Druckverluste vermeiden und Betriebssicherheit herstellen

Das Unternehmen Mema Maschinenbau konstruiert Maschinen zur Herstellung von gespulten und gewalzten Bändern und Profildrähten, die in der Band-, Draht- und Kabelindustrie zum Einsatz kommen. Diese Industriemaschinen sind echte Schwergewichte: So kann ein einziges Coil, dass auf dem Haspelkopf einer Ablaufvorrichtung, beziehungsweise einer Präzisionsspulvorrichtung aufliegt, bis zu 15 Tonnen wiegen.

Anna Pietrzyk ist bei Mema Maschinenbau für die Planung und Konstruktion dieser imposanten Maschinen verantwortlich. Die Diplom-Ingenieurin erklärt die damit verbundene Herausforderung: „Löst sich ein solches Coil aus seiner Verankerung, kann es katastrophalen Schaden anrichten – dass muss um jeden Preis verhindert werden!“

Als Mema mit der Herstellung einer neuen Profilwalzanlage beauftragt wird, strebte der Kunde in enger Zusammenarbeit mit Ingenieurin Pietrzyk eine Risikoreduzierung an und verlangte Performance-Level d. „Während des Betriebes einer oder Umwickelanlage muss der Haspelkopf gespreizt sein. Dabei sollte gewährleistet sein, dass der Systemdruck überwacht und aufrechterhalten wird: Ein plötzlicher Druckverlust hätte zur Folge, dass sich das Coil aus der Halterung löst und ins Rutschen geraten würde – und was passiert, wenn sich 15 Tonnen unkontrolliert und mit großer Geschwindigkeit durch eine Produktionshalle bewegen, will man sich nicht vorstellen“, betont Pietrzyk.

Um diesen entscheidenden Systemdruck des Haspelkopfs zu überwachen, entscheidet sich Pietrzyk für den elektromechanischen Sicherheitsdruckschalter DS6 von Hydropa. „Bisher haben wir bei ähnlichen Herausforderungen meistens elektronische Druckschalter verwendet – die sind uns allerdings im direkten Vergleich mit dem neu verfügbaren DS6 nicht zuverlässig genug“, sagt die Ingenieurin.

Der elektromechanische Sicherheitsdruckschalter ist für hydraulische und pneumatische Anwendungen entwickelt, um zuverlässig steigenden oder fallenden Druck zu überwachen und dadurch Sicherheits- und Notfunktionen jederzeit zu gewährleisten. So sind Mindestdrücke obligatorische Voraussetzung, um zum Beispiel Notklappen oder Notausstiege im Brandfall hydraulisch öffnen zu können. Während die Überwachung von Maximaldrücken in verschiedenen Anwendungen zwingend erforderlich ist, um das Bersten von Bauteilen oder Leitungen zu verhindern.

Darüber hinaus kommt es beim Betrieb vieler Industrieanalagen darauf an, gleichbleibende Spanndrücke zu gewährleisten: So wird verhindert, dass Werkstücke plötzlich aus Klemm- oder Haltevorrichtungen herausfallen oder -schleudern. Die aktive Sensorik des DS6 erkennt automatisch gefahrenbringende Situationen, führt präventiv einen sicheren Zustand herbei und ist dabei elektronischen Lösungen deutlich überlegen. „Der DS6 gewährleistet eine Unterbrechung des sicherheitsbezogenen Signals durch eine mechanische Zwangstrennung, und das sogar bei verschweißten Kontakten. Die mechanisch-elektronische Funktionsweise verhindert ein Verkleben des Schalters, der darüber hinaus nicht störanfällig für Vibrationen, Erschütterungen oder andere äußere Einwirkungen ist“, erklärt Hydropa-Geschäftsführer Axel Binner. Der Ingenieur weiter: „Deshalb ist unser Sicherheitsdruckschalter sogar für den Personenschutz in Maschinen zulässig.“

Werden elektronische Druckschalter als Sicherheitsdruckschalter beworben, müssen Hersteller durch eine CE-Kennzeichnung sowie eine mitgelieferte Konformitätserklärung nachweisen, dass es sich um ein Sicherheitsbauteil gemäß Maschinenrichtlinie handelt – Richtlinien und Normen formulieren Standards zur präventiven Verhinderungen von Unfällen. „Druckschalter-Hersteller, die diesen Nachweis nicht erbringen, verstoßen gegen geltendes Recht und können von den Marktaufsichtsbehörden mit hohen Geldstrafen von bis zu 100.000 Euro sanktioniert werden“, erklärt Udo Schuster, Geschäftsführer des auf Sicherheitsdienstleistungen spezialisierten Ingenieurbüros IBS.

Wer Maschinen aufstellt und betreibt, muss die Gefährdungsbeurteilung berücksichtigen. Beim 9. Hydraulikfrühstück in Bamberg 2019 diskutierten die Experten um Ralf Gehrz vom Tüv Thüringen, Carlo Friedrich von ZF Friedrichshafen und Andreas Laubsch von Rauh Hydraulik, welche Aspekte bei der Betriebssicherheitsverordnung im Fokus stehen. Die Gefährdungsbeurteilung für den Maschinenbetrieb ist ein wesentlicher Teil dieser Richtlinie. „Im Arbeitsschutzgesetz geht es nicht um Arbeitsmittel, hier werden im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung nur Tätigkeiten betrachtet. Das Arbeitsmittel wiederum ist nach der Betriebssicherheitsverordnung zu betrachten“, erklärte Ralf Gehrz.

Ein wesentliches Ziel der 2005 als nationale Umsetzung der europäischen Arbeitsschutzrichtlinie erlassenen und 2015 novellierten Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) ist es also, Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten bei der Verwendung von Arbeitsmitteln zu gewährleisten. Darüber hinaus dient sie hinsichtlich sogenannter „überwachungsbedürftiger Anlagen“ auch dem Schutz anderer Personen im Gefahrenbereich, die aufgrund des Betriebs dieser Anlagen gefährdet werden könnten. Der Geltungsbereich ist dabei durchaus universell: Vom Hammer bis zur verfahrenstechnischen Anlage, alles, was ein Arbeitnehmer bei seiner Arbeit benutzt, muss entsprechend der Richtlinie organisiert werden.

Verantwortlich für die Sicherheit der Arbeitsmittel ist immer der direkte Arbeitgeber. So müsste bei Außeneinsätzen, etwa von Wartungspersonal, das Wartungsunternehmen die Sicherheit einer vor Ort ausgeliehenen Leiter organisieren, weswegen es in vielen Unternehmen heute üblich ist, dass nichts mehr verliehen wird. Jeder bringt seine Arbeitsmittel selber mit. Für deren geprüfte Sicherheit, haftet dann der Auftragnehmer.

Eine zusätzliche Schärfe erhält die Thematik, da der bundeseinheitliche Bußgeldkatalog in Kraft ist und in einigen Bundesländern bereits Strafen verhängt wurden. „Der Bußgeldkatalog hat im Wesentlichen organisatorische Auswirkungen auf Unternehmen“, erklärt Ralf Gehrz. „Das heißt, man sollte prüfen, ob man mit seiner betrieblichen Organisation im Einklang zur Verordnung steht.“

Die Betriebssicherheit ist ein Kernthema der Industrieunternehmen. Entwicklungen im Maschinenbau besitzen im Jahr 2020 bereits sehr hohe Sicherheitsstandards. Richtlinien vom Gesetzgeber, von Fachausschüssen und Verbänden sollten betriebsweit jedoch regelmäßig überprüft und gegebenenfalls neu geschult werden. Das Maß aller Dinge sind pflichtbewusste Arbeitgeber und ein qualifiziertes Fachpersonal. fl