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[Die Industrie der Steine + Erden]






Schutzeinrichtungen

Dipl.- Ing. Jürgen Koch

Dieser erste Teil der Veröffentlichung zum Thema Schutzeinrichtungen befaßt sich mit den europaweit geltenden Rahmenbedingungen zur Sicherheit und zum Gesundheitsschutz an Maschinen sowie grundsätzlichen Betrachtungen zu Gefährdungen und Risiken, da Kenntnisse darüber Voraussetzung sind für die Durchführung von Schutzmaßnahmen an Maschinen. Es werden Möglichkeiten der Gefährdungs- und Risikobeurteilung aufgezeigt und auf die Gestaltung sicherheitbezogener Teile von Steuerungen einschließlich der Auswahl der Steuerungskategorien eingegangen.

1 Vorbemerkungen

Im Rahmen der Neugliederung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes in Europa wurden verschiedene Richtlinien nach Artikel 100/100a des EU-Vertrags (Binnenmarkt-Richtlinien) sowie Artikel 118/118a (Arbeitsschutz-Richtlinien) erlassen (Abb.1). Mit ihnen sollen die Voraussetzungen für einen einheitlichen und flächendeckenden Arbeits- und Gesundheitsschutz in allen Mitgliedsländern der Europäischen Union ermöglicht werden.

Die wichtigsten EG-Richtlinien im Zusammenhang mit Sicherheit und Gesundheitsschutz an Maschinen sind die Maschinenrichtlinie (Richtlinie 89/392/EWG), die grundlegende sicherheitstechnische Anforderungen an die Konstruktion enthält, sowie die Richtlinie "Benutzung von Arbeitsmitteln" (Richtlinie 89/652/EWG), in der Mindestanforderungen für den Gebrauch zusammengestellt sind.

Die Umsetzung der Maschinenrichtlinie in nationales Recht erfolgte durch das Gerätesicherheitsgesetz (GSG) und die Maschinenverordnung (9. GSGV); die Umsetzung der Richtlinie "Benutzung von Arbeitsmitteln" durch das Arbeitsschutzgesetz und die Arbeitsmittelbenutzungsverordnung (AMBV).

Ergänzend sind zur Maschinenrichtlinie verschiedene harmonisierte Normen ratifiziert worden, die sich ebenfalls auf die Sicherheit von Maschinen beziehen und bei deren Umsetzung eine Übereinstimmung mit den Anforderungen der Richtlinie anzunehmen ist (Konformitätsvermutung).



Herstellen und Betreiben von Maschinen im europäischen und nationalen Recht

Entsprechend § 3, Abs.1 des Gerätesicherheitsgesetzes dürfen Maschinen nur in Verkehr gebracht werden, wenn sie den in den Rechtsverordnungen nach diesem Gesetz enthaltenen sicherheitstechnischen Anforderungen sowie sonstigen Voraussetzungen entsprechen. Leben und Gesundheit der Benutzer oder Dritter dürfen bei bestimmungsgemäßer Verwendung nicht gefährdet werden. Maschinen, für die in den Rechtsverordnungen nach diesem Gesetz keine Anforderungen enthalten sind, dürfen nur in Verkehr gebracht werden, wenn sie nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik sowie den Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften so beschaffen sind, daß Benutzer oder Dritte bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung gegen Gefahren aller Art für Leben und Gesundheit geschützt sind, wie es die Art der bestimmungsgemäßen Verwendung gestattet. Abweichungen von den Regeln der Technik und Vorschriften sind möglich, soweit die gleiche Sicherheit auf andere Weise gewährleistet ist.

2 Gefährdungen



Gefährdungsarten an Maschinen

Um eine Maschine sicher gestalten und betreiben zu können, sind Kenntnisse über Gefährdungen, Gefährdungssituationen und Gefährdungsereignisse erforderlich.

Entsprechend Anhang I, Vorbemerkungen, Nr. 3, der Maschinenrichtlinie ist der Hersteller von Maschinen verpflichtet, eine Gefahrenanalyse vorzunehmen, um alle mit seiner Maschine verbundenen Gefahren zu ermitteln; er muß die Maschine dann unter Berücksichtigung seiner Analyse konstruieren und herstellen.

Demgegenüber hat nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes der Arbeitgeber eine Beurteilung der für die Beschäftigten mit ihrer Arbeit verbundenen Gefährdung zu ermitteln und festzustellen, welche Maßnahmen des Arbeitsschutzes erforderlich sind. Die Beurteilung ist je nach Art der Tätigkeit durchzuführen.

Bevor Gefährdungen beseitigt werden können, müssen sie zunächst erkannt sein. Für die Identifizierung von Gefährdungen gibt es in den europäischen Normen zahlreiche Hilfestellungen. Insbesondere sind hier DIN EN 292, Teil1 und 2, DIN EN 414 sowie die DIN EN 1050 zu nennen.

Gefährdungen werden in der Regel nach Gefährdungsarten entsprechend Abb.2 gegliedert, die sich in verschiedenen Ausprägungen darstellen:

Mechanische Gefährdungen treten im allgemeinen als mechanische Bewegungen auf, die von Maschinenteilen, Werkzeugen, Werkstücken, herausgeschleuderten Teilen oder ausgetretenen flüssigen Stoffen erzeugt werden. Klassische Gefährdungen dieser Art sind:

Elektrische Gefährdungen werden durch spannungsführende Teile erzeugt und können z. B. zu Verletzungen durch Stromschlag beziehungsweise zu Verbrennungen führen. Derartige Gefährdungen entstehen durch:

Thermische Gefährdungen mit der Folge von Verletzungen entstehen durch den Kontakt mit Gegenständen oder Werkstoffen sehr hoher oder niedriger Temperatur, durch Flammen oder Explosionen und auch durch die Strahlung von Wärmequellen. Daneben können auch Schädigungen der Gesundheit durch heiße oder kalte Arbeitsumgebungen eintreten.

Gefährdungen durch Lärm können die Ursache von Gehörverlust (Taubheit), anderen physiologische Beeinträchtigungen (z. B. Gleichgewichtsverlust, Nachlassen der Aufmerksamkeit) sowie Störungen der Sprachkommunikation und akustischer Signale sein.

Gefährdungen durch Vibrationen können insbesondere bei der Verwendung handgeführter Werkzeuge zu Nerven- und Gefäßstörungen sowie zu Ganzkörpervibrationen, speziell in Verbindung mit Zwangshaltungen, führen.

Gefährdungen durch Strahlung treten bei Strahlen mit Niederfrequenz, Funkfrequenz, Mikrowellen, bei infrarotem, sichtbarem und ultraviolettem Licht sowie bei Röntgenstrahlung und auch bei Laserstrahlen auf.

Gefährdungen durch Werkstoffe entstehen bei deren Verwendung und Bearbeitung an Maschinen. Dazu gehört der Kontakt mit gefährlichen Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen sowie Feuer- oder Explosionsgefahren durch Werkstoffe und durch biologische Wirkungen (Viren oder Bakterien).

Gefährdungen durch die Vernachlässigung ergonomischer Grundsätze bei der Gestaltung der Maschine können Ursache für eine ungesunde Körperhaltung sein oder besondere Anstrengungen zur Folge haben. Gefährdungen sind auch möglich bei ungenügender Berücksichtigung der Anatomie von Hand/Arm oder Fuß/Bein, bei einer unangepaßten örtlichen Beleuchtung, bei mentaler Überbelastung oder Unterforderung, bei Streß und durch menschliches Fehlverhalten.

Neben den genannte Gefährdungsarten gibt es noch eine Vielzahl anderer. Beispiele dazu sind:

Für die systematische Untersuchung von Gefährdungen wurden eine Reihe von Verfahren entwickelt, die beispielhaft in Anhang B von DIN EN 1050 aufgeführt sind. Daneben gibt es insbesondere in harmonisierten Fachnormen (Typ C-Norm) bereits Angaben zu Gefährdungen an bestimmten Maschinenarten.

Die Steinbruchs-Berufsgenossenschaft hat mit ihren Sicherheits-Checks ein Werkzeug zur Durchführung von Gefährdungsbeurteilungen in ihren Mitgliedsunternehmen (Maschinenbetreiber) zur Verfügung gestellt. Die Sicherheits-Checks orientieren sich am Prozeßverlauf, da in der Steine- und Erden Industrie häufig verkettete Betriebsanlagen mit ortsfesten, aber auch mobilen Arbeitsplätzen vorkommen.

3 Risikobeurteilung

Umgangssprachlich wird der Begriff "Risiko" im allgemeinen als Wagnis oder auch als Gefahr angesehen. In der Sicherheitstechnik wird das Risiko jedoch als Kombination aus der Wahrscheinlichkeit des Schadensausmaßes und des Schadenseintrittes aufgefaßt. Läßt sich das Schadensausmaß (Schwere) als Konstante auffassen, so ist das Risiko eine Funktion der Wahrscheinlichkeit des Schadenseintritts (Abb.3).

Risikoelemente nach DIN EN 1050

Als Schaden wird dabei die indirekt hervorgerufene Körperverletzung oder Gesundheitsschädigung bzw. die direkt erzeugte Sachbeschädigung oder Schädigung der Umwelt angesehen. Als Wahrscheinlichkeitsgrößen werden dabei Häufigkeit und Dauer der Gefährdungsexposition, Möglichkeit zur Vermeidung oder Begrenzung des Schadens oder die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Ereignisses, das Schäden hervorrufen kann, angesehen.

Grundlage aller sicherheitstechnischen Überlegungen und damit auch der Risikobetrachtung ist die Gefährdung als potentielle Schadensquelle. Die europäische Maschinenrichtlinie verpflichtet den Hersteller eine Gefahrenanalyse für seine Maschinen vorzunehmen, die sich an typischen Gefährdungen orientiert (vgl. Abschnitt 2).

Ziel aller Maßnahmen der Sicherheitstechnik beim Konstruieren ist es, sichere Erzeugnisse herzustellen. Dabei muß der Hersteller das in Abb.4 dargestellte dreistufige Konzept in der angegebenen Reihenfolge beachten.

Sicherheitsmaßnahmen

Daneben hat der Anwender oder Betreiber von Maschinen Gesichtspunkte der Gestaltung des Arbeitsplatzes sowie der Arbeitsabläufe zu berücksichtigen und die Qualifikationsmaßnahmen sowie die Unterweisung der Beschäftigten durchzuführen.

Bei einer planmäßigen Bestimmung der Risikoelemente: Risiko, Ausmaß des möglichen Schadens und Wahrscheinlichkeit des Eintritts eines Schadens sind folgende Gesichtspunkte zur Risikoabschätzung zu berücksichtigen (vgl. DIN EN 1050):

Nachdem die Risikoeinschätzung erfolgt ist, kann eine Risikobewertung durchgeführt werden. Letztere gibt Klarheit darüber, ob das Schutzziel, d.h. die entsprechende Sicherheit erreicht oder das Risiko vermindert werden konnte. Falls dies nicht erreicht wurde, sind geeignete Schutzmaßnahmen auszuwählen und zu realisieren. Das ganze erfolgt in einem iterativen Prozeß, den im wesentlichen der Konstrukteur einer Maschine durchzuführen hat (Abb.5).

Iterativer Prozeß zum Erreichen der Sicherheit

Bei Entscheidungen über die Art der Risikominderung ist neben den konstruktiven Gesichtspunkten und den technischen Schutzmaßnahmen (z. B. Schutzeinrichtungen) auch die Steuerung zu berücksichtigen. Die Teile der Steuerung, die als integraler Bestandteil der Gestaltungsmaßnahmen anzusehen sind, müssen als sicherheitsbezogen aufgefaßt werden. Somit sind für diese Teile auch Anforderungen festzulegen. Die üblichen Sicherheitsfunktionen von Steuerungen sind in DIN EN 954 Teil 1 aufgeführt. Auf welchem Niveau die Sicherheitsfunktionen erreicht werden, hängt von der Auswahl der Steuerungskategorie und der Kombination von Teilen innerhalb der sicherheitsbezogenen Steuerung ab. Die Kurzfassung der Anforderungen für die einzelnen Kategorien sowie das Systemverhalten und die Prinzipien zum Erreichen der Sicherheit sind zur Verdeutlichung dieser Zusammenhänge in Abb. 6 dargestellt.

Anforderungen der Kategorien sicherheitsbezogener Teile von Maschinensteuerungen nach DIN EN 954-1

Ein vereinfachtes Verfahren, auf der Grundlage von DIN EN 1050, zur Auswahl der geeigneten Kategorien für die Gestaltung der verschiedenen sicherheitsbezogenen Teile einer Steuerung sind in der DIN EN 954 Teil 1 beschrieben (Abb.7).

Hinweise zur Auswahl der Kategorien nach DIN EN 954-1 in Abhängigkeit von Risikoelementen (S, F, P)

Die Kategorien sind in Abhängigkeit von den Risikoelementen: Schwere der Verletzung, Häufigkeit und Aufenthaltsdauer und Möglichkeit zur Vermeidung von Gefährdungen dargestellt.

Die Thematik wird mit einer Erläuterung der verschiedenen Arten von Schutzeinrichtungen und den Anforderungen bezüglich Konstruktionen und Benutzung fortgesetzt.

Anschrift des Verfassers:
Steinbruchs-Berufsgenossenschaft, Theodor-Heuss-Str. 160, 30853 Langenhagen





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