-
Sicherheitseinrichtung an einer Presse
-
zum Schutz der Hände einer Bedienungsperson gegen Verletzung Für
kraftbetriebene Exzenter- oder verwandte Passen der Metallbearbeitung gelten besondere
Sicherheitsbestimmungen, die darauf abzielen, die Hände der Bedienungspersonen beim
Einlegen und Herausnehmen der Werkstücke von Hand gegen Verletzlangen durch gefährliche
Schließbewegungen des Pressenstößels zu schützen. So sind in den Unfallverhützungsvorschriften
für die Bedienung von Exzeilter- und verwandte Pressen, hydraulische Pressen und
Spindelpressen als Handschutzvorkehrungen Zweihandschaltungen vorgesehen. Zur Einleitung
des Arbeitshubes müssen also beide Hände der Bedienungsperson an den Schaltern liegen,
so daß die Bedienungsperson nicht mit einer freien Hand in den Gefahrensbereich
der Presse gelangen kann. Die Verwendung von Zweihandschaltungen setzt jedoch das
Vorhandensein einer sicheren Pressensteuerung voraus, um den Sicherheitsbestimmungen
zu genügen. Zweihandschaltungen dürfen somit nur an Pressen verwendet werden, die
so beschaffen sind, daß beim Loslassen auch nur eines Schaltorganes die Schließbewegung
entweder so rechtzeit-ig unterbrochen wird, daß die Bedienungsperson beim Hineingreifen
in
die Gefahrstellen nicht verletzt werden kann oder beendet ist, bevor die Bedienungsperson
die Gefahrstellen erreicht hat. Diese Forderungen werden von verschiedenen Pressen
nicht erfüllt. Dabei ist die größte Verletzungsgefahr für die Hände der Bedienungsperson
bei einem sogenannten "Durchlauf" gegeben, worunter eine durch Störung in der Presse
verursachte Schließbewegung des Werkzeuges zu verstehen ist, die unmittelbar auf
eine beabsichtigte Schließbewegung folgt.
-
Zur Verhinderung von Handverletzungen durch ein Pressenwerkzeug sind
verschiedene Maßnahmen, Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Eine bekannte Maßnahme
sieht ein den Arbeitsbereich der Pressen abschirmendes Schutzgitter vor, das so
beschaffen und gesteuert ist, daß eine Schließbewegung des Stößels nur eingeleitet
wurden kann, wenn das Schutzgitter die Schutzstellung erreicht hat. Die Schutzwirkung
des Gitters darf dabei erst dann aufgehoben werden, wenn der Stößel im oberen Totpunkt
zum Stillstand gekommen ist. Ein solches Schutzgitter verlangsamt wegen seiner großen
Masse,die vor jedem Arbeitstakt der Presse zu heben und zu senken ist,die Arbeitsleistung
einer Presse beträchtlich. Auch ist die Anordnung eines Schutzgitters an Pressen
mit einer Reihe von kostspieligen Vorkehrungen verbunden, denn das Schließen des
Schutzgitters darf ebenfalls keine Verletzungen verursachen. Um dies zu verhindern,werden
die beweglichen Schutzgitter mit pneumatischer Schließkraft mit
einem
Druckminderventil, das die Schließkraft entsprechend begrenzt, oder mit Kontaktleisten
an der Schließkante ausgerüstet.
-
Es ist auch die Verwendung einer berührungslos wirkenden, z.B.
-
als Lichtvorhang ausgebildeten Schalteinrichtung bekannt.
-
Eine weitere bekannte Sicherheitseinrichtung an Pressen, die in Abhängigkeit
von der Stößelbewegung eine Bedienungsperson von den Gefahrenstellen abweist, besteht
aus der Bedienungsperson angelegten Handfesseln, die mit über einen Galgen laufenden
Ketten verbunden sind. Beim Abwärtshub des Stößels werden die Hände der Bedienungsperson
durch die über den Galgen laufenden Ketten zwangsweise aus dem Gefahrenbereich gezogen.
Diese bekannte Einrichtung besitzt den Nachteil, daß die Hände der Bedienungsperson
ständig an Handfesseln liegen und das Gewicht der Handfesseln zu tragen haben und
somit schnell ermüden.
-
Bei schnellen Pressen verursacht das Wegziehen der Hände aus dem Gefahrenbereich
der Presse zudem heftige Schläge auf die Handgelenke der Bedienungspersonen.
-
Schließlich ist es bekannt, in den Hubweg des Stößels einen Stempel
kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes einzuschwenken, der einem Durchlauf entgegenwirken
soll. Insoweit bestehen jedoch noch keine Erfahrungen hinsichtlich der dadurch möglicherweise
entstehenden
anderweitigen Gefahren.
-
Eine weiterhin bekannte Maßnahme, die Werkstücke mittels Hilfswerkzeugen
in die Pressen einzulegen, hat sich als nicht kontrollierbar und wenig praktikabel
erwiesen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung
an Pressen zu schaffen, die den Unfallverhütungsvorschriften vollauf genügt, die
Arbeitsleistung der Pressen nicht oder nur unwesentlich verlangsamt, die Bedienungsperson
nicht belastet und die sich durch einen relativ einfachen und kostengünstigen Aufbau
auszeichnen soll.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung
für die Abschirmung der Hände einer Bedienungsperson aus dem Arbeitsbereich einer
über Zweihandschaltuns gesteuerten, kraftbetriebenen Presse der Metallbearbeitung
während der gefährlichen Schließbewegung des Pressenwerkzeuges, im wesentlichen
bestehend aus die Hände während der Schließbewegungen außerhalb des Arbeitsbereiches
der Presse halternde Klammern, wobei die Steuerung für das Schließen und Öffnen
der Klammern mit der Steuerung des Pressenhubes derart abgestimmt ist, daß das Schließen
der Klammern vor dem Beginn des Preßhubes und das Öffnen der Klammern erst nach
der Stillstandskontrolle der Presse im oberen Totpunkt des Pressenstößels erfolgt.
Diese
erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung stellt eine besonders zweckmäßige Ergänzung
einer mit Zweillandschaltung zu bedienenden Presse dar und stellt absolut zuverlässig
sicher, daß die Hände der Bedienungsperson auch bei einem etwaigen Durchlauf der
Presse nicht durch das Pressenwerkzeug verletzt werden können. Während bei der Zweihandschaltung
die Kontaktschalter nur bis zum Aufsetzen des Werkzeuges in Kontaktstellung gehalten
werden müssen und die Bedienungsperson somit den in der Presse sitzenden Schrottstreifen
noch während des Aufwärtshubes des Stößels von Hand ergreifen und damit bei Durchlauf
des Stößels in größte Verletzungsgefahr geraten kann, ist dies zufolge des erfindungsgemäßen
Sicherheitsverfahrens ausgeschlossen. Denn nunmehr bleiben die Hände der Bedienungsperson
solange aus dem Gefahrenbereich der Presse abgeschirmt, bis sich die Klammern nach
erfolgter Stillstandkontrolle des Stößels im oberen Totpunkt öffnen. Beim Schließen
und Öffnen der Klammern werden nur relativ kleine Massen bewegt, so daß praktisch
keine Verzögerungen bei den Einlegearbeiten eintreten. Die Bedienungsperson wird
durch die Klammern nur in kurzen Intervallen, nämlich nur während des Arheits- und
Rückwärtshubes des Pressenstößels in der Bewegungsfreiheit beengt. Die Beengung
der Bewegungsfreiheit ist jedoch nur unwesentlich länger als bei der herkömmlichen
Zweihandschaltung, nämlich nur für die Zeit des Stößelaufwärtshubes.
-
Zweckmäßigerweise sind die Klammern erfindungsgemäß im Bereich der
Impulsschalter für die Einleitung des Arbeitshubes der Presse angeordnet, so daß
für die Bedienungspersonen keine Umstellung für die Bedienung der Presse erforderlich
ist. Weiterhin ist es besonders zweckmäßig, wenn die Klammern erfindungsgemäß aus
sich um die Handgelenke schließbare Halbschalen bestehen, die sichelf:rmig gekrümmt
sein können und mit ihren unteren Endbereichen aneinander gelenkt sind. Die lichte
Weite der sich zu einer Klammer ergänzenden Halbschalen kann dabei so bemessen sein,
daß eine Berührung der Handgelenke nicht oder nur geringfügig erfolgt. Auch können
die Halbschalen auf ihren den Handgelenken zugewandten Flächen mit einer Polsterauflage
versehen sein. Der Schließdruck der Klammern ist erfiridungsgemäß so gewählt, daß
die abgeschirmten Hände im Notfall, z. B. bei Stromausfall in Ruhe freikommen können.
Hingegen reicht eine Reflexbewegung für eine Handbefrelung nicht aus.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Klammern mit Handauflagestützen verbunden sind, die der Presse in Sicherheitsabstand
vorgeordnet sind. Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß die Handauflagestützen
erfindungsgemäß mit Impulsgebern für die Klammernschließbewegung verbunden sind.
-
Insbesondere ist jede Handauflagestütze mit zwei gleichzeitig zu betatigenden
Impulsgebern bestückt, die derart im Abstand voneinander angeordnet sind, daß, um
sie zu erreichen, die Bedienungshände
voll auf die Handauflagestützen
umgelengt werden müssen. Auf diese Weise wird eine Umgehung der Sicherheitseinrichtung
gemäß der Erfindung unmöglich gemacht, denn der Steuerungsbefehl für die Sicherheitseinrichtung
und für den Arbeitshub der Presse erfolgt nur, wenn sämtliche Impulsgeber gleichzeitig
oder zumindest in äußerst geringer zeitlicher Folge betätigt werden. Erfindungsgemäß
wird der Steuerbefehl für die Einleitung des Pressenhubes durch die jeweils einen
Endschalter betätigenden Klammern ausgelöst. Die Steuerung für die Presse mit Sicherheitseinrichtung
ist demgemäß erfindungsgemäß dergestalt, daß sie sich selbst kontrolliert,denn jede
Funktionseinleitung setzt die Beendigung des vorhergehenden Funktionsablaufes voraus.
Die Steuerung der Funktionen kann über bekannte Steuerungseinrichtungen erfolgen.
Erfindungsgemäß kann die Steuerung der Klammeröffnung und -schließung sowie des
Pressenhubes elektrisch und/oder elektronisch unter Verwendung von Mikroschaltern,
Zeitrelais, Lichtschranken und dergleichen erfolgen.
-
Als besonders zweckmäßig hat sich eine Steuerung erwiesen, die erfindungsgemäß
aus pneumatischen Logikelementen besteht. Dabei werden die Klammern über Druckzylinder
betätigt. Zum Schließen der Klammern dienen dabei erfindungsgemäß pneumatische Logikelemente
in Form von Reflexdüsen, die den Handauflagestützen als Impulsgeber zugeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anwendung pneumatischer Logikelemente besitzt den Vorteil,
daß die logischen Grundoperationen (UND, ODER, NICHT) sowie Speicher- und
Zeitglieder
und damit alle logischen Operationen besonders einfach und zuverlässig verwirklicht
werden können. Insbesondere Logikelemente mit dynamischem Verhalten sind für die
Steuerung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung besonders geeignet, da sie
eine relativ kleine Bauweise und keine mechanisch beweglichen Teile enthalten. Ihre
Funktion beruht auf der Wechselwirkung strömender Medien, die durch Kanäle geleitet
und zusammengeführt werden. Je nach den Ausgangsbedingungen (z.B. laminare oder
turbulente Strömung) und der Form der Zusammenführung zeigt das strömende Medium
nach der Wechselwirkung ein typisches Verhalten, das den Aufbau von Schaltern oder
analogen Verstärkern und daraus abgeleiteten Elementen gestattet. Wird, wie es die
Erfindung vorzugsweise vorsieht, Druckluft als strömendes Medium benutzt, so bezeichnet
man die Elemente auch als Pneumistoren, die Technik der Herstellung und Anwendung
als Pneumonik. Derartige Elemente zeichnen sich durch einfachen und kostengünstigen
Aufbau und insbesondere durch hohe Stoßfestigkeit aus und sind daher besonders prädistiniert,
für Steuerungen unter rauhen Betriebsbedingungen, wie sie bei Pressen vorhanden
sind, eingesetzt zu werden.
-
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines auf der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1
eine Presse mit Sicherheitseinrichtung in Vorderansicht,
Fig. 2
eine Vorderansicht auf eine Klammer der Sicherheitseinrichtung der Presse in offener
Stellung, Fig. 3 die Klammer nach Fig. 2 in geschlossener Stellung und Fig. 4 einen
Längsschnitt durch die Klammer mit Handauflage der Sicherheitseinrichtung gemäß
der Erfindung.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Presse ist eine Exzenterpresse 1 üblichen Aufbaus,
bestehend aus einem Pressenrahmen 2, einem Pressentisch 3 mit Werkstückauflage 4,
einer Exzenterwelle 5 und einem Stößel 6, dessen freies unteres Ende zur Aufnahme
eines nicht gezeigten Pressenwerkzeuges ausgebildet ist. Der Arbeitshub der Presse
1 wird über eine Zweihandschaltung 7,8 ausgelöst.
-
Die Zweihandschaltung ist erfindungsgsmäß als Sicherungseinrichtung
ausgebildet. Jede Schaltung 7 und 8 besteht aus einem Block 9 mit daran angeformter
Handauflagestütze 10 und einer sich aus zwei sichelförmig gebogenen Halbschalen
11, 12 zusammensetzenden Klammer 13. Die Blöcke 9 mit Handauflagestützen 10 und
Klammern 13 sitzen auf einer am Maschinentisch 3 angeschlossenen Schiene 14.
-
Die Halbschalen 11, 12 der Klammern 13 sitzen mit ihren unteren Endbereichen
schwenkbeweglich auf in den Blöcken 9 eingelassenen Bolzen 15 und greifen mit ihren
Enden scharnierartig ineinander.
-
Die Gabelarme der Halbschale 11 besitzen eine zum freien Ende hin
auslaufende Schlitzöffnung 16, durch die ein Bolzen 17 hindurchgreift, der im endseitigen
Steg der Halbschale 12 eingelassen ist.
-
An die Halbschale 11 greift der Kolben 18 eines doppelt wirkenden
Druckluftzylinders 19 über einen Gelenkbolzen 20 an. Beim Aus-oder Einfahren des
Kolbens 18 schwenkt die Halbschale 11 um den Bolzen 15. Diese Schwenkbewegung wird
über den Bolzen 17 auf die Halbschale 12 übertragen, so daß sich die Klammer 13
beim Ausfahren des Kolbens 18 schließt und beim Einfahren öffnet.
-
Die Handauflagestützen 10 besitzen, wie Fig. 4 erkennen läßt, eine
kurvenförmige Gestaltung in Längsrichtung, die der anatomischen Beschaffenheit einer
leicht gewölbten menschlichen Hand angepaßt ist, so daß die Bedienungsperson die
Hände 23 zwanglos auf die Handauflagestützen abstützen kann. Die Handauflagestützen
sind am klammerseitigen Endbereich und am freien Endbereich mit Impulsgebern 21,
22 bestückt. Die Impulsgeber 21, 22 sind Reflexdüsen und stellen Bauelemente eines
aus Wandstahlelementen bestehenden dynamischen Systems dar, worunter eine auch als
"Fluidik-Steuerung" bezeichnete pneumatische Steuerungsart mit niedrigen Drücken
und ohne bewegte Teile zu verstehen ist. Eine derartige Steuerung zeichnet sich
durch sehr gute Verschaltbarkeit, leichte
Handhabung, stabiles
Betriebsverhalten und Unempfindlichkeit gegen Magnetfelder, Temperatur- und Druckschwankungen
aus.
-
Bei dieser Steuerung bilden Logik-Bausteine die Zentrale, in der die
Eingangssignale verarbeitet werden. Die Signalausgabeglieder wandeln die Ausgangssignale
n die für die Betätigung der Klammern erforderliche Form um. Die zu dieser pneumatischen
Steuerung gehörenden Elemente sind Logik-Bausteine wie "UND", "OR/NOR", "Speicher
(flip-flop)". Sonstige Bauelemente ergänzen das Logik-Programm und stellen bestimmte
Funktionen einfacher dar (z.B. Zähler, Zeitglieder usw.). Zubehör sind die Bauteile,
die für die Versorgung, Verschaltung, Befestigung und Verbindung der Bausteine erforderlich
sind (z. B. Filter, Druckregler, Drosseln, Luftspeicher, Anschlußleisten und Leitungen).
Die als Impulsgeber 21, 22 dienenden Reflexdüsen sind an Logik-Bausteinen 24 angeschlossen,
die mit Schlauchanschlußstutzen 25 zum Anschluß von nicht gezeigten Versorgungsleitungen
bestückt sind. Da das Projektieren der vorerwähnten Steuerung relativ einfach ist
und verschiedene Schaltpläne zuläßt, wurde der Einfachheit halber auf die zeichnerische
Darstellung eines beispielhaften Schaltplanes verzichtet.
-
Die Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung arbeitet einfach, äußerst
schnell und insbesondere zuverlässig. Zur Bearbeitung eines auf die Werkzeugauflage
4 der Presse 1 aufgelegten Werkstücks, legt die Bedienungsperson beide Hände auf
die Handauflagestützen 10 auf und betätigt dabei gleichzeitig oder in
äußerst
kurzer Zeit hintereinander, z. B. innerhalb von 0,2 s, die Impulsgeber 21, 22. Dadurch
werden die Zylinder 19 aktiviert und die Klammern 13 über die Kolben 18 geschlossen,
wobei sich die Halbschalen der Klammern um die Handgelenke der Bedienungsperson
legen und damit deren Hände in der in Fig. 4 beispielhaft dargestellten Lage haltern.
Unmittelbar nach erfolgter Klammerschließung erhält die Presse 1 einen Impuls für
die Arbeitsbewegung des Stößels 6 mit Pressenwerkzeug. Hierfür dienen elektrische
Endschalter 26 mit Schaltnocken 27, die jeweils von einem an jedem Kolben 18 angeschlossenen
Schaltstift 28 betätigt werden. Im oberen Totpunkt 26 des Stößels 6 wird die Stillstands
lage des Stößels kontrolliert und hiernach auf den Zylindern 19 vorgelagerte Ventile
ein Impuls ausgelöst, wodurch die Zylinder 19 aktiviert und die Kolben 18 unter
gleichzeitiger Klammeröffnung zurückfahren läßt. Für die Stillstandskontrolle ist
eine Schalteinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus einer am Schwungrad der
Presse 1 angeordneten Nockenkurve 29 und einem mit Schaltstift 31 versehenen elektrischen
Endschalter 30 besteht. Das Öffnen der Klammern 13 erfolgt nicht unmittelbar nach
der Kontaktierung des Endschalters 30, sondern aus Sicherheitsgründen erst nach
einer zeitlichen Verzögerung von etwa 0,2 s. Bei einem etwaigen Durchlauf des Pressenstößels
6 bleiben die Klammern 13 geschlossen, weil dann der Endschalter 30 keinen Öffnungsimpuls
übermitteln kann, denn die Durchlaufzeit ist geringer als die z. B. über ein Zeitrelais
gesteuerte Verzögerung. Nach Entfernung des Schrottstreifens vom Arbeitstisch 4
und Einlegen eines neuen Werkstückes
kann der geschilderte Vorgang
beliebig oft wiederholt werden.
-
Erfindungswesentlich ist, daß die Funktionssteuerung der Presse mit
Sicheiheitseinrichtung derart arbeitet, daß ein Steuerbefehl erst dann weitergegeben
wird, wenn der vorhergehende Funktionsablauf abgeschlossen ist. Damit liegt also
eine sich selbst kontrollierende Steuerung or, die sicherstellt, daß die Hände der
Bedienungsperson nicht in den Gefahrenbereich der Presse während einer gewollten
oder zufolge Durchlaufs ungewollten Schließbewegung des Werkzeuges geraten können.
-
Ansprüche
Leerseite