Nicht-trennende Schutzeinrichtungen
IEC 62046 „Sicherheit von Maschinen – Anwendung von Schutzeinrichtungen zur Anwesenheitserkennung von Personen“ enthält grundlegende Informationen zu Auswahl, Anwendung, Anschluss und Inbetriebnahme von berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen und Schaltmatten. Sie wendet sich an Konstrukteure, Prüfstellen, Ersteller maschinenspezifischer C-Normen und alle, die mit der fachgerechten Installation von solchen Schutzeinrichtungen befasst sind.
Voraussetzung für die Anwendung von nicht-trennenden Schutzeinrichtungen ist eine Risikobeurteilung nach ISO 12100. Daraus muss hervorgehen, dass die Schutzeinrichtung zur Risikominderung der relevanten Gefährdungen geeignet ist. Unter anderem ist zu beachten:
- Nicht-trennende Schutzeinrichtungen schützen nicht vor Verletzungen durch herausgeschleuderte Teile oder Emissionen der Maschine. Sie sind in der Regel gut geeignet für mechanische und elektrische Gefährdungen, aber meist nicht zur Risikominderung von thermischen Gefährdungen sowie Lärm, Vibrationen, Strahlung, stoffliche Gefährdungen, etc...
- Die Maschinenkonstruktion und der Fertigungsprozess müssen ein Stoppen gefahrbringender Bewegungen zu jedem Zeitpunkt der Bearbeitung zulassen.
- Nicht-trennende Schutzeinrichtungen sind so zu montieren, dass ein Zugriff / Zugang zur Gefahrstelle nur durch das Schutzfeld hindurch möglich ist. Übergreifen / Übersteigen sowie Untergreifen / Unterkriechen muss ggf. durch zusätzliche Schutzeinrichtungen (z. B. trennende Schutzeinrichtungen) verhindert werden.
- Bei der Gefahrstellensicherung (Finger- und Handschutz) und der Gefahrbereichssicherung darf sich kein Körperteil einer Person unerkannt im Gefährdungsbereich aufhalten können. Gegebenenfalls sind zusätzliche Schutzeinrichtungen, wie z. B. ein Hintertretschutz durch einen kaskadierbaren Sicherheits-Lichtvorhang vorzusehen. Ein durch die Schutzeinrichtung selbst nicht erkanntes Hintertreten darf nur dann möglich sein, wenn die Sicherheitsfunktion mit einer Wiederanlaufsperre ausgerüstet ist.
- Der Sicherheitsabstand zwischen Schutzeinrichtung und Gefahrstelle muss so groß sein, dass die gefahrbringende Bewegung zum Stillstand gekommen ist, bevor ein Körperteil der Person die Gefahrstelle erreichen kann
- Reflektierende Flächen in der Nähe von optoelektronischen Schutzeinrichtungen können durch Umspiegelung der Strahlen der Schutzeinrichtung dazu führen, dass Objekte im Schutzfeld nicht erkannt werden. Um dies zu vermeiden, ist ein entsprechender Mindestabstand gemäß Betriebsanleitung einzuhalten.
Die Auswahl der korrekten optoelektronischen Schutzeinrichtung muss in den folgenden Schritten erfolgen:
Schritt 1: Risikobeurteilung nach ISO 12100 durchführen
Die Risikobeurteilung ist vor Beginn der Konstruktion einer Maschine durchzuführen. Sie ist für alle Lebensphasen und Verwendungen der Maschine durchzuführen. Erkannte und dokumentierte Risiken müssen in der priorisierenden Reihenfolge
- Risikovermeidung durch konstruktive Veränderungen
- Risikominderung durch technische Schutzmaßnahmen
- Minderung der verbleibenden Restrisiken durch organisatorische Maßnahmen
reduziert werden. Nur wenn eine Gefährdung nicht durch konstruktive Änderungen der Maschine vermieden werden kann, kommen zusätzliche Schutzmaßnahmen ins Spiel. Und im Fall der Wahl einer BWS als risikomindernde Schutzmaßnahme geht es weiter mit Schritt 2.
Zur Risikobeurteilung ISO 12100
Schritt 2: Schutzfunktion und Art der optoelektronischen Schutzeinrichtung auswählen
Die Auswahl einer geeigneten optoelektronischen Schutzeinrichtung ist im Wesentlich von folgenden Kriterien abhängig:
- Vorgaben regionaler oder maschinenspezifischen Vorschriften
- geometrischen Abmessungen des zu schützenden Bereiches
- der auszuführenden Schutzfunktion (z. B. Maschinenstopp durch Hand- oder Fingererkennung)
- ergonomischen Gesichtspunkten (z, B, leichte Bedienbarkeit, manuelles zyklisches Einlegen von Teilen, …)
- Zugänglichkeit von Gefährdungsbereichen prozessbedingt, wartungsbedingt
- wirtschaftlichen Kriterien
Schritt 3: Erforderlichen Typs der optoelektronischen Schutzeinrichtung auswählen
Die optoelektronische Schutzeinrichtung ist Bestandteil des sicherheitsgerichteten Teils der Maschinensteuerung und Komponente einer Sicherheitsfunktion bestehend aus Sensor, Steuerung und Aktuator(en). Aus der Risikobeurteilung nach ISO 12100 und ggf. nach ISO 13849-1 oder IEC 62061 ermittelt der Konstrukteur die zur Risikominderung erforderliche sicherheitstechnische Leistungsfähigkeit einzeln für jede Sicherheitsfunktion. Dabei ist unabhängig von der angewandten Steuerungsnorm das erreichte Niveau der sicherheitstechnischen Leistungsfähigkeit (PL, SIL) der Sicherheitsfunktion immer geringer oder gleich dem geringsten Wert ihrer Komponenten (Subsysteme/Teilsysteme). Einfach ausgedrückt: Die Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied.
Optoelektronische Schutzeinrichtungen haben, abhängig vom Detektionsprinzip und vom internen technischen Aufbau, unterschiedliche sicherheitstechnische Leistungsfähigkeiten. IEC 61496-1 „Sicherheit von Maschinen – berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen“ definiert 3 Typen von berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (dt. BWS, engl. ESPE), die sich in ihrer Wirksamkeit und den Anforderungen an die Fehleraufdeckung, also ihrer sicherheitstechnischen Leistungsfähigkeit, unterscheiden.
Entsprechend IEC 61496-1 ist der Typ einer BWS fest mit Anforderungen an PL und SIL verbunden. Zu einem BWS-Typ darf weder ein höherwertiger PL/SIL noch ein geringerer angegeben werden als:
Typ nach IEC 61496-1 PL nach ISO 13849-1 SIL nach IEC 62061 |
Wirksamkeit und Häufigkeit der Fehleraufdeckung |
Typ 2, PL c, SIL 1 |
Die BWS muss eine Einrichtung zur Durchführung von periodischen Tests besitzen. Ein Fehler muss
aufgedeckt werden und zum Abschalten mindestens eines Ausgangs führen. |
Typ 3, PL d, SIL 2 |
Die BWS muss jeden sicherheitskritischen Einzel-Fehler aufdecken. Die Schutzfunktion muss dabei erhalten bleiben. Ein Fehler, der zu Einschränkung der Detektionsfähigkeit führt, muss
oder nach Abschluss eines Tests ausgelöst durch ein externes Testsignal, falls vorhanden |
Typ 4, PL e, SIL 3 |
Ein einzelner Fehler, der zum Verlust des Detektionsvermögens führt, muss dazu führen, dass die BWS innerhalb der Reaktionszeit Ein einzelner Fehler, der das Abschaltvermögen oder die Reaktionszeit beeinträchtigt, muss
oder beim Zurücksetzen einer interne Anlauf-/ Wiederanlaufsperre, falls vorhanden |
Die Auswahl des zur ausreichenden Risikominderung geeigneten Typs von Schutzeinrichtungen liegt immer im Verantwortungsbereich des Maschinenkonstrukteurs oder Systemintegrators. Regionale Gesetze oder maschinenspezifische Vorschriften, Gründe der Produkthaftung oder die Höhe des materiellen Schadens kann abweichend zur Auswahl entsprechend Risikobeurteilung zur Wahl eines anderen Typs von Schutzeinrichtung mit höherer sicherheitstechnischer Leistungsfähigkeit führen.
Schritt 4: Sicherheitsabstand ermitteln
Optoelektronische Schutzeinrichtungen können ihre Schutzfunktion nur dann erfüllen, wenn sie in ausreichendem Abstand zur Gefahrstelle montiert werden. Dieser Sicherheitsabstand muss so groß sein, dass alle relevanten gefahrbringenden Bewegungen zum Stillstand gekommen sind, bevor ein Körperteil der Person die Gefahrstelle erreichen kann. Nach der Ermittlung des Sicherheitsabstandes sollte geprüft werden, ob dieser Mindestabstand eine ergonomische Bedienung der Maschine durch die Bedienperson zulässt. Ist dies nicht der Fall, muss entweder ein anderes Sicherheitskonzept oder eine BWS mit höherer Auflösung gewählt werden.
Der folgende Überblick stützt sich auf die Berechnung nach ISO 13855 und auf Empfehlungen in IEC 62046. Wenn eine Maschine einer bestimmten Spezifikation unterliegt, z. B. maschinenspezifischen europäischen C-Normen oder OSHA / ANSI-Standards, können auch diese herangezogen werden.
Der Mindestabstand einer Schutzeinrichtung durch das Schutzfeld zur Gefahrstelle SRT ist mit der nachfolgenden Formel zu berechnen:
SRT = (K x T) + CRT | |
SRT | Der Mindestsicherheitsabstand in Millimetern von der nächstgelegenen Gefahrstelle zur Detektionsstelle (Schutzfeld) der Schutzeinrichtung. Ein S von 100 mm muss unabhängig vom berechneten Wert mindestens eingehalten werden. |
K | Annäherrungsgeschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde, abgeleitet aus Daten über Annäherungsgeschwindigkeiten des Körpers oder von Körperteilen. Gehgeschwindigkeit (untere Gliedmaßen): K = 1600 mm/s Greifgeschwindigkeit (obere Gliedmaßen): K = 2000 mm/s |
T | Nachlaufzeit des gesamten Systems (Ansprechzeit Schutzeinrichtung + Ansprechzeit Interface + Nachlaufzeit Maschine) in Sekunden (Die IEC 62046 fordert einen Zuschlag von mindestens 10 % der ermittelten Nachlaufzeit zur Berücksichtigung von möglichen Verschlechterungen). |
CRT | Ein zusätzlicher Abstand in Millimetern. Dieser zusätzlich addierte Abstand basiert darauf, dass sich ein Körperteil, je nach Auflösung der Schutzeinrichtung, schon eine bestimmte Strecke in Richtung Gefahrstelle annähern kann bis es von der Schutzeinrichtung erkannt wird. |
Zusätzlich muss der erforderliche Mindestabstand bezüglich Übergreifen SRO unter Benutzung des Zuschlags CRO ermittelt werden.
Der größere Wert aus SRT und SRO ist der anzuwendende Sicherheitsabstand der BWS zur Gefahrstelle.
Zur Ermittlung von CRO dient folgende Tabelle (Maße in Millimeter):
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Höhe des |
Höhe der Oberkante des Schutzfeldes der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung |
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900 | 1 000 | 1 100 | 1 200 | 1 300 | 1 400 | 1 600 | 1 800 | 2 000 | 2 200 | 2 400 | 2 600 | |
Zusätzlicher Abstand zum Gefährdungsbereich CRO |
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2 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 500 | 400 | 400 | 350 |
300 |
300 | 300 | 300 | 300 | 250 | 150 | 100 | 0 |
2 400 | 550 | 550 | 550 | 500 | 450 | 450 | 400 | 400 | 300 | 250 | 100 | 0 |
2 200 | 800 | 750 | 750 | 700 | 650 | 650 | 600 | 550 | 400 | 250 | 0 | 0 |
2 000 | 950 | 950 | 850 | 850 | 800 | 750 | 700 | 550 | 400 | 0 | 0 | 0 |
1 800 | 1 100 | 1 100 | 950 | 950 | 850 | 800 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 600 | 1 150 | 1 150 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 750 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 400 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 650 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 850 | 800 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 000 | 1 200 | 1 150 | 1 050 | 950 | 750 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
800 | 1 150 | 1 050 | 950 | 800 | 500 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
600 | 1 050 | 950 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
400 | 900 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
200 | 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Zusätzlich sind folgende Mindest- bzw. Maximalhöhen über der Bezugsebene zu beachten um ein Unterkriechen, bzw. Übertreten des Schutzfeldes zu verhindern:
- unterster Strahl der BWS: ≤ 300 mm
- oberste Strahl der BWS: ≥ 900 mm
(Ausnahme für 2-strahlige BWS: unterster Strahl ≤ 400 mm, sofern die Risikobeurteilung es zulässt).
Bei der Einbindung einer BWS in ein sicheres Steuerungssystem muss auf Kompatibilität zwischen den OSSD-Ausgängen der BWS und den Eingängen der sicheren Auswerteeinheit (z.B. F-SPS) und auf die zulässigen Leitungslänge laut Handbuch des Herstellers geachtet werden. Ist die gesamte Leitungslänge inkl. aller Sammelleitungen zwischen BWS und Anschlusspunkt an der Steuerung im Schaltschrank größer als die zulässige Leitungslänge, dann kann u.U. die Erkennung von Fehlern in der Verdrahtung durch die OSSD der BWS nicht mehr gewährleistet werden.
Installation mit Schutzfeld orthogonal zur Annäherungsrichtung
Häufig werden Sicherheits-Lichtvorhänge vertikal installiert, um Gefahrstellen und Gefahrbereiche zu sichern. Die Annäherung erfolgt dann in orthogonaler Richtung durch das Schutzfeld. Sie dienen zur Sicherung bei
- Zugriff mit den oberen Gliedmaßen
- Zutritt mit dem ganzen Körper
Nach ISO 13855 werden alle Annäherung als orthogonal angesehen, bei denen das Schutzfeld in einem Winkel von mehr als ± 30° zur Annäherungsrichtung installiert ist. Zudem ist neben der Bewegungsrichtung durch das Schutzfeld auch das Umgehen der Schutzeinrichtung z. B. durch Übergreifen zu beachten. Daher muss zur Bestimmung des Sicherheitsabstand S sowohl der Wert für das Durchgreifen durch das Schutzfeld (SRT, reach through) also auch der Wert für das Übergreifen (SRO, reach over) ermittelt werden.
Hinweis: Ein Untergreifen des Lichtvorhangs wird von der ISO 13855 aktuell nicht betrachtet und muss somit in der Risikobeurteilung bewertet werden.
SRT für Schutzeinrichtung mit Detektionsvermögen d (Auflösung) ≤ 40 mm
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 ist für K der Wert von 2,0 mm/ms zu verwenden. Ergibt die Berechnung ein SRT > 500 mm, dann darf die Berechnung mit K = 1,6 mm/ms erneut durchgeführt werden. In diesem Fall muss das Ergebnis SRT mindestens 500 mm betragen. Ist das nicht der Fall, wird SRT = 500 mm gesetzt.
Achtung: Der Abstand S zur Gefahrstelle muss mindestens 100 mm betragen, auch wenn ein kleinerer Wert berechnet wurde.
Werden berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen auch zum Steuern der Maschine verwendet (Sicherheits-Lichtvorhänge mit Eintakt- oder Zweitaktfunktion), muss ihre Auflösung ≤ 30 mm betragen.
SRT für Schutzeinrichtung mit Detektionsvermögen d (Auflösung) > 40 mm:
Bei einem Detektionsvermögen d (Auflösung) > 40 mm kann nicht mehr garantiert werden, dass Finger oder Hände zuverlässig erkannt werden. Daher muss ein Zuschlag von 850 mm addiert werden. Dieser Wert basiert auf der normativen Betrachtung der Reichweite eines Arms.
SRT [mm] = (1,6 mm/ms x T [ms]) + 850 mm
Ist ein Übergreifen des Schutzfeldes des Lichtvorhangs möglich, da z. B. keine mechanische Barriere vorhanden ist, so muss dies zusätzlich betrachtet werden.
SRO - Mindestabstand für Übergreifen
Zusätzlich zum Mindestabstand SRT (Reach through) ist der Mindestabstand SRO (Reach over) zu berechnen. Der größere der beiden Werte ergibt den einzuhaltenden Mindestabstand S.
SRO [mm] = (K[mm/ms] x T [ms]) + CRO [mm]
CRO ergibt sich aus der folgenden Tabelle für den Zuschlag beim Übergreifen über den obersten Strahl. Beispielsweise ergibt sich bei einer Höhe der Gefahrstelle von 1400 mm und einer Höhe des obersten Strahls von 1000 mm ein Zuschlag von CRO = 1.200 mm.
Maße in Millimeter
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Höhe des |
Höhe der Oberkante des Schutzfeldes der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung |
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900 | 1 000 | 1 100 | 1 200 | 1 300 | 1 400 | 1 600 | 1 800 | 2 000 | 2 200 | 2 400 | 2 600 | |
Zusätzlicher Abstand zum Gefährdungsbereich CRO |
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2 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 500 | 400 | 400 | 350 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 250 | 150 | 100 | 0 |
2 400 | 550 | 550 | 550 | 500 | 450 | 450 | 400 | 400 | 300 | 250 | 100 | 0 |
2 200 | 800 | 750 | 750 | 700 | 650 | 650 | 600 | 550 | 400 | 250 | 0 | 0 |
2 000 | 950 | 950 | 850 | 850 | 800 | 750 | 700 | 550 | 400 | 0 | 0 | 0 |
1 800 | 1 100 | 1 100 | 950 | 950 | 850 | 800 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 600 | 1 150 | 1 150 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 750 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 400 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 650 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 850 | 800 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 000 | 1 200 | 1 150 | 1 050 | 950 | 750 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
800 | 1 150 | 1 050 | 950 | 800 | 500 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
600 | 1 050 | 950 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
400 | 900 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
200 | 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Lichtvorhang mit Schutzfeld-Anordnung horizontal
Anwendungen mit horizontal angebrachten Lichtvorhängen und paralleler Annäherung zum Schutzfeld können als rechteckige flächige Absicherung vor einer Gefahrstelle verwendet werden. Sie können
- sowohl als reiner Hintertretschutz zwischen einer Schutzeinrichtung mit Annäherungsreaktion (z.B. ein vertikal angeordneter Lichtvorhang) und einer Gefahrstelle
- als auch als kombinierte Schutzeinrichtung mit Annäherungs- und Aufenthaltserkennungs- Funktion
verwendet werden. Eine Wiederanlaufsperre ist zwingend erforderlich, wenn das Verlassen des Schutzfelds z. B. durch Besteigen von Maschinenteilen möglich ist.
Für Applikationen von optoelektronischen Schutzeinrichtungen mit Annäherungsrichtung des Körperteils parallel oder bis max. 30° zur Schutzfeldebene gilt folgende Berechnungsformel für den Mindestabstand:
S [mm] = (1,6 mm/ms x T [ms]) + C [mm] mit
C [mm] = (1200 mm – 0.4 x H [mm]); H ≤ 1000 mm; Cmin = 850 mm
Das erforderliche Detektionsvermögen d der horizontal angeordneten AOPD ergibt sich aus der Höhe H des Schutzfeldes über Bezugsebene nach
d [mm] ≤ (H [mm] / 15) + 50 mm
Aufbau einer Gefahrstellensicherung mit horizontal angeordnetem Lichtvorhang
Lichtvorhang mit Blanking
Blanking ist eine optionale Funktion von Lichtvorhängen zur Ausblendung der Überwachungs-Funktion einzelner Strahlen. Dadurch ist es möglich, dass sich Objekte im Schutzfeld befinden, ohne dass es dadurch zur Abschaltung des Sicherheitsschaltausgangs OSSD kommt. Blanking wird unterschieden in
- Fixed Blanking (Feste Ausblendung) – Objekte fester Größe müssen sind ortsfest im Schutzfeld befinden
- Floating Blanking (Bewegliche Ausblendung) – Objekte fester Größe dürfen sich in einem ihnen zugeordneten Strahlbereich innerhalb des Schutzfelds bewegen.
Blanking ist immer überwacht - „Monitored Blanking“. Das heißt, dass Strahlen, die als ausgeblendet parametriert wurden, auch tatsächlich unterbrochen sein müssen. Andernfalls werden die OSSDs abgeschaltet. Ausgeblendete Objekte können deshalb nicht einfach aus dem Schutzfeld entfernt werden. Sie müssen permanent in erwarteter Größe und an einer zulässigen Position vorhanden sein.
In Anwendungen mit Blanking muss verhindert werden, dass es im Schatten neben den ausgeblendeten Objekten zu nicht überwachten Bereichen kommt. Diese sind z. B. durch mechanische Blenden abzusichern.
Bietet ein Lichtvorhang die Möglichkeit, die Blanking-Funktion im Betrieb über ein Steuerungssignal zu aktivieren bzw. deaktivieren, darf dieses Signal auch von dem nicht sicheren der Steuerung erzeugt werden.
Fixed Blanking
Ein bestimmtes Blanking-Muster wird fest, z.B. durch Einlernen (Teach-in), parametriert. Die ausgeblendeten Objekte dürfen ihre Position nun nicht mehr verändern. Das Detektionsvermögen des restlichen Schutzfelds bleibt erhalten und entspricht der auf dem Typschild angegebenen physikalischen Auflösung des Lichtvorhangs.
In einer erweiterten Variante werden geringfügige Änderungen der Position der ausgeblendeten Objekte, z.B. aufgrund von Vibrationen, toleriert. Dabei dürfen die Randstrahlen an den Objektgrenzen optional unterbrochen werden. Durch diese erweiterte Größentoleranz kommt es im kritischen Randbereich der Blanking-Objekte zu einem reduzierten Detektionsvermögen um einen Strahl. Je nach physikalischer Auflösung des Lichtvorhangs reduziert sich die für die Abstandsberechnung zu verwendende wirksame Auflösung.
Fixed Blanking kann vorteilhaft zur einfachen Ausblendung von Auflagentischen an Werkzeugmaschinen oder von Fördereinrichtungen in der Logistik verwendet werden.
Floating Blanking
Für jedes ausgeblendete Objekt müssen Objektgröße und Bewegungsbereich parametriert werden, z.B. durch Einlernen (Teach-in). Die Bewegungsbereiche der einzelnen Objekte dürfen sich nicht überlappen. Nach der Parametrierung können sich alle Objekte frei innerhalb ihres jeweiligen Schutzfeldbereichs bewegen. Da die vom Lichtvorhang erkannte Objektgröße aufgrund der Bewegung um einen Strahl schwankt, reduziert sich das Detektionsvermögen um einen Strahl. Je nach physikalischer Auflösung des Lichtvorhangs reduziert sich die für die Abstandsberechnung zu verwendende wirksame Auflösung.
Lichtvorhang mit Reduzierter Auflösung
Die Funktion „Reduzierte Auflösung“ toleriert Objekte bis zu einer definierten Größe im Schutzfeld. Im Gegensatz zu Blanking dürfen diese eher kleinen Objekte (z.B. Bleche oder Bretter) das Schutzfeld auch verlassen. Je nach Parametrierung der reduzierten Auflösung dürfen ein, zwei oder drei unmittelbar nebeneinander angeordnete Strahlen unterbrochen werden ohne das OSSD abzuschalten. Im Schutzfeld dürfen sich beliebig viele Objekte befinden und bewegen, solange dabei nicht mehr als die maximal zulässige Anzahl nebeneinander angeordneter Strahlen unterbrochen wird. Je nach physikalischer Auflösung des Lichtvorhangs reduziert sich die für die Abstandsberechnung zu verwendende wirksame Auflösung.
Wenn der Lichtvorhang die Möglichkeit bietet, während des Betriebes die Funktion „Reduzierte Auflösung“ zu aktivieren bzw. Deaktivieren, dann muss die Ansteuerung sicher sein ⟹ sichere Steuerung und z.B. 2-kanalig inverse Signalübertragung.
Umspiegelung von Lichtvorhängen
Sicherheits-Lichtschranken und –Lichtvorhänge bestehen aus einer Sende- und einer Empfangseinheit, die meist mit unsichtbarer Infrarot-Strahlung arbeiten. Sowohl für den Sender als auch für den Empfänger ist der zulässige Öffnungswinkel normativ stark eingeschränkt. Das Infrarot-Licht tritt deshalb nur in einem sehr begrenzten Winkelbereich aus den Sendeelementen aus und wird auch nur innerhalb dieses Winkelbereichs von den Empfangselementen empfangen – beide Geräte müssen deshalb aufeinander ausgerichtet sein.
Reflektierende Oberflächen in der Nähe des Lichtkegels vom Sender können die Erkennung von Objekten im Schutzfeld verhindern, falls deren Reflexionsvermögen so stark ist, dass genügend Licht vom Sender zum Empfänger am Objekt vorbei umgelenkt wird.
Deshalb sind abhängig vom Typ der Schutzeinrichtung nach IEC 61496-1 Mindestabstände zu reflektierenden Oberflächen einzuhalten. Diese findet man in den Bedienungsanleitungen des jeweiligen Gerätes.
Gegenseitige Beeinflussung von Lichtvorhängen
Dicht nebeneinander angeordnete Lichtvorhänge können sich gegenseitig beeinflussen, wenn Licht aus einem Sender in den Empfänger der benachbarten Schutzeinrichtung überstrahlt. Häufig kommt es dabei zu Fehlabschaltungen aufgrund von Synchronisationsfehlern. Es kann aber auch zu Sicherheitsproblemen durch Fehlsynchronisation eines Empfängers mit dem benachbarten Sender führen. Derartige Anordnungen müssen deshalb vermieden werden.
Zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung kann die Position von Sender und Empfänger so getauscht werden, dass das Licht in gegenläufiger Richtung ausgesendet wird:
Anordnung benachbarter Schutzeinrichtungen zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung
Zusätzlich verfügen einige Geräte über wählbare Übertragungskanäle (Strahlkodierung). Diese sorgen dafür, dass auch dicht nebeneinander angeordnete Lichtvorhänge sicher und zuverlässig arbeiten. Jeder Empfänger arbeitet dann nur mit dem Licht des Senders mit der erwarteten Strahlkodierung. So können Sender und Empfänger frei in die Anlage eingebunden werden.
Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken / Lichtgitter
Ergibt die Risikobeurteilung, dass die Erkennung des Eindringens des ganzen Körpers einer Person ausreicht (Zugangssicherung), ist die folgende Formel zur Ermittlung des Mindestabstands anzuwenden:
SRT [mm] = (1,6 mm/ms x T [ms]) + 850 mm
Der Wert 850 mm basiert auf der normativen Betrachtung der Reichweite eines Arms.
Auch bei Mehrstrahl-Lichtschranken / Lichtgittern ist das Übergreifen zu beachten. Es gelten die Tabellenwerte für CRO. In der Regel ist daher der pauschale Zuschlag von 850 mm nicht ausreichend.
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Höhe des |
Höhe der Oberkante des Schutzfeldes der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung |
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900 | 1 000 | 1 100 | 1 200 | 1 300 | 1 400 | 1 600 | 1 800 | 2 000 | 2 200 | 2 400 | 2 600 | |
Zusätzlicher Abstand zum Gefährdungsbereich CRO |
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2 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 500 | 400 | 400 | 350 |
300 |
300 | 300 | 300 | 300 | 250 | 150 | 100 | 0 |
2 400 | 550 | 550 | 550 | 500 | 450 | 450 | 400 | 400 | 300 | 250 | 100 | 0 |
2 200 | 800 | 750 | 750 | 700 | 650 | 650 | 600 | 550 | 400 | 250 | 0 | 0 |
2 000 | 950 | 950 | 850 | 850 | 800 | 750 | 700 | 550 | 400 | 0 | 0 | 0 |
1 800 | 1 100 | 1 100 | 950 | 950 | 850 | 800 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 600 | 1 150 | 1 150 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 750 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 400 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 900 | 850 | 650 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 100 | 1 000 | 850 | 800 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 000 | 1 200 | 1 150 | 1 050 | 950 | 750 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
800 | 1 150 | 1 050 | 950 | 800 | 500 | 450 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
600 | 1 050 | 950 | 750 | 550 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
400 | 900 | 700 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
200 | 600 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
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Nach ISO 13855 und IEC 62046 gilt für mehrstrahlige optoelektronische Zugangssicherungen, dass
- sowohl der unterste Strahl nicht höher als 300 mm
- als auch der oberste Strahl nicht tiefer als 900 mm
über Bezugsfläche anzuordnen ist. Eine Ausnahme besteht für 2-strahlige Lichtgitter: hier kann die Höhe des untersten Strahls ≤ 400 mm betragen, falls die Risikobeurteilung oder eine C-Norm dies zulassen.
Konstruktiv sind handelsübliche Mehrstrahl-Sicherheitslichtschranken so ausgelegt, dass der zulässige Abstand von 500 mm zwischen 2 Strahlen zur Verhinderung des Durchsteigens immer eingehalten wird; darum muss sich der Anwender nicht mehr kümmern.
Diese Anordnung der Schutzeinrichtung lässt es zu, dass sich eine Person nach Durchschreiten des Schutzfelds unerkannt zwischen Sensor und Gefahrstelle aufhalten kann. Daher muss eine Anlauf-/Wiederanlaufsperre vorgesehen werden, die ein Anlaufen der Maschine sicher verhindert. Die Befehlseinrichtung zum Rücksetzen (Reset Taster) muss so positioniert sein, dass der gesamte Gefährdungsbereich von dieser Position aus eingesehen werden kann. Zudem darf die Befehlsreinrichtung nicht aus dem Gefährdungsbereich heraus bedienbar sein.
Bei der Installation der Geräte ist zu beachten, dass dies nicht umgangen werden können, wie z. B. durch Unterkriechen des untersten Strahls oder Übersteigen sowie Übergreifen des obersten Strahls.
Hierzu empfehlen ISO 13855 und IEC 62046 folgende Strahlanzahl und Strahlhöhen von Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken zur Zugangssicherung:
Sicherheitsabstand und Strahlhöhen von
Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken zur Zugangssicherung
Einstrahl- Lichtschranken
Anwendung finden einstrahlige Sicherheits-Lichtschranken z.B.
- zur Absicherung von kleinen schlitzförmigen Öffnungen (Detektionsvermögen nach IEC 62046, 6.1.2.3 beachten)
- an begehbaren Öffnungen mit komplizierter Kontur (z.B. vor abgerundeten Teilen der Konstruktion), wenn Mehrstrahl-Lichtschranken aufgrund der Anordnung der Strahlachsen in einem starren Gehäuse nicht anwendbar sind
- als Stopp-Lichtschranke an Förderstrecken von Paletten, wenn das Versagen der Stoppfunktion zu einer Gefahrstelle (Quetschen) führt.
- als zusätzliche vertikale Absicherung neben dem Transportgut an großen Öffnungen mit Muting-Applikationen, wenn es möglich ist, während des Mutings der BWS zwischen dem Transportgut und der festen Konstruktion der Maschine unerkannt in den Gefährdungsbereich zu gelangen (EN 415-10, Verpackungsmaschinen)
Eine einzelne Einstrahl-Sicherheits-Lichtschranke ist generell nicht als Zugangssicherung geeignet, da sie in jedem Fall leicht unterkriechbar oder übersteigbar ist. Für optoelektronische Zugangssicherungen fordert IEC 62046, dass
- der Abstand zwischen zwei Strahlen 500 mm nicht überschreitet und
- sowohl der unterste Strahl nicht höher als 300 mm
- als auch der oberste Strahl nicht tiefer als 900 mm
über der Bezugsfläche angeordnet sind (Ausnahme 2-strahlige Anordnung: unterster Strahl ≤ 400 mm, wenn die Risikobeurteilung dies zulässt).
Kann eine Zugangssicherung wegen konstruktiver Gegebenheiten nicht mit einer Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke aufgebaut werden, so sind bei der alternativen Verwendung mehrerer Einstrahl-Sicherheits-Lichtschranken die oben genannten Anforderungen der IEC 62046 zu beachten.
Sicherheits-Laserscanner
Sicherheits-Laserscanner lassen sich durch ihre individuell konfigurierbaren Schutzfelder vielfältig einsetzten. Dies ermöglicht flexible Montagepositionen bei der Bereichs-, Zugangs- oder Gefahrstellensicherung. Durch ihre kompakte Bauart eignen sie sich auch für den Einsatz in mobilen Anwendungen, z.B. an Fahrerlosen Transportsystemen (FTS).
Ein Sicherheits-Laserscanner, auch AOPDDR (active opto-electronic protective device responsive to diffuse reflection) genannt, überwacht den Schutzbereich durch das Aussenden und Empfangen von sehr kurzen Infrarot-Laserpulsen. Trifft ein Laserpuls auf ein Objekt, wird er von diesem reflektiert und über die Messung der Lichtlaufzeit ein Entfernungswert ermittelt. Dabei dreht sich das optische System (bzw. ein Spiegel) des Scanners, wodurch eine Fläche abgetastet wird. Neben den Entfernungswerten enthalten die ermittelten Messwerte eines Scans auch die Information über den Winkel und die Signalstärke. Mit diesen Informationen werden die Größe eines Objekts und seine Position im Raum ermittelt. Der Abgleich mit den im Scanner hinterlegten Parametern entscheidet, ob die Sicherheitsschaltausgänge (OSSDs) abgeschaltet werden, oder ob das Objekt ignoriert werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil von Sicherheits-Laserscanners liegt in ihrer Funktionsweise als tastendes System: Sender und Empfänger sind in einem Gerät vereint. Im Gegensatz zur Sender-Empfänger Systemen wie z.B. Sicherheits-Lichtvorhängen, die aus zwei Geräten bestehen, ist hier nur ein Gerät notwendig. Zudem kann das Detektionsvermögen (Auflösung) in einem Bereich von 30 mm bis 150 mm in mehreren Schritten konfiguriert werden.
Sicherheits-Laserscanner verfügen über mehrere konfigurierbare Schutzfelder – unser RSL 400 unterstützt beispielweise bis zu 100 Schutzfelder. Diese lassen sich unabhängig voneinander konfigurieren und im Gerät speichern. Über eine sichere Steuerung werden sie dann situationsbeding ausgewählt. Dadurch ist eine sehr flexible Überwachung des Raums abhängig von den aktuellen Gegebenheiten möglich. Anwendungsbeispiele sind die Bereichssicherung bei beweglichen Maschinenteilen, an Robotern oder von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS).
Laserscanner stationär mit Schutzfeld-Anordnung horizontal (parallele Annäherung)
Scanner werden häufig in Applikationen eingesetzt, bei denen das Schutzfeld horizontal ausgerichtet ist und sich Personen parallel dazu annähern.
Diese Art der Applikation gibt es
- sowohl als reinen Hintertretschutz zwischen einer Schutzeinrichtung mit Annäherungsreaktion (z.B. ein vertikal angeordneter Lichtvorhang) und einer Gefahrstelle,
- als auch als kombinierte Schutzeinrichtung mit Annäherungs- und Anwesenheitsserkennungs- Funktion.
Während die Annäherungsreaktion eine geeignet kurze Ansprechzeit und damit einen geringen Mindestabstand zur Gefahrstelle erfordert, ist die Ansprechzeit für die Anwesenheitserkennung normativ nicht geregelt. Eine Wiederanlaufsperre ist zwingend erforderlich, wenn das Verlassen des Schutzfelds durch Besteigen von Maschinenteilen möglich ist.
Für Applikationen von optoelektronischen Schutzeinrichtungen mit Annäherungsrichtung des Körperteils parallel oder bis max. 30° zur Schutzfeldebene gilt folgende Berechnungsformel für den Mindestabstand bzw. die Mindestlänge der AOPDDR:
S [mm] = (1,6 mm/ms x T [ms]) + C [mm] mit
C [mm] = (1200 mm – 0.4 x H [mm]); H ≤ 1000 mm; Cmin = 850 mm
Das erforderliche Detektionsvermögen d der horizontal angeordneten AOPDDR ergibt sich aus der Höhe der Scanebene H nach:
d [mm] = (H [mm] / 15) + 50 mm
Bei einer als nicht unterkriechbar geltenden Scanebene von H = 300 mm ergibt sich somit ein Detektionsvermögen der AOPDDR von 70 mm oder weniger.
Bei Gefahrbereichssicherung mit paralleler Annäherung ist das Unter- und Übergreifen bereits implizit berücksichtigt.
Bei Sicherheits-Laserscanner sind nach IEC 61496-3 zudem 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.
Sicherheits-Radarsystem
Sicherheits-Radarsysteme werden zur 3D-Bereichsüberwachung eingesetzt. Das Radar-Prinzip ist robust gegenüber Umwelteinflüssen wie Schmutz, Staub, Sägespänen, Rauch, Öl, Feuchtigkeit und Licht und sorgt so für einen zuverlässigen Betrieb der Systeme. Sicherheits-Radarsysteme eignen sich daher besonders für Anwendungen in rauen Umgebungen.
Funktionsprinzip
Radarsensoren emittieren ein kontinuierliches Signal in Form einer dreidimensionalen Keule, bei dem sich die Frequenz periodisch ändert (FMCW: frequency modulated continuous wave). Das Signal wird von Objekten in der Umgebung reflektiert. Bewegt sich ein Objekt, führt dies aufgrund des Doppler-Effekts zu einer Dehnung bzw. Stauchung des Signals. Daraus bestimmt der Radarsensor die Entfernung und die Geschwindigkeit von Objekten.
Ob ein Radarsensor ein Objekt detektiert oder nicht, hängt vom Radarquerschnitt (Englisch: Radar Cross Section, RCS) des Objekts ab. Er gibt an, wie groß die Reflexion einer Radarwelle durch das Objekt in die Richtung des Senders ist. Der Radarquerschnitt ist abhängig von Material, Größe und Form des Objekts. So besitzen metallische Objekte und Wasser einen großen Radarquerschnitt, während trockene, nichtmetallische Gegenstände einen kleinen Radarquerschnitt besitzen. Ein Mensch besteht zu großen Teilen aus gut reflektierendem Wasser, so dass er einen deutlich größeren Radarquerschnitt als trockene, nichtmetallische Gegenstände aufweist. Der Mindest-Radarquerschnitt einer Person ist normativ festgelegt und beträgt 0,17 m2.
Die Sensoren des LBK Radarsystems detektieren dementsprechend sich bewegende Objekte, die mindestens einen Radarquerschnitt von 0,17 m2 aufweisen. Sie detektieren Personen daher zuverlässig. Bewegt sich eine Person oder ein entsprechendes Objekt im Schutzbereich des Radarsensors, führt dies zum Abschalten der Sicherheitsschaltausgänge (OSSDs). Kleine Verschmutzungen in der Luft liegen dagegen unterhalb der Ansprechschwelle und werden ignoriert. Da das Radar-Prinzip ausschließlich auf Bewegungen reagiert, sind statische Objekte im Schutzfeld zulässig und führen nicht zur Abschaltung.
Das Sicherheits-Radarsystem erkennt Personen zuverlässig.
Statische Objekte im Schutzbereich führen nicht zur Abschaltung,
da das Radar-Prinzip ausschließlich auf Bewegungen reagiert.
Einsatzbereich
Das Sicherheits-Radarsystem LBK eignet sich für folgende Sicherheitsanwendungen mit 3D-Bereichsüberwachung:
- als Zugangssicherung mit kombinierter Anwesenheitskontrolle
- als Hintertretschutz für einen Bereich, dessen Zugang mit einer anderen Schutzeinrichtung überwacht wird (beispielsweise ein vertikal angeordneter Lichtvorhang oder ein Schutzzaun mit Tür und Sicherheits-Schalter)
Hinweis: Sicherheits-Radarsysteme erkennen den Körper einer Person. Sie sind nicht geeignet für die Detektion von einzelnen Körperteilen, wie z.B. Armen oder Beinen.
Anpassung des Detektionsbereichs an die Anwendung
Radarsensoren überwachen einen dreidimensionalen Bereich. Über die Parameter ‚Länge‘ und ‚Horizontaler Öffnungswinkel‘ lässt sich die Größe des überwachten Bereichs flexibel an die Anwendung anpassen. Der Öffnungswinkel in vertikaler Richtung ist fest vorgegeben und beträgt bei unserem Radarsensor LBK 20 Grad.
Zur Absicherung größerer Bereiche lassen sich bis zu 6 Sensoren in einer Anwendung kombinieren.
Bei der Auslegung der Schutzfelder ist zu beachten, dass Radarwellen zwar keine metallischen Objekte durchdringen, andere Objekte jedoch mehr oder weniger gut durchdringen können. So werden auch Bereiche hinter einem Objekt überwacht, die zwar vom Sensor aus nicht einsehbar sind, aber im Bereich des Schutzfelds liegen. Daher ist die Größe der Schutzbereiche immer möglichst gut an die Größe des tatsächlich abzusichernden, gefährlichen Bereichs anzupassen.
Berechnung des Sicherheitsabstands
Für Applikationen mit dem sicheren Radarsystem LBK, bei denen die Annäherung durch eine Person parallel oder bis max. 30° geneigt zur zentralen Schutzbereichsebene erfolgt, gilt als Berechnungsformel für die Mindestgröße des Schutzfelds:
S [mm] = (1,6 mm/ms * T [ms]) + 850 mm
Das Schutzfeld muss so ausgerichtet werden, dass man es nicht unterkriechen kann. Dazu darf der Abstand zwischen dem unteren Bereich des dreidimensionalen Schutzfelds und dem Boden nicht größer als 300 mm sein.
Bei der Zugangssicherung mit paralleler Annäherung ist das Unter- bzw. Übergreifen bereits implizit berücksichtigt.
Hinweis:
Die Details für die Berechnung des Sicherheitsabstands können je nach verwendetem Sicherheits-Radarsensor voneinander abweichen. Obige Formel gilt für unseren Sensor LBK SBV-01. Bitte beachten Sie die entsprechenden Informationen in der Betriebsanleitung des jeweils verwendeten Sensors.
Zweihandschaltungen
ISO 13851 definiert folgende Typen von Zweihandschaltungen:
- Typ I: erfordert
- zwei unabhängige Stellteile (z.B. Taster), die gleichzeitig betätigt werden müssen,
- und dass beide Stellteile während der gefährlichen Situation gedrückt bleiben müssen,
- und dass beim Loslassen eines oder beider Stellteile der gefährliche Prozess stoppt.
- Typ II: erfordert zusätzlich zu Typ I,
- dass beide Stellteile losgelassen werden müssen, bevor erneut eine gefährliche Situation, z.B. eine Maschinenbewegung, eingeleitet werden kann.
- dass beide Stellteile losgelassen werden müssen, bevor erneut eine gefährliche Situation, z.B. eine Maschinenbewegung, eingeleitet werden kann.
- Typ III: erfordert zusätzlich zu Typ II,
- dass beide Stellteile gleichzeitig innerhalb von 0,5 Sekunden betätigt werden müssen.
Typ III Zweihandschaltungen werden je nach Ausführung der beiden Stellteile weiter unterteilt in
- Typ IIIA: Stellteile entsprechend Kat. 1 nach ISO 13849-1
- Typ IIIB: Stellteile entsprechend Kat. 3 nach ISO 13849-1
- Typ IIIC: Stellteile entsprechend Kat. 4 nach ISO 13849-1
- dass beide Stellteile gleichzeitig innerhalb von 0,5 Sekunden betätigt werden müssen.
Anforderungen | Unterabschnitt | Typ | ||||
Ia | II | III | ||||
A | B | C | ||||
Benutzung beider Hände (gleichzeitige Betätigung) | 5.2 | X | X | X | X | X |
Beziehung zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal | 5.3 | X | X | X | X | X |
Beendigung des Ausgangssignals | 5.4 | X | X | X | X | X |
Verhindern versehentlicher Betätigung | 5.5 | X | X | X | X | X |
Verhindern des Umgehens | 5.6 | X | X | X | X | X |
Erneutes Erzeugen des Ausgangssignals | 5.7 | X | X | X | X | |
Synchrone Betätigung | 5.8 | X | X | X | ||
Mindestens PL c (nach ISO 13849-1) oder SIL 1 (nach IEC 62061) | X | X | ||||
Mindestens PL d mit Kategorie 3 (nach ISO 13849-1) oder SIL 2 mit HFT=a (nach IEC 62061) | X | X | ||||
Anwendung des PL e mit Kategorie 4 (nach ISO 13849-1) oder SIL 3 mit HFT=1 (nach IEC 62061) | X | |||||
a Wird die Auswahl einer Typ-I-Zweihandschaltung in Betracht gezogen, ist es wichtig, eine sorgfältige Risikobewertung durchzuführen, um zu bestimmen, ob die Merkmale der synchronen Betätigung und des erneuten Erzeugens eines Ausgangssignals vernachlässigt werden können. |
(Quelle: ISO 13851)
Eine Zweihandschaltung vom Typ I ist nach dem aktuellen Stand der Technik für die Einleitung von gefahrbringenden Arbeitsgängen nicht geeignet.
Zweihandschaltungen benötigen wie optische Schutzeinrichtungen einen Mindestabstand zur Gefahrstelle, um die erwartete Risikominderung erfüllen zu können. Wird der Mindestabstand nicht eingehalten, dann muss diese Schutzeinrichtung als leicht umgehbar und damit teilweise wirkungslos in Bezug auf seine risikomindernde Wirkung angesehen werden. Für den Sicherheitsabstand zwischen der Zweihandschaltung und der Gefahrstelle gilt dieselbe Formel wie die zur Ermittlung des Mindestabstands von optischen Schutzeinrichtungen, da auch die Zweihandschaltung eine nicht-trennende Schutzeinrichtung ist.
Nach ISO 13855 wird dieser ermittelt aus
S [mm] = (K [mm/ms] x T [ms]) + C [mm]
mit
K = 1,6 mm/ms
C = 250 mm
und einem Mindestabstand von 100 mm. Falls Abdeckungen über beiden Stellteilen das Eindringen der Hände in den Gefährdungsbereich während der Betätigung verhindern, darf C = 0 sein.