DE4321193C1 - Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endlagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte.

Derartige Systeme finden insbesondere Anwendung bei Positioniertischen, die durch Planarmotoren angetrieben werden und deren Einsatz unter Reinstraumbedingungen erfolgt.

Für Planar- oder Linearsysteme, bei denen ein angetriebenes bewegliches Teil über ein Lager, wie z. B. Wälz- oder Gaslager, mit einem festen Führungsteil in Verbindung steht, Antriebs- und Meßsysteme zur Bewegung und Positionierung des beweglichen Teils dienen und der Arbeitsbereich durch Meßsysteme und Endlagenschalter bestimmt ist, müssen für den Havariefall Vorkehrungen getroffen werden, die einen Austritt des beweglichen Teils aus dem Arbeitsbereich verhindern und ein Überschreiten unzulässiger Beschleunigungswerte beim Abbremsen selbst bei maximaler Geschwindigkeit des beweglichen Teils ausschließen.

Die zahlreichen bekannten Lösungen, die nach dem Prinzip eines festen Anschlags mit dämpfenden Elementen (elastische Medien) arbeiten, sind in den meisten Fällen lediglich für eine Richtung ausreichend dimensioniert oder wirken überhaupt nur richtungs- und positionsabhängig. Für bestimmte Richtungsbereiche und Positionen ist keine Funktion vorhanden.

Während Bremsen oder ähnliche Elemente im System einer Luftlagerung oder Magnetbahn für Planarbereiche ausgeschlossen sind, widersprechen die Methoden, die Deformation oder Zerstörung nicht ausschließen, dem Reinstraumgedanken und lassen keine Wiederholung zu.

Sperrglieder oder Greifersysteme gehen von einer bekannten, überschaubaren Havariesituation aus. Das ist in einem Planarsystem und auch in einem offenen Linearsystem (ohne Seitenführung) nicht erfüllt.

Nach der DE 35 28 720 A1 ist ein Stoßdämpfer bekannt, der aus einer Vielzahl von stapelförmig angeordneten Einzelkörpern aus dichtem Material abwechselnd mit elastischen Elementen besteht. Nach einem Stoßvorgang wird die Bewegungsenergie vernichtet.

Für Planarsysteme mit einer Vielzahl von Aufprallmöglichkeiten bezüglich der Position und Richtung ist eine derartige Lösung nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Planarsystem unter Reinstraumbedingungen bei einer Vielzahl von Aufprallmöglichkeiten des beweglichen Teils bezüglich der Position und Richtung dessen Austritt aus dem Arbeitsbereich zu verhindern und ein Überschreiten unzulässiger Beschleunigungswerte beim Abbremsen, selbst bei maximaler Geschwindigkeit des beweglichen Teils, auszuschließen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endlagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte dadurch gelöst, daß der Körper in der Ebene von einem in seiner Masse dem Körper entsprechenden Rahmen umschlossen ist, der einen in der Ebene begrenzten Rutschweg aufweist, und daß der Körper oder der Rahmen Dämpfungselemente an seinen Aufprallflächen besitzt.

Im Havariefall wird die durch den Rahmen beim Zusammenstoß mit dem Körper aufgenommene Bewegungsenergie durch Reibung auf dem Rutschweg und/oder dessen Begrenzung vernichtet.

Vorteilhafterweise sind zur Begrenzung des Rutschweges in dem Rahmen erste Bohrungen vorgesehen, in die mit der Grundplatte verbundene, als Anschläge dienende Stifte ragen.

Außerdem kann der Rahmen zweite Bohrungen aufweisen, die im justierten Zustand mit Bohrungen in der Grundplatte fluchten.

Es ist vorteilhaft, wenn zur Erfassung des justierten und jedes nicht justierten Zustandes in der Grundplatte im Bereich der Bohrungen Sensoren angeordnet sind.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Havarieeinrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Eckbereich mit festem Anschlag und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Eckbereich mit Justierbohrungen.

In Fig. 1 ist ein auf einer Grundplatte 1 luftgelagerter, als Tisch 2 ausgebildeter Körper von einem Rahmen 3 umschlossen, der auf der Grundplatte 1 aufliegt. Der Rahmen 3 besitzt eine dem in der X-Y-Ebene angetriebenen Tisch 2 entsprechende Masse und ist in seinem Rutschweg auf der Grundplatte dadurch begrenzt, daß in diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen Bohrungen 4 vorgesehen sind, in die mit der Grundplatte 1 verbundene, als Anschlag dienende Stifte 5 ragen. In den anderen diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen weist der Rahmen 3 zweite Bohrungen 6 auf, die im justierten Zustand mit Bohrungen 7 in der Grundplatte 1 fluchten (siehe Fig. 3). Elastische Dämpfungselemente 8 am Tisch 2 dienen zur Minderung eines Aufpralls im Havariefall.

Die beispielsweise als flexible Schlauchstücke ausgebildeten Dämpfungselemente 8, die natürlich auch am Rahmen 3 befestigt sein können, verformen sich zu Beginn eines Aufpralls weniger stark, und ein schneller Kraftanstieg bewirkt die Belastung und Bewegung des Rahmens 3. Dadurch erlaubt diese technische Lösung in Verbindung mit einer entsprechenden Dimensionierung einen Kraftanstieg auf den Tisch 2 nur innerhalb zulässiger Werte, auch wenn der Effekt einer Schlauchknickung nicht wirkt. Die vorhandene Auflagereibung oder eine zusätzlich verstärkte Reibung, z. B. durch eine Feder 9 gemäß Fig. 2, wirken zusätzlich beim Abbremsen des sich noch bewegenden Tisches 2 und des Rahmens 3 mit. Bis zum Bewegungsabbruch des Rahmens 3 durch den Anschlag ist die Bewegungsenergie des Tisches 2 inzwischen vollständig vernichtet.

Zur Wiederherstellung eines justierten Zustandes werden die als Justierlöcher dienenden zweiten Bohrungen 6 des Rahmens 3 und die Bohrungen 7 in der Grundplatte 1 genutzt, indem beide durch vorübergehendes Verstiften koaxial zueinander justiert werden.

Diesen Zustand signalisieren Sensoren (siehe Fig. 3), die als Reflexkoppler 10 ausgeführt sind und mit einer Versorgungsspannung U_v betrieben werden. Ausgesendetes Licht tritt ungehindert durch die Justierlöcher.

Befindet sich der Rahmen 3 nicht im justierten Zustand, verdeckt dessen Unterseite teilweise die Bohrung 7 in der Grundplatte 1 und ein reflektierter Teil des ausgesendeten Lichtes trifft auf den Empfängerteil des Reflexkopplers 10. Die hervorgerufene Änderung einer Signalspannung U_s schließt das Betreiben des Tisches 2 bei einer Fehllage des Rahmens 3 aus.

Claims (4)

1. Havarieeinrichtung für einen in einer Ebene angetriebenen Körper zur zusätzlichen Begrenzung seines durch Meßsysteme und Endlagenschalter bestimmten Arbeitsbereiches auf einer Grundplatte, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) in der Ebene von einem in seiner Masse dem Körper entsprechenden Rahmen (3) umschlossen ist, der einen in der Ebene begrenzten Rutschweg aufweist, und daß der Körper oder der Rahmen Dämpfungselemente (8) an seinen Aufprallflächen besitzt.

2. Havarieeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Rutschweges in dem Rahmen (3) erste Bohrungen (4) vorgesehen sind, in die mit der Grundplatte (1) verbundene, als Anschläge dienende Stifte (5) ragen.

3. Havarieeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) zweite Bohrungen (6) aufweist, die im justierten Zustand mit Bohrungen (7) in der Grundplatte (1) fluchten.

4. Havarieeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (1) im Bereich der Bohrungen (7) Sensoren (10) angeordnet sind, die zwischen dem justierten und jedem nicht justierten Zustand unterscheiden können.