Nach dem Gerätesicherheitsgesetz und der darin enthaltenen Maschinenrichtlinie dürfen Maschinen bekanntlich nur in Verkehr gebracht werden, wenn umfassende Sicherheitsaspekte zum Schutz der Bediener beachtet werden. Zu diesen gehören die Absicherung von Quetsch- und Scherkanten an automatisch betriebenen Einrichtungen, die ein erhebliches Gefahrenpotenzial mit teilweise ernsten Verletzungen darstellen.
Der Autor Dr. Burkhart Seim ist Geschäftsführer der Haake + Seim GmbH, Radevormwald
Schaltleisten als Schutzeinrichtung
Scher- und Quetschstellen sind solche, an denen der menschliche Körper oder Teile davon einer Gefährdung durch Quetschen oder Scheren mit Verletzungsgefahr ausgesetzt sind. Diese Gefährdung wird hervorgerufen, wenn sich Teile aufeinander zu bewegen – beispielsweise bei automatisch betriebenen Maschinenhauben, Hubtischen, Theaterbühnen, Schiebetoren u.v.a.m. Falls diese Quetsch- und Scherstellen nicht oder nur durch großen Aufwand konstruktiv vermeiden sind, müssen sie durch geeignete Maßnahmen abgesichert werden, z. B. durch Sicherheits-Schaltleisten. Bei Auftreffen auf einen Körper oder Körperteil sorgt die Schaltleiste für die Abschaltung des Antriebs. Schaltleisten sind sog. Schutzeinrichtungen mit Annäherungsfunktion. Sie weisen einen (länglichen) Sensorteil auf, der mit einem Element aus nachgiebigem Material (meist einem Gummiprofil) ausgerüstet ist. Durch Einwirkung einer Betätigungskraft auf den Sensorteil wird ein Abschaltbefehl erzeugt. Diverse Funktionsprinzipien für Schaltleisten sind am Markt zu finden, wobei bisher hauptsächlich elektrische Systeme nach dem Schließerprinzip (zwei leitfähige Bänder oder Schichten werden bei Betätigung der Leiste zusammengebracht und schließen einen Kontakt) oder optoelektronische Prinzipien (ein Lichtstrahl wird unterbrochen) eingesetzt werden. Diese Konfigurationen erfordern zur Weiterverarbeitung der Signale ein spezielles Sicherheits-Auswertgerät. In diesem Beitrag soll ein alternatives Konzept beschrieben werden, das kein spezielles Auswertgerät benö-tigt und sich durch eine Reihe weiterer Vorteile auszeichnet.
Findige Zwangsöffnung
Die hier vorgestellte Schaltleis-te nutzt das ursprüngliche, einfachste und bewährteste Si-cherheitsprinzip: die mecha-nische Zwangsöffnung. Die Leiste besteht aus in Rei-he geschalteten, mechanisch zwangsöffnenden Öffner-Kontakten in Form einer Kontaktkette. Abwechselnd sind stromleitende Kontaktrollen und isolierende Zwischenelemente auf einer Expanderschnur aufgereiht. Durch deren Vorspannung werden die Kontaktrollen zusammengedrückt, der Ruhestromkreis ist im nicht betätigten Zustand der Leiste geschlossen. Bei Betätigung wird über die keilförmigen Zwischenelemente mindestens eines der Kontaktrollenpaare getrennt und die Stromleitung unterbrochen. Dieses direkt anstehende Öffnersignal wird dem meist ohnehin vorhandenen handelsüblichen Sicherheitsbaustein zugeführt (Maschinen und Anlagen mit gefahrbringenden Bewegungen müssen zum Stillsetzen im Notfall mit einer NOT-AUS-Befehlseinrichtung ausgerüstet sein, welche wiederum von einem NOT-AUS-Baustein überwacht wird). Die Verdrahtung der Kontaktkette erfolgt in gleicher Weise wie bei einem NOT-AUS-Taster. Der sicherheitstechnische Vorteil eines Öffner-Kontakts ist, dass das System bei fast allen anzunehmenden Fehlern in der Stromleitung sofort in den sicheren Zustand geht: es schaltet ab. Evtl. eindringender Staub oder Schmutz mindert beim Öffner-Prinzip nicht die Sicherheitsfunktion. Bei Prinzipien mit schließenden Kontakten verhindert demgegenüber eindringender Schmutz u. U. das Schließen des Kontaktes: das System schaltet nicht ab.
Die von der BG durchgeführte Fehleranalyse hat ergeben – wie in der Norm EN 954-1 gefordert: ein einzelner Fehler führt nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion, entsprechend Kategorie 3 dieser Norm. Daher ist die bei anderen Sicherheitsprinzipien für Kategorie 3 oftmals angewandte Zwei-Kanaligkeit oder Redundanz für dieses System nicht notwendig. Mit diesem vorgestellten Konstruktionsprinzip ist selbst eine Ausführung nach der höchsten Kategorie 4 lieferbar; entsprechende Prüfbescheinigungen liegen vor.
Vorteile für den Anwender
Die Vorteile liegen auf der Hand:
– kein spezielles Auswertgerät
– mehr Platz im Schaltschrank
– Wegfall von Anschluss- und Verdrahtungsarbeiten
– einfachere Sicherheitsbetrachtung (ein Gerät weniger)
Die Kontaktketten-Schaltleiste erfüllt Kategorie 3 nach EN 954-1 – wichtig ist: auch der Sensorteil! Somit ergibt sich für den Anwender ein durchgängig hohes Sicherheitsniveau ab Betätigungsstelle bzw. Gummiprofil. Da der Sensorteil sich in der Schaltleiste direkt hinter der Frontpartie des Gummiprofils befindet und die Trennung der Kontaktstellen nicht auf einer Durchbiegung der Kontaktkette, sondern auf der Umlenkung der äußeren radialen in innere axiale Kräfte beruht, führt eine Betätigung bereits bei geringen Schaltkräften und nach einem sehr kurzen Ansprechweg zu einer Abschaltfunktion. Die komplette restliche Höhe des Gummiprofils steht als Nachlauf zur Verfügung. Große Nachlaufwege sind immens wichtige Eigenschaften einer Schaltleiste im Hinblick auf die Vermeidung von Verletzungen. Hat eine Schaltleiste z. B. einen relativ kleinen Nachlaufweg, kann es trotz Anbau dieser Leiste bei Maschinen mit längerer Anhaltezeit zu Verletzungen kommen. Der Nachlaufweg (und damit die Auswahl der einzusetzenden Schaltleiste) ist immer unter Berücksichtigung der tatsächlichen Anhaltezeit der Maschine festzulegen. Wegen des rotationssymmetrischen Aufbaus der Kontaktkette kann die Leiste – im Gegensatz zu anderen Prinzipien – theoretisch von allen Seiten betätigt werden (wirksamer Schaltbereich 360°). Dies ist deshalb bei vielen praktischen Anwendungen von Bedeutung, weil die Schaltleisten keineswegs immer sauber aus einer Richtung betätigt werden, sondern oft auch von der Seite. Bei Hubtischen oder führerlosen Fahrzeugen werden sie manchmal auch als Kletterhilfe missbraucht. Die Kontaktkette schaltet in diesen Fällen sofort ab.
Vielfältiges Lieferprogramm
Die Schaltleisten sind in den unterschiedlichsten Formen und Maßen lieferbar. Zu mehreren Grundbauformen sind vielfältige Varianten und Profilformen entwickelt worden, so dass auch Sonderwünsche problemlos erfüllt werden können.
Sicherheitsspezialisten
Ziele der Haake + Seim GmbH sind Beratung, Vertrieb und Service im Bereich der Sicherheit von Maschinen und Anlagen. Das Unternehmen hat sich spezialisiert auf:
– Sicherheits-Schaltleisten, -Schaltmatten, -Bumper
– Sicherheits-Schlüsseltransfersysteme
Weitere angebotene Sicherheitsprodukte:
– Sicherheits-Schalter (mechanisch und berührungslos)
– Positionsschalter, Seilzugschalter
– Zustimmungsschalter
– Relaisbausteine für höchste Sicherheitsanforderungen
Ausführliche Informationen
Sicherheitsschaltleisten
KEM 475
Weitere Sicherheitsprodukte
KEM 476
Internet
Teilen:
