Kontaktlos abgesichert

Spezial

Sicherheitslichtvorhänge – Berührungslos wirkende optoelektronische Schutzeinrichtungen gewährleisten in vielen Fällen den sicheren Betrieb einer Maschine. Ihre zuverlässige Funktion benötigt jedoch einige Voraussetzungen.

18. April 2011

Die neue europäische Norm ENISO 13849-1 zur Anwendung sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen und Maschinen muss spätestens zum Jahresende 2011 umgesetzt sein. Viele Betriebe, die in den vergangenen Jahren bei der Anschaffung neuer Maschinen nicht vorausschauend genug waren, sind deshalb gezwungen, bei der Sicherheitstechnik nachzurüsten. Eine geeignete Lösung hierfür bietet oft der Einsatz von berührungslos wirkenden optoelektronischen Schutzeinrichtungen wie Sicherheitslichtschranken oder vorhänge.

Solche Lösungen kommen überall dort zum Einsatz, wo trennende Schutzeinrichtungen unzweckmäßig sind – zum Beispiel, wenn betriebsbedingt ein häufiger Zugang zum Gefahrenbereich notwendig ist – und bieten zahlreiche Vorteile: So reduzieren sie die Stillstandszeit der Maschinen, beanspruchen nur wenig Raum und verbessern die Ergonomie. Außerdem gewähren sie eine bessere Sicht auf die Anlage als etwa ein Schutzgitter oder eine Abdeckung. Zudem bieten Lichtvorhänge allen sich nähernden Personen oder Gegenständen den gleichen Schutz und lassen sich mit anderen Schutzeinrichtungen kombinieren, etwa mit Bügeln, Abdeckungen oder Gittern.

Solche Systeme sind in der Regel Teil komplexer Steuerungssysteme und können Warnsignale, den Übergang in einen sicheren Betriebsmodus oder den sofortigen vollständigen Maschinenstopp auslösen. Ob jedoch ein optoelektronischer Schutz zur Sicherung der speziellen Maschine oder Anlage geeignet ist, hängt davon ab, ob die Anlagensteuerung durch den Halbleiterausgang des Lichtvorhangs elektronisch beeinflussbar ist. Darüber hinaus muss es möglich sein, den abzusichernden Prozess sofort und in jeder Betriebsphase beenden zu können. Auch darf keine Verletzungsgefahr durch Hitze, Strahlung oder von Anlagen ausgeworfenes Material bestehen.

Für viele Fälle

Nicht alle Fälle lassen sich deshalb mit einem Lichtschrankensystem lösen, erzählt Norbert Matthes, Produktmanager Sicherheitstechnik in der deutschen Niederlassung des schweizerischen Sensorikspezialisten Contrinex, und verweist auf einen Fall bei einer Textilmaschine, wo gefahrbringende Teile abgesichert werden sollten: Hier konnte die Berufsgenossenschaft herkömmliche Reflexionslichtschranken nicht genehmigen, da die Konstruktion nicht der geltenden Maschinenrichtlinie entsprochen hätte: »So wurde dann unsere Zutrittskontrolle YCA-50R(S)4-5-4400-G012 inklusive Sicherheitsrelais installiert«, erinnert sich Matthes. Jetzt schützen vier Strahlen ein Schutzfeld von 40 Zentimeter Länge und 1.232 Millimeter Höhe.

Eine Lösung zur Überwachung des gesamten Querschnitts einer Öffnung oder eines Zugangs sind Mehrstrahllichtvorhänge wie beispielsweise die Safetinex-Lichtvorhänge von Contrinex, mit denen sich unter anderem Eingreifstellen von Maschinen oder Einlässe zu Sicherheitsbereichen schützen lassen. Die Sicherheitseinrichtungen bestehen aus einer Sende- und einer Empfangseinheit, die sequenziell codierte Infrarotstrahlen austauschen und das dazwischen liegende Schutzfeld eingrenzen. Ein verbundenes Sicherheitsschaltgerät sendet die Signale an die Maschinensteuerung. Bei einer korrekten Installierung erkennt der Lichtvorhang jedes Eindringen in den Gefahrenbereich, aktiviert das Schaltgerät und löst so einen Nothalt der betroffenen Anlage aus.

Große Reichweite

Die Größe des Schutzfeldes ergibt sich dabei aus dem Abstand zwischen Sender und Empfänger sowie den Abmessungen der Optik. Je nach Auflösung des Lichtvorhangs eignet er sich für den Finger-, Hand- oder Körperschutz. Entscheidend für das Sicherheitsniveau eines Lichtvorhangs sind die richtige Installation und die korrekte Positionierung, betont der Sicherheitsspezialist Matthes: »Dabei muss gewährleistet sein, dass ein versehentliches oder vorsätzliches Umgehen der Schutzfelder unmöglich ist.«

Die Position entscheidet

Zudem muss der Lichtvorhang so weit von den gefährlichen bewegten Maschinenteilen entfernt sein, dass alle Bewegungen gestoppt sind, bevor die Person oder beispielsweise ihre Hand die Gefahrenzone erreicht hat. Jede gefährliche Maschinenbewegung muss deshalb sicher angehalten werden können, bevor sie zu Schäden oder Verletzungen führen kann.

Ein wesentliches Kriterium für die richtige Positionierung der Schutzsysteme sind die Form und Größe des zu schützenden Bereichs. So können Lichtvorhänge vertikal, horizontal, in LForm oder gewinkelt installiert werden. Ein horizontal verlaufender Lichtvorhang kann beispielsweise für die Absicherung eines größeren Areals zweckmäßig sein. Für eine zugleich horizontale wie vertikale Sicherung einer Zone bietet sich die L-förmige Anordnung an.

Wichtig ist bei der Montage, mögliche umgebungsbedingte Störfaktoren wie reflektierende Oberflächen oder weitere Lichtvorhänge zu berücksichtigen. Der erforderliche Mindestabstand zwischen Störquelle und Schutzfeld ist umso größer, je weiter der Erfassungsbereich zwischen Sender und Empfänger ist. Bei der Installation mehrerer Systeme muss außerdem sichergestellt sein, dass jeder Empfänger nur die Signale seines zugehörigen Senders empfängt, etwa durch eine entsprechende Aufstellung, mittels Abschirmung oder über eine entsprechende Codierung der Übertragungskanäle.

Hohe Sicherheit

Sämtliche berührungslose Safetinex-Schutzeinrichtungen von Contrinex entsprechen der höchsten Sicherheitskategorie 4 und dem Performance-Level e nach EN ISO 13849-1 sowie Typ4 nach IEC 64196-1 und -2. Die reinigungsbeständige Version der Produkte mit den Schutzarten IP 65, IP 67 und IP69K besitzt statt der marktüblichen Kunststoffröhren ein vollständig dichtes Aluminiumgehäuse, das sich leicht und schnell montieren lässt. Zusätzlich zu den Lichtvorhängen liefern die Schweizer die passenden Sicherheitsrelais der Sicherheitskategorie 4 für den manuellen oder automatischen Neustart der gestoppten Maschine.

Erschienen in Ausgabe: 03/2011