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Sicherheit konstruktiv betrachtet

Dr.-Ing. Tilmann Bork: „Bevor man sich Gedanken um die DIN EN ISO 13849-1 macht, sollten alle möglichen konstruktiven Schutzvorkehrungen ausgeschöpft werden.“

Bei einer Maschine lassen sich viele Sicherheitsrisiken einfach vermeiden, wenn der Konstrukteur sich bereits beim Entwurf mit der Risikobeurteilung beschäftigt. Schon die Maschinenrichtlinie (MRL) 2006/42/EG gibt vor, dass erst konstruktive Maßnahmen zu ergreifen sind um das Risiko zu mindern bevor technische Schutzmaßnahmen zum Einsatz kommen. Am Beispiel einer Montagestation verdeutlichte Dr.-Ing. Tilmann Bork eine sinnvolle Vorgehensweise bei der Risikobeurteilung nach der DIN EN ISO 14121-1. Dies sollte seiner Meinung nach der erste Schritt zu einer sicheren Maschine sein, bevor man sich um die Anforderungen der DIN EN ISO 13849-1 kümmert.

Der Anhang I der MRL gibt vor, dass der Hersteller oder sein Bevollmächtigter die Gefährdungen, die von der Maschine ausgehen können, und die damit verbundenen Gefährdungssituationen zu ermitteln hat. Sieht man sich die möglichen Gefährdungen an, lassen sich diese in drei Gruppen aufteilen:
• durch die (gefährliche) Konstruktion der Maschine,
• durch (gefährliche) Ausfälle und Fehlfunktionen sowie
• durch (gefährliche) Fehlbedienung bzw. Fehlverhalten.
Dem letzen Punkt ist insofern verstärkt Beachtung zu schenken, weil dem Konstrukteur oft nicht bewusst ist, dass er der mögliche Auslöser für dieses Fehlverhalten ist. Wenn sich z. B. die Maschine nur durch Manipulation Einrichten lässt, dann kann man dem Bediener nicht die Schuld zuschieben.
Man muss die Grenzen kennen
Zu einer Risikobeurteilung gehört nach der DIN EN ISO 14121-1 eine Risikoanalyse mit der Festlegung der Grenzen der Maschine, der Identifizierung der Gefährdungen und der Risikoeinschätzung sowie eine Risikobewertung. Die Grenzen werden unter Berücksichtigung sämtlicher Phasen der Lebensdauer der Maschine festgelegt und umfassen räumliche, zeitliche sowie handlungsbezogene Gesichtspunkte. Zu den zu berücksichtigenden Aspekten bei den räumlichen Grenzen zählen unter anderem der Bewegungsraum und der Platzbedarf von Personen, die mit der Maschine umgehen.
Die Verwendungsgrenzen beziehen die bestimmungsgemäße Verwendung und die vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung mit ein. Neben den verschiedenen Betriebsarten der Maschine und unterschiedlichen Eingriffsmöglichkeiten durch den Benutzer sind dabei auch der Einsatzbereich der Maschine, das vorausgesetzte Niveau in Hinblick auf Ausbildung, Erfahrungen oder Fähigkeiten der Benutzer sowie weitere Personen zu berücksichtigen, die den Gefährdungen im Zusammenhang mit der Maschine ausgesetzt sein können. Dazu gehört das Bedienpersonal, und in der Nähe arbeitende Angestellte, aber auch Besucher.
Zu den Aspekten die bei den zeitlichen Grenzen zu berücksichtigen sind zählen die Lebensdauer der Maschine und/oder einiger von deren Bauteilen (z. B. Werkzeuge, Verschleißteile, elektrische Bauteile) sowie empfohlene Wartungsintervalle. Beispiele aus dem täglichen Leben für zeitliche Grenzen sind das Verfalldatum auf Lebensmittelpackungen oder die Fristen für Wechsel der Bremsflüssigkeit und des Öls am Auto.
Der Gefährdung auf der Spur
Einer der wichtigsten Schritte bei jeder Risikobeurteilung einer Maschine ist laut Dr.-Ing. Tilmann Bork von Festo die systematische Identifizierung vernünftigerweise vorhersehbarer Gefährdungen, Gefährdungssituationen und/oder Gefährdungsereignisse in sämtlichen Phasen der Lebensdauer der Maschine. Dafür muss festgestellt werden, welche Arbeitsgänge die Maschine ausführt und welche Aufgaben durch Personen zu erfüllen sind, die mit der Maschine umgehen. Erst wenn die Gefahren identifiziert sind, lassen sich Maßnahmen zur Beseitigung der Gefährdungen oder zur Risikominderung einleiten. Hier hat der Konstrukteur einen großen Spielraum, da eine Sicherheitsfunktion durch verschiedenste Schutzmaßnahmen umgesetzt werden kann.
T. Bork gab den Tipp einen Konstruktionskatalog anzulegen in dem für alle möglichen Varianten von Steuerketten die Betriebsarten erfasst, die Sicherheitsfunktionen (SF) ermittelt und die die jeweiligen SF erfüllenden Schutzmaßnahmen zusammengestellt werden. Dann kann man für jeden erforderlichen Performance Level (in der eine Sicherheitsfunktion ausgeführt werden muss) eine technische Umsetzung beschreiben. Damit besteht die Chance der Vereinheitlichung und Zeit/Kosteneinsparung.
Das Risiko einschätzen und reduzieren
Das mit einer bestimmten Gefährdungssituation zusammenhängende Risiko hängt vom Schadensausmaß sowie der Eintrittswahrscheinlichkeit dieses Schadens als Funktion von
• der Gefährdungsexposition einer Person,
• des Eintritts eines Gefährdungsereignisses und
• der technischen und menschlichen Möglichkeiten zur Vermeidung oder Begrenzung des Schadens ab.
Für die Fehlerannahmen und Fehlerausschlüsse bietet die DIN EN ISO 13849-2 Listen an.
Als Teil des Verfahrens der Risikobewertung können die Risiken, die mit einer Maschine oder Teilen davon verbunden sind, mit denen ähnlicher Maschinen oder Maschinenteile verglichen werden, falls die folgenden Kriterien erfüllt sind:
• die vergleichbare Maschine entspricht relevanten Normen;
• die bestimmungsgemäße Verwendung, die vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung und die Art der Konstruktion sowie der Herstellung beider Maschinen sind vergleichbar;
• die Gefährdungen und Risikoelemente sind vergleichbar;
• die technischen Spezifikationen sind vergleichbar;
• die Einsatzbedingungen sind vergleichbar.
Sicherheitsnormen
Zudem befassen sich auch andere Normen mit der Sicherheitstechnik wie T. Bork erläuterte. Dass das Verfahren nach DIN EN ISO 12100-1 angewendet wurde, zeigt die Erfüllung der folgenden nach ihrer Priorität aufgeführten Bedingungen:
a) Die Gefährdung wurde beseitigt oder das Risiko durch konstruktive Maßnahmen oder Ersetzung durch weniger gefährliche Materialien und Stoffe oder durch die Anwendung ergonomischer Grundsätze vermindert.
b) Das Risiko wurde durch die Anwendung technischer und ergänzender Schutzmaßnahmen einer Art vermindert, die das Risiko unter Berücksichtigung der bestimmungsgemäßen Verwendung und der vernünftigerweise vorhersehbaren Fehlanwendung hinreichend vermindern und für die jeweilige Anwendung geeignet sind.
c) Falls die Anwendung technischer oder ergänzender Schutzmaßnahmen nicht durchführbar ist oder das Risiko nicht hinreichend vermindert, muss die Benutzerinformation einen Hinweis auf jegliches Restrisiko enthalten.
Weitere Normen die bei der konstruktiven Maschinensicherheit eine Rolle spielen sind die DIN EN 349 sowie die DIN EN ISO 13857 und die DIN EN 953 . Dementsprechend ist eine sorgfältige Berücksichtigung von vorhersehbaren Aspekten des Maschinenumfelds und der Arbeitsweise über die gesamte vorhersehbare Lebensdauer der Maschine bei der Gestaltung und dem Einsatz von trennenden Schutzeinrichtungen erforderlich. Anderenfalls kann eine unsichere bzw. nicht betreibbare Maschine entstehen. Dies kann Personen dazu verleiten, die vorgesehenen trennenden Schutzeinrichtungen zu umgehen und sich einem größeren Risiko auszusetzen. Erst wenn diese ganzen konstruktiven Maßnahmen getroffen wurden, sollte man sich Gedanken über die DIN EN ISO 13849-1 machen, betonte T. Bork.

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