Maschinen- und Anlagensicherheit: 3-stufige Zustimmungsschalter

Maschinen- und Anlagensicherheit: 3-stufige Zustimmungsschalter. Internationale Sicherheitsstandards beschreiben heute die Notwendigkeit des Einsatzes von Zustimmungsschaltern, um die Personensicherheit im Fertigungsprozess zu gewährleisten. Dabei spielen 3-stufige Griffschalter eine wichtige Rolle. Diese haben in großem Maße zu erhöhter Sicherheit des Bedienpersonals geführt und das Unfallrisiko auf ein akzeptables Niveau reduziert. Der folgende Beitrag zeigt am Beispiel des Produktionsablaufes in einem Halbleiterwerk, wie mittels ergonomisch optimal gestalteter, 3-stufiger Zustimmungsschalter die Sicherheit im Umgang mit den Maschinen gewährleistet wird.

Sicheres Bedienen von Maschinen

Selbst hoch automatisierte Produktionssysteme, wie sie bei der Herstellung von Halbleiterprodukten eingesetzt werden, erfordern an vielen Stellen den Eingriff des Menschen für Tätigkeiten wie Inbetriebnahme, Programmierung, Modifikation des Prozesses, Reparatur, Reinigung und Wartung. Hierbei ist der Mensch erheblichen Gefahren ausgesetzt, so dass dem Sicherheitsaspekt besondere Bedeutung beigemessen werden muss.

Abbildung 1 zeigt den Arbeitsablauf in der Herstellung von Halbleiterprodukten, welcher vollautomatische sowie von Menschen ausgeführte Arbeitsschritte beinhaltet. Es ist ersichtlich, dass das Risiko von Unfällen während des automatischen Ablaufs üblicherweise nicht sehr hoch ist, weil kein Bedienereingriff erforderlich ist. Sobald ein Mensch z. B. Tests oder Wartung durchführt, steigt das Potential möglicher Unfälle rapide an. Deshalb muss die Sicherheit gerade während dieser Phasen die allerhöchste Priorität genießen.

Anforderungen an Zustimmungsschalter in internationalen Standards

Die Forderung nach Sicherheitsprodukten in der Mensch/Maschine-Umgebung ist in vielen aktuellen internatonalen Standards formuliert. Alle diese Normen weisen deutlich darauf hin, dass Zustimmungsschalter erforderlich sind, wenn es um die Vermeidung von Unfällen im Umgang mit Maschinen geht. Eine der Vorschriften besagt Folgendes: Wenn z. B. drei Bediener in einer Gefahrenzone arbeiten, so sollte jeder von ihnen einen 3-stufigen Griffschalter verwenden, damit jeder einzelne von ihnen die Maschine abschalten kann und so als Sicherheit für die zwei anderen dient. 

Anhand der zahlreichen Beschreibungen in den internationalen Standards lässt sich erkennen, dass 3-stufige Zustimmungsschalter und insbesondere Griffschalter zur Zeit als wichtigste Komponenten für den Aufbau von Sicherheitskonzepten zur Unfallverhütung angesehen werden.

3-stufige Zustimmungs-Griffschalter mit richtungsweisender Ergonomie

Abbildung 2 zeigt den Vergleich eines 2- bzw. 3- stufigen Griffschalters. Die 2-stufige Variante ermöglicht den Betrieb, wenn der Schalter in die 2. Stufe gedrückt wird und schaltet ab, wenn er wieder losgelassen wird. Ähnlich dazu arbeitet ein 3-stufiger Zustimmungsschalter, der auch in Stufe 2 den Betrieb erlaubt, nicht aber bei weiterem Druck bis in die Stufe 3. Mit der 3. Stufe, die zumeist unbewusst, z. B. in einer Schrecksituation, gedrückt wird, besteht die zusätzliche Möglichkeit für den Bediener, die Maschine zu stoppen. Denn die Erfahrung hat gezeigt, dass Anwender in einer Paniksituation dazu neigen, entweder alles von sich zu werfen, oder krampfartig zuzupacken – in beiden Fällen gewährleistet nur der 3-stufige Zustimmungsschalter das Abschalten der Maschine.

Gegenwärtig kommen zum einen Daumengriffschalter und zum anderen Handgriffschalter zum Einsatz. Der Daumengriffschalter wird in einer Hand gehalten und mit dem Daumen aktiviert. Ein Handgriffschalter ist sehr ähnlich, wird aber mit den vier Fingern aktiviert und kann daher, ergonomisch sehr günstig, einfach in der Hand gehalten werden. Diese neue Bauform wurde mit Hinblick auf Handhabung, Anwendung und Ergonomie speziell so konstruiert, um selbst lang andauernde Betätigungsintervalle, wie sie häufig bei der ersten Inbetriebnahme auftreten, problemlos und ohne Ermüdung der Hand (des Daumens) zu ermöglichen. Ein weiterer Vorteil des Griffschalters gegenüber dem Daumenschalter ist, dass bei reflexartigem oder panischem Zugreifen die Abschaltung (in Stufe 3) mit den Fingern sicherer erfolgt als mit dem Daumen.

Anwendung im Bereich der Halbleiterproduktion

Für die Halbleiter- sowie LCD-Produktion wurden viele Schutzmaßnahmen entwickelt und verwendet, um maximale Sicherheit für den Bediener zu gewährleisten. Insbesondere wurden 3-stufige Griffschalter in den verschiedenen Stationen eingebaut, weil in diesem Fertigungsprozess sehr große Maschinen und Roboter zum Einsatz kommen, die von mehreren Personen bedient und gewartet werden müssen.

Trotz weitgehender Automatisierung werden Arbeitsgänge wie Einrichtung und Anlernen, Reinigung, Wartung und Reparatur überwiegend durch menschliche Bediener verrichtet. Der Transport der Waferplatten im Inneren erfordert drei Arbeitskräfte, die überwiegend an den beweglichen Maschinenteilen tätig sind. Bei Programmierung und Anlernen kommen weitere Arbeiter hinzu. Alle Personen sind mit 3-stufigen Griffschaltern ausgestattet. Diese Maßnahme der Ausstattung mit 3-stufigen Griffschaltern bietet ein Optimum an Sicherheit und Ergonomie.

Zukünftig werden die Erkenntnisse über diese Sicherheitssysteme auch in anderen Bereichen der Fabrikautomation umgesetzt. Das ist den ständig weiterentwickelten, wichtigen Sicherheitsstandards zu verdanken, die darauf abzielen, Sach- und Personenschäden auf ein Minimum zu reduzieren. Durch intensive Forschung und Entwicklung sind bei Idec Produkte entstanden, die sich an diesen Standards orientieren. Auch für die Zukunft hat Idec sich dazu verpflichtet, Sicherheitsprodukte auf höchstem Niveau zu entwickeln, um somit einen wichtigen Beitrag für die Sicherheit von Personen in der Fabrikautomation zu leisten.

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