Maschinensicherheit. Auf Grundlage der europäischen Sicherheitsnormen. Winfried Graf. 3., neu bearbeitete und erweiterte Auflage

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1 Winfried Graf Maschinensicherheit Auf Grundlage der europäischen Sicherheitsnormen 3., neu bearbeitete und erweiterte Auflage DJ Hüthig Verlag Heidelberg

2 0 Normen/Richtlinienstruktur 1 1 Richtlinien, Normen und Gesetze Umsetzung der europäischen Richtlinien in deutsches Recht Umsetzung der europäischen Richtlinien in österreichisches Recht MSV - Maschinensicherheits Verordnung NspGV - Niederspannungsgeräteverordnung EMVV - Elektromagnetische VerträglichkeitsVerordnung ASchG - Arbeitnehmerinnenschutzgesetz AM-VO - Arbeitsmittelverordnung Umsetzung der europäischen Richtlinien in das schweizerische Recht Maschinenrichtlinie 89/392/EWG im schweizerischen Recht STEG STEV Die Rahmenrichtlinie 89/391/EWG im schweizerischen Recht Die Arbeitsmittelrichtlinie 89/655/EWG im schweizerischen Recht Die Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG im schweizerischen Recht Die EMV-Richtlinie 89/336/EG im schweizerischen Recht Verzeichnis CE-Kennzeichnung von Maschinen Empfohlene Vorgangsweise Zuständigkeit Sanktionsmöglichkeit Produkthaftung Haftung nach dem Produkthaftungsgesetz Fehlerhafte Produkte Herstellerentlastung Risikoreduzierung Haftungsdauer Zivilrechtliche Produkthaftung MRL und Produkthaftung Schadenersatz MRL und vertragliche Ansprüche 64

3 MRL und deliktische Haftung Konstruktions-, Produktions- oder Instruktionsfehler Fehler bei der Gefahrenanalyse Schuldrecht GS-Zeichen Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9000 ff Konformitätserklärung Prüfung und Zertifizierung von Sicherheitsbauteilen Prüfzeichen Bedeutung von Prüfungen Durchführung von Prüfungen Prüfung von Maschinen und deren Steuerungen Prüfung von Sicherheitsbauteilen Prüfungen von Sicherheitsbussystemen Auswirkungen von Fehlern in Systemen Altmaschinen Keine wesentliche Veränderung Wesentliche Veränderung Wie erfolgt die Nachrüstung? Pressennachrüstung Benummerung durch IEC und ISO 84 2 Risikoanalyse Grenzrisiko Risikobeurteilung Grundkonzept Information zur Risikobeurteilung Iterative Sicherheitserhöhung Kombination der Risikoelemente Risikoelemente Schäden Schadensausmaß Eintrittswahrscheinlichkeit eines Schadens Häufigkeit und Dauer einer Gefährdungsexposition Eintrittswahrscheinlichkeit eines Gefährdungsereignisses Möglichkeiten zur Vermeidung oder Begrenzung eines Schadens Personenschäden Risikobewertung Erreichen des Ziels einer Risikominderung Risikovergleich Dokumentation Auszug aus den im Anhang A der EN /97 aufgeführten Gefährdungen Verfahren zur Untersuchung von Gefährdungen und zur Einschätzung von Risiken 99

4 XI 3 Risikobeurteilung Anwendungsbereich Vergleich verschiedener Risikobeurteilungsnormen Prozess für Auswahl Übersicht der Risikokategorien Festlegen und Prüfen der Kategorien Kategorie B Kategorie Kategorie Kategorie Kategorie Funktionen in Sicherheitskreisen Stopp-Funktionen Not-Aus-Funktionen Manuelle Rückstellung Start und erneuter Start Risikograph Gestaltung und Auswahl von Sicherheitsmaßnahmen nach EN /97 Abs Validieren durch Analyse Validieren durch Prüfung Validierungsbericht Validierungsplan Dokumente für die Validierung Validierungsverfahren Validierungsaufzeichnung Validierung durch Prüfen Fehlerlisten Validierung der Sicherheitsfunktionen Beispiel einer Risikobewertung Risikoanalyse Anwendung des Risikographen Neue Risikobeurteilung Performance Level, PLr und PL Risikoparameter S, F und P Diagnosedeckungsgrad, DC Fehler gemeinsamer Ursache, CCF Markov-Modell Ausfallwahrscheinlichkeit, PDF agv Zeit bis zum gefährlichen Ausfall, MTTF d Kategorien, Kat Kategorie B Kategorie Kategorie Kategorie Kategorie 4 133

5 XII Inhalt Zusammenfassung der meisten sicherheitsrelevanten Anforderungen Gegenüberstellung SIL/PL Neue Risikobewertung Bei Anwendung mechanischer Systeme A. 2, Liste der grundlegenden Sicherheitsprinzipien A. 3, Liste der bewährten Sicherheitsprinzipien A. 4, Liste der bewährten Bauteile A. 5, Fehlerlisten und Fehlerausschlüsse Bei Anwendung pneumatischer Systeme B. 2, Liste der grundlegenden Sicherheitsprinzipien B. 3, Liste der bewährten Sicherheitsprinzipien B. 4, Liste der bewährten Bauteile B. 5, Fehlerlisten und Fehlerausschlüsse Bei Anwendung hydraulischer Systeme C. 2, Liste der grundlegenden Sicherheitsprinzipien C. 3, Liste der bewährten Sicherheitsprinzipien C.4, Liste der bewährten Bauteile C. 5, Fehlerlisten und Fehlerausschlüsse Bei Anwendung elektrischer Systeme D. 2, Liste der grundlegenden Sicherheitsprinzipien D. 3, Liste der bewährten Sicherheitsprinzipien D. 4, Liste der bewährten Bauteile D. 5, Fehlerlisten und Fehlerausschlüsse Funktionales Sicherheitsmanagement nach IEC Einführung Sicherheitslebenszyklus Aufbau und Struktur der Norm IEC Risikobeurteilung nach IEC Anforderungen an den Komponentenhersteller Anforderungen an den Endanwender/Betreiber Rechtliche Stellung der Normen der Reihe DIN EN IEC (VDE 0803) Absichern von Gefahren Verzögerungseinrichtungen Stopp-Funktion Trennende Schutzeinrichtungen Verriegelungseinrichtungen Gestaltungsanforderungen an Schutztürschalter bzw. Zuhaltungseinrichtungen Anhalte- und Zugriffszeit Verriegelungsarten Anordnung und Befestigung von Positionsgebern 168

6 XIII 6.6 Zuhalteeinrichtungen Verzögerungseinrichtungen Einschränkung von Umgehungsmöglichkeiten Verriegelungseinrichtungen mit mechanisch betätigten Positionsschaltern Zugriffshäufigkeit Stellungsüberwachung durch Grenztaster Bewegliche Verdeckungen Position der Schalter Positionstaster mit Schließerfunktion Sicherheitsgerechte Positionstaster Positionsschalter Zwangsöffnung des Öffner-Hilfsstromschalters Grundforderungen für Hilfsstromschalter nach EN Hilfsstromschalter ohne Sprungfunktion Hilfsstromschalter mit Sprungfunktion Symbol für Zwangsöffnung Symbol für Geräte, die zwangsgeführte Kontakte enthalten Schalterkategorien Schutztürüberwachung und Positionsschalter Trennende Schutzeinrichtung Anforderungen an trennende Schutzeinrichtungen Feststehende trennende Schutzeinrichtungen Anforderungen an feststehende trennende Schutzeinrichtungen Entfernen von trennenden Schutzeinrichtungen Stellung abnehmbare trennende Schutzeinrichtung Zurückhalten wegfliegender Teile Klettern Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen Anforderungen an bewegliche trennende Schutzeinrichtungen Einstellbare trennende Schutzeinrichtungen Anforderungen an einstellbare trennende Schutzeinrichtungen Verriegelte trennende Schutzeinrichtungen Verriegelte trennende Schutzeinrichtungen Verriegelte trennende Schutzeinrichtungen mit Zuhaltung Verriegelte trennende Schutzeinrichtungen Trennende Schutzeinrichtung mit Startfunktion Anforderungen an trennende Schutzeinrichtungen mit Startfunktion (steuernde trennende Schutzeinrichtungen) Nicht trennende Schutzeinrichtungen Technische Eigenschaften von nicht trennenden Schutzeinrichtungen Schutzeinrichtungen mit Annäherungsreaktion 188

7 XIV Inhalt 9.10 Risikominderung durch Konstruktion Beispiel für Risikokategorie 1 und Beispiel für Risikokategorie 3 und Überwachung der Positionsschalter Zuhaltungen Verzögerte Freigabe der Gefahrenstelle Reduzierung der Anhaltezeit Berührungslos wirkende Positionstaster BWP Überwachung von Positionstastern Anwendungsbereich Zweck der Norm Anwendungsabgrenzung Verringerung von Risiken Sicherheit von Maschinen Versorgung von Steuerstromkreisen Leitungslängen Sicherungsautomaten Schmelzsicherungen Not-Aus Haupt- ohne Hilfsstromkreis Haupt- mit Hilfsstromkreis Einfache Redundanz Zweischützschaltung Dreischützschaltung Redundanz im Ein- und Ausgangskreis Überwachter Start und Querschlusserkennung im Eingangskreis Einstufung der Not-Aus-Beschaltung Kategorie Kategorie Kategorie Überwachter Start Kategorie 4 - Agieren statt Reagieren Not-Aus-Einrichtungen - Allgemeine Anforderungen Bereichsabsicherung 252

8 XV 22 Mindestsicherheitsabstand zum Gefahrenbereich Mindestsicherheitsabstand Nachlauf Gefahrenstellenabsicherung Lichtschranken - Einstrahlige Einrichtungen Lichtgitter - Mehrere Einzelstrahlen Lichtvorhang Schaltmatten Zweihandsteuerungen Muting Neue Philosophie bei Sicherheitsschaltkreisen Demokratie oder Diktatur in der Steuerungstechnik Sichere Steuerungen Hochverfügbar oder sicher abschalten? v2-System v3-System Konventionelle Technik Zukunftsorientierte Technik SPS - eine aus drei Softwarebausteine Softwarebausteine Not Aus" Sicherheitsbus Pressensicherheit Auszüge aus der EN /96 / pren / Auszüge aus der EN / Auszüge aus der EN /01 / pren / Auszüge aus der EN / Auszüge aus der EN / C-Normen der Werkzeugmaschinen Auszüge aus der EN / Auszüge aus der EN / Anhang Schaltbeispiele 369 Sachwörterverzeichnis 393