JP2005069479A - 入口保護装置及びタンブラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 別個のセンサなしに機能する入口保護装置を提供する。
【解決手段】 物理的な区域のための入口保護装置は、可動部分１ごとのタンブラ装置Ｚであって、可動部分１に設けられた磁化可能なヨーク５および電磁石を有する磁気回路を備え、磁気回路がヨーク５によって閉じることができるものであるタンブラ装置Ｚと、電磁石の締付力を調整する電流調整器６とを備えている。第１の設定値Ｓｏ１および第２の設定値Ｓｏ２が電流調整器６に予め設定され、電流調整器６は、第１の設定値Ｓｏ１から第２の設定値Ｓｏ２への制御されたジャンプを周期的に行い、制御されたジャンプの開始から第２の設定値Ｓｏ２に達した時までの時間を測定して、タンブラ装置Ｚが意図された締付力を与えているかどうかを決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動作時にその機械の環境内の作業者に危険をもたらすかもしれない機械例えばロボットが配列されている禁止区域のような物理的な区域のための入口保護装置に関する。

例えば、特許文献１から、磁気回路を備えたタンブラを有する入口保護装置が知られている。この知られている装置によると、磁気回路の外の磁界を検出する目的で、磁石とそれのヨークの間の接触面に近接して、磁界センサが設けられている。電磁石の締付力は、この場合、電磁石を流れる電流によって決定され、さらにこの電流はそれに応じて調整される。しかし、タンブラの状態を監視する目的で、別個の磁界センサを設けることは複雑である。
ドイツ実用新案第２０３０６７０８号明細書（ＤＥ２０３０６７０８Ｕ１）

本発明の目的は、別個のセンサなしに機能する入口保護装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、入口保護装置が別個のセンサなしに機能するように、入口保護装置用のタンブラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１に係る入口保護装置は、物理的な区域のための入口保護装置であって、制御されたやり方でオン／オフ切換え可能であり、さらに、少なくとも１つの入口開口部を有する固定部分及び前記入口開口部を閉じるための各前記入口開口部の可動部分と、前記可動部分ごとのタンブラ装置であって、前記可動部分に設けられた磁化可能なヨークおよび電磁石を有する磁気回路を備え、該磁気回路が前記ヨークによって閉じることができるものであるタンブラ装置と、前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、第１の設定値および第２の設定値が前記電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は、前記第１の設定値から前記第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、さらに前記制御されたジャンプの開始から前記第２の設定値に達した時までの時間を測定して、前記タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定することを特徴としている。

本発明のうち請求項２に係る入口保護装置は、請求項１記載の発明において、前記電磁石を流れる電流が、関連した分流抵抗器の両端間の電圧を使用して測定することができることを特徴としている。
本発明のうち請求項３に係る入口保護装置は、請求項１記載の発明において、計数器が前記制御されたジャンプによってトリガ可能であり、前記第２の設定値に達したときの時前記計数器の計数器読取値が評価されることを特徴としている。
本発明のうち請求項４に係る入口保護装置は、請求項１記載の発明において、前記電流調整器、前記時間測定および評価が、マイクロプロセッサで実施されることを特徴としている。

また、本発明のうち請求項５に係るタンブラ装置は、コアを備えたコイルを有する電磁石であって、該電磁石がヨークと共に磁気回路を形成し、前記磁気回路が前記ヨークによって閉じることができるものである電磁石と、前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、第１の設定値および第２の設定値が前記電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は前記第１の設定値から前記第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、前記制御されたジャンプの開始から前記第２の設定値に達した時までの時間を測定して、前記タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定することを特徴としている。

本発明のうち請求項６に係るタンブラ装置は、請求項５記載の発明において、前記電磁石を流れる電流が、関連した分流抵抗器の両端間の電圧を使用して測定することができることを特徴としている。
本発明のうち請求項７に係るタンブラ装置は、請求項５記載の発明において、計数器が前記制御されたジャンプによってトリガ可能であり、前記第２の設定値に達したときの時前記計数器の計数器読取値が評価されることを特徴としている。

さらに、本発明のうち請求項８に係るタンブラ装置は、請求項５記載の発明において、前記電流調整器、前記時間測定および評価が、マイクロプロセッサで実施されることを特徴としている。
即ち、本発明は、物理的な区域のための入口保護装置に関し、該入口保護装置は、制御されたやり方でオン／オフ切換え可能であり、さらに、少なくとも１つの入口開口部を有する固定部分及びこの入口開口部を閉じるための各入口開口部の可動部分と、可動部分ごとのタンブラ装置であって、可動部分に位置づけされた磁化可能なヨークおよびを電磁石有する磁気回路を備え、この磁気回路がヨークによって閉じることができるものであるタンブラ装置と、前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、第１の設定値および第２の設定値が電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は第１の設定値から第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、制御されたジャンプの開始から第２の設定値に達した時までの時間を測定して、タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定する。

このように、本発明の場合には、電流調整器に設定すべき第１の設定値および第２の設定値のための備えが行われ、第１の設定値から第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行うことが可能であり、制御されたジャンプの開始から第２の設定値に達した時までの時間を測定することが可能である。この方法で、電磁石のコイルのインダクタンスの変化を使用して、タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうか、すなわち、タンブラ装置が閉じているかどうか、または、意図された締付力が与えられなかったかどうか、すなわち、タンブラ装置が開いているどうかを決定することができる。それは、制御されたジャンプの開始から第２の設定値に達する時までに必要とされる時間は、ヨークによって磁気回路が閉じられるか閉じられないかに依存するからである。ヨークが電磁石から遠く離れるほど、この期間は長くなる。

本発明はさらにタンブラ装置に関し、このタンブラ装置は、コアを備えたコイルを有する電磁石であって、この電磁石がヨークと共に磁気回路を形成し、この磁気回路がヨークによって閉じることができるものである電磁石と、前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、第１の設定値および第２の設定値が電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は第１の設定値から第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、制御されたジャンプの開始から第２の設定値に達した時までの時間を測定して、タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定する。

本発明によれば、別個のセンサなしに機能する入口保護装置を提供できるとともに、入口保護装置が別個のセンサなしに機能するように、入口保護装置用のタンブラ装置を提供することができる。

本発明のさらに他の目的、利点、および修正は、次の説明および特許請求の範囲から収集することができる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、機械施設Ａ（例えば、生産、処理または加工用の機械または部品、並びに前記機械または部品を備える施設、および多分に化学施設またはそのようなものを意味するとここでは理解される）の物理的な区域または禁止された区域Ｒのための本発明の入口保護装置を示し、この区域Ｒは、入ることができ、また閉鎖することができる。物理的な区域Ｒは、固定部分としての固定壁２に対して可動部分としての２以上のドア１を通って入ることができる。周囲に立ち入り禁止にすることができるドア１は、回転させるかまたは押して、開けたり閉めたりすることができる。各場合に、１つの安全センサＳ１、Ｓ２およびドア１のタンブラ装置Ｚが、ドア１と近接した壁２の間に位置づけされている。さらに、制御装置Ｃが設けられ、この制御装置Ｃは、ドア１を開く目的で、機械施設Ａの動作状態に依存してタンブラ装置Ｚを開放するか締めるために、機械施設Ａと安全センサＳ１、Ｓ２に結合されている。信号が制御装置Ｃに向けて出されて、例えば速度ゼロの監視（図示しない）によって機械施設Ａの可動部分が停止していることを示す場合、タンブラ装置Ｚは開放され、その結果、物理的な区域Ｒは、ドア１を開くことで入ることができるようになる。少なくとも機械施設Ａの部分が停止していない場合か、または通常であれば実行されるべき予防策がドア１を開く前に行われない場合、タンブラ装置Ｚは閉鎖され、その結果、ドア１を開くことができない。さらに、制御装置Ｃは、少なくとも１つのドア１が開いている時、機械施設Ａが動作を開始しないようにする。

それぞれのタンブラ装置Ｚは、コイル３を有する電磁石および基本的にＵ字形のコア４を備え、ドア１に固定されたヨーク５によって形成される磁気回路を閉じることができる。
コイル３を流れる電流は、したがってタンブラ装置Ｚの締付力は、電流調整器６によって、基本的に一定の第１の設定値に保たれる。電流調整器６によって、トランジスタ７が駆動され、このトランジスタ７によって、それに応じて調整された電流がコイル３を通って分流抵抗器８を介して接地に流れる。コイル３と並列にダイオード９が接続され、このダイオード９の働きは、トランジスタ７がオフに切り換わった時にコイル３を流れる電流を維持することにある。
分流抵抗器８の両端間の電圧は、コイル３を流れる電流の目安である。この電圧は、アナログ／デジタル変換器１０によって表される。

電流調整器６は、周期的に、すなわち所定の時間間隔の後で、例えば制御装置Ｃで生成された切換え信号によって、第２の設定値に切り換えられる。切換えによって締付力が減少しないために、この第２の設定値は、好ましくは、第１の設定値よりも大きい。切換え信号によって、計数器１１が起動する。設定値を増加する（または、減少する）ための切換えで、コイル３のインダクタンスの変化の結果として、また指数関数に従って、第２の設定値に達するのにかかる時間に遅れが生じ、コイル３に流れる電流が第２の設定値に達するのにかかる時間は、ヨーク５がコイル３のコア４からどんなに遠くはなれているかまたヨーク５がどのように磁気回路を閉じるかに依存している。第２の設定値に達した時、磁気回路したがってタンブラ装置Ｚが所定の締付力で閉じているか、さもなければ開いているかすなわち所定の締付力が実現されていないかの決定、したがって監視を行うために、計数器１１の瞬時計数器読取値が評価される。

第２の設定値に達した時、それに対応して、締付力をそれに応じて監視して、または監視することなく、周期的に第１の設定値に戻ることができる。
図３に示すように、まず第１に、電流調整器６の制御信号のレベルＰ１によって、コイル３を流れる電流は、第１の設定値Ｓｏ１であるように調整されるようになる。時点Ｔ１で、レベルＰ２へのジャンプＳが起こり、それによって、第２の設定値Ｓｏ２への制御されたジャンプが生じる。ジャンプＳは、同時に、計数器１１のトリガ信号である。

結果として生じたコイル３のインダクタンスの変化は、時間遅れの後で初めて設定値Ｓｏ２に達することを意味する。磁気回路がヨーク５で閉じられた時、曲線部分Ａに対応して（電磁石と温度に依存して）比較的急速に、例えばほぼ１ｍｓのオーダーであるかもしれない時間Ｔ２の後で、第２の設定値Ｓｏ２に達する。コア４とヨーク５の間にギャップがある場合には、曲線部分Ｂ１、Ｂ２．．．に対応してもっと後で初めて設定値Ｓｏ２に達し、この時間はヨークとコア４の間の距離に依存する。例えば、この２つの間に１００μｍの厚さの一枚の紙がある時、（同様に電磁石と温度に依存して）すでに相当大きな時間差が起こり、この時間差は、上述１ｍｓの例では、閉じた磁気回路に比べてほぼ２ｍｓ大きい。

制御されたジャンプに関して、周期は、例えば、１０ｍｓから１００ｍｓまでの範囲であるか、そうでなければ、この範囲より下および上であるかもしれない。
電流調整器６、アナログ／デジタル変換器１０、および計数器１１、並びに評価は、マイクロプロセッサで代わりに行うことができる。
前述のものは本発明の好ましい実施例の説明であったが、本明細書で説明したような範囲から逸脱することなしに、本発明で数多くの変形および修正を行うことができることは、当業者には明らかになることであろう。

本発明の入口保護装置を模式的に示す図である。 本発明の入口保護装置のタンブラ装置を模式的に示す図である。 制御されたジャンプの場合の切換え動作を示す図である。

符号の説明

１ ドア
２ 壁
３ コイル
４ コア
５ ヨーク
６ 電流調整器
７ トランジスタ
８ 分流抵抗器
１０ アナログ／デジタル変喚器
１１ 計数器
Ａ 機械施設
Ｃ 制御装置
Ｒ 物理的な区域
Ｚ タンブラ装置
Ｓ ジャンプ
Ｓｏ１ 第１の設定値
Ｓｏ２ 第２の設定値

Claims (8)

1. 物理的な区域のための入口保護装置であって、制御されたやり方でオン／オフ切換え可能であり、さらに、
   少なくとも１つの入口開口部を有する固定部分及び前記入口開口部を閉じるための各前記入口開口部の可動部分と、
   前記可動部分ごとのタンブラ装置であって、前記可動部分に設けられた磁化可能なヨークおよび電磁石を有する磁気回路を備え、該磁気回路が前記ヨークによって閉じることができるものであるタンブラ装置と、
   前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、
   第１の設定値および第２の設定値が前記電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は、前記第１の設定値から前記第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、さらに前記制御されたジャンプの開始から前記第２の設定値に達した時までの時間を測定して、前記タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定することを特徴とする入口保護装置。
2. 前記電磁石を流れる電流が、関連した分流抵抗器の両端間の電圧を使用して測定することができることを特徴とする請求項１記載の入口保護装置。
3. 計数器が前記制御されたジャンプによってトリガ可能であり、前記第２の設定値に達したときの時前記計数器の計数器読取値が評価されることを特徴とする請求項１記載の入口保護装置。
4. 前記電流調整器、前記時間測定および評価が、マイクロプロセッサで実施されることを特徴とする請求項１記載の入口保護装置。
5. タンブラ装置であって、
   コアを備えたコイルを有する電磁石であって、該電磁石がヨークと共に磁気回路を形成し、前記磁気回路が前記ヨークによって閉じることができるものである電磁石と、
   前記電磁石の締付力を調整する電流調整器とを備え、
   第１の設定値および第２の設定値が前記電流調整器に予め設定され、前記電流調整器は前記第１の設定値から前記第２の設定値への制御されたジャンプを周期的に行い、前記制御されたジャンプの開始から前記第２の設定値に達した時までの時間を測定して、前記タンブラ装置が意図された締付力を与えているかどうかを決定することを特徴とするタンブラ装置。
6. 前記電磁石を流れる電流が、関連した分流抵抗器の両端間の電圧を使用して測定することができることを特徴とする請求項５記載のタンブラ装置。
7. 計数器が前記制御されたジャンプによってトリガ可能であり、前記第２の設定値に達したときの時前記計数器の計数器読取値が評価されることを特徴とする請求項５記載のタンブラ装置。
8. 前記電流調整器、前記時間測定および評価が、マイクロプロセッサで実施されることを特徴とする請求項５記載のタンブラ装置。

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