DE3838449A1

DE3838449A1 - Einklemmschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE3838449A1
Application number: DE3838449A
Authority: DE
Inventors: Uwe Zimmermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-12
Filing date: 1988-11-12
Publication date: 1989-04-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Einklemmschutzvorrichtung, wie sie dazu dient, um ein Einklemmen von Personen oder Gegen ständen zwischen beweglichen Teilen zu verhindern, oder zu vermeiden, daß eine Person oder ein Gegenstand durch ein be wegtes Teil zu Schaden kommt.

Derartige Vorrichtungen werden zusammen mit elastischen Bau teilen mit zwei Prüfteilen betrieben, die in Kontakt mitein ander kommen, wenn das Bauteil zusammengedrückt wird, z. B. dadurch, daß ein bewegtes Teil, an dem das elastische Bau teil befestigt ist, unbeabsichtigterweise an eine Person stößt. Die Tatsache, daß in diesem Fall die beiden Prüflei tungen miteinander in Kontakt gekommen sind, wird durch die Einklemmschutzvorrichtung festgestellt. Diese gibt dann ein Warnsignal ab, was in der Regel dazu verwendet wird, den be wegten Gegenstand anzuhalten oder sogar wieder rückwärts zu bewegen.

Das Auftreten des Kontaktfalles wird bei einer bekannten Ein klemmschutzvorrichtung dadurch erkannt, daß durch den herge stellten Kontakt ein Widerstand kurzgeschlossen ist, der die beiden freien Enden der Prüfleitungen überbrückt, die nicht an die Vorrichtung angeschlossen sind. Das Gerät arbeitet mit Gleichspannung. Ein anderes Gerät verwendet Wechselspan nung. Das Überbrücken der Enden der Prüfleitungen ist durch eine Sperrdiode vorgenommen. Solange die beiden Prüfleitun gen nicht aufeinanderdrücken, wird eine zerhackte Gleichspan nung empfangen, während im Kontaktfall das gesendete Wechsel spannungssignal auch das Empfangssignal ist.

Wird bei Verwendung dieser Vorrichtungen der Widerstand oder die Sperrdiode statt zwischen die freien Enden der Prüflei tungen zwischen diejenigen Enden gelegt, die auch an die Vor richtung angeschlossen sind, kann ein Bruch des elastischen Bauteiles nicht mehr festgestellt werden. Kommt es dann hin ter der Bruchstelle zu einem Kontakt, wird auch dieses nicht mehr festgestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders sichere Einklemmschutzvorrichtung anzugeben, mit der auch Unterbrechungen in den Prüfleitungen oder den Zuleitungen zu denselben festgestellt werden können.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß nicht mehr ein einziges Gleichspannungs- oder Wechselspannungssignal verwen det wird, sondern daß zwei unterschiedliche Wechselspannungs signale gesendet werden, von denen jeweils eines über eine der beiden Prüfleitungen geschickt wird. Nach dem Empfang der Signale wird ein Vergleichsverfahren durchgeführt, das dazu dient, zu ermitteln, ob die gesendeten Signale eine Ver änderung erfahren haben, was durch Unterbrechungen oder durch Kurzschlüsse der Fall sein kann.

Vergleiche zwischen den zwei gesendeten und den zwei empfan genen Signalen sind auf drei Arten möglich. So können die beiden empfangenen Signale miteinander unter Berücksichti gung der bekannten Unterschiede zwischen den gesendeten bei den Signalen verglichen werden, und es wird das Warnsignal ausgegeben, wenn Unterschiede festgestellt werden, die nicht mit den bekannten Unterschieden übereinstimmen. Es ist je doch auch möglich, jedes der beiden empfangenen Signale mit dem jeweils zugehörigen gesendeten Signal zu vergleichen, und das Warnsignal auszugeben, wenn mindestens einer der bei den Vergleiche ergibt, daß sich die jeweils verglichenen Sig nale voneinander unterscheiden. Die letzte Möglichkeit be steht darin, die gesendeten und empfangenen Signale wechsel seitig miteinander unter Berücksichtigung der bekannten Un terschiede zwischen den gesendeten beiden Signale zu verglei chen, also z. B. das zweite empfangene Signal mit dem ersten gesendeten Signal, und das Warnsignal dann auszugeben, wenn Unterschiede festgestellt werden, die nicht mit den bekann ten Unterschieden übereinstimmen.

Vorrichtungen, die geeignet sind, jeweils eines dieser drei prinzipiell möglichen Verfahren auszuüben, sind Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 1 bis 3. Vorteilhafte Wei terbildungen und Ausgestaltungen dieser Vorrichtungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 4 bis 6.

Besonders einfach aufgebaut ist eine Vorrichtung, bei der Signale gleicher Frequenz mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad verwendet werden. Besonders zuverlässig lassen sich diese Signale von anderen Signalen unterscheiden, wenn sie Rechtecksignale sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren ver anschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einklemmschutzvorrich tung, bei der zwei empfangene Signale miteinander verglichen werden;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Einklemmschutzvorrich tung, bei der jedes von zwei empfangenen Signalen jeweils mit dem zugehörigen gesendeten Signal ver glichen wird; und

Fig. 3 ein Teilblockschaltbild entsprechend dem von Fig. 2, jedoch für eine Einklemmschutzvorrichtung, bei der zwei empfangene Signale mit zwei gesendeten Signalen wechselseitig verglichen werden.

Die mit strichpunktierter Umrandung dargestellte Einklemm schutzvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 enthält ein gestrichelt um randetes Sendeteil 11 mit einem ersten Sender 11.1 und einem zweiten Sender 11.2, sowie ein ebenfalls gestrichelt umrande tes Empfangsteil 12. Die Vorrichtung arbeitet mit einer wie derum gestrichelt umrandeten Kontaktgummileiste 13 zusammen, die eine erste Prüfleitung 14.1 und eine zweite Prüfleitung 14.2 enthält. Die Prüfleitungen sind so angeordnet, daß sie dann, wenn die Kontaktgummileiste 13 zusammengedrückt wird, in elektrisch leitenden Kontakt miteinander kommen. Die erste Prüfleitung 14.1 ist über eine erste Ausgangsklemme 15.1 an der Einklemmschutzvorrichtung 10.1 mit dem ersten Sender 11.1 verbunden, während die zweite Prüfleitung 14.2 über eine zweite Ausgangsklemme 15.2 mit dem zweiten Sender 11.2 verbunden ist. Ausgangsseitig steht die erste Prüflei tung 14.1 über eine Eingangsklemme 16.1 mit dem Empfangsteil 12 in Verbindung, während die zweite Prüfleitung 14.2 über eine zweite Eingangsklemme 16.2 mit dem Empfangsteil 12 ver bindbar ist.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das vom ersten Sen der 11.1 ausgegebene erste Prüfsignal ein Rechtecksignal vor gegebener Frequenz, z. B. ein kHz. Das vom zweiten Sender 11.2 ausgegebene zweite Prüfsignal unterscheidet sich vom ersten Prüfsignal nur dadurch, daß es gegenüber diesem inver tiert ist. Aus Fig. 1 ist dies dadurch erkenntlich, daß das zweite Prüfsignal immer niedrigen Pegel L einnimmt, wenn das erste Prüfsignal hohen Pegel H einnimmt, und umgekehrt. Die Tatsache, daß die beiden Prüfsignale nicht voneinander unab hängig sind, ist im Sendeteil 11 dadurch angedeutet, daß eine Signallinie den zweiten Sender 11.2 mit dem ersten Sen der 11.1 verbindet.

Das erste Prüfsignal wird im Empfangsteil 12 von einem ersten Verstärker 17.1 verstärkt, während das zweite Prüfsig nal von einem zweite Verstärker 17.2 verstärkt wird. Die Aus gangssignale der beiden Verstärker sind auf einen Verglei cher 18 geführt, der überprüft, ob die beiden verstärkten Signale unter Berücksichtigung der Phasenverschiebung von 180 Grad noch miteinander übereinstimmen. Ist dies der Fall, gibt der Vergleicher ein Vergleichssignal an einen ersten Schalter 19.1 und einen zweiten Schalter 19.2 aus. Der erste Schalter 19.1 schaltet die Ausgangsspannung von einem ersten Relaistreiber 20.1 auf ein erstes Relais 21.1, während der zweite Schalter 19.2 die Ausgangsspannung von einem zweiten Relaistreiber 20.2 auf ein zweites Relais 21.2 weiterführt. Der erste Relaistreiber gibt dann eine Spannung ab, wenn ihm vom ersten Verstärker 17.1 ein Signal zugeführt wird. Ent sprechend reagiert der zweite Relaistreiber 20.2 auf ein Sig nal vom zweiten Verstärker 17.2.

Werden beide Prüfsignale ordnungsgemäß empfangen, geben bei de Relaistreiber 20.1 und 20.2 Spannung aus und diese wird auch mit Hilfe der durchgeschalteten Schalter 19.1 bzw. 19.2 auf die zugehörigen Relais 21.1 bzw. 21.2 gegeben. Beide Re lais ziehen daher an, was einer Meldung für ordnungsgemäßen Betrieb entspricht. Die Tatsache, daß beide Relais angezogen haben, kann leicht festgestellt werden, z. B. dadurch, daß an jedem Relais ein Schließkontakt 22.1 bzw. 22.2 vorhanden ist und diese Schließkontakte über eine Brücke 23 in Reihe gelegt werden. Wird an diese Leitungsstrecke von außen eine Spannung gelegt und fließt dann ein Strom, ist dies das Zei chen dafür, daß beide Relais angezogen haben, also die Prüf signale ordnungsgemäß empfangen worden sind.

Es sei nun angenommen, daß eine Prüfleitung unterbrochen ist oder beide unterbrochen sind, oder die Zuleitungen zu den Prüfleitungen unterbrochen sind, oder die Leitungen falsch angeschlossen sind oder die Prüfleitungen miteinander kontak tieren. In all diesen Fällen stimmen die beiden empfangenen Prüfsignale nicht mehr unter Berücksichtigung der eigentlich erwarteten Phasenverschiebung von 180 Grad überein, was dazu führt, daß zwar unter Umständen noch einer der beiden Relais treiber ein Treibersignal ausgibt, daß aber das Vergleichs signal vom Vergleicher 18 fehlt. Dann sind beide Schalter 19.1 und 19.2 geöffnet, woraufhin keines der Relais 21.1 und 21.2 anzieht. Dies ist die Warnmeldung, die die Vorrichtung ausgibt. Sie wird z. B. an der oben angegebenen Leiterstrec ke dadurch erkannt, daß durch diese kein Strom mehr fließt, wenn Spannung angelegt wird.

Mit der angegebenen Schaltung sind aber auch gut Fehler im Empfangsteil 12 feststellbar. Dies weil jeweils zwei Signa le erforderlich sind, damit eines der beiden Relais 21.1 oder 21.2 anzieht. Es muß sowohl eine Spannung vom zugehöri gen Relaistreiber 20.1 oder 20.2 ausgegeben werden und es muß das Vergleichssignal vom Vergleicher 18 ausgegeben wer den. Sobald nur eines dieser Signale ausfällt, erfolgt die Warnmeldung. Dies steht im Gegensatz zu bekannten Geräten, bei denen ein einziges Signal zwei Melderelais steuerte. Dies würde einer Abwandlung der Schaltung von Fig. 1 entspre chen, gemäß der die beiden Relais 21.1 und 21.2 unmittelbar über das Vergleichssignal getrieben werden würden, also die Relaistreiber 20.1 und 20.2 und die Schalter 19.1 und 19.2 fehlen würden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Phasenver schiebung von 180 Grad verwendet, da diese durch Invertieren eines einzigen erzeugten Signales leicht herstellbar ist. Es kann jedoch jede andere Phasenverschiebung verwendet werden. Rechtecksignale werden bevorzugterweise verwendet, da sich diese leicht von sinusförmigen Signalen unterscheiden las sen, wie sie zur Steuerung von Maschinenbewegungen häufig verwendet werden.

Statt durch die Phase können sich die beiden Prüfsignale auch durch eine andere Eigenschaft unterscheiden, insbesonde re durch unterschiedliche Frequenz. Der Vergleicher 18 unter sucht dann, ob die empfangenen Signale dasselbe Frequenzver hältnis aufweisen wie die gesendeten Signale.

Die Verstärker 17.1 und 17.2 können ohne weiteres entfallen, wenn eine Kontaktgummileiste 13 mit niederohmigen Prüfleitun gen 14.1 und 14.2 verwendet wird. Derartige Kontaktgummilei sten weisen metallische Prüfleitungen auf. Weniger beschädi gungsgefährdet als derartige Kontaktgummileisten sind sol che, bei denen die Prüfleitungen leitende Gummischichten sind. Derartige Leitungen können durch Zug oder Druck kaum zerstört werden. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß sie die Prüfsignale stark schwächen. In diesem Fall ist das Ver wenden von Verstärkern im Eingangsteil 12 von Vorteil. Diese Verstärker verstärken vorzugsweise frequenzselektiv Signale mit der Sendefrequenz.

Anhand der Fig. 2 und 3 werden nun Schaltungen erläutert, bei denen der Vergleich zwischen Signalen anders ausgeführt wird als bei der Schaltung gemäß Fig. 1. Erläutert werden jeweils nur Funktionsgruppen, die sich von den anhand von Fig. 1 erläuterten Gruppen unterscheiden.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 schließt sich an den ersten Verstärker 17.1 ein erster Vergleicher 18.1 und an den zwei ten Verstärker 17.2 ein zweiter Vergleicher 18.2 an. Das Aus gangssignal vom ersten Vergleicher 18.1 treibt unmittelbar das erste Relais 21.1, während das Ausgangssignal vom zwei ten Vergleicher 18.2 unmittelbar das zweite Relais 21.2 treibt. Der erste Vergleicher 18.1 vergleicht das erste emp fangene Signal mit dem ersten gesendeten Signal, während der zweite Vergleicher 18.2 entsprechend das zweite empfangene Signal mit dem zweiten gesendeten Signal vergleicht. Wird je weils festgestellt, daß die Signale auf den Prüfleitungen nicht verändert wurden, ist dies das Zeichen dafür, daß kein Fehler vorliegt. Beide Relais 21.1 und 21.2 ziehen an, was anzeigt, daß keine Gefahr vorliegt. Liegt dagegen einer der o. g. Fehlerfälle vor, gibt mindestens einer der beiden Ver gleicher 18.1 und 18.2 kein Ausgangssignal mehr ab, worauf hin mindestens eines der beiden Relais abfällt, was einer Warnmeldung entspricht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 muß keine bekannte Be ziehung zwischen den beiden unterschiedlichen Prüfsignalen bestehen. Wichtig ist nur, daß die beiden Prüfsignale deut lich voneinander unterscheidbar sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist dieselben Funktions blöcke auf wie diejenige gemäß Fig. 2. Unterschiedlich ist, daß nun der erste Vergleicher 18.1 das erste empfangene Sig nal mit dem zweiten gesendeten Signal und der zweite Verglei cher 18.2 das zweite empfangene Signal mit dem ersten gesen deten Signal vergleicht. In diesem Fall muß jeder Verglei cher eine Information darüber besitzen, wie sich die beiden gesendeten Signale voneinander unterscheiden. Werden genau diese Unterschiede auch beim Vergleich festgestellt, liegt kein Fehlerfall vor. Die soeben genannte Information ist ent weder dadurch bereitstellbar, daß zwischen dem ersten Sender 11.1 und dem zweiten Sender 11.2 eine feste Beziehung einge stellt wird, was durch gestrichelte Pfeile 1) dargestellt ist, oder daß jeder Vergleicher auch das andere gesendete Signal empfängt, gegen das er nicht vergleicht, das er je doch benötigt, um die Unterschiede zwischen den gesendeten Signalen zu erkennen, um sie bei seinem Vergleich zu berück sichtigen, was durch gestrichelte Pfeile 2) dargestellt ist.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß es für erfindungsgemä ße Einklemmschutzvorrichtungen allein von Bedeutung ist, daß zwei unterschiedliche Signale gesendet werden und mit Hilfe der empfangenen Signale Vergleiche ausgeführt werden, um festzustellen, ob die Prüfsignale auf dem Weg zwischen Aus gangsklemmen und Eingangsklemmen verändert wurden. Vorteil hafterweise ist das Empfangsteil so ausgeführt, daß es über zwei Relais verfügt, die durch getrennte Kanäle unabhängig voneinander angesteuert werden. Daher könnte statt der Kon taktgummileiste eine entsprechende Kontaktierung auch durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Kontakte - wie bei spielsweise mittels zweier Kontaktplatten - hergestellt wer den.

Claims

1. Einklemmschutzvorrichtung mit

- einem Sendeteil (11) für die Signalausgabe auf ein elasti sches Bauteil (13) mit zwei Prüfleitungen (14.1, 14.2), die in Kontakt miteinander kommen, wenn das elastische Bauteil zusammengedrückt wird und
- einem Empfangsteil (12) für den Signalempfang und zum Fest stellen, ob das empfangene Signal einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung der Prüfleitungen anzeigt, und zum Ausgeben einer Warnmeldung, wenn ein solcher unerwünschter Fall fest gestellt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Sendeteil folgende Teile aufweist:
- a1) einen ersten Sender (11.1), der ein erstes Wechselspannungssignal ausgibt,
- a2) einen zweiten Sender (11.2), der ein zweites Wechselspannungssignal ausgibt, das sich vom ersten Wechselspannungssignal unterscheidet,
- a3) eine erste Ausgangsklemme (15.1) zum Ausgeben des ersten Wechselspannungssignales auf ein Ende der ersten Prüfleitung und
- a4) eine zweite Ausgangsklemme (15.2) zum Ausgeben des zweiten Wechselspannungssignales auf ein Ende der zweiten Prüfleitung, und
b) der Empfangsteil (12) folgende Teile aufweist:
- b1) eine erste Eingangsklemme (16.1) zum Anschließen des anderen Endes der ersten Prüfleitung,
- b2) eine zweite Eingangsklemme (16.2) zum Anschließen des anderen Endes der zweiten Prüfleitung und
- b3.1) einen Vergleicher (18) zum Vergleichen der empfangenen beiden Signale miteinander unter Berücksichtigung der bekannten Unterschiede zwischen den gesendeten beiden Signalen, und zum Ausgeben der Warnmeldung wenn Unterschiede festgestellt werden, die nicht mit den bekannten Unterschieden übereinstimmen.

2. Einklemmschutzvorrichtung mit

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Sendeteil folgende Teile aufweist:
- a1) einen ersten Sender (11.1), der ein erstes Wechselspannungssignal ausgibt,
- a2) einen zweiten Sender (11.2), der ein zweites Wechselspannungssignal ausgibt, das sich vom ersten Wechselspannungssignal unterscheidet,
- a3) eine erste Ausgangsklemme (15.1) zum Ausgeben des ersten Wechselspannungssignales auf ein Ende der ersten Prüfleitung und
- a4) eine zweite Ausgangsklemme (15.2) zum Ausgeben des zweiten Wechselspannungssignales auf ein Ende der zweiten Prüfleitung, und
b) der Empfangsteil (12) folgende Teile aufweist:
- b1) eine erste Eingangsklemme (16.1) zum Anschließen des anderen Endes der ersten Prüfleitung,
- b2) eine zweite Eingangsklemme (16.2) zum Anschließen des anderen Endes der zweiten Prüfleitung und
- b3.2) eine Vergleichsanordnung (18.1, 18.2) zum Vergleichen jedes der beiden empfangenen Signale mit dem jeweils zugehörigen gesendeten Signal und zum Ausgeben der Warnmeldung dann, wenn mindestens einer der beiden Vergleiche ergibt, daß sich die jeweils verglichenen Signale voneinander unterscheiden.

3. Einklemmschutzvorrichtung mit

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Sendeteil folgende Teile aufweist:
- a1) einen ersten Sender (11.1), der ein erstes Wechselspannungssignal ausgibt,
- a2) einen zweiten Sender (11.2), der ein zweites Wechselspannungssignal ausgibt, das sich vom ersten Wechselspannungssignal unterscheidet,
- a3) eine erste Ausgangsklemme (15.1) zum Ausgeben des ersten Wechselspannungssignales auf ein Ende der ersten Prüfleitung und
- a4) eine zweite Ausgangsklemme (15.2) zum Ausgeben des zweiten Wechselspannungssignales auf ein Ende der zweiten Prüfleitung, und
b) der Empfangsteil (12) folgende Teile aufweist:
- b1) eine erste Eingangsklemme (16.1) zum Anschließen des anderen Endes der ersten Prüfleitung,
- b2) eine zweite Eingangsklemme (16.2) zum Anschließen des anderen Endes der zweiten Prüfleitung und
- b3.3) einer Vergleichsanordnung (18.1, 18.2) zum wechselweisen Vergleichen der gesendeten und empfangenen Signale miteinander unter Berücksichtigung der bekannten Unterschiede zwischen den gesendeten beiden Signalen, und zum Ausgeben der Warnmeldung dann, wenn Unterschiede festgestellt werden, die nicht mit den bekannten Unterschieden übereinstimmen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (11.1, 11.2) so aufgebaut sind, daß sie Signale gleicher Frequenz abgeben, zwischen denen eine bekannte ge genseitige Phasenverschiebung besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung 180 Grad beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Rechtecksignale sind.