Konstruktion von feststehenden trennenden. Schutzeinrichtung

Transkript

1 Allgemeine Kundeninformation Konstruktion von feststehenden trennenden en Mauritius Bollier Gefährdungsanalyse Vom Hersteller einer Maschine verlangt die Maschinenrichtlinie 98/37/EG [1] die Einhaltung der grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen. Um alle von seiner Maschine ausgehenden Gefährdungen zu kennen, wird der Hersteller verpflichtet eine Gefährdungsanalyse vorzunehmen und dann unter Berücksichtigung der Erkenntnisse der Analyse seine Maschine zu bauen. Für alle vorhersehbaren Gefährdungssituationen müssen Lösungen gefunden werden, welche Unfallrisiken auf ein akzeptiertes Maß reduzieren. Damit ein Unfallereignis eintreten kann, muss eine Person und die Wirkung einer Gefahr zusammentreffen (Abb. 1). Die Maschinenrichtlinie fordert Lösungen zur Verhütung von Unfällen in folgender Reihenfolge: Beseitigung oder Minimierung der Gefährdung Ergreifen von notwendigen Schutzmaßnahmen gegen nicht zu beseitigende Gefahren Unterrichtung der Benutzer über die Restgefahren der nicht vollständigen Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaßnahmen; Hinweis auf eventuell erforderliche Spezialausbildung und persönliche Schutzausrüstung Oft hat die Beseitigung oder Verringerung der Gefährdung eine Verhinderung oder Verschlechterung der Funktion der Maschine zur Folge. Das Verhindern des s von Gefahr und Person ist die meist verwendete Maßnahme zur Reduktion von Unfallereignissen. Eine oft verwendete Schutzmaßnahme um das von Gefahr und Person zu verhindern ist die feststehende trennende, wie sie in Abb. 2 und 3 gezeigt ist. Aufgabe der feststehenden trennenden Die Aufgabe der trennenden ist das Verhindern des s der schädigenden Wirkung einer Gefahr und einem gefährdeten Objekt. Das Objekt kann eine Person, ein Prozess oder ein Stoff sein. Dies bedingt folgende Funktionen Fernhalten eines schädigenden Einflusses von einer Person, einem Prozess oder einem Stoff Verhindern des Zugriffs einer Person in den Gefahrenbereich (Abb. 4) Zu beachten ist, dass eine trennende die Gefahr nicht verändert. Die Sicherheit hängt somit von der Trennung von Person und der Wirkung einer Gefahr ab. Diese Trennung kann auf zwei Arten realisiert werden. Es kann der Gefahrenbereich in Form einer Kapselung vollständig umschlossen werden (Abb. 6). Die andere Möglichkeit ist der Distanzschutz (Abb. 5). Einzelne Bereiche werden offen gelassen und aufgrund der Form der wird ein Zugriff verhindert. Der Distanzschutz kann ein Durchdringen von schädigenden Einflüssen, wie beispielsweise weggeschleuderte Teile, nicht vollständig verhindern. 1/6

2 Kein Einfluss Maschine läuft. Schädigende Wirkung: Einziehen an den rotierenden Riemenrädern Person/Gefahrenbereich möglich: Hand in Einzugstelle Hand wird von Riemen und Rad erfasst: Unfallereignis Abb. 1 Unfallereignis am Maschinenantrieb Einfluss auf Person/Gefahrenbereich: Trennende gegen nicht zu beseitigende schädliche Wirkung Maschine läuft. Schädigende Wirkung: Einziehen an den rotierenden Riemenrädern Person/Gefahrenbereich nicht möglich: Hand erreicht Einzugstelle nicht Hand wird von Riemen und Rad nicht erfasst: Kein Unfallereignis Abb. 2 Reduktion von Unfallrisiken durch Einfluss auf das von schädigender Wirkung und Person Einfluss auf Handhabung der Maschine durch Personen Maschine läuft nicht. Schädigende Wirkung von Person ausgeschaltet Person/Gefahrenbereich möglich: Hand in Einzugstelle Person weiß, dass die Abdeckung erst nach Maschinenstopp geöffnet werden darf: Kein Unfallereignis Abb. 3 Reduktion von Unfallrisiken durch Einfluss auf die Person Wahl einer feststehenden trennenden Bei der Wahl einer feststehenden trennenden en muss beachtet werden, dass in allen Betriebsarten niemand verletzt wird. Folgende Kriterien sind bei der Wahl einer feststehenden trennenden maßgebend: Zugang zum Gefahrenbereich von Gefahren verursacht durch bewegliche Teile Zugang zum Gefahrenbereich ist im Betrieb nicht erforderlich In den meisten Fällen ist an Teilen des Antriebs während des Betriebs kein Zugang erforderlich. Für solche Situationen ist die feststehende trennende eine geeignete Lösung. Die feststehende trennende eignet sich auch dort, wo sie so gestaltet werden kann, dass Tätigkeiten im Arbeitszyklus nicht behindert werden (Abb. 7). Zusätzliche Schutzmaßnahmen: Während dem Zugang in den Gefahrenbereich der ausgeschalteten Maschine muss ein unerwarteter Anlauf verhindert werden. 2/6

3 Gefahr Schädigende Wirkung Feste trennende Zugriff Person Abb. 4 Aufgabe der festen trennenden Leistung, Schrittbetrieb oder sonstige geeignete Vorkehrungen) und Gefahren, die sich aus Befehlsverkettungen ergeben, werden ausgeschaltet. Maschinenbewegungen, die aufgrund einer direkten oder indirekten Einwirkung auf maschineninterne Sensoren darstellen können, werden gesperrt. Vom Betätigungsplatz des Wahlschalters aus müssen sich die jeweils betriebenen Maschinenteile steuern lassen. Feststehende trennende in Kombination mit anderen en Oft wird die feststehende trennende im Verbund mit anderen en eingesetzt. An Orten, wo kein oder nur Dies wird unter anderem mit folgenden Schutzmaßnahmen erreicht: Beim Eingriff in den Gefahrenbereich ist keine Energie erforderlich: Ein Hauptschalter, der mit einem persönlichen Vorhängeschloss gesichert werden kann, trennt die Maschine von gefahrbringenden Energien. Es ist dabei zu beachten, dass gefahrbringende gespeicherte Energien vor dem Öffnen der trennenden abgebaut werden müssen. Beim Eingriff in den Gefahrenbereich sind Steuersignale erforderlich: Mit einem Revisionsschalter wird die Energiezufuhr zu den gefahrbringenden Teilen gestoppt. Diese Maßnahme funktioniert ähnlich wie der Hauptschalter. Beim Betätigen des Schalters wird die Steuerung jedoch nicht von der Versorgung getrennt, damit ein Einstellen von Sensoren etc. noch möglich ist. Abb. 5 Distanzschutz um Roboter Zugang zum Gefahrenbereich ist im Betrieb nur selten erforderlich Für Arbeiten, welche selten ausgeführt werden müssen, z.b. einmal pro Schicht (Instandhaltung, Einstellungen etc.), kann eine feste trennende verwendet werden. Zusätzliche Maßnahmen: Wird ein Zugang zum Gefahrenbereich, in dem gefahrbringende Bewegungen ablaufen, erforderlich, so muss auch in diesem Fall ein sicherer Betrieb möglich sein. Dies kann unter anderem mit folgenden Schutzmaßnahmen erreicht werden: Mit einem abschließbaren Betriebsartenwahlschalter ist eine Betriebsart mit folgenden Steuerungsvorgaben zu realisieren: Abb. 6 Kapselung eines Zahnradgetriebes feststehende trennende eingegebene Teile Die Automatiksteuerung wird gesperrt. Es sind nur Bewegungen möglich, wenn die Befehlseinrichtungen betätigt bleiben (Tippbetrieb). Gefährliche Bewegungen von Teilen sind nur unter verschärften Sicherheitsbedingungen möglich (z.b. reduzierte Geschwindigkeit, reduzierte Abb. 7 Beispiel einer Übergabestelle Maschine 3/6

4 seltener Zugang erforderlich ist, werden feststehende trennende en verwendet. An Stellen, wo ein häufiger Zugang notwendig ist, kann eine der folgenden en eingesetzt werden: Beweglich trennende en en mit Annäherungsreaktion (z.b. Lichtschranken, Schaltmatten) Ortsbindende en (z.b. Zweihandschaltungen) Automatisch abweisende en Bei den nicht trennenden en ist zu beachten, dass diese keine rückhaltende Wirkung gegenüber dem Zugriff oder gegenüber schädigenden Einflüssen, welche die Maschine verlassen, haben. Abb. 8 Kapselung einzelner Gefahrenbereiche Wahl einer trennenden nach Art und Lage der Gefahren Ist die Anzahl der Gefahrenbereiche gering, so können diese einzeln umschlossen werden. Bereiche ohne Gefahren bleiben frei, was die Zugänglichkeit verbessert (Abb. 8). Ist die Anzahl der Gefahrenbereiche groß, so empfiehlt es sich diese mit einer trennenden zu umschließen. Stellen für die Wartung und Einstellung sollen, wenn möglich aus der herausgezogen werden können (Abb. 9). Abb. 9 Kapselung der Gefahrenbereiche mit einer trennenden Bei einer geringen Anzahl von Gefahrenbereichen ist es sinnvoll eine Distanzteilschutzeinrichtung zu verwenden, wenn der Einsatz einer Verkleidung unpraktisch ist. Dies trifft beispielsweise für eine Distanzschutzeinrichtung um einen Roboter zu (siehe auch Abb. 6). Ist die Anzahl und Grösse der Gefahrenbereiche groß, ist eine umschließende trennende Distanzschutzeinrichtung sinnvoll (Abb. 10). Gestaltung der festen trennenden Allgemeine Gestaltung: Die feststehende trennende kann ihre Aufgabe nur erfüllen, wenn sie an ihrem vorgesehenen Ort gehalten wird. Es ist darauf zu achten, dass die möglichst nicht entfernt werden muss. Dies kann erreicht werden, wenn beispielsweise Pozesskontrolle, Einstellung, Schmierung etc. ohne ein Demontage der möglich ist. Falls ein Entfernen der feststehenden trennenden nicht erforderlich ist, kann die mit einer unlösbaren Verbindung, beispielsweise Verschweißen, Vernieten, befestigt werden. Es kann erforderlich sein, dass für bestimmte Arbeiten die entfernt werden muss. Die Demontage darf dann nur mit Werkzeug möglich sein. Wenn möglich soll die feststehende trennende so gestaltet sein, dass sie ohne Befestigungsmittel nicht in ihrer Schutzstellung bleibt. Abb. 10 Umschließender Distanzschutz Damit die stets wieder montiert wird, muss die Montage einfach auszuführen sein. Folgende Punkte verbessern die Montagefreundlichkeit: unverlierbare, einfach zu handhabende Befestigungsmittel gute Passgenauigkeit Gewicht, Größe und Form der entsprechend den menschlichen Fähigkeiten gestaltet (Werkstoff mit geringem Gewicht, geschickte Unterteilung der en, günstige Auswahl der Befestigungspunkte etc.) freier Platz in unmittelbarer Nähe der Maschine zum Abstellen der im demontierten Zustand Die darf den Prozess und das Bedienungspersonal möglichst nicht behindern, damit sie nicht umgangen oder entfernt wird. 4/6

5 Einfluss von Eigenschaften der Einfluss von Um- Hinweise: EN- Normen Maschine, festen trennenden gebung oder 98/37/EG Prozess Anhang I Ergonomie Belastung durch schlechte EN 547 [3] ergonom. Eigenschaften EN [4] Alterungseinfluss Alterungsbeständigkeit von Alterungseinfluss Festigkeit und Transparenz austretende Dichtheit Flüssigkeiten weggeschleuderte Festigkeit, 1.3.2, Teile Rückhaltevermögen Öffnungen, Zugriff mit oberen 1.3.7, EN 294 [5] Distanz zu Gefahrenbereich Gliedmaßen Öffnungen, Zugriff mit unteren 1.3.7, EN 811 [6] Distanz zu Gefahrenbereich Gliedmaßen Durchsicht Prozessbeobachtung Teileeingabe Übergabestelle Teilezufuhr EN 294 [5] Teileausgabe Übergabestelle Teileentnahme EN 294 [6] Wärmestrom Reflexion, Dämmung EN 563 [7] Kältestrom Distanzhaltung Feuer Brandhemmung Feuer Explosion Druckentlastung, Festigkeit Lärm Dämmung EN ISO 1120X [8] Strahlung Abschirmung, Absorbtion Abschirmung, Absorbtion Strahlung kontaminierte Stoffe Dichtheit kontaminierte Stoffe Verschmutzung reinigungsfreundliche Form, Verschmutzung Reinigung Reinigung Oberfläche, Material Hinweisend (Angaben, Information EN 842 [9] Farbe) EN 981 [10] Verschmutzung hygienegeeignete Form, Verschmutzung Reinigung 2.1 EN [11] Oberfläche, Material hygienebedingte hygienegeeignete Form, hygienebedingte 2.1 EN [11] Gefährdung Oberfläche, Material Gefährdung Abb. 11 Auswahl einiger Einflüsse, die auf feststehende trennende en wirken oder von ihr ausgehen Die trennende und ihre Befestigung müssen den Belastungen, welchen sie ausgesetzt sind, standhalten. Gestaltung der Funktion entsprechend: Die erforderlichen Eigenschaften der feststehenden trennenden hängen von den Gefahren ab, die von der Umgebung abgetrennt werden müssen. Weiter sind die Eigenschaften der trennenden so zu gestalten, dass die von ihr ausgehenden Risiken in einem akzeptierbaren Bereich liegen. Falls erforderlich sind auf der Maschine und in der Betriebsanleitung Hinweise für den sicheren Umgang mit der Maschine und mit der feststehenden trennenden en zu machen. Anforderungen für trennende en Anforderungen für trennende en sind in Anhang 1 der Maschinenrichtlinie 98/37/EG [1] und in der Norm EN 953:1997 Allgemeine Anforderungen an Gestaltung und Bau von feststehenden und beweglichen trennenden en [2] zu finden. Schlussbetrachtung Feste trennende en sind einfache und oft verwendete Schutzmaßnahmen. Mit einer Integration der Trennungsfunktion in Teile, welche noch andere Aufgaben erfüllen, sind besonders wirtschaftliche Lösungen realisierbar. Dies erfordert, dass das Sicherheitskonzept in der Entwurfsphase bereits zu Ende gedacht wurde. Für Betriebsarten, welche ein Öffnen der festen trennenden erfordern, müssen jedoch auch Lösungen gefunden werden. Nur das konsequente Anwenden der Gefährdungsanalyse für alle Betriebsarten hilft Lösungen zu finden, die es ermöglichen, dass Maschinen in jeder Situation sicher gehandhabt werden können. Wird zur Reduktion der Risiken eine trennende gewählt, ist die neue Situation mit Einbezug der zu prüfen ob der Stand der Technik eingehalten wird und ob allfällige Restgefahren vorhanden sind, auf die hingewiesen werden muss. 5/6

6 Literaturhinweise [1] Richtlinie 98/37/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Juni 1998 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten für Maschinen. [2] EN 953 Trennende en Allgemeine Anforderungen an Gestaltung und Bau von feststehenden und beweglichen trennenden en. [3] EN Körpermaße des Menschen Teil 1: Grundlagen zur Bestimmung von Abmessungen für Ganzkörper Zugänge an Maschinenarbeitsplätzen EN Körpermaße des Menschen Teil 2: Grundlagen zur Bemessungen von Zugangsöffnungen EN Körpermaße des Menschen Teil 3: Körpermaßdaten [4] EN Ergonomische Gestaltungsgrundsätze Teil 1: Begriffe und allgemeine Leitsätze [5] EN 294 Sicherheitsabstände gegen das Erreichen von Gefahrenstellen mit den oberen Gliedmaßen [6] EN 811 Sicherheitsabstände gegen das Erreichen von Gefahrenstellen mit den unteren Gliedmaßen [7] EN 563 Temperaturen berührbarer Oberflächen Ergonomische Daten zur Festlegung von Temperaturgrenzwerten für heiße Oberflächen [8] EN ISO EN ISO EN ISO EN ISO EN ISO [9] EN 842 Optische Gefahrensignale Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung [10] EN 981 System akustischer und optischer Gefahrensignale und Informationssignale [11] EN Nahrungsmittelmaschinen Allgemeine Gestaltungsleitsätze Teil 2: Hygieneanforderungen 6/6