10) Sicherheit

• Gefährdungsbeurteilung für den Arbeitsplatz

• Für Maschinen am Arbeitsplatz:

  • CE-Kennzeichnung

  • Betriebsanleitung

• Definition: Beurteilung der für Beschäftigte mit ihrer Arbeit verbundenen Gefährdungen inkl. Ableitung von Arbeitsschutzmaßnahmen

• Durchführung: durch Arbeitgeber

• Inhalte der Dokumentation:

  • Auflistung und Beurteilung der Gefährdungen

  • Festlegung konkreter Arbeitsschutzmaßnahmen (inkl. Termine + Verantwortliche)

  • Durchführung und Überprüfung der Wirksamkeit

  • Datum der Erstellung/Aktualisierung

Gefärdung:

Möglichkeit eines Schaden/Gesundheitliche Beeinträchtigung ohne Anforderung an Ausmaß oder Eintrittswahrscheinlichkeit

• Definition: Risiko = Grad der Gefährdung

• Formel: Risiko = Schadensausmaß × Eintrittswahrscheinlichkeit

• Unterteilung:

  • Restrisiko (unterhalb → Sicherheit)

  • Grenzrisiko (höchstes akzeptables Risiko)

  • Risiko ohne Arbeitsschutzmaßnahmen (oberhalb Grenzrisiko → Gefahr)

• Ziel: Reduzierung bis unter Restrisiko

1. Risikomatrix nach Nohl

   • Häufig für manuelle Arbeitsplätze

2. Risikobeurteilung nach DIN EN 62061

   • Für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen

   • Ableitung eines SIL (Sicherheitsintegritätslevel)

3. Risikograph nach DIN EN ISO 13849-1

   • Ermittlung des Performance Level required (PLr) von a bis e

• Achsen: Schadensausmaß vs. Eintrittswahrscheinlichkeit

• 3 Schritte:

  1. Bestimmung Eintrittswahrscheinlichkeit (häufig → praktisch unmöglich)

  2. Bestimmung Schadensausmaß (leichte Verletzung → Tod)

  3. Einordnung in Risikogruppe 1-3

• Risikogruppen:

  • 1 (groß/rot): Maßnahmen mit erhöhter Schutzwirkung

  • 2 (mittel/gelb): Maßnahmen mit normaler Schutzwirkung

  • 3 (klein/grün): Organisatorische/personenbezogene Maßnahmen

1. Richtlinien-Recherche – Welche Richtlinien gelten?

2. Normen-Recherche – Welche Normen gelten?

3. Gefährdungsanalyse und Risikobeurteilung – Nach Stand der Technik Risiken minimiert?

4. Übereinstimmung – Stimmt Maschine mit Richtlinien/Normen überein?

5. Technische Dokumentation – Erstellen und Aufbewahren

6. Konformitätserklärung – Formular ausstellen

7. CE-Kennzeichnung – An Maschine anbringen

8. Betriebsanleitung – Erstellen und Aushändigen

• Typ A-Normen (Sicherheitsgrundnormen)

  • Grundlegende Festlegungen, Verfahren, Begriffe

  • Bsp.: EN ISO 12100

• Typ B-Normen (Sicherheitsfachgrundnormen)

  • B1: Allgemeine Sicherheitsaspekte

  • B2: Schutzeinrichtungen

  • Für mehrere Maschinenarten relevant

  • Bsp.: Mindestabstände, Not-Halt-Einrichtungen

• Typ C-Normen (Maschinensicherheitsnormen)

  • Spezifische Gefährdungen einer Maschinenart

  • Können von A/B-Normen abweichen

  • Bsp.: EN ISO 10218 für Industrieroboter

Anwendung: Hierarchisch vom Allgemeinen zum Konkreten; C-Normen haben Vorrang

Risikobeurteilung (nach EN ISO 12100:2010):

1. Festlegung der Grenzen der Maschine

2. Identifizierung der Gefährdungen

3. Risikoeinschätzung

4. Risikobewertung

5. Prüfung: Risiko hinreichend vermindert?

Risikominderung (3-Stufen-Methode):

• Schritt 1: Inhärent sichere Konstruktion

• Schritt 2: Technische Schutzmaßnahmen + ergänzende Schutzmaßnahmen

• Schritt 3: Benutzerinformation (Betriebsanleitung, Warnhinweise)

→ Iterativer Prozess bis akzeptables Restrisiko erreicht

• Anhaltezeit: Gesamtzeit vom Einleiten eines Stopps bis zum Stillstand

• Verwendung:

  • Berechnung des Sicherheitsabstands bei Schutzeinrichtungen

  • Festlegung des eingeschränkten Raums

Zusammensetzung Anhaltezeit:

• Reaktionszeit + Bremszeit

Reaktionszeit abhängig von:

• Übertragungszeit

• Verarbeitungszeit der Steuerung

• Schaltzeiten (Relais, Schütze, Bremslüfter)

• → Annähernd konstant

Bremsweg abhängig von:

• Last

• Geschwindigkeit

• Auslenkung (Armstellung)

Stoppkategorie 0:

• Sofortige Energietrennung

• Gleichzeitiges Einfallen der mechanischen Haltebremsen

• Nachteil: Verschleiß der Bremsen → beeinträchtigte Sicherheit

• Anwendung: Not-Halt, Zustimmtaster

Stoppkategorie 1:

• Gesteuertes Stillsetzen

• Energie zu Antrieben bleibt erhalten

• Energietrennung erst bei erreichtem Stillstand

• Vorteil: Schonender für Bremsen, kürzerer Nachlaufweg möglich

Beispiele (min. 2):

• Schutzzäune und feste Verkleidungen

• Lichtvorhänge

• Rolltore

• Laserscanner

Ausnahme:

• Kollaborierende Roboter (Cobots) – können ohne Umzäunung arbeiten

Zusätzliche Gefährdungen neben Roboterbewegung:

• Schweißen (Funken, Strahlung)

• Laser (Blendung, Verbrennung)

• Herausfliegende Teile

• → Zusätzliche Schutzeinrichtungen nötig (z.B. Blendschutz)

Parameter:

• a = Höhe des Gefährdungsbereichs (mm)

• b = Höhe der schützenden Konstruktion (mm)

• c = Horizontaler Sicherheitsabstand (mm) —> in der Tabelle

Gefärdungsbereichshöhe a = 1000mm

Konstruktive max Höhe vom Zaun b = 1400mm

Ergebnis -> 1000 mm Abstand zum Roboter

Grundregeln:

Definition:

• Verhindern Öffnen der Schutztür, solange Gefahr besteht

• Freigabe zeitgesteuert oder prozessabhängig (z.B. Drehzahl-Null-Signal)

2 elektromagnetische Systeme:

1. Spannungslos öffnend:

• Bei Stromausfall → Tür entriegelt

• Nachteil: Unsicher bei Spannungsausfall + langer Nachlaufzeit

2. Spannungslos zuhaltend:

• Bei Stromausfall → Tür bleibt verriegelt

• Entriegelung nur durch aktives Schaltsignal

• Nachteil: Bei Netzausfall nur Notentsperrung möglich

• Vorteil: Sicherer bei langen Nachlaufzeiten

Definition: Maßnahme zur Verhinderung des Anlaufs, solange Personen im Gefahrenraum

Fall 1: Gefahrenraum einsehbar

• Quittiertaster ausreichend

• Anforderungen:

  • Außerhalb der Schutzeinrichtung

  • Von innen nicht erreichbar

  • Guter Blick auf gefährliche Bewegungen

  • Flankenauswertung gegen Tastenklemmer

Fall 2: Gefahrenraum nicht einsehbar

• Quittiertaster allein nicht ausreichend

• Zusätzliche Maßnahmen:

  • Schräg gestellte Bleche (Stehverhinderung)

  • Spiegel für bessere Sicht

  • Personenerkennende Schutzeinrichtungen (Scanner, Schaltmatten, liegende Lichtvorhänge)

Diagramm: Fitness for Automation (y-Achse) vs. Einsparungen (x-Achse)

4 Bereiche:

• Standard-Automatisierung (hohes Potential, hohe Einsparungen)

• Speziallösungen (mittleres Potential)

• Design for Automation (geringes Potential, Produktänderung nötig)

• Schwer zu automatisieren (niedrig/niedrig)

Design for Automation – Regeln (min. 3):

• Minimierung der Anzahl verschiedener Teile

• Verwendung von Führungen/Kammern für automatisierten Zusammenbau

• Selbstzentrierende Schrauben/Verbindungsstücke

• Unterteilung in Baugruppen

• Symmetrische Bauteile

• Bauteile für automatische Maschinenbestückung geeignet

Ausgangslage:

• Fachkräftemangel

• Demografischer Wandel

• Unklarheit über Automatisierungsprioritäten

Ansatz:

• Automatisierung als Lösung

• Fokus auf Mitarbeiter und Arbeitsplatzattraktivität

Methode:

• Strukturierte Prozessaufnahme + Potentialanalyse

• Bestimmung von Handlungsempfehlungen

6 Kernschritte:

1. Erstgespräch mit Geschäftsleitung → Beauftragung

2. Mitarbeiter abholen → Teambildung

3. Prozessaufnahme mit Tool → One-Pager + Prozessaufnahme

4. Vorstellung der Ergebnisse → Ergebnisgraphik (4-Quadranten)

5. Workshop zu ausgewählten Themen → Lastenheft(e)

6. Übergabe an Kunden → Abschlussbericht

Kriterien: Automatisierbarkeit (technisch) + Notwendigkeit (Ergonomie, Mitarbeiter)