierzu sei angemerkt, dass die Ausleuchtung der Bedienbereiche mittels Beleuchtungselementen nicht die seitliche Ausleuchtung der Außenscheibe mittels Leuchtmitteln oder den Einbezug von Leuchtfolien oder selbstleuchtenden Innen- und/oder Außenscheiben ausschließt.
Zudem ist gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die lichtemittierenden Dioden mehrfarbig sind, sodass über die Anstrahlung der Bedienbereiche in verschiedenen Farben zusätzliche Informationen beispielsweise über den Maschinenstatus an den Benutzer übermittelt werden können. Besonders bevorzugt ist hierbei denkbar, dass solche Informationen über den Maschinenstatus in Form einer Ampelfarben-Kodierung (rot, gelb, grün) übermittelt werden können, wobei der Benutzer über die Bedienbereiche der Kodierung entsprechende Vorfälle der Maschine quittieren kann oder sonstige Eingaben tätigen kann. So kann auf den Maschinenstatus direkt reagiert werden, ohne den Innenbereich bzw. den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine aus dem Blickfeld zu verlieren. Außerdem können in einer bevorzugten Ausgestaltung durch die Variation der Helligkeit der Beleuchtungselemente in vorteilhafter Weise auf einer weiteren Ebene Informationen von der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine über die Maschinensicherheitsscheibe an den Benutzer übermittelt werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest teilweise an einer dem Arbeitsraum zugewandten Seite der Sensorschicht eine Maskierung vorhanden ist. In einer Ausbildung ist vorgesehen, dass die Maskierung zumindest teilweise opak ist. Durch die Maskierung lassen sich hinter der Sensorschicht angeordnete Elemente und Hilfsstrukturen aus dem Sichtbereich des Benutzers verbergen oder sogar komplett verstecken, sofern die Maskierung teilweise oder komplett opak vorgesehen ist. Somit ergibt sich mit Vorteil ein gefälliges Erscheinungsbild der Maschinensicherheitsscheibe.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen der Sensorschicht und der Innenscheibe zumindest bereichsweise ein Display angeordnet ist. Über ein Display lassen sich in besonders vorteilhafter Weise komplexe Informationen an den Benutzer übermitteln. Zur Erhaltung eines möglichst großen Sichtbereichs besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, dass das Display ein zumindest teilweise transparentes Display ist. Auf dem Display lassen sich beispielsweise komplexere Informationen über den Maschinenzustand, wie zum Beispiel, aber nicht darauf beschränkt, Drehzahl, Betriebstemperatur, Leistungsaufnahme, Prozessablauf oder ähnliche Parameter grafisch oder in Textform darstellen.
Dementsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Maschinensicherheitsscheibe zur Darstellung und Beeinflussung von Betriebsparametern der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine interaktiv bedienbar ist. Dies kann bevorzugt über die Bedienbereiche, aber auch durch eine vollflächige Empfindlichkeit der Sensorschicht erfolgen. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Sensorschicht vor einer dem Außenraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine zugewandten Seite des Displays angeordnet ist, sodass Benutzereingaben direkt über den auf dem Display angezeigten Informationen getätigt werden können. Durch die Kombination und das Zusammenwirken des Displays, das vorzugsweise als transparentes Display ausgestaltet ist, mit der Sensorschicht, die vorzugsweise ebenfalls transparent ist, ist ein transparenter Touchscreen gegeben, der in die Maschinensicherheitsscheibe integriert ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Innenscheibe ein Einscheibensicherheitsglas oder ein Verbundsicherheitsglas oder einen transparenten Kunststoff aufweist. Durch das Vorsehen der Innenscheibe aus Einscheibensicherheitsglas oder Verbundsicherheitsglas ergibt sich der Vorteil, dass die Maschinensicherheitsscheibe den Benutzer vor Einwirkungen von Elementen, die in dem Arbeitsraum bzw. dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine beschleunigt werden können, schützt. Insbesondere ist hierbei vorstellbar, dass zum Beispiel bei spanenden Verfahren Teile des zu zerspanenden Elements die Maschinensicherheitsscheibe treffen. Durch das Vorsehen eines Kunststoffs für die Innenscheibe ergibt sich eine besonders leichte, aber dennoch gegen Einschläge weitestgehend widerstandsfähige Innenscheibe.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Innenscheibe auf einer dem Außenraum zugewandten Seite zu einer Zwischenscheibe benachbart ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen der Zwischenscheibe und der Innenscheibe ein Zwischenraum vorhanden ist. Durch das Vorsehen einer weiteren Scheibe, nämlich der Zwischenscheibe ergibt sich der Vorteil, dass die Sicherheit der Maschinensicherheitsscheibe weiter erhöht wird. Sofern die Innenscheibe durch das Einwirken eines in dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine beschleunigten Elements zerstört wird, ist bei einem mehrlagigen Aufbau der Maschinensicherheitsscheibe gewährleistet, dass der Außenraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine weiterhin von dem Arbeitsraum der Maschine getrennt ist und, dass die Innenscheibe der Maschine mit Vorteil individuell ersetzbar ist, ohne die komplette Maschinensicherheitsscheibe ersetzen zu müssen.
Dementsprechend ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Sensorschicht zwischen der Zwischenscheibe und der Außenscheibe angeordnet ist. Dadurch bleibt in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass die Benutzereingaben durch die Sensorschicht zuverlässig erfasst werden können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Maskierung zwischen der Sensorschicht und der Zwischenscheibe angeordnet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass bestimmte Bereiche, wie beispielsweise Zuleitungen oder Ähnliches, die nicht im Sichtbereich des Benutzers liegen sollen, durch die Maskierung entsprechend abdeckbar sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Beleuchtungselement zwischen der Maskierung und der Zwischenscheibe oder zwischen der Zwischenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist. Sofern das Beleuchtungselement zwischen der Maskierung und der Zwischenscheibe vorgesehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass der zu beleuchtende Bereich, beispielsweise ein Bedienbereich, direkt ausleuchtbar ist. Für den Fall, dass zwischen der Maskierung und der Zwischenscheibe kein Raum für ein Beleuchtungselement vorhanden ist, oder ein Beleuchtungselement aus konstruktiven Gründen nicht anordenbar, ist das Beleuchtungselement mit Vorteil zwischen der Zwischenscheibe und der Innenscheibe anordenbar.
Sofern gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass das Display zwischen der Sensorschicht und der Zwischenscheibe oder zwischen der Zwischenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, gilt oben für die Beleuchtungselemente in Verbindung mit der Zwischenscheibe genanntes, gleichermaßen für das Display.
Weiterhin kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Zwischenscheibe einen transparenten Kunststoff, ein Floatglas, ein Weißglas, ein Grauglas, ein geäztes Glas, ein gehärtetes Glas, ein optisch entspiegeltes Glas, ein Einscheibensicherheitsglas, ein Verbundsicherheitsglas oder ein Sonderglas aufweist. Je nach Anwendungsfall der Maschinensicherheitsscheibe kann durch die Verwendung eines geeigneten Scheibenmaterials für die Zwischenscheibe ein Vorteil erreicht werden. Beispielsweise ist durch die Verwendung von Glas eine höhere mechanische Stabilität der Maschinensicherheitsscheibe gewährleistet. Durch die Verwendung von Kunststoff ergibt sich eine Gewichtsersparnis und durch die Verwendung von einschreiben Sicherheitsglas oder Verbundsicherheitsglas ergibt sich eine erhöhte Sicherheit des Benutzers insbesondere dann, wenn Werkzeugmaschinen oder Produktionsmaschinen mit der Maschinensicherheitsscheibe ausgestattet werden, bei denen es zu beschleunigten Elementen innerhalb des Arbeitsraums der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine kommen kann.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenscheibe ein Floatglas, ein Weißglas, ein Grauglas, ein geätztes Glas, ein gehärtetes Glas, ein optisch entspiegeltes Glas, ein Einscheibensicherheitsglas, ein Verbundsicherheitsglas oder ein Sonderglas oder eine transparente Keramik aufweist, wobei das Material der Außenscheibe als Dielektrikum eines mit der Sensorschicht und dem Benutzer oder einem Eingabemittel des Benutzers gebildeten Kondensators wirkt. Das oben für die Zwischenscheibe genannte gilt in vorteilhafter Weise auch für die Außenscheibe. Zudem ergibt sich durch die Verwendung einer transparenten Keramik der Vorteil, dass die Außenscheibe besonders kratzfest ausgestaltet ist. Insbesondere wenn Benutzereingaben auf der Außenscheibe getätigt werden und durch die Sensorschicht erfasst werden ist eine entsprechende kratzfeste Ausgestaltung der Außenscheibe vorteilhaft. Hierfür eignet sich Glas. In besserem Maße eignet sich Keramik da durch die Keramik eine erhöhte Kratzfestigkeit gegeben ist. Insbesondere dann, wenn die Umgebung der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine keine saubere Umgebung ist, können Verkratzungen durch Verschmutzungen der Außenscheibe leicht geschehen. Dies wird in vorteilhafter Weise durch die transparente Keramik verhindert.
Ergänzend dazu sieht die Erfindung vor, dass auf der dem Arbeitsraum zugewandten Seite der Innenscheibe zumindest teilweise eine transparente Keramikschicht aufgebracht ist. Durch das Aufbringen einer transparenten keramischen Schicht auf der dem Arbeitsraum zugewandten Seite der Innenscheibe ist erreichbar, dass eine Oberflächengüte gewahrt bleibt, wodurch die Transparenz bzw. Durchsichtigkeit der Innenscheibe gewährleistet bleibt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine erosive Verfahrensabläufe, wie zum Beispiel Sandstrahlen stattfinden. Gleiches gilt, wenn optional vorgesehen ist, dass auf der dem Außenraum zugewandten Seite der Außenscheibe zumindest teilweise eine transparente Keramikschicht aufgebracht ist. Auch auf der dem Außenraum zugewandten Seite der Außenscheibe ist es vorteilhaft, die Oberflächengüte mittels eines durch eine transparente Keramikschicht hergestellten Kratz- und/oder Schleifschutzes zu bewahren, um die Transparenz der Maschinensicherheitsscheibe zu gewährleiten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die transparente Keramikschicht auf der Außenseite als selbstleuchtende Keramikschicht ausgebildet ist. Somit verringert sich in vorteilhafter Weise der Platzbedarf für eine Maschinensicherheitsscheibe, die eine Beleuchtung des Arbeitsraums und/oder eine Beleuchtung der Außenscheibe vorsieht.
Ferner ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Keramikschicht in mindestens zwei Formelemente unterteilt ist. Durch das Vorsehen einer Keramikschicht aus mindestens zwei Formelementen ergibt sich der Vorteil, dass die Keramikschicht, sofern sie eine andere Wärmeausdehnung als die Außenscheibe bzw. die Scheibe aufweist, weitestgehend spannungsfrei auf der Außenscheibe bzw. der Innenscheibe angeordnet ist. Zudem sind die Formelemente mit Vorteil derart anordenbar, dass die Formelemente nur in den Bereichen auf der Außenscheibe bzw. der Innenscheibe angeordnet sind, in denen eine Erosion bzw. Verkratzungen der Außenscheibe bzw. in Scheibe erwartet wird.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Keramikschicht jeweils mit der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe durch eine Verbindelage, insbesondere eine transparente Verbindelage, verbunden ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorstellbar, dass die Verbindelage die jeweilige Keramikschicht mit der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe verklebt. In einer Ausbildung ist vorgesehen, dass das die Verbindelage eine Verbindungsfolie ist, die zwischen der Keramikschicht und der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe einlaminiert ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungslage eine Verbindungsplatte ist. Dementsprechend ist gemäß einer optionalen Maßnahme vorgesehen, dass die Keramikschicht jeweils mit der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe durch die Verbindelage mittels eines Warmlaminierverfahrens verbunden ist. Durch das Warmlaminieren einer Verbindungsfolie oder Verbindungsplatte als Verbindungslage mit der jeweiligen Keramikschicht und der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe ergibt sich der Vorteil, dass die Keramikschicht spannungsfrei auf die jeweilige Innenscheibe und/oder Außenscheibe aufgebracht werden kann. Mittels des Warmlaminierverfahrens kann zudem vorgesehen sein, dass die Keramikschicht und die Innenscheibe und/oder die Außenscheibe während des Warmlaminierens unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Dies begünstigt die Herstellung eines spannungsfreien Verbunds aus Innenscheibe und Keramikschicht bzw. Außenscheibe und Keramikschicht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 einen schematischen Querschnitt durch eine Maschinensicherheitsscheibe mit einer Innen- und Außenscheibe und
2 einen schematischen Querschnitt durch eine Maschinensicherheitsscheibe mit einer Innen-, Zwischen- und Außenscheibe.

Im Folgenden werden einander ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Maschinensicherheitsscheibe einer Werkzeugmaschine. Gleichwohl ist es denkbar, dass die Maschinensicherheitsscheibe in einer Produktionsmaschine eingesetzt wird.
1 zeigt eine Maschinensicherheitsscheibe 1, die einen Arbeitsraum 2 einer Werkzeugmaschine von einem Außenraum 3 der Werkzeugmaschine trennt. Derartige Maschinensicherheitsscheiben 1 sind Einhausungen von Werkzeugmaschinen eingebaut.
Die Maschinensicherheitsscheibe 1 dient zur Darstellung und Beeinflussung von Maschinenbetriebsparametern und ist hierzu interaktiv bedienbar.
Die Maschinensicherheitsscheibe 1 weist eine Innenscheibe 20 und eine Außenscheibe 30 auf. Die Innenscheibe 20 ist dem Arbeitsraum 2 der Werkzeugmaschine zugewandt, wobei die Außenscheibe 30 dem Außenraum 3 der Werkzeugmaschine zugewandt ist. An einer dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Außenscheibe 30 ist eine Sensorschicht 40 angebracht. Die Sensorschicht 40 ist in Kontakt mit der Außenscheibe 30, wobei zwischen der Sensorschicht 40 und der Außenscheibe 30 eine Verbindungslage 72 zur Verbindung der Sensorschicht und der Außenscheibe 30 angeordnet sein kann.
Die Sensorschicht 40 ist als kapazitive Schicht ausgebildet, sodass Änderungen der elektrischen Ladung in dem Außenraum 3 der Werkzeugmaschine durch die Sensorschicht 40 detektierbar sind. Die Sensorschicht 40 ist hierbei entweder vollflächig oder teilweise auf die dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Außenscheibe 30 aufgebracht. Die Sensorschicht 40 ist insbesondere transparent ausgestaltet, wodurch eine Durchsicht durch die Außenscheibe 30 und die Sensorschicht 40 ermöglicht ist.
Auf einer dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Sensorschicht 40 ist eine Maskierung 41 angeordnet. Die Maskierung 41 ist zumindest teilweise, d.h. insbesondere bereichsweise, opak ausgestaltet, sodass hinter der Maskierung 41 liegende Elemente aus dem Sichtbereich eines Benutzers, der die Maschinensicherheitsscheibe 1 von dem Außenraum 3 her betrachtet und/oder bedient, verborgen sind.
Zwischen der Außenscheibe 30 und der Innenscheibe 20 können weiterhin Beleuchtungselemente 34 angeordnet sein, die die Bedienbereiche 31 an der Außenscheibe 30 beleuchten. Die Bedienbereiche 31 sind Bereiche, in denen der Benutzer Benutzereingaben an die Sensorschicht 40 tätigen soll. Hierfür sind auf der Außenscheibe 30 Markierungen 32 vorhanden, sodass der Benutzer einen visuellen Hinweis auf die Bedienbereiche 31 erhält. Diese Markierungen sind auf die Außenscheibe 30 aufgedruckt. In einer alternativen Ausgestaltung können diese Markierungen 32 auch durch eine Aufrauhung der Oberfläche der Außenscheibe 30 ausgestaltet sein.
Die Maschinensicherheitsscheibe 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel weiterhin Leuchtmittel 33 auf, die seitlich, also an den Seiten der Maschinensicherheitsscheibe, die senkrecht zu den dem Arbeitsraum 3 oder dem Außenraum 2 zugewandten Seiten stehen, angeordnet sind. Die Leuchtmittel 33 in den Ausführungsbeispielen nach 1 beidseitig neben der Außenscheibe 30 angeordnet. Die Beleuchtung der Außenscheibe 30 über die seitlich angeordneten Leuchtmittel 33 lässt die durch die Markierung 32 hervorgehobenen Bedienbereiche 31 optisch hervortreten. Alternativ hierzu kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Leuchtmittel 33 als Leuchtfolie ausgebildet sind, die in den Schichtaufbau der Maschinensicherheitsscheibe 1 eingebracht ist. Das Leuchtmittel wäre dann nicht mehr seitlich angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels kann zudem vorgesehen sein, dass die Innenscheibe 20 und/oder die Außenscheibe 30 und/oder gegebenenfalls eine auf die Außenscheibe 30 aufgebrachte Keramikschicht 70 selbstleuchtend sind.
Die Beleuchtungselemente 34 sind auf einer dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Sensorschicht 40 angeordnet. Insbesondere sind die Beleuchtungselemente 34 auf einer dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Maskierung 41 angeordnet. Die Maskierung 41, die zumindest teilweise opak ist, weist in den Bereichen, in denen die Beleuchtungselemente 34 angeordnet sind, zumindest teilweise transparente Bereiche auf. Die Beleuchtungselemente 34 sind als lichtemittierende Dioden ausgestaltet. Für die Beleuchtungselemente 34 benötigte Zuleitungen sind durch die Maskierung 41 verdeckt. Die Beleuchtungselemente 34 beleuchten die Außenscheibe 30 von einer dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite her. Durch einen Wechsel der Beleuchtungsfarbe der Beleuchtungselemente 34 lassen sich auf der Außenscheibe Informationen, beispielsweise über den Status der Werkzeugmaschine, darstellen.
Zumindest bereichsweise kann auf der dem Arbeitsraum 2 der Werkzeugmaschine zugewandten Seite der Sensorschicht 40 ein Display 50 angeordnet sein. Das Display 50 eignet sich in vorteilhafter Weise dafür, dem Benutzer komplexe Informationen bereitzustellen. Dadurch, dass das Display 50 auf der dem Arbeitsraum 2 der Sensorschicht 40 zugewandten Seite angeordnet ist, lassen sich Benutzereingaben von dem Außenraum 3 her direkt über den durch das Display 50 dargestellten Informationen tätigen.
Das Display 50 ist als transparentes Display ausgestaltet, sodass eine Durchsicht durch die Maschinensicherheitsscheibe auch in dem Bereich ermöglicht ist, in dem das Display 50 angeordnet ist. Auf diese Weise ist der Sichtbereich für den Benutzer durch die Maschinensicherheitsscheibe 1 nicht eingeschränkt, während gleichzeitig Informationen in diesem Sichtbereich über das Display 50 darstellbar sind. In den Bereichen, in denen über das Display 50 Informationen dargestellt werden, ist die Maskierung 41 transparent und/oder nicht vorhanden. Durch die Kombination und das Zusammenwirken des Displays 50 mit der Sensorschicht 40 ist ein transparenter Touchscreen gegeben.
Wie in 1 dargestellt ist, kann sowohl auf der dem Außenraum 3 zugewandten Seite der Außenscheibe 30, als auch auf der dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Innenscheibe 20 jeweils eine Keramikschicht 70 angeordnet sein. Das Ausführungsbeispiel ist allerdings nicht hierauf beschränkt, es kann sowohl lediglich auf der dem Außenraum 3 zugewandten Seite der Außenscheibe 30 eine Keramikschicht 70 angeordnet sein, als auch lediglich auf der dem Arbeitsraum 2 zugewandten Seite der Innenscheibe 20.
Die Keramikschicht 70 erstreckt sich zumindest teilweise auf der jeweiligen Seite der Außenscheibe 30 und/oder der Innenscheibe 20, wobei die Keramikschicht 70 durch mindestens ein Formelement 71 ausgebildet ist. Die Keramikschicht 70 ist durch eine Verbindungslage 72 mit der jeweiligen Seite der Außenscheibe 30 oder Innenscheibe 20 verbunden. Die Verbindung der Keramikschicht 70 erfolgt über die Verbindungslage 72 bevorzugt mittels Warmlaminieren, wobei die Verbindungslage 72 in diesem Fall als Folie ausgestaltet ist. Durch die Keramikschicht 70 wird eine besondere Oberflächenvergütung erreicht, wodurch eine Kratzfestigkeit und Erosionsbeständigkeit der Maschinensicherheitsscheibe hergestellt werden kann.
Die Außenscheibe 30 weist ein transparentes Material auf. Als transparentes Material kommt je nach Anwendungsfall vorzugsweise ein Glas, ein Kunststoff, oder eine transparente Keramik in Betracht. Bei einer transparenten Keramik gilt das oben für die Keramikschicht 70 gesagte.
Durch die Außenscheibe 30 ist sichergestellt, dass die Sensorschicht 40 und die Hand eines Bedieners bzw. das Eingabemittel eines Bedieners als Kondensator zusammenwirken, sodass bei einem Ladungsunterschied zwischen der Sensorschicht 40 und der Hand des Bedieners bzw. dem Eingabemittel des Bedieners durch die Sensorschicht 40 die Position der Hand des Bedieners bzw. des Eingabemittels des Bedieners festgestellt werden kann.
So ist durch die Sensorschicht 40 und die Hand des Bedieners bzw. dem Eingabemittel des Bedieners jeweils eine Kondensatorplatte gebildet. Die dazwischen angeordnete Außenscheibe 30 wirkt als Dielektrikum zwischen den Kondensatorplatten.
Die Innenscheibe 40 ist dem Arbeitsraum 2 der Werkzeugmaschine zugewandt. Insbesondere für den Fall, dass in dem Arbeitsraum 2 bzw. dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine lose Elemente beweglich sind bzw. beschleunigt werden können, ist in die Innenscheibe 20 in diesem Ausführungsbeispiel als Sicherheitsglas, vorzugsweise Einscheibensicherheitsglas oder Verbundsicherheitsglas ausgebildet.
2 zeigt eine Ausgestaltung der Maschinensicherheitsscheibe 1 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, wobei zwischen der Innenscheibe 20 und der Außenscheibe 30 eine Zwischenscheibe 60 angeordnet ist. Zwischen der Zwischenscheibe 60 und der Innenscheibe 20 ist ein Zwischenraum 61 angeordnet. Durch die Zwischenscheibe 60 wird die Stabilität der Maschinensicherheitsscheibe 1 erhöht. Zusätzlich wird über den mehrlagigen Aufbau der Maschinensicherheitsscheibe 1 mit der Zwischenscheibe 60 die Durchschlagsfestigkeit erhöht. Die Zwischenscheibe ist bevorzugt aus einem leichten Material, beispielsweise einem transparenten Kunststoff ausgestaltet.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Beispielsweise lassen sich die Maschinensicherheitsscheiben gemäß der Ausführungsbeispiele gleichermaßen bei Produktionsmaschinen einsetzen
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Maschinensicherheitsscheibe
2: Arbeitsraum
3: Außenraum
20: Innenscheibe
30: Außenscheibe
31: Bedienbereich
32: Markierung
33: Leuchtmittel
34: Beleuchtungselement
40: Sensorschicht
41: Maskierung
50: Display
60: Zwischenscheibe
61: Zwischenraum
70: Keramikschicht
71: Formelement
72: Verbindungslage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012071898 A1 [0003]

Claims

Maschinensicherheitsscheibe (1) für ein Sichtfenster eines Arbeitsraums (2) einer Werkzeugmaschine oder Produktionsmaschine, aufweisend eine dem Arbeitsraum (2) zugewandte Innenscheibe (20) und eine einem Außenraum (3) zugewandte Außenscheibe (30), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenscheibe (30) und der Innenscheibe (20) eine Sensorschicht (40) zum Empfang von Benutzereingaben angeordnet ist und die Sensorschicht (40) mit der Außenscheibe (30) in Kontakt ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschicht (40) eine transparente, kapazitive Folie ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschicht (40) Benutzereingaben aus dem Außenraum (3) in mindestens einem Bedienbereich (31) der Außenscheibe (30) erfasst.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausleuchtung des mindestens einen Bedienbereichs (31) zwischen der Sensorschicht (40) und der Innenscheibe (20) mindestens ein Beleuchtungselement (34) angeordnet ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise an einer dem Arbeitsraum (2) zugewandten Seite der Sensorschicht (40) eine Maskierung (41) vorhanden ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sensorschicht (40) und der Innenscheibe (20) zumindest bereichsweise ein Display (50) angeordnet ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (50) ein zumindest teilweise transparentes Display ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensicherheitsscheibe (1) zur Darstellung und Beeinflussung von Maschinenbetriebsparametern interaktiv bedienbar ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe (20) ein Einscheibensicherheitsglas oder ein Verbundsicherheitsglas oder einen transparenten Kunststoff aufweist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe (20) auf einer dem Außenraum (3) zugewandten Seite zu einer Zwischenscheibe (60) benachbart ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (60) einen transparenten Kunststoff, ein Floatglas, ein Weißglas, ein Grauglas, ein geäztes Glas, ein gehärtetes Glas, ein optisch entspiegeltes Glas, ein Einscheibensicherheitsglas, ein Verbundsicherheitsglas oder ein Sonderglas aufweist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenscheibe (30) ein Floatglas, ein Weißglas, ein Grauglas, ein geätztes Glas, ein gehärtetes Glas, ein optisch entspiegeltes Glas, ein Einscheibensicherheitsglas, ein Verbundsicherheitsglas oder ein Sonderglas oder eine transparente Keramik aufweist, wobei das Material der Außenscheibe als Dielektrikum eines mit der Sensorschicht und dem Benutzer oder einem Eingabemittel des Benutzers gebildeten Kondensators wirkt.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Arbeitsraum (2) zugewandten Seite der Innenscheibe (20) zumindest teilweise eine transparente Keramikschicht (70) aufgebracht ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (70) jeweils mit der Innenscheibe (20) und/oder der Außenscheibe (30) durch eine Verbindungslage (72) verbunden ist.
Maschinensicherheitsscheibe (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die Keramikschicht (70) jeweils mit der Innenscheibe (20) und/oder der Außenscheibe (30) durch die Verbindungslage (72) mittels eines Warmlaminierverfahrens verbunden ist.