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Der Konstrukteur 07-08/2022

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Der Konstrukteur 07-08/2022

ELEKTROTECHNIK /

ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK 01 02 03 PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Unter die Maschinenrichtlinie fallen Werkzeug-, Verpackungs- und Holzbearbeitungsmaschinen ebenso wie Pressen, Hebebühnen und Automatisierungssysteme. Für alle Hersteller gilt: Maschinen sind so zu konstruieren und zu bauen, dass sie ihrer Funktion gerecht werden und unter den vorgesehenen Bedingungen eingerichtet, betrieben und gewartet werden können, ohne dass Personen einer Gefährdung ausgesetzt sind. Dabei sind vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendungen zu berücksichtigen. Der Wiederanlaufschutz spielt für die Sicherheit eine besonders wichtige Rolle. Ohne diesen Schutz könnte beispielsweise eine Kreissäge nach einem Netzausfall oder einem Ziehen des Steckers bei Spannungswiederkehr selbstständig wieder anlaufen. Mit möglicherweise verheerenden Folgen. Denn hat der Betreiber zu diesem Zeitpunkt gerade einen Finger am Sägeblatt, wären Verletzungen unvermeidbar. Oder ein Holzspan löst sich vom Sägeblatt und bedroht das Auge des Bedieners. WIEDERANLAUFSCHUTZ: AUS BLEIBT AUS Mit dem Kombi-Schutzschalter Typ 3120 mit integriertem Unterspannungsmodul von E-T-A können Anwender Maschinen einund ausschalten. Ein Bimetall als thermisches Auslöseelement sorgt im Überlastfall für eine rechtzeitige Unterbrechung des Stromkreises. Somit verhindert der Schutzschalter Überhitzungsschäden. Bei einem Spannungsausfall springen die Druckknöpfe oder die Schaltwippe des Schalters sofort in die Aus-Stellung und verbleiben in dieser Position auch bei Spannungswiederkehr. 01 Ein zentrales Sicherheitsmerkmal des Kombi-Schutzschalters ist seine unbeeinflussbare, positive Freiauslösung 02 Das Unterspannungsmodul ist direkt mit dem Hauptstromkreis des Schutzschalters verbunden und befindet sich vor dessen Kontaktsystem 03 Neben der Ein-/Ausschaltfunktion sowie des Überlast- und Unterspannungsschutzes lässt sich mit dem Kombi-Schutzschalter zusätzlich ein Sicherheitsstromkreis über das galvanisch getrennte Unterspannungsmodul aufbauen ZUSÄTZLICHE SICHERHEIT Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG fordert unter Punkt 1.2.3. unmissverständlich: Das Wiederingangsetzen einer Maschine nach einem Stillstand darf nur durch absichtliches Betätigen einer dazu vorgesehenen Befehlseinrichtung möglich sein. Die Ursache des Aussetzens spielt dabei keine Rolle. Eine elegante Möglichkeit für die Übernahme dieser Schutzaufgabe ist der Einsatz von Kombi-Schutzschaltern mit Unterspannungsauslösung. Sie stellen sicher, dass die Maschinen nach einem Netzausfall nicht selbstständig wieder anlaufen. 36 DER KONSTRUKTEUR 2022/07-08 www.derkonstrukteur.de

ELEKTROTECHNIK / INDUSTRIEELEKTRONIK XXX Der Stromkreis wird sicher und dauerhaft unterbrochen. Um die Maschine wieder in Betrieb zu nehmen, ist ein erneuter und bewusster Einschaltvorgang notwendig. Ein zentrales Sicherheitsmerkmal des Kombi-Schutzschalters 3120 ist weiterhin seine unbeeinflussbare, positive Freiauslösung. Das bedeutet: Auch bei blockiertem Betätigungselement – etwa dann, wenn ein eingeklemmter Fremdgegenstand eine Schalterbewegung verhindert – erfolgt bei Spannungsabfall eine sichere Abschaltung. Um die Maschine erneut starten zu können, muss in diesem Fall zuerst der Fremdgegenstand entfernt werden, damit der Schalter seine Aus-Position erreicht. Erst danach lässt sich die Maschine wieder einschalten. So ist auch im Fall eines blockierten Betätigungselementes ein automatischer und unkontrollierter Wiederanlauf nach einer Spannungswiederkehr ausgeschlossen. SICHERHEIT DURCH AKTIVE, BEWUSSTE EINSCHALTVORGÄNGE Klassischerweise erfolgt die Konstruktion elektrischer Geräte so, dass das Unterspannungsmodul direkt mit dem Hauptstromkreis des Schalters oder Schutzschalters verbunden wird und sich vor dessen Kontaktsystem befindet. Dadurch kann der Betreiber im Einsatzfall die Maschine erst einschalten, wenn Spannung anliegt. Denn im Unterspannungsmodul ist eine Spule verbaut, die beim Anlegen einer Spannung ein magnetisches Feld erzeugt und somit den Einschaltvorgang freigibt. Liegt keine Spannung an, gibt es auch kein magnetisches Feld – das Einschalten ist nicht möglich. Bei einem Spannungsausfall während des Betriebs wird das vorhandene Magnetfeld abgebaut – die Auslösemechanik veranlasst eine Öffnung des Stromkreises. Außerdem springt das Bedienelement in die Aus-Stellung. Bei Wiederkehr der Spannung bleibt es in dieser Stellung. Erst ein bewusster Einschaltvorgang setzt die Maschine wieder in Gang. Konstrukteure haben weitere Einsatzmöglichkeiten für das Unterspannungsmodul – zum Beispiel für den Aufbau von Sicherheitsstromkreisen. Das Unterspannungsmodul ist in dieser Ausführung zwar mechanisch mit dem Kombi-Schutzschalter gekoppelt, aber nicht elektrisch mit dessen Hauptstromkreis verbunden und somit galvanisch getrennt. Dadurch lässt sich über die beiden herausgeführten Flachsteckanschlüsse eine vom Hauptstromkreis abweichende Spannung an das Unterspannungsmodul anlegen. Eine für Sicherheitsstromkreise gängige Spannung ist 24 V Gleichstrom (DC 24 V); sie bietet Vorteile im Vergleich zur Spannung des Hauptstromkreises mit 230 V Wechselstrom. Zum einen ergeben sich Kosteneinsparungen durch einen geringeren Stromverbrauch. Zum anderen fällt DC 24 V unter die Kategorie Kleinspannung und ist deshalb berührungssicher. So sind gefährliche Stromschläge ausgeschlossen. Ein Hersteller von Bohr- und Fräsmaschinen schlägt mit diesem Aufbau sicherheitstechnisch zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen hat er im DC- 24-V-Sicherheitsstromkreis einen Not-Aus-Schalter installiert. Bei Betätigung dieses Schalters unterbricht die Stromzufuhr des Unterspannungsmoduls. Dadurch ist es möglich, bei Gefahr die Maschine aus der Ferne abzuschalten. Zum anderen schützt eine höhenverstellbare Schutzscheibe den Anwender vor herumfliegenden Spänen und Teilen. Die Scheibe ist mit einem Mikroschalter versehen. Erst bei richtiger Positionierung der Scheibe schließt der Mikroschalter den Stromkreis und versorgt den Unterspannungsauslöser mit Spannung. Nun lässt sich der Schalter einschalten. Ebenso unterbricht der Mikroschalter den Stromkreis, falls die Scheibe während des Betriebs geöffnet wird – und schaltet die Maschine ab. Der ein- oder zwei-polige Schutzschalter 3120 von E-T-A mit integriertem Überstromschutz und angebautem Unterspannungsmodul unterstützt Entwickler auch bei der Reduzierung der Anzahl der eingesetzten Bauteile – einer der zentralen Schlüssel einer kostensparenden, kompakten Konstruktion. Letztlich bedeuten weniger Einzelbauteile auch weniger Fehlerquellen. Bilder: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH www.eta.de HYGIENIC DESIGN. DER PMS AUS EDEL- STAHL. PMS Der neue Ultraschallsensor pms aus Edelstahl ist mit seinem intelligenten Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle Aufgaben in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. + 4 Tastweiten: von 20 –1.300 mm + 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang mit IO-Link oder Analogausgang + 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft und D12-Bajonettverschluss microsonic.de/pms