WO2006079515A1 - Vorrichtung zur absicherung eines angetriebenen bewegungselements - Google Patents

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WO2006079515A1
WO2006079515A1 PCT/EP2006/000635 EP2006000635W WO2006079515A1 WO 2006079515 A1 WO2006079515 A1 WO 2006079515A1 EP 2006000635 W EP2006000635 W EP 2006000635W WO 2006079515 A1 WO2006079515 A1 WO 2006079515A1
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light barrier
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Urs Menzi
Bas Albers
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Cedes Ag
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    • E06B2009/6845—Control using sensors sensing position

Definitions

  • the invention relates to a device for securing a driven movement element against unwanted collisions according to the preamble of claim 1.
  • Light barrier arrangement has at least two, preferably at least three or a plurality of staggered in the direction of movement of the gate arranged, preferably parallel light barriers that emit light on one side of the gate and receive or reflect light on the other side of the gate.
  • the safety device includes a safety circuit that stops the closing movement of the gate when there is an obstacle in the track of the gate
  • the light barrier arrangement is designed in such a way that the surface defined by the light barriers has at least one line in common with the movement surface swept over by the leading edge of the door.
  • different activation states can be assigned to the light barriers.
  • An activation state is a transition activation state, which is assigned to a control circuit of at least one of the leading gate edge closest, but not yet detecting photocell, such that this at least one light barrier in the subsequent detection of the leading gate edge does not emit the security circuit triggering signal.
  • Another activation state is a passive state, the control circuit of each one previously in
  • Transition activation state then assigns the light barrier, if this light barrier detects the leading door movement and the allocation of the
  • Transition activation state to one of these light barrier in the direction of movement of the door adjacent, previously not yet in the transition activation state located light barrier effected by the control circuit.
  • the photoelectric sensors in the passive state do not generate a safety signal that stops the closing movement of the door.
  • Object and advantages of the invention is to provide a device of the type described in the introduction for securing a driven movement element against unwanted collisions, which results in an improved safety situation with respect to a movement path of the moving element compared to the prior art.
  • This object is solved by the features of claim 1, 7 and 9, respectively.
  • the invention relates to a device for securing a driven movement element against unwanted collisions with lying on a predetermined path in the direction of movement of the moving element Obj ect, which comprises a photoelectric barrier arrangement with a plurality of in the direction of movement of the moving element successively arranged light barriers and an electronic unit with which the movement of the movement element as a function of a detected object in a safety mode can be stopped and / or reversed.
  • the electronic unit is designed to assign the light barriers different operating states, of which a first operating state is an active state in which the respective object detecting light barrier generates a signal which triggers the safety mode and a second operating state is provided.
  • the second operating state is a measuring state in which the respective object detecting light barrier generates a measuring signal which does not trigger the safety mode
  • the electronic unit is designed on the basis of a Time difference, which requires the movement element from a first photocell to a lying in the direction of movement of the moving element second light barrier, the time difference on the first and second photocells is determined, and a distance between the first and second photocells a third photocell preferably from the active state to the measurement state to transfer when the moving element is on the way between the second and third photocell and even before the moving element reaches the third light barrier.
  • the monitored area can be approximated relatively close to the zoomed motion element. Because the third light barrier can be switched from the active to the measuring state shortly before the arrival of the moving element with appropriate time calculation.
  • the electronic unit determines, for example from the time difference from the first to the second light barrier by triggering these light barriers, a time at which the third light barrier would be detected and switches the third light barrier in the measuring state in good time before this event occurs.
  • the electronic unit of a light barrier can also assign a passive state, in which neither a measurement signal nor a safety mode is triggered.
  • the passive state the j e election photoelectric z. B. be transferred when the moving element in the direction of movement triggers this photocell.
  • the corresponding light barrier is then transferred from the measurement state to the passive state.
  • the electronic unit assigns the electronic unit two light barriers, which triggers the movement element in a movement in the direction of movement in the light barrier arrangement as the first, the measurement state. If the movement element is located outside the light barrier arrangement before movement, these two light barriers are preferably the first two light barriers of a measuring field of the light barrier arrangement. However, it is also conceivable that the movement element is already in the measuring field of the light barrier arrangement. Then, preferably the two light barriers are assigned the measuring state to which the moving element first encounters a movement in the direction of movement.
  • the electronic unit adds a measurement signal of at least one third light barrier to the measurement signals of the first and second light barriers for the calculation of the movement of the movement element.
  • a fourth light barrier which lies in the path of movement in front of the moving element, can then be converted into the measuring state.
  • the electronic unit is preferably able to determine the speed of the movement element.
  • the electronic unit with the addition of at least one third light barrier, is able to determine the acceleration of the moving element.
  • the movement of the moving element in the direction of movement can be comparatively predict exactly.
  • the switching of operating states of the light barriers can be reduced to a minimum, resulting in a comparatively small gap between the monitored area and the moving element.
  • the light barrier arrangement comprises an indicator which indicates which light barrier is in the active state.
  • Another essential aspect of the invention resides in a design of the electronics unit such that light barriers which lie in the direction of movement on the path of the movement element are initially held in a passive state and only transferred from the passive state to an active state when the movement element moves in the direction of movement reaches the photocell in a given time.
  • the electronics unit with a light barrier arrangement for the control of several, z. B. two in opposite directions Movement elements is designed.
  • z. B. the movement of two mutually moving gate elements are hedged.
  • two light barriers in measuring mode are preferably each on opposite sides, which are first detected by the respective gate, ie the moving element during a movement in the direction of movement. All other procedures then correspond to what has been described above, with the exception that the safety mode then stops the movement of both gate elements as soon as an object is detected in the movement area.
  • the electronic unit is designed so that the light barriers are successively transferred to an active state when moving back a moving element. For this it is necessary that the light barriers are in 'a state of measurement. However, it is also conceivable to bring the light barriers into an active state only when the movement element is outside the monitored area.
  • the invention can be used wherever parts of machines or machine arrangements are moved relative to each other. This can be z. B. refer to the monitoring of moving parts on presses or punches.
  • FIG. 1 a schematic three-dimensional arrangement of a safety device for monitoring the movement of a gate
  • FIG. 2 shows the safety device shown in Figure 1 with gate in a schematic representation
  • FIG. 3 shows a section along the section line AA 'in FIG. 2,
  • FIG. 4 shows an embodiment corresponding to FIG. 3, but with an alternatively configured gate
  • FIGS. 5-1 to 5-V show various representations of a door movement with a detail of a safety device to illustrate the operation of the safety device
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a safety device in three-dimensional representation in a first position
  • FIG. 7 shows that shown in FIG
  • 9-1 to 9-III show different representations of gate positions with respect to a schematically illustrated safety device for an embodiment with counter-rotating gate elements in different gate positions.
  • Figure 1 shows a gate 1 with a leading edge 4, which is movable in a surface 5.
  • a light barrier arrangement 6 of a plurality of staggered in the direction of movement of the door 1 successively arranged light barriers 7-x.
  • the x is representative of an integer, z. B. a number 1, 2, 3, etc. and should also make it clear in view of the below that it is an arbitrary number of so designated elements, for. B. photocells (eg 7-1, 7-2, 7-3, ...) can act here.
  • the photoelectric sensors can in the visible or invisible light spectrum, z. B. work in the infrared range.
  • z. B. work in the infrared range.
  • the light barriers 7-x span a surface 11 which lies parallel to the movement surface 5 of the door 1 such that while the door 1 moves downwards along the movement path 2, 3 from the drawn position, the light barriers 7-x are covered successively ,
  • Is the door as shown schematically in FIG. 4, mainly from a flexible part Ib, it is not guaranteed that the photocells will be covered or covered when closing the door 1.
  • a profile Ib can be formed at the bottom of the door 1 so that it is able to cover the photocells 7-x, which it is currently passing, when closing the door 1.
  • the door 1 In the position shown in FIG. 1, the door 1 is located outside the surface 11 spanned by the light barriers 7-x. An obstacle 15 blocks the lowermost three light barriers, which is why the door 1 can not be closed.
  • FIG. 2 shows the light barrier arrangement 6 and the door 1 in a frontal view.
  • the door 1 is located outside the surface 11 spanned by the light barrier arrangement 6.
  • the light barriers 7-x are not interrupted by any obstacle in FIG. 2, which is why the door 1 can be closed.
  • a control circuit 13 With a conventional light curtain, the moment the door enters the monitored area, the door would be interpreted as an obstacle, whereupon a control circuit 13 would generate a signal activating a safety circuit 10 and thus stop the door 1.
  • the uppermost two light barriers 7-1, 7-2 are in a measuring state.
  • a measurement signal is output to the control circuit 13 (FIGS. 5-11 and 5-III) when the light barriers detect an obj ect in the form of the door 1.
  • this movement is preferably only interpreted as a door movement when the light barrier signal is emitted within a predetermined time corridor.
  • All remaining light barriers 7-x are in the active state, according to the specification of the control circuit 13. Based on the measurement signals of the two located in the measuring state light barriers, the control circuit 13 determines the time in which the light barrier 7-3 would detect the door 1 and switches them in time to the measuring state (see Figure 5-IV). If the door 1 continues to move, then a measurement signal is generated by the light barrier 7-3, which is in the measuring state (see FIG. 5-V), which is used to determine the time at which the light barrier 7-4 of FIG Gate 1 is blocked. This calculation can be based on the last two measurement signals, or on several previous measurement signals. In the latter case, in addition to the speed and the acceleration of the gate can be determined, making a more accurate prediction of the position of the gate 1 is possible. Before the light barrier 7-4 is detected by the gate 1, this is also transferred to the measuring state. This provides another measurement signal when the gate 1 passes the light barrier 7-4.
  • a light barrier 7-23, 7-24 is connected in order to be able to monitor the respective area immediately in front of the front edge 4 of the door 1 for obstacles (see FIGS. 7 and 8). If an obstacle 15 z. B. detected by the photocell 7-24 (see Figure 8), a signal activating the safety circuit 10 is generated and the gate stopped and opened.
  • each light barrier 7-2x can be provided with an indicator 16-x which indicates whether the light barrier 7-2x is active or not.
  • the indicator could z.
  • two light-emitting diodes 7-21, 7-22 each shine; 7-22, 7-23; 7-23, 7-24 associated light-emitting diodes 16-1, 16-2; 16-2, 16-3; 16-3, 16-4.
  • FIGS. 9-1 to III a gate closing from two sides is shown, as is shown in FIG. B. used in goods lifts.
  • This gate consists of two parts Ic, Id, which in opposite directions in z. B. move in the vertical direction. So that neither of the two parts Ic, Id are identified as an obstacle 15, the measuring state must be assigned in good time to the two light barriers 7-lc, 7-2c or 7-ld, 7-2d. This can happen in two ways:
  • the light barriers 7-xc determine the speed of the upper half of the door Ic and the measuring state is assigned to the light barriers 7-xc and 7-xd at the same time on the basis of these signals.
  • a second possibility is that the light barriers 7-xc determine the speed of the door half Ic and that the measuring state of the light barriers 7-xc is assigned on the basis of this speed.
  • the light barriers 7-xd autonomously determine the speed of the door half Id and the measuring state is assigned to the respective light barriers 7-xd on the basis of their measuring signals.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements (1) gegen ungewollte Kollisionen mit einem auf einen vorbestimmten Bewegungsweg in Bewegungsrichtung des Bewegungselements (1) liegenden Objekt (15) vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtschrankenanordnung mit mehreren nacheinander angeordneten Lichtschranken sowie eine Elektronikeinheit, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements in Abhängigkeit von einem detektierten Objekt in einem Sicherheitsmodus stoppbar und/oder reversierbar ist. Die Elektronikeinheit kann den Lichtschranken unterschiedliche Betriebszustände zuordnen. Ein erster Betriebszustand ist ein Aktivzustand, in welchem der Sicherheitsmodus ausgelöst wird. Ausserdem ist ein zweiter Betriebszustand vorgesehen. Erfindungsgemäss ist der zweite Betriebszustand ein Messzustand, in dem der Sicherheitsmodus nicht ausgelöst wird. Die Elektronikeinheit ordnet in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz, die das Bewegungselement (1) von einer ersten Lichtschranke zu einer zweiten Lichtschranke benötigt einer dritten Lichtschranke rechtzeitig den Messzustand zu, bevor das Bewegungselement die dritte Lichtschranke erreicht.

Description

"Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements gegen ungewollte Kollisionen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik:
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 902 157 Bl ist eine Sicherheitseinrichtung für vorzugsweise vertikal bewegte motorisch angetriebene Tore, wie z . B . Segment- oder Rolltore bekannt, deren Torblatt geführt bewegbar ist . Die Bewegungsbahn einer vorlaufenden Torkante wird von einer Lichtschrankenanordnung überwacht . Die
Lichtschrankenanordnung weist zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei bzw. eine Vielzahl von in Bewegungsrichtung des Tores gestaffelt angeordneten, vorzugsweise parallele Lichtschranken auf, die auf einer Seite des Tores Licht aussenden und auf der anderen Seite des Tores Licht empfangen oder reflektieren. Die Sicherheitseinrichtung umfasst eine Sicherheitsschaltung, mit der die Schließbewegung des Tores gestoppt wird, wenn ein Hindernis in der Bahn des Tores
BESTATiGUNGSKOPIE erfasst wird. Die Lichtschrankenanordnung ist derart ausgelegt, dass die von den Lichtschranken definierte Fläche mit der von der vorlaufenden Torkante überstrichenen Bewegungsfläche zumindest eine Linie gemeinsam hat . Den Lichtschranken kann in Abhängigkeit von der Position und der Bewegung des Tores verschiedene Aktivierungszustände zugeordnet werden . Ein Aktivierungszustand ist ein Übergangsaktivierungszustand, den eine Steuerschaltung mindestens einer der vorlaufenden Torkante nächstliegenden, sie aber noch nicht erfassenden Lichtschranke zuordnet, derart, dass diese mindestens eine Lichtschranke beim darauffolgenden Erfassen der vorlaufenden Torkante kein die Sicherheitsschaltung auslösendes Signal abgibt . Ein weiterer Aktivierungszustand ist ein Passivzustand, den die Steuerschaltung jeweils einer zuvor im
Übergangsaktivierungszustand befindlichen Lichtschranke dann zuordnet, wenn diese Lichtschranke die vorlaufende Torbewegung erfasst und der die Zuteilung des
Übergangsaktivierungszustands an eine dieser Lichtschranke in Bewegungsrichtung des Tores benachbarte, zuvor noch nicht im Übergangsaktivierungszustand befindliche Lichtschranke durch die Steuerschaltung bewirkt . Die Lichtschranken im Passivzustand erzeugen kein Sicherheitssignal, mit dem die Schließbewegung des Tores gestoppt wird.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
Aufgabe und Vorteile der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend bezeichneten Art zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements gegen ungewollte Kollisionen bereitzustellen, die eine im Vergleich zum Stand der Technik eine verbesserte Sicherheitssituation hinsichtlich eines Bewegungsweges des Bewegungselements ergibt . Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1, 7 bzw. 9 gelöst .
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben .
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements gegen ungewollte Kollisionen mit auf einem vorbestimmten Bewegungsweg in Bewegungsrichtung des Bewegungselement liegenden Obj ekt aus , welche eine Lichtschrankenanordnung mit einer Mehrzahl von in der Bewegungsrichtung des Bewegungselements nacheinander angeordneten Lichtschranken sowie eine Elektronikeinheit umfasst, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements in Abhängigkeit von einem detektierten Obj ekt in einem Sicherheitsmodus stoppbar und/oder reversierbar ist . Dabei ist die Elektronikeinheit dazu ausgelegt, den Lichtschranken unterschiedliche Betriebszustände zuzuordnen, wovon ein erster Betriebszustand ein Aktivzustand ist, in dem die j eweilige ein Obj ekt erfassende Lichtschranke ein Signal erzeugt, das den Sicherheitsmodus auslöst und ein zweiter Betriebszustand vorgesehen ist . Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass der zweite Betriebszustand ein Messzustand ist, in dem die j eweilige, ein Obj ekt erfassende Lichtschranke, ein Messsignal erzeugt, das den Sicherheitsmodus nicht auslöst, und dass die Elektronikeinheit dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage einer Zeitdifferenz, die das Bewegungselement von einer ersten Lichtschranke zu einer in Bewegungsrichtung des Bewegungselements liegenden zweiten Lichtschranke benötigt, wobei die Zeitdifferenz über die erste und zweite Lichtschranke bestimmbar ist, sowie eines Abstands zwischen der ersten und zweiten Lichtschranke eine dritte Lichtschranke vorzugsweise vom Aktivzustand in den Messzustand zu überführen, wenn das Bewegungselement sich auf dem Weg zwischen zweiter und dritter Lichtschranke befindet und noch bevor das Bewegungselement die dritte Lichtschranke erreicht . Insbesondere für den Fall, dass die dritte Lichtschranke vom Aktivzustand in den Messzustand gebracht wird, kann durch diese Vorgehensweise der überwachte Bereich vergleichsweise dicht an das herangeführte Bewegungselement angenähert werden . Denn die dritte Lichtschranke kann bei entsprechender Zeitberechnung erst kurz vor Eintreffen des Bewegungselements vom Aktiv- in den Messzustand geschaltet werden.
Bei der in der EP 0 902 157 Bl offenbarten Anordnung findet eine Umschaltung im Gegensatz hierzu schon dann statt, wenn das Bewegungselement die in Bewegungsrichtung vor einer umzuschaltenden Lichtschranke liegende Lichtschranke auslöst . Der überwachte Bereich bis zum Bewegungselement hat somit immer mindestens eine Lücke von einem Lichtschrankenabstand in Bewegungsrichtung des Bewegungselements betrachtet .
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ermittelt die Elektronikeinheit beispielsweise aus der Zeitdifferenz von der ersten zur zweiten Lichtschranke durch Auslösen dieser Lichtschranken eine Zeit, zur welcher die dritte Lichtschranke erfasst werden würde und schaltet rechtzeitig, bevor dieses Ereignis eintritt, die dritte Lichtschranke in den Messzustand.
Vorzugsweise kann die Elektronikeinheit einer Lichtschranke auch einen Passivzustand zuordnen, in welchem weder ein Messsignal noch ein Sicherheitsmodus ausgelöst wird. In den Passivzustand kann die j eweilige Lichtschranke z . B . dann überführt werden, wenn das Bewegungselement in Bewegungsrichtung diese Lichtschranke auslöst . Beispielsweise wird die entsprechende Lichtschranke dann vom Mess- in den Passivzustand überführt .
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ordnet die Elektronikeinheit zwei Lichtschranken, welche das Bewegungselement bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung in der Lichtschrankenanordnung als erste auslöst, den Messzustand zu . Befindet sich das Bewegungselement vor einer Bewegung außerhalb der Lichtschrankenanordnung, sind diese beiden Lichtschranken vorzugsweise die beiden ersten Lichtschranken eines Messfeldes der LichtSchrankenanordnung. Es ist j edoch auch denkbar, dass sich das Bewegungselement bereits im Messfeld der Lichtschrankenanordnung befindet . Dann wird vorzugsweise den beiden Lichtschranken der Messzustand zugeordnet, auf welche das Bewegungselement bei einer Bewegung in der Bewegungsrichtung als erste trifft .
Um die Zuverlässigkeit von Bewegungsinformationen über die Bewegung des Bewegungselements zu verbessern, wird im Weiteren vorgeschlagen, dass die Elektronikeinheit zu den Messsignalen der ersten und zweiten Lichtschranke für die Berechnung der Bewegung des Bewegungselements ein Messsignal wenigstens einer dritten Lichtschranke hinzunimmt . Auf dieser Grundlage kann dann eine vierte Lichtschranke, die im Bewegungsweg vor dem Bewegungselement liegt, in den Messzustand überführt werden .
Aus einer Erfassung der Zeit zwischen der ersten und der zweiten Lichtschranke unter Hinzunahme der Distanz der ersten und zweiten Lichtschranke ist die Elektronikeinheit vorzugsweise in der Lage, die Geschwindigkeit des Bewegungselements zu bestimmen .
Im Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Elektronikeinheit unter Hinzunahme wenigstens einer dritten Lichtschranke in der Lage ist, die Beschleunigung des Bewegungselements zu bestimmen .
Mit derartigen Messgrößen lässt sich die Bewegung des Bewegungselements in der Bewegungsrichtung vergleichsweise exakt vorhersagen . Damit kann die Umschaltung von Betriebszuständen der Lichtschranken auf ein Minimum reduziert werden, woraus sich ein vergleichsweise kleiner Spalt ergibt zwischen dem überwachten Bereich und dem Bewegungselement .
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtschrankenanordnung einen Indikator, der anzeigt, welche Lichtschranke im Aktivzustand ist . Dies hat den Vorteil, dass ein Benutzer ohne weiteres erkennen kann, ob ein bestimmtes Gebiet von Lichtschranken überwacht wird.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt in einer Auslegung der Elektronikeinheit derart, dass Lichtschranken, die auf dem Weg des Bewegungselements in Bewegungsrichtung liegen, zunächst in einem Passivzustand gehalten werden und vom Passivzustand in einen Aktivzustand erst dann überführt werden, wenn das Bewegungselement bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung die Lichtschranke in einer vorgegebenen Zeit erreicht .
Dies hat den Vorteil, dass ein Bereich, der vor dem Bewegungsweg des Bewegungselements liegt, ohne Einfluss auf die Sicherheitsvorrichtung z . B . von Personen begangen werden kann. Solange sich das Bewegungselement nicht auf diesen Bereich zubewegt, ist eine diesbezügliche Überwachung auch gar nicht erforderlich . Bei einer Bewegung des Bewegungselements schiebt das Bewegungselement dann sozusagen eine Aktiv-Lichtschranke oder auch mehrere Aktiv- Lichtschranken vor sich her, die den Sicherheitsmodus auslöst bzw . auslösen, wenn ein Obj ekt von einer aktiven Lichtschranke erfasst wird.
Im Weiteren ist es besonders bevorzugt, wenn die Elektronikeinheit mit einer Lichtschrankenanordnung für die Steuerung von mehreren, z . B . zwei sich gegenläufig bewegenden Bewegungselementen ausgelegt ist . Durch diese Maßnahme kann z . B . die Bewegung von zwei sich aufeinander zu bewegenden Torelementen abgesichert werden . In diesem Fall sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten j eweils zwei Lichtschranken im Messmodus, die vom jeweiligen Tor, also dem Bewegungselement bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung zunächst erfasst werden . Alle weiteren Abläufe entsprechen dann dem zuvor Geschilderten, mit der Ausnahme, dass der Sicherheitsmodus dann die Bewegung von beiden Torelementen stoppt, sobald ein Obj ekt im Bewegungsbereich detektiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn die Elektronikeinheit so ausgebildet, dass beim Zurückfahren eines Bewegungselements die Lichtschranken sukzessive in einen Aktivzustand überführt werden. Hierzu ist es nötig, dass die Lichtschranken sich in ' einem Messzustand befinden. Es ist aber auch denkbar Lichtschranken erst dann in einen Aktivzustand zu bringen, wenn das Bewegungselement sich außerhalb des überwachten Bereichs befindet .
Die Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo Teile von Maschinen oder Maschinenanordnungen relativ zueinander bewegt werden . Dies kann sich z . B . auf die Überwachung von Bewegungsteilen an Pressen oder Stanzen beziehen .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele :
Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert . Es zeigen Figur 1 in schematischer dreidimensionaler Anordnung eine Sicherheitsvorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Tors,
Figur 2 die in Figur 1 dargestellte Sicherheitsvorrichtung mit Tor in schematischer Darstellung,
Figur 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie AA' in Figur 2 ,
Figur 4 eine zu Figur 3 entsprechende Ausführungsform, jedoch mit einem alternativ ausgestalteten Tor,
Figuren 5-1 bis 5-V verschiedene Darstellungen einer Torbewegung mit ausschnittsweise dargestellter SicherheitsVorrichtung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der SicherheitsVorrichtung,
Figur 6 eine weitere Ausführungsform einer Sicherheitsvorrichtung in dreidimensionaler Darstellung in einer ersten Position,
Figur 7 die in Figur 6 dargestellte
Ausführungsform in einer zweiten
Position,
Figur 8 die in Figur 6 und 7 dargestellte Ausführungsform in einer dritten Position, und Figuren
9-1 bis 9-III unterschiedliche Darstellungen von Torpositionen in Bezug auf eine schematisch abgebildete Sicherheitsvorrichtung für eine Ausführungsform mit gegenläufig sich schließenden Torelementen in unterschiedlichen Torpositionen .
Figur 1 zeigt ein Tor 1 mit einer vorlaufenden Kante 4 , die in einer Fläche 5 bewegbar ist . Entlang dem Bewegungsweg 2 , 3 des Tors befindet sich eine Lichtschrankenanordnung 6 aus einer Mehrzahl von in Bewegungsrichtung des Tors 1 gestaffelt nacheinander angeordneten Lichtschranken 7-x . Das x ist stellvertretend für eine ganze Zahl, z . B . eine Nummer 1, 2, 3 usw. und soll auch im Hinblick auf das Untenstehende verdeutlichen, dass es sich um eine beliebige Anzahl von damit bezeichneten Elementen, z . B . hier Lichtschranken (z . B . 7-1, 7-2 , 7-3, ... ) handeln kann .
Auf einer Seite 8 des Tors 1 befinden sich beispielsweise Sender und auf der gegenüberliegenden Seite 9 dazu entsprechend angeordnete Empfänger . Die Lichtschranken können im sichtbaren oder unsichtbaren Lichtspektrum, z . B. im Infrarotbereich arbeiten . Anstatt einer Anordnung aus Sender und Empfänger auf gegenüberliegenden Seiten ist auch eine Anordnung eines Senders und Empfängers auf der gleichen Seite mit gegenüberliegend angeordnetem Reflektor denkbar. Die Lichtschranken 7-x spannen eine Fläche 11 auf, die parallel zur Bewegungsfläche 5 des Tors 1 derart liegt, dass während das Tor 1 sich entlang des Bewegungswegs 2, 3 aus der gezeichneten Position nach unten bewegt, die Lichtschranken 7-x sukzessive abgedeckt werden .
Besteht das Tor, wie in Figur 4 schematisch dargestellt, überwiegend aus einem flexiblen Teil Ib, so ist nicht sicher gewährleistet, dass die Lichtschranken beim Schließen des Tors 1 abgedeckt werden bzw. abgedeckt bleiben . Um dagegen Abhilfe zu leisten, kann ein Profil Ib am unteren Rand des Tors 1 so geformt sein, dass es beim Schließen des Tors 1 die Lichtschranken 7-x, an denen es gerade vorbeifährt, abzudecken vermag . Bei dieser Ausgestaltung ist es außerdem vorteilhaft, wenn die Lichtschranken nach dem Vorbeifahren des Profils in den Passivzustand überführt werden, wenn sich das Tor 1 schließt .
In der Figur 1 gezeigten Position befindet sich das Tor 1 außerhalb der von den Lichtschranken 7-x aufgespannten Fläche 11. Ein Hindernis 15 blockiert die untersten drei Lichtschranken, weshalb das Tor 1 nicht geschlossen werden kann .
Figur 2 zeigt die Lichtschrankenanordnung 6 sowie das Tor 1 in einer Frontalansicht . Entsprechend wie in Figur 1 befindet sich das Tor 1 außerhalb der von der Lichtschrankenanordnung 6 aufgespannten Fläche 11. Die Lichtschranken 7-x werden in Figur 2 von keinem Hindernis unterbrochen, weshalb das Tor 1 geschlossen werden kann. Mit einem herkömmlichen Lichtvorhang würde in dem Moment, in dem das Tor in die überwachte Fläche hineinfährt, das Tor als Hindernis interpretiert, wonach eine Steuerschaltung 13 ein eine Sicherheitsschaltung 10 aktivierendes Signal erzeugen und damit das Tor 1 anhalten würde .
Erfindungsgemäß wird dies folgendermaßen verhindert :
In Figur 5-1 befinden sich die obersten zwei Lichtschranken 7-1, 7-2 in einem Messzustand. Dadurch wird ein Messsignal an die Steuerschaltung 13 abgegeben ( Figur 5-11 und 5-III) , wenn die Lichtschranken ein Obj ekt in Form des Tors 1 detektieren . Vorzugsweise wird diese Bewegung j edoch erst als Türbewegung interpretiert, wenn das Lichtschrankensignal innerhalb eines vorgegebenen Zeitkorridors abgegeben wird.
Alle verbleibenden Lichtschranken 7-x befinden sich im Aktivzustand, entsprechend der Vorgabe der Steuerschaltung 13. Anhand der Messsignale der beiden sich im Messzustand befindlichen Lichtschranken ermittelt die Steuerschaltung 13 den Zeitpunkt, in welchem die Lichtschranke 7-3 das Tor 1 erfassen würde und schaltet diese rechtzeitig in den Messzustand (siehe Figur 5-IV) . Fährt das Tor 1 weiter, so wird von der Lichtschranke 7-3 , die sich im Messzustand befindet, ein Messsignal erzeugt ( siehe Figur 5-V) , das verwendet wird, um den Zeitpunkt zu ermitteln, in welchem die Lichtschranke 7-4 vom Tor 1 blockiert wird. Diese Berechnung kann auf den letzten zwei Messsignalen, oder auf mehreren vorherigen Messsignalen basieren . Im letzteren Fall kann neben der Geschwindigkeit auch die Beschleunigung des Tors ermittelt werden, womit eine genauere Vorhersage über die Position des Tors 1 möglich ist . Bevor die Lichtschranke 7-4 vom Tor 1 erfasst wird, wird auch diese in den Messzustand überführt . Damit steht ein weiteres Messsignal zur Verfügung, wenn das Tor 1 die Lichtschranke 7-4 passiert .
Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform sind, wenn das Tor 1 geöffnet ist, nicht alle Lichtschranken 7-2x im Aktivzustand. Aktiv sind lediglich die Lichtschranke 7-21 sowie 7-22 vor der gefährlichen vorderen Kante 4 des Tors 1. Dadurch dass die übrigen Lichtschranken in dieser Position passiv sind, kann es möglich sein, dass sich Obj ekte in einem Teil der Überwachungsfläche befinden, ohne dass die Sicherheitsschaltung 10 aktiviert wird. Denn dieser Teil der Überwachungsfläche wird aufgrund der passiven Lichtschranken 7-23, 7-24 , ... in der gezeigten Situation noch nicht überwacht . Dadurch kann z . B . eine Person, ohne auf den Überwachungsvorgang Einfluss zu nehmen, unterhalb des Tors 1 hindurchgehen, sofern die Lichtschranken 7-21, 7-22 dabei nicht unterbrochen werden .
Beim nach unten Fahren des Tors 1 wird j eweils eine Lichtschranke 7-23, 7-24 dazugeschaltet, um den jeweiligen Bereich unmittelbar vor der vorderen Kante 4 des Tors 1 auf Hindernisse überwachen zu können (siehe Figur 7 und 8 ) . Wird eine Hindernis 15 z . B . von der Lichtschranke 7-24 ( siehe Figur 8 ) erfasst, so wird ein die Sicherheitsschaltung 10 aktivierendes Signal erzeugt und das Tor angehalten und geöffnet .
Um deutlich zu machen, welcher Bereich unterhalb des Tors überwacht wird, kann j ede Lichtschranke 7-2x mit einem Indikator 16-x versehen werden, der anzeigt, ob die Lichtschranke 7-2x aktiv ist oder nicht . Der Indikator könnte z . B . eine Leuchtdiode 16-x sein, die, wenn die zugehörige Lichtschranke 7-2x aktiv ist, sichtbares Licht ausstrahlt . In den Figuren 6 bis 8 leuchten j eweils zwei den Lichtschranken 7-21 , 7-22 ; 7-22 , 7-23 ; 7-23 , 7-24 zugeordnete Leuchtdioden 16-1, 16-2; 16-2 , 16-3; 16-3 , 16-4.
In den Figuren 9-1 bis III wird ein von zwei Seiten sich schließendes Tor gezeigt, wie es z . B . in Warenaufzügen zum Einsatz kommt . Dieses Tor besteht aus zwei Teilen Ic, Id, die sich beim Schließen gegenläufig in z . B . vertikaler Richtung bewegen . Damit keine der beiden Teile Ic, Id als Hindernis 15 identifiziert werden, muss rechtzeitig den beiden Lichtschranken 7-lc, 7-2c bzw. 7-ld, 7-2d der Messzustand zugeordnet werden . Dies kann auf zwei Arten passieren :
a) Die Lichtschranken 7-xc bestimmen die Geschwindigkeit der oberen Torhälfte Ic und der Messzustand wird anhand dieser Signale den Lichtschranken 7-xc und 7-xd gleichzeitig zugeordnet . b) Eine zweite Möglichkeit besteht darin, dass die Lichtschranken 7-xc die Geschwindigkeit der Türhälfte Ic ermitteln und dass anhand dieser Geschwindigkeit der Messzustand der Lichtschranken 7-xc zugeordnet wird. Die Lichtschranken 7-xd bestimmen selbständig die Geschwindigkeit der Torhälfte Id und der Messzustand wird den j eweiligen Lichtschranken 7-xd anhand deren Messsignale zugeordnet .

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zur Absicherung eines angetriebenen Bewegungselements ( 1, Ib, Ic, Id) gegen ungewollte Kollisionen mit einem auf einem vorbestimmten Bewegungsweg in Bewegungsrichtung des Bewegungselements ( 1, Ib, Ic, Id) liegenden Obj ekt ( 15 ) , welche eine Lichtschrankenanordnung ( 6) mit einer Mehrzahl von in der Bewegungsrichtung des Bewegungselements (1, Ib, Ic, Id) nacheinander angeordnete Lichtschranken (7-x, 7-lx, 7-2x, 7-xc, 7-xd) sowie eine Elektronikeinheit ( 10 , 13) umfasst, mit welcher die Bewegung des Bewegungselements in Abhängigkeit von einem detektierten Obj ekt ( 15 ) in einem Sicherheitsmodus stoppbar und/oder reversierbar ist, wobei die Elektronikeinheit ( 10, 13 ) dazu ausgelegt ist, den Lichtschranken ( 7-x, 7-lx, 7-2x, 7-xc, 7- xd) unterschiedliche Betriebszuständige zuzuordnen, wobei ein erster Betriebszustand ein Aktivzustand ist, in dem die jeweilige ein Objekt (15) erfassende Lichtschranke (7-x, 7- Ix, 7-2x, 7-xc, 7-xd) ein Signal erzeugt, das den Sicherheitsmodus auslöst und ein zweiter Betriebszustand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betriebszustand ein Messzustand ist, in dem die j eweilige ein Obj ekt ( 15 ) erfassende Lichtschranke ein Messsignal erzeugt, das den Sicherheitsmodus nicht auslöst, und dass die Elektronikeinheit (10, 13 ) dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage einer Zeitdifferenz, die das Bewegungselement (1, Ib, Ic, Id) von einer ersten Lichtschranke (7-1, 7-11, 7-21, 7-lc, 7-ld) zu einer in Bewegungsrichtung des Bewegungselements (1, Ib, Ic, Id) liegenden zweiten Lichtschranke ( 7-2 , 7-12, 7-22 , 7-2c, 7-2d) benötigt, wobei die Zeitdifferenz über die erste und zweite Lichtschranke bestimmbar ist, sowie eines Abstands zwischen der ersten und zweiten Lichtschranke eine dritte Lichtschranke (7-3 , 7-13, 7-23, 7-3c, 7-3d) in den Messzustand zu überführen, wenn das Bewegungselement ( 1 ) sich auf dem Weg zwischen zweiter und dritter Lichtschranke befindet und noch bevor das Bewegungselement die dritte Lichtschranke (7-3, 7-13, 7-23, 7-3c, 7-3d) erreicht .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit ( 10 , 13 ) zwei Lichtschranken ( 7-1 , 7-11, 7-21, 7-lc, 7-ld, 7-2 , 7-12 , 7-22 , 7-2c, 7-2d) , welche das Bewegungselement ( 1, Ib, Ic, Id) bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung in der Lichtschrankenanordnung ( 6) auslöst den Messzustand zuordnet .
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (10, 13) dazu ausgebildet ist, zu den Messsignalen der ersten und zweiten Lichtschranke (7-2 , 7-12 , 7-22 , 7-2c, 7-2d, 7-1 , 7- 11, 7-21, 7-lc, 7-ld) ein Messsignal wenigstens einer dritten Lichtschranke (7-3, 7-13, 7-23, 7-3c, 7-3d) hinzuzunehmen, um eine Überführung einer vierten Lichtschranke (7-4 ) in den Messzustand vorzunehmen .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Elektronikeinheit ( 10, 13 ) aus der Erfassung der Zeit, die das Bewegungselement (1, Ib, Ic, Id) von einer ersten zu wenigstens einer zweiten Lichtschranke benötigt, die Geschwindigkeit des Bewegungselements ( 1, Ib, Ic, Id) bestimmbar ist .
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Elektronikeinheit aus der Erfassung der Zeit, die das Bewegungselement ( 1 ) von einer ersten zu einer zweiten und von der zweiten zu wenigstens einer dritten Lichtschranke benötigt, die Beschleunigung des Bewegungselements ( 1, Ib, Ic, Id) bestimmbar ist .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschrankenanordnung ( β) einen Indikator (lβ-x) umfasst, der anzeigt, welche Lichtschranke (7-2x) im Aktivzustand ist .
7. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit
(10, 13) dazu ausgelegt ist, Lichtschranken (7-2x) , die auf dem Weg des Bewegungselements (1) in Bewegungsrichtung liegen zunächst in einem Passivzustand zu halten und vom Passivzustand in einen Aktivzustand erst dann zu schalten, wenn das Bewegungselement (1) bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung die Lichtschranke ( 7-2x) in einer vorgegebenen Zeit erreicht .
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (10, 13) mit Lichtschrankenanordnung ( β) für die Steuerung von mehreren Bewegungselementen (Ic, Id) ausgelegt ist .
9. Anwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung eines Tores (1, Ib, Ic, Id) .
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