DE4410009A1 - Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs einer Maschine - Google Patents
Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs einer MaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichern und
Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs
einer Maschine gegen das Eindringen eines Körperteils
einer die Maschine betätigenden Person in den
Gefahrenbereich, wobei die Person einen Sender an dem
Körperteil trägt, welcher gegen das Eindringen in den
Gefahrenbereich zu schützen ist und wobei Antennen das
vom Sender abgestrahlte Signal zur Lokalisierung des
Senders im Arbeits- und Gefahrenbereich aufnehmen.
Maschinen, die von Menschen betätigt bzw. bestückt
werden, bedeuten für das bedienende Personal ein
erhebliches Verletzungs- bzw. Gesundheitsrisiko. Einem
hohen Verletzungsrisiko unterliegen z. B. Arbeiter, die
direkt am Walzenspalt von Kalanderwalzmaschinen
hantieren. Dabei kommt es oft vor, daß der Arbeiter vom
zu kalandrierenden Werkstoff mit in den Walzenspalt
gerissen wird. Um derartige Unfälle zu vermeiden, finden
sich in der Literatur zahlreiche Schriften, die sich mit
Sicherheits- und Überwachungssystemen befassen.
So
beschreibt das US-Patent 45 32 501 ein Sicherheitssystem
für Maschinen, bei dem der die Maschine Bedienende einen
Sender am Handgelenk trägt, wobei das vom Sender
ausgestrahlte Signal von einer Antenne aufgefangen wird,
die den Gefahrenbereich bzw. den Schutzbereich der
Maschine umgibt. Sobald der Sender einen gewissen
Mindestabstand zur Antenne unterschreitet, d. h. die
Stärke des empfangenden Signals einen gewissen
Schwellwert überschreitet, wird ein entsprechender
Reaktionsbefehl an die Maschine über ein Interface
weitergeleitet.
Aus der europäischen Schrift 0 544 239 ist ebenfalls eine
Vorrichtung zum Sichern eines begrenzten Arbeitsbereichs
bekannt. Diese Vorrichtung verwendet zwei sich
überlappende Felder elektrischer Wellen, wobei der
überlappende Bereich beider Felder den Gefahrenbereich
bzw. Sicherheitsbereich bildet und der an einem
Körperteil getragene Sender nur dann ein Signal erzeugt,
wenn der integrierte Empfänger des Senders im
Gefahrenbereich ist, d. h. die Wellen beider Felder
zugleich empfängt.
Derartige Sicherheitssysteme weisen jedoch gravierende
Nachteile auf. So stellen die beschriebenen
Sicherheitssysteme nicht fest, ob der an der Maschine
Arbeitende den Sender trägt oder nicht. Trägt der
Bedienende den Sender nicht, so wird vom
Sicherheitssystem nicht erkannt, wenn der Bedienende in
den Gefahrenbereich der Maschine eindringt. Trägt der
Bedienende den Sender, ist er dagegen stets im guten
Glauben, daß er durch das Sicherheitssystem geschützt ist
und hantiert unaufmerksam an der Grenze zum
Gefahrenbereich der Maschine. Kommt es dabei zu einer
Störung des Senders, so wird diese meist nicht vom
Bedienenden erkannt. Eine entsprechende Störung kann
vorliegen, wenn die Batterien des Senders keine
ausreichende Kapazität mehr für den Sendebetrieb zur
Verfügung stellen, oder aber der Sender kann selbst
zerstört sein. Ein derartiger Fall bedeutet Lebensgefahr
für den die Maschine Bedienenden, da ein Eindringen in
den Gefahrenbereich vom Sicherheitssystem nicht bemerkt
wird. Auch ist ein Ausrichten der Felder der in der EP
0 544 239 beschriebenen Vorrichtung äußerst problematisch
und nur ungenau durchzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Sicherheitssystem
zu schaffen, welches auch bei einem Ausfall des Senders
den die Maschine Bedienenden sicher schützt, wobei eine
genaue Abgrenzung des Gefahrenbereichs möglich sein
soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
eine Einrichtung besteht, die beim Eindringen der Person
in den Arbeitsbereich dafür sorgt, daß die vom Sender
abgegebenen Signale ausgewertet werden und daß während
sich die Person im Arbeitsbereich befindet und hierbei
der Sender keine Signale abgibt, die Maschine
stillgesetzt wird. Die Vorrichtung weiß somit stets, ob
sich eine Person im Arbeitsbereich aufhält oder in diesen
eindringt, bzw. ob ein Sender im Arbeitsbereich vorhanden
sein muß oder nicht. Betritt nun eine Person den
Arbeitsbereich mit einem Sender, dessen Batterien
entladen sind oder mit einem Sender, der durch einen
andersartigen Fehler, z. B. in der Elektronik, keine
Signale abgibt, so wird die Maschine sofort von der
Vorrichtung stillgesetzt, da sie kein Signal vom Sender
empfangen kann. Dabei kann die Einrichtung eine
Lichtschranke sein, die vom Bedienenden durchschritten
werden muß, um in den Arbeitsbereich zu gelangen oder
ein Schalter, der beim Betreten des Arbeitsbereiches
betätigt werden muß.
Besonders vorteilsmäßig ist es, wenn die Standfläche des
Arbeitsbereichs von einer Trittmatte bedeckt ist, die
beim Betreten durch eine Person ein Signal erzeugt und
das Signal an die die Maschine steuernde Auswert- bzw.-
Steuerelektronik überträgt. Derartige Trittmatten mit
Sensoren sind sehr robust und billig in der Anschaffung
und lassen sich dem jeweiligen Arbeitsbereich sehr
leicht anpassen. Zudem ist die die Maschine bedienende
Person nicht in der Lage, die Trittmatte zu umgehen,
wodurch die Vorrichtung stets weiß, ob eine Person sich
im Arbeitsbereich aufhält oder nicht. Wird nun von der
Trittmatte ein Signal ausgesendet und von den Antennen
kein Signal vom Sender empfangen, so wird die Maschine
von der Vorrichtung sofort stillgesetzt.
Ebenfalls vorteilsmäßig ist es, wenn die Vorrichtung den
Sender beim Eindringen in den Arbeitsbereich aktiviert.
So wird eine Maschine nicht unnötigerweise stillgesetzt,
wenn eine einen Sender tragende Person den Arbeitsbereich
betritt, jedoch lediglich vergessen hat, den Sender vor
dem Betreten einzuschalten.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein
Eingabemedium hat, in das die die Maschine bedienende
Person zum Starten der Maschine einen zum Sender
gehörigen Code eingeben muß und die Vorrichtung den zum
in das Eingabemedium eingegebenen Code gehörigen Sender
daraufhin in Betrieb setzt. Ein derartiges Einschalten
des Senders mittels eines Sicherheitscodes verhindert,
daß unbefugte Personen unerlaubt in den Arbeitsbereich
eindringen können, um die Maschine zu starten und zu
bedienen, da die Maschine nur dann gestartet werden kann,
wenn ein Sender ein entsprechendes Signal an die
Vorrichtung aussendet und dieses Signal von den Antennen
empfangen wird.
Auch ist es vorteilhaft, daß der Sender einen zu einer
bestimmten Person zugehörigen Identifikationscode
periodisch aussendet und die Trittmatte ein der Anzahl
der auf ihr befindlichen Personen entsprechendes Signal
an die Auswert- bzw. Steuerelektronik der Maschine
überträgt und die Vorrichtung die Maschine stillsetzt,
wenn die Anzahl der georteten Sender kleiner oder größer
ist als die Anzahl der auf der Trittmatte bzw. im
Arbeitsbereich befindlichen Personen. Eine derartige
Ausgestaltung der Sicherheitsvorrichtung verhindert, daß
beim Aufenthalt von mehreren Personen im Arbeitsbereich
eine Person, die keinen Sender trägt, unbemerkt vom
Sicherheitssystem in den Gefahrenbereich eindringen kann.
Es ist somit gewährleistet, daß mehrere Personen
gleichzeitig sicher im Arbeitsbereich tätig sein können.
Ein von der Sicherheitsvorrichtung mittels eines
Identifikationscodes registrierter Sender hat zudem den
Vorteil, daß nur die Sender bei der Auswertung der im
Arbeitsbereich befindlichen Sender berücksichtigt werden,
die von der Sicherheitsvorrichtung vorher bzw. bei
Eintritt in den Arbeitsbereich oder beim Starten der
Maschine registriert worden sind. Sender, die Signale
abgeben und sich nicht im Arbeitsbereich der zugehörigen
Maschine befinden, z. B. Sender, die einer
Sicherheitsvorrichtung einer anderen (benachbarten)
Maschine zugeordnet sind, werden nicht berücksichtigt.
Es ist zudem vorstellbar, daß alle Sender mit
unterschiedlichen Frequenzen senden, wodurch eine
Unterscheidung der Sender möglich ist, wobei jeder
Person eine bestimmte Frequenz zugeordnet ist.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn für jeden Sender ein
eigener, auf eine bestimmte Person abgestimmter
Gefahrenbereich (räumliche Abmessungen) definiert ist.
Somit ist auch dann ein individueller Schutz möglich,
wenn gleichzeitig mehrere Personen im Arbeitsbereich
tätig sind.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung die
Maschine stillsetzt, wenn der Sender über einen
festgelegten Zeitraum an dem selben Ort geortet wird oder
der Sender nur dann Signale aussendet, wenn er in
Bewegung ist oder er den Puls der ihn tragenden Person
messen kann. Diese Maßnahmen stellen sicher, daß die
Person den Sender auch wirklich trägt und ihn nicht im
Arbeitsbereich abgelegt hat, wodurch die Antennen zwar
ein Signal empfangen würden, jedoch ein Eindringen eines
Körperteils einer Person in den Gefahrenbereich von der
Vorrichtung nicht bemerkt werden würde.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Sender von der
Vorrichtung ausgeschaltet wird, wenn der Sender aus dem
Arbeitsbereich der Maschine entfernt wird, d. h. die
Person den Arbeitsbereich verläßt. Dies stellt sicher,
daß die Batterien des Senders sich nicht unnötig
entladen, wenn der Sender nicht im Arbeitsbereich ist. Es
ist vorstellbar, daß der Sender einen Stand-By-Modus
besitzt. Beim Verlassen des Arbeitsbereichs wird der
Sender von der Maschine in den Stand-By-Modus geschaltet,
wodurch dieser aufhört, sein Signal auszustrahlen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Sender eine optische
Anzeige hat, die den Ladezustand der Spannungsquelle
des Senders anzeigt und ein akustisches Signal ertönt,
wenn die Kapazität der Spannungsquelle einen Mindestwert
unterschreitet.
Es ist zudem möglich, daß eine Person mehrere Sender,
z. B. an jedem Handgelenk einen Sender, trägt, damit ein
sicherer Schutz für beide Arme bzw. Hände gewährleistet
ist. Beide Sender können dabei dasselbe oder auch zwei
unterschiedliche Signale abgeben. Es ist jedoch eine
Lösung vorzuziehen, bei der die beiden Sender
unterschiedliche Signale abgeben, damit die
Sicherheitsvorrichtung feststellen kann, ob auch wirklich
beide Sender aktiv sind oder ob einer der Sender
fehlerhaft ist und nicht sendet. Bei einer
Sicherheitsvorrichtung, bei der eine Person mehrere
Sender trägt und sich mehrere Personen im Arbeitsbereich
aufhalten, muß die Vorrichtung darauf achten, daß die
Anzahl der Sender dividiert durch die Anzahl der Sender
pro Person gleich der von der Einrichtung übermittelten
Anzahl von Personen im Arbeitsbereich ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung die
Maschine stillsetzt, wenn der Sender in Bewegung ist
und gleichzeitig der Puls der ihn tragenden Person mißt,
und der Sender über einen bestimmten Zeitraum an einem
für das Arbeiten im Arbeitsbereich untypischen Ort
geortet wird. Hierdurch läßt sich verhindern, daß die
Person den Sender an einem Körperteil anbringt, welcher
nicht geschützt werden muß, jedoch das zu schützende
Körperteil von der Vorrichtung unbemerkt in den
Gefahrenbereich eindringen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert.
Die Figur zeigt eine Person 1, die an einer Walzmaschine
2 arbeitet. Das Betätigungsfeld ist in einen
Arbeitsbereich 3 und einen Gefahrenbereich 4 aufgeteilt,
wobei der Gefahrenbereich 4 ein Teilraum des
Arbeitsbereichs 3 ist. Es ist jedoch auch vorstellbar,
daß der Gefahrenbereich 4 direkt an den Arbeitsbereich 3
angrenzt. Die Person 1 trägt einen Sender 5, der Signale
6 abgibt, die von Antennen 7 empfangen werden und von
einer Kontrolleinheit 10 ausgewertet werden. Die Antennen
7 sind dazu über Leitungen 12 mit der Kontrolleinheit 10
elektrisch leitend verbunden. Die Kontrolleinheit 10
nimmt eine Ortung des Senders 5 vor. Wenn der Sender 5 in
den Gefahrenbereich 4 eindringt, so wird dies über die
Antennen 7 und die Kontrolleinheit 10 festgestellt,
wodurch über eine Steuerleitung 13 die Maschine 2 sofort
stillgesetzt wird. Die Standfläche 9 des Arbeitsbereichs
3 ist eine Trittmatte 8, die über eine elektrische
Leitung 11 dann ein Signal an die Kontrolleinheit 10
sendet, wenn eine Person 1 die Trittmatte 8 betritt oder
auf ihr steht.
In der Tabelle sind alle Zustände der
Sicherheitsvorrichtung aufgeführt.
Aus ihr geht hervor, daß nur dann die Maschine 2 nicht
gestoppt bzw. stillgesetzt wird, wenn sich die Person 1
im Arbeitsbereich 3 aufhält, d. h. die Einrichtung 8 ein
Signal über die Signalleitung 11 an die
Kontrolleinrichtung 10 gibt und der von der Person 1
getragene Sender 5 Signale 6 an die Antennen 7 sendet,
wobei sich der Sender 5 nicht im Gefahrenbereich 4
befinden darf.
In einer nicht dargestellten Ausführung ist die
Einrichtung 8 eine Lichtschranke oder ein Schalter,
welche jeweils ein Signal an die Kontrolleinrichtung 10
abgeben, wenn die Person 1 den Arbeitsbereich betritt.
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines
begrenzten Arbeits- (3) und Gefahrenbereichs (4) einer
Maschine (2) gegen das Eindringen eines Körperteils einer
die Maschine (2) betätigenden Person (1) in den
Gefahrenbereich (4), wobei die Person (1) einen Sender
(5) an dem Körperteil trägt, welcher gegen das Eindringen
in den Gefahrenbereich (4) zu schützen ist und wobei
Antennen (7) das vom Sender (5) abgestrahlte Signal (6)
zur Lokalisierung des Senders (5) im Arbeits- (3) und
Gefahrenbereich (4) aufnehmen, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8)
besteht, die beim Eindringen der Person (1) in den
Arbeitsbereich (3) dafür sorgt, daß die vom Sender (5)
abgegebenen Signale (6) ausgewertet werden und daß während
sich die Person (1) im Arbeitsbereich (3) befindet und
hierbei der Sender (5) keine Signale (6) abgibt, die
Maschine (2) stillgesetzt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (8)
eine Trittmatte ist, die die Standfläche des
Arbeitsbereichs (3) bedeckt, wobei die Trittmatte beim
Betreten durch eine Person (1) ein Signal erzeugt und das
Signal an die die Maschine (2) steuernde Auswert- bzw.
Steuerelektronik (10) überträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die
Maschine (2) stillsetzt, wenn die Trittmatte (8) ein
Signal (6) aussendet und die Antennen (7) kein Signal
(6) vom Sender (5) empfangen.
4. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung den Sender (5) beim Eindringen in den
Arbeitsbereich (3) aktiviert.
5. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,daß die
Vorrichtung ein Eingabemedium hat, in das die die
Maschine (2) bedienende Person (1) zum Starten der
Maschine einen zum Sender (5) gehörigen Code eingeben
muß.
6. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung den zum in das Eingabemedium eingegebenen
Code gehörigen Sender (5) in Betrieb setzt.
7. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) einen zu einer bestimmten Person (1)
zugehörigen Identifikationscode periodisch aussendet.
8. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß alle
Sender (5) Signale (6) mit unterschiedlichen Frequenzen
aussenden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Person eine
bestimmte Frequenz zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Trittmatte (8) ein der Anzahl der auf ihr befindlichen
Personen (1) entsprechendes Signal (6) an die Auswert- bzw.
Steuerelektronik (10) der Maschine (2) überträgt.
11. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung die Maschine (2) stillsetzt, wenn die Anzahl
der georteten Sender (5) kleiner ist als die Anzahl der
auf der Trittmatte (8) befindlichen Personen (1).
12. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung die Maschine (2) stillsetzt, wenn die
Antennen (7) einen Sender (5) im Gefahrenbereich (4)
lokalisieren.
13. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für
jeden Sender (5) ein eigener Gefahrenbereich (4) mit
unterschiedlichen räumlichen Abmessungen definiert ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung die Maschine (2) stillsetzt, wenn der Sender
(5) über einen festgelegten Zeitraum an dem selben Ort
geortet wird.
15. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) nur dann Signale (6) aussendet, wenn er in
Bewegung ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) nur dann Signale (6) aussendet, wenn er den
Puls der ihn tragenden Person (1) mißt.
17. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung die Maschine (2) stillsetzt, wenn der Sender
(5) in Bewegung ist und der Puls der ihn tragenden
Person (1) mißt und der Sender (5) über einen bestimmten
Zeitraum an einem für das Arbeiten im Arbeitsbereich
(3) untypischen Ort geortet wird.
18. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) von der Vorrichtung ausgeschaltet wird, wenn
der Sender (5) aus dem Arbeitsbereich (3) der Maschine
(2) entfernt wird.
19. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) eine optische Anzeige hat, die den
Ladezustand der Spannungsquelle des Senders (5) anzeigt
und ein akustisches Signal ertönt, wenn die Kapazität
der Spannungsquelle ein Mindestmaß unterschreitet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4410009A DE4410009A1 (de) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs einer Maschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4410009A DE4410009A1 (de) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs einer Maschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4410009A1 true DE4410009A1 (de) | 1995-09-28 |
Family
ID=6513618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4410009A Withdrawn DE4410009A1 (de) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Vorrichtung zum Sichern und Überwachen eines begrenzten Arbeits- und Gefahrenbereichs einer Maschine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KALKOFFEN, MICHAEL, 41470 NEUSS, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |