Die Maschinensicherheit ist Grundvoraussetzung für unfallfreies Arbeiten. Eine Maschine gilt dann als sicher, wenn im regulären Gebrauch keine Gefahr von ihr ausgeht und auch eine fehlerhafte Anwendung oder Bedienung nicht zu einer Gefahr führt. Gefahren in diesem Sinne können mechanischer, elektrischer oder thermischer Natur sein. Aber auch Lärm, Strahlungen oder Schwingungen werden dazu gezählt. Die grundlegenden Sicherheitsanforderungen, um diesen Gefahren zu begegnen, sind in der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG aufgeführt. Sie werden in harmonisierten europäischen Normen – den A-, B- und C-Normen – konkretisiert.
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Normen vom Typ A sind Sicherheitsgrundnormen. Sie behandeln Grundbegriffe, Gestaltungsleitsätze und allgemeine Aspekte, die auf Maschinen angewendet werden können. In Bezug auf die Maschinensicherheit ist die EN ISO 12100 die zentrale Typ A Norm. Sie ist unter der Maschinenrichtlinie gelistet.
Bei Normen vom Typ B handelt es sich um sogenannte Sicherheitsfachgrundnormen. Sie behandeln einen Sicherheitsaspekt (Typ B1-Normen) oder eine Art von Schutzeinrichtungen (Typ B2-Normen), die für eine ganze Reihe von Maschinen verwendet werden können.
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Als Typ A-Norm beinhaltet die EN ISO 12100 allgemeine Gestaltungsleitsätze für die Konstruktion sicherer Maschinen. Dabei handelt es sich um grundlegende, pragmatische Methoden, nach denen Maschinen aller Art sicher im Sinne der europäischen Gesetzgebung gestaltet werden können. Die EN ISO 12100 konkretisiert zudem das Verfahren zur Risikobeurteilung. Sie ist erforderlich, um die Gefahren, die von einer Maschine für einen Nutzer ausgehen, auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Die Risikobeurteilung besteht aus einer Risikoanalyse und einer Risikobewertung.
Zeigt die Risikobeurteilung, dass Gefahren bestehen, sind Schutzmaßnahmen erforderlich. Auch hier zu gibt die DIN EN ISO 12100 Hilfestellung und beschreibt, wie ein vorhandenes Risiko gemindert werden kann. Dabei kommt ein Dreistufenverfahren zum Einsatz: Im ersten Schritt geht es um inhärent sichere Konstruktionen. Im zweiten Schritt werden technische und ergänzende Schutzmaßnahmen beschrieben. Schritt 3 benennt dann mögliche Benutzerinformationen, die erforderlich sind, falls trotz aller Sicherheitsmaßnahmen noch immer ein Risiko verbleibt.
Durch zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen kann das Risiko weiter verringert werden. Hierzu gehören zum Beispiel NOT-HALT-Einrichtungen, mit der eine gefährdende Bewegung angehalten werden kann.
Aufgrund der steigenden Komplexität kommen zunehmend programmierbare Steuerungen in Maschinen und Anlagen zum Einsatz. Bei deren Entwurf sorgen sowohl die EN ISO 13849 als auch die IEC 62061 für Konformität mit der internationalen Gesetzgebung, z. B. der Maschinenrichtlinie.
Die EN ISO 13849 stellt neben den Sicherheitsanforderungen auch einen Leitfaden für die Prinzipien der Gestaltung und Integration sicherheitsbezogener Teile von Steuerungen (SRP/CS. Safety-Related Parts of Control Systems) und Software bereit. Für diese SRP/CS werden Eigenschaften definiert, die zur Ausführung der entsprechenden Sicherheitsfunktion erforderlich sind. Für alle SRP/CS bzw. jeder Kombination von SRP/CS, die Sicherheitsfunktionen abbilden, müssen Abschätzungen der Ausfallwahrscheinlichkeit durchgeführt werden. Dieser Wert wird mit Hilfe des Performance Level (PL) beschrieben.
Die IEC 62061 definiert die Anforderungen an sicherheitsbezogene elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Steuerungssysteme (SRECS). Sie gibt dazu Empfehlungen für deren Entwurf, Integration und Validierung. Nicht-elektrische, zum Beispiel hydraulische oder pneumatische Steuerungselemente sind in der Norm nicht berücksichtigt. Die sogenannte Sicherheitsintegrität wird gemäß der IEC 62061 durch einen Ausfallgrenzwert ausgedrückt. Dieser beschreibt die Wahrscheinlichkeit eines Gefahr bringenden Ausfalls – für jede Sicherheitsfunktion und pro Betriebsstunde. Dieser Wert wird in drei Sicherheitsintegritätslevel (SIL) unterteilt.
Gleich welche der beiden genannten Normen angewendet wird – sie erlauben dem Maschinenbauer die Einschätzung, wann die relevanten Sicherheitsanforderungen erfüllt sind. Welche der Normen im konkreten Fall verwendet werden sollte, hängt von der Art der sicherheitsbezogenen Steuerungssysteme ab.
Eine ganze Reihe von Normen unterstützen den Konstrukteur bei der Auswahl und Gestaltung von speziellen Funktionen, mit denen das Risiko einer Gefährdung durch die Maschine gemindert werden kann.
So beschreibt die ISO 14119 Grundbegriffe und allgemeine Gestaltungsleitsätze für Verriegelungseinrichtungen und trennende Schutzeinrichtungen. Dazu gehören auch Anforderungen an die Anordnung und Befestigung von Positionsschaltern, mit denen z. B. überwacht werden kann, ob eine Schutztür geöffnet wird.
Die EN ISO 13850 definiert die funktionellen Anforderungen an Geräte für den sofortigen Stopp einer Maschine im Notfall (NOT-HALT-Einrichtungen). Nach IEC 60204-1 müssen NOT-HALT-Einrichtungen an allen Bedienständen und anderen Arbeitsplätzen vorgesehen werden – es sei denn, eine NOT-HALT-Einrichtung würde das Risiko nicht verringern, oder die Maschine wird von Hand getragen und geführt.
Immer wieder kommt es zu Unfällen, weil eine eigentlich stillgesetzte Maschine – zum Beispiel zum Einrichten oder Fehlerbehebung – unerwartet wieder anlief. Die EN 1037 legt konstruktive Sicherheitsmaßnahmen fest, mit denen ein derartiger unerwarteter Anlauf verhindert werden kann. Dazu gehören zum Beispiel Einrichtungen zur Energietrennung und -ableitung.
Eine weitere Sicherheitseinrichtung zur Reduzierung des Risikos ist die Zweihandschaltung . Mit ihnen wird verhindert, dass der Bediener einer Maschine die Gefahrenbereiche während der gefährlichen Vorgänge erreichen kann. Die EN 574 beinhaltet Anforderungen und Anleitungen für deren Gestaltung und Auswahl. An welchen Maschinen diese Sicherheitseinrichtung eingesetzt werden müssen, ist in den jeweiligen Typ C-Normen definiert bzw. ergibt die Risikobewertung.
Die zentrale Norm für die elektrische Ausrüstung von Maschinen stellt die IEC 60204 als zentrale Norm für die elektrische Ausrüstung von Maschinen dar. Die deutsche bzw. europäische Version wurde 2019 aktualisiert und ist seit Mitte September 2021 verpflichtend für Maschinen-, Anlagen- und Schaltschrankbauer. Teil 1 der Norm (IEC 60204-1) enthält allgemeine Anforderungen und definiert allgemeine Festlegungen und Empfehlungen für die Sicherheit, Funktionsfähigkeit und Instandhaltung der elektrischen Ausrüstung von Maschinen.
Zahlreiche Normen unterstützten den Konstrukteur beim Entwurf einer sicheren Maschine. Die Bandbreite reicht von allgemeinen Empfehlungen für das Vorgehen beim Entwurf bis hin zu detaillierten Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen. Werden die verschiedenen Normen berücksichtigt ist sichergestellt, dass eine Maschine ihre Funktionen ausführt, ohne dass die Gefahr von Verletzungen oder Gesundheitsschäden besteht.
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