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Lichtschutzvorhänge, optischer Schutz vor gefährlichen Situationen

Lichtschutzvorhänge, optischer Schutz vor gefährlichen Situationen

Lichtschutzvorhänge, auch bekannt als Sicherheitslichtvorhänge, Lichtgitter oder optischer Schutz, sind die ideale Lösung, um Bediener vor gefährlichen Maschinen und Situationen zu schützen. Lichtvorhänge sorgen dafür, dass der Prozess automatisch gestoppt wird, wenn jemand den geschützten Bereich betritt.

Was ist ein Lichtvorhang?

Wie installiert man einen Lichtvorhang?

Was ist Muting?

Wozu werden Sicherheitslichtvorhänge eingesetzt?
Sicherheitslichtvorhänge schirmen gefährliche Bereiche mit einem Schutzfeld aus Infrarotlichtstrahlen ab, wodurch ein sicherer Bereich geschaffen wird und Lichtvorhänge der ideale Schutz für viele automatisierte Prozesse sind. Da Lichtvorhänge gefährliche Bereiche optisch abschirmen können, können sie in einigen Fällen physische Abschirmungsmethoden wie z. B. die Absicherung von Maschinenersetzen. Im Vergleich zu einer physischen Barriere sind Lichtvorhänge bei der Wartung von Maschinen und bei der Durchführung halbautomatischer Verfahren effizienter. Der Einsatz von Lichtvorhängen spart sowohl Platz als auch Kosten. Gleichzeitig bieten die Sicherheitsvorhänge mehr Freiheit und Flexibilität für den Benutzer.

Lichtvorhänge sind die ideale Lösung, wenn ein aktives Eingreifen in den Produktionsprozess erforderlich ist, zum Beispiel bei Verpackungsmaschinen, Pressen, Robotersystemen, Montagelinien und Förderanlagen.

Lichtvorhänge tragen dazu bei, die Sicherheit des Bedieners beim Einrichten, Warten und Reparieren der Maschinen zu gewährleisten. Sicherheitslichtvorhänge können auch eingesetzt werden, um einen bestimmten Punkt in einem gefährlichen Prozess zu schützen oder um den Gefahrenbereich um eine Maschine herum abzugrenzen.

Verwendung eines Lichtvorhangs
Lichtvorhänge sind optische Sicherheitssensoren, die als Bereichsschutz, Zugangsschutz und Abfangschutz eingesetzt werden können. Ein Lichtvorhang schützt eine Öffnung vor dem unbefugten Durchgang von Körperteilen. Die abzusichernde Öffnung kann von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern variieren.

Wenn die Gefahr besteht, dass sich Hände, Finger oder Arme des Bedienpersonals in unmittelbarer Nähe von Maschinen befinden, können Lichtvorhänge eingesetzt werden. Es gibt Lichtvorhänge, die speziell für die Erkennung von Fingern, Händen oder Körpern entwickelt wurden. In unserem Webshop bieten wir die MLG-Lichtvorhänge von Mechan Controls an. Diese sind mit einer Auflösung von 14, 30 oder 70 mm.

Was ist die Auflösung eines Lichtvorhangs? Die Auflösung ist der Abstand zwischen den Lichtstrahlen. Je kleiner die Auflösung, desto geringer ist der Abstand zwischen den Lichtstrahlen. Eine geringere Auflösung bedeutet, dass kleinere Körperteile vom Lichtvorhang erfasst werden. Der Lichtvorhang erkennt, wenn ein Finger, eine Hand oder ein Arm die Lichtstrahlen unterbricht und hält die Maschine an, um eine gefährliche Situation und Verletzungen zu vermeiden.

Bei Lichtschranken zur Begehungserkennung wird ein optischer Schutzschild um die Maschine herum aufgebaut. Wenn jemand den geschützten Bereich betritt, wird die Maschine abgeschaltet. Lichtschranken für die Begehungserkennung sind Lichtschranken mit 2, 3 oder 4 Lichtstrahlen. Die Anzahl der Strahlen, die Sie benötigen, hängt von der Erfassungshöhe ab. In unserem Sortiment haben wir die Multi-Beam light curtains von Mechan Controlsdie Multi-Beam-Lichtvorhänge von Mechan Controls. Diese Lichtvorhänge sind vom Sicherheitstyp 4 und eignen sich daher für SIL 3, Kat. 4 und PLe-Anwendungen.

Welcher Typ von Sicherheitslichtvorhang für Ihre Maschineninstallation am besten geeignet ist, hängt ab von:

  • der Auflösung (Anzahl der Strahlen) des Lichtvorhangs
  • der Sicherheitskategorie, die erreicht werden muss
  • der Erfassungshöhe
  • dem maximalen Abstand zwischen Sender und Empfänger
  • der Anforderung eines Muting

Wie funktioniert ein Lichtschutzvorhang?
Ein Lichtschutzvorhang besteht aus einem Sender und einem Empfänger. Der Sender enthält mehrere LEDs, die Infrarot-Lichtimpulse an den Empfänger senden. Sender und Empfänger kommunizieren miteinander, um die Impulse in der richtigen Reihenfolge und mit einer bestimmten Frequenz zu empfangen. Dadurch wird das Risiko von Störungen durch andere Lichtquellen ausgeschlossen.

Wenn ein undurchsichtiges Objekt das Signal zwischen dem Sender und dem Empfänger unterbricht. Der Empfänger empfängt nicht alle gesendeten Impulse, was bedeutet, dass der Lichtvorhang unterbrochen wurde. Diese Unterbrechung führt zum Anhalten der angeschlossenen Maschine. Im Falle eines Fehlers wird ein automatisches Stoppsignal an die überwachte Maschine gesendet, so dass diese zum Stillstand kommt.

Zu beachtende Punkte bei der Installation eines Sicherheitslichtvorhangs
Bevor man sich für einen Lichtvorhang entscheidet, um unsichere Situationen zu vermeiden, ist es wichtig, eine Risikoanalyse durchzuführen. Ein Lichtvorhang ist nur dann geeignet, wenn ein unbeabsichtigtes Eindringen oder plötzliches Eingreifen keine unerwünschten Folgen hat. Wichtig ist auch, dass sich keine gefährlichen Teile aus den Maschinen lösen können; ist das der Fall? Dann ist es besser zu entscheiden für eine physical Absicherung von Maschinen.

Ein Lichtvorhang ist nur für Maschinen geeignet, die an jedem Punkt ihres Arbeitszyklus anhalten können. Wenn eine Maschine, z. B. eine hydraulische Presse, ihren Zyklus noch beenden muss, wenn der Lichtvorhang ein Stoppsignal sendet, ist sie nicht für den Schutz durch einen Lichtvorhang geeignet. Für Maschinen, bei denen eine Störung des Prozesses unerwünscht ist, sind Prozessverriegelungen in Kombination mit Maschinenschutz) eine bessere Alternative. Wenn die Maschine eine Nachlaufzeit hat, sollten Sie immer eine Sicherheitsverriegelung oder schlüsseltransfersysteme verwenden.

Bei der Installation eines Lichtvorhangs muss sich der Reaktivierungs- und Reset-Schalter der Maschine außerhalb des Sicherheitsbereichs befinden. So kann die Maschine sicher reaktiviert werden. Eine mechanische Blockiervorrichtung mit einem Sicherheitsschlüssel kann am Lichtvorhang installiert werden, um ein Einklemmen und unbeabsichtigtes Wiedereinschalten des Lichtvorhangs zu verhindern.

Wie berechnet man den Sicherheitsabstand für Sicherheitslichtvorhänge?
Wenn Lichtvorhänge installiert werden, muss zunächst der erforderliche Sicherheitsabstand bestimmt werden. Der Sicherheitsabstand kann nach EN ISO 13855 berechnet werden. Um den richtigen Abstand zu bestimmen, wird zwischen Flächenschutz, Begehungsschutz und Schutzmaßnahmen unterschieden. Nach EN ISO 13855 wird der Sicherheitsabstand (S) hauptsächlich durch die folgenden Faktoren bestimmt.

  • Sicherheitsabstand (S)
  • Die Reaktionszeit der Sicherheitseinrichtung (T1)
  • Die Reaktionszeit der Maschine (T2)
  • Konstanter Wert in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Schutzes (Mehrstrahl, Fingerschutz, Handschutz) [mm] 8 x (d -14) (C)
  • Die Annäherungsgeschwindigkeit von Teilen des Körpers oder des gesamten Körpers. Dieser Faktor ist in EN ISO 13855 mit 1600 mm/sec für die Gehgeschwindigkeit und 2000 mm/sec für die Handgeschwindigkeit definiert. (K)

Nach EN ISO 13855 kann der Sicherheitsabstand (S) nach folgender Formel berechnet werden: S = (K x T ) + C

Weitere Informationen zur Bestimmung der Sicherheitsabstände Sie in den Sicherheitsnormen EN ISO 13857 über Sicherheitsabstände in explosionsgefährdeten Bereichen und EN ISO 13855 über die Anordnung von Schutzeinrichtungen in Abhängigkeit von den Annäherungsgeschwindigkeiten des menschlichen Körpers.

Wie werden Sicherheitslichtvorhänge montiert?
Wie sicher ein Lichtvorhang auch sein mag, ein Lichtvorhang schützt nur dann vor einer unsicheren Situation, wenn ein Lichtvorhang in der richtigen Höhe und mit dem richtigen Sicherheitsabstand montiert wird.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen Sender und Empfänger immer auf der gleichen Höhe montiert werden, wobei ihre Achsen aufeinander ausgerichtet sein müssen. Eine falsche Ausrichtung der Lichtvorhänge muss vermieden werden, da dies zu einer unsicheren Situation führt.

Im “Sichtfeld” der schützenden Lichtvorhänge Reflective surfaces within the range of the light curtains can lead to dangerous situations, since obstructions are not detected and thus the machine is not stopped.

Bei der Verwendung von Lichtvorhängen ist es wichtig, Interferenzen zu vermeiden, wenn verschiedene Sensoreinheiten im Erfassungsbereich der jeweils anderen verwendet werden. Es muss daher sichergestellt werden, dass sich ein Sender nicht im Sichtfeld des Empfängers befindet und umgekehrt.

Die ISO-Norm EN13855:2010 enthält Richtlinien für die korrekte Positionierung von fotoelektrischen Sicherheitseinrichtungen an Industriemaschinen. Dabei sind vor allem drei Punkte zu beachten:

  1. Die Bestimmung der richtigen Erfassungshöhe.
  2. Bestimmung des richtigen Mindestsicherheitsabstands.
  3. Der Zugang zu den gefährlichen Teilen der Maschine muss an den Stellen, an denen sich der Lichtvorhang nicht befindet, durch einen physische Sicherheitsumzäunung.

Um unsichere Situationen mit einem Lichtvorhang zu vermeiden, muss die Höhe des Lichtvorhangs so hoch sein, dass der Zugang zu allen gefährlichen Teilen aus jeder möglichen Zugangsrichtung nur durch den Lichtvorhang möglich ist. Alle möglichen Zugänge des Bedieners müssen berücksichtigt werden. Der Lichtvorhang muss in einem angemessenen Sicherheitsabstand zu den gefährlichen Teilen der Maschine angebracht werden. Berücksichtigt werden müssen die Abhängigkeit von der Bremsleistung der Maschine, der Größe des Lichtvorhangs und der Detektionsfähigkeit des Lichtvorhangs.

Für die MLG-Lichtvorhangsysteme von Mechan Controls gibt es 3 verschiedene Arten von Montagehalterungen.

  • Die verstellbare Montagehalterung kombiniert ein robustes Design mit einer schnellen Installation. Die Lichtvorhänge können einfach ausgetauscht werden, ohne sie neu ausrichten zu müssen.
  • Der Klemmbügel, bietet vielseitige Montagemöglichkeiten. Der Klemmbügel ist speziell für die Montage des Lichtvorhangs in einem Winkel konzipiert.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, Lichtvorhänge in begrenzten Räumen zu installieren. Die Endcap-Halterungen können verwendet werden, um den Lichtvorhang einfach an einem Stützpfosten oder an der Außenkante einer festen Struktur zu installieren.

Muting eines Lichtvorhangs
Lichtvorhänge haben oft eine Muting Funktion. Muting bedeutet die vorübergehende Unterbrechung der Sicherheitsfunktion. Muting kann zur Versorgung von Maschinen mit Materialien und zum Transport von produzierten Produkten verwendet werden, ohne dass die Maschine einen Sicherheitsstopp durchführt.

Muting-Sensoren werden eingesetzt, um automatisch eine Unterbrechung auszulösen, damit das Material durchlaufen kann. Muting-Sensoren müssen strenge Bedingungen erfüllen, die in der IEC 62046 beschrieben sind. Muting-Sensoren unterscheiden zwischen durchlaufendem Material und Personen.

Diese Unterscheidung wird durch die Reihenfolge und das Zeitintervall getroffen, in dem die Sensoren aktiviert werden. Davon hängt ab, ob der Ausgang des Sicherheitslichtvorhangs überbrückt wird oder nicht.

Beim Transport z.B. einer gestapelten Palette auf einer Rollenbahn sorgen die Muting-Sensoren dafür, dass der Sicherheitslichtvorhang in den Muting-Modus übergeht, wenn alle Muting-Anforderungen erfüllt sind.

Wenn z. B. eine Palette auf einer Rollenbahn den Lichtvorhang passiert, führt dies nicht zu einem Maschinenstopp. In dem Moment, in dem eine Person den Lichtvorhang auf der Rollenbahn passiert, werden die Muting-Sensoren nicht in der richtigen Reihenfolge aktiviert und ein Notstopp wird ausgelöst.

Der Einsatz von Muting ist in der Norm IEC 62046 ausführlich beschrieben. Dazu gehören Informationen über die Handhabung einer Überbrückung der Muting-Funktion, die Platzierung der Muting-Sensoren und den korrekten Überbrückungszyklus.

Sind Sie auf der Suche nach der richtigen Sicherheitslösung, um eine sichere Situation zu schaffen? Möchten Sie wissen, ob ein Lichtvorhang die richtige Lösung ist? Unsere Sicherheitsexperten stehen Ihnen jederzeit zur Verfügung und beantworten gerne alle Ihre Fragen zu Sicherheitslichtvorhängen.

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