Untersuchung des Maschinennachlaufs

Maschinensicherheit ist ein zentrales Element in jeder industriellen Umgebung. Sie schützt nicht nur Beschäftigte vor möglichen Verletzungen, sondern steigert auch die Effizienz und Zuverlässigkeit von Produktionsprozessen. Unzureichend abgesicherte Maschinen können eine erhebliche Gefahr für Gesundheit und Leben der Bediener sowie anderer Personen in ihrem Umfeld darstellen. Ein wirksames Risikomanagement und der Einsatz geeigneter Schutzmaßnahmen sind daher unerlässlich, um einen sicheren Arbeitsplatz zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang ist die Nachlaufmessung von Maschinen ein unverzichtbarer Bestandteil des Sicherheitskonzepts.

Nachlaufmessung von Maschinen: Grundlegende Anforderungen der Norm DIN EN ISO 13855

Aufbau und Anwendungsbereich der Norm

Die Norm DIN EN ISO 13855 behandelt eine Reihe von Themen im Zusammenhang mit der Maschinensicherheit und konzentriert sich auf technische Schutzeinrichtungen sowie deren Positionierung in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit von Körperteilen. Das Dokument ist in mehrere zentrale Abschnitte gegliedert, darunter:

• Anwendungsbereich der Norm
• Normative Verweisungen
• Begriffe, Definitionen, Symbole und Abkürzungen
• Methodik zur Bestimmung von Mindestabständen
• Detaillierte Regeln für die Positionierung verschiedener Arten technischer Schutzeinrichtungen

Die Norm legt außerdem fest, welche Annäherungsgeschwindigkeiten bei der Auslegung von Schutzsystemen zu berücksichtigen sind und wie die Mindestabstände zwischen Erfassungsbereich und Gefahrenbereich zu berechnen sind.

Grundbegriffe und Definitionen

Für das Verständnis und die korrekte Anwendung der Norm DIN EN ISO 13855 ist es wichtig, die zentralen Begriffe und Definitionen zu kennen. Dazu gehören unter anderem:

• Gesamtnachlauf des Systems (T): Zeitspanne von der Aktivierung der Erkennungsfunktion bis zum Stillstand der gefährlichen Maschinenfunktion.
• Mindestabstand (S): Berechneter Abstand zwischen der technischen Schutzeinrichtung und dem Gefahrenbereich, der erforderlich ist, um zu verhindern, dass eine Person oder ein Körperteil den Gefahrenbereich erreicht, bevor die gefährliche Maschinenfunktion zum Stillstand gekommen ist.
• Berührungslos wirkende Schutzeinrichtung (ESPE): Kombination zusammenwirkender Geräte und/oder Komponenten zur automatischen Schutzabschaltung oder Anwesenheitserkennung, bestehend aus mindestens einer Erkennungseinrichtung, Steuerungs-/Überwachungseinrichtungen sowie Einrichtungen zur Schaltung des Ausgangssignals.

Nachlaufmessung von Maschinen: Methodik und Regeln für die Positionierung technischer Schutzeinrichtungen

Methodik zur Bestimmung von Mindestabständen

Die Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 12100 ist ein wesentlicher Bestandteil der Nachlaufmessung von Maschinen. In diesem Prozess werden potenzielle Gefährdungen im Zusammenhang mit dem Betrieb von Maschinen analysiert und vorbeugende Maßnahmen zur Risikominderung festgelegt. Gemäß der Norm DIN EN ISO 13855 sowie der Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 12100 müssen Ingenieure die Annäherungsgeschwindigkeiten von Körperteilen, die Reaktionszeit des Systems sowie die Wirksamkeit der eingesetzten technischen Schutzeinrichtungen berücksichtigen. Eine präzise Risikobeurteilung ermöglicht die Umsetzung geeigneter Schutzmaßnahmen und erhöht damit die Maschinensicherheit sowie die Konformität mit den geltenden Vorschriften.

Die Norm DIN EN ISO 13855 beschreibt die Methodik zur Berechnung von Mindestabständen, die für die Gewährleistung der Maschinensicherheit erforderlich sind. Diese Formeln berücksichtigen die Annäherungsgeschwindigkeit menschlicher Körperteile an den Gefahrenbereich sowie die Reaktionszeit des Schutzsystems. Nachfolgend stellen wir die detaillierten Regeln zur Berechnung dieser Abstände vor.

Allgemeine Formel zur Berechnung des Gesamtnachlaufs des Systems und der Mindestabstände:

S=(K×T)+C

dabei gilt:

• S – Mindestabstand,
• K – Faktor in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit,
• T – Gesamtnachlauf des Systems,
• C – zusätzlicher Abstand auf Grundlage anthropometrischer Daten.

Berechnungsbeispiel für unterschiedliche Annäherungsgeschwindigkeiten

1. Annäherungsgeschwindigkeit einer erwachsenen Person bei normaler Gehgeschwindigkeit (1,6 m/s)
   • Nehmen wir an, dass der Gesamtnachlauf des Systems 0,5 Sekunden beträgt.
   • Der zusätzliche Abstand C beträgt 0,2 m.

S=(1,6 m/s×0,5 s)+0,2 m=0,8 m+0,2 m=1,0 m

2. Annäherungsgeschwindigkeit der oberen Extremität (2,0 m/s)
   • Der Gesamtnachlauf des Systems beträgt 0,4 Sekunden.
   • Der zusätzliche Abstand C beträgt 0,1 m.

S=(2,0 m/s×0,4 s)+0,1 m=0,8 m+0,1 m=0,9 m

Arten technischer Schutzeinrichtungen

Die Norm DIN EN ISO 13855 berücksichtigt verschiedene technische Schutzeinrichtungen, die eingesetzt werden, um die Maschinensicherheit unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Nachfolgend stellen wir die wichtigsten davon vor:

1. Lichtvorhänge und Lichtschranken (AOPD)
   • Lichtvorhänge sind Einrichtungen, die Lichtstrahlen aussenden und deren Unterbrechung erkennen, wenn eine Person oder ein Körperteil in den Gefahrenbereich eindringt.
   • Lichtschranken arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip: Sie bilden eine unsichtbare Barriere, deren Unterbrechung zum Abschalten der Maschine führt.
2. Laserscanner (AOPDDR)
   • Laserscanner werden zur Überwachung größerer Bereiche eingesetzt und können Bewegungen in komplexen räumlichen Konfigurationen erfassen.
   • Sie ermöglichen die präzise Erkennung bewegter Objekte, was besonders in dynamischen Produktionsumgebungen von Vorteil ist.
3. Druckempfindliche Matten
   • Diese Matten reagieren auf den Druck von Personen, die sie betreten, und ermöglichen so die Erkennung von Anwesenheit im Gefahrenbereich.
   • Sie werden dort eingesetzt, wo Sicherheit gewährleistet werden muss und gleichzeitig ein freier Zugang zur Maschine erforderlich ist.
4. Zweihand-Bediengeräte
   • Sie erfordern zum Starten der Maschine den Einsatz beider Hände und verhindern so ein unbeabsichtigtes Anlaufen.
   • Sie werden in Situationen eingesetzt, in denen sichergestellt werden muss, dass sich der Bediener beim Starten der Maschine in sicherem Abstand zum Gefahrenbereich befindet.

Nachlaufmessung von Maschinen: Praktische Anwendungen und Beispiele

Beispiele für die praktische Anwendung der Norm

Im Folgenden zeigen wir einige Beispiele, die die praktische Anwendung der Norm DIN EN ISO 13855 in unterschiedlichen industriellen Umgebungen veranschaulichen. Jedes Beispiel zeigt, wie technische Schutzeinrichtungen wirksam umgesetzt werden können, um die Maschinensicherheit zu gewährleisten.

Beispiel 1: Einsatz von Lichtvorhängen in einer Produktionslinie

In einem Produktionsbetrieb mit schnell arbeitenden Montagemaschinen wurden entlang der Produktionslinie Lichtvorhänge installiert. Diese Lichtvorhänge sind so angeordnet, dass sie jede Unterbrechung des Lichtstrahls erkennen, die durch eine Person oder ein Körperteil verursacht wird, das in den Gefahrenbereich eindringt. Der Mindestabstand zwischen dem Lichtvorhang und dem Gefahrenbereich wurde gemäß DIN EN ISO 13855 berechnet, unter Berücksichtigung der Annäherungsgeschwindigkeit einer Person sowie der Reaktionszeit des Schutzsystems. Sobald die Anwesenheit einer Person im Erfassungsbereich erkannt wird, stoppt die Maschine sofort, wodurch potenzielle Verletzungen verhindert werden.

Beispiel 2: Einsatz von Laserscannern im Lager

In einem Hochregallager wurden Laserscanner zur Überwachung der Bewegungen in den Gängen zwischen den Regalen eingesetzt. Die Scanner sind in einer Höhe angebracht, die sowohl die Erkennung von Gabelstaplern als auch von Beschäftigten ermöglicht. Die Norm DIN EN ISO 13855 wurde herangezogen, um die geeigneten Mindestabstände festzulegen und sicherzustellen, dass jede Bewegung im Erfassungsbereich sofort registriert wird.

Erkennt der Scanner die Annäherung einer Person oder eines Fahrzeugs an den Gefahrenbereich, stoppt das System automatisch die Bewegung des Gabelstaplers. Dadurch wird das Risiko von Kollisionen und Unfällen minimiert. Mit dieser Lösung kann das Lager effizient arbeiten und gleichzeitig ein hohes Maß an Sicherheit für alle Beschäftigten gewährleisten.

Beispiel 3: Druckempfindliche Matten im Bereich der Maschinenwartung

Im Bereich der Maschinenwartung wurden druckempfindliche Matten installiert, um Techniker bei Instandsetzungsarbeiten zu schützen. Diese Matten reagieren auf den Druck von Personen, die sie betreten, und ermöglichen so die Erkennung von Anwesenheit im Gefahrenbereich. Gemäß DIN EN ISO 13855 sind die Matten in einem geeigneten Abstand zum Gefahrenbereich angeordnet, sodass die Maschine automatisch abgeschaltet wird, wenn der Techniker die Matte betritt, während die Maschine in Betrieb ist.

Diese Lösung erhöht die Sicherheit bei Wartungsarbeiten deutlich, da das Risiko eines unbeabsichtigten Anlaufs der Maschine ausgeschlossen wird, während sich der Techniker im Gefahrenbereich befindet. Dadurch wird die Maschinenwartung sicherer und effizienter.

Nachlaufmessung von Maschinen: Herausforderungen und Lösungen bei der Umsetzung der Norm

Typische Probleme bei der Umsetzung der Norm

Bei der Umsetzung der Norm DIN EN ISO 13855 können Unternehmen auf verschiedene Herausforderungen stoßen. Nachfolgend einige typische Probleme und passende Lösungsansätze:

1. Ungenaue Berechnung der Mindestabstände
   • Lösung: Stellen Sie sicher, dass alle Berechnungen exakt nach den Vorgaben der Norm durchgeführt werden. Regelmäßige Schulungen für Ingenieure und Bediener helfen, Fehler zu vermeiden.
2. Fehlendes Bewusstsein und unzureichende Schulung der Beschäftigten
   • Lösung: Führen Sie regelmäßige Schulungen zu den Sicherheitsgrundsätzen und zur Anwendung der Norm DIN EN ISO 13855 durch. Stellen Sie sicher, dass alle Beschäftigten die Gefährdungen kennen und wissen, wie technische Schutzeinrichtungen zu verwenden sind.
3. Technische Probleme mit Schutzeinrichtungen
   • Lösung: Sorgen Sie für regelmäßige Inspektionen und Wartungen der technischen Schutzeinrichtungen. Arbeiten Sie mit den Lieferanten der Ausrüstung zusammen, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen jederzeit voll funktionsfähig sind.
4. Schwierigkeiten bei der Anpassung der Norm an spezifische Arbeitsbedingungen
   • Lösung: Passen Sie die Umsetzung der Norm an die konkreten Arbeitsbedingungen an und berücksichtigen Sie dabei alle besonderen Merkmale der jeweiligen Umgebung. Beratungen mit Sicherheitsexperten können helfen, spezifische Probleme zu lösen.

Die Norm DIN EN ISO 13855 enthält detaillierte Vorgaben zur Positionierung technischer Schutzeinrichtungen, um die Maschinensicherheit zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Vorgaben minimiert das Verletzungsrisiko und erhöht die Sicherheit am Arbeitsplatz. Praxisbeispiele zur Anwendung der Norm zeigen, wie verschiedene technische Schutzeinrichtungen in unterschiedlichen industriellen Umgebungen wirksam eingesetzt werden können.

Industrielle Automatisierung und Nachlaufmessung von Maschinen

Die industrielle Automatisierung spielt in modernen Produktionsbetrieben eine Schlüsselrolle, in denen Zuverlässigkeit und Maschinensicherheit oberste Priorität haben. In diesem Zusammenhang ist die Nachlaufmessung von Maschinen ein wesentlicher Bestandteil, um sicherzustellen, dass alle Einrichtungen den Sicherheitsnormen entsprechen und das Unfallrisiko minimiert wird.

Bei der Konstruktion von Maschinen und ihrer Integration in Automatisierungssysteme ist es besonders wichtig, die Annäherungsgeschwindigkeit von Körperteilen an den Gefahrenbereich zu berücksichtigen. Das Konstruktionsbüro, das für die Automatisierung von Produktionsprozessen verantwortlich ist, muss die in der Norm DIN EN ISO 13855 enthaltenen Vorgaben anwenden, um technische Schutzeinrichtungen korrekt zu positionieren. Grundlage dafür sind häufig die Identifizierung von Gefährdungen gemäß Norm ISO 12100 und eine systematische Bewertung der Risiken.

Diese Norm ist auch bei Sicherheitsaudits unverzichtbar, bei denen die Konformität von Maschinen mit den Mindestanforderungen und anderen Regelwerken wie der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und der Maschinenverordnung 2023/1230 bewertet wird. Auditoren nutzen häufig die Ergebnisse der Nachlaufmessung von Maschinen, um sicherzustellen, dass alle Einrichtungen die maßgeblichen Kriterien der CE-Zertifizierung von Maschinen erfüllen und in der Produktionsumgebung sicher betrieben werden können.

Im Prozess der Konformitätsbewertung von Maschinen wird die CE-Kennzeichnung nur solchen Einrichtungen zuerkannt, die strenge Sicherheitsprüfungen bestanden haben. Der Systemintegrator für industrielle Automatisierung muss sicherstellen, dass alle Elemente des Systems, darunter Maschinenschutzvorrichtungen und Systeme der PLC-Programmierung, im Einklang mit den harmonisierten Normen arbeiten. Für die Auswahl eines geeigneten Nachweiswegs können auch die Konformitätsbewertungsmodule relevant sein. Eine Automatisierung der Produktion ohne geeignete Schutzeinrichtungen könnte zu gefährlichen Situationen führen, weshalb die Nachlaufmessung von Maschinen ein unverzichtbarer Schritt im Konstruktions- und Umsetzungsprozess ist.

Im Kontext der sich dynamisch entwickelnden industriellen Automatisierung ist die Nachlaufmessung von Maschinen auch bei der Anpassung von Maschinen an die Mindestanforderungen von zentraler Bedeutung. Das Outsourcing von Ingenieuren und Spezialisten aus dem Bereich der Automatisierung von Produktionsprozessen kann für Unternehmen eine vorteilhafte Lösung sein, wenn sie Unterstützung bei der Implementierung fortschrittlicher Sicherheitssysteme benötigen. Ebenso wichtig ist es, Risiken nach ISO 12100 methodisch zu bewerten, damit Schutzmaßnahmen angemessen ausgelegt werden.

Schlussfolgerungen und Empfehlungen

• Empfehlungen für Konstrukteure und Ingenieure: Bei der Auslegung von Systemen zur Maschinensicherheit sind die Vorgaben der DIN EN ISO 13855 strikt einzuhalten. Regelmäßige Überprüfungen und Aktualisierungen der Schutzeinrichtungen sind entscheidend, um ein hohes Sicherheitsniveau aufrechtzuerhalten.
• Bedeutung der kontinuierlichen Verbesserung von Schutzmaßnahmen: Technologien und Arbeitsmethoden entwickeln sich ständig weiter. Deshalb ist es wichtig, Schutzeinrichtungen regelmäßig zu aktualisieren und an neue Anforderungen sowie Gefährdungen anzupassen.
• Empfehlungen für weitere Untersuchungen: Weitere Untersuchungen zu neuen Schutztechnologien und ihrer Wirksamkeit unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen sind erforderlich. Dabei sollten auch die spezifischen Anforderungen verschiedener Industriezweige berücksichtigt werden. Ergebnisse solcher Prüfungen sollten zudem in der technischen Dokumentation von Maschinen nachvollziehbar festgehalten werden.