VI. Mechanische Gefährdungsfaktoren

Sicherheitstechnik - Vorlesungsskript 

Stand 10/05 

VI. Mechanische Faktoren Seite 1 / 17 

VI. 

Mechanische 

Gefährdungsfaktoren 

Fachhochschule Hannover – Dipl. Ing. Jens Kähler (BGW)


Stand 10/05 


Inhaltsverzeichnis 

Inhalt 

1 Mechanische Faktoren 

2 Physikalische Grundlagen und Klassifizierung mechanischer Energien 

3 Gefährdungen durch ungeschützte bewegte Teile 

4 Gefährdung durch freie Bewegung von Teilen bzw. Material 

5 Gefährdung durch bewegte Arbeits- und Transportmittel 

6 Gefährliche Oberflächen und Formen 

7 Sturz- und Absturzgefährdung 



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1 Mechanische Faktoren 

1.1 Einführung 

Die fortschreitende Entwicklung der Technik hat dazu geführt, dass Unfallgefährdungen 

durch mechanische Faktoren immer mehr in den Hintergrund 

treten. Dafür gewinnen Gesundheitsgefährdungen durch andere 

Faktoren (z. B. durch Gefahrstoffe oder psychische Faktoren) an Bedeutung. 

Trotzdem darf die Gefährdung durch mechanische Faktoren auch im zeitgemäßen 

Arbeitsschutzverständnis nicht zu kurz kommen, da sie weiterhin 

zu Unfällen mit schwerwiegenden Folgen führen kann. Mechanische 

Faktoren können nur als Gefährdungsfaktoren und nicht als gesundheitsfördernde 

Faktoren wirken. 



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2 Physikalische Grundlagen und Klassifizierung 

mechanischer Energien 

2.1 Physikalische Grundlagen 

Gefährdungen werden zum großen Teil von frei werdenden Energien ausgelöst. 

Dazu gehören 

- mechanische Energien 

- elektrische Energien 

- chemische Energien 

- thermische Energien 

Mechanische Gefährdungsfaktoren entstehen durch das Freiwerden mechanischer 

Energien, z. B. Umwandlung von potenzieller Energie (Lageenergie) 

in kinetische Energie (Bewegungsenergie). 

Die Umwandlung potenzieller Energien in kinetische, gefährliche Bewegungsenergie 

wird beispielhaft in den folgenden Bildern bzw. Grafiken 

dargestellt. 



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Bild 1: Beispiele von Umwandlungen potenzieller Energien in kinetische 

Energien durch Fallen oder Rollen von Gegenständen 

h 

Energieart 

besitzt 

Höchstwert 

Lageenergie 

E p 

besitzt 

Höchstwert 

nimmt ab 

ist Null 

nimmt zu 

nimmt ab 

besitz 

Höchstwert 

Bewegungsenergie 

E k 

ist Null 

nimmt zu 

nimmt ab 

ist Null 

nimmt zu 

Bild 2: Energieumwandlung bei einer rollenden Kugel 



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Berechnungsgrundlage 

Ek = kinetische Energie 

Ek = ½ m x v2 

m = Masse 

v = Geschwindigkeit 

Ep = potentielle Energie 

Bild 4: Umwandlung potenzieller Energie 

(Gewicht und Fallhöhe) in kinetische 

Energie 

1 kg (m/s)2 = 1 Nm 

kg 

m/s 

1 kg (m/s)2 = 1 Nm 

Ep = m x g x h 

g = Fallbeschleunigung 9,81 m/s2 

h = Fallhöhe 

Ep + Ek = konstant 

Bild 5: Berechnungsgrundlagen zur Umwandlung potenzieller in kinetische 

Energien 

2.2 Klassifizierung der mechanischen Faktoren 

Gefährdung entsteht durch das Zusammentreffen einer Gefahrenquelle 

mit einem Beschäftigten unter Berücksichtigung seiner individuellen Leistungsvoraussetzungen 

und der spezifischen (Gefahr bringenden) räumlichen 

und/oder zeitlichen Bedingungen. 

Die schädigende Energie (Ursache für die Verletzung) wird dabei entweder 

durch die Bewegungsenergie eines Gegenstandes oder durch die 

Bewegungsenergie des Menschen selbst geliefert. 

Die Bewegungsenergie kann in einer zwangsgeführten (planmäßigen) 

oder freien (unplanmäßigen) Bewegung enthalten sein. 



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Die Bewegungsenergie eines Gegenstandes kann in 

• ungeschützten bewegten Teilen, insbesondere Maschinenteilen 

• freien Bewegungen von Teilen bzw. Material 

• bewegten Arbeits- und Transportmitteln 

enthalten sein. 

Die Bewegungsenergie eines Menschen wird bei 

• gefährlichen Oberflächen und Formen 

• Sturz- und Absturzgefährdung 

relevant. 

Mögliche Gefährdungen, hervorgerufen durch mechanische Faktoren, 

lassen sich in fünf Kategorien einordnen: 

• Gefährdung durch ungeschützte bewegte Maschinenteile 

• Gefährdung durch freie Bewegung von Teilen und Material 



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• Gefährdung durch bewegte Arbeits- und Transportmittel 

• Gefährliche Oberflächen und Formen 

• Sturz- und Absturzgefährdungen 



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2.3 Wirkungen von mechanischen Energien auf den 

Menschen 

Folgebestimmung in Abhängigkeit der Energie 

Energieart 

Verletzungsart 

Energiebetrag 

Energiedichte 

Verletzungsschwere 

Wirkungsrichtung 

der der Energie 

verletzter Körperteil 

Bild 6: Verletzungsfolgen in Abhängigkeit der Energie 



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Das Schädigungsspektrum bei allen fünf Kategorien reicht von leichten 

Verletzungen mit möglichen Folgeschäden bis zum Tod. Verletzungen 

können u. a. sein: 

Bild 7: Schädigungsspektrum 



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3 Gefährdungen durch ungeschützte bewegte Teile, insbesondere 

Maschinenteile 

3.1 Erkennen und Beurteilung der Gefährdung 

Die wesentlichen Formen der Gefährdung durch ungeschützte, bewegte 

Teile, insbesondere Maschinenteile sind (DIN EN 292): 

Gefährdungen durch 

• Trennung von Mensch und Gefahr durch organisatorische Maßnahmen 

Herausspritzen 

von Flüssigkeiten 

unter 

hohem Druck 

Reibung, 

Abrieb 

3.2 Grundlegende Schutzmaßnahmen 

Die prinzipiellen Schutz- und Interventionsmaßnahmen sind: 

• Beseitigung/Vermeidung der Gefahr 

• Abschirmung der Gefahr (durch technische Maßnahmen) 

• Verwendung persönlicher Schutzmaßnahmen 

• Erfüllen von Anforderungen an die Leistungsvoraussetzungen und das 

Verhalten des Menschen 



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Bild 8: Ziel- und Maßnahmenhierarchie 

Schutzeinrichtungen gegen Gefährdungen durch bewegte Teile an Maschinen 

sind: 

• Trennende Schutzeinrichtungen: 

- feststehende trennende Schutzeinrichtungen 

- bewegliche trennende Schutzeinrichtungen 

- einstellbare trennende Schutzeinrichtungen 

• Nicht trennende Schutzeinrichtungen: 

- Verriegelungseinrichtung 

- Zustimmungseinrichtung 

- Steuereinrichtung mit selbsttätiger Rückstellung 

- Zweihandschaltung 

- Schutzeinrichtung mit Annäherungsreaktion 

- Durch Formschluss wirkende Schutzeinrichtung 

- Begrenzungseinrichtung 

- Schrittschaltung 

• Abweisende Schutzeinrichtungen 



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Es werden folgende Anforderungen an Schutzeinrichtungen gestellt: 

• stabile Bauart 

• keine Zusatzgefahr verursachen 

• einfaches Umgehen oder Unwirksam machen nicht möglich 

• ausreichender Abstand zum Gefahrenbereich 

• erforderliche Eingriffe möglichst ohne deren Demontage 

Des Weiteren gelten besondere Anforderungen für trennende Schutzeinrichtungen, 

• die feststehend sind: 

- ausreichend fest und haltbar 

- Öffnen nur mit Werkzeug möglich 

- geöffneter Zustand deutlich sichtbar 

• die beweglich sind: 

- während der Dauer der Gefahr bringenden Bewegung zwangsläufig 

wirksam 

- Bei Entfernen oder Öffnen wird die Gefahr bringende Bewegung 

zwangsläufig beendet. 

- Bei Defekt der Schutzeinrichtung muss Ingangsetzen der beweglichen 

Teile verhindert werden bzw. Stillstand erfolgen. 

- Eine Auffangvorrichtung soll Schutz vor herausschleudernden Teilen 

gewährleisten. 

• die verstellbar sind: 

- manuell oder automatisch verstellbar 

- leicht und ohne Werkzeug verstellbar 

- größtmöglichen Schutz vor herausschleudernden Teilen gewährleisten 

Nicht trennende Schutzeinrichtungen müssen derart in die Steuerung der 

Maschine integriert sein, dass 

• der Gefahrenbereich während des Betriebes der Maschine nicht mehr 

erreicht werden kann, 

• ein Ingangsetzen der Maschine nicht möglich ist, solange bewegliche 

Teile erreicht werden können, 

• Einstellarbeiten nur durch eine absichtliche Handlung mittels Werkzeug 

o. Ä. möglich sind, 

• bei Defekt der Schutzeinrichtung ein Ingangsetzen der beweglichen 

Teile verhindert werden bzw. Stillstand erfolgen muss. 



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4 Gefährdung durch freie Bewegung von Teilen bzw. 

Material 

4.1 Erkennen und Beurteilen der Gefährdung 

Unkontrollierte Bewegungen können z. B. von kippenden Teilen unabhängig 

von einem Arbeitsmittel entstehen. 

• Weitere Gefährdungen dieser Art sind: 

- Herabfallende Teile 

- Wegfliegende Teile 

- Herumschlagende Teile 

- Kippende Teile 

- Pendelnde Teile 

- Rollende Teile 

- Gleitende bzw. rutschende Teile 

Es muss nochmals darauf verwiesen werden, dass zwar die Ursache der 

Gefährdung durch mechanische Faktoren im technischen Bereich liegt, 

dass aber oft ungünstige organisatorische Bedingungen und das Personenverhalten 

Auslöser für das Zustandekommen eines Unfalls sind, d.h., 

es werden durch organisatorische Bedingungen und durch das Verhalten 

der Personen Gefahr bringende Bedingungen geschaffen. 


Schutzmöglichkeiten siehe Punkt 3.2 unter den spezifischen Bedingungen 

der freien Bewegung. 



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5 Gefährdung durch bewegte Arbeits- und 

Transportmittel 


Für den Bereich der Gefährdung durch bewegte Arbeits- und Transportmittel 

gibt es folgende Gefährdungsmöglichkeiten: 

• Für den Außenstehenden entsteht die Gefährdung durch die Bewegungsenergie 

der Arbeits- und Transportmittel. 

• Für den Fahrenden oder Mitfahrenden entsteht die Gefährdung durch: 

- gewollte Geschwindigkeitsänderung: Abbremsen/Beschleunigen/Zentrifugalkräfte 

- ungewollte Geschwindigkeitsänderung: Aufprallen auf anderen 

Gegenstand, Umkippen (z. B. infolge überhöhter Geschwindigkeit 

in einer Kurve) 


Um Gefährdungen durch bewegte Arbeits- und Transportmittel zu vermeiden, 

gibt es eine Vielzahl von Schutzmaßnahmen, z. B. 

Stetigförderanlagen (1) 

kreuzungsfreie Transportwege (3) 

Einbahnstraßen (3) 

Zwangsführungen (2) 

Absperrungen (2) 

Geländer (2) 

größenmäßige Auslegung, die den zwangsläufig zu erwartenden Verkehrsströmen 

entspricht (3) 

Schilder (5) 

Blinkanlagen (5) 

Markierungen (5) 

Die in den Klammern stehende Zahl hinter den Schutzmaßnahmen gibt 

die Hierarchieebene an. 



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6 Gefährliche Oberflächen und Formen 


Es gibt folgende Gefährdungsmöglichkeiten: 

• Sich an scharfen Kanten schneiden 

• Sich an eckigen oder spitzen Gegenständen verletzen 

• Sich an rauen Oberflächen verletzen 

• Gegen hervorstehende Teile laufen/sich stoßen 

• Sich klemmen/sich quetschen 


Für die genannten Gefährdungen sollen prinzipielle Schutz- und Interventionsmaßnahmen 

nach der Ziel- und Maßnahmenhierarchie erarbeitet 

werden. 

1. Gefahrenquellen vermeiden/beseitigen durch konstruktive Veränderungen 

der Bauteile oder Arbeitsmittel. Ecken und Spitzen durch Radien 

oder Fasen bzw. Schrägen ersetzen. Veränderungen der Technologie 

– wie z. B. Schneiden (Tafelschere) durch Laserschneiden. 

Dadurch Verhinderung von scharfen Kanten und Grat. 

2. Ausschließen/Beseitigen des Wirksamwerdens von Gefahrenquellen; 

z. B. durch Handabweiser oder Abschrägungen an Werkzeugen. 

3. Verhinderung des Wirksamwerdens der Gefahrenquelle; Mensch von 

Gefahrenquelle fern halten durch Kantenschutz an Blechpaketen und 

Lagerung von Materialien in Boxen und Paletten. Hilfsmittel zum 

Handhaben – wie Blechzangen, Vakuumsaugheber und Magnetheber. 

4. Verhinderung/Verringerung der Einwirkung von Gefahrenquellen 

durch PSA (Persönliche Schutz-ausrüstung) – Tragen von Handschuhen 

(schnittfest, stichfest) Kettenwesten u. a. 

5. Verringerung der Gefährdung durch sicherheitsgerechtes Verhalten. 

Sicherheitsgerechtes Verhalten wird durch Unterweisungen und Betriebsanweisungen 

gefördert. 


Mechanische Faktoren 

P04 

Version 2 

Teilnehmerunterlagen 

4 Anlagen Seite 17 / 17 

7 Sturz- und Absturzgefährdung 


Das Freiwerden mechanischer Energien kommt durch die Bewegungsenergie 

des Menschen zustande. 

Es gibt folgende Möglichkeiten der Sturz- und Absturzgefährdung: 

• An Unebenheiten/Höhenunterschieden stolpern (z. B. Löcher, Schrägen, 

Absätze, Stufen) 

• An festen Hindernissen stolpern 

• Über herumstehende, -liegende Gegenstände stolpern (z. B. Behälter, 

Paletten, Werkzeuge) 

• Ausrutschen/Ausgleiten durch zu geringe Reibung auf den Tritt- und 

Standflächen (z. B. durch Nässe, Glätte) 

• Absturzgefährdung (z. B. an Rampen, Gruben, Gerüsten) 

Zusätzlich kann der Mensch beim Sturz oder Absturz häufig noch auf herumliegende 

bzw. stehende Gegenstände fallen. 


Stolper-, Rutsch- und Sturzstellen lassen sich häufig mit einfachen konstruktiven 

Maßnahmen ausschließen, z. B. 

• Vermeidung unterschiedlicher Fußbodenhöhen zwischen benachbarten 

Räumen 

• Verzicht auf Türschwellen 

• Anwendung versenkbarer Türfeststeller oder Feststeller direkt an der 

Tür etc. 

• Falls baulich-konstruktive Maßnahmen nicht möglich sind, müssen 

organisatorische und verhaltensbezogene Maßnahmen Anwendung 

finden. Dabei ist mit diesen Maßnahmen nicht das Anbringen eines 

Schildes „Vorsicht, frisch gebohnert”, sondern z. B. die Anweisung 

gemeint, Böden, die durch Bohnern glatt werden, nicht zu bohnern, 

sondern auf andere Art zu pflegen. 

• Arbeitsplätze oder begehbare Trittflächen müssen konstruktiv so gestaltet 

sein, dass ein Abstürzen durch Umwehrungen mit ausreichender 

Festigkeit und in ausreichender Höhe ausgeschlossen wird. In 

diesem Zusammenhang muss nicht nur an feste, sondern auch an vorübergehende 

Arbeitsplätze wie bei Bau-, Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten 

gedacht werden.

VI. Mechanische Gefährdungsfaktoren

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