Sicherheitsschaltgeräte für Staub-Ex-Bereiche: Berührungslose Technologien im Fokus

Elektromechanische Sicherheitsschalter

Extrem robust: die Ex-Sicherheitszuhaltung Ex STM 515

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Die in der Praxis am häufigsten gewählte Lösung besteht im Einsatz eines elektromechanischen Positionsschalters mit Sicherheitsfunktion oder eines Sicherheitsschalters mit getrenntem Betätiger. Die Normschalter (EN 50047 und 50041) der Serien Ex 97 und Ex 99 aus dem „Ex Safety“-Programm von Steute stehen für die erste Variante. Der Betätiger der Schalter, z. B. ein Rollenhebel, detektiert die Stellung der Schutztür und gibt ein entsprechendes Signal an das Sicherheitsrelais. Diese Baureihen können in den Gas-Ex-Zonen 1 und 2 sowie den Staub-Ex-Zonen 21 und 22 eingesetzt werden.

Dasselbe gilt für die „klassischen“ Sicherheitsschalter u. a. der Baureihe Ex AZ 16. Er erzeugt ein sicherheitsgerichtetes Signal, wenn der (an der Schutztür angebrachte) kodierte Betätiger aus dem Schalter herausgezogen wird. Zu den Merkmalen, die den Staubexplosionsschutz gewährleisten, gehört der staubdichte Anschlussraum für die Anschlussleitung.

Vorteilhafte Alternative: Berührungslose Stellungsabfrage mit Sensoren

Als Alternative zu elektromechanischen Schaltgeräten kann der Maschinenbauer berührungslos wirkende Sicherheitssensoren einsetzen. Das bietet in Staub-Ex-Bereichen den zusätzlichen Vorteil, dass sich die Stellungsüberwachung von Schutztüren mit glatten Oberflächen realisieren lässt. Die aktiven Flächen sowohl des Sensors als auch des Betätigers sind geschlossen, es gibt keine Öffnung für einen mechanischen Betätiger. Somit ist der Einsatz dieser Sicherheitsschaltgeräte in staubiger oder sonst wie verschmutzter Umgebung empfehlenswert.

Verschiedene Bauformen und Sensortechnologien

Eine (gute) Alternative gerade im staubigen und feuchten Umfeld: Ex-Sicherheitssensor RC Si M 30 IP69 Extreme

Für diese Anwendungen stehen u. a. die Sicherheitssensoren der Baureihe Ex RC Si M30 in zylindrischer Bauform zur Verfügung – auch in einer besonders robusten Version in Schutzart IP69 mit Edelstahlgehäuse.

Für den Anbau an die üblichen Profilsysteme des Maschinenbaus eignet sich z.B. die Baureihe Ex RC Si 56, die Schaltabstände bis zu 6 mm erlaubt, und die sehr kompakte Serie Ex HS Si 4. Alle genannten Sensorbaureihen schaffen auch die Voraussetzung für eine verdeckte Bauweise der Stellungsabfrage: Wenn Abdeckungen bzw. Gehäusekomponenten aus einem nichtmagnetischen Werkstoff (Kunststoff, Edelstahl) verwendet werden, kann der Sensor durch dieses Material hindurch den Betätiger detektieren. Das ist sowohl aus Sicht der Reinigungsfreundlichkeit ein Plus als auch im Hinblick auf den Manipulationsschutz: Der Bediener kann nicht erkennen, wo sich das Sicherheitsschaltgerät befindet.

Reed-Kontakt oder Hall-Sensor?

Die richtige Wahl bei vibrierenden Maschinen: Ex-Sicherheitssensor mit Hall-Sensor Ex HS Si4

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Der Ex HS Si 4 unterscheidet sich von den anderen Sicherheitssensoren im Steute-Programm dadurch, dass er nicht nach dem mechanischen Prinzip, mit einem Reed-Kontakt, detektiert. Stattdessen nutzt er einen elektronischen Hall-Effekt-Sensor, der sich im Vergleich zum Reed-Kontakt durch besondere Schock- und Vibrationsfestigkeit auszeichnet. Diese Art von Sicherheitssensoren ist somit bei vibrierenden Maschinen und Anlagen die bessere Wahl.

Die Vorteile der Verriegelung nutzen

Sicherheit in Ex-Bereichen bietet u. a. der Ex AZ 16, ein Sicherheitsschalter mit getrenntem Betätiger und separatem Anschlussraum.

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Eine Übersicht über staub-ex-geeignete Sicherheitsschaltgeräte wäre unvollständig ohne die Sicherheitszuhaltungen. Sie halten Schutztüren und Wartungsklappen so lange verriegelt, bis gefährliche Nachlaufbewegungen an Maschinen und Anlagen zum Halt gekommen sind.

Diese Aufgabe können u.a. die Sicherheitszuhaltungen der Ex-STM-515-Baureihe übernehmen. Typische Anwendungsbereiche, die der Hersteller bei der Entwicklung im Blick hatte, sind z.B. die Schutztüren und Wartungsklappen an Mischern und Mühlen sowie an Verpackungsanlagen für pulverförmige oder staubende Güter. Immer häufiger werden diese Verriegelungseinrichtungen auch dann eingesetzt, wenn sie sicherheitstechnisch nicht unbedingt erforderlich sind. In diesen Fällen dienen sie der Prozesssicherheit und verhindern, dass der Bediener die Maschine zum Halt bringt, indem er die durch einen Sicherheitsschalter oder -sensor überwachte Schutztür öffnet.

Überblick auf der Powtech

Auf der Powtech wird Steute verschiedene Möglichkeiten der Stellungsüberwachung von Schutztüren unter Staub-Ex-Bedingungen zeigen – in staubiger Atmosphäre.

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Der Überblick zeigt: Der Konstrukteur von Maschinen und Anlagen für staubexplosionsgefährdete Bereiche hat bei der Auswahl von Sicherheitsschaltgeräten einige Optionen. Um diese Wahlmöglichkeiten anschaulich darzustellen, hat der Steute-Geschäftsbereich Controltec eigens Messe-Exponate bauen lassen, die auf der Powtech ausgestellt werden. Diese zeigen die hier beschriebenen Lösungen im Umfeld von Schutztüren – und, ganz anschaulich, sogar in staub- oder wasserhaltiger Umgebung.