Herkömmliche Drucktaster, die mechanisch zu bedienen sind, haben nicht mehr viel mit heutigen kapazitiven Tastern gemeinsam. Während bei Ersteren ein mechanischer Druck zur Bedienung notwendig ist, werden die kapazitiven, elektronischen Sensortaster mit Touchfunktion durch Berührung drucklos geschaltet. Dabei baut der Taster ein elektrisches Feld auf und misst kontinuierlich die Kapazität zwischen Fläche und Sensorumgebung. Da der menschliche Körper hauptsächlich aus Wasser besteht, verfügt er über eine relativ hohe Leitfähigkeit. Nähert sich dem Taster also eine Hand, erhöht sich die Kapazität und ein Schaltvorgang wird ausgeführt. Schon allein dieses Prinzip sorgt für mehr Sicherheit am Arbeitsplatz – denn auch ein Handschuh, der gegebenenfalls gegen Kälte und Schmutz sowie zum Schutz gegen Verletzungen der Hände dient, beeinträchtigt die Funktion des Tasters nicht. 

Da bei kapazitiven Tastern allein die Berührung genügt, sinkt der Kraft-aufwand zum Bedienen einer Anlage – ein grundlegender, wenn auch oft unterschätzter Faktor für sicheres Arbeiten: Denn wer wenig physikalische Energie verwenden muss, um einen Taster zu bedienen, ermüdet nicht so schnell, vermeidet Fehler und verletzt sich in der Folge seltener. Je einfacher und kraftschonender Bedienvorgänge gestaltet sind, desto sicherer werden sie.

Verglichen mit mechanischen Drucktastern sind kapazitive Sensortaster robuster, da Berührung eine viel geringere Einwirkung als Druck darstellt. Sensortaster haben zudem keine mechanischen Bauteile, die ausfallen können. Dies senkt zum einen das Ausfallrisiko und macht die Taster zum anderen absolut wartungsfrei. Die Ausfallsicherheit lässt sich noch steigern beispielsweise durch eine wasserdicht mit Spezialharz vergossene Elektronik und ein robustes Gehäusematerial aus Polycarbonat, wie sie die Firma Captron anbietet. Deren sichere kapazitive Taster erfüllen mit Blick auf das Einwirken von Wasser und Öl den IP69K-Schutzstandard und bezüglich Schlagfestigkeit und Robustheit die IK08-Anforderungen – ein zusätzlicher Schutz vor Vandalismus. Ergo können selbst Feuerzeugflammen und gezielte Schläge auf die Tastfläche den Tastern nichts anhaben.

Die kapazitiven Sensortaster von Captron ermöglichen mehrere 100 Millionen Schaltzyklen. Hohe Sicherheit in den Abläufen ist natürlich nicht nur eine Sache des verwendeten Taster-Materials. Ebenso wichtig sind eingebaute auto-matische Mechanismen, die die Bedienung von Sensoren – und damit der sie steuernden Maschinen – für den Anwender sicher gestalten.

Verwendung als Zweihandsteuerung

Mitarbeiter beispielsweise bei der Arbeit mit Pressen und Stanzen sind einem hohen Verletzungsrisiko ausgesetzt. Aus diesem Grund schreibt die DIN-Norm EN ISO 13849-1 hier in bestimmten Fällen eine Zweihandsteuerung vor, mit der sich eine Maschine erst durch das gleichzeitige Betätigen zweier Taster zum Laufen bringen lässt. Hier bieten sich kapazitive ­Systeme besonders an, da sie ein druckloses und sicheres Bedienen schwerer Maschinen und Anlagen in der Fertigungs­automation ermöglichen. Zum Auslösen der Maschine betätigt der Nutzer gleichzeitig zwei kapazitive Taster. Der hohe Sicherheitsgrad wird dabei unter anderem dadurch erlangt, dass die beiden Taster durch eine Funktionssicherheitsleitung miteinander verbunden sind. So erkennt das Bediensystem falsches oder unaufmerksames Schalten mit nur einer Hand oder einem anderen Körperteil; in diesem Fall wird die Maschine nicht ausgelöst. Gefährliche Fehlbedienungen lassen sich vermeiden.

Solche Lösungen aus Zweihandsteuerung in Kombination mit einem Sicherheitsrelais – zum Beispiel die ‚safeCAP SC4‘-Serie von Captron – sind mittlerweile von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) ­zugelassen.
Andere Lösungen für eine Zweihandsteuerung – etwa die vom TÜV Süd zertifizierte ‚safeCAP SC3‘-Serie – benötigen zwei baugleiche, kapazitive Taster in Kombination mit einem Auswertegerät. Bei einem solchen Bediensystem für eine kapazitive Zweihandsteuerung mit Auswertegerät kann die Funktionssicherheitsleitung zwischen den beiden Tastern entfallen, da die Sicherheitsschaltgeräte den hohen Anforderungen nach IEC 61508 / IEC 62061 (SIL 3) sowie EN ISO 13849-1 (PL e) genügen. 

Sicherheitsfaktor Ergonomie

Ein weiterer Faktor für die Sicherheit der Arbeitsabläufe sind optische Anzeige-Elemente. Schließlich muss der Bediener einer Presse wissen, ob seine Signale von der Maschine korrekt interpretiert wurden. 
Kapazitive Sensortaster, die beispielsweise durch ein LED-Display klare Rückmeldung geben, erhöhen fehlerfreie und sichere Abläufe über die Dauer einer Produktionsschicht. Mittels einer intuitiven Farbsymbolik lässt sich etwa über eine grüne LED der Betriebszustand und über eine gelbe LED ein ­Schalt­vorgang signalisieren. Bei den Captron-Lösungen erhalten Nutzer bei technisch anspruchsvollen Systemen eine Rückmeldung durch 16 helle LEDs pro Taster.

Zugleich muss ein kapazitiver Taster in einer sicher­heitskritischen Anwendung nicht nur jederzeit zuverlässig funktionieren, sondern darf etwa bei einem Ausfall keinen unbeabsichtigten Schaltvorgang auslösen. Verhindert ­werden muss in den elektronischen Tastern mit Touch­funktion etwa das unbeab-sichtigte Schalten, etwa ausgelöst durch Schmutz. Möglich ist dies durch die ­selbstständige Kalibrierung des Tasters, um somit Stör­faktoren zu umgehen. Dadurch bleibt die Tastfunktion selbst bei einer dicken Schmutzschicht bestehen, und auch hinter Glas lassen sich die kapazitiven Sensortaster installieren und bedienen.

Autorin: Bettina Greiffer, freie Journalistin aus ­München.