Stories
27.08.2008

Pressen auf aktuellem Sicherheitsstandard

Das mittelständische Familienunternehmen Kandern Feuerfest GmbH hat im Jahr 2006 begonnen, alle Pressen mit aktueller Sicherheitstechnik aus Schweden auszurüsten...

Das mittelständische Familienunternehmen Kandern Feuerfest GmbH hat im Jahr 2006 begonnen, alle Pressen mit aktueller Sicherheitstechnik aus Schweden auszurüsten. Dadurch wurde durchgehend die höchste Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN 954-1, PL e nach DIN EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach DIN EN 62061 (VDE 0113-50) erreicht. Zum Einsatz kommen dabei Sicherheitskomponenten aus dem Haus Jokab Safety.

 

Neben der Sicherheits-SPS Pluto und Erweiterungsrelais BT51 von Jokab Safety finden auch Sicherheitsmodule Vital, elektronische Sicherheitssensoren Eden, Lichtvorhänge Focus, Not-Halt-Taster Smile sowie Anpassungsgeräte Tina 3A und 8A Anwendung. Dabei profitiert Kandern Feuerfest von der Wartungs- und Verschleißfreiheit der Sicherheitskomponenten, die Einsparungen ermöglicht. Zum anderen konnten die vorhandenen Pressen und Formen (Werkzeuge) auch nach der Umstellung weiter verwendet werden.

 

Feuerfeste Erzeugnisse im Fokus

Die Kandern Feuerfest GmbH produziert feuerfeste Steine und Erzeugnisse, insbesondere spezielle Formsteine für Kachelöfen und Kamine, Gießtrichter aus Präzi­sionskeramik für den Eisen- und Aluminiumguss sowie Gießschamotten für Bäckerei-Backöfen. Der jährliche Produktionsausstoß beträgt einige tausend Tonnen. Zu den wichtigsten Kunden zählen unter anderem namhafte Kachelofen- und Ofeneinsatz-Hersteller sowie der Kaminhersteller Schiedel. 1878 gegründet, beschäftigt das Unternehmen heute unter Leitung von Konrad Kügel rund 60 Mitarbeiter. Es ist eine rechtlich eigenständige GmbH, die mit dem Hauptwerk bei Nürnberg und einem Schamottewerk im sächsischen Radeburg mit der Feuerfest-Gruppe verbunden ist.

Die von beiden Seiten bedienbare Kurbelpresse bearbeitet die frisch von der Strangpresse kommenden Formteile. Ein Sicherheits-Lichtvorhang Focus und zwei Not-Halt-Taster Smile schützen vor Verletzungen

Die von beiden Seiten bedienbare Kurbelpresse bearbeitet die frisch von der Strangpresse kommenden Formteile. Ein Sicherheits-Lichtvorhang Focus und zwei Not-Halt-Taster Smile schützen vor Verletzungen

An der Hydraulikpresse arbeiten zwei Maschinenbediener gleichzeitig und pressen aus einer speziellen Masse Rohlinge für besonders maßgenaue Keramik-Formteile

An der Hydraulikpresse arbeiten zwei Maschinenbediener gleichzeitig und pressen aus einer speziellen Masse Rohlinge für besonders maßgenaue Keramik-Formteile

Zur Herstellung der Formsteine wird zunächst eine Tonmasse vorbereitet, die je nach gewünschtem Endprodukt aus verschiedenen Zutaten besteht. Dazu gehören Schamotte, Ton als Bindemittel, Weißerde aus der Region und produktspezifische Zusatzstoffe. Diese werden entsprechend gemahlen und gemischt, bevor sie mit Wasser versetzt werden. Das anschließende Mauken (Lagern) hängt vom gewünschten Endprodukt ab und dauert von wenigen Minuten bis maximal drei Wochen. Die Formgebung geschieht durch Strangziehen, Pressen oder Stampfen in Handarbeit.

 

In der nachfolgenden Trockenphase werden die geformten Rohlinge auf Trockenhorden gesetzt und entweder für eine Verweildauer von fünf bis acht Tagen den Trockenkammern oder eine Dauer von ein bis drei Wochen der Großraumtrocknerei zugeführt. Anschließend werden die Formsteine auf schienengebundenen Herdwagen gestapelt und in den Brennofen geschoben.

 

Die Brenntemperatur beträgt je nach Ofenbesatz 1.000 °C bis 1.400 °C. Der Brennvorgang ist nach einer Temperatur-Haltezeit von bis zu 12 h beendet. Es folgt eine Abkühlphase von ca. 36 h, bei der Ventilatoren programmgesteuert kühle Außenluft in den Brennofen blasen. Die hierbei entstehende Abwärme wird, wie zuvor auch während des Brands, zwecks Energieeinsparung in den Trocknereien genutzt. Die fertigen Formsteine werden schließlich entladen, palettiert und kommissioniert.

 

Hohe Qualität durch spezielle Kurbel- und Hydraulikpressen

Die Arbeitsvorgänge an den Pressen sind von entscheidender Bedeutung für die Qualität und Maßhaltigkeit der Formsteine und basieren auf jahrzehntelanger Erfahrung. Bei der mechanischen Konzeption der Pressen wurde der für die Technik verantwortliche Frank Szczurek von Betriebsschlosser Fritz Renk maßgeblich unterstützt.

Die Sicherheits-SPS Pluto B46-6 sowie Pluto B16 mit nachgeschalteten Erweite­rungsrelais BT51 sind staubgeschützt im Schaltschrank untergebracht und über­wachen die Sicherheit der Anlage

Die Sicherheits-SPS Pluto B46-6 sowie Pluto B16 mit nachgeschalteten Erweite­rungsrelais BT51 sind staubgeschützt im Schaltschrank untergebracht und über­wachen die Sicherheit der Anlage

Eine der Kurbelpressen dient dazu, die Rohlinge zu komprimieren und die Restluft herauszupressen. Die Einhaltung der engtolerierten Endmaße erfordert schon hier die Berücksichtigung der beim Trocknen und Brennen eintretenden Schwindung. Für hohe Produktivität sorgt eine Mehrfachpresse, die von zwei Seiten bedienbar ist und wahlweise einen Durchlauf- oder Einzelhubbetrieb ermöglicht. Hier werden die von der Strangpresse kommenden Formteile bearbeitet. Bei Bedarf arbeiten die Strangpressen unter Vakuum, um Lufteinschluss zu vermeiden. An der Hydraulikpresse können zwei Maschinenbediener gleichzeitig arbeiten. Hier werden aus einer speziellen Masse Rohlinge für besonders maßgenaue Keramikformteile für Eisen- und Aluminiumguss gepresst.

Optimaler Personenschutz durch Sicherheitslösung aus einer Hand

Die kurz vor der Baumusterprüfung beim TÜV Süd in Freiburg stehenden Pressen sind vollständig mit Sicherheitskomponenten von Jokab Safety ausgerüstet und erfüllen durchgängig die höchste Sicherheitskategorie 4. Da sie auch von Leiharbeitern bedient werden, wurde der Personenschutz besonders sicher ausgelegt. Die Sicherheitsüberwachung sämtlicher Anlagen erfolgt über die Sicherheits-SPS Pluto B46-6 mit insgesamt 46 Ein- und Ausgängen, teilweise mit nachgeschalteten Erweiterungsrelais BT51 zur Vervielfältigung der Ausgangskontakte sowie Pluto B16.

 

Zur Positionsüberwachung von Klappen, Deckeln und Maschinenteilen kommen ausschließlich elektronische Sicherheitssensoren Eden mit dynamischem Ausgangssignal zum Einsatz. Bei ihrem Einbau ergaben sich aufgrund ihrer Toleranz für Ausrichtung und Versatz Zeitersparnisse. Sie ersetzen die früher verwendeten elektromechanischen Grenztaster, die ca. alle acht Monate ausgetauscht werden mussten.

Das Anpassungsgerät Tina 3A ermöglicht den Anschluss von Unfallschutzgeräten mit mechanischen Ausgangskontakten an eine dynamische Sicherheitsschaltung nach Kategorie 4

Das Anpassungsgerät Tina 3A ermöglicht den Anschluss von Unfallschutzgeräten mit mechanischen Ausgangskontakten an eine dynamische Sicherheitsschaltung nach Kategorie 4

Die eingesetzten Sicherheits-Lichtvorhänge Focus haben eine hohe Auflösung von 14 mm und Schutzfeldhöhen von 300 mm, 450 mm und 600 mm. Einige Lichtvorhänge werden von je einem Sicherheitsrelais RT9 direkt überwacht oder mittels eines Sicherheitssensors Eden und eines Sicherheitsmoduls Vital gemutet. Für Notsituationen sind Not-Halt-Taster Smile mit zwei doppelten Öffnerkontakten oder eingebauter Tina-Schnittstelle vorgesehen. Ebenso wie die an anderen Stellen eingesetzten Anpassungsgeräte Tina 3A und Tina 8A, ermöglicht die Tina-Schnittstelle den Anschluss mehrerer Taster oder Unfallschutzgeräte mit mechanischen Ausgangskontakten an eine dynamische Sicherheitsschaltung nach Kategorie 4. Außerdem spart Tina 8A mit ihren acht Steckanschlüssen Arbeitszeit und ermöglicht eine einfache Erweiterung.

 

Sicherheits-SPS-System mit zusätzlichen Funktionen

Die Sicherheits-SPS Pluto B46-6 entspricht der höchsten Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN 954-1, PL e nach DIN EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach DIN EN 62061 (VDE 0113-50). Trotz ihrer geringen Breite von 90 mm ist sie nach Unternehmensangaben bislang die leistungsstärkste Sicherheits-SPS am Markt. So gibt Jokab Safety an, dass mit der von ihr implementierten Technologie an einem einzelnen Pluto-Eingang zehn Schalter nach höchstem Sicherheitsniveau überwacht werden können. Bei den herkömmlichen Technologien anderer Sicherheits-SPS seien dafür 20 Eingänge erforderlich.

Die elektronischen Sicherheitssenso­ren Eden haben einen Schaltabstand von 0 mm ... 15 mm. Aufgrund ihrer Toleranz für Ausrichtung und Versatz ist ihre Montage unkritisch

Die elektronischen Sicherheitssenso­ren Eden haben einen Schaltabstand von 0 mm ... 15 mm. Aufgrund ihrer Toleranz für Ausrichtung und Versatz ist ihre Montage unkritisch

Pluto B46-6 hat insgesamt 46 E/A, sechs davon sind unabhängige Sicherheitsausgänge. Außerdem können 16 E/A wahlweise als Ein- oder Ausgänge genutzt werden, und 24 Eingänge sind für Unfallschutzgeräte und sonstige Sensoren bestimmt. Da die Programmierung über die intuitive Pluto Manager Software im Kontaktplan erfolgt, eignet sich Pluto sowohl zur Sicherheitsüberwachung als auch zur Steuerung kleinerer Maschinen. Eine Bedienstation (Mensch-Maschine-Schnittstelle, HMI) lässt sich direkt an die serielle Schnittstelle oder den Sicherheits-CAN-Bus anschließen. Mit einem Gateway lassen sich die Informationen von einem Pluto-Netzwerk an andere Bussysteme, wie Profibus DP, CANopen, DeviceNet und Ethernet, übertragen und somit größere Systeme schaffen. Für einfachere Aufgaben kommt statt der Sicherheits-SPS Pluto das 22,5 mm breite elektronische Sicherheitsmodul Vital zum Einsatz.

 

Schlanke Sicherheits- und Erweiterungsrelais

Die ebenfalls 22,5 mm breiten Sicherheitsrelais BT51T sind für den Anschluss von Unfallschutzgeräten, wie Not-Halt-Taster, und zum Erweitern der Anzahl von Ausgängen bestimmt. Es zeichnet sich durch seine vier zweifachen Schließer als Sicherheitsausgänge, Testeingang, vollständige interne Überwachung und durch Verdrahtung wählbaren Verzögerungszeiten von 0 s bis 1,5 s aus. Der Testeingang dient zur Überwachung, dass Schütze oder Magnetventile abgefallen und wieder rückgesetzt sind, bevor ein Wiederanlauf zugelassen werden kann. Er kann ferner zum Starten und zur Überwachung der Starttaste verwendet werden.

 

Der Unfallschutz-Lichtvorhang

Die Lichtvorhänge Focus mit einem Querschnitt von 35 mm × 45 mm haben eine Auflösung von 14 mm für den Fingerschutz und von 35 mm für den Handschutz. Die senkrecht angeordneten Vorhänge lösen beim Eindringen in den Gefahrenbereich einen Abschaltbefehl aus. Die vom TÜV nach der Sicherheitsnorm DIN EN 61496-1 (VDE 0113-201) und DIN CLC/TS 61496-2 (VDE V 0113-202) zertifizierten Geräte vom Typ 4 lassen sich einfach konfigurieren und installieren. Eingänge zum teilweise oder vollständigen Muten der Lichtstrahlen sind vorhanden. Zu den besonderen Merkmalen zählen: Überwachung der Muting-Leuchte, optionales Floating Blanking, manuelle, überwachte oder automatische Rückstellung, zwei überwachte PNP-Sicherheits-Ausgänge mit Querschluss-Überwachung und M12-Anschlüsse. LED sorgen für einfache Ausrichtung und Anzeige von Verschmutzung, Betriebsspannung (DC 24 V ±20 %) und Ausgangszustand.

 

Not-Halt-Taster mit Öffnerkontakten oder dynamischem Ausgang

Da Zeit, Bauraum und hohe Sicherheitskategorie heute für viele Maschinen wichtige Faktoren sind, hat Jokab Safety den kleinen, aber leistungsstarken Not-Halt-Taster Smile entwickelt. Die Baugröße und die mittigen Löcher für die Befestigung machen den Einbau einfach. Smile hat für den schnellen Anschluss eine oder zwei M12-Steckverbindungen. Die Ausgänge sind entweder als zwei doppelte Öffnerkontakte ausgeführt oder mit einer eingebauten Tina-Schnittstelle versehen, die den Anschluss mehrerer Not-Halt-Taster an eine dynamische Sicherheitsschaltung nach Kategorie 4 ermöglicht. Der Taster verfügt auch über eine LED-Anzeige: Grün für „o.k.“ und Rot für Abschaltung.

 

Positive Erfahrungen

Elektromeister Frank Szczurek, seit 15 Jahren unter anderem für die gesamte Mess- und Regeltechnik bei Kandern Feuerfest verantwortlich, ist von der Sicherheitslösung von Jokab Safety überzeugt, da sie durchgängig die höchste Sicherheitskategorie 4 sicherstellt und dabei die Produktivität der Anlagen gleich blieb. Da sämtliche Pressen sowie das umfassende Formenlager weiterhin verwendet werden können, erübrigten sich Investitionen in neue Maschinen und Formen sowie das Einarbeiten des Bedienpersonals. Die montage- und bedienungsfreundlichen Sicherheitskomponenten kommen alle aus einer Hand und arbeiten trotz häufiger Erschütterungen, Stauberzeugung und Ölspritzer wartungs- und verschleißfrei.

 

Im Mittelpunkt der Sicherheitslösung steht die Sicherheits-SPS Pluto, deren Programmier-Software kostenlos verfügbar ist. Im Fall des Austauschs einer Pluto wird das vorhandene Programm automatisch von einem im Netz aktiven Gerät auf die neue Sicherheits-SPS überspielt. Der Elektromeister aus Kandern lobt außerdem die europäischen Zulassungen sowie den geringen Platzbedarf und den guten Service.

 

Andreas Strangfeld

Andreas Strangfeld ist Vertriebs­leiter bei Jokab Safety Deutschland in Spaichingen.

 

Weitere Informationen unter www.jokabsafety.com.

Produktberater für IP20-IO-Systeme

Finden Sie die passenden IP20-IO-Systeme mit dem Online-Produktberater Wie in einem Beratungsgespräch werden Sie interaktiv an die am besten passenden Produkte herangeführt.

Lesen Sie mehr...

In eigener Sache: Special Industrie 4.0

Das Thema Industrie 4.0 ist einer der größten Wachstumstreiber für die deutsche Industrie. In unserem 27-seitigen Special Industrie 4.0 informieren wir Sie über die Highlights, die Sie rund um das Thema unter anderem auf der Hannover Messe erwarten.

» E-Paper jetzt downloaden ...

» zur Android-App ...

» zur iPhone-/iPad-App...

Video-Tipp

der Redaktion

VDMA: Industrie 4.0 - Next Steps

Deutschland befindet sich inmitten eines technologischen Sprungs. Der deutsche Maschinenbau beflügelt seit Jahren weltweit den industriellen Fortschritt. Der Begriff „Industrie 4.0" steht dabei für die Vision einer vierten Industriellen Revolution.

Zum Schmunzeln

Psychiater zum Patient: „Halten Sie sich schon lange für einen Prinzen?"

Patient: „Nein, erst seitdem ich kein Frosch mehr bin …"

Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 28.08.2015