Schließkraftmessgerät / Schließkraftaufnehmer

Kraftbetätigte Tore sind Maschinen im Sinne der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. Deshalb haben bestehende Toranlagen keinen Bestandsschutz. Tore müssen also, auch wenn sie vor Jahren korrekt installiert wurden, heute den aktuellen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Die Auswahl bzw. Anpassung der Sicherheitsvorrichtungen muss aufgrund der Einschätzung der vorhandenen Risiken erfolgen. Für diese Risikobeurteilung spielen die Zugänglichkeit, die Steuerungsart und der Personenkreis der das Tor bedient eine große Rolle.

Tabelle mit Zuordnung der Vorgaben für die Schutzmaßnahmen

Einrichtungen zur Kraftbegrenzung können in die Antriebseinheit des kraftbetriebenen Tores integriert werden. Ob bei der Nutzung die festgelegten Grenzwerte eingehalten werden, kann mit einem Messgerät für Schließkraft geprüft werden. Ist es nicht möglich, zu hohe Kräfte weit genug zu reduzieren, können die Gefahren durch Auswertungen zur Hinderniserkennung reduziert werden. Bemerken diese durch ansteigende Leistungsaufnahme oder Verlangsamung des Schließvorgangs ein Hindernis, wird die Krafteinleitung gestoppt oder die Bewegungsrichtung umgekehrt.

Der Begriff Fußbodenerkennung steht für Bauelemente, die Personen oder Gegenstände, die sich auf dem Boden unter dem Tor befinden, erkennen. Wird ein Fremdkörper erkannt, muss das Tor stehenbleiben oder zurückfahren.

Eine Anwesenheitserkennung mittels Lichtgitter oder vorauseilender Lichtschranke verhindert, dass Personen oder Gegenstände im Bewegungsbereich des Tores berührt werden. Werden die Elemente zur Anwesenheitserkennung von der Torsteuerung überwacht oder sind sie selbstüberwachend, kann auf Kraftmessungen verzichtet werden.

Für Tore, die zu Arbeitsstätten gehören, sind generell die Technischen Regeln für Arbeitsstätten anzuwenden. Besitzen kraftbetätigte Tore, Schranken und ähnliche bewegliche Elemente keine Totmannsteuerung oder überwachte Sensoren zur Anwesenheitserkennung, müssen die Kräfte beim Schließen und gegebenenfalls auch beim Öffnen begrenzt werden. Die auftretenden Kräfte sind mit einem Schließkraftmessgerät beim Einbau der Anlage und bei den mindestens einmal jährlich durchgeführten Sicherheitsprüfungen zu messen und zu dokumentieren. Die einzuhaltenden Grenzwerte und die Art und Häufigkeit der Kontrollen sind in den Technischen Regeln für Arbeitsstätten festgelegt.

Technische Regeln für Arbeitsstätten - Türen und Tore - ASR A1.7

• Punkt 7 Sicherung der Flügelbewegung
  (3) „Senkrecht bewegte Torflügel sind durch Gegengewichte oder andere technische Einrichtungen (z. B. Antriebe, Federn) so auszugleichen, dass sie sich nicht unbeabsichtigt schließen. Bei der Verwendung von Toren darf die Kraft an der Hauptschließkante bei einer Bewegung durch nicht ausgeglichene Gewichte maximal 150 N betragen.“


• Punkt 10.1 Instandhaltung
  (3) „Der Kraftaufwand für das Öffnen oder Schließen von Hand sollte für Türen 220 N und für Tore 260 N nicht überschreiten. Für kraftbetätigte Tore darf in begründeten Fällen der maximale Kraftaufwand um 50 Prozent überschritten werden.“


• Punkt 10.2 Sicherheitstechnische Prüfung
  (1) „Kraftbetätigte Türen und Tore müssen nach den Vorgaben des Herstellers vor der ersten Inbetriebnahme, nach wesentlichen Änderungen sowie wiederkehrend sachgerecht auf ihren sicheren Zustand geprüft werden. Die wiederkehrende Prüfung sollte mindestens einmal jährlich erfolgen. Die Ergebnisse der sicherheitstechnischen Prüfung sind aufzuzeichnen und in der Arbeitsstätte aufzubewahren.“
  
  (2) „Die sicherheitstechnische Prüfung von kraftbetätigten Türen und Toren darf nur durch Sachkundige durchgeführt werden, die die Funktionstüchtigkeit der Schutzeinrichtungen beurteilen und mit geeigneter Messtechnik, die z. B. den zeitlichen Kraftverlauf an Schließkanten nachweist, überprüfen können.“
  
  Um den zeitlichen Kraftverlauf an den Schließkanten erfassen und dokumentieren zu können, muss das verwendete Messgerät für Schließkraft die Kräfte in kurzen Zeitabständen messen und speichern können. Ein Schließkraftmessgerät mit Schleppzeiger ist dazu nicht geeignet, da es lediglich den Höchstwert speichert.

Leider kam es in der Vergangenheit wiederholt zu schwerwiegenden Unfällen an Automatiktüren, Toren und anderen beweglichen Bauelementen. Deshalb wurden Sicherheitseinrichtungen vorgeschrieben. Eine Möglichkeit ist, dass die beim Öffnen oder Schließen auftretenden Kräfte so weit reduziert werden, dass niemand ernsthaft zu Schaden kommt. In anwendungsspezifischen Normen wurden Grenzwerte für festgelegte Öffnungsweiten definiert, die nicht überschritten werden dürfen. Die Prüfung der Öffnungs- und Schließkräfte ist beim Einbau und auch bei den wiederkehrende Prüfungen Pflicht. Mit einem speziellen Messgerät für Schließkraft können die wirkenden Kräfte normgerecht und zuverlässig ermittelt werden.

Viele Gebäude sind inzwischen mit Automatiktüren ausgestattet, um den Zugang zum und das Verlassen des Gebäudes zu erleichtern. Automatiktüren werden beispielsweise häufig in großen Kaufhäusern und Einkaufszentren eingebaut, auch in Verwaltungsgebäuden, Hotels, in Supermärkten, Discountern, in Laboren, Krankenhäusern, Pflegeheimen und auf Flughäfen. Niemand soll sich an diesen Türen verletzen. Deshalb müssen die Automatiktüren auf ihre Sicherheit geprüft werden. Eine der möglichen Sicherheitsmaßnahmen ist die Begrenzung der beim Schließen und Öffnen wirkenden Kräfte.

Für die Schließkraftmessung an Kaufhaustüren und anderen fremdkraftbetriebenen Türen ist in Deutschland die DIN 18650 - Automatische Türsysteme mit ihrem Teil 1 Produktanforderungen und Prüfverfahren maßgeblich.

In Punkt 5.7.3.1 der DIN 18650-1 heißt es „Kräfte (Quetschen und Stoßen), die beim Auftreffen des Türflügels auf den menschlichen Körper oder Körperteile auftreten, sind begrenzt, wenn sie die mit einem Messgerät nach 6.2.2 ermittelten zulässigen dynamischen und statischen Kräfte nicht überschreiten.“

Die zulässigen dynamischen Kräfte sind angegeben mit
- 400 Newton für Öffnungsweiten bis 200 mm,
- 700 Newton für Öffnungsweiten zwischen 200 und 500 mm und
- 1.400 Newton für Öffnungsweiten größer als 500 mm.

Die verbleibende statische Kraft darf nicht größer als 150 Newton sein und muss innerhalb von 5 Sekunden bis auf 80 Newton zurückgehen

Grafik des Kraftverlaufs am Türflügel nach DIN 18650-1

Die Messpunkte sind in Anhang B der DIN 18650-1 anschaulich in Abbildungen für die unterschiedlichen Türarten dargestellt und vermaßt.

An das Schließkraftmessgerät werden in Punkt 6.22 dieser Norm folgende Anforderungen gestellt:

• Das Messgerät für Schließkraft muss zur Kraftaufnahme Berührungsflächen mit einem Durchmesser von ca. 80 mm besitzen.
  Diese müssen aus hartem und festem Werkstoff bestehen, z. B. Stahl.
• Die dazwischen angeordnete Feder soll eine Federsteifigkeit von 500 N/mm ± 50 N/mm aufweisen.
• Das Gerät muss die Kraft für den Messbereich von 25 bis 2 000 Newton erfassen können.
• Die Zeit der Krafteinwirkung muss von 0 bis 5 Sekunden gemessen werden, mit einer Zeitkonstante weniger als 5 Millisekunden für Kraftanstieg und Kraftabfall.
• Der Messfehler darf für den gesamten Wertebereich maximal 5 % betragen.
• Die Messwerte müssen angezeigt oder übertragen werden.

Die Norm gibt also vor, dass ein Schließkraftmessgerät zu verwenden ist, mit dem eine Kraft-Zeitkurve für mindestens fünf Sekunden gemessen, aufgezeichnet und angezeigt werden kann. Dafür eignet sich ein digitales Messgerät für Schließkraft mit sehr kurzem Mess- und Speichertakt.

Schließkraftmessung an Türen von Aufzügen
Personen- und Lastenaufzüge ermöglichen das Überwinden großer Höhenunterschiede in kurzer Zeit und ohne körperliche Anstrengung. Aufzüge, vor allem die zur Personenbeförderung, werden oft auch als Fahrstuhl oder Lift bezeichnet. Aufzüge gehören gemäß Paragraf 2 Nummer 30 des Produktsicherheitsgesetzes zu den überwachungsbedürftigen Anlagen. Die Sicherheitsanforderungen betreffen sowohl die Planung und Errichtung der Aufzugsanlagen als auch deren Betrieb.

Die Technische Regel für Betriebssicherheit - TRBS 3121 - Betrieb von Aufzugsanlagen
empfiehlt als Schutzmaßnahmen gegen Stoß-, Einzugs- und Quetschgefährdungen an Aufzugstüren folgende technische Schutzeinrichtungen:

- Änderung der Bewegungsrichtung, wenn beim Schließen der Türen ein Hindernis erkannt wird und
- Begrenzung der Schließkraft auf 150 Newton und der kinetischen Energie auf 10 Joule.

Bei der Mehrzahl der öffentlich zugänglichen Aufzüge sind diese Schutzmaßnahmen bereits umgesetzt. Befindet sich eine Person oder ein Gegenstand im Schließbereich, schließen die Türen nicht. Sie fahren entweder schon vor dem Auftreffen zurück oder üben beim Auftreffen nur geringe Kräfte aus, so dass es nicht zu Verletzungen kommt.

Hersteller und Betreiber von Aufzügen sind für die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften verantwortlich. In der Regel werden die erforderlichen Prüfungen durch zugelassene Experten durchgeführt. Diese Fachleute übernehmen:

- die vorgeschriebenen Prüfungen vor dem ersten Betrieb
- die Inbetriebnahme des Aufzugs und
- die notwendigen wiederkehrenden Prüfungen.

Je nach Konstruktion der Türanlagen für Fahrkorb und Fahrschacht gehören zu den Kontrollen auch Messungen der Kraft oder der kinetischen Energie beim Schließen der Türen mit einem dafür geeigneten Messgerät für Schließkraft. Das verwendete Schließkraftmessgerät sollte einfach und sicher in der Anwendung sein, präzise Messungen ermöglichen und außerdem die Messdaten speichern oder übertragen können.

Mit der Richtlinie 2000/4/EG wurden die EU-Zulassungsvorschriften für Kraftfahrzeuge der Klasse M in der Richtlinie 74/60/EWG in Bezug auf die Fahrzeuginnenausstattung geändert. Dadurch sollen die Verletzungsgefahren im Zusammenhang mit elektrischen Fensterhebern und elektrischen Schiebedächern verringert werden. Seit 2003 müssen bei erstmalig zugelassenen Fahrzeugen, bei denen Schließvorgänge über bloßes Antippen eines Schalters ausgelöst werden, die beweglichen Elemente automatisch die Bewegungsrichtung umkehren, wenn ihre Schließkante auf ein Hindernis trifft. Nach mehrmaligem Anfahren eines Hindernisses wird dieser Einklemmschutz aber in der Regel deaktiviert, da die meisten Systeme nicht unterscheiden können, wodurch das Schließen behindert wird.

Diese Vorschrift gilt nicht zwingend für automatische Schließsysteme die nur bei eingeschalteter Zündung funktionieren oder bei denen der Schalter dauerhaft betätigt werden muss. Viele Fahrzeughersteller berücksichtigen den Einklemmschutz aber auch bei diesen Ausführungen. Bei der Auswertung von ADAC-Neuwagentests fällt aber auf, dass etwa jedes fünfte der vom ADAC getesteten Fahrzeuge keinen oder keinen vollständigen Einklemmschutz aufweist.

Automatische arbeitende Reversiereinrichtungen müssen im Öffnungsbereich von 4 bis 200 mm wirksam werden, bevor eine Kraft von 100 Newton erreicht ist. Die auftretenden Kräfte können mit einem speziell ausgelegten Messgerät für Schließkraft geprüft werden. Dazu wird der externe Sensor vom Schließkraftmessgerät in der Regel rechtwinklig auf eine der Schließkanten von Automatikfenster, Schiebetür oder Schiebedach aufgesetzt und dann durch den Schließvorgang belastet. Die kraftbedingte Verformung des Sensors darf für die Messungen gemäß der EG-Norm nicht oberhalb von 10 N/mm liegen.

Die Modelle beim Messgerät für Schließkraft unterscheiden sich zum Beispiel:

Wer ein Schließkraftmessgerät für Messungen an Kraftfahrzeugen anschaffen möchte, sollte zudem auf die Funktionen und die Handhabung der Anzeige- und Bedieneinheit achten. Bei Fahrzeugen, die für andere Länder produziert werden, sind zudem die dort geltenden Vorschriften für den Klemmschutz zu beachten,

• in den USA FMVSS 118,
• in Kanada CMVSS 118,
• in Brasilien Contran 762/1992,
• in Korea Regulation 1002,
• in Australien ADR 42/03.

Zur Hauptuntersuchung und Sicherheitsprüfung an Bussen gemäß § 29 StVZO Anlage VIII (HU, SP) gehört auch eine Kontrolle der Schließkräfte an den Fahrgasttüren. Die Bedingungen für die Messung und die Mindestanforderungen an das einzusetzende Messgerät für Schließkraft sind in Anhang V der Richtlinie 2001/85/EG „Leitlinien zur Messung der Schließkräfte fremdkraftbetätigter Türen“ definiert. Das in diesem Anhang der Norm beschriebene mechanische Schließkraftmessgerät erlaubt lediglich das Messen der jeweiligen Spitzenkräfte. Die Spitzenkraft darf im Verlauf der Messungen kurzfristig 150 Newton, aber nicht 300 Newton übersteigen.

In Punkt 7.6 der Richtlinie 2001/85/EG sind unter Punkt 7.6.5 „Zusätzliche technische Anforderungen für fremdkraftbetätigte Betriebstüren“ aufgeführt. Dort heißt es, dass die sich schließende Bustür automatisch wieder öffnen muss, wenn sie auf eine effektive Kraft von bis zu 150 Newton trifft. Weiter heißt es, dass die effektive Kraft mit jedem geeigneten Messgerät für Schließkraft, das ein von der zuständigen Behörde zugelassenes Verfahren nutzt, gemessen werden kann. Mit einem elektronischen Schließkraftmessgerät können sowohl die Spitzen-, als auch die Effektivkräfte gemessen und angezeigt werden. Ob die Türen wie vorgesehen wieder öffnen und ob sich eventuell durch die Türen eingeklemmte Gegenstände oder Körperteile einfach wieder herausziehen lassen, kann mit Hilfe von stabilen Prüfstangen geprüft werden. Die Abmessungen dieser Prüfstangen sind in der Richtlinie festgelegt.

Für schienengebundene Fahrzeuge zur Personenbeförderung gelten gesonderte Vorschriften:

- Verordnung über den Bau und Betrieb der Straßenbahnen (Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung - BOStrab)
- Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO)
- EN 14752 Bahnanwendungen – Seiteneinstiegsysteme für Schienenfahrzeuge
- VDV-Schrift 111 Anforderungen an den Einklemm- und Verletzungsschutz an Türen und kraftbetätigten Tritten von Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen
- VDV-Schrift 157 Anforderung an den Einklemm- und Verletzungsschutz sowie Notöffnungseinrichtungen an Türen von Personenfahrzeugen nach BOStrab

Die EN 14752 beschreibt die Vorgaben für die Konstruktion und den Betrieb der Fahrgasttüren von Schienenfahrzeugen. Die Vorschrift soll die dauerhafte Funktion dieser Türen und möglichst geringe Verletzungsrisiken sicherstellen. Auch die vom Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) herausgegebenen Schriften 111 und 157 geben Empfehlungen für die Erhöhung der Sicherheit an den automatisch betriebenen Türen von Straßen-, Stadt- und U-Bahnwagen.

In der VDV 111 sind nicht nur die kraftbetätigten Türen, sondern auch die Tritte aufgeführt, die zum Ein- und Aussteigen automatisch bewegt werden. Dabei werden Tür und Tritt als ein Türsystem betrachtet. Der Einklemmschutz nicht nur an der Tür, sondern auch am Tritt mit einem Messgerät für Schließkraft zu prüfen. Je nach anzuwendender Vorschrift wird pro Messpunkt ein-, zwei- oder dreimal gemessen. Ein elektronisches Schließkraftmessgerät mit Datenspeicher vereinfacht den Ablauf der Messungen und die Auswertung erheblich.

Viele Werkstücke und Gießformen müssen während des Produktionsprozesses sicher gehalten werden. Die Kräfte, die von der Haltevorrichtungen auf die Teile aufgebracht werden, können mit einem Schließkraftmessgerät kontrolliert werden. Vor allem bei maschinellen Haltevorrichtungen für empfindliche Teile ist die Kraftmessung zu empfehlen. Mit Hilfe der vom Messgerät für Schließkraft ermittelten Werte lässt sich die Haltekraft der Maschine oder Vorrichtung zielgenau an die jeweilige Aufgabe anpassen.

An Spritzgussmaschinen müssen die Kräfte für das Zusammenpressen der Werkzeughälften genau auf das Material, die Größe und die Form des Spritzgussteils abgestimmt werden. Die Kraft darf weder zu niedrig noch zu hoch eingestellt sein. Zu hohe Schließkräfte gefährden das Werkzeug und beeinflussen die Verdichtung und die Abkühlung des Gussteils. Bevor eine neue Produktserie gespritzt wird, kann die Kraft mit einem Schließkraftmessgerät bestimmt und bei Bedarf nach oben oder unten korrigiert werden. Auch die kraftschlüssigen Greifvorrichtungen von Robotern, Fahrzeugen oder Transportanlagen müssen korrekt eingestellt werden.

Ansonsten besteht die Gefahr, dass aufgenommene Teile oder Behälter abrutschen oder dass sie durch zu hohen Druck beschädigt werden. Das Messgerät für Schließkraft muss zur Ermittlung der aktuell wirkenden Kraft über einen passenden Kraftsensor verfügen. Sowohl die Abmessungen des Sensors, als auch dessen Messbereich müssen für die zu prüfende Greifvorrichtung geeignet sein. Für Greifer mit mehreren Klemmpunkten empfiehlt es sich, ein Schließkraftmessgerät mit mehreren Sensoren zu nutzen, damit in einer Messung alle Klemmkräfte gleichzeitig erfasst werden können.