Arten von Schaltern als Sicherheitsvorrichtungen im Maschinenbau

Sicherheitsschalter spielen eine wichtige Rolle im Maschinenbau. Sie minimieren Unfälle, indem sie gefährliche Bewegungen und Prozesse im Notfall zuverlässig unterbrechen oder verhindern. Je nach Anwendungsbereich kommen unterschiedliche Arten von Sicherheitsschaltern zum Einsatz. Dieser Artikel gibt einen Überblick über verschiedene Sicherheitsschalter, ihre Funktionsweisen und ihre Einsatzgebiete.

Was ist ein Sicherheitsschalter?

Ein Sicherheitsschalter unterscheidet sich von herkömmlichen Schaltern durch spezielle Konstruktionsmerkmale. Dazu gehören zwangsgeführte Kontakte, die eine zuverlässige Trennung auch bei Fehlern gewährleisten, sowie Selbstüberwachungsmechanismen zur frühzeitigen Fehlererkennung. Sicherheitsschalter sind so konstruiert, dass sie auch unter rauen Einsatzbedingungen höchste Zuverlässigkeit bieten. Sie unterliegen strengen gesetzlichen Vorgaben, insbesondere der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, und müssen entsprechende Normen wie EN ISO 13849-1/-2 oder IEC 60947 erfüllen. Weitere Informationen zu Sicherheitsvorrichtungen im Maschinenbau finden Sie in diesem Artikel.

Arten von mechanischen Sicherheitsschaltern

Je nach Einsatzgebiet gibt es im Maschinenbau verschiedene Arten von Sicherheitsschaltern, die sich in ihrer Bedienung unterscheiden.

Not-Aus-Schalter

Der Not-Aus-Schalter nach ISO 13850 ist eine der zentralen Sicherheitsvorrichtungen an Maschinen. Im Gefahrenfall muss er die sofortige und vollständige Abschaltung der Maschine auslösen, um Menschen oder Anlagen vor Schaden zu schützen. Zu den gängigen Bauformen zählen Pilzdrucktaster, die aufgrund ihrer Form und Farbgebung (rot auf gelbem Hintergrund) schnell erkennbar und leicht erreichbar sind. In großflächigen Anlagen kommen Zugseilschalter zum Einsatz, die über weite Distanzen gespannt werden können. Wichtig ist, dass die Rückstellung des Schalters nur durch eine bewusste Handlung erfolgt, damit ein unbeabsichtigtes Wiederanlaufen der Maschine ausgeschlossen ist.

Zweihandbedienung

Bei der Zweihandbedienung nach ISO 13851 handelt es sich um ein Sicherheitssystem, das die gleichzeitige Betätigung zweier räumlich getrennter Drucktaster erfordert. Nur wenn beide Taster innerhalb eines bestimmten Zeitfensters betätigt werden, wird der Maschinenprozess gestartet. So wird sichergestellt, dass sich die Hände des Bedieners nicht im Gefahrenbereich befinden. Diese Maßnahme ist insbesondere bei Stanzmaschinen, Pressen oder ähnlichen Maschinen mit hoher Verletzungsgefahr weit verbreitet.

Sicherheits-Fußschalter

Wenn eine Bedienung per Hand nicht möglich oder unpraktisch ist, werden Sicherheits-Fußschalter eingesetzt. Häufig ist das der Fall bei großen oder schweren Maschinen, bei denen man die Hände für andere Tätigkeiten braucht. Diese Schalter haben meist spezielle Schutzmechanismen wie Schutzhauben, um versehentliches Auslösen zu verhindern.

Lasttrennschalter und Schutzschaltungen

Lasttrennschalter werden eingesetzt, um elektrische Anlagen unter Last sicher abzuschalten, vor allem bei Wartungsarbeiten oder in Notfällen. Zusammen mit Schutzschaltungen ermöglichen sie eine sichere Isolation und verhindern die Gefahr von Spannungsrückständen oder unbeabsichtigtem Wiederanlauf.

Sicherheitsmechanismen zur Fehlervermeidung

Sicherheitsschalter werden meist in Kombination mit verschiedenen Sicherheitsmechanismen eingesetzt. Dazu gehören:

Schutzabdeckungen

Schalter in sicherheitskritischen Anwendungen sind oft mit mechanischen Schutzabdeckungen versehen. Diese verhindern versehentliche Betätigungen und schützen vor unautorisiertem Zugriff. Abdeckungen können transparent sein, um eine Sichtkontrolle zu ermöglichen, oder abschließbar, um gezielten Zugang zu erlauben.

Doppelte Kontakte

Bei sicherheitsgerichteten Anwendungen kommen häufig Schalter mit doppelten Kontakten zum Einsatz. Diese Redundanz stellt sicher, dass auch bei Ausfall eines Schaltkontakts die Sicherheitsfunktion erhalten bleibt. Gleichzeitig ermöglicht sie die Fehlererkennung durch ein Sicherheitsrelais oder Steuerungen, was den Ausfallschutz erhöht.

Anlaufschutz nach Maschinenausfall

Ein weiteres wichtiges Sicherheitsmerkmal ist der Anlaufschutz. Nach einem Stromausfall oder einer technischen Störung darf eine Maschine nicht automatisch wieder anlaufen. Sicherheitsschalter mit Anlaufsperre oder zusätzliche Freigabetaster verhindern diesen unbeabsichtigten Neustart. Erst nach gezielter Freigabe durch den Bediener kann der Maschinenprozess fortgesetzt werden.

Sensorbasierte Sicherheitsvorrichtungen

Neben mechanischen Sicherheitsschaltern kommen zunehmend sensorbasierte Systeme nach IEC 62046 zum Einsatz, die eine berührungslose Überwachung ermöglichen.

Lichtschranken

Lichtschranken nach IEC 61496-2 erkennen, wenn ein Objekt oder eine Person in einen definierten Gefahrenbereich eindringt, und lösen sofort eine Abschaltung der Maschine aus. Besonders bei offenen Arbeitsbereichen oder Maschinen ohne feste Einhausung sind Lichtschranken oder Lichtvorhänge eine effektive Sicherheitsmaßnahme.

Abstandssensoren

Abstandssensoren überwachen kontinuierlich den Abstand zu Objekten oder Personen. Wird ein definierter Mindestabstand unterschritten, wird eine Warnung oder eine Abschaltung ausgelöst. Sie kommen insbesondere bei Robotern und automatisierten Anlagen zum Einsatz.

Näherungsschalter

Näherungsschalter erfassen berührungslos die Position von Maschinenbauteilen oder Bedienern. In sicherheitsrelevanten Anwendungen dienen sie als Bestandteil von Schutztürüberwachungen oder Endlagenerfassungen. Weitere Informationen dazu finden Sie in unserem Blogbeitrag Näherungsschalter vs. Endschalter - Unterschiede und Einsatzgebiete.