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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schutztürsystem
mit einer schließ-
und öffenbaren
Türeinheit
und einer Schaltereinheit, sowie ferner auf ein Verfahren zum Schließen eines
Gehäuses und
ein Verfahren zum Öffnen
eines Gehäuses.
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Werkzeugmaschinen
und auch ganze Bearbeitungszentren werden üblicherweise mit Schutzgehäusen bzw.
Kapselungen ausgestattet, um eine Gefährdung der Benutzer zu vermeiden.
Eine Gefährdung
der Benutzer kann beispielsweise gegeben sein aufgrund von bewegten
Maschinenteilen, herausgeschleuderten Werkstücken oder Werkzeugen, Chemikalien,
Laserstrahlen, Verpuffungen, Explosionen und hohem Lärmpegel.
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In
den Schutzgehäusen
werden oft Maschinentüren
verwendet. Diese Maschinentüren
sorgen für
eine räumliche
Trennung von Benutzer und Werkzeugmaschine, erlauben aber auch einen
Zugriff auf die Maschinen im Inneren des Schutzgehäuses. In der
Regel handelt es sich bei den Maschinentüren um linear bewegte Türen. Um
einen sicheren Schutz vor den oben genannten Gefahren zu gewährleisten, haben
die Maschinentüren
oft eine große
Masse. Um die Rüstzeiten
zu reduzieren, werden die Türen
häufig
automatisch bewegt, d.h. mit einem Antrieb ausgerüstet. Die
Antriebe werden in der Regel elektrisch oder pneumatisch betätigt.
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Ein
Beispiel für
eine derartige Sicherheitsverriegelung ist in der
DE 103 07 043 A1 offenbart. Dort
sind zwei Schwenktüren
als Maschinentür
vorgesehen, die beide gleichzeitig verriegelt werden können, indem
eine der Schwenktüren
mit einer Zuhaltung versehen ist und die zweite Schwenktür verschließend überlappt.
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Insbesondere
auf schnelles Schließen
optimierte Maschinentüren
mit hoher Masse sind aber ihrerseits wieder eine Gefahrenquelle
für die
Benutzer. Insbesondere kann es bei zu schnellem Schließen zu Quetschungen
am Benutzer kommen. Um dem entgegenzuwirken werden bisher druckempfindliche Schutzeinrichtungen,
wie z.B. Stoßleisten
oder Druckwellenkontakte, und berührungslose Schutzeinrichtungen
wie etwa Lichtschranken, Lichtgitter, Laserscanner, Bewegungsmelder
und Druckmatten verwendet. Die Schutzeinrichtungen müssen so
positioniert sein, dass sie den Benutzer erkennen und den Türantrieb
stoppen, bevor der Benutzer die Maschinentür erreicht hat. Druckempfindliche
Schutzeinrichtungen sind bei hohen Türgeschwindigkeiten und/oder
hohen Türmassen
nicht oder nur schlecht einsetzbar. Berührungslose Schutzeinrichtungen
benötigen
viel Platz, sind empfindlich gegen Verschmutzung und störanfällig und
außerdem
vergleichsweise teuer.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die auch bei schweren Maschinentüren ein für Benutzer ungefährliches
Schließen
erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Schutztürsystem
mit einer schließ-
und öffenbaren
Türeinheit
und einer Schaltereinheit, wobei die Türeinheit und die Schaltereinheit
derart miteinander zusammenwirken, dass die Schaltereinheit sich
im eingeschalteten Zustand befindet, wenn die Türeinheit sich im geschlossenen
Zustand befindet, und sie sich im ausgeschalteten Zustand befindet,
wenn sich die Türeinheit
im offenen Zustand befindet.
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Ein
solches Schutztürsystem
eignet sich als Ersatz für
die oben genannten Schutzsysteme. Statt beispielsweise über Lichtschranken
wird über
die Betätigung
der Türeinheit
detektiert, ob ein Schließvorgang
einer Maschinenkapsel durchgeführt
werden kann, indem durch Schließen
der Türeinheit
die damit verbundene Schaltereinheit eingeschaltet wird. Dieses
Signal kann u.a. dafür
genutzt werden, ein Schließen
der eigentlichen Maschinentüren
zu veranlassen. Das erfindungsgemäße Schutztürsystem mit zusätzlicher
Türeinheit
und Schaltereinheit lässt sich
ohne größeren Aufwand
an bestehenden Maschinenkapseln nachrüsten. Denn es ist nicht notwendig,
grundlegend in vorhandene elektrische Steuerungen der bereits vorhandenen
Maschinentür(en)
einzugreifen. Es ist ausreichend, mit Hilfe der Schaltereinheit
des Schutztürsystems
einen Einschaltvorgang der Steuerung vorzunehmen.
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Vorteilhafterweise
weist das Schutztürsystem
eine Verriegelungseinheit auf, die derart mit der Schaltereinheit
und der Türeinheit
zusammenwirkt, dass sie die Türeinheit
verriegelt, wenn die Schaltereinheit sich im eingeschalteten Zustand
befindet. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Türeinheit,
während
die Schaltereinheit im eingeschalteten Zustand ist, nicht geöffnet werden
kann. Dies erhöht
insbesondere dann die Sicherheit, wenn bei geschlossener Türeinheit
dahinter gefährliche
Prozesse ablaufen, die von der eingeschalteten Schaltereinheit gestartet
werden können,
oder Maschinentüren
mit hohem Impuls geschlossen werden. Denn es wird verhindert, dass
jemand aus Unachtsamkeit die Türeinheit
währenddessen öffnet und
sich und seine Umgebung dadurch gefährdet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Türeinheit vor einer zweiten
schließ-
und öffenbaren
Türeinheit
angeordnet, die einen automatischen Antrieb aufweist, wobei die
zweite Türeinheit
mit der Schaltereinheit derart zusammenwirkt, dass der automatische
Antrieb die zweite Türeinheit
schließt,
wenn die Schaltereinheit sich im eingeschalteten Zustand befindet.
Durch Schließen
der ersten Türeinheit
wird sichergestellt, dass sich kein Benutzer mehr im Bereich der
zweiten Türeinheit
befindet und daher die zweite Türeinheit mit
beliebiger Geschwindigkeit geschlossen werden kann, ohne einen Benutzer
zu gefährden.
Denn die erste Türeinheit übernimmt
die Funktion eines Schutzschildes. Ausführungsformen mit zwei Türeinheiten
sind nicht nur für
das Nachrüsten
von Maschinenkapseln geeignet, sondern können bei der Herstellung von
Maschinenkapseln eingebaut werden, wobei die zweite Türeinheit
als eigentliche Maschinentür
dient, die die für
die jeweilige Maschine erforderlichen Sicherheitsbestimmungen erfüllt und
mittels Antriebseinheit mit hoher Geschwindigkeit geschlossen werden
kann.
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Besonders
bevorzugt sind beide Türeinheiten
hintereinander angeordnet. Dadurch wird bei erhöhter Sicherheit der Platzbedarf
reduziert.
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Ganz
besonders bevorzugt wird die erste Türeinheit als leichte und daher
manuell oder auch mit einem nur kleinen Antrieb schließbare Schutztür ausgebildet.
Abgesehen davon, dass die erste Türeinheit und die dazugehörige Schaltereinheit
ohne größere Kosten
oder Aufwand zur Verfügung
gestellt werden kann, ist weiterhin vorteilhaft, dass nur die erste
Türeinheit
in die ästhetische
Gestaltung einer Maschinenkapsel eingebunden werden und mit der notwendigen
Lackierung und kundenspezifischen Formen versehen werden muss. Die
zweite Türeinheit
kann hingegen in Hinblick auf die Sicherheitsanforderungen optimiert
und weitgehend standardisiert werden, wodurch sich die Produktionskosten
verringern lassen.
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Vorteilhafterweise
weist das erfindungsgemäße Schutztürsystem
mit zwei Türeinheiten
eine zweite Schaltereinheit auf, die derart mit der ersten Türeinheit
zusammenwirkt, dass die zweite Schaltereinheit sich im ausgeschalteten
Zustand befindet, wenn die erste Türeinheit sich im geschlossenen
Zustand befindet, und sie sich im eingeschalteten Zustand befindet,
wenn sich die erste Türeinheit
im offenen Zustand befindet. Dabei wirkt die zweite Türeinheit
mit der zweiten Schaltereinheit derart zusammen, dass der automatische
Antrieb die zweite Türeinheit öffnet, wenn
die zweite Schaltereinheit sich im eingeschalteten Zustand befindet.
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Das
Signal der zweiten Schaltereinheit wird somit genutzt, um ein Öffnen der
eigentlichen Maschinentüren
zu veranlassen. Die erste Türeinheit
in Verbindung mit den zwei Schaltereinheiten kann dadurch die Funktion
von Bedientasten zum Schließen und Öffnen von
Maschinentüren übernehmen.
Zusätzliche
Bedienteile zu diesem Zwecke können
daher bei mit dem erfindungsgemäßen Schutztürsystem
aus- oder nachgerüsteten
Maschinenkapseln weggelassen werden. Auch hier wird besonders bevorzugt
die zweite, hintere Türeinheit
als eigentliche Maschinentür
genutzt, während
die erste, vordere Türeinheit
als leicht bedienbare Schutztür
dient
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Vorteilhafterweise
weist das Schutztürsystem
eine Detektoreinheit zur Detektion auf, ob die zweite Türeinheit
geöffnet
oder geschlossen ist. Das Detektorsignal kann vielfältig eingesetzt
werden. Beispielsweise können
mit dem Detektorsignal, dass die zweite Türeinheit geschlossen oder wieder
geöffnet ist,
Maschinen oder Prozesse gestartet oder gestoppt werden, oder bei
Verriegelung der ersten Türeinheit
während
des Schließens
der zweiten Türeinheit
die erste Türeinheit
nach vollständigem
Schließen
oder erneutem Öffnen
der zweiten Türeinheit
die erste Türeinheit
wieder freigegeben werden. Dies erhöht einerseits den Automatisierungsgrad,
andererseits erhöht
es die Sicherheit und reduziert ggf. weiter den Platzbedarf, da
eventuell auf eine Bedienungskonsole verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise
weist die zweite Türeinheit
ein elastisches Element auf, das derart angeordnet ist, dass es
mit der ersten Türeinheit
in der Form Wechselwirken kann, dass bei Öffnen der ersten Türeinheit während des
Schließens
der zweiten Türeinheit
der Schließvorgang
unterbrochen wird. Das elastische Element sollte so dimensioniert
sein, dass es die kinetische Energie der sich bewegenden zweiten
Türeinheit
zumindest teilweise absorbieren kann. Insbesondere bei schwereren
zweiten Türeinheiten
wird sich die zweite Türeinheit
aufgrund der Trägheit
auch weiterbewegen, wenn bei Öffnen
der ersten Türeinheit
eventuell schon automatisch der Antrieb der zweiten Türeinheit
ausschaltet wird. Die daraus resultierende Verletzungsgefahr wird
durch das elastische Element reduziert. Besonders bevorzugt ist
das elastische Element mit weiteren beispielsweise mechanischen
und/oder elektrischen Komponenten gekoppelt, die zu einer Bewegungsumkehr
der zweiten Türeinheit
führen,
sobald das elastische Element gestaucht wird.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zum Schließen
eines Gehäuses
mit einer inneren und einer äußeren Schutztür, mit den
Schritten:
- – manuelles Schließen der äußeren Schutztür;
- – automatisches
Schließen
der inneren Schutztür, wenn
die äußere Schutztür geschlossen
ist;
sowie durch ein Verfahren zum Öffnen eines Gehäuses mit
einer inneren und einer äußeren Schutztür, mit den
Schritten: - – manuelles Öffnen der äußeren Schutztür;
- – automatisches Öffnen der
inneren Schutztür, wenn
die äußere Schutztür offen
ist;
bzw. mit den Schritten: - – automatisches Öffnen der
inneren Schutztür;
- – manuelles Öffnen der äußeren Schutztür, wenn die
innere Schutztür
offen ist.
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Das
manuelle Betätigen
der äußeren Schutztür stellt
sicher, dass die innere Schutztür
nur bewegt werden kann, wenn – beim
Schließen – die äußere Schutztür durch
einen Benutzer geschlossen wurde und daher der Benutzer sich nicht
mehr im Schließbereich
der inneren Schutztür
befinden kann, bzw. – beim Öffnen – die äußere oder
innere Schutztür
durch einen Benutzer, also unter dessen Aufsicht, geöffnet wurde.
Es kann daher auf druckempfindliche oder berührungslose Schutzeinrichtungen,
wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, verzichtet werden.
Ferner kann auf ein Bedienteil zum Schließen und Öffnen der Schutztüren verzichtet
werden, was die Betriebskosten zusätzlich senkt. Nur die äußere Schutztür muss außerdem in
die ästhetische Gestaltung
des Gehäuses
eingebunden werden und mit der notwendigen Lackierung und kundenspezifischen
Formen versehen werden. Die innere Schutztür kann hingegen in Hinblick
auf die Sicherheitsanforderungen optimiert und weitgehend standardisiert werden,
wodurch sich die Produktionskosten verringern lassen.
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Die
vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Dazu zeigen
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Maschinenkapsel mit innerer
und äußerer Schutztür;
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2a–c eine
schematische Schnittdarstellung einer Maschinenkapsel mit innerer
und äußerer Schutztür zu verschiedenen
Zeitpunkten des Schließvorgangs;
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3a–c eine
schematische Darstellung einer inneren und äußeren Schutztür zu verschiedenen Zeitpunkten
des Schließvorgangs;
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4a–c eine
schematische Darstellung einer inneren und äußeren Schutztür zu verschiedenen Zeitpunkten
des Öffnungsvorganges;
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5a–c eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer inneren und
einer äußeren Schutztür zu verschiedenen
Zeitpunkten des Schließvorgangs;
und
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6a,
b eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform
einer inneren und einer äußeren Schutztür zu verschiedenen
Zeitpunkten eines unterbrochenen Schließvorgangs.
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Die 1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Maschinenkapsel 1 mit
innerer Schutztür 4 und äußerer Schutztür 5.
Bei der Maschine 2 im Inneren der Maschinenkapsel 1 kann
es sich um beliebige Maschinen handeln. Beispielsweise kann es sich
um Maschinen zur z.B. drehenden Bearbeitung von Werkstücken handeln.
In einem solchen Fall soll der Benutzer durch die Maschinenkapsel 1 vor
herausgeschleuderten Maschinenteilen, Werkstücken oder Materialabtrag geschützt werden. Insbesondere
bei spanender oder schleifender Bearbeitung muss der Benutzer zusätzlich vor
Schmier- oder Kühlmittel
geschützt
werden, die in der Regel gesundheitsschädlich sind und innerhalb der
Maschinenkapsel 1 während
des Betriebs der Maschine 2 zu Nebel zerstäubt werden,
so dass sie sehr leicht eingeatmet werden können. Ähnliches gilt, wenn die Maschine 2 Beschichtungsschritte
ausführt.
Bei Schweißvorgängen können zusätzlich gesundheitsschädliche Strahlen
auftreten, vor denen der Benutzer abgeschirmt werden muss. Dies
ist auch besonders wichtig bei der Verwendung von z.B. radioaktiver
Strahlung oder Röntgenstrahlung
zum Bearbeiten von Material oder zum Ausführen von Messungen. In solchen
Fällen
muss die Maschinenkapsel 1 sogar aus Blei gebaut werden,
was zu besonders hohen Massen der inneren Schutztür 4 führt.
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Im
vorliegenden Beispiel hat die Öffnung
der Maschinenkapsel 1 zur Maschine 2 eine Größe von ca.
1000 mm × 2000
mm, während
die innere Schutztür
eine Höhe
von etwa 2200 mm bei einem Gewicht von 750 kg hat. Zur besseren
Bedienbarkeit ist die Maschinenkapsel 1 auf der Bedienseite
gekrümmt.
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Vor
der Inbetriebnahme der Maschine 2 muss die innere Schutztür 4 auf
jeden Fall geschlossen sein. Das Schließen sollte idealer Weise so schnell
wie möglich
ablaufen. Aufgrund des hohen Gewichts der inneren Schutztür 4 wäre es bei
herkömmlichen
Maschinenkapseln 1 unter Einhaltung der Sicherheitsbedingungen
nicht möglich,
höhere Geschwindigkeiten
als etwas 0,2 m/s vorzusehen. Denn sonst würde der Impuls beim Schließen zu hoch
werden und dazu führen,
dass eventuelle beim Schließen
der Schutztür
erfasste Körperteile
des Benutzers zerquetscht werden würden. Eine Schutzzone mit einer
Schutzeinrichtung wie etwa einer Kontaktmatte oder einem Lichtgitter
müsste
ca. 1,5 m vor der Maschinenkapsel 1 eingerichtet werden,
um eine eventuelle Verletzung des Benutzers zu verhindern, was zu
einem erhöhten
Platzbedarf führen
würde.
Erschwerend käme
bei dem vorliegenden Beispiel hinzu, dass es keine marktgängigen Lichtgitter
gibt, die an den Krümmungsradius
der Maschinenkapsel 1 angepasst ist. Es wäre daher
eine Sonderanfertigung notwendig, was mit erhöhten Kosten verbunden wäre.
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Erfindungsgemäß werden
diese Probleme umgangen, indem wie im in 1 dargestellten
Beispiel eine zusätzliche
Schutztür 5 vorgesehen
wird, die vor der inneren Schutztür 4 angeordnet ist
und mit einer Schaltereinheit 10 zusammenwirkt. Die äußere Schutztür 5 deckt
im geschlossenen Zustand die Öffnung
der Maschinenkapsel 1 ab. Sobald die äußere Schutztür 5 vollkommen
geschlossen ist, so dass auch die Öffnung der Maschinenkapsel 1 vollkommen
abgedeckt ist und ein Benutzer nicht mehr in die Öffnung hineingreifen
kann, wird die Schaltereinheit 10 in den eingeschalteten
Zustand versetzt. Die äußere Schutztür hat nur
ein geringes Gewicht, so dass sie einfach manuell geschlossen werden
kann. Außerdem
kann ohne größere Probleme
eine äußere Schutztür 5 zur
Verfügung
gestellt werden, die der Krümmung
der Bedienseite der Maschinenkapsel 1 angepasst ist. Ebenso
ist die äußere Schutztür 5 passend
zu den Außenseiten
der Maschinenkapsel 1 lackiert und beschriftet, während die
innere Schutztür in
Bezug auf gute Abschirmung der Röntgenstrahlung
und schnelles Schließen
optimiert ist.
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Die
Schaltereinheit 10 wirkt nun ihrerseits mit der inneren,
schweren Schutztür 4 zusammen.
Sobald die Schaltereinheit 10 aufgrund der geschlossenen äußeren Schutztür 5 eingeschaltet
ist, wird das entsprechende Signal an die innere Schutztür 4 weitergegeben
bzw. an ihren Antrieb oder ihre elektrische Steuerung, damit die
innere Schutztür 4 mit
der gewünscht
hohen Geschwindigkeit zugefahren wird.
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Der
entsprechende Ablauf ist in den 2a bis 2c schematisch
dargestellt. In 2a sind sowohl die äußere Schutztür 5a,
b als auch die innere Schutztür 4a,
b geöffnet.
Beide Schutztüren 4a,
b, 5a, b sind zur besseren Handhabbarkeit zweiflügelig ausgebildet.
Um Platz zu sparen sind sie außerdem als
Schiebetüren
ausgebildet. Mit der Hand schiebt nun ein Benutzer die äußeren Schutztürflügel 5a, 5b zusammen.
In 2b ist der Zustand dargestellt, in dem die äußere Schutztür 5a,
b gerade völlig
geschlossen worden ist und die Schaltereinheit 10 (siehe 1)
eingeschaltet wird, damit die inneren Schutztürflügel 4a, 4b zugefahren
werden. Wegen der geringeren Masse eines einzelnen Schutztürflügels 4a, 4b im
Vergleich zu einer einteiligen Schutztür können die Schutztürflügel bei
gleichen Sicherheitsanforderungen mit einer höheren Geschwindigkeit zusammengefahren
werden. In 2c sind dann nicht nur die äußeren Schutztürflügel 5a, 5b,
sondern auch die inneren Schutztürflügel 4a, 4b vollständig geschlossen,
so dass die Maschine 2 ihren Betrieb aufnehmen kann.
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Die äußere Schutztür 4 übernimmt
einerseits die Funktion einer Schutzeinrichtung wie etwa ein Lichtgitter
oder eine Kontaktmatte, auf die daher verzichtet werden kann, und
andererseits die Funktion einer Bedieneinheit zum automatischen
Zufahren der inneren Schutztür,
so dass auf eine gesonderte Bedieneinheit ebenfalls verzichtet werden
kann. Dies senkt die Herstellungs- und Betriebskosten und reduziert
wesentlich den Platzbedarf.
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Maschinenkapseln
können
schon bei ihrer Herstellung mit zwei hintereinander liegenden und gekoppelten
Schutztüren
versehen werden. Ebenso können
auch bestehende Maschinenkapseln mit herkömmlicher Maschinentür nachgerüstet werden,
indem vor die Maschinentür
eine Schutztür
montiert wird, die mit einer Schaltereinheit zusammenwirkt, so dass
die Maschinentür
geschlossen wird, nachdem die Schutztür geschlossen wurde. Der einzige
Eingriff, der an bestehenden elektrischen Steuerungen der Maschinentür vorgenommen
werden muss, besteht darin, den Schaltkreis für das Zufahren der Maschinentür so zu
modifizieren, dass er über
die Schaltereinheit der hinzugefügten
Schutztür
eingeschaltet wird.
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In
den 3a bis 3c ist
ein mögliches Zusammenwirken
von äußerer Schutztür 5,
Schaltereinheit 7, 8, innerer Schutztür 4 und
ihrer Antriebseinheit 6 etwas detaillierter dargestellt.
Die Schaltereinheit ist als Positionsschalter ausgebildet mit einem Positionsindikator 8 an
der äußeren Schutztür 5 und einem
Schaltersensor 7, der mit der Antriebseinheit 6 der
inneren Schutztür 4,
z.B. einem Elektromotor oder einem pneumatischen Antrieb, verbunden
ist. Um die Funktion nicht durch mechanischen Verschleiß zu beinträchtigen,
funktioniert der hier dargestellte Positionsschalter berührungslos,
z.B. magnetisch oder optisch. Wird die äußere Schutztür 5 zugeschoben,
wie etwa von 3a zu 3b, kommt
der Positionsindikator 8 in den Bereich des Schaltersensors 7,
der dadurch in den eingeschalteten Zustand versetzt wird. Der Schaltersensor 7 ist
seinerseits derart mit der Antriebseinheit 6 verbunden,
dass er die Antriebseinheit 6 dadurch ebenfalls einschaltet. Somit
fährt die
innere Schutztür
automatisch zu, wenn die äußere Schutztür geschlossen
ist (siehe 2c). Die Genauigkeit des Positionsschalter 7, 8 sowie
die Position, ab der das Zufahren der inneren Schutztür 4 beginnt,
hängt von
den jeweiligen Sicherheitsanforderungen ab. Es wird empfohlen, dass
die äußere Schutztür 4 zumindest
so weit geschlossen sein muss, dass selbst ein Finger des Benutzers nicht
mehr in den ggf. noch vorhandenen Zwischenspalt passt.
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Die
Funktionalität
des Schutztürsystems lässt sich
dahingehend erweitern, dass über
die äußere Schutztür 5 auch
das Öffnen
der inneren Schutztür 4 veranlasst
wird. Im in den 4a bis 4c dargestellte
Beispiel wird erneut mit Positionsschaltern 7, 8 bzw. 8, 9 gearbeitet.
An der äußeren Schutztür 5 ist
ein Positionsindikator 8 angebracht, der sowohl mit dem
Schaltersensor 7 als auch mit dem Schaltersensor 9 zusammenwirkt.
Wie in Bezug auf die 3a bis 3c erläutert, wirken
der Positionsindikator 8 und der Schaltersensor 7 derart zusammen,
dass die innere Schutztür 4 von
der Antriebseinheit 6 zugefahren wird, wenn sich der Positionsindikator 8 im
Bereich des Schaltersensors 7 befindet. Wird nun die äußere Schutztür 5 vom
Benutzer wieder aufgeschoben (siehe 4a), kommt
der Positionsindikator 8 in den Bereich des zweiten Schaltersensors 9 (siehe 4b),
der daraufhin in den eingeschalteten Zustand versetzt wird. Der
zweite Schaltersensor 9 ist wie der erste Schaltersensor 7 mit
der Antriebseinheit 6 verbunden, allerdings derart, dass
er die Antriebseinheit 6 im eingeschalteten Zustand veranlasst,
die innere Schutztür 4 aufzufahren
(siehe 4c).
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Je
nach Sicherheitsauflagen kann es aber auch notwendig sein, die Schaltereinheit
so einzurichten, dass die äußere Schutztür erst aufgefahren wird,
wenn die innere Schutztür
bereits geöffnet
ist. Dies ist insbesondere bei Gehäusen für Maschinen empfohlen, die
schnell drehende Werkzeugteile oder schleifend oder spanend zu bearbeitende
Werkstücke
aufweisen. Dort wird Kühl-
bzw. Schmiermittel benutzt, das während der Bearbeitung zu Nebel
aufgestäubt
wird. Bevor die äußere Schutztür aufgefahren
wird, sollten die Rückstände des
Kühl- bzw. Schmiermittels
soweit wie möglich
abgesaugt sind, um eine gesundheitliche Gefährdung des Benutzers zu minimieren.
Ausführungsformen,
mit denen ein solcher Bewegungsablauf möglich ist, sind in den 5 und 6 dargestellt.
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5a–c zeigen
schematisch eine Maschinentür 4 und
eine Vortür 5 in
verschiedenen Stadien des Schließvorgangs. Zunächst wird
die Vortür 5 mit Hilfe
des Griffes 11 zugeschoben (5a). Sobald die
Vortür 5 vollständig geschlossen
ist (5b) wird die Schaltereinheit 10 betätigt. Die
eingeschaltete Schaltereinheit 10 veranlasst ein Zufahren
der hinter der Vortür 5 liegenden
Maschinentür 4.
Gleichzeitig wird das Herausfahren des im vorliegenden Beispiel an
der Kapsel 1 vorgesehenen mechanischen Verriegelungselements 12 veranlasst.
Das Verriegelungselement 12 verhindert ein Aufschieben
der Vortür 5 während des
Zufahrens der Maschinentür 4,
um die Verletzungsgefahr zu reduzieren. Es sei darauf hingewiesen,
dass die Verriegelung der Vortür
auch elektronisch erreicht werden kann.
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Im
in den 5a–c dargestellten Beispiel ist ein
Detektor 13 vorgesehen, der die Position der Maschinentür 4 bestimmt.
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um einen optischen Detektor 13,
der mit dem Verriegelungselement 12 derart zusammenwirkt,
dass das Verriegelungselement 12 erst wieder eingefahren
wird und die Vortür 5 manuell
wieder geöffnet
werden kann, wenn die Maschinentür 4 nicht nur
zugefahren, sondern wieder aufgefahren ist. Wenn gleichzeitig, wie
es oft der Fall ist, die in der Kapsel 1 vorhandene Maschine
nur läuft,
wenn die Maschinentür 4 geschlossen
ist (5c), wird dadurch sichergestellt, dass die Vortür 5 nur
geöffnet werden
kann, wenn die Maschine ausgestellt ist, wodurch die Sicherheit
weiter erhöht
wird.
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Das
Detektorsignal, dass die Maschinentür 4 geschlossen ist,
kann weiterhin beispielsweise zum Starten von Prozessen oder Maschinen
innerhalb der Schutzkapsel 1 genutzt werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass der Detektor 13 auf jede bekannte
Weise zur Positionsdetektion ausgebildet sein kann. Ferner sei darauf
hingewiesen, dass das Verriegelungselement 12 statt mit der
Schaltereinheit 10 auch nur mit dem Positionsdetektor 13 gekoppelt
sein kann, so dass das Verriegelungselement 12 dann eingesetzt
wird, sobald die Maschinentür 4 sich
anfängt
zu bewegen. In Abhängigkeit
von der eingekapselten Maschine kann je nach Anforderung die Verriegelung
der Vortür 5 auch aufgehoben
werden, sobald die Maschinentür 4 geschlossen
ist.
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In
den 6a, b ist eine weitere mögliche Sicherheitsmaßnahme schematisch
dargestellt, durch die die Verletzungsgefahr durch die mit hohem
Impuls zufahrende Maschinentür 4 bei
Aufschieben der Vortür 5 während des
Zufahrens der Maschinentür 4 reduziert
wird. Dazu ist an der Maschinentür 4 ein elastisches
Element 14 angeordnet und weist die Vortür 4 einen
Vorsprung 15 auf. Wenn die Vortür 5 mittels dem Griff 11 zugeschoben
ist, wird die Schaltereinheit 10 und damit auch der automatische
Antrieb (nicht dargestellt) der Maschinentür 4 eingeschaltet
und die Maschinentür 4 zugefahren (6a).
Wird nun während
des Zufahrens der Maschinentür 4 die
Vortür 5 wieder
aufgeschoben (6b), stößt der Vorsprung 15 gegen
das elastische Element 14. Dabei wird das elastische Element 14 gestaucht.
Das elastische Element 14 ist derart mit dem Antrieb der
Maschinentür 4 gekoppelt,
dass bei Stauchung des elastischen Elements 14 der Antrieb
aus- oder umgeschaltet wird.
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Bei
Maschinentüren 4,
die mit nicht sehr hohen Impulsen zugefahren werden, kann die weitere Bewegung
der Maschinentür 4 aufgrund
der Trägheit vom
elastischen Element 14 aufgefangen werden. Im Fall von
niedrigen Impulsen beim Zufahren der Maschinentür 4 ist ebenfalls
möglich,
das elastische Element 14 an der Vortür 5 vorzusehen. Bei
Maschinentüren 4,
die mit höherem
Impuls zugefahren werden, ist das elastische Element 14 sogar
derart mit dem Antrieb gekoppelt, dass der Antrieb umgeschaltet wird,
um die Bewegungsrichtung der Maschinentür 4 umzukehren, also
die Maschinentür 4 wieder
aufzufahren. Man kann in Bezug auf das elastische Element 14 auch
von einem Energie verzerrenden Element sprechen, das zu einer beispielsweise
elektrischen Bewegungsumkehr führen
kann.
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Sowohl
im in 5a–c als auch im in 6a,
b dargestellten Ausführungsbeispiel
kann die Vortür 5 mit
einem eigenen Antrieb versehen werden, um sie statt manuell automatisch
zu schließen und
zu öffnen.
Da die Vortür 5 verglichen
mit der Maschinentür 4 in
den meisten Fällen
viel leichter sein wird, kann ein kleiner, kosten- und platzsparender Antrieb
verwendet werden.
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Es
sei in Bezug auf alle dargestellten Ausführungsbeispiele darauf hingewiesen,
dass zwar der mit der Vor- bzw. äußeren Schutztür gekoppelte Schalter
derart angeordnet ist, dass er eingeschaltet wird, wenn die äußere Schutztür im wesentlichen
geschlossen ist. Es ist aber ebenso möglich, dass Schutztürsystem
derart einzurichten, dass der Schalter eingeschaltet wird, wenn
die äußere Schutztür ihre offene
Position verlässt
bzw. sich auf einer beliebigen Position zwischen der ganz offenen
und der ganz geschlossenen Position befindet – insbesondere je nachdem,
ab wann die innere Schutztür
zugefahren werden sollte. Dies gilt entsprechend auch für die Steuerung
des Öffnungsvorgangs.
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- 1
- Maschinenkapsel
- 2
- Maschine
- 3
- Öffnung
- 4
- Maschinentür
- 4a,
b
- Maschinentürflügel
- 5
- Vortür
- 5a,
b
- Vortürflügel
- 6
- Maschinentürmotor
- 7
- erster
Schaltersensor
- 8
- Positionsindikator
- 9
- zweiter
Schaltersensor
- 10
- Schaltereinheit
- 11
- Griff
- 12
- Verriegelungselement
- 13
- Detektoreinheit
- 14
- elastisches
Element
- 15
- Vorsprung