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Die
Erfindung betrifft eine, insbesondere für den Zugangsschutz in Industrieanlagen
dienende Sicherheits-Lichtschranke mit
- – einem
Gehäuse
mit darin angeordneten elektronischen und optischen Sende- bzw.
Empfangsmitteln,
- – welches
Gehäuse
so montiert ist, dass es auf beiden Seiten in je einem Stützelement,
das mit einem feststehenden Teil (Mauer, Chassis, Rahmengestell)
verbunden ist, um eine Achse herum optisch verstellt werden kann,
- – und
die beiden, den zwei Stützelementen
zugeordneten Seiten des Gehäuses,
jeweils über
eine Drehverbindung (Drehachse/Lager) mit den Stützelementen verbunden sind,
um die optische Einstellung der Lichtschranke zu ermöglichen,
- – Feststellmitteln
zum Blockieren der Drehverbindung.
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Es
gibt eine große
Anzahl von Einsatzbereichen, in denen der Zugang zu einer bestimmten örtlichen
Zone durch eine immaterielle Schranke, beispielsweise eine Infrarotschranke,
gesichert oder gesperrt werden muss, um den Zugang zu einer gefährlichen
Maschine zu verhindern. Solche Schranken können auch zum Schutz sensibler
Bereiche, als Zugangssperre oder zur Raumüberwachung eingesetzt werden.
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Immaterielle
Sicherheitsschranken für
den Schutz von Personen, die an gefährlichen Maschinen arbeiten,
werden immer zuverlässiger.
Allerdings ist bei einem Ausfall ein schneller Austausch dieser Schranken
erforderlich, um einen Maschinenstillstand zu vermeiden. Dies ist
umso wichtiger, als die geschützten
Maschinen häufig
Bestandteil einer Fertigungskette sind und jeder Maschinenstillstand
die Produktion beeinträchtigt.
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Der
Austausch einer defekten Schranke bedingt neben der erforderlichen
Trennung der elektrischen Stromkreise, dem mechanischen Ausbau der defekten
Schranke sowie der entsprechenden Arbeiten zum mechanischen Einbau
und zur Durchführung der
elektrischen Anschlüsse
immer auch eine optische Neueinstellung des eingebauten Gehäuses. Diese
optische Einstellung ist jedoch ein zeitraubender Vorgang und muss
von speziell ausgebildetem Fachpersonal mit geeignetem Werkzeug
durchgeführt
werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten
Nachteile zu beheben und eine Sicherheitsschranke zu schaffen, deren
Austausch sich sehr einfach und schnell durchführen lässt und kein speziell ausgebildetes
Fachpersonal erfordert.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Sicherheits-Lichtschranke
der oben beschriebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass:
- – mindestens
ein Stützelement
ein mechanisches Stellungsanzeigemittel umfasst, das in Abhängigkeit
von der optischen Einstellung des Gehäuses eingestellt werden kann,
- – an
der Seite des Gehäuses
eine ortsfeste Aufnahme zum Einsetzen des am Stützelement montierten und in
der Einstellposition blockierten Stellungsanzeigemittels ausgebildet
ist.
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Bei
Ausfall einer Schranke oder eines Teils einer Schranke, d. h. einer
Gehäuseeinheit,
muss das Gehäuse
lediglich in den zugehörigen
Stützelementen,
im allgemeinen einem oberen und einem unteren Stützelement gelöst, eines
der Elemente gegebenenfalls abgezo gen, das defekte Gehäuse ausgebaut
und ein neues eingebaut werden. Dieser Einbau erfolgt auf einfache
Weise. Es müssen
lediglich die beiden Drehachsen in die zugehörigen Lager eingeführt und
das Gehäuse
in Bezug zu einem der Stützelemente
verdreht werden, damit der am Stützelement
montierte Stellungsanzeiger automatisch in die Stellungsanzeigeraufnahme
des Gehäuses
eingreift. Nach diesem Einsetzvorgang müssen nur noch die Feststellschrauben
des Stützelements
bzw. der Stützelemente
angezogen werden, um das Gehäuse
zu blockieren.
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Anschließend kann
die elektrischen Verbindungen hergestellt werden, und die Lichtschranke
ist betriebsbereit.
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Nach
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stützelement
bzw. sind die Stützelemente
als zwei Montagewinkel ausgebildet.
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Nach
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stellungsanzeigemittel
als konzentrisch zur Drehachse des Gehäuses bezüglich des Stützelements
angeordnetes, bogenförmiges
Langloch ausgebildet, das nach erfolgter optischer Einstellung eine
Feststellverbindung mit Schraube und Mutter aufnimmt.
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Das
bogenförmige
Langloch für
das Stellungsanzeigemittel und das bogenförmige Langloch für das Feststellmittel
stellen aufgrund ihrer Vielseitigkeit eine sehr interessante Lösung dar,
die eine uneingeschränkte
Ausrichtung des Gehäuses
relativ zum Stützelement
erlaubt.
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Je
nach Maschine oder Montagefläche
ist die Ausrichtung zwischen Unterlage und Gehäuse, d. h. die erforderliche
Ausrichtung der Lichtschranke nämlich
niemals bereits vor der Erstmontage genau definiert oder für alle Installationen
identisch. Es ist lediglich die Fläche, normalerweise die Ebene
oder allgemeiner die Abstrahlungs-/Empfangsfläche, welche die immaterielle
Schranke bildet, definiert. Diese Ebene kann eine beliebige Ausrichtung
in Bezug zur Montagefläche
haben, und im allgemeinen ist diese Ausrichtung nicht bekannt; sie
muss auch nicht bekannt sein, da das Stellungsanzeigemittel eine
automatische Neuausrichtung eines Ersatzgehäuses erlaubt, ohne dass irgendwelche
optische Einstellungen vorgenommen werden müssten.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften und einfachen Auslegung umfasst das Feststellmittel:
- – ein
im Stützelement
ausgebildetes, konzentrisch zur Drehachse angeordnetes bogenförmiges Langloch,
- – eine
auf der entsprechenden Seite des Gehäuses ausgebildete Gewindebohrung
sowie eine durch das Langloch geführte und in die Gewindebohrung
eingedrehte Schraube.
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Gemäß einem
anderen, sehr vorteilhaften kennzeichnenden Merkmal können das
mechanische Stellungsanzeigemittel und das Feststellmittel zum Blockieren
der Drehverbindung zwischen dem Gehäuse und den zugehörigen Stützelementen
nur mit unterschiedlichen Werkzeugen betätigt werden.
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Es
ist sehr wichtig, dass die den Austausch des defekten Gehäuses vornehmende
Person, die naturgemäß keine
speziell ausgebildete Fachkraft ist, nicht zufällig die Einstellung des Stellungsanzeigemittels
verändern
kann. Dabei ist es von besonderem Interesse, dass das zum Ausbau
des defekten Gehäuses
und zum Wiedereinbau des Ersatzgehäuses erforderliche Werkzeug
nicht zur Betätigung
der mechanischen Stellungsanzeigemittel verwendet werden kann.
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Zur
praktischen Umsetzung eines solchen Merkmals ist es von Interesse,
das Stellungsanzeigemittel als Schlitzschraubenkopf und das Feststellmittel
als Sechskantschraubenkopf auszubilden. Unter solchen Bedingungen
besteht niemals die Gefahr, den Schlitzschraubenkopf mit einem Sechskantschlüssel zu
lösen.
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Sollte
eines der Stellungsanzeigemittel versehentlich gelöst werden,
bietet eine Auslegung mit zwei Stellungsanzeigemitteln, d. h. mit
zwei Stützelementen,
von denen jedes über
ein Stellungsanzeigemittel verfügt,
die Möglichkeit,
das neue Gehäuse
zu positionieren und das verstellte Stellungsanzeigemittel nach
dem Einbau des neuen Gehäuses
wieder zu blockieren.
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Ist
jedoch nur ein Stellungsanzeigemittel vorgesehen, muss jede Verstellung
des Stellungsanzeigemittels unbedingt verhindert werden.
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Nach
einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung umfasst das
Stellungsanzeigemittel einen Schlitzschraubenkopf und das Feststellmittel
einen Sechskantschraubenkopf.
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Diese
Lösung
ist von besonderem Interesse, da das Gehäuse im allgemeinen aus einem,
in Längsrichtung
aufgeschnittenen und an beiden Enden mit einer Abdeckung versehenen
Profilrohr besteht. Die als Spritzgussteil, z. B. als Polymer ausgeführte Abdeckung
kann eine verhältnismäßig komplexe
Form aufweisen.
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Nach
einem weiteren vorteilhaften, kennzeichnenden Merkmal der Erfindung
schließlich
sind die Stellungsanzeigemittel und die Feststellmittel auf jeder
Seite des Gehäuses
zweifach ausgeführt,
wodurch eine zusätzliche
Sicherheit geboten wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Rückansicht
der Sicherheitsschranke;
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2 eine perspektivische Ansicht
mit seitlicher Darstellung der vertikal angeordneten Sicherheits-Lichtschranke;
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die
Kombination aus 1 und 2 das Zusammenwirken der
beiden, als Sendeschranke bzw. Empfangsschranke arbeitenden Lichtschranken,
zwischen denen die immaterielle Ebene gebildet wird;
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3 eine perspektivische Ansicht
eines Endes des Gehäuses
und des zugehörigen
Stützelements,
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4 eine perspektivische Ansicht
des Endes des Gehäuses
ohne Stützelement;
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5 eine Draufsicht zu 3;
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6 eine Seitenansicht zu 3.
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Wie 1 und 2 zeigen, betrifft die Erfindung eine
Sicherheits-Lichtschranke, die auch als immaterielle Sicherheitsschranke
bezeichnet wird. Diese Schranke umfasst nicht näher beschriebene Sende-/Empfangsmittel,
die eine Sicherheitsebene (P) definieren, welche aus Gründen des
Personenschutzes, des Geräteschutzes
oder zur Zugangskontrolle bzw. -sperre nicht überwunden werden darf. Das
Eindringen in die immaterielle Wand P bewirkt die Unterbrechung
eines Strahls und die Auslösung
einer Aktion.
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Jede
Schranke besteht aus einem Gehäuse 11 mit
elektronischen und optischen Mitteln zur Bildung der Sicherheitswand
P. Dieses Gehäuse
ist verstellbar gelagert, d. h. es kann in einem oberen Stützelement 2 und
einem unteren Stützelement 3 durch Verdrehen
um die Achse ZZ ausgerichtet werden. Die beiden Stützelemente
sind identisch oder analog ausgeführt. Die Stützelemente 2, 3 sind über ihren Befestigungsschenkel 21, 31 mit
einem feststehenden Teil wie z. B. einer Mauer, einem Rahmengestell, einem
Chassis usw. verbunden, wobei der andere Schenkel 22, 32 zur
einstellbaren Montage des Gehäuses 1 dient.
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Obwohl
die Ausrichtung des Gehäuses 1 und der
von ihr erzeugten Strahlenwand P rechtwinklig zu den Flächen dargestellt
ist, die durch die Schenkel 21, 31 der beiden
als Montagewinkel ausgebildeten Stützelemente 2, 3 definiert
werden, sind auch andere Ausrichtungen möglich.
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Die
relative Ausrichtung der Wand P zur Oberfläche, auf der die Stützelemente 2, 3 befestigt werden,
kann beliebig sein.
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Allerdings
ist diese Ausrichtung nach erfolgter Festlegung unveränderlich
und darf im weiteren Verlauf der Schrankenanwendung nicht mehr verstellt
werden, was auch bedeutet, dass nach dem Austausch eines defekten
Gehäuses 1 diese
Ausrichtung wieder eingestellt werden muss. Diese Ausrichtung kann
zunächst
von Hand und anschließend bei
jedem Austausch eines Gehäuses 1 durch
Einstellung mit Hilfe einer optischen Vorrichtung vorgenommen werden.
Erfindungsgemäß ist die
feste Ausrichtung beim Einbau des neuen Gehäuses 1 automatisch
reproduzierbar.
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Gemäß ihrem
genaueren Aufbau umfasst jedes der Stützelemente 2, 3 einen
Schenkel 21, 31 zur Befestigung des Elements am
feststehenden Teil. Im Schenkel 21 sind zwei horizontale
Längsschlitze 211, 212 ausgebildet.
und der Schenkel 31 umfasst zwei senkrechte Schlitze 311, 312 in
der Längsachse
der Zeichnung.
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Die
Ausrichtung der Schlitze 211, 212/311, 312 bietet
die Möglichkeit,
die Ausrichtung der Ebene oder Wand P in Abhängigkeit von den jeweiligen
Anforderungen einzustellen.
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Nach
Festlegung dieser Ausrichtung werden die Schenkel 21, 31 fest
mit dem feststehenden Teil verbunden.
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Das
Blockieren der Stützelemente 2, 3 erfolgt
im allgemeinen erst nach dem Einbau des Gehäuses 1. Das gilt besonders
für das
Stützelement 3.
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Das
Stützelement 2 umfasst
einen Befestigungsschenkel 22 mit einem darin ausgebildeten
Lager 21, das als kreisrunde Öffnung ausgebildet ist, in die
ein an der Seite 11 des Gehäuses 1 ausgebildeter Zapfen 111 eingreift.
Darüber
hinaus sind im Schenkel 22 zwei diametral einander gegenüberliegende und
konzentrisch zur Achse ZZ angeordnete bogenförmige Langlöcher 222, 223 sowie
zwei ebenfalls konzentrisch zur Achse ZZ angeordnete, bogenförmige Langlöcher 224, 225 ausgebildet.
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Die
Langlöcher 222, 223 nehmen
die Stellungsanzeiger 226, 227 und die Langlöcher 224, 225 die
Feststelleinrichtungen 228, 229 auf (siehe 3).
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Wie
bereits beschrieben kann das Gehäuse 1 zur
Ausrichtung um seine Achse ZZ gedreht werden. Wenn die Detektionsebene
P des Gehäuses
in der geeigneten Stellung ausgerichtet ist, werden die Stellungsanzeiger 226, 227 in
ihrem Langloch 222, 223 blockiert, um die Einstellposition
des Gehäuses zu
definieren. Dadurch werden die genannten Stellungsanzeiger 226, 227 relativ
zum Stützelement 2 fixiert.
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Anschließend kann
das Gehäuse 1 mit
Hilfe der Feststelleinrichtungen 228, 229 in der
entsprechenden Winkellage zur Achse ZZ relativ zum Stützelement 2 blockiert
werden.
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Das
Stützelement 3 lässt sich
auf die gleiche Weise befestigen; Die aus einer Abdeckung 12 bestehende
Unterseite des Gehäuses 1 weist
ebenfalls einen, nicht dargestellten, Zapfen auf. der in der Öffnung des
Aufnahmeschenkels 322 des Stützelements 3 um die
Achse ZZ drehbar gelagert ist. Dieser Schenkel 322 kann
ebenfalls ein, in den Zeichnungen nicht erkennbares, einstellbares
Stellungsanzeigemittel sowie eine oder mehrere Feststelleinrichtungen
zum Blockieren der Einbauposition umfassen.
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Der
einzige Unterschied zwischen der Oberseite 11 und der Unterseite 12 der
Lichtschranke besteht darin, dass das Stützelement 3 vertikal
in Richtung des Doppelpfeils Z verschoben werden kann. um das Gehäuse 1 einzusetzen
bzw. herauszunehmen. Hierzu müssen
lediglich die in die Schlitze 311, 312 des Schenkels 31 eingesetzten
Schrauben etwas gelöst
werden, um den Montagewinkel 3 nach unten schieben zu können, den
Zapfen der unteren Abdeckung 12 der Gehäuseeinheit 1 freizulegen,
danach den oberen Zapfen 11 aus der Öffnung 221 des Schenkels 22 zu
ziehen und anschließend
die Gehäuseeinheit 1 herauszunehmen
und durch eine neue zu ersetzen. Nach dem Einführen des oberen Zapfens des
neuen Gehäuses
in die Öffnung 221 wird
der untere Zapfen in die zugehörige Öffnung des unteren
Stützelements 3 eingesetzt,
das untere Stützelement 3 in
Richtung des Doppelpfeils Z wieder nach oben geschoben, bis die
Anordnung sicher durch die beiden Stützelemente 2, 3 gehalten
wird, jedoch weiterhin frei um die Achse ZZ gedreht werden kann.
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Damit
ist der Einbau des Gehäuses 1 abgeschlossen,
ohne dass es in irgendeiner Weise ausgerichtet werden muss.
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2 zeigt das Anzeige- und
Dialogmodul 13 an der Vorderseite des Gehäuses 1.
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3 zeigt in detaillierterer
Form am Beispiel des Stützelements 2 die
oben beschriebenen einzelnen Mittel, insbesondere den Schenkel 21 und die
Schlitze 211, 212, sowie vor allem den Schenkel bzw.
Abschnitt 22 des winkelförmigen Stützelements 2 und die Öffnung 221,
welche als Lager zur Aufnahme des an der oberen Abdeckung 11 des
Gehäuses 1 ausgebildeten
Zapfens 111 dient.
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In
dieser Figur sind die beiden bogenförmigen Langlöcher 222, 224 zur
Aufnahme der Stellungsanzeigemittel, von denen nur das Anzeigemittel 227 dargestellt
ist, deutlich zu erkennen.
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Ebenso
sind die beiden bogenförmigen Langlöcher 224, 225 mit
den zugehörigen
Feststelleinrichtungen 228 bzw. 229 dargestellt.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung sind die Stellungsanzeiger 222, 227 als
Schraube und Mutter ausgebildet. Die Mutter ist in eine Aufnahme 112, 113 der
Abdeckung 11 eingesetzt. Diese Aufnahmen sind sechseckig
und in Abmessungen und Form an die Mutter des Stellungsanzeigers
angepasst.
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Bei
der Montage wird die Mutter einfach in die Aufnahme 112, 113 eingelegt
und die Schraube 226, 227 frei beweglich durch
das Langloch 224, 225 hindurch bis an die Mutter
herangeführt.
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Bei
der Erstmontage der Lichtschranke müssen lediglich die Schraube 226, 227 an
jedem Stellungsanzeiger gelöst
und das Gehäuse 1 gedreht werden,
bis es in der korrekten Position bezüglich der Achse ZZ ausgerichtet
ist. Nach Erreichen dieser Position wird die Schraube 226, 227 mit
der in die Aufnahme 112, 113 der Abdeckung 11 eingesetzten
Mutter festgezogen. Das Festziehen erfolgt am Schraubenkopf 227,
der beispielsweise als Schlitzkopf ausgebildet ist. Daher ist zum
Festziehen der Schraube und der Mutter auf dem Schenkel 22 des
Stützelements 2 ein
Schraubendreher erforderlich.
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Der
gleiche Vorgang wird an beiden Stellungsanzeigern durchgeführt.
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Nachdem
die Stellungsanzeiger auf dem Stützelement 2 blockiert
sind, kann die gesamte Anordnung durch Anziehen der Feststelleinrichtungen (Schrauben 228, 229 (3)) in den Gewindebohrungen 114, 115 der
Abdeckung 11 festgezogen werden. Anschließend ist
das Gehäuse 1 fest
mit dem Stützelement 2 verbunden.
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Am
unteren Ende des Gehäuses 1 werden die
gleichen Arbeitsschritte durchgeführt, wobei allerdings zu beachten
ist, dass das Gehäuse 1 erst
dann festgezogen werden kann, wenn die beiden Einstellvorgänge zur
Positionierung der Stellungsanzeiger in den zugehörigen Langlöchern an
der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses 1 abgeschlossen
sind. Erst nach dem Blockieren der Stellungsanzeiger kann das Gehäuse durch
Blockieren der Feststelleinrichtungen endgültig befestigt werden.
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Der
Ausbau zwecks Austausch des Gehäuses 1 ist
sehr einfach. Es müssen
lediglich die Feststelleinrichtungen 228, 229 gelöst und abgezogen werden,
ohne die Stellungsanzeiger 226, 227 zu betätigen. Dabei
ist es besonders interessant und sinnvoll, die Köpfe der Stellungsanzeigen und
die Köpfe der
Feststelleinrichtungen unterschiedlich auszuführen und insbesondere vorzusehen,
dass zu ihrer Betätigung
sehr unterschiedliche Werkzeuge, beispielsweise ein Sechskantschlüssel für die Feststelleinrichtungen 228, 229 und
ein Schraubendreher für
die Stellungsanzeiger 226, 227 benötigt werden.
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Da
die Stellungsanzeiger fest mit dem Stützelement verbunden sind und
sich nicht verstellen und darüber
hinaus die in der Abdeckung 11 des Gehäuses 1 ausgebildeten
Aufnahmen 112, 113 unabhängig vom Gehäuse immer
an der gleichen Stelle angeordnet sind, ist es sehr einfach, das
neue Gehäuse auszurichten,
indem es entsprechend den Stellungsanzeigern 226, 227 positioniert
und die Anordnung anschließend
mit Hilfe der Feststelleinrichtungen festgezogen wird.
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Die 5 und 6 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht
der verschiedenen, oben beschriebenen Mittel.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass für
das untere Stützelement
und die Unterseite des Gehäuses vorzugsweise
das gleiche Ausrichtungs-, Stellungsanzeige- und Montageprinzip
gilt wie für
die entsprechenden Mittel an der Oberseite.
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Die
zweifache Auslegung der Stellungsanzeigemittel an der Oberseite
und an der Unterseite des Gehäuses
ist nicht überflüssig, sondern
bietet im Gegenteil eine zusätzliche
Sicherheit für
den Fall, dass der Stellungsanzeiger an einer Seite oder die beiden
Stellungsanzei ger auf der gleichen Seite versehentlich gelöst wurden
oder sich gelockert haben. In diesem Fall lässt sich die Ausrichtungsposition
des Gehäuses
durch die Stellungsanzeiger auf der anderen Seite des Stützelements
bestimmen.
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Die
obige Beschreibung bezieht sich auf ein vertikal angeordnetes Gehäuse 1.
Dies ist lediglich als Beispiel zu verstehen, da das Gehäuse 1 in
Abhängigkeit
von der Anordnung der Ebene P und den Montagemöglichkeiten für die Gehäuse jede
beliebige Position annehmen kann.