DE4042429A1 - Sicherheits-schaltplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Schaltplatte zum Aus­ lösen einer Alarm- und/oder Steuerfunktion bei einem Befah­ ren oder Betreten mit einem Gehäuse, mit einem an dessen Rand vorgesehenen Randprofil, mit einer von dem Randprofil über dem Boden frei beweglich gehaltenen Deckelplatte und mit einem zwischen Boden und Deckelplatte angeordneten, auf Druck der Deckelplatte ansprechenden und mit seinen beiden Enden an eine Signalauswerteeinrichtung angeschlossenen Sig­ nalgeber in Form eines zwischen Boden und Deckelplatte mit im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen verlegten Schlauches mit einer leitenden Schicht auf seinem Boden und einer leitenden Schicht unter seiner Oberseite, die im Ruhe­ zustand des Schlauches voneinander isoliert sind und beide an die Signalauswerteeinrichtung angeschlossen sind.

Sicherheits-Schaltplatten dieser Art sind bekannt. Sie wer­ den zum Beispiel neben Pressen, Walzen, Robotern und anderen gefährlichen Maschinen in Werkhallen in den Boden eingelas­ sen. Sobald ein Arbeiter die Platte bei einer Annäherung an die Maschine mit einem Fuß betritt oder mit einem Fahrzeug aufführt, spricht die Schaltplatte an und gibt ein elektri­ sches Signal. Mit diesem kann die Maschine abgeschaltet und/oder ein optischer oder akustischer Alarm ausgelöst wer­ den. Bei einer bekannten Schaltplatte (DE-OS 37 15 871) sind zwischen deren Boden- und Deckelplatte leitende und nichtlei­ tende Schichten abwechselnd übereinander angeordnet. Diese Schichten bilden einen Signalgeber. Jede leitende Schicht ist an ihrem einen Ende mit der jeweils übernächsten leiten­ den Schicht elektrisch verbunden. Mit ihren anderen Enden sind die leitenden Schichten an eine Spannungsversorgung und an eine Signalauswerteeinrichtung angeschlossen. Die nicht­ leitenden Schichten sind elastisch zusammendrückbar. Bei ei­ nem Druck auf die Deckelplatte und damit auf die Schichten werden die leitenden Schichten durch die nun zusammengedrück­ ten nichtleitenden Schichten hindurch miteinander verbunden. Die Signalauswerteeinrichtung erkennt diese Zustandsände­ rung. Sie liefert ein diese Zustandsänderung anzeigendes Sig­ nal. Die bekannte Schaltplatte wird vielfach angewandt. Sie hat sich in der Praxis bewährt. Es sind jedoch Störfälle denkbar, bei denen sie ihre Aufgabe nicht erfüllt. So kann Öl in die Schaltplatte eindringen und die leitenden Schich­ ten voneinander isolieren. Bei einem Druck auf die Deckel­ platte bleiben die leitenden Schichten dann trotz Zusammen­ drückens der nichtleitenden Schichten voneinander isoliert. Dies beeinträchtigt die Funktionsfähigkeit der bekannten Schaltplatte.

Der Signalgeber besteht somit im wesentlichen aus einem ela­ stischen und in sich geschlossenen Schlauch. Öl, Fett und Wasser können ohne Beschädigung des Schlauches nicht in die­ sen eindringen. Die Deckelplatte schützt den Schlauch ausrei­ chend vor einer möglichen Beschädigung. Dadurch ergibt sich eine große Sicherheit für die gesamte Schaltplatte und deren Funktion. Schläuche mit einer leitenden Schicht auf dem Bo­ den und einer weiteren leitenden Schicht unter der Oberseite sind bekannt. Der Durchmesser, ihre Wandstärke, die Elastizi­ tät ihres Materials und die Form sind so gewählt und aufein­ ander abgestimmt, daß die beiden leitenden Schichten im ent­ spannten Ruhezustand ausreichend weit auseinanderliegen. Bei einem Druck auf die Deckelplatte wird der Schlauch jedoch mindestens an einer Stelle so weit zusammengedrückt, daß sich die beiden leitenden Schichten berühren. Damit wird ein Stromkreis, in dem die Spannungsversorgung und die Signalaus­ werteeinrichtung liegen, geschlossen. Die Signalauswerteein­ richtung löst einen Alarm aus, schaltet eine Maschine ab und dergleichen. Die Schaltung, über die die Spannungsversor­ gung, der Schlauch und die Signalauswerteeinrichtung mitein­ ander verbunden sind, ist bekannt. Eine solche Schaltung wird zum Beispiel in der DE-OS 37 15 871 beschrieben.

Im allgemeinen liegen die beiden Enden des Schlauches am Rand des Gehäuses nebeneinanderliegen. Elektrisch betrach­ tet, liegen dann auch der elektrische Eingang und der elek­ trische Ausgang des Schlauches nebeneinander. Hierzu wird der Schlauch nach seinem Verlauf im Gehäuse wieder an den Eingang zurückgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits- Schaltplatte so auszubilden, daß der Schlauch nicht an sei­ nen Eingang zurückgeführt werden muß. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich bei einer Sicherheits-Schaltplatte der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch, daß die Signalauswerteeinrichtung aus einer an den elektrischen Eingang des Schlauches angeschlossenen Spannungsquelle und einem an den elektrischen Ausgang des Schlauches angeschlos­ senen elektrischen Abschlußelement besteht und dieses bei ei­ nem Abweichen der es beaufschlagenden Spannung von einem Sollwert ein Signal aussendet und dieses von der Spannungs­ quelle detektiert wird. Zweckmäßig ist die Spannungsquelle bei dieser Ausführungsform eine Gleichspannungsquelle und enthält ein Filter zum Detektieren des von dem elektrischen Abschlußelement ausgesendeten Signales. Bei dieser Ausfüh­ rungsform wird der Schlauch an einer beliebigen Stelle am Rand des Gehäuses in dieses eingeführt. Er endet an einem von dieser Einführungsstelle unabhängigen Ort. Dort wird das elektrische Abschlußelement an ihn angeschlossen. Gleichzei­ tig wird der Schlauch druckdicht abgeschlossen. Bei dieser Ausführungsform wird der Schlauch völlig losgelöst von elek­ trischen Forderungen, die sich aus Spannungsversorgung und Signalauswerteeinrichtung ergeben, im Gehäuse verlegt. Er wird ausschließlich so unter dem Gehäuse geführt, daß er mög­ lichst gleichmäßig in diesem verläuft.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein Teilquerschnitt durch die Sicherheits-Schaltplat­ te,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Querschnitt durch den Schlauch,

Fig. 3 ein Teilquerschnitt durch die Sicherheits-Schaltplat­ te mit Darstellung des Schlauches im zusammengedrück­ ten Zustand,

Fig. 4 ein weiterer Teilquerschnitt durch die Sicherheits- Schaltplatte mit Darstellung des Randprofiles,

Fig. 5 ein Teilquerschnitt durch die Sicherheits-Schaltplat­ te bei einem Gehäuse ohne Bodenplatte,

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Sicherheits-Schaltplatte mit teilweise weggebrochener Deckelplatte und Darstellung des Verlaufs des Schlauches bei einer Ausführungs­ form,

Fig. 7 in anderem Maßstab eine Aufsicht auf die Bodenplatte bei Verwendung der Ausführungsform mit dem elektri­ schen Abschlußelement und einer sich daraus ergeben­ den anderen Verlegeform des Schlauches,

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 mit einer noch ande­ ren Verlegeform des Schlauches und

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 mit einer noch ande­ ren Verlegeform des Schlauches.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1, 3 und 4 enthält die Sicherheits-Schaltplatte 12 eine Bodenplatte 14 und eine Dek­ kelplatte 16. Im allgemeinen sind diese beiden Platten in mehrere Abschnitte unterteilt. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 befindet sich eine rutschfeste Auflage 18 auf der Deckel­ platte 16. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 steht die Boden­ platte 14 über die Deckelplatte 16 über. Auf diesem überste­ henden Rand befindet sich das Randprofil 20. Es ist fest mit der Bodenplatte 14 verbunden, zum Beispiel auf diese aufge­ klebt. Dieses Randprofil 20 verläuft entlang der vier Ränder oder Kanten der gesamten Sicherheits-Schaltplatte 12. Der Schlauch 22 liegt in zahlreichen Windungen zwischen Boden­ platte 14 und Deckelplatte 16. Das Randprofil 20 weist mehre­ re Füße 24 auf. Mit diesen steht es auf der Bodenplatte 14 auf. Das Randprofil 20 weist weiter einen vertikal verlaufen­ den Steg 26 auf. Auf dessen Innenseite sind übereinander zwei Anschläge 28 und ein Überstand 30 angeordnet. Die An­ schläge 28 begrenzen die Bewegungsmöglichkeiten der Deckel­ platte 16 in seitlicher Richtung. Der Überstand 30 begrenzt die Bewegungsmöglichkeit der Deckelplatte 16 nach oben. Ge­ mäß der Darstellung in Fig. 2 ist der Schlauch 22 im ent­ spannten Ruhezustand nicht kreisrund, sondern weist eine zu­ sammengedrückte Form auf. Er weist einen planen Boden 32, ei­ ne gewölbte Oberseite 34 und diese verbindende Seitenwände 36 auf. Auf dem Boden 32 verläuft die untere leitende Schicht 38. Unter der gewölbten Oberseite 34 verläuft die obere leitende Schicht 40. Bei dem in Fig. 2 gezeigten ent­ spannten Ruhezustand des Schlauches 22 befinden sich die bei­ den leitenden Schichten 38 und 40 in einem Abstand voneinan­ der und sind damit elektrisch voneinander isoliert. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 setzen sich die Bodenplatte 14 und die Deckelplatte 16 aus mehreren Abschnitten zusammen. Fig. 1 zeigt zwei Abschnitte für die Bodenplatte 14 und zwei Ab­ schnitte für die Deckelplatte 16. Die die Bodenplatte 14 bil­ denden Abschnitte sind fest miteinander verbunden, zum Bei­ spiel verschweißt. Die die Deckelplatte 16 bildenden Ab­ schnitte sind dagegen beweglich miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt über ein Verbindungsstück 42. Dieses weist einen Steg 44 und von diesem ausgehende Flansche 46 auf. Die Flansche 46 übergreifen die Ränder der Abschnitte der Deckelplatte 16. Sie sind mit enger Passung auf diese aufgeschoben. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform ohne Boden­ platte des Gehäuses. Der Schlauch 22 ist unter der Deckel­ platte 16 befestigt, zum Beispiel an diese angeklebt, und liegt unmittelbar auf dem Boden 48 des Raumes, zum Beispiel einer Fertigungshalle, auf. Fig. 6 zeigt die Sicherheits- Schaltplatte 12 von oben, teilweise aufgeschnitten. Man er­ kennt die Bodenplatte 14, das umlaufende Randprofil 20 und die einzelnen Noppen der rutschfesten Auflage 18. Man er­ kennt weiter den Verlauf des Schlauches 22. Die beiden Schlauchenden, die Schlauchanfang und Schlauchende genannt werden sollen, liegen bei der Darstellung in Fig. 6 rechts unten. Der Schlauchanfang ist in ausgezogenen Linien darge­ stellt. Dieser Schlauchanfang ist entgegen der Uhrzeigerrich­ tung spiralförmig auf die Bodenplatte 14 aufgelegt. Dabei verläuft er parallel zu deren Rändern und ist in den Decken um je 90° abgebogen. Auf diese Weise verläuft er bis etwa zur Mitte der Bodenplatte 14. Dort kehrt er seine Richtung um. Er verläuft in Uhrzeigerrichtung nach außen. Diese nach außen verlaufenden Windungen, das sogenannte Schlauchende, sind gestrichelt dargestellt. Das Schlauchende liegt unmit­ telbar neben dem Schlauchanfang. Schlauchanfang und Schlauch­ ende weisen beide je eine untere leitende Schicht 38 und ei­ ne obere leitende Schicht 40 auf. Damit ergeben sich vier An­ schlüsse. Diese werden an die Signalauswerteeinrichtung bzw. an diese und die Spannungsversorgung angeschlossen.

Die Abmessungen der verschiedenen Teile, die Elastizität des Schlauches 22 und das Gewicht der Deckelplatte 16 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Schlauch 22 im Ruhezustand das Gewicht der Deckelplatte 16 trägt und diese die in Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 5 gezeigte Lage einnimmt. In diesem Ruhe­ zustand sind die leitenden Schichten 38 und 40 voneinander getrennt und isoliert. Weiter ist die Deckelplatte 16 fast frei beweglich. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 oder Fig. 5 kann sie sich bei Druck von oben nach unten bewegen. Zwi­ schen ihrem Rand und den Anschlägen 28 besteht ausreichend Spiel. Das gleiche gilt für den Rand der rutschfesten Aufla­ ge 18 und den Überstand 30. Bei einem Druck von oben, wie es der in Fig. 3 eingezeichnete Pfeil andeutet, drückt die Dek­ kelplatte 16 den Schlauch 22 auf einem kleineren oder größe­ ren Teil seiner Länge zusammen. Es entsteht das in Fig. 3 ge­ zeigte Bild. Die beiden leitenden Schichten 38 und 40 berüh­ ren sich und geben elektrischen Kontakt. Ein elektrischer Stromkreis wird geschlossen. Dies hat zum Beispiel zur Fol­ ge, daß die beiden an die Signalauswerteeinrichtung ange­ schlossenen Enden der beiden leitenden Schichten 38 und 40 spannungslos werden. Dies wird von der Signalauswerteeinrich­ tung erkannt. Diese löst einen Alarm aus. Gegebenenfalls wird auch eine Maschine abgeschaltet. Abhängig von dem Wider­ stand der beiden leitenden Schichten 38 und 40 tritt an der Spannungsversorgung ein Kurzschluß auf. Auch dies wird er­ kannt und kann zum Auslösen eines Alarmes dienen. Mit Gleich­ spannung und mit Wechselspannung arbeitende Signalauswerte­ einrichtungen können bei den Ausführungsformen nach den Figu­ ren 1 bis 6 eingesetzt werden. Es wurde ausgeführt, daß der Schlauch 22 unter Überdruck gesetzt wird. Bei einer Beschädi­ gung des Schlauches oder einer Zuleitung fällt dieser Über­ druck ab. Auch dies wird erkannt. Es wird angezeigt, daß die Sicherheits-Schaltplatte fehlerhaft ist und überprüft werden muß.

Bei der in den Fig. 7 bis 9 gezeigten Ausführungsform ent­ hält die Signalauswerteeinrichtung ein an das Ende des Schlauches 22 angeschlossenes elektrisches Abschlußelement 50. Der Schlauchanfang wird am Rand des Gehäuses 14 in die­ ses eingeführt. Dort ist die Spannungsquelle, die nicht dar­ gestellt ist, an den Schlauch 22 angeschlossen. Wie die Figu­ ren 7 bis 9 zeigen, kann der Schlauch 22 bei Verwendung des elektrischen Abschlußelementes 50 in vielfältiger Form im Ge­ häuse geführt sein. Es ist lediglich darauf zu achten, daß er möglichst gleichförmig über der Gehäusefläche verteilt ist. Im Betrieb beaufschlagt die Spannungsquelle den Schlauch 22 mit Gleichspannung. Das elektrische Abschlußele­ ment 50 enthält einen Chip, einen Mikroprozessor oder der­ gleichen. Bei Beaufschlagung mit Gleichspannung sendet er ein Signal aus. Dieses wird an der Spannungsquelle, zum Bei­ spiel über ein Filter, detektiert. Bei Zusammendrücken des Schlauches 22 tritt ein Kurzschluß auf. Das elektrische Ab­ schlußelement 50 wird spannungslos. Das eben genannte Signal wird nicht mehr ausgesandt. Dies wird am Ausgang des Filters festgestellt. Ein Alarm wird ausgelöst. Das vom elektrischen Abschlußelement 50 ausgesandte Signal ändert sich auch dann, falls dieses bei einer Beschädigung des Schlauches mit einer von der Sollspannung abweichenden Gleichspannung beauf­ schlagt wird. Auch dieses wird detektiert. Ein Alarm wird ausgelöst.

Claims (2)

1. Sicherheits-Schaltplatte zum Auslösen einer Alarm- und/ oder Steuerfunktion bei einem Befahren oder Betreten mit einem Gehäuse, mit einem an dessen Rand vorgesehenen Randprofil, mit einer von dem Randprofil über dem Boden frei beweglich gehaltenen Deckelplatte und mit einem zwi­ schen Boden und Deckelplatte angeordneten, auf Druck der Deckelplatte ansprechenden und mit seinen beiden Enden an eine Signalauswerteeinrichtung angeschlossenen Signal­ geber in Form eines zwischen Boden und Deckelplatte mit im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen verleg­ ten Schlauches mit einer leitenden Schicht auf seinem Bo­ den und einer leitenden Schicht unter seiner Oberseite, die im Ruhezustand des Schlauches voneinander isoliert sind und beide an die Signalauswerteeinrichtung ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal­ auswerteeinrichtung aus einer an den elektrischen Ein­ gang des Schlauches (22) angeschlossenen Spannungsquelle und einem an den elektrischen Ausgang des Schlauches (22) angeschlossenen elektrischen Abschlußelement (50) besteht und dieses bei einem Abweichen der es beaufschla­ genden Spannung von einem Sollwert ein Signal aussendet und dieses von der Spannungsquelle detektiert wird.

2. Sicherheits-Schaltplatte nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungsquelle eine Gleichspannungs­ quelle ist und ein Filter zum Detektieren des von dem elektrischen Abschlußelement (50) ausgesendeten Signales enthält.