Pepperl+Fuchs: Lautlos nach dem Lauf des Lichts

Mit dem ShieldScan hat Pepperl+Fuchs einen robusten Sicherheitssensor entwickelt, der mit der Erfassung der Lichtlaufzeit von Objekten arbeitet (Time-of-Flight-Technologie, ToF). Das geräuschlos arbeitende System dient in erster Linie zur Absicherung automatischer Drehflügel- und Karussell­türen, eignet sich aber auch für alle Anwendungen, die eine „Berührungslos Wirkende Schutzeinrichtung“ gemäß Sicherheitsintegritätslevel SIL 2 sowie Performance Level PL d Kategorie 2 benötigen.

Von automatischen Drehflügeltüren und Karusselltüren geht ein typisches Gefährdungspotenzial aus, von dem grundsätzlich jeder Passant betroffen ist. Zur Absicherung dienen entsprechende Türsensoren, die zusammen mit dem Türantrieb eine „Berührungslos Wirkende Schutzeinrichtung“ bilden. Der Sicherheits-Türsensor ShieldScan von Sensorik- und Sicherheitsspezialist Pepperl+Fuchs arbeitet mit der fortschrittlichen Lichtlaufzeitmessung und kommt ohne rotierendes Innenleben aus (Solid-State-Scanner). Selbst unter schwierigen Licht- und Beleuchtungssituationen, Bodenbeschaffenheiten oder spiegelnden Oberflächen zeichnet sich das System durch eine außergewöhnliche Zuverlässigkeit aus.

Auch automatische Türsysteme sind letztendlich Maschinen, die – ebenso wie Industrieanlagen – über bewegliche Teile, Antriebe und Steuerungen verfügen. Sicherheitstechnisch unterliegen Automatiktüren der Maschinenrichtlinie und es besteht in gewisser Hinsicht sogar eine erhöhte Gefährdungssituation. Denn während in Fabriken nur begrenzte Personenkreise mit den Maschinen in Kontakt kommen, z. B. geschultes oder angelerntes Personal, gibt es bei vielen Automatiktüren keinerlei Beschränkung. Zu öffentlichen Drehflügel- und Karusselltüren haben prinzipiell alle denkbaren Personen Zugang, einschließlich Kinder sowie alte und behinderte Menschen.

Automatiktüren erfordern Sicherheitstechnik
Welche sicherheitstechnischen Anforderungen zum Personenschutz sich im Detail an automatische Türsysteme stellen, ist in EN 16005 bzw. DIN 18650 beschrieben. Die Risikoanalyse an einer automatischen Drehflügel- oder Karusselltür wird stets zu dem Ergebnis kommen, dass man sich dort verletzen und zu Schaden kommen kann. Folglich ist sie mit zertifizierten Sicherheitssensoren abzusichern.

Beim neuen ShieldScan handelt es sich um einen Sicherheits-Türsensor zum Errichten von „Berührungslos Wirkenden Schutzeinrichtungen“ (BWS) gemäß Sicherheitsintegri-tätslevel SIL 2 sowie Performance Level PL d, Kategorie 2. Das System arbeitet mit der neuesten ToF-Technologie (Time-of-Flight), die die Zielobjekte über die Lichtlaufzeit erfasst. Das Verfahren ist ausgesprochen robust bei Anwendungen in schwierigen Umgebungsbedingungen und zeichnet sich durch eine sehr hohe Kontrast- und Fremdlichtunabhängigkeit aus. So meistert der ShieldScan auch problemlos Erkennungsaufgaben, bei denen andere Systeme an ihre Grenzen stoßen, etwa bei spiegelnden Böden und Wänden oder ungünstigen Beleuchtungssituationen.

Nur noch ein Sensor für große und kleine Türen
Der Türsensor spannt ein Schutzfeld aus 20 Einzelstrahlen auf und benötigt kein rotierendes Spiegelsystem zur Strahlvervielfältigung. Anders als bei einem rotierenden System, bei dem alle Strahlen stets in derselben Ebene liegen, lassen sich die Einzelstrahlen des Solid-State-Sensors beliebig ausrichten und optimal an die Applikation anpassen. Zur Absicherung der Nebenschließkante hat Pepperl+Fuchs die Strahlen derart angeordnet, dass die Gefahrenzone durch ein gekrümmtes Schutzfeld quasi umbettet und ein bestmöglicher Umgreif- oder Hintergreifschutz realisiert wird.

Insgesamt sichern zehn Strahlen die Hauptschließkante, sieben die Schließkante unten am Türblatt sowie drei die Nebenschließkante an der Türaufhängung. Da sich alle Strahlen in einem kleinen Winkel von der Tür entfernen, schauen sie unter anderem problemlos am Handlauf der Hauptschließkante vorbei. So lässt sich mit einem einzigen System eine komplette Drehflügeltürseite mit bis zu 1800 mm Breite und 3500 mm Höhe überwachen.

Virtuelle Wand sorgt für stabilen Betrieb
Montage und Inbetriebnahme gestalten sich zügig und unkompliziert. Ein Novum stellt die sogenannte Virtuelle Wand dar. Der Sensor verfügt über eine dynamische, winkelabhängige Anpassung seines Schutzfelds. Damit ist ein explizites Einlernen einer Wand hinter der geöffneten Tür nicht notwendig. Beim Öffnen der Tür blendet das System die einzelnen Strahlen des Schutzfelds nacheinander aus, bis der maximale Türöffnungswinkel erreicht ist. Durch einen integrierten Gyrosensors kennt die Tür zu jedem Zeitpunkt ihre aktuelle Position.

Eine einmalige Lernfahrt reicht aus, um den maximalen Öffnungswinkel zu definieren. Anschließend ignoriert der Sensor jegliche Veränderungen hinter der geöffneten Tür und der Virtuellen Wand. So ist ein stabiler Betrieb gewährleistet, der sich etwa durch das Verschieben von Blumenkübeln oder anderen Objekten nicht beeinträchtigen lässt. Auch beim Verstellen des Neigungswinkels über das dafür vorgesehene Stellrädchen ist kein neuer Einlernvorgang notwendig. Der Sensor erfasst diese Änderung und berechnet automatisch die erforderlichen Parameter neu.

Vollkommen geräuschloser Betrieb
Der Verzicht auf einen rotierenden Antrieb mit empfindlichen beweglichen Teilen macht das System nicht nur robust gegenüber mechanischen Einflüssen wie Schlag- und Stoßbelastungen, sondern erlaubt auch einen vollkommen geräuschlosen Betrieb. Dem Einsatz in OP-Sälen, Ruheräumen, Bibliotheken, Konzert-Sälen usw. steht nichts entgegen. Mit der Schutzart IP65 ist der Türsensor auch ideal gegen Feuchtigkeit und Regen geschützt, so dass er sich auch im Außenbereich einsetzen lässt. Der Türsensor ist in einem kompakten, formschönen Gehäuse untergebracht, dass sich unauffällig in der Türecke unterbringen lässt. Der Deckel ist in verschiedenen Farben erhältlich und kann bei Bedarf umgespritzt werden.

Der ShieldScan erfüllt alle einschlägigen Sicherheitskriterien und ‑Normen. Wie bei Sicherheitsprodukten üblich, wird er mit der entsprechenden Baumusterprüfung ausgeliefert. In der Typprüfung beweist das System, dass es den in der EN 16005 definierten Prüfkörper CA zuverlässig erkennt und allen weiteren Anforderungen, wie EMV-, Temperatur-Festigkeit usw., gerecht wird.