Warneinrichtung für Knochenbandsägen

Status:

abgeschlossen 02/2008

Zielsetzung:

In der fleischverarbeitenden Industrie werden mit Knochenbandsägen Fleischteile (z. B. Rippchen, Koteletts) mit Knochenanteil oder reine Knochen in hoher Geschwindigkeit in Handarbeit zerteilt. Dabei kommt es immer wieder zur Berührung der Bandsäge mit den Daumen oder der Hand des Benutzers. Schwere irreversible Verletzungen sind die Folge.

In enger Abstimmung mit der Fleischerei-Berufsgenossenschaft sollte eine optische Warneinrichtung entwickelt und getestet werden, die im Bereich von +/- 2,5 cm um das Sägeblatt und 15 bis 20 cm vor dem Sägeblatt die Finger des Benutzers detektiert und eine Warnung (Lichtsignal) ausgibt. Eine Abschaltung der Bandsäge sollte erst bei mehrfacher Schutzraumverletzung in einer Arbeitsschicht erfolgen. Die Warneinrichtung sollte mit einem Laser kombiniert werden, der den kritischen Gefahrenbereich vor dem Sägeblatt sichtbar macht. Die Warneinrichtung war in der kommerziellen Variante in Kategorie 2 nach EN 954-1 "Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze" auszuführen.

Aktivitäten/Methoden:

Im Vorfeld war durch Aufnahmen mit einer Infrarotkamera die Temperatursituation an der Bandsäge zu analysieren. Dabei wurden verschiedene Arbeitsweisen (mit Handschuhen, Kettenhandschuhen, ohne Handschuhe) und Fleischtemperaturen berücksichtigt. Auf der Basis dieser Analyse wurde ein Algorithmus zur Handerkennung durch einen Passiv-Infrarotsensor entwickelt. Die Auswertung der Signale erfolgte in einem preiswerten Mikrocontroller in einem wasserdichten Gehäuse (IP 67). Der Laser zur Markierung des Warnbereichs wurde durch ein Optikunternehmen entwickelt. Infrarotsensor und Laser sollten in einem Gehäuse zusammengeführt und im Routinebetrieb getestet werden.

Ergebnisse:

Bei der Aufnahme der Infrarotbilder zeigte sich, dass eine reine Handerkennung durch einen Sensor, der auf Wärmestrahlung reagiert, durch das Tragen von gut isolierten Handschuhen während der Arbeit nicht möglich ist.

Aus diesem Grund wurde ein Sensorsystem entwickelt, das im nahen Infrarotbereich die Werkstücke an der Knochenbandsäge eindeutig erkennen kann. Dadurch ist eine klare Unterscheidung zu den behandschuhten Händen des Benutzers gegeben. Fehlauslösungen gab es allerdings beim Arbeiten mit den ungeschützten Händen, da diese nicht immer eindeutig vom zu bearbeitenden Material unterschieden werden konnten. Deshalb wurde zusätzlich ein Infrarotsensor im fernen Infrarot eingesetzt, der es erlaubt, die ungeschützten Hände aufgrund der Temperatur vom zu bearbeitenden Material zu unterscheiden. Diese Sensorkombination liefert als Labormuster vielversprechende Ergebnisse.

Im Anschluss an das Projekt soll das Labormuster durch einen Hersteller von Schutzeinrichtungen weiterentwickelt werden.

Veröffentlichungen:

Patentanmeldung DE 10 2006 059 793.1
PCT-Patentanmeldung ist Ende 2007 erfolgt

Stand: