BGI 575 Auswahl und Anbringung elektromechanischer ... BGI 575 Auswahl und Anbringung elektromechanischer

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  • BGI 575 Auswahl und Anbringung elektromechanischer Verriegelungseinrichtungen für Sicherheitsfunktionen (bisherige ZH 1/153) Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik Fachausschuss "Elektrotechnik" der BGZ März 2003

    BGI enthalten Festlegungen und Informationen, die die Anwendung der vorliegenden Erkenntnisse und Regelungen zu einem bestimmten Sachgebiet oder Sachverhalt bei der praktischen Arbeit erleichtern sollen.

    Vorbemerkung Diese Information richtet sich insbesondere an die Konstrukteure von Maschinen und Anlagen sowie an das Wartungspersonal und soll Anregungen und Hinweise für die richtige Auswahl und Anbringung elektromechanischer Positionsschalter für Sicherheitsfunktionen geben, im folgenden nur Positionsschalter genannt.

    Diese Positionsschalter werden üblicherweise in Verriegelungseinrichtungen mit und ohne Zuhaltung verwendet.

    Bei der Auswahl und Anbringung dieser Verriegelungseinrichtungen sind eine Reihe von Anforderungen, wie z.B. der "Schutz gegen Umgehen auf einfache Weise", zu berücksichtigen. Sie richten sich nach den Angaben in speziellen Normen, wie z.B. der DIN EN 1088.

    Über Verriegelungseinrichtungen mit und ohne Zuhaltung unter Verwendung von Positionsschaltern sind in vielen Vorschriften, Bestimmungen und Richtlinien Aussagen enthalten. Die Benennung der Positionsschalter ist dabei unterschiedlich, z.B. Sicherheitsschalter, Sicherheitsgrenztaster, Endschalter, Wegfühler, Zuhaltung.

    Auch für Teile der Positionsschalter ist die Bezeichnung bisher nicht einheitlich, z.B. Bedienteil, Betätigungsteil, Betätiger, Betätigungsorgan, Stellteil.

    Die Schalter der Bauarten 1 und 2 wurden früher mit Kategorie 1 (K1) und Kategorie 2 (K2) bezeichnet. Die Umbenennung in Bauart 1 (B1) und Bauart 2 (B2) wurde vorgenommen, um eine Verwechslung mit den Kategorien nach DIN EN 954-1 zu verhindern.

    Für berührungslos wirkende Positionsschalter wird auf die BGI 670 "Auswahl und Anbringung von berührungslos wirkenden Positionsschaltern in Verriegelungseinrichtungen für Sicherheitsfunktionen" verwiesen.

    Die in dieser Information enthaltenen technischen Lösungen schließen andere, mindestens ebenso sichere Lösungen nicht aus, die auch in technischen Regeln anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder anderer Vertragsstaaten des Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum ihren Niederschlag gefunden haben können.

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • 1 Anwendungsbereich

    1.1 Diese Information findet Anwendung auf die richtige Auswahl und Anbringung elektromechanischer Positionsschalter in Verriegelungseinrichtungen für Sicherheitsfunktionen.

    1.2 Diese Information kann sinngemäß auch Anwendung auf Verriegelungseinrichtungen anderer Technologien finden, z.B. hydraulische oder pneumatische.

    2 Begriffe

    2.1 Verriegelungseinrichtung (Verriegelung) Eine mechanische, elektrische oder andere Einrichtung, deren Zweck es ist, den Betrieb eines Maschinenelementes unter bestimmten Bedingungen zu verhindern (üblicherweise solange eine trennende Schutzeinrichtung nicht geschlossen ist).

    2.2 Positionsschalter Hilfsstromschalter, bei dem das Betätigungssystem durch ein sich bewegendes Maschinenteil betätigt wird, wenn dieses Teil eine vorbestimmte Stellung erreicht hat.

    2.3 Positionsschalter für Sicherheitsfunktionen Positionsschalter, der auf Grund vorgegebener Eigenschaften für Sicherheitsanwendungen geeignet ist. Er besitzt einen oder mehrere Öffner, die mit dem Betätigungsteil des Schalters so verbunden sind, dass die vollständige Kontaktöffnung der Öffner erreicht ist, wenn das Betätigungsteil den Zwangsöffnungsweg mit der vom Hersteller angegebenen Kraft zurückgelegt hat.

    2.4 Zwangsöffnung (eines Schaltgliedes) Sicherstellung einer Kontakttrennung als direktes Ergebnis einer festgelegten Bewegung des Betätigungsteils des Schalters über nicht federnde Teile (z.B. nicht abhängig von einer Feder).

    2.5 Zwangsöffnungsweg Mindestweg vom Beginn der Betätigung des Betätigungsteils bis zur Stellung, in der die Zwangsöffnung der öffnenden Kontakte beendet ist.

    2.6 Zwangsöffnungskraft Betätigungskraft, die am Betätigungsteil eines Schalters erforderlich ist, um die Zwangsöffnung zu erreichen.

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • 2.7 Zuhaltung Eine Einrichtung, deren Zweck es ist, eine trennende Schutzeinrichtung in der geschlossenen Position zu halten und die mit der Steuerung so verbunden ist, dass:

    – die Maschine nicht laufen kann, wenn die Schutzeinrichtung nicht geschlossen und zugehalten ist;

    – die trennende Schutzeinrichtung so lange zugehalten bleibt bis das Verletzungsrisiko nicht mehr besteht.

    2.8 Hilfsentriegelung Möglichkeit des manuellen Entsperrens einer Zuhaltung bei deren Versagen von der Zugangsseite (außerhalb des Gefahrbereichs) mittels Werkzeug oder Schlüssel.

    2.9 Fluchtentriegelung Möglichkeit des manuellen Entsperrens einer Zuhaltung zum Verlassen des Gefahrbereichs ohne Hilfsmittel von der Fluchtseite (Gefahrbereich).

    2.10 Notentsperrung Möglichkeit des manuellen Entsperrens einer Zuhaltung im Gefahrfall ohne Hilfsmittel von der Zugangsseite (außerhalb des Gefahrbereich). Das Aufheben der Blockierung und das Wiederherstellen des betriebsbereiten Zustandes muss einen einer Reparatur vergleichbaren Aufwand erfordern.

    2.11 Fehlschließsicherung Konstruktive Eigenschaft einer Zuhaltung, die sicherstellt, dass das Sperrmittel (z.B. ein Sperrbolzen) bei geöffneter Schutzeinrichtung nicht die Sperrstellung (Zuhaltestellung) einnehmen kann.

    2.12 Umgehen auf einfache Weise (Manipulation) in Umgehen auf einfache Weise ist das Unwirksammachen von Verriegelungseinrichtungen von Hand oder durch Betätigen mit einem einfachen Hilfsmittel. Einfache Hilfsmittel sind z.B. Werkzeuge, Bleistifte, Kugelschreiber, Stifte, Schrauben, Nägel, gerade oder einfach gebogene Drahtstücke, Flaschenöffner, Türschlüssel, Klebestreifen, Scheren, Messer usw.

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • 3 Bauarten

    3.1 Bauarten von Positionsschaltern Positionsschalter Bauart 1 (B1):

    Schalter, bei denen Schaltglied und Betätigungsteil konstruktiv und funktionell eine Einheit bilden.1

    Bild 1: Beispiel für einen Positionsschalter Bauart 1 – Rollenschwenkhebelschalter –

    Bild 2: Beispiel für einen Positionsschalter Bauart 1 – Kuppenstößelschalter –

    Positionsschalter Bauart 2 (B2):

    Schalter, bei denen Schaltglied und Betätigungsteil konstruktiv keine Einheit bilden, jedoch beim Betätigen funktionell zusammengeführt oder getrennt werden.2

    1 Die Schalter der Bauarten 1 und 2 wurden früher mit Kategorie 1 (K1) und Kategorie 2 (K2) bezeichnet 2 Die Schalter der Bauarten 1 und 2 wurden früher mit Kategorie 1 (K1) und Kategorie 2 (K2) bezeichnet

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • Bild 3: Beispiel für einen Positionsschalter Bauart 2

    3.2 Betätigungsteile

    Bild 4: Beispiele für Betätigungsteile an Positionsschaltern der Bauart 1 (siehe auch DIN EN 50 041 und DIN EN 50 047)

    Bild 5: Beispiele für Betätigungsteile an Positionsschaltern der Bauart 2.

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • 3.3 Bauarten von Zuhaltungen Zuhaltungen der hier betrachteten Bauarten basieren immer auf Positionsschaltern der Bauart 2.

    3.3.1 Zuhaltung mit federkraftbetätigtem Sperrmittel

    Eine Zuhaltung, bei der eine Schutzeinrichtung durch ein federkraftbetätigtes Sperrmittel in Schutzstellung gehalten wird und die Entsperrung durch Betätigen eines Elektromagneten erfolgt (Ruhestromprinzip).

    Bild 6: Zuhaltung mit federkraftbetätigtem Sperrmittel

    3.3.2 Zuhaltung mit magnetkraftbetätigtem Sperrmittel

    Eine Zuhaltung, bei der die Schutzeinrichtung durch ein magnetkraftbetätigtes Sperrmittel in Schutzstellung gehalten wird und die Entsperrung durch Federkraft erfolgt (Arbeitsstromprinzip).

    Bild 7: Zuhaltung mit magnetkraftbetätigem Sperrmittel

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • Bild 8: Zuhaltung mit Fehlschließsicherung

    4 Positionsschalter in Verriegelungseinrichtungen 4.1 Allgemeines

    In Verriegelungseinrichtungen werden zwangsöffnende Positionsschalter zur Stellungsüberwachung von Schutzeinrichtungen verwendet. Die Stellungsüber- wachung hat den Zweck, beim Öffnen der Schutzeinrichtungen Gefährdungen steuerungstechnisch zu verhindern. In Verriegelungseinrichtungen mit Zuhaltung wird zusätzlich zur Stellungsüberwachung das Öffnen der Schutzeinrichtung verhindert, bis vorhandene Gefährdungen abgeklungen sind. Die Stellung des Sperrmittels kann ebenfalls durch Positionsschalter für Sicherheitsfunktionen überwacht werden.

    Bild 9: Beispiel für eine Signalverarbeitungskette einer Verriegelungseinrichtung

    Quelle: www.arbeitssicherheit.de - Kooperation des HVBG mit dem Carl Heymanns Verlag © 2005 Unberechtigte Vervielfältigung verboten.

  • Verriegelungseinrichtun