Die neue Maschinenrichtlinie: Wichtige Änderungen für die Instandhaltung 1)

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1 Gesetzliche Grundlagen Die neue Maschinenrichtlinie: Wichtige Änderungen für die Instandhaltung 1) 1) Autor: Jürgen Hasel Nach diesem Kapitel kennen Sie die wichtigsten Änderungen der neuen Maschinenrichtlinie, Sie sind in der Lage, deren Einflüsse auf Ihre Arbeit in der Instandhaltung einzuschätzen und Sie können die neue Maschinenrichtlinie anwenden. Die neue Maschinenrichtlinie im Überblick Keine Übergangsfrist Am tritt die neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG in Kraft. Die Gültigkeit der bisherigen Maschinenrichtlinie 98/37/EG endet am Es gibt keine Übergangsfrist: : Veröffentlichung der neuen MRL im Amtsblatt : In-Kraft-Treten der neuen MRL : Frist zur Umsetzung in nationales Recht : Beginn der nationalen Anwendung der neuen MRL (ohne Übergangszeit) Bereits aus diesem Zeitplan wird die Brisanz ersichtlich. Mit dem kommenden Jahreswechsel wird die neue Maschinenrichtlinie gültig und ist von allen Herstellern und Anwendern einzuhalten. Bevor wir jedoch zu den Details kommen, einige erklärende Worte vorweg: Richtlinien sind europäische Gesetze. Sie werden von der EU erstellt und sorgen innerhalb der europäischen Union für Rechtssicherheit. Mit diesen Gesetzen wird festgelegt, an welchen Rahmen sich die Menschen und juristischen Personen, also Unternehmen, zu halten haben. Solche Richtlinien der EU gibt es sehr häufig, beispielsweise für Sportboote und für Spielzeug, für Lärmemissionen und Explosionsschutz, für Niederspannung und für elektromagnetische Verträglichkeit. Da jedes Mitgliedsland der EU hoheitliche Rechte besitzt, sind die Richtlinien in nationales Recht umzusetzen. Das hat innerhalb bestimmter Fristen zu geschehen, in denen nationale Anpassungen erfolgen und die Betroffenen die Möglichkeit haben, sich auf die veränderten Rahmenbedingungen einzustellen. Eine sofortige Umsetzung von EU-Richtlinien in nationales Recht gibt es nur in ganz seltenen Fällen. Ziel: freier Warenverkehr in der EU Ziel dieser Richtlinien ist es, Handelshemmnisse innerhalb der EU zu vermeiden. Man möchte für die Produkte innerhalb der EU einen freien Warenverkehr ermöglichen. Was in Deutschland hergestellt wird, soll in den anderen Staaten auch verkauft werden können. Es darf keine einzelstaatlichen Gesetze geben, die die Einfuhr bzw. den Verkauf von Produkten aus anderen EU-Mitgliedstaaten verbieten oder behindern. In Bezug auf die neue Maschinenrichtlinie gilt das für die Sicherheit von Anlagen und Betriebsmitteln. Der oder die Gesetzgeber möchten damit vermeiden, dass an der Sicherheit von Maschinen und Anlagen durch die Hersteller gespart wird und eventuell durch Unfälle entstehende Kosten dann der Gemeinschaft aufgebürdet werden. Schließlich sollen die Sicherheitsvorgaben der EU auch für Produkte und Maschinen aus Staaten außerhalb der EU gelten. Damit juristisch eine Person innerhalb der EU gefasst werden kann, hat der Inverkehrbringer, also der Verkäufer der Maschine, dafür zu sorgen, dass die Maschine sicher ist. CE-Kennzeichnung In Europa existiert dafür das CE Zeichen. Dieses ist u.a. in Anhang III der Maschinenrichtlinie genau definiert. Das CE-Zeichen auf einem Produkt gibt an, dass dieses mit den dafür geltenden Richtlinien übereinstimmt. So besagt das CE-Zeichen auf einem Spielzeug, dass dieses mit der geltenden Richtlinie für Spielzeug übereinstimmt. Das CE-Zeichen auf einer Maschine besagt, dass diese mit den dafür geltenden Richtlinien übereinstimmt. Abb. 1: Das CE-Zeichen Allerdings ist zu beachten, dass das CE-Zeichen stellvertretend für die Einhaltung mehrerer EU-Richtlinien stehen kann. So können beispielsweise die CE-Zeichen für Maschinen aussagen, dass etwa die Niederspannungsrichtlinie, die EMV-Richtlinie und die Maschinenrichtlinie beachtet wurden immer unter der Voraussetzung, dass Niederspannung und elektromagnetische Verträglichkeit einen bei dieser Art von Maschine zu beachtenden Aspekt darstellen.

2 Die wichtigsten Änderungen Warum eine neue Maschinenrichtlinie? Warum gibt es überhaupt eine neue Maschinenrichtlinie? In der jetzt gültigen Richtlinie sind viele Sachverhalte beschrieben. Einiges jedoch war nicht erfasst. So kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Rechtsstreitigkeiten. Um diese auszuschließen, wurde die Maschinenrichtlinie geändert. Die neue Fassung der Richtlinie besteht aus 29 Artikeln und zwölf Anhängen, während die alte Maschinenrichtlinie 16 Artikel und nur neun Anhänge hatte. Die wichtigsten Änderungen werden wir Ihnen im Folgenden vorstellen. Was ist eine Maschine? Als Maschine gilt inzwischen viel mehr, als man sich landläufig darunter vorstellen mag: Maschinen auswechselbare Ausrüstungen Sicherheitsbauteile Lastaufnahmemittel Ketten, Seile und Gurte abnehmbare Gelenkwellen unvollständige Maschinen So ist eine Maschine bereits eine Maschine, auch wenn ihr noch der Energieanschluss fehlt. Ein Hallenkran gilt als Maschine, auch wenn er noch nicht montiert ist. Selbst die Ladebordwand eines Lkw stellt eine Maschine dar. Und selbstverständlich sind mehrere Maschinen, die zu einer Fertigungsstraße zusammengebaut werden, ebenso eine Maschine. Aus diesem Grund benötigt die Fertigungsstraße ein CE- Zeichen für die Gesamtmaschine, auch wenn die einzelnen darin enthaltenen Maschinen bereits ein CE-Zeichen haben. Eine Person muss die Sicherheit für die Gesamtmaschine bescheinigen und die Verantwortung übernehmen. Weiterhin fallen Hebezeuge, die nur durch die menschliche Antriebskraft angetrieben werden, ebenfalls unter die Maschinenrichtlinie. Selbst auswechselbare Ausrüstungen werden dazugezählt, also beispielsweise die Aufsattelgeräte für Traktoren und das, obwohl ein Traktor nicht unter die Maschinenrichtlinie fällt. Sicherheitsbauteile Sicherheitsbauteile wurden bereits in der noch gültigen Maschinenrichtlinie aufgeführt. In der neuen Maschinenrichtlinie gibt es jedoch einen neuen Anhang V mit einer nicht erschöpfenden Liste von Sicherheitsbauteilen. Nicht erschöpfend bedeutet, dass weitere Sicherheitsbauteile im Lauf der Zeit hinzukommen können und als solche gelten, auch wenn sie nicht in dieser Liste geführt sind. Was ein Sicherheitsbauteil ist, wird in Artikel 2 aufgeführt. Allerdings müssen alle folgenden vier Punkte erfüllt sein: Ein Sicherheitsbauteil ist ein Bauteil, das zur Gewährleistung einer Sicherheitsfunktion dient, gesondert in Verkehr gebracht wird, dessen Ausfall und/oder Fehlfunktion die Sicherheit von Personen gefährdet und das für das Funktionieren der Maschine nicht erforderlich ist oder durch für das Funktionieren der Maschine übliche Bauteile ersetzt werden kann. Beispiel So ist beispielsweise eine Logikeinheit für eine Zweihandsteuerung ein Sicherheitsbauteil. Der letzte Punkt bedarf sicher einer Erklärung. Eine Maschine würde auch ohne dieses Sicherheitsbauteil funktionieren bzw. kann ihre Funktion auch durch Standardbauteile erreichen. Es ist aber ebenso möglich, die Logikeinheit für eine Zweihandsteuerung durch separate Bauteile herzustellen. Deren Verhalten ist dann jedoch nicht als sicher einzustufen. Von einem Sicherheitsbauteil wird ein Mehr an Sicherheit erwartet, auch wenn dessen Defekt nicht unmöglich ist. Aber wie ist es mit einem standardisierten Pneumatikzylinder, der eingesetzt wird, um eine Handlingachse sicher in der oberen Endlage zu halten? Gilt dieser ebenso als Sicherheitsbauteil? Nein, aber er wird durch den Einsatzfall zu einem sicherheitsrelevanten Bauteil. Der Zylinder ist so zu dimensionieren, dass er der zu erwartenden Beanspruchung standhält. Lastaufnahmemittel Die Lastaufnahmemittel sind in der neuen Maschinenrichtlinie ebenfalls aufgeführt. Dazu gehören Vakuumsauger und Greifer. Sind nun alle Vakuumsauger und Greifer Lastaufnahmemittel? Es gibt kleine und große Vakuumsauger und ebensolche Greifer. Entsprechend kann ein großer Vakuumsauger mehr Last halten als ein kleiner. Doch statt eines großen Vakuumsaugers können ebenso mehrere kleinere eingesetzt werden wiederum eine gefahrenrelevante Situation. Nur geht in diesem Fall die Verantwortung an den Konstrukteur bzw. die Person, die für den entsprechenden Einsatzfall die Vakuumsauger bzw. Greifer auslegt, über. Der Hersteller weiß ja nicht, für welchen Fall die Sauger eingesetzt werden sollen. Wer haftet? Prinzipiell gilt: Führt der Maschinenbauer die Berechnungen durch, so liegt die Verantwortung bei ihm. Delegiert er die Berechnung an den Lieferanten, liegt die Verantwortung beim Lieferanten. Dieser hat dann auch die Dokumentation entsprechend der Maschinenrichtlinie zu erstellen. Dazu muss er die Grundlagen für die Berechnung beim Kunden erfragen und dokumentieren. Gleiches gilt für die Auslegung von Greifern und Greiferfingern bzw. deren Bearbeitung. Beispiel

3 Angenommen, der Lieferant führt eine Berechnung für ein Werkstück aus Kunststoff durch, bestimmt dafür einen Greifer einer bestimmten Größe und bearbeitet noch dazu die Greiferfinger. Der Kunde setzt den Greifer zunächst für das berechnete Werkstück ein. Problemlos hält der Greifer der Belastung durch das Werkstück stand. Nach einiger Zeit sollen jedoch die Kunststoffteile durch Stahlteile ersetzt werden. Damit ändert sich die Belastung des Greifers, ein Greiferfinger bricht und es kommt zum Unfall. Wer haftet in dem Fall? Ganz einfach: Wenn bei der Auslegung des Greifers der Transport von Teilen aus Kunststoff als die bestimmungsgemäße Verwendung dokumentiert wurde, dann haftet der Maschinenbetreiber, denn der Greifer wurde nicht entsprechend seiner Bestimmung verwendet. Hat der Lieferant bei der Dokumentation jedoch die bestimmungsgemäße Verwendung nicht eindeutig geklärt, so haftet er. Für den Kunden war es nicht erkennbar, dass durch die Verwendung von anderem Material eine Gefahr besteht. Die Verwendung von Stahl war somit für den Kunden möglich. Der Greifer hätte schließlich überdimensioniert sein können. Die unvollständige Maschine In der neuen Fassung der Maschinenrichtlinie ist weiterhin die Definition von unvollständigen Maschinen aufgeführt. Eine unvollständige Maschine ist eine Einheit, die fast eine Maschine bildet, für sich genommen jedoch keine bestimmte Funktion erfüllen kann. Beispielsweise gilt ein Roboter mit verdrahteter Steuerung als unvollständige Maschine. Wie für die Maschine wird auch hier eine Dokumentation verlangt. Notwendige Unterlagen Notwendige Unterlagen nach Anhang VII A der neuen Maschinenrichtlinie für eine Maschine: eine allgemeine Beschreibung der Maschine eine Übersichtszeichnung der Maschine vollständige Detailzeichnungen Unterlagen über die Risikobeurteilung angewandte Normen alle technischen Berichte ein Exemplar der Betriebsanleitung eine Kopie der EG-Konformitätserklärung Spezielle Unterlagen nach Anhang VII B der neuen Maschinenrichtlinie für eine unvollständige Maschine: Unterlagen über die Risikobeurteilung eine Übersichtszeichnung der Maschine vollständige Detailzeichnungen Durch die Dokumentation soll der Nutzer der unvollständigen Maschine die Möglichkeit erhalten, diese sicher in andere Maschinen einbauen oder mit anderen unvollständigen Maschinen zu einer Gesamtmaschine verknüpfen zu können. Obiger Vergleich der Dokumentationen zeigt, dass für eine unvollständige Maschine weniger Dokumentation erforderlich ist. Betriebsanleitung und Konformitätserklärung Mit der Maschine ist die Betriebsanleitung nach Anhang VII A und die Konformitätserklärung an den Kunden zu übergeben. Die anderen Teile der Dokumentation nach Anhang VII A verbleiben beim Hersteller. Montageanleitung und Einbauerklärung Bei der unvollständigen Maschine müssen die Montageanleitung nach Anhang VI und die Einbauerklärung gemäß Anhang II 1.B dem Kunden ausgehändigt werden. Die Unterlagen nach Anhang VII B müssen zwar erzeugt werden, verbleiben jedoch beim Hersteller. Allerdings gilt für beide Fälle: Wird auf begründetes Verlangen den einzelstaatlichen Stellen die Dokumentation nicht vorgelegt, so kann davon ausgegangen werden, dass die Maschine oder unvollständige Maschine nicht der Maschinenrichtlinie entspricht. Weiterhin wird dem Hersteller zur Vorlage nur wenig Zeit gelassen, denn man möchte vermeiden, dass der Maschinenhersteller nach einem schweren Unfall Zeit hat, die Dokumentation nachträglich zu erstellen. Die Betriebsanleitung Die Betriebsanleitung ist ein wichtiges Instrument, um Unfälle zu verhindern. Sie soll dem Maschinenbediener die Möglichkeit geben, die Maschine sicher zu bedienen. Er muss wissen, was er zu tun hat, welche persönlichen Schutzausrüstungen zu verwenden sind usw. Hinweise auf restliche Gefährdungen sind ebenfalls sehr wichtig. Dementsprechend gilt, dass die Betriebsanleitung einer Maschine in der Landessprache des Kunden auszuliefern ist. Ist die Landessprache nicht die Sprache des Herstellers, so ist zusätzlich eine Betriebsanleitung in der Herstellersprache zu liefern. Letzteres ist notwendig, um Fehler in der Übersetzung als Unfallursache erkennen zu können. Das heißt jedoch auch, dass vom Übersetzer entsprechende Kenntnisse verlangt werden, damit er eine technische Betriebsanleitung richtig übersetzen kann. Maßnahmen zur Risikominderung nach DIN EN ISO Als Maßnahmen zur Risikominderung schreibt die DIN EN ISO folgende drei Schritte vor, die genau in dieser Reihenfolge abzuarbeiten sind: 1. zunächst die inhärente, sichere Konstruktion 2. danach die technischen Schutzmaßnahmen 3. und erst zuletzt die Betriebsanleitung

4 Damit soll verhindert werden, dass Maschinen gebaut werden, für die anschließend sämtliche Gefahren in der Betriebsanleitung dokumentiert werden. Die Betriebsanleitung wäre dann wahrscheinlich so dick, dass sie weder gelesen noch akzeptiert würde. In der Betriebsanleitung müssen alle Informationen enthalten sein, die der Kunde zum sicheren Umgang mit der Maschine benötigt. Dazu gehören u.a.: Festlegung der Grenzen der Maschine: Was darf damit gemacht werden und was nicht? Welche Personen dürfen an der Maschine arbeiten? Welches Wissen und welche Kenntnisse werden vom Maschinenbediener erwartet? Welche Wartungs- und Servicearbeiten sind in welchen Zeitabständen durchzuführen? Welche Ersatzteile sind zu verwenden? Was ist bei Unfällen oder Störungen zu tun? Grenzen der Maschine Wird an der Maschine weiches Messingblech verarbeitet statt Karton, dann können Teile an der Maschine brechen und zu Verletzungen führen. Welche Personen mit welchem Wissen und welchen Kenntnissen dürfen an der Maschine arbeiten? Ein gelernter Facharbeiter, z.b. ein Maschinenschlosser, kann die Gefahren einer Maschine völlig anders einschätzen als eine ungelernte Person oder eine Person aus einem völlig anderen Berufsfeld, wie z.b. ein Bäcker oder Friseur. Wartungs- und Servicearbeiten Wartungs- und Servicearbeiten dienen dem Erhalt der Maschine. Damit werden Unfälle vermieden bzw. bei diesen Arbeiten mögliche Gefahrenquellen erkannt. Verwendung der richtigen Ersatzteile Die Festlegung der richtigen Ersatzteile ist ebenfalls sehr wichtig. Nehmen wir an, ein Konstrukteur würde eine Risikominderung durchführen, indem er bei bestimmten Gefahrenstellen spezielle steuerungstechnische Schaltungen vorsieht. Nach DIN EN ISO Sicherheit von Maschinen Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze kann ein Drehstrommotor beispielsweise zweikanalig abgeschaltet werden. Um den Drehstrommotor zweikanalig zu steuern, werden also zwei Schütze in Reihe geschaltet, damit er ein- und ausgeschaltet werden kann. Schaltet ein Schütz aufgrund eines Defekts nicht ab, dann kann der Motor immer noch durch den zweiten Schütz spannungsfrei geschaltet werden. Der Fehler führt noch nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion. Der Konstrukteur hat bei solchen sicherheitsrelevanten Schaltungen auch das Ausfallverhalten der eingesetzten Komponenten zu betrachten. Fällt nun ein solches Bauteil aus und wird es durch dasselbe ersetzt, dann ist das Ausfallverhalten identisch. Wird jedoch ein defektes Bauteil durch ein Bauteil ersetzt, das zwar gleich funktioniert, jedoch einen anderen inneren Konstruktionsaufbau aufweist, dann wird sich unter Umständen auch das Ausfallverhalten ändern. Dieses wiederum könnte zu einer Gefahr führen, die vorher mit dem Originalbauteil nicht bestand. Aus diesem Grund ist es nicht nur sinnvoll, in der Betriebsanleitung eine Liste von Ersatzteilen aufzuführen, sondern auch in den Schaltplänen Hinweise zu sicherheitsrelevanten Bauteilen und Verbindungen zu geben. Diese Hinweise sind sowohl für Monteure als auch Instandhalter wichtig. Sie dienen dazu, die Sicherheit für die Maschine und alle damit konfrontierten Personen aufrechtzuerhalten. Entsprechend ist auch ein Hinweis für den Einkäufer bei der Ersatzteilbeschaffung wichtig. Der Einkäufer weiß möglicherweise nicht, dass er ein sicherheitsrelevantes Bauteil bestellt. In der guten Absicht, Geld zu sparen, mag er ein vergleichbares Bauteil bestellen, ändert dabei jedoch unwissentlich das Ausfallverhalten der Maschine. DIN EN ISO Mehr zu den Themen Fehlerbetrachtung, Ausfallverhalten und Fehlerausschluss von Bauteilen ist in den Anhängen der DIN EN ISO Sicherheit von Maschinen Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen Teil 2: Validierung zu finden. Schaltpläne Eine weitreichende Bedeutung innerhalb der Betriebsanleitung haben die Schaltpläne. Entsprechend den Schaltplänen werden die Maschinen aufgebaut. Steuerung und Schaltplan sollten übereinstimmen. Der Monteur hat entsprechend dem Schaltplan zu verdrahten und zu verschlauchen. Bei der Inbetriebnahme sollten entsprechende Fehler in den Plänen oder dem Aufbau korrigiert werden. Damit der Aufbau der Maschine richtig erfolgen kann, sind in den Plänen alle wichtigen Bezeichnungen der Bauteile und Anschlussstellen anzugeben. Auch sind die Symbole entsprechend den verwendeten Bauteilen richtig auszuwählen. Der Konstrukteur haftet Ein Schaltplan soll dem Instandhalter die Möglichkeit geben, sicher Fehler finden und beheben zu können. Deshalb muss der Schaltplan mit der Realität an der Maschine übereinstimmen. Kommt es aufgrund eines Schaltplans zu einem Unfall, wird wieder der Schuldige, der Verantwortliche für den Schaltplan, gesucht. Jeder haftet für sein Werk, d.h., der Konstrukteur haftet für den vom ihm erstellten Schaltplan, nicht derjenige, der die Konformitätserklärung unterschreibt. Optimieren von Anlagen Eine weitere unterschätzte Gefahr ist das Optimieren von Anlagen. Wenn die Anlage vom Betreiber abgenommen wurde, machen sich häufig deren Mitarbeiter daran, die Zykluszeit der Maschine zu verkürzen. Zeitverzögerungen in Programmen werden reduziert, Drosselrückschlagventile an Zylindern aufgedreht oder Druckeinstellungen verändert. Grundlegende Sicherheitsprinzipien nach DIN EN ISO

5 Für den sicheren Bau von Maschinen werden in der DIN EN ISO in den Anhängen grundlegende Sicherheitsprinzipien für die verschiedenen Technologien beschrieben. Dazu gehören u.a.: richtige Dimensionierung und Formgebung Anwendung der Energietrennung Druckbegrenzung Begrenzung der Geschwindigkeit und ähnlicher Parameter Schutz gegen unerwarteten Anlauf Beständigkeit gegen Umgebungsbedingungen Richtige Dimensionierung und Formgebung Antriebe sind so auszulegen, dass sie den zu erwartenden Anforderungen Stand halten. Dabei sind die mechanischen Belastungen zu berücksichtigen, die kinetische Energie darf nicht überschritten werden. Doch genau das geschieht, wenn Drosselrückschlagventile weiter aufgedreht werden. Der Zylinderkolben wird schneller und die Bewegungsenergie überschreitet in der Endlage die zulässige Grenze. Das kann eine Zeit gut gehen, doch irgendwann hält der Zylinder den zu hohen Anforderungen nicht mehr stand und es kommt zum Schaden. Gleiches gilt für Schwenkantriebe. Diese werden häufig nur nach dem Drehmoment ausgelegt, jedoch nicht nach dem Massenträgheitsmoment. So schlagen sie bei jeder Bewegung an und man wundert sich, warum sie sich nicht richtig einstellen lassen. Anwendung der Energietrennung Die Energietrennung wird häufig als Mittel erster Wahl gesehen, wenn es um die Sicherheit bei Maschinen geht. Dies entspricht der Stopp- Kategorie 0 nach DIN EN Doch häufig sind die Antriebe damit von der Energieversorgung getrennt und ihre gespeicherte kinetische oder Lageenergie bleibt unberücksichtigt mit der Folge, dass die Antriebe außer Kontrolle geraten und undefinierte Aktionen ausführen. Pneumatische oder hydraulische Zylinder, die vertikal eingebaut sind, fahren möglicherweise nach unten, Elektromotoren drehen sich weiter. Selbst Pneumatikzylinder, die horizontal eingebaut sind, bewegen sich weiter, wenn sie nicht in einer Endlage standen. Druckbegrenzung Bei der Druckbegrenzung wird zunächst an Druckregler und Überdruckventile gedacht. Doch selbst wenn an einem Druckregler ein Betriebsdruck von 6 bar (600 kpa) eingestellt ist, kann im System ein höherer Druck auftreten. So soll angenommen werden, dass ein Zylinder durch ein Ventil mit Sperrmittelstellung angesteuert wird. Der Kolben kommt nach einer Bewegung zum Stehen, weil die Druckluft eingesperrt ist. Aufgrund der noch vorhandenen Bewegungsenergie wird die eingesperrte Druckluft jedoch weiter verdichtet und es entsteht ein Druck, der höher ist, als er am Druckregler eingestellt wurde. Diese Drucküberhöhung ist bei der Auslegung des Zylinders zu berücksichtigen. Der Druck kann begrenzt werden, wenn die Masse oder die Geschwindigkeit entsprechend begrenzt werden. Beständigkeit gegen Umgebungsbedingungen Bei der Beständigkeit gegen Umgebungsbedingungen hat der Konstrukteur Materialien auszuwählen, die den Anforderungen entsprechen. Es sind u.a. Umgebungstemperaturen, Drücke, Reinigungsmittel, Säuren, Laugen und andere Stoffe zu berücksichtigen. Was nützt die beste sicherheitsgerichtete Steuerungstechnik, wenn die Druckluft ausfällt? Wenn Öl die Kabel langsam aufquellen lässt oder Reiniger die Schläuche langsam weich machen? Der Konstrukteur hat das Material entsprechend diesen Anforderungen auszuwählen und der Instandhalter hat diese Vorgaben einzuhalten. Ergonomie In Anhang I der Maschinenrichtlinie wird das Thema Ergonomie weiter gefasst als in der alten Richtlinie. Der Konstrukteur hat die Maschine so zu konstruieren, dass die Personen ergonomisch gut daran arbeiten können. Ermüdung, Belästigung usw. sind auszuschließen. In diesem Sinne sollte auch über das Thema Manipulationen nachgedacht werden. Manipulationen werden ja häufig dem Maschinenbediener zugerechnet. Tatsächlich trifft das nur zum Teil zu. Wurde die Maschine so hergestellt, dass es immer wieder zu Ermüdung, aufwendigen Handlingarbeiten o.ä. kommt, dann sucht der Maschinenbediener nach Möglichkeiten, die Arbeit für sich einfacher zu gestalten. Die Gefahr dabei wird häufig unterschätzt. Man kennt sich ja aus und man kennt seine Maschine. Was aber, wenn ein anderer Mitarbeiter an dieser Maschine arbeitet? Bei Änderungen und Umbauten sind die Forderungen nach Ergonomie ebenfalls zu beachten und einzuhalten. Der Einsatz von trennenden oder nicht trennenden Schutzeinrichtungen ist der Aufgabe entsprechend auszuwählen. Falsche bzw. nicht angemessene Schutzeinrichtungen werden gern und häufig umgangen. Anforderungen der neuen Maschinenrichtlinie Bei bestimmungsgemäßer Verwendung müssen Belästigung, Ermüdung sowie körperliche und psychische Fehlbeanspruchung des Bedienungspersonals auf das mögliche Mindestmaß reduziert sein, und zwar unter Berücksichtigung ergonomischer Prinzipien wie z.b. den folgenden: Anpassung an die Unterschiede in den Körpermaßen, der Körperkraft und der Ausdauer des Bedienungspersonals ausreichender Bewegungsfreiraum für die Körperteile des Bedienungspersonals Vermeidung eines von der Maschine vorgegebenen Arbeitsrhythmus Vermeidung von Überwachungstätigkeiten, die dauernde Aufmerksamkeit erfordern Anpassung der Schnittstelle Mensch Maschine an die voraussehbaren Eigenschaften des Bedienungspersonals Türschutzschalter müssen daher auch auf eine Art und Weise befestigt werden, die eine Manipulation zumindest erschweren. Das fordern die Gesetze und Normen. So sind zum Befestigen von Türschutzschaltern Einwegschrauben zu verwenden, es können Kugeln in den Kopf der Inbusschraube geschlagen oder der Kopf kann aufgebohrt werden. Das Entfernen eines Türschutzschalters soll nicht mit einfachen Werkzeugen möglich sein, so die Norm. Sind an einer Maschine Schutzgitter angebracht, so sind zu dessen Befestigung Schrauben oder andere Teile zu verwenden, die nicht verloren gehen können. Damit soll vermieden werden, dass ein Schutzgitter anfänglich mit vier Schrauben befestigt ist, im Lauf der Zeit

6 verloren gehen können. Damit soll vermieden werden, dass ein Schutzgitter anfänglich mit vier Schrauben befestigt ist, im Lauf der Zeit jedoch eine Schraube nach der anderen verloren geht und so die Schutzfunktion nicht mehr gewährleistet ist. Was kann der Instandhalter tun? Weiterhin sollen fehlende Schutzeinrichtungen sofort erkennbar sein. Aus diesem Grund hat die Befestigung von Schutzgittern so zu geschehen, dass diese immer festgeschraubt werden müssen und niemals nur einfach angelehnt werden können. So werden auch die Instandhalter dazu angehalten, im Zuge einer Reparatur demontierte Schutzeinrichtungen wieder anzubringen. Damit trägt der Instandhalter bei, dass die Sicherheit an der Maschine erhalten bleibt. Risikobeurteilung Zur Risikobeurteilung hat ein Konstrukteur die Maschine zunächst entsprechend der DIN EN ISO und -2 zu betrachten. Darin wird die Maschine als Ganzes hinsichtlich ihrer verschiedenen Gefährdungen betrachtet. Hierzu gehören mechanische Gefährdungen, Lärm, Vibration, Strahlenemissionen usw. Risikominderung Ein nächster Schritt ist dann die Risikominderung einzelner Gefährdungen. Können z.b. mechanische Gefährdungen nicht gänzlich ausgeschlossen werden, so ist an jeder Gefahrenstelle eine Risikominderung durchzuführen. Es ist also der Antrieb zu betrachten, von dem die Gefährdung ausgeht. Dabei bleiben Schutzeinrichtungen unberücksichtigt, denn ohne diese muss der Antrieb entsprechend sicher sein. Für jede einzelne Gefahrenstelle wird nun eine Betrachtung bezüglich der Schwere der Verletzung, der Häufigkeit und Aufenthaltsdauer der Person und der Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung durchgeführt. Diese Betrachtung ist für alle Tätigkeiten durchzuführen, die an dieser Maschine notwendig werden. Wurde die DIN EN bei dieser Betrachtung herangezogen, so war als Ergebnis direkt eine Steuerungskategorie zu erkennen, mit der dieser Antrieb anzusteuern ist. Abb. 2: Der Risikograph nach DIN EN Die DIN EN ist bereits zurückgezogen, darf jedoch noch so lange verwendet werden, wie die derzeit gültige Maschinenrichtlinie gültig ist, also bis Danach darf nur noch die Nachfolgenorm DIN EN ISO angewandt werden, wobei diese Norm auch schon heute eingesetzt werden kann. Was hat sich bei dieser neuen Norm geändert? Warum existiert sie überhaupt? Warum die neue Norm DIN EN ISO ? Die Antwort liegt darin, dass bei der DIN EN die Sicherheit lediglich durch die Steuerungskategorie festgelegt wurde. Die Bauteilequalität wurde nicht betrachtet. So konnte es sein, dass zwei baugleiche Maschinen von zwei verschiedenen Herstellern die gleichen Gefahrenstellen aufwiesen. Bei den Maschinen von dem einen Hersteller kam es jedoch häufiger zu Unfällen als bei den anderen Maschinen. Die Bauteilequalität (Lebensdauer) der eingesetzten Bauteile war unterschiedlich. Der eine Maschinenbauer hat Bauteile mit hoher Qualität und langer Lebensdauer eingesetzt, während der andere Hersteller qualitativ schlechte Produkte einsetzte. Die Bauteilequalität wird bei der DIN EN nicht betrachtet. Wie sieht nun die DIN EN ISO aus? Abb. 3: Der Risikograph nach DIN EN ISO Das Vorgehen und die Betrachtung sind zunächst identisch. Allerdings wird auch im Pfad S1 nach F1-F2 und P1-P2 unterschieden. Danach kommt als Ergebnis jedoch ein Performance Level PL heraus und keine Steuerungskategorie. Abb. 4: Vom PL zu SIL

7 In der Tabelle sind nun in der Basis (also unten) wieder die Steuerungskategorien zu finden. Um von einem Performance Level zu einer Steuerungskategorie zu kommen, müssen vom Konstrukteur jedoch einige Hürden genommen werden. In den farbigen Feldern steht eine MTTF, das bedeutet Mean Time to Failure die Zeit bis zum wahrscheinlichen Ausfall eines Bauteils. In der Berechnung sind die Betriebsdauer in Stunden pro Tag, Tage pro Jahr und die Taktzeit der Maschine anzugeben. Ferner wird der B10-Wert des Bauteils benötigt. MTTF niedrig: 3 10 Jahre MTTF mittel: Jahre MTTF hoch: Jahre Lautet das Ergebnis einer Berechnung beispielsweise 20 Jahre, so wird eine MTTF mittel erreicht. Da in einer Steuerungskette meist mehrere Bauteile zu finden sind, ist die Berechnung für die gesamte Kette durchzuführen. Abb. 5: Berechnungsbeispiel für nop Abb. 6: Berechnungsbeispiel für MTTFd Eine weitere Hürde ist der DC, der sogenannte Diagnosedeckungsgrad. Hier geht es um die Fehlererkennung. Wie viele gefährliche Fehler sind in der Steuerungskette enthalten und wie viele davon werden von der Steuerung erkannt? Abb. 7: Klassifizierung des Diagnosedeckungsgrads DC Die Steuerungskategorien selbst sind die gleichen geblieben. Die Kategorien sicherheitsbezogener Maschinensteuerungen Teil 1 lauten: B (Basiskategorie) Kat. 1: Anforderungen aus B plus: Kat. 2: Anforderungen aus B plus: Die Teile halten den zu erwartenden Einflüssen stand. Es müssen bewährte Bauteile und Sicherheitsprinzipien angewandt werden. Die Sicherheitsfunktion muss in geeigneten Zeitabständen geprüft werden. Abb. 8: Struktur der Basiskategorie und der Kategorie 1 Abb. 9: Struktur der Kategorie 2

8 Die Kategorien sicherheitsbezogener Maschinensteuerungen Teil 2 lauten: Kat. 3: Anforderungen aus B plus: Kat. 4: Anforderungen aus B plus: Sicherheitsbezogene Teile müssen so gestaltet werden, dass ein einzelner Fehler in jedem dieser Teile nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führt und wann immer in angemessener Weise durchführbar der einzelne Fehler erkannt wird. Sicherheitsbezogene Teile müssen so gestaltet werden, dass der einzelne Fehler bei oder vor der nächsten Anforderung der Sicherheitsfunktion erkannt wird und, falls eine Erkennung nicht möglich ist, auch die Anhäufung von Fehlern nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führt. Abb. 10: Struktur der Kategorie 3 Abb. 11: Struktur der Kategorie 4 Des Weiteren hat der Konstrukteur ab der Steuerungskategorie 2 auch den Fehler gemeinsamer Ursachen zu betrachten. Dieser wird auch CCF genannt. Er wird hier nicht weiter behandelt. Inwieweit ist das für den Instandhalter interessant? Inwieweit ist diese Betrachtung jedoch für den Instandhalter interessant? Die Antwort liegt in den Zykluszeiten. Bei der Berechnung der MTTF kann es sein, dass durch eine sehr kurze Zykluszeit der Maschine und/oder geringe Lebensdauerkennwerte der Bauteile diese keine 20 Jahre lang der Beanspruchung standhalten. Folglich schreibt der Konstrukteur den Tausch sicherheitsrelevanter Bauteile bereits nach einer Betriebsdauer von z.b. fünf Jahren vor. Diesen Vorgaben ist entsprechend Folge zu leisten. Ferner ist es möglich, dass der Maschinenbetreiber die Maschine nicht fünf Tage die Woche im Einschichtbetrieb betreibt, sondern sieben Tage im Zwei- oder Dreischichtbetrieb. Das führt zu einer Änderung der Kenndaten für die Betriebsdauer, womit sich auch das Rechenergebnis ändert. Ein vorzeitiger Tausch von Bauteilen wird so erforderlich, obwohl er nicht in der Betriebsanleitung angegeben wurde. Auch ein Optimieren der Maschine kann das Rechenergebnis verändern, denn es verändert möglicherweise die Zykluszeit der Maschine. Dies sind einige Punkte, die der Konstrukteur zu berücksichtigen hat und die in der Betriebsanleitung anzugeben sind. Die Punkte zeigen jedoch auch, welche Verantwortung auf den Maschinenbetreiber übergeht und wie der Instandhalter Einfluss auf die Sicherheit der Maschine hat. Das Konformitätsbewertungsverfahren Das Konformitätsbewertungsverfahren ändert sich mit der neuen Maschinenrichtlinie. Abb. 12: Konformitätsbewertungsverfahren nach Maschinenrichtlinie 98/37/EG (gültig bis )

9 Abb. 13: Konformitätsbewertungsverfahren nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG (gültig ab ) Es kommt eine Fertigungskontrolle durch den Hersteller nach Anhang VIII bzw. eine umfassende Qualitätskontrolle nach Anhang X dazu. Der Anhang IV über Maschinentypen bzw. -kategorien existiert weiterhin. Maschinen nach Anhang IV sind Maschinen, von denen eine besondere Gefährdung ausgeht und die daher eine besondere Beachtung bezüglich der Sicherheit erhalten. Hier sind u.a. Holzverarbeitungsmaschinen, Spritzgieß- und Formpressmaschinen gelistet. Zur neuen Maschinenrichtlinie gibt es sicher sehr viel mehr zu sagen, denn sie umfasst insgesamt 69 Seiten. Die Maschinenrichtlinie ist jedoch ein Gesetz für die Maschinenhersteller. Sie regelt folglich, was bei der Herstellung der Maschine zu tun ist, um die Sicherheit für den Betreiber zu erreichen. Die oben aufgeführten Inhalte sollen dem Instandhalter helfen, die Gedanken des Maschinenherstellers zu verstehen. Der Instandhalter soll durch seine Arbeit weiterhin die Sicherheit der Maschine gewährleisten und erhalten. Weiterführende Informationen Weiterführende Informationen bieten die Seminare von Festo Didactic. Diese sind im Internet unter zu finden. Zu nennen ist hier die Fokus-Veranstaltung zur neuen Maschinenrichtlinie und zur DIN EN ISO Im Unterverzeichnis Seminare Angebot Technik Sicherheit erhalten Sie den Hinweis auf die weiterführenden Seminare SAFETY2 Sicherheit in der Pneumatik und Elektropneumatik für den Konstrukteur und P141 Sichere Schaltungstechnik für den Instandhalter. Häufig auftretenden Fragen Hat sich der Geltungsbereich der neuen MRL 2006/42/EG verändert? Welche Rechtsfolgen entstehen, wenn die Konformitätserklärung fehlerhaft oder unvollständig ist? Gibt es eine Übergangsfrist von der alten zur neuen Maschinenrichtlinie? Die geänderte Fassung der MRL 2006/42/EG benennt konkret bestimmte Produkte, die bislang nicht in den Geltungsbereich der bis gültigen Richtlinie gefallen sind, z.b. Lastaufnahmemittel, Ketten, Seile, Gurte und abnehmbare Gelenkwellen. Soweit Sie Hersteller solcher Produkte sind (auch im Sinne der Eigenherstellung), sollten Sie die Hersteller bzw. Lieferanten (auch von Teilen) auf die Einhaltung der neuen Richtlinie rechtzeitig einschwören! Stellen Sie auch Ihre Qualitätsprüfung und Ihr entsprechendes Qualitätsmanagementverfahren darauf ein! Unterschreiben Sie keine Konformitätserklärungen, wenn dafür die Grundlagen fehlen, insbesondere wenn die auf die Neufassung der Maschinenrichtlinie abgestimmten Geschäftsprozesse fehlen! Bei Defiziten hinsichtlich der neuen Maschinenrichtlinie drohen Bußgelder von bis zu Euro. Wenn unvollständige Papiere Zweifel an der Sicherheit aufkommen lassen, ist sogar ein behördlicher Auslieferstopp möglich unter Umständen würde man Sie auch noch dafür verantwortlich machen. Berücksichtigen Sie, dass bei Nichtbeachtung der geltenden Maschinenrichtlinie erhebliche Haftungsrisiken drohen, insbesondere wenn es im Ereignisfall zu Personenschäden kommt. Dagegen kann auch eine ggf. vorhandene Haftpflichtversicherung nur begrenzt helfen, denn im Ereignisfall gilt u.a. das Strafrecht. Es geht unter Umständen um das Leben und die Gesundheit von Menschen. Die neue Richtlinie enthält keine Übergangsfrist, in der die neue und die alte Richtlinie gleichzeitig gelten. Da die technischen Parameter der Maschinen wie auch die Konformitätsbewertungen nicht an einem Tag von den alten auf die neuen Anforderungen umgestellt werden können, müssen Sie sich rechtzeitig auf diese Umstellung vorbereiten. Sie müssen Vorbereitungen zur Anwendung der MRL 2006/42/EG treffen bei gleichzeitiger Weiteranwendung der alten MRL 98/37/EG bis zum genannten Stichtag! Was am noch in Ordnung war, darf unter Umständen am nicht mehr ausgeliefert werden. Wenn Sie den genauen Zeitpunkt des In-Verkehr-Bringens Ihres Produkts nicht kennen, sollten Sie dem Produkt einen Hinweis beifügen, dass ab dem die MRL 2006/42/EG gilt und zu diesem Datum der Bezug auf die MRL 98/37/EG zu entfernen ist. Berücksichtigen Sie rechtzeitig, dass durch die Begriffsbestimmung der neuen Maschinenrichtlinie viele Erzeugnisse mit Maschinen gleichgestellt werden, die nach der derzeit noch gültigen Maschinenrichtlinie nicht erfasst sind. Auch diese müssen alle Forderungen erfüllen, die für Maschinen in der neuen Maschinenrichtlinie vorgesehen sind. Der Anwendungsbereich der neuen Maschinenrichtlinie geht weit über das hinaus, was im üblichen Sprachgebrauch unter einer Maschine verstanden wird. Ich baue meine Betriebsmittel selbst. Muss ich dann auch die Maschinenrichtlinie und andere Richtlinien, die für diese Betriebsmittel gelten können, einhalten? Ja. Betriebsmittelbau und Produktion innerhalb einer Firma sind wie zwei getrennte Firmen zu betrachten, also wie ein Maschinenhersteller und ein Maschinenbetreiber.

10 Wenn ich eine bestehende Maschine in meinem Betrieb umbaue, habe ich dann die Maschinenrichtlinie einzuhalten? Was ist eine wesentliche Veränderung? Müssen Maschinen, die auf Messen ausgestellt werden, ebenfalls die Maschinenrichtlinie erfüllen? Der Schaltschrank für Maschinen wird von einer anderen Firma gefertigt als die Maschine selbst. Was ist dabei zu beachten? Müssen unfertige Produkte ebenfalls die Maschinenrichtlinie erfüllen? Wird für eine unvollständige Maschine eine Dokumentation benötigt? Wird für die Maschinenkonstruktion eine Risikobeurteilung gefordert? Gibt es eine Haftung bezüglich Mängeln in der Risikobeurteilung und Leistungen Dritter? Eigenhersteller ist auch derjenige, der eine wesentliche Veränderung an einer Maschine/Maschinenanlage für den Eigengebrauch vornimmt. Wesentliche Veränderungen sind höhere Leistungsdaten, Ändern der bestimmungsgemäßen Verwendung oder Hinzufügen bzw. Verändern von Baugruppen, also beispielsweise die Leistung eines Motors oder die Taktzahl der Maschine. Dann stellt sich die Frage, ob das bisherige Schutzkonzept noch ausreichend ist. Die Betrachtung muss für jede Veränderung an einer Maschine durchgeführt werden. Werden an einer Maschine drei Veränderungen durchgeführt, so ist jede Veränderung separat zu betrachten. Bei der BG Chemie gibt es hierzu eine Anleitung mit Beispielen, einem Entscheidungsbaum und einem Positionspapier des Bundesministeriums für Arbeit. Nein. Auf Messen dürfen nicht konforme Maschinen ausgestellt werden. Versehen Sie diese Maschine mit einem entsprechenden Schild und treffen Sie entsprechende Sicherheitsmaßnahmen! Berücksichtigen Sie, dass der Schaltschrank einer Maschine anderen EG-Richtlinien unterliegt, die beim In-Verkehr- Bringen vom Hersteller des Schaltschranks zu beachten sind (z.b. die Niederspannungsrichtlinie). Beachten Sie, dass der Schaltschrank Bestandteil einer Maschinenanlage ist damit muss er im Rahmen des vom Anlagenhersteller durchzuführenden Konformitätsbewertungsverfahrens für die Maschinenanlage mit beurteilt werden. Folglich benötigt der Maschinenanlagenhersteller weiter gehende Angaben vom Schaltschrank-/Steuerungshersteller als nach den oben angeführten EG-Richtlinien gefordert. Lassen Sie sich deshalb auch die Einhaltung der zutreffenden Bestimmungen von Anhang I der Maschinenrichtlinie bestätigen. Da Sie als Maschinenhersteller jedoch keinen gesetzlichen Anspruch auf den Erhalt einer solchen Bestätigung haben, sollten Sie dies beim Vertragsabschluss bzw. bei der Bestellung privatvertraglich vereinbaren. Berücksichtigen Sie als Hersteller (auch bei Eigengebrauch), dass selbst unfertige Produkte die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllen müssen. Hierzu gehören u.a. auch Baustellenaufzüge zur Personen- und Güterbeförderung und Hebezeuge mit einer Fahrgeschwindigkeit des Lastträgers bis zu 0,15 m/s. Teilen Sie dies auch Ihren Lieferanten mit. Tragen Sie Sorge dafür, dass vor dem In-Verkehr-Bringen einer unvollständigen Maschine eine Montageanleitung erstellt und beigefügt wird, außerdem eine spezielle technische Dokumentation sowie eine Einbauerklärung anstelle der bisherigen Herstellererklärung. Beachten Sie, dass die Montageanleitung und die Einbauerklärung der unvollständigen Maschine bis zu ihrem Einbau in die vollständige Maschine beigefügt bleiben müssen. Ja, die neue Maschinenrichtlinie fordert eine Risikobeurteilung. Die Durchführung einer Risikobeurteilung ist Bestandteil des Planungs- und Entwicklungsprozesses. Wird sie bereits vor und während der Konstruktion durchgeführt, ermöglicht sie die rechtzeitige Ermittlung von Risiken und vermeidet damit mögliche kostspielige Fehler, die bei bloßer Fokussierung auf die technische Funktion leicht passieren dies sollte Bestandteil Ihres Qualitätsmanagementverfahrens sein. Berücksichtigen Sie, dass eine Risikobeurteilung sämtliche Lebens- und Anwendungsbereiche eines Produkts umfasst, demnach neben dem Normalbetrieb auch Wartung, Instandsetzung, Außerbetriebnahme, Demontage und Entsorgung! Wie die Gerichtspraxis zeigt, wird mehr erwartet als der Fokus auf den Normalbetrieb und die eigene Logik. Sie müssen bei Ihrer Risikobeurteilung auch vorhersehbare Fehlanwendungen mit einbeziehen zumindest so weit, wie diese erkennbar bzw. vernünftigerweise denkbar sind. Denken Sie daran, dass voraussichtlich jede erkennbare Möglichkeit einer Maschine auch genutzt wird auch diejenige, die vernünftigerweise von Ihnen als Konstrukteur und/oder Hersteller so nicht gewollt und vorgesehen ist, sei es aus Bequemlichkeit, Nachlässigkeit, Irrtum oder Absicht! Sie müssen die entsprechenden Risiken in Ihrer Risikobeurteilung berücksichtigen und geeignete Maßnahmen zur Abwehr dieser Risiken ergreifen. Eine Haftung besteht auch auf Mängel hinsichtlich der Risikobeurteilung. Vergewissern Sie sich, ob Risikobeurteilungen, die Sie durch Dritte, z.b. Fachkräfte für Arbeitssicherheit oder Experten für Produktsicherheit, durchführen lassen, alle relevanten Risiken berücksichtigen. Unter Umständen wirft Ihnen im Ereignisfall ein Staatsanwalt Versäumnisse, z.b. unterlassene Vergewisserung zur Vollständigkeit von Risikobeurteilung und Konformitätsbewertung, vor. Auch der Nachweis fehlerhafter Leistungen Dritter befreit Sie nicht oder zumindest nicht vollständig von Ihrer Verantwortung WEKA MEDIA GmbH & Co. KG