Minimale Sicherheitsabstände bei der Konstruktion von Maschinen

Die Norm DIN EN ISO 13857 legt detaillierte Anforderungen an die Mindest-Sicherheitsabstände fest, die einzuhalten sind, um den Zugang zu potenziell gefährlichen Bereichen einer Maschine zu verhindern. Der Schutz vor dem Hineingreifen in Gefahrenbereiche ist ein wesentlicher Bestandteil der Maschinensicherheit. In diesem Artikel erläutern wir die wichtigsten Konstruktionsgrundsätze und geben praktische Hinweise, wie sich diese Anforderungen in industriellen Umgebungen umsetzen lassen.

Verständnis der Mindest-Sicherheitsabstände

Mindest-Sicherheitsabstände werden auf Grundlage anthropometrischer und biomechanischer Daten festgelegt, die Unterschiede in den Körpermaßen von Menschen berücksichtigen. Wichtig ist, dass das Konstruktionsbüro diese Werte versteht und in den Konstruktionen korrekt anwendet. Das Dokument bezieht sich auf Personen ab 14 Jahren und berücksichtigt im Zusammenhang mit dem Hindurchgreifen durch Öffnungen auch Kinder über 3 Jahre.

Risikokategorien

Die Norm unterscheidet zwei grundlegende Risikostufen: gering und hoch. Bei der Auslegung von Schutzeinrichtungen ist eine genaue Risikobeurteilung der Maschine durchzuführen, um festzulegen, welche Kategorie anzuwenden ist:

• Geringes Risiko: Betrifft Situationen, in denen sich die Gefährdung auf leichte Verletzungen wie Kratzer beschränkt.
• Hohes Risiko: Betrifft Situationen, in denen die Möglichkeit schwerer Verletzungen wie Frakturen oder Amputationen besteht.

Mindest-Sicherheitsabstände beim Übergreifen nach oben

Ein wesentlicher Aspekt ist die richtige Auslegung der Höhe des Gefahrenbereichs im Zusammenhang mit dem Übergreifen nach oben:

• Geringes Risiko: Der Mindest-Sicherheitsabstand muss 2 500 mm betragen.
• Hohes Risiko: Der Mindest-Sicherheitsabstand muss 2 700 mm betragen.

Übergreifen über eine Schutzeinrichtung und Mindest-Sicherheitsabstände

Die Norm legt Anforderungen an die Mindest-Sicherheitsabstände beim Übergreifen über eine Schutzeinrichtung fest. Um die richtigen Abstände zu bestimmen, sind die in der Norm enthaltenen Tabellen heranzuziehen, die diese Abstände in Abhängigkeit von der Höhe der Schutzeinrichtung und dem potenziellen Risiko genau festlegen.

Herumgreifen um eine Schutzeinrichtung

Die Norm definiert Anforderungen an die Mindest-Sicherheitsabstände beim Herumgreifen um Schutzeinrichtungen. Diese Abstände müssen so ausgelegt sein, dass der Zugang zu Gefahrenbereichen verhindert wird. Auch hierfür sind die entsprechenden Tabellen der Norm heranzuziehen.

Hindurchgreifen durch Öffnungen und Mindest-Sicherheitsabstände

Die Norm definiert die maximalen Abmessungen von Öffnungen in Schutzeinrichtungen in Form von Schlitzen, Quadraten und Kreisen, die einzuhalten sind, um den Zugang von Gliedmaßen zu Gefahrenbereichen zu verhindern. Diese Abmessungen sind für verschiedene Körperteile wie Fingerspitze, Finger, Hand oder den gesamten Arm festgelegt und bestimmen damit den Mindest-Sicherheitsabstand zum Gefahrenbereich.

Praxisbeispiele

Am häufigsten wird diese Norm bei der Montage von Abtrennungen zu Gefahrenbereichen angewendet, die gegen Zugang beispielsweise durch verriegelnde Schutzeinrichtungen gesichert sind (sogenannte überwachte Schutzeinrichtung). Die Norm DIN EN 14120 beschreibt die Arten von Schutzeinrichtungen. Die Umsetzung der Sicherheitsfunktion selbst hängt von der Risikobeurteilung der Maschine ab, aber auch von der Häufigkeit des Zugangs zum jeweiligen Bereich. Ein gutes Beispiel für Abtrennungen mit einer geeigneten, normgerechten Maschenweite nach DIN EN ISO 13857 sind Einhausungen des Arbeitsbereichs eines Industrieroboters. Die Maschenweite eines solchen Gitters hat genau deshalb eine bestimmte Größe, um den Zugang zum Gefahrenbereich zu verhindern und den Platzbedarf der Einhausung zu minimieren (bis 120 mm von der Gefährdung entfernt). Selbstverständlich können solche Abtrennungen auch um jede Produktions- und Technologielinie mit Gefahrenbereichen installiert werden.

Ein weiteres Beispiel sind Maschinenverkleidungen mit unterschiedlichsten Schutzabdeckungen. Nach DIN EN ISO 13857 muss bei einer Öffnungsbreite von 20 mm der Sicherheitsabstand zum Gefahrenbereich 120 mm betragen, damit ein Finger nicht unter die Abdeckung eingeführt werden kann.

• Schlitz mit 20 mm Breite: Der Mindest-Sicherheitsabstand beträgt 120 mm.
• Öffnung mit 80 mm Breite: Der Mindest-Sicherheitsabstand beträgt 850 mm.

Schutzeinrichtungen und Mindest-Sicherheitsabstände

Schutzeinrichtungen sind physische Barrieren, die den Zugang zu Gefahrenbereichen verhindern. Dazu zählen Maschinenschutzvorrichtungen, Barrieren, Gitter oder andere Elemente, die den Zutritt erschweren. Welche Art von Schutzeinrichtung geeignet ist, hängt von den Besonderheiten der Maschine, der Konstruktion und dem Bau von Maschinen sowie der durchgeführten Risikobeurteilung ab.

Zusätzliche Schutzeinrichtungen

In einigen Fällen kann der Einsatz zusätzlicher Schutzeinrichtungen erforderlich sein, die die Bewegungsfreiheit der Gliedmaßen einschränken und dadurch die Sicherheit erhöhen. Beispiele für solche Einrichtungen sind doppelte Barrieren oder Netze.

Besondere Anforderungen für Kinder und Mindest-Sicherheitsabstände

Die Norm berücksichtigt auch besondere Anforderungen zum Schutz von Kindern, die durch Öffnungen in Schutzeinrichtungen hindurchgreifen können. Für Kinder über 3 Jahren sind besondere Mindest-Sicherheitsabstände anzuwenden, die von den Werten für Erwachsene abweichen.

Überwachung und Instandhaltung von Schutzeinrichtungen

Schutzeinrichtungen müssen regelmäßig überwacht und instand gehalten werden, um ihre Wirksamkeit sicherzustellen. Dabei ist auf sämtliche Beschädigungen, Verformungen oder Verschleißerscheinungen zu achten, die das Schutzniveau mindern können. In der Praxis geht dies häufig mit Maßnahmen zur Anpassung von Maschinen an die Mindestanforderungen einher.

Sicherheitskosten und Mindest-Sicherheitsabstände

Die Sicherheitskosten sind erheblich, da sie die Konstruktion von Maschinen, die Installation und die Instandhaltung geeigneter Schutzmaßnahmen umfassen. Unternehmen sparen häufig an der Sicherheit, was aus mehreren Gründen nachteilig ist. Erstens kann dies zu schweren Unfällen und Verletzungen führen, die hohe medizinische und rechtliche Kosten verursachen. Zweitens können unzureichend durchdachte Einhausungs- und Absperrsysteme die Arbeit behindern, wenn sie schlecht ausgelegt und ausgewählt sind. Das senkt die betriebliche Effizienz und erhöht das Risiko, dass Beschäftigte Sicherheitsverfahren nicht einhalten.

Ein weiteres Beispiel sind Maschinenschutzvorrichtungen mit unterschiedlichen Abdeckungen. Nach der Norm DIN EN ISO 13857 muss bei einer Öffnungsweite von 20 mm der Sicherheitsabstand zur Gefahrenstelle 120 mm betragen, damit ein Finger nicht unter die Abdeckung gelangen kann.

Zusammenfassung Die Einhaltung geeigneter Mindest-Sicherheitsabstände und der Einsatz von Schutzeinrichtungen gemäß DIN EN ISO 13857 sind unerlässlich, um Beschäftigte vor dem Zugang zu Gefahrenbereichen zu schützen. Durch die richtige Auslegung und Instandhaltung dieser Schutzmaßnahmen lassen sich Unfälle wirksam vermeiden und die Gesundheit der Beschäftigten schützen. Die Sicherheitskosten sind erheblich – Unternehmen versuchen oft, an der Sicherheit zu sparen. Wenn Maschinenschutzvorrichtungen die Arbeit häufig erschweren, ist das meist ein Zeichen dafür, dass die Auslegung nicht vollständig durchdacht ist und auch die Anforderungen an Konformitätsbewertung und CE für Maschinen nicht ausreichend berücksichtigt wurden.

Industrieautomatisierung und Mindest-Sicherheitsabstände

Industrieautomatisierung spielt eine Schlüsselrolle bei der Steigerung von Effizienz und Sicherheit in Produktionsbetrieben. Der Einsatz fortschrittlicher Steuerungs- und Überwachungssysteme ermöglicht die Automatisierung von Produktionsprozessen und minimiert zugleich das Risiko, das mit dem Zugang zu Gefahrenbereichen verbunden ist. Der Einsatz von Sensoren, Lichtschranken und Not-Halt-Einrichtungen kann die Betriebssicherheit deutlich verbessern und gleichzeitig die Konformität mit Normen wie DIN EN ISO 13857 sicherstellen.

Konstruktion von Industriemaschinen und Mindest-Sicherheitsabstände

Die Konstruktion und der Bau von Industriemaschinen müssen strenge Sicherheitsanforderungen berücksichtigen, um Bediener und andere Beschäftigte vor potenziellen mechanischen Gefährdungen zu schützen. Der Bau von Industriemaschinen umfasst eine Reihe von Maßnahmen, darunter die Risikobeurteilung, die Auslegung von Schutzeinrichtungen sowie die Implementierung von Sicherheitssystemen. Die Einhaltung der Norm DIN EN ISO 13857 ist dabei entscheidend, da die Mindest-Sicherheitsabstände exakt eingehalten werden müssen. Eine fachgerechte Konstruktion von Industriemaschinen erfordert:

• Risikobeurteilung: die Identifizierung potenzieller Gefährdungen und die Bewertung der Risiken im Zusammenhang mit verschiedenen Maschinenoperationen.
• Auslegung von Schutzsystemen: die Berücksichtigung von Mindest-Sicherheitsabständen bei der Konstruktion von Abdeckungen, Barrieren und anderen Schutzeinrichtungen.
• Integration der Industrieautomatisierung: den Einsatz fortschrittlicher Steuerungssysteme, die die Maschinensicherheit automatisch überwachen und steuern.
• Regelmäßige Wartung und Inspektion: die Sicherstellung, dass alle Schutzsysteme voll funktionsfähig und wirksam sind.

Die Norm DIN EN ISO 13857 ist mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG harmonisiert und steht damit im Zusammenhang mit den meisten Normen, die beim Bau von Sondermaschinen und Industriemaschinen angewendet werden. So werden beispielsweise in der Norm DIN EN 14120 verschiedene Arten von Schutzeinrichtungen behandelt, die in Verbindung mit den Vorgaben zu Sicherheitsabständen aus DIN EN ISO 13857:2020-03 verwendet werden können. In Projekten dieser Art kommen häufig auch Leistungen wie Festigkeitsberechnungen (FEM) oder Outsourcing von Ingenieuren zum Einsatz, insbesondere wenn komplexe Schutzkonzepte für unterschiedliche Branchen umgesetzt werden, etwa in der Automobilbranche, der Pharmaindustrie, der FMCG-Branche oder der Elektronikbranche & Halbleiter.