Mehr geht nicht! Sicherheit in der Schamotteproduktion mit Schlüsseltransfersystem von Dold & Söhne

Die Arbeitssicherheit spielt in praktisch allen Branchen eine wichtige Rolle. Wie die Absicherung von Arbeitsbereichen auch in rauen Umgebungsbedingungen einfach gelingen kann, zeigt das Beispiel der Kandern Feuerfest GmbH. Hier sorgt ein Sicherheitsschalter- und Schlüsseltransfersystem Safemaster STS und ein Wireless Safety System Safemaster W für mehr Sicherheit des Bedienpersonals bei Betrieb, Service und Wartung der Anlagen.

Schamotte ist ein künstlich hergestelltes Material, das wegen seiner Feuerfestigkeit etwa zur Auskleidung von Öfen verwendet wird. Als Ausgangsmaterial bei der Produktion dient ein Gemisch aus Ton, bereits gebrannter und wieder zermahlener Schamotte sowie verschiedenen Zusatzstoffen. Einer der Spezialisten in diesem Bereich ist die Kandern Feuerfest GmbH. Das Unternehmen blickt auf eine lange Geschichte zurück. Seit der Gründung im Jahr 1878 wurde hier feuerfeste Schamotte produziert. Heute liegt die Stärke des Mittelständlers, vor allem in der individuellen Formgebung sowie bei der Fertigung von Kleinserien für Kachelöfen, Kamine, Backöfen, Keramik-Brennöfen oder die Produktion von Pizzasteinen.

Auf die Mischung kommt es an
Bei der Produktion wird das Material zunächst stranggepresst, in hydraulischen Pressen geformt und anschließend getrocknet. Nach dem Ende des Trockenvorgangs, der je nach Material und Größe des Steins zwischen fünf Tagen und drei Wochen dauert, werden die Schamottesteine in großen Öfen bei Temperaturen von 1.000 °C bis zu 1.400 °C für eine nach Programmen bestimmte Zeit gebrannt. Strangpressen, Formen, Trocknen und Brennen erfordern viel Erfahrung und Know-how.

Der wichtigste Schritt ist allerdings die Vorbereitung der Tonmasse. Diese wird je nach gewünschten Produkteigenschaften aus den verschiedenen Komponenten – gemahlene Schamotte, Ton sowie weiteren Zusatzstoffen – gemischt und mit Wasser versetzt. Die Rohstoffe werden aus Silos automatisch verwogen und nach dem Mischen über ein Förderband in das sogenannte Sumpfhaus transportiert. Hier wird das Material bis zu drei Wochen gelagert. Innerhalb des Sumpfhauses transportiert ein kompakter Radlader das Material von der Eingabebucht am Ende des Förderbandes in eine der drei Massenboxen, wo es bis zur Verarbeitung gelagert wird. Zur Weiterverarbeitung transportiert der gleiche Radlader das Material zu einem Materialabwurf – einer verschließbaren Bodenöffnung mit einer Größe von 60 × 40 cm. In der Etage unter dem Sumpfhaus befindet sich direkt unterhalb der Öffnung der Extruder für das Strangpressen des Materials. „Eine Analyse der möglichen Gefährdungen mittels einer erstellten Risikobeurteilung in diesem Bereich, die wir vor zwei Jahren durchgeführt haben, hat gezeigt, dass wir hier auf jeden Fall eine Absicherung realisieren müssen“, erzählt Elektromeister Frank Szczurek, der seit über 25 Jahren bei Kandern Feuerfest tätig ist. Er verantwortet die gesamten Mess-, Steuer- und Regeltechnik und ist außerdem Fachkraft für Arbeitssicherheit.

Absicherung von Türen und Materialabwurf
Im Sumpfhaus treten prinzipiell zwei mögliche Gefährdungen für die Mitarbeiter auf: Zum einen entsteht durch den fahrenden Radlader in dem vergleichsweise engen Sumpfhaus eine Kollisionsgefahr für Personen, die sich dort aufhalten. Die zweite Gefahr ist der offene Materialabwurf, da die Öffnung im Boden des Raums so groß ist, dass eine Person hindurchfallen könnte. „Da sich außer dem Fahrer des Radladers während des Betriebs niemand in diesem Bereich aufhalten muss, konnten wir die erste Gefahr einfach durch die Absicherung des Raums realisieren“, erklärt Frank Szczurek.

Die Gefahr, durch den Materialabwurf zu stürzen, besteht aber generell auch für den Fahrer des Radladers. Die Absicherung ist hier komplizierter zu realisieren. Da der Umbau zudem während des laufenden Betriebs erfolgen musste, dauerte es insgesamt zwei Jahre, bis eine funktionierende Lösung in Betrieb gehen konnte. Bei der Sicherheitstechnik hat sich Kandern Feuerfest für ein System von Dold & Söhne entschieden. Dieses erfüllt den geforderten Performance Level e für Sicherheitskomponenten.

Die fünf Schiebetüren, von denen vier in das Sumpfhaus führen, werden über das Sicherheitsschalter- und Schlüsseltransfersystem Safemaster STS abgesichert. Das System vereint die Vorteile von Sicherheitsschalter, Zuhaltung, Schlüsseltransfer und Befehlsfunktion und kann modular ausgebaut werden. Die Schlüssel können erst dann aus der Verriegelung der Schiebetüren entnommen werden, wenn diese sicher verschlossen sind.

Da diese Funktion rein mechanisch arbeitet, ist keine zusätzliche Elektroinstallation an diesen Stellen notwendig. Die Komponenten bestehen aus Edelstahl und sind dadurch sehr robust – eine ideale Lösung also für die rauen Umgebungsbedingungen im Sumpfhaus. Der Fahrer muss die vier Schlüssel der Schiebetüren in ein weiteres, an der Wand montiertes STS-System einstecken. Die elektrisch überwachte Zuhaltung ZRH am fünften Tor gibt den fünften Schlüssel erst frei, wenn das Tor richtig verschlossen wird und ein Freigabesignal über die Sicherheits-SPS an der ZRH Zuhaltung anliegt.

Der freigegebene fünfte Schlüssel kann dann in das STS-System an der Wand gesteckt werden. Erst wenn alle fünf STS-Schlüssel dort stecken, lässt sich ein sechster STS-Schlüssel mit dem mechanisch verbundenen Zündschlüssel für den Radlader entnehmen. Auf diese Weise ist garantiert, dass der Radlader nur in Betrieb gehen kann, wenn alle Zugänge verriegelt sind.

Anbindung an die Sicherheits-SPS nach Performance Level e
Die Absicherung des Bereichs verhindert allerdings nicht die Gefährdung für den Fahrer des Radladers. Der Massenabwurf kann mit einer pneumatisch betätigten Klappe verschlossen werden. Während des Einfüllens des Materials in den Extruder ist diese Klappe geöffnet. Da der Mitarbeiter sich während der Arbeiten in diesem Bereich aufhalten muss, könnte er bei Unachtsamkeit deswegen durch den Massenabwurf stürzen.

„Bei der Einbindung der Klappensteuerung haben wir ebenfalls ein Produkt von Dold verwendet“, sagt Frank Szczurek. Dazu musste zunächst der Radlader modifiziert werden. Ein Sitz-Schalter erkennt zuverlässig, dass der Fahrer tatsächlich im Radlader sitzt. Die Anbindung an die Sicherheits-SPS, die im Schaltschrank im unteren Geschoss neben dem Extruder untergebracht ist, geschieht über ein stationäres Funk-Sicherheitsmodul vom Typ UH 6900. Außerdem kommt ein mobiler Funk-Handsender für das Funk-Not-Halt-Sicherheitsmodul vom Typ RE 5910 zum Einsatz. Dieser hat zusätzlich vier frei konfigurierbare Taster für Steuerungsaufgaben.

„Die Konfiguration haben wir so vorgenommen, dass der Fahrer des Radladers, wenn er im Radlader sitzt, eine der Tasten drücken muss, um hierüber die Klappe zu öffnen oder auch zu schließen“, erklärt Frank Szczurek.

Die Klappe schließt sich, wenn der Bediener den „Schließen-Taster“ auf dem Funk-Handsender drückt. Bei ausgelöstem Not-Halt, einem Stromausfall oder der Not-Öffnung des fünften Schiebetores schließt sich die Klappe ebenfalls.

Die Modularität des STS-Systems macht die Verknüpfung zwischen Zugangsabsicherung und Sicherheits-SPS sehr einfach. Dazu wurde die zusätzliche Verriegelungseinheit ZRH installiert, deren Schlüssel sich nur entnehmen lässt, wenn diese über die Sicherheits-SPS angesteuert ist. Damit wird sichergestellt, dass die Bedienung der Anlage nur möglich ist, wenn alle Türen verriegelt, der Fahrer auf dem Radlader sitzt und die Sicherheitsanforderungen über die Sicherheits-SPS erfolgt sind.

Mit dem Handsender für das Not-Halt-Modul BI 5910 wurde außerdem eine Bereichsabgrenzung realisiert. Da dieses mittels eines Gurtes am Körper getragen werden muss, schließt die Klappe sofort, wenn der Mitarbeiter den Bereich verlässt.

Geprüfte Sicherheit
Sowohl Safemaster STS als auch Safemaster W sind baumustergeprüft und geeignet für den Einsatz in Sicherheitsanwendungen bis Kat. 4 / PL e nach DIN EN ISO 13849-1. „Dies hilft uns natürlich sehr, wenn das Gesamtsystem vom TÜV geprüft und von der Berufsgenossenschaft abgenommen wird“, verdeutlicht Frank Szczurek den wesentlichen Vorteil. Denn bei der Prüfung wird auch die Zertifizierung für jedes verwendete Bauteil überprüft. Nach Abschluss der gesamten Installation läuft das System jetzt seit einigen Wochen problemlos. Insgesamt ist Frank Szczurek mit dem Ablauf des Projekts sehr zufrieden: „Die Systeme von Dold haben ganz wesentlich dazu beigetragen, dass wir die Arbeitssicherheit in diesem Bereich erheblich verbessern konnten“, so sein Fazit