Vor-Ort-Report: Weiterbildung

Praxisseminar Elektrik

Nachfrage bestätigt Trend zur Mechatronik

Beim Praxisseminar „Basiswissen Elektrik für Fenster und Türen“ im Unternehmen esco Metallbausysteme waren Mitte Februar zehn Teilnehmer angemeldet. Darunter Mitarbeiter aus der Fertigung, den Abteilungen Kalkulation und Konstruktion sowie Projektabwicklung. Auch Servicetechniker, die mit der Wartung und Instandhaltung von mechatronischen Bauteilen beschäftigt sind, waren dabei.

esco Metallbausysteme ist ein führender Anbieter von Beschlagtechnik und Produktlösungen für Aluminiumprofilsysteme mit Sitz in Ditzingen. Bundesweit werden in acht Betriebsstätten 224 Mitarbeiter beschäftigt, weitere Vertriebsniederlassungen bestehen in Salzburg und Warschau. Ein Schwerpunkt der Geschäftstätigkeit liegt im Bereich Mechatronik. Hier leistet esco nicht nur herstellerunabhängige Beratung und begleitet in allen Projektphasen der Automation von Gebäuden, sondern bietet mit ca. 30 Monteuren umfassende Dienstleistungen zur Montage und Wartung von Tür- und Fenstersystemen an. Zu Beginn des Jahres wurde die buhr-automatic, ein Betrieb mit Schwerpunkt Wartung und Service für Automatiktüren übernommen und die Servicekapazität  ausgebaut.

Mechatronik auf dem Vormarsch

Eine interne esco-Statistik zeigt, der Trend zur Mechatronik hat sich in den vergangenen drei Jahren durchgesetzt. Es war an der Zeit ein Seminar zum Thema „Basiswissen Elektrik für Fenster und Türen“ zu initiieren. Im Herbst 2018 wurde die Veranstaltung erstmals angeboten und stieß auf solche Resonanz, dass einige zusätzliche Termine in den Weiterbildungskalender eingestellt wurden. Rund 150 Teilnehmer waren es im vergangenen Jahr, 2019 werden bis zum Sommer ca. 200 Anmeldungen erwartet. „Bei Metallbauern ist Fachwissen im Bereich Elektrik gefragt, vielfach wurden wir von Unternehmen für Inhouse-Schulungen gebucht“, so Klaus Schmitz, Leiter der Abteilung Konstruktion & Entwicklung. Die eintägige Veranstaltung „Basiswissen Elektrik für Fenster und Türen“ startet mit Begriffen und Zusammenhängen aus dem Elektro-Gewerk, es wird besprochen, wie Netzteil und Kabel für mechatronische Komponenten ausgelegt werden, wie mit Schnittstellenproblemen zwischen Metallbau- und Elektrohandwerk umzugehen ist. Referent Klaus Vorwerg schult das Lesen technischer Datenblätter und den Umgang mit Anschlussschemas von Geräten.

Am Nachmittag dreht sich zwei Stunden lang alles um die Schnittstellen der Gewerke, wie an Fenster und Türen mechatronische Komponenten sicher anzuschließen sind − beispielsweise eine Mehrfachverriegelung oder ein E-Öffner. Anhand unterschiedlicher Prüfgeräte wird gezeigt, wie sich die Geräte und Kabel testen lassen. „Wir möchten Grundlagen der Elektrik vermitteln und erklären, wo Fehler auftreten können. Unsere Anwendungstechnik hat uns auf häufige Nachfragen aufmerksam gemacht“, erläutert Schmitz.

Metallbau & Elektrik

„Unsere Weiterbildung in Sachen Elektrik soll nicht dazu anleiten, die Tätigkeiten für den Elektriker zu übernehmen, im Gegenteil, wir informieren über die Grenzen des Gewerks Metallbau“, konstatiert Vorwerg. Grundwissen in der Elektrik soll dazu befähigen, sich kompetent mit dem Elektriker zu verständigen. So erklärt der Referent Begriffe wie Wechsel- und Gleichspannung. Macht darauf aufmerksam, dass mechatronische Komponenten oder Zutrittskontrollen nicht mit Wechselspannung, sondern mit Gleichspannung betrieben werden. Der Referent zeigt Schaltnetzteile, mit denen Spannungen auf die benötigten Größen transformiert werden können, weist darauf hin, dass mechatronische Komponenten immer parallel angeschlossen werden, weil an allen Elementen einer Parallelschaltung dieselbe elektrische Spannung anliegt.

Zum Basiswissen gehört das Ohmsche-Gesetz [Spannung (U) = Widerstand x Stromstärke (I)] sowie das Leistungsgesetz [Leistung (P) = Spannung (U) x Stromstärke (I)]; mit diesen Formeln sollte auch der Metallbauer routiniert umgehen können, wenngleich ihm ausschließlich Arbeiten im Bereich der Kleinspannung (25 V Wechselspannung oder 60 V Gleichspannung) erlaubt sind. Für die Montage mechatronischer Elemente an Fenster und Türen reicht dies allemal: Motorschlösser, elektrische Türöffner und Zutrittskontrollen haben eine typische Spannung von 12 V DC bis 24 V DC; Kettenmotoren, Jalousien oder Verriegelungsmotoren für Fenster 24 V DC.

Finger weg von Niederspannung

Der Bereich Niederspannung (50–1.000 V Wechsel- bzw. 120 – 1.500 V Gleichspannung) ist der Elektrofachkraft bzw. der Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten vorbehalten. „Selbst wenn Sie als Privatmann die Elektrik beherrschen würden“, betont Vorwerg. Als klassisches Beispiel für die eingeschränkten Möglichkeiten des Metallbauers führt er die Funktionsprüfung eines Rohrmotors an: Eine Tätigkeit, für die ein spezieller Prüfstecker eingesetzt werden muss, wenn der Metallbauer sich an das Verbot hält, dass er nicht mit Niederspannungen umgehen darf. Der Experte unterstreicht, dass es dem Metallbauer nicht erlaubt ist, Kabel im Niederspannungsbereich konventionell zu prüfen. Tabu ist auch der Anschluss eines mechatronischen Türschließers an 230 V AC.

Wegen mangelnder Angaben in Ausschreibungen passiert es auf der Baustelle immer wieder, dass sich Elektriker weigern, die Mechatronik mit dem 230 V Netz zu verbinden, aber dem Metallbauer ist der Anschluss nicht erlaubt. Deshalb: Im Sinne flüssiger Arbeitsabläufe ist in der Kommunikation mit dem Architekten und dem Elektrofachplaner darauf zu achten, dass die Elektrik durchgängig geplant und in den Ausschreibungen berücksichtigt wird. „Kabelpläne für die Installation mechatronischer Bauelemente liefern Systempartner oder werden in der Arbeitsvorbereitung erstellt“, so Vorwerg.

Mit konstruierten Problemen aus dem Baustellenalltag fordert er seine Zuhörer auf,  mitzuarbeiten: Was ist beispielsweise zu tun, wenn vom Netzteil 12 V geschickt werden, aber beim Motorschloss nur 8,9 V ankommen, weil der Spannungsfall 3,14 Volt beträgt und im Ergebnis das Schloss nicht auslöst. Durch Integration weiterer freier Adern lässt sich der Spannungsfall auf 1,6 V reduzieren. Mit dieser fachgerechten Installation würde das Elektroschloss im zweiten Anlauf funktionieren.

Weiterer Fortbildungsschwerpunkt war das Anschlussprinzip potenzialfreier Kontakt und potenzialbehafteter Kontakt, das herstellerunabhängig für alle mechatronischen Komponenten gilt. Vorwerg klärte vorweg: „Die meisten Geräte, die von Metallbauern anzuschließen sind, funktionieren potenzialfrei.“ Ohne genauen Blick auf die Schaltungsunterlagen unterlaufen nichtsdestotrotz schnell Fehler.

Potenzialfrei bedeutet, dass ein Anschluss passiv ist, d.h. selbst keine Spannung liefert bzw. liefern darf. Vorteil ist die Spannungs- und Stromfreiheit an den Ausgangsanschlüssen. Durch eine Fremdspannung kann man die Spannung selber festlegen. Die Eingangs- und Ausgangsstromkreise können mit unterschiedlichen Spannungen und Strömen arbeiten, wenn ein Koppelrelais verwendet wird. So kann man zum Beispiel eine 230 V-Schaltung durch eine 12V-Schaltung schalten lassen. Auf diese Weise macht man Schaltungen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen zueinander kompatibel. Ist bei einer Schnittstelle nicht eindeutig klar, ob diese potenzialfrei oder potenzialbehaftet ist, sorgt eine Spannungsmessung für Klarheit. Vorwerg rät, dafür Schutzmaßnahmen − es können durchaus 230V anliegen − zu treffen.

Ohne Schulung im Lesen von technischen Datenblättern kommt es auch in punkto Einschaltdauer eines Geräts, beispielsweise eines E-Öffners leicht zu technischen Problemen: Stehen im technischen Datenblatt keinerlei Angaben, gilt eine Einschaltdauer von zehn Minuten. Ist eine Einschaltdauer von 10% angegeben, heißt das, dieser E-Öffner kann eine Minute laufen, dann braucht er eine Pause von zehn Minuten. „Nur wenn ein  E-Öffner an einer vielfrequentierten Türe 100% Einschaltdauer  hat, kann er diesen Anforderungen standhalten“, so Vorwerg.

Montagesorgfalt & Werkzeug

Mit dem Fachwissen ist eine sorgfältige Montage und professionelles Werkzeug nötig. Im Werkzeugkoffer sollte in keinem Fall fehlen: Seitenschneider, Spitzzange, Abisolierzange, Abmantelungswerkzeug, Crimpzange, kleine Schraubendreher und Multimeter. Der Referent wiederholt öfters, dass Elektrik fehleranfällig ist: Kabel sind deshalb prinzipiell anzuschließen, nicht verwendete Adern sollen isoliert und festgebunden werden. Lässt man einzelne Kabel abstehen, können diese einen Kurzschluss verursachen. Auch mit der Zugentlastung von Kabeln (Mantel), die durch Profile geführt werden, sollte nicht geschlampt werden und auch wenn Metallspäne in den Profilen übersehen werden, können diese zu späterer Zeit Probleme mit der Elektrik verursachen.

Prüfgeräte für Schlösser und Antriebe mit Kette

Seit etwa zwei Jahren bietet esco ein Prüfgerät für Schlösser, mit dem sich auch die Funktionen vieler E-Schlösser, Motorschlösser und A-Öffner der Marken Assa Abloy, BKS, dorma, effeff oder Geze testen lassen. Das Gerät überprüft die jeweiligen Überwachungsausgänge (Zylinder, Drücker, Falle, Riegel) und kann die Steuereingänge ansteuern. Klaus Vorwerg empfiehlt den Metallbaufirmen, mit dem Gerät hochwertige E-Schlösser im Rahmen der WPK nach EN 14351-1 im Wareneingang zu prüfen, um deren Funktionstüchtigkeit nachweisen zu können. Zudem lässt sich das Gerät dank Akkubetrieb auch auf der Baustelle nutzen.
Ein weiteres Prüfgerät für digitale Fensterantriebe wird ebenfalls mit Akkus betrieben, es handelt sich jedoch nicht um ein universelles Einstell- und Programmiergerät, sondern ist für Kettenantriebe von esco- und Geze geeignet.

Zwei Metallbauer über das Praxis-Seminar

Ulrich Lacher, Betrieb Hans Möhrle in Mindelheim, tätig für die Projektabwicklung, besucht jährlich ca. zwei Weiterbildungen. Dieses Jahr hat er sich für die Themen Elektro und Brandschutz entschieden.
„Weiterbildung ist prinzipiell gut und regelmäßig nötig. Das Thema Elektro wird immer wichtiger im Metallbau und mechatronische Komponenten werden inzwischen in fast jedem Element verbaut. Dafür sollte man wissen, welche Kabel dürfen wir Metallbauer anschließen, welche nicht. Es gibt klare Grenzen, an die wir Metallbauer uns halten müssen. Mit dem Elektrofachplaner habe ich meist nur über den Architekten Kontakt, eine direkte Kommunikation gibt es meist nur bei größeren Baustellen. Bei der esco Weiterbildung waren für mich die Informationen zu den direkten Schnittpunkten bei mechatronischen Türen wichtig, beispielsweise wie lange die Kabel sein dürfen, bis wohin diese geführt werden sollten und was die Aufgaben der Metallbauer bei der Verkabelung der Türe sind. Unser Gewerk sollte wissen, für welche Tätigkeiten der Fachplaner bzw. der Elektriker zuständig ist, zugleich muss er mit Fachbegriffen des anderen Gewerks umgehen können.“

Maximilian Veit, Betrieb Lacker in Waldachtal; bundesweit tätig als Metallbauer/Servicetechniker für die Wartung und Instandsetzung mechatronischer Lamellenfenster.
„Im November vergangenen Jahres habe ich über fünf Wochen die Fortbildung zur Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten absolviert, bei der Weiterbildung von esco ging es mir nun darum, die Mechatronik an Türen besser zu verstehen. So kann ich mein Portfolio als Servicetechniker erweitern. Beispielsweise haben wir bei der Weiterbildung gelernt, wie eine Türsteuerung funktioniert und aufgebaut ist, wie sie verkabelt und programmiert wird und ich z.B. Spannungen an Kabeln messen kann. Spannend war für mich zu hören, welche Fehler bei elektronischen Türen auftreten können und wie sich diese beseitigen lassen.“

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