Praktischer Umgang mit Normen in der Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 11

Sicherheitstechnik für Maschinen mit Euchner – Teil 11

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Nachdem nun die richtige Verriegelung oder auch Zuhaltung für die Absicherung der Maschine gewählt wurde, soll jetzt im nächsten Schritt unserer Serie die Sicherheitstechnik beurteilt werden. Hierzu wird neben der EN ISO 14119 vor allem die EN ISO 13849 benötigt.

Jens Rothenburg, Produktmanager sowie Normenexperte, Euchner GmbH + Co. KG, Leinfelden-Echterdingen

Inhaltsverzeichnis

1. Neu definierte Sicherheitsfunktion
2. Hinweise in der Norm
3. Erforderliche Redundanz
4. Die verschiedenen Schaltungen im Detail
5. Sicherheitstechnik für Maschinen

Beurteilung der Sicherheitstechnik

Die Beschreibung der Beurteilung der Sicherheitstechnik ist etwas umfangreicher. Eine Verrieglung erfüllt zunächst meist zwei unterschiedliche Sicherheitsfunktionen:

  • Die erste, sehr offensichtliche Sicherheitsfunktion ist das unmittelbare Abschalten der gefährlichen Bewegung beim Öffnen der Schutzeinrichtung.
  • Die zweite Sicherheitsfunktion ist, wie bei einer Zuhaltung auch, der Schutz gegen den unerwarteten Anlauf einer Maschine.

Umgekehrt gilt, dass eine Maschine nur dann gestartet werden darf, wenn die Schutztür geschlossen ist.

Eine Zuhaltung muss den Zugang zu einer Gefahrenstelle so lange sperren, bis das Risiko, verletzt zu werden, ausreichend reduziert ist. Das geschieht bei Zuhaltungen dadurch, dass das sogenannte Sperrmittel nicht geöffnet wird, bis die Gefahr beseitigt wurde. Typisch ist beispielsweise eine Gefährdung durch das Nachlaufen einer Maschine nach dem Abschalten.

Neu definierte Sicherheitsfunktion

Die wichtigste Sicherheitsfunktion stellt damit die Überwachung der Stellung des Sperrmittels der Zuhaltung dar. Bei mechanischen Zuhaltungen ist das die Stellung des Zuhaltemagneten. Eine zweite Sicherheitsfunktion, die sehr häufig in Verbindung mit diesem Bauteil betrachtet wird, ist das Verhindern des unerwarteten Anlaufs einer Maschine. Diese Sicherheitsfunktion kann von einer Zuhaltung immer dann erfüllt werden, wenn eine sogenannte Fehlschließsicherung integriert ist. Die dritte Sicherheitsfunktion, das Ansteuern der Zuhaltung, ist in der EN ISO 14119 neu definiert worden. Für die Ansteuerung der Zuhaltung muss seit Erscheinen dieser Norm ebenfalls das Risiko bestimmt werden. In den meisten Fällen ist es deutlich geringer als für die Überwachung der Zuhaltung selbst. Siehe hierzu auch EN ISO 14119:2013, Abschnitt 8.4, Anmerkung 2.

Hinweise in der Norm

Anders als die Vorgängernorm EN 1088, gibt die EN ISO 14119 viele Hinweise auf die Sicherheitsfunktionen bei Verriegelungseinrichtungen sowie bei Verriegelungseinrichtungen mit Zuhaltung. Ein sehr wichtiges Kriterium aus der EN ISO 14119 ist etwa die bereits im Rahmen dieser Serie betrachtete Auswahl des richtigen Zuhaltungsprinzips. Die Norm nimmt zudem die Forderung aus der EN ISO 13849-2 auf, dass bei einem Einsatz von elektromechanischen Sicherheitsschaltern im PL e kein Fehlerausschluss auf das Brechen eines Betätigers vorgesehen werden darf. Und für den PL d wird eine Begründung benötigt, warum ein solcher Fehlerausschluss gemacht wurde. Eine mögliche Begründung hierfür ist, wenn der Betätiger sowie der Schalter aufgrund eines entsprechenden Schutzes keine externen Kräfte aufnehmen müssen.

Darüber hinaus wird der Diagnosedeckungsgrad von Verriegelungseinrichtungen angesprochen: Elektromechanische Sicherheitsschalter können nur bei Bewegung der Schutzeinrichtung auf Funktion geprüft werden, da nur dann die eingebauten Kontakte ihren Zustand ändern. Da bei selten geöffneten Schutztüren eventuell Fehler über einen längeren Zeitraum unentdeckt bleiben, enthält die Norm Vorgaben für die Häufigkeit zum Öffnen einer Schutzeinrichtung. Für den PL e darf der Zeitraum nicht mehr als einen Monat betragen, für den PL d nicht mehr als ein Jahr.

Erforderliche Redundanz

Speziell bei Zuhaltungen ist es oft schwierig, zweikanalige Schaltungen zu entwickeln, die alle Forderungen bezüglich des Diagnosedeckungsgrades einer Verriegelungseinrichtung und einer Zuhaltungsüberwachung erfüllen. Ein Sicherheitsschalter lässt sich dagegen leicht auf seine Funktion prüfen, wenn als zweiter Kanal ein weiterer Schalter dieselbe Information über die Stellung der Schutzeinrichtung liefert. Dann müssen lediglich beide Signale auf ihre Plausibilität hin geprüft werden. Diese Redundanz ist notwendig, wenn Kategorie 3 oder Kategorie 4 gemäß EN ISO 13849-1 erreicht werden muss. Doch auch bei Applikationen, die eine Zuhaltung erfordern, ist für die Redundanz nicht zwingend eine weitere Zuhaltung erforderlich. So ist für den zweiten Kanal die Verwendung eines zweiten Schalters ohne Zuhaltung ausreichend. Das gilt bis Performance Level e (PL e). Klarstellung bringt hier die EN ISO 14119, Abschnitt 8.4 Anmerkung 2. Anders als bei einer Verriegelungseinrichtung ist hier ein Fehlerausschluss auf den Bruch eines Sperrmittels bis zum PL e möglich. Dieser Fehlerausschluss auf mechanische Bauteile gilt allerdings nicht für Sicherheitsschalter ohne Zuhaltung (siehe hierzu EN ISO 13849-2:2012 Tabelle D.8).

Die verschiedenen Schaltungen im Detail

Praktische Anmerkungen zu den verschiedenen Schaltungen finden Sie im Flyer „Bewährtes bleibt sicher“ von Euchner sowie in den Beispielen zur Zuhaltung in Kategorie 3 und Kategorie 4 in der DGUV Information 203-079 der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV). In den Schaltungen wird beispielsweise gezeigt, wie die Stellungsüberwachung beweglich trennender Schutzeinrichtungen zweikanalig ausgeführt werden kann, obwohl auf das Sperrmittel der Zuhaltung ein Fehlerausschluss angewandt wird. ik

www.euchner.de

Hier finden Sie den Flyer „Bewährtes bleibt sicher“ von Euchner:

hier.pro/SSeY4

Messe All About Automation Essen: Halle 1, Stand 331


PLUS

Sicherheitstechnik für Maschinen

Zusammen mit dem Normenexperten Jens Rothenburg von Euchner wollen wir Ihnen in jeder zweiten Ausgabe der KEM Konstruktion im Rahmen der Serie „Praktischer Umgang mit Normen in der Sicherheitstechnik für Maschinen“ in Form von kompakten Beiträgen die einzelnen Phasen der Entwicklung der Sicherheitstechnik einer Maschine näherbringen. Im ersten Serienteil (siehe KEM Konstruktion 6/2017) lag der Fokus auf einem Überblick über die relevanten Normen sowie einer groben Beschreibung der einzelnen Entwicklungsphasen. Seither werden diese Phasen sowie die entsprechenden Normen in den weiteren Serienteilen näher betrachtet. Alle bisher erschienenen Teile der Serie finden Sie auch online unter:

hier.pro/2ATbY

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