Premiere in Nürnberg

Fertigungsautomation

Zuhaltungen - Weil für sehr große Schutztüren von Maschinen besondere Anforderungen an die Sicherheitszuhaltungen gelten, hat Schmersal sein Zuhaltungsprogramm um eine eigene Baureihe für schwere Anwendungen erweitert.

03. November 2015

Bei Grossanlagen des Werkzeugmaschinenbaus ist schon das Schließen der Schutztür beeindruckend: Per Knopfdruck fährt die (zumeist seitlich verschiebbare) mehrere Meter hohe und/oder breite Schutztür bis zum Anschlag. In dieser Position wird sie von einer ebenfalls elektrisch betriebenen Bolzenzuhaltung verriegelt. Da das Öffnen und Schließen der Schutztür ebenso motorisch erfolgt wie das Ein- und Ausfahren des Sperrbolzens, muss konstruktiv gewährleistet sein, dass der Bolzen zuverlässig ver- und entriegelt. Ansons-ten kann es zu ungeplantem Maschinenstillstand kommen. Auf die Funktion der Sicherheitszuhaltung bezogen heißt das: Es muss zum Beispiel ein Entriegeln gegen hohe Kräfte, vor allem gegen Querkräfte, gewährleistet sein.

Die Schmersal-Gruppe hat sich – in Zusammenarbeit mit einigen Herstellern von Werkzeugmaschinen – intensiv mit diesen besonderen Anforderungen auseinandergesetzt und mit der AZM400 eine elektromotorisch betriebene sichere Bolzenzuhaltung entwickelt.

Im kompakten AZM400-Gehäuse befindet sich ein elektromotorisch betriebener, »intelligenter« Sperrbolzen, der mit dem Betätiger kommuniziert. Er taucht in die Arretierungsöffnung des Betätigers ein und hält die Tür somit sicher zu – mit einer Kraft von 10.000 N.

Sobald der Sperrbolzen eine ausreichende Eintauchtiefe in der Öffnung erreicht hat, erfolgt die Freigabe. Überwacht wird die aus-reichende Überdeckung des Sperr-bolzens in der Arretierungsöffnung durch zwei Dauermagnete im Betätiger und durch die Intelligenz im Sperrbolzen. Außerdem ist in das Gehäuse der Zuhaltung ein sicherheitstechnisch ertüchtigter RFID-Sensor integriert. Dieser überwacht die korrekte Position der Schutztür und ermöglicht das Ausfahren des Sperrbolzens.

Diese sichere RFID-Technik schafft unter anderem die Voraussetzung dafür, dass der Anwender zwischen drei Arten der Codierung wählen und somit das angemessene Niveau der Manipulationssicherheit festlegen kann. In der Grundversion akzeptiert der Sensor jedes geeignete Target. Die zweite Ausführung akzeptiert nur das Target, das beim ersten Einschalten eingelernt wurde. Bei der dritten Variante lässt sich der Anlernvorgang beliebig oft wiederholen.

Die eingangs genannte Forderung nach einem Entriegeln gegen hohe (Quer-)Kräfte ist bei der AZM400 gewährleistet. Das System arbeitet zuverlässig bei einer Querkraft bis 300 N. Auch abgedichtete und beim Einfahren zurückfedernde Schutztüren können damit wieder sicher durch den Entriegelungsbefehl geöffnet werden.

Anders als konventionelle Sicherheitszuhaltungen, die meist nach dem Ruhestromprinzip funktionieren, arbeitet die AZM400 bistabil. Das heißt, sie behält bei einem Stromausfall die jeweils aktuelle Position bei. So ist der sichere Betrieb der Maschine in jedem Betriebszustand gewährleistet, und dass bei gefahrbringenden Nachlaufbewegungen die Schutztür bei einem Spannungsausfall weiter sicher zugehalten wird.

Eine weitere Forderung der Anwender war ein hoher Sicherheitsstandard. Die AZM400 erfüllt dies sowohl für die Verriegelungs- als auch für die Zuhaltefunktion mit einem Sicherheitsniveau von PL e und Kat. 4 nach DIN EN ISO 13849-1 sowie SIL 3 nach IEC 61508. Das Sicherheitsniveau für die Zuhaltefunktion wird unter anderem aufgrund des zweikanaligen Entsperr-signals erreicht. Hierdurch wird sichergestellt, dass etwa beim Auftreten eines Querschlusses nicht ungewollt entriegelt und der Zutritt in einen Gefahrenbereich ermöglicht wird. Die Sicherheitsanforderungen gemäß ISO 14119 sind also vollumfänglich erfüllt.

Optionale Hilfsentriegelung

Zu den Sicherheits- und Komfortfunktionen der AZM400 gehören außerdem eine Fluchtentriegelung aus dem Gefahrenbereich heraus oder eine manuelle Hilfsentriegelung. Optional kann die neue Sicherheitszuhaltung mit einer elektrischen Hilfsentriegelung ausge-rüstet werden, die über eine USV mit Energie versorgt wird. Hierdurch ist es möglich, den Sperr-bolzen im Falle eines Stromausfalles oder nach Abschaltung der Hauptversorgung einzufahren. Alle mechanischen Komponenten der AZM400 sind äußerst stabil und gut gegen ungünstige Umgebungsbedingungen geschützt. Das gilt sowohl für das Metallgehäuse als auch für den Sperrbolzen. Zugleich aber gewährleistet die integrierte sicherheitsgerichtete Sensorik hohe Sensibilität beim Detektieren der Bolzenposition. In Kombination mit der ebenfalls integrierten Elektronik werden zahlreiche Zusatzfunktionen realisiert, zum Beispiel beim Erkennen von Fehlerzuständen: Erreicht etwa der Sperrbolzen beim ersten Entriegelungsversuch nicht den Zustand »gesperrt«, erfolgt selbsttätig ein zweiter Versuch. Erst wenn dieser ebenfalls scheitert, meldet die AZM400 eine Störung.

Und noch eine Eigenschaft ist bei der AZM400 umgesetzt worden: die flexible Integrierbarkeit in unterschiedliche Sicherheitskreise und -systeme, und zwar auch für Maschinen und Anlagen mittlerer Größe mit manuell betätigten Schutztüren.

SPS IPC Drives: Halle 9, Stand 460

Erschienen in Ausgabe: 08/2015