1. Geltungsbereich und Zweck
Dieser Leitfaden bietet ein umfassendes Verfahren zur Funktionsprüfung, Reaktionszeitmessung und Dokumentation von Not-Aus-Schaltungen an Industriemaschinen. Die Einhaltung dieses Verfahrens ist entscheidend für die Sicherheit des Personals, die Minimierung von Anlagenschäden im Fehlerfall und die Konformität mit internationalen Sicherheitsstandards wie ISO 13850 (Sicherheit von Maschinen – Not-Aus-Funktion – Konstruktionsgrundsätze) und NFPA 79 (Elektrische Norm für Industriemaschinen).
Diese Wartungsprozedur ist für alle Maschinen mit Not-Aus-Schaltung obligatorisch und muss durchgeführt werden:
- Vierteljährlich (alle drei Monate) im Rahmen der planmäßigen vorbeugenden Wartung.
- Nach jeder Änderung, Reparatur oder dem Austausch von Not-Aus-Komponenten oder der zugehörigen Steuerschaltung.
- Vor der Inbetriebnahme neuer oder versetzter Maschinen.
- Nach jedem Vorfall, bei dem ein Not-Aus-Schalter aktiviert wurde.
Das Hauptziel ist die Überprüfung, ob alle Not-Aus-Vorrichtungen und die zugehörigen Sicherheitsschaltungen zuverlässig einen Stopp der Kategorie 0 oder Kategorie 1 gemäß IEC 60204-1 (Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen) innerhalb akzeptabler Reaktionszeiten erreichen.
2. Sicherheitsvorkehrungen
WARNUNG: Wartungsarbeiten an Not-Aus-Schaltern beinhalten Arbeiten an unter Spannung stehenden elektrischen Systemen und potenziell gefährlicher mechanischer Energie. Die Nichtbeachtung dieser Sicherheitsvorkehrungen kann zu schweren Verletzungen, Stromschlag oder Tod führen.
- Sperren/Kennzeichnen (LOTO): Führen Sie vor Beginn jeglicher Arbeiten am Not-Aus-Schalter oder an Maschinen stets ein umfassendes Sperren/Kennzeichnen-Verfahren gemäß OSHA 29 CFR 1910.147 (Kontrolle gefährlicher Energien) durch. Überprüfen Sie den energiefreien Zustand (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch, mechanisch) mithilfe geeigneter Prüfgeräte.
- Persönliche Schutzausrüstung (PSA): Es ist zwingend geeignete PSA zu tragen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Lichtbogenfeste (AR) Kleidung (mindestens HRC 2), Schutzbrille (ANSI Z87.1-konform), elektrisch geprüfte Handschuhe (z. B. Klasse 00 für <500 V, ASTM D120-Standard) und Sicherheitsschuhe (ASTM F2413-konform).
- Gefährliche Energieprüfung: Vor dem Berühren von Bauteilen muss mit einem ordnungsgemäß dimensionierten und kalibrierten berührungslosen Spannungsprüfer (NCVT) und einem Digitalmultimeter (DMM) überprüft werden, ob Spannung anliegt.
- Unerwartete Maschinenbewegungen: Beachten Sie, dass Maschinen gespeicherte Energie enthalten können, die zu unerwarteten Bewegungen führen kann. Sichern Sie gegebenenfalls alle beweglichen Teile mit mechanischen Blöcken oder Vorrichtungen.
- Enge Räume: Bei Arbeiten in engen Räumen sind alle Verfahren für das Betreten enger Räume zu befolgen (z. B. OSHA 29 CFR 1910.146), einschließlich der Überwachung der Atmosphäre und der Bereitstellung von Bereitschaftspersonal.
3. Benötigte Werkzeuge und Materialien
| Werkzeug/Material | Spezifikation | Menge |
|---|---|---|
| Digitales Multimeter (DMM) | Echter Effektivwert, CAT III 1000 V / CAT IV 600 V, Fluke 179 oder gleichwertig, mit kalibrierten Messleitungen | 1 |
| Stoppuhr/Digitaltimer | Auflösung: ±1 ms, zertifiziert auf Genauigkeit (z. B. Fluke 787 ProcessMeter mit Timerfunktion oder spezieller Labortimer) | 1 |
| Lockout/Tagout-Kit | Vorhängeschlösser, Energiequellen-Etiketten, Sicherungsautomaten-Sperren, Ventil-Sperren | 1 pro Techniker |
| Isolierte Handwerkzeuge | Schraubendreher (Kreuzschlitz Nr. 1, Nr. 2; Schlitz 3,5 mm, 5,5 mm), Zangen, Abisolierzangen (VDE 1000V-Norm) | 1 Satz |
| Drehmomentschlüssel (elektrisch) | Bereich: 0,5 – 6 Nm (4,4 – 53 in-lb), zertifiziert für Genauigkeit (±4%), mit verschiedenen Bitgrößen (z. B. Wiha 2872 Serie oder gleichwertig) | 1 |
| Not-Aus-Testberichtformular | Standardisiertes UNITEC-D-Formular (digital oder in Papierform) | Wie erforderlich |
| Reinigungslösung (nichtleitend) | Zugelassener industrieller Kontaktreiniger, z. B. 3M Novec 7100 oder gleichwertig | 1 Dose |
| Fusselfreie Tücher | Mikrofaser, nicht scheuernd | Wie erforderlich |
| Sicherheitsgurt/Verbindungsmittel | Entspricht ANSI Z359.1, wenn in der Höhe gearbeitet wird | Wie erforderlich |
4. Checkliste für die Inspektion vor der Wartung
| Artikel | Überprüfen | Annahme-/Ablehnungskriterien | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Zugang und Sichtbarkeit | Prüfen Sie, ob alle Not-Aus-Einrichtungen frei zugänglich und gut sichtbar sind. | Freier Zugang (mind. 1 Meter Radius) und freie Sicht auf den Not-Aus-Betätiger. | Bei Behinderung durch Material, Schutt oder Geräte ablehnen. Für ausreichende Beleuchtung sorgen. |
| Aktorzustand | Prüfen Sie die Not-Aus-Taster/Zugschnüre auf physische Beschädigungen, Risse, Verformungen oder fehlende Bauteile. | Der Betätigungskopf ist intakt, weist keine Risse auf und funktioniert reibungslos ohne zu klemmen. | Auszusortieren, wenn der Aktor beschädigt oder schwergängig ist oder zu viel Spiel hat. |
| Etikettierung und Kennzeichnung | Vergewissern Sie sich, dass die Not-Aus-Schalter deutlich mit „NOT-AUS“ oder „E-STOP“ in kontrastierenden Farben gekennzeichnet sind. | Die Kennzeichnung muss lesbar, dauerhaft und in der jeweiligen Landessprache erfolgen (z. B. Englisch für die USA/Großbritannien). | Bei fehlender, verblasster oder fehlerhafter Etikettierung zurückweisen. ISO 3864-1 beachten. |
| Gehäuseintegrität | Prüfen Sie die Not-Aus-Gehäuse und Kabeleinführungen auf Beschädigungen, lose Verbindungen oder Feuchtigkeitseintritt. | Gehäuse intakt, Dichtung korrekt eingesetzt, keine Anzeichen von Korrosion oder Eindringen von Fremdkörpern. Stopfbuchsenmuttern festgezogen. Drehmomentwert für die Schrauben der Gehäuseabdeckung: 1,5 Nm (13 in-lb). |
Zurückweisen, wenn das Gehäuse beschädigt ist und dadurch Schmutz oder Feuchtigkeit eindringen können. |
| Verdrahtungsanschlüsse (visuell) | Prüfen Sie die freiliegenden Drahtanschlüsse an Not-Aus-Geräten und Bedienfeldern visuell auf lose Verbindungen, Ausfransungen oder Anzeichen von Überhitzung. | Anschlüsse sicher, keine sichtbaren Schäden an der Isolierung, keine Verfärbungen. | Zurückweisen, wenn die Verkabelung ausgefranst ist, die Isolierung beschädigt ist oder Anzeichen von Lichtbögen/Überhitzung vorhanden sind. |
| Sicherheitsrelais-/Controller-Status | Achten Sie auf die Statusanzeigen (LEDs) an den Sicherheitsrelais oder Sicherheits-SPSen, um Fehlercodes oder anormale Zustände zu erkennen. | Alle Status-LEDs zeigen den normalen Betrieb an (z. B. „Power“ EIN, „Output“ AUS, keine Fehleranzeigen). | Bei Anzeige von Fehlercodes oder anormalen Zuständen ablehnen. Siehe Handbuch des Originalherstellers. |
5. Schritt-für-Schritt-Anleitung
5.1. Vorbereitung auf den Test
- Dokumentation prüfen: Beschaffen und prüfen Sie die aktuellsten Schaltpläne, Steuerungsverdrahtungsdiagramme, Funktionsblockdiagramme der Sicherheitseinrichtungen und die Wartungshandbücher des Originalherstellers (OEM) speziell für das Not-Aus-System der Maschine. Notieren Sie die zu erwartende Not-Aus-Kategorie (0 oder 1).
- Personal benachrichtigen: Informieren Sie alle relevanten Produktions- und Wartungsmitarbeiter darüber, dass die Not-Aus-Prüfung beginnt und die Maschine vorübergehend nicht verfügbar sein wird.
- Sicheren Arbeitsbereich einrichten: Den Arbeitsbereich gegebenenfalls absperren, um unbefugten Zutritt zu verhindern.
- Lockout/Tagout (LOTO) anwenden:
- Identifizieren Sie alle Energiequellen für die Maschine (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch, mechanisch).
- Alle identifizierten Energiequellen stromlos schalten und isolieren.
- Bringen Sie an jedem Energieisolierungsgerät persönliche LOTO-Vorrichtungen (Vorhängeschlösser, Anhänger) an.
- Häufiger Fehler: Versäumnis, die Nullenergie zu überprüfen. Verwenden Sie nach der LOTO-Phase und vor dem Fortfahren stets ein Digitalmultimeter, um die Spannungsfreiheit aller Phasen und Steuerkreise zu bestätigen.
- Anlegen der persönlichen Schutzausrüstung: Stellen Sie sicher, dass die gesamte erforderliche persönliche Schutzausrüstung (Lichtbogenschutzkleidung, Schutzbrille, Elektrohandschuhe, Sicherheitsschuhe) ordnungsgemäß angelegt ist.
5.2. Funktionale Verifikation
Dieser Abschnitt beinhaltet die vorübergehende Wiederherstellung der Stromversorgung ausschließlich des Steuerstromkreises, um die Not-Aus-Funktion unter kontrollierten Bedingungen zu testen. Stellen Sie sicher, dass alle Hauptstromabschalter bis auf Weiteres mit der Sperre (LOTO) gesichert bleiben.
- Teilweise Wiederherstellung der Stromversorgung (Steuerkreis): Die Stromversorgung des Steuerkreises der Maschine darf nur dann vorsichtig wiederhergestellt werden, wenn dies für die Betätigung des Not-Aus-Schalters erforderlich ist. Es muss sichergestellt werden, dass die Hauptstromversorgung der Motoren/Aktuatoren weiterhin unterbrochen und gesichert ist.
- Testen Sie jede Not-Aus-Vorrichtung (sequenzielle Aktivierung):
- Beginnen Sie mit der ersten Not-Aus-Vorrichtung und aktivieren Sie diese kurzzeitig durch Drücken des Knopfes oder Ziehen an der Schnur.
- Visuelle Anzeige: Prüfen Sie, ob die Maschine gemäß den Herstellervorgaben alle gefährlichen Bewegungen sofort einstellt (Stopp Kategorie 0) oder einen kontrollierten Stopp mit anschließender Stromabschaltung einleitet (Stopp Kategorie 1). Beachten Sie die entsprechenden Statusleuchten am Bedienfeld oder Sicherheitsrelais.
- DMM-Überprüfung (Kontaktstatus): Stellen Sie das DMM auf Durchgangs- oder Widerstandsmessung ein und prüfen Sie, ob die normalerweise geschlossenen (NC) Kontakte der Not-Aus-Vorrichtung bei Aktivierung geöffnet (unendlicher Widerstand) und die normalerweise offenen (NO) Kontakte geschlossen (nahezu Null Widerstand) sind.
- Dokumentation: Not-Aus-Geräte-ID, beobachtete Maschinenreaktion und DMM-Messwerte auf dem Not-Aus-Testberichtformular festhalten.
- Zurücksetzen: Nach Überprüfung der Aktivierung den Not-Aus-Schalter manuell zurücksetzen (drehen oder ziehen). Versuchen Sie noch nicht, die Maschine neu zu starten.
- Wiederholung: Fahren Sie mit der nächsten Not-Aus-Vorrichtung fort und wiederholen Sie die Schritte 5.2.2a bis 5.2.2e, bis alle Not-Aus-Vorrichtungen der Maschine einzeln getestet wurden.
- Gleichzeitiger Aktivierungstest (falls zutreffend): Wenn die Not-Aus-Architektur mehrere in Reihe oder parallel geschaltete Not-Aus-Schalter umfasst, aktivieren Sie zwei oder mehr Not-Aus-Schalter gleichzeitig (z. B. einen Knopf und eine Zugschnur), um die redundante Funktion zu überprüfen.
- Abschaltsteuerung: Sobald alle Funktionstests abgeschlossen sind, schalten Sie die Stromversorgung der Steuerschaltung ab und führen Sie eine LOTO-Abschaltung durch.
5.3. Reaktionszeitmessung (Fortgeschritten)
Dieses Verfahren quantifiziert die gesamte Anhaltezeit von der Aktivierung des Not-Aus-Schalters bis zum Stillstand der gefährlichen Bewegung. Dies erfordert häufig, dass die Maschine im kontrollierten Testmodus läuft.
WARNUNG: Für die Messung der Reaktionszeit muss die Maschine betriebsbereit sein. Stellen Sie sicher, dass sich nur unbedingt notwendiges Personal in der Nähe aufhält und alle Sicherheitsvorschriften strikt eingehalten werden.
- Vorbereitung der Messung:
- Entfernen Sie alle LOTO-Vorrichtungen (erst nachdem Sie sich vergewissert haben, dass sich alle Personen im Gefahrenbereich befinden und alle Wachen an ihrem Platz sind).
- Schalten Sie die Maschine in einen kontrollierten Betriebszustand (z. B. niedrige Drehzahl, keine Last).
- Positionieren Sie die Stoppuhr/den digitalen Timer so, dass er/sie beim Auslösen des Not-Aus-Schalters präzise aktiviert und beim vollständigen Stillstand der gefährlichen Bewegung gestoppt wird. Einige moderne Sicherheitsanalysatoren können dies automatisieren.
- Reaktionszeit für jeden Not-Aus-Schalter messen:
- Maschinenbewegung einleiten (z. B. Förderband in Betrieb nehmen, Spindel drehen).
- Gleichzeitig einen Not-Aus-Schalter betätigen und den Timer starten.
- Stoppen Sie den Timer genau dann, wenn alle gefährlichen Bewegungen aufhören.
- Notieren Sie die gemessene Zeit. Wiederholen Sie diese Messung dreimal (3) für jede Not-Aus-Vorrichtung und berechnen Sie den Durchschnitt.
- Akzeptanzkriterien: Vergleichen Sie die durchschnittliche gemessene Reaktionszeit mit der vom OEM vorgegebenen maximal zulässigen Stoppzeit (z. B. < 500 ms für die mechanische Bremsbetätigung, < 100 ms für die Abschaltzeit des Sicherheitsrelais). Halten Sie die Anforderungen des Performance Levels (PL) bzw. des Safety Integrity Levels (SIL) ein.
- Dokumentation: Tragen Sie alle drei Messwerte und die durchschnittliche Zeit für jeden Not-Aus-Schalter in das Not-Aus-Prüfprotokoll ein. Notieren Sie etwaige Abweichungen.
- Häufiger Fehler: Ungenaue Zeitmessung durch manuelle Eingriffe. Bei kritischen Systemen empfiehlt sich der Einsatz eines Sicherheitslichtvorhangs oder Lasersensors, um den Timer bei Bewegungsstopp automatisch auszulösen.
- Systemwiederherstellung: Sobald alle Reaktionszeitmessungen abgeschlossen sind, bringen Sie die Maschine sicher zum Stillstand und wenden Sie die vollständige LOTO-Regelung für abschließende Kontrollen erneut an.
5.4. Nachkontrolle und Dokumentation nach der Wartung
- Interne Verkabelung & Anschlüsse: LOTO erneut anwenden. Not-Aus-Gehäuse und Bedienfelder öffnen. Interne Verkabelung auf Beschädigungen prüfen und sicherstellen, dass alle Drahtanschlüsse fest sitzen. Klemmschrauben gemäß Herstellervorgaben nachziehen (z. B. M3-Schrauben für die Steuerverdrahtung: 0,6 Nm / 5,3 in-lb).
- Dichtung und Gehäuseabdichtung: Stellen Sie sicher, dass die Not-Aus-Gehäuse ordnungsgemäß abgedichtet sind und die Dichtungen intakt sind, um die Schutzart (z. B. IP65 oder IP67) aufrechtzuerhalten.
- Vollständigkeit des Prüfberichts: Stellen Sie sicher, dass das Formular für den Not-Aus-Prüfbericht vollständig ausgefüllt ist, einschließlich:
- Datum und Uhrzeit des Tests.
- Namen und Unterschriften der Techniker, die den Test durchgeführt haben.
- Maschinen-ID und Standort.
- Ergebnisse aller Funktions- und Reaktionszeittests (Bestanden/Nicht bestanden).
- Welche Korrekturmaßnahmen wurden ergriffen?
- Kalibrierungsstatus der verwendeten Testgeräte.
- Systemübergabe: Übergeben Sie den ausgefüllten Not-Aus-Testbericht dem zuständigen Vorgesetzten oder Produktionsleiter. Erläutern Sie etwaige Abweichungen oder erforderliche Folgemaßnahmen.
- LOTO-Entfernung: LOTO-Vorrichtungen dürfen erst entfernt werden, wenn sich alle Personen im System befinden, alle Werkzeuge erfasst sind und die Betriebssicherheit des Systems bestätigt wurde.
6. Checkliste zur Überprüfung nach der Wartung
| Prüfen | Erwartetes Ergebnis | Tatsächliches Ergebnis | Bestanden/Nicht bestanden |
|---|---|---|---|
| Überprüfung der Not-Aus-Rückstellung | Die Maschine startet nach dem Zurücksetzen auf Not-Aus nicht automatisch neu. Ein manueller Neustart ist erforderlich. | ||
| Wiederherstellung des Normalbetriebs | Die Maschine funktioniert normal, nachdem das Not-Aus-System zurückgesetzt und die Maschine manuell neu gestartet wurde. | ||
| Alle Not-Aus-Vorrichtungen geprüft | Alle Not-Aus-Einrichtungen (Druckknöpfe, Zugschnüre, Fußpedale) wurden einzeln betätigt und überprüft. | ||
| Einhaltung der Reaktionszeit | Alle gemessenen Ansprechzeiten des Not-Aus-Schalters liegen innerhalb der Spezifikationen des Originalherstellers und der Sicherheitsnormen. | ||
| Dokumentation vollständig | Das Formular für den E-Stop-Testbericht wurde vollständig ausgefüllt, unterschrieben und eingereicht. | ||
| Räumungsgebiet | Alle Werkzeuge, Bauschutt und Personen wurden aus dem Arbeitsbereich entfernt. |
7. Leitfaden zur Fehlerbehebung
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Korrekturmaßnahme |
|---|---|---|
| Not-Aus-Schalter aktiviert, aber Maschine stoppt nicht. |
|
|
| Not-Aus-Schalter aktiviert, aber die Maschine stoppt langsam oder verzögert. |
|
|
| Die Maschine kann nach dem Zurücksetzen per Not-Aus nicht neu gestartet werden. |
|
|
| Fehlauslösungen (falsche Not-Aus-Aktivierungen). |
|
|
8. Empfohlener Wartungsplan
| Aufgabe | Frequenz | Geschätzte Dauer | Fähigkeitsniveau |
|---|---|---|---|
| Sichtprüfung der Not-Aus-Schalter | Täglich / Pro Schicht | 5-10 Minuten | Bediener/Techniker I |
| Funktionstest (Drücken & Zurücksetzen) | Wöchentlich | 15-30 Minuten | Techniker I / II |
| Detaillierte Funktionsprüfung und Dokumentation | Vierteljährlich | 1-2 Stunden | Techniker II / III |
| Reaktionszeitmessung & vollständiger Bericht | Jährlich | 2-4 Stunden | Techniker III / Zuverlässigkeitsingenieur |
| Systemprüfung und Risikobewertung | Zweijährlich (alle 2 Jahre) | 4-8 Stunden | Sicherheitsingenieur / Zuverlässigkeitsingenieur |
9. Ersatzteilliste
| Teilebeschreibung | Typische Spezifikation | UNITEC-Kategorie |
|---|---|---|
| Not-Aus-Taster | Pilzkopf, Drehverschluss, 22 mm / 30 mm Durchmesser, 1 NC-Kontaktblock, Schutzart IP65/IP67 | Steuerungskomponenten |
| Not-Aus-Kontaktblock | 1 NC (normalerweise geschlossen) oder 1 NO + 1 NC-Konfiguration, Schnappmontage | Steuerungskomponenten |
| Sicherheitsrelaismodul | Ein- oder Zweikanal-Eingang, 2 NO-Sicherheitsausgänge, 1 NC-Hilfsausgang, Kat. 3 / PL d oder Kat. 4 / PL e, 24 VDC, UL/CE-zertifiziert (z. B. Siemens Sirius 3SK1, Allen-Bradley Guardmaster) | Sicherheit und Automatisierung |
| Modulares Schütz (Leistung) | AC-3, 3-polig, 9–95 A, 24 V DC Spule, mit Hilfskontakten, UL/CE-zertifiziert | Motorsteuerung |
| Leistungsschalter (Steuerstromkreis) | Leitungsschutzschalter (LS-Schalter), 1-polig, 2–6 A, C-Kurve, DIN-Schienenmontage, UL 489 / IEC 60947-2 | Schaltungsschutz |
| Steuerkabel (abgeschirmt) | LiYCY 3×0,75 mm² oder 18 AWG 3C geschirmt, PVC/PUR-Mantel, ölbeständig | Kabel und Leitungen |
| Klemmenblöcke | Durchführungskabel, 2,5 mm² / 12 AWG, DIN-Schienenmontage (z. B. Phoenix Contact, Weidmüller) | Elektrische Steckverbinder |
Für detaillierte Spezifikationen und Bestellinformationen besuchen Sie bitte den UNITEC-D E-Katalog .
10. Literaturverzeichnis
- ISO 13850:2015 – Sicherheit von Maschinen – Not-Aus-Funktion – Gestaltungsgrundsätze.
- IEC 60204-1:2018 – Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.
- NFPA 79:2021 – Elektrischer Standard für Industriemaschinen.
- OSHA 29 CFR 1910.147 – Die Kontrolle gefährlicher Energien (Sperren/Kennzeichnen).
- ANSI Z87.1 – Persönliche Augen- und Gesichtsschutzgeräte für Beruf und Ausbildung.
- ASTM D120 – Standard Specification for Rubber Insoliing Gloves.
- ASTM F2413 – Standard Specification for Performance Requirements for Protective (Safety) Toe Cap Footwear.
- Wartungshandbücher und Schaltpläne der Originalgerätehersteller (OEM).