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DER KONSTRUKTEUR 4/2015

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Der Schlüssel zur sicheren Schutztür Ein praxisorientierter Ansatz bei der Auswahl der Schutztürabsicherung nach der EN ISO 14119 Über die Inhalte der neuen Norm EN ISO 14119 zur Ab sicherung von Schutztüren ist in der Theorie viel geschrieben worden. Doch wie lassen sich diese bei der Suche nach der geeigneten Verriegelungslösung konkret in der Praxis umsetzen? Die EN ISO 14119 ist die Nachfolgenorm der bisherigen EN 1088 „Sicherheit von Maschinen – Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen – Leitsätze für Gestaltung und Auswahl“. Im Deutschen ist der Begriff Verriegelung immer noch ein wenig irreführend, denn die Verriegelung beziehungsweise die Verriegelungseinrichtung betrifft nicht die Schutztür, sondern die Verriegelung der Steuerung gegen Anlaufen der Maschine. Dies bedeutet: ein Starten der Maschine darf erst dann erfolgen, wenn die Schutztür geschlossen ist. Beim Öffnen wird die Maschine automatisch angehalten. Im Gegensatz dazu spricht die Norm von einer Zuhaltung, wenn das Öffnen der Tür durch einen Benutzer mittels eines Sperrmittels verhindert wird. Die Auswahl einer Verriegelungseinrichtung ist ein wesentlicher Abschnitt in der EN ISO 14119. Jedoch stehen vor der normativen Betrachtung immer erst die praktischen Aspekte, die die Gegebenheiten an einer Maschine abbilden. Ein wichtiges Kriterium ist häufig der vorhandene Einbauraum rund um die Schutztür. In der Praxis ergibt sich in vielen Fällen der Einsatz einer Zuhaltung anstelle einer Verriegelung, da ein Arbeitsprozess nicht unterbrochen werden darf. In diesem Fall kann direkt mit der Auswahl einer Zuhaltung begonnen werden. Ein weiterer Aspekt ist die Art der Schutztür. Eine automatisch betätigte Schutztür z. B. an einer Werkzeugmaschine erfordert eine andere Lösung als eine manuell zu betätigende Tür an einem Schutzzaun. Eine Lösung, bei der die Schutztür von Hand betätigt wird, ist beispielsweise die Multifunctional Gate Box (MGB) von Euchner. Sie beinhaltet die Möglichkeit einer Verriegelung, einer Zuhaltung für den Prozessschutz oder auch einer Zuhaltung für den Personenschutz. Zudem sind bereits ein Türgriff sowie ein Anschlag für die Tür beinhaltet. Darüber hinaus besteht die Option, Funktionen wie Wahlschalter, Not- Halt-Einrichtungen, Drucktaster oder Schlüsselschalter zu integrieren. Bei einer automatisch betätigten Tür dagegen bietet sich ein transpondercodierter Sicherheitsschalter mit Zuhaltung oder auch als Verriegelung an wie beispielsweise die Produkte CET und CES von Euchner. Eine weitere Überlegung, die sich nicht aus der EN ISO 14119 sondern aus der EN ISO 13849-1 heraus ergibt, ist die Einstufung der Sicherheitstechnik in einen entsprechenden Performance Level (PL). Einzusetzen sind entweder Sicherheitssysteme die von sich aus bereits einen entsprechenden PL aufweisen, oder Sicherheitsbauteile die in der Gesamtbewertung den geforderten PL ergeben. Normative Beurteilung der praktischen Auswahl Anhand der Nachlaufzeit der Maschine wird entschieden, ob eine Zuhaltung für den Personenschutz benötigt wird oder ob eine Verriegelung ausreicht Nach der praktischen Auswahl der Verriegelungseinrichtung ist die Selektion anhand des Vorgehens in der EN ISO 14119 normativ zu verifizieren. Am Anfang muss dabei immer die Betrachtung der Nachlaufzeit der Maschine stehen, denn durch dieses Kriterium wird entschieden, ob eine Zuhaltung für den Personenschutz benötigt wird oder ob eine Verriegelung ausreicht. Eine Zuhaltung für den Prozessschutz setzt die Norm mit einer Verriegelung gleich und fordert folglich, dass diese Art der Zuhaltung allen normativen Bedingungen einer Verriegelung entsprechen muss. Dies betrifft die richtige Auswahl eines Sicherheitsschalters der mindestens einen zwangsöffnenden Kontakt beinhalten muss. Weitere Aspekte sind, eine korrekte Befestigung von Schalter und Betätiger, geeignete Anschlagpuffer, um den Schalter nicht zu beschädigen, Begrenzung von Kräften die auf den Schalter einwirken etc. Die Berechnung der Nachlaufzeit einer Maschine ist normativ allerdings nicht geregelt. Diese muss jeder Maschinenhersteller für seine Anlage selbst bestimmen. Dabei ist per Definition die Zeit zu bestimmen, die vom Absetzen eines Stoppbefehls vergeht, bis sich die Maschine in einem Zu- 32 Der Konstrukteur 4/2015

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK stand befindet. Dem gegenüber zu stellen ist die Zugangszeit durch den Bediener. Sie muss anhand einer einfachen Formel aus der EN ISO 13855 berechnet werden. Kommt eine Verriegelung zum Einsatz, muss die Zugangszeit größer sein als die ermittelte Nachlaufzeit. Andernfalls ist für den Personenschutz eine Zuhaltung einzusetzen. Nach dieser ersten Auswahl steht nun fest, welche Art von Verriegelungseinrichtung mit oder ohne Zuhaltung zum Einsatz kommen soll. Für eine Zuhaltung ist nun zu entscheiden, welches Zuhalteprinzip eingehalten werden soll. Für den Personenschutz sind nur die beiden Prinzipien „durch Federkraft betätigt – durch Energie (EIN) entsperrt“ oder „durch Energie (EIN) betätigt – durch Energie (EIN) entsperrt“, geeignet. Beide sind sogenannte Ruhestromprinzipien. Das bedeutet: Bei Ausfall der Energie ist die Tür zugehalten. Das erste Prinzip ist das klassische aus der EN 1088, bei dem beispielsweise durch Federkraft die Zuhaltung bei Stromausfall in die Sperrstellung geht. Das zweite Prinzip beschreibt die Möglichkeit des Einsatzes einer Zuhaltung, die in beiden Zuständen ohne Energie verbleibt. Ein Beispiel hierfür sind elektromechanische Sicherheitsschalter wie der STP- BI-Schalter von Euchner mit bistabilen Magneten. Die weiteren in der Norm erwähnten Möglichkeiten beschreiben Arbeitsstromprinzipien und sind nur in Ausnahmefällen für Zuhaltungen für den Personenschutz zulässig. Für den Prozessschutz genügen sie jedoch immer. Falls eine Zuhaltung verwendet wird, ist als nächstes zu prüfen, ob zusätzliche Arten der Entsperrung der Zuhaltung erforderlich sind. Dies kann eine Fluchtentriegelung, eine Hilfsentriegelung oder eine Notentsperrung sein. An alle Arten der Entsperrung stellt die Norm Anforderungen, die teils vom Hersteller der Zuhaltung erfüllt werden müssen, teils aber auch erst durch den Anwender realisierbar sind. Eine dieser Forderungen lautet, dass nach Betätigen der Entriegelung eine Zwangsöffnung der Zuhaltungsüberwachungskontakte gewährleistet sein muss um die Maschine sofort zu stoppen. Die einzige Anforderung an die Sicherheitseinstufung von Entsperrungen, die Erfüllung der Kategorie B nach EN ISO 13849-1, erfüllen alle Entsperrungen von Euchner bereits 01 Dieses System für die Absicherung einer von Hand betätigten Schutztür ist ein Beispiel für eine praxisnahe Umsetzung der Norm seit langem. Anwenderseitig ist es nur noch notwendig, den Zugang zu einer Fluchtentriegelung von außen zu verhindern. Eine weitere Anforderung an Zuhaltungen besteht darin, dass die von einer Schutztür auf die Zuhaltung wirkenden Kräfte innerhalb der Grenzen des vom Hersteller angegebenen Werts bleiben. Dies ist zum einen eine mögliche statische Kraft, die entsteht, wenn ein Bediener an einer Tür zieht und wenn diese Kraft in die Zuhaltung eingeleitet wird. Eine Tabelle mit möglichen statischen Kräften als Anhaltspunkt findet sich im Anhang I der EN ISO 14119 mit beispielhaften Werten. Um sicherzustellen, müssen in der Praxis die Werte im Detail ermittelt werden. Zum anderen kann die Krafteinleitung in die Zuhaltung auch durch eine dynamische Kraft erfolgen. Diese entsteht bspw. dann, wenn die Schutztür zugeworfen wird und am Anschlag zurück prallt. Falls davor das Sperrmittel einfällt, wird die gesamte retournierende Kraft in das Sperrmittel eingeleitet. Dies lässt sich einfach vermeiden indem vor Ansteuerung der Zuhaltung zuerst die Stellung der Schutztür abgefragt wird und erst danach die Zuhaltung in die Stellung „geschlossen“ geht. Schutz vor Umgehung von Schutzeinrichtungen Ein essenzieller Bestandteil der EN ISO 14119 ist das Thema „Umgehen von Schutzeinrichtungen“ (Abschnitt 7). Im ersten Schritt geht es dabei um die Einhaltung grundlegender Maßnahmen gegen die Manipulation. Hier steht die geeignete Be- No Limits. Eine achtadrige Verkabelung, die alles kann. Acht Adern für alle Applikationen. Die universelle Verkabelung für die Industrie. Echte achtadrige Kat.-6-Verkabelung für Fast-Ethernet und Gigabit-Ethernet Zu 100 % PROFINET konform und auch zu 100 % Office-IT kompatibel Einfache Installation mit HARTING Industrie-Komponenten, wie mit dem neuen PROFINET Cabinet-Cord Elektromechanische Sicherheitsschalter Zum Thema elektromechanische Sicherheitsschalter mit Zuhaltungen ist bei Euchner eine Übersicht mit dem Titel „Bewährtes bleibt sicher“ erhältlich, die im Internet heruntergeladen werden kann unter: http://www2.euchner.de/de-de/Service/ Technischer-Support/Bewährtes-bleibt-sicher. Hier finden sich Tipps zur Beurteilung der Sicherheitstechnik, aber auch zur Berechnung. Mehr erfahren Sie unter 0571 8896-0 oder mailen Sie an de@HARTING.com www.HARTING.de

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