Sicherheitszuhaltung

Eine Sicherheitszuhaltung bezeichnet eine Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltung. Diese werden an beweglich trennenden Schutzeinrichtungen angebracht. Mithilfe der Sicherheitszuhaltung wird nach Öffnen der Schutztüre die Ausführung einer gefährlichen Maschinenfunktion verhindert. Die Schutztür wird dank Sicherheitsschalter mit Zuhaltung geschlossen und zugehalten, solange die gefahrbringende Bewegung für den Bediener besteht.

Die Anforderungen an Verriegelungseinrichtungen mit und ohne Zuhaltung sind in der EN ISO 14119 definiert. Die Norm definiert Leitsätze für die Gestaltung und Auswahl von Verriegelungseinrichtungen. Diese sind nach Arbeitsprinzipien und Betätigung in vier Bauarten unterteilt.

• Bauarten 1 und 3 beinhalten Positionsschalter mit uncodiertem Betätiger, bei denen weitere Schutzmaßnahmen für den Manipulationsschutz erforderlich werden. Bauart 1 wird mechanisch betätigt und Bauart 3 berührungslos, zum Beispiel induktiv.
• Bauarten 2 und 4 sind Verriegelungseinrichtungen mit codiertem Betätiger. Ein codierter Betätiger ist ein speziell gestaltetes Betätigungselement, das zu einem zugewiesenen Positionsschalter gehört. Zur Bauart 2 gehören mechanische Sicherheitszuhaltungen, zur Bauart 4 zählen RFID-basierte Sicherheitszuhaltungen.

Die ISO 14119 gibt auch vor, dass eine Verriegelungseinrichtung mit Zuhaltung die gefahrbringenden Maschinenfunktionen erst ausführen darf, wenn die trennende Schutzeinrichtung geschlossen und zugehalten ist. Die Schutzeinrichtung wird erst entsperrt, wenn sich die Maschine in einem sicheren Zustand befindet oder komplett gestoppt hat. Die Schutztür kann erst dann geöffnet werden, wenn keine Gefahr mehr von der Maschine ausgeht. Die trennende Schutzeinrichtung bleibt geschlossen und zugehalten, bis das Risiko durch die mit der trennenden Schutzeinrichtung „abgesicherten“ gefahrbringenden Maschinenfunktionen nicht mehr vorliegt.

• Prozesszuhaltung
  Ist die Zeit bis zum Erreichen der Gefahrenstelle länger als die Nachlaufzeit, ist eine Prozesszuhaltung ausreichend. Für den reinen Prozessschutz ist eine Zuhaltung zum Beispiel nach dem Arbeits-Stromprinzip ausreichend. Dabei erfolgt die Zuhaltung durch einen Magneten – für die Entsperrung wird der Magnet wieder deaktiviert.
  
  Ein Entsperren der trennenden Schutzeinrichtung ist jederzeit durch den Bediener möglich. Nach dem Start der Entsperrung erzeugt die Zuhaltung sofort einen Stoppbefehl. Dies wird Entsperrung ohne Bedingung genannt. Ein Funktionsprinzip, wie es zum Beispiel die elektromagnetische Sicherheitszuhaltung PSENslock 2 von Pilz bietet.

• Sichere Zuhaltung für Personenschutz
  Ist die Eingriffszeit kürzer als die Nachlaufzeit, ist eine sichere Zuhaltung für den Personenschutz notwendig. Ein Entsperren der trennenden Schutzeinrichtung ist erst möglich, wenn die gefährlichen Maschinenfunktionen beendet sind. Dies wird Entsperrung mit Bedingung genannt.

Bei der sicheren Zuhaltung kommen zwei Zuhalteprinzipien zum Einsatz:

• Ruhestromprinzip
  Für das Aktivieren der Zuhaltung wird eine Feder verwendet, für das Öffnen der Zuhaltung kommt ein Magnet zum Einsatz. Die mechanische Sicherheitszuhaltung PSENmech von Pilz ermöglicht solch eine sichere Zuhaltung bis PL c, mit Fehlerausschluss (z. B. bei Verwendung eines Sicherheitsriegels) bis PL d.
   
• Bistabiles Prinzip
  Bei diesem Aufbau ändert sich die Stellung der Zuhaltung nicht, wenn die Energie ausfällt. Stattdessen muss Energie angelegt werden, um die Zuhaltung in den jeweils anderen Zustand umzusteuern. Da sich die Stellung der Zuhaltung bei einem Wegfall der Energie nicht ändert, gewährleistet dieses Prinzip eine hohe Sicherheit. Der letzte Zustand bleibt im Falle eines Stromausfalls erhalten.

Die zweikanalige Ansteuerung der Zuhaltung verriegelt oder entriegelt nur, wenn beide Kanäle sicher geschaltet haben. Es erkennt zudem Fehlerfälle, wie Kurzschluss, die zum Abschalten der OSSD-Ausgänge (Output Signal Switching Device) führen, aber ein unbeabsichtigtes Öffnen der Tür, sogar im Fehlerfall, verhindert. Bei Pilz wird dieses Prinzip mit den Sicherheitszuhaltungen PSENmlock und PSENmlock mini umgesetzt.

Ruhestromprinzip und bistabiles Prinzip gewährleisten, dass im Falle eines Stromausfalls die Zuhaltung geschlossen bleibt. Eine Zuhaltung für den Personenschutz muss eines dieser beiden Prinzipien nutzen.

Sicherheitszuhaltungen kommen überall dort zum Einsatz, wo Schutzeinrichtungen abgesichert werden müssen. Dabei kann es sich sowohl um begehbare Sicherheitseinrichtungen wie größere Schwenk- und Schiebetüren, als auch um nicht begehbare Schutzeinrichtungen wie Hauben und Klappen handeln. Schutzeinrichtungen sind an nahezu allen Maschinen und Anlagen zu finden, wie beispielsweise an Verpackungsanlagen oder Bearbeitungszentren. Bei begehbaren Sicherheitseinrichtungen für den Personenschutz sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen zur Entsperrung der Sicherheitszuhaltung notwendig. Beispielsweise mit einer Fluchtentriegelung, damit unbeabsichtigt eingeschlossene Personen die Maschine stoppen und die Türe sofort öffnen können.

• Pilz Sicherheitszuhaltungen im Überblick