Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger

Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger und Zuhaltung können zum Prozessschutz eingesetzt werden. Sie unterbinden unnötige Unterbrechungen des Produktionsprozesses. Der Prozessschutz ist als Zielsetzung der Sicherheitseinrichtung vom Personenschutz zu unterscheiden.

Ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger setzt eine mechanische Bewegung in ein elektrisches Signal um, das über ein Netzwerk in die Automatisierungseinheit übertragen und dort verarbeitet wird. Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger ermöglichen das räumliche Trennen von Schaltglied und Betätiger.

Aufbau von Sicherheitsschaltern mit getrenntem Betätiger

Beim Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger sind Schaltglied und Betätiger voneinander getrennte konstruktive Einheiten. Der Schaltvorgang findet statt, wenn das Schaltglied und der Betätiger funktionell, d.h. durch die natürliche Bewegung der Sicherheitseinrichtung, zusammengeführt oder getrennt werden. Das Schaltglied im Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger kann als Schließer oder Öffner ausgelegt sein. Ein Schließer stellt durch die mechanische Bewegung der Kontaktflächen eine elektrische Verbindung her, durch die der Schaltstrom fließt. Ein Öffner unterbricht den Stromkreis im Falle der Betätigung. Er ist im Ruhezustand geschlossen.

Ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger kann einen Ausgang haben. Er schaltet abhängig von der konstruktiven Auslegung als Schließer oder Öffner. Schaltet er als Schließer, ist er im Ruhezustand offen (NO = normally open). Ist er als Öffner ausgelegt, ist er im Ruhezustand geschlossen (NC = normally closed). Ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger und der Auslegung NC/NO verfügt über einen Eingang und zwei Ausgänge. Er enthält einen Öffner und einen Schließer und kann zwei Funktionen gleichzeitig schalten.

Die Auswahl des Werkstoffs für die Kontaktfläche bestimmt mit über die Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von einem Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger. In industriellen Anwendungen sind hohe Anzahlen von Schaltspielen möglich. Der gewählte Werkstoff muss neben der Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchung durch korrodierende, aggressiven Medien die mechanische Belastbarkeit und Abriebfestigkeit sicherstellen. Die Festigkeit gegen Funkenbildung muss gegeben sein. Gold und Silber sind in vielen Schaltern eingesetzte Kontaktwerkstoffe. Der Einsatz von Legierungen in den Kontaktflächen gibt dem Konstrukteur eine größere Spannbreite von Eigenschaften, die er für die Optimierung von dem Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger auf den Einsatzzweck hin nutzen kann.

Wirkungsweise von Sicherheitsschaltern mit getrenntem Betätiger

Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger werden in Verriegelungseinrichtungen eingesetzt. Verriegelungseinrichtungen ermöglichen in Maschinen und Anlagen ein sicheres Öffnen von Schutztüren, die den Bediener und andere Personen gefährdende Bereiche absichern. Eine Verriegelungseinrichtung (kurz: Verriegelung) hat zwei Sicherheitsfunktionen zu erfüllen. Beim Öffnen der Schutzeinrichtung mit dem Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger ist das Abschalten der gefährlichen Bewegung der Maschine die erste Sicherheitsfunktion. Die zweite Sicherheitsfunktion schließt daran an. Sie schützt gegen den unerwarteten Wiederanlauf der Maschine. Die Maschine darf nur dann gestartet werden können, wenn die Schutzeinrichtung geschlossen ist.

Eine Verriegelungseinrichtung mit Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger kann eine Zuhaltung beinhalten. Sie stellt zum einen sicher, dass die Maschine nicht in Gang gesetzt werden kann, wenn die Schutzeinrichtung (Schutztür u.a.) offen und nicht zugehalten ist. Die Schutzeinrichtung muss geschlossen bleiben, bis die gefährdende Maschinenfunktion endgültig gestoppt ist. Die Zuhaltung wird mit einem Sperrmittel realisiert, dass durch einen Elektromagneten in die geöffnete Stellung bewegt werden kann. Durch die Eingabe des Bedieners wird die Freigabe von der Automatisierungseinheit angefordert.

Die mechanische Trennung der Kontakte im Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger muss beim Öffnen in kurzer Zeit erfolgen, um die Bildung eines Lichtbogens zu vermeiden. Konstruktiv können für die Beschleunigung des Trennvorgangs Elemente in den Schalter integriert werden, die ein schnappendes Trennen der Kontakte hervorrufen und damit die Hauptbewegung des Schalters von der Bewegung der Kontaktflächen entkoppeln.

Die konstruktive Trennung von Schalter und Betätiger eröffnet die Möglichkeit, den Betätiger individuell passend für die Anwendung auszuwählen. Die Variantenvielfalt der Schaltglieder der Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger wird verringert und die Kosten für Installation, Inbetriebnahme, Lagerhaltung, Wartung und Reparatur werden vermindert. Dem Konstrukteur einer automatisierten Anlage bieten sich mehr Kombinationsmöglichkeiten von dem Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger mit den Sicherheitseinrichtungen. Die konstruktive Lösungsfindung wird vereinfacht.

Die Anforderungen der Maschinenrichtlinie sind zu berücksichtigen, wenn ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger in die Steuerung einer Maschine integriert wird. Hinzu kommen EN ISO 13849-1 und -2 und weitere Normen. Ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger geht in die Bewertung der Sicherheit der zugehörigen Maschinen und Anlagen ein. Für die Risiko- und Gefährdungsanalyse wird der B10d-Wert in Schaltspielen für den Öffner und den Schließer eines Schalters getrennt angegeben.