DE3114269A1

DE3114269A1 - Redundante, fluidbetriebene zweihand-sicherheitssteuerung

Info

Publication number: DE3114269A1
Application number: DE19813114269
Authority: DE
Inventors: Jürgen 2322 Darry Heisen; Harald 2427 Malente Klocke
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-10-28
Also published as: FR2503830A1

Description

H.Kuhnke GmbH/ Marktstraße/ 2427 Malente

Redundante, fluidbetriebe Zweihand-Sicherheitssteuerung

Die Erfindung betrifft eine redundante/ fluidbetriebene Zweihand-Sicherheitssteuerung für Maschinen mit Gefahrenbereichen für das Bedienungspersonal, die zwei Handschalter und einen von diesen betätigten Schaltkreis aus mehreren logischen Schaltelementen einschließlich eines von diesen Elementen geschalteten, von einer Fluiddruckquelle gespeisten Steuerventils zur Umsteuerung des die Maschine steuernden fluiden Druckmediums umfaßt, wobei die Umsteuerung bei gleichzeitiger oder innerhalb einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne durchgeführter Betätigung der beiden Handschalter erfolgt.

Es ist eine Zweihand-Sicherheitssteuerung für Maschinen mit Gefahrenbereichen für das Bedienungspersonal, wie z.B. Pressen, Schneidemaschienen usw., bekannt, die sich aus mehreren Logikelementen zusammensetzt und bewirkt, daß bei gleichzeitiger oder innerhalb einer kurzen Zeitspanne erfolgender Betätigung zweier Handventile die miteinander verschalteten Logikelemente über ein von ihnen beschaltetets Steuerventil ein Arbeitssignal zur Verfügung stellen, das den gefährlichen Arbeitsgang der betreffenden Maschine in Gang setzt. Diese Steuerung

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ist im allgemeinen sq eingerichtet/ daß sie bei Vorliegen der Eingangssignalbedingungen das gewünschte Arbeitssignal bereitstellt. Es kann jedoch auch vorkommen/ daß bei einem Defekt der Steuerung bzw. eines ihrer Bestandteile trotzdem ein Arbeitssignal erscheint/ so daß dadurch eine Verletzungsmöglichkeit der Bedienungsperson besteht. Daraus ergibt sich die Forderung, daß die fragliche Sicherheitssteuerung regelmäßig überwacht bzw. gewartet werden muß, was einen entsprechenden Kostenaufwand bedingt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer fluidischen Zweihand-Sicherheitssteuerung für Maschinen mit Gefahrenbereichen für das Bedienungspersonal, wobei die Steuerung bei einfachem Aufbau in ihrer Sicherheitsfunktion verbessert ist.

Die Lösung der Aufgabe geht von der einleitend angeführten Zweihand-Sicherheitssteuerung aus und kennzeichnet sich dadurch, daß dem erwähnten Schaltkreis ein im wesentlichen identischer, weiterer Schaltkreis eingangsseitig parallel zugeschaltet ist und daß das zuerst von der Fluiddruckquelle gespeiste Steuerventil des erstgenannten Schaltkreises mit dem Steuerventil des weiteren Schaltkreises über das Druckmedium der Fluiddruckguelle in Reihe kommuniziert/ derart/ daß in Setzstellung beider Steuerventile am Arbeitsausgang des zweiten Steuerventils ein Arbeitssignal für die in Gang zu setzende Maschine erscheint.

Durch diese im Aufbau einfache Lösung ist gewährleistet, daß

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bei einem Defekt eines der Schaltkreise kein Arbeitssignal zur Verfügung gestellt wird. Nur wenn beide Schaltkreise funktionieren, erscheint ein Arbeitssignal für die in Gang zu setzende Maschine. Der Fall, daß beide Schaltkreise gleichzeitig defekt sind, ist nach der Wahrscheinlichkeit sehr gering und kann daher außer Betracht bleiben. Im Falle des Nichterscheinens des gewünschten Arbeitssignals bedeutet dies einen Defekt in der Sicherheitssteuerung, der somit somit sofort erkennbar ist. Eine regelmäßige Inspektion der Steuerung kann somit entfallen, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden.

Es kann jedoch auch vorkommen, daß der Druck des von der Druckquelle ankommenden.und zur Steuerung der betreffenden Arbeitsmaschine verwendeten Fluides zu gering ist und zum Ingangsetzen des gewünschten Arbeitsganges der Maschine nicht ausreicht. In Weiterbildung soll die Sicherheitssteuerung daher bei Unterschreiten des Betriebsdruckes des von der Fluiddruckquelle ankommenden Druckmediums außer Betrieb gelangen, wobei diese Funktionsstörung optisch und/oder akustisch erkennbar ist.

Dies wird durch die Merkmale des Anspruches 3 erreicht. Wird der vorgeschriebene Druck in den Ausgangsleitungen des zweiten Steuerventils unterschritten, unterbricht das Vorventil die Fluidzufuhr zu dem ersten Steuerventil, was gleichzeitig auch optischen und/oder akustisch angezeigt wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sicherheitssteuerung gezeigt.

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer fluiden Zweihand-Sicherheitssteuerung gezeigt, die in der Regel für die Betätigung von Maschinen mit Gefahrenbereich d?ür das Bedienungspersonal gedacht ist, z.B. für Pressen, Papierschneidemaschinen und so weiter.

In einem Gehäuse 1 sind ein erster Schaltkreis 2 und ein im wesentlichen identischer weiterer Schaltkreis 3 vorgesehen. Beide Schaltkreise sind über zwei von zwei Handventilen 4 und 5 ankommende Fluidleitungen 6 bzw. 7 parallel miteinander verschaltet. Hinsichtlich des von dieser Sicherheitssteuerung abzugebenden Arbeitssignals für die erwähnte Maschine sind die beiden Schaltkreise in Reihe geschaltet, wie noch klar wird.

Der Schaltkreis 2 besteht aus einem ÜND-Element 8, einen dazu parallel liegenden ODER-Element 9, einer Verzögerungseinrichtung 10 und aus einem Steuerventil 11 in Form eines 5/2-Wegeventils. Die Verzögerungseinrichtung 10, die sich z.B. aus einer Drossel 10a und einer Kapazität 10b zusammensetzt, ist in die Leitung 12 zwischen dem Ausgang des ODER-Elementes

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und dem X-Rückstellanschluß des Steuerventils gelegt. Der Ausgang des UND-Elementes 8 ist direkt über eine Fluidleitung 13 mit dem Y-Setzanschluß des Steuerventils 11 verbunden.

Der weitere Schaltkreis 3 ist identisch aufgebaut. Er besteht aus einem UND-Element 14, einem dazu parallelen ODER-Element 15, einer Verzögerungseinrichtung 16 und einem Steuerventil 17 in Form eines 5/2-Wegeventils. Das UND-Element ist über eine Fluidleitung 18 mit dem Y-Setzanschluß des Steuerventils 17 und das ODER-Element 15 ist über eine Fluidleitung 19 an den X-Rückstellanschluß des Steuerventils 17 angeschlossen.

Das erste Steuerventil 11 unterscheidet sich insofern von den weiteren Steuerventil 17, als beide Ventile eingangsseitig verschieden beschattet sind. Das erste Steuerventil hat nur einen Eingang 20, während die anderen beiden Stellen dieses Ventils Entlüftungsauslässe 21 und 22 darstellen. Der Eingang 20 wird direkt von einer Fluiddruckquelle 23 versorgt. Das weitere Ventil 17 hat dagegen zwei Haupteingänge 24 und 25 sowie einen Entlüftungsauslaß 26. Die Ausgänge 27 und 28 des ersten Steuerventils 11 sind nun so an die Eingänge 24 und 25 des weiteren Steuerventils angeschlossen, daß der Ausgang 27 mit dem Eingang 25 und der Ausgang 28 mit dem Eingang 24 kommuniziert, so daß sozusagen eine überkreuzte Anschlußweise gegeben ist, wie es mit 29 in Figur 1 angedeutet ist.

In der in Figur 1 gezeigten Schaltstellung beider Schaltkreise 2 und 3 befinden sich die Steuerventile 11 und 17 in Ausgangsstellung, in welcher kein Arbeitssignal A am Arbeitsausgang des weiteren Steuerventils 17 zur Verfügung gestellt wird. Werden die beiden Handventile 4 und 5 üblicher weise gleichzeitig oder innerhalb einer gegebenen kurzen Zeitspanne betätigt (Signale E1, E2), erscheint an den Y-Setzanschlüssen das Setzsignal für die Steuerventile, die sich daraufhin in ihre Betriebsstellung bewegen. Dann steht am Arbeitsausgang des weiteren Steuerventils das gewünschte, von der Fluiddruckquelle 23 erzeugte Steuersignal A zur Verfügung! Bei Loslassen wenigstens eines der Handventile 4, 5 entfällt das Y-Setzsignal an beiden Steuerventilen, so daß diese über das inzwischen entstandene X-Rückstellsignal der ODER-Elemente in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt werden.

Aus der vorstehenden Funktionsbeschreibung ergibt sich in Verbindung mit Figur 1, daß nur dann ein Arbeitssignal zur Verfügung steht, wenn beide Steuerventile 11 und 17 einwandfrei funktionieren. Fällt also einer der beiden Steuerkreise und damit eines der beiden Steuerventile wegen eines Defektes aus, dann erscheint am Arbeitsausgang des weiteren Schaltkreises 3 kein Steuersignal A. Die Sicherheitssteuerung überwacht sich also selbst.

In Figur 2 ist eine Weiterbildung der vorstehend erläuterten

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Zweihand-Sicherheitssteuerung gezeigt. Es reicht aus, daß nur die zusätzlichen Baumerkmale beschrieben sind, da in den übrigen Merkmalen Identität mit den Baumerkmalen der Ausführung nach Figur 1 besteht.

Dem ersten Steuerventil 11 ist ein Vorventil 30 vorgeschaltet, das die Druckfluidversorgung zu den Ventilen 11 und 17 von der Fluiddruckquelle 23 steuert. Dieses Vorventil wird von einem von der Quelle 23 gespeisten Hauptventil 31 und einem danach folgenden monostabilen Kippglied 32 über seinen Y-Setzanschluß betätigt. Der Z-Rückstellanschluß des Vorventils 30 steht über eine aus Drossel und Speicher bestehende Verzögerungseinrichtung 33 mit dem Ausgang eines NOR-Elementes 34 in Verbindung, das eingangsseitig mit den Ausgangsleitungen und 36 des weiteren Steuerventils 17 kommuniziert. An dem Ausgang NOR-Elementes 34 ist eine optische Defekterkennung 37 angeschlossen. Alternativ oder zusätzlich kann hierfür auch ein akustischer Baustein verwendet werden.

Die Hauptfunktion dieser Ausführungsform stimmt mit derjenigen der weiter vorstehend beschriebenen Ausführungsform überein. Die Weitergestaltung bringt folgende Funktionen. Wenn in der Ausgangsleitung 35 oder 36 ein zu niedriger Fluiddruck herrscht, gibt das NOR-Element ein Ausgangssignal, das ein Aufleuchten der Lampe 37 und aufgrund der Verzögerungseinrichtung 33 eine zeitverzögerte Rückstellung des Vorventils 30 bewirkt. Die Fluiddruckquelle 33 ist also von der Sicherheitssteuerung getrennt, so daß das nicht ausreichen-

de Arbeitssignal A vollständig erlischt und die Sicherheitssteuerung nach Behebung des angezeigten Systemdruck-Defektes erneut durch Betätigung des Hauptventils 31 eingeschaltet werden muß. Der Umschaltdruck des NOR-Elementes wird vorzugsweise so gewählt, daß er höher liegt als der Betriebsdruck für die Rückstellung der Steuerventile ,11 und 17. Dadurch werden die Steuerventile 11 und 17 bei Löschung der Eingangssignale E1 und E2 automatisch zurückgestellt, wenn die Sicherheitssteuerung aufgrund der Tätigkeit des NOR-Elementes stillgesetzt worden ist.

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Claims

::?.:..:-: ': 31U269 H.Kuhnke GmbH, Marktstraße, 2427 Malente • · · 4 Patentansprüche

1.j Redundante, fluidbetriebene Zweihand-Sicherheitssteuerung für Maschinen mit Gefahrenbereichen für das Bedienungspersonal, die zwei Handschalter und einen von diesen betätigten Schaltkreis aus mehreren logischen Schaltelementen einschließlich eines von diesen Elementen geschalteten, von einer Fluiddruckquelle gespeisten Steuerventils zur Umsteuerung des die Maschine steuernden fluiden Druckmediums umfaßt, wobei die Umsteuerung bei gleichzeitiger oder innerhalb einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne durchgeführter Betätigung der beiden Handschalter erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem erwähnten Schaltkreis 02!) ein im wesentlichen identsicher, weiterer Schaltkreis (3) eingangsseitig parallel zugeschaltet ist und daß das zuerst von der Fluiddruckquelle (23) gespeiste Steuerventil (11) des erstgenannten Schaltkreises (2) mit dem Steuerventil (17) des weiteren Schaltkreises (3) über das Druckmedium der Fluiddruckquelle in Reihe kommuniziert, derart, daß in Setzstellung beider Steuerventile (11, 17) vom Arbeitsausgang des zweiten Steuerventils (17) ein Arbeitssignal für die in Gang zu setzende Maschine erscheint.

2. Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerventil (17) zwei Haupteingänge (24, 25) für das fluide Druckmedium aufweist, die in gekreuz-

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ter Anschlußweise mit den beiden Ausgängen (27 ,28) des ersten Steuerventils (11) in Verbindung stehen.

3. Sicherheitssteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzigen Haupteingang (23) des erstgenannten Steuerventils (11) ein von der Fluiddruckquelle (23) versorgtes Vorventil (30) in Reihe vorgeordnet ist, dessen Y-Setzanschluß mit einem monostabilen Kippglied (32) und dessen Z-Rückstellanschluß über eine Zeitverzögerung (33) mit einem NOR-Element (34) in Verbindung steht, und daß das NOR-Element mit der Ausgangsseite des zweiten Steuerventils

(17) und mit einer optischen und/oder akustischen Fehleranzeige (37) verschaltet ist.

4. Sicherheitssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltdruck des NOR-Elementes (34) höher liegt als der Betriebsdruck für die Rückstellung der beiden Steuerventile (11, 17).