DE2750234C2 - Schutzeinrichtung für handbediente Werkzeugmaschinen, insbesondere für Abkantpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für handbediente Werkzeugmaschinen, insbesondere für Abkantpressen, mit einer den Sicherheitsregeln für Steuerung an kraftbetriebenen Pressen der Metallverarbeitung genügenden Maschinensteuerung, die für die berührunglos wirkende Schutzeinrichtung ausgebildet ist und mit Endschaltern zusammenarbeitet.

Schutzeinrichtungen, insbesondere für Abkantpressen mit einer Werkzeugmaschinensteuerung, die entsprechend den Sicherheitsregeln für Steuerung an kraftbetriebenen Pressen der Metallverarbeitung gemäß ZH I/28I vom 3.1971, Ziffer 3,3,1, 3.2; Ziffer 4,4.1 und 4.2 bis 4.6 für eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung ausgebildet ist, werden in verschiedenen Ausführungen verwendet, beispielsweise mit Lichtschranken, Lichtvorhängen oder mit zweihandbetätigten Sicherheitsschaltern nach DE-PS 21 24 333.

Durch die GB-PS 13 07 078 ist eine Schutzeinrichtung für Abkantpressen in einer Ausführung mit einem Lichtvorhang bekannt, bei der die Schutzeinrichtung mit Mikroschaltern, die wie Endschalter wirken, zusammenarbeitet.

Bekannt durch die DE-PS 23 64 729 ist eine Einrichtung für den Betriebsunfallschutz bei handbedienten Werkzeugmaschinen, insbesondere wiederum Abkantpressen mit einer Schutzeinrichtung in einer Ausführung mit einem Schutzgitter unter Verwendung einer Sicherheitsvorrichtung mit einer zwei Endschalter betätigenden sogenannten Sicherheits-Zweihandschaltung. Die zwei Endschalter werden beim Erreichen eines zulässigen Maximalabstandes zwischen dem Oberwerkzeug und dem Werkstück betätigt, wenn sich das Oberwerkzeug im Arbeitsgang auf das Werkstück zu befindet. Ein dritter Endschalter wird durch das Werkstück in seiner Bearbeitungslage betätigt.

Bei Abkantpressen ist die Maschinensteuerung unabhängig von der Ausführungsart der Schutzeinrichtung gewöhnlich so ausgebildet, daß das im Arbeitsgang befindliche abwärts bewegte Oberwerkzeug beim Ansprechen der Schutzeinrichtung angehalten wird und sodann in die Ausgangslage zurückgehoben wird.

Diese betrachteten bekannten Schutzeinrichtungen erschweren das Arbeiten mit handbedienten Werkzeugmaschinen im Bereich der gefährlichen Schließbewegung der Werkzeugteile oder machen das Arbeiten zumeist fast unmöglich, da während ei.ips Arbeitshubes des Werkzeuges das Werkstück von Hand »eführt werden muß. Mit einer Einrichtung nach DE-PS 23 64 729 wird das Manipulieren des Werkstücks dadurch erleichtert, daß an der Bedienungsseite der Abkantpresse ein vertikal bewegbares Schutzgitter in Wirkverbindung mit der erwähnten Sicherheits-Zweihandschaltung verwendet wird. Das Schutzgitter wird durch Betätigen eines Fußschalters in eine sichernde Schutzlage herabgesenkt, in der die Sicherheits-Zweihandschaltung betätigt wird, wodurch der Arbeitshub des Werkzeuges ausgelöst wird und dabei das Werkstück von Hand geführt werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für handbediente Werkzeugmaschinen mit einer den Sicherheitsregeln genügenden Maschinensteucrung zu schaffen, die ohne Sicherheits-Zweihandschaltung und auch bereits ohne Schutzgitter schutzwirksam im Bereich der gefährlichen Schließbewegungen ist und die einfach /u erstellen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst, und zwar durch die Kombination folgender, teils bekannter Merkmale:

a) eine mit einem Werkzeughalter starr verbundene erste Laserlichtquelle und ein erster Laserempfänger sind so angeordnet, daß ein Laserstrahl parallel zur Scheitelkante des Oberwerkzeuges und in einem lotachten Abstand von dieser entfernt, der kleiner als der Nachlaufwcg des Oberwerkzeuges ist, auf den Empfänger ausgerichtet ist

b) eine mit dem Unterwerkzeug der Werkzcugma-

schine starr verbundene zweite Laserlichtquelle und ein zweiter Laserempfänger sind so angeordnet, daß ein zweiter Laserstrahl unterhalb der Tischebene des Unterwerkzeuges parallel zu und in einer Ausnehmung desselben auf den Empfänger ausgerichtet ist, und

c) ein erster Endschalter ist so vorgesehen, daß dieser beim Erreichen eines gemäß den Sicherheitsiegeln zulässigen Maximalabstandes zwischen Oberwerkzeug und Werkstück betätigt wird, und ein zweiter Endschalter mit verstellbarem Anschlag so, daß er durch das Werkstück in Bearbeitungslage betätigt wird.

Bei dieser Schutzeinrichtung sind — weiteren Ausbildungen der Erfindung entsprechend — der erste Laserempfänger dem ersten Endschalter und der zweite Laserempfänger dem zweiten Endschalter funktionell so zugeordnet, daß durch Betätigung der Endschalter der zugeordnete Laserempfänger außer Betrieb gesetzt wird und dadurch das Oberwerkzeug bei der Abwärtsbewegung vom Eilgang auf Arbeitshub im Läirgsamgang gesteuert wird.

Weiterhin erfindungsgemäß liegt der erste Laserstrahl an der von der Bedienungsseite der Werkzeugmaschine abgewandten Seite in einem Horizontalabstand von 2 bis 3 mm von der Vertikalebene, die durch die Scheitelkante des Oberwerkzeuges geht.

Das Licht der Laserlichtquellen ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung frequenzmoduliert.

Durch die Zeitschrift »Machine Design«, 18. Okt. 1973, Seite 158 bis 159 sind Laserlichtquellen und deren optische Merkmale bekannt. Daraus geht bezüglich ihrer Verwendung hervor, daß dabei die physikalischen und spektralen Eigenschaften von als Laserempfänger benutzten Photozellen beachtet werden müssen.

Es wird ein mit der Erfindung erzielter technischer Fortschritt darin gesehen, daß bei einer Schutzvorrichtung für Abkat..pressen keine besonderen Schutz- bzw. Einlegevorrichtungen, die ohnehin arbeitshindernd im Wege sein würden, nötig sind.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

In der meist prismaförmigen Ausnehmung des Unterwerkzeuges ergibt sich ein vorbeugender Schutz der Finger der bedienenden Person dadurch, daß das im Eilgang abwärts bewegte Oberwerkzeug spätestens beim Erreichen des gemäß den Sicherheitsregeln zulässigen Maximalabstancies auf einen langsamen Arbeitshub gesteuert wird, und zwar auch wenn sich kein Werkstück auf dem Unterwerkzeug (Werkstücktisch) befindet. In diesem Fall ist der Empfänger des in der Ausnehmung ausgerichteten zweiten Laserstrahls stets in Betrieb, und es wird der Laserstrahl durch die in der Ausnehmung gefährdeten Finger unterbrochen und dadurch das Obci werkzeug angehalten.

Nachstehdnd wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Abkantpresse beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine Abkantpresse mit einer Schulzeinrichtung in Seitenansicht mit einem Längsteilquerschnitt durch die Werkzeugteile der Abkantpresse,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Abkantpresse mit Schutzeinrichtung nach Fig. I.

In den Fig. I und 2 sind gleiche Bestandteile und Elemente mit den gleichen Dizugszcicheri markiert.

Dargestellt sind unter Ziffer 1 (Oberteil der Abkantpresse) das Oberwerkzeug 12 (Patrize) mit einem Werkzeughalter 11 (Oberwange der Abkantpresse) und unter Ziffer 2 (Unterteil der Abkantpresse) das Unterwerkzeug 22 (Matrize) mit einem Werkzeugtisch 21, auf den das Unterwerkzeug eingespannt ist. Das 5 Oberwerkzeug ist in der Ausgangslage dargestellt. Das Unterwerkzeug ist ein Profilstab mit einer prismaförmigen Ausnehmung A 21 in der Seitfläche, die dem Oberwerkzeug 12 zugewandt ist und die die Tischebene £21 oder Auflegeebene für ein tafel- oder blechförmiges Werkstück 3 bildet. Es bedarf keiner besonderen Erläuterung, daß zum Abkanten des Werkstücks das Oberwerkzeug mit seiner Scheitelkante k 12 raumkomplementär zum unteren Teil der prismenförmigen Ausnehmung A 21 des Unterwerkzeugs ausgeformt ist.

Die Schutzeinrichtung der beschriebenen Abkantpresse besteht in der Anordnung von .jwei Laserstrahlen 4 und 5. Mit dem Werkzeughalter 11, der Oberwange der Abkantpresse, in geeigneter Weise starr verbunden sind eine erste Laserlichtquelle 4' und ein erster Laserempfänger 4". Dieser ist an der in der Zeichnung sichtbaren Seite des Oberwerkzeugs der Abkantpresse angeordnet und durch einen Kreis dargestellt; Laserlichtquelle 4' und Laserstrahl 4 sind durch den Empfänger 4" verdeckt. Die erwähnte starre Verbindung ist in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie V dargestellt. Der als Punkt dargestellte Laserstrahl 4 ist parallel der Scheitelkante k 12 des Oberwerkzeugs ausgerichtet, in einem lotrechten Abstand a\ von der Scheit :lkante, der kleiner als der Nachlaufweg des

ω Obc rw :rkzeugs ist, beispielsweise zwischen 2 und 3 mm. Mit dem Unterwerkzeug 21 ebenfalls in geeigneter Weise starr verbunden (gestrichelte Linie V) sind eine zweite Laserlichtqueile 5' und ein zweiter Laserempfänger 5", der wiederum an der in der Zeichnung sichtbaren

J5 Seite des Unterwerkzeugs 21 angeordnet und durch einen Kreis dargestellt ist und der die Lichtquelle 5' sowie den Laserstrahl 5 verdeckt. Der als Punkt dargestellte Laserstrahl 5 ist auch parallel der Scheitclkantc k 12 des Obervverkzeugs !2 ausgerichtet,

•»o jedoch unterhalb der Tischebene £21 des Unterwerkzeugs, das heißt in der prismaförmigen Ausnehmung A 21 desselben. Dieser zweite Laserstrahl 5 liegt in einem Abstand von 1 bis 2 mm unterhalb der Tischebene £21 des Unterwerkzeugs und in einem

f> Horizontalabstand etwa gleich einem Viertel der Basis B der prismaförmigen Ausnehmung A 21 von der Vertikalebene Ev entfernt, die durch die Scheitelkante A-12 des Obe. Werkzeugs 12 geht. Hingegen liegt der erste Laserstrahl 4 in einem Horizontalabstand a/, von 1

v> bis 2 mm von dieser Vertikalebene Ev und an der von der Bedienungsseite der Abkantpresse abgewandten Seite. F~ ist ersichtlich, daß mit dem Oberwerkzeug 12 der Laserstrahl 4 mitbewegt wird und in einem gleichbleibenden Vorhaltabstand von diesem angeord-

>*> net ist. Hingegen ist der Laserstrahl 5 durch das Unterwerkzeug festgelegt. Es sind vorzugsweise Lascrlichtquellen 4' und 5' verwendet, die ein mit bestimmter Frequenz moduliert!..* Laserlicht emittieren.

Die Schutzeinrichtung enthält einen ersten Endschalter 6, der mit dem Unterwerkzeug 21 starr verb'inden sein kann und so angeordnet ist, daß er beii.i Erreichen eines gemäß den Sicherheitsregeln (für Steuerung an kraftbetriebenen Pressen der Metallverarbeitung) zulässigen Maximalabstatides b (6 bis 4 mm) des abwärts bewegten Oberwerkzeugs vom Werkstück 3 durch einen am Oberwerkzeug befestigten Anschlag (nicht dargestellt) betätigt wird. Durch diese Betätigung wird auf z. B. elektromechanischen! Wege der erste Laser-

empfänger 4" außer Betrieb gesetzt.

Ferner enthält die Schutzeinrichtung einen zweiten Endschalter 7 mit einem horizontal verstellbaren Anschlag A 7, der mit dem Unlerwerkzeug verbunden ist und, wie durch einen Pfeil angedeutet, vertikal so verschoben und angeordnet werden kann, daB er durch das in die Bearbeitungslage gebrachte Werkstück betätigt wird. Es wird durch diese Betätigung ebenfalls z. D. auf elektromechanischen! Wege der zweite l.aseremrfiinger 5" außer Betrieb gesetzt.

Das Außerbetriebsetzen eines Laserempfängers hat keinen Einfluß auf die Laserstrahlen 4 bzw. 5. Diese bestehen unabhängig weiterhin zur Überwachung des Bereichs der gefährlichen Schlicßbewegungen der Abkantpresse. Wenn sich ein Werkstück 3 nach Betätigung des Endschalters 7 am Anschlag A 7 in der Bearbeilungslage befindet und bei der Abwärtsbewegung des Oberwerkzeugs im Arbeitsgang der erste Laserstrahl 4 durch ein Hindernis im Bereiche der gefährlichen Schlicßbewegungen unterbrochen wird, dann wird die Abwärtsbewegung des Werkzeugs sofort ebenfalls unterbrochen, und es wird das Oberwerkzeug in die Ausgangslage zurückgehoben.

Ein jeder Arbeitsgang kann mittels der Maschinen- --ciierung ausgelöst werden. Diese ist so ausgeführt, daß die Abkantpresse nur mit eingeschalteten i r --,irdhien 4 und 5 sowie mit inbetriebgesetzten Laserempfängern 4", 5" in Betrieb genommen werden kann. Der Nachlaufweg der Presse soll nicht größer als 2 mm sein und ist ständig zu überwachen. Wird er unzulässig weit überschritten, so wird dadurch die Maschinensteuerung blockiert und es kann die Abkantpresse nicht mehr in Betrieb genommen werden.

Ist ein Arbeitsgang einmal ausgelöst und wird der Laserstrahl 4 nicht durch ein körperliches Hindernis unterbrochen, dann wird das Oberwerkzeug mit dem vorauseilenden Laserstrahl 4 im Eilgang abwärtsbewegt. Beim Erreichen des zulässigen Maximalabstiir.iU-, b von beispielsweise 6 mm wird der Endscnalter 6 betätigt, wodurch der l.asercmpfänger *>" ;uißer Betrieb gesetzt wird und dadurch das Oberwerkzeug vom Eilgang in einen l.angsaingang umgcsleuert wii I. vN'cm dann der Bereich der gefährlichen .Schließbewegungen frei von Hindernissen wie menschlichen Körperteilen oder sperrenden Wcrkstückteilen ist, wird das Oberwerkzeug auf Arbeitshub gefahr.·, ::nd eine Abkantung des Werkstücks ausgeführt. Wenn kein Werkstück auf dem Unterwerkzeug liegt, dann bleibt der Laserempfängcr 5" irr Antrieb, so daß ein körperliches Hindernis in dem Gefahrenbereich durch den Laserstrahl 5 erfaßt wird und durch Unterbrechung dieses Laserstrahls der Arbolishiib unterbrochen wird und das Oberwerkzeug dann in die Ausgangslage zurückgehoben wird.

Für Werkzeugmaschinen wie Abkantpressen mit W:_:l.zeupteilen, die oreiter als das Werkstück sind, können ats zusätzliche Schutzeinrichtung zwei seitlich neben dem Werkstück und an der Bedienungsseite der Maschine vertikal angeordnete Schutzgitter oder Schutzschirme vorgesehen werden, >i■·.■ vertikal oder horizontal schließend verschiebbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Schutzeinrichtung für handbediente Werkzeugmaschinen, insbesondere für Abkantpressen, mit einer den Sicherheitsregeln für Steuerung an kraftbetriebenen Pressen der Metallverarbeitung genügenden Maschinensteuerung, die für die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung ausgebildet ist und mit Endschaltern zusammenarbeitet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teils bekannter Merkmale:

a) eine mit einem Werkzeughalter (11) starr verbundene erste Laserlichtquelle (4') und ein erster Laserempfänger (4") sind so angeordnet, M daß ein Laserstrahl (4) parallel zur Scheitelkante (k 12) des Oberwerkzeuges (12) und in einem lotechlen Abstand (a\) von dieser entfernt, der kleiner au der Nachlaufweg des Oberwerkzeuges ist, auf den Empfänger (4") ausgerichtet ist

b) eine mit dem Unterwerkzeug (21) der Werkzeugmaschine starr verbundene zweite Laserlichtquelle (5') und ein zweiter Laserempfänger (5") sind so angeordnet, daß ein zweiter Laserstrahl (5) unterhalb der Tischebene (£21) des Unterwerkzeuges parallel zu und in einer Ausnehmung (A 21) desselben auf den Empfänger (5") ausgerichtet ist, und

c) ein erster Endschalter (6) ist so vorgesehen, daß dieser be'τι Erreichen eines gemäß den jo Sicherheitsregeln zulässigen Maximalabstandes (b) zwischen Oberwerkzeug und Werkstück (3) betätigt wird, und ein zweiter Endschalter (7) mit verstellbarem Anschlag \A 7) so, daß er durch das Werkstück in Bearbeitungslage betätigt wird.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laserempfänger (4") dem ersten Endschalter (6) und der zweite Laserempfänger (5") dem zweiten Endschalter (7) zugeordnet ist, derart, daß durch Betätigung der Endschalter der zugeordnete Laserstrahl außer Betrieb gesetzt wird und dadurch das Oberwerkzeug bei der Abwärtsbewegung vom Eilgang auf Arbeitshub im Langsamgang gesteuert wird.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laserstrahl (4) an der von der Bedienungsseite der Werkzeugmaschine abgewandten Seite in einem Horizontalabstand (an) von 2 bis 3 mm von der Vertikalebene (E,) liegt, die durch die Scheitelkante (k 12) des Oberwerkzeuges (12) geht.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserlicht der Lichtquellen (4', 5') frequenzmoduliert ist. v>