DER KONSTRUKTEUR 10/2016

MASCHINENSICHERHEIT I

MASCHINENSICHERHEIT I SPECIAL Schwere Schutztür – sicher zugehalten Elektromotorisch betriebene Sicherheitszuhaltungen für hohe Kräfte Stephan Frick Eine neue Baureihe von Sicherheitszuhaltungen wurde eigens für schwere Schutztüren entwickelt. Zu ihren Haupteigenschaften gehören der elektromotorisch angetriebene Sperrbolzen, eine Zuhaltekraft von 10 000 N und das bistabile Wirkprinzip. In vielen Bereichen des Maschinenbaus geht der Trend zu immer kleineren Strukturen. Miniaturisierung, Packaging und immer höhere Leistungsdichte sind zielführend bei vielen Neuentwicklungen. Darüber darf nicht in Vergessenheit geraten, dass es auf der anderen Seite der Größenskala fast gegenläufige Trends gibt. Zum Beispiel werden tragende Leichtmetallstrukturen von Flugzeugen zunehmend als sehr große Baueinheiten gefertigt. Der stark steigende Bedarf an Flugzeugen vor allem in China und der Markteintritt ganz neuer Hersteller haben zur Folge, dass die Hersteller von sehr großen Bearbeitungszentren (BAZ) gut zu tun haben. Aber auch – um nur eines von diversen weiteren Anwendungsbeispielen zu nennen – bei der Herstellung von Komponenten für Großmotoren wie Kurbelwellen sind Groß-BAZ in Hochgantry- oder Portalbauweise gefragt. Für diese Maschinen gilt ebenso das Regelwerk der EU-Maschinenrichtlinie und der nachgeordneten Normen wie für kleinere Werkzeugmaschinen. Das heißt: Die Stellung der Schutztüren muss überwacht werden und da der Bearbeitungsprozess nicht unterbrochen werden soll, wenn der Bediener die Schutztür öffnet, kommen im gesamten Werkzeugmaschinenbau zumeist Dipl.-Ing (FH) Stephan Frick, MBA, K.A. Schmersal GmbH & Co. KG, Wuppertal Sicherheitszuhaltungen und nicht Sicherheitsschalter zur Anwendung. Soweit die Gemeinsamkeiten. Die Anforderungen, die das Umfeld eines Groß-BAZ an eine Sicherheitszuhaltung stellt, unterscheiden sich jedoch in mancher Hinsicht von der Praxis der Maschinensicherheit an kleineren Maschinen. Das muss bei der Entwicklung von Sicherheitszuhaltungen für diese Anwendungen berücksichtigt werden. Wichtig: Hohe Zuhaltekraft So werden die schweren Schutztüren häufig elektromotorisch betätigt. Daraus ergibt sich die Forderung nach sehr hohen Zuhaltekräften. Sie wurde bei der Entwicklung der neuen Sicherheitszuhaltung AZM 400 berücksichtigt, denn diese neue Baureihe bringt eine Zuhaltekraft von 10 000 N auf. Das scheint auf den ersten Blick übertrieben, denn ein durchschnittlicher, erwachsener Mensch – von diesem Richtwert geht die Norm aus – kann maximal 1300 N aufbringen, wenn er versucht, eine verschlossene Schutztür zu öffnen. Aber nicht die menschliche Kraft ist hier der Maßstab, sondern die Kraft, die gegen den elektrischen Antrieb wirkt und ein Öffnen verhindert. Auch Hebel- und Querkräfte sind zu berücksichtigen. Denn schwere Schutztüren sind oft abgedichtet und/ oder am Anschlag gedämpft, so dass sie nach dem Schließen wieder etwas zurückfedern. Die Zuhaltung erfüllt sehr hohe Sicherheitsanforderungen gemäß ISO 14119 Das hat Auswirkungen auf die Zuhaltung, so auch auf den AZM 400, der aus der Zuhaltungseinheit mit einem motorgetriebenem Sperrbolzen besteht, der in die Arretierungsöffnung eines Betätigers eintaucht. Aufgrund des Zurückfederns sitzt der Sperrbolzen oft nicht mehr mittig und frei in der Arretierungsöffnung des Betätigers. Es sind also beim Öffnen der Schutztür Querkräfte zu überwinden. Deshalb kann der AZM 400 gegen Querkräfte von bis zu 300 N entsperrt werden. Auch die große Betätiger toleranz von ± 4 mm um die Achse des Sperrbolzens trägt zu einer einwandfreien Funktion der Sicherheitszuhaltung über einen langen Zeitraum bei. Elektrische Betätigung, RFID-gestützte Kommunikation Eine weitere Besonderheit von Sicherheitszuhaltungen für Groß-BAZ und andere Großmaschinen: Da die Schutztüren elektrisch betätigt werden, ist eine elektrische Betätigung des Sperrbolzens für die Verriegelung sinnvoll. Dabei überwacht ein sicherheitstechnisch ertüchtigter RFID- 100 Der Konstrukteur 10/2016

MASCHINE STOP! ENERGIE RAUS. 01 Die Sicherheitszuhaltung für die Absicherung von sehr großen Schutztüren FRIZLEN Bremswiderstände nehmen bei Maschinenstop zuverlässig höchste Energiemengen auf, auch bei Netzausfall. Leistungen von 10Wbis 500 kW Bis IP67, mit UL/CE FRIZLEN Leistungswiderstände Belastbar Zuverlässig Made in Germany 02 Blick in die Sicherheitszuhaltung mit dem motorgetriebenen Sperrbolzen und dem optionalen Hebel (rot) zur Fluchtentriegelung Tel. +49 7144 8100-0 www.frizlen.com