Sicherheitszuhaltungen für sicheres Arbeiten

So schützen Sicherheitsschalter und Türzuhaltungen vor Betriebsunfällen

Artikel-Banner "Sicherheits-Zuhaltungen"

Sicherheitszuhaltungen an Maschinen und Schutztüren sorgen dafür, dass gefährliche Maschinen nur bei Stillstand erreichbar sind. Mechanisch oder berührungslos per Elektromagnetismus sperren sie zuverlässig Schutztüren oder Klappen an Maschinen und sorgen so für mehr Sicherheit am Arbeitsplatz. In unserem Ratgeber lesen Sie, wie Sicherheitszuhaltungen funktionieren, warum sie auch im Prozessschutz eine wichtige Rolle spielen und welche Zuhaltung für welche Anwendung geeignet ist.

Schützen Sie sich und Ihre Mitarbeiter

Banner für Landingpage "Intelligente Instandhaltung"

Mit einer riesigen Auswahl an Sicherheitsprodukten ist RS Components Ihr Partner für Betriebs- und Maschinensicherheit. Ob persönliche Schutzausrüstung, Sicherheitsschalter oder Sensoren: mit uns an Ihrer Seite verhindern Sie Betriebsunfälle und reduzieren Gefahren am Arbeitsplatz.

Mehr erfahren

Welche Rolle spielen Sicherheitszuhaltungen für den Betriebsschutz?

Maschinensicherheit und Schutz von Personal fängt bereits bei der Zugangskontrolle an. Denn, ob Nachlaufbewegungen rotierender Sägeblätter, bewegte Ketten oder sich noch drehende Walzen und Wellen: Auch von abgeschalteten Maschinenanlagen geht noch Gefahr aus. Deshalb ist es wichtig, dass Sicherheitszuhaltungen solche Bereiche zuverlässig abriegeln und so die Unfallgefahr deutlich mindern. Doch erst die Kombination mit Sicherheitsschaltern und -sensoren macht sie zu einem integralen Bestandteil für die Maschinensicherheit in der Automation. Mehr dazu erfahren Sie im Ratgeber Sicherheits- und Endschalter.

Wo schützen Sicherheitszuhaltungen vor unerlaubtem Zutritt?

Sicherheitszuhaltungen überwachen und kontrollieren die Positionen von:

  • Schutztüren,
  • Schutzgittern,
  • Schutzzäunen,
  • Klappen und Hauben,
  • anderen Abdeckungen von Maschinen.

Dabei hat eine Sicherheitszuhaltung nach DIN EN 14119 die Aufgabe, eine trennende Schutzeinrichtung so lange geschlossen zu halten, bis keine Unfallgefahr mehr besteht. Auch lässt sie den Betrieb einer Maschine nur zu, wenn die Schutzeinrichtung richtig zugehalten ist. Somit stoppt sie gefährliche Maschinenfunktionen beim Öffnen der Schutzvorrichtung und verhindert den Wiederanlauf, bis die Gefahr gebannt ist.

Wichtig: Die Systeme dürfen keinesfalls manipulierbar sein.

Verbotsschild

Wie funktionieren Sicherheitszuhaltungen?

Eine Sicherheitszuhaltung besteht aus einem stabilen Sperrmechanismus und einem Sicherheitsendschalter, der die Stellung der Schutztür überwacht. Wird die Schutztür geschlossen, blockiert der Sperrmechanismus diese mit einem Bolzen. Nur in diesem Zustand kann die Maschine gestartet werden. Die Stellung des Bolzens wird dabei ständig von Sicherheitssensoren überwacht, damit die gefährliche Maschinenfunktion nur bei zugehaltener Schutzvorrichtung ausgeführt werden kann.

Ein Betätiger dient zum Öffnen der Schutzvorrichtung. Die Verriegelung wird von der Steuerung erst entsperrt, wenn die Bewegung sich nach Abschalten der Maschine auf ein ungefährliches Mass reduziert hat. Um dies zu überprüfen, gibt es zwei Möglichkeiten: Stillstandswächter und Zeitglieder.

Beätigungselement für Sicherheitsschalter

Stillstandswächter sind zumeist Relais mit Drehzahlüberwachung. Sie geben die Verriegelung erst dann frei, wenn die Drehzahl null erreicht hat und somit keine Gefahr von sich bewegenden Teilen der Maschine mehr ausgeht.

Stillstandswächter

Zeitrelais sind eine Kombination aus Relais und Zeitgliedern. Im Unterschied zu Stillstandswächtern reagieren sie also mit einer voreingestellten Zeitverzögerung.

Zeitrelais für DIN-Schienenmontage

Zuhaltungen mit zusätzlicher Fehlschliesssicherungen können die Schutzeinrichtung nur verbolzen, wenn diese auch wirklich geschlossen ist. Viele Sicherheitszuhaltungen verfügen zudem über eine Hilfsentriegelung beispielsweise für Wartungsarbeiten, mit der man diese mithilfe eines Werkzeugs manuell öffnen kann.

Welche Zuhaltekraft brauchen Sicherheitszuhaltungen?

Schutzvorrichtungen halten unterschiedlich hohen Zuhaltekräften stand. Für jede Zuhaltung muss deswegen nach DIN EN 14119 die Zuhaltekraft (FZh) angegeben werden. Diese muss grösser als die Kraft sein, die ein Mensch in der entsprechenden Position aufbringen kann, um die Tür zu öffnen. Die Wahl der passenden Zuhaltekraft ist deswegen von entscheidender Bedeutung für die Maschinensicherheit. Die handelsüblichen Sicherheitszuhaltungen schaffen Zuhaltekräfte von 500 bis 10.000 Newton.

An kleineren Schutztüren wirken normalerweise geringere Kräfte. Wie hoch sie aber genau an der jeweiligen Schutztür sind, kann nur der Hersteller der Maschine bestimmen.

Wichtig: Durch die Hebelwirkung kann sich die Krafteinwirkung noch einmal deutlich erhöhen. Auch dynamische Kräfte sind zu berücksichtigen. Sie entstehen, wenn die Tür geschlossen wird. Die Kraft des Rückpralls geht dabei über die eingerasteten Bolzen auf die Zuhaltung über.

Modelle von Sicherheitszuhaltungen

Klassische Zuhaltungen haben sich über Jahre bewährt und lassen sich heute kostengünstig herstellen. Die voranschreitende Technik, vor allem der zunehmende Einsatz von mechatronischen Konzepten und Sensortechnik, ermöglichen mittlerweile einen grösseren Funktionsumfang in der Automatisierungstechnik.

So können mit einem einzigen Sicherheitsrelais-Baustein mehrere Zuhaltungen sowie andere elektronische und mechatronische Sicherheitsschaltgeräte ausgewertet werden. Manche Sicherheitszuhaltungen verfügen auch über Schnittstellen für den Einbau in übergeordnete Steuerungssysteme. Zusätzliche Sicherheitssensoren und Steuerungselemente liefern dabei Informationen, mit denen ein gezielteres Abschalten und eine Diagnose bei Unregelmässigkeiten möglich sind. Die Zugangskontrolle und -beschränkung erfolgt per RFID-Chip, das erschwert Manipulationen und erhöht die Prozesssicherheit.

Und auch die Masse der Geräte werden kleiner. Kompakte Zuhaltungen eignen sich für Not-, Hilfs- und Fluchtentriegelungen. Mit Elektromagneten ist auch das berührungslose Zuhalten möglich. Ihr starker Halt und die sichere Schliessfunktion sind besonders in schmutzbelasteten Bereichen vorteilhaft, da sich kein Dreck in Zwischenräumen ansammeln und die Bolzen blockieren kann. Im Bereich des Manipulationsschutzes sind die klassischen Konzepte jedoch sicherer.

Was unterscheidet Sicherheitszuhaltungen von Prozesszuhaltungen?

Der Schliessmechanismus von Prozess- und Sicherheitszuhaltungen besteht aus einem Magneten und einer Feder. Zum Verriegeln der Sperrvorrichtung kommen zwei verschiedenen Prinzipien zum Einsatz, das Ruhestrom- und das Arbeitsstromprinzip.

Beim Ruhestromprinzip bewegt eine Feder die Bolzen, die sich ohne Stromzufuhr im Sperrzustand befinden und die Tür verschlossen halten. Erst beim Einschalten der Energie öffnet der Mechanismus, wenn der Elektromagnet Zugkraft auf die Feder ausübt und dadurch die Sperre entriegelt.

Eine Sonderform des Ruhestromprinzips stellt das bistabile Prinzip dar, bei dem für jeden Öffne- und Schliessvorgang Energie angelegt werden muss. Auch hier bleibt der Mechanismus bei Wegfall der Energie verschlossen, deswegen gilt es ebenfalls als Ruhestromprinzip.

Beim Arbeitsstromprinzip ist die elektromagnetische Sperre spannungslos geöffnet. Nur wenn Strom durch den Magneten fliesst, zieht er die Bolzen in die Sperrvorrichtung und schliesst die Tür. Der Nachteil: Im Falle eines Stromausfalls könnte die Tür sofort geöffnet werden, während Bewegungen der Maschinenteile im Inneren noch auslaufen.

Welche der Möglichkeiten zur Anwendung kommt, entscheidet sich anhand der Nachlaufzeit der Maschine und des Sicherheitsabstands der Gefahrenzone. Je gefährlicher die Anwendung, desto sicherer muss die Zuhaltung sein. Für den Personenschutz muss eine der beiden Ruhestromprinzipien genutzt werden. Da der Prozessschutz nicht unter die Arbeitssicherheit fällt, kommen hier meist elektromagnetische Zuhaltungen nach dem Arbeitsstromprinzip zum Einsatz. Zum Beispiel wenn der Bohrer im Werkstück stecken bleibt oder verkettete Anlagen zum Stillstand kommen und sich dadurch verkeilen. Die Zuhaltungen bleiben dann geöffnet, bis die Gefahr beseitigt ist. Damit wird verhindert, dass Maschinen oder Produkte beschädigt werden. Die Prozesszuhaltungen unterscheiden sich also in der Wirkungsweise von Sicherheitszuhaltungen.

Die wichtigsten Hersteller und Produkte

Untenstehend finden Sie einen Vergleich einiger der Top-Hersteller von Zuhaltungen

Pilz

Seit über 70 Jahren produziert das Unternehmen Pilz elektronische Relais, Schaltgeräte und Steuerungssystemen und gehört zu den bekanntesten Herstellern auf dem Gebiet. Das Unternehmen mit Sitz in Ostfildern ist heute Technologieführer bei Sicherheitsschaltern und steht für innovative Produkte und Lösungen in der sicheren Automatisierungstechnik. Mit den Sicherheitsschaltern der PSEN-Reihe bietet Pilz sichere Schutztürsysteme nach DIN 14119.

PILZ PSENmech

PILZ PSENmech

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.500 N
  • Fünf Betätiger
  • Schnelle und flexible Installation
  • kombinierbare Fluchtentriegelung und Notentsperrung
  • Kopfteil und 3D-Betätiger aus Metall
  • mechanisch abgestimmten Betätiger
  • Staub- und wasserdicht
Zum Sortiment

PILZ PSENgate

PILZ PSENgate

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.500 N
  • Fünf Betätiger
  • Schnelle und flexible Installation
  • kombinierbare Fluchtentriegelung und Notentsperrung
  • Kopfteil und 3D-Betätiger aus Metall
  • mechanisch abgestimmten Betätiger
  • Staub- und wasserdicht
Zum Sortiment

Schmersal

Die Schmersal Gruppe entwickelt Sicherheitsschalter mit Zuhaltungen für Türen in der Maschinen- und Anlagensicherheit in der Industrieautomation und verfügt über das weltweit grösste Programm an Sicherheitschaltgeräten und -systemen. Bekannt ist das Unternehmen für die Entwicklung des ersten berührungslosen Magnetschalters im Jahr 1969.

Schmersal AZM40

Schmersal AZM40

Merkmale:

    • Zuhaltekraft: 2.000 N
    • Kompakte Grösse 11,95 x 4 x 2 cm
    • Einbaumöglichkeiten in schwer zugängliche Bereiche
    • Bipolarer Energiezufuhr
    • Stufenlos anfahrbar
    • RFID-Zutrittskontrolle
    • Hoher Manipulationsschutz
Zum Sortiment

Schmersal AZM150

AZM150

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.500 N
  • Schlankes, platzsparendes Design
  • Für kleine Maschinen
  • Drehbarer Betätigerknopf
  • Optional Arbeits- oder Ruhestromprinzip
  • Hohe Codierungsstufe lieferbar
Zum Sortiment

Siemens

Siemens ist einer der führenden Anbieter in der Automatisierungstechnik, der mit seinen Produkten die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt. So kann das die Komponenten von Sicherheitssystemen aus einer Hand anbieten.

Siemens 3SE5 Sirius

Siemens 3SE5 Sirius

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.300 N
  • Modulare Ausstattungsoptionen
  • Betätiger um 90 Grad drehbar
  • Optional Arbeits- oder Ruhestromprinzip
  • 3D Codierung
Zum Sortiment

Allen-Bradley

Das Unternehmen bietet intelligente Sicherheitsgeräte, die auf GuardLink™-Technologien basieren. Das ist ein sicherheitsbasiertes Kommunikationsprotokoll. Die Geräte sind in ihrer Funktionalität deutlich erweitert und flexibel, während sie gleichzeitig weniger fehleranfällig sind, effektiver arbeiten und Daten kontextuell zur Verfügung stellen.

Allen-Bradley® Guardmaster®

Allen-Bradley® Guardmaster® 440G-T TLS-2-GD2

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 2.000 N
  • Vier Betätigungselementeingangspunkte
  • Fünf Kontakte für die Türpositionsüberwachung und zur Überwachung der Verriegelung
  • Drehbarer Kopf
  • Vier mögliche Betätigungselemente
  • Manuelle Freigabepunkte mit Sicherheitsschrauben für den Einsatz im Notfall
  • Geeignet für Hochdruck-, Hochtemperatur- und Abwaschvorgänge
Zum Sortiment

Bernstein

BERNSTEIN plant und realisiert Projekte unterschiedlicher Branchen mit sicherheitstechnischen Anforderungen. Vielseitige Produkte machen diese umfassende Betreuung möglich. Komplette Systemlösungen sind die Stärke des Unternehmens.

Bernstein AG SLK

Bernstein AG SLK

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.500 N
  • Zwei Öffner/Zwei Schliesser
  • Dreifach codierter manipulationssicherer Mechanismus
  • Separates Betätigungselement (Edelstahl)
  • Federklemmenanschluss
  • Entriegelungsfähigkeit
  • Betätigungselemente rotieren in Schritten von 90°
  • Betriebstemperatur zwischen -25 °C und 70 °C
Zum Sortiment

Schneider Electric/Telemecanique

Schneider Electric realisiert Automationslösungen für zahlreiche Branche. Telemecanique ist seit 1994 Teil der Groupe Schneider.

Telemecanique XCS-E Preventa

Telemecanique XCS-E Preventa

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 2.000 N
  • Schlüsselschloss für autorisiertes Ausserkraftsetzen der Magnetspule
  • Zwei Leuchtdioden
  • Robustes, kompaktes Metallgehäuse gemäss IP67
  • Acht Eingänge für Betätigungselemente und ein Eingang mit Gewinde
  • Mindestbetätigungskraft zur Zwangsöffnung: 20 N
Zum Sortiment

Telemecanique XCS-LE Preventa

Telemecanique XCS-LE Preventa

Merkmale:

  • Zuhaltekraft: 1.400 N
  • Ein Schliesser/ein Öffner
  • Sicherheitskontakte mit langsamer Unterbrechung
  • Kunststoffgehäusematerial
  • Drei Kabeleinführungen mit M20 x 1,5
  • Schlüsselbetätigter Revolverkopf
  • Die Betriebstemperatur liegt zwischen -25 °C und 60 °C
  • Maximale Kontaktbelastbarkeit von 15 A
  • Die mechanische Lebensdauer beträgt bis zu 1000000 Zyklen
Zum Sortiment

Das könnte Sie auch interessieren: