Viele Wege führen zur sicheren Maschine

Frank Schmidt ist Fachbereichsingenieur Sicherheitstechnik der K.A. Schmersal GmbH in Wuppertal

Wer die Stellung einer Schutztür überwachen will, wählt einen elektromechanischen Sicherheitsschalter. So entscheiden die meisten Konstrukteure im Maschinenbau, so kennt es der Anwender. Für die Nahrungsmittelindustrie bietet die Wuppertaler K. A. Schmersal GmbH seit vielen Jahren eine Alternative zur Elektromechanik und setzt berührungslose Sicherheits-Sensoren ein. Der Hauptgrund sind die hohen Anforderungen an die Hygiene.

Diese verschleißfrei arbeitenden Sensoren kommen zunehmend auch im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz. Die verdeckte Montage überzeugt optisch und gewährleistet hohe Manipulationssicherheit. Die Sensoren lassen sich zudem bei kleinen Schutztüren gut in die Konstruktion integrieren. Sie erlauben einen größeren Versatz der Tür, weil kein mechanischer Betätiger in den Schalter einfahren muss. Zudem ragt bei geöffneter Schutztür kein Betätigungselement in den Raum.

Den Sicherheits-Sensoren mit magnetischem Wirkprinzip hat das Unternehmen die Baureihe CSS mit induktivem Wirkprinzip zur Seite gestellt: Der Sensor regt den Betätiger zum Aussenden einer Resonanzfrequenz an und wertet Frequenz und Dauer der Schwingung aus. Dieses Wirkprinzip erlaubt umfassende Diagnosefunktionen. Zum Beispiel erkennt der Sensor frühzeitig einen Versatz der Schutztür, bevor die Maschine in den sicheren Zustand schaltet. Das erhöht die Maschinenverfügbarkeit und damit die Produktivität.

Auch bei konventionellen Sicherheits-Sensoren gibt es Neuheiten. Ein Trend in der Sicherheitstechnik sind sicherheitsgerichtete Datenbus-Systeme. Das minimiert den Installationsaufwand, und zugleich lassen sich Informationen über den Zustand des Systems wie Stellung der Schutztür oder Not-Aus-Funktionen gewinnen. Deshalb bietet Schmersal die berührungslosen Sicherheitssensoren der BNS 33-Baureihe mit integrierter Anschaltung an das AS-i-Safety-at-Work-Netzwerk an.

Anwender, die konventionelle Sicherheits-Sensoren an das Netzwerk anschalten wollen, haben die Wahl: Sie können ein konventionelles Eingangsmodul im Schaltschrank einsetzen oder – seit neuestem – den AS-Tube. Dieses zylinderförmige Anschlussmodul in Schutzart IP 67 eignet sich für die Vor-Ort-Montage und übernimmt die Funktion der Schnittstelle zum AS-i-Netz. Der kompakte AS-Tube findet auch in Maschinenhohlräumen Platz.

In den ergonomisch gestalteten Türgriff BNS-B-20 ist ein Sensor integriert, so dass der Konstrukteur nur ein Bauteil statt bisher zwei vorsehen muss. Nicht nur der Sicherheits-Sensor, auch zwei Rastmagnete sind unsichtbar in der Griff- oder Sensor-einheit untergebracht: So wird die Tür in geschlossenem Zustand arretiert. Diese Maßnahmen, die zur Ergonomie ebenso beitragen wie zu einer problemlosen Bedienung, erhöhen auch die Akzeptanz der Schutzeinrichtung. Der BNS-B20 eignet sich besonders für kleinere Schutztüren.

Eine weitere Alternative zum konventionellen Sicherheitsschalter sind die Schlüssel-Transfersysteme, die das Schmersal-Unternehmen Elan GmbH & Co. KG aus Wettenberg anbietet. Diese Lösung eignet sich vor allem für Schutztüren und Wartungsklappen, die nur selten geöffnet werden müssen. Ihre Funktion ist schnell erklärt: Im Bedienpult der Maschine befindet sich ein Schlüsselwahlschalter, an der Schutzeinrichtung selbst eine Zuhalteeinrichtung mit Schloss. Bei laufender Maschine kann der Schlüssel am Wahlschalter nicht abgezogen werden. Will ein Bediener eine Tür öffnen, muss er den Wahlschalter am Bedienpult in die „abziehbare Stellung“ bringen. Das stoppt die Maschine.

Einen wichtigen Trend sieht das Unternehmen in drahtlosen Übertragungstechniken. Die CSS-Sensorik nutzt dies zwischen Sensor und Empfänger. Mittel- bis langfristig werden Sicherheitsschalter und Auswerte-Elektronik über sichere Funkstrecken kommunizieren können. Dort sind noch Details und Zulassungsfragen zu klären, aber prinzipiell steht dieser Technologie nichts im Wege. Kurzfristig wird es weitere Lösungen geben, die auf der berührungslosen Sicherheits-Sensorik basieren. Zum Beispiel lassen sich die Vorteile der CSS-Sensoren bei Sicherheitszuhaltungen nutzen: Auf der SPS 2004 in Nürnberg wird eine solche Sicherheitszuhaltung vorgestellt.

Drahtlose Techniken zur Übertragung sind im Kommen