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Über Lichtvorhänge
Lichtvorhänge gehören zur industriellen Maschinensicherheit und sind eine berührungslose Schutzeinrichtung. Das System überwacht ein optisches Feld aus parallel geführten Infrarotstrahlen zwischen Sender und Empfänger. Unterbricht ein Körperteil das Strahlenraster, sendet die Vorrichtung ein Stoppsignal an die Steuerung. Der Eingriffschutz bildet eine harte Grenze. Entscheidend ist nicht die Sichtbarkeit, sondern das reproduzierbare Monitoring der Gefahrstelle.
Aufbau, Wirkprinzip und optische Randbedingungen
Bei rauen Umgebungen schützt ein Aluminiumgehäuse die Optik gegen Stöße und Reinigungsmedien. Sender modulieren Infrarotlicht, Empfänger demodulieren das Signal und werten es kanalweise aus. So entsteht eine Mustererkennung für definierte Strahlunterbrechungen statt zufälliger Helligkeitssprünge. Wo Rotlicht als Ausrichthilfe leuchtet, sinkt der Installationsaufwand bei wiederkehrender Positionierung. Die Elektronik toleriert übliche Umgebungshelligkeit, doch glänzende Flächen erzeugen Reflexionen und stören die Überwachung im Schutzfeld.
Sicherheitskennwerte, Typenklassen und Auswahl nach Norm
Nach EN ISO 13849-1 bestimmt der Performance Level (PL) die geforderte Risikominderung in der Anwendung. Diese Kennwerte binden das Sicherheitsprodukt an die Risikobeurteilung der Gefahrenquelle. Typ-2-Geräte decken einfache Anwendungen ab. Typ-4-Geräte erfüllen Personenschutz mit höherer Fehlersicherheit. Die Vorrichtung koppelt dafür meist zweikanalig an einen sicheren Ausgang mit Querschlusserkennung.
- Auflösung: 14 mm für Fingersicherung oder 30 mm für Handsicherung nach EN ISO 13855.
- Schutzfeldhöhe: Höhe des optischen Fensters in Millimetern, passend zur Gefahrstelle.
- Reichweite: Distanz zwischen Sender und Empfänger bis zur spezifizierten Reichweitengrenze.
- Schutzgrad: IP-Klasse wie IP65 oder IP67 für Staub- und Wasserbelastung.
Sicherheitsabstand, Berechnung und Integration in die Maschinensteuerung
Damit eine Maschine rechtzeitig stillsetzt, verlangt EN ISO 13855 die Berechnung des Sicherheitsabstands aus Annäherungsgeschwindigkeit und Gesamtstoppzeit. Diese Distanz steigt mit grober Auflösung deutlich an. Ein kurzer Wert täuscht nicht. Erst die gemessene Auslaufzeit des Antriebs entscheidet über die erreichbare Schutzmaßnahme. Nicht Software allein beherrscht das Risiko, sondern die Kombination aus Parametrierung, Diagnosefunktionen und eindeutig verdrahteter Schützkontrolle in der Steuerung.
Für Materialfluss kommen Zusatzfunktionen hinzu: Muting als zeitlich begrenzte Ausblendung erlaubt die Durchfahrt von Werkstück oder Warenkorb durch das Schutzfeld. Die Quittierung nach einem Alarmsignal liegt typischerweise außerhalb des Sensors und folgt einem definierten Reset-Konzept. Bei der Integration entscheiden außerdem Steckverbinder oder Schraubklemme über saubere Leitungsführung im Kabelbaum. Beispiel: Bei einem Förderband mit Lastübergabe kann Muting nur dann aktiv bleiben, wenn zwei Sensoren innerhalb eines festgelegten Zeitfensters schalten. Andernfalls sperrt das Gerät den Ausgang sofort.
Anwendungsfelder von Roboterzelle bis Hygienelinie
In der Automobilindustrie trennen Sicherheitslichtschranken Roboterzellen von Bedienbereichen. Jede reproduzierbare Unterbrechung zählt dort als Eintritt in die Gefahrenstelle. In der Verpackungsindustrie arbeiten Anlagen oft nahe am Produktstrom von Behältern oder Getränken. Hier dominieren hohe IP-Klassen sowie glatte Oberflächen aus Edelstahl oder lebensmitteltauglichem Aluminium für Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie Proteinfertigung. Die Sensorintelligenz meldet Statusbits für Diagnose an übergeordnete Softwareschnittstellen weiter.
| Kategorie | Auflösung | Anwendungsfall |
|---|---|---|
| Fingersicherung | 14 mm | Prüftisch an kleiner Öffnung |
| Handsicherung | 30 mm | Zuführung an Verpackungsmaschine |
| Körpersicherung | 50–90 mm | Zugang an großem Förderer |
Normen und Richtlinien
- EN ISO 13849-1: Performance Level (PL)
- IEC 61508: Safety Integrity Level (SIL)
- EN ISO 13855: Berechnung des Sicherheitsabstands
- Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
Neben der Normkonformität prägen Details die Praxis. Eine ungünstige Montageposition vergrößert Schattenzonen neben dem Werkstück, während falsche Distanzwerte zu unnötig großen Schutzabständen führen. Zeitdruck verändert diese Physik nicht. Lichtvorhängen kommt deshalb eine klare Rolle zu: Sie trennen Bewegung von Zugriff mit messbarer Reaktionszeit und dokumentierbarer Konfiguration.
Hersteller sind Pilz GmbH & Co. KG, Dietz Sensortechnik, Keyence Deutschland GmbH, Leuze electronic GmbH + Co. KG
FAQ zu Lichtvorhänge
Wie wirken sich Lichtvorhänge auf die Gesamtbetriebskosten von Maschinen aus
Lichtvorhänge senken die Gesamtbetriebskosten, indem ihre hohe Zuverlässigkeit ungeplante Stillstände reduziert. Entscheidende Faktoren sind die Lebensdauer der Komponenten und der Wartungsaufwand. Empfehlenswert sind Geräte mit einem MTBF von über 100.000 Stunden und einer garantierten Ersatzteilverfügbarkeit von mindestens zehn Jahren.
Welche Umgebungsbedingungen mindern die Zuverlässigkeit optoelektronischer Schutzeinrichtungen
Reflektierende Oberflächen, Staubablagerungen, extreme Temperaturen und Vibrationen beeinträchtigen die Funktion. Verschmutzte Optiken schwächen das Infrarotsignal und können Fehlfunktionen auslösen. Für raue Umgebungen Geräte mit Schutzart IP67 oder höher und integrierter Diagnose zur frühzeitigen Erkennung von Optikverschmutzung wählen.
Welche Schnittstellen sind für die SPS-Integration von Sicherheits-Lichtvorhängen relevant?
Relevante Schnittstellen sind zweikanalige OSSD-Ausgänge für die Anbindung an sichere Eingänge sowie Safety-Fieldbusse wie PROFINET mit PROFIsafe oder EtherCAT mit FSoE. Safety-Busse ermöglichen bidirektionale Kommunikation und detaillierte Zustandsdiagnosen. Für effiziente Diagnose und Parametrierung sollten Systeme mit IO-Link oder Safety-Fieldbus gewählt werden; Status- und Fehlermeldungen werden direkt an die Steuerung übertragen. Das übliche Sicherheitsniveau liegt bei SIL 2 nach IEC 61508 bzw. PL d.
Wie häufig sind Sicherheitssysteme mit Lichtvorhängen zu prüfen und zu validieren?
Bei Inbetriebnahme ist eine Erstvalidierung erforderlich. Danach erfolgen Wiederholungsprüfungen nach nationalen Vorgaben, z. B. nach DGUV Vorschrift 3 in Deutschland. Mindestens einmal jährlich ist eine Funktionsprüfung nach EN ISO 13849-2 durchzuführen. Alle Prüfungen sind für die Konformitätsbewertung vollständig zu dokumentieren.
Welche Kriterien sind bei der Auswahl berührungsloser Schutzeinrichtungen für spezielle Anwendungen entscheidend?
Neben Auflösung und Schutzfeldhöhe sind Energieeffizienz, erweiterte Diagnosefunktionen und Beständigkeit gegen aggressive Medien entscheidend. Ein Energieverbrauch von 5–15 W pro System senkt Betriebskosten. Herstellerangaben zur chemischen Beständigkeit des Gehäuses prüfen; erwartete Lebensdauer über 50.000 Betriebsstunden.
Welche Anforderungen gelten bei der Nachrüstung älterer Maschinen mit modernen Lichtvorhängen
Vor der Nachrüstung ist eine vollständige Risikobeurteilung der Bestandsmaschine nach EN ISO 12100 durchzuführen. Dabei ist zu prüfen, ob die vorhandene Steuerung die Integration des Lichtvorhangs zulässt und die geforderte Leistungsstufe PL erreicht. Das nachgerüstete Sicherheitssystem muss den Anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG entsprechen.
Welche Technologien prägen die Zukunft von Sicherheitslichtschranken?
Sicherheitslichtschranken werden stärker in Industrie 4.0- und IIoT-Umgebungen vernetzt und erhalten erweiterte Kommunikationsfunktionen. Dazu zählen die drahtlose Übertragung von Zustands- und Diagnosedaten sowie Funktionen für vorausschauende Wartung. Achten Sie auf Lösungen mit integrierter Zustandsüberwachung und IIoT-Konnektivität, um vorausschauende Wartung umzusetzen und Stillstandzeiten zu minimieren.
Hintergrund: Lichtvorhänge
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Lichtvorhang Wikipedia
Lichtschranken detektieren berührungslos die Unterbrechung eines Lichtstrahls zwischen Sender und Empfänger und erzeugen ein elektrisches Stoppsignal. In der Maschinensicherheit bewirkt dies das sichere Stillsetzen beim Eindringen von Körperteilen ins überwachte Feld.
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Autor: induux Redaktion · Zuletzt aktualisiert: Oktober 2026, ID: 14887