Sicherheitsrichtlinien für Maschinen und Anlagen

Die Sicherheitsrichtlinien für Maschinen und Anlagen sind ein Dickicht an Normen und Vorschriften. Bei gewissen technischen Einrichtungen ist deren Umsetzung nicht immer einfach.

Seit 28 Jahren setzen sich die Mitarbeitenden der Firma Mattle Industrieprodukte in Fehraltorf für die Maschinensicherheit ein. Das Unternehmen bietet sowohl Produkte als auch Dienstleistungen für den Bereich Safety an. Die Mitarbeitenden werden tagtäglich mit den Anforderungen der unterschiedlichsten Maschinentypen konfrontiert. Oftmals ist es dabei eine Gratwanderung zwischen Produktivität und Sicherheit.


Interview zum Schwerpunktthema Sicherheitstechnik

Folgende Experten von Mattle geben Auskunft:
Markus Schönbächler, Geschäftsführer,
Theo Sutter, Verkauf und Marketing, sowie
Alessandro Valente, Leiter Verkauf

 

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Herr Schönbächler, Sie sind Geschäftsleiter und begeisterter Segler. Ihr Unternehmen hat sich auf Sicherheitstechnik spezialisiert. Beim Segeln spielt die Sicherheit ebenfalls eine tragende Rolle. Da ist die Frage naheliegend: Sind Sie ein Sicherheitsfreak?

Markus Schönbächler: Ihre Frage ist nicht ;so einfach zu beantworten, aber beim Segeln lassen sich in der Tat Parallelen zum Maschinen- und Anlagenbau für die Industrie finden. Unser Unternehmensleitspruch passt hier in etwas abgewandelter Form bestens: mit Sicherheit Freude am Segeln. Auch im Segelsport geht es darum, die Sicherheitsaspekte und die Umwelteinflüsse zu analysieren und die daraus resultierenden Massnahmen anschliessend anzuwenden, damit man am Schluss gut unterwegs ist. Dementsprechend gelten hier die drei Grundvoraussetzungen für Sicherheit genauso:

Wissen, Erfahrung und gesunder Menschenverstand

Aber wie in den meisten Lebenslagen ist ein gewisses Restrisiko auch beim Segeln immer vorhanden. Dass mir die Sicherheit am Herzen liegt, hat mit einem prägenden Erlebnis im Jahr 1992 zu tun. Bei einer nächtlichen Inbetriebnahme — wir waren nur zu zweit — hat der Mitarbeiter eine Sicherheitsvorrichtung überbrückt und erlitt als Folge davon schlimme, irreparable Kopfverletzungen. Ein solches Erlebnis prägt einen das ganze Leben lang, denn diese Bilder lassen sich im Hirn nicht einfach löschen.

 

In den letzten Jahren wurde in Bezug auf die Maschinensicherheit vieles, das früher mechanisch gelöst wurde, auf die Elektronik beziehungsweise Steuerungstechnik verlagert. Sie, Herr Sutter, verfügen über 30 Jahre Safety-Erfahrung. Wie haben Sie diesen Wandel miterlebt?

Theo Sutter: Um das zu veranschaulichen, drehen wir die Uhr am besten um vier Jahrzehnte zurück. Ich erinnere mich gut an die klassischen mechanischen Schalter, wie sie überall in Maschinen eingesetzt wurden, in der Regel als Stössel-, Hebel- oder Rollenschalter. Abhängig von der mechanischen und elektrischen Beanspruchung war die Lebensdauer dementsprechend begrenzt. Mit dem Aufkommen der SPS sind zudem vermehrt elektrische Probleme mit den konventionellen Schaltern, wie z.B. dem Prellen, aufgetreten, was zu unerwünschten Störungen führte.

Berührungslose elektronische Schalter, namentlich induktive Näherungsschalter, ersetzten danach viele der mechanischen Schalter. Das Schalten aufgrund einer blossen Annäherung an Metall galt damals schon als beinahe magisch. Auml;hnliches passierte später bei der Einführung von berührungslosen Sicherheitsschaltern. Die Vorteile gegenüber mechanischen Lösungen haben letztlich dann doch zum Durchbruch von berührungslosen Sicherheitsschaltern geführt. Anfangs gab es eine ausgeprägte Skepsis gegenüber der damals sehr neuen Technologie. Deshalb wurden lange Zeit Sicherheitsschaltungen in Maschinensteuerungen ausschliesslich elektromechanisch realisiert. Die ersten elektronischen Sicherheitssteuerungen hatten für geraume Zeit einen schweren Stand, da Elektronik als zu wenig zuverlässig galt. Eine heute kaum mehr vorstellbare Haltung.

Vergleichbares erleben wir übrigens zurzeit mit der Markteinführung von Wireless-basierten Sicherheitssystemen. Unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit werden sich mittelfristig die heute bereits verfügbaren drahtlosen Systeme wie Safety-Simplifier durchsetzen. Dies, weil sich damit die hohe Flexibilität der Elektronik mit der erheblichen Einsparung von Verkabelungsaufwand kombinieren lässt.

 

Wo ergibt aus Ihrer Sicht der Einsatz von Elektronik keinen Sinn?

Sutter: Natürlich lässt sich die Zuhaltung an einer zu verriegelnden Türe nicht mit Elektronik bewerkstelligen, weil dazu schlicht nur die Mechanik geeignet ist. Und wenn an einer Maschine lediglich eine einzige Gefahrenstelle abzusichern ist, kann diese möglicherweise direkt in den Not-Aus-Kreis der Steuerung verschaltet werden. In den allermeisten Fällen aber — vor allem in komplizierteren und umfangreicheren Maschinen oder Anlagen — bietet die programmierbare Elektronik entscheidende Vorteile in Sachen Flexibilität und Wirtschaftlichkeit.

Das Wichtigste bei allen Sicherheitsvorrichtungen ist jedoch, nebst dem Schutz der bedienenden Personen, Lösungen zu finden, die den Bediener soweit als möglich nicht bei der Ausübung seiner Tätigkeit behindern. Denn eine demontierte oder umgangene Schutzeinrichtung ist mit Sicherheit die schlechteste und zudem teuerste Variante.

Schönbächler: Nicht alle Safety-Produkte sind für jede Anwendung geeignet. Denken wir z.B. an einen Steinbruch. Rein durch die physische und mechanische Beanspruchung durch äussere Einflüsse sind elektronische Ausrüstungen an diesen Orten meistens fehl am Platz. Also müssen wir, zusammen mit dem Kunden, einen anderen Lösungsansatz finden, und dieser beruht meistens auf Mechanik. Oft kommen in solchen Anwendungen, wie auch in der Ex-Zone, Schüsseltransfersysteme zum Einsatz. Wir stellen unseren Kunden jeweils die zentrale Frage: Wo kommt deine Anlage zum Einsatz? Steht sie irgendwo in der Pampa, ergibt eine Hightech-Steuerung wenig Sinn, da das Personal häufig nicht über das notwendige Know-how verfügt, um die Anlage korrekt zu bedienen und zu warten.

 

Oft ist es für den Laien schwierig, sich in diesem Normen-Dschungel zurechtzufinden. Immer wieder gibt es Anpassungen, Verschärfungen, oder es kommen neue Vorschriften dazu. Wie halten Sie und Ihre Mitarbeitenden sich auf dem neuesten Stand?

Alessandro Valente: Das europäische Normenwerk für die Sicherheit von Maschinen ist äusserst umfangreich. Es gibt maschinenübergreifende Normen, z.B. für Sicherheitsabstände, Zweihandschaltungen oder Not-Halt-Einrichtungen sowie maschinenspezifische Normen für Holzbearbeitungsmaschinen, FördersystemeRoboter etc. Man muss wissen, wo man sich die richtigen Informationen zur jeweiligen Aufgabenstellung holt. Ein gutes Networking ist in diesem Zusammenhang ebenfalls sehr hilfreich. Wir nehmen regelmässig an verschiedensten Seminaren teil. Zudem besteht natürlich die Möglichkeit, mit einer Anmeldung bei spezifischen Newslettern wichtige Informationen zum Thema Maschinensicherheit zu erhalten. Die Mattle AG bietet ihren Kunden Seminare zur Maschinensicherheit an. Daher müssen wir jederzeit über den aktuellen Stand im Bild sein.


Arbeiten Sie auch in einem oder mehreren Gremien für Normierung mit?

Schönbächler: Wir engagieren uns in einer sogenannten Erfahrungsgruppe mit rund 40 Mitgliedern für einen regelmässigen Austausch über Sicherheitsanliegen und -normen in der Industrie. In dieser Gruppe engagieren sich sowohl Maschinenhersteller, Anlagenbauer und Mitbewerber als auch die Suva, die selber Produkte zertifizieren darf. Zudem ist die Suva Schweiz durch einen Mitarbeiter vertreten. Dieser arbeitet bei der Definierung, Erstellung und Umsetzung von Normen mit. So erhalten wir einen direkten Informationszugang, wie sich gewisse Industrienormen in nächster Zeit entwickeln. Wir werden nach unserer Meinung gefragt, ob sich diese in der Praxis auch umsetzen lassen. Der Suva-Vertreter bringt diese Informationen danach in die entsprechenden Gremien ein. Auf diese Weise haben wir direkten Einfluss diese Regelwerke.


Sie bieten Beratung sowie Sicherheits- und Risikoanalysen an. Ein Kunde will eine neue Anlage bauen, zieht Sie zurate und möchte ein Sicherheitskonzept. Wie gehen Sie vor?

Valente: Das Verfahren eines Sicherheitskonzepts beginnt mit der Festlegung der Grenzen der Maschine. Nebst den räumlichen Grenzen und der zeitlichen Nutzung einer Maschine sind insbesondere die Verwendungsgrenzen zu berücksichtigen. Anschliessend werden alle Gefahrensituationen identifiziert,das Risiko eingeschätzt und bewertet. Der beste Zeitpunkt für ein Sicherheitskonzept ist die Entwurfsphase der Maschine. Hier lassen sich die erforderlichen Schutzmassnahmen noch kostengünstig in die Konstruktion der Maschine integrieren. Dies ist allerdings oft Wunschdenken.

«Die Risikoanalyse einer Maschine wird am besten während der Entwicklungsphase durchgeführt. Auf diese Weise können Kosten eingespart werden.» Alessandro Valente

Welche Aspekte sind bei diesen Analysen besonders zu beachten?

Valente: Hier gilt der allgemeine Grundsatz,dass von der Maschine keine Gefahr ausgehen darf und eine Risikobeurteilung vorgenommen werden muss. Eine Risikobeurteilung wird methodisch von einem Team durchgeführt und nachvollziehbar dokumentiert. Im Fall eines Unfalls hat der Hersteller die Nachweispflicht, dass er alles Erforderliche und Mögliche getan hat, damit die Maschine «sicher» ist. Eine Beweisführung ohne Dokumentation ist nahezu unmöglich. Können keine Unterlagen vorgelegt werden, gilt der Nachweis der Richtlinienkonformität als nicht erbracht.


Wie sieht die technische Umsetzung,abhängig vom Sicherheitslevel, aus?

Valente: Nachdem der erforderliche Sicherheitslevel bestimmt wurde, erfolgt die Umsetzung gemäss der resultierenden Kategorie beziehungsweise des Performance-Levels. Hier bieten die Sicherheitsnormen einen guten Leitfaden für die Realisierung der technischen Massnahmen. Ob z.B. einzelne Fehler erkannt werden müssen oder ob Zweikanaligkeit erforderlich ist, wird durch den eruierten Sicherheitslevel bestimmt.


Wie werden Sicherheitsfunktionen getestet? Können Sie uns dazu ein Beispiel nennen?

Valente: Nehmen wir eine sichere Türzuhaltung. Für den Zugang in einen Gefahrenbereich muss die Schutzeinrichtung so lange zugehalten werden, bis ein Verletzungsrisiko vorbei ist. Und die Maschine darf nicht in Betrieb sein, wenn die Schutzeinrichtung nicht geschlossen und zugehalten wird. All diese Situationen und Funktionen müssen sorgfältig getestet werden. Bei einer Maschine mit Nachlaufzeit werden Messgeräte für die Laufzeitmessungen eingesetzt, um die notwendigen Sicherheitsabstände zu berechnen und zu testen.


Ab welcher Kategorie ist bei elektronischen Systemen eine Redundanz gefordert?

Valente: Bei einer Risikobeurteilung werden die Schwere der Verletzung, die Dauer der Gefährdungsexposition und Möglichkeit zur Vermeidung der Gefährdung bestimmt. Beim Risiko einer schweren Verletzung, in der Regel einer irreversiblen, ist eine Redundanz zwingend erforderlich. Mithilfe des Risikografen ist der Sicherheitslevel rasch ersichtlich.


Ab welchem Sicherheitslevel muss eine externe Stelle oder eine Behörde die Anlage abnehmen?

Valente: Die Fälle, bei denen eine externe Stelle (Notified Body) beigezogen werden muss, sind im Artikel 12 der Maschinenrichtlinie definiert. Dabei spielt der Anhang IV eine wichtige Rolle. Manchmal gestaltet sich die Umsetzung der Sicherheitstechnik insofern schwierig, als die Person, die an der Maschine arbeitet, nicht allzu sehr in ihrer Arbeit behindert werden darf.


Wie gehen Sie mit der Diskrepanz zwischen Produktivität und Sicherheitsvorkehrungen um? Beziehungsweise: Gibt es da einen gewissen Spielraum?

Valente: Bei der Wahl der Schutzmassnahme muss berücksichtigt werden, welche Eingriffe in die Maschine notwendig sind und ob sie durch die diese behindert wird. Es sollte möglichst vermieden werden, dass die Schutzmassnahmen Produktion und Bedienung behindern. Es sollte aber genauso verhindert werden, dass sich die Schutzeinrichtungen umgehen lassen.

Schönbächler: Es gibt zweifellos Anlagen, bei denen sich die Frage zwischen Produktivität, Sicherheit und Schutz am Menschen stellt. Selbstverständlich darf keine Person an einer Maschine zu Schaden kommen. Es wird trotzdem immer wieder Situationen geben, bei denen sich eine Sicherheitsmassnahme in der Praxis nicht umsetzen lässt, da dadurch ein vernünftiges Arbeiten zu sehr eingeschränkt wird. Nun stellt sich die Frage, wie wir möglichst nahe an die entsprechende Richtlinie kommen. Gibt es aufgrund des Produktionsablaufs Gefahrenbereiche, ist es elementar, dass das Personal, welches diesen Bereich betreten darf, sorgfältig geschult wird. Dies wird auch in der Risikobetrachtung jeweils festgehalten. Der Anlagenbetreiber ist anschliessend für die Schulung des autorisierten Personals verantwortlich.


Gerade das Servicepersonal zeigt sich gelegentlich äusserst kreativ, wenn es darum geht, Sicherheitsvorkehrungen zu überlisten. Kennen Sie dazu eine Anekdote;

Valente: Ich erlebte folgende Situation: Der Zugang zu einer Roboterapplikation wurde korrekt durch einen Schutzzaun und mehrere Sicherheitslichtgitter geschützt. Unverständlicherweise war aber auch ein gut zugänglicher Wahlschalter mit der Aufschrift «Sicherheitsfunktion AUS / EIN» vorhanden und konnte bei laufendem Betrieb jederzeit umgeschaltet werden. Die lapidare Begründung war, dass dieser Bereich zwischendurch auch einmal gereinigt werden müsse.


Zum Teil sieht man in einer Produktion auch haarsträubende Einrichtungen. Wann mussten Sie das letzte Mal einfach nur noch den Kopf schütteln?

Sutter: Es existiert bei uns im Unternehmen ein Bild eines Not-Halt-Tasters an einer Anlage. Neben diesem Taster wurde ein Zettel mit der Aufschrift «Niemals betätigen!» angebracht.


In welchen Branchen und Industriezweigen sehen Sie in Sachen Sicherheit noch Nachholbedarf?

Sutter: Die harmonisierten europäischen Richtlinien — und hier sprechen wir in erster Linie von der Maschinenrichtlinie — dürften wohl sämtliche Maschinenbaubranchen abdecken. Ein ähnlich hohes Sicherheitslevel in beispielsweise der Baubranche oder der Landwirtschaft zu erreichen stellt aber nach wie vor eine grosse Herausforderung dar.


In Zukunft werden Maschinen beziehungsweise Roboter vermehrt Hand in Hand mit dem Menschen zusammenarbeiten. Zum Teil sind für diese Anwendungen noch gar keine Normen vorhanden. Wie gehen Sie mit der zukünftigen Herausforderung von kollaborativen Robotern um?

Schönbächler: Dieses Thema wird bei uns immer wieder intensiv diskutiert. Tatsache ist, dass momentan noch keine Normen für diese Geräte bestehen. Also müssen wir mit den bestehenden Normen arbeiten und sie nach bestem Wissen und Gewissen umsetzen.

Der Fortschritt lässt sich nicht dadurch aufhalten, weil es keine Norm für einen Maschinentyp oder Roboter gibt.

Sicherheitsnormen sind so gesehen immer reaktiv.


Bei allen Vorkehrungen, die jeweils an einer Anlage getroffen werden: Wie hoch ist das realistische Restrisiko bei einer Maschine, und wovon hängt es ab, dass kein schlimmes Ereignis eintritt?

Valente: Ein Restrisiko wird immer vorhanden sein. Man spricht hier auch von einem tolerierbaren Risiko. Wichtig ist es, die konstruktiven Massnahmen und technischen Einrichtungen genau zu prüfen und zu validieren. Weiter müssen für Restrisiken Informationen und Hinweise für den Benutzer bereitgestellt sowie das korrekte Verhalten an der Anlage geschult werden.

 

Technische Normen für Maschinen (PrSG, PDF)

Maschinensicherheit (Swiss Safety Center, Web)

SNV (Web)

Unsere Mitarbeiter sollen gesund nach Hause gehen (bulletin.ch, Web)

Maschinensicherheit und Maschinensteuerungen (SUVA)

Schutzausrüstung nicht vergessen! Unfallprävention bei Elektroberufen (bulletin.ch, Web)

 

Veranstaltungshinweise

 

 

Interview: Andreas Leu
Foto: Tanya Hasler, Header: Michal Jarmoluk von Pixabay

 

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