Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken COMPACTlaser zur Absicherung in einem Aufprallsimulator

Sicherer Aufprall

Leuze: Bei der Konzeption des Aufprallsimulators ist neben der Auslegung eines Dämpfersystems und der Integration von Beschleunigungssensoren in die Anlage auch die Absicherung eine große Herausforderung. Hier müssen strenge Sicherheitsbestimmungen erfüllt werden, da beim Betrieb akute Verletzungsgefahr besteht. Die Absicherung wurde mit Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken von Leuze electronic realisiert.

An der Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) wird gegenwärtig im Labor Mess- und Sensortechnik des Instituts für Naturwissenschaften und Mathematik (INM) unter Leitung von Herrn Professor Klaus Durst ein Aufprallsimulator entwickelt. Auf einem Führungsschlitten befindet sich ein Sitz mit einer Versuchsperson. Der Sitz mit der Person wird mit einer definierten Beschleunigung und Geschwindigkeit gegen einen Stoßdämpfer gefahren und somit ein Kraftfahrzeugaufprall simuliert, wobei verschiedene Sensoren die zahlreichen Messdaten erfassen.

Bei der Erarbeitung des Sicherheitskonzepts durch die Projektingenieure Sandro Folisi und Janek Stahl hatte sich herausgestellt, dass es beim Betrieb des Aufprallsimulators zwei Arten von Gefahrenpotenzial gibt. Zum einen das nicht fachgerechte Bedienen der Anlage und zum anderen die Gefahr der äußeren Einflüsse, etwa wenn Personen den Gefahrenbereich betreten. Die Gefahr, die aus dem nicht fachgerechten Bedienen resultiert, wird anhand einer erstellten Checkliste minimiert, zudem darf die Bedienung der Anlage nur von eingewiesenem Fachpersonal vorgenommen werden. Das Sicherheitsrisiko durch eintretende Personen musste durch ein Konzept mit hoher Sicherheitsstufe beseitigt werden.

Die Abmessung der Anlage von 7 x 2,5 x 1,5 m gab vor, dass eine Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke den Schutz der gesamten Anlage, die zugänglich bleiben sollte, ideal gewährleisten kann. Nach umfassenden Recherchen der Projektingenieure kam das dreistrahlige System COMPACTlaser von Leuze electronic zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken vom Typ 4 gemäß IEC/EN 61496.

Der Sensor wird so angebracht, dass der unterste Strahl auf einer Höhe von 300 mm liegt und bei einem Strahlabstand von 400 mm eine Schutzfeldhöhe von insgesamt 1100 mm erreicht wird. Damit wird ein Unterkriechen, Durchlaufen und Überspringen zuverlässig verhindert. Das Sicherheitssystem besteht aus einem Sender und einem Empfänger. Die Absicherung der gesamten Anlage von allen vier zu erreichenden Seiten wurde durch drei Umlenkspiegel realisiert. Die freistehenden Umlenkspiegelsäulen stellen sich durch spezielle Federelemente am Fuß nach mechanischen Stößen selbstständig in ihre justierte Lage zurück.

Um die Anforderung nach möglichst kurzer Inbetriebnahmezeit und maximaler Justagequalität bei weiträumigen Absicherungen zu erfüllen, verfügen die Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken pro Lichtachse über einen integrierten Rotlicht-Justagelaser. Mit dem sichtbaren Laserpunkt lässt sich der Aufbau inklusive Justage sehr einfach bewerkstelligen.

Das System ist durch ein potentialfreies Schaltrelais an die Steuerung des Aufprallsimulators angeschlossen. Mit dem Ansprechverhalten der Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke, der kurzen Signalübertragungszeit des potentialfreien Schaltrelais und dem Stoppverhalten des Simulators konnte mit der Unterstützung des Leuze electronic Machine Safety Service Teams der geringe Mindestabstand von etwa 1 m errechnet werden. Laut Projektingenieur Sandro Folisi sichert das System von Leuze electronic die Anlage im Hinblick auf den Zugang von Personen zuverlässig ab.