Kapitel 3.6
Sicherheitsschalter für trennende Schutzeinrichtungen
Türen, Klappen und Abdeckungen müssen überwacht werden, damit die Maschinensteuerung Bewegungen stoppen kann, bevor eine Person in einen Gefahrenbereich gelangt. Die zur Überwachung verwendeten Sicherheitsschalter werden oft auch als Schutz-, Türsicherungs- oder Positionsschalter bezeichnet.
Regeln für Türsicherheitsschalter
Sicherheitsschalter für trennende Schutzeinrichtungen (sog. „Verriegelungseinrichtungen“) gibt es in vier Bauformen:
1. Schalter, die von einer Schiene, Platte oder Nocke an der Schutzeinrichtung oder sogar von der Tür selbst betätigt werden Diese Schalter sind
alle unkodiert, Gängige Typen sind Rollenhebel-, Rollenkolben- und Scharnierschalter. Sie werden heute jedoch nur noch selten verwendet, da ihr Einbau einen gewissen Konstruktions- und Montageaufwand erfordert.).
Wenn Sie sie einsetzen, achten Sie auf folgendes:
- Installieren Sie den Schalter so, dass er sich nicht aus seiner Montageposition bewegen kann, nur weil sich eine Schraube gelöst hat (Fixierstifte oder Anschläge am Schalter verwenden). Dies ist erforderlich, damit sich der Schaltpunkt nicht verstellt und der Schalter zu früh oder gar nicht schaltet.
- Befestigen Sie den Schalter so, dass er nicht mit Standardwerkzeug entfernt werden kann (Einwegschrauben oder Nieten verwenden oder Loch in den Schraubenkopf bohren).
- Bei Schutzeinrichtungen, die vor hohen Risiken schützen, verwenden Sie unbedingt zwei Schalter mit gegenläufiger Schaltlogik (einer schließt, der andere öffnet, wenn die Tür geöffnet wird).
2. Schalter, die von einem mechanischen Gegenstück an der Schutzeinrichtung betätigt werden. Das Gegenstück wird als „Betätiger“ bezeichnet. Bis heute ist dieser Schaltertyp der „Brot und Butter“- Sicherheitsschalter. Er ist leicht zu installieren und in einkanaliger und zweikanaliger Ausführung lieferbar. Viele Schalter können zusätzlich mit einer Zuhaltung ausgerüstet werden, die die Tür magnetisch oder mit einem angetriebenen Stift oder Hebel festhält.
Leider sind Sicherheitsschalter mit separatem Betätiger sehr leicht zu überwinden: Man entfernt den Betätiger von der Tür und steckt ihn am Schalter ein; schon läuft die Maschine mit offener Tür.
Wie verhindert man diesen gefährlichen Missbrauch?
- Verwenden Sie Schalter mit kodierten Betätigern (nicht jeder Betätiger passt in jeden Schalter). Allerdings liefern die meisten Hersteller nur wenige verschiedene Kodierungen.
- Befestigen Sie den Schalter unbedingt so, dass er nicht mit Standardwerkzeug entfernt werden kann (Einwegschrauben oder Nieten verwenden oder Loch in den Schraubenkopf bohren).
- Wenn der Schalter nicht kodiert oder nur gering/mittel kodiert ist (weniger als 1000 verschiedene Möglichkeiten), bauen Sie den Schalter so an, dass der Betätiger nicht eingesteckt werden kann, sobald die Tür offen ist. Oder verstecken Sie den Schalter gar vor dem Bediener.
3. Näherungsschalter, unkodiert. Diese Schalter sind ähnlich wie mechanische Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger. Nur dass sie nicht mechanisch, sondern elektronisch schalten, sobald der Betätiger in die Nähe des Schalters kommt. Für die Zuhaltung benötigt man einen zusätzlichen mechanischen Schließer (heute oft in einem kombinierten Gerät verfügbar). Ebenso wie unkodierte mechanische Sicherheitsschalter, können auch unkodierte Näherungsschalter sehr leicht umgangen werden. Daher gelten die zusätzlichen Anforderungen unter 2 auch für diesen Schaltertyp.
4. Näherungsschalter, kodiert. Nach EN ISO 14119 gibt es drei verschiedene Kodierungsstufen. Sie werden auch in ANSI B11.19 für die USA und CSA Z432 für Kanada erwähnt:
Schlüsseltransfersystem
Verriegeln von Türen und Betriebsarten
In vielen Anwendungen muss der Zutritt von Bedienern zu Gefahrenbereichen zuverlässig verhindert werden, solange die Maschine in Betrieb ist. Dies kann durch bewegliche trennende Schutzeinrichtungen in Verbindung mit einer mechanischen/elektromechanischen Verriegelung erreicht werden.
Auf diesem Gebiet haben sich unter anderem sog. „Schlüsseltransfersysteme“ bewährt (engl. „trapped key“ = gefangener oder eingesperrter Schlüssel).
- Ein Türöffnungsschlüssel ist in einem Schaltkasten an der Maschine „gefangen“, bis die Maschine ausgeschaltet wird (1, 2)
- Dann kann der Schlüssel abgezogen und zum Öffnen einer verschlossenen Schutzeinrichtung an der Maschine verwendet werden (3, 4)
- Solange die Schutzvorrichtung nicht geschlossen und verriegelt ist, ist der Schlüssel in der Schutzvorrichtung eingeschlossen, so dass die Maschine nicht eingeschaltet werden kann.
- Der Schlüssel kann mehrere andere Schlüssel für verschiedene Türen freigeben.
- Der Schlüssel kann auch verwendet werden, um die Betätigung eines Schalters zum sicheren Abschalten eines Maschinenteils usw. zu ermöglichen.
- Der Arbeitsablauf kann genau kontrolliert werden und es können Verzögerungen integriert werden, damit die Maschinen vor dem Zugriff vollständig zum Stillstand kommen.
- Es können elektronische Schlüssel verwendet werden, die eine Anwesenheitserkennung haben.
- Elektronische Tasten schalten die Maschine nicht vollständig aus, sondern aktivieren bestimmte Betriebsarten der Maschine, während sie andere deaktivieren.
- Elektronische Schlüssel können an Mitarbeiter mit unterschiedlichen Qualifikationen und Zugangsrechten vergeben werden.
1 - Maschine läuft | 2 - Hauptschalter aus | 3 - Eingeschlossener Schlüssel abgezogen | 4 - Eingeschlossener Schlüssel in die Maschinenabdeckung übertragen | 5 - Maschinenabdeckung offen, Schlüssel eingeschlossen
Verpflichtend
Not-Halt
Die Not-Halt-Funktion muss jederzeit verfügbar und betriebsbereit sein. Sie darf nicht als Alternative zu anderen erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen betrachtet werden. Die internationale Norm für diese Funktion ist (EN) ISO 13850.
Not-Halt, Not-Aus
Der Not-Halt wird oft als wählbare Schutzmaßnahme betrachtet. Aber das ist er nicht.
Not-Halt ist eine zwingend erforderliche zusätzliche Funktion.
Sowohl in der Maschinenrichtlinie als auch in der Maschinenverordnung heißt es:
„Die NOT-HALT-Funktion muss unabhängig von der Betriebsart jederzeit verfügbar und betriebsbereit sein. NOT-HALT-Befehlsgeräte müssen andere Schutzmaßnahmen ergänzen, aber dürfen nicht an deren Stelle treten.“
Die internationale Norm dafür ist (EN) ISO 13850.
Die einzigen Ausnahmen, die ohne Not-Halt
auskommen sind:
- Die Maschine ist handgehalten und Loslassen eines Startknopfes führt immer zum Halt.
- Ein Not-Halt würde das Risiko aus den Gefährdungen der Maschine nicht mindern.
Die Stoppkategorien
Den Not-Halt gibt es in zwei sog. „Stoppkategorien“:
- 0 – Der Not-Halt führt zur sofortigen Trennung aller Antriebe für gefährliche Bewegungen/ Funktionen von den jeweiligen Energiequellen.
- 1 – Der Not-Halt bewirkt ein gesteuertes Stillsetzen der Antriebe (meist durch Bremsung) oder löst Funktionen aus, die zu einem sicheren Zustand führen; erst danach werden die Antriebe von den Energiequellen getrennt.
EN 60204-1 kennt auch eine Stoppkategorie 2, aber sie darf nicht für den Not-Halt eingesetzt werden.
Not-Aus
Bis in die späten 1980er Jahre wurden Not-Halt und so gut wie alle anderen Sicherheitsfunktionen durch elektromechanische Bauteile erreicht.
Heute jedoch verwenden wir alle möglichen Arten elektronischer und mikroprozessorgesteuerter Sicherheitsbauteile - häufig sogar softwaregesteuert.
Not-Aus unterscheidet sich vom Not-Halt in 2 Punkten:
- Gibt es nur in Stoppkategorie 0
- Ausschließlich elektromechanische Bauteile dürfen verwendet werden (keine Elektronik und keine Software erlaubt)
Normalerweise ist die einzige Not-Aus-Einrichtung an Maschinen heute der Hauptschalter. Wenn er für Notfälle vorgesehen ist, sollte der Schalter rot gelb sein. Ein schwarzer Hauptschalter darf im Notfall nicht ausgeschaltet werden, weil das dazu führen könnte, dass eine gefährliche Bewegung nicht mehr abgebremst werden kann.
Der Sicherheitsexperte Matthias Schulz erklärt, wie Sie den optimalen Sicherheitsschalter für Ihre Anforderungen auswählen können.