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Sicherheitsrelais nach Ökodesign-Richtlinie

Energieeffizienz in der Produktionsentwicklung

Sicherheitsrelais nach Ökodesign-Richtlinie

Das Beispiel der Riese Electronic GmbH zeigt: Produktentwicklung unter ökologischen Gesichtspunkten kann sich lohnen. Bei der Entwicklung neuer Sicherheitsrelais der Baureihe Safe 4 konnte der Anbieter die Werte der umweltrelevanten Kriterien um über 50 Prozent reduzieren. Gleichzeitig konnten sowohl der Preis als auch die Stromkosten über den Produktlebenszyklus gesenkt werden.

Bild: Riese Electronic

Mit Blick auf die neuen Sicherheitsrelais der Riese Electronic GmbH sagt Oliver Riese, Geschäftsführer des Unternehmens: „Wir sind sehr stolz.“ Der Hersteller ist seit dem Jahr 1958 in zwei Geschäftsbereichen am Markt tätig. Zum einen bietet das Unternehmen Electronic Manufacturing Services (EMS) in Form von Entwicklung und Fertigung elektronischer Baugruppen nach Kundenwunsch an. Daneben bietet der Bereich ‚Automation + Safety‘ Entwicklung und Fertigung von Zeit-, Mess-, und Sicherheitsrelais sowie Vertrieb im Automations- und Sicherheitsbereich an.

Die Firma beschäftigt circa 100 Mitarbeiter an den Standorten Horb am Neckar in Baden-Württemberg und Langenwolschendorf/Thüringen. Des Weiteren gibt es eine Beteiligung in Ungarn und eine Kooperation in China. Die neuen, umweltfreundlichen Komponenten werden nach den Gesichtspunkten der europäischen Richtlinie ERP/EUP entwickelt und produziert. Die Werte der umweltrelevanten Kriterien wurden dabei im Vergleich zum Vorgängermodell um über 50 Prozent reduziert. Damit trägt die neue Gerätegeneration dazu bei, die Umwelt zu schonen und die Stromkosten je Relais über den Produktlebenszyklus um circa 30 Euro zu senken.

Richtlinie für umweltgerechte Produktgestaltung

Die Ökodesign-Richtlinie wurde 2005 in der Europäischen Union (EU) eingeführt und ist eine Vorschrift zur umweltgerechten Gestaltung, dem ‚Ökodesign‘, von Produkten. Hierbei wird die Auswahl der Rohmaterialien genauso betrachtet, wie die Herstellung, die Nutzungsphase und die Entsorgung des Produktes. Bezog sich die Ökodesign-Richtlinie zuerst ausschließlich auf energieverbrauchende Produkte oder ‚energy-using products‘ (EUP), so wurde ihr Nachfolger, die Richtlinie 2009/125/EG, auch auf energieverbrauchsrelevante Produkte oder ‚energy-related Products‘ (ERP) ausgedehnt. Dazu gehören zum Beispiel Fenster, Isolierstoffe und Duschköpfe.

Mit der Umsetzung der Ökodesign-Richtlinie in nationales Recht über das Energieverbrauchsrelevante-Produkte-Gesetz (EVPG) treffen einige Auswirkungen der Ökodesign-Richtlinie auch Verbraucher. Dazu gehören zum Beispiel die Auszeichnung von Haushaltsgeräten mit ihren Energieeffizienzklassen und das Vertriebsverbot von Glühlampen der Energieeffizienzklasse G. Ein weiteres Ziel der EU ist, dass die Richtlinie auch auf Schaltschränke angewandt wird. Das heißt, es werden peu à peu alle industriellen Produkte von dieser Richtlinie betroffen, also auch Sicherheitsrelais.

Umweltgesichtspunkte auf dem Prüfstand

Der Sicherheitsrelaishersteller mit Sitz in Horb und Langenwolschendorf hat sich entschlossen, dieses Thema anzugehen. Hierzu wurde mit den Partnern PE International AG, der österreichischen Häusermann GmbH und der Universität Stuttgart im Rahmen eines Forschungsprojektes eine Software entwickelt, mit der eine umfassende Bilanzierung nach Umweltgesichtspunkten durchgeführt werden kann. Hierbei wurde im Vorfeld ein herkömmliches Sicherheitsrelais nach den gleichen Kriterien analysiert. Dieses Gerät wurde vor einigen Jahren entwickelt. Die Firma Riese hat nun ein Redesign des Bauteils durchgeführt, das umweltrelevante Kriterien berücksichtigt.

Bei dem untersuchten Produkt handelte es sich um das Not-Halt-Sicherheitsrelais und Schutztürwächter Safe 4. Es wird in zwei Varianten hergestellt, dem Safe 4 mit Überwachung der Starttaste und dem Safe 4.1 ohne Überwachung der Starttaste. Jedes Gerät ist ausgestattet mit drei Schließern und einem Öffner, wird in einem 22,5 Millimeter Gehäuse zur Hutschienenmontage verbaut und erreicht gemäß der Norm EN 13849 einen Performance Level E, bei einer Kategorie 4. Bei diesem TÜV- und UL-zugelassenen Gerät wurde eine vollständige Umweltbilanzierung durchgeführt.

Zusammenspiel von Entwicklern und Anwendern

In einem ersten Schritt wurde dazu unter Beibehaltung der Funktionalität der Umweltschutzgedanke konsequent umgesetzt. Die entsprechende Umweltbilanzierung ergab Verbesserungen um durchschnittlich 60 Prozent bei hundertprozentiger Kompatibilität zum Vorgängermodell. Jedoch musste festgestellt werden, dass der Herstellpreis um circa 18 Prozent angestiegen wäre. Somit hat sich der Hersteller zu einem umfassenden Redesign entschlossen. Hierbei flossen sowohl die Wünsche der Anwender als auch die der Entwickler ein. Im Fokus stand die Verbesserung der Umweltbilanz, eine Reduzierung des Preises sowie die Verbesserung des funktionalen Umfangs. Gleichzeitig wurde Wert auf ein ähnliches Gehäuse und ähnliche Klemmenbelegung gelegt, die teilweise klemmen- und funktionskompatibel mit dem Ausgangsmodell sind.

Reduzierung von Leistungsaufnahme und Kosten

Aus den bisherigen Sicherheitsrelais entstanden so die Geräte Safe 4.2 Eco und Safe 4.3 Eco. Dabei ergab sich eine Verbesserung der Umweltbilanzierung von durchschnittlich 50 Prozent, auch der Preis konnte attraktiver gestaltet werden. Die von beiden Geräten erreichten Sicherheitslevel sind PLE nach EN 13849 und SIL3 entsprechend EN 62061. Das Safe 4.2 Eco dient als Sicherheitsrelais für einkanalige und zweikanalige Schaltungstechnik für Not-Halt- und Schutzüberwachungen, mit einer Umschaltmöglichkeit zwischen den Startarten ‚überwacht‘ und ’nicht überwacht‘. Bei diesem Gerät wurde zum Beispiel eine Senkung der Leistungsaufnahme von circa 50 Prozent, ein deutlich reduzierter Strom über die Auslösekontakte von unter 50 Milliampere und eine verbesserte Toleranz gegenüber Spannungsschwankungen erreicht.

Gleichzeitig verfügt das Gerät weiterhin über drei Schließer und einen Öffner und ist weitgehend klemmen- und funktionskompatibel. Das Relais wird in einem hutschienenmontierbaren Gehäuse mit einer Baubreite von 22,5 Millimeter produziert. Die Lösung Safe 4.3 Eco bietet zweikanalige Schaltungstechnik für Schutztürüberwachungen, wahlweise mit oder ohne Überwachung der Starttaste. Das Gerät bietet eine Umschaltmöglichkeit zwischen den beiden Startarten. Das Relais unterstützt eine Schließer-/Öffner-Kombination für Schutztür-Auslöse-Elemente, wobei der Strom über die Auslöse-Elemente kleiner als 20 Milliampere ist. Damit ist das Gerät auch für Auslöseelemente geeignet, die über Reed-Ausgangskontakte verfügen. Wie alle Geräte der neuen Produktfamilie, verfügt auch das Safe 4.3 Eco über drei Schließer und einen Öffner, ist toleranter gegenüber Spannungsschwankungen und ist in ein Gehäuse mit einer Baubreite von 22,5 Millimeter eingebaut.

Vorteile für Umwelt- und Geschäftsbilanz

Mit dem neuen, umweltgerechten Produkt ist es gelungen, ein Gerät mit einer besseren Umweltbilanzierung und besserer Funktionalität zu einem günstigeren Preis auf den Markt zu bringen. Zusätzlich kann der Anwender im Rahmen der Reduzierung des Primärenergieverbrauches von einer Einsparung in Höhe von rund 30 Euro über die Lebenszeit des Relais von den erzielten Verbesserungen profitieren.