DE29716609U1

DE29716609U1 - Schaltmatte

Info

Publication number: DE29716609U1
Application number: DE29716609U
Authority: DE
Original assignee: Fraba Sicherheitssysteme GmbH
Current assignee: Fraba Sicherheitssysteme GmbH
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2007-09-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltmatte zum Absichern gefährlicher Bereiche, mit einem kompressiblen Mattenkörper, der mit einem auf Kompression des Mattenkörpers reagierenden Sensor verbindbar ist.

Schaltmatten werden zur Absicherung von gefährlichen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Nähe von Werkzeugmaschinen, die außer Betrieb gesetzt werden müssen, wenn eine Person in den Gefahrenbereich eintritt.

Aus DE 195 46 504 Al ist eine elektrisch betätigbare Schaltmatte bekannt. Hierbei besteht der Mattenkörper aus zahlreichen mit Nut und Feder ineinandergreifenden Aufnahmeprofilen, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine Trägerleiste enthalten. Die Trägerleiste weist zwei Leiterstreifen auf, .von denen jeder an bestimmten Stellen gegeneinandergedrückte Kontakte enthält. Durch Niederdrücken eines aufragenden Kontaktsteges wird der Stromweg durch den betreffenden Leiter-

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streifen unterbrochen, wodurch das Betreten der Schaltmatte angezeigt wird. Die Aufnahmeprofile bilden eine starre Platte, aus deren Plattenebene die Kontaktstege aufragen. Zur Bildung einer Schaltmatte wird die aus den Aufnahmeprofilen bestehende Platte mit einer Tretmatte oder Tretplatte bedeckt. Eine derartige Schaltmatte verursacht hohe Herstellungskosten, insbesondere wenn sie eine hohe Sensordichte haben soll. Andererseits kann bereits durch Versagen eines von zahlreichen vorhandenen Schaltelementen Fehlalarm ausgelöst werden. Eine Schaltmatte mit leitenden Folien, Abstandhaltern, Mikroschaltern oder Schaltelementen ist anfällig gegen Verschmutzung und mechanischen Verschleiß.

Aus DE-OS 2 246 337 ist eine mit Schallwellen arbeitende Sicherheitseinrichtung für motorisch verschließbare Öffnungen bekannt. Bei dieser Sicherheitseinrichtung ist ein Schlauch vorgesehen, der an einem Ende einen elektroakustischen Schallsender und am gegenüberliegenden Ende einen Schallempfänger aufweist. Der Schallempfänger ist mit einem elektrischen Verstärker verbunden, der seinerseits über eine Rückkopplungsleitung mit dem Schallsender verbunden ist. Der Verstärker bildet zusammen mit dem Schallsender und dem Schallempfänger einen schwingenden akustischen Signalgenerator, dessen Amplitudenänderung oder Frequenzänderung dazu benutzt wird, ein Relais zu schalten. Solche Amplituden- oder Frequenzänderungen treten bei Deformierungen des Schlauchs auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einen flächigen Überwachungsbereich erfassende Schaltmatte zu schaffen, die auf einfache Weise und mit geringen Ko-

sten hergestellt und für den jeweiligen Anwendungsfall konfektioniert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Schaltmatte weist einen komprimierbaren Mattenkörper auf, in dem parallele Kanäle ausgebildet sind, die eine mäanderförmige Kanalstruktur bilden und zu einem Schallweg verbunden sind. Die Kanäle sind jeweils umfangsmäßig geschlossen. Sie werden beim Betreten der Schaltmatte deformiert, so daß sich der Querschnitt des Schallweges verändert. An dem einen Ende des Schallweges ist ein Schallsender und am andere Ende ein Schallempfänger angeordnet. Im Falle einer Deformation des Kanalquerschnitts an irgendeiner Stelle ändert sich die Schallübertragungscharakteristik der Kanalstruktur. Diese Änderung wird von einem Sensor erkannt, der daraufhin ein Alarmsignal erzeugt.

Die Schaltmatte kann in unterschiedlichen Formen und Größen hergestellt werden, um nach den jeweiligen Anforderungen dem Überwachungsbereich angepaßt zu werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils zwei Kanäle der Schaltmatte an den Rändern des Mattenkörpers durch ein angesetztes Verbindungsstück miteinander verbunden. Während der Mattenkörper aus einem Profilkörper besteht, der ausschließlich gerade Kanäle enthält, sind die Verbindungsstücke als separate Teile der Kanalstruktur außen an den Mattenkörper angesetzt. Dies ermöglicht es, den Mattenkörper als Profilkörper auszubilden, der über seine gesamte

Länge gleichbleibenden Querschnitt hat. Von einem solchen Profil können die Mattenkörper in der benötigten Breite abgetrennt werden. Die Mattenkörper werden dann an den Enden mit Verbindungsstücken versehen, die U-förmige Kanalabschnitte halten. Diese Verbindungsstücke können als Formteile ausgebildet sein, die beispielsweise im Spritzgußverfahren herstellbar sind. Die Verbindungsstücke brauchen nicht kompressibel zu sein; vielmehr können sie als starre Rohrkrümmer ausgebildet werden.

Die Schaltmatte besteht im einfachsten Fall aus einem einzigen Mattenkörper, jedoch können auch mehrere Mattenkörper vorgesehen sein, die durch Verbindungsstücke derart miteinander gekoppelt sind, daß ihre Kanäle eine gemeinsame Kanalstruktur bilden. Zum gegenseitigen Verbinden der Mattenkörper sind gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Mattenkörper an denjenigen Rändern, die parallel zu den Kanälen verlaufen, mit zueinander komplementären Eingriffsteilen versehen. Dadurch können mehrere Mattenkörper zu einer Schaltmatte verhakend zusammengesetzt werden. Die Eingriffsteile sind vorzugsweise als Nut und Feder ausgebildet, und zwar in der Weise, daß die beiden benachbarten Mattenkörper in Querrichtung zu den Kanälen nicht auseinandergezogen werden können.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Querschnitt durch zwei Mattenkörper, die zu einer Schaltmatte zusammengesetzt sind, und

Fig. 2 eine Schemazeichnung der Schaltmatte mit angesetzten Verbindungsstücken.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltmatte 10 ist aus zwei Mattenkörpern 11,12 zusammengesetzt. Jeder Mattenkörper besteht aus kompressiblem Material, z.B. aus einem gummielastischen Werkstoff. Die Materialstärke der Plattenkörper beträgt einige Zentimeter. Die Mattenkörper sind an einander entgegengesetzten Rändern mit zueinander komplementären Eingriffsteilen 13,14 versehen. Bei den Eingriffsteilen 13 handelt es sich um C-förmige Nuten und bei den Eingriffsteilen 14 um T-förmige Leisten. Durch Einschieben des Eingriffsteils 14 des einen Mattenkörpers in das Eingriffsteil 13 des anderen Mattenkörpers werden die beiden Mattenkörper zueinander verriegelt, so daß sie praktisch spaltfrei aneinanderliegend eine ebene Oberfläche bilden und in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Durch die Mattenkörper erstrecken sich längslaufende Kanäle 15. Die Längsrichtung ist diejenige Richtung, in der die Eingriffsteile 13,14 verlaufen. Die Kanäle 15 sind umfangsmäßig geschlossen und sie nehmen mehr als die halbe Stärke des Mattenkörpers ein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Kanäle 15 kreisförmigen Querschnitt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kanälen 15 liegt in der Größenordnung des Durchmessers eines Kanals. Die Wände der akustischen Kanäle 15 sind glatt, so daß die Schallabsorption gering ist.

Die Mattenkörper haben an allen Stellen ihrer Länge gleichen Querschnitt. Sie bilden Profile, die durch Extrusion &ogr;.dgl. hergestellt werden können. Die Kanäle 15 bilden also gewissermaßen Durchgangsbohrungen, die nur.an den Enden offen sind.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Kanäle 15 gleiches Abstandsmaß haben, und zwar auch über die Verbindungsstelle benachbarter Mattenkörper hinweg.

In Fig. 2 ist die Schaltmatte 10 in Draufsicht dargestellt. Die Kanäle 15 sind durch außen an die Mattenkörper 11,12 angesetzte Verbindungsstücke 16,17 verbunden. Die Verbindungsstücke 16 befinden sich an der einen Seite und die Verbindungsstücke 17 an der anderen Seite der Schaltmatte. Beide Verbindungsstücke sind jedoch untereinander gleich ausgebildet. Die Verbindungsstücke sind U-förmig gestaltet und in die Enden benachbarter Kanäle 15 eingesteckt. Dabei sind die Verbindungsstücke 16 der einen Seite und die Verbindungsstücke 17 der anderen Seite wechselseitig angeordnet, so daß eine mäanderförmige Kanalstruktur 18 entsteht. Das Verbindungsstück 16' verbindet die benachbarten Kanäle beider Mattenkörper. Die Verbindungsstücke 16,17 haben jeweils rohrförmige Endstücke, die in einen Kanal 15 hineinpassen, ohne diesen Kanal wesentlich zu verengen. Die Querschnitte der U-förmigen Kanäle, die in den Verbindungsstücken vorhanden sind, entsprechen im wesentlichen dem Querschnitt eines Kanals 15. Auch die in den Verbindungsstücken verlaufenden U-förmigen Kanalabschnitte haben geschlossene glatte Oberflächen.

An dem Eingangsende der mäanderförmigen Kanalstruktur 18 ist ein Schallsender 19 angebracht und an dem Ausgangsende ein Schallempfänger 20. Der Schallsender und der Schallempfänger arbeiten zweckmäßigerweise im Ultraschallbereich, so daß die Schallwellen vom Menschen nicht wahrnehmbar sind.

Der Schallsender 19 wird von einer Erregerschaltung 21 gesteuert, welche über eine Leitung 22 mit dem Ausgang eines Verstärkers 23 verbunden ist. Der Verstärker 23 empfängt an seinem Eingang die elektrischen Signale des Schallempfängers 20 und er liefert über die Rückkopplungsleitung 22 entsprechende elektrische Signale an die Erregerschaltung 21. Auf diese Weise bilden die Komponenten 19,20,21,22,23 zusammen mit der Kanalstruktur 18 eine rückgekoppelte Schwingschaltung, die mit einer Frequenz schwingt, deren Größe von der Laufzeit der Schallwellen in der Kanalstruktur 18 abhängig ist. Der Verstärker 23 koppelt die Schwingung aus und liefert sie an einen Sensor 24, der eine {nicht dargestellte) Alarmeinrichtung betätigt, wenn die Schwingung abreißt, oder die Schwingungsamplitude unter einen vorgegebenen Schwellenwert absinkt, oder die Schwingfrequenz sich in einer vorgegebenen Weise verändert.

Wenn eine Person an irgendeiner Stelle auf die Schaltmatte tritt, verformt sich der betreffende Mattenkörper derart, daß die Querschnittsfläche mindestens eines Kanals 15 verringert wird. Dadurch werden die Schall-Übertragungseigenschaften der Kanalstruktur 18 verändert. Diese Veränderung führt zur Erzeugung eines Alarmsignals am Sensor 24.

Anstelle der dargestellten rückgekoppelten Schwingschaltung besteht auch die Möglichkeit, einen Schallsender zu verwenden, der mit definierter, vorgegebener Frequenz und Amplitude schwingt, um am Schallempfänger 20 eine Auswertung des empfangenen Schallsignals nach Amplitude, Frequenz, Phasenlage &ogr;.dgl. vorzunehmen.

Die Verbindungsstücke 16 sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß in ihnen die Kanäle eine abgerundete U-Form haben. In der Zeichnung ist zu Zwecken der Vereinfachung eine rechteckige U-Form dargestellt. Eine rechteckige U-Form könnte allerdings Reflexionen hervorrufen.

Claims

ANSPRUCHE

1. Schaltmatte zur Absicherung gefährlicher Bereiche, mit einem kompressiblen Mattenkörper (11,12), der mit einem auf Kompression des Mattenkörpers reagierenden Sensor (24) verbindbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Mattenkörper (11,12) parallele akustische Kanäle (15) aufweist, die zu einer mäanderförmigen Kanalstruktur (18) verbunden sind, wobei an einem Ende der Kanalstruktur ein Schallsender (19) und am andere Ende ein Schallempfänger (20) angeordnet ist.

2. Schaltmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Kanäle (15) an den Rändern des Mattenkörpers durch ein angesetztes Verbindungsstück (16,17) miteinander verbunden sind.

3. Schaltmatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mattenkörper (11,12) mindestens zwei parallele Kanäle (15) enthält und an seinen Rändern zueinander komplementäre Eingriffsteile (13,14) zum Verbinden mit einem gleichartigen Mattenkörper aufweist.

4. Schaltmatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei miteinander verbundenen Mattenkörpern (11,12) das Abstandsmaß aller Kanäle (15), einschließlich der in unterschiedlichen Mattenkör-

pern vorhandenen, einander benachbarten Kanäle, gleich ist.

5. Schaltmatte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mattenkörper einstückig ausgebildet ist.