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ZH 1/457 - Sicherheitsregeln für Steuerungen an kraftbetriebenen Pressen der Metallbearbeitung

(Ausgabe 02/1978zurückgezogen)

nur zur Information
Umstrukturierung der Systematik (01.05.2014): nicht mehr im DGUV-Regelwerk enthalten

Vorbemerkung

Die Sicherheitsregeln legen die nach dem derzeitigen Stand der Technik für Planung, Konstruktion und Verwendung von Pressensteuerungen zu beachtenden Mindestforderungen fest.

Sichere Steuerungen sind Voraussetzung für die Verwendung von Zweihandschaltungen und berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen; sie stellen nur einen Teil der notwendigen sicherheitstechnischen Maßnahmen dar. Diese Sicherheitsregeln sind insbesondere auch deshalb in engem Zusammenhang mit den Unfallverhütungsvorschriften "Exzenter- und verwandte Pressen" (VBG 7n5.1), "Hydraulische Pressen" (VBG 7n5.2) und "Spindelpressen" (VBG 7n5.3) zu sehen.

1 Anwendungsbereich

Diese Sicherheitsregeln finden Anwendung auf Steuerungen kraftbetriebener Pressen der Metallbearbeitung, die im Einzelhub arbeiten können und mit Zweihandschaltungen oder berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen als Handschutzeinrichtung betrieben werden können.

Die Sicherheitsregeln finden nur Anwendung auf die Bauteile der Steuerung, deren Funktion einen Einfluss auf den Schutz vor Verletzungen durch Gefahr bringende Schließbewegungen hat.

Die Sicherheitsregeln sind auch auf Steuerungen solcher Pressen anzuwenden, die zwar vorwiegend im Dauerlauf betrieben werden, aber auch für Einlegearbeiten unter Benutzung von Zweihandschaltungen oder berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen als Handschutzeinrichtung vorgesehen sind.

Die Sicherheitsregeln finden demnach keine Anwendung auf Pressen,

• die mit Werkzeugen betrieben werden, die auf Grund ihrer Konstruktion oder durch zusätzlich angebaute Abschirmungen ein Hineingreifen in die Gefahrstellen ausschließen (sichere Werkzeuge). Dies ist der Fall, wenn die Größe der am Werkzeug vorhandenen Öffnungen und deren Abstand von den Gefahrstellen DIN 31001-1 "Sicherheitsgerechtes Gestalten technischer Erzeugnisse; Schutzeinrichtungen; Begriffe; Sicherheitsabstände für Erwachsene und Kinder" entsprechen.
• an denen die Gefahrstellen durch an der Presse fest angebrachte Schutzeinrichtungen verkleidet sind (feste Abschirmungen). Ohne Werkzeug abnehmbare oder öffenbare Teile der Abschirmung (Türen, Klappen u. dgl.) müssen so mit der Steuerung der Presse verbunden sein, dass bei abgenommenem oder geöffnetem Abschirmteil eine Schließbewegung des Stößels nicht eingeleitet werden kann und beim Abnehmen oder Öffnen während der Schließbewegung der Stößel rechtzeitig stillgesetzt wird.
• die mit beweglicher Abschirmung gemäß den "Sicherheitsregeln für bewegliche Abschirmungen an kraftbetriebenen Exzenter- und verwandten Pressen der Metallbearbeitung" (ZH 1/508) betrieben werden.
• die ausschließlich für Warmverformungsarbeiten verwendet werden. Als Warmverformungsarbeiten gelten solche Arbeiten, bei denen die Temperatur der Werkstücke die Verwendung von Hilfswerkzeugen, Zangen u. dgl. erzwingt.

Einzelhubsicherung und Nachlaufüberwachungseinrichtung gehören noch zur Steuerung.

2 Begriffe

2.1 Gefahr bringende Schließbewegung

Eine Gefahr bringende Schließbewegung ist der Teil der Bewegung des sich schließenden Pressenwerkzeuges, in dem Verletzungen möglich sind. Sie ist beendet, wenn sich bewegte und feste Teile einander so weit genähert haben, dass ein Hineingreifen in das Werkzeug nicht mehr möglich ist (siehe DIN 31001-1 "Sicherheitsgerechtes Gestalten technischer Erzeugnisse; Schutzeinrichtungen; Begriffe; Sicherheitsabstände für Erwachsene und Kinder").

2.2 Gefahrstellen

Gefahrstellen sind die Stellen, an denen durch die Schließbewegung des Werkzeuges Verletzungen verursacht werden können.

2.3 Betätigungsarten

Betätigungsarten sind z.B.:

• Zweihand
• Fuß
• Steuern mit berührungslos wirkender Schutzeinrichtung.

2.4 Betriebsarten

Betriebsarten sind z.B.:

• Einzelhub
• Dauerlauf (Schließbewegungen werden ausgeführt, solange ein Schaltorgan betätigt wird)
• automatischer Dauerlauf
  (nach Betätigen eines Schaltorganes werden solange Schließbewegungen ausgeführt, bis durch Betätigen eines Schaltorgans der Steuerbefehl wieder aufgehoben wird)
• Einrichten

2.5 Durchlauf

Durchlauf ist eine durch eine Störung verursachte Schließbewegung, die unmittelbar auf eine beabsichtigte Schließbewegung erfolgt.

2.6 Fehlanlauf

Fehlanlauf ist eine durch eine Störung verursachte Schließbewegung, die aus dem Stillstand des Stößels erfolgt.

2.7 Nachlauf

Nachlauf ist der Teil der Schließbewegung, der nach dem Aufheben des Steuerbefehls noch erfolgt.

2.8 Nachlaufweg

Nachlaufweg ist der vom Stößel während des Nachlaufes zurückgelegte Weg.

2.9 Nachlaufzeit

Nachlaufzeit ist die zeitliche Dauer des Nachlaufes.

2.10 Übernahme des Steuerbefehls

Die Übernahme des Steuerbefehls ist die Stelle des Abwärtshubes, von der an die Schließbewegung bei Loslassen der Schaltorgane der Zweihandschaltung bzw. bei Eindringen in das Schutzfeld der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung nicht mehr unterbrochen wird.

3 Allgemeine Anforderungen an Steuerungen

3.1 Kennzeichnung

Die Steuerung muss mit einem Fabrikschild versehen sein, das mindestens folgende Angaben enthält:

Hersteller oder Lieferer
Typ
Baujahr
Fabriknummer
Die Kennzeichnung muss gut sichtbar und dauerhaft angebracht sein.

3.2 Betriebsbedingungen

3.2.1 Die Bauteile der Steuerung müssen so ausgewählt, eingebaut und miteinander verknüpft sein, dass sie den zu erwartenden Betriebsbeanspruchungen genügen *, z.B. im Hinblick auf Schaltvermögen, Schalthäufigkeit und Fremdeinflüsse (siehe auch Abschnitt 3.3).

Elektrische Bauteile müssen den für sie gültigen VDE-Bestimmungen entsprechen. Sie müssen so ausgewählt und angeordnet sein, dass die Kriech- und Luftstrecken, bezogen auf die Nennspannung des betreffenden Stromkreises, mindestens den für die Gruppe C nach VDE 0110 angegebenen Werten entsprechen.

Elektrische Bauteile, die nicht den Werten der Gruppe C entsprechen, müssen mindestens den Werten der Gruppe B entsprechen und in einem zusätzlichen Gehäuse mit einer Mindestschutzart von IP 51 untergebracht und über Klemmen oder Steckverbindungen, die nach VDE 0110 Gruppe C bemessen sind, angeschlossen sein, damit in einer vom Verwender nicht beeinflussbaren Weise dafür gesorgt ist, dass die Einsatzbedingungen dieser Betriebsmittel der niederen Isolationsgruppe entsprechen.

Schaltgeräte für Starkstrom- und Steuerstromkreise müssen VDE 0660 bzw. VDE 0435 entsprechen.

Für die Bemessung der Kriech- und Luftstrecken bei elektronischen Steuerungen gilt VDE 0160.

3.2.2 Elektrische Bauteile der Steuerung, deren Funktion einen Einfluss auf den Schutz vor Verletzungen durch Gefahr bringende Schließbewegungen hat und die nicht innerhalb eines Maschinenzyklus überwacht werden können, z.B. Umstelleinrichtungen, Druckschalter, Not-Aus-Taster, Druckwaagekontakte im Zwillingsventil, müssen aus reichend mechanisch widerstandsfähig und deshalb mindestens nach Isolationsgruppe C/380 ausgelegt sein.

3.3 Fremdeinflüsse

Fremdeinflüsse dürfen die Sicherheit der Steuerung nicht beeinträchtigen.

Zu den Fremdeinflüssen rechnen je nach Arbeitsprinzip der Steuerungen u. a.:

• Schwingungen, z.B. Dauerschwingungen oder durch Schläge, Stöße oder Erschütterungen verursachte Schwingungen;
  (bei Befestigung des Steuergehäuses am Pressenkörper sind demnach schwingungsdämpfende Maßnahmen zu ergreifen);
• Fremdkörper, z.B. Späne, Staub, Wasser (Kondenswasser usw.), Öl; (Schaltschränke müssen deshalb z.B. mindestens der Schutzart IP 54 entsprechen);
• Fremdfelder, z.B. magnetische, elektromagnetische, elektrostatische, optische (Fremdlicht, Sonne) Felder;
• Umgebungstemperatur;
• Netzstörungen, z.B. Netzausfall sowie Spannungsschwankungen oder Frequenzabweichungen, Abweichungen vom Betriebsdruck (pneumatisch, hydraulisch);
  (bei Energieausfall darf der Stößel nicht zurückfallen; bei Rückkehr der ausgefallenen Energie muss ein selbsttätiger Wiederanlauf ausgeschlossen sein).
• Einwirkungen auf Anschlussleitungen (z.B. von Zweihandschaltungen, Ventilen, Grenztastern für die OT-Abschaltung oder für die Nachlaufüberwachung), durch die ein Kurzschluss zwischen zwei beliebigen Leitern dieser Leitungen oder eine Unterbrechung eines Leiters hervorgerufen und die Selbstüberwachung (Abschnitt 3.4) aufgehoben wird.

3.4 Selbstüberwachung

3.4.1 Steuerungen müssen so beschaffen sein, dass das Versagen eines zyklisch überwachbaren Bauteiles der Steuerung weder zu einem Durchlauf noch zu einem Fehlanlauf führt.

1. Bei Steuerungen im Sinne dieser Sicherheitsregeln ist deshalb eine Selbstüberwachung der Bauteile innerhalb eines Maschinenzyklus erforderlich (siehe Abschnitt 3.4.2).
2. Zu den zyklisch überwachbaren Bauteilen zählen z.B.: Kontakte bzw. Bauteile von Handschutzeinrichtungen, Grenztaster (z.B. für die OT-Abschaltung, Übernahme des Steuerbefehls, Überwachung des Nachlaufes) und Schaltwerke nebst ihrer Betätigung, Steuerventile (hydraulische und pneumatische), Schütze und Relais einschließlich ihrer Kontakte, diskrete elektronische Bauelemente (Transistor, Diode, Kondensator, Widerstand), integrierte logische Bauelemente (IC), Pneumatik-Funktionseinheiten.
3. Zu den zyklisch überwachbaren Bauteilen zählen nicht:
   • Überdruckventile an hydraulischen Pressen, die ausschließlich als Druckbegrenzungsventile eingesetzt sind,
   • Schwenkpumpen für die Druckseite an hydraulischen Pressen.
4. Grenztaster können z.B. versagen durch mechanische Zerstörung von Schaltelementen, Brückenbildung (durch Abrieb, Abbrand) oder durch Ausfall der Betätigung (z.B. durch Stillstand oder Verschieben von Steuernocken oder Steuerkurven). Deshalb sind z.B. die Grenztaster für die OT-Abschaltung von Exzenterund verwandten Pressen einschließlich ihrer Betätigung doppelt auszulegen, getrennt zu befestigen und außerdem selbsttätig zu überwachen (siehe Abschnitt 3.4.2).
5. Schaltwerke können z.B. versagen durch Bruch der Welle, Bruch des Antriebselementes (Welle, Kette, Zahnrad). Deshalb ist bei Verwendung eines Schaltwerkes dessen Bewegung so zu überwachen, dass auch bei nicht ordnungsgemäßer Funktion des Schaltwerkes eine Gefahr bringende Schließbewegung verhindert wird. Auch die Überwachung des Schaltwerkes ist in die Selbstüberwachung einzubeziehen.
6. Schütze und Relais können z.B. versagen, wenn sie auf Steuerbefehle (Erregen und Entregen) nicht ansprechen oder nicht rückfallen. Zur Erfüllung der Forderungen müssen die Kontakte von Schützen und Relais "zwangsgeführt" sein. "Zwangsführung" ist dann gegeben, wenn die Kontakte mechanisch so miteinander verbunden sind, dass stets Öffner und Schließer nicht gleichzeitig geschlossen sein können. Dabei muss sichergestellt sein, dass über die gesamte Lebensdauer auch bei gestörtem Zustand Kontaktabstände von mindestens 0,5 mm vorhanden sind.
7. Störungen an diskreten elektronischen Bauelementen (Transistor, Diode, Kondensator, Widerstand) und integrierten logischen Bauelementen können z.B. dadurch auftreten, dass
   • Eingangssignale nicht sicher entkoppelt sind,
   • Ausgangssignale ohne entsprechende Eingangssignale anstehen,
   • Bauelemente unterbrochen oder in sich kurzgeschlossen sind,
   • Fremdeinflüsse wirksam sind (siehe auch Abschnitt 3.3).
8. Ventile können z.B. versagen durch Verschmutzung, Verschleiß, Federbruch (vgl. auch Abschnitte 4.1 und 5.1).
9. An hydraulischen und pneumatischen Pressen kann der Fehlanlauf erfolgen durch Druckaufbau in Werkzeugschließrichtung oder Eigengewicht von Stößel und Werkzeug bei Druckabfall.
   Ein Fehlanlauf bei hydraulischen Pressen infolge Druckaufbaues in Werkzeugschließrichtung kann z.B. verhindert werden durch mindestens zwei voneinander unabhängig gesteuerte Bauteile der Steuerung, deren jeweilige Grundstellung einen Druckaufbau in Werkzeugschließrichtung ausschließt und deren Grundstellung auch bei Ausfall der Steuerenergie erreicht wird.
   Eine Schließbewegung des Werkzeuges bei hydraulischen Pressen durch Eigengewicht bei Druckabfall kann verhindert werden durch mindestens zwei voneinander unabhängige, hintereinander angeordnete Bauteile der Steuerung, deren jeweilige Grundstellung eine Schließbewegung des Werkzeuges durch Eigengewicht ausschließt und deren Grundstellung auch bei Ausfall der Steuerenergie erreicht wird.
   Bei pneumatischen Pressen sind die Maßnahmen gegen den Fehlanlauf sinngemäß zu treffen.
10. An Spindelpressen darf das Versagen des Bremsventiles nicht zu einem Fehlanlauf führen.

3.4.2 Nach dem Versagen eines Bauteiles im Sinne von Abschnitt 3.4.1 darf sich eine weitere Schließbewegung nicht auslösen lassen.

Dies soll verhindern, dass eine Summierung von Versagern einzelner Bauteile eintritt, die u. U. zu einem Durchlauf oder Fehlanlauf führt.

Die Forderung gilt auch für Bauteile hydraulischer und pneumatischer Steuerungen.

3.4.3 Die Forderungen der Abschnitte 3.4.1 und 3.4.2 gelten nicht für die Betriebsart "Einrichten". Ihre Erfüllung ist jedoch anzustreben.

3.5 Umstelleinrichtung für Betätigungs- und Betriebsarten

3.5.1 Durch Umstelleinrichtungen muss sichergestellt sein, dass nur die jeweils eingestellte Betriebsart, Betätigungsart bzw. Handschutzeinrichtung wirksam ist. Schaltstücke der Befehlsgeräte von Umstelleinrichtungen müssen zwangsläufig geöffnet werden.

Die Forderung, dass nur die jeweils eingestellte Betriebsart, Betätigungsart bzw. Handschutzeinrichtung wirksam sein darf, gilt auch für die der Umstelleinrichtung nachgeschalteten Schütze und Relais.

Auch bei Mehrmannbedienung darf das Zu- und Abschalten der zur Sicherung aller Bedienungspersonen erforderlichen Schalt- und Sicherheitseinrichtungen (z.B. Zweihandschaltpulte, berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen) nur über entsprechende Umstelleinrichtungen erfolgen können. Kurzschlussstecker allein sind nicht zulässig. Zweihandschaltpulte, die zu- und abschaltbar sind, müssen steckbar sein.

Pressen dürfen demnach nur betrieben werden können, solange die über die Umstelleinrichtung vorgewählten Zweihandschaltpulte angeschlossen sind. Bei Anschließen eines nicht vorgewählten Zweihandschaltpultes darf sich eine Schließbewegung nicht einleiten lassen.

3.5.2 Die Kontakte und Anschlüsse der Umstelleinrichtung müssen so angeordnet oder verdeckt sein, dass durch etwa abbrennende Schaltstücke oder Fremdkörper keine unbeabsichtigten Schaltstellungen bewirkt werden können.

3.5.3 Umstelleinrichtungen müssen so beschaffen sein, dass die eingestellte Betriebsart, Betätigungsart bzw. Handschutzeinrichtung zwangsläufig und leicht erkennbar angezeigt wird.

Die Forderung nach einer zwangsläufigen Übereinstimmung von Anzeige und eingestellter Betätigungs- und Betriebsart ist erfüllt, wenn sich z.B. ein Schaltknebel nur in einer Stellung auf den Zapfen aufstecken und das Anzeigeschild sich nicht verdrehen lässt.

Die Forderung nach einer leichten Erkennbarkeit der Betätigungs- und Betriebsarten ist dann erfüllt, wenn die Umstelleinrichtungen durch gut lesbare Beschriftung, durch Zeigerstellung, Symbole oder Kontrolllampen eindeutig gekennzeichnet sind. Bei Verwendung von Kontrolllampen ist der Einbau einer Lampentesteinrichtung anzustreben.

3.5.4 Umstelleinrichtungen müssen gegen unbefugtes Betätigen gesichert werden können.
Es muss leicht erkennbar sein, ob die Umstelleinrichtung gesichert ist.

Die Forderung ist z.B. erfüllt

• durch ein Umstellschloss, dessen zugehöriger Schlüssel nur bei verriegelter Umstelleinrichtung abgezogen werden kann oder
• durch eine die Umstelleinrichtung verdeckende Klappe, bei der sich der zugehörige Schlüssel nur bei geschlossener und verriegelter Klappe abziehen lässt.

3.5.5 Umstelleinrichtungen müssen so beschaffen sein, dass durch das Einstellen eine Schließbewegung nicht ausgelöst und ein bereits gegebener Steuerbefehl aufgehoben wird.

Dies gilt z.B. für das Umstellen von "Einzelhub" auf "Dauerlauf" oder für das Abschalten einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung bei Stellung "automatischer Dauerlauf".

3.6 Einzelhubsicherung

Bei Betrieb mit einer Zweihandschaltung oder einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung als alleiniger Handschutzeinrichtung muss eine Einrichtung vorhanden sein. die zwangsläufig sicherstellt, dass bei Einstellung auf Einzelhub - auch bei Dauerbetätigung oder bei erneuter Betätigung der Schaltorgane - jeweils nur ein Hub ausgeführt werden kann und am Ende des Hubes der Steuerbefehl aufgehoben wird.

3.7 Schaltsperre

Die Pressensteuerung muss abgeschaltet werden können. Die dazu erforderliche Einrichtung (Schaltsperre) muss von der Umstelleinrichtung nach Abschnitt 3.5 unabhängig und für die Bedienungsperson leicht erreichbar sein. Die Schaltstücke des Befehlsgerätes der Schaltsperre müssen zwangsläufig geöffnet werden.

Nach Betätigen der Schaltsperre darf eine Schließbewegung erst nach Entriegelung oder Rückstellung der Schaltsperre und nur durch Betätigung des jeweils vorgewählten Befehlsgerätes (z.B. Zweihandschaltung) ausgelöst werden können.

Die Schaltsperre soll die Bedienungsperson bei kurzfristiger Verrichtung am Werkzeug gegen ein versehentliches oder irrtümliches Auslösen einer Schließbewegung schützen. Sie kann von der Bedienungsperson aber nur benutzt werden, wenn die Betätigung unabhängig von der Umstelleinrichtung nach Abschnitt 3.5 ohne Verwendung eines Schlüssels oder besonderen Werkzeuges möglich ist.

Die Schaltsperre wird erfahrungsgemäß nur benutzt, wenn sie für die Bedienungsperson leicht erreichbar ist und ihre Betätigung den Antrieb der Presse nicht beeinflusst. Erfüllt die Not-Aus-Einrichtung (vgl. DIN 57113/VDE 0113) die Anforderungen an die Schaltsperre, so gilt sie als Schaltsperre.

3.8 Wiederanlaufsperre

Nach Unterbrechung einer begonnenen Schließbewegung darf die Schließbewegung nur bei Wirksamkeit der Handschutzeinrichtung und bei Verwendung einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung nur über das der Handschutzeinrichtung jeweils zugeordnete Befehlsgerät fortgesetzt oder erneut eingeleitet werden können.

3.9 Sicherung gegen Umgehen der Handschutzeinrichtung

Eine Schließbewegung darf sich nicht ohne weiteres unter Umgehen der Handschutzeinrichtung einleiten lassen.

Demnach darf es z.B. nicht möglich sein, durch Drücken an Ventilen oder Betätigen von Grenztastern eine Schließbewegung einzuleiten.

Ein Einleiten der Schließbewegung unter Umgehen der Schutzeinrichtungen ist ohne weiteres möglich, wenn Ventile, Schütze usw. von Hand oder mit einfachen Hilfsmitteln wie Schraubendrehern, Bolzen oder Drahtstücken betätigt werden können.

Die Sicherung gegen Umgehen der Schutzeinrichtung kann z.B. durch eine entsprechende Konstruktion der Bauteile oder durch ein Verdecken der Bauteile (z.B. durch einen verschlossenen Schaltschrank) erreicht werden.

3.10 Abschalten der Energie für die Steuerung

Beim Abschalten der Antriebsenergie muss auch die Energie für die Steuerung selbsttätig abgeschaltet werden. Dies gilt nicht für die Betriebsart "Einrichten".

3.11 Drehrichtungsänderung

Bei Steuerungen an Exzenter- und verwandten Pressen, bei denen die Drehrichtung des Antriebes geändert werden kann, muss sichergestellt werden, dass der Stößel sich nur in der vorgewählten Richtung bewegt. Dies gilt sinngemäß auch für hydraulische Pressen und für Spindelpressen.

3.12 Überwachung des Nachlaufes

Exzenter- und verwandte Pressen, die für den Betrieb mit Zweihandschaltungen oder berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen als Handschutzeinrichtung vorgesehen sind, sind mit einer Einrichtung auszurüsten, die die Steuerung der Presse selbsttätig abschaltet, sobald der Grenzwert des Stößelnachlaufes überschritten wird (Nachlaufüberwachung). *

Der Grenzwert des Stößelnachlaufes ist der Wert, bei dessen Einhaltung unter Zugrundelegung von Greifgeschwindigkeit und Sicherheitsabstand Handverletzungen (z.B. beim Nachgreifen) nicht zu erwarten sind.

Bezüglich Nachlauf, Greifgeschwindigkeit und Sicherheitsabstand siehe "Sicherheitsregeln für Zweihandschaltungen an kraftbetriebenen Pressen der Metallbearbeitung" (ZH 1/456) und "Sicherheitsregeln für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen an kraftbetriebenen Pressen der Metallbearbeitung" (ZH 1/281).

3.13 Betriebsart "Einrichten"
(siehe auch Abschnitte 3.4.3 und 3.10)

3.13.1 Bei Einstellung auf die Betriebsart "Einrichten" darf das kraftbetriebene Einrichten nur mittels Handschutzeinrichtung (Zweihandschaltung, berührungslos wirkende Schutzeinrichtung) möglich sein. Dabei muss eine Tippschaltung wirksam sein.

Demnach ist an hydraulischen Oberkolbenpressen ein direkt betätigter Ablasshahn zum Absenken des Stößels nicht zulässig.

Bei Tippschaltung für Kupplung oder Motor führt die Presse Schließbewegungen aus, solange der Steuerbefehl hierzu ansteht.

3.13.2 An Maschinen, bei denen bei Einstellung auf die Betriebsart "Einrichten" die Schließgeschwindigkeit selbsttätig auf max. 1 m/min begrenzt wird, kann auf weitere Handschutzmaßnahmen verzichtet werden. Dies gilt auch für Maschinen, bei denen das Befehlsgerät für das Einrichten so weit von den Gefahrstellen entfernt ist, dass bei seiner Betätigung nicht in die Gefahrstellen gegriffen werden kann.

4 Besondere Anforderungen an Steuerungen mit pneumatischen Bauteilen

4.1 Pneumatikventile zum Steuern von Kupplung und Bremse

4.1.1 Ventile zum Steuern von Kupplung und Bremse müssen als Pressensicherheitsventile (z.B. Zwillingsventile) ausgelegt sein und selbsttätig überwacht werden (vgl. Abschnitte 3.4.1 und 3.4.2).

4.1.2 Ein gemeinsames Pressensicherheitsventil für Kupplung und Bremse muss mindestens statisch überwacht werden; dynamische Überwachung ist anzustreben. Bei Verwendung von je einem Pressensicherheitsventil für Kupplung und Bremse müssen diese Ventile dynamisch überwacht werden. *

Eine statische Überwachung kann z.B. durch eine Druckwaage bewirkt werden.

Eine dynamische Überwachung ist die zyklische Überwachung des Druckes in beiden Ventilsystemen des Pressensicherheitsventiles. *

4.1.3 Die Ventilspulen müssen über getrennte Bauteile angesteuert werden. Es muss sichergestellt sein, dass ein Kurzschluss zwischen beliebigen Anschlüssen des Pressensicherheitsventiles (z.B. von Spule zu Spule oder von einer Spule zur Überwachungseinrichtung) selbsttätig festgestellt wird und weder einen Durchlauf noch einen Fehlanlauf verursachen kann.

Ein Schalten der Ventile bei Schluss zwischen den Leitungen kann z.B. dadurch verhindert werden, dass die Nennspannung .für die Überwachungseinrichtung entsprechend niedrig gewählt ist oder dass die Überwachungseinrichtung über ein eigenes Steuerkabel angeschlossen ist und die Anschlussklemmen im Anschlusskasten des Ventils und im Schaltschrank voneinander räumlich getrennt sind.

4.2 Aufbereitung der Druckluft

Die Druckluft muss den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend aufbereitet werden.

Unter Aufbereitung wird das Entwässern, Filtern und Ölen der Druckluft verstanden.

4.3 Luftaustrittöffnungen

Luftaustrittöffnungen, deren Verschließen zu einem Durchlauf führen kann, dürfen nicht auf einfache Weise verschlossen werden können.

Ein Verschließen der Luftaustrittöffnungen auf einfache Weise ist z.B. möglich, wenn sie frei zugänglich sind und mit der Hand zugehalten werden können.

4.4 Schalldämpfer

Soweit zur Lärmminderung Schalldämpfer eingebaut sind, dürfen diese die Funktion der Steuerung nicht beeinträchtigen.

5 Besondere Anforderungen an Steuerungen mit hydraulischen Bauteilen

5.1 Hydraulikventile zum Steuern

Die Ventilspulen müssen über getrennte Bauteile angesteuert werden. Es muss sichergestellt sein, dass ein Kurzschluss zwischen beliebigen Anschlüssen des Pressensicherheitsventils (z.B. von Spule zu Spule oder von einer Spule zur Überwachungseinrichtung) selbsttätig festgestellt wird und weder einen Durchlauf noch einen Fehlanlauf verursachen kann.

Ein Schalten der Ventile bei Schluss zwischen den Leitungen kann z.B. dadurch verhindert werden, dass die Nennspannung .für die Überwachungseinrichtung entsprechend niedrig gewählt ist oder dass die Überwachungseinrichtung über ein eigenes Steuerkabel angeschlossen ist und die Anschlussklemmen im Anschlusskasten des Ventils und im Schaltschrank voneinander räumlich getrennt sind.

An Spindelpressen darf das Versagen des Bremsventiles nicht zu einem Fehlanlauf führen.

5.2 Verhinderung des Stößelabfalls

Die Steuerventile zur Verhinderung des Stößelabfalls infolge Eigengewichts sollen möglichst unmittelbar am Zylinder befestigt werden. Leitungen und -Leitungsverbindungen für hydraulische Medien, deren Druckabfall zu einer Gefahr bringenden Schließbewegung führen kann, sind hinsichtlich Werkstoffgüte so auszuwählen und so zu bemessen, dass sie den zu erwartenden Beanspruchungen genügen. * Vorgenannte Leitungsverbindungen dürfen nicht als Schneidringverschraubungen, Klemmringverschraubungen o. Ä. ausgeführt werden.

5.3 Überlastschutz

Jede Steuerung ist mit einem geeigneten, fest eingestellten Druckbegrenzungsventil als Überlastschutz für das ganze System zu versehen. Das Druckbegrenzungsventil muss gegen unbefugtes Verstellen gesichert und gut zugänglich sein. Die Begrenzungsventile auf der Kolbenunterseite sind mindestens auf einen Druck einzustellen, der 10 % über dem Betriebsdruck der Presse liegt. Die Einstellung ist zu verplomben.

5.4 Aufbereitung des hydraulischen Mediums

In jedes Hydrauliksystem sind geeignete Filter einzubauen.

5.5 Messstellen in der Rückzugsleitung

Messstellen in der Rückzugsleitung sind nur zulässig, sofern der freie Querschnitt des hierfür erforderlichen Ventils so bemessen ist, dass bei Versagen des Ventiles die Schließgeschwindigkeit von 10 mm/s nicht überschritten wird. Hierbei ist das mittlere Werkzeuggewicht zu berücksichtigen.

6 Besondere Anforderungen an Steuerungen von Spindelpressen

Steuerungen von Spindelpressen müssen so ausgelegt sein, dass ein Stößelrückfall nicht eintreten kann, wenn beim Hochlauf der Stößel seine obere Endlage nicht erreicht.

7 Gültigkeit

Diese Sicherheitsregeln gelten für Pressen, die nach dem 31. Dezember 1978 erstmalig in Betrieb genommen sind.

*) Siehe auch

• VDE 0100 "Bestimmungen für das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V" Bestimmungen für die Bemessung der Luft- und Kriechstrecken elektrischer Betriebsmittel"
• DIN 5711 3/VDE 0113 "Bestimmungen für die elektrische Ausrüstung von Bearbeitungs- und Verarbeitungsmaschinen mit Nennspannungen bis 1000 V'
• VDE 0160 "Bestimmungen für die Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln" VDE 0435 "Regeln für elektrische Relais in Starkstromanlagen"
• VDE 0660 "Bestimmungen für Niederspannungsschaltgeräte"
• DIN 40046 "Klimatische und mechanische Bedingungen für elektronische Bauelemente und Geräte der Nachrichtentechnik"
• DIN 40050-1 "Schutzarten; Berührungs-, Fremdkörper- und Wasserschutz für elektrische Betriebsmittel, Allgemeines"
• VDE-Richtlinie 3229 "Technische Ausführungsrichtlinien für Werkzeugmaschinen und andere Fertigungsmittel, P-Pneumatische Ausrüstung"
• VDI Richtlinie 3230 "Technische Ausführungsrichtlinien für Werkzeugmaschinen und andere Fertigungsmittel, H-Hydraulische Ausrüstung"

*) Siehe auch § 4a Abs. 2 Nr. 2 der Unfallverhütungsvorschrift "Exzenzer- und verwandte Pressen" (VBG 7n5.1)

*) Die dynamische Überwachung ist derzeit noch nicht Stand der Technik. Bis zu 31. Dezember 1978 kann daher die Kombination einer zyklischen Überwachung der beiden Ventilspindeln und der statischen Überwachung als dynamische Überwachung angesehen werden.

*) Siehe Siehe auch
DIN 1629 "Nahtlose Rohre aus unlegierten Stählen für Leitungen, Apparate und Behälter; Rohre mit besonderen Gütevorschriften, Technische Lieferbedingungen" und
DIN 2413 "Stahlrohre, Berechnung der Wanddicke gegen Innendruck"

ZH 1/457 - Sicherheitsregeln für Steuerungen an kraftbetriebenen Pressen der Metallbearbeitung *

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Vorbemerkung

Die Sicherheitsregeln legen die nach dem derzeitigen Stand der Technik für Planung, Konstruktion und Verwendung von Pressensteuerungen zu beachtenden Mindestforderungen fest.

Sichere Steuerungen sind Voraussetzung für die Verwendung von Zweihandschaltungen und berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen; sie stellen nur einen Teil der notwendigen sicherheitstechnischen Maßnahmen dar. Diese Sicherheitsregeln sind insbesondere auch deshalb in engem Zusammenhang mit den Unfallverhütungsvorschriften "Exzenter- und verwandte Pressen" (VBG 7n5.1), "Hydraulische Pressen" (VBG 7n5.2) und "Spindelpressen" (VBG 7n5.3) zu sehen.

1 Geltungsbereich

Diese Sicherheitsregeln gelten für Steuerungen solcher kraftbetriebener Pressen der Metallbearbeitung, die zum Betrieb im Einzelhub vorgesehen sind. Sie gelten je doch nur für die Teile der Steuerung, deren Funktion einen Einfluss auf den Schutz vor Verletzungen durch Gefahr bringende Schließbewegungen hat.

Die Sicherheitsregeln gelten demnach auch für Steuerungen solcher Pressen, die zwar vorwiegend mit automatischer Materialzuführung betrieben, aber auch für Arbeiten verwendet werden, bei denen das Material von Hand eingelegt oder entnommen wird.

Die Steuerung hat keinen Einfluss auf den Schutz vor Verletzungen an Pressen,

• die mit Werkzeugen betrieben werden, die auf Grund ihrer Konstruktion oder durch zusätzlich angebaute Abschirmungen ein Hineingreifen in die Gefahrstellen ausschließen (sichere Werkzeuge).
• an denen die Gefahrstellen durch an der Presse fest angebrachte Schutzeinrichtungen verkleidet sind (feste Abschirmungen). (Bei der Verwendung fester Abschirmungen ist vorausgesetzt, dass öffnungsfähige Gitterteile (Türen, Klappen u. dgl.) so mit der Steuerung der Presse verbunden sind, dass bei geöffnetem Gitterteil eine Schließbewegung nicht eingeleitet werden kann und beim Öffnen während der Schließbewegung der Stößel rechtzeitig stillgesetzt wird) oder
• die ausschließlich für Warmverformungsarbeiten verwendet werden (als Warmverformungsarbeiten gelten solche Arbeiten, bei denen die Temperatur der Werkstücke die Verwendung von Hilfswerkzeugen - Zangen u. dgl. - erzwingt.

Einzelhubsicherung und Nachlaufüberwachungseinrichtung gehören noch zur Steuerung; Kupplung und Bremse zählen nicht mehr dazu.

2 Begriffe

2.1 Gefährliche Schließbewegung ist der Teil der Bewegung sich schließender Werkzeuge, in dem Verletzungen möglich sind.

Die gefährliche Schließbewegung ist beendet, wenn sich bewegte und feste Teile einander so weit genähert haben, dass Verletzungen nicht mehr möglich sind (8 mm).

2.2 Gefahrstellen

Gefahrstellen im Sinne dieser Sicherheitsregeln sind die Stellen, an denen zwischen sich schließenden Werkzeugen Verletzungen verursacht werden können.

2.3 Betätigungsarten

Betätigungsarten sind z.B.:

• Handschaltung,
• Fußschaltung,
• Schalten mit berührungslos wirkender Schutzeinrichtung.

2.4 Betriebsarten

Betriebsarten sind z.B.:

• Einzelhub
• Dauerlauf (Schließbewegungen werden ausgeführt, solange ein Schaltorgan betätigt wird)
• automatischer Dauerlauf
  (nach Betätigen eines Schaltorganes werden solange Schließbewegungen ausgeführt, bis durch Betätigen eines Schaltorgans der Steuerbefehl wieder aufgehoben wird)
• Einrichten.

2.5 Durchlauf

Durchlauf ist eine durch eine Störung verursachte gefährliche Schließbewegung, die unmittelbar auf eine beabsichtigte Schließbewegung erfolgt.

3 Allgemeine Anforderungen an Steuerungen

3.1 Betriebsbedingungen

Die Bauteile der Steuerung müssen so ausgewählt, eingebaut und miteinander verknüpft sein, dass sie den zu erwartenden Betriebsbeanspruchungen genügen *, z.B. im Hinblick auf Schaltvermögen, Schalthäufigkeit, Sicherheit gegen mechanische Beanspruchung (u.a. auch Erschütterungen), schädliche Einwirkungen durch Fremdfelder, Wärme, Feuchtigkeit, Öl, Späne, Metallstaub (siehe auch Nr. 3.5).

3.2 Selbstüberwachung

3.2.1 Steuerungen müssen so auszulegen, dass das Versagen eines Bauteiles nicht zu einem Durchlauf führt.

Zu diesen Bauteilen zählen.: Grenztaster und deren Betätigung, Steuerventile, Schütze, Relais, Elektronik-Funktionseinheiten, Pneumonik-Funktionseinheiten.

Grenztaster können z.B. versagen durch mechanische Zerstörung von Schaltelementen, Brückenbildung durch Abrieb, Abbrand.

Grenztaster können außerdem durch Versagen der Betätigung ausfallen (z.B. durch Stillstand oder Verschieben von Steuernocken oder Steuerkurven).

Schütze und Relais können z.B. durch Kleben versagen.

Ventile können z.B. versagen durch Verschmutzung, Verschleiß, Federbruch.

Störungen in Elektronik-Funktionseinheiten können z.B. dadurch auftreten, dass

• Eingangssignale nicht sicher entkoppelt sind,
• das Ausgangssignal ohne entsprechende Eingangssignale ansteht oder
• die Sperrspannung unterbrochen ist.

An Pressen mit formschlüssiger Kupplung kann das Hängen bleiben des Sperrorgans z.B. durch dessen zwangsläufige Rückführung verhindert werden.

An Pressen mit elektropneumatischer Steuerung kann z.B. anstelle des erforderlichen Zwillingsventils ein einfaches Ventil verwendet werden, wenn bei formschlüssiger Kupplung eine mechanische Einzelhubsicherung (Nachschlagsicherung) vorhanden ist.

3.2.2 Nach dem Versagen eines Bauteiles der Steuerung darf sich eine weitere Schließbewegung nicht auslösen lassen.

3.2.3 Die Nrn. 3.2.1 und 3.2.2 entfallen, wenn

3.2.3.1 ausschließlich eine bewegliche Abschirmung verwendet wird, die sicherheitstechnisch unabhängig von der Pressensteuerung Verletzungen verhindert oder

3.2.3.2 die Presse mit einer von der Steuerung sicherheitstechnisch unabhängig zwangsläufig wirkenden Einrichtung ausgerüstet ist, die einen Durchlauf verhindert und so beschaffen ist, dass nach ihrem Ansprechen die nächste Schließbewegung sich nicht ohne Weiteres wieder auslösen lässt.

Zu 3.2.3.1 Bewegliche Abschirmungen bestehen meistens aus feststehenden Seitenteilen und einem beweglichen Vorderteil, das in geöffnetem Zustand den Eingriff in die Gefahrstellen zulässt.

Eine bewegliche Abschirmung kann Verletzungen nur ausschließen, wenn

1. Die Abschirmung in Schutzstellung dir Gefahrstellen völlig umschließt,
2. eine Schließbewegung nur eingeleitet werden kann, wenn die Abschirmung die Schutzstellung erreicht hat,
3. die Abschirmung bis zum Stillstand des Stößels zwangsläufig geschlossen bleibt *,
4. das Versagen eines Steuerungsbauteiles der Abschirmung nicht zur Auslösung einer Schließbewegung führen kann, solange die Abschirmung geöffnet ist, und
5. nach Versagen eines Steuerungsbauteiles der Abschirmung sich entweder die Abschirmung nicht mehr öffnen lässt oder eine Schließbewegung nicht mehr ausgelöst werden kann.

Zu 3.2.3.2 Eine solche zwangsläufig wirkende Einrichtung ist z.B. eine Zusatzbremse, die bei einem beginnenden Durchlauf selbsttätig wirksam wird und den Stößel zum Stillstand bringt, bevor das Werkzeug so weit geschlossen hat, dass Verletzungsgefahr besteht.

An Pressen mit einer pneumatischen Reibkupplung kann auch eine Schnellentlüftung von Kupplung und Bremse (Zwangsentlüftung), die bei einem beginnenden Durchlauf selbsttätig anspricht, als zwangsläufig wirkende Einrichtung dienen.

Da diese Zwangsentlüftung einen Durchlauf infolge Versagens der Kupplung oder Bremse nicht ausschließen kann, ist die einwandfreie Funktion von Kupplung und Bremse für die Arbeitssicherheit der Presse ausschlaggebend. Nach der bisherigen Erfahrung sind Pressen mit direkt beaufschlagter Reibkupplung und Scheibenbremse für die Verwendung einer Zwangsentlüftung geeignet.

Die genannten Einrichtungen können ihren Zweck nur erfüllen, wenn ihre Funktionsbereitschaft stets sichergestellt ist, z.B. durch Testung bei jedem Hub.

3.3 Umstelleinrichtung für Betätigungs- und Betriebsarten

3.3.1 Durch Umstelleinrichtungen muss sichergestellt sein, dass nur die eingestellte Betätigungs- und Betriebsart wirksam ist.

Auch bei Mehrmannbedienung darf das Zu- und Abschalten der zur Sicherung aller Bedienungspersonen erforderlichen Schalt- und Sicherheitseinrichtungen (z.B. Zweihandschaltpulte, Lichtschranke) nur über entsprechende Umstelleinrichtungen erfolgen können.

3.3.2 Umstelleinrichtungen müssen gegen unbefugtes Betätigen gesichert werden können, wobei leicht erkennbar sein muss, ob sie gesichert sind.

Dies kann erreicht werden durch:

1. ein Umstellschloss, dessen zugehöriger Schlüssel nur bei verriegelter Umstelleinrichtung abgezogen werden kann, oder
2. eine die Umstelleinrichtung verdeckende Klappe, bei der sich der zugehörige Schlüssel nur bei geschlossener und verriegelter Klappe abziehen lässt.

3.3.3 Die eingestellte Betätigungsart bzw. Betriebsart muss an der Umstelleinrichtung leicht erkennbar sein.

Die einzelnen Betätigungs- und Betriebsarten sind z.B. leicht erkennbar, wenn sie durch gut lesbare Beschriftung und durch Zeigerstellung oder Kontroll-Leuchte angezeigt werden.

3.3.4 Die Anzeigeeinrichtung für die Betätigungsart bzw. Betriebsart muss so mit der Umstelleinrichtung verbunden sein, dass Anzeige und eingestellte Betätigungsart bzw. Betriebsart zwangsläufig übereinstimmen.

So darf sich z.B. ein Schaltknebel nur in einer Stellung auf den Zapfen aufstecken lassen.

3.3.5 Durch das Betätigen einer Umstelleinrichtung darf eine Schließbewegung nicht ausgelöst werden, und mit Ausnahme von Pressen mit formschlüssiger Kupplung muss auch eine bereits eingeleitete Schließbewegung unterbrochen werden.

Dies gilt z.B. für das Umstellen von "Einzelhub" auf "Dauerlauf" oder für das Abschalten einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung bei Stellung "automatischer Dauerlauf".

3.4 Einrücksperre

Die Pressensteuerung muss allein abgeschaltet bzw. festgestellt werden können (Einrücksperre). Die dazu erforderliche Einrichtung muss von der Umstelleinrichtung nach Nr. 3.3.1 unabhängig und für die Bedienungsperson leicht erreichbar sein.

Die Einrücksperre soll die Bedienungsperson bei kurzfristiger Verrichtung am Werkzeug gegen ein versehentliches oder irrtümliches Einrücken der Presse schützen. Sie kann von der Bedienungsperson aber nur benutzt werden, wenn die Betätigung unabhängig der Umstelleinrichtung nach Nr. 3.3.1 ohne Verwendung eines Schlüsse oder besonderen Werkzeuges möglich ist.

Die Einrücksperre wird erfahrungsgemäß nur benutzt, wenn sie für die Bedienungsperson leicht erreichbar ist und ihre Betätigung den Antrieb der Presse nicht beeinflusst.

Bei Pressen mit mechanischer Steuerung kann die Forderung durch eine Einrichtung zur Verriegelung des Einrückgestänges erfüllt werden.

3.5 Fremdeinflüsse

Es muss sichergestellt sein, dass Fremdeinflüsse nicht zu einer unbeabsichtigten Schließbewegung führen können.

Fremdeinflüsse sind z.B. z.B. Energieausfall, Fremdfelder, Abweichungen vom Betriebsdruck (pneumatisch, hydraulisch), Einwirkungen auf freiliegende bewegliche Anschlussleitungen für Steuerpulte, durch die ein Kurzschluss zweier beliebiger Leiter dieser Leitung hervorgerufen und dadurch eine Schließbewegung eingeleitet werden kann.

Bei Energieausfall darf der Stößel nicht zurückfallen; bei Rückkehr der ausgefallenen Energie muss ein selbsttätiger Wiederanlauf ausgeschlossen sein.

3.6 Sicherung gegen Umgehen der Schutzeinrichtungen

Eine Schließbewegung darf sich nicht ohne weiteres unter Umgehen der Schutzeinrichtungen einleiten lassen.

Demnach darf es z.B. nicht möglich sein, durch Drücken an Einrückgestängen, Ventilen, elektrischen Schaltschützen eine Schließbewegung einzuleiten.

Die Sicherung gegen Umgehen der Schutzeinrichtungen kann z.B. durch eine entsprechende Konstruktion der Bauteile oder durch ein Verdecken der Bauteile erreicht werden.

Ein Einleiten der Schließbewegung unter Umgehen der Schutzeinrichtungen ist ohne weiteres möglich, wenn Gestänge, Ventile, Schütze usw. von Hand oder mit einfachen Hilfsmitteln, wie Schraubenziehern, Bolzen oder Drahtstücken, betätigt werden können.

3.7 Abschalten der Antriebsenergie

Beim Abschalten der Antriebsenergie muss auch die Energie für die Steuerung selbsttätig abgeschaltet werden. Dies gilt nicht für die Betriebsart "Einrichten".

4 Besondere Anforderungen an Steuerungen mit pneumatischen Bauelementen

4.1 Aufbereitung der Steuerluft

Die Steuerluft muss den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend aufbereitet werden.

Je nach Auswahl der Bauteile kann es nötig sein, die Steuerluft zu entwässern, zu filtern und zu ölen.

4.2 Luftaustrittöffnungen

Luftaustrittöffnungen, deren Verschließen zu einem Durchlauf führen kann, dürfen nicht auf einfache Weise verschlossen werden können.

Ein Verschließen der Luftaustrittöffnungen auf einfache Weise ist z.B. möglich, wenn sie frei zugänglich sind und mit der Hand zugehalten werden können.

4.3 Schalldämpfer

Soweit zur Lärmminderung Schalldämpfer eingebaut sind, dürfen diese die Funktion der Steuerung nicht beeinträchtigen.

Dies kann erreicht werden durch die Verwendung von selbstreinigenden Schalldämpfern.

5 Besondere Anforderungen an Steuerungen mit hydraulischen Bauelementen

Jede Steuerung ist mit einem geeignetem, fest eingestellten Sicherheitsventil als Überlastschutz für das ganze System zu versehen. Das Sicherheitsventil muss gegen unbefugtes Verstellen gesichert sein.

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*) Diese Sicherheitsregeln finden Anwendung auf Pressensteuerungen, die nach dem 1. Mai 1972 erstmalig in Betrieb genommen werden.

*) Siehe auch VDE 0100/12.65 § 31 N a), VDE 0113/1.64 § 6c), VDE 0160 Teil 1/7.71, VDE 0660 sowie VDI-Richtlinie 3229/5.67 "Pneumatische Ausrüstung" und VDI Richtlinie 3230/5.67 "Hydraulische Ausrüstung".

*) Abweichend hiervon braucht die Abschirmung nur bis zum unteren Totpunkt geschlossen zu bleiben, wenn zusätzlich eine Einrichtung nach Nr. 3.2.3.2 vorhanden ist.

ENDE