2.6 Instandhaltung

Mit zunehmender Mechanisierung und Automatisierung von Werkzeugmaschinen erlangt die Instandhaltung einen immer größeren Einfluss auf die Produktivität derartiger Maschinen. Mit zunehmender Betriebsdauer kommt es aber auch durch Verschleiß zu Einschränkungen in der Funktionsfähigkeit und -sicherheit an Werkzeugmaschinen. Hierdurch können ohne Weiteres auch sicherheitstechnisch bedenkliche Zustände auftreten, welche zu nicht akzeptierbaren Gefährdungssituationen führen können. Aufgabe der Instandhaltung ist es, derartige Gefährdungssituationen sowohl unter dem Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung der Produktion als auch unter dem Gesichtspunkt des Arbeits- und Gesundheitsschutzes auszuschließen.

Gefährdungen für das Instandhaltungspersonal ergeben sich z.B. durch

• laufende Maschinen,
• unwirksam e Schutzeinrichtungen,
• Auslösen von gefährdenden Bewegungen,
• wegfliegende oder herunterfallende Teile,
• Umgebungseinflüsse, z.B. Kühlschmierstoffe, elektrischer Strom,
• Arbeitsausführung unter erschwerten Bedingungen, z.B. in engen Räumen,
• mangelnde Verständigungsmöglichkeiten,
• Zeitdruck und
• unzureichende organisatorische Vorbereitungsarbeiten.

Der Hersteller einer Werkzeugmaschine legt schon in der Betriebsanleitung Wartungs- und Inspektionsmaßnahmen fest, um einen sicheren Betriebszustand zu gewährleisten. Bezogen auf Werkzeugmaschinen beinhaltet der Begriff "Instandhaltung" alle Maßnahmen

• zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes und
• zur Aufrechterhaltung und Wiederherstellung des Soll-Zustandes

einer Werkzeugmaschine.

Die Maßnahmen an Werkzeugmaschinen setzen sich somit zusammen aus

• der Wartung,
• der Inspektion und
• der Instandsetzung.

Der Soll-Zustand einer Werkzeugmaschine ist der für den jeweiligen Zeitpunkt festgelegte geforderte Zustand. Er ergibt sich in der Regel aus Rechtsvorschriften, wie EG-Maschinenrichtlinie, EN-Normen, Regeln der Technik etc. Dieser Soll-Zustand ist durch obere und untere Grenzen festgelegt und kann z.B. durch Toleranzgrenzen, Abnutzungsgrenzen, Einstellwerte, Füllmengen usw. angegeben werden.

Die Wartung umfasst alle die Maßnahmen, welche zur Bewahrung des Soll-Zustandes einer Werkzeugmaschine erforderlich sind.

Dazu gehören

• die Erstellung eines Wartungsplanes - abgestimmt auf die Belange der Werkzeugmaschine bzw. auf betriebliche Belange,
• Vorbereitung der Wartungsarbeiten,
• Durchführung der Wartungsarbeiten und
• Rückmeldung nach Erledigung der Wartungsarbeiten.

Unter Inspektion werden alle Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes einer Werkzeugmaschine verstanden.

Hierzu gehören u. a.

• die Erstellung eines Planes zur Feststellung des Ist-Zustandes,
• Vorbereitung der Inspektion,
• Durchführung der Inspektion,
• Aufzeichnung der Ergebnisse,
• Auswertung der Ergebnisse zur Beurteilung und
• Ableitung der erforderlichen Maßnahmen.

Die Instandsetzung umfasst die Wiederherstellung des Soll-Zustandes. Instandsetzungsarbeiten an Werkzeugmaschinen resultieren in der Regel aus Störungen der Werkzeugmaschine und beinhalten ein hohes Gefährdungspotenzial für das dort tätig werdende Instandhaltungspersonal. Im Gegensatz zum Bedienpersonal, welches durch technische Schutzmaßnahmen geschützt ist, lassen sich derartige Anforderungen für das Instand haltungspersonal nicht immer erfüllen.

Konstruktionsbedingt ist das Instandhaltungspersonal häufig gezwungen, Instandhaltungsarbeiten mit einem höheren Risiko auszuführen, als es gemeinhin üblich ist. Wo der Bediener einer Werkzeugmaschine z.B. keinen Zugang hat, muss das Instandhaltungspersonal Zu gang haben, d. h., dass hier Maßnahmen der unmittelbaren bzw. mittelbaren Sicherheitstechnik nicht oder nur zum Teil angewandt werden können und das In standhaltungspersonal nur durch hinweisende Sicherheitstechnik geschützt werden kann.

Dementsprechend ist auch das Unfallgeschehen in diesem Bereich hoch. Die Ursachen für dieses überdurchschnittlich hohe Unfallgeschehen liegen überwiegend in der fehlenden oder unzureichenden organisatorischen Vorbereitung von Instandhaltungsarbeiten. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, dass das mit der Durchführung von Instandhaltungsarbeiten und Prüfungen beauftragte Personal sorgfältig ausgewählt wurde.

Neben mangelhaften organisatorischen Vorbereitungen bei Instandhaltungsarbeiten kann auch das strategische Verhalten eines Unternehmens eine Gefährdung darstellen. Bei einer störungsabhängigen Strategie in einem Unter nehmen werden nicht nur die Werkzeugmaschinen bis zur Schadensgrenze bzw. bis zum Ausfall genutzt. Eine derartige Strategie führt unweigerlich auch zu einem erhöhten Instandsetzungsaufwand mit einer hohen Gefährdung für das Instandhaltungspersonal einschließlich Produktivitätsverlust für das Unternehmen. Besser ist es, nach einer bestimmten Nutzungsdauer die entsprechenden Teile auszutauschen bzw. instand zu setzen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob die Teile aufgebraucht oder noch eine Weile weiter funktionsfähig sind. Eine derart zeitabhängige Strategie wird in der Regel dort angewandt, wo der Ausfall der Werkzeugmaschine ein hohes Risiko für das Unternehmen selbst und für die an der Werkzeugmaschine tätigen Mitarbeiter darstellt. Bei einer zustandsabhängigen Strategie werden bevorzugt die Maßnahmen der Inspektion angewandt, um den Ist-Zustand des Abnutzungsvorrates von Teilen der Werkzeugmaschine festzustellen und daraus die entsprechenden Maßnahmen abzuleiten.

Bild 2-56: Das Fehlerprotokoll informiert über die Störungsursache

Die bestimmenden Einflussfaktoren für eine sichere Ausführung von Instandhaltungsarbeiten an Werkzeugmaschinen lassen sich somit in Hersteller- und Betreiberpflichten gliedern:

Der Hersteller ist für die

• instandhaltungsgerechte konstruktive Ausführung der Werkzeugmaschine,
• ergonomisch richtige Gestaltung der Arbeitsplätze für das Instandhaltungspersonal und
• integrierte Sicherheitstechnik in der Konstruktion

verantwortlich.

Der Betreiber ist für die

• entsprechenden Qualifikationsanforderungen des ausgewählten Instandhaltungspersonals,
• Einsatzplanung des Instandhaltungspersonals einschließlich der Verantwortungsbereiche,
• Schulung und Unterweisung des Instandhaltungspersonals,
• Betriebsanweisungen für spezielle Instandhaltungsarbeiten und
• organisatorische Vorbereitung von Instandhaltungsarbeiten

verantwortlich.

Bild 2-57: Sichere Störungsbeseitigung; Absicherung mittels Vorhängeschloss

Grundsätzlich gilt für Instandhaltungsarbeiten, dass sie nur im sicher abgeschalteten Zustand durchgeführt werden dürfen, wobei die Werkzeugmaschine gegen irrtümliches Inbetriebsetzen gesichert sein muss. Wenn jedoch zur Beseitigung von Störungen an Werkzeugmaschinen Schutzeinrichtungen außer Betrieb gesetzt werden müssen, dürfen keine Gefährdungen in dem entsprechenden Arbeitsbereich auftreten. Bei geöffneten, beweglichen trennenden Schutzeinrichtungen dürfen Bewegungen von Maschinenteilen nur unter folgenden Bedingungen möglich sein:

• Achsenbewegungen müssen auf eine Geschwindigkeit von nicht mehr als 2 m/min begrenzt sein. Die Bewegung muss mittels einer Befehlseinrichtung mit selbsttätiger Rückstellung - Tippschalter - gesteuert oder auf schritt weise Bewegungen von nicht mehr als 6 mm beschränkt sein.
• Die Drehzahl von Haupt- und/oder Werkzeugspindeln darf 50 min^-1 nicht überschreiten. Die Bewegung muss mittels einer Befehlseinrichtung mit selbsttätiger Rückstellung - Tippschalter - ausgelöst werden.
• Das Drehen/Schalten des Revolverkopfes - oder mehrerer - darf nur möglich sein, wenn sich beide Hände der Person außerhalb des Gefahrenbereiches befinden, z.B. durch Verwendung einer Zweihandschaltung oder einer Befehlseinrichtung mit selbst tätiger Rückstellung - Tippschaltung - in Verbindung mit einer Zustimmungseinrichtung.
• Betrieb der Reitstockpinole mittels Befehlseinrichtung mit selbst tätiger Rückstellung - Tippschaltung.

Bild 2-58: Unvollständig abgedeckter Späneförderer

Lassen sich größere Störungen nicht auf einfache Weise beseitigen oder müssen zur Instandhaltung Bereiche der Werkzeugmaschine, hier im Speziellen bei größeren, verketteten Bearbeitungszentren mit ihrem spezifischen Gefährdungspotenzial, betreten werden, können derartige Anlagen in einzelne sichere Teilbereiche aufgeteilt werden, um dann ein sicherheitstechnisch sicheres Durch schleusen von Personen von einem Teilbereich in einen anderen zu ermöglichen. Durch derartige Maßnahmen, schon bei der Konzeption derartiger Anlagen bedacht, lassen sich später z.B. nicht nur unnötige Stillstandszeiten im Störungsfall vermeiden, sondern auch erst ein sicheres Instandhalten ermöglichen.

Bei der Vermeidung von Gefährdungssituationen für das Instandhaltungspersonal sind auch, soweit vorhanden, die von den Späneförderern ausgehenden Gefährdungen zu berücksichtigen. Wenn z.B. in verketteten Anlagen jede Werkzeugmaschine einen eigenen Späneförderer besitzt, so muss dieser beim Öffnen des abgesicherten Teilbereiches mit abgeschaltet werden. Besitzt die Gesamtanlage nur einen Späneförderer, ist dieser ebenfalls stillzusetzen.

Arbeiten an offenen Schaltschränken dürfen nur von Elektrofachkräften oder elektrotechnisch unterwiesenen Personen unter Anleitung und Aufsicht einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Wenn andere Personen in der Nähe offener Schaltschränke arbeiten, ist der Bereich entsprechend abzugrenzen, z.B. mit Seilen oder Ketten. Verlässt die Elektrofachkraft auch nur kurzzeitig den offenen Schaltschrank, ist die Spannung abzuschalten oder die Türen sind zu schließen.

Um die Instandhaltbarkeit einer Werkzeugmaschine bzw. eines Bearbeitungszentrums zu gewährleisten, ist es deshalb erforderlich, dass sie ihre Funktion unter den Bedingungen der bestimmungsgemäßen Verwendung erfüllen kann und die hierfür notwendigen Tätigkeiten, z.B. die Instandhaltung, nach festgelegten Methoden und unter Einsatz fest gelegter Mittel ausgeführt werden. Die hierfür notwendigen Benutzerinformationen, integraler Bestandteil einer jeden Werkzeugmaschine über die Betriebsanleitung, müssen u. a. auch Fehlersuche und Instandhaltung der Werkzeugmaschine im erforderlichen Umfang behandeln.

Den Unterlagen des Herstellers müssen u. a. entnommen werden können:

• Art und Häufigkeit von Inspektionen
• Angaben zu Instandhaltungseingriffen, welche spezielles Fach wissen und/oder besondere Fähigkeiten erfordern und somit nur von entsprechend geschultem Personal ausgeführt werden dürfen
• Anleitungen zu Instandhaltungsarbeiten, deren Ausführung keine besonderen Fähigkeiten voraussetzen
• Schaltpläne, Zeichnungen und Diagramme, welche dem Instandhaltungspersonal die sichere Ausführung ihrer Aufgabenstellung ermöglichen

Die geplante und vorbeugende Instandhaltung von Werkzeugmaschinen ist die Vorgehensweise zur Sicherstellung einer sicheren und wirtschaftlichen Arbeitsausführung. Systematisch geplante und vorbeugende Instandhaltung erhöht nicht nur die Sicherheit für die damit betrauten Personen, sondern auch die der Produktionsabläufe, da u. a. seltener auf die Nicht-Beachtung von Schutzbestimmungen zurückgegriffen werden muss, als bei einer ungeplanten Instandsetzung nach Betriebsstörungen.

2.7 Demontage

Für die Montage von Maschinen ist im Allgemeinen der Hersteller oder der Lieferant zuständig. Für die Demontage zeichnet gewöhnlich der Betreiber verantwortlich. Lässt er sie

durch eigenes Personal durchführen, hat er die entsprechenden Anweisungen in einer schriftlichen Demontageanweisung festzuhalten, wenn diese sicherheitsrelevant sind.

Dabei ist besonders einzugehen auf

• indifferente Schwerpunktlagen,
• Stückgewichte,
• Bereitstellung des notwendigen Platzbedarfs,
• Absperrungen,
• Einsatz eines Kranes und der zu verwendenden Anschlagmittel,
• Brandschutzmaßnahmen,
• Energieabtrennungen zur Maschine hin.

Oft führt auch die Auswahl ungeeigneter Mitarbeiter zu gefährlichen Situationen. Hier hat der Unternehmer durch besondere An- und Einweisungen seine Mitarbeiter so umfassend zu informieren, dass sie die Demontagen sicher durchführen können. Sie müssen dadurch u. a. in der Lage sein zu erkennen, inwieweit die Demontage eines Bauteils die Standsicherheit der restlichen Maschine beeinträchtigt.

Auch der Zeitpunkt, ab wann Maßnahmen gegen Absturz (insbesondere bei höheren Maschinen) anzuwenden sind, ist vom Verantwortlichen zu beurteilen. Er hat diese dann anzuordnen und deren Einhaltung zu überwachen.

3 Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen

In der EG-Maschinenrichtlinie und in den darüber hinaus detaillierenden Normen werden Anforderungen an den Brand- und Explosionsschutz von Maschinen gestellt.

Trotz allem kommt es, wie der Fachpresse zu entnehmen ist, immer wieder zu Unfällen mit Personenschaden an Werkzeugmaschinen.

Bild 3-1: Explosion in einer Werkzeugmaschine

3.1 Gefährdungen

Folgende Gefährdungen werden unterschieden:

• Gefährdungen durch die Bearbeitung von Stahl mit nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen (Ölen)
• Gefährdungen durch die Bearbeitung von Leichtmetalllegierungen Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Titan (Ti) mit Öl als Kühlschmierstoff
• Gefährdungen durch die Bearbeitung von Stahl oder Leichtmetalllegierungen trocken bzw. mit Minimalmengenschmierung

3.1.1 Bearbeitung von Stahl mit nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen

Die Gefährdung bei Bearbeitungsprozessen, wie Schleifen, (Tiefloch-)Bohren, Drehen, Fräsen usw., besteht im Wesentlichen in der Verwendung von brennbaren Ölen als Kühlschmierstoff. Da die Anwendung von Öl als Kühlschmierstoff im Maschinenbau immer häufiger wird, steigt auch die Nachfrage nach technisch und wirtschaftlich optimierten Schutzmaßnahmen.

Durch Rotation der Antriebsspindel und hohe Aufprallgeschwindigkeit des Öles wird der Kühlschmierstoff feinst zerstäubt, es entsteht Ölnebel. Im ungünstigsten Fall wird bei ausreichender Zündenergie der Ölnebel gezündet - es kommt zur Verpuffung oder einer heftigeren Explosion.

Als Folge der Explosion mit hohen Temperaturen kann es zu einem Ölbrand in der Maschine kommen, da die Oberflächen sämtlicher Maschinenteile und Wandungen mit einem leicht entzündlichen Ölfilm behaftet sind.

Um der Zerstörung der Maschine und möglichen Personenschäden durch Druckaufbau vorzubeugen, muss eine ausreichend dimensionierte Druckentlastungseinrichtung installiert sein.

3.1.2 Bearbeitung von Leichtmetalllegierungen Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Titan (Ti) mit nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen

Die Bearbeitung von leichtmetallhaltigen Werkstoffen unterliegt, Explosion und Ölbrand betreffend, ähnlichen Gefährdungen wie die oben erwähnte Stahlverarbeitung. Anders verhält sich das System im Brandverlauf. Durch die selbst brenn baren Metallpartikel (Späne), die häufig in der Maschine abgelagert sind, besteht das Risiko eines Metallbrandes (Metallglutbrand). Diesen gilt es unter allen Umständen zu vermeiden, da Metallglutbrände mit automatischen Brandschutzeinrichtungen überhaupt nur unter bestimmten Voraussetzungen zu löschen sind. Entscheidend für das Schutzkonzept ist in diesem Fall die Geschwindigkeit der Feuerdetektion und des Löschens.

3.1.3 Bearbeitung von Stahl oder Leichtmetalllegierungen trocken bzw. mit Minimalmengenschmierung

Bei Minimalmengenschmierung bzw. Trockenbearbeitung wird davon ausgegangen, dass der in geringsten Mengen vorhandene Kühlschmierstoff durch den Energieeintrag des Bearbeitungsprozesses verdampft und der Werkstoff trocken vorliegt. Die Gefährdung liegt hier in einer möglichen Staubexplosion und/oder einem Metall(glut-)brand.

Bei der Bearbeitung von Aluminium und besonders Magnesium gelten wegen der stark erhöhten Risiken besondere Anforderungen sowohl an das Lösch mittel, die Detektion und den erforderlichen Explosionsschutz. Berücksichtigt werden muss auch die Erstellung eines Explosionsschutz-Dokuments (siehe BG-Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" [BGR 143]).

3.2 Schutzmaßnahmen

Vor allen Planungen der Sicherheitstechnik sollten vorbeugende Maßnahmen, wie

• Vermeidung von explosionsfähigen Ölnebel-Luft- oder Staub-Luft-Gemischen,
• Vermeidung von wirksamen, d. h. energiereichen, Zündquellen,
• Auswahl des Kühlschmierstoffes hinsichtlich Viskosität, Flammpunkt und Volumenstrom,
• Konstruktion der Maschine und
• Programmierung des Arbeitsprozesses mit minimalem Fehlerrisiko

ausgeschöpft werden.

Ausgehend von den genannten Gefährdungen sorgen - über die vorbeugenden und konstruktiven Maßnahmen hinaus - ausreichend dimensionierte Abluftanlagen mit Ölnebel- oder Staubabscheider für den Ersatz der ölnebel- oder staubhaltigen Luft mit Raum-/Hallenluft. Ein 100- bis 300-facher Luftwechsel pro Stunde ist je nach Ölnebel- oder Staub aufkommen realistisch. Hierdurch kann die Konzentration des Ölnebel- oder Staub-Luftgemisches niedrig gehalten werden.

Sollte es trotz vorbeugender Maßnahmen zur Zündung kommen, werden Schutzmaßnahmen gemäß der Blockbild-Darstellung auf der folgenden Seite erforderlich.

Im Folgenden werden einige Sicherheitskomponenten für einen effektiven Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen vorgestellt.

3.2.1 Druckentlastungsklappen

Die Explosion in einer Werkzeugmaschine kann verheerende Auswirkungen haben. Da Explosionen und der Explosionsdruckaufbau im Millisekundenbereich stattfinden, agieren für den Werkzeugmaschinenschutz einsetzbare Löschanlagen nicht schadenverhütend.

Bild 3-2: Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen

Deshalb werden zur Entlastung des Explosionsdruckes Druckentlastungsklappen, sinnvollerweise auf dem Maschinendach, installiert.

Verschiedene Untersuchungen unabhängiger Institute beschäftigten sich während der letzten Jahre mit der Auslegungsgröße für Druckentlastungen. Durch Versuche wurde eine Mindestdruckentlastungsfläche von 0,1 m² pro m³ Maschinenraumvolumen bestätigt.

3.2.2 Löschanlagen

Unabhängig von Prozessbedingungen ist es sinnvoll, einen Brand so schnell wie möglich zu detektieren und unverzögert den Löschvorgang auszulösen. Die Kombination von schnellen optischen Detektoren (in der Regel Infrarot) mit Thermoelementen (in der Regel Wärmemaximalmelder) entspricht hierbei dem aktuellen Stand der Technik.

CO₂ ist als Löschmittel für einfache Brandrisiken prädestiniert. Die Investitionskosten sind angemessen und CO₂ benötigt wegen der flüssigen Bevorratung geringsten Lagerraum. Automatische Schwundmeldung des Löschmittels und Abgabe eines Störungssignals bei Kabelbruch und Fensterstörung (der optische Detektor überwacht sich selbst auf Sichtfähigkeit) gehören zu den Standardmeldungen. Nur bei komplexen Systemen, wie Transferstraßen oder Schutzobjekten mit mehreren Löschbereichen, kommen weitere Kontrollmeldungen und Steuerfunktionen zum Einsatz.

Besonders wichtig ist das Thema Personengefährdung durch CO₂. Insbesondere bei großvolumigen Schutzobjekten und im Zustand "Einrichtbetrieb der Maschine" sind die Forderungen nach schnellstmöglicher Unterdrückung der anlaufenden Verpuffung und nach Personenschutz zuweilen schwer in Einklang zu bringen. Hier ist eine klare Abstimmung zwischen allen Partnern, d. h. dem Maschinenhersteller und dem Maschinenbetreiber, zwingend erforderlich.

INERGEN® hat sich als Inertgas-Gemisch als besonders geeignet qualifiziert, wenn es um die Ablöschung von Leichtmetallrisiken, insbesondere Magnesium, geht. Die Reaktionsfähigkeit von INERGEN® mit Magnesium ist sehr gering und begünstigt in keiner Weise das Brandverhalten von Magnesium. Das Gas löscht vollkommen rückstandsfrei und ist wegen seiner natürlichen Bestandteile zudem für den Menschen völlig ungefährlich.
Bei CO₂ und Wasser als Löschmittel hingegen besteht erhöhte Gefahr der Aufspaltung in die Elemente Sauerstoff und Wasserstoffgas, die eine Verbrennung fördern.

Wassernebel setzt sich als Löschmittel für Werkzeugmaschinen immer stärker durch. Wassernebel hat sich mit zwei gleichzeitig wirkenden Löschmechanismen, Energieentzug und Stickeffekt, als wirksam erwiesen. Wichtig bei dieser Löschtechnik sind die zentrale Auslösung und das gleichzeitige Beschicken aller Düsen mit Wasser, um im gesamten Schutzvolumen die notwendige Löschmittelkonzentration zu erzeugen. Wesentliche Vorteile sind die allgemeine Verfügbarkeit von Wasser und die Personensicherheit. Zu berücksichtigen ist allerdings, dass der Einsatz von Wasser bei der Bearbeitung von Magnesium und Aluminium nicht möglich ist. Ebenso geht mit dem Wassereintrag, abhängig von der Wasserqualität, eine Verschmutzung der Maschine einher.

Zentrale Abluftanlagen machen es, unabhängig von der eingesetzten Löschtechnik, notwendig, die Absaugung aus der vom Brandfall betroffenen Maschine zu unterbinden. Einerseits wird aus dem Schutzvolumen kein Löschmittel abgesaugt, andererseits werden keine Rauchgase oder Flammen in die Abluftanlage gesaugt. Die Abtrennung muss mit einer für diesen Zweckprozess geeigneten, extrem schnell wirkenden Abluftabsperrklappe realisiert werden. Die häufig in diesem Zusammenhang genannte "Brandschutzklappe" ist missverständlich, da die Verwendung einer Abluftabsperrklappe keine Anforderungen brandabschnittsübergreifender Einbaurichtlinien zu erfüllen hat.

Bei dezentralen Abluftanlagen kann geprüft werden, ob die Einbeziehung des Ölnebelfilters in das Löschkonzept nicht wirtschaftlicher ist als der Einbau einer Abluftabsperrklappe. Insbesondere bei kleinen Filtersystemen, deren Ventilator-Nachlaufzeit nach Abschaltung kurz ist, kann es günstiger sein, auf eine Abluftabsperrklappe zu verzichten und den gesamten Filter mit Löschmittel zu fluten. Filterschutz bei Nassbearbeitung wird so z.B. bei vielen Maschinen realisiert, die Stahl mit Öl bearbeiten und wo die Filtereinheit direkt an der Maschine steht.

Filterschutz bei Trockenbearbeitung ist eine bedeutend aufwändigere Aufgabenstellung. Da Kennwerte für Explosionsheftigkeit und maximalen Explosionsdruck bei den zumeist verwendeten Leichtmetallen, insbesondere Magnesium, bisher nur unvollständig vorliegen, muss noch jeder Einzelfall betrachtet und ein Schutzkonzept individuell erstellt werden.

Man geht davon aus, dass die Zündung in der Werkzeugmaschine erfolgt und dass das brennende Produkt mit dem Abluftstrom in den Staubfilter gesaugt wird. Da dort ständig mit explosionsfähigem Staub-Luft-Gemisch zu rechnen ist, besteht die Möglichkeit einer Staubexplosion. Hierdurch kann es im Extrem fall zum "Zurück schlagen" in die Werkzeugmaschine und zur Zündung einer Sekundärexplosion mit unvorhersehbaren Folgen kommen. Der Filter wird deshalb mit einer geeigneten Explosionsunterdrückungsanlage geschützt und die Werkzeugmaschine durch eine explosionstechnische Entkopplung in der verbindenden Rohrleitung vom Filter isoliert.

Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass das Thema Brand- und Explosionsschutz für Werkzeugmaschinen weitaus komplexer ist, als hier dargestellt. Effektive Systemlösungen sind in den meisten Fällen kein Standard, sondern müssen in individuellen Planungsgesprächen und Diskussionen erarbeitet werden. Dies erfordert die Kooperation von Sicherheitsleuten der Maschinenhersteller und -betreiber.

4 Einsatz von Kühlschmierstoffen

4.1 Allgemeines

Kühlschmierstoffe (KSS) nehmen in der industriellen Fertigungstechnik eine Schlüsselrolle ein, denn nur mit ihrer Hilfe ist es möglich, die hohe Leistungsfähigkeit moderner Werkzeugmaschinen voll zu nutzen. Sie können die ihnen zugedachte Aufgabe jedoch nur erfüllen, wenn ihre Eigenschaften und Reaktionen auf den jeweiligen Bearbeitungsfall abgestimmt sind und ihr Leistungsvermögen durch fachgerechte Anwendung und Handhabung erhalten bleibt.

In der spanenden Formgebung wird die geometrische Gestalt der Werkstücke durch Abtrennen von Werkstoffteilchen auf mechanischem Weg geändert. Die da bei stattfindenden Vorgänge und Zusammenhänge lassen sich vereinfacht am Beispiel der Bearbeitung mit einem Drehmeißel erläutern. Sie können sinn gemäß auf alle anderen spanenden Verfahren übertragen werden.

Die Spanbildung beginnt dort, wo Werkstück und Werkzeug im Eingriff sind. Unter der Wirkung der Zerspankraft dringt die Werkzeugschneide in das Werkstück ein und trennt einen Span ab. Dies geschieht durch ein Abheben und Wegdrücken des Metalls; es kommt zur Werkstofftrennung - also einem Abscheren von Werkstückpartikeln an der Werkzeugoberfläche. Der über das Werkzeug a laufende Span steht durch den Verformungsvorgang unter hohem Druck und übt auf die Berührungsstelle eine starke Flächenpressung aus. Dadurch ist auch die Reibung an der Werkzeugfläche sehr hoch; es entstehen durch die zum Zerspanen zu leistende Arbeit extrem hohe Temperaturen, die ohne Ableitung schnell zu einem Verschleiß infolge Verschweißungen der Werkzeuge führen kann. Die Quelle aller Verschleißprobleme ist letztlich die Hitze; die Auswirkung auf den Werkzeugverschleiß ist so gravierend, dass schon geringe Absenkungen der Temperaturen im Zerspanungsbereich genügen, um die Werkzeugstandzeit zu erhöhen.

4.2 Aufgaben der Kühlschmierstoffe

Für Kühlschmierstoffe stellt sich aufgrund der beschriebenen Probleme die Hauptaufgabe, die Reibung an den Berührungsstellen zwischen Werkzeug und Werkstück sowie zwischen Werkzeug und Span zu mindern, also zu schmieren und die beim Zerspanen entstehende Verformungs- und Reibungswärme abzuführen, d. h. zu kühlen. Hinzu kommt noch die weitere Aufgabe, die Späne wegzuspülen und für deren weiteren Transport aus der Maschine in Spänebehälter zu sorgen.

Die vorgenannten Anforderungsprofile

• Kühlen
• Schmieren
• Spülen
• Spänetransport

werden als Primäranforderungen bezeichnet.

Neben diesen Anforderungen spielen die Sekundäranforderungen eine erhebliche Rolle und sind entscheidend für das Zusammenwirken von Mensch, Maschine, Kühlschmierstoff, Umwelt.

Zur Erfüllung der vorgenannten Aufgaben bestehen die Kühlschmierstoffe aus Mischungen zwischen einem Konzentrat und Wasser (wassermischbare Kühlschmierstoffe) oder aus reinen Stoffen (Mineralöle, pflanzliche Öle, synthetische Stoffe).

Die weiter gesteigerten Anforderungen an die Eigenschaften moderner Kühlschmierstoffe machen den Einsatz so genannter Additive (Zusatzstoffe) notwendig. Diese beeinflussen im positiven Sinn gezielt die Ergebnisse der technologischen Anforderungen.

4.3 Gesundheitsgefahren durch Kühlschmierstoffe

Der verstärkte Einsatz von Kühlschmierstoffen, verbunden mit den hohen Anforderungen, die - wie schon erwähnt nur mit Additiven erreicht werden können - erzeugen ein Gemisch mit exzellenten technologischen Eigenschaften, je doch auch mit Problemen für den menschlichen Organismus.

Nach Erkenntnissen der Berufsgenossenschaften können folgende Erkrankungen durch intensiven Kontakt mit Kühlschmierstoffen auftreten:

• Hauterkrankungen(Berufsdermatosen)
• Atemwegserkrankungen

4.3.1 Erkrankungen der Haut

Diese können entstehen infolge von

a) Entwässerung und Entfettung durch

• Grundöle,
• oberflächenaktive Substanzen (Tenside),
• Emulgatoren,

b) Irritationen (Reizungen) durch

• zu hohe Konzentrationen der wassergemischten Kühlschmierstoffe,
• Eintrocknen von wassergemischten Kühlschmierstoffen auf der Haut,
• Kontakt der Haut mit eingetrocknetem und somit auf konzentriertem wassergemischten Kühlschmierstoff auf Maschinenteilen, Werkzeugen, Werkstücken,
• zu hohen pH-Wert (Ansatz > 9,5),
• Befall des wassergemischten Kühlschmierstoffes durch Mikroorganismen,
• hautentfettende Öle in nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen und
• Späne und Werkstoffabrieb (auch in Putzlappen), die zu Hautverletzungen führen und damit das Entstehen von Hauterkrankungen begünstigen können,

c) allergisierenden Inhaltsstoffen, wie

• Korrosionsinhibitoren (Rostverhinderer),
• Duftstoffe,
• von Werkstücken abgetragene Metalle, z.B. Nickel, Kobalt.

4.3.2 Erkrankungen der Atemwege oder innerer Organe

Diese können entstehen durch Einatmen von Dämpfen und Aerosolen, durch Verschlucken oder durch Hautresorption. Sie hängen u. a. davon ab, wie hoch die Konzentration von Kühlschmierstoff, Dampf und/oder Aerosolen in der Atemluft ist.

4.4 Ermittlungspflicht

Bei Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen hat der Unternehmer dafür zu sorgen, dass Haut- und Augenkontakt, die Emission in die Atemluft und die Aufnahme von Kühlschmierstoffen in den Körper verhindert werden.

Ist dies nicht zu verhindern, hat der Unternehmer eine Gefährdungsbeurteilung gemäß Gefahrstoffverordnung in Verbindung mit TRGS 400 "Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen" durchzuführen,

• ein Verzeichnis der eingesetzten Kühlschmierstoffe
  und
• eine Beschreibung der Fertigungsverfahren

anzulegen.

Ferner sind Informationen über die eingesetzten Kühlschmierstoffe zu beschaffen und es ist zu prüfen, ob Ersatzstoffe einzusetzen sind.

Hersteller bzw. Lieferanten von Kühlschmierstoffen sind verpflichtet, ihren Kunden ein Sicherheitsdatenblatt gemäß EU-Verordnung 1907/2006 (REACH) mit zu liefern. Den Sicherheitsdatenblättern sind die wichtigsten Informationen zu entnehmen.

4.5 Schutzmaßnahmen

Der Unternehmer hat entsprechend dem Ergebnis seiner Ermittlungen Schutzmaßnahmen auszuwählen und zu treffen sowie für die Einhaltung dieser Maßnahmen zu sorgen.

Als Maßnahmen können - wie auch in vielen anderen Gefahrenbereichen - abgeleitet werden:

• Einsatz eines weniger gefährlichen Stoffes oder Verfahrens
• technische Schutzmaßnahmen
• organisatorische Schutzmaßnahmen
• Benutzung persönlicher Schutzausrüstungen

4.5.1 Ersatzstoff, Ersatzverfahren

Zunächst ist zu prüfen, ob der Einsatz eines nicht oder weniger gefährlichen Stoffes oder Verfahrens möglich ist.

Beispiel: Verwendung von Minimalmengenschmierung anstelle konventioneller Kühlschmierung.

4.5.2 Technische Schutzmaßnahmen

Der Idealfall wäre die Minderung des Hautkontaktes mit den Kühlschmierstoffen, z.B. durch eine

• vollautomatische Beschickung der Maschine und Herausnahme der bearbeiteten Teile oder
• Entfernung der Kühlschmierstoffemulsion von den bearbeiteten Werkstücken vor weiterer Handhabung.

Da diese Maßnahmen selten durchzuführen sind, muss zur Vermeidung von Hauterkrankungen der Kühlschmierstoff in einem "hautverträglichen Zustand" gehalten werden, bei gleichzeitigem Schutz und der Pflege der belasteten Hautpartien. Einzelheiten werden in den Abschnitten "Pflege von Kühlschmierstoffen" und "Persönliche Schutzausrüstungen" beschrieben.

Weitaus bessere Erfolge sind im Hinblick auf Vermeidung von Atemwegserkrankungen zu erreichen. Bei Zerspanungsarbeiten ist mit der Entstehung und Ausbreitung von Aerosolen und Dämpfen aus den Kühlschmierstoffen zu rechnen.

Bild 4-1: Absaugung an einer CNC-Drehmaschine

Diese Formen der Kühlschmierstoffe sind in geschlossenen Systemen, in denen durch Absaugen ein Unterdruck entsteht, gut abzuführen, sodass nach Öffnung von Beschickungstüren nach Stand der Technik (Summenwert von 10 mg/m³ für Kühlschmierstoffaerosole und -dämpfe) die Werte unterschritten werden.

Größerer Aufwand ist bei nicht geschlossenen Systemen nötig. Hier muss die Absauganlage so ausgelegt sein, dass über die gesamte Öffnung eine ständig nach innen gerichtete Luftströmung erreicht wird.

Die Abführung der in der Absaugluft enthaltenen Aerosole und Dämpfe erfolgt in Luftleitungssystemen oder Kanal netzen. Innerhalb dieser Systeme kann es zu Ablagerungen von Kühlschmierstoffen kommen, die durch sinnvolle Rohrführung zu verhindern sind. Durch den Einsatz von Vorabscheidern in der Nähe der Erfassungsöffnungen lässt sich bereits ein Großteil der Kühlschmierstoffaerosole aus der Absaugluft entfernen.

Für die Abscheidung der Aerosole und Dämpfe sind filternde, elektrostatische und nassabscheidende Systeme geeignet. Der Massenstrom in der Absaugluft ist je nach Art der Erfassungseinrichtung recht unterschiedlich. Bei Erfassungseinrichtungen offener Bauart wird immer ein hoher Anteil an Umgebungsluft (Falschluft) mit angesaugt; die Kühlschmierstoffkonzentration in der abgesaugten Luft ist also sehr klein.

Detaillierte Informationen zu Abscheidern und Randbedingungen zur Einhaltung des "Standes der Technik" bietet der BGIA-Report 4/2004 "Einsatz von Kühlschmierstoffen bei der spanenden Metallbearbeitung".

4.5.3 Organisatorische Schutzmaßnahmen

Die betriebliche Praxis hat gezeigt, dass nur in den Fällen ein reibungsloser Umgang mit Kühlschmierstoffen gewährleistet ist, in denen sachkundige Personen die erforderlichen Maßnahmen einleiten und überwachen.

Die Aufstellung eines Prüf- und Pflegeplanes sowie die Führung entsprechender Nachweise haben sich als notwendig herausgestellt. Einzelheiten regelt die BG-Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR 143) ergänzend.

In diesen Nachweisen sind Angaben über die durchzuführenden Wartungs- und Pflegemaßnahmen vorzugeben.

Die Ergebnisse sind aufzuzeichnen und zu dokumentieren. Aus gesundheitlichen Gründen ist das Essen und Trinken zu unterlassen.

Pausenräume sollten außerhalb von Kühlschmierstoff-Bereichen vorhanden sein.

4.6 Pflege von Kühlschmierstoffen

Eine der Grundforderungen hinsichtlich des Einsatzes von Kühlschmierstoffen ist die Festlegung der erforderlichen Konzentration für jede Maschine nach den technischen Gegebenheiten.

Diese Konzentrationsvorgabe ist in der Dokumentation für jede Maschine festzulegen.

Regelmäßige Prüfungen von Kühlschmierstoffen

Bei Verwendung von wassergemischten Kühlschmierstoffen sind folgende Prüfgrößen und -intervalle zu beachten:

• tägliche Prüfung auf wahrnehmbare Veränderungen, wie Aussehen, Geruchsbildung, aufschwimmendes Fremdöl
• wöchentliche Kontrolle des pH-Wertes mittels Teststreifen oder pH-Meter
• wöchentliche Prüfung der Gebrauchskonzentration mittels Handrefraktometer oder Titrationsmethode (je nach Betriebsverhältnissen auch kürzere Intervalle)
• wöchentliche Prüfung des Nitritgehaltes durch Teststäbchen

Eine Prüfung von nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen ist nicht mehr erforderlich.

Bild 4-2: Beispiel eines Prüfplanes

Bild 4-3: Prüfintervall von wassergemischten Kühlschmierstoffen

Bild 4-4: Konzentrationsüberwachung mit Handrefraktometer

Bild 4-5: Prüfung des Nitritgehaltes durch Farbvergleich

Bild 4-6: Einsatz eines pH-Meters

Bild 4-7: Einsatz von pH-Papier

4.7 Maßnahmen nach Prüfung der Kühlschmierstoffe

Bei wahrnehmbaren Veränderungen

• Ursachen suchen und beseitigen, z.B. Öl abskimmen, Filter überprüfen, Kühlschmierstoff belüften

Bei Veränderungen des pH-Wertes

Der Soll-Wert ist im technischen Merkblatt des Lieferanten angegeben (in der Regel zwischen 8,5 und 9,2),

• bei Abfall des vorgegebenen Wertes um mehr als 0,5 bezüglich Erstbefüllung: Maßnahmen gemäß Herstellerempfehlungen, ggf. Zugabe von alkalischen Stoffen,
• bei Abfall um mehr als 1,0: Kühlschmierstoff austauschen, Kühlschmierstoff- Kreislauf reinigen,
• bei Erhöhung des vorgegebenen Wertes um mehr als 0,5 Maßnahmen suchen und beseitigen, z.B. Zugabe von Ansatzwasser.

Bei Erhöhung des Nitritgehaltes

Nach Überschreitung des Grenzwertes von 20 mg/l

• Austausch oder Teilaustausch des Kühlschmierstoffes oder Zugabe von Inhibitoren (beim Hersteller nachfragen!),
• Quellen der Einschleppung von Nitrit beseitigen; z.B. aus zu hohen Nitratanteilen im Ansatzwasser, Nitrit aus Härtesalzen, sauerstoffarmen Bedingungen, Rostschutzmitteln, Speiseresten, Zigarettenkippen, Stickoxiden aus Verbrennungsmotoren.

Bei Erhöhung des Nitratgehaltes

Nach Erhöhung bzw. Überschreitung des Grenzwertes von 50 mg/l

• Zumischung von nitratarmen oder demineralisierten Wassern (empfohlener Nitratgesamtwert 25 mg/l)

Bild 4-8: Wechseleinrichtung für Kühlschmierstoffe

4.8 Maßnahmen zur Gesunderhaltung der Haut

Die beste Möglichkeit zur Gesunderhaltung der Haut besteht im Vermeiden jeglichen Kontaktes mit einem hautbelastenden Stoff.

Da dies im Umgang mit Werkzeugmaschinen nur bedingt möglich ist, bleibt trotz aller technischen, organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen als "Ultima Ratio" der Schutz und die Pflege der Haut durch entsprechende Präparate. Schon das Arbeiten im feuchten Milieu stellt eine Hautbelastung dar (vgl. TRGS 401).

4.8.1 Hautschutz

Trotz Anwendung der vorgenannten Schutzmaßnahmen kann in der Regel bei Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen nicht auf spezielle Hautschutz-, -reinigungs- und -pflegepräparate verzichtet werden. Hautschutzmittel müssen vor Aufnahme der Arbeit und nach jedem Händewaschen sorgfältig auf die betreffenden Hautflächen aufgetragen werden.

Bei der Auswahl der Hautschutzpräparate muss besonders auf den richtigen Typ in Bezug auf die Kühlschmierstoffe geachtet werden. Detaillierte Hinweise finden sich in der BG-Information "Hautschutz in Metallbetrieben" (BGI 658).

Beim Umgang mit nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen müssen wasserlösliche Hautschutzmittel benutzt werden, beim Umgang mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen ist eine Fettsalbe erforderlich.

Hat der Anwender in wechseln der Folge sowohl mit Öl als auch mit Emulsionen Hautkontakt, kann ein breit wirkendes Produkt verwendet werden. Seine Schutzwirkung kann aber selbstverständlich nicht in gleicher Weise "maßgeschneidert" sein. Eine produktionstechnische Entflechtung der Arbeitsvorgänge sollte in solchen Fällen als beste Maßnahme angestrebt werden.

4.8.2 Hautreinigung

Jeder Reinigungsvorgang greift die Haut an. Hautreinigungsmittel wirken chemisch und/ oder mechanisch. Die chemischen Bestandteile des Reinigungsmittels lösen das Fett oder Öl und den daran anhaftenden Schmutz. Die mechanische Reinigungswirkung wird durch zugesetzte Reibemittel erreicht, welche auch immer die Hornschicht mit angreifen. Je intensiver das Reinigungsmittel auf den Schmutz wirkt, umso stärker wirkt es auch auf die Haut ein, bis hin zur Schädigung.

Es empfiehlt sich, analog zu den Hautschutzmitteln, verschiedene Reinigungsmittel auf ihre Eignung für den Arbeitsplatz auszuprobieren, beginnend mit dem mildesten Reinigungsmittel.

Hautreinigungsmittel können im Wesentlichen folgende Bestandteile enthalten:

• waschaktive Substanzen (Tenside)
• Reibemittel
• Lösemittel
• rückfettende Substanzen

Welche Inhaltsstoffe enthalten sind, hängt von Art und Grad der Verschmutzung der Haut ab.

Entscheidend für die Hautverträglichkeit eines Reinigungsmittels sind Gehalt und Art von Reibe- und Lösemitteln sowie die Art der verwendeten Tenside (Seifen, synthetische Reinigungsmittel).

4.8.3 Hautpflege

Um der Haut nach der Arbeit wieder ausreichend Fett und Feuchtigkeit zuzuführen und die Regeneration ihrer Widerstandsfähigkeit zu unterstützen, kann auf eine entsprechende Hautpflege nicht verzichtet werden.

Hautpflegemittel sind fester Bestandteil des Hautschutzplanes (siehe Abschnitt 4.9) und keine "Herrenkosmetik". Sie unterstützen den Regenerationsprozess der Haut nach der Arbeit und sollen nach der Hautreinigung auf getragen werden. Sie helfen durch ihre Inhaltsstoffe bei der Wiederherstellung der Hornschichtbarriere.

Bild 4-9: Beispiel eines Hautschutzplanes für wassermischbare Arbeitsstoffe

Bild 4-10: Beispiel eines Hautschutzplanes für nicht wassermischbare Arbeitsstoffe

4.9 Hautschutzplan

Der Betrieb hat je nach Hautgefährdungen unterschiedliche Hautschutzpläne für wassergemischte Kühlschmierstoffe und für nicht wassermischbare Kühlschmierstoffe aufzustellen, in denen die Haut schutz-, Hautreinigungs- und Haut pflege mittel unter Berücksichtigung der verwendeten Kühlschmierstoffe fest gelegt sind. Die Pläne für wassergemischte Kühlschmierstoffe sollen auf blauem Untergrund, die für Öle auf gelbem Untergrund im Arbeitsbereich ausgehängt werden.

In Waschräumen, an Waschplätzen etc. sind die erforderlichen Hautschutz-, Hautreinigungs- und Hautpflegepräparate bereitzustellen.

4.10 Persönliche Arbeitshygiene

Arbeitskleidung und Straßenkleidung sollten getrennt aufbewahrt werden. Durch wassergemischte Kühlschmierstoffe benetzte Kleidungsstücke sind bald zu wechseln, da nach dem Trocknen hohe Konzentrationen von reizenden Substanzen zurückbleiben können. Gleiches gilt für Textilien, die zum Reinigen von Maschinenteilen und Werkstücken benutzt werden.

In diesen können feinste Metallpartikel zurückbleiben und so beim schnellen Reinigen von Händen und Unterarmen zu zusätzlicher Hautbelastung führen.

4.11 Betriebsanweisungen

Da beim Umgang mit Kühlschmierstoffen Gesundheitsgefährdungen für die Beschäftigten entstehen können, hat der Unternehmer Betriebsanweisungen für den Umgang mit Kühlschmierstoffen zu erstellen und an den entsprechenden Arbeitsplätzen auszuhängen.

5 Ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen an Werkzeugmaschinen

5.1 Sicherheitslaufroste

Der größte Prozentsatz der krankheitsbedingten Ausfallzeiten entfällt auf Erkrankungen des Muskel- und Skelettsystems und der Bindegewebe. Durch die korrekte Auswahl der richtigen Steh unterlagen kann diesen Fehlzeiten wirkungsvoll begegnet werden. Die Forderung für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz für eine optimale Stehunterlage gliedert sich wie folgt:

• Die Standfläche sollte eben und rutschfest sein, um Unfallgefahren durch Stolperstellen vorzubeugen.
• Die Standfläche sollte eben und stabil sein, Belastungen und Erschütterungen sollten an eine elastische Stehunterlage abgegeben werden.
• Zum Schutz gegen thermische Einflüsse sollte eine Isolation zwischen Hallenboden und Schuhsohle bestehen.

Bild 5-1: Sicherheits-Holzlaufrost

Holzlaufroste haben sich in vielen Jahren an Steharbeitsplätzen in der Metall verarbeitenden Industrie bestens bewährt. Holzlaufroste sind aus Hartholz gefertigt und dadurch sehr widerstandsfähig gegen das Eindringen von Spänen und die Einwirkung von Kühlschmierstoffen. Sicherheits-Holzlaufroste sollten elastisch, tritt sicher, stabil, flexibel, aufrollbar und wartungsfrei sein.

5.2 Beleuchtung

Die Beleuchtung trägt wesentlich zur Qualität des Arbeitsergebnisses und zur Arbeitssicherheit bei. Will man bei beiden einen zufriedenstellenden Stand erzielen, muss man sich Gedanken machen, welche Beleuchtung für den vorgesehenen Einsatz geeignet bzw. gebrauchstauglich ist.

Maschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, sind ein typisches Beispiel für Arbeitsplätze, die durch allgemeine Beleuchtung nicht zufriedenstellend zu beleuchten sind. Oft wird das Licht im Inneren des Bearbeitungsraumes benötigt. Leuchten üblicher Bauart können die notwendigen Funktionen einer Maschinenleuchte nicht erfüllen. Dies wird deutlich, wenn man die Sehaufgabe an einer Maschine und die Anbaumöglichkeiten für die Lampe näher betrachtet.

Einige typische Sehaufgaben sind

• ein Werkstück auf einer Drehmaschine einspannen und positionieren,
• den Zerspanungsprozess an einer Fräsmaschine beobachten,
• Skalen und Anzeigen kontrollieren.

Bild 5-2: Halogenmaschinenleuchte IP 65 bei mech. Beanspruchung und Einsatz von KSS

Bild 5-3: Maschinenschutzrohrleuchten in Werkzeugmaschinen

Jede Sehaufgabe erfordert eine andere Beleuchtung. In manchen Fällen ist starkes Punktlicht ideal, in anderen Fällen großflächiges Licht mittlerer Intensität. Manche Sehaufgabe erfordert fest installierte Leuchtkörper. Andere Situationen wiederum brauchen eine Leuchte mit beweglichem Kopf oder Gestänge. Ein besonders kritischer Punkt sind die Umgebungsbedingungen am Einsatzort der Leuchte, wenn mit Kühlmitteleinsatz und herumfliegenden Zerspanungsteilen zu rechnen ist. Die Anforderungen an Maschinenleuchten sind Robustheit, Wasserdichtheit, Vielfältigkeit. Maschinenleuchten in der Schutzart IP 54 bzw. IP 65 eignen sich besonders für den Einsatz in Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren, wenn mit Kühlmitteleinsatz und mechanischen Beanspruchungen zu rechnen ist.

5.3 Hebehilfsmittel

Zur Vermeidung von Unfall- und Gesundheitsgefahren beim Handhaben von Lasten sollen

• die Handhabung so gestaltet sein, dass durch Druck auf die Wirbelsäule und Häufigkeit ihrer Belastung die Grenzen der Erträglichkeit nicht überschritten,
• die körperliche Eignung und der Gesundheitszustand der Beschäftigten berücksichtigt werden.

Zumutbare Lasten richten sich nach Geschlecht und Häufigkeit des Hebens und Tragens.

Bild 5-4: Kurbelwellenbeladung mittels Hebehilfe

Bild 5-5: Positionierung der Kurbelwelle mittels Balancer

Bild 5-6: Zumutbare Lasten (nach Hettinger)

6 Betriebsanleitung und Betriebsanweisung

6.1 Betriebsanleitung

Die Betriebsanleitung muss nach Anhang I 1.7.4.2 der EG-Maschinenrichtlinie ( 2006/42/EG) zu folgenden Mindestinformationen Aussagen treffen:

• Angaben zum Hersteller
• Angaben zur Bezeichnung und eine allgemeine Beschreibung der Maschine
• Angaben zur bestimmungsgemäßen Verwendung der Werkzeugmaschine
• Angaben zu den Arbeitsplätzen, die vom Bedienpersonal eingenommen werden können
• Angaben über Handhabung und Transport
• Angaben zur vorhersehbaren Fehlanwendung der Maschine
• Angaben über die Installation
• Angaben über Montage und Demontage
• Angaben über die Inbetriebnahme
• Angaben zum Rüsten
• Angaben zur Instandhaltung und Störungsbeseitigung
• Angaben zu erforderlichen Prüfungen

Weiter muss die Betriebsanleitung auf unzulässige und sachwidrige Verwendung sowie auf noch vorhandene Restgefährdungen hinweisen und wie man sich dagegen bei bestimmungsgemäßer Verwendung schützen kann.

Weiter muss vor üblichem Missbrauch gewarnt werden. Dabei sind die erfahrungsgemäß vorkommenden und als bekannt vorauszusetzenden unzulässigen Arbeitsweisen bei Werkzeugmaschinen einzeln aufzuzeigen und als verboten zu deklarieren. Für das Fachpersonal gedachte Wartungsanleitungen müssen Hinweise auf verbleibende Restgefährdungen enthalten.

Bild 6-1: Transport zum Aufstellort

Bild 6-2: Vertikale Abstützung eines in der Montage befindlichen Werkzeugschlittens

Mit dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine muss die Original-Betriebsanleitung in der Sprache des Verwenderlandes vorliegen. Die in der Betriebsanleitung enthaltenen Informationen müssen u. a. Auskunft geben über

• Lagerung und Aufstellung,
• Anbringung und Abbau von Ausrüstungen,
• Einarbeitung der Maschinenbenutzer,
• wesentliche Merkmale der Werkzeuge, welche an der Maschine zum Einsatz kommen,
• Reinigung der Werkzeugmaschine,
• Zubehör, Ersatz- und Verschleißteile sowie Kundendienst,
• die Außerbetriebnahme und die Entsorgung,
• den Notfall und
• Hinweise zur sicheren Demontage.

Bild 6-3: Dateneingabe nach Betriebsanleitung

6.2 Betriebsanweisung

Betriebsanweisungen sind vom Unternehmer an seine Mitarbeiter gerichtet und regeln arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogen das Verhalten im Unter nehmen zur Vermeidung von Unfall- und Gesundheitsgefahren. Sie unterstützen die Vorgesetzten bei der Unterweisung ihrer Mitarbeiter sowie bei einer eventuell notwendigen Verhaltenskorrektur. Betriebsanweisungen helfen allen Mitarbeitern bei der sicheren und gesundheitsgerechten Ausführung ihrer Arbeit.

Betriebsanweisungen sind im Unternehmen in geeigneter Weise bekannt zu machen. Sie sollen in Form und Sprache so gestaltet sein, dass die Mitarbeiter die sachlichen Inhalte verstehen und in der betrieblichen Praxis auch umsetzen können. Wenn ausländische Mitarbeiter der deutschen Sprache nicht ausreichend mächtig sind, ist die Betriebsanweisung in deren Muttersprache abzufassen.

Als Grundlage für eine Betriebsanweisung dienen

• für verwendungsfertige Maschinen und Einrichtungen die Angaben des Herstellers in der Betriebsanleitung,
• bei Gefahrstoffen die nach der Gefahrstoffverordnung vorgeschriebenen Kennzeichnungen sowie die Hinweise auf die besonderen Gefahren und Sicherheitshinweise für den Umgang,
• bei sonstigen chemischen Stoffen und Zubereitungen, die nicht unter den Geltungsbereich der Gefahrstoffverordnung fallen, Angaben aus dem Sicherheitsdatenblatt.

Die Betriebsanweisung muss alle Angaben enthalten, um einen gefährdungsfreien Betrieb der Werkzeugmaschine, deren Einrichtungen und eingesetzten Stoffen sicherzustellen. Ebenso ist das Verhalten bei Störungen zu regeln, wie auch bei Unfällen und Maßnahmen zur Ersten Hilfe. Aus der Betriebsanweisung muss der sachliche, personelle, örtliche und zeitliche Geltungsbereich eindeutig hervorgehen.

In Fällen, in denen der Betreiber über keine Unterlagen verfügt, setzt seine Ermittlungspflicht ein, um sich die entsprechenden Informationen bezüglich vorgenannter Benutzerinformationen zu besorgen.

Betriebsanweisungen sollten so kurz wie möglich gefasst, verständlich abgefasst und überschaubar sein. Daher kann es z.B. für verkettete programmierte Werkzeugmaschinen sinnvoll sein, Teilbereichs-Betriebsanweisungen für bestimmte Arbeits- und Tätigkeitsbereiche zu erstellen, welche dann Bestandteil der Gesamt-Betriebsanweisung sind.

Neben Betriebsanweisungen für den Normalbetrieb ist es deshalb ganz besonders erforderlich, spezielle Betriebsanweisungen für den Sonderbetrieb

• Einrichten und Rüsten,
• Probelauf,
• Störungsbeseitigung,
• Instandhaltung (Wartung, Inspektion und Instandsetzung)

zu erstellen.

Die Art der Bekanntmachung von Betriebsanweisungen richtet sich nach den betriebsspezifischen Erfordernissen im Einzelfall vor Ort, wie auch nach den Vorgaben in einschlägigen Vorschriften. Beim Betreiben von Werkzeugmaschinen ist es daher ratsam, für jede Werkzeugmaschine in deren Umfeld eine Betriebsanweisung öffentlich auszuhängen. Des Weiteren sollte dem dort tätigen Personal eine Betriebsanweisung ausgehändigt werden, wobei ein Gegenzeichnen des Empfängers sinnvoll ist. Darüber hinaus sind sie auch ein ideales Hilfsmittel für die Unterweisung der Arbeitnehmer.

Bild 6-4: Muster einer Betriebsanweisung

7 Unterweisung

Unterweisungen enthalten immer Elemente aus der direkten Arbeitsanweisung, aber auch weitergehende Elemente mit Informationen über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der jeweiligen Tätigkeit sowie Erläuterungen der zugehörigen Schutzmaßnahmen. Eine derartige Unterweisung dient aber nicht nur der Vermittlung von Kenntnissen und Informationen, sondern auch der Sensibilisierung und Motivierung der Mitarbeiter. Denn durch Unterweisungen besteht die Möglichkeit, den Mitarbeitern klare, verständliche und eindeutige Aufträge und "Anweisungen" für ihre Arbeit zu geben. Derartige Anweisungen müssen die erforderlichen Schutzmaßnahmen auf der Basis der Gefährdungsbeurteilung des Herstellers wie der Arbeitsplatzbeurteilung des Betreibers mit einbeziehen.

Hierdurch sollen die Mitarbeiter in die Lage versetzt werden, Anweisungen zum Arbeitsschutz richtig zu erfassen und in ihr eigenes Verhalten zu übernehmen. Zu unterweisen sind alle Mitarbeiter eines Unternehmens. Hierzu zählen Mitarbeiter mit Dauerarbeitsverhältnis genauso wie Mitarbeiter mit befristetem Arbeitsverhältnis. Da auch Leiharbeitnehmer in die Arbeitsschutzorganisation des Unternehmens einzugliedern sind, müssen sie ebenfalls unterwiesen werden, denn nur das Unternehmen kann die Gefährdungen und Schutzmaßnahmen an seinen Arbeitsplätzen kennen.

Die Inhalte der Unterweisung sind auf der Grundlage der Anweisungen aufzubauen. Hinzu kommen Informationen und Erläuterungen, welche die Hintergründe und Zusammenhänge der Schutzmaßnahmen an den Werkzeugmaschinen betreffen. Auch Angaben darüber, was bei und nach einem Unfall zu tun ist, gehören in die Unterweisung. Die Unterweisungen sind vor der Aufnahme der Tätigkeit durchzuführen und regelmäßig zu wieder holen, z.B. bei Veränderungen im Tätigkeitsbereich oder wenn angenommen werden muss, dass die Wirkung einer Unterweisung nachgelassen hat. Unterweisungen sind arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogen aufzubauen und müssen mindestens einmal jährlich erfolgen. Schematisierte Unterweisungen, insbesondere vor einer großen Zahl von Mitarbeitern, sind nichtzweckmäßig. Unterweisungen werden im Allgemeinen mündlich gehalten und sollen genaue Hinweise auf Gefährdungen, Gefährdungssituationen und Schutzmaßnahmen sowie über das richtige Verhalten und den sicheren Umgang mit der Werkzeugmaschine, den Arbeitsmitteln und -stoffen enthalten.

Die Form einer wirkungsvollen Unterweisung an einer Werkzeugmaschine sollte neben der Vermittlung von theoretischen Kenntnissen auch die aktive Einübung des praktischen Handelns beinhalten. Das Gespräch, die Diskussion, die direkte Beteiligung der Mitarbeiter sind wirkungsvoller als jeder Vortrag.

Daher hat der Vorgesetzte alle erforderlichen Vorkehrungen zu treffen, damit den Mitarbeitern

• alle erforderlichen Informationen, insbesondere zu den sie betreffenden Gefährdungen, welche sich aus den in ihrer Arbeitsumgebung vorhandenen Werkzeugmaschinen, Arbeitsmitteln und Gefahrstoffen ergeben - auch wenn sie diese nicht selbst benutzen - und
• soweit erforderlich, Betriebsanweisungen für die bei der Arbeit benutzte Werkzeugmaschine, Arbeitsmittel, ein schließlich Gefahrstoffe,

in der für die Mitarbeiter verständlichen Form und Sprache zur Verfügung stehen.

Werden Instandhaltungsarbeiten oder Umbauarbeiten durchgeführt, hat der Vorgesetzte auch hier die erforderlichen Vorkehrungen zu treffen, damit die mit der Durchführung beauftragten Mitarbeiter eine angemessene spezielle Unterweisung erhalten. Weiter sollte der Unterweisende wissen, welches Wissen und Können er bei den zu Unterweisenden voraussetzen kann, einschließlich der persönlichen Eigenheiten des Einzelnen, und deren Motive für ihr bisheriges Verhalten kennen.

Auf Folgendes sollte der Unterweisende bei Drehmaschinen besonders hinweisen:

• Glatte Wellen und Wellenenden sind zu verkleiden. Denn die Gefahr, die von sich drehenden Wellen ausgeht, wird immer wieder unterschätzt. Besonders leicht werden hier lange Haare oder weite Kleidungsstücke erfasst und aufgewickelt.
• An normalen Drehmaschinen sind Gefährdungsstellen und -quellen im unmittelbaren Arbeitsbereich des Bedieners anzutreffen, welche durch geeignete Maßnahmen zu sichern sind.
• Nach dem Einspannen des Werkstückes in das Dreibackenfutter darf nicht vergessen werden, den Futterschlüssel wieder abzuziehen.
• Zur Vermeidung von Handverletzungen beim Entfernen von Drehspänen müssen Handfeger und Spänehaken zur Verfügung stehen. Beim Entfernen von Fließspänen muss ein Spänehaken mit Handschutz benutzt werden.

Bild 7-1: Verboten: Entfernen von Fließspänen mit Spänehaken ohne Handschutz (Bild nachgestellt)

Bei Säulenbohrmaschinen sollte auf Folgendes hingewiesen werden:

• Die meisten Unfälle lassen sich darauf zurückführen, dass das Werkstück während des Bearbeitungsvorganges nicht gegen Herumschlagen gesichert, sondern mit der Hand festgehalten wurde.

An Bohrmaschinen lassen sich folgende Unfallschwerpunkte ausmachen:

• Herumschlagen des Werkstückes
• Erfassen der Kleidung
• Schnittwunden durch Körperkontakt mit dem Bohrer oder mit Bohrspänen
• Herunterfallen des Werkstückes vom Bohrtisch

Derartige Gefährdungssituationen lassen sich durch entsprechende Unterweisung und entsprechender Verhaltensbeobachtung leicht vermeiden:

• Grundsätzlich sind bei allen Bohrarbeiten die Werkstücke gegen Herumschlagen zu sichern. Dies kann z.B. durch die Verwendung eines Maschinenschraubstockes, welcher auf dem Bohrtisch befestigt ist, erreicht werden.
• Zur sicheren Beseitigung von Bohrspänen sind geeignete Hilfsmittel, wie Spänehaken mit Handschutz oder Handfeger, zu benutzen.
• Wegen der Gefahr des Erfasstwerdens vom Bohrer ist es verboten, bei Bohrarbeiten Handschuhe zu tragen. Weiter ist darauf zu achten, dass eng anliegende Arbeitskleidung - hier speziell die Ärmel - getragen wird. Bei langen Haaren muss ein Haarnetz getragen werden.

Bild 7-2: Verboten: Bohren mit Handschuhen und ohne Sicherung gegen Herumschlagen (Bild nachgestellt)

Bild 7-3: Vermeidung unnötiger Risiken beim Bohren

Ein Unterweisungsablauf könnte dann wie folgt aufgebaut sein:

1. Wissensstand ermitteln
2. Lernziele festlegen
3. Unterweisungsstoff strukturieren
4. Interesse wecken
5. Unterweisungsstoff theoretisch und praktisch vermitteln durch Zeigen und Üben!
6. Lernerfolg kontrollieren

Die zu behandelnden Unterweisungsthemen an Werkzeugmaschinen ergeben sich aus der Gefährdungsbeurteilung und spiegeln somit die betrieblichen Gegebenheiten wider.

Unterweisungsinhalte könnten u. a. sein an:

Drehmaschinen ohne NC-Steuerung

• Der Einsatz von Futterschutzhauben und wenn dies nicht möglich ist, welche Alternativen es gibt, z.B. fest angebrachte Schutzwand oder bei kleineren Maschinen Steckblech auf der Rückseite der Maschine.
• Bei Verwendung von Futtern überprüfen, dass diese für die vorgesehenen Drehzahlen geeignet sind.
• Verwendung fester Verkleidungen (Schutzrohre) für herausstehende rotierende Werkstücke.
• Einsatz eines ordnungsgemäßen Spänehakens (Handschutzteller, keine Öse).
• Trageverbot für Schutzhandschuhe.
• Tragen von Schutzbrillen, z.B. bei Messingwerkstoffen usw.
• Tragen von eng anliegender Kleidung.
• Verbot des manuellen Haltens loser Schmirgelleinwandstücke o. Ä.

Drehmaschinen mit NC-Steuerung

• Überprüfung, dass alle Gefahrenbereiche verdeckt sind.
• Überprüfung, dass Verdeckungen
• in geöffneter Stellung die Maschinen zwangsläufig stillsetzen.
• Überprüfung, dass eine feste Verkleidung (Schutzrohre) für heraus stehende rotierende Werkstücke vorhanden ist.
• Einsatz von Spannfutter mit Drehzahlkennzeichnung.
• Spannfutter müssen für die Drehzahl geeignet sein.
• Trageverbot für Schutzhandschuhe.
• Welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind, wenn in Sonderfällen die Maschine bei offener Verdeckung betrieben werden muss (z.B. Schutzbrille, eng anliegende Kleidung usw.).

Fräsmaschinen ohne NC-Steuerung

• Überprüfung, dass eine Fräserschutzhaube oder Verdeckung für Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 1 m/s und mehr (Die Verwendung von Fräserschutzhauben bei Einsatz der Fräsmaschine in der Produktion ist höher zu bewerten als bei Einsatz der Fräsmaschine im Werkzeug- und Formen bau und in Reparaturwerkstätten.) eingesetzt wird.
• Überprüfung, dass Kühlmittelleitungen so angeordnet sind, dass zum Verstellen nicht in den Wirkbereich des Fräswerkzeugs gegriffen werden muss.
• Einsatz von Verkleidungen für umlaufende Wellenenden von Frässpindeln.
• Trageverbot für Schutzhandschuhe.
• Bei kurzen Spänen, z.B. bei Messingwerkstoffen usw., Hinweis, dass Schutzbrille getragen werden muss.
• Eng anliegende Kleidung tragen.

Bearbeitungszentren, einschließlich Fräsmaschinen mit NC-Steuerung

• Trageverbot für Schutzhandschuhe.
• Bei kurzen Spänen, z.B. bei Messingwerkstoffen usw., Schutzbrille tragen.
• Eng anliegende Kleidung tragen.
• Alle Maßnahmen zum Erhalt des Sicherheitszustandes, wie vom Hersteller entsprechend der Betriebsanleitung vorgesehen.
• Überprüfung, dass Kühlmittelleitungen so angeordnet sind, dass zum Verstellen nicht in den Wirkbereich des Fräswerkzeugs gegriffen werden muss.

Bohrmaschinen und Radialbohrmaschinen

• Überprüfung, dass die Verkleidung des oberen Keilriementriebs vorhanden ist.
• Verwendung eines Maschinenschraubstocks zum Spannen von Werk stücken oder Spannmitteln oder Anschläge gegen Herumschlagen von Werkstücken.
• Benutzung von Verdeckungen von Bohrspindeln, soweit dies möglich ist.
• Trageverbot für Schutzhandschuhe bei offen laufenden Bohrspindeln.
• Bei kurzen Spänen: Schutzbrille tragen.
• Eng anliegende Kleidung tragen und, wenn erforderlich, Mützen und Haarnetze benutzen.
• Zum Entfernen von Spänen Handbesen o. Ä. benutzen, keine Putzwolle oder Lappen.

Sägen

• Bei Bügelsägen: Das Sägeblatt (Sägebügel) in Ruhestellung sichern.
• Bei Bandsägen: Verkleidung des Sägebandes bis auf den zum Schneiden erforderlichen Teil zustellen.
• Bei Horizontalbandsägen: Sicherung gegen unbeabsichtigtes Einschwenken in die Arbeitsstellung benutzen.
• Bei Kaltkreissägen: Benutzen der Schutzhaube für das Sägeblatt, welche in Arbeitsstellung nur den zum Schneiden erforderlichen Teil des Sägeblattes frei lässt und in Ruhestellung das Sägeblatt vollständig verdeckt. Benutzung der Sicherung in Ruhestellung gegen unbeabsichtigte Bewegungen und zum Entfernen von Spänen Handbesen o. Ä. verwenden.

Unterweisungen sind gemäß der Unfallverhütungsvorschrift "Grundsätze der Prävention" (BGV A1) zu dokumentieren.

Sofern der Betreiber einer Werkzeugmaschine nicht in der Lage ist, seine Mitarbeiter ausreichend zu unterweisen, hat er eine sachkundige Unterweisung zu veranlassen.

Hilfe bieten hier die Hersteller von Werkzeugmaschinen an.

Ebenso vermitteln die Berufsgenossenschaften fachspezifische Kenntnisse in ihren Schulungsstätten oder vor Ort für die an einer Werkzeugmaschine eingesetzten Mitarbeiter.

8 Prüfen von Arbeitsmitteln bzw. Maschinen der Zerspanung

Die Maschinensicherheit hängt von vielen Faktoren ab, vom ordnungsgemäßen Funktionieren vorhandener Schutzeinrichtungen, vom Beachten der Benutzungshinweise in den Betriebsanleitungen der Maschinenhersteller und der Hinweisschilder auf den Maschinen. Auch Schulungen von Maschinenbedienern bei Inbetriebnahme neuer Maschinen oder wesentlich veränderter Maschinen tragen entscheidend zur Maschinensicherheit bei. Letztlich hängt die Sicherheit auch vom pfleglichen Umgang mit diesen Maschinen, ihren Werkzeugen und auch mit Kühlschmierstoffen und entsprechenden Absaugeinrichtungen ab.

Bis September 2002 waren Prüfungen bezüglich der Sicherheit von Zerspanungsmaschinen u. a. in den Unfallverhütungsvorschriften

• "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel",
• "Grundsätze der Prävention"

sowie in Berufsgenossenschaftlichen Regeln zu Schutzeinrichtungen, z.B. zu

• Zweihandschaltungen,
• berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (z.B. Lichtschranken, Laserscannern),
• Kühlschmierstoffen

geregelt.

Bild 8-1: Wichtige Prüfobjekte an einer CNC-Drehmaschine

Seit Oktober 2002 ist die Betriebssicherheitsverordnung ( BetrSichV) hinzugekommen, die insbesondere die Benutzung aller Arbeitsmittel und damit auch erforderliche Prüfungen an Arbeitsmitteln bzw. Maschinen der Zerspanung neu regelt.

Die BetrSichV gibt derzeit nur Leitmerkmale zu notwendigen Prüfungen vor, die vermutlich in der Zukunft noch durch neu zu formulierende Technische Regeln zu einzelnen

Maschinengattungen ergänzt werden. Inhaltliche Grundlage für diese Technischen Regeln werden nationale Vorschriften sein - im Fall der Zerspanungsmaschinen sind dies die oben genannten Unfallverhütungsvorschriften und BG-Regeln. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass in diesen neuen Technischen Regeln bewährte Prüfbestimmungen des Berufsgenossenschaftlichen Vorschriftenwerks fortgeschrieben werden. Empfehlenswert ist deshalb, für Maschinenprüfungen die oben genannten BG-Vorschriften so lange anzuwenden, bis sie von neuen Technischen Regeln zur BetrSichV abgelöst werden.

Die Prüfbestimmungen der BetrSichV können ohne die noch fehlenden Technischen Regeln derzeit folgendermaßen dargestellt werden:

Bild 8-2: Anwendungsbereich der Betriebssicherheitsverordnung ( BetrSichV)

8.1 Anwendungsbereich der BetrSichV

Der Anwendungsbereich der BetrSichV umfasst Arbeitsmittel und "Überwachungsbedürftige Anlagen".

Maschinen der Zerspanung fallen in den Bereich Arbeitsmittel, deren Spektrum von einzelnen Werkzeugen bis zu Maschinenverkettungen/Anlagen reicht.

8.2 Ermittlungspflicht von Prüfungen

Der Arbeitgeber/Betreiber von Zerspanungsmaschinen muss Art, Umfang und Fristen erforderlicher Prüfungen zur Maschinensicherheit ermitteln.

Empfehlens wert ist die Hinzuziehung von Servicediensten der Maschinenhersteller oder Lieferer.

8.3 Durchführung von Prüfungen

Die BetrSichV schreibt vor, dass Prüfungen nur durch hierzu "befähigte Personen" durchgeführt werden dürfen.

Der Arbeitgeber/Betreiber hat die notwendigen Voraussetzungen zu ermitteln und festzulegen, welche Voraussetzungen diese Personen erfüllen müssen, die von ihm mit der Prüfung von Arbeitsmitteln zu beauftragen sind.

Befähigte Personen im Sinne der BetrSichV sind Personen, die durch ihre Berufsausbildung, ihre Berufserfahrung und ihre zeitnahe berufliche Tätigkeit über die erforderlichen Fachkenntnisse zur Prüfung der Arbeitsmittel verfügen.

8.4 Prüfanlässe

Die BetrSichV kennt keine den Unfallverhütungsvorschriften ( UVVen) und BG-Regeln vergleichbaren wiederkehren den Prüfbestimmungen.

Sie verlangt vom Arbeitgeber/Betreiber, dass er Prüfungen veranlasst und Prüfintervalle festlegt, wenn Arbeitsmittel Schäden verursachenden Einflüssen unterliegen, die zu gefährlichen Situationen führen können. Ferner hat der Arbeitgeber Arbeitsmittel zu überprüfen, wenn deren Sicherheit von Montagebedingungen abhängt, insbesondere

• nach der Montage,
• vor der ersten Inbetriebnahme,
• nach jeder Montage an einem neuen Standort.

Darüber hinaus verlangt die BetrSichV außerordentliche Prüfungen, wenn außergewöhnliche Ereignisse schädigende Auswirkungen auf die Sicherheit der Arbeitsmittel haben können, z.B.

• Unfälle,
• Veränderungen am Arbeitsmittel,
• Instandsetzungsarbeiten, welche die Sicherheit des Arbeitsmittels beeinträchtigen können,
• längere Zeit der Nichtbenutzung,
• Naturereignisse, wie Blitzschlag, Überschwemmung.

8.5 Prüfnachweis

Der Arbeitgeber/Betreiber hat die Ergebnisse der Prüfungen aufzuzeichnen (schriftl. Nachweis). Die Aufzeichnungen sind mindestens bis zur nächsten Prüfung aufzubewahren.

Die BetrSichV erleichtert damit den Archivierungsaufwand. Es ist jedoch zu empfehlen, davon keinen Gebrauch zu machen, um für die befähigten Personen bessere Erfahrungswerte für Folgeprüfungen und ggf. auch für die vorbeugende Instandhaltung zu sammeln.

8.6 Prüfung auf "Augenfällige Mängel"

Neben den Prüfungen durch befähigte Personen sind Zerspanungsmaschinen vor Schicht beginn auf augenfällige Mängel durch Bedienpersonen/Maschinenführer zu überprüfen, um Schäden recht zeitig erkennen und beheben zu können, bevor Unfallgefahren oder Maschinenschäden entstehen.

Bild 8-3: Flexible Prüfintervalle für Zerspanungsmaschinen

Festgestellte Mängel sollten dem Vorgesetzten in Schriftform gemeldet werden.

8.7 Neue Prüfkonzepte

Die BetrSichV öffnet die Prüfintervalle in Richtung belastungsbezogener Prüfungen. Bei entsprechenden Kenntnissen können die bekannten wiederkehrenden Prüfintervalle möglicherweise verlängert werden. Längere als in den UVVen und BG-Regeln vorgeschriebene Prüfintervalle müssen jedoch begründet werden bzw. der Arbeitgeber/Betreiber trägt die Verantwortung für verlängerte Prüfintervalle. Hierzu könnte er z.B. Erfahrungen der Servicedienste der Hersteller oder Sachkundiger (SK) oder ggf. Sachverständiger (SV) nutzen.

Bild 8-4: Gesamtkonzept zur Prüfung von Zerspanungsmaschinen

Bei der Beschaffung neuer Arbeitsmittel/ Zerspanungsmaschinen bietet sich an, bestimmte Prüfungen bzw. Prüfintervalle in Lasten- und Pflichtenheften näher zu beschreiben bzw. bewusst vorzugeben.

Empfehlenswert ist, in Prüfkonzepten nicht nur die Prüfbestimmungen zutreffender Vorschriften umzusetzen, sondern Gesamtkonzepte zu erstellen, in welchen Hinweise der Hersteller zu Verschleißteilen, Hilfsstoffen, Wartungsempfehlungen usw. und auch eigene Erfahrungswerte einbezogen werden.

Bei der Anwendung von Gesamtkonzepten von Prüfungen zur Maschinensicherheit eröffnet die BetrSichV also die Möglichkeit, von wiederkehrenden zu belastungsbezogenen Prüfstrukturen zu kommen.

9 Bemerkenswerte Unfälle

Unfallbericht 1

Tödlicher Unfall an konventioneller Drehmaschine

Unfallhergang

Ein Mitarbeiter war damit beauftragt worden, Ventilgehäuse an den Flanschen plan zu drehen. Das Ventilgehäuse wurde im Dreibackenfutter gespannt und zusätzlich mit einer Spannvorrichtung fixiert. Von der mitlaufenden unsymmetrischen Spannvorrichtung wurde der Mitarbeiter plötzlich er fasst und in die Drehmaschine eingezogen. Hierbei erlitt er die tödlichen Verletzungen.

Unfallursache

Ursächlich für diesen Unfall war die fehlende bewegliche Verdeckung über den Wirkbereich bei der Zerspanung von unsymmetrischen Werkstücken. Im Weiteren kam erschwerend hinzu, dass die Einrückhebelsicherung an der Maschine durch Verschleiß kein sicheres Ein- und Ausschalten durch Formschlüssigkeit aufwies.

Unfallverhütung

Gefahrstellen und Gefahrquellen müssen durch trennende Schutzeinrichtungen gesichert werden. Bei der Bearbeitung von nicht symmetrischen Bauteilen sind auch an konventionellen Maschinen bewegliche trennende Schutzeinrichtungen einzusetzen. Bei der Verwendung von Spannvorrichtungen ist darauf zu achten, dass diese möglichst kreisförmig geschlossen sind und keine Fang- oder Einzug stellen während der Rotationsbewegung entstehen können. Die Wirksamkeit von Einrückhebelsicherungen (Ein/Aus-Schalter) ist regelmäßig zu prüfen, damit ein Einrasten (Ausstellung) gewährleistet ist und nicht durch zufälliges Betätigen ein Ingangsetzen der Maschine erfolgen kann.

Bild 9-1: Drehmaschine mit sicherheitswidriger Spanneinrichtung, Beispiel 1

Bild 9-2: Drehmaschine mit sicherheitswidriger Spanneinrichtung, Beispiel 2

Bild 9-3: Defekter Einrückhebel

Unfallbericht 2

Kettenrad durchschlägt Sichtscheibe an zyklengesteuerter Drehmaschine - Mitarbeiter erlitt schwerste Gesichtsverletzungen

Unfallhergang

An einer zyklengesteuerten Drehmaschine war ein Mitarbeiter damit beschäftigt, Kettenräder mechanisch zu bearbeiten. Der programmgesteuerte Zerspanungsprozess beinhaltete das mittige Aufbohren und anschließende Innendrehen für die Sackbohrungen. Im Fortgang der Arbeiten, vermutlich nach dem Aufbohren, durch schlug das Kettenrad die Sichtscheibe (Sicherheitsglas der beweglich trennenden Schutzeinrichtung) und traf den Mitarbeiter am Kopf, wobei er schwerste Gesichtsverletzungen erlitt.

Unfallursache

Die Unfalluntersuchung ergab, dass vermutlich ein Programmierfehler für den Unfall ursächlich war. In der Programmabfolge wurde festgestellt, dass der notwendige Nullpunkt noch nicht positioniert war und das im Eilgang mit dem Werk zeug in das Werkstück hineingefahren wurde. Das herstellerseitige maschinentechnische Konzept war gegen Gefahren von herausschleudernden Gegenständen nicht aus reichend dimensioniert.

Unfallverhütung

Entsprechend der Maschinenrichtlinie 98/37/EG Anhang 1 müssen Vorkehrungen getroffen werden, um das Herausschleudern von gefährlichen Gegenständen, insbesondere von zu bearbeitenden Werkstücken, zu vermeiden.

Die DIN EN 953 "Sicherheit an Maschinen - Trennende Schutzeinrichtungen" gibt sicherheitstechnische Lösungen vor, die einem Herabsetzen des Risikos durch Herausschleudern und/oder zum Rück halten von zu bearbeitenden Werkstücken entsprechen.

Bild 9-4: Durchschlagene Sichtscheibe

Bild 9-5: Werkstück Kettenrad

Unfallbericht 3

Tödlicher Unfall an einer CNC-Drehmaschine

Unfallhergang

Ein erfahrener Dreher war beauftragt, eine Edelstahlwelle auf einer CNC-Drehmaschine zu bearbeiten. Dieser mechanische Zerspanungsprozess kann aus schließlich im Automatikbetrieb ausgeführt werden. Aus nicht bekannten Gründen hatte der Dreher ein Zungen stück nachgefertigt und in den Personenschutzschalter der Bauart 2 eingesteckt. Somit war die trennende Schutzeinrichtung an der CNC-Drehmaschine unwirksam gemacht worden. Im Fortgang der Arbeiten beugte sich der Mitarbeiter in den Arbeitsraum und wurde vom rotierenden Dreibackenfutter in die Maschine eingezogen und erlitt hierbei tödliche Verletzungen.

Unfallursache

Mit ursächlich für den Unfall war der offen und frei zugänglich angebrachte Positionsschalter an der Schiebetür zum Zerspanungsraum. Der Hersteller hatte keine Maßnahmen ergriffen, die das Umgehen des Positionsschalters auf einfache Weise verhindert oder zumindest erschwert hätten. Die trennende Schutzeinrichtung konnte somit auf einfache Weise manipuliert werden. Das sicherheitstechnische Fehlverhalten des Mitarbeiters, dass mithilfe eines nachgefertigten Zungenstückes der Positionsschalter manipuliert wurde, ist sicherlich in die Ursachenbetrachtung mit einzubeziehen.

Unfallverhütung

Im Rahmen einer sicherheitstechnischen Beanstandung eines technischen Arbeitsmittels wurde der herstellerseitige Konstruktionsfehler an der CNC-Maschine und baugleichen CNC-Maschinen angezeigt. Zukünftig ist das Umgehen des Positionsschalters auf einfache Weise nicht mehr möglich. Der Betreiber führte innerbetriebliche Sonderunterweisungen durch, die auf die bestimmungsgemäße Verwendung der Werkzeugmaschinen einging.

Bild 9-6: "Offener" Arbeitsraum CNC-Drehmaschine

Bild 9-7: Manipulation des Positionsschalters

Unfallbericht 4

Auszubildender erlitt schwere Schnittverletzungen an Fräsmaschine

Unfallhergang

Im Rahmen der Ausbildung an Zerspanungsmaschinen absolvierte ein Aus zu bildender einen Fräsmaschinengrundlehrgang. Im Fortgang der Fräsarbeiten an der konventionellen Fräsmaschine griff der Auszubildende zwischen rotierendem Scheibenfräser und Fräsmaschinenständer hindurch, um den Kühlschmiermittelschlauch nachzustellen. Hierbei wurden die Arme des Auszubildenden von dem rotierenden Scheibenfräser erfasst und die linke Hand zwischen Werkstück und Scheibenfräser durchgezogen, wobei er sich schwerste Schnittverletzungen zuzog.

Unfallursache

Fehlende Verdeckung am oberen nicht benutzten Teil des Scheibenfräsers.

Unfallverhütung

Auch an konventionellen Fräsmaschinen sind die Gefahrstellen durch Verdeckungen zu schützen. In der Praxis bewährte Verfahren, wie Fräserschutzhauben für den nicht benutzten Teil von den Fräswerkzeugen oder komplette Verdeckungen, die einen Zugriff in den Zerspanungsraum nicht ermöglichen, sind anzuwenden.

Bild 9-8: Haut- und Kleidungsreste am ungeschützten Scheibenfräser

Unfallbericht 5

Tödlicher Unfall und schwerste Verletzungen an einer CNC-Drehmaschine

Unfallhergang

Während des Zerspanungsprozesses nahm ein Mitarbeiter ein sehr lautes (wie der Start eines Düsenjets) Betriebsgeräusch der Maschine wahr. Plötzlich löste sich das Werkstück aus der Spannvorrichtung, schleuderte aus der Maschine, flog gegen die Hallendachkonstruktion, verformte diese, wurde abgelenkt und stürzte auf den Fußboden. Zu diesem Zeitpunkt standen zwei Mitarbeiter unmittelbar vor der Unfallmaschine und wurden durch die wegschleudernden Teile im Kopfbereich getroffen.

Unfallursache

Unzulässig hohe Spindeldrehzahl durch Programmierfehler. Kritische Drehzahl 2000 U/min, tatsächliche Drehzahl war 3500 U/min. Keine Drehzahlüberwachung! Keine Vorkehrungen zur Drehzahlbegrenzung!

Maschine war nicht EG-Richtlinien- und Normkonform! (MRL 98/37/EG i. V. EN 12415)

Unfallverhütung

1. Bestätigung der höchsten Drehzahl nach Programmwechsel
2. Anlaufsperre bei Nichtbestätigung bzw. Anlauf nur in niedrigsten Drehzahl
3. Überwachung
   • Drehzahl
   • Spanndruck
   • Spannweg

Bild 9-9: Unfallmaschine und Werkstückaufprall (Fußboden)

Bild 9-10: Unfallmaschine mit durchschlagener Sichtscheibe

10 Quellennachweis

• Hüning, Reudenbach
  "Sichere Maschinen in Europa (Teil 1) - Europäische und nationale Rechtsgrundlagen - Kurzinformation für Hersteller und Benutzer", Verlag Technik & Information e.K., Bochum
• Hüning, Schulze
  "Sichere Maschinen in Europa (Teil 5), Verlag Technik & Information e.K., Bochum
• Hüning, Kirchberg, Schulze
  "Die neue EG-Maschinenrichtlinie", Bundesanzeiger Verlag
• Europäische Kommission
  "Leitfaden für die Anwendung der neuen Maschinenrichtlinie", Amt für amtliche Veröffentlichungen der Europäischen Gemeinschaften, Brüssel, Juni 2010
• Link, W.; v. Locquenghien;
  Preuße, Chr.; Dr. Umbreit, W. "Prozessbeobachtung in der Fertigung", Die BG, Mai 2002
• HVBG-Report
  "Manipulation von Schutzeinrichtungen an Maschinen", Februar 2006, www.hvbg.de
• BG-Regel "Betreiben von Arbeitsmitteln" (BGR 500), HVBG, Januar 2004
• Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd "Verkettete Anlagen", Ges- und + Sicher, 3/1997
• Unfallverhütungsvorschrift "Bauarbeiten" (BGV C22)
• BG-Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR 143)
• BG-Information "Keimbelastung wassergemischter Kühlschmierstoffe" (BGI 762)
• BG-Information "Hautschutz in Metallbetrieben" (BGI 658)
• BG-Information "Minimalmengenschmierung in der spanenden Fertigung" (BGI 718)
• Boveleth, Rabente Sonderdruck "Kühlschmierstoffe", Info Medien Verlag, 10/2010
• CD-ROM "Kühlschmierstoffe" BGIA, Storck-Verlag, www.Kuehlschmierstoff.de
• Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen, Fa. Total-Walther, 63225 Langen
• BG-Information "Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen" (BGI 719)
• Fachstelle "Maschinensicherheit" der BGHM
  Checkliste für die Überprüfung von Arbeitsmitteln
  Checkliste für Sicht- und Funktionsprüfungen an Werkzeugmaschinen

Sämtliche Bildrechte liegen bei den Autoren.

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