Lichtvorhänge Der richtige Vorhang sorgt für ideale Sicherheit

Autor / Redakteur: Pierre Denervaud* / Jan Vollmuth

Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS) wie Sicherheitslichtschranken und -vorhänge kommen überall dort zum Einsatz, wo trennende Schutzeinrichtungen unzweckmäßig sind. Die Höhe des Sicherheitslevels und damit die Art der eingesetzten BWS – Typ 2 oder Typ 4 – ist abhängig von dem Gefährdungspotenzial der jeweiligen Anlage.

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In vielen industriellen Anlagen müssen die dort arbeitenden Personen und/oder deren Körperteile vor Gefahren geschützt werden. Lichtvorhänge oder -schranken eignen sich in vielen Fällen hervorragend für diese Aufgabe.
In vielen industriellen Anlagen müssen die dort arbeitenden Personen und/oder deren Körperteile vor Gefahren geschützt werden. Lichtvorhänge oder -schranken eignen sich in vielen Fällen hervorragend für diese Aufgabe.
(Bilder: Contrinex)

Sicherheitslichtschranken oder -vorhänge bieten sich dann an, wenn betriebsbedingt ein häufiger Zugang zum Gefahrenbereich notwendig ist. Als Teil komplexer Steuerungssysteme können solche berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (BWS) Warnsignale, den Übergang in einen sicheren Betriebsmodus oder den sofortigen Maschinenstopp auslösen. Je nach Gefahrenpotential der zu sichernden Maschine kommen verschiedene BWS-Typen zum Einsatz.

Die EN 61496-1 definiert vier verschiedene BWS-Typen, die sich vor allem in ihren Anforderungen an die Fehlererkennung unterscheiden. Bis heute wurden jedoch nur die Typen 2 und 4 konkret definiert. Demnach entspricht eine BWS vom Typ 2 dem Performance Level (PL) c. Sie führt beim Start oder beim Reset einen Funktionstest durch. Tritt ein Fehler zwischen den Testintervallen auf, ist ein Verlust der Schutzfunktion möglich. Hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) erfüllt ein Typ2-BWS lediglich die Grundanforderungen.

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Schutzfunktion auch im Fehlerfall

Eine BWS vom Typ 4 muss den höchsten PL „e“ erfüllen. Eine solche Einrichtung führt in periodischen Abständen Funktionstests durch. Mindestens zwei parallele Verarbeitungskanäle sowie zwei redundante Ausgabesignale sorgen dafür, dass die Schutzfunktion auch beim Auftreten mehrerer Fehler erhalten bleibt. Ein kleinerer Öffnungswinkel der Optik und eine bessere EMV sorgen zusätzlich für eine zuverlässigere Detektion und eine höhere Anlagenverfügbarkeit auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen. Eine Typ4-BWS bietet damit deutlich mehr Sicherheit.

Den jeweils erforderlichen Sicherheitstyp legt der Maschinenentwickler im Rahmen einer Risikoanalyse fest. Darüber hinaus muss es möglich sein, den abzusichernden Prozess sofort und in jeder Betriebsphase beenden zu können. Auch darf keine Verletzungsgefahr durch Hitze, Strahlung oder von Anlagen ausgeworfenem Material bestehen.

Im Gegensatz zu Lichtschranken überwachen Mehrstrahllichtvorhänge den gesamten Querschnitt eines Zugangs. Sie schützen so unter anderem Eingreifstellen von Maschinen oder Einlässe zu Sicherheitsbereichen. Dabei muss ein versehentliches oder vorsätzliches Umgehen der Schutzfelder unmöglich gemacht werden. Bewegt sich ein Gegenstand oder eine Person über den Strahl hinweg oder unter ihm hindurch, ist die BWS wirkungslos.

Richtig positionieren ist wichtig

Das Sicherheitsniveau eines Lichtvorhangs hängt also wesentlich von seiner korrekten Positionierung ab. Jedwede gefährliche Maschinenbewegung muss sicher angehalten werden können, bevor sie zu Schäden oder Verletzungen führen kann. Dazu muss der Lichtvorhang so weit von den gefährlichen bewegten Maschinenteilen entfernt sein, dass alle Bewegungen gestoppt sind, bevor die Person oder beispielsweise ihre Hand die Gefahrenzone erreicht hat.

Die Positionierung hängt von dem zu schützenden Bereich ab. Lichtvorhänge können vertikal, horizontal, in L-Form oder gewinkelt installiert werden. Ein horizontal verlaufender Lichtvorhang kann beispielsweise für die Absicherung eines größeren Areals zweckmäßig sein. Für eine sowohl horizontale als auch vertikale Sicherung einer gefährlichen Zone bietet sich die L-förmige Anordnung an.

Wichtig: Bei der Montage sind mögliche umgebungsbedingte Störfaktoren wie reflektierende Oberflächen (polierte Metallflächen, Spiegel oder Glasflächen) oder weitere Lichtvorhänge zu berücksichten. Hier ist ein Mindestabstand zwischen Störquelle und Schutzfeld einzuhalten. Er ist abhängig vom Erfassungsbereich zwischen Sender und Empfänger: Je größer dieser Bereich, umso weiter entfernt vom Schutzfeld müssen auch die reflektierenden Oberflächen sein.

Jedem Empfänger seinen Sender

Bei der Installation mehrerer Systeme ist zu gewährleisten, dass jeder Empfänger nur die Signale seines Senders empfängt. Das kann durch entsprechendes Aufstellen, Abschirmung durch ein lichtundurchlässiges Objekt oder entsprechende Codierung der Übertragungskanäle geschehen.

BWS wie die Safetinex-Lichtvorhänge von Contrinex bestehen aus einer Sende- und einer Empfangseinheit, die sequentiell codierte Infrarotstrahlen austauschen und das dazwischen liegende Schutzfeld eingrenzen. Die Lichtstrahlen zwischen den Einheiten bilden ein permanentes, unsichtbares Schutzschild. Ein mit der BWS verbundenes Sicherheitsschaltgerät sendet Signale an die Maschinensteuerung. Korrekt installiert erkennt der Lichtvorhang jedes Eindringen in den Gefahrenbereich, aktiviert das Schaltgerät und sorgt so für einen Nothalt der betroffenen Anlage. Der Abstand zwischen Sender und Empfänger sowie die Abmessungen der Optik bestimmen die Größe des Schutzfeldes. Je nach Auflösung des Lichtvorhangs eignet er sich für den Finger-, Hand- oder Körperschutz.

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Zusätzlich zu den Lichtvorhängen vom Typ Safetinex-YBB und -YCA liefert Contrinex die passenden Sicherheitsrelais der Sicherheitskategorie 4 für den manuellen oder automatischen Neustart der gestoppten Maschine. Dabei verfügen die reinigungsbeständigen Versionen über ein vollständig dichtes, leicht zu installierendes Aluminiumgehäuse und damit über die Schutzarten IP 65, IP 67 und IP 69K.

Jetzt auch BWS vom Typ 2

Nachdem das Produktprogramm von Contrinex bisher ausschließlich Saftinex-Sicherheitssysteme der höchsten Sicherheitsstufe 4 umfasste, bieten die Schweizer Sensorikspezialisten ab sofort auch BWS vom Typ 2 für Anlagen mit geringerem Gefährdungspotenzial an. Dazu zählen beispielsweise Pick-&-Place-Roboter sowie Etikettiermaschinen oder Laserschneidanlagen mit Drehteller. Zudem findet sich im Portfolio des Unternehmens passendes Standardzubehör wie Befestigungs- und Spiegelsäulen. Speziell Spiegelsäulen werden zur Strahlumleitung von Sicherheits-Lichtvorhängen und Mehrstrahl-Lichtschranken wie Safetinex-YBB- und YCA-Geräte eingesetzt, um einen Gefahrenbereich rundum abzusichern, ohne dazu zusätzliche Lichtvorhänge einsetzen zu müssen. Dadurch lassen sich die Kosten für ein Sicherheitssystem um bis zu 35 % senken. (jv)

* Pierre Denervaud International Product Manager Photoelectric Sensors, Contrinex SA, Givisiez, Schweiz

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