Sicherheitssensoren überwachen und melden

Albany Door Systems hat mit der RapidProtect 300-Baureihe neue ­Maschinenschutztore entwickelt, die auch höchsten Ansprüchen an Verfügbarkeit und Sicherheit in der automatisierten Fertigung gerecht werden. Die sicherheitsgerichtete Endabschaltung wird nicht über elektromechanische Positionsschalter, sondern von verschleißfreien, be­rührungslos wirkenden Sicherheitssensoren ausgelöst. Dabei verwendet Albany Door Systems die BNS 33-Bau­reihe der Schmersal Gruppe.

Echte Innovationen entstehen oft aus der Unzufriedenheit mit den Gegebenheiten. Die Erfindung des Schnelllauftors lässt sich auf ein sehr konkretes Unbehagen zurückführen: In einem schwedischen Werk der Albany Corporation, die technische Textilien herstellt, empfand ein Ingenieur im Jahr 1968 lästige Zugluft während der Arbeit. Er konstruierte einen Torrahmen und einen schnell laufenden Antrieb. Als Torbehang verwendete er die vorhandenen Textilien, mit denen man üblicherweise Zwischenprodukte der Papierherstellung trocknet. Diese Konstruktion bot mehrere Vorteile: Sie war leicht und einfach im Aufbau, und sie ließ sich sehr schnell öffnen und schließen. Dieser „Eigenbau" hatte weitreichende Folgen. Ein Besucher des Werks war begeistert und erteilte einen Auftrag für weitere Tore.

Die Idee des Ingenieurs führte in der Konsequenz dazu, dass die Albany-Gruppe heute weltweit zu den Marktführern bei Industrietoren gehört und in dieser Eigenschaft mindestens ebenso bekannt ist wie als Hersteller von technischen Geweben und Laminatwerkstoffen. Die Albany Door Systems produziert in fünf Werken auf drei Kontinenten und ist mit Vertriebs- und Serviceniederlassungen weltweit präsent. Die deutsche Gesellschaft Albany Door Systems GmbH hat ihren Sitz in Lippstadt und produziert hier vor allem für den europäischen Markt.

Maschinenschutztore: Hohe Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen
Wie hoch die Qualitätsanforderungen für diese Tore sind, zeigt ein Vergleich. Ein typisches Sektionaltor für eine Garage ist für 5.000 Betätigungen ausgelegt, ein Industrietor für 20.000 bis 30.000 Zyklen. Ein Schnelllauftor hingegen kann auf bis zu mehrere Millionen Zyklen kommen. Noch anspruchsvoller sind die Anforderungen, wenn es sich um ein Maschinenschutztor handelt: Bei Toren, die Hallenabschnitte trennen, ist nur die Öffnungszeit kritisch. Wenn die Tore aber an Maschinen zum Einsatz kommen, ist die Schließzeit ebenso wichtig. Denn die Summe aus Öffnungs- und Schließzeit ergibt die Unterbrechungszeit, während der die Maschine nicht arbeitet. Zudem sind diese Tore immer an die übergeordnete Steuerung der Maschine oder Anlage integriert - und sie sind in den Sicherheitskreis ­dieser Maschine eingebunden. Das heißt: Hier müssen, anders als bei konventionellen Industrietoren, auch die Anforderungen der Maschinenrichtlinie und der nachgeordneten Normen erfüllt werden. Zu den typischen Anwendungsbereichen dieser Tore gehören die Fertigungsstraßen der Automobilindustrie, Schweißroboterzellen oder Laserbearbeitungsanlagen, bei denen man spezielle Alu-Lamellentore einsetzt.

Neue Baureihe für hohe Ansprüche
Für diese herausfordernden Einsätze hat Albany Door Systems jetzt eine neue Baureihe entwickelt: Das Maschinenschutztor RapidProtect 300 ist robust, zuverlässig und einfach zu montieren. Es zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Servicefreundlichkeit aus und ist auf hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ausgelegt. Dank des flexiblen, aber stabilen Behangs ist es sehr leichtgängig und kann in kurzem Abstand zur Maschine installiert werden. Bei der Entwicklung haben die Konstrukteure auch die Sicherheits-Endabschaltung durchdacht und sich nicht für eine elektromechanische Endabschaltung, sondern für einen berührungslos wirkenden Sicherheitssensor entschieden. Er übermittelt der Steuerung in Verbindung mit einer Auswerteeinheit über einen potentialfreien sicheren Kontakt das Signal „Rolltor sicher geschlossen" - und erst wenn dieses Signal übertragen wurde, kann die Maschine wieder gestartet werden. Zusätzlich gibt die Torsteuerung auch über Meldekontakte die Signale „Tor offen", „Tor geschlossen" und „Störung" aus.

Vorteil: Berührungsloses und ­verschleißfreies Wirkprinzip
Ein großer Vorteil von Sicherheitssensoren gegenüber den üblicherweise eingesetzten elektromechanischen Positionsschaltern mit Sicherheitsfunktion besteht darin, dass ihr Wirkprinzip berührungslos und damit verschleißfrei ist. Diese Eigenschaft ist bei den Maschinenschutzrolltoren, die meistens in kurzer Frequenz und im 24-Stunden-Betrieb betätigt werden, sehr gefragt.
Albany Door Systems entschied sich für Sicherheitssensoren der Schmersal Gruppe vom Typ BNS 33. Diese Sicherheitsschaltgeräte sind mit 25 mm Bauhöhe so flach, dass sie sich gut in die Profilkonstruktion des Rahmens integrieren lassen. Sie sind über einen breiten Temperaturbereich von -25 bis +70 °C einsetzbar und auch für Anwendungen mit hoher Schalthäufigkeit bestens geeignet. Dies ist bei Maschinenschutztoren eine gefragte Eigenschaft, denn Albany verspricht für die Baureihe RapidProtect 300 hohe Zuverlässigkeit auch über Jahre - selbst dann, wenn die Tore im Sekundentakt öffnen und schließen. Das kann man für den BNS 33 auch mit Zahlen belegen. Schmersal gibt für den BNS 33 einen B10D-Wert nach EN 13849-1 von 25 Millionen an.

Bei den neuen Maschinenschutztoren kommt eine Sensor-Ausführung mit Stecker zum Einsatz, die sich schnell montieren lässt. Zur Auswertung der sicherheitsgerichteten Signale setzt Albany Door Systems den Relais-Sicherheitsbaustein vom Typ SRB 301 MC ein. Bei der Ausführung mit elektromechanischen Positionsschaltern werden die Signale von SRB ZH X1 ausgewertet, der über eine Anlauftestung verfügt. Diese Lösungen erfüllen Performance Level e nach DIN EN ISO 13849-1. Optional kann die Auswertung auch direkt durch die Maschinensteuerung erfolgen.

Beste Voraussetzungen für hohe Zuverlässigkeit
Der BNS 33 und der dazugehörige Betätiger sind gut geschützt im Rahmenprofil integriert. Auch davon unabhängig ist die Sicherheitssensorik unempfindlich gegen äußere Beeinflussung: Es können keine mechanischen Störungen auftreten, der hohe Schaltabstand erlaubt eine hohe Toleranz beim Anfahren der Endposition, und das Sicherheits-Schaltgerät ist auch wirksam bei definiertem Versatz zwischen Sensor und Betätiger. Somit sind beste Voraussetzungen für einen störungsfreien Betrieb über lange Zeiträume gegeben. Und im Falle eines Falles ist das „Innenleben" der Torseitenteile schnell zugänglich. Optional können die Tore auch mit einer transparenten Abdeckung für die Sicherheitssensorik ausgerüstet werden. Dann ist eine einfache Sichtkontrolle von Sensor und Betätiger möglich.

Baumustergeprüftes ­Sicherheitskonzept
Die neuen Maschinenschutztore wurden schon nach den Maßgaben der neuen Maschinenrichtlinie und den Anforderungen der DIN EN ISO 13849-1 entwickelt, d.h. es kam auch schon die neue, probabilistische Vorgehensweise der Risikoanalyse zum Tragen, die auch die Ausfallwahrscheinlichkeiten der sicherheitsgerichteten Komponenten einbezieht. Dies ist gerade im Hinblick auf die hohe Verfügbarkeit, die über die gesamte Lebensdauer von den Toren gefordert wird, sinnvoll und wünschenswert. Albany Door System hat sich aber noch darüber hinaus abgesichert und das Sicherheitskonzept der RapidProtect 300-Baureihe von einer neutralen Instanz prüfen lassen. Inzwischen hat der TÜV Nord auch weitere, vorhandene Baureihen geprüft und die Baumusterprüfung erteilt. Dies gilt u. a. für das Maschinenschutz-Rolltor RapidRoll 3000 mit einem Torbehang aus doppelwandigen Alu-Lamellen sowie für die Baureihe RapidProtect 2000 in starrer Bauweise.