Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. Hinweise zur Umsetzung und Praxis

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1 2010 Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Hinweise zur Umsetzung und Praxis

2 HYDAC Information Produktanforderungen Gesetze Verordnungen Richtlinien Regelwerke Normen Spezifikationen Hydraulische Komponenten Subsysteme und Systeme Neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Impressum HYDAC International GmbH Zentrales Qualitätswesen Industriegebiet Sulzbach / Saar Germany 2

3 Inhalt (Rev.0, Stand ) Seite 1. Rechtsgrundlagen 4-9 (Gesetzliche Anforderungen an Produkte) 1.1 Geräte- und Produktsicherheitsgesetz 4-7 (GPSG) 1.2 Maschinenrichtlinie 8-9 (deutsche Umsetzung 9. GPSGV) 2. Einstufung (Was ist eine Maschine?) 2.1 Einstufung der HYDAC-Produktpalette 2.2 Konformitätsbewertung Externe Dokumente Konformitäts- und Einbauerklärung 3.2 Betriebsanleitung- und Montageanleitung 4. Normen in der Hydraulik Risikobewertung 19 (von der Risikoanalyse bis zur Risikovermeidung) 6. SIL oder PL - sicherheitsrelevante Bauteile für Steuerungen 7. Interne Dokumentation Maschinenschutz Artikel 95 (Artikel 100 / 100a) EG-Vertrag (Binnenmarkt Artikel 137 (Artikel 118 / 118a) EG-Vertrag (solzale Sicherheit) Rahmenrichtlinie Sicherheit und Gesundheitsschutz der Arbeitnehmer (89/391/EWG) evtl. andere geltende Richtlinien Maschinenrichtlinie (93/37/EG) 2006/42/EG Einzelrichtlinie Benutzung von Arbeitsmitteln (89/655/EWG) evtl. weitere Einzelrichtlinien harmonisierte europäische Normen Hersteller nationale Rechtsvorschriften Benutzer 3

4 1. Rechtsgrundlagen Gesetzliche Anforderungen an Produkte 1.1 Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) Unter dem GPSG werden national (in Deutschland) die europäischen Richtlinien, die Anforderungen an bestimmte Produktgruppen enthalten (z. B. auch für technische Arbeitsmittel), in Form von Verordnungen umgesetzt. Insbesondere sind für den HYDAC Firmenverbund folgende Verordnungen zu beachten: 1. GPSGV elektrische Betriebsmittel LV-Richtlinie 2006/95/EG 6. GPSGV einfache Druckbehälter spv-richtlinie 2009/105/EG 9. GPSGV Maschinen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG 11. GPSGV Betriebsm. für ex.-gefährdete Ber. ATEX-Richtlinie 94/9/EG 14. GPSGV Druckgeräte PED-Richtlinie 97/23/EG Neben dem GPSG gibt es weitere parallele gesetzliche Regelungen, wie das EMV- Gesetz, das Bauproduktengesetz oder das Medizinproduktegesetz, welche zur Anwendung kommen können. Unterbau zum GPSG Verordnungen 1. GPSGV 2. GPSGV 3. GPSGV 6. GPSGV 7. GPSGV 8. GPSGV 9. GPSGV 10. GPSGV 11. GPSGV 12. GPSGV 13. GPSGV 14. GPSGV Verwaltungsvorschriften Richtlinien Normen Abb. 1: Unterbau zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz für technische Arbeitsmittel 4 Zu den nach EG-Vertrag Artikel 95 (Binnenmarkt) erlassen Richtlinien werden von der EU-Kommission im Amtsblatt anwendbare Normen aufgeführt. Dies sind harmonisierte Normen (gemeinschaftsweit gültig). Vor allem bei Anwendung sogenannter Typ C-Normen entsteht eine Konformitätsvermutung.

5 Vom Europäischen Komitee für Normung CEN (Comité Européen de Normalisation) im Auftrag der EU-Kommission erarbeitete harmonisierte Normen (siehe Abb. 3) unter der Maschinenrichtlinie dazu sind ausgewählte Beispiele als Aufzählung unterhalb der jeweiligen Typen eingefügt - gliedern sich (siehe Abb. 2) in Typ A-Normen Sicherheitsgrundnorm Gestaltungsleitsätze [DIN] EN ISO Teil 1 und 2 (ehemals EN 292 Teil 1 und 2) [DIN] EN ISO Teil 1 (ehemals EN 1050) Typ B- Normen Sicherheitsfachgrundnormen (Sicherheitsgruppennormen) Typ B1 (bestimmte) allgemeine übergeordnete Sicherheitsaspekte [DIN] EN 982 (zukünftig EN ISO 4413) Sicherheitstechnische Anforderungen an fluidtechnische Anlagen und deren Bauteile Hydraulik [DIN] EN ISO Teil 1 Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen [DIN] EN IEC Elektrische Ausrüstung von Maschinen Typ B2 Spezifikationen von (bestimmten) Schutzeinrichtungen [DIN] EN 574 Zweihandschaltungen [DIN] EN ISO (ehemals EN 418) Not-Halt Gestaltungsleitsätze Typ C-Normen Maschinensicherheitsnormen Spezifische Sicherheitsanforderungen an einzelne Maschinen [DIN] EN 693 Werkzeugmaschinen Sicherheit Hydraulische Pressen [DIN] EN Sicherheit von Werkzeugmaschinen Bearbeitungszentren TYP A-Normen Gestaltungsleitsätze und Risikobeurteilung für Maschinen und Anlagen B1-Normen: All. übergeordnete Sicherheitsaspekte TYP B-Normen TYP B2-Normen: Spezifikationen u.a. von Schutzeinrichtungen C-Normen Spezifische Sicherheitsanforderungen an einzelne Maschinengattungen Abb. 2: Normenhierarchie- harmonisierte Normen zur Maschinenrichtlinie Sicherheits- Grundnormen Sicherheits- Gruppennormen Sicherheits- Produktnormen 5

6 Abb. 3: Liste harmonisierter Normen Amtsblatt der EU 6

7 Die neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ersetzt ab die bisherige Maschinenrichtlinie 98/37/EG ohne Übergangsfrist (Abb. 4). Viele Inhalte, insbesondere für Maschinen, bleiben bestehen (Abb. 5). Erlass Veröffentlichung EU-AmtsBl. Umsetzung nat. ind: neue 9. GPSGV am veröffentlicht Anwendung MRL 98/37/EG / alte 9. GPSGV MRL 2006/42/EG und neue 9. GPSGV Keine Übergangsfrist!!! Abb. 4: Gesetzgebungsverfahren zur neuen Maschinenrichtlinie Erwägungsgründe Nr Verfügender Teil Artiel 1-29 Anhänge Nr. I - XII Erwägungsgründe Nr Verfügender Teil Artiel 1-16 Anhänge Nr. I - IX Abb. 5. Struktur der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG 7

8 1.2 Maschinenrichtlinie (deutsche Umsetzung 9. GPSGV) Der Geltungsbereich der neuen Maschinenrichtlinie enthält unter anderem folgende Gruppen, die auch in den Begriffsbestimmungen (Art. 2) definiert werden: Maschinen: Gesamtheit von miteinander verbundenen Teilen, von denen mindestens eines beweglich ist (und auch Maschinenanlagen, d. h. die Gesamtheit von Maschinen, die so angeordnet sind, dass sie als Gesamtheit funktionieren). Unvollständige Maschinen (ehemals Teilmaschinen): erfüllen für sich allein keine bestimmte Funktion, werden erst durch Einbau in eine Gesamtmaschine einschließlich aller notwendigen Schutzeinrichtungen vollständig. Sicherheitsbauteile (Art. 2, c und Anh. V nicht abschließende Aufzählung): Bauteile, die eine Sicherheitsfunktion gewährleisten z. B. Lichtschranken, Schaltmatten, selbsttätige bewegliche Schutzeinrichtungen. Auswechselbare Ausrüstungen: ändern die Funktion einer Maschine, z.b. Zubehör- oder Anbauteile (Schwenk-, Dreh-, Kippvorrichtungen) für eine Basismaschine. usw. Einige Ausnahmen enthält der Artikel 3 der neuen Maschinenrichtlinie. Hier werden zusätzliche Grenzen gesetzt ( Werden die in Anhang I genannten, von einer Maschine ausgehenden Gefährdungen ganz oder teilweise von anderen Gemeinschaftsrichtlinien genauer erfasst, so gilt diese Richtlinie für diese Maschine und diese Gefährdungen nicht bzw. ab dem Beginn der Anwendung dieser anderen Richtlinien nicht mehr. ). Die Umsetzung der Maschinenrichtlinie erfolgt in HYDAC-Firmenverbund produktgruppenbezogen in den einzelnen Geschäfts- und Produktbereichen. Insbesondere ergeben sich Änderungen beim Regelungsumfang. Der Regelungsumfang wurde präzisiert es wurden z. B. Lastaufnahmemittel in den Anwendungsbereich (Art. 1) einbezogen. Eine bessere Abgrenzung zu anderen Richtlinien, z. B. zur Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG, wurde vorgenommen. Für unvollständige Maschinen (früher Teilmaschinen) gibt es neue Regelungen, was den Dokumentationsumfang (jetzt ist hier auch eine Risikobeurteilung durchzuführen) und die Abgabe einer schriftlichen Erklärung angeht. Die bisherige Herstellererklärung wird durch eine Einbauerklärung nach Anhang II B abgelöst. Den unvollständigen Maschinen ist eine Montageanleitung beizufügen. Ein Bevollmächtigter für die Dokumentation soll den Behörden auf Anforderung in einem angemessenen Zeitraum (Interpretation der Fachkreise: fünf bis zehn Arbeitstage) die notwendigen technischen Unterlagen zur Prüfung zur Verfügung stellen. HYDAC hat für die neue Maschinenrichtlinie unter Beachtung des VDMA- Positionspapiers (Abb. 6) vom (Version 1 vom ) bzw. des CETOP-Positionspapiers vom seine Produktkategorien bzw. Produktklassen bewertet (Abb. 8). Zusätzlich wurde die Entwicklung des Guide to application of the Machinery Directive 2006/42/EC der EU-Kommission (Abb. 7) aufmerksam verfolgt. Hierin sind u. a. z. B. Ventile und Hydrozylinder als Bauteile von Art. 2 der Maschinenrichtilinie ausgeschlossen. 8

9 Abb. 6: VDMA- Positionspapier Fluidtechnik vom 29. Juli 2009 VDMA-Positionspapier Fluidtechnik VDMA-Positionspapier zur Umsetzung der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG in der Fluidtechnik Stand: Verband Deutscher Maschinenund Anlagenbau e.v. Fachverband Fluidtechnik Vorsitzender: Christian H. Kienzle Geschäftsführer: Hartmut Rauen Lyoner Straße Frankfurt am Main, Germany Telefon Telefax Internet VDMA Wir, die Investitionsgüterindustrie Abb. 7: Leitfaden zur Anwendung der neuen Maschinenrichtlinie 9

10 2. Einstufung (Was ist eine Maschine?) Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Maschine von HYDAC mitgeliefert Konformitätserklärung CE-Kennzeichnung Bedienungsanleitung unvollständige Maschine Einbauerklärung Montageanteitung Bauteil / Komponente Lieferschein mit Textbausteinen Abb. 8: Grobüberblick über die Produkte des HYDAC-Firmenverbundes a) Maschinen; b) auswechselbare Ausrüstungen; c) Sicherheitsbauteile; d) Lastaufnahmeeinrichtungen; e) Ketten, Seile und Gurte; f) abnehmbare Gelenkwellen; Alt Neu M a s c h i n e n g) unvollständige Maschinen; Abb. 9: Richtlinien-Umfang 2006/42/EG zum Vergleich 10

11 2.1 Einstufung der HYDAC-Produktpalette HYDAC hat als Hersteller ein breites Produktspektrum (siehe Tabelle 1) und liefert Produkte von der Komponente bis zur Maschine. Die Komponenten werden durch Richtlinien im allgemeinen nicht näher spezifiziert und stellen den größten Umfang des Lieferspektrums dar. Für Maschinen bzw. Sicherheitsbauteile wird weiterhin eine Konformitätserklärung ausgestellt und eine Bedienungsanleitung den Produkten beigefügt. Die Originalbetriebsanleitung wird in der Regel in Deutsch erstellt. Weitere Fassungen sind lediglich eine Übersetzung der Originaldokumente. Wird die Maschine von HYDAC direkt in einem anderen Land der EU Inverkehr gebracht, so erhält der Kunde zum Original eine Übersetzung in der Amtssprache seines Verwenderlandes. Im Prinzip ergibt sich hier fast keine Änderung zur bisherigen Verfahrensweise. Die Maschinen werden am Ende des sogenannten Konformitätsbewertungsverfahrens mit dem CE-Kennzeichen versehen. Bei unvollständigen Maschinen wird nun klargestellt, dass es umfangreiche Pflichten gibt. Diese Pflichten beinhalten ein entsprechendes Vorgehen bei der Konformitätsbewertung. Die grundlegenden Arbeits- und Gesundheitsschutzanforderungen aus Anhang I sind auszuwählen. Damit wird der Input für eine Risikobeurteilung (in Anlehnung an EN ISO 14121) bereitgestellt. Die Restrisiken werden kommuniziert. Im Rahmen der Erstellung der Dokumentation (speziellen Technischen Unterlagen) wird eine Einbauerklärung in einer Amtssprache ausgestellt. Der Kunde erhält eine Montageanleitung in einer Amtssprache. Standardmäßig werden die Sprachen Deutsch, Englisch und Französisch angeboten. Weitere Sprachen können vertraglich vereinbart werden. Die Maschinenrichtlinie gibt nicht vor, diese in der Sprache des Verwenderlandes zur Verfügung zu stellen. Unvollständige Maschinen dürfen nicht mit einer CE-Kennzeichnung versehen werden. 11

12 Geltungsbereich Maschinen-RL Alt Maschinen-RL Neu HYDAC Anwendungen Fertige Maschinen verwendungsfertig autark Konformitätserklärung CE-Kennzeichnung Bedienungsanleitung Konformitätserklärung CE-Kennzeichnung Bedienungsanleitung Fluidpflegeeinheiten Prüfstände Stickstoffladegeräte Stellantriebe (mit Anbau) Unvollständige Maschinen Subsystem für den Einbau vorgesehen Herstellererklärung Einbauerklärung Montageanleitung Hydraulik-Aggregate Ölschmieranlagen Tankpacks Baugruppe mit Steuerung (mit Anbau) Sicherheitsbauteile Komponenten, die eine Sicherheitsfunktion gewährleisten und hierfür vom Hersteller gesondert in Verkehr gebracht werden. Nicht oder nur eingeschränkt enthalten (Jedoch auf Basis der Leitlinien betroffen bzw. in den Guidelines enthalten.) Konformitätserklärung CE-Kennzeichnung Bedienungsanleitung 2 von 3-Sicherheitsventil Wird relevant für HYDAC, sofern nicht eine Spezialrichtlinie greift. z. B. für Druckbegrenzungsventil nach Druckgeräterichtlinie Bauteile/Komponenten Fallen nicht unter die Maschinenrichtlinie (aber: beachte Geräte- und Produktsicherheitsgesetz) Fallen nicht unter die Maschinenrichtlinie (aber: beachte Geräte- und Produktsicherheitsgesetz) Etwa 90 % des HYDAC- Portfolios. Tab. 1: Anwendungsbereich der Maschinenrichtlinie mit HYDAC-Fokus - Einstufung 12

13 Komponenten (und Baugruppen), wie z. B. Filter, Filterelemente, Hydrospeicher, Pumpen, Ventile, Zylinder, usw. unterliegen in der Regel nicht der Maschinenrichtlinie. Es gibt jedoch Normen, wie z. B. EN 982 für die hydraulische Ausrüstung von Maschinen. Wenn keine andere Richtlinie als gesetzliche Grundlage greift, so unterliegen sie dem Geräte- und Produktsicherheitsgesetz. Auf dem Lieferschein weisen wir darauf hin, dass die von uns gelieferten Produkte zum Einbau in andere Systeme (Anlagen, Fahrzeuge o. ä.) bestimmt sind. 2.2 Konformitätsbewertung Die Technischen Unterlagen (Anh. VII A) für Maschinen bzw. die speziellen Technischen Unterlagen (Anh. VII B) für unvollständige Maschinen sind Dokumente, die der Hersteller erstellt hat und die bei ihm im Haus (mehr siehe Kapitel 7 interne Dokumentation) verbleiben, da diese auch sein spezielles technisches Know-how enthalten. Nur Konformitätserklärung, Bedienungsanleitung, Einbauerklärung und Montageanleitung sind zusammen mit den Produkten an den Kunden zu liefern. Über das Konformitätsbewertungsverfahren stellt der Hersteller sicher, dass die Maschine den Vorgaben der Maschinenrichtlinie entspricht. Anhang VIII gibt dazu das Verfahren vor und stellt die Verbindung zur notwendigen Dokumentation (Technische Unterlagen) her. Richtlinien-Zitat Anhang VIII: Bewertung der Konformität mit interner Fertigungskontrolle bei der Herstellung von Maschinen 1. In diesem Anhang wird das Verfahren beschrieben, nach dem der Hersteller oder sein Bevollmächtigter, der die in den Nummern 2 und 3 genannten Aufgaben ausführt, sicherstellt und erklärt, dass die betreffende Maschine die relevanten Anforderungen dieser Richtlinie erfüllt. 2. Für jedes repräsentative Baumuster der betreffenden Baureihe erstellt der Hersteller oder sein Bevollmächtigter die in Anhang VII Teil A genannten technischen Unterlagen. 3. Der Hersteller muss alle erforderlichen Maßnahmen ergreifen, damit durch den Herstellungsprozess gewährleistet ist, dass die hergestellten Maschinen mit den in Anhang VII Teil A genannten technischen Unterlagen übereinstimmen und die Anforderungen dieser Richtlinie erfüllen. 13

14 3. Externe Dokumente 3.1 Konformitäts- und Einbauerklärung Die neue Maschinenrichtlinie regelt den (Mindest-)Inhalt der Konformitäts- und der Einbauerklärung im Anhang II. Die Form und die Position des Inhalts auf den Dokumenten sind freiwählbar. 14 Abb. 10: Beispiel einer Konformitätserklärung (Maschine)

15 Abb. 11: Muster einer Einbauerklärung (unvollständige Maschine) 15

16 3.2 Betriebsanleitung- und Montageanleitung In den Betriebsanleitungen (Muster siehe Abb. 12) sind alle relevanten Lebensphasen einer Maschine berücksichtigt. Über die Anleitungen werden auch entsprechende Restrisiken mitgeteilt. Beschreibung von Transport, Verpackung Montage Inbetriebnahme Einstellen und Rüsten Normalbetrieb Reinigung und Wartung Instandhaltung (Störungssuche und Behebung) Demontage und Entsorgung 16 Abb. 12: Muster einer Betriebsanleitung - Bedienungsanleitung

17 Die Montageanleitungen für unvollständige Maschinen enthalten z. T. ebenfalls weiterführende Informationen (Abb.13), die über die reine Montage hinausgehen. Abb. 13: Beispiel einer Montageanleitung mit Benutzerinformationen 17

18 4. Normen in der Hydraulik Normen regeln technische Sachverhalte und stellen auf vielen technischen Gebieten den Stand der Technik dar. Hierbei gibt es zwei wesentliche Aspekte, die Ausführung und die Sicherheit. EN 982 (Sicherheit von Maschinen, Sicherheitstechnische Anforderungen an fluidtechnische Anlagen und deren Bauteile, Hydraulik) und DIN (Fluidtechnik Hydraulik, Hydraulische Anlagen, Ausführungsgrundlagen) dienen, wenn es sich nicht um definierte Einzelmaschinen wie z. B. Werkzeugmaschinen, zu denen entsprechende Typ C-Normen (wie z. B. EN 693 Sicherheit Hydraulische Pressen) vorhanden sind, als Grundlage. Zur Zeit vereinigt der Entwurf EN ISO 4413 Ausführungsgrundlagen und Sicherheitsaspekte für Hydraulikanlagen und deren Komponenten. Er ist jedoch noch nicht als Norm umgesetzt und auch noch nicht im Amtsblatt der EU veröffentlicht worden. Im Firmenverbund werden diese Normen in Form von Werknormen umgesetzt (HN und HN 25-02). Es gibt für Hydraulikkomponenten bisher keine einzelnen Produktsicherheitsnormen. Grundlegende Sicherheits-Anforderungen werden durch die Anwendung folgender Normen im Firmenverbund abgedeckt. Typ A: EN ISO Teil 1 Risikobeurteilung EN ISO Teil 1 und 2 Gestaltungsleitsätze Typ B: EN 982 EN 983 EN IEC EN 954 Teil 1 EN Teil 1 und 2 DIN Fluidtechn. Anlagen und Komponenten Hydraullik nach erscheinen im Amtsblatt später EN ISO 4413 Fluidtechn. Anlagen und Komponenten Pneumatik elektrische Ausrüstung von Maschinen Steuerungen von Maschinen Gestaltung oder der Kunde muss sein Anforderungsniveau vorgeben Kategorie (gilt bis neben EN 13849) Steuerungen von Maschinen Gestaltung der Kunde muss sein Anforderungsniveau vorgeben PLr nur Ausführungsgrundlagen! Handelt es sich zusätzlich um Druckgeräte werden auch harmonisierte Normen nach Druckgeräterichtlinie 97/23/EG, wie z. B. die unten angegebenen, berücksichtigt. EN Teil 1 bis 8 EN unbefeuerte Druckbehälter Hydrospeicher für Hydraulikanwendungen Gibt es keine harmonisierten Normen bzw. fehlen diese oder es gibt sie nicht für ein Produkt, so muss der Konstrukteur (geeignete) nationale oder internationale Normen oder Spezifikationen anwenden. 18

19 5. Risikobewertung von der Risikoanalyse bis zur Risikovermeidung Die Risikobeurteilung wird im Erwägungsgrund 23 zur Maschinenrichtlinie erläutert und wird über die Allgemeinen Grundsätze, die der Anhang I enthält, eingeführt. Die Risikobeurteilung ist also ein elementarer Bestandteil des Konformitätsbewertungsverfahrens des (Maschinen-)Herstellers und geht in die internen Unterlagen ein, d. h. ist Bestandteil der Technischen Unterlagen bei Maschinen bzw. der speziellen Technischen Unterlagen bei unvollständigen Maschinen. Um eine Risikobeurteilung durchzuführen gibt es unterschiedliche Verfahren (siehe Informations-Anhang B zur ehemaligen harmonisierten Norm EN 1050 Sicherheit von Maschinen, Leitsätze zur Risikobeurteilung, B.1 bis B.8). PHA vorläufige Untersuchung von Gefährdungen (Preliminary Hazard Analysis) WHAT-IF Method: Was-wäre-Wenn-Verfahren FMEA: Fehlerzustandsart- und auswirkungsanalyse, Ausfalleffektanalyse (Failure Mode and Effects Analysis) FTA: Fehlerbaumanalyse, Fehlzustandsbaumanalyse (Fault Tree Analysis) Fehlersimulation (für Steuerungen) (Fault Simulation for Control Systems) MOSAR: Methode zur systematischen Analyse von Risiken (Method Organized for a Systematic Analysis of Risks) DELPHI Method: DELPHI-Methode Befragung einer Gruppe von Experten Der Text der Maschinenrichtlinie selbst gibt hier nichts explizit vor. Über die Leitlinien und die harmonisierten Normen des Amtsblattes der EU zur Maschinenrichtlinie wird die EN ISO Teil 1 (Vorgänger DIN EN 1050) als Stand der Technik eingeführt. Der Anhang der Norm enthält eine Checkliste von möglichen Gefährdungen. Die grundlegende Werknorm ist die HN (Übernahme der EN ISO ). Vorgehensweise des Konstrukteurs in der Anlagenkonstruktion Start Risikobeurteilung Risikoanalyse Abgrenzung des Systems Gefährdungsanalyse Risikoabschätzung Risikobewertung EN 1050 und EN ISO Abb. 14: Ablauf der Risikobeurteilung Maschine ausreichend sicher? Ende Ja Nein Risikominderung 19

20 6. SIL oder PL Sicherheitsrelevante Bauteile für Steuerungen Funktionale Sicherheit Eine Steuerung kann eine gefahrbringende Bewegung auslösen oder nicht verhindern. Daher sind auch Steuerungen von Maschinen in die Risikobeurteilung einzubeziehen. Diese Steuerungen sind aus einzelnen Komponenten, in diesem Falle also sicherheitsrelevanten Bauteilen (SRP/CS Safety Related Part of a Control System), aufgebaut. In diesem Zusammenhang spricht man auch von funktionaler Sicherheit, d. h. es wird eine Sicherheitsfunktion bedient. Eine Steuerung kann letztendlich eine oder mehrere Sicherheitsfunktionen beinhalten. Die Bauteile, die in einer Steuerung verbaut werden, sind selbst nicht notwendigerweise grundsätzlich Bestandteile einer Steuerung, oder gar Sicherheitsbauteile (siehe Abb. 20). Wenn sie aber in einer Steuerung verbaut sind, beeinflussen sie aufgrund ihrer Zuverlässigkeit die Zuverlässigkeit der gesamten Steuerung. Zur Bewertung von Steuerungen gibt es zwei Möglichkeiten: Maschinenindustrie Prozessindustrie SRP/CS als Elektrik/Elektronik/ programmierbare Elektronik Hydraulik Pneumatik Mechanik SRECS DIN EN DIN EN SIS DIN EN ISO DIN EN Abb. 15: Einordnung der Normen zu Steuerungen von Maschinen E/E/PES als Elektrik/Elektronik/ programmierbare Elektronik 20 Für hydraulische oder elektrohydraulische Steuerungen werden die EN oder deren Nachfolger EN angewandt, da die Hydraulik nicht durch die elektrotechnischen Normen EN IEC (Grundlage EN IEC 61508) abgedeckt werden (siehe Abb. 15). Der BGIA-Report 2/2008 Funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen Anwendung der DIN EN ISO beschreibt die Anwendung der EN ISO ausführlich. Ein typischer Kennwert für Bauteile, die in Steuerungen eingesetzt werden sollen, ist der MTTFd (Mean Time to Dangerous Failure) bzw. die mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall oder auch der B10d bei elektrotechnischen Komponenten (hier hängt der MTTFd von der Anzahl der Schaltzyklen ab). Sie stellen eine Art Geräteeigenschaft oder ein Qualitätskriterium dar (siehe Abb. 16 und Tabelle 2). Dies sind Werte für die statistische Ausfallwahrscheinlichkeit von Komponenten (Tabelle 3) und umgekehrt proportional zu den Ausfallraten. MTTFd = 1/λd

21 Frühausfälle Gegenmittel: Dimensionierung. vorsorglicher Austausch Gegenmittel: Voralterung, Prozessoptimierung Verschleißausfälle Zufallsausfälle Ausfallrate λ Abb. 16: Verschleißverhalten von Bauteilen 0 Gebrauchsdauer T M buw. T 10d Zeit Maschinensteuerung (CS) nicht sicherheitsbezogene Teile gesamte SRP/CS, führen Sicherheitsfunktion(en) aus SRP/CS 1 SRP/CS 2 SRP/CS 3 (als Subsystem) (als Subsystem) (als Subsystem) Abb. 17: Zusammenspiel von Bauteilen (Komponenten) in einer Maschine Notwendige Berechnungen können mit der kostenlosen Software SISTMEA der BGIA durchgeführt werden (http://www.dguv.de/bgia/de/pra/en13849/index.jsp). Diese enthält die mathematischen Modelle/Verknüpfungen für die Bauteile. 21

22 Ein Maschinenbauer ermittelt dazu den PLr (erforderlicher Performance Level) anhand des Risikographen. Über die Zuverlässigkeit der Komponenten (MTTFd- oder B10d-Werte des Herstellers oder Werte aus der Tabelle zur Norm EN ISO *) kann der tatsächliche PL der vorgesehenen Steuerung ermittelt werden. PL muss stets größer oder gleich PLr sein. Die Schaltungen sind in EN ISO in Form von Kategorien dargestellt; also als jeweils definierte Systemarchitekturen vorhanden. Grundlegende und bewährte Sicherheitsprinzipien nach DIN EN ISO :2003 Andere relevante Normen Typische Werte: MTTF d (Jahre) B 10d (Zyklen) bzw. Fehlerausschluss Mechanische Bauteile Tabellen A.1 und A.2 MTTF d = 150 Hydraulische Bauteile Tabellen C.1 und C.2 EN 982 MTTF d = 150 Pneumatische Bauteile Tabellen D.1 und D.2 EN 983 B 10d = Relais und Hilfsschütze mit Tabellen D.1 und D.2 EN B 10d = vernachlässigbarer Last IEC61810 IEC60947 Relais und Hilfsschütze mit maximaler Tabellen D.1 und D.2 EN B 10d = Last IEC61810 IEC60947 Not-Halt-Geräte bei Einsatz unter geringer umwelttechnischer Belastung, z.b. in Laboren a) Tabellen D.1 und D.2 IEC60947 ISO Fehlerausschluss bis Zyklen, sofern Herstellerbestätigung vorliegt Not-Halt-Geräte bei Einsatz unter normaler umwelttechnischer Belastung, z.b an Maschinen a) Tabellen D.1 und D.2 IEC60947 ISO Fehlerausschluss bis Zyklen Zustimmungsschalter (3-stufig) Tabellen D.1 und D.2 IEC Fehlerausschluss unabhängig von der Last a) bis Zyklen a) falls Fehlerausschluss für Zwangsöffnung möglich ist b) für Schließerkontakte und für Öffnerkontakte, falls Fehlerausschluss für Zwangsöffnung nicht möglich ist Tab.2: Typische Zuverlässigkeits-Kennwerte von Bauteilen I Eingang L Logik O Ausgang Verbindung Abb. 18: Beispiel anhand der Kategorien B und 1 22 * Die Angaben von Kennwerten aus EN ISO für einzelne Bauteile können angewandt werden, wenn die Bedingungen aus EN ISO und die Angaben des Herstellers eingehalten werden.

23 gefahrbringende Bewegung Fluidischer Aktuator Lichtgitter Elektronische Steuerungslogik Fluidische Steuerung Kategorie 2 [Typ 2] Kategorie 3 Kategorie 1 PL c PL d PL c II LL O TE OTE I1 I2 L1 L2 O1 O2 II LL O Abb. 19: Schaltungsbeispiel einer kompletten Steuerung Antriebselemente Bauteile zur Ausführung der Sicherheitsfunktion, z.b. Ventile Betrachtungsbereich des sicherheitsbezogenen Teils der Steuerung Energieumformer, Energieübertragung unter Umständen relevant für die Einhaltung der grundlegenden und bewährten Sicherheitsprinzipien Abb. 20: Beispiel einer Schaltung von Ventilen als hydraulische Steuerung (Subsystem) 23

24 Abb. 21: SISTEMA-Oberfläche (Berechung von Kennwerten und Eingabe von Kennwerten) Bezeichnung der MTTF d für jeden Kanal Bereich der MTTF d für jeden Kanal niedrg 3 Jahre MTTF d < 10 Jahre mittel hoch 10 Jahre MTTF d < 30 Jahre 30 Jahre MTTF d < 100 Jahre Tab. 3: Bereiche für die Zuverlässigkeit von Steuerungskanälen zu erwartende gefahrbringende Ausfälle 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % nicht akzeptabel niedrig mittel hoch 63%-Linie 0 % Abb. 22: Zuverlässigkeit in Jahren MTTFd-Werte MTTF d : 3 Jahre 10 Jahre 30 Jahre 100 Jahre 24

25 7. Interne Dokumentation Die Maschinenrichtlinie gibt in Anhang VII vor, welche Dokumentation erforderlich ist. Dort sind für Maschinen die Technischen Unterlagen und für unvollständige Maschinen die speziellen Technischen Unterlagen aufgeführt (siehe Tabelle 4). Das Gros der Unterlagen verbleibt beim Hersteller im Haus und ist auf begründetes Verlangen innerhalb einer angemessenen Frist der zuständigen Aufsichtsbehörde zur Verfügung zu stellen. Es handelt sich um Dokumente, die im Rahmen der Konstruktionsarbeit zum überwiegenden Teil so und so anfallen. Zusätzlich sieht die Richtlinie vor, dass ein Dokumentationsbevollmächtiger (Bevollmächtigter für das Zusammenstellen der Technischen Unterlagen) vorhanden sein muss. Richtlinien-Zitate Anhang VII: A. Technische Unterlagen für Maschinen In diesem Teil wird das Verfahren für die Erstellung der technischen Unterlagen beschrieben. Anhand der technischen Unterlagen muss es möglich sein, die Übereinstimmung der Maschine mit den Anforderungen dieser Richtlinie zu beurteilen. Sie müssen sich, soweit es für diese Beurteilung erforderlich ist, auf die Konstruktion, den Bau und die Funktionsweise der Maschine erstrecken. Diese Unterlagen müssen in einer oder mehreren Gemeinschaftssprachen abgefasst sein; hiervon ausgenommen ist die Betriebsanleitung der Maschine, für die die besonderen Bestimmungen des Anhangs I Nummer gelten. 1. Die technischen Unterlagen umfassen: a) eine technische Dokumentation mit folgenden Angaben bzw. Unterlagen: eine allgemeine Beschreibung der Maschine, eine Übersichtszeichnung der Maschine und die Schaltpläne der Steuerkreise sowie Beschreibungen und Erläuterungen, die zum Verständnis der Funktionsweise der Maschine erforderlich sind, vollständige Detailzeichnungen, eventuell mit Berechnungen, Versuchsergebnissen, Bescheinigungen usw., die für die Überprüfung der Übereinstimmung der Maschine mit den grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen erforderlich sind, die Unterlagen über die Risikobeurteilung, aus denen hervorgeht, welches Verfahren angewandt wurde; dies schließt ein: i) eine Liste der grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, die für die Maschine gelten, ii) eine Beschreibung der zur Abwendung ermittelter Gefährdungen oder zur Risikominderung ergriffenen Schutzmaßnahmen und gegebenenfalls eine Angabe der von der Maschine ausgehenden Restrisiken, die angewandten Normen und sonstigen technischen Spezifikationen unter Angabe der von diesen Normen erfassten grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, alle technischen Berichte mit den Ergebnissen der Prüfungen, die vom Hersteller selbst oder von einer Stelle nach Wahl des Herstellers oder seines Bevollmächtigten durchgeführt wurden, ein Exemplar der Betriebsanleitung der Maschine, gegebenenfalls die Einbauerklärung für unvollständige Maschinen und die Montageanleitung für solche unvollständigen Maschinen, gegebenenfalls eine Kopie der EG-Konformitätserklärung für in die Maschine eingebaute andere Maschinen oder Produkte, eine Kopie der EG-Konformitätserklärung; 25

26 b) bei Serienfertigung eine Aufstellung der intern getroffenen Maßnahmen zur Gewährleistung der Übereinstimmung aller gefertigten Maschinen mit den Bestimmungen dieser Richtlinie. Der Hersteller muss an den Bau- und Zubehörteilen der Maschine oder an der vollständigen Maschine die Prüfungen und Versuche durchführen, die notwendig sind, um festzustellen, ob die Maschine aufgrund ihrer Konzeption oder Bauart sicher zusammengebaut und in Betrieb genommen werden kann. Die diesbezüglichen Berichte und Ergebnisse werden zu den technischen Unterlagen genommen. 2. Die in Nummer 1 genannten technischen Unterlagen sind für die zuständigen Behörden der Mitgliedstaaten nach dem Tag der Herstellung der Maschine bzw. bei Serienfertigung nach dem Tag der Fertigstellung der letzten Einheit mindestens zehn Jahre lang bereitzuhalten. Die technischen Unterlagen müssen sich nicht unbedingt im Gebiet der Gemeinschaft befinden und auch nicht ständig körperlich vorhanden sein. Sie müssen jedoch von der in der EG-Konformitätserklärung benannten Person entsprechend der Komplexität der Unterlagen innerhalb angemessener Frist zusammengestellt und zur Verfügung gestellt werden können. Die technischen Unterlagen brauchen keine Detailpläne oder sonstigen speziellen Angaben zu den für den Bau der Maschine verwendeten Unterbaugruppen zu enthalten, es sei denn, deren Kenntnis ist für die Überprüfung der Einhaltung der grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen unerlässlich. 3. Werden die technischen Unterlagen den zuständigen einzelstaatlichen Behörden auf begründetes Verlangen nicht vorgelegt, so kann dies ein hinreichender Grund sein, um die Übereinstimmung der betreffenden Maschine mit den grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen anzuzweifeln. B. Spezielle technische Unterlagen für unvollständige Maschinen In diesem Teil wird das Verfahren für die Erstellung der speziellen technischen Unterlagen beschrieben. Anhand dieser Unterlagen muss es möglich sein, nachzuvollziehen, welche Anforderungen dieser Richtlinie gelten und ob diese eingehalten werden. Sie müssen sich, soweit es für die Beurteilung der Übereinstimmung mit den angewandten grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen erforderlich ist, auf die Konstruktion, den Bau und die Funktionsweise der unvollständigen Maschine erstrecken. Die Unterlagen müssen in einer oder mehreren Gemeinschaftssprachen abgefasst sein. Sie umfassen: 26 a) eine technische Dokumentation mit folgenden Angaben bzw. Unterlagen: eine Übersichtszeichnung der unvollständigen Maschine und die Schaltpläne der Steuerkreise, vollständige Detailzeichnungen, eventuell mit Berechnungen, Versuchsergebnissen, Bescheinigungen usw., die für die Überprüfung der Übereinstimmung der unvollständigen Maschine mit den angewandten grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen erforderlich sind, die Unterlagen über die Risikobeurteilung, aus denen hervorgeht, welches Verfahren angewandt wurde; dies schließt ein: i) eine Liste der grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, die angewandt wurden und eingehalten werden, ii) eine Beschreibung der zur Abwendung ermittelter Gefährdungen oder zur Risikominderung ergriffenen Schutzmaßnahmen und gegebenenfalls eine Angabe der Restrisiken, iii) die angewandten Normen und sonstigen technischen Spezifikationen unter Angabe der von diesen Normen erfassten grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, iv) alle technischen Berichte mit den Ergebnissen der Prüfungen, die vom Hersteller selbst oder von einer Stelle nach Wahl des Herstellers oder seines Bevollmächtigten durchgeführt wurden, v) ein Exemplar der Montageanleitung für die unvollständige Maschine;

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