DE2307162A1

DE2307162A1 - Zweihand-sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE2307162A1
Application number: DE19732307162
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dipl Ing Wuerth
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1973-02-14
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1974-08-22
Also published as: FR2217629A1; CH563549A5; FR2217629B1

Description

"Zweihand - Sicherheitsscbaltung"

Zweihand- Sicherheitsschaltungen werden insbesondere bei Pressensteuerungen benötigt, um Handverletzungen der Bedienungsperson bei eingeschalteter Presse ausschließen zu können. Dabei sind an Zweihand— Sicherheitsschaltungen die folgenden Anforderungen zu stellen;

Ein Einschaltsignal zum Ingangsetzen, z.B. einer Presse, wird nur abgegeben, wenn zwei von einander getrennt liegende Schalter mit den beiden Händen der Bedienungsperson gleichzeitig oder zumindest innerhalb einer beschränkten kurzen Zeit von z.B. 0,5 Sekunden gegen eine Federkraft in eine Einschalt stellung gedruckt werden. Das Einschalt signal verschwindet und das angeschlossenen Gerät wird dadurch abgeschaltet, wenn schon einer der beiden Schalter freigegeben wird und durch die Federkraft in die Ausgangsstellung zurückgelangt.

Ein erneutes Einschalt signal kann nur abgegeben werden, wenn zuvor beide Schalter sich in der Lösestellung befanden und aus

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dieser in der vorstehend angegebenen Art von der Bedienungsperson in die Einschaltstellung gedrückt werden. .

Hierdurch soll sicher gestellt werden,daß von der Bedienungsperson ,z.B. aus Bequemlichkeitsgründen, nicht ein Schalter der Einschalt stellung festgeklemmt und nur der andere Schalter zum Ein- und Ausschalten von einer .Hand betätigt wird, während die andere Hand bei eingeschaltetem Gerät zur freien Verfügung steht..,Hierdurch kann bei leichtsinniger Bedienung die freie Hand Verletzungen ausgesetzt sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zweihand^-Sicherheitsschai-tung anzugeben, die einen ersten und einen zweiten an einen Schaltkreis angeschlossenen Schalter zum Ein- Ausschalten eines bewegten Teiles einer druckmittelgesteuerten Vorrichtung, insbesondere einer Presse aufweist, wobei die Schalter jeweils entgegen einer Rückstellkraft von einer in der Ruhelage befindlichen Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung bringbar sind und dabei Leitungswege des Schaltkreises abgesperrt bzw. geöffnet werden. Die Sicherheitsschalteinrichtung soll mit weitgehend geringem Schaltungstechnischen Aufwand das vorstehend angesprochene Problem sicher lösen.·

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Datei soll die Erfindung sowohl mit herkömmlichen pneumatischen Ventilen für normalen Arbeitsdruck als auch mit fluidischen Elementen für niedrigen Druck geeignet sein, wobei die Steuersignale der fluidischen Elemente auf einen Druckverstärker einwirken.

•Die Aufgabe wird erfindungsgmäß dadurch gelöst, daß der Schaltkreis ein ODER-Element aufweist, an dessen einem Eingang in der Ausschaltstellung

beider Schalter ein Eingangssignal ansteht und in der Einschaltstellung des ersten und oder zweiten oder beider Schalter das Eingangssignal innerhalb einer bestimmten kurzen Zeit; spanne Δ t verschwindet und daß am anderen Eingang des ODER-Elementes in der Einschaltstellung beider wenigsten innerhalb einer die Zeitspanne unterschreitenden Zeitspanne eingeschalteten Schalter ein vom Ausgang des"ODER-Elementes rückgekoppeltes Eingangssignal ansteht, das bei Rückgang eines oder . beider Schalter in die Ausschaltstellung verschwindet.

Torteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen nach- der Erfindung können den Merkmalen der Unteransprüche entnommen werden.

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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung in Form von Schaltbildern veranschaulicht. Hierin zeigt:

Fig.1 ein erstes Ausführungsbeispiel unter Verwendung von pneumatischen Ventilen für normalen Arbeitsdruck und

Fig.2 ein zweites Ausführungsbeipiel nach der Erfindung unter Verwendung von fluidischen Elementen für niedrigeren Druck.

In Fig.1 sind zwei , 3/2 -Wegeventile 1,2 als Schalter

ausgebildet, die gegen die Kraft einer Feder aus der darge-^ stellten Ausschaltstellung in die Einschaltstellung gedruckt werden können und die selbsttätig bei Freigabe der Schalter in die Ausgangsstellung zurückkehren. Die Schalter 1,2 sind an Druckmittelversorgungen 3 bzw. 4

angeschlossen. Außerdem sind an die Schalter jeweils j

eine Leitung 5 bzw. 6 angeschlossen. In den dargestellten Ausschaltstellungen der Schalter 1,2 sind die Leitungen 5» 6 über die Schalter entlüftet. In den Einschalt Stellungen der Schalter 1,2 ist jeweils die Versorgung 3 bzw. 4 mit

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der Leitung 5 "bzw. 6 verbunden. Die Leitungen 5 und. 6 sind an die Eingänge 7t 8 eines aktiven UOR-Elements 9 geführt, das ein Versorgung 9¹ aufweist. Ist an einem der Eingänge oder an beiden Eingängen 7»8 ein Signal vorhanden, dann erscheint am Ausgang 10 des NOR-Elementes kein Ausgangssignal, vielmehr ist die an den Ausgang 10 anschließende Leitung 11 über das NOB-Element 9 entlüftet. Ist dagegen an "" _" _ _Z .

beiden Eingängen 7»8 kein Signal vorhanden, so wird in die Leitung 11 ein Signal abgegeben, das über eine Drossel 12 und ein parallel geschaltetes Rückschlagventil 13 an den einen Eingang 14 eines aktiven ODER-Dlementes 1.5 schlossen ist. Das Rückschlagventil 13, das die Drossel 12 überbrückt, ist derart geschaltet, daß bei einer Entlüftung der Leitung 11 über das NOR-Element der Druck in der Leitung 11 über die Drossel verzögert abgebaut wird., Die Drossel 12 ist z.B. so gewählt bzw. eingestellt, daß das Signal in der Leitung 11 bei einer Entlüftung in etwa 0,5 Sekunden derart abgebaut wird, daß es nicht mehr als Signal auf das ODER-Element 15 einwirkt.

Der Ausgang 16 des ODER-Elementes ist an eine Leitung 17 angeschlossen, die zu der zu steuernden Vorrichtung,z.B. eine

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Presse führt, die hier nicht dargestellt- ist. Von der Leitung 17 zweigt eine Rückführung 18 ab,· die an den zweiten Eingang 19 des ODER-Elementes zurückgeführt ist.

Das aktive ODER-Element 15 besitzt einen Eingang 20 für eine

Versorgung, die vom Ausgang 21 eines UND-Element es 22 geliefert wird, das über eine Leitung 23 an den Eingang 20 des ODER-Elementes angeschlossen ist. Über eine Abzweigung 24 ist der Eingang 2^' des UND-Elememtes 22 an die Leitung ~6T angeschlossen. Der Eingang 25 des UND-Elementes 22 ist über eine Abzweigung 26 an die Leitung ,5 angeschlossen.

Ist ein Signal 6 in der Leitung vorhanden, so wird über das TJND-Element 22 ein Signal in die Leitung 23 abgegeben.^enn ein Signal über die Abzweigung 26 an dem UND-Element ansteht.

Ist _am ODER-Element am Eingang 14 ein Signal vorhanden , so wird in die Leitung 17 ein Ausgangssignal abgegeben, wenn am Eingang 20 ein Signal ansteht. Ein Ausgangssignal bleibt beim anschließenden Verschwinden des Eingangssignals am Eingang 14 durch die Rückführung 18~.zuni Eingangs19 des ODER-Elementes so lange vorhanden (gespeichert), wie am Eingang 20

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ein Signal zur Verfügung steht.

Die Schaltung nach Hg. 1 arbeitet wie folgt: . befinden sich beide Schalter 1 und 2 in ihrer Ruhestellung bzw. Ausschaltstellung, dann- befindet sich weder am Eingang 7 noch am Eingang β des NOR-Elementes 9 ein Eingangssignal. Ebenso befindet sich weder am Eingang 25 noch am Eingang des UND-Elementes 22 für die Abzweigung 26 ein Eingangssignal. D.h. daß in der Leitung 11 über die Versorgung 9 ein Signal vorhanden* ist. Da vom UND-Element 22 an die Leitung 23 kein Signal abgegeben wird, ist auch keine Versorgung am ODER-Element 15 vorhanden, sodaß an dessen Ausgang 16 kein Signal abegegeben wird.

Befinden sich beide Schalter 1,2 in der Einschalt st ellung, so stehen an beiden Eingängen 7»8 des NOR-Elementes 9 Signale an. Hierbei· wird die Leitung 11 über das NOR-Element gedrosselt entlüftet.

Weiterhin steht am Eingang 25 des UND-Elementes ein Signal an. Da außerdem die Versorgung für das TJND-Element 22 über die abzweigung 26 vorhanden ist, wird an die Leitung 23 ein Siganl weitergegeben. Somit ist das ODER-Element 15 an sei-

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ne "Versorgung angeschlossen und aufgrund des am Eingang noch anstehenden Sigaals wird an den Ausgang 16 des ODER-Elementes ein Signal weitergegeben. Verschwindet zwischenzeitig ein wirksames Signal am Eingang 14_.„ so bleibt trotzdem in der Leitung 17 ein Ausgangssignal über die Rückführung 18 gespeichert. Wird entweder der Schalter 1 oder der Schalter 2 oder beiderSchalter freigegeben, so verschwindet das Signal in der Leitung 23- Hierdurch wird die Versorgung des ODER-Elementes unterbrochen, wodurch das Ausgangssignal in der Leitung 17 verschwindet. Die Folge ist daß die angeschlossene, nicht dargestellte Vorrichtung abgeschaltet wird.

Werden beide Schalter 1,2 in einer zeitlichen Aufeinanderfolge geschaltet» so verschwindet aufgrund der vorstehenden Ausführungen nur dann am Ausgang 17 des ODER-Elementes ein Ausgangssignal, wenn am Versorgungseingang 20 des ODER-Elementes ein Signal vorhanden ist, bevor das wirksame Si- \ gnal in der Leitung 11 über die Drossel 12 abgebaut worden, ist. D.h. die beiden Signale an den Eingängen '14 und 20 des ODER-Elementes müsfien innerhalb einer Zeitspanne At

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wirksam vorhanden sein, bevor das Signal der entlüfteten Leitung 11 über die Drossel 12 abgebaut ist.

Würde also entweder der Schalter 1 oder der Schalter 2 in der Einschaltstellung mechanisch festgehalten, dann wurde das Signal in der Leitung 11 nach etwa 0,5 Sekunden verschwunden sein. Wird nach dieser Zeit der zweite Schalter bestätigt, so erscheint zwar in der Leitung 23 zur Versorgung des ODER-Elementes ein Signal. Da jedoch am Eingang 14 kein Signal mehr vorhanden ist, wird an den Ausgang 16 auch kein Signal abgegeben.

Hieraus folgt, daß in die Leitung 17 nur dann ein Ausgangs-' signal abgegeben wird, wenn beide Schalter 1,2 gleichzeitig oder in einer kurzen Zeitspanne, die kleiner ist als der Druckabbau des Signals aus der entlüfteten Leitung 11, hintereinander eingeschaltet werden. Dabei ist die Abgabe eines Ausgangssignals an die nicht dargestellte Vorrichtung nur möglich, wenn sich vor dem Einschalten beide Schal-ι .ter 1,2 in der Ruhestellung befanden und. aus dieser in die Einschaltstellung gedrückt werden. Nur solange beide

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Schalter in der Einschalt stellung gedrückt bleiben, bleibt am Ausgang 16 ein Ausgangssignal stehen.

In Fig. 2 ist im Gegensatz zu der Schaltung nach IFig. 1 eine Schaltung aufgezeigt, in der nur fluidische Elemente Verwendung finden und die Ausgangs signale der "Schaltung über einen Druckmittelverstärker 27 an die nicht dargestellte Vorrichtung weitergeleitet werden.

In der Schaltung sind zwei Schalter 28,29 vorgesehen,* die jeweils_jBxnen___-_i ersten Anschluß 30 I-, 31 I und einen zweiten Anschluß 32 II und 33 II aufweisen. In der Ruheoder Ausschaltstellung.der beiden Schalter 28,29 ist der Anschluß 30 I bzw. 31 I abgesperrt und der Anschluß 32 II bzw. 33 H zur Atmosphäre geöffnet. Bei gegen Federkraft in die Einschaltstellung gedrückten Schaltern"28,^9, ist der Anschluß 30 I bzw. 31 I zur Atmosphäre geöffnet und der Anschluß 32 II bzw. 33 II abgeschlossen.

Der Anschluß 30 I ist über eine Leitung 34 an eine Druckmittelversorgung .35 angeschlossen,, der eine Drossel 36 vorgeschaltet ist. Eine von der Leitung yv abzweigende

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Leitung 37 ist an ein Volumen 38 angeschlossen, dem eine Drossel 39 vorgeschaltet ist . Das Volumen 38 steht mit der einen Seite eines Membranschalters 40 in Verbindung, der _t ^e nachdem, ob seine Membrane über das Volumen drucKbeauiT-Bchlagt ist oder nicht, die freie Düse 41 an einer Leitung 42 zum einen Eingang 43 eines aktiven ODER-Elementes 44 abschließt oder freigiebt. Das ODER-JDlement weist eine Druckmittelversorgung 45 auf, die über eine Abzweigung 46 und eine Drossel 47 auch mit der Leitung 42 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Elementes 44 ist an eine Leitung 49 in Verbindung mit dem Verstärker 27 angeschlossen, der von der Versorgung 50 mit ßtromungsdruckmittel versorgt ist. Von der Leitung 49 zweigt eine Rückführung 51 zu dem zweiten Eingang 52 des ODER-Elementes ab. Die Rückführung ist über die Leitung 53 bxl den Anschluß 33 II. des Schalters 29 angeschlossen. Der Anschluß 33 II ist außerdem über die Leitung 5^ mit dem Anschluß 32 II des Schalters 28 verbunden und der Anschluß 30 I des Schalters 28 ist über die Leitung 55 an cten Anschluß 31 I gekoppelt.

Über die Versorgung 35 wird das Volumen 38 bei äbgeschlos-

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senem Anschluß 30 I, d.h. bei in der Ausschält stellung befindlichem Schalter 28, mit Druck beaufschlagt..Dabei ist auch die Membrane des Membraneschalters 40 beaufschlagt und somit die Düse 41 abgesperrt. Bei abgesperrter Düse 41 bildet sich aufgrund des von der Versorgung 45 über die Düse 46 in die Leitung 42 z"ugeführten Strömungsmittels in der Leitung 42 ein Staudruck aus, der zu einem Signal am Eingang 43 des ODER-Elementes führt. Am Ausgang 48 des ODER-Elementes erscheint somit ein Signal, das jedoch nicht an den Verstärker 27 weitergeleitet wird, da die Leitung 49 über die Rückführung 51 die Leitung '53 und den Anschluß 33 II des nicht betätigten Schalters 29 entlüftet ist.

Wird der Schalter 29 in seine:· Einschaltstellung gedrückt, während der Schalter 28 in seiner Äusschaltstellung verbleibt, dann bleibt die Leitung 53 weiterhin über die Abzweigung 54 und den Schalter 28 entlüftet. Gleichzeitig wird das Volumen 38 über die Drossel 39, die Abzweigung 55 und den Anschluß 31 I des Schalters 29 entlüftet. Die Folge ist, daß das Signal am Eingang 43 des ODER-EIe-

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mentes verschwindet, da die Membrane nicht langer Druckbeaufschlagt ist und die Luft aus der Düse 4-1 entweichen kann. In Abhängigkeit von der Größe des Volumen 38 und der Drossel 39 hebt die Membrane 40 nach einer bestimmten kurzen Zeit von der Düse 41 ab, äo.daß z. B. nach etwa 0,5 Sekunden ein am Eingang 43 des ODER-Elementes anstehendes wirksames Signal verschwindet.

Im Zusammenhang mit der vorstehenden Beschreibung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist ohne weiteres klar, daß auch bei einem Ausführungsbeipiel nach Fig. 2 nur dann ein Signal an den Verstärker 49 weitergegeben wird, wenn beide Schalter 28 und 29 gleichzeitig oder wenigstens in einher Solchen kurzen Aufeinanderfolge aus der Ausschaltstellung in die Einsehaltstellung gedrückt werden, daß ein Signal am Eingang 52 des ODEE-IElementes erscheint, bevor das Signal am Eingang 43 des ODER-Elementes verschwunden ist.»Analog zum ersten Ausführungsbeipiel ist in der Leitung 49 ein Ausgangssignal, auch nachdem das Eingangssignal am Eingang 43 des ODER-Elementes verschwunden "ist, vorhanden, solange die Rückführung 51

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zum Eingang 52 nicht über die Leitung -53 und die Rückführung 54· entlüftet ist..,Das ist aber nur der Fall, wenn beide Schalter. 28,29 sich in der Einschaltstellung befin-, den, weil nur dann die beiden Anschlüsse 32 II und 33 II abgesperrt sind.

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Claims

Patentansprüche

1./Zweihand - Sicherheitsschaltung, mit einem ersten und einem zweiten -an einen Schaltkreis angeschlossenen Schalter zum Ein- Ausschalten eines be-

I wegten Teiles einer "druckmittelgesteuerten Vorrichtung, insbesondere einer Presse, wobei die Schalter jeweils entgegen einer Rückstellkraft von einer in der Ruhelage befindlichen Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung bringbar sind und dabei Leitungswege des Schaltkreises abgesperrt bzw. geöffnet-werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis ein ODER-Element 1-15;4-4") aufweist, an dessen einem Eingang (14-;4-3) in der Ausschaltstellung " beider Schalter (1,2;28,2f) ein Eingangssignal ansteht und in der Einschaltstellung des ersten oder zweiten oder beider Schalter das Eingangssignal innerhalb einer bestimmten kurzen Zeitspanne Δ t verschwindet und daß an dem anderen Eingang (19;52) des ODER-Elementes in der Einschaltastellung beider, wenigsten innerhalb einer die Zeitspanne /\t unterschreitenden Zeitspanne

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eingeschalteten Schalter (1,2;28,19) ein vom Ausgang (16;48') des ODER-Elementes rückgekoppeltes Eingangssignal ansteht, das bei Rückgang eines oder beider Schalter in die Ausschaltstellung verschwindet.

2.Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

J • daß der aus pneumatischen Ventilen aufgebaute Schaltkreis zwei als Druckknopfschalter ausgebildete, Jeweils an eine Druckluftversorgung 3,4- angeschlossene Kolbenventile (1,2) aufweist, deren Ausgänge an die Eingänge (7»8) eines aktiven KOR-Elementes (9) angeschlossen sind, wobei der Ausgang des einen Schalters (1) zusätzlich an . eines UND-Elementes (22) und der Ausgang des anderen Schalters (2) an den Eingang(25') des UND-El ement es 22 angeschlossen ist, dessen Ausgang (21) mit der Versorgung des ODER-El ement es (15) verbunden ist, dessen einer Eingang (14) an den Ausgang (10) des NOR-Elementes und dessen anderer Eingang (19) über eine Rückführung (18) an den Ausgang (16) des ODER-Elementes angeschlossen ist und im Strömungsweg zwischen dem M)R-Element und dem ODER-Element eine Drossel (12) sowie ein die Drossel in Strömungsrichtung zum ODER-Element kurz schliessendes Rückschlagventil (13) geschaltet ist.

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3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (12) und das Rückschlagventil (13) integrierter Bestandteil des NOR-Elementes (9) sind.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei fluidische Schalter (28,29) mit jeweils einem ersten und einem zweiten Ausgang (30 1,32 II;31 Ii 33 II) vorgesehen sind, von denen jeweils der erste Ausgang (30 1,31 I) i·¹¹ der Ausschaltstellung geschlossen und in der Einschaltstellung an eine Entlüftung angeschlossen sind und der zweite Ausgang (32 11,33 II) in der Ausschaltstellung an eine Entlüftung angeschlossen und in der Einsehaltstellung geschlossen ist, wobei die ersten und zx^eiten Ausgänge der "beiden Schalter (28,29) miteinander verbunden sind und der erste Ausgang des einen Schalters (28) über einen Versorgungsanschluß (34·,35) an ein Volumen (38) anschließt, das eine Membrane eines Membraneschalters (40) beaufschlagt, die eine Düse (41) in Verbindung mit dem einen Eingang (43) des als fluidischer Verstärker ausgebildeten.ODER-Elementes (44) freigibt oder absperrt, und dessen anderer Eingang an den

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zweiten Ausgang des anderen Schalters (29) und über eine Rückführung (51) an den Ausgang (48) des ODER-Elementes (44) und außerdem die Düse (41) über eine Drossel (47) an die "Versorgung (45) des ODER-Elementes angeschlossen sind.

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