DE3937684A1

DE3937684A1 - Vorrichtung zum sichern des walzenspaltes

Info

Publication number: DE3937684A1
Application number: DE3937684A
Authority: DE
Inventors: Klaus Guenemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1991-05-16

Description

Gefahrenstellen der Walzwerke

Gefahrstellen an Walzwerken in der Gummiindustrie sind der Walzenspalt (Einzug von Händen, loser Kleidung) und heiße Walzen (Oberflächentemperaturen über 55 Grad Celsius). Eine Gefährdung für den Menschen ist außerdem möglich durch schlaufenbildende und beutelnde Mischungen, sowie der Temperatur der Mischungen. Da sich die Hauptgefahrstelle, der Walzenspalt, aus technologischen Gründen nicht abdecken, also nicht absichern läßt, hat die Berufsgenossenschaft Schutzmaßnahmen vorgeschrieben, die als Sicherheitsvorschriften beachtet werden müssen.

Vorhandene Notauseinrichtungen

Als Notauseinrichtung wird in der Regel eine Reißleine verwendet, deren Schalter so beschaffen ist, daß die Maschinen sowohl beim Betätigen der Reißleine als auch bei deren Reißen stillgesetzt und der Schalter gleichzeitig in Aus-Stellung mechanisch verriegelt wird.

Anstelle der Reißleine kann auch eine pendelnd aufgehängte Schaltstange, die beim Schwenken den Walzenantrieb abschaltet, verwendet werden.

Eine zusätzlich installierte Bremseinrichtung, die meistens als elektromagnetisch belüftete Bandbremse ausgeführt wird, verkürzt den Nachlauf der Walzen auf maximal ein Drittel des Walzenumfangs.

Problem

Trotz vorhandener Sicherheitseinrichtungen und Schutzmaßnahmen kommt es immer wieder zu Unfällen im Bereich des Walzenmundes. So geschahen vom Jahr 1982 an bis Ende 1987 22 Unfälle.

Unfallfolgen waren zerquetschte Hände bis zum Verlust von Gliedmaßen. Eine Auswertung eines typischen Unfallberichtes ergab, daß die Notabschalteinrichtung eines Walzwerkes immer von der Unfallperson selbst in Gang gesetzt werden muß.

Alle Notabschalteinrichtungen, die bis heute zur Walzwerkabsicherung eingesetzt werden, helfen nicht Unfälle zu vermeiden, denn sie sind nur "Schadenbegrenzer". Diese Sicherheitseinrichtungen werden erst nach dem Einzwängen der Hand in den Walzenmund von der Unfallperson selbst ausgelöst. Bis zum Stillstand der Walzen vergeht eine Zeit, in der die Hand weiter eingezogen, geklemmt und gequetscht wird.

Wie Unfälle verhindern?

Eine Abdeckung des Walzenspaltes durch Schutzbleche würde das Walzwerk unbedienbar machen und scheidet deshalb aus, denn das Walzwerk muß zur Beschickung offen bleiben. Optische Warnfarben und Hinweisschilder unterrichten und schrecken nur den "Neuling" und den Werksbesucher. Bei einem routinierten Walzer sind diese optischen Warneinrichtungen nach einiger Zeit total wirkungslos.

Da der Mensch mit seinen typischen Verhaltensweisen (z. B. seine Improvisationsfähigkeit, sein Angstverlust vor Gefahren, sein Spieltrieb usw.) ein unfallerregender Faktor ist, hilft nur eine Sicherheitseinrichtung, die sich selbstständig vor dem Einzwängen der Hand in den Walzenmund in Betrieb setzt.

Eine solche aktive Sicherheiseinrichtung darf sich nicht von der Gummimischung, den metallenen Walzen und von Hilfsgegenständen wie Ausschneidemesser, Zuführklappe usw. beeinflussen lassen. Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen, wie Lichtschranken, Lichtgitter usw. versagen in diesem Falle, da sie von jedem Gegenstand ausgelöst werden können.

Die INTECMA-Lösung

Wir haben eine Lösung gefunden, die eine fast hundertprozentige Sicherheit für den Bediener garantieren kann. Dabei wird der Gefahrenbereich des Walzwerkes, also der Bereich des Walzenmundes mit einem radiofrequenten Feld umgeben. Dieses Feld wird durch oberhalb des Walzwerkes, entsprechend dem Gefahrenbereich, angeordneten Antennen erzeugt. Die Bedienperson trägt dabei Handschuhe mit Auslösesensoren an beiden Händen. Gerät einer der beiden Hände in den Gefahrenbereich des Walzenmundes, so aktiviert das dort vorhandene radiofrequente Feld den Auslösesensor. Der aktivierte Auslösesensor sendet ein Signal zum sofortigen Abschalten des Walzwerkes.

Die Antenne ist hier als Sender und Empfänger in einer Einheit ausgebildet. Eine andere Anordnung des Systems ist möglich. Die INTECMA-Lösung benötigt eine, wie auch die anderen herkömmlichen Sicherheitseinrichtungen, bestimmte Ansprechzeit. Aus diesem Grunde wird ein Sicherheitsabstand zwischen dem Beginn des radiofrequenten Feldes, wo die Sicherheitseinrichtung beginnt zu wirken und der Gefahrenstelle (Walzenmund) so groß angeordnet, daß beim Eindringen in den Wirkbereich der Walzenmund nicht erreicht werden kann, bevor die gefahrbringende Bewegung unterbrochen oder beendet ist.

Der Sicherheitsabstand ist also der Mindestabstand zwischen dem Beginn des Gefahrenbereiches und dem Walzenmund. Die Dimension des Gefahrenbereiches hängt vom Sicherheitsabstand ab.

Der Sicherheitsabstand wird durch folgende Berechnungsmethode ermittelt:

s = v mal t
s = Sicherheitsabstand
v = maximale Greifgeschwindigkeit der Hände = 1,6 m/s
t = Ansprechzeit der Sicherheitseinrichtung bis zum Stillstand der Walzen

Weil der Gefahrenbereich in der Regel oberhalb der Scheitelpunkte der Walzen beginnen soll (günstigste Anordnung in bezug auf die Bedienbarkeit des Walzwerkes), kann man sagen, daß der Sicherheitsabstand s der halbe Walzendurchmesser ist

(s=d/2).

Die größtzulässige Ansprechzeit einer Sicherheitseinrichtung für alle Walzwerkgrößen (t_max) ergibt sich aus dem Quotienten des kleinsten halbierten Walzendurchmessers mit der maximalen Greifgeschwindigkeit der Hände. Es wird hier der kleinste Walzendurchmesser= 0,3 m einer Walzenbaureihe bei dieser Berechnung hinzugezogen, weil bei diesem Durchmesser der Sicherheitsabstand s am geringsten ist.

t = s/v und s=d/2
t = d durch 2mal v
t_max = d_min durch 2mal v
t_max = maximal zulässige Ansprechzeit bis zum Walzenstillstand
d_min = kleinster Walzendurchmesser einer Walzenbaureihe= 0,3 m
v = maximale Greifgeschwindigkeit der Hände= 1,6 m/s

Falls diese größtmögliche Ansprechzeit doch nicht eingehalten werden kann, so ist der Sicherheitsabstand s entsprechend zu erweitern. Da die Ansprechzeit der INTECMA-Lösung, wie auch der herkömmlichen Sicherheitseinrichtungen unabhängig von der Walzwerkgröße ist, sollte der Wert t_max als verbindlich angesehen werden.

Heutige Bremseinrichtungen wie die mit einem elektrohydraulischen Hubgerät als Bremslüfter versehenen Doppelbacken- oder Scheibenbremsen und Hydromotoren sind in der Lage das Walzwerk in weniger als 1/10 Sekunde zum Stillstand zu bringen, wobei der Nachlaufweg unter nicht idealen Bedingungen höchstens 1/20 des Walzenumfanges beträgt. Es wird nicht verschwiegen, daß bei einem konstanten Wert von t=1/10 Sekunde die größeren Walzwerke aufgrund des größeren Sicherheitsabstandes größere Sicherheitsreserven aufzuweisen haben.

Wichtige Merkmale der Lösung

- Die INTECMA-Lösung reagiert nur auf die Auslösesensoren. Sie läßt sich nicht von Kautschuk (Gummi, Elastomere), Kunststoff, Holz und den metallenen Walzen beeinflussen. Eine zuverlässige Funktion ist so selbst bei nichtleitenden Materialien gewährleistet. Dieser Fall tritt auf, wenn die Hände des Bedieners von der Gummimischung auf dem Walzwerk eingeschlossen sind.
- Die Radionfrequenz-Kommunikation mit dem Auslösesensor bedient sich der Niederfrequenz-Induktiv-Kopplung und funktioniert daher auch unter widrigen Umständen zuverlässig.
- Die Bedienperson trägt beim Bedienen der Anlage keine Handschuhe? Durch Frequenzkopplung ist es möglich, die Anlage so einzurichten, daß diese nicht in Betrieb gesetzt werden kann, wenn die Handschuhe fehlen.
- Die INTECMA-Lösung ist selbstüberwachend ausgeführt, d. h. Funktionsstörungen, welche die Sicherheit beeinträchtigen können, werden erkannt und führen zum Abschaltbefehl.
- Die Sicherheitseinrichtung kann so installiert werden, daß die Maschinen-Bedienbarkeit bei höchstmöglicher Sicherheit für den Bediener vollständig erhalten bleibt.

Die herkömmliche Notauseinrichtung kann als zweites System erhalten bleiben, denn die INTECMA-Lösung baut sich auf der vorhandenen Einrichtung auf. Die Antennen werden so angeordnet, daß ein Eindringen in den Gefahrenbereich ohne Unterbrechung des Signalflusses der Sicherheitseinrichtung unmöglich ist.

Es müssen der Sicherheitsabstand und die Abschaltzeit so ausgelegt sein, daß ein Zugriff zu den noch drehenden Walzen nach Auslösen des Stop-Befehls nicht möglich ist. Unsere Lösung kann außerdem mit den elektromotorischen Verstellspindeln eines Walzwerkes verbunden werden, so daß bei einer Notabschaltung die Walzen auf einen ungefährlichen Abstand auseinanderfahren.

Das System ermöglichst über verschiedene Ausgänge den Anschluß unterschiedlicher Einrichtungen, wie Schreiber, Zähler, optische und akustische Signalgeber usw.

Die Realisierung hängt dabei von den betrieblichen Wünschen und den örtlichen Gegebenheiten eines jeweiligen Unternehmens ab.

Mit dieser Sicherheitseinrichtung lassen sich Gefahrenstellen an Maschinen und Anlagen sichern, die aus technologischen Gründen bisher nicht oder nur unzureichend abgesichert werden konnten.

Falls Sie in Ihrem Unternehmen Gefahrenstellen haben, von denen Sie annehmen, daß diese mit unserem System gelöst werden können, unterbreiten wir Ihnen selbstverständlich kostenlos einen Lösungsvorschlag.

Dafür benötigen wir folgende Angaben:

- Kurze telegrammartige Darstellung des Problems.
- Angaben über die zu sichernde Maschine oder Anlage (Bedienungsanleitung, Zeichnung mit Maßen, Darstellung der vorhandenen Sicherheitseinrichtung)
- Kopien der Unfallberichte (Ggf. die analytische Auswertung)
- Angaben hinsichtlich der Wünsche für Zusatzeinrichtungen
- Anzahl der Bediener der Maschine/Anlage
- Standort der Maschine/Anlage
(Oberirdisch oder unterirdisch)
Durchschnittliche Raumtemperatur, welche Schwankungen?
Durchschnittliche Luftfeuchtigkeit
- Besondere Wünsche und Vorstellungen

Claims

1. Vorrichtung zum Sichern des Walzenspaltes und des Raumes vor einem Walzenspalt gegen Verletzungen von Menschen, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenspalt und/oder der Raum davor von einem Feld elektrischer Wellen ganz oder teilweise durchdrungen ist und ein Empfänger vorgesehen ist, der auf eindringende Teile, insbesondere Sensoren anspricht und ein Notabschalten verursacht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrischen bzw. elektromagnetischen Wellen abstrahlende Antenne oberhalb des Walzenständers angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Walzwerk Tätige an den Händen oder Armen, insbesondere an oder in Handschuhen Sensoren oder Reflektoren trägt, auf die der Empfänger anspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren elektrische Wellen zum Empfänger ausstrahlen.

5. Vorrichtung zum Sichern des Walzenspaltes und des Raumes vor einem Walzenspalt gegen Verletzungen von Menschen, dadurch gekennzeichnet, daß der vor dem Walzenspalt Tätige mindestens einen Sender für elektrische Wellen an den Händen, Handschuhen oder Armen trägt, auf den ein Empfänger am oder in der Nähe des Walzengerätes anspricht.