Titel

Sicherheitseinrichtunq eines Handschuhstutzens

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung eines

Handschuhstutzens sowie einen abgeschlossenen Raum, insbesondere

Reinraum, mit Handschuhstutzen und mit einer derartigen Sicherheitseinrichtung.

Bekannt ist es, Handschuhstutzen in Handschuhkästen (auch bezeichnet als Isolatoren, glovebox, Handschuhbox) oder anderen abgeschlossenen Räumen, wie Reinräumen, beispielsweise für den Einsatz in pharmazeutischen

Verpackungs- und Abfüllmaschinen, mittels mechanischer Sicherheitsschieber abzusichern, wie beispielsweise in DE 91 04 920 U1 gezeigt. Dabei werden Handschuhlöcher durch ein seitliches Bewegen des Sicherheitsschiebers verschlossen oder freigegeben. Der Sicherheitsschieber ist mit einem

elektrischen Stellungsschalter verbunden, der bei geöffnetem Schieber

Anlagenteile, wie bewegte Maschinenteile, welche die arbeitenden Personen gefährden könnten, stromlos schaltet bzw. die bewegten Maschinenteile nach definierten Angaben sicher anhält. Weiterhin ist bekannt, dass Lichtschranken zur Absicherung des Menschen verwendet werden, meist innerhalb der entsprechenden Maschinen. Derartige Sicherheitsvorrichtungen sind jedoch meist aufwendig gestaltet oder können unter ungünstigen Umständen ein

Eingreifen einer Bedienperson nicht zuverlässig erkennen. Beispielsweise ist es auch möglich, dass vergessen wird, die Sicherheitsschieber wieder zu schließen, wodurch die Maschine unnötigerweise stillsteht und eine Verzögerung der Produktion bewirkt.

Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass eine Möglichkeit bereitgestellt wird, einen Eingriff eines Objekts, wie einer Hand oder einem Arm eines Menschen, in einen Handschuh-Ring sicher und frühzeitig zu erkennen. Ausgehend von dieser Erkennung des Eingriffs können sodann Maßnahmen eingeleitet werden, welche eine Gefährdung des Menschen zuverlässig verhindern. Die

Sicherheitseinrichtung umfasst dafür einen Handschuh-Ring und eine

Sensoreinrichtung. Der Handschuh-Ring kann beispielsweise in den

Handschuhstutzen integriert sein. Die Sensoreinrichtung ist dabei eingerichtet, einen Eingriff eines Objekts, insbesondere einer Hand, in den Handschuh-Ring zu erfassen. Denkbar sind dabei verschiedene technische Möglichkeiten, um den Eingriff der Hand zu erfassen. Beispielsweise könnte eine Lichtschranke innerhalb des Handschuh-Rings vorgesehen sein, oder andere Einrichtungen, welche eine Anwesenheit einer Hand innerhalb des Handschuh-Rings sicher detektieren können. Dadurch, dass bereits im Handschuh-Ring erkannt wird, dass ein Eingriff eines Menschen erfolgt, und nicht erst in dahinter gelegenen Anlagenteilen, wird eine besonders sichere und frühzeitige Erkennung von menschlichen Gliedmaßen ermöglicht. Zudem ist eine derartige

Sicherheitseinrichtung besonders benutzerfreundlich, da beispielsweise ein Freigeben der Handschuhstutzen durch mechanische Schieber, oder dergleichen nicht erforderlich ist. Zudem kann eine sehr effiziente Produktion gewährleistet werden, da beispielsweise an die Sicherheitseinrichtung angrenzende

Maschinen, welche eine Gefährdung für die Hand der Bedienperson darstellen können, nur für genau den Zeitraum gestoppt werden müssen, in welchem der Eingriff der Hand in den Handschuh-Ring erfolgt. Wird die Hand wieder aus dem Handschuh-Ring entfernt, so kann die Sicherheitseinrichtung die angrenzende Maschine wieder freigegeben.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, ein elektrisches Feld innerhalb des Handschuh-Rings zu erzeugen. Erfolgt bei einem im Handschuh-Ring vorhandenen elektrischen Feld ein Eingriff einer Hand, so verändert sich das elektrische Feld. Dabei können auch andere Objekte mit einer relativen

Permittivität größer 1 eine Änderung des elektrischen Feldes hervorrufen. Die Sicherheitseinrichtung ist dabei eingerichtet, diese Änderung des elektrischen Feldes zu erfassen und basierend darauf den Eingriff der Hand oder des

Objektes zu erfassen. Eine Detektion einer Hand oder eines Objektes mittels eines elektrischen Feldes innerhalb des Handschuh-Rings ist eine besonders zuverlässige und benutzerfreundliche Möglichkeit der Erfassung des Eingriffs. Beispielsweise stellt das elektrische Feld keinerlei Beeinträchtigung für die Bedienperson beim Bedienen der durch die Sicherheitseinrichtung abgesicherten Anlage dar.

Besonders bevorzugt umfasst die Sensoreinrichtung einen Kondensator. Der Kondensator ist dabei eingerichtet, das elektrische Feld innerhalb des

Handschuh-Rings zu erzeugen. Besonders günstig ist es, wenn der Kondensator ein Plattenkondensator mit einer ersten Platte und einer zweiten Platte ist, wobei die beiden Platten derart am Handschuh-Ring angeordnet sind, dass sich diese am Umfang gegenüber liegen. Damit ergibt sich eine besonders einfache und günstige Möglichkeit, ein elektrisches Feld innerhalb des Handschuh-Rings zu erzeugen.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung eine

Auswerteeinrichtung umfasst. In diesem Fall ist die Auswerteeinrichtung eingerichtet, den Eingriff der Hand basierend auf der Änderung des elektrischen Feldes zu erfassen. Dies geschieht dadurch, dass die Auswerteeinrichtung eine Änderung einer Kapazität des Kondensators erfasst. Die Änderung der Kapazität des Kondensators resultiert aus der Änderung des elektrischen Feldes, welches der Kondensator erzeugt. Damit wird eine besonders einfache Möglichkeit der Erfassung des Eingriffs der Hand in den Handschuh-Ring bereitgestellt.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Detektion der Hand oder des Arms innerhalb des Handschuh-Rings mittels der Sensoreinrichtung zweikanalig erfolgt. Das heißt, dass die Sensoreinrichtung redundant ausgestalte ist und die Hand im Handschuh-Ring mittels zwei voneinander unabhängiger Kanäle detektieren kann. Besonders günstig ist es dabei, wenn die

Sensoreinrichtung zwei Kondensatoren umfasst, wobei jeder der Kondensatoren unabhängig ein elektrisches Feld erzeugt. Bei einer Verwendung von zwei Plattenkondensatoren können diese beispielsweise um einen bestimmten Winkel verdreht am Handschuh-Ring angeordnet sein. Durch eine zweikanalige Erfassung mittels der Sensoreinrichtung ist eine besonders sichere und zuverlässige Detektion möglich.

Bevorzugt umfasst die Sicherheitseinrichtung ferner einen Handschuh. Der Handschuh ist dabei am Handschuh-Ring angeordnet. Beispielsweise kann der Handschuh aus Butyl, oder einem vergleichbaren gasdichten Material gebildet sein. Derartige Handschuhe eignen sich besonders für einen Einsatz in pharmazeutischen Anlagen und schützen die Bedienperson vor einer direkten Berührung mit den zu verarbeitenden Produkten.

Besonders bevorzugt umfasst die Sicherheitseinrichtung ferner eine

Signaleinrichtung. Die Signaleinrichtung kann bei einem Eingriff der Hand in den Handschuh-Ring, wenn dieser Eingriff von der Sensoreinrichtung erfasst wird, ein akustisches Signal und/oder ein optisches Signal ausgeben. Damit ist beispielsweise besonders leicht erkennbar, ob die Sensoreinrichtung eine Hand innerhalb des Handschuh-Rings detektiert hat. Dies kann auch für eine

Funktionsüberprüfung der Sicherheitseinrichtung genutzt werden.

Weiterhin ist der Handschuh-Ring bevorzugt in eine Wand integriert. Die Wand trennt einen Arbeitsbereich, in welchem beispielsweise pharmazeutische

Produkte abgefüllt oder verpackt werden, von einem Bedienbereich, in welchem sich beispielsweise die Bedienperson aufhält.

Ferner betrifft die Erfindung einen abgeschlossenen Raum, der eine

erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung umfasst. Der abgeschlossene Raum kann beispielsweise ein Reinraum oder dergleichen sein, in welchem

beispielsweise pharmazeutische Produkte abgefüllt oder verpackt werden.

Bevorzugt ist der Arbeitsbereich im Inneren des abgeschlossenen Raums angeordnet und weist bewegliche Anlagenteile auf. Die beweglichen Anlagenteile können beispielsweise Roboter oder andere automatisierte Maschinen sein. Die Sicherheitseinrichtung ist dabei eingerichtet, die beweglichen Anlagenteile sicher zu stoppen, wenn die Sensoreinrichtung einen Eingriff der Hand in den

Handschuh-Ring erfasst. Besonders günstig ist es dabei, wenn die

Sicherheitseinrichtung die beweglichen Anlagenteile stromlos schaltet. Die beweglichen Anlagenteile können beispielsweise Maschinenteile oder Roboter sein, welche automatisiert gewisse Arbeitsschritte durchführen. Die

Sicherheitseinrichtung bewirkt dabei, dass die Bewegung der beweglichen Anlagenteile gestoppt wird. Somit werden Kollisionen und Quetschungen und damit einhergehende Quetsch-oder Scherverletzungen der Bedienperson am Arm und an den Händen verhindert.

Besonders bevorzugt weist der abgeschlossene Raum eine Vielzahl an

Handschuhstutzen mit jeweils einer Sicherheitseinrichtung auf. Die Vielzahl an Sicherheitseinrichtungen ist dabei miteinander gekoppelt. Erfolgt ein Eingriff einer Hand in wenigstens einen Handschuh-Ring der Vielzahl an

Sicherheitseinrichtungen, so werden die beweglichen Anlagenteile im

abgeschlossenen Raum sicher gestoppt, insbesondere stromlos geschaltet. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und sichere Konstruktion des Gesamtsystems.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verpackungsanlage, insbesondere eine pharmazeutische Verpackungsanlage, mit einer erfindungsgemäßen

Sicherheitseinrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in

Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

Figur 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer

Sicherheitseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer

Sicherheitseinrichtung gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines

abgeschlossenen Raums mit der Sicherheitseinrichtung der Figur 1 oder 2, und Figur 4 eine weitere Darstellung des abgeschlossenen Raums der Figur

3.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Sicherheitseinrichtung 1 eines Handschuhstutzens 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Handschuhstutzen 10 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit und Anschaulichkeit in Figur 1 nicht dargestellt und aus Figur 3 und 4 ersichtlich.

Die Sicherheitseinrichtung 1 umfasst einen Handschuh-Ring 2 und eine

Sensoreinrichtung 3. Die Sensoreinrichtung 3 ist am Handschuh-Ring 2 angeordnet und umfasst einen Plattenkondensator 30 mit einer ersten

Kondensatorplatte 31 und einer zweiten Kondensatorplatte 32. Die beiden Kondensatorplatten 31 , 32 sind einander gegenüberliegend am Handschuh-Ring 2 angeordnet und erzeugen ein elektrisches Feld innerhalb des Handschuh- Rings 2.

Die Sensoreinrichtung 3 umfasst weiterhin eine Auswerteeinrichtung 33. Die Auswerteeinrichtung 33 ist mit den beiden Kondensatorplatten 31 , 32 verbunden und versorgt diese mit elektrischem Strom, um das elektrische Feld zu erzeugen. Die Auswerteeinrichtung 33 kann einen Eingriff einer Hand in den Handschuh- Ring 2 erfassen. Dazu ist die Auswerteeinrichtung 33 eingerichtet, eine Änderung des elektrischen Feldes, welche durch den Eingriff der Hand in den Handschuh- Ring 2 hervorgerufen wird, zu erfassen. Beispielsweise kann die

Auswerteeinrichtung 33 eine Feldstärke des elektrischen Feldes erfassen und diese mit einem Referenzwert, welcher bei einem ungestörten elektrischen Feld vorliegt, vergleichen. Dazu kann die Auswerteeinrichtung 33 beispielsweise eine Speichereinrichtung umfassen, mittels welcher der Referenzwert des

elektrischen Feldes gespeichert ist.

Mit einer derartigen Sicherheitseinrichtung 1 wird eine besonders zuverlässige und einfache Erfassung des Eingriffs der Hand in den Handschuh-Ring 2 ermöglicht. Die Erfassung des Eingriffs basierend auf dem elektrischen Feld bewirkt keine Beeinträchtigung der Bedienperson und gewährleistet zudem, sicher zu ermitteln, ob sich eine Hand im Handschuh-Ring 2 befindet, wodurch Maßnahmen eingeleitet werden können, um mögliche Gefährdungen zu vermeiden. Zudem weist die Sicherheitseinrichtung 1 eine einfache und robuste Konstruktion auf.

Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer

Sicherheitseinrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der

Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied einer zweikanaligen Erfassung des Eingriffs der Hand in den Handschuh-Ring 2. Dazu umfasst die Sensoreinrichtung 1 zwei Plattenkondensatoren 30, 30‘ mit jeweils einer ersten Kondensatorplatte 31 , 31‘ und einer zweiten Kondensatorplatte 32, 32‘. Die erste Kondensatorplatte 31 , 31‘ liegt jeweils der zweiten Kondensatorplatte 32, 32‘ am Umfang des Handschuh-Rings 2 direkt gegenüber. Die beiden Kondensatoren 30, 30‘ sind bezüglich des Umfangs gegeneinander verdreht angeordnet und erzeugen unabhängig voneinander ein elektrisches Feld innerhalb des

Handschuh-Rings 2. Beide Kondensatoren 30, 30‘ sind mit der

Auswerteeinrichtung 33 verbunden. Durch die zweikanalige Ausführung der Sensoreinrichtung 3 ist eine besonders zuverlässige und sichere Erfassung des Eingriffs der Hand in den Handschuh-Ring 2 möglich. So kann bei Defekt eines der beiden Kondensatoren 30, 30‘ weiterhin eine Erfassung des Eingriffs der Hand in den Handschuh-Ring 2 sichergestellt werden.

Weiterhin umfasst das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel zusätzlich zum ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 eine Signaleinrichtung 4.

Die Signaleinrichtung 4 ist eingerichtet, ein akustisches Signal und ein optisches Signal auszugeben, wenn die Sensoreinrichtung 3 den Eingriff der Hand in den Handschuh-Ring 2 erfasst. Die Signaleinrichtung 4 umfasst zur Ausgabe des optischen Signals eine Signallampe 42 und zur Ausgabe des akustischen Signals einen Lautsprecher 41.

Figur 3 ist ein abgeschlossener Raum 100 mit einer Sicherheitseinrichtung 1 dargestellt. Der abgeschlossene Raum 100, in welchem ein Arbeitsbereich 20 zur Verarbeitung von Produkten 25 angeordnet ist, ist durch eine Wand 50 von einem Bedienbereich 30 getrennt. In die Wand 50 ist der Handschuhstutzen 10 mit der Sicherheitseinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel integriert. Zur besseren Übersichtlichkeit ist dabei nur der Handschuh-Ring 2 dargestellt.

An Handschuhstutzen 10 und Handschuh-Ring 2 ist ein Handschuh 1 1 angeordnet, wobei der Handschuh 1 1 sich im Falle eines Eingriffs wie in der Fig. 3 gezeigt innerhalb des abgeschlossenen Raums 100 befindet. In einem

Betriebsfall in dem kein Eingriff stattfindet kann sich der Handschuh 11 auch außerhalb des abgeschlossenen Raums 100 befinden. Eine Bedienperson kann somit vom Bedienbereich 30 aus mit einer Hand in den Handschuh 11 greifen. Der abgeschlossene Raum 100 und der Handschuh 11 schützen die

Bedienperson vor einem direkten Kontakt mit dem Produkten 25. Analog ist das Produkt vor einer Kontamination durch die Bedienperson oder durch die

Umgebung geschützt.

Sobald sich die Hand oder auch ein Arm der Bedienperson innerhalb des Handschuh-Rings 2 befindet, wird dies mittels der Sensoreinrichtung 3 erfasst. Die Auswerteeinrichtung 33 kann sodann bewirken, dass bewegliche

Anlagenteile 21 des Arbeitsbereichs 20 sicher gestoppt werden. Dadurch wird verhindert, dass die beweglichen Anlagenteile 21 eine Gefährdung für die Hand oder den Arm der Bedienperson darstellen. Dadurch können beispielsweise Quetsch- oder Scherverletzungen, welche bei einem Eingriff in den Handschuh 1 1 bei einer nicht abgesicherten Bewegung der beweglichen Anlagenteile 21 auftreten könnten, verhindert werden. Neben dem Stoppen der beweglichen Teile 21 kann die Sicherheitseinrichtung 1 weiterhin ein Anlaufen der

beweglichen Teile 21 veranlassen, wenn der Handschuh-Ring 2 wieder freigegeben wird.

Um ein unbeabsichtigtes Stoppen der beweglichen Anlagenteile 21 zu vermeiden, kann das Stoppen erst ab einem bestimmten Schwellenwert der Feldstärke des elektrischen Feldes erfolgen. Da bereits eine Anwesenheit der Bedienperson in der Nähe des Handschuh-Rings 2, beispielsweise wenn sich die Bedienperson an der Wand 50 oder am Handschuhstutzen 10 anlehnt, unter Umständen eine Änderung des elektrischen Feldes herbeiführen kann, ist es vorteilhaft, wenn das Stoppen erst bei Überschreiten oder Unterschreiten eines bestimmten Schwellenwerts der Feldstärke des elektrischen Feldes erfolgt. Dieser Schwellenwert kann beispielsweise ebenfalls mittels der Speichereinrichtung der Auswerteeinrichtung 33 gespeichert werden.

Figur 4 zeigt eine weitere Darstellung des abgeschlossenen Raums 100 der Figur 3, wobei vier Handschuhstutzen 10 mit jeweils einer Sicherheitseinrichtung

1 in die Wand 50 integriert sind. Alle vier Sicherheitseinrichtungen 1 sind mittels einer einzigen Auswerteeinrichtung 33 miteinander gekoppelt. Erfolgt ein Eingriff einer Hand in wenigstens einen der vier Handschuh-Ringe 2, so werden die beweglichen Anlagenteile 21 sicher gestoppt. Möglich wäre dabei auch, dass in Abhängigkeit von dem Ort des Eingriffs die beweglichen Anlagenteile 21 selektiv, das heißt lediglich definierte bewegliche Teile, gestoppt werden.