DER KONSTRUKTEUR 11/2020

MASCHINENSICHERHEIT

MASCHINENSICHERHEIT KLEMMEN – ABER SICHER! SPECIAL Wenn es um die Sicherheit von Menschen geht, stellt die Maschinenrichtlinie hohe Ansprüche. Dies gilt natürlich auch da, wo das „gefahrbringende Sinken einer Last“ bei einer „schwerkraftbelasteten Achse“ verhindert werden muss. Der Hersteller einer Sicherheitsklemmung hat einen aufwändigen Dauertest durchgeführt – jetzt können Anwender seine Komponente als redundantes Sicherheitsbauteil einsetzen. Die Herbert Hänchen GmbH & Co. KG konnte durch einen aufwändigen Dauertest über mehrere Monate neue Werte für die Einsatzdauer ihrer Klemmung Ratio-Clamp ermitteln. Auch vorher konnte die Ratio-Clamp (RC) zur Absicherung schwerkraftbelasteter Achsen verwendet werden. Zur Ermittlung des Performance-Levels der Maschine nach ISO 13849 kann der Konstrukteur die in der Norm angegebenen Werte verwenden. Wenn die Klemmeinheit allerdings als Sicherheitsbauteil im Sinne der Maschinenrichtlinie eingesetzt wird, ist mit der Konformitätserklärung des Herstellers ein sogenannter B10-Wert nötig. Den liefert Hänchen nun für den Typ RCH und ermöglich damit den Einsatz der Ratio-Clamp als redundantes Sicherheitsbauteil. So hat der Anwender neue Möglichkeiten, um den geforderten Performancelevel (PLr) zu erreichen. Der Härtetest hat also den Einsatzbereich der Klemmeinheit erweitert. EINHEITLICHES PUNKTESYSTEM ZUR ERMITTLUNG DER SICHERHEIT Der Gesetzgeber fordert einen Mindeststandard für die Sicherheit der Menschen, die unmittelbar mit den Maschinen arbeiten, damit Leib und Leben bei der Arbeit nicht in Gefahr geraten. Um dem Anspruch der Maschinenrichtlinie gerecht zu werden, lässt sich eine ganze Bandbreite von Sicherungsmaßnahmen treffen. Die EN ISO 12100 konkretisiert diese Forderung im Drei-Stufen-Verfahren: Dabei ist die Reihenfolge der Schutzmaßnahmen einzuhalten. Zuerst ist immer eine sichere Konstruktion zu wählen. Wenn dies nicht möglich ist, sind technische Schutzmaßnahmen vorzusehen. Nur falls auch diese Maßnahmen nicht durchführbar sind, müssen Benutzerinformationen in Form von Hinweisen erfolgen. Für eine sichere Konstruktion kann die Ratio-Clamp als leistungsfähiges Haltesystem die Last bei einer Havarie sichern. Dabei darf z. B. eine Last nie zu einer für Leib und Leben gefahrbringenden Bewegung führen. Die genauen Anforderungen werden auf der Grundlage des Performancelevels ermittelt. Mit ihm muss der Maschinenhersteller erarbeiten, welche Gefahr von einer Maschine ausgehen kann. Der PL beschreibt dabei, welcher Beitrag zur Risikominderung von den sicheren Steuerungsteilen ausgeführt wird. NEUES ANFORDERUNGSPROFIL DANK UMFANGREICHER TESTS Um dem Kunden zu ermöglichen, die RC als relevantes Bauteil für die Errechnung seines PL einzusetzen, hat Hänchen Langzeittests mit der bewährten Klemmung Ratio-Clamp durchgeführt. Über einen Zeitraum von mehreren Monaten wurden die Bauteile rund um die Uhr belastet. „Bei einer Taktzeit von ein paar Sekunden pro Lastwechsel ist so etwas natürlich entsprechend aufwändig“, erklärt Klaus Wagner, Bereichsleiter Forschung und Innovation bei Hänchen, „gerade durch Energieverbrauch, Kühlung und Überwachung.“ Aber so kann Hänchen den Kunden einen realistischen B10 D -Wert für die Konstruktion geben, statt die in der EN ISO 13849 empfohlenen, aber sehr niedrigen Normwerte zu verwenden, obwohl die Geräte konstruktionsbedingt eine deutlich höhere Sicherheit realisieren. Die neu ermittelten, wesentlich höheren B10 D -Werte sind abhängig von der Bauteilgröße. Der Hersteller eines Sicherheitsbauteils wie der Klemmeinheit kann nur einen B10 D -Wert angeben. Den zugehörigen MTTF-Wert (Mean Time To Failure) kann der Anwender in Abhängigkeit von 72 DER KONSTRUKTEUR 2020/11 www.derkonstrukteur.de

der Taktzahl aus diesem berechnen. Auf dieser Basis erfolgt die Berechnung des PL zum Beispiel durch die Berechnungssoftware der DGUV. Das Zeichen „DGUV-Test“ ist ein freiwilliges Prüfzeichen. Dieses bestätigt, dass das Produkt den festgelegten Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen entspricht. Durch den redundanten Einsatz verschiedener Systeme lässt sich die Sicherheitsstufe so an die gegebenen Anforderungen anpassen. FUNKTIONALE SICHERHEIT DER KLEMMUNG schreibt die DGUV den Sicherheitsfaktor zwei vor. Die nominelle Haltekraft der RCH ist somit doppelt so hoch wie die zulässige Last, die sie tragen darf. Selbstverständlich wird dieser Typ als Sicherheitsbauteil auch mit CE-Konformitätsbescheinigung versehen. STEUERBLÖCKE ZUR EINFACHEN INTEGRATION DER HÄRTETEST HAT DEN EINSATZBEREICH DER KLEMMEINHEIT ERWEITERT Die Ratio-Clamp lässt sich zum sicheren Halten von Lasten in schwerkraftbelasteten Achsen im Rahmen der Maschinenfunktionalität einsetzen. Dabei ist das Konstruktionsprinzip entscheidend, durch das in energielosem Zustand eine Stange über einen unbegrenzten Zeitraum gehalten wird. Denn die RC arbeitet mechanisch nach dem Funktionsprinzip des Reibschlusses: Die in Schraubentellerfedern gespeicherte Kraft wird über Kegel umgelenkt und klemmt die Stange mittels Reibung. Fällt der Entriegelungsdruck ab, wird die in den Federn gespeicherte Kraft freigesetzt und bewirkt die Klemmung der Stange. Damit ist die Last gesichert und die Ratio-Clamp ist bereit, die Last zu übernehmen. Durch den anliegenden hydraulischen Entriegelungsdruck wird der Verriegelungskolben gegen die Federkraft bewegt und entriegelt so die Klemmeinheit. Die Stange kann nun wieder in beide Richtungen bewegt werden. Die Klemmeinheit Ratio-Clamp Typ RCH in der Ausführung mit Zertifizierung DGUV- Test kann als Sicherheitsbauteil für senkrechte Lasten eingesetzt werden. Hierfür Zur steuerungstechnischen Integration der Klemmeinheit ist ein Folgeablauf erforderlich: Die Bewegung des Zylinders darf erst nach Entriegelung der Klemmeinheit erfolgen. Hierzu kann der hydraulische Steuerblock von Hänchen verwendet werden. Mit entsprechender Ventiltechnik wird insbesondere sichergestellt, dass die Klemmeinheit vollständig geöffnet ist, bevor der Zylinder anfährt. Um auch bei senkrechter Last ein Absacken der Stange zu vermeiden, ist eine Funktion enthalten, die den der Last entsprechenden Hydraulikdruck aufbaut, bevor die RC entriegelt wird. Die Klemmeinheit wird mit dem Steuerblock auch immer auf den max. zulässigen Druck von 160 bar abgesichert, sodass auch ein Anbau an Zylinder bei höheren Drücken möglich ist. Mit den technischen Neuerungen schafft die Hänchen GmbH & Co. KG neue Wege für ein komfortables und vor allem sicheres Arbeiten auch beim Performancelevel PLe. Der Anwender erhält durch die Klemmung und das Engineering mit Blick auf die Sicherheitsnormen sein individuelles Sicherheitspaket für die Lastabsicherung. Bilder: Hänchen www.haenchen.de Zwischen Wegeventil V2, Klemmeinheit und Hydraulikzylinder eingebaut, sorgt der Steuerblock für eine funktionsgerechte Steuerung und reduziert damit den schaltungstechnischen Aufwand auf ein Minimum Im Einsatz bewährt – Sicherheitsschalter CTP Transpondercodierter Sicherheitsschalter mit Zuhaltung u Höchste Sicherheit, Kategorie 4 / PL e u Schmale Bauform mit Schutzart IP67, IP69, IP69K u Robustes Gehäuse mit Metallkopf u Reihenschaltung von bis zu 20 Geräten u Manipulationssicher u Zuhaltekraft 3900 N u Optional mit AS-Interface und für Ex-Schutz, Zone 2 /22 www.euchner.de