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Optisches Sicherheitssystem
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Die Erfindung betrifft ein optisches Sicherheitssystem zur Überwachung
des Eindringens von Fremdkörpers in einen Gefahrenbereich, bei welchem ein Lichtstrahl
durch den Gefahrenbereich hindurchgeschickt wird und bei Unterbrechung des Lichtstrahls
durch einen Fremdkörper ein Notstopsignal erzeugt wird.
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Derartige Sicherheitssysteme können beispielsweise zur Sicherheitsüberwachung
der Hubstrecke des Stößels einer Presse oder dgl. benutzt werden, um die Presse
anzuhalten, wenn jemand mit der Hand in den Arbeitsbereich des Pressenstößels hineinlangt.
Bei dem optischen Sicherheitssystem wird mindestens ein Lichtstrahl in den Gefahrenbereich
hineingeschickt, in dem die Bedienungsperson verletzt werden könnte. Wenn die Lichtstrahlen
von einem Körperteil der Person unterbrochen werden, wird ein Notstopsignal ausgegeben,
um beispielsweise die Presse unverzüglich anzuhalten.
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Wenn die die Lichtstrahlen aussendenden lichtemittierenden Elemente
oder die die Lichtstrahlen empfangenden Lichtempfangselemente oder ihre zugehörigen
Schaltungen gestört werden bzw. außer Funktion geraten, können die bekannten Sicherheitseinrichtungen
ihre Funktion nicht mehr wahrnehmen. Wenn in einem solchen Fall eine Person ihre
Hand in den Gefahrenbereich hineinstreckt,
kann sie die Hand verlieren.
Eine Störung in dem optischen Sicherheitssystem ist unzweifelhaft gefährlich für
die Bedienungsperson.
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Es gibt bisher keine Einrichtung zur Erkennung abnormaler Betriebszustände
des lichtemittierenden Elementes, der Lichtempfangselemente und ihrer zugehörigen
Schaltungen in einem optischen Sicherheitssystem.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein optisches Sicherheitssystem
zu schaffen, bei dem automatisch geprüft wird, ob die lichtemittierenden Elemente,
die Lichtempfangselemente und die zugehörigen Schaltungen normal arbeiten, und erst
nach der Bestätigung der normalen Arbeitsweise der Folgeablauf der Maschine, bei
der das optische Sicherheitssystem eingesetzt ist, freigegeben wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemãß eine Störungserkennungseinrichtung
vorgesehen, die die folgenden Baugruppen enthält: Eine Erkennungsschaltung, die
während einer Periode arbeitet, in dem eine Operation des optischen Sicherheitssystems
nicht erforderlich ist und die einen abnormen Zustand des optischen Sicherheitssystems
erkennt; eine Halteeinrichtung, die das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung,
das das Ergebnis der Überprüfung während der Periode, in der die Operation des optischen
Sicherheitssystems nicht erforderlich ist, angibt, festhält; und eine Einrichtung,
die das von der Halteeinrichtung festgehaltene Ergebnis der Überprüfung des optischen
Sicherheitssystems nach Beendigung derjenigen Periode wirksam werden läßt, in der
die Operation des optischen Sicherheitssystems nicht erforderlich war.
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Die Erfindung schafft eine Störungserkennungseinrichtung bei einem
optischen Sicherheitssystem, die absichtlich einen Zustand erzeugt, der dem Zustand
entspricht, daß das Sicherheitssystem nicht in Ordnung ist, um zu prüfen, ob ein
Nothaltsignal erzeugt wird oder nicht, und die feststellt, daß das Sicherheitssystem
in Ordnung ist, wenn das Notstopsignal erzeugt wird bzw. daß das Sicherheitssystem
nicht in Ordnung ist, wenn das Notstopsignal nicht erzeugt wird. Diese Prüfung erfolgt
in einer Phase, in der eine Funktion des Sicherheitssystems nicht erforderlich ist.
Beispielsweise erfolgt bei einer Presse die Prüfung während des Anhebens des Pressenstößels
vom unteren Totpunkt aus. Ein Zustand, der demjenigen äquivalent ist, bei dem das
Sicherheitssystem nicht in Ordnung ist, wird erzeugt, indem die Ansteuersignale
für lichtemittierende Elemente oder die Signale, die von Lichtempfangselementen
erzeugt werden, einzeln nacheinander unterbrochen werden.
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Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Störungserkennungseinrichtung
eines optischen Sicherheitssystems, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Pressensteuerschaltung,
die von der Störungserkennungseinrichtung nach Fig. 1 beeinflußt wird, Fig. 3 ein
Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Pressenhubwinkeln und den in
der Pressensteuerschaltung nach Fig. 2 enthaltenen Kontakteinrichtungen, und Fig.
4 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Störungserkennungseinrichtung.
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In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Störungserkennungseinrichtung
eines optischen Sicherheitssystems dargestellt, das aus Sicherheitsgründen an einer
Presse vorgesehen ist.
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Ein lichtaussendender Signalgenerator 1 erzeugt Lichtaussendesignale
Sa, Sb, Sc und Sd, die bewirken, daß die lichtemittierenden Elemente 2a, 2b, 2c
und 2d jeweils Lichtstrahlen aussenden. Die Lichtaussendesignale Sa, Sb, Sc und
Sd werden über NAND-Schaltungen 3a, 3b, 3c und 3d mit jeweils zwei Eingängen an
die lichtemittierenden Elemente 2a, 2b, 2c und 2d weitergegeben. Die lichtemittierenden
Elemente 2a bis 2d bestehen beispielsweise aus
lichtemittierenden
Dioden, die Lichtstrahlen in einen Gefahrenbereich hinein aussenden, wo sich beispielsweise
der Pressenstößel bewegt. Den lichtemittierenden Elementen 2a bis 2d sind jeweils
Lichtempfangselemente 4a, 4b, 4c und 4d gegenübergestellt. Bei Empfang der von den
lichtemittierenden Elementen 2a bis 2d ausgesandten Lichtstrahlen geben die Lichtempfangselemente
4a bis 4d Lichtempfangssignale ab, die einer Synchronisierschaltung 5 zugeführt
werden, an die auch die Lichtaussendesignale Sa bis Sd gelegt sind. In der Synchronisierschaltung
5 wird geprüft, ob die Lichtaussendesignale und die Lichtempfangssignale anstehen
oder nicht. Wenn die Lichtaussendesignale und die Lichtempfangssignale vorhanden
sind, werden an den jeweiligen Ausgangsleitungen 1a, 1b, 1c und 1d von der Synchronisierschaltung
5 Ausgangssignale abgegeben. Wenn ein Lichtaussendesignal und sein entsprechendes
Lichtempfangssignal beide anstehen, wird an der betreffenden Ausgangsleitung ein
Ausgangssignal ausgegeben. Wenn zwar ein Lichtaussendesignal ansteht, das zugehörige
Lichtempfangssignal aber fehlt, wird geschlossen, daß der Lichtstrahl von irgendetwas
blockiert ist,und die Synchronisierschaltung 5 erzeugt in diesem Fall für die betreffende
Ausgangs leitung kein Ausgangssignal. Dies bedeutet, daß in der Synchronisierschaltung
5 geprüft wird, ob Lichtaussendesignale und Lichtempfangssignale jeweils paarweise
vorhanden sind. Die Synchronisierschaltung 5 kann aus einer Gruppe von UND-Schaltungen
bestehen, die die logischen Produkte der Lichtaussendesignale Sa bis Sd und der
Lichtempfangssignale bilden, oder aus einer Gruppe von Exklusiv-ODER-Schaltungen,
die die logischen Exklusiv-Summen dieser Signale bilden.
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Ein Signalgenerator 6 für Notstopsignale nimmt die an den
an
Ausgangsleitung Lg des Dekodierers 13 durch einen Inverter 14a entstanden ist. Da
der Zählwert des Zählers 12 Null (0) ist, ist das Signal an der Ausgangsleitung
Lg des Dekodierers 13 auf niedrigem Signalniveau. Auf diese Weise ist die NAND-Bedingung
der NAND-Schaltung 15a erfüllt und der NAND-Schaltung 3a wird von der NAND-Schaltung
15a ein Signal mit niedrigem Signalniveau zugeführt.
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Als Folge hiervon wird die NAND-Schaltung 3a geschlossen, so daß das
Lichtaussendesignal Sa von der Generatorschaltung 1 für Lichtaussendesignale blockiert
wird. Die Signale, die durch Invertieren der Signale an den Ausgangsleitungen L1,
L2 und L3 des Dekodierers 13 durch die Inverter 14b, 14c und 14d entstanden sind,
werden jeweils den ersten Eingangsanschlüssen von NAND-Schaltungen 15b, 15c und
15d mit je zwei Eingängen zugeführt, an deren zweiten Eingangsanschlüssen das Ausgangssignal
der NAND-Schaltung 17 gemeinsam liegt. Die Ausgänge der NAND-Schaltungen 15b, 15c
und 15d sind jeweils mit den NAND-Schaltungen 3b, 3c und 3d verbunden. In diesem
Falle sind die Ausgangssignale an den Ausgangsleitungen L1, L2 und L3 des Dekodierers
13 auf hohem Signalniveau. Daher sind die NAND-Bedingungen der NAND-Schaltungen
15b, 15c und 15d nicht erfüllt und die NAND-Schaltungen 3b, 3c und 3d sind geöffnet.
Aus diesem Grunde geht lediglich das Licht des lichtemittierenden Elementes 2a,
das dem Lichtaussendesignal Sa entspricht, heraus, so daß das Ausgangssignal des
Lichtempfangselementes 4a, das dem Lichtaussendeelement 2a entspricht, eliminiert
wird, während das Signal an der Ausgangsleitung 1a der Synchronisierschaltung 5
eliminiert wird,und das Ausgangssignal der Generatorschaltung 6 für das Notstopsignal
geht auf niedriges Signalniveau.
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Das Ausgangs signal der Signalgeneratorschaltung 6 für Notstopsignale
wird von einem Inverter 16 invertiert, und das invertierte Ausgangs signal wird
einem Eingangsanschluß des NAND-Schaltung 17 zugeführt. Die NAND-Schaltung 17 hat
zwei Eingänge und ihrem anderen Eingang wird das Signal der Ausgangsleitung L3 des
Dekodierers 13 über den Inverter 14d, die NAND-Schaltung 15d und einen Schaltdraht
18 zugeführt. Wenn bei dieser Verbindung das Signal an Ausgangsleitung L3 des Dekodierers
13 auf hohem Signalniveau ist, ist das Ausgangssignal des Inverters 14d auf niedrigem
Signalniveau. Die NAND-Bedingung der NAND-Schaltung 15d ist daher nicht erfüllt
und das der NAND-Schaltung 17 von der NAND-Schaltung 15d zugeführte Signal ist auf
hohem Signalniveau. Die NAND-Bedingungen der NAND-Schaltung 17 ist daher erfüllt
und das von hohem auf niedriges Signalniveau wechselnde Signal wird dem Zähleingangsanschluß
CU des Zählers 12 zugeführt, woraufhin der Zähler 12 aufwärtszählt. Das Signalniveau
an Ausgangsleitung Lg des Dekodierers 13 ändert sich daher von niedrigem Niveau
auf hohes Signalniveau, während das Niveau an Ausgangsleitung L1 von hohem Signalniveau
auf niedriges Signalniveau umgeschaltet wird. Wenn das Signal an Ausgangsleitung
Lg in der beschriebenen Weise auf hohes Signalniveau übergeht, ist die NAND-Bedingung
der NAND-Schaltung 15a nicht erfüllt, d.h. das Ausgangssignal der NAND-Schaltung
15a ist auf hohem Signalniveau. Daher ist die NAND-Schaltung 3a geöffnet und das
lichtemittierende Element 2a ist hell. Auf diese Weise sind alle lichtemittierenden
Elemente hell und das Ausgangssignal der Generatorschaltung 6 Notstopsignale geht
auf hohes Signalniveau, und die NAND-Bedingung der NAND-Schaltung 17 ist nicht erfüllt.
Wenn sich jedoch das Signal an der Ausgangsleitung L1 auf niedriges Signalniveau
verändert, ist die
Ausgangsleitungen 1a bis 1d erzeugten Signale
auf und er gibt ein Ausgangsniveau mit hohem Spannungspegel ab, wenn alle diese
Signale vorhanden sind. Dagegen gibt er ein Ausgangssignal mit niedrigem Signalpegel
ab,wenn mindestens eines dieser Signale nicht vorhanden ist. Die Schaltung 6 kann
beispielsweise aus einer UND-Schaltung mit vier Eingängen bestehen. Das Ausgangssignal
der Generatorschaltung 6 für Notstopsignale wird einer Relaisspule 7 zugeführt.
Wenn das Ausgangssignal der Schaltung 6 auf hohem Niveau ist, wird die Relaisspule
7 erregt, und wenn des auf niedrigem Niveau ist, wird die Relaisspule 7 aberregt.
Ferner ist die Störungserkennungseinrichtung so konstruiert, daß der Relaiskontakt
7a geöffnet wird, wenn die Relaisspule 7 während des Betriebs der Presse aberregt
wird, um in noch zu erläuternder Weise ein Notstopsignal an die Presse zu liefern.
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Eine Kontakteinrichtung 8a wird geschlossen, wenn eine Relaisspule
8 (Fig. 2) erregt wird. Die Relaisspule 8 wird aberregt gehalten, wenn der (nicht
dargestellte) Pressenstößel angehoben wird, wie dies der Fall ist, wenn der Pressenwinkel
im Bereich von 1800 bis 300° ist, so daß die Sicherheitseinrichtung nicht betätigt
werden muß.
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Zwei NOR-Schaltungen 9 und 10 bilden ein Flip-Flop FF.
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Wenn ein Eingangsanschluß S der NOR-Schaltung 9 auf niedrigem Niveau
liegt, geht der Ausgang Q der NOR-Schaltung 9, nämlich der Setzausgang des Flip-Flops
FF, auf hohes Signalniveau. Wenn das dem Eingangsanschluß R der NOR-Schaltung 10
zugeführte Signal niedriges Signalniveau hat, wird der Ausgang Q der NOR-Schaltung
9 auf niedriges Niveau geschaltet. Der Ausgang Q der NOR-Schaltung 10 ist der Inversionsausgang
des Setz-Ausgangs Q und sein Signal
wird über einen Inverter 11
dem Rücksetzanschluß R des Zählers 12 zugeführt.
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Der Zähler 12 ist ein Binärzähler. Dem Eingangsanschluß CU dieses
Zählers 12 wird ein Signal von der NAND-Schaltung 17, die später noch erläutert
wird, zugeführt. Der Zähler 12 zählt aufwärts, wenn das Signal der NAND-Schaltung
17 abfällt. Der Zählwert des Zählers 12 wird einem Dekodierer 13 zugeführt, wo er
in einen BCD-Kode umgewandelt wird. Wenn der Zählwert des Zählers 12 Null ist, ist
nur die Ausgangsleitung Lg des Dekodierers, die dem Wert 11011 entspricht, auf niedrigem
Signalniveau, und die übrigen Ausgangsleitungen L1 bis Lg, die jeweils den Werten
"1" bis 9 entsprechen, sind auf hohem Signalniveau.
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Das oben erwähnte Flip-Flop FF wird über einen Kondensator 30 rückgesetzt,
wenn die Schaltung an Spannung gelegt wird. Wenn dies geschieht, geht die Spannung
am Kondensator 30 entsprechend der Zeitkonstanten, die durch den Widerstand 29 und
die Kapazität des Kondensators 30 bestimmt wird, von niedrigem Signalniveau auf
hohes Signalniveau.
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Hierdurch werden Schaltungen, wie beispielsweise das Flip-Flop FF,
bei der anfänglichen Einschaltung stets gelöscht.
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Es sei nun der Fall betrachtet, daß die Relaisspule 8 (Fig. 2) aberregt
ist, so daß ihr Kontakt 8a geöffnet ist, und daß der Zählwert des Zählers 12 Null
ist. In diesem Falle wird der Eingang S der NOR-Schaltung 9 des Flip-Flops auf niedriges
Signalniveau geschaltet, während der Ausgang Q der NOR-Schaltung 9 auf hohes Signalniveau
geschaltet wird. Dieses Hoch-Signal wird einem Eingang einer NAND-Schaltung 15a
zugeführt, an derem anderem Eingang ein Signal ansteht, das durch Invertieren des
Signals
NAND-Bedingung der NAND-Schaltung 15b erfüllt. Als Folge
hiervon wird das Signal mit niedrigem Niveau der NAND-Schaltung 3b von der NAND-Schaltung
15b zugeführt. Das Lichtaussendesignal Sb wird daher blockiert, und das Licht des
lichtemittierenden Elementes 2b, das dem Lichtaussendesignal Sb entspricht, geht
aus. Daher wird das Ausgangssignal des Lichtempfangselementes 4b, das dem lichtemittierenden
Element 2b entspricht, eliminiert, das Ausgangs signal der Generatorschaltung 6
für Notstopsignale geht auf niedriges Signalniveau und der Zähler 12 zählt aufwärts,
wenn das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 17 abfällt.
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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, sind die NAND-Bedingungen
der NAND-Schaltungen 15a bis 15d entsprechend den Zählwerten des Zählers 12 nacheinander
erfüllt und die NAND-Schaltungen 3a bis 3d werden in der Weise abgetastet, daß sie
nacheinander von den Ausgangs signalen der NAND-Schaltungen 15a bis 15d geschlossen
werden. Dies bedeutet, daß die Abtastung derart erfolgt, daß die Lichtaussendesignale
Sa bis Sd, die den lichtemittierenden Elementen 2a bis 2b von der Schaltung 1 zugeführt
werden, nacheinander blockiert werden. Als Folge hiervon gehen die Lichter der lichtemittierenden
Elemente 2a bis 2d nacheinander aus. Wenn der Zählwert des Zählers 12 die Dezimalzahl
11311 erreicht, geht das Signalniveau der Ausgangsleitung L3 des Dekodierers 13
auf niedriges Signalniveau., und die NAND-Bedingung der NAND-Schaltung 15d ist erfüllt.
Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 15d geht daher auf niedriges Signalniveau
und dieses niedrige Signalniveau wird über den Schaltdraht 18 an einen Eingangsanschluß
der NAND-Schaltung 17 übertragen. Die NAND-Schaltung 17 schließt daher und der Zählvorgang
des Zäh-
lers 12 wird unterbrochen.
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Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 15d, das über den Schaltdraht
18 übertragen wird, wird über einen Inverter 19 an einen Eingang einer NAND-Schaltung
20 mit drei Eingängen gelegt. Die beiden übrigen Eingänge der NAND-Schaltung 20
erhalten ein Signal von dem Relaiskontakt 7c, der bei Erregung der Relais spule
7 geöffnet wird und ein Signal von dem Relaiskontakt 8a. Das Signal vom Relaiskontakt
8a ist auf niedrigem Signalniveau, wenn der Kontakt 8a geöffnet ist,und es ist auf
hohem Signalniveau, wenn dieser Kontakt geschlossen ist. Das Signal des Relaiskontaktes
7c ist über einen Widerstand 21 geerdet, so daß das Signal auf hohem Signalniveau
ist, wenn der Relaiskontakt 7c geschlossen und auf niedrigem Niveau ist, wenn dieser
Kontakt geöffnet ist. Wenn der Kontakt 8a geschlossen ist, ist daher die NAND-Bedingung
der NAND-Schaltung 20 erfüllt und das Niedrigsignal wird dem Eingangsanschluß der
NOR-Schaltung 10 des Flip-Flops FF zugeführt. Als Folge hiervon geht das Signal
am Inversionsausgang Q des Flip-Flops FF, nämlich das Ausgangssignal der NOR-Schaltung
10, auf hohes Signalniveau. Dieses Hochsignal wird über den Inverter 11 auf den
Rücksetzanschluß R des Zählers 12 übertragen, so daß dieser rückgesetzt wird. Wenn
der Zähler 12 rückgesetzt ist, sind alle Ausgangssignale des Dekodierers 13, mit
Ausnahme des Ausgangssignals an Leitung Lg, auf hohem Signalniveau, während der
Ausgang Q des Flip-Flops FF oder der Ausgang der NOR-Schaltung 9 auf niedriges Signalniveau
überwechselt. Daher sind die NAND-Bedingungen der NAND-Schaltungen 15a bis 15d nicht
erfüllt, und alle NAND-Schaltungen 3a bis 3d sind geöffnet. Das Ausgangssignal der
Generatorschaltung 6 für Notstopsignale geht
daher auf hohes Signalniveau
und die Abfrage aller Lichtstrahlen ist beendet.
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Die obige Beschreibung kennzeichnet den Fall, daß die lichtemittierenden
Elemente 2a bis 2d, die Lichtempfangselemente 4a bis 4d und ihre zugehörigen Schaltungen
normal betrieben werden. Wenn die lichtemittierenden Elemente 2a bis 2d, die Lichtempfangselemente
4a bis 4d oder ihre zugehörigen Schaltungen nicht in Ordnung sind, dann geht das
Ausgangsniveau der Generatorschaltung 6 für Notstopsignale, selbst wenn die Abtastung
so erfolgt, daß die den lichtemittierenden Elementen 2a bis 2d zugeführten Lichtaussendesignale
Sa bis Sd nacheinander blockiert werden, nicht auf Niedrigniveau, und die Relaisspule
7 bleibt erregt.
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Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Pressensteuerschaltung, die mit der
oben beschriebenen Störungserkennungseinrichtung zusammenwirkt. Eine Relais spule
8 steuert die Kontakte 8b, 8c und 8d und den Kontakt 8a (Fig. 1). Wenn die Relaisspule
8 aberregt ist, sind die Kontakte 8a, 8b und 8d geöffnet, jedoch ist der Kontakt
8c geschlossen. Wenn die Relaisspule 8 erregt ist, sind die Kontakte 8a, 8b und
8d geschlossen und der Kontakt 8c ist geöffnet. In Fig. 2 sind die Kontakte 8c und
8d nicht angeschlossen, jedoch dient der Kontakt 8c für die Erregung und Aberregung
der Relaisspule 8. Wenn der Kontakt 8d geschlossen ist, kann die Presse arbeiten.
Wenn dieser Kontakt geöffnet ist, wird die Presse angehalten. In der Praxis sind
diese Kontakte mit geeigneten Punkten in der Pressenschaltung verbunden.
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Ein von einem drehenden Nocken gesteuerter Nockenschalter
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arbeitet in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel der Presse. Er besitzt zwei Kontakte
22a und 22b. Die Betätigung der Kontakte 22a und 22b erfolgt gemäß Fig. 3. Wenn
der Kurbelwinkel zwischen 1800 (dem unteren Totpunkt) und 3000 beträgt, wie durch
die Schraffierungslinien angedeutet ist, ist der Kontakt 22a geöffnet, während der
Kontakt 22b geschlossen ist. Bei einem Pressenwinkel von 3000 bis 1800 ist dagegen
der Kontakt 22a geschlossen und der Kontakt 22b geöffnet. Wenn der Pressenwinkel
von 1800 bis 3000 beträgt, wird der (nicht dargestellte) Pressenstößel angehoben.
In diesem Falle braucht die Sicherheitseinrichtung nicht wirksam zu sein.
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Ein Relaiskontakt 23 wird mit Hilfe eines von einer Kupplungs-Bremseinheit
(nicht dargestellt) der Presse erzeugten Signales geschlossen, wenn der Pressenwinkel
3000 übersteigt und die Startvorbereitung für den Schlag beendet ist. Die den Relaiskontakt
32 steuernde Relaisspule ist nicht dargestellt.
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Die Kontakte 24 und 25 sind geöffnet, wenn ein (nicht dargestelltes)
Kupplungs-Brems-Magnetventil erregt ist, oder wenn die Pressenoperation ausgeführt
wird, und sie können während der Pressenoperation offengehalten werden.
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Die Kontakte 7a und 7b werden von der in Fig. 1 dargestellten Relaisspule
7 betätigt. Wenn die Relaisspule 7 erregt ist, wird der Kontakt 7a geschlossen,
während der Kontakt 7b geöffnet wird. Wenn die Relaisspule 7 dagegen aberregt ist,
ist der Kontakt 7a geöffnet und der Kontakt 7b geschlossen.
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Die Kontakte 22b, 24, 25 und 7a dienen zur Bestimmung des
Operationszustandes
der Notstopschaltung 30. Nur wenn alle Kontakte 22b, 24, 25 und 7a geöffnet sind,
wird die Notstopschaltung 30 betätigt, um den Pressenstößel anzuhalten.
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Die Notstopschaltung 30 hält den Pressenstößel an, wenn ihr über eine
Leitung 26 kein Strom mehr zugeführt wird.
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Eine detaillierte Beschreibung dieser Schaltung erfolgt jedoch nicht,
weil sie mit der Erfindung nicht in unmittelbarem Zusammenhang steht. Eine Notstop-Sperrvorrichtung
27 dient dazu, die Presse mit anderen Elementen als der Sicherheitseinrichtung anzuhalten,
und steht ebenfalls nicht in direktem Zusammenhang mit der Erfindung.
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In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 28 einen sicherungslosen Unterbrecher
in einer Pressensteuerschaltung.
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Wenn der Hubwinkel der Presse zwischen 1800 und 3000 beträgt, wird
der Drehnockenschalter 22 offengehalten, während der Kontakt 22b geschlossen ist,
wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Relaisspule 8 wird durch öffnen des Kontaktes
22a aberregt, während die Notstopschaltung durch die Leitung 26 und den Kontakt
22b durch Schließen des Kontaktes 22b erregt ist und die Operation der Notstopschaltung
sperrt. Während der Hubwinkel von 1800 auf 300° geht, wird die Sicherheitseinrichtung
geprüft. Mit anderen Worten: wenn die Relaisspule 8 aberregt ist, ist der Kontakt
8a (Fig. 1) geöffnet und das Flip-Flop FF ist gesetzt. In der oben beschriebenen
Weise werden daher die NAND-Schaltungen 3a bis 3d nacheinander geschlossen und die
Abtastung erfolgt in der Weise, daß die Lichtaussendesignale Sa bis Sd, die den
lichtemittierenden Elementen 2a bis 2d von der Generatorschaltung 1 für Lichtaussendesignale
zugeführt werden, nacheinander blockiert werden.
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In diesem Falle erzeugt die Generatorschaltung 6 für Notstopsignale
abwechselnd
ein Ausgangssignal mit niedrigem Signalniveau und ein Ausgangssignal mit hohem Signalniveau,
durch welche die Relais spule 7 abwechselnd aberregt und erregt wird und den Kontakt
7a öffnet und schließt.
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In diesem Falle wird jedoch die Notstopschaltung 30 nicht betätigt,
weil dies durch die Erregung des Drehnockenschalters 22 durch den Kontakt 22b unterdrückt
wird. Wenn durch diese Abtastung keine Abnormalität festgestellt wird, fließt, wenn
der Pressenhubwinkel 3000 übersteigt und der Kontakt 22a des Drehnockenschalters
22 und der Kontakt 23 geschlossen werden, Strom über die KOntakte 22a, 23 und 7b
zu der Relaisspule 8, die daraufhin erregt wird. Als Folge hiervon schließt der
Kontakt 8d und bringt die Presse in die Bereitschaftsstellung. Wenn der Kontakt
8a schließt, ist die NAND-Bedingungen der NAND-Schaltung 20 (Fig. 1) erfüllt. Daher
wird das Flip-Flop FF rückgesetzt und das Ausgangs signal der Generatorschaltung
6 Notstopsignale geht auf hohes Signalniveau, wodurch die Freigabe der Sicherheitseinrichtung
erfolgt.
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Dies bedeutet, daß, wenn die von den lichtemittierenden Elementen
2a bis 2d ausgesandten Lichtstrahlen beispielsweise von einer Person unterbrochen
werden, das Ausgangssignal der Generatorschaltung 6 für Notstopsignale auf niedriges
Signalniveau geschaltet wird. Als Folge hiervon wird die Relaisspule 7 aberregt
und ihr Kontakt 7a wird geöffnet, wodurch die Stromzufuhr zur Notstopschaltung 30
unterbrochen und die Notstopschaltung 30 betätigt wird.
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Wenn die Relaisspule 8 erregt ist, hält sie sich selbst über den Relaiskontakt
8b, der bei erregter Relais spule 8 geschlossen ist. Diese Selbsthaltung wird unterbrochen,
wenn der Pressenhubwinkel den unteren Totpunkt von 1800
überschreitet
und der Kontakt 22a des Drehnockenschalters 22 öffnet. Danach wird, ähnlich wie
in dem oben beschriebenen Fall, die Prüfung der Sicherheitseinrichtung durchgeführt.
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Wenn bei der Abtastung andererseits eine Abnormalität entdeckt wird,
wird die Relaisspule 7 (Fig. 1) erregt gehalten und der Kontakt 7a bleibt geschlossen,
während der Kontakt 7b geöffnet bleibt. Selbst wenn der Pressenhubwinkel 3000 überschreitet
und der Kontakt 22a des Drehnockenschalters 22 und der Kontakt 23 geschlossen sind,
wird die Relais spule 8 nicht erregt und ihr Kontakt 8d wird nicht geschlossen.
Daher wird die Pressenoperation gesperrt und die Presse wird schnellstens angehalten.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden die lichtemittierenden
Elemente 2a bis 2d, die Lichtempfangselemente 4a bis 4d und ihre zugehörigen Schaltungen
in der Sicherheitseinrichtung während jedes Pressenzyklus überprüft. Nur wenn in
einem Zyklus keine Abnormalität entdeckt wurde, wird der nächste Pressenzyklus ausgeführt.
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In der obigen Beschreibung ist die Prüfperiode so, daß der Pressenhubwinkel
zwischen 1800 und 3000 beträgt. Hierauf ist jedoch die Erfindung nicht beschränkt.
Dies bedeutet, daß der Pressenhubwinkel auf einen wählbaren Bereich eingestellt
werden kann, in dem die Operation der Sicherheitseinrichtung nicht benötigt wird.
Diese Einstellung kann man leicht dadurch erhalten, indem man die Operationswinkel
der Kontakte 22a und 22b des Drehnockenschalters 22 verändert.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Presse be-
schrieben
worden ist, kann sie auch bei anderen Maschinen, bei denen eine optische Sicherheitsüberwachung
stattfindet, angewandt werden.
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Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß nach der Erfindung eine
vollständige Überprüfung daraufhin erfolgt, ob die lichtemittierenden Elemente,
die Lichtempfangselemente sowie ihre zugehörigen Schaltungen normal arbeiten, so
daß die Sicherheitseinrichtung sich vollständig selbst überwacht.
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Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden die Eingangssignale zu den
lichtemittierenden Elementen 2a bis 2d, die die Lichtstrahlen aussenden, nacheinander
unterbrochen, indem die NAND-Schaltungen 3a bis 3d nacheinander gesperrt werden.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Erkennung nicht normaler Zustände
der optischen Uberwachungseinrichtung. In Fig. 4 sind UND-Schaltungen 30a bis 30d
vorgesehen, die nacheinander von den Ausgangssignalen der NAND-Schaltungen 15a bis
15d gesperrt werden und an die Ausgänge der Lichtempfangselemente 4a bis 4d angeschaltet
sind, so daß die Ausgangssignale der Lichtempfangselemente 4a bis 4d nacheinander
unterbrochen werden.
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L e e r s e i t e