Maschinen sind mit einer Vielzahl von Antrieben ausgestattet. Ihre Bewegungen zeichnen sich teilweise durch ein erhebliches Gefährdungspotenzial aus, vor dem der Anwender zu schützen ist. Abgrenzungen durch Lichtgitter oder Schutzeinhausungen und Begrenzungen der Bewegung durch Endschalter verbunden mit der Abschaltung des Antriebs sind bis heute die einfachsten Maßnahmen. Seit 2009 bietet Kübler innovative Lösungen für die Funktionale Sicherheit an. Dazu gehören zertifizierte Drehgeber in SIL2/PLd und SIL3/PLe sowie Sicherheitsmodule zur Auswertung ergänzt um entsprechende Dienstleistungspakete.
Nach Informationen der Fritz Kübler GmbH in Villingen-Schwenningen
Aus einem stillstehenden, energielosen Antrieb resultiert ein sicherer Zustand. Es kann jedoch erforderlich sein, dass sich ein Mensch im Gefahrenbereich der Maschine im laufenden Betrieb aufhält, zum Beispiel zur Störungsbeseitigung. Dies erfordert dann eine Ausweitung der Sicherheitsfunktion auf die Bewegungen der Maschine – in Form von sicher reduzierter Geschwindigkeit, sicherem Arbeitsbereich oder Drehmomentbeschränkung. Diese Funktionen bieten dem Anwender einen erheblichen Nutzengewinn für seine Anlage.
Drehgeber ist nicht gleich Drehgeber
Eine einfache Redundanz von Drehgebern reicht oftmals nicht aus, um auf einen hohen SIL oder PL zu kommen. Dies liegt meist an der komplexen Software der Drehgeber. Höherwertige Sicherheitsfunktionen erfordern besondere Maßnahmen und Strukturen an den beteiligten Komponenten in der Kette. Eine Vielzahl von Umrichtern ist mit einem Sicherheitsteil ausgestattet, um diese funktionale Sicherheit zu realisieren. Wünschenswert ist aber auch eine Ausgestaltung des Motorgebers als sicherer Geber, sodass eine schlanke Maschine realisierbar ist.
Kübler bietet hierzu ein komplettes Portfolio an zertifizierten inkrementalen und absoluten Sendix-SIL-Drehgeber an, die sich optimal in den Motor integrieren lassen. Die Drehgeber-Familie ermöglicht abgestufte Konzepte nach SIL2/PLd oder auch SIL3/PLe, je nach eingesetztem Drehgebertyp. Die Verwendung von nur einem Geber erfordert eine zu 100 % zuverlässige mechanische Verbindung. Für die Wellenausführung bietet Kübler spezielle mechanische Komponenten, die eine sichere Verbindung gewährleisten. Hierzu zählen die sicheren Balgkupplungen, die Toleranzen bei der Montage ausgleichen können. Der Sicherheitsaspekt bei diesen Balgkupplungen steckt im Detail. Im Falle einer Lockerung oder Beschädigung des Federelements greifen zwei innenliegende Klauen die Welle des Gebers, sodass die Verbindung weiterhin gewährleistet wird. Wie bei Standardkupplungen dienen sie für eine Korrektur von Winkelfehlern zwischen Antrieb und Drehgeber und Ausgleich von axialem und radialem Versatz.
Bei einem Hohlwellen-Drehgeber ist, im Gegensatz dazu, die Verbindung zwischen Geber- und Antriebswelle starr miteinander verbunden. Dies bedeutet höhere Anforderungen bei Kugellager und mechanischem Aufbau des Gebers. Dafür bietet der Hersteller in den Sendix-Baureihen das bewährte Safety-Lock-Design. Merkmale davon sind verblockte Lager, großer Lagerabstand und extra starke Außenlager, die für Stabilität bei Vibration und für Robustheit gegen Installationsfehler sorgen und Maschinenstillstand sowie Reparaturen vermeiden.
Die magnetische Unempfindlichkeit durch eine rein optische Abtastung bis hin zum mechanischen Multiturngetriebe garantiert einen fehlerfreien Betrieb auch in störempfindlicher Umgebung wie zum Beispiel bei Magnetbremsen. Der Temperaturbereich von -40 bis 90 °C zusammen mit der Schutzart bis IP67 erlaubt einen weiten Einsatzbereich. Für explosionsgefährdete Bereiche wie Lackierstraßen, Ölplattformen oder chemische Industrien bietet Kübler außerdem ein breites Portfolio an sicheren Drehgebern mit ATEX- und IECEx Zulassung.
Integrationskonzepte
Um ein intelligente Zusammenspiel von Sendix-SIL-Drehgebern und der jeweiligen Auswerteelektronik realisieren zu können, bietet der Hersteller abgestufte Dienstleistungspakete an. Diese bestehen aus einer Risikobeurteilung, Erstellung eines Sicherheitskonzepts, Inbetriebnahme/Abnahme der Anlage bis hin zur Sicherheitstechnik-Nachrüstung. Dies hilft nicht nur Maschinenbauern, sondern auch Motorherstellern ihren Antrieb sicherheitstechnisch durchleuchten zu können. Dabei legt Kübler viel Wert auf Transparenz und Teamarbeit, damit das Ergebnis und der Know-How-Gewinn auch im Unternehmen bleiben.
Die Einhaltung der geltenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen ist der Grundpfeiler für eine sichere Maschine. Wenn bei der Risikobeurteilung am Anfang bereits etwas schief läuft, kann es später teuer werden. Das Nachrüsten von konstruktiven Maßnahmen oder ein völlig modifiziertes Steuerungskonzept aufgrund fehlender Sicherheitstechnik wünscht sich niemand. Am Ende müssen natürlich alle Schritte auch rechtssicher dokumentiert sein. Grundlage für das Dienstleistungspaket Risikobeurteilung ist eine Beschreibung der Maschine, deren Prozesse und Arbeitsabläufe. Die Risikobeurteilung erfolgt gemäß Anhang I der Maschinenrichtlinie (MRL) unter Verwendung der EN ISO 12100.
Die besten Sicherheitskonzepte sind nutzlos, wenn sie sich nicht umsetzen lassen. Daher ist während der Erstellung des Konzeptes das langjährige Know-How der Branche gefragt. Das Sicherheitskonzept setzt die Forderungen der Risikoanalyse in Taten um. Hierbei können konstruktive Maßnahmen, technische Maßnahmen oder organisatorische Maßnahmen definiert werden immer gemäß neuestem Stand der Technik für einen langen Lebenszyklus einer Anlage.
Sichere Auswertung
Zusammen mit den Sendix-SIL-Drehgeber und den abgestuften Dienstleistungspaketen wird eine Lösung für ein sicheres Antriebssystem realisiert und umgesetzt. Dabei steht der Integration in bestehende Maschinenkonzepte nichts im Wege, da die Drehgeber mit allen gängigen sicheren Frequenzumrichtern zusammenarbeiten.
Definiert der Kunde das Antriebssystem seiner Maschinen selbst, müssen meist immer neue Sicherheitskonzepte ausgearbeitet werden. Dies kostet nicht nur Zeit und Aufwand, sondern bedeutet auch, dass der Hersteller von Maschinen für einen Maschinentyp unterschiedliche Software, Handling und Know-How benötigt. Hierfür bietet Kübler eine neue Generation Sicherheitsmodule an, die unabhängig vom Antriebssystem eingesetzt werden kann. Vorteil der Familie Safety-M-Modular ist, dass hier nur ein Konzept erstellt werden muss und durch die modulare Bauweise der Basis- und Erweiterungsmodule individuelle Lösungen entstehen können. Der Eingriff in die Standard-Regelungstechnik ist minimal.
Basismodule der Safety-M-Modular-Baureihe übernehmen als Sicherheits-Kleinsteuerungen die Aufgaben der Geschwindigkeits- und Positionserfassung. Die sichere Querkommunikation zu anderen Basismodulen garantiert eine uneingeschränkte und sichere Kommunikation untereinander und ist besonders für ausgedehnte Projekte geeignet. Zusätzlich sind die Module als Gateway mit gängigen Standard- und sicheren Feldbus-/Industrial-Ethernet-Schnittstellen verfügbar. Für die sichere Überwachung von Antriebsachsen, sicherer Sensorik sowie Lichtgitter, Laserscanner und Not-Halt-Schalter oder auch analogen Sensoren werden Erweiterungsmodule angeboten. ge
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Fritz Kübler GmbH
Villingen-Schwenningen
Tel. 07720 3903-0
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