ЗАЩИТНОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВИЖНЫХ МАШИННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2016 года по МПК G05B19/04 B23Q11/00 

Изобретение относится к защитному тормозному устройству для подвижных машинных элементов для предотвращения повреждений конечностей оператора машины согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

На сегодняшний день известны некоторые предохранительные устройства для снижения опасности несчастного случая операторов у подвижных машинных элементов, таких как режущие инструменты, лезвия, прессы или подобных им, в которых загрузка или извлечение производится вручную.

Такие предохранительные устройства в большинстве случаев выполняются очень просто и не предоставляют полной защиты для операторов, при этом для этого защищаются лишь части машинных элементов или инструментов, либо машинные элементы имеют достаточно большое время хода по инерции и, таким образом, доступ в опасные области все же возможен.

Большинство известных в настоящее время предохранительных устройств состоят из отделяющихся механических защитных кожухов, которые частично закрывают опасные области, или из устройств аварийного останова, которые отключают энергоснабжение и запускаются вручную или посредством нажатия на выключатель. Однако остается все же остаточная опасность, что подвижные машинные элементы в силу их энергии вращения или энергии движения не будут немедленно остановлены. Даже если приводы машин дополнительно снабжаются тормозными устройствами, время хода по инерции составляет в любом случае несколько секунд, из-за чего травмы не могут быть предотвращены.

На сегодняшний день известно также предохранительное устройство, при котором полотно дисковой пилы в экстренном случае останавливается посредством алюминиевого зубца. Тем не менее, недостатком здесь является то, что алюминиевый зубец должен быть заменен после каждого использования.

В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы для устранения описанных недостатков предложить защитное тормозное устройство для подвижных машинных элементов, которое являлось бы универсально применимым и имело бы наиболее простую конструкцию, могло бы легко обслуживаться и тем не менее обеспечивало бы более высокую защиту операторов, чем известные на сегодняшний день предохранительные или защитные устройства.

Эта задача решается посредством изобретения с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Посредством предлагаемого в изобретении защитного тормозного устройства достигаются многочисленные существенные преимущества по сравнению с уровнем техники.

Так, в предлагаемом в изобретении защитном тормозном устройстве имеется малое количество изнашивающихся деталей вплоть до их полного отсутствия, поэтому маловероятно появление необходимости проведения работ по техническому обслуживанию и, следовательно, снижаются затраты на техническое обслуживание.

Далее, посредством изобретения удается избежать того, что машина продолжает работать, когда в рабочей области нет оператора. Наконец, также удается избежать того, что оператор касается своими конечностями подвижного машинного элемента, поскольку до этого подвижный элемент немедленно останавливается посредством тормозного устройства, установленного непосредственно на подвижный машинный элемент. Таким образом, удается свести к нулю время хода подвижных машинных элементов по инерции и, следовательно, избежать травмы оператора.

Под конечностями оператора понимаются, в частности, его ноги и предпочтительно его руки. Разумеется, при этом также возможна такая конструкция машины, что по отношению к подвижным машинным элементам значимыми являются все части тела оператора.

Изобретение имеет расположенную, в частности, со стороны оператора систему распознавания, посредством которой определяется положение оператора. Для этого могут применяться транспондеры обычной конструкции, которые могут быть вмонтированы, например, в перчатки, а также в другие предметы одежды, которые должен носить оператор для работы на машине, или которые (транспондеры) оператор может также другим образом носить на теле.

Кроме того, изобретение имеет расположенную, в частности, со стороны машины систему распознавания для определения положения конечностей оператора. С их помощью определяется положение конечностей оператора по отношению к подвижным машинным элементам для предотвращения того, что оператор коснется своими конечностями подвижных машинных элементов и получит повреждение. Для этого могут использоваться, например, фотоэлектрические датчики, лазерные сканеры или другие известные системы.

Если конечности оператора пересекают границу так называемой защитной области, то есть входят в нее, активируется система распознавания, и подвижный машинный элемент немедленно останавливается посредством тормозного устройства, предпочтительно выполненного в виде тормозных клещей. Таким образом, предотвращается получение повреждений оператором.

Тормозные клещи тормозного устройства размещаются таким образом, что они опосредованно или непосредственно воздействуют на подвижный машинный элемент. Поэтому времена движения по инерции или длины хода по инерции почти равны нулю и в любом случае настолько малы, что оператор не имеет возможности получить повреждение.

Если включается экстренное торможение, например, из-за того, что оператор руками пересек границу защитной области, тормозные клещи сжимаются, и подвижный машинный элемент останавливается.

Посредством модуля управления, который также использует данные систем определения положения (оператора), управляются тормозные клещи и в то же время отключается, или отсоединяется энергоснабжение.

Возврат предохранительного устройства в исходное состояние не является трудоемким для оператора. Это осуществляется посредством включения машины.

Изобретение детально разъясняется ниже с помощью чертежей. На них представлено:

фиг.1 - схематическое изображение предлагаемого в изобретении защитного тормозного устройства, соединенного с дисковой пилой - вид сбоку;

фиг.2 - вид спереди.

Представленный пример осуществления изобретения показывает применение предлагаемого в изобретении защитного тормозного устройства на полотне настольной дисковой пилы для предотвращения с его помощью того, что оператор своими конечностями, в данном случае руками, может неумышленно коснуться полотна пилы.

В частности, дисковая пила имеет станину 1, в которой размещен электродвигатель 2, который посредством ременного привода 3 связан с приводом полотна 4 дисковой пилы.

Как показано, ниже непосредственной рабочей области полотна 4 дисковой пилы, т.е. в данном случае под рабочим столом, предусмотрены тормозные клещи 5, которые при помощи соответствующей системы управления могут непосредственно воздействовать на полотно 4 дисковой пилы, а именно таким образом, что оно за доли секунды приводится в неподвижное состояние.

Как видно далее из чертежей, для контроля положения (оператора) предусмотрены датчики 6 защиты, а также датчики 7.

Пульт управления 8 содержит требуемые органы управления, причем посредством главного выключателя 9 может быть включена или выключена вся установка.

Полотно 4 дисковой пилы обычным образом снабжается подвижной защитной крышкой 10, а также расположенной с нижней стороны жесткой защитной крышкой 11 (см. фиг.2).

Приводимый в действие от электродвигателя 2 ременный привод 3 воздействует на непосредственный привод 12 полотна 4 дисковой пилы, как отчетливо видно на фиг.2.

Оператор 13, который, как описано выше, имеет не показанное далее приспособление для определения своего положения, например вмонтированный в перчатку оператора транспондер, может беспрепятственно работать в области полотна 4 дисковой пилы вне защитной области 14, контролируемой датчиками 6 защиты. Если, тем не менее, оператор руками проникает в эту защитную область 14, немедленно посредством соответствующего элемента управления приводятся в действие тормозные клещи 5, которые, как описано, в течение долей секунды воздействуют на полотно 4 дисковой пилы и полностью останавливают его.

Ниже еще раз опишем структуру представленной защитной системы.

1. Устройство для определения положения оператора 13, например, посредством транспондера или подобного устройства, благодаря которому запуск машины возможен лишь тогда, когда оператор находится в определенной близости, т.е. в области обслуживания машины. Таким образом, гарантируется, что машина не будет продолжать работать без присмотра.

2. Устройство для определения положения конечностей оператора 13 внутри предопределенной защитной зоны, которое разрешает выполнение работы, т.е. загрузку и выемку обрабатываемых изделий.

Для этого могут применяться, например, отражающие материалы, из которых изготавливаются перчатки для операторов. Чтобы теперь определить положение рук, могут применяться фотоэлектрические датчики, которые располагаются на машине и задают определенную рабочую область, внутри которой руки оператора могут перемещаться безопасно. Для определения положения конечностей оператора могут применяться также другие пригодные для этого системы, такие как оптоэлектрический сканер, лазерные устройства, системы транспондеров или подобные им.

Тормозное устройство, которое воздействует непосредственно на полотно пилы, так что полотно пилы немедленно приводится в неподвижное состояние, как только конечности оператора покидают определенную безопасную область, т.е. когда конечности приближаются слишком близко к полотну пилы, или когда оператор покидает рабочую область.

Тормозное устройство предпочтительно содержит тормозные клещи 5, которые могут быть приведены в действие электромеханически, пневматически, гидравлически, исключительно упругой силой или другим видом энергии.

Тормозное устройство расположено так, что рабочая область не уменьшается, например, на настольной дисковой пиле ниже рабочей плоскости и, таким образом, оно закрыто рабочим столом. Это тормозное устройство может применяться совместно с имеющимися на большинстве машин приводами с электромеханическим торможением.

4. Электронная или электрическая система управления со следующими функциями:

а) разрешение функционирования машины только тогда, когда оператор находится в рабочей области; для этого отключается энергоснабжение машины;

b) управление тормозным устройством, посредством которого полотно 4 пилы немедленно останавливается и энергоснабжение привода отключается, как только оператор 13 покидает рабочую область;

c) управление тормозным устройством, посредством которого полотно 4 пилы немедленно останавливается и энергоснабжение привода отключается, как только конечности оператора 13 попадают в защитную область 14.

Применение описанного защитного тормозного устройства позволяет наилучшим образом защитить оператора и, в особенности, его конечности во время всего рабочего процесса и, таким образом, предотвратить несчастные случаи. Кроме того, машина останавливается, как только оператор покидает определенную рабочую область, благодаря чему машина не будет продолжать работать без присмотра, и другие люди не будут подвергаться ненужной опасности.

Если оператор приблизится к опасному подвижному машинному элементу, например дисковой пиле, он немедленно будет остановлен, так что получение травмы невозможно.

Благодаря простой конструкции вся система может быть укреплена или дополнительно установлена на всех машинах, причем самые разные технические решения могут быть использованы для определения положения оператора или его конечностей.

В отношении вышеуказанных не разъясненных детально признаков изобретения следует однозначно ссылаться на описание, а также на формулу изобретения.

Изобретение относится к защитному тормозному устройству для подвижных машинных элементов для предотвращения повреждений конечностей оператора машины. Технический результат - более высокая защита оператора. Устройство содержит: устройство для определения положения конечностей оператора внутри предопределенной защитной области, которое разрешает выполнение необходимой работы, и тормозное устройство, посредством которого подвижный машинный элемент может быть немедленно остановлен, если конечности оператора пересекают границу защитной области. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Защитное тормозное устройство для подвижных машинных элементов для предотвращения повреждений конечностей оператора машины, если они находятся на меньшем расстоянии от подвижного машинного элемента, чем определенная защитная область, отличающееся тем, что содержит:
a) устройство для определения положения оператора, чтобы запуск машины был возможным лишь тогда, когда оператор находится в определенной рабочей области, причем устройство для определения положения оператора имеет транспондер, который оператор (13) носит на теле непосредственно или опосредованно,
b) устройство для определения положения конечностей оператора внутри предопределенной защитной зоны, которое разрешает выполнение необходимой работы, причем устройство для определения положения конечностей оператора имеет фотоэлектрические датчики или лазерный сканер, которые расположены на машине, и
c) тормозное устройство (5), посредством которого подвижный машинный элемент (4) может быть немедленно остановлен, если оператор (13) пересекает своими конечностями границу защитной области (14), причем тормозное устройство имеет тормозные клещи (5), которые посредством системы управления воздействуют на подвижный машинный элемент (4).

2. Защитное тормозное устройство по п. 1, отличающееся тем, что система управления тормозным устройством (5) является электрической или электронной.

3. Защитное тормозное устройство по п. 1, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие электрически.

4. Защитное тормозное устройство по п. 1, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие гидравлически.

5. Защитное тормозное устройство по п. 1, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие пневматически.

6. Защитное тормозное устройство по п. 1, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие механически.

7. Защитное тормозное устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что оно автоматически активируется при каждом запуске машины.

8. Защитное тормозное устройство по любому из п.п. 1-6, отличающееся тем, что машина останавливается, как только оператор (13) покидает определенную рабочую область.

9. Защитное тормозное устройство для подвижных машинных элементов для предотвращения повреждений конечностей оператора машины, если они находятся на меньшем расстоянии от подвижного машинного элемента, чем определенная защитная область, отличающееся тем, что содержит:
a) устройство для определения положения оператора, чтобы запуск машины был возможным лишь тогда, когда оператор находится в определенной рабочей области,
b) устройство для определения положения конечностей оператора внутри предопределенной защитной зоны, которое разрешает выполнение необходимой работы, и
c) тормозное устройство (5), посредством которого подвижный машинный элемент (4) может быть немедленно остановлен, если оператор (13) пересекает своими конечностями границу защитной области (14).

10. Защитное тормозное устройство по п. 9, отличающееся тем, что устройство для определения положения оператора имеет транспондер, который оператор (13) носит на теле непосредственно или опосредованно.

11. Защитное тормозное устройство по п. 9, отличающееся тем, что устройство для определения положения конечностей оператора имеет фотоэлектрические датчики или лазерный сканер, которые расположены на машине.

12. Защитное тормозное устройство по п. 9, отличающееся тем, что тормозное устройство имеет тормозные клещи (5), которые посредством системы управления воздействуют на подвижный элемент (4) машины.

13. Защитное тормозное устройство по п. 12, отличающееся тем, что система управления тормозным устройством (5) является электрической или электронной.

14. Защитное тормозное устройство по п. 12, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие электрически.

15. Защитное тормозное устройство по п. 12, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие гидравлически.

16. Защитное тормозное устройство по п. 12, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие пневматически.

17. Защитное тормозное устройство по п. 12, отличающееся тем, что тормозные клещи (5) приводятся в действие механически.

18. Защитное тормозное устройство по любому из пп. 9-17, отличающееся тем, что оно автоматически активируется при каждом запуске машины.

19. Защитное тормозное устройство по любому из пп. 9-17, отличающееся тем, что машина останавливается, как только оператор (13) покидает определенную рабочую область.