Der Anwender hat die Wahl

Christian Heller ist Produktmanager bei der K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal

Wie sieht eine Sicherheitszuhaltung oder, um den normengerechten Begriff zu verwenden, eine Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltung aus? Bis vor wenigen Jahren war diese Frage ganz einfach zu beantworten. Sie sieht aus wie die Kombination eines Sicherheitsschalters, der die Stellung der Schutztür überwacht, mit einer stabilen Zuhaltung. Die Sicherheitszuhaltung hat die Aufgabe, ein Öffnen der Schutztür so lange zu verhindern, bis die gefährliche Maschinenfunktion (meist eine Nachlaufbewegung) nicht mehr besteht bzw. auf ein ungefährliches Maß reduziert worden ist.

Vor einigen Jahren schon stellte die Schmersal-Gruppe eine Sicherheitszuhaltung vor, die auf den ersten Blick kaum als solche zu erkennen war. Beim AZM 200 war die Zuhaltefunktion in ein formschönes Gehäuse integriert, das auch den Türgriff und weitere Funktionen wie einen Panikgriff im Gefahrenbereich einbezog. Die Baueinheit von Türgriff und Zuhaltung sorgt nicht nur für einfache Montage, sondern auch für gute Ergonomie, und die Optik der Maschine gewinnt durch den Einsatz dieser Schalter ebenfalls.

Zu den weiteren Eigenschaften des AZM 200 gehört die Möglichkeit, bis zu 31 Zuhaltungen sowie andere elektronische und mechatronische Sicherheits-Schaltgeräte von Schmersal über einen einzigen Sicherheits-Relaisbaustein auszuwerten. Das spart Kosten und Platz im Schaltschrank.

Die nächste grundlegende Weiterentwicklung bei Zuhaltungen entfernte sich nicht nur optisch sondern auch technisch nochmals vom Grundkonzept – und führte zu der fast schon philosophischen Frage, ob man eine Schutztür berührunglos zuhalten kann. Mit dem MZM 100 zeigte Schmersal, dass dies durchaus möglich ist – wenn man die erforderliche Zuhaltekraft elektromagnetisch aufbringt.

Dieses quaderförmige Schaltgerät ist kompakt gebaut und lässt sich damit gut in die Umgebungskonstruktion integrieren. Es eignet sich auch für den Einsatz in Bereichen, die stark verschmutzt sind, denn es gibt keine Öffnungen für Betätiger, die sich mit Schmutz, Spänen oder Ähnlichem zusetzen können.

Während die Zuhaltekraft von einem Elektromagneten erzeugt wird, erfolgt die sichere Detektion des Betätigers genau wie beim AZM 200 durch das von Schmersal patentierte Puls-Echo-Verfahren. Die Rastkraft – d.h. die nicht sicherheitsgerichtete Zuhaltekraft, die die Schutztür im nicht gesperrten Zustand in ihrer Position hält – ist einstellbar.

Eine weitere, neuentwickelte Variante elektromechanischer Sicherheitszuhaltungen hat Schmersal jetzt mit dem AZM 300 vorgestellt. Die Sicherheitszuhaltung nutzt ein neuartiges Zuhaltesystem im Form eines Drehkreuzes, das ein universelles Anfahren von drei Seiten erlaubt. Somit kann ein und dasselbe Modell an Drehtüren mit Links- und Rechtsanschlag sowie an Schiebetüren eingesetzt werden. Zudem lässt sich die Rastkraft durch Drehen des Kreuzes um 180° verstellen. Zusätzliche Anbauteile wie Türanschlag oder Rastelement entfallen, da diese Funktionen in die Zuhaltung integriert wurden. Das spart Zeit bei der Montage und entspricht – ebenso wie die verstellbare Rastkraft – einem Wunsch, den viele Anwender bei der Frage nach der idealen Sicherheitszuhaltung äußern.

Für die Identifizierung und Codierung des Betätigers wird ein RFID-Sensor verwendet. Das schafft die Voraussetzung dafür, dass der Anwender zwischen drei Arten der Codierung wählen kann. In der Grundversion akzeptiert der Sensor jeden geeigneten Betätiger. Eine zweite Ausführung akzeptiert nur den Betätiger, der beim ersten Einschalten eingelernt wurde. Schließlich ist noch eine dritte Variante lieferbar, bei der sich der Anlernvorgang beliebig oft wiederholen lässt.

Somit kann der Anwender die für ihn am besten geeignete Codiervariante und damit das angemessene Niveau der Manipulationssicherheit wählen. Dieses Thema ist nach wie vor nicht zu unterschätzen: In der Praxis werden Schutzeinrichtungen nicht selten manipuliert. Auch aus diesem Grund bezieht die neue ISO 14119 (Sicherheit von Maschinen – Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen – Leitsätze für Gestaltung und Auswahl), die die bisher geltende DIN EN 1088 ablösen wird, den Faktor Manipulationssicherheit verstärkt in die Gestaltungs- und Auswahlkriterien ein.

Die Darstellung der neuen Bauformen und Wirkprinzipien sollte nicht den Eindruck erwecken, die gute alte elektromechanische Sicherheitszuhaltung sei ein Auslaufmodell. Sie wird nach wie vor in großer Stückzahl hergestellt und eingesetzt, weil sie sich bewährt hat und nicht zuletzt auch aus Kostengründen. Wie in fast allen Bereichen der Automatisierungstechnik hat sich auch hier das Angebot differenziert. Zum Beispiel stehen besonders kompakte Baureihen zur Verfügung sowie Modelle mit Not-, Hilfs- und/oder Fluchtentriegelung. Auch Modelle mit integrierter ASi-Safety-Schnittstelle stehen zur Verfügung. Sie lassen sich einfach in übergeordnete Steuerungssysteme einbinden.

Generell lässt sich feststellen, dass Sicherheitszuhaltungen im Maschinen- und Anlagenbau verstärkt eingesetzt werden. Neben der Sicherheit des Bedieners spielt hier die Prozesssicherheit eine wichtige Rolle: Man möchte den Bearbeitungsprozess nicht unterbrechen, weil z.B. durch ein Öffnen der Schutztür verkettete Anlagen zum Halt kommen würden oder weil (z.B. beim Bohren) eine Prozessunterbrechung das Werkstück beschädigen kann.

Für den Konstrukteur hat das hier dargestellte erweitere Produktangebot den Vorteil, dass er ein Sicherheits-Schaltgerät auswählen kann, das exakt dem Einsatzprofil entspricht. Auch – um Beispiele zu nennen – für vibrierende Maschinen oder für hygienesensible Bereiche gibt es geeignete Baureihen, und die Möglichkeit der Einbindung in Sicherheitsbussysteme oder in übergeordnete Steuerungen erhöht die Informationsdichte und vereinfacht die Diagnose, wenn Unregelmäßigkeiten auftreten sollten. Der Mega-Trend, der auf fast alle Neuentwicklungen zutrifft, ist hier eindeutig der zunehmende Einsatz mechatronischer Systeme.

Nach EN ISO 13849-1 muss aus der elektrischen Schaltung ein Blockdiagramm nach der Struktur der gewählten Kategorie erstellt werden. Dies ist speziell bei Zuhaltungen nicht sehr einfach. Eine gute Anleitung zur Erstellung des Diagramms geben die Sistema Kochbücher der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV):

Das neuartige Zuhaltesystem der Sicherheitszuhaltung AZM 300 in der Form eines drehbaren Malteserkreuzes schafft die Voraussetzung dafür, dass die Zuhaltung von drei Seiten angefahren werden kann. Ein und dasselbe Modell kann an Drehtüren mit Links- und Rechtsanschlag sowie an Schiebetüren eingesetzt werden. Dabei benötigt der Anwender keine zusätzlichen Anbauteile wie Türanschlag oder Rastelement, da diese Funktionen in die Zuhaltung integriert wurden. Eine weitere praxisgerechte Funktion des AZM 300 ist die Einstellbarkeit der Rastkraft, d.h. der nicht sicherheitsgerichteten Zuhaltefunktion bei entsperrter Schutztür.