FR2503830A1

FR2503830A1 - TWO-HAND REDUNDANT SECURITY CONTROL, FLUIDIC (ACTUATED BY A FLUID)

Info

Publication number: FR2503830A1
Application number: FR8206155A
Authority: FR
Inventors: Harald Klocke; Jurgen Heisen
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1982-10-15
Also published as: DE3114269A1

Abstract

The controller comprises two hand switches and a circuit which is operated by said hand switches and consists of a plurality of logic switching elements, including a fluid-supplied control valve, which is switched by these elements, for reversing a fluid control medium. In order to improve the safety of the controller, an essentially identical, further circuit is connected in parallel with said circuit on the input side. The fluid-supplied control valve of the first-mentioned circuit communicates via the pressure medium of a common fluid-pressure source with the control valve of the further circuit, in series, in such a manner that an operating signal for a machine, which is to be set in motion, appears from the operating output of the second control valve when both control valves are in the seated position.

Description

La presente invention concerne une commande de sé curité redondante, à deux mains, fluidique pour des machines comportant des zones de danger pour l'(les) operateur(s), qui comporte deux éléments de commande à main et un ensemble commande par ceux-ci, constitué par plusieurs éléments de circuits logiques y compris une valve de commande elle-même commandée par ces éléments et alimentee par une source de fluide sous pression pour la mise en action du fluide sous pression commandant la machine, ladite mise en action étant réalisée par un actionnement, simultané ou dans les limites d'un bref intervalle de temps predéterminé, des deux éléments de commande à main. The present invention relates to a redundant, two-hand, fluidic safety control for machines comprising danger zones for the operator (s), which comprises two hand control elements and a set controlled by them. ci, consisting of several elements of logic circuits including a control valve itself controlled by these elements and supplied by a source of pressurized fluid for the actuation of the fluid under pressure controlling the machine, said actuation being carried out by actuation, simultaneously or within the limits of a short predetermined time interval, of the two hand control elements.

On connaît une commande de sécurité à deux mains pour des machines comportant des zones de danger pour 1' (les) opérateur(s), comme par exemple des presses, des machines à découper etc.., qui est constituée par plusieurs éléments logiques et a pour effet que dans le cas d'un actionnement, simultané ou dans les limites d'un bref intervalle de temps, de deux valves à commande manulle, les éléments logiques connectés entre eux mettent à disposition, par l'intermédiaire d'ur.e vanne de commande branchée par eux, un signal de travail qui met en route l'opération dangereuse exécutée par la machine con siderée. Cette commande est en général disposee de telle façon qu'elle met a disposition le signal de travail désiré lorsque les conditions pour un signal d'entre existent.Il peut aussi arriver cependant que dans le cas d'un defaut de la commande ou d'un de ses éléments constitutifs un signal de travail soit malgré tout emis, de telle sorte que cela entraîne un risque de blessure d'un ou plusieurs opérateurs. Cela a pour conséquence la nécessité d'une surveillance ou d'un entretien réguliers de la commande de sécurité en question, ce qui conduit à des dépenses correspondantes. A two-hand safety control is known for machines comprising danger zones for the operator (s), such as, for example, presses, cutting machines, etc., which consists of several logical elements and has the effect that in the case of actuation, simultaneous or within the limits of a short time interval, of two valves with manual control, the logic elements connected to one another make available, via ur. e control valve connected by them, a work signal which starts the dangerous operation carried out by the machine in question. This command is generally arranged in such a way that it makes the desired work signal available when the conditions for an input signal exist. It can also happen, however, that in the event of a fault in the command or one of its constituent elements a work signal is nevertheless emitted, so that this entails a risk of injury to one or more operators. This results in the need for regular monitoring or maintenance of the safety control in question, which leads to corresponding expenses.

Le problème à résoudre par l'invention est la réalisation d'une commande de sécurite fluidique à deux mains destinee à des machines comportant des zones de danger pour l'(les) opérateur (s), cette commande étant améliorée en ce qui concerne sa sécurité de fonctionnement par une réalisation simple. The problem to be solved by the invention is the realization of a two-hand fluid safety control intended for machines comprising danger zones for the operator (s), this control being improved as regards its operational safety by simple implementation.

La solution de ce problème découle de la commande de sécurité à deux mains citée dans le preambule et est caractérisée par le fait qu'un autre ensemble sensiblement identique est connecté en parallèle, du côte entrée à l'ensemble sus-mentionné et que la valve de commande alimentée tout d'abord par la source de fluide sous pression du premier ensemble cité communique en série avec la valve de commande de l'autre ensemble par l'intermédiaire du fluide provenant de la source de fluide sous pression, de telle façon que dans la position de travail des deux valves de commande, un signal de travail destiné à la machine a mettre en marche, apparaît à la-sortie de travail de la seconde valve de commande. The solution to this problem stems from the two-hand safety control cited in the preamble and is characterized by the fact that another substantially identical assembly is connected in parallel, from the input side to the above-mentioned assembly and that the valve control first supplied by the source of pressurized fluid of the first cited assembly communicates in series with the control valve of the other assembly by means of the fluid coming from the source of pressurized fluid, so that in the working position of the two control valves, a work signal intended for the machine to be started appears at the working output of the second control valve.

-On garantit par cette solution de réalisation facile que, dans le cas d'un defaut d'un des ensembles, aucun signal de travail n'est mis a disposition. Ce ntest que lorsque les deux ensembles fonctionnent qu'un signal destine à la machine à mettre en marche apparaît. Le cas où les deux ensembles sont simultanément défectueux a une probabilite très faible et peut par conséquent être laisse de côté. Dans le cas où le signal de travail désire n'apparaît pas, cela signifie un défaut de la commande de securite, qui est ainsi decelable instantanément. Un examen régulier de la commande peut être ainsi supprime, ce qui permet d'éviter des dépenses importantes. -We guarantee with this easy implementation solution that, in the event of a fault in one of the assemblies, no work signal is made available. It is only when the two sets are working that a signal intended for the machine to be started up appears. The case where the two sets are simultaneously defective has a very low probability and can therefore be left aside. In the event that the desired working signal does not appear, this means a fault in the safety control, which is thus instantly detectable. A regular review of the order can thus be removed, which avoids significant expenses.

Il peut arriver aussi, cependant, que la pression de fluide arrivant de la source de pression et utilise pour la commande de la machine opératrice considérée soit trop faible et ne suffise pas pour la mise en marche de l'opération désirée à executer par la machine. Selon une caractéristique additionnelle, -la commande de sécurité doit par conséquent être hors d'action dans le cas d'une valeur insuffisante de la pression de service du fluide provenant de la source de fluide sous pression, cette perturbation du fonctionnement étant décelable optiquement et acoustiquement. It may also happen, however, that the fluid pressure arriving from the pressure source and used for the control of the operating machine considered is too low and is not sufficient for starting the desired operation to be executed by the machine . According to an additional characteristic, the safety control must therefore be out of action in the event of an insufficient value of the operating pressure of the fluid coming from the source of pressurized fluid, this disturbance of the operation being detectable optically and acoustically.

Cela est obtenu par les points caractéristiques de la revendication 3. Si la pression prescrite n'est pas atteinte dans les conduites de sortie de la seconde vanne de commande, la prevalve interrompt l'arrivée du fluide de a la premiere vanne de commande, ce qui est aussi in dilué en même temps par des moyens optiques et/ou acoustiques. This is obtained by the characteristic points of claim 3. If the prescribed pressure is not reached in the outlet pipes of the second control valve, the prevalve interrupts the arrival of the fluid from the first control valve, this which is also diluted at the same time by optical and / or acoustic means.

L'invention est decrite plus en détail ci-apres en regard des dessins annexes, à titre d'exemples nullement limitatifs, et sur lesquels les figures 1 et 2 représen- tent deux formes-de realisation de la commande de sécu rité selon l'invention. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, by way of non-limiting examples, and in which FIGS. 1 and 2 represent two embodiments of the safety control according to invention.

La figure 1 représente une premiere forme de réalisation de la commande fluidique de sécurité qui est conçue, e régie générale, pour l'actionnement de machines avec une zone de danger pour 1' (les) opérateur (s), par exemple pour des presses, des machines à découper le papier, etc. FIG. 1 represents a first embodiment of the fluidic safety control which is designed, as a general rule, for the actuation of machines with a danger zone for the operator (s), for example for presses , paper cutting machines, etc.

Un premier ensemble 2 et un autre ensemble 3 à peu près identique sont incorpores dans un boitier 1. Ces deux ensembles sont interconnectes en parallele par deux conduites de fluide 6 et 7 arrivant de deux valves 4 et 5 à commande manuelle. En ce qui concerne le signal de travail devant être emis par cette commande de sécurité à destination de la machine sus-mentionnée, les deux ensembles sont branchés en serine, comme on l'explique ciaprès. A first set 2 and another almost identical set 3 are incorporated in a box 1. These two sets are interconnected in parallel by two fluid lines 6 and 7 arriving from two valves 4 and 5 with manual control. With regard to the work signal to be sent by this safety command to the aforementioned machine, the two sets are connected in serine, as explained below.

L'ensemble 2 est constitué par un elément ET 8, un élément OU 9 branche en parallèle sur celui-ci, un dispositif 10 à retard et une valve 11 de commande sous la forme d'une valve à 5/2 voies. Le dispositif à retard 10, qui se compose par exemple d'une inductance 10a et d'une capacité 10b est intercalé dans la ligne 12 entre la sortie de l'élément OU et le raccord X de rappel de la valve de commande. La sortie de l'élément ET 8 est reliée directement par une conduite 13 de fluide au raccord Y de positionnement de la valve de commande 11. The assembly 2 consists of an AND element 8, an OR element 9 connected in parallel thereon, a delay device 10 and a control valve 11 in the form of a 5/2 way valve. The delay device 10, which for example consists of an inductor 10a and a capacitor 10b, is interposed in line 12 between the output of the OR element and the return fitting X of the control valve. The output of the ET element 8 is directly connected by a fluid line 13 to the fitting Y for positioning the control valve 11.

L'autre ensemble 3 est réalisé de façon identique. Il est constitue par un élément ET 14, un élément
OU 15 branché en parallèle sur celui-ci, un dispositif a retard 15 et une valve 17 de commande sous la forme d'une valve à 4 voies. L'élément ET est raccorde par une conduite 18 de fluide au raccord de positionnement Y de la valve 17 de commande et l'élément OU 15 est relié par une conduite 19 de fluide au raccord de rappel de la valve de commande 17.The other set 3 is produced identically. It is constituted by an element AND 14, an element
OR 15 connected in parallel thereto, a delay device 15 and a control valve 17 in the form of a 4-way valve. The AND element is connected by a fluid line 18 to the positioning fitting Y of the control valve 17 and the OR element 15 is connected by a fluid line 19 to the return fitting of the control valve 17.

La première valve de commande 11 se distingue de l'autre valve de commande 17 pour autant que ces deux valves sont branchées différemment du côté entrée. La première valve de commande comporte seulement une entrée 20, pendant que deux autres éléments de cette valve sont des évacuations d'air 21 et 22. L'entree 20 est alimentée directement par une source 23 de fluide sous pression. The first control valve 11 differs from the other control valve 17 in so far as these two valves are connected differently on the inlet side. The first control valve has only one inlet 20, while two other elements of this valve are air outlets 21 and 22. The inlet 20 is supplied directly by a source 23 of pressurized fluid.

L'autre valve 17 comporte par contre deux entrées principales 24 et 25 ainsi qu'une évacuation d'air 26. Les sorties 27 et 28 de la première valve de commande 11 sont ainsi, celles-ci etant raccordées aux entres 24 et 25 de l'autre vanne de commande, de sorte que la sortie 27 communique avec l'entrée 25 et la sortie 28 avec l'entrée 24, si bien qu'on réalise pour ainsi dire un raccordement croisé, représente par la "svastika" 29 sur la figure 1.The other valve 17 on the other hand comprises two main inlets 24 and 25 as well as an air outlet 26. The outlets 27 and 28 of the first control valve 11 are thus, these being connected to the inlets 24 and 25 of the other control valve, so that the outlet 27 communicates with the inlet 25 and the outlet 28 with the inlet 24, so that a cross connection is made, so to speak, represented by the "svastika" 29 on Figure 1.

Dans la position de fonctionnement des deux ensembles 2 et 3 représentée sur la figure 1, les valves de commande 11 et 12 se trouvent dans la position de depart, dans laquelle aucun signal de travail A n'est mis à 'dis- position à la sortie de travail de l'autre valve de commande 17. Si les deux valves 4 et 5 à commande manuelle sont actionnées (signaux El, E2) de la manière habituelle, simultanement ou dans les limites d'un court intervalle de temps donné, le signal de positionnement pour les valves de commande apparaît au raccord Y de positionnement et ces valves se déplacent ensuite pour venir dans leur position de fonctionnement. Le signal de commande désiré A engendré à partir de la source 23 de fluide sous pression se trouve alors à disposition à la sortie de travail de l'autre valve de commande.En cas de lâchage d'au moins une des valves à commande manuelle, le signal de positionnement appliqué en Y aux deux valves de commande disparaît, si bien que celles-ci sont ramenées en arrière dans leur position de départ par le signal de rappel des éléments OU, engendré entre temps, appliqué en X. In the operating position of the two assemblies 2 and 3 shown in FIG. 1, the control valves 11 and 12 are in the starting position, in which no working signal A is made available to the working outlet of the other control valve 17. If the two manually operated valves 4 and 5 are actuated (signals E1, E2) in the usual manner, simultaneously or within the limits of a short given time interval, the positioning signal for the control valves appears at the positioning fitting Y and these valves then move to come into their operating position. The desired control signal A generated from the source 23 of pressurized fluid is then available at the working outlet of the other control valve. In the event of release of at least one of the manually controlled valves, the positioning signal applied in Y to the two control valves disappears, so that they are brought back to their starting position by the recall signal of the OR elements, generated in the meantime, applied in X.

Il résulte de la description ci-dessus, en liaison avec la figure 1, du fonctionnement que seul un signal de travail est alors à disposition, quand les deux valves de commande 11 et 17 fonctionnent impeccablement. It follows from the above description, in conjunction with FIG. 1, of the operation that only a working signal is then available, when the two control valves 11 and 17 operate impeccably.

Par conséquent si l'un des deux ensembles de commande et par conséquent une des deux valves de commande tombent en panne à cause d'un défaut, aucun signal de commande A n'apparaît à la sortie de travail de l'autre ensemble A.Consequently, if one of the two control assemblies and consequently one of the two control valves fails due to a fault, no control signal A appears at the work output of the other assembly A.

La commande de sécurité se contrôle par conséquent d'elle même.The safety control therefore controls itself.

La figure 2 représente un perfectionnement de la commande de sécurité à deux mains décrite ci-dessus. FIG. 2 represents an improvement of the two-hand safety control described above.

Il suffit de décrire seulement les caractéristiques de construction additionnelles, car les autres caracteristiques de construction sont identiques à celles de la forme de réalisation de la figure 1. It suffices to describe only the additional construction characteristics, since the other construction characteristics are identical to those of the embodiment of FIG. 1.

La première valve de commande 11 est une prévalve 30 branchée en amont qui commande l'alimentation en fluide sous pression des valves 11 et 17 a partir de la source 23 de fluide sous pression. Cette prévalve 30 est actionnée par une valve principale 31 alimentée par la source 23 et un basculeur monostable 32 en aval de 31, par l'intermédiaire de son raccord Y de positionnement. The first control valve 11 is a prevalve 30 connected upstream which controls the supply of pressurized fluid to the valves 11 and 17 from the source 23 of pressurized fluid. This prevalve 30 is actuated by a main valve 31 supplied by the source 23 and a monostable rocker 32 downstream from 31, by means of its positioning Y connector.

Le raccord Z de rappel de la prévalve 30 est en liaison, par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 33 constitué par un étranglement et un reservoir avec la sortie d'un elément NON-OU 34, qui communique du côté entrée avec les canalisations de sortie 35 et 36 de l'autre valve de commande 17. Un detecteur optique 37 de défauts est raccordé à I'elément NON-OU 34 de sortie. En variante ou en plus on peut utiliser egalement pour cela un élément acoustique.The connection Z for recalling the prevalve 30 is linked, by means of a delay device 33 constituted by a throttle and a reservoir with the outlet of a NOR element 34, which communicates on the inlet side with the outlet pipes 35 and 36 of the other control valve 17. An optical fault detector 37 is connected to the NOR element 34 of the outlet. Alternatively or in addition, an acoustic element can also be used for this.

La fonction principale de cette forme de réalisation eSt la même que celle de l'autre forme de réalisa- tion decrite antérieurement à celle-ci Les caractéristiques additionnelles donnent naissance aux fonctions ciaprès. Quand la pression du fluide est trop faible dans la conduite de sortie 35 ou 36, l'élément NON-OU émet un signal de sortie qui provoque un allumage de la lampe 37 ainsi que sur la base du dispositif 33 a retard, un retour retardé dans le temps de la prévalve 30 à sa position de depart.La source 33 de fluide sous pression est par conséquent séparée de la commande de sécurité, de sorte que le signal A de travail insuffisant disparaît complètement et que la commande de sécurité doit, après réparation du défaut affiché retatif à la pression du système, être à nouveau mise en action par une manoeuvre de la valve principale 31. La pression de'commutation de l'élément ET-OU est de préférence choisie de façon à être supérieure à la pression de fonctionnement lors du retour à la position initiale des valves de commande 11 et 17. De ce fait, les soupapes de commande 11 et 17 sont automatiquement ramenées à leur position initiale lors de la disparition des signaux d'entrée El et E2 si la commande de sécurité est mise au repos par l'action de l'élément NON-OU. The main function of this embodiment is the same as that of the other embodiment described before this. The additional features give rise to the following functions. When the fluid pressure is too low in the outlet pipe 35 or 36, the NOR element emits an output signal which causes the lamp 37 to light up as well as, on the basis of the delay device 33, a delayed return in time from the prevalve 30 to its starting position. The source 33 of pressurized fluid is therefore separated from the safety control, so that the insufficient working signal A disappears completely and that the safety control must, after repair of the fault displayed on the system pressure, be put into action again by operating the main valve 31. The switching pressure of the AND-OR element is preferably chosen so as to be greater than the pressure operating when the control valves 11 and 17 return to the initial position. As a result, the control valves 11 and 17 are automatically returned to their initial position when the input signals E1 and E2 disappear if the command Safety is put to rest by the action of the NOR element.

Il va de soi que la présente invention n'a été decrite qu'à titre indicatif et non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. It goes without saying that the present invention has been described for information only and is not limitative and that it is capable of various variants without departing from its scope.

Claims

1.- Redundant two-hand, fluidic safety control (actuated by a fluid) intended for machines presenting danger zones for the operator (s), which comprises two hand control elements and a controlled assembly by these, constituted by several elements of logic circuits, including a control valve itself controlled by these elements and supplied by a source of pressurized fluid for the actuation of the fluid under pressure controlling this machine> said setting in action being produced by actuation, simultaneously or within the limits of a short predetermined time interval, of the two hand control elements, characterized in that another almost identical set (3) is connected in parallel link on the inlet side to the above-mentioned assembly (2) and that the control valve (11) - supplied first by the source (23) of pressurized fluid - of the first assembly (2) mentioned communicates in series with the control valve (17) d e the other assembly (3) by means of the pressurized fluid from the source (23) of fluid so that in the working position of the two control valves (11, 17) a working signal intended for the starting machine appears at the working outlet of the second control valve (17).

2. Safety control according to claim 1, characterized in that the second control valve (17) has two main inlets (24, 25) for the pressurized fluid, which are connected in a cross connection mode with the two outputs (27, 28) of the first control valve (11).

3. Safety control according to claims 1 and 2, considered individually or as a whole, characterized in that a pre-valve (30) supplied by the source (23) of pressurized fluid is mounted upstream of the inlet main'unique of the control valve (11) cited first, prevalent whose connection Y of positioning is in connection with a monostable rocker (32) and whose connection Z of return to the initial position is in connection, by the intermediate of a time delay device (33), with a NOR element (34) and that this NOR element is connected with the outlet side of the second control valve (17) and with an indicator (37) optical and / or acoustic faults.

4. Safety control according to claim 3, characterized in that the control pressure of the NON-0U element (34) is greater than the operating pressure for the return to the initial position of the two control valves. (11, 17).