Pneumatische Sicherheitskomponenten: Wichtige Anwendungen und Compliance-Richtlinien

Mit der Einführung automatisierter Systeme ist der Maschinenbau noch komplexer geworden. Dies zwang Designer, mehr Zeit für die Implementierung neuerer Sicherheitsstandards aufzuwenden. Ein gutes Beispiel dafür ist die Überarbeitung der ISO 13849 im Jahr 2006, was bedeutete, dass alle Maschinenbauer nun sicherheitsrelevante Komponenten als Teil ihres Designprozesses berücksichtigen mussten.

Ein besonderer Aspekt, der berücksichtigt werden muss, ist die Sicherheit pneumatischer Systeme. Diese Systeme werden in vielen verschiedenen Branchen umfangreich eingesetzt, daher ist es entscheidend, sicherzustellen, dass sie mit Blick auf Sicherheit entworfen und gebaut werden.

Es gibt einige Schlüsselkomponenten, die in jedem pneumatischen System enthalten sein sollten, um dessen Sicherheit zu gewährleisten. In diesem Artikel gehen wir über fünf davon.

Fünf Schlüsselsicherheitsfunktionen in einem pneumatischen System

1. Schutz vor ungewolltem Maschinenanlauf.

Eine der kritischen Sicherheitsfunktionen, die in jedem pneumatischen oder automatisierten System vorhanden sein muss, ist der Schutz vor versehentlichem Einschalten von Maschinen. Dies kann eine gefährliche Situation sein, weil wenn eine Maschine ausgeschaltet und dann ohne ordnungsgemäße Sicherheitsverfahren wieder eingeschaltet wird, sie schwerwiegende Verletzungen für Personen in der Nähe verursachen könnte.

Es gibt einige Wege, dies zu erreichen, aber einer der häufigsten ist die Verwendung von Sicherheitsventilen und -schaltern.

Diese Ventile sind darauf ausgelegt, den Luftstrom zu den Aktuatoren zu blockieren, was den Maschinenanlauf verhindert. Andererseits werden die Schalter verwendet, um einen Luftdruckverlust zu detektieren. Dies ist normalerweise ein Hinweis darauf, dass etwas mit dem System schiefgelaufen ist, und die Schalten dann die Stromversorgung der Maschine ab.

Einige Maschinen haben eingebaute Elektronik, deren spezifische Funktion darin besteht, ungewollte Anläufe automatisch zu verhindern. Es gibt jedoch immer noch Produkte, die eine Sicherheits-SPS oder ein externes Sicherheitsrelais benötigen, um dieselben Funktionen auszuführen und Mindestsicherheitszertifizierungen einzuhalten.

2. Ablass- oder Luftdruck-Entlastungsschutz.

Ein Ablass oder Luftdruck-Ablass ist eine Sicherheitsfunktion, die verwendet wird, um Druck aus dem System in einer Notfallsituation abzulassen. Dies ist wichtig, weil sich der Druck zu stark aufbauen könnte, was zum Systemversagen und schweren Verletzungen führen könnte.

Die meisten Ablass- und Luftdruck-Entlastungen treten oft gleichzeitig mit einem unerwarteten Maschinenanlauf auf. Deshalb kombinieren moderne Sicherheitskomponenten im Allgemeinen beide Funktionen.

Es gibt zwei primäre Wege, sich davor zu schützen: Verwendung eines Ablassventils und Nutzung eines Druckablassventils.

Das Ablassventil lässt den Druck allmählich ab, was verhindert, dass das System abrupt versagt. Andererseits wird das Druckablassventil verwendet, um den Druck auf einmal abzulassen.

Maschinen, die auf neueren Technologien basieren, beginnen, Positionssensoren und Sanftanlaufventile einzubauen, um unerwartete Anläufe und Druckablässe zu managen.

3. Halten, Blockieren und Stoppen.

Die Fähigkeit, Betriebsausrüstung zu stoppen, zu blockieren und anzuhalten, ist eine weitere entscheidende Sicherheitsfunktion, die pneumatische Systeme benötigen. Dies ist wichtig, weil wenn etwas mit der Maschine schiefgeht, sie schnell gestoppt werden muss, um weiteren Schaden oder Verletzungen zu verhindern.

Um dies zu tun, verwenden die meisten pneumatischen Systeme verschiedene Ventile, wie Rückschlagventile, Druckentlastungsventile und Magnetventile.

• Rückschlagventile werden verwendet, um Strömung in eine Richtung zu verhindern. Sie werden normalerweise verwendet, um Aktuatoren bei Systemdruckverlust in Position zu halten.
• Druckentlastungsventile werden verwendet, um Druck abzulassen, wenn er zu hoch wird, was Systemversagen verhindert.
• Magnetventile werden verwendet, um den Luftstrom zu steuern, was es dem System ermöglicht, nach Bedarf ein- und ausgeschaltet zu werden.

Eine mechanische Bremse oder Sperre muss in einigen komplexen Anwendungen am Kolbenstangen des Zylinders installiert werden. Dies wird normalerweise in Anwendungen durchgeführt, wo hohe Haltekräfte benötigt werden oder wo die Maschine schnell stoppen können muss.

Zusätzlich haben einige moderne Maschinen zusätzliche Sicherheitskomponenten, die in der Lage sind, die Position der Ausrüstung oder ihrer Komponenten zu überwachen. Dies ermöglicht dem System zu wissen, wann etwas aus der Position ist und entsprechend zu reagieren.

4. Umkehren der Zylinderbewegung.

In einigen Fällen ist es notwendig, die Richtung der beweglichen Teile einer Maschine umzukehren. Dies wird normalerweise aus Sicherheitsgründen getan, beispielsweise wenn etwas den Maschinenweg blockiert. Wenn dies ignoriert wird, könnte dies zum Maschinenversagen führen und schwere Verletzungen für Personen in der Nähe der Maschine verursachen.

Der häufigste Weg, dies zu erreichen, ist die Verwendung eines Umkehrventils. Dieses Ventil wird verwendet, um die Richtung des Luftstroms zu ändern, was dann die Richtung der Ausrüstung ändert.

Einige komplexe Anwendungen erfordern jedoch ein proportionales Ventil, das eine präzisere Kontrolle über den Luftstrom ermöglicht. Dies ist wichtig, weil es dem Bediener erlaubt, die Richtung der Ausrüstung langsam zu ändern, was oft für empfindliche Situationen notwendig ist.

Feder-Rückkehr-Magnetventile können diese Sicherheitsfunktion ebenfalls erfüllen. Diese Ventile werden verwendet, um die Luftstromrichtung zu ändern, aber sie können auch in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird.

5. Geschwindigkeitsreduzierung.

Eine weitere oft notwendige Sicherheitsfunktion ist die Fähigkeit, die Geschwindigkeit der Ausrüstung zu reduzieren. Dies ist eine lebenswichtige Sicherheitsfunktion, weil sie dem Bediener erlaubt, die Maschine zu kontrollieren, wenn etwas schiefgeht. Beispielsweise, wenn ein Stück Ausrüstung zu schnell bewegt und Gefahr läuft, etwas zu treffen, kann der Bediener ein geschwindigkeitsreduzierendes Ventil verwenden, um es zu verlangsamen.

Zwei primäre Ventile werden für diesen Zweck verwendet: Druckreduzierventile und Durchflussregelventile.

• Druckreduzierventile werden verwendet, um den in das System strömenden Luftdruck zu reduzieren. Dies reduziert dann die Geschwindigkeit der Ausrüstung.

• Durchflussregelventile werden verwendet, um die Menge der in das System strömenden Luft zu regulieren. Dies reduziert auch die Geschwindigkeit der Ausrüstung, ist aber präziser als die Verwendung eines Druckreduzierventils.

In einigen Fällen können beide Ventiltypen verwendet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Es ist auch erwähnenswert, dass einige Maschinen eingebaute Geschwindigkeitsreduziervorrichtungen haben, wie ein Riemensystem.

Nehmen Sie diese Sicherheitskomponenten ernst

Sicherheitsmerkmale sind für jede Maschine wichtig, aber sie sind besonders vital für pneumatische Systeme. Dies liegt daran, dass pneumatische Systeme oft in gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden und typischerweise bewegliche Teile haben.

Es ist wichtig, die richtigen Sicherheitsmerkmale für Ihre Anwendung zu wählen und sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß installiert sind. Diese Funktionalitäten ernst zu nehmen, kann zu einer sichereren und effizienteren Arbeitsumgebung führen.

Wenn Sie Fragen zur pneumatischen Sicherheit haben oder Hilfe bei der Auswahl der richtigen Sicherheitskomponenten für Ihr automatisiertes System benötigen, kontaktieren Sie einen Experten bei John Henry Foster. Wir sind ein führender Anbieter zuverlässiger pneumatischer Aktuatoren und unser Team würde gerne Ihre Anfragen beantworten.