Euchner hat ein großes Portfolio an elektromechanischen Sicherheitsschaltern mit Zuhaltung. Die

Euchner hat ein großes Portfolio an elektromechanischen Sicherheitsschaltern mit Zuhaltung. Die neue Norm EN ISO14119 unterscheidet zwei Arten von Schutzzuhaltungen für Prozesse und Personen.

Elektromechanische Zuhaltungen sind bewährte Sicherheitsbauteile, um Gefahrenstellen an einer Maschine abzusichern. Da diese Sicherheitsbauteile den Zugang zur Gefahr verhindern und die Bearbeitung in der Maschine nicht unterbrochen wird, ist die klassische Zuhaltung auch heute noch eine häufig genutzte Sicherheitsmaßnahme für Maschinen und Anlagen. Die Vorteile der Zuhaltung sind vielfältig.

Die neue EN ISO14119 unterscheidet in zwei unterschiedliche Arten von Zuhaltungen: die Prozessschutzzuhaltung und die Personenschutzzuhaltung. Erstere dient nur dazu, den Arbeitsprozess nicht zu unterbrechen. Die Maschine muss also nicht beim Öffnen der Zuhaltung sicher stoppen, sondern erst beim Öffnen der Schutztür. Zuhaltungen für den Personenschutz verhindern, dass Personen eine Maschine betreten, solange die Gefährdung nicht beseitigt ist. Die Maschine muss bereits beim Entriegeln der Zuhaltung sicher stehen.

Sichere Überwachung

An diese Sicherheitsbauteile werden verschiedene normative Anforderungen gestellt. Die Stellung der Zuhaltung muss sicher überwacht werden. Eine weitere Forderung betrifft das Zuhaltungsprinzip. Die Norm unterscheidet in vier Prinzipien, zwei sind für die Personenschutzzuhaltung.

Die erste Möglichkeit ist das Prinzip „Federkraft betätigt, Energie ein entsperrt“. Hier wird mit einer mechanischen Feder das Sperrmittel in die zugehaltene Stellung gebracht und durch Energie mit einem Hubmagneten die Zuhaltung entsperrt. Die Tür bleibt damit bei vollständiger Abschaltung einer Maschine sicher zugehalten, sofern die Schutzeinrichtung geschlossen war. Die Maschine kann nicht betreten werden.

Falls die Maschine auch in dieser Situation, etwa für eine Reinigung, geöffnet werden muss, sieht die EN ISO14119 vor, dass entweder zusätzliche Entriegelungsmöglichkeiten angebracht werden oder aber ein anderes Prinzip verwendet wird.

Sicherheitsschalter von Euchner

An Sicherheitsbauteile werden verschiedene normative Anforderungen gestellt. Die Stellung der Zuhaltung muss sicher überwacht werden.

Bistabiles Prinzip

Ein weiteres Prinzip, für eine Zuhaltung mit Personenschutzfunktion ist „Energie ein entsperrt, Energie ein zugehalten“. Bei dieser Zuhaltung verbleibt das Sperrmittel in der Stellung, in der es bei Abschalten der Spannungsversorgung ist und bleibt in dem Status. Solche Zuhaltungen sind wie das Modell STP-BI von Euchner schon seit Jahren erhältlich. Auch wenn der Prozessschutz ausreicht, wird in der Praxis häufig beim Öffnen der Zuhaltung die Maschine ebenfalls angehalten.

Die Forderung nach einem der obigen Prinzipien muss in diesem Fall jedoch nicht erfüllt werden.
Die beiden weiteren möglichen Prinzipien sind „Energie ein betätigt, Federkraft entsperrt“ und „Energie ein betätigt, Energie aus entsperrt“. Bei beiden Prinzipien ist es beim Abschalten der Maschine oder Stromausfall möglich, die Tür zu öffnen. Somit sind Reinigungs- und Servicearbeiten einfach durchzuführen.

Verschiedene Performance Level

Mit einer elektromechanischen Zuhaltung für den Personenschutz lässt sich eine Schutztür in jedem gewünschten und benötigtem Performance Level (PL) nach EN ISO13849-1 absichern. Es muss nicht immer eine moderne Zuhaltung mit integrierter Elektronik sein. Benötigt wird dazu nur die richtige Schaltungstechnik und die korrekte Auswahl der Sicherheitsbauteile.

Vielfach wird in Applikationen für die Kategorie 3 nur eine einzige Zuhaltung angebracht, deren zwei Kontakte an eine Sicherheitsauswertung angeschlossen sind. Diese Schaltung erfüllt die Hauptanforderung der Kategorie 3, denn die Elektrik ist vollständig zweikanalig aufgebaut. Auch die Diagnosefunktion scheint auf den ersten Blick ausreichend gut zu sein. Was ist aber mit den mechanischen Aspekten? Wenn beispielsweise der Betätiger an der Zuhaltung bricht? Dann fällt diese Schaltung mit dem ersten Fehler, dem Versagen der Mechanik, aus. Das wiederum bedeutet, dass doch nicht alle Forderungen der Kategorie 3 erfüllt werden.

In der EN ISO13849-1 wird nicht nur die Elektrik einer sicherheitstechnischen Schaltung beschrieben, sondern auch die mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Aspekte gelistet. Trotzdem ist das Beispiel eine korrekte Applikation einer Zuhaltung und kann auch die Kategorie 3 erfüllen. Der Schlüssel hierzu ist ein Fehlerausschluss. Diese Ausschlüsse sind in der EN ISO13849-1 zugelassen.

Um nun einen Fehlerausschluss auf das Brechen der Mechanik durchführen zu können, darf dieser Fehler überhaupt nicht erst auftreten. Dazu kann der mechanische Teil der Zuhaltung so geschützt werden, dass keine Kräfte, die zu einem Ausfall führen könnten, auf die Zuhaltung einwirken. Wenn das gewährleistet ist, ist ein Fehlerausschluss einfach zu begründen und auch zulässig.

Kategorie 3 ohne Fehlerausschluss

Die EN ISO13849-2 lässt für Verriegelungen mit elektromechanischen Schaltern im PLe kein Fehlerausschluss auf Versagen der Mechanik zu. Zu Zuhaltungen sagt diese Norm nichts. Das ist nun in der neuen EN ISO14119 geregelt worden. Bei Zuhaltungen ist in Abhängigkeit von der Risikobeurteilung auch ein Fehlerausschluss auf das Sperrmittel einer Zuhaltung in PLe möglich. Allerdings nur auf das Sperrmittel. Das gilt nicht für die in jeder Zuhaltung enthaltene Funktion der Verriegelung. Somit kann die obige Schaltung, die ja einen Fehlerausschluss beinhaltet, keinen PLe erreichen, sondern nur einen PLd.

Falls ein solcher Fehlerausschluss nicht gemacht werden kann, muss im zweiten Kanal ein weiterer Sensor verwendet werden. Er gibt bei einem mechanischen Defekt der Zuhaltung, mindestens noch einmal ein Schaltsignal zur Abschaltung der Maschine ab.

Produktportfolio Sicherheitsschalter von Euchner

Euchner hat ein großes Portfolio an elektromechanischen Sicherheitsschaltern mit Zuhaltung. Die neue Norm EN ISO14119 unterscheidet zwei Arten von Schutzzuhaltungen für Prozesse und Personen.

Bei Zuhaltungen stellt sich die Frage, was für ein Sensor das sein muss. Diese Frage kann nur durch eine Risikoanalyse beantwortet werden. Vielfach ist es so, dass ein einmaliges Öffnen einer Schutztür in Verbindung mit dem Nachlaufen einer Maschine akzeptabel ist. Das heißt, wenn durch einen mechanischen Defekt die Zuhaltung nicht mehr funktioniert, wird zumindest beim Öffnen der Schutztür ein Signal abgegeben, das die Maschine abschaltet.

Diese Funktion kann mit einem einfachen zweiten Sensor, beispielsweise einem Positionsschalter von Euchner, erreicht werden, der keine Zuhaltefunktion und auch keine Sicherheitsfunktion beinhaltet. Der zusätzliche Sensor ist in Reihe mit einem der beiden Kontakte geschaltet, der die Stellung der Zuhaltung überwacht. Dadurch schaltet nur einer der Kanäle bei Defekt der Zuhaltung ab – ein Fehler wird vom Sicherheitsauswertegerät erkannt und die Maschine läuft nach dem Öffnen der Schutztür nicht mehr an.

Für den Personenschutz

Eine weitere Norm, die sich auf Zuhaltungen bezieht, ist EN ISO13855. Sie wird von der EN ISO14119 referenziert, wenn zu entscheiden ist, ob eine Zuhaltung für den Personenschutz nötig ist oder eine Verriegelung ausreicht.

Für eine Personenschutzzuhaltung muss die Stellung des Sperrmittels überwacht werden, das heißt die Stellung des Zuhaltebolzens. Jede Zuhaltung muss auch eine Verriegelungsfunktion beinhalten. Der Hintergrund sind zwei verschiedene Sicherheitsfunktionen, die mit demselben Bauteil realisiert werden. Die eine davon ist, dass die Maschine abschaltet, wenn die Zuhaltung geöffnet wird.

Eine weitere Funktion ist das Verhindern des unerwarteten Anlaufs einer Maschine. Solange die Schutztür geöffnet ist, darf die Maschine nicht anlaufen können. Zu diesem Zweck ist in den meisten, aber nicht in allen Zuhaltungen, eine mechanische Fehlschließsicherung integriert.

Lesen Sie dazu auch:

Autor. Frank Kretschmar, Euchner