Berechnungs-Assistenten

Grundlagen zu Mindestabständen (Sicherheitsabständen)

Nicht-trennende Schutzeinrichtungen wie Sicherheits-Lichtvorhänge und Sicherheits-Laserscanner erkennen eine Annäherung an eine Gefahrstelle. Sie verhindern nicht den Zugriff/Zugang zur Gefahrstelle, sondern müssen ab einer ausreichend großen Entfernung zur Gefahrstelle bewirken, dass Gefährdungen rechtzeitig unwirksam werden, z.B. Bewegungen zum Stillstand kommen. Der Mindestabstand errechnet sich entsprechend ISO 13855 aus

SRT [mm] = K [mm/ms] * T [ms] + CRT [mm]

SRT – Mindestabstand zwischen Schutzfeld und Gefahrstelle [mm]
K – Annäherungsgeschwindigkeit: bei Zugriff mit oberen Gliedmaßen: 2,0 mm/ms / bei Zugang: 1,6 mm/ms
T – Stoppzeit der Sicherheitsfunktion nach dem Eindringen des relevanten Körperteils in das Schutzfeld [ms]
CRT – Konstanter Zuschlag je nach Detektionsvermögen der Schutzeinrichtung [mm]

Der Mindestabstand nicht-trennender Schutzeinrichtungen besteht also aus einem konstanten (C) und einem dynamischen (K x T) Anteil. Da auch eine nicht-trennende Schutzeinrichtung durch Übergreifen umgangen werden kann, muss ähnlich wie bei trennenden Schutzeinrichtungen die nötige Höhe des Schutzfelds aus einer Tabelle ermittelt werden. Der zu realisierende Abstand zur Gefahrstelle entspricht deshalb dem größeren der beiden Werte

  • SRT (reach-through), berechnet aufgrund der Annäherung durch das Schutzfeld
  • SRO (reach-over), mit CRO aus der Höhe der Oberkante des Schutzfelds und der Höhe der Gefahrstelle

Die Gesamt-Stoppzeit T kann nur durch Messung hinreichend genau ermittelt werden. Dazu werden spezielle Nachlaufzeitmessgeräte eingesetzt. Die Messung der Nachlaufzeit wird von Leuze  als Dienstleistung angeboten. Grundsätzlich darf eine Sicherheitsinspektion, zu der auch die Nachlaufzeitmessung gehört, entsprechend den gesetzlichen Anforderungen nur von befähigten Personen durchgeführt werden.

 

Assistenten zur Berechnung des Mindestabstands (Sicherheitsabstands) entsprechend ISO Normen

Die Empfehlungen dieser Assistenten erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Für die sicherheitstechnisch korrekte Verwendung und Montage der Produkte sind die jeweiligen Normen und Vorschriften in der aktuell gültigen Fassung zu befolgen. Für Schäden, die durch die Benutzung dieser Assistenten entstehen und für die Richtigkeit allgemein gültiger Normen und Richtlinien übernimmt die Leuze electronic GmbH + Co. KG keine Haftung.

Berechnung des Mindestabstands (Sicherheitsabstands) bei rechtwinkliger Annäherung und einer Auflösung von ≤ 40 mm (ISO 13855)

Der Mindestabstand SRT wird mit folgender Formel berechnet:

SRT [mm] = (K[mm/ms] x T [ms]) + CRT [mm]

SRT:  Mindestabstand zwischen Schutzfeld und Gefahrstelle
K: Annäherungsgeschwindigkeit
T: Nachlaufzeit/Stoppzeit des gesamten Systems
CRT:  Konstanter Zuschlag je nach Detektionsvermögen der Schutzeinrichtung: CRT = 8 x (d[mm] – 14 mm)

Zuerst wird für K der Wert von 2,0 mm/ms verwendet. Ergibt die Berechnung ein SRT > 500 mm, wird die Berechnung mit K = 1,6 mm/ms erneut durchgeführt. Das Ergebnis für SRT muss im zweiten Schritt mindestens 500 mm betragen (ist der berechnetet Werte kleiner, wird SRT auf 500 mm gesetzt).
Achtung: Der Abstand S zur Gefahrstelle muss immer mindestens 100 mm betragen, auch wenn ein kleinerer Wert berechnet wurde.

Berechnung des Mindestabstands (Sicherheitsabstands) bei rechtwinkliger Annäherung und einer Auflösung von > 40 mm (ISO 13855)

Hinweis: Diese Formel gilt sowohl für Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken als auch für Sicherheits-Lichtvorhänge mit entsprechender Auflösung.

Der Mindestabstand SRT wird mit folgender Formel berechnet:

SRT [mm] = (K[mm/ms] x T [ms]) + 850 mm

SRT:  Mindestabstand zwischen Schutzfeld und Gefahrstelle
K: Annäherungsgeschwindigkeit: 1,6 mm/ms
T: Nachlaufzeit/Stoppzeit des gesamten Systems

Hinweis: Zusätzlich muss der Tabellenwert für CRO (Übergreifen= ermittelt werden. In der Regel ist dieser größer als 850 mm! [Link zur Tabelle]

Berechnung des Mindestabstands (Sicherheitsabstands) für eine Bereichsicherung mit paralleler Annäherung durch einen Sicherheits-Laserscanner (ISO 13855)

Der Mindestabstand SRT wird mit folgender Formel berechnet:

S [mm] = (K[mm/ms] x T [ms]) + C [mm] + Z [mm]

S:  Mindestabstand zwischen Gefahrenbereich und Erkennungspunkt
K: Annäherungsgeschwindigkeit: 1,6 mm/ms

TScanner: Wählbare Ansprechzeit des Sicherheits-Laserscanners RSL 400

TMasch:  Nachlaufzeit/Stoppzeit des gesamten Systems

C: = 1200 mm - 0,4 * H 
Sicherheitsbezogene Konstante zur Berücksichtigung des Eindringens in den Gefahrenbereich vor Auslösen der Schutzeinrichtung. CMin = 850 mm
H: Höhe des Schuztfelds über Bezugsebene
HMin = 15 * (d - 50), d = Auflösung der Schutzeinrichtung
HMax = 1000

Z: Weitere Zuschläge bei Sicherheits-Laserscannern

 

Bei Sicherheits-Laserscanner sind nach IEC 61496-3 weitere Zuschläge zu berücksichtigen:

  • ZSM zur Korrektur des Meßfehlers. Dieser Wert ist Geräteabhängig und der jeweiligen Betriebsanleitung zu entnehmen. Beim Leuze Sicherheits-Laserscanner RSL 400 gilt für Schutzfeldradius ≤ 6,25 m ein ZSM von 100 mm und für Schutzfeldradius > 6,25 m ein ZSM = 120 mm.
  • ZREFL : Vermeiden Sie den Einsatz von Retro-Reflektoren in der Strahlebene hinter der Schutzfeldgrenze. Falls dies nicht möglich ist, muss ein Zuschlag ZREFL von 100 mm addiert werden.

Hinweis für den Einsatz an Fahrerlosen Transportsystemen:
Nach ISO 3691-4 ‚Flurförderzeuge - Sicherheitstechnische Anforderungen und Verifizierung‘ muss die Prüfung der Schutzeinrichtung zudem die ungünstigsten Bedingungen (z. B. Beladung, Neigung des Fahrwegs) in Kombination mit den für das Flurförderzeug vorgegebenen Parametern berücksichtigen. Durch diese Anforderungen kann sich die Größe des Schutzfelds erhöhen. 

 

Berechnung des Mindestabstands (Sicherheitsabstands) für eine Bereichssicherung mit paralleler Annäherung durch einen Sicherheits-Lichtvorhang (ISO 13855)

Der Mindestabstand SRT wird mit folgender Formel berechnet:

S [mm] = (K[mm/ms] x T [ms]) + C [mm]

S:  Mindestabstand zwischen Gefahrenbereich und Erkennungspunkt
K: Annäherungsgeschwindigkeit: 1,6 mm/ms
T: Nachlaufzeit/Stoppzeit des gesamten Systems
C: = 1200 mm - 0,4 * H,
Sicherheitsbezogene Konstante zur Berücksichtigung des Eindringens in den Gefahrenbereich vor Auslösen der Schutzeinrichtung. CMin = 850 mm

H: Höhe des Schuztfelds über Bezugsebene
Zulässige Montagehöhe: 
HMin = 15 * (d - 50), d = Auflösung der Schutzeinrichtung, 
HMax = 1000 mm

Erforderliche Auflösung d bei Montagehöhe H:
d [mm] ≤ (H/15) + 50 mm

Hinweis: Höhen > 300 mm gelten als unterkriechbar.

Die nachfolgende Tabelle dient zur Bestimmung der notwendigen Höhe einer feststehenden trennenden Schutzeinrichtung für Anwendungen mit hohem Risiko gemäß ISO13857.

Gegeben sind:

  • Höhe des Gefährdungsbereiches (a)
  • Waagrechter Sicherheitsabstand zum Gefährdungsbereich (c)

Gesucht wird:

  • die notwendige Höhe der schützenden Konstruktion (b)
  • Suchen Sie in der linken Spalte die Zeile mit der Angabe der Höhe des Gefährdungsbereiches.
  • Suchen Sie in dieser Zeile die Spalte mit der  Angabe zum waagrechter Sicherheitsabstand zum Gefährdungsbereich.
  • Oben im Spaltenkopf steht die geforderte Höhe der schützenden Konstruktion. Sollten Sie Zwischenwerte haben, so ist der höhere Wert der schützenden Konstruktion zu verwenden.

ISO 13854 gibt – abhängig vom potenziell betroffenen Körperteil einer Person – Mindestabstände zwischen zwei beweglichen oder einem beweglichen und einem feststehenden Maschinenteil an, die als unkritisch bezüglich einer Quetschgefahr gelten. Können diese Abstände bei der Konstruktion einer Maschine eingehalten werden, dann sind an dieser Stelle in Bezug auf Quetschgefahren keine weiteren Schutzmaßnahmen nötig, und Öffnungen dieser Größe können als inhärent sicher betrachtet werden.

Zu berücksichtigende Mindestabstände bei Zugriff mit:

Finger Hand Arm Zehen Fuß Bein Kopf Körper
25 mm 100 mm 120 mm 50 mm 120 mm 180 mm 300 mm 500 mm

Können diese Abstände konstruktionsbedingt nicht eingehalten werden, müssen zusätzliche technische Maßnahmen wie trennende und nicht-trennende Schutzeinrichtungen zur Verhinderung des Zugriffs/Zugangs oder zur rechtzeitigen Abschaltung gefährlicher Bewegungen eingesetzt werden. Sie erfüllen nur dann ihre Schutzfunktion, wenn sie in einem Mindestabstand von der zu schützende Gefahrstelle entfernt montiert sind.

Bei Einsatz trennender Schutzeinrichtungen nach ISO 13857 sind für die Ermittlung des festen Wertes für den Sicherheitsabstand folgende Aspekte zu beachten:

  • Öffnungsgrößen und Eindringtiefen – Sicherheitsabstand je nach Körperteil aus einer Tabelle
  • Übergreifen – Höhe der Schutzeinrichtung nach Abstand und Höhe der Gefahrstelle aus einer Tabelle
  • Unterkriechen – Spalt unter trennenden Schutzeinrichtungen ≤ 180 mm