DE3918673A1 - Sicherheitsschaltereinrichtung zur bedienung von maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltereinrichtung zur Bedienung von Maschinen, insbesondere Brinellprüfma­ schinen, mit wenigstens einem Fußschalter zur Auslösung einer Maschinenfunktion.

Insbesondere im Bereich der Kalt- oder Warmumformmaschinen, wie Pressen, Scheren oder Abkantmaschinen oder bei Brinell­ prüfmaschinen, erfolgt die Steuerung oder Auslösung eines Arbeitsschrittes durch Betätigung eines Sicherheitsschal­ ters. Der Sicherheitsschalter ist so ausgelegt, daß eine unbefugte oder ungewollte Auslösung eines Arbeitsschrittes unterbleibt. Neben Sicherheitshandschaltern sind auch Fußschalter bekannt. Ein solcher Fußschalter wird betä­ tigt, indem die Bedienungsperson einen Auslösehebel des Schalters mit dem Schuh berührt. Derartige Fußschalter unterliegen insbesondere bei rauhen Betriebsbedingungen, wie sie beispielsweise im Gießereibereich auftreten, als bewegliche Teile dem Verschleiß. Ferner besteht die Gefahr, daß herunterfallende Teile auf den Auslösehebel fallen und einen ungewollten Schaltvorgang auslösen, was zu gefährlichen Arbeitssituationen führen kann.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, eine Sicherheitsschaltereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die verschleißfrei ist und bei relativ geringen Herstellungskosten einem hohen Sicher­ heitsstandart genügt.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Fußschalter als Näherungsschalter ausgebildet ist.

Eine Auslösung durch Berührung eines Auslösehebels oder dergleichen ist somit nicht vorgesehen.

Der Näherungsschalter wird nicht wie ein herkömmlicher Schalter durch Fußdruck betätigt. Er enthält keine beweg­ lichen Teile. Damit ist er keinem Verschleiß ausgesetzt. Reparaturarbeiten infolge Verschleiß entfallen, wodurch auch die Ausfallzeiten der Maschine verringert werden. Die Bedienung ist sehr einfach und erfordert keine Kraftan­ strengung. Fehlbedienungen durch Abrutschen des Fußes vom Schalthebel werden vermieden.

Vorzugsweise wirkt der Sicherheitsschalter mit einem geeigneten Sicherheitsschuh derart zusammen, daß nur bei Annäherung des Sicherheitsschuhes die Schaltfunktion ausgeführt wird, nicht jedoch bei Annäherung eines anderen Gegenstandes.

Einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist die Sicherheitsschalteinrichtung ein gesondertes Teil, welches separat von der Maschine angeordnet werden kann. Zweckmäßigerweise ist der Näherungsschalter von einem Schutzgehäuse, beispielsweise einem Stahlgehäuse, umgeben.

Einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist der Näherungsschalter, oder auch Näherungs­ initiator genannt, innerhalb einer Aushöhlung im unteren Bereich der Maschine angeordnet, so daß er besonders vor herabfallenden Teilen, wie z.B. Gußstücken im Gießerei­ bereich, geschützt ist. Insbesondere der Näherungsinitia­ tor, d.h. der Teil des Näherungsschalter, der das auf die Annäherung ansprechende Teil enthält, ist im Bereich des Grundes der Aushöhlung angeordnet, so daß der Fuß relativ weit in die Aushöhlung hineingschoben werden muß, um den Schalter auszulösen.

Es ist von Vorteil, die Aushöhlung seitlich durch Führungen zu begrenzen, die zum Grund der Aushöhlung hin schräg zusammenlaufen. Durch diese Führungen kann der auslösende Fuß mühelos zum Auslösebereich des Schalters geführt werden, ohne daß hierfür eine besondere Sorgfalt der Bedienungsperson erforderlich wäre. Ferner können die Führungen dem Schutz des Schalters vor einer Berührung mit dem Schuh dienen.

Vorzugsweise findet als Näherungsschalter ein solcher Schalter Anwendung, bei dem eine Schaltfunktion durch Änderung des magnetischen Widerstandes im Annäherungsbe­ reich ausgelöst wird. Wird beispielsweise ein ferromagne­ tischer Körper in den Annäherungsbereich des Schalters gebracht, so ändert sich dort der magnetische Widerstand und damit der magnetische Fluß zwischen den Polen eines dem Schalter zugeordneten Magneten. Diese Flußänderung wird zur Auslösung einer Schaltfunktion ausgenutzt. Bei Überschreiten eines vorgebbaren Flußwertes führt der Schalter eine Schaltfunktion aus, indem beispielsweise ein Reedkontakt geöffnet oder geschlossen wird.

Einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge spricht der Näherungsschalter auf die Änderung der Induk­ tivität einer Hochfrequenzspule an, die durch Annäherung eines magnetisch wirksamen Körpers herbeigeführt wird.

Zur Auslösung der Schaltfunktion wird vorzugsweise ein Sicherheitsschuh verwendet, der wenigstens teilweise aus ferromagnetischem Material besteht. Besonders geeignet ist ein Sicherheitsschuh, der in seinem vorderen Bereich mit einer Stahlkappe versehen ist. Diese Stahlkappe dient zum einen der Auslösung des Schalters, zum anderen dient sie dem Schutz des Fußes. Die Auslösung des Schalters erfolgt nur bei Verwendung des speziellen Schuhes mit Stahlkappe.

Einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist der Näherungsschalter ein auf Infrarotstrahlung ansprechender Schalter. Bei Annäherung einer Infrarotquelle wird eine Schaltfunktion ausgeführt. Als Infrarotquelle kann ein durch den Fuß erwärmter Schuh dienen. Ferner kann auch im oder am Schuh eine besondere, technische Infrarotquelle angeordnet sein.

Weitere vorteilhafte Näherungsinitiatoren sind in einer Lichtschranke oder einem Ultraschallsystem zu sehen.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, sollen die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben und näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Brinellprüfmaschine mit separater Sicherheitsschalteinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschalteinrichtung,

Fig. 3 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschalteinrichtung und

Fig 4 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Brinellprüfmaschine 10 wird durch eine Person 12 bedient. Die Person 12 trägt Sicher­ heitsschuhe 14 mit je einer Stahlkappe 16 im vorderen Schuhbereich. Auf dem Boden vor der Brinellprüfmaschine 10 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschalteinrichtung 18 angeordnet, die anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert werden wird. Die Brinellprüfmaschine 10 wird durch die Person 12 betätigt, indem diese ihren Fuß mit dem vorderen Ende des Sicherheitsschuhes 14 in eine Aushöhlung 20 der Sicherheitsschalteinrichtung 20 schiebt. Hierbei wird, ohne daß der Schuh 14 unmittelbar ein Auslöseelement des Schalters berührt, eine Schaltfunktion ausgelöst, durch die die Brinellprüfmaschine 10 betätigt wird. Die Sicher­ heitsschaltereinrichtung 18 steht über (in Fig. 1 nicht dargestellten) elektrischen Leitungen 32, welche der Spannungsversorgung und der Signalübertragung dienen, mit der Brinellprüfmaschine 10 in Verbindung.

Die Sicherheitschaltereinrichtung kann, was nicht darge­ stellt wurde, auch in die im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel als Brinellprüfmaschine ausgebildete Maschine in­ tegriert sein, so daß sich im unteren Bereich der Maschine eine Aushöhlung befindet, in deren Grund der Näherungs­ initiator eines Näherungsschalters angebracht ist.

Die Sicherheitsschalteinrichtung 18 gemäß den Fig. 2 bis 4 besteht aus einem im wesentlichen U-förmigen Stahlgehäuse 22, welches über nach außen vorstehende Flanschteile 24 mit einem Bodendeckel 26 verschraubbar ist. Eine Seite des Gehäuses ist durch eine Rückwand 28 verschlossen, die eine Kabelverschraubung 30 mit Knick- und Kabelschutz zur Durchführung der Versorgungs- und Steuerleitungen 32 aufnimmt. Im mittleren Bereich ist das Innere des Gehäuses durch eine Schottwand 34 unterteilt. In die Schottwand 34 ist ein Initiator 36 eingeschraubt. Es handelt sich bei diesem Initiator 36 um einen Näherungsschalter, der dann, wenn sich der Sicherheitsschuh 14 auf einen bestimmten Abstand annähert, ohne daß der Schalter berührt wird, eine Schaltfunktion ausführt. Um es der Bedienungsperson 12 zu erleichtern, den Fuß in den Auslösebereich des Initiators 36 zu bringen, sind seitlich im Bereich der Aushöhlung 20 des Gehäuses je ein Fußleitblech 38 angebracht, z.B. angeschweißt. Das Fußleitblech 38 läuft zum Grund der Aushöhlung 20, also in Richtung Initiator 36, schräg zusammen. Die Anordnung der Fußleitbleche 38 kann so vorgesehen sein, daß das Hineinschieben des Sicherheits­ schuhes 14 in die Aushöhlung 20 in Richtung Initiator 36 begrenzt wird, so daß eine Berührung und Beschädigung des Initiators 36 durch den Sicherheitsschuh 14 vermieden wird.

Vor dem Initiator 36 kann ferner, was nicht dargestellt wurde, eine Schutzabdeckung angeordnet sein, durch die eine Berührung des Initiators durch den Schuh verhindert wird. Die Schutzabdeckung muß hierbei aus geeignetem Material bestehen, um die Wirkungsweise des Initiators nicht zu behindern. Handelt es sich um einen Initiator, der aufgrund Veränderungen des Magnetfeldes im Annähe­ rungsbereich anspricht, so muß die Schutzabdeckung aus nichtmagnetischem Material, z.B. Kunststoff, bestehen.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitsschal­ tereinrichtung ist folgende: Soll die Brinellprüfmaschine 10 betätigt werden, so führt die Bedienungsperson 12 ihren Sicherheitsschuh 14 in die Aushöhlung 20 der Sicherheitsschaltereinrichtung 18 ein. Der Schuh 14 wird dabei durch die seitlichen Fußleitbleche 38 geführt. Wird ein bestimmter Abstand zwischen Schuh 14 und Initiator 36 unterschritten, so löst der Näherungs­ schalter eine Schaltfunktion aus und die Brinellprüfma­ schine 10 führt den gewünschten Arbeitsschritt aus.

Bei dem Näherungsschalter kann es sich dabei um einen solchen handeln, der bei einer Änderung des magnetischen Flusses im Annäherungsbereich anspricht. Beispielsweise enthält der Näherungsschalter eine HF-Spule, die ein Magnetfeld im Annäherungsbereich, also gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel in der Aushöhlung 20, erzeugt. Bei Annähe­ rung eines magnetisch wirksamen Gegenstandes, im vorliegen­ den Fall die Stahlkappe 16 des Sicherheitsschuhes 14, ändert sich die Induktivität der HF-Spule. Diese Induktivi­ tätsänderung wird erfaßt und führt bei Überschreiten eines vorgebbaren Wertes zur Auslösung der Schaltfunktion.

Claims (13)

1. Sicherheitsschaltereinrichtung zur Bedienung von Maschinen, insbesondere Brinellprüfmaschinen, mit wenigstens einem Fußschalter zur Auslösung einer Maschinenfunktion, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußschalter als Näherungsschalter (36) ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsschalter (36) einen Sensor enthält, der bei Annäherung eines geeigneten Sicherheitsschuhes (14) eine Schaltfunktion auslößt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Näherungsschalter (36) von einem Schutzgehäuse umgeben ist und die Sicherheitsschalter­ einrichtung (18) gesondert von der Maschine (10) anordenbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Maschine in ihrem Fußbereich eine Aushöhlung aufweist, in deren Grund der Näherungs­ initiator des Näherungsschalters angebracht ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Führung für den Sicherheitsschuh (14) seitlich in der Aushöhlung (20) Fußleitbleche (38) angeordnet sind, die zum Grund der Aushöhlung (20) hin schräg zusammenlaufen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Näherungsschalter (36) das Induktionsprinzip zugrunde liegt, so daß er bei Änderungen der magnetischen Leitfähigkeit im Annähe­ rungsbereich anspricht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsschalter eine HF-Spule, die bei Annäherung eines magnetisch wirksamen Gegenstandes ihre Induktivität ändert, und eine Einrichtung zur Erfassung der Induktivitätsänderung enthält.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zugehörige Sicherheitsschuh (14) wenigstens teilweise aus ferromagnetischem Material besteht.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschuh (14) in seinem vorderen Bereich mit einer Stahlkappe (16) versehen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Näherungsschalter ein auf Infrarot­ strahlung ansprechender Schalter ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zugehörige Sicherheitsschuh in seinem vorderen Bereich eine Infrarotquelle enthält.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Näherungsinitiator eine Lichtschranke dient.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Näherungsinitiator eine Ultraschallquelle und ein Ultraschallempfänger die­ nen, die so angeordnet sind, daß bei Annäherung des Fußes veränderte Ultraschallsignale empfangen werden, und daß eine Vergleichseinrichtung die Änderung der Signale wahrnimmt und eine Schaltfunktion auslöst.