Kapitel 3.7
Auswahl und Konstruktion von Überwachungseinrichtungen
Es gibt viele Varianten der beweglichen Schutzeinrichtung mit Verriegelung. Sie haben jedoch alle einen gemeinsamen Nachteil im Vergleich zu den Schutzeinrichtungen.
Es gibt viele verschiedene Alternativen zur beweglichen trennenden Schutzeinrichtung mit Verriegelung.
Die folgenden werden in den nächsten Abschnitten behandelt:
- Lichtschranken und -vorhänge, Bereichsscanner
- Kontaktmatten
- Schaltleisten und Bumper
- 2D- und 3D-Kamera-Systeme
Im wesentlichen dienen alle den gleichen zwei
Zwecken:
- Den Zugang von Personen zu einem Gefahrenbereich überwachen
- Trennende Schutzeinrichtungen ersetzen, um dadurch einfachen Zugang zu ermöglichen sowie Platz und Zykluszeit zu sparen
Allerdings bringen Überwachungseinrichtungen einen bedeutenden Nachteil mit sich, der mit dem zweiten der obigen Ziele zusammenhängt.
Sie eignen sich nicht, wenn es neben der Gefährdung durch bewegte Teile noch weitere Gefährdungen gibt:
- Herausschleudern von Teilen
- Herausspritzen von gefährlichen oder unter Druck stehenden Flüssigkeiten
- Heiße oder sehr kalte Teile in unmittelbarer Nähe
- Austreten gesundheitsschädlicher Stäube, Nebel oder Dämpfe
Wenn eine dieser Gefährdungen in Ihrer Anwendung auftritt, können Sie eine Überwachungseinrichtung NICHT einsetzen (zumindest nicht als einzige Schutzmaßnahme).
Lichtschranken und -vorhänge, Bereichsscanner
Damit eine Lichtschranke, ein Lichtvorhang oder ein Laserscanner Personen vor dem Kontakt mit sich bewegenden Teilen schützen können, müssen sie die Person „sehen“ und die Bewegung dann rechtzeitig anhalten können, bevor die Person den Gefahrenbereich erreicht.
Beachten Sie eine Einschränkung, die in Verbindung mit diesen Geräten manchmal übersehen wird: Sie „blicken“ nur in eine Ebene, und zwar vertikal, horizontal oder in einem eingestellten Winkel. Sie „sehen“ nicht, was sich außerhalb dieser gewählten Ebene befindet, dem sogenannten "Schutzfeld".
Zur Veranschaulichung: Stellen Sie sich einen Bereichsscanner vor, der an einem fahrerlosen Flurförderzeug installiert ist. Er soll Personen im Fahrweg erkennen und die Maschine stoppen, sobald jemand ihr zu nahe kommt. Normalerweise wird man den Scanner ca. 20 cm über dem Boden installieren, so dass er Personen „sehen“ kann, die im Fahrweg stehen oder hineinlaufen.
Aber der Scanner wird es nicht erkennen, wenn jemand neben dem Fahrweg steht und seinen Arm direkt vor das Flurförderzeug streckt. Warum nicht? Der ausgestreckte Arm befindet sich weit oberhalb der abgescannten Ebene, die nur 20 cm über dem Boden liegt. Der Arm könnte daher erfasst werden; und wenn ein Pfosten neben dem Fahrweg steht, könnte das Flurförderzeug den Arm sogar abscheren!
Für eine korrekte Auslegung benötigen Sie daher mindestens drei Informationen:
Bestimmt ist klar geworden, dass für eine korrekte Auslegung immer Berechnungen erforderlich sind. Leider wird der Anbauort jedoch oft auf der Basis ungenauer Schätzungen gewählt. Das ist ziemlich riskant! Korrekte Berechnungen müssen auf der Basis der Norm EN ISO 13855 angestellt werden. Diese Norm legt auch die typischen Bewegungs-/ Annäherungsgeschwindigkeiten von Personen fest.
Die Berechnungsgrundlagen zeigen, dass man (sehr) skeptisch sein sollte, wenn Lichtvorhänge recht nahe an einem Gefahrenbereich installiert sind. Wenn der Abstand nach weniger als 300 mm aussieht, ist das wahrscheinlich nicht sicher (die Zeit zum Stoppen würde hier gerade einmal 0,15 Sekunden betragen). Ein Lichtvorhang oder Laserscanner ist eine Art Wette: „Wetten, dass ich das hier abschalten kann, bevor du den Arm verlierst?“ Es wäre gut, wenn das funktioniert. Daher: Berechnen UND protokolliert testen.
* Die ISO 13855 wird von ANSI B11.19 und B11.19 für die USA und CSA Z432 für Kanada referenziert. Beachten Sie jedoch, dass sich die Formeln für die Berechnung des Sicherheitsabstands in diesen Normen geringfügig von den Angaben in (EN) ISO 13855 unterscheiden.
Alternativen zu optoelektronischen Überwachungssystemen
Kontaktmatten
Ihr größter Vorteil liegt darin, dass sie unempfindlich gegenüber Staub, Nebel, Rauch, Schmutz und Streulicht sind.
Sie „sehen“ solche Einflüsse einfach nicht. Aber die gleichen Bedingungen können in Verbindung mit optoelektronischen Schutzeinrichtungen Störungen verursachen.
Wenn eine Person auf die Matte tritt, stoppt die gefahrbringende Bewegung. Der Abstand zum Gefahrenbereich ist auch hier entscheidend. Die Zeit zum Beenden der Gefährdung muss kürzer sein als die Zeit zum Überschreiten der Kontaktmatte bis hin zum Gefahrenbereich. Die erforderlichen Berechnungen werden ebenfalls nach EN ISO 13855 ausgeführt. Und die Anwendung sollte unbedingt getestet werden. Stellen Sie auch sicher, dass die Kontaktmatte nicht umgangen werden kann. Kontaktmatten Kontaktmatten müssen so angeordnet werden, dass man sie nicht übertreten und dadurch umgehen kann.
Die Kontaktmatte muss so platziert werden, dass die Person sie nicht „übertreten“ kann. Das bedeutet, es darf einer Person nicht möglich sein, mit gespreizten Beinen mit einem Fuß auf einem Rahmen oder sonstigen Maschinenteil und mit dem anderen Fuß vor der Matte zu stehen.
Und ob Sie es glauben oder nicht, Bediener versuchen so etwas.
Alternativen
Schaltleisten und Bumper
Schaltleisten und Bumper bemerken es, wenn ein sich bewegendes Maschinenteil mit einem Körperteil kollidiert.
Die Bewegung wird angehalten, bevor die Person verletzt wird. Klingt etwas unangenehm?
Und kann auch leider so ausgehen!
Für diese Schutzmaßnahme gelten enge Grenzen:
- Die Bewegungsgeschwindigkeit des geschützten Teils darf nur relativ gering sein (üblicherweise geringer als 250 mm/s), weil der Stoß die Person sonst schon verletzen oder (noch schlimmer) zu Fall bringen könnte.
- Die Kraft und Energie des „in Kauf genommenen“ Stoßes darf 150 N und 10 J nicht überschreiten.
- Die Zeit/der Weg zum Anhalten muss kurz sein.
Sonst könnte ein sich bewegendes Teil vielleicht nicht mehr zum Stillstand kommen, bevor es eine Person quetscht, schert oder trotz Schutzeinrichtung zu Fall bringt.
