DE2655720C2 - Sicherheitsvorrichtung bei Pressen oder dergleichen Maschinen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung bei Pressen, Stanzen, Scheren, Haltevorrichtungen oder dergleichen Maschinen, mit einem ersten Maschinen-Teil, das in Bezug auf wenigstens ein zweites Maschinen-Teil zur Ausführung von Arbeitsgängen hin- und herbeweglich ist, mit einem Distanzorgan, welches aus einer die Bewegung des ersten Maschinen-Teils in Richtung auf das zweite Maschinen-Teil wenigstens teilweise blockierenden Position zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenteil in eine die Bewegung freigebende Position und zurück beweglich ist, mit einer Betätigungsvorrichtung zur Auslösung eines Arbeitsganges, welche einen Antrieb des Distanzorgangs steuert, sowie mit einem Maschinenantrieb für die Bewegung des ersten Maschinenteils.
• Sicherheitsvorrichtungen sind beispielsweise aus den US-Patentschriften 13 99 049 oder 11 84 446 bekannt. Das Herunterfallen des beweglichen Maschinenteils kann durch Störungen im Antriebsbereich für den oberen Maschinenteil hervorgerufen werden und kann erhebliche Beschädigungen der Maschinenteile zur Folge haben. Die Distanzorgane füllen den Abstand zwischen feststehendem ersten Maschinenteil und bewegbarem zweiten Maschinenteil nämlich keineswegs voll aus, so daß bei den genannten Störungen eine, wenn auch begrenzte relative Bewegung des bewegbaren Maschinenteils zum feststehenden Maschinenteil grundsätzlich möglich ist. Diese Sicherheitsvorrichtungen sind insofern nachteilig, als die Betätigung des Distanzorgans mit äußerst komplizierten und Betriebsstörungen und Havarien ausgesetzten Gelenk- und Federvorrichtungen erfolgt. Bei Inbetriebsetzung der Maschine wird ferner die Bewegung des Distanzorgans und die Einschaltung der Antriebs- und Einkupplungseinrichtung für den beweglichen Maschinenteil gleichzeitig und parallel ausgeführt. Dies kann bei einem Fehler in der Betätigung des Distanzorgans dazu führen, daß die Maschine in Betrieb gesetzt wird, obwohl sich noch das Sperrorgan zwischen den Maschinenteilen befindet.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herabfallen des bewegten, normalerweise oberen Maschinenteils auf das Distanzorgan zuverlässig auszuschließen.
• Dazu sieht die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß vor, daß eine durch das Distanzorgan gesteuerte erste Abfühlvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Kupplungsvorrichtung des Maschinen-Antriebs in Abhängigkeit von der Position des Distanzorgans steuert. Der Einschaltmechanismus der Kraftzuführung für die Maschine liegt danach die Reihe und hinter der Betätigung der Abfühlvorrichtung durch das aus dem Bereich zwischen den Maschinenteilen herausgeführte Distanzorgan. Solange sich demzufolge das Distanzorgan noch im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Maschinenteil befindet, ist es unmöglich, daß ein Maschinenteil zur unbeabsichtigten Ausführung eines Arbeitsganges auf das Distanzorgan herunterfallen kann.
• Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung laut der Erfindung mit dem Sperr- oder Distanzorgan in einer zwischen die Maschinenteile eingeführten Lage;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, aus einem etwas anderen Gesichtswinkel als in Fig. 1, der Vorrichtung laut der Erfindung mit dem Distanzorgan in einer aus den Maschinenteilen herausgeführten Lage;
• Fig. 3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung laut der Erfindung, wobei der Deutlichkeit halber elektrische Leitungen mit einfachen Linien und Druckfluidumleitungen mit doppelten Linien gezeichnet sind.
• In den Zeichnungen ist ein erster und ein zweiter Teil einer Presse mit 1 bzw. 2 bezeichnet. Der erste Teil 1 ist wie ein hauptsächlich vertikal beweglicher Mönch ausgeführt, während der zweite Teil 2 eine feststehende Nonne ist. Im Beispiel ist die Presse dazu eingerichtet, scheibenartige Stücke 3 an einen Eckenbeschlag 4 dadurch festzupressen, was in Fig. 2 angedeutet ist, daß der Mönch 1 gegen die Nonne 2 nach unten bewegt wird. Die hier dargestellte Presse ist nach oben und nach unten durch eine hier nicht gezeigte Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung beweglich. Die Presse ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, nach dem Anlassen einen Arbeitshub des Teiles 1 gegen den Teil 2 auszuführen, und danach den Teil 1 in eine dem Teil 2 entfernte Lage zu bringen und den Teil 1 in dieser Lage beizubehalten, bis ein neuer Arbeitstakt eingeleitet wird. Es versteht sich, daß nur ein begrenzter Bereich der Presse in den Zeichnungen dargestellt ist und daß diese somit von erheblicher Länge sein kann.
• Ein im ganzen mit 5 bezeichnetes Sperr- oder Distanzorgan ist dazu eingerichtet, zwischen die beiden Maschinenteile 1, 2 oder Bereiche derselben automatisch eingeführt zu werden, wenn diese voneinander entfernt sind und die Maschine sich in ihrem Ruhezustand befindet, und weggeführt zu werden, wenn die Maschine zwecks Ausführung eines Arbeitsvorganges betätigt wird, wodurch also eine unabsichtliche Annäherung der Teile 1, 2 aneinander unmöglich gemacht wird. Das Sperr- oder Distanzorgan 5 ist durch einen doppelt beaufschlagbaren Zylinder 6 beweglich, dessen Druckmittelspeisung durch Leitungen 43, 44 erfolgt. Die Kolbenstange 9 des Zylinders 6 ist mit dem Distanzorgan 5 mittels einer an der Kolbenstange durch eine Verschraubung 10 einstellbar befestigten Gabel 11 verbunden, deren Schenkel einen Fortsatz eines auf dem Distanzorgan vorgesehenen Halters 12 umgreifen. Ein Arretierstift 13 geht durch die Gabel 11 und den Fortsatz des Halters 12 hindurch.
• Das Sperrorgan 5 ist mittels des Zylinders 6 auf oder unmittelbar über einer auf dem einen Maschinenteil 2 vorgesehenen, im ganzen mit 14 bezeichneten Konsole hin und zurück bewegbar. Diese Konsole 14 ist starr an der Presse befestigt und enthält einen Teil 15, der über eine horizontale Fläche des Teiles 2 hinaus ragt.
• Die obere Fläche 16 der Konsole 14 dient somit dem Zweck, das Sperrorgan 5 stabil zu stützen, wenn dies durch den Teil 1 belastet werden sollte. Das Sperrorgan 5 ist auf einem mit Lagerungselementen 19 versehenen Stab 18 verschiebbar gelagert, der sich quer zur Längsrichtung der Maschinenteile 1, 2 erstreckt. Der Stab 18 geht durch eine kreisförmige Bohrung im Sperrorgan 5 hindurch und ist an der der Presse abgewandten Seite mit einem auf der Konsole 14 vorgesehenen, im ganzen mit 21 bezeichneten Halter starr verbunden. Auch der Zylinder 6 ist mit dem Halter verbunden. Die Lagerungselemente 19 des Stabs 18 bestehen aus einer auf dem Stab angeordneten Hülse mit einer Mehrzahl in Sitzen in der Hülse vorgesehenen Kugeln, welche eine niedrige Reibung gegen die Begrenzungsfläche der Bohrung 20 sicherstellen.
• An dem Teil oder Mönch 1 der Presse ist durch Verschraubungen 23 ein Anschlag 22 starr befestigt. Dieser Anschlag ragt vom Teil 1 hinaus und ist derart angeordnet, daß er oberhalb des Sperrorgans 5 ist, wenn dieses sich in seiner in der Richtung gegen die Maschinenteile am meisten versetzten Lage befindet. Wie in Fig. 1 ersichtlich, wo der Teil 1 sich in seiner obersten Lage befindet, gibt es einen begrenzten Abstand zwischen der Oberseite des Sperrorgans 5 und der Unterseite des Anschlages 22, um ein Festfressen bei der Einführung des Sperrorgans zwischen den Anschlag 22 und den Teil 2 zu verhindern. Dieser begrenzte Abstand bedeutet jedoch kein Sicherheitsrisiko, wenn der Teil 1 nach unten bis zum Anliegen an das Sperrorgan 5 fallen würde. Das Sperrorgan 5 ist mit einem Anschlagelement 24 versehen, um den Anstoß des Sperrorgans 5 gegen den Teil 1, wenn das Sperrorgan eingeführt wird, sanft zu dämpfen. Das Anschlagelement besteht mit Vorteil aus einer Platte aus elastischem Fibermaterial.
• Die Unterseite des Sperrorgans 5 ist im Beispiel plan ebenso wie die Oberfläche 16 der Konsole 14. Wenn erwünscht, kann selbstverständlich das Sperrorgan mit zwei nicht gezeigten Schenkeln ausgebildet sein, welche beiderseitig über der Fläche 16 der Konsole 14 überstehen und in der Art einer Führung die Konsole 14 umgreifen. Die Oberseite des Sperrorgans 5 ist stufenweise ausgebildet, mit zwei in verschiedener Höhe vorgesehenen Flächen, von denen die höhere dazu eingerichtet ist, in Kontakt mit dem Anschlag 22 des Teiles 1 zu treten, wenn sich eine unabsichtliche Annäherung des Teiles 1 an den Teil 2 wegen Defekten in der Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung der Presse ereignen würde.
• Eine in Fig. 1 und 2 nicht gezeigte, aber in Fig. 3 schematisch dargestellte zweite Abfühlvorrichtung 27 in der Form eines Endschalters ist dazu eingerichtet, das Entferntsein der Maschinenteile voneinander abzufühlen und dabei die Bewegung des Sperrorgans 5 in der Richtung gegen eine zwischen den Maschinenteilen 1, 2, genauer zwischen dem Anschlag 22 und der Fläche 16 der Konsole 14, eingeführte Lage einzuleiten. Dieser Endschalter 27 ist, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, dazu eingerichtet, durch Berührung den Teil 1 abzufühlen, wenn der Teil 1 seine oberste Lage im Abstand vom Teil 2 erreicht hat.
• In Fig. 1 und 2 ist eine erste Abfühlvorrichtung in der Form eines im ganzen mit 28 bezeichneten Endschalters dargestellt. Dieser weist ein am Halter 21 befestigtes Gehäuse 29 auf, an welchem ein Arm 30 schwenkbar gelagert ist, dessen hervorragendes Ende mit einem Laufrädchen 31 versehen ist, das dazu dient, in Kontakt mit einem Bereich des Sperrorgans zu treten, genauer mit dem auf diesem vorgesehenen Halter 12. Der Endschalter 28 dient zum Abfühlen, ob das Sperrorgan 5 sich in seiner zwischen den Maschinenteilen in Fig. 1 gezeigten Lage oder in seiner von den Maschinenteilen entfernten (in Fig. 2 gezeigten) Lage befindet, und in Abhängigkeit davon die Druckmittelspeisung zur Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung zu steuern. Genauer ist der Endschalter 28 dazu eingerichtet, die Druckmittelspeisung zur Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung der Maschine zu unterbrechen, wenn das Sperrorgan sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, und wiederum die Druckmittelspeisung zu öffnen, wenn das Sperrorgan sich in der Lage in der Fig. 2 befindet.
• An der Konsole 14 ist noch eine dritte Abfühlvorrichtung 32 in der Form eines Endschalters befestigt, der so wie der oben beschriebene Endschalter 28 ein durch Schrauben befestigtes Gehäuse 33 aufweist, in welchem ein mit einem drehbaren Laufrädchen versehener Arm schwenkbar gelagert ist. Das Laufrädchen 35 dient zum Zweck, mit niedriger Reibung in Kontakt mit der Unter- und einer Vorderseite des Sperrorgans 5 zu treten. Dieser Endschalter 32 betätigt durch eine Leitung 37 eine in der Fig. 3 schematisch dargestellte optische und/oder akustische Warnvorrichtung 36. Wenn der Arm 34 des Endschalters die in der Fig. 1 gezeigte Lage erreicht, d. h., wenn das Sperrorgan 5 zwischen die Maschinenteile 1, 2 eingeführt ist, ist die Energiezufuhr zur Warnvorrichtung 36 unterbrochen, da in dieser Lage die Maschinenteile nicht aneinander rücken können. Wenn hingegen das Sperrorgan 5 und somit der Arm 34 des Endschalters 32 die in der Fig. 2 gezeigte Lage eingenommen hat, besorgt der Endschalter die Energiezufuhr zur Warnvorrichtung 36, weil in dieser Lage der Maschinenteil 1 zum Heranrücken an den Teil 2 gebracht werden kann.
• In der Fig. 3 ist schematisch dargestellt, wie der Endschalter 27 in Verbindung mit einer Ventilvorrichtung 38 durch eine elektrische Leitung steht. Auch ist es ersichtlich, wie eine mit 40 bezeichnete Betätigungsvorrichtung durch eine elektrische Leitung 41 ebenso wie eine Druckmittelleitung 42 von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle mit der Ventilvorrichtung in Verbindung steht. Die Betätigungsvorrichtung 40 kann an sich bekannter Art mit Zweihandbedienung sein. In dem dargestellten Beispiel benutzt man vorteilhaft Druckluft als Antriebsmedium, obschon selbstverständlich auch Druckflüssigkeiten in Frage kommen können. Die Ventilvorrichtung 38 ist elektromagnetisch betätigbar und mit wenigstens einem als Anker ausgeführten Ventilkörper versehen. Von der Ventilvorrichtung gehen zwei Druckmittelleitungen 43, 44 ab, welche zu dem Zylinder 6 führen und je in eine Kammer 45, 46 im Zylinder münden. Die Kammern 45, 46 sind durch einen mit der Kolbenstange 9 verbundenen, beweglichen Kolben 47 getrennt. Die Betätigungsvorrichtung 40 ist dazu eingerichtet, bei Betätigung zwecks Besorgung eines Anrückens der Maschinenteile gegeneinander die Ventilvorrichtung 38 derart umzuschalten, daß Druckmittel zur Kammer 45 des Zylinders 6 geleitet wird, wodurch das Sperrorgan von der Lage zwischen den Maschinenteilen weggeführt wird. Der Endschalter 27 ist vorgesehen um abzufühlen, ob die Maschinenteile voneinander entfernt sind, d. h. wenn der Teil 1 seine oberste Lage erreicht hat, und dabei die Ventilvorrichtung 38 derart umzuschalten, daß Druckmittel durch die Leitung 44 zur Kammer 46 des Zylinders 6 geleitet wird. Dadurch ist das Sperrorgan 5 in eine zwischen den Teilen 1, 2 eingeführte Lage beweglich. Der Endschalter 28 steht durch eine elektrische Leitung 48 mit einer in der Druckmittelleitung 50 zur Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung der Maschine vorgesehenen Ventilvorrichtung 49 in Verbindung, welche so wie die Ventilvorrichtung 38 elektromagnetisch betätigbar ist und einen als Anker ausgeführten Ventilkörper hat. Wenn das Sperrorgan 5 in seiner von den Maschinenteilen weggeführten Lage ist, ist die Druckmittelzufuhr durch die Leitung 50 offen. Es versteht sich, daß die Maschine zweckmäßigerweise außer den hier dargestellten Komponenten auch eine besondere Kupplungsvorrichtung aufweist, um den Teil 1 in die oberste Lage zu führen und diesen in der obersten Lage zu halten.
• Obschon nur eine Sicherheitsvorrichtung mit einem Sperrorgan in den Zeichnungen dargestellt ist, ist es offenbar, daß wenn die Maschinenteile 1, 2 eine große Länge haben, zwei oder mehrere bewegliche Sperrorgane in zweckmäßigen Abständen vorgesehen werden können.
• Nun wird die Funktion der Presse in Kombination mit der Sicherheitsvorrichtung unter Hinweis zunächst auf die Fig. 3 näher beschrieben. Es sei angenommen, daß die verschiedenen Komponenten sich in der in der Fig. 1 gezeigten Lage befinden. Wenn ein Arbeitshub zu bewerkstelligen ist, betätigt der Bedienungsmann die Betätigungsvorrichtung 40, die die Ventilvorrichtung zur Umstellung derart bringt, daß Druckmittel durch die Leitung 43 in die Kammer 45 des Zylinders 6 eingeführt wird, wodurch das Sperrorgan 5 in einer Richtung von den Maschinenteilen 1, 2 heraus geführt wird.
• Dabei wird der Endschalter 32 umgestellt und setzt dadurch die Warnvorrichtung in Betrieb. Wenn das Sperrorgan sich weiter bewegt, wird der Endschalter 28 umgestellt, so daß Druckmittel durch die Leitung 50 die Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung erreicht, wobei der Teil 1 zur Ausführung eines Arbeitshubes hin und zurück dem Teil 2 gegenüber gebracht wird. Wenn der Teil 1 vom Teil 2 sich entfernt, wird der Endschalter 27 umgestellt, der durch Impulse durch die Leitung 39 die Ventilvorrichtung 38 umstellt, so daß Druckmittel der Kammer 46 des Zylinders 6 durch die Leitung 44 zugeführt wird. Dadurch wird das Sperrorgan zur erneuten Einführung zwischen die Maschinenteile 1, 2 gebracht. Während dieser Einführungsbewegung wird der Endschalter 28 und somit die Ventilvorrichtung 49 umgestellt, so daß die Druckmittelzufuhr zur Antriebs- oder Einkupplungseinrichtung der Maschine durch die Leitung 50 aufhört. Daneben wird auch der Endschalter 32 umgestellt, und die Warnvorrichtung 36 wird durch die elektrische Leitung 37 außer Betrieb gesetzt. Weitere Arbeitsgänge spielen sich in analoger Weise an.
• Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht nur auf die beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführung beschränkt ist. So kann das Sperrorgan und die Maschine beispielsweise rein mechanisch oder elektrisch anstatt durch Druckmittel angetrieben werden. Ferner kann selbstverständlich die Erfindung im Zusammenhang mit anderen Maschinentypen als eben der gezeigten Presse benutzt werden. Die Zahl der Maschinenteile kann auch größer als zwei sein, wobei Sperrorgane laut der Erfindung in einer Mehrzahl von Lagen vorgesehen sein können, um unabsichtliche gefährliche Bewegungen der Maschinenteile zu verhindern. Natürlich ist es möglich, mechanische, optische oder durch Druckmittel funktionierende Endschalter zu verwenden. Auch andere Modifikationen sind in dem Rahmen der Patentansprüche denkbar.

Claims (9)

1. Sicherheitsvorrichtung bei Pressen, Stanzen, Scheren, Haltevorrichtungen oder dergleichen Maschinen mit einem ersten Maschinen-Teil, das in Bezug auf wenigstens ein zweites Maschinen- Teil zur Ausführung von Arbeitsgängen hin- und herbeweglich ist, mit einem Distanzorgan, welches aus einer die Bewegung des ersten Maschinen- Teils in Richtung auf das zweite Maschinen-Teil wenigstens teilweise blockierenden Position zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenteil in eine die Bewegung freigebende Position und zurück beweglich ist, mit einer Betätigungsvorrichtung zur Auslösen eines Arbeitsganges, welche einen Antrieb des Distanzorgangs steuert, sowie mit einem Maschinen-Antrieb für die Bewegung des ersten Maschinen-Teils, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch das Distanzorgan (5) gesteuerte erste Abfühlvorrichtung (28) vorgesehen ist, welche eine Kupplungsvorrichtung des Maschinen- Antriebs in Abhängigkeit von der Position des Distanzorgans (5) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abfühlvorrichtung (28) die Kupplungsvorrichtung über eine erste Ventilvorrichtung (49) steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzorgan (5) durch wenigstens einen Zylinder (6) bewegbar ist, dessen Druckmittelzufuhr über eine zweite Ventilvorrichtung (38) von der Betätigungsvorrichtung (40) und einer zweiten Abfühlvorrichtung (27), insbesondere einem Endschalter, gesteuert ist, welche eine Trennung der Maschinenteile (1, 2) voneinander abfühlt und die Einführung des Distanzorgans (5) zwischen die Maschinenteile einleitet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Kupplungsvorrichtung der Maschine mit Druckmitteln betrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilvorrichtung ( 49) in der Druckmittelzuführleitung (50) der Kupplungsvorrichtung der Maschine vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzorgan (5) auf oder unmittelbar nahe einer an dem einen Maschinenteil (2) vorgesehenen Schiene oder Konsole (14) hin- und herbeweglich ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzorgan (5) auf einem mit Lagerungselementen (19) versehenen Stab (18) verschiebbar gelagert ist, dessen eines Ende an einem auf der Konsole (14) vorgesehenen Halter (21) starr befestigt und durch eine im Distanzorgan (5) vorgesehene Bohrung (20) hindurchgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Distanzorgans (5) bügelförmig mit zwei Schenkeln ist, welche beiderseits einer horizontalen Tragfläche (16) der Konsole (14) überstehen und diese umgreifen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzorgan (5) mit einem aus elastischem Material ausgeführten Anschlagelement (24) versehen ist, welches bei der Einführung des Distanzorgans (5) zwischen die Maschinenteile (1, 2) gegen den einen Maschinenteil (1) anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte, mit dem Distanzorgan (5) in Wirkverbindung stehende Abfühlvorrichtung (32) mit einer Warnvorrichtung (36) verbunden ist.