DE2522262A1 - Elektrische sicherheitsschaltung zur zweihandeinrueckung von kraftbetaetigten arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

• Elektrische Sicherheitsschaltung zur Zweihandeinrückung von kraftbetätigten Arbeitsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Sicherheitsschaltung zur Zweihandeinrückung von kraftbetätigten Arbeitsmaschinen, beispielsweise Pressen, Stanzen und dergleicheh, mit im wesentlichen gleichzeitig zu betätigenden Gebersystemen in entsprechender Verkettungsschaltung.
• Durch die bekannte Zweihandeinrückung bei solchen kraftbetätigten Arbeitsmaschinen wird die Bedienungsperson gezwungen, vor Ingangsetzung der Arbeitsmaschine beide Hände aus dem Gefahrenbereich herauszunehmen; vorteilhafterweise sind die Gebersysteme dabei örtlich so angeordnet, daß auch bei maximaier Greifgeschwindigkeit der menschlichen Hand diese erst dann in die Gefahrenstelle der Presse gelangen kann, wenn durch die Sicherheitsschaltung veranlaßt diese zum Stillstand gekommen ist oder ihre Bewegungsrichtung wieder umgekehrt hat.
• Man vermeidet auf diese Weise wirksam ein Einklemmen der Hände. Bei solchen Schaltungen ist jedoch besonderer Wert auf eine Ausbildung zu legen, die sicherstellt, daß die Bedienungsperson aus Bequemlichkeit oder aus Gründen einer erhöhten Arbeitsgeschwindigkeit die Presse oder Stanze oder ähnliche Maschine nicht doch mit nur einer Hand betätigen kann.
• Eine bekannte Sicherheitsschaltung für solche kraftbetätigten Arbeitsmaschinen ist bekannt aus dem DT-PS 1 266 861.
• Diese bekannte Sicherheitsschaltung verwendet kapazitive Geber, die mit Oszillatoren in Verbindung stehen und so ausgebildet sind, daß dann ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Tastfläche des Gebers mit einer Hand berührt wird. Die bekannten Sicherheitsschaltungen enthalten üblicherweise UND-Verknüpfungen, die so ausgebildet sind, daß im wesentlichen nur bei Gleichzeitigkeit der Gebersignale eine Einrückung erzielt werden kann.
• Von wesentlicher Bedeutung bei solchen Systemen ist jedoch die Forderung, daß eine solche Zweihand-Sicherheitsschaltung nicht etwa von zwei Personen bewußt oder auch irrtümlich ausgelöst werden kann und insbesondere auch die Forderung, daß eine solche Sicherheitsschaltung nur von einer menschlichen Hand ausgelöst wird und nicht etwa dadurch, daß das Gebersvstem durch eine unzulässige Beeinflussung, etwa durch Kontaktierung mit einem Gegenstand, sozusagen ständig in der gewünschten Arbeitsposition gehalten wird und so aus einer Zweihandschaltung in eine Einhandschaltung umgewandelt wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Sicherheitsschaltung für Zweihandeinrückung von kraftbetätigten Arbeitsmaschinen zu schaffen, die praktisch nicht mehr überlistet werden kann, die der Forderung der gleichzeitigen Betätigung durch eine einzige Bedienungsperson Rechnung trägt, die sicherstellt, daß bei Versagen von Teilelementen eine Abschaltung erfolgt und die auch nicht durch andere Körper oder Materialien, beispielsweise Spritzwasser, ausgelöst werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs aenannten elektrischen Sicherheitsschaltung und besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Einrückung mindestens ein Gebersystem vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, daß ein Auslösebefehl nur vergeht, wenn eine Stromkreisbildung über den Körper der die Arbeitsmaschine betätigenden Person erfolgt.
• Es ergibt sich so der Vorteil, daß eine Ingangsetzung der Arbeitsmaschine überhaupt nur noch dann erfolgen kann, wenn die eine und einzige Bedienungsperson der Maschine mindestens zwei Sensoren oder Sonden des Gebersystems mit Körperteilen in der Weise berührt, daß sich über dem Körper der Bedienungsperson für das Gebersystem ein entsprechend auswertbarer Stromkreis ergibt. Das auf diese Weise gewonnene Signal wird vorzugsweise in einer UND-Verknüpfung mit Signalen zusätzlicher Gebersysteme, die bevorzugt ebenfalls vorhanden sein können, verarbeitet. Dabei stellt das die UND-Verknüpfung der Bedienungsperson bildende Gebersystem sicher, daß nicht etwa zwei Personen durch getrennte Einwirkung auf die Geber systeme die Arbeitsmaschine auslösen können. Desweiteren ist aber auch implizite sichergestellt, daß die Arbeitsmaschine nur durch die Annäherung einer menschlichen Hand ausgelöst wird, denn das Erfordernis der Stromkreisbildung über den Körper der Bedienungsperson setzt gleichzeitig voraus, daß die Sensoren oder Sonden der Geber systeme mit der Hand bzw. den Händen der Bedienungsperson berührt werden, da nur diese Körperteile bei normaler Arbeitsgeschwindigkeit hierfür geeignet sind. Es ist daher insbesondere auch nicht erforderlich, spezielle Systeme in der Weise auszubilden, daß durch komplizierte Schaltungsanordnungen und entsprechende elektrische oder magnetische Felder eine solche Ausbildung der Geber systeme erzielt wird, daß menschliches Gewebe als zur Auslösung berechtigt erkannt wird. Hierbei können sich durch andere Materialien grundsätzlich auch Fehlerkennungen ergeben, gegen welche die erfindungsgemäße elektrische Sicherheitsschaltung von vornherein geschützt ist.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
• Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 ein detailliertes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung, Figur 2 ein mögliches Aus fiihrungsbeispiel eines Gebersystems, Figur 3 in detaillierter Darstellung ein mögliches Ausführungsbeispiel der den Geber systemen nachgeschalteten elektrischen Sicherheitsschaltung, Figur 4 das mit der Sicherheitsschaltung der Figur 3 verknüpfte, die Bedienungsperson einbeziehende Gebersystem in einer möglichen Ausführungsform, Figur 5 ein anderes Ausführungsbeispiel einer vereinfachten Ausgestaltung einer Sicherneitsschaltung in Form eines Blockschaltbildes und Figur 6 die bevorzugte gehäusemäßige Anordnung der Sicherheitsschaltung und ihre Zuordnung in Verbindung mit den Gebersystemen.
• Zunächst wird zur grundlegenden Erläuterung von Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zweihand-Sicherheitsschaltung auf das Blockschaltbild der Figur 1 eingegangen, das eine mögliche Ausführungsform einer solchen Sicherheitsschaltung in schon beträchtlicher Ausführlichkeit darstellt. Die Sicherheitsschaltung der Figur 1 umfaßt drei separate Gebersysteme I, II und III; davon sind die Gebersysteme I und II so ausgebildet, daß sie bei willkürlicher Einwirkung, beispielsweise infolge Betätigung durch die Bedienungsperson 1, die im Gebersystem III schematisch angedeutet ist, ein Ausgangssignal abgeben. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß im Grunde die Gebersysteme I und II daher beliebig ausgebildet sein können, beispielsweise herkömmliche mechanische Taster oder Schalter umfassen können, die vorzugsweise in Druckknopfform ausgebildet so lange ein Signal AI bzw. AIII am Ausgang jedes Gebersystems erzeugen, wie die einwirkung andauert.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Gebersysteme I und II bestehen diese jeweils aus einem Oszillator 2 bzw. 2', aus nachgeschalteten, die Einwirkung erfassenden Sensoren oder Sonden 3 und 3' sowie aus den Sonden nachgeschalteten Auswerteschaltungen 4 bzw. 4', die dann an ihren Ausgängen die aewünschten Signale AI und AIII erzeugen. Die Gebersysteme I und II sind so ausgebildet, daß bei Nichtbetätigung die Ausgangssignale beim dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise Signale sein können, entsprechend einem rlinuspotential; bei Betätigung der Gebersystere ergibt sich dann an ihren Ausgängen ein L-Signal, welches etwa positivem Potential entsprechen kann.
• Das Gebersystem III umfaßt zwei getrennte Sonden 5 und 6, die so ausgebildet und beaufschlagt sind, daß sie in der Lage sind, die Anwesenheit eines menschlichen Körpers zwischen ihnen festzustellen; dieser menschliche Körper ist im Gebersystem III, wie schon erwähnt, durch das Bezugszeichen 1 schematisch angedeutet. Im Grunde ist die Ausbildung des Gebersystems III und die Form der Sonden 5 und 6 von untergeordneter Bedeutung, beispielsweise kann die Sonde 5 als "Sendersonde" ein Potential völlig ungefährlicher Amplitude und Art führen, das durch den Körper der Bedienungsperson 1 auf die Sonde 6 übertragen wird, die mit nachgeschalteter Auswerteschaltung 7 so ausgebildet ist, daß dieses Signal auch bei starker Abschwächung noch erfaßt werden kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welches im übrigen in Figur 4 noch im einzelnen dargestellt ist, umfaßt das Gebersystem III einen Oszillator 8, der ein Hochfrequenzsignal geeigneter Frequenz und Größe auf die Sonde 5 leitet, die in all4emeinster Form beispielsweise als metallische Platt46der als Leiter ausgebildet sein kann. Durch den Kontakt mit der einen Hand der Bedienungsperson 1 wird das Hochfrequenzsignal der Sonde 5 kanazitiv abqekoppelt und gelangt durch Berührung der Sonde 6 mit der anderen Hand der Bedienungsperson 1 auf diese, die das so gewonnene ilochfreauenzsignal bestimmter Frequenz erfaßt und der nachgeschalteten Auswerteschaltung 7 übergibt. Mit anderen Sorten wirkt der Körper der Bedienungsperson 1, und zwar beginnend mit den Flächen der Hand, mit denen die Sonden 5 und 6 direkt oder bei Verwendung eines Handschalters indirekt berührt werden, als Dielektrikum für die von den metallisch leitenden, aber gegen die Hand isolierten Belägen der Sonde 5 und 6 gebildeten Kondensatorteilen.
• Es versteht sich, daß die Sonde 5 und die Sonde 6 in entsprechendem Abstand zueinander am Bedienunqspult der Zweihandschaltung zweckmäßigerweise so angeordnet sind, daß sich die Sonde 5 in räumlicher Nähe zur beispielsweise Sonde 3 und die Sonde 6 in räumlicher Nähe zur Sonde 3' befindet, so daß die Bedienungsnerson mit einer Hand gleichzeitig die Sonde 3 und die Sonde 5 erfassen und berühren und auf diese einwirken kann, mit der anderen Hand wird dann die Sonde 6 und die Sonde 3' erfaßt.
• Wird beispielsweise bevorzugt die kapazitive Auslösung und Signalübertragung angewendet, die eine druckfreie und gegebenenfalls berührungslose Einwirkung durch die Bedienungsperson 1 auf die Gebersysteme 1, II und III ermöglicht, dann können die Sonden 3 unc? 3' Teine von Ausliisesystemen sein, die jeweils die Sonden 3 und 5 bzw. 6 und 3' umfassen und wobei die Sonden 3 und 3' so ausgebildet sind, daß zwei durch ein Dielektrikum getrennte Kondensatorbeläge der Berührung durch die menschliche liand ausgesetzt sind. Erfolgt dann die Berüllrund, dann ändert sich die Kapazität oder es ergibt sich dann eine nennenswerte Kapazität in der welse, daß es zu einer Signalübertragung der Oszillatorschwingfreguenz kommt, die von der Auswerteschaltunq in die qewünschten Ausgangssignale umgesetzt-AI, AIII oder AIV für das Gehersystem III8wird. Gleichzeitig enthalten die von der menschlichen Hand zu kontaktierenden Auslösunossysteme als zweiten Teil die Beläge der Sonde 5 einerseits bzw. der Sonde 6 andererseits, so daß bei gleichzeitiaer Berührung der Auslösungssysteme Sonde 3 und Sonde 5 einerseits sowie Sonde 6 und Sonde 3' andererseits an den Ausgängen aller drei Gebersysteme I, II und III L-Signale oder Betätigungssignale auftreten.
• Die Darstellung der Figur 1 zeigt, daß den Gebern I und II jeweils Überwachungsanordnungen und Zeitglieder 9 bzw. 9' nachgeschaltet sind, die einmal das Gesamtsystem auf FunktionstSichtigkeit überwachen und bei Kurzschluß, Versagen von Teilelementen oder Unterbrechungen für ein Stillsetzen der gesamten Sicherheitsschaltung sorgen und andererseits einen einstellbaren Zeitraum vorgeben, innerhalb welchem eine gleichzeitige Betätigung der beiden Auslösesysteme für die Geber I und III einerseits sowie II und III andererseits erfolgen muß, damit die Sicherheitsschaltung die Orbeitsmaschine durch ein Ausgangsbetätigungssignal SB in Gang setzen kann. Die Zeitgliedschaltungen 9 und 9' erzeugern, veranlaßt beispielsweise durch L-Signale der Gebersysteme I und II ihrerseits Ausgangssignale ZI und Z11, die eine vorgegebene Zeitspanne, beispielsweise 0,5 sec andauern.
• In gegenseitiger Verkettung und Verknüpfung werden dann die bisher erwähnten Ausgangssignale AI des Gebersystems I, AIII des Gebersystems II, AIV des Gebersystems III und die Z1-und ZII-Signale der Zeitgliedschaltungen 9 und 9' nachgeschalteten Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' zugeführt, und zwar so, daß sämtliche genannten Ausgangssignale beiden Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' jeweils zugeführt werden. Die Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' wirken, wie weiter unten noch erläutert wird, speichernd und können nur dann in einen Auslöse zustand gebracht werden, in welchem sie an ihren Ausgängen jeweils beispielsweise ein L-Signal erzeugen, wenn die in dem Blockschaltbild der Figur 1 angegebenen Setzbedingungen erfüllt sind, d. h. wenn sämtliche weiter vorn erwähnten 5 Ausqangssignale der Schaltungen I, II, III, 9 und 9' gleichzeitig vorliegen. Die Ausgangssignale der Verknüpfungssdialtungen 10 und 10' gehen dann auf ein nachgeschaltetes UND-Glied 11, welches das Betätigungssignal für die Arbeitsmaschine an seinem Ausgang erzeugt.
• An sich wäre nach den üblichen Regeln eine der Verknüpfungsschaltungen 10 oder 10' überflüssig, bevorzugt sind diese Verknüpfunqsschaltungen jedoch so ausgebildet, daß gleichzeitig auch wieder Sicherheitsanforderungen, je nachdem, ob die Schaltung sich im Ruhe- oder im Arbeitszustand befindet, erfüllt werden, so daß von den Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' durch kreuzweisen, rückwirkenden Eingriff über die aestrichelt dargestellten Leitungen auf die Zeitgliedschaltungen 9 und 9' Zusatzbedingunen erfüllt werden, auf die weiter unten in Verbindung mit einer Erläuterung der Figur 3 noch eingegangen wird. Die Rücksetzbedingung für die Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' lautet auf jeden Fall, wie Figur 1 entnommen werden kann, so, daß ein Ausgangssignal sofort unterbrochen wird, wenn eines der Signale AI, AIV und AIII ausfällt.
• Bevor auf das detaillierte Ausführungsbeispiel der Figur 3 eingegangen wird, ist es zweckmäßig, zunächst die Gebersysteme I und II, die identisch sind und das Gebersystem III kurz zu erläutern.
• In Figur 2 ist ein Gebersystem dargestellt, welches als Ausführungsbeispiel für die Gebersysteme I und II Verwendung finden kann. Das Gebersystem der Figur 2 umfaßt einen Oszillator 14, der beliebig ausgebildet sein kann und beim Ausführungsbeispiel aus einem Transistor 15 und zugeordneten Schaltungselementen besteht, auf die nicht genauer eingegangen zu werden braucht. Im Kollektorkreis des Transistors 15 befindet sich eine Spule 16, der in maqnetischer Kopplung ein auf eine gewünschte vorgegebene Frequenz abgestimmter Schwingkreis 17 zugeordnet ist. Ausgekoppelt wird die HF-Energie über eine Spule 18, die in Reihe mit der weiter vorn schon erwähnten Sonde 3 oder 3' in den Basisemitterkreis eines in Basisschaltun betriebenen Transistors 19 geschaltet ist. Parallel zu Basis und Emitter des Transistors 19 ist eine Diode 20 geschaltet, die die positiven Halbwellen der Hochfrequenzschwingung des Oszillators 14 gegen Masse oder Minusleitung 21 ableitet, so daß dann, wenn durch Berührung oder Einwirkung auf die Sonde 3 oder 3' ein gewünschter Kapazitätswert erreicht wird, der Transistor 19 ein negativeresAusgangssignal erzeugt, welches dem invertierenden Eingang eines nachgeschalteten Operationsverstärkers 22 zugeführt ist. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 22 lieat über einer einstellbaren Spannungsteilerschaltung (Potentiometer 24) mit nachgeschaltetem Widerstand 25 an einem einstellbaren Potential und weist gleichzeitig eine positive Rückführung über einen Widerstand 23 auf, so daß ein definiertes Schaltverhalten erzielt wird und Schwingungen vermieden werden. Das System ist insgesamt so ausgelegt, daß am Ausgang 26Ades Gebersystems der Figur 2 ein positives L-Signal oder ein Arbeitssignal erscheint, wenn die Sonde 3 oder 3' aktiviert ist oder wenn, mit anderen Worten, die Bedienungsperson der Sicherheitsschaltung ihre hände auf die zugeordneten Sondenbereiche aufgelegt hat. Das Ausgangssignal an der iler:me 26Aist O-SicTnal oder Ruhesignal, wenn auf das Gebersystem nicht eingewirkt wird. Wie ersichtlich, sind die Ausgänge 26pos (bzw. 26R') so über weitere Transistoren 91 und 92 angesteuert, daß sie antivalentes Verhalten zeigen. Es sind dann noch zwei Zenerdioden 27 und 28 in Reihenschaltung über Plus leitung 29 und Minus leitung 21 vorgesehen; insgesamt ist die Auslegung des Gebersignals so getroffen, daß mögliche Drifteinflüsse des Operationsverstärkers 22 sicher beherrscht sind und das qewünschte Schaltverhalten nur dann eintritt, wenn auf die Sonde 3 (3') eingewirkt wird.
• Das in Figur 4 dargestellte Gebersystem ist im Grundprinzip ähnlich aufgebaut und wird bevorzugt für das Gebersystem III des Blockschaltbildes der Figur 1 verwendet. Auch hier ist ein üblicher Oszillator 31 vorgesehen, bestehend aus einem Transistor 32 in Schwingschaltung mit einer Spule 33 im Kollektorkreis, einem zugeordneten, auf gewünschte Frequenz abgestimmten Schwingkreis 34 im Kollektorkreis und einer Auskoppelspule 35, die die nergle der Sonde 5 zuführt, die, wie weiter vorn schon erwähnt, als gerqeinsames Bauteil mit Sonde 3 ausehildet ist und beispielsweise aus einer elektrisch leitenden Platte oder einer sonstigen Anordnung, allgemein einem Kondensatorbelag bestehen kann. Der Sonde 5 ist die Sonde 6 zugeordnet und die Verbindung zwischen beiden in der Weise, daß sich eine UND-Verknüpfung ergibt, wird durch den Körper der Bedienungsperson 1 vorgenommen.
• Berührt daher, wie weiter vorn auch schon erläutert, die Bedienungsperson 1 beide Sonden 5 und 6 mit ihren Händen, dann ergibt sich auch bei dem Gebersystem der Darstellung der Figur 4 schließlich ein Ausgangssignal oder Arbeitssignal an der Ausgangsklemme 37. Dieses Signal wird gewonnen aus der vom Körper der Bedienungsperson auf die Sonde 6 übertragenen Energie, wobei vorzugsweise der Sonde 6oder dem von ihr gebildeten Kondensatorbelag ein Halbleiterschaltelement mit sehr hohem Eingangswiderstand, bevorzugt ein Feldeffekttransistor 38 nachgeschaltet ist, der als Sourcefolger ausgebildet ist und sein am Widerstand 39' abfallendes Ausgangssignal dem einen Eingang eines nachgeschalteten Operationsverstärkers 39 zuführt. Auf die weiteren, noch vorhandenen Schaltungselemente braucht nicht im einzelnen eingegangen zu werden, da sie entweder schon mit Bezug auf die Darstellung der Figur 2 erläutert worden sind oder in üblicher Schaltung ausgebildet sein können.
• Die Darstellung der Figur 3 zeit nunmehr die Weiterverarbeitung der Ausgangssignale der Gebersysteme I, II und III, wobei die jeweiligen Ausgangsklemmen 26 für das Gebersystem I, 26' für das Gebersystem II und 37 für das Geber system III entsprechend den Schaltungen der Figuren 2 und 4 in Figur 3 nochmals dargestellt sind.
• In Figur 3 sind die Uberwachungsschaltungen, die gleichzeitig Zeitglieder sind, gestrichelt umrandet und tragen die gleichen Bezugszeichen 9 und 9' wie im Blockschaltbild der Figur 1.
• Die Ausgangssignale der Geber systeme I und II an den Klemmen 26A und 26A' der Fig. 3, die hier Eingangsklemmen sind, sind beim Ausführungsbeispiel im Ruhezustand, also bei nichtaktivierten Gebersystemen O-Signal oder negatives Signal und bei aktivierten Gebersystemen L-Signal oder positives Signal. Die Eingänge 26R und 26R' zeigen, wie schon erwähnt, den antivalenten Schaltzustand. Die Zeitgliedschaltungen 9 und 9' sind so -ausgelegt, daß e 9 t sni t eitssignal oder L-Signal zu einer Aktivierung und zur Abgabe entsprechender Betätigungssignale oder Aktivierungsschaltvorgängen führen kann, wenn vorher an beiden Eingängen fluhesignal gelegen hat, so daß auf diese Weise verhindert wird, daß durch ständige Aktivierung beispielsweise einer der tsteme die Zweihändigkeit beseitigt wird. Da die folgenden Erläuterungen für beide, im wesentlichen identisch ausgebildeten Zeitgliedschaltungen gelten, wird lediglich auf die obere Zeitgliedschaltung 9 genauer eingegangen.
• Liegt Signal oder Ruhesignal vor, dann wird der Ruheeingang der Zeitgliedschaltung 9 betätigt, d. h. es wird ihm negatives Potential zugeführt, so daß der Transistor T1 durchschaltet und in seinem leitenden Zustand über die Relaiskontakte d2a sowie d4a, eine Diode 41 und gegebenenfalls einen ;widerstand 42 einen Kondensator 43 verhältnismäßig qroßer Kapazität an positive Spannung UD legt; der andere Anschluß des Kondensators 43 liegt an Massepotential. Der Kondensator 43 erhält somit Gelegenheit, sich aufzuladen; das gleiche trifft selbstverständlich für den Kondensator 43' der Zeitgliedschaltung 9' zu. Die Aufladung ist jedoch nur dann möglich, wenn die als Ruhekontakte ausgebildeten Relaiskontakte d2a und d4a sowie dla und d3a für die Zeitgliedschaltung 9' geschlossen sind.
• Dies ist dann der Fall, wenn die zugeordneten Relais D1, D2, D3 und D4 nicht erregt sind. Die Relais Dl und D2 befinden sich in den Zeitgliedschaltungen 9 und 9', auf ihre Funktion wird gleich noch eingegangen, die Relais D3 und D4 sind Teile der nachgeschalteten Verknilpfungsschaltungen, die in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 10 und 10' versehen sind; sind diese Relais D3 und D4 erregt - dies sei zum besseren Verständnis der Schaltung gleich bemerkt, dann schließen sich auch zugeordnete Relaiskontakte d3e und d4e, die gleichzeitig den Ausgangskreis zur Betätigung der Arbeitsmaschine und daher die UND-Schaltung 11 bilden.
• Werden nunmehr die Gebersysteme I und II aktiviert und ergibt Arbeitssich an ihren#Ausgängen ein Signal oder positives Potential und an den Ruheausgängen O-Signal, rdann sperren die Transistoren T1 und T1' und die Transistoren T2 und T2', die in Reihe mit den schon erwähnten Relais D1 und D2 liegen, werden durchgeschaltet. Da die Reihenschaltung der Relais D1 und D2 jeweils mit den Transistoren T2 und T2' über den Kondensatoren 43 und 43' lieg t, ziehen diese Relais D1 und D2 für einen vorgeqebenen Zeitraum an, der durch die Ladung des Kondensators 43 und 43' bestimmt ist und beim Ausführungsbeispiel etwa 0,5 sec dauert und, wie einzusehen ist, einstellbar ist. Die Relais D1 und D2 haben Relaiskontakte d1b und d1c sowie d2b und d2c in Reihenschaltung in der nachgeschalteten Verknüpfungsschaltung, auf deren Aufbau nunmehr eingegangen wird. Die Verknüpfungsschaltung besteht aus im Ausführungsbeispiel 6 in Reihe geschalteten Gliedern, nämlich jeweils, beginnend mit der Plusleitung 45,einem Transistor T3, der mit seinem Emitter an der Plus leitung liegt; dem Transistor T3 ist durch Verbindung mit dessen Kollektor jeweils ein Relaiskontakt dlc bzw. d1b für die Zeitgliedschaltung 9' nachgeschaltet, dann folgt ein weiterer der schon erwähnten Relaiskontakte d2b Ibzw. d2c für die Zeitgliedschaltung 9') der jeweils anderen Zeitgliedschaltung, anschließend folgt die Erregerwicklung eines Relais D3 (bzw.
• D4 für die der Zeitgliedschaltung 9' im wesentlichen nachgeschaltete Verknüpfungsschaltung), anschließend folgen dann noch in Reihenschaltung jeweils zwei Transistoren T4 und T5 bzw.
• T5' und T4'.
• Man sieht, daß nur dann, wenn sämtliche Transistoren der jeweiligen Reihenschaltung T3, T4 und T5 leitend geschaltet und die auf die Relais D1 und D2 zurückgehenden Kontakte geschlossen sind, eine Erregung der Relais D3 und D4 erfolgen kann. Das DurchschQalten der Transistoren T4 und T4' erfolgt gleichzeitig mit dem Einschalten der Transistoren T2 bzw. T2' der jeweils zugeordneten Zeitgliedschaltung, die Transistoren T5 und T5' werden über Leitungen 46 und 47 vom Eingangssignal der jeweils anderen Zeitgliedschaltung leitend geschaltet, sie sind daher mit den Arbeitseingängen der Zeitgliedschaltungen verbunden. Als weitere Bedingung kommt dann noch die Ansteuerung der Transistoren T3 und T3' in der Kette vor; diese Ansteuerung erfolgt über die Klemme 37 vom Ausgang der "UND-Schaltung - Mensch" der Figur 4; wie ersichtlich, ist es erforderlich, daß im Falle der Aktivierung des Gebersystems III an der Ausgangsklemme 37 negatives Potential als L-Signal vorliegt, damit die Transistoren T3 und T3' leitend schalten können. Es erfolgt dann eine Errequng der Relais D3 und D4, gleichzeitig gewinnt man am Ausgang der Schaltung durch das Schließen der Relaiskontakte d3e und d4e wie die kleine Zeichnung rechts unten der Figur 3 darstellt, das gewünschte Aktivierungssignal zur Betätigung der Arbeitsmaschine. Dies gelingt nur, wenn sowohl das Gebersystem I als auch das Gebersystem II betätigt ist und wenn die Betätigung des einen Systems nicht später als innerhalb von 0,5 sec nach Betätigung des anderen Systems erfolgt, da sonst eines der Relais D1 oder D2 wegen Erschöpfung des Kondensators 43 oder 43' schon wieder abgefallen ist. Außerdem wird durch die bisher geschilderte Schaltung sichergestellt, daß die Ladung der Xondensatoren 43 und 43' nur erfolgen kann, wenn sich die Steuerschaltung vor Aktivierung der Geber systeme in Ruhe befunden hat, denn im Ladekreis der Kondensatoren sind auf sämtliche vier Relais D1, DS, D3 und D4 zuriickqehende Ruhekontakte, wie weiter vorn schon erläutert, angeordnet, die bei Erregung öffnen und daher eine Ladung verhindern. Desweiteren ist sichergestellt, daß eine Erregung der Ausgangsrelais D3 und D4 nur erfolgen kann, wenn über die Transistoren T4 und T5 bzw. T4' und T5' jeweils in wechselseitiger Verkettung die Aktivierungsbedingungen der Gebersysteme I und II vorliegen, außerdem ist es erforderlich, daß das Geber system III ebenfalls aktiviert ist. Wird nur eines der Gebersysteme I, II oder III in seiner Aktivierung unterbrochen, kehrt das System sofort in seinen Ausgangszustand zurück, d. h. es ist dann die Rücksetzbedinaung der Figur 1 erfüllt, da mindestens einer der Transistoren T3, T4 oder T5 bzw. T3', T4' oder T5' sperrt.
• Es ist ersichtlich, daß die Zeitgliedschaltung 9 oder 9' nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne auf jeden Fall durch Entregung der Relais Dl bzw. D2 abfällt und daher die entsprechenden dl-Relaisontakte oder d2-Relaiskontakte in den Versorgungskreisen der Relais D3 und D4 abfallen. Damit die Erregung dieser Relais erhalten bleibt, sind die jeweiligen Relaiskontakte dlc und d2b bzw. dlb und d2c überbrückende Relaiskontakte d3b und d41r vorgesehen, die für die jeweiligen Relais D3 und D4 Selbsthalteschaltungen bilden.
• Aufgrund dieser detaillierten Schaltungserläuterunq erkennt zwei 1 man nunmehr auch-, warum eitverknüpfungsschaltungen 10 und 10' bei der Blockbilddarstellung der Figur 1 vorhanden sind, es ist nämlich so, daß die Zeitgliedschaltungen 9 und 9' zwar die vorgegebenen Zeitsnannen realisieren können, die Wirkungen sich jedoch durch das Schließen von Relaiskontakten in den nachgeschalteten Verknüpfungsschaltungen 10 und 10' ergeben, die daher erforderlich sind.
• Nun zu den Sicherheitsaspekten der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung.
• Es besteht die Vorschrift, daß jeder Fehler an den Schaltungselementen, sei es Leitungunterhrechunq oder Kurzschluß erkannt und die Schaltung so ausgebildet sein muß, daß sie sich daraufhin selbst außer Betrieb setzt. Außerdem darf durch das Auftreten eines Fehlers nie ein die Bedienungsperson gefährdender Schaltzustand entstehen.
• Zu diesem Zweck ist die Netzversorgung der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung so ausgelegt, daß sie eine stromempfindliche Überlastungsschaltung umfaßt, die bei Uberschreiten eines vorgegebenen Strompegels die Sicherheitsschaltung vom Netz trennt. Zu diesem Zweck liegt hinter einem Spannungsstabilisierungsblock 49 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein von dem von der Sicherheitsschaltung insgesamt gezogenen Strom durchflossener Widerstand 50. Es versteht sich, daß es selbstverständlich auch andere Schaltungen gibt, die das Fließen eines überhöhten und damit unzulässigen Stroms in die Sicherheitsschaltung - auf dessen Entstehung weiter unten noch einqegangen wird - feststellen können, die Anordnung eines Widerstandes 50 im Längs zweig der Stromversorgunssleitung 45 ist jedoch die einfachste Möglichkeit, einen solchen überhöhten Strom festzustellen. Die Netzversorgung für die Sicherheitsschaltung ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 51 versehen und besteht aus einem üblichen Eingangstransformator 52, einem nachqeschalteten Gleichrichter 53 mit üblicher Filter- und Ladekette, von welcher lediglich ein Kondensator 54 angedeutet ist, und einer zusätzlichen, temperaturabhängigen Sicherung 55. Eine weitere Sicherung 56 kann in der Primär leitung des Netzformators 52 angeordnet sein.
• Die Einschaltung erfolgt mithilfe einer Drucktastensteuerung 57, die bei Niederdrücken des Druckkontaktes, der sich bei Loslassen wieder automatisch öffnet, ein nachgeschaltetes Relais D6 erregt, welches daraufhin seine Relaiskontakte d6a und d6b schließt. Der Relaiskontakt d6h liegt als Schaltkontakt zwischen der Netzversoraung 51 und der Sicherheitsschaltung und verbindet bei Betätigung der Drucktastensteuerung 57 die Sicherheitsschaltung mit dem Netzteil, während der Relaiskontakt d6a dafür sorgt, daß das Relais D6 auch bei Loslassen der Drucktaste 57 angezogen bleibt. Es handelt sich daher um einen Selbsthaltekontakt, der jedoch bevorzugt in Reihe mit einem steuerbaren Schalter 58 am anderen Spannungspol für die Stromversorgung des Relais D6 liegt. Dieser steuerbare Schalter ist so ausgebildet, daß sein Steuereinqang mit dem stromempfindlichen Element im Längs zweig der Stromversorgung für die Sicherheitsschaltung verbunden ist.
• Diese Verbindung ist so ausgelegt, daß bei viberschreiten des schon erwähnten Sicherheitsstrompegels der steuerbare Schalter öffnet und das Relais D6 von seiner Stromversorgung trennt.
• Damit öffnet dann auch der Arbeitskontakt d6b, der den Netzteil 51 mit der Sicherheitsschaltung verbindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der steuerbare Schalter als Transistor 58 ausgebildet und liegt mit seiner Basis an einerVerbindungsschaltung 59, die so ausgelegt und einstellbar geschaltet ist, daß bei überschreiten eines vorgegebenen Stroms von beispielsweise 1 A der Transistor 58 anspricht und sperrt. Andererseits ist die gesamte weiter vorn schon im einzelnen hinsichtlich ihres Schaltverhaltens erläuterte Sicherheitsschaltung der Figur 3 gemäß einem wesentlichen erfinderischen Merkmal so ausgebildet, daß sämtliche verwendeten Transistoren in der Lage sind, bei Einschalten einen Strom von mindestens 1 A ohne Zerstörung zu ziehen, sie können dies jedoch nur dann, wenn sie praktisch voll an der Stromversorgung liegen, also mit ihren Lastelektroden, Emitter und Kollektor jeweils zwischen Plus- und Minus leitung geschaltet sind. Dies tritt bei der vorliegenden Sicherheitsschaltung entsprechend einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal jedoch nur dann auf, wenn es zu einem Versagen von Teilschaltungselementen gekommen ist, hierauf wird im folgenden sofort eingegangen. Zunächst sollen in dieser iiinsicht die Zeitgliedschaltungen 9 bzw. 9' überprüft werden. Tritt bei einem der Transistoren Ti, T1', T2, T2' eine Leitungunterbrechung auf, dann läßt sich, wie ohne weiteres verständlich ist, entweder der Kondensator 43 oder 43' nicht laden oder es ist, bei Unterbrechung der Transistoren T2, T2' eine Entladung dieses Kondensators über die Relais D1 und D2 nicht möglich.
• Dann spricht die Sicherheitsschaltung ohnehin nicht an und es braucht nichts weiter veranlaßt zu werden. Weiter vorn ist schon erläutert worden, daß die Transistoren T1 und T2 bzw.
• deren Pendants Ti' und T2' im Gegentakt schalten, damit sichergestellt ist, daß die Handtaster oder Gebersysteme I und II nach jeder Betätigung in ihren Ruhezustand zurückgeführt werden müssen, denn nur dann gelingt jeweils die Ladung der Kondensatoren 43, 43' über die Transistoren Ti, T1'. Tritt nun im Transistor T1 eine Brückenbildung oder ein Kurzschluß auf, d. h. hat dieser Transistor durchlegiert, dann läßt sich der Kondensator 43, 43' zwar ordnungsgemäß laden, bei dem späteren Einschalten der Transistoren T2 und T2', wenn auf Arbeitssignal übergegangen wird, ziehen die Transistoren T2 und T2' dann jedoch einen Strom, der über dem in der überlastungsschaltung festgelegten Grenzwert liegt. Die Uberlastunqsschaltuns, genauer gesagt der Transistor 58 spricht dann wird - aetrennt an und die gesamte Sicherheitsschaltungivom NetZr Dies ist deshalb möglich, weil die Kollektoren der Transistoren d2d T1 und T2 bzw. T11 und T2' über d1d bzwSurch eine Verbindungsleitung 61 bzw. 61' miteinander verbunden sind, so daß diese Transistoren sich jeweils gegenseitig überwachen können. Das gleiche geschieht selbstverständlich, wenn einer der Transistoren T2 oder T2' durchlegiert hat; in diesem Fall kommt es zwar möglicherweise nicht mehr zu einer vollständigen Aufladung der Kondensatoren 43 und 43', so daß die ordnungsgemäße Funktion ohnehin nicht sichergestellt sein dürfte, auf jeden Fall kommt es bei Einschalten der Transistoren T1 oder T1' zu der Kurzschlußbildung und zum überschreiten des vorgegebenen Strompegels mit nachfolgendem Abschalten der Sicherheitsschaltung. Im Normalbetrieb stört die Verbindungsleitung 61, 61' nicht, da die Diode 41, 41' die Bildung eines Parallelstrompfads zu der Erregerwicklung der Relais D1 bzw. D2 verhindert.
• Auch für die restlichen Transistoren T3, T4, T5 bzw. T3', T4' und T5' in vorliegender Schaltung sind entsprechende Sicherheitsbedingungen eingebaut, und zwar liegen zur überwachung des ordnungsgemäßen Betriebs der Transistoren T4 und T5 bzw. T5' und T4' die Kollektoren der Transistoren T4 bzw. T5' über den Kollektor von T1 bzw. T1' unmittelbar an der anderen Versorgungsleitung, hier an der Plusleitung 45, 45'.
• Hat einer der Transistoren T4 oder T5 Dauerkurzschluß, d. h.
• ist bei diesem eine Brückenbildung aufgetreten, dann ergibt sich jeweils bei Durchschalten des anderen in Reihe liegenden Transistors über die Kollektor-Emitterstredke von T1 bzw. T1' ein so hoher Strom, daß dies zur sofortigen Abtrennung der Sicherheitsschaltung vom Netzteil führt, wobei der Fehler teilweise erst beim Einschalten der Gebersysteme in einer bestimmten Reihenfolge erkannt wird.
• Eine ähnliche Schaltung ist dann noch zur überwachung des Transistors T3 bzw. T3' mithilfe eines Stromkreises 62, 62' getroffen, in welchem sich Transistor T3 und der Ruhestromausgangstransistor 92 von Fig. 2 bei Brückenbildung des Tran sistors T3 der "UND-Verknüpfung-Mensch" überwachen und für ein Ansprechen der überlastungsschaltung sorgen. Die die Ruhestromrelaiskontakte d3d und d4d enthaltenden Stromkreise zur überwachung der Funktionsfähigkeit der Transistoren T4, T5 bzw. T5', T4' sind mit dem Bezugszeichen 63 bzw. 63' versehen.
• Mit dieser erfindungsgemäßen Variante zur Sicherheitsüberwachung einer Halbleiterschaltelemente aufweisenden Sicherheitsschaltung gelingt es erstmals auf überzeugende Weise und ohne Einsatz größerer und komplizierter überwachungssysteme, die dann praktisch selbst wieder überwacht werden müßten, eine absolut sichere und sich in ihrer Funktion selbst iiberwachende Sicherheitsschaltung zu schaffen, die sämtlichen, weiter vorn schon aenannten Anforderungen entspricht.
• Es versteht sich, daß für die verwendeten Transistoren einerseits bzw. Relais andererseits auch jeweils wieder Relais oder insgesamt Eansistoren verwendet werden können; allerdings hat sich die vorliegende Schaltung als am zweckmäßigsten erwiesen. Für das Relais D6 in der überlastungsschaltung des Netzteils kann auch ein Transistor gesetzt werden, der dann mit seiner Kollektoremitterstrecke im Längs zweig der Verbindung zwischen Netzteil und Sicherheitsschaltung angeordnet sein kann und an seiner Basis ein auf den von der Sicherheitsschaltung gezogenen Strom bezogenes Signal zugeführt erhält.
• Hinsichtlich der Gesamtfunktion der Sicherheitsschaltung sei noch darauf hingewiesen, daß das Resultat der Zeitgliedschaltungen, ob nämlich die Betätigung des jeweils anderen Handtasters oder Gebersystems I, II um mehr als eine vorgegebene Zeitspanne verzögert worden ist, so ist, daß keiner der Kontakte der ausgangsseitigen UND-Verknüpfung 11 anziehen kann, da dann immer zwei der Relaiskontakte dlc, d2b,dlb oder d2c wegen überschreitung der Zeitverzögerung in den Verknüpfungsschaltungen 1o,1o' nicht geschlossen sind. Es ist auch ersichtlich, daß die ausgangsseitigen Arbeitskontakte d3e und d4e der UND-Verknüpfung auf jeden Fall dann sofort abfallen, wenn nur eine der Rücksetzbedingungen, also Rückkehr eines der Gebersysteme I,II und III in Ruhezustand auftritt, da dann auf jeden Fall einer der Transistoren T3, T4, T5 bzw. T3', T4' und T5' in Reihe mit den Hauptschaltrelais D3 oder D4 sperrt.
• In Figur 5 ist schließlich noch ein zweites grundsätzliches Ausführungsbeispiel einer Verkettungsschaltung in vereinfachter Form dargestellt, welches ebenfalls von der "UND-Verknüpfung" durch die Bedienungsperson Gebrauch macht. Es sind wiederum zwei Handtaster 65 und 66 vorgesehen, die jeweils einerseits die Gebersysteme I und II und andererseits jeweils einen Teil des Gebersystems III umfassen, diese Teile sind bei der Darstellung der Figur 5 als IIIa und IIIb dargestellt.
• Die räumliche Zuordnung ist wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, d. h. das Gebersystem I umfaßt eine Sonde 3, das Gebersystem II umfaßt eine Sonde 3', während die Geberteilsysteme IIIa und IIIb jeweils Teilsonden 5 und 6 umfassen, die durch die Berührung mit der Bedienungsperson 1 eine UND-Verknüpfung erfahren. Die Ausgangssignale der Gebersysteme I und II gelangen einmal auf ein nachgeschaltetes Zeitalied 67, welches so ausgebildet ist, daß an seinem Ausgang ein Betätigungssignal der nachgeschalteten UND-Schaltung 68 nur dann zugeleitet wird, wenn die eingangsmäßigen Signale AI und AIII die gewünschte Gleichzeitigkeitsbedingung innerhalb einer vorgesetzten Zeitspanne, d. h. bevorzugt innerhalb von 0,5 sec erfüllen. Die UND-Schaltung 68 erhält daher einerseits das Zeitsignal 5z der Zeitschaltung 67 und andererseits das Verknüpfungssignal 5 der UND-Verknüpfung, welche dadurch entp standen ist, daß ein bevorzugt kapazitiver Stromfluß von der Sonde 5 zur Sonde 6 über den Körper der Bedienungsperson erfolgt ist. Wie gestrichelt durch die Verhindungsleitung 69 angedeutet, erfolgt die Ahnahme dieses Verknüpfungssignals SB bevorzugt im Bereich der Sonde 6, könnte jedoch auch am Körper der Bedienungsperson selbst erfolgen, wenn beispielsweise beide Sondenteile 5 und 6 als Sendesysteme ausgebildet wären und nur bei gleichzeitiger Berührung dieser Systeme ein am körper der Bedienungsperson abnehmbares Signal entsteht, welches den erforderlichen Pegel zur Auslösung überschreitet.
• Diese Ausführungen zeigen auch, daß im Grunde beliebige Ausgestaltungen der ''U14D-Ver]-nüpfung bedienungsperson" erzielt werden können, sichergestellt sein muß lediglich, daß das "körpereigene" Signal oder das durch Einwirkung mit dem Körper der Bedienungsperson erzielte Signal dann verfügbar ist, wenn die Bedienungsperson beide Handtaster 65 und 66 berührt.
• Bevorzugt erfolgt selbstverständlich die Einbeziehung der Bedienungsperson in der Weise, wie dies anhand der Darstellung der Figur 4 weiter vorn schon erläutert worden ist.
• Wie der Darstellung der Figur 5 weiter entnommen werden kann, gelangen die Ausgangssignale der Sonden 3 und 3' dann noch auf eine nachgeschaltete Verknüpfungsschaltung 70, die neben diesen beiden Signalen AI und AIII auch noch das Ausgangs signal Su der UND-Schaltung 68 erhält. Man erkennt, daß eine Auslösung durch ein Ausgangssianal SB nur dann erfolgen kann, wenn die "UND-Verknüpfung Bedienungsperson erfüllt ist, wenn die Ausgangssignale AI und A111 vorliegen, und wenn die Zeitbedingung durch das Zeitglied 67 eingehalten ist. Weitere Erläuterungen dürften nicht erforderlich sein; die Umwandlung in diskrete Bauelemente oder Schaltungen kann ähnlich wie weiter vorn schon detailliert anhand der Figuren 2, 3 und 4 erläutert, vorgenommen werden.
• Es ergibt sich insgesamt eine Sicherheitsschaltung, die aufgrund der Verwendung von EIalbleiterschaltelementen äußerst kompakt aufgebaut sein kann und die bevorzugt unmittelbar konstruktiv in dem Gehäuse eingebaut sein kann, welches auch die Sonden für die Gebersysteme lagert.Ein solches Gehäuse ist in Figur 6 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 72 versehen.
• Das Gehäuse ist bevorzugt rechteckförmig ausgebildet und verfügt am linken und rechten Endbereich 73 und 74 über Teilräume, die die Sonden 3, 3', 5 und 6 der Handtaster aufnehmen können. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verfügt das Gehäuse 72 über eine obere Plattform 76, die im Bereich der Räume 73 und 74 die Handtaster 65 und 66 mit ihren Sondenbereichen lagert; unterhalb der Plattform 76 ist ein vorzugsweise rechteckförmiger und von Gehäuseseitenwänden 77 und 78 sowie nicht dargestellten Riick- und Vorderwänden umschlossener Raum, der so ausgebildet ist, daß er unmittelbar sämtliche Schaltungen aufzunehmen vermag, die zur erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung gehören. Ilierzu ist eine Printplatte oder Druckplatine 79 vorgesehen, die bevorzugt in unmittelbarer Nähe der Handtaster 65 und 66 im oberen Bereich des Gehäusehohlraums 80 gelagert ist und die im wesentlichen sämtliche Schaltungselemente der Sicherheitsschaltung trägt. Diese sind durch die Bezugszeichen 81 für einen Transistor und 82 für einen Kondensator stellvertretend für sämtliche anderen angedeutet. Im Gehäuse ist weiterhin lediglich beispielhaft noch ein Transformator 83 dargestellt; die Vorderwand trägt dann noch Schalter 84 und 85 für die Ein- und Ausschaltung des Geräts, einen Schalter 86 für die Einrücksperre und eine Lampe 87, die dann aufleuchtet, wenn die Uberlastungsschaltung angesprochen hat. Die obere Gehäuseplattform 76 lagert dann noch zwei rechtwinklig nach außen zur Seite abgebogene Schutzteile oder Flügel 88 und 89, die die Handtaster 65 und 66 von oben abdecken und lediglich eine seitliche Einführung der Hände der Bedienungsperson zur Betätigung ermöglichen.
• Dadurch wird auch durch weitere körperlich konstruktive Merkmale sichergestellt, daß keine unbeabsichtigte Auslösung oder eine Auslösung durch Fremdteile stattfinden kann. Diese vorgeschriebene Abdeckung bildet mit dem mittleren Gehäuseteil eine Wanne, die zur Aufnahme kleinerer Stanzteile dienen kann. Das Gehäuse kann aus Blech oder Kunststoff aufgebaut sein und ist gegen eine Einwirkung von Wasser oder sonstigen Schmutzteilchen von oben dicht; sämtliche Bauteile sind jederzeit zugänglich. Durch die integrale Anordnung der Handtastersysteme in Verbindung mit den Schaltungselementen der Sicherheitsschaltung wird der Vorteil erzielt, daß keine Leitungen zu entfernten Schaltkästen oder dergleichen verlegt werden müssen, die ihrerseits wieder gegenüber einer Einwirkung von außen empfindlich sind. Bei der Darstellung der Fig. 6 trägt das nichtdargestellte Rück- und Unterteil des Gehäuses lediglich die Steckvorrichtung für die Verbindungsleitungen.
• Sind die Handtaster oder Gebersysteme so ausgebildet, daß sie bevorzugt kapazitive Sonden umfassen, dann können diese unmittelbar als Dickfilmschaltung auf Platten integriert werden.

Claims (27)

Patentansprüche

1. Elektrische Sicherheitsschaltung zur Zweihandeinrückung von kraftbetätigten Arbeitsmaschinen, beispielsweise Pressen, Stanzen und dergleichen, mit im wesentlichen gleichzeitig zu betätigenden Gebersystemen in entsprechender Verkettungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einrückung mindestens ein Gebersystem (III, IIIa, IIIb) vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, daß ein Auslösebefehl (SB> nur ergeht, wenn eine Stromkreisbildung über den Körper der die Arbeitsmaschine betätigenden Person (1) erfolgt.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei weitere, unabhängig, jedoch bevorzugt gleichzeitig mit dem ersten Gebersystem (III, IIIa, IIIb) betätigbare Gebersysteme (I, II) vorgesehen sind, deren Ausgangssignale einerseits Zeitgliedschaltungen (9, 9'; 67) und andererseits unmittelbar nachgeschalteten, speichernden Verknüpfungsschaltungen (10, 10'; 70) zugeführt sind, die außerdem die Ausgangssignale (ZI, ZII; Sz) der Zeitgliedschaltungen (9, 9'; 67) zugeführt erhalten.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Verknüpfungsschaltungen (10, 10') jeweils auch das Betätigungssignal des ersten Gebersystems (III) direkt zugeführt ist, sowie in gegenseitiger Verkettung jeweils parallel die Ausgangssignale der jeweils anderen Gebersysteme und der diesen zugeordneten Zeitgliedschaltungen.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltungen als UND-Schaltungen ausgebildet sind, die nur bei Vorliegen sämtlicher Eingangssignale ansprechen und einer weiteren nachgeschalteten UND-Schaltung (11) Ausgangssignale zuführen ,diie Einrückung der Arbeitsmaschine durch das Ausgangs signal der letzten UND-Schaltung (11) ermöglichen.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Schaltungmder Verknüpfungsschaltungen (10, 10', 70) jeweils so ausgebildet sind, daß bei Abklingen der Ausgangssignale der Zeitgliedschaltungen (9, 9', 67) durch Selbsthaltekreise der Betätigungsschaltzustand aufrechterhalten bleibt und die Rücksetzbedingung nur dann erfüllt ist, wenn eines der von den Gebersystemen (I, II, III) stammenden Betätigungssignale ausfällt.

6. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (A1, AIII) der Gebersysteme (I, II) einem gemeinsamen Zeitglied (67) zugeführt sind, dessen Ausgangssignal (asz) zusammen mit dem Ausgangssignal (S ) der UND-Verknüpfungsp schaltung-Bed ienungsperson Heinem nachgeschalteten UND-Glied (68) -zuführbar ist, dessen Ausgangssignal (Su) wiederum zusammen mit den Betätigungssignalen der Geber systeme (I, II)einer nachgeschalteten UND-Verknüpfungsschaltung (70) mit Selbsthalteschaltung zugeführt ist.

7. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche-1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebersysteme (1, II, III) jeweils vorzugsweise auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmte Oszillatoren (14, 31) umfassen, deren Schwingfrequenz über die Sonden (3, 3'; 5, 6) der handtaster (65, 66) umfassende und bei Betätigung, beispielsweise Handauf legen der Bedienungsperson (1),wirksam geschaltete Auskoppelschaltungen (18, 19) auskoppelbar ist und nachgeschalteten Verstärkerschaltungen (22; 38, 39) zugeführt ist.

8. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelschaltung aus einer mit der Schwingspule (16) des Oszillatorsystems (14) gekoppelten Spule (18) besteht, die in Reihe mit der vorzugsweise kapazitiv ausgebildeten und durch Betätigung eine vorgegebene Kapazität aufweisenden Sonde (3, 3') in den Emitterbasiskreis eines Transistors (19) in Basisschaltung geschaltet ist, dessen Ausgangssignal einem nachgeschalteten Operationsverstärker(22) zugeführt ist.

9. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 8, dadurch. gekennzeichnet, daß parallel zur Basisemitterstrecke des Transistors (19) der Auskoppelschaltung eine die Schwingfrequenz gleichrichtende Diode (20) geschaltet ist und daß der Operationsverstärker (22) zur Hysteresebildung eine Mitkoppelung (23) aufweist.

10. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei den die"UND-Verknüpfung-Bedienungsperson bildenden Gebersystemen (III, IIIa, IIIb) die die Schwingfrequenz des Oszillators (31) auskoppelnde Spule (35) in Reihe mit einem ersten Sondenteil (5) in Form eines Kondensatorbelags geschaltet ist, der mit dem zweiten Sondenteil (6) dann in eine kapazitive Stromflußwirkverbindung gerät, wenn die"UND-Verknüpfung-Menschwdurch Körperkontakt mit beiden Sondenteilen (5, 6), vorzugsweise durch Handberührung, hergestellt ist und daß der zweite Sondenteil (6) mit einer nachgeschalteten Verstärkerschaltung (38) verbunden ist.

11. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sondenteil (6) mit dem GATE-Anschluß eines nachgeschalteten Feldeffekttransistors (38) verbunden ist, der sein Ausgangssignal über einen Operationsverstärker (39) den nachgeschalteten Verknüpfungsschaltungen (10, 10', 70) zuführt.

12. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebersysteme (I, II, III) so ausgebildet sind, daß sie in Ruhezustand ein erstes O-Signal und im Arbeitszustand ein zweites L-Signal erzeugen, die den nachgeschalteten Verknüpfungsschaltungen zuführbar sind.

13. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgliedschaltungen (9, 9') aus einem Kondensator (43,43') größerer Kapazität in Reihe mit einem vom Ruhesignal der Gebersysteme (I, II) leitend geschalteten Transistor (T1, T1') bestehen und daß parallel zu jedem Kondensator als Entladestrecke die Erregerwicklung eines Schaltrelais (D1, D2) in Reihe mit der Kollektoremitterstrecke eines weiteren, bei Vorliegen eines Arbeitssignals der Gebersysteme (I, II) leitend geschalteten Transistors (T2, T2') angeordnet ist.

14. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Verknüpfungsschaltungen (10, 10', 70) gebildet sind durch die Reihenschaltung jeweils zweier Transistoren(T4, T5; T5', T4'), die betätigbar sind von den jeweiligen Arbeitssignalen der Gebersysteme (I, II), einem I1auptschaltrelais (D3, D4), jeweils zweier Arbeitskontakte (d1c, d2b; dib, d2c) der Relais (D1, D2) der Zeitgliedschaltungen (9, 9') und eines weiteren Transistors (T3, T3'), der bei Vorliegen eines Betätigungssignals der "UND-Verknüpfung tJN D-Verknüpfung-Bedienunqsperson (Geber III) leitend geschaltet ist.

15. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschaltrelais (D3, D4) der lr4D-verknüpfungsreihenschaltungen in Reihe geschaltete Arbeitskontakte (d3e, d4e) schalten, die das Ausgangsbcttigungssianal der kraftbetätigten Arbeitsmaschine erzeugen.

16. Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Ladestromkreis für die Kondensatoren (43, 43') der Zeitgliedschaltungen (9, 9') P<laisruhekontakte (d2a, d4a; dia, d3a) angeordnet sind, die jeweils auf das IIauptrelais und das Zeitschaltrelais des anderen Kreises zurückgehen.

17. Sicherheitsschaltunq nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Selbsthaltekreisen parallel zu den auf die Zeitrelais (D1, D2) zurückgehenden Arbeitskontakte (dlc, d2b; d1b, d2c) von den Hauptschaltrelais (D3, D4) der zugeordneten Kreise unmittelbar betätigte Arbeitskontakte (d3b, d4b) liegen.

18. überwachungssicherheitsschaltung zur Kontrolle eines Versaugens von Bauelementen, insbesondere Transistoren, vorzuqsweise für die Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromempfindliche, der Netzversorgung (51) zugeordnete überlastungsschaltung vorgesehen ist, die bei Uberschreiten eines bestimmten vorgegebenen Strompegels durch die Sicherheitsschaltung diese von der Stromversorgung (51) trennt und daß die jeweils zu überwachenden Halbleiterschaltelemente (Transistoren T1, T2; T1', T2', T3, T4, T5, T3', T4', T5') über sonstige Schaltungselemente umgehende Verbindungsleitungen (61, 62, 63, 61', 62', 63') mindestens mittelbar mit den Energieversorgungsleitungen (45, 45') verbunden ist.

19. überwachungsschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachenden Transistoren über antivalent schaltende Transistorstrecken mit den Versorgungsleitungen verbunden sind.

20. überwachungsschaltung nach Anspruch 13 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschaltung über einen Schalter (Relaiskontakt d6b, Kollektoremitterstrecke eines Halbleiterschaltelementes) mit dem Netzteil (51) verbunden ist und daß der Schalter von einer stromempfindlichen Anordnung (50,59,58) derart betätigbar ist, daß bei überschreitung eines vorgegebenen maximalen Strompegels der Verbindungsschalter zwischen Netzteil (51) und Sicherheitsschaltung öffnet.

21. überwachungsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 der Kollektor des Ladetransistors (T1,T1') für den Kondensator (43,43') direkt mit dem Kollektor des Entladetransistors (T2,T2') der Zeitgliedschaltungen (9,9') verbunden ist, derart, daß bei Brückenbildung jeweils eines dieser Transistoren der jeweils andere beim Einschalten einen den maximal zulässigen Strom überschreitenden Strom zieht, so daß die üBerwachungsschaltung anspricht.

22. überwachungsschaltung nach-Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des durch die "UND-Verknüpfung-Bedienungsperson" ausgelösten Transistors (T3,T3') unmittelbar mit dem Ruheeingang (26R), entsprechend Kollektor des Transistors (92) des antivalent schaltenden Ausgangs des Gebersystems verbunden ist.

23. überwachungsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüehe 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des jeweils mit dem Hauptschaltrelais (D3,D4) verbundenen Transistors (T4,T5') über eine Verbindungsleitung (63,63') mit dem Kollektor des im Ruhezustand Strom führenden Transistors (T1,T1') der Zeitgliedschaltung verbunden ist.

24. Gehäuse für die Sicherheitsschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere Plattform (76) vorgesehen ist, die an äußeren Seitenräumen (73,74) Handtaster (65,66) aufweist, die in gemeinsamer einstückiger Ausbildung jeweils eine Sonde (3,3') jeweils eines der Gebersysteme (I,II) enthält und eine Teilsonde (5,6) des die "UND-Verknüpfung-Bedienungsperson" enthaltenden Gebersystems (III).

25. Gehäuse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Plattform (76) ein rechteckförmiger, durch Seitenwände (77,78) Vor- und Rückwände sowie einem Unterteil gebildeter Raum (80) angeordnet ist, in welchem sich die Druckplatine (79) mit sämtlichen Schaltungselementen (81, 82, 83) der Sicherheitsschaltung befindet.

26. Gehäuse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatine mit den Schaltungselementen der Sicherheitsschaltung im oberen Teil des Gehäusehohlraums (80) unmittelbar angrenzend an die Handtaster (65, 66) angeordnet ist und daß die liandtaster nach innen und oben von abgebogenen Schutzteilen (88, 89) derart umgeben sind, daß eine Betätigung durch die Hände der Bedienungsperson lediglich durch seitliches Einschieben möglich ist.

27. Gehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen den Schutzteilblechen (88, 89) für die Handtaster (65, 66) Platz für kleine zu stanzende Teile vorhanden ist.