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Praktischer Umgang mit Normen in der Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 12: Ausgabe 06/2019, 04.04.2019

Sicherheitstechnische Beurteilung einer Verriegelungseinrichtung nach EN ISO 14119

In diesem Beitrag wird erneut auf die sicherheitstechnische Beurteilung der Verriegelung oder Zuhaltung eingegangen. Wiederum sind sowohl die EN ISO 14119, als auch die EN ISO 13849 relevant.

Bilder: Euchner

Eine ganz neue Forderung aus der EN ISO 14119 ist die Beurteilung der Entsperrung einer Zuhaltung im Abschnitt 8.4. Hier wird zum ersten Mal gefordert, dass auch die Ansteuerung der Zuhaltung entsprechend einer Risikobeurteilung einen PL r erfüllen muss. Das gilt nur bei Zuhaltungen für den Personenschutz. Generell kann festgestellt werden, dass dieser zumeist niedriger als der PL der Zuhaltungsüberwachung ist.

Nachfolgendes Beispiel verdeutlicht die Situation
Der Bediener steht ausserhalb der Schutzeinrichtung der Maschine. Die Ansteuerung der Zuhaltung versagt. Dies hat zur Folge, dass diese entsperrt wird. Aufgrund der Überwachung der Zuhaltung wird ein Stopp-Befehl eingeleitet und die Maschine in einen sicheren Zustand überführt. In dem Zeitraum, bis die Maschine einen sicheren Zustand erreicht hat, besteht ein Restrisiko für den Bediener. Das kommt aber nur dann zum Tragen, wenn der Bediener genau in diesem Zeitraum die Schutzeinrichtung öffnet und damit der Gefährdung ausgesetzt wird.
Bei einer Werkzeugmaschine ist in vielen Fällen ein PL c oder sogar PL a (prEN ISO 16090) ausreichend, da die Gefahr der nachlaufenden Maschinenbewegung sichtbar ist und die Gefährdung sehr selten auftritt. Demgegenüber erfordern Anwendungen wie z.B. Zentrifugen oder Extruderabdeckungen bei Kunststoffspritzmaschinen einen höheren PL zur Ansteuerung der Zuhaltung. Denn hier ist die Dauer der Gefahr deutlich länger und weniger offensichtlich.

Zuhaltemagnet ist selbst der Aktor
Etwas ungewöhnlich bei der Beurteilung der Ansteuerung der Zuhaltung für den Personenschutz ist, dass der Zuhaltemagnet im Sicherheitsschalter selbst der Aktor ist, der energiefrei geschaltet wird (Abschalten der Spannung am Zuhaltemagneten). Der Magnet trägt somit nicht zur Ausfallwahrscheinlichkeit der Sicherheitsfunktion bei und hat weder einen PFHD-Wert noch einen B10D-Wert für die Ansteuerung der Zuhaltung. Dadurch wird der PL der Ansteuerung der Zuhaltung nur noch durch den PL des ansteuernden Geräts, z.B. eines Stillstandswächters, bestimmt.
Einige Zuhaltungen von Euchner besitzen jedoch eine interne Elektronik zur Steuerung der Zuhaltung. Diese Geräte haben sehr wohl eine Ausfallwahrscheinlichkeit, die zum Gesamtverhalten dieser Sicherheitsfunktion beiträgt. Die grösste Änderung der EN ISO 14119 gegenüber der Vorgängernorm EN 1088 ist die Forderung, die Ansteuerung der Zuhaltung als Sicherheitsfunktion zu betrachten.

Zuhaltung muss man zweikanalig ansteuern
Das bedeutet nicht, dass eine Zuhaltung ab sofort immer zweikanalig angesteuert werden muss, sondern nur, dass eine Risikoanalyse erfolgen soll, um den notwendigen PL zu bestimmen. Dies ist im Beispiel im vorigen Artikel in Polyscope 4/19 erläutert. Vielfach wird eine niedrige Stufe resultieren, denn eine Gefährdung, die durch fehlerhafte Ansteuerung einer Zuhaltung entsteht, führt nicht direkt zu einem Risiko für den Bediener. Eine ausführliche Risikobeurteilung wurde z.B. für die prEN ISO 16090, Sicherheit von Fräsmaschinen, gemacht. Hier ergibt sich die Forderung nach einem PL a. Die Bestimmung des tatsächlich erreichten PL der Schaltung hängt davon ab, ob der Zuhaltemagnet, der in diesem Fall den Aktor darstellt, direkt spannungsfrei geschaltet werden kann oder ob eine interne Elektronik mitberücksichtigt werden muss.
Wenn der Zuhaltemagnet von aussen komplett spannungsfrei geschaltet wird, besitzt das Gerät keinen Sicherheitskennwert für die Ansteuerung der Zuhaltung. Es trägt somit nicht zur Ausfallwahrscheinlichkeit bei. Die Sicherheitskette wird dann wie in dem Blockschaltbild links unten gezeigt, dargestellt.

Blockschaltbild der Sicherheitskette um einen Block ergänzen
Zuhaltungen wie die MGB funktionieren anders. Diese Geräte besitzen eine permanente Spannungsversorgung und die Ansteuerung der Zuhaltung erfolgt über Eingänge. Damit
wird die Zuhaltung auch bei Abschalten beider Eingänge nicht ganz spannungsfrei geschaltet. Bei diesen Zuhaltungen tragen die Geräte zur Ausfallwahrscheinlichkeit der Ansteuerkette bei, und das Blockschaltbild der Sicherheitskette muss man um einen Block ergänzen.

Fazit
Mit diesen Betrachtungen wurde an Drehmaschinen von der Risikobeurteilung bis zur Bewertung der Sicherheitstechnik ein grosser Bogen über die verschiedenen Normen geschlagen, die notwendig sind, um eine Drehmaschine abzusichern. Darüber hinaus gibt es sehr viele weitere Normen, die es erlauben, die Sicherheitseinrichtungen an Maschinen korrekt auszuwählen und zu beurteilen. Stellvertretend hierfür seien die EN ISO 14118 genannt, die sich mit dem Thema «Schutz vor unerwartetem Anlauf von Maschinen» befasst, aber auch die EN ISO 14120, in der die mechanischen Anforderungen an trennende Schutzeinrichtungen beschrieben sind.

Infoservice
Euchner AG
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Darstellung der Sicherheitskette als Blockschaltbild


Blockschaltbild der Sicherheitskette mit der Ergänzung um einen Block

Bisher erschienen

Alle PDFs finden man auf www.polyscope.ch
Polyscope 06/18 – Teil 1
Polyscope 08/18 – Teil 2 und 3
Polyscope 10/18 – Teil 4
Polyscope 11_12/18 – Teil 5
Polyscope 13/18 – Teil 6
Polyscope 15/18 – Teil 7
Polyscope 18/18 – Teil 8
Polyscope 19/18 – Teil 9
Polyscope 20/18 – Teil 10
Polyscope 04/19 – Teil 11