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Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen - VKIS

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<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong><br />

<strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong>


Die vorliegende H<strong>an</strong>dlungshilfe „<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong> <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong> beim Einsatz brennbarer Kühlschmierstoff e“<br />

wurde vom Arbeitskreis „<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong> <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong>“ erarbeitet.<br />

Nachfolgende Institutionen, Verbände<br />

<strong>und</strong> Unternehmen haben bei der<br />

Erstellung dieser Broschüre mitgewirkt:<br />

Federführung:<br />

Fachausschuss Maschinenbau, Fertigungssysteme, Stahlbau<br />

bei der Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd, Mainz<br />

Die in dieser Broschüre enthaltenen technischen Lösungen schließen <strong>an</strong>dere, mindestens ebenso sichere Lösungen nicht aus.<br />

Andere Lösungen sind möglich, wenn Sicherheit <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heitsschutz in gleicher Weise gewährleistet sind.


4<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

1 Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />

2 Rechtsgr<strong>und</strong>lagen: Pflichten von Hersteller <strong>und</strong> Unternehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

3 Beurteilung der Gefährdung durch Brände oder Explosionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

4 Schutzmaßnahmen: „Alles im Griff“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

4.1 Auswahl des geeigneten Kühlschmierstoffes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />

4.2 Maßnahmen gegen heiße Oberflächen <strong>und</strong> <strong>an</strong>dere Zündquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

4.3 Konstruktive Maßnahmen: Werkzeugmaschine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

4.4 Maßnahmen zur Begrenzung der Auswirkungen eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>es oder einer Explosion . . . . . 21<br />

4.4.1 Absaugsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />

4.4.2 Druckentlastungseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />

4.4.3 <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />

4.4.3.1 Löschmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />

4.4.3.2 M<strong>an</strong>uelles Löschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29<br />

4.4.3.3 Ortsfeste Feuerlösch<strong>an</strong>lagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29<br />

4.4.3.4 <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />

4.4.3.5 Löschdüsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />

4.5 Schutzmaßnahmen in der Umgebung der Werkzeugmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />

5 Benutzung von Arbeitsmitteln – Anforderungen <strong>an</strong> den Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />

6 Unterweisung – Verhalten der Mitarbeiter im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />

7 Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />

Anh<strong>an</strong>g. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />

Rechtliche Gr<strong>und</strong>lagen - Anforderungen beim Inverkehrbringen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />

Checklisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42<br />

Betriebs<strong>an</strong>weisungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />

Literaturverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />

2. Auflage, St<strong>an</strong>d 03/2008


1 Vorwort<br />

In der metallverarbeitenden Industrie kommen zunehmend nichtwassermischbare Kühlschmierstoff e für<br />

die sp<strong>an</strong>ende Bearbeitung von Werkstücken zum Einsatz.<br />

Bild 1.1: Metallbearbeitungsöle in Deutschl<strong>an</strong>d 2006<br />

(Quelle: B<strong>und</strong>esamt für Wirtschaft <strong>und</strong> Ausfuhrkontrolle)<br />

Zur Realisierung einer effi zienten, wirtschaftlichen Bearbeitung werden zunehmend niedrigviskose, brennbare<br />

Kühlschmierstoff e verwendet. Dieser Trend rückt die Th ematik <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong> <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

verstärkt in den Vordergr<strong>und</strong>. Je nach Bearbeitung können im Innenraum der Werkzeugmaschine<br />

zum Teil heftige Reaktionen des Öl-Luft Gemisches mit Folgebr<strong>an</strong>d auftreten <strong>und</strong> somit die<br />

Ursache für Unfälle mit schweren Sach- <strong>und</strong> <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schäden sein. Die Folgen sind neben möglichen Verletzungen<br />

von Personen oft hohe Verluste durch Stillst<strong>an</strong>d der Produktion bis hin zur Insolvenz.<br />

Bild 1.2: Trend in Deutschl<strong>an</strong>d<br />

(Quelle: B<strong>und</strong>esamt für Wirtschaft <strong>und</strong> Ausfuhrkontrolle)<br />

5


6<br />

Bild 1.3: <strong>Werkzeugmaschinen</strong>br<strong>an</strong>d ...<br />

(Quelle: Fa. Kraft & Bauer)<br />

Bild 1.4:<br />

… <strong>und</strong> die Folgen<br />

Die vorliegende H<strong>an</strong>dlungshilfe beschreibt Maßnahmen gegen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsgefährdungen beim<br />

Betrieb von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> mit nichtwassermischbaren, brennbaren Kühlschmierstoff en¹.<br />

Sie richtet sich <strong>an</strong> den Unternehmer <strong>und</strong> unterstützt diesen bei der notwendigen Abstimmung mit dem<br />

Hersteller bei der Beschaff ung einer Werkzeugmaschine. Die Broschüre gibt Hinweise, die auch der Hersteller<br />

beim Inverkehrbringen einer Werkzeugmaschine berücksichtigen k<strong>an</strong>n, um die Anforderungen der<br />

Maschinenrichtlinie bezüglich <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong> (Anh<strong>an</strong>g 1 Nr 1.5.6 <strong>und</strong> 1.5.7) zu erfüllen. Zu<br />

dieser Th ematik gibt es derzeit noch keine spezifi sche auf <strong>Werkzeugmaschinen</strong> <strong>an</strong>zuwendende Norm.<br />

Die H<strong>an</strong>dlungshilfe enthält Informationen zur Beurteilung der Gefährdungen durch Brände <strong>und</strong> Explosionen.<br />

Als Hilfe zur Durchführung der Gefährdungsbeurteilung <strong>und</strong> Umsetzung der Schutzmaßnahmen<br />

stehen Checklisten <strong>und</strong> Muster-Betriebs<strong>an</strong>weisungen zur Verfügung. Damit können die notwendigen<br />

Maßnahmen rechtzeitig ermittelt <strong>und</strong> teure Nachrüstungsmaßnahmen vermieden werden. Brände <strong>und</strong><br />

Explosionen werden dadurch verhindert bzw. deren Auswirkungen minimiert.<br />

Über den Personenschutz hinausgehende Schutzziele (z. B. Sachwertschutz, Vermeidung von Betriebsunterbrechungen,<br />

Anforderungen <strong>an</strong> die Verfügbarkeit der Maschine, Umweltschutz) werden in diesem Leitfaden<br />

nicht beh<strong>an</strong>delt. Auf die besonderen Schutzmaßnahmen zur Bearbeitung von kritischen Leichtmetallen<br />

<strong>und</strong> deren Legierungen (z. B. Magnesium) wird in dem Leitfaden nicht eingeg<strong>an</strong>gen. Informationen<br />

zu dieser Th ematik sind in der BGR 204 enthalten.<br />

Harald Sefrin<br />

¹ Defi nitionsgemäß h<strong>an</strong>delt es sich bei einem brennbaren Kühlschmierstoff um einen nichtwassermischbaren Kühlschmierstoff<br />

auf Basis von Mineralölen, Polyalfaolephinen oder Fettsäureestern.


2 Rechtsgr<strong>und</strong>lagen: Pfl ichten<br />

von Hersteller <strong>und</strong> Unternehmer<br />

Ziel ist es, die Mitarbeiter bei der Benutzung von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> (WZM) vor <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsgefahren<br />

möglichst umfassend <strong>und</strong> wirksam zu schützen. Hierzu haben sowohl Hersteller als auch Betreiber<br />

(Arbeitgeber bzw. Unternehmer) von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> folgende Pfl ichten:<br />

Beim Einsatz brennbarer Kühlschmierstoff e ist der Unternehmer verpfl ichtet, im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung<br />

zu ermitteln, ob sich daraus eine Gefährdung durch Brände oder Explosionen ergeben<br />

k<strong>an</strong>n. Hierzu hat er zunächst beim Kauf einer Werkzeugmaschine darauf zu achten, dass diese Maschine<br />

für die vorgesehenen Kühlschmierstoff e geeignet ist.<br />

Der Hersteller berücksichtigt diese Information bei seiner Risiko<strong>an</strong>alyse zum Ermitteln <strong>und</strong> Festlegen des<br />

Schutzkonzeptes der WZM. In seiner Betriebs<strong>an</strong>leitung gibt der Hersteller Informationen zum bestimmungsgemäßen<br />

Betrieb <strong>und</strong> macht Angaben zur Inbetriebnahme, Rüsten, Inst<strong>an</strong>dhaltung, Wartung sowie<br />

Anfahr- <strong>und</strong> Stillsetzungsvorgängen.<br />

Mit diesen Informationen des Herstellers legt der Unternehmer d<strong>an</strong>n die notwendigen technischen <strong>und</strong> org<strong>an</strong>isatorischen<br />

Maßnahmen in seinem Betrieb fest. Diese Maßnahmen hängen von den R<strong>an</strong>dbedingungen<br />

der Gesamt<strong>an</strong>lage <strong>und</strong> den betrieblichen Gegebenheiten ab. In der Regel wird die Werkzeugmaschine<br />

<strong>an</strong> eine bereits im Werk vorh<strong>an</strong>dene Absaug<strong>an</strong>lage <strong>an</strong>geschlossen. Für das Sicherheitskonzept der sich daraus<br />

ergebenden Anlage ist gr<strong>und</strong>sätzlich der Unternehmer ver<strong>an</strong>twortlich. Er k<strong>an</strong>n sich jedoch durch den<br />

Hersteller beraten <strong>und</strong> von diesem das Schutzkonzept erstellen lassen.<br />

Herstellung Bereitstellung<br />

Rechtsquellen auf europäischer Ebene 98/37/EG Maschinen-Richtlinie;<br />

ggf. weitere Richtlinien nach Artikel 95 des<br />

EWG-Vertrags<br />

Umsetzung in nationales Recht Geräte- <strong>und</strong> Produktsicherheitsgesetz (GPSG)<br />

insbesondere Maschinen-Verordnung<br />

(9. GPSGV)<br />

Arbeitsschutz-Rahmenrichtlinie;<br />

weitere Richtlinien, z. B. Arbeitsmittelbenutzungsrichtlinie<br />

• Arbeitsschutzgesetz<br />

• Betriebssicherheitsverordnung<br />

• Gefahrstoff verordnung<br />

Adressaten Hersteller, Importeure, Händler Unternehmer (Arbeitgeber)<br />

Gegenst<strong>an</strong>d Sichere Produkte Auswahl sicherer <strong>und</strong> für die vorgesehene<br />

Verwendung geeigneter Arbeitsmittel<br />

Tabelle 1: Gesetzliche Gr<strong>und</strong>lagen/Übersicht<br />

Das Explosionsrisiko wird sicher beherrscht bei der Anwendung der Maßnahmen nach Maschinenrichtlinie<br />

Anh<strong>an</strong>g 1 Nr. 1.5.6 <strong>und</strong> 1.5.7. Die ergänzende Anwendung der RL 94/9 EG ist gr<strong>und</strong>sätzlich nicht<br />

notwendig.<br />

7


8<br />

3 Beurteilung der Gefährdung<br />

durch Brände oder Explosionen<br />

Im Rahmen einer Studie des Vereins Deutscher <strong>Werkzeugmaschinen</strong>fabriken (VDW) wurden in der metallverarbeitenden<br />

Industrie im Zeitraum von 1987-1994 beim Einsatz von nichtwassermischbaren KSS in<br />

<strong>Werkzeugmaschinen</strong> ca. 150 <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ereignisse untersucht. Im Folgenden sind die Ursachen für diese Ereignisse<br />

dargestellt.<br />

Bild 3.1: Ursache von <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ereignissen <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong> [1]<br />

Die meisten Störungen waren mit dem Entstehen glühender Späne, energiereicher Funken oder heißer<br />

Oberfl ächen verb<strong>und</strong>en, welche als Zündquelle wirkten. In Anbetracht des technischen Fortschrittes hinsichtlich<br />

Vorschub <strong>und</strong> Schnittgeschwindigkeit sowie dem Trend zum Einsatz niedrigviskoser Kühlschmierstoff<br />

e mit sehr hohen Drücken hat sich das <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>risiko eher erhöht.<br />

Bild 3.2:<br />

Voraussetzungen für einen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>


Bild 3.3: Reaktion um Schleifspindel<br />

(Quelle: Fa.Kraft & Bauer)<br />

Um die Bearbeitungsstelle bildet sich in einem begrenzten Bereich ein reaktives Gemisch aus KSS mit Luft,<br />

welches durch die vorgen<strong>an</strong>nten Zündquellen entzündet werden k<strong>an</strong>n. Der daraus resultierende <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> breitet<br />

sich sehr schnell auf den gesamten Innenraum der Werkzeugmaschine aus. Der mit der Entzündung<br />

einhergehende Druck<strong>an</strong>stieg ist schwächer ausgeprägt als bei einem Explosionsereignis im Inneren einer<br />

geschlossenen Anlage. Durch den Druckaufbau im Innenraum jedoch können Flammenaustritte aus Undichtigkeiten,<br />

aufgedrückten Gehäusetüren, Beschickungs- <strong>und</strong> Entnahmeöff nungen sowie aus Druckentlastungsöff<br />

nungen auftreten, sofern keine entsprechenden Vorkehrungen getroff en wurden.<br />

Bild 3.4: Entzündung des KSS-Luft Gemisches ...<br />

(Quelle: Fa. Traub, <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>versuche)<br />

Bild 3.5: ... mit Folgebr<strong>an</strong>d<br />

(Quelle: Fa. Traub, <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>versuche)<br />

Im Rahmen von Untersuchungen über die Zündfähigkeit von Sprühnebeln bei der PTB Braunschweig [2]<br />

wurde hinsichtlich der Zündquellen folgendes festgestellt:<br />

Die Entzündung von KSS Sprühstrahlen mittels elektrischer Funken ist schon bei Energien kleiner als<br />

10 Joule möglich. Auch von mech<strong>an</strong>ischen Funken k<strong>an</strong>n im Bereich der Zersp<strong>an</strong>stelle eine erhebliche<br />

Zündgefahr ausgehen.<br />

Heiße Oberfl ächen (≥ 800 °C) sind außerordentlich wirksame Zündquellen. Die heißen Oberfl ächen<br />

stellen die wesentlichen Zündquellen für Brände von Kühlschmierstoff en in <strong>Werkzeugmaschinen</strong> dar.<br />

9


10<br />

Bild 3.6: Funkenfl ug<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Bild 3.7:<br />

Zündfunken beim Bohren<br />

Oftmals ist die vorgen<strong>an</strong>nte Entzündung des KSS/Luftgemisches im Maschineninnenraum mit einem Folgebr<strong>an</strong>d<br />

verb<strong>und</strong>en. Kommt es zu Flammenaustritten aus Öff nungen <strong>und</strong> Spalten, besteht die Gefahr, dass<br />

ein Maschinenbr<strong>an</strong>d auf die Umgebung übergreift.<br />

Bei der Gefährdungsbeurteilung ist zu berücksichtigen, ob ein Maschinenbr<strong>an</strong>d sich ausbreiten <strong>und</strong> auf <strong>an</strong>dere<br />

Bereiche übergreifen k<strong>an</strong>n. Dies hängt sehr stark von den „Verhältnissen“ in der Maschinenumgebung<br />

ab. Auch Flüssigkeitsfi lme <strong>und</strong> -lachen können nach der Zündung in <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> geraten. Die Eindämmung<br />

solcher Brände gelingt umso leichter, je höher die Viskosität <strong>und</strong> der Flammpunkt des KSS liegt. Häufi gste<br />

Ursachen für eine schnelle Ausbreitung eines Folgebr<strong>an</strong>des sind r<strong>an</strong>dvolle Ölauff <strong>an</strong>gw<strong>an</strong>nen <strong>und</strong> Gitterroste<br />

mit großer Oberfl äche, großfl ächige KSS-Lachen sowie sonstiges <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>material (Papier, Pappe,<br />

Putzlappen etc…).<br />

Bild 3.8:<br />

Ölgefüllte Gitterroste mit großer Oberfl äche<br />

Bild 3.9:<br />

Werkzeugmaschine im „Ölbad“


4 Schutzmaßnahmen: „Alles im Griff “<br />

Bei der Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes sind die Tätigkeiten mit<br />

Gefahrstoff en, das Benutzen der Werkzeugmaschine, die Arbeitsumgebung <strong>und</strong> der Arbeitsraum g<strong>an</strong>zheitlich<br />

zu betrachten.<br />

Bei der Bereitstellung einer Werkzeugmaschine² ist das Ziel, eine geeignete Maschine auszuwählen, bei<br />

deren bestimmungsgemäßer Benutzung Sicherheit <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heitsschutz der Beschäftigten gewährleistet<br />

sind. Die Anforderungen <strong>an</strong> die Werkzeugmaschine <strong>und</strong> die Voraussetzungen für ihre Bereitstellung sind<br />

auf Gr<strong>und</strong>lage der Bewertung der Gefährdungen festzulegen.<br />

Sind diese Anforderungen umf<strong>an</strong>greich, ist eine Dokumentation (z. B. in Form eines Pfl ichtenheftes) auch<br />

im Hinblick auf die <strong>an</strong>schließende Gefährdungsbeurteilung für die sichere Benutzung sinnvoll. Im Pfl ichtenheft<br />

können z. B. Vorgaben für die Herstellung (Einsatz bestimmter Werkstoff e, Berücksichtigung sich<br />

<strong>an</strong>schließender fertigungstechnischer Einheiten etc.) festgelegt werden.<br />

Auf der Basis von Tests <strong>und</strong> Untersuchungen (PTB, IBEXU) wurden in der metallverarbeitenden Industrie<br />

eine g<strong>an</strong>ze Reihe von Schutzmaßnahmen entwickelt, um das bestehende <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsrisiko<br />

beim Betreiben von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> zu minimieren. In den folgenden Kapiteln werden sowohl das<br />

Schutzkonzept als auch die Reihenfolge beim Umsetzen der Maßnahmen zur Durchführung der Gefährdungsbeurteilung<br />

(„Roter Faden“) beschrieben:<br />

1. Vorbeugende Maßnahmen zum <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong>:<br />

Vorr<strong>an</strong>g haben Maßnahmen, die einen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> oder eine Explosion verhindern, z. B.<br />

Auswahl eines Kühlschmierstoff es mit geringem Gefährdungspotential<br />

Absaugung des Ölnebels im Arbeitsraum<br />

Vermeidung von Öllachenbildung<br />

Vermeidung von Zündquellen: Kühlung der Zersp<strong>an</strong>stelle durch ausreichende KSS-Überfl utung,<br />

Prozessüberwachung<br />

2. Konstruktive Maßnahmen <strong>an</strong> der Werkzeugmaschine<br />

Da ein <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> bzw. eine Explosion im Inneren nicht gänzlich ausgeschlossen werden k<strong>an</strong>n, sind z. B. folgende<br />

Maßnahmen einzeln oder ggf. kombiniert, geeignet, um die Auswirkungen eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>es bzw. einer<br />

Explosion zu minimieren:<br />

Installation einer automatischen Feuerlösch<strong>an</strong>lage<br />

ausreichende Druckfestigkeit der Verhaubung<br />

fl ammendurchschlagsichere Türlabyrinthe<br />

Druckentlastungsklappe bei nicht ausreichender Druckfestigkeit der Verhaubung<br />

Festlegen von Maßnahmen bei der Gefährdungsbeurteilung<br />

Bei der Gefährdungsbeurteilung werden aus den vorstehend gen<strong>an</strong>nten Maßnahmen diejenigen ausgewählt,<br />

die im zutreff enden Fall geeignet sind. Nach der Umsetzung muss der Unternehmer kontrollieren, ob:<br />

die Maßnahmen geeignet <strong>und</strong> ausreichend wirksam sind,<br />

sich aus diesen Maßnahmen keine neuen Gefährdungen ergeben haben.<br />

Wurde festgestellt, dass die Maßnahmen nicht ausreichend wirksam sind oder sich daraus neue Gefährdungen<br />

ergeben haben, muss der Prozess der Gefährdungsbeurteilung erneut durchlaufen werden.<br />

² siehe hierzu TRBS 1111 „Gefährdungsbeurteilung <strong>und</strong> sicherheitstechnische Bewertung“<br />

11


12<br />

Information<br />

Brennbarer Stoff<br />

Zündquellen,<br />

Heiße Oberfl ächen<br />

Technische<br />

Maßnahmen<br />

Org<strong>an</strong>isatorische<br />

Maßnahmen<br />

WZM für brennbaren<br />

KSS geeignet?<br />

KSS<br />

KSS-Menge<br />

KSS-Überwachung<br />

Werkzeug-Überwachung<br />

WZM-Anforderungen<br />

Absaug<strong>an</strong>lage<br />

Druckentlastung<br />

Lösch<strong>an</strong>lage<br />

WZM-Umgebung<br />

Mitarbeiterunterweisung<br />

Prüfung, Wartung<br />

Bild 4.1:<br />

„Der rote Faden“: Vorgehen bei der Gefährdungsbeurteilung<br />

Betriebs<strong>an</strong>leitung<br />

bestimmungsgem. Verwendung<br />

Merkmale WZM<br />

Emissionsarmer KSS<br />

KSS-Kennwerte<br />

Multifunktionsöl<br />

KSS-Kreislauf (VDI 3035)<br />

Druck-/Strömungs wächter<br />

Frequenz<strong>an</strong>alyse<br />

Gehäuse druck-/stoßfest<br />

Tür: Labyrinthdichtungen<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>-Ex-geeignet<br />

Volumenstrom überwacht<br />

Dimensionierung/Stelle<br />

Geprüfte Bauteile<br />

M<strong>an</strong>uelle/autom. Lösch<strong>an</strong>lage<br />

Geeignetes Löschmittel<br />

Spänebehälter<br />

Ölw<strong>an</strong>ne<br />

Brennbare Materialien<br />

CO 2 , Rückzündung<br />

Verhalten im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall<br />

Bedienung Lösch<strong>an</strong>lage<br />

Lösch<strong>an</strong>lage<br />

Absaug<strong>an</strong>lage<br />

Reinigung


4.1 Auswahl des geeigneten Kühlschmierstoff es<br />

Eigenschaften<br />

Bei der sp<strong>an</strong>enden Bearbeitung entstehen in Abhängigkeit des eingesetzten Kühlschmierstoff es <strong>und</strong> des <strong>an</strong>gewendeten<br />

Bearbeitungsverfahrens unterschiedliche Emissionen. Zum einen entstehen durch mech<strong>an</strong>ische<br />

Be<strong>an</strong>spruchung des Kühlschmierstoff es Aerosole (Partikeln von 0,5 - 50 μm Durchmesser), zum <strong>an</strong>deren<br />

entstehen durch thermische Be<strong>an</strong>spruchung des Kühlschmierstoff es Dämpfe bzw. Feinstaerosole [3].<br />

Ölnebel Dämpfe<br />

Ölpartikel zw. 0,1 <strong>und</strong> 50 μm<br />

Mech<strong>an</strong>isch bedingt<br />

• Hohe KSS-Drücke <strong>und</strong> Schnittgeschwindigkeiten<br />

• Aufprall des KSS auf Maschinenbett, Werkzeug<br />

<strong>und</strong> Werkstück<br />

• Düsenform <strong>und</strong>-<strong>an</strong>ordnung<br />

Bild 4.2: Emissionen bei der sp<strong>an</strong>enden Bearbeitung<br />

(Quelle: Fa. Fuchs)<br />

Gasförmige Kohlenwasserstoff e<br />

Thermisch bedingt<br />

• Hohe Vorschübe <strong>und</strong> Schnittgeschwindigkeiten<br />

• Werkzeugverschleiß<br />

• Hohe KSS-Temperatur<br />

• Hohe Verdampfung des KSS<br />

Bei hohen mech<strong>an</strong>ischen <strong>und</strong> thermischen Belastungen <strong>an</strong> der Schneide kommt es zur Vernebelung <strong>und</strong><br />

Verdampfung der eingesetzten Kühlschmierstoff e. Im Maschineninnenraum entsteht ein Ölnebel-Dampf/<br />

Luft-Gemisch. Je höher die thermische <strong>und</strong> mech<strong>an</strong>ische Belastung beim Bearbeitungsprozess ist, umso<br />

größer ist der Anteil <strong>an</strong> KSS-Dampf. Die höchsten Emissionen sind bei <strong>Werkzeugmaschinen</strong> mit hohen<br />

Schnittgeschwindigkeiten <strong>und</strong> niedrigviskosen KSS (wie z. B. beim Schleifen) zu erwarten.<br />

Durch die Auswahl emissionsarmer Kühlschmierstoff e k<strong>an</strong>n die Aerosol- <strong>und</strong> Dampfbildung durch KSS<br />

am Arbeitsplatz reduziert werden. Emissionsarme Kühlschmierstoff e zeichnen sich durch folgende Merkmale<br />

aus:<br />

aufgebaut auf Basis verdampfungsarmer Mineralöle oder<br />

synthetische Ester <strong>und</strong>/oder Sonderfl üssigkeiten<br />

Zusatz von Antinebeladditiven.<br />

Tendenz<br />

abnehmende <strong>Br<strong>an</strong>d</strong><strong>und</strong><br />

Explosionsgefahr<br />

Viskositätsklasse Viskosität Flammpkt. nach ISO 2592 Verdampfungsverlust bei Bearbeitungs -<br />

nach DIN 51519 bei 40 °C (Verfahren mit off enem 250 °C nach DIN 51581-1 verfahren<br />

(ISO 3448:1992) nach DIN 51562 Tiegel nach Clevel<strong>an</strong>d) (Verfahren nach Noack) beispielhaft<br />

ISO VG 5 4,14 - 5,06 mm2/s > 120 °C < 85 % Honen, Reiben<br />

ISO VG 7 6,12 - 7,48 mm2/s > 145 °C < 80 %<br />

Schleifen<br />

ISO VG 10<br />

ISO VG 15<br />

ISO VG 22<br />

ISO VG 32<br />

ISO VG 46<br />

9 - 11 mm2/s<br />

13,5 - 16,5 mm2/s<br />

19,8 - 24,2 mm2/s<br />

28,8 - 35,2 mm2/s<br />

41,4 - 50,6 mm2/s<br />

> 155 °C<br />

> 190 °C<br />

> 200 °C<br />

> 210 °C<br />

> 220 °C<br />

< 60 %<br />

< 25 %<br />

< 15 %<br />

< 13 %<br />

< 11 %<br />

Tiefbohren<br />

Drehen, Fräsen<br />

Bohren<br />

Gewindeschneiden<br />

Gewinderollen<br />

Räumen<br />

Tabelle 2: Kenndaten von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoff en<br />

(Quelle: E DIN 31007:2003-10 S. 6)<br />

Gr<strong>und</strong>sätzlich wird empfohlen, den KSS mit geringstem Verdampfungsverlust <strong>und</strong> dem höchsten Flammpunkt<br />

bei der vom Bearbeitungsprozess vorgegebenen <strong>und</strong> nach Möglichkeit hohen Viskosität zu wählen.<br />

13


14<br />

Beispiel: Schleifen mit brennbarem KSS auf Ölbasis (nichtwassermischbar)<br />

Kennwerte KSS: - Flammpunkt > 140 °C<br />

- Viskosität > 6 mm²/s bei 40 °C<br />

- Verdampfungsverlust bei 250 °C < 80 %<br />

Hinweis: Mit steigender Viskosität nehmen die Filtrierbarkeit <strong>und</strong> die Fördermenge (Spülmenge) der Öle<br />

in einer gegebenen Anlage ab.<br />

Durch Einsatz von KSS mit Antinebeladditiven k<strong>an</strong>n die Bildung lungengängiger Aerosole (Partikelgröße:<br />

0,5 μm bis 5 μm) reduziert werden. Antinebeladditive sind besonders wirksam bei niedrigviskosen Kühlschmierstoff<br />

en wie z. B. Schleif- <strong>und</strong> Honölen.<br />

Die Wirkung der Antinebelzusätze k<strong>an</strong>n jedoch durch mech<strong>an</strong>ische <strong>und</strong> physikalische Be<strong>an</strong>spruchung<br />

(Scherung <strong>an</strong> der Bearbeitungsstelle) mit der Zeit „verblassen“. Weiterhin können bestimmte Antinebeladditive<br />

bei Prozessen mit Feinstfi ltration (10-μm Filter, Anschwemmfi lter) des KSS zu Problemen führen<br />

(z. B. Verstopfung, Belegung der Filter). Deshalb sollte die Eignung des Kühlschmierstoff es für den Prozess<br />

vorab mit dem Hersteller abgestimmt werden.<br />

Gelingt es, die KSS-Temperatur zu überwachen <strong>und</strong> den KSS durch geeignete Maßnahmen bei Raumtemperatur<br />

zu halten, k<strong>an</strong>n das Nebelverhalten erheblich verbessert werden.<br />

Dies k<strong>an</strong>n erreicht werden durch: - ausreichende KSS Menge<br />

- ausreichende Überfl utung <strong>an</strong> Schneide<br />

- Umlenkbleche zum Abkühlen<br />

- Kühlung.<br />

Untersuchungen zeigten, dass bereits eine Temperaturerhöhung eines KSS von 10 °C eine Verdoppelung<br />

der Aerosolbildung zur Folge hat.<br />

Bild 4.3: Temperaturabhängigkeit der Aerosolbildung<br />

(Quelle: Fa. Fuchs)<br />

Bild 4.3: KSS – Untere Explosionsgrenze (UEG)<br />

Einfl uss der Viskosität (Quelle: Fa. Fuchs) [6]<br />

Neben dem Verdampfungs- <strong>und</strong> Vernebelungsverhalten des KSS sind zur Bewertung des Explosionsrisikos<br />

folgende sicherheitstechnischen Kenngrößen relev<strong>an</strong>t.<br />

untere Explosionsgrenze in g/m³<br />

maximaler Explosionsdruck in bar(Ü)<br />

maximaler Druck<strong>an</strong>stieg, wiedergegeben durch den KF-Wert in bar·m/s.


Für KSS-Aerosole sind der Fachliteratur folgende Werte für diese Kenngrößen zu entnehmen [4, 5, 6, 7]:<br />

untere Explosionsgrenze 25 g/m³ … 60 g/m³<br />

maximaler Explosionsdruck 7,2 bar (Ü) … 7,7 bar (Ü)<br />

K F -Wert 75 bar x m/s … 103 bar x m/s<br />

Die experimentell ermittelten maximalen Explosionsdrücke <strong>und</strong> K F -Werte stellen Maximalwerte dar.<br />

Einsatz von Multifunktionsölen<br />

In der Praxis k<strong>an</strong>n es zu Vermischungen des Kühlschmierstoff es mit <strong>an</strong>deren Arbeitsstoff en kommen. Die<br />

mengenmäßig bedeutendsten Fremdöleinträge in den KSS-Kreislauf entstehen durch Hydrauliköle. Dies<br />

k<strong>an</strong>n zur Beeinträchtigung der tribologischen Eigenschaften des KSS führen. Die Folgen sind Probleme bei<br />

der Bearbeitung, hoher Werkzeugverschleiß bis hin zum Werkzeugbruch <strong>und</strong> Maschinenschäden.<br />

Daher gilt es, Einschleppungen von Fremdölen <strong>und</strong> Rückständen wie z. B.<br />

Maschinenreingungs- <strong>und</strong> Pfl egemittel<br />

Reinigungs- <strong>und</strong> Lösemittel von Werkstücken<br />

Fremdöle etc.<br />

in den Kühlschmierstoff der Werkzeugmaschine möglichst zu vermeiden (Hinweise zur KSS-Pfl ege siehe<br />

VDI 3397 Blatt 2, BGR 143).<br />

Potentiale zur Verringerung dieser Gefahren bestehen im Einsatz von kompatibelen Multifunktionsölen<br />

(siehe auch VDI 3035). Alle in der Werkzeugmaschine eingesetzten Schmierstoff e wie Hydrauliköle, Bettbahnöle,<br />

Getriebeöle <strong>und</strong> Spindelöle sind aufein<strong>an</strong>der abgestimmt <strong>und</strong> unterein<strong>an</strong>der verträglich. Leckagen<br />

haben nur noch einen sehr geringen Einfl uss auf den Kühlschmierstoff . Weitere Vorteile bestehen in<br />

der Erhöhung der Prozesssicherheit, der Lebensdauer des Kühlschmierstoff es sowie der Verringerung von<br />

Wartungs- <strong>und</strong> Inst<strong>an</strong>dhaltungsaufw<strong>an</strong>d.<br />

Bild 4.5: Multifunktionsöle<br />

(Quelle: Alfi ng Kessler)<br />

15


16 4.2 Maßnahmen gegen heiße Oberfl ächen <strong>und</strong> <strong>an</strong>dere Zündquellen<br />

In den meisten Fällen wird ein Maschinenbr<strong>an</strong>d <strong>an</strong> der Bearbeitungsstelle durch einen glühenden Sp<strong>an</strong>, einen<br />

Schleiff unken oder ein heißgelaufenes Werkzeug ausgelöst. Eine zuverlässige <strong>und</strong> ausreichende Kühlung<br />

der Bearbeitungsstelle durch KSS ist deshalb sicher zu stellen.<br />

Bild 4.6: Abgenutzte Wendeschneidplatte<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Bild 4.7: Heißgelaufener Bohrer als Zündquelle<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Ausreichende Spülmengen<br />

Der KSS-Kreislauf ist so zu dimensionieren (Leitungsquerschnitt, Vorratsbehälter, Pumpen etc.), dass eine<br />

ausreichende Menge KSS für die Überfl utung der Zersp<strong>an</strong>stelle zu jeder Zeit <strong>und</strong> für jedes Werkzeug gewährleistet<br />

ist. Die notwendige Menge <strong>an</strong> KSS ist abhängig vom Maschinentyp bzw. Bearbeitungsprozess.<br />

Hinweise zur Auslegung des KSS-Kreislaufes siehe VDI 3035, VDI 3397 Blatt 1. Maßnahmen zur optimalen<br />

Überfl utung sind z. B.:<br />

Überfl utungskühlschmierung: mit Niederdruck (2-4 bar)<br />

Abreinigung (Schleifwerkzeuge etc.) mit 30 l/min Hochdruck (bis 100 bar)<br />

Löschen von Funken durch zusätzliche KSS-Aufgabe <strong>an</strong> den Entstehungsstellen<br />

(Unterdüse beim Schleifen).<br />

Für die Kühlwirkung <strong>und</strong> den Grad der Vernebelung ist auch die Form des Spülstrahles (Druck <strong>und</strong> Düsenform<br />

sowie korrekte Einstellung) maßgebend. Vorteilhaft ist eine werkzeugnahe Überfl utung mit großen<br />

Mengen unter Niederdruck. Durch den Einbau von weiteren Düsen <strong>und</strong> Anordnung als „KSS-Spülvorhänge“<br />

k<strong>an</strong>n das Nebelvolumen zusätzlich minimiert werden. Hierzu ist es notwendig, die Düsen auf<br />

den Bereich Werkstück/Bearbeitungsstelle korrekt auszurichten <strong>und</strong> einzustellen.<br />

Überwachung der KSS-Zufuhr<br />

Die Voraussetzung für einen optimalen <strong>und</strong> sicheren Prozess ist die Gewährleistung einer ausreichenden<br />

KSS-Zufuhr schon beim Beginn sowie während der Zersp<strong>an</strong>ung. Die Gefahr eines Werkzeugbruchs wird<br />

dadurch erheblich verringert. Zur Überwachung der KSS-Zufuhr kommen vorwiegend Druckschalter für<br />

Hoch- <strong>und</strong> Niederdruck, Strömungswächter oder die Überwachung der Pumpenmotorströme zum Einsatz.<br />

Generell sollten ausgehend von der Maschinensteuerung eine Überwachung sowie eine Funktionsprüfung<br />

der Sensoren (z. B. Signalwechsel) erfolgen. Bei Störung oder Ausfall der KSS-Zufuhr wird von der Steuerung<br />

eine Trennung von Werkzeug <strong>und</strong> Werkstück („Not-Rückzug“) sowie die Abschaltung des Maschinen<strong>an</strong>triebs<br />

ausgeführt.<br />

Prozess- <strong>und</strong> Werkzeugüberwachung<br />

Ein „heißgelaufenes“ Werkzeug oder gar ein Werkzeugbruch werden als die häufi gsten Ursachen für einen<br />

Maschinenbr<strong>an</strong>d <strong>an</strong>gesehen. Ein „stumpfer“ verschlissener Bohrer sorgt oftmals für einen starken Temperatur<strong>an</strong>stieg<br />

<strong>an</strong> der Eingriff sstelle <strong>und</strong> k<strong>an</strong>n so als Zündquelle wirken. Deshalb sollten Werkzeuge auf ihren<br />

Zust<strong>an</strong>d überprüft <strong>und</strong> nach Ablauf der vom Werkzeughersteller <strong>an</strong>gegebenen St<strong>an</strong>dzeit ausgetauscht<br />

werden.


Durch eine Prozessüberwachung können solche sicherheitskritischen Zustände aufgr<strong>und</strong> von Werkzeugverschleiß<br />

erk<strong>an</strong>nt werden, so dass die Maschine rechtzeitig stillgesetzt werden k<strong>an</strong>n.<br />

Es gibt folgende Möglichkeiten:<br />

Leistungsüberwachung: Messung der aufgenommenen Leistung eines Motors wie z. B. der Werkzeug-<br />

oder Werkstückspindel. Intern oder separates Gerät; gutes H<strong>an</strong>dling, wenig stör<strong>an</strong>fällig<br />

Körperschallüberwachung: Messung des bei der Bearbeitung entstehenden Schalls. Bricht z. B. ein<br />

Werkzeug, so hebt sich das Bruchsignal deutlich von der Zersp<strong>an</strong>ung ab<br />

Schnittkraftüberwachung durch Sensorik, z. B. Piezoquarz, Dehnungsmessstreifen.<br />

17


18 4.3 Konstruktive Maßnahmen: Werkzeugmaschine<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last<br />

Um einen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> zu verhindern bzw. um die Folgen eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>es zu begrenzen, ist es wichtig, die „<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last“<br />

möglichst niedrig zu halten. Dies ist besonders in Bereichen wie dem Antriebsraum oder auf dem<br />

Dachbereich der Maschine zu beachten, da diese Bereiche in der Regel nicht mit Lösch<strong>an</strong>lagen geschützt<br />

werden. Auf die Vermeidung waagerechter Flächen oder Bereiche mit Pfützenbildung oder Späne<strong>an</strong>sammlungen<br />

ist zu achten. Leicht geneigte Deckenfl ächen unterstützen den Ablauf des KSS.<br />

Bild 4.8:<br />

Öllachenbildung im Antriebsraum<br />

Bild 4.9:<br />

Werkzeugmaschine im „Ölbad“<br />

Flammenaustritt aus der Maschine<br />

Bei einer Zündung des KSS-Luft Gemisches <strong>und</strong> bei Bränden können Flammen <strong>und</strong> heiße Gase aus der<br />

Werkzeugmaschine austreten. Durch den Druckaufbau im Innenraum werden Flammenaustritte aus Türspalten,<br />

aufgedrückten Gehäusetüren, Beschickungs- <strong>und</strong> Entnahmeöff nungen sowie aus Druckentlastungsöff<br />

nungen hervorgerufen. Auch während der Flutung mit Löschgas wurden Flammenaustritte beobachtet.<br />

Bild 4.10: Flammenaustritt am Türlabyrinth<br />

(Quellen: Fa. Traub, <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>versuche)<br />

Bild 4.11: Temperaturen beim Flammenaustritt<br />

<strong>an</strong> der Tür im Bereich des Maschinenbedieners<br />

Eine Gefährdung für den Bediener <strong>und</strong> die Umgebung durch das Herausschlagen von Flammen <strong>und</strong> heißen<br />

Gasen sollte verhindert werden. Daher werden <strong>an</strong> die Labyrinthe, die sich im Türbereich der Werkzeugmaschine<br />

befi nden, folgende Anforderungen gestellt (siehe Forschungsberichte VDW 3001/1 <strong>und</strong><br />

VDW 3001/2):<br />

Gestaltung fl ammendurchschlaghemmend : beidseitig überlappend mit mehreren Umlenkungen des<br />

Spaltweges <strong>und</strong> Höchstspaltweiten von 2 mm. Hinsichtlich der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last sind die Labyrinthe so zu<br />

gestalten, dass sich kein Öl <strong>an</strong>sammeln k<strong>an</strong>n<br />

Verringerung der Spaltweiten bei Aufbringen eines Innendruckes (Zündung KSS-Nebel) oder bei Alterung<br />

der Dichtgummis. Konstruktion der Tür derart, dass sie bei Auftreten einer KSS-Zündung in<br />

das Maschinengehäuse gedrückt <strong>und</strong> von diesem gehalten wird, wobei sich die Spaltweiten verkleinern<br />

(siehe Bild 4.17)<br />

Gestaltung derart, dass die Austrittsrichtung von Flammen oder heißen Gasen nicht im Aufenthaltsbereich<br />

des Bedieners liegt.


Bild 4.12: Bereich Schiebetür ausgelegt für<br />

Bearbeitung mit Emulsion (Quelle: Fa. Index)<br />

Bild 4.13: Bereich Schiebetür mit zusätzlichem<br />

Labyrinth für Bearbeitung mit Öl (Quelle: Fa. Index)<br />

Weiterhin sollte Folgendes beachtet werden<br />

Der Sicherheitsabst<strong>an</strong>d <strong>an</strong> den Türen vor den Labyrinthdichtungen beträgt 30 cm (Austrittsbereich<br />

heißer Gase mit Temperaturen > 60 °C)<br />

Falls hauptzeitparalleles Beladen am Rüstplatz des Palettenwechslers möglich ist, soll der Beladeraum<br />

vom Arbeitsraum fl ammendurchschlaghemmend getrennt werden<br />

Gummi- oder Bürstendichtungen sind br<strong>an</strong>dschutztechnisch nicht zu empfehlen (Bild 4.15)<br />

Nicht vermeidbare Öff nungen, wie z. B. Werkstücköff nungen sind sorgfältig abzudichten, z. B. über<br />

Klappen oder Schieber, die die Öff nung nur während eines Werkstückwechsels freigeben.<br />

Bild 4.14: Flammendurchschlagsicheres<br />

Türlabyrinth (nach VDW 3001/1)<br />

Bild 4.15: Türdichtung<br />

br<strong>an</strong>dschutztechnisch nicht geeignet<br />

Arbeitsraum <strong>und</strong> Verkleidung<br />

Bei einer Zündung des KSS-Luft Gemisches besteht die Gefahr, dass bei nicht ausreichender Druckfestigkeit<br />

der Arbeitsraumverkleidung Gehäuseteile wegfl iegen <strong>und</strong> sich der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> in <strong>an</strong>grenzende Maschinenbereiche<br />

bzw. in die Umgebung ausbreitet.<br />

Arbeitsraum <strong>und</strong> Verkleidung sollten folgende Merkmale aufweisen:<br />

Druckfestigkeit der Arbeitsraumverkleidung (Türen, Fenster, Teleskopabdeckungen <strong>und</strong> sonstige Verkleidungsbleche)<br />

mindestens 0,1 bar<br />

Ausführung ohne große Spalte, durch die Verbrennungsprodukte ins Maschinenumfeld austreten<br />

können<br />

Abdichtung zu <strong>an</strong>grenzenden Maschinenbereichen wie H<strong>an</strong>dhabungsraum oder Antriebsraum<br />

Türen müssen gegen Herausspringen <strong>und</strong> Öff nen gesichert werden, z. B. durch umlaufende Umgriff e<br />

<strong>und</strong>/oder Zuhaltungen<br />

Tür durch Schalter mit Zuhaltung ausgestattet <strong>und</strong> mit Steuerung verriegelt<br />

Sichtscheiben aus Polycarbonat formschlüssig eingefasst.<br />

19


20<br />

Bei Sichtscheiben ist auf mech<strong>an</strong>ische Rückhaltefähigkeit <strong>und</strong> ggf. Austauschintervalle zu achten (z. B. Polycarbonat).<br />

Bei der Einfassung ist eine ausreichende Überlappung der Verkleidungsbleche auf beiden Seiten<br />

vorzusehen (z. B. nicht in Gummi gefasst). Details hierzu, siehe Forschungsberichte VDW 0209 <strong>und</strong><br />

VDW 0209/1, DIN EN 12415, DIN EN 12417 <strong>und</strong> DIN EN 13218.<br />

Bild 4.16: Befestigung von Sichtfenstern<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Bild 4.17: Türe mit Umgriff<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Integration der Steuerungen in das Gesamtkonzept<br />

Ein optimaler Informationsaustausch zwischen der Steuerung von Werkzeugmaschine, Absaug<strong>an</strong>lage <strong>und</strong><br />

automatischer Löscheinrichtung ist die Voraussetzung für ein sicheres Betreiben der Gesamt<strong>an</strong>lage. Die<br />

einzelnen Schalt-/ Steuerbefehle sind im Ablaufdiagramm beispielhaft dargestellt.<br />

Bild 4.18: Schalt-/Steuerbefehle zwischen Werkzeugmaschine,<br />

Absaug<strong>an</strong>lage <strong>und</strong> automatischer Löscheinrichtung (Quelle: Fa. Total Walther)<br />

Ein Start der Maschine darf nur möglich sein, wenn<br />

Absaug<strong>an</strong>lage läuft/Späneabfuhr EIN<br />

Tür verriegelt mit Zuhaltung<br />

Lösch<strong>an</strong>lage betriebsbereit<br />

Angezeigte Störungen müssen automatisch weitergeleitet <strong>und</strong> umgehend beseitigt werden. Erst d<strong>an</strong>n darf<br />

die Anlage in Betrieb genommen werden. Hinsichtlich der Maschinensteuerung müssen nach der Detektion<br />

eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>es folgende Funktionen eingeleitet werden:<br />

Schnellstmögliches Stillsetzen der Achsen bzw. Antriebe<br />

Sofortiges Stoppen eventueller Sperrluft- <strong>und</strong> Kühlschmierstoff zufuhr<br />

Verriegelung <strong>und</strong> Zuhaltung der Schutzhauben ist weiterhin zu gewährleisten


Stillsetzen der Absaug<strong>an</strong>lage bzw. Schließen der Abluft-Absperrklappe (dadurch soll die Frischluftzufuhr<br />

unterb<strong>und</strong>en <strong>und</strong> ein Absaugen des Löschgases vermieden werden)<br />

Einleitung des Löschvorg<strong>an</strong>gs (bei Löschgas, z. B. CO evtl. Verzögerungszeit berücksichtigen)<br />

2<br />

Aktivierung (optisch <strong>und</strong> akustisch) der Alarmeinrichtung<br />

Ggf. Trennung von Arbeitsraum (Löschbereich) <strong>und</strong> Beladeraum (z. B. Tür schließen, Jalousie).<br />

4.4 Maßnahmen zur Begrenzung der Auswirkungen eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>es<br />

oder einer Explosion<br />

4.4.1 Absaugsysteme<br />

Bei der sp<strong>an</strong>enden Bearbeitung in <strong>Werkzeugmaschinen</strong> mit bestimmter <strong>und</strong> unbestimmter Schneidengeometrie<br />

unter Einsatz von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoff en (KSS) entstehen KSS-Nebel <strong>und</strong><br />

-dämpfe. Um eine Anreicherung der brennbaren <strong>und</strong> ggf. explosionsfähigen KSS-Emissionen in der Werkzeugmaschine<br />

<strong>und</strong> in der unmittelbaren Umgebung zu verringern, werden diese mittels Absaug<strong>an</strong>lagen erfasst,<br />

abgesaugt <strong>und</strong> abgeschieden.<br />

Abscheidesysteme für Kühlschmierstoff e<br />

Es gibt verschiedene Arten der Filtrierung für die Kühlschmierstoff abscheidung. Mindest<strong>an</strong>forderungen<br />

für die Wahl des Abscheiders sind:<br />

Einhaltung der Reingaswerte über den gesamten Wartungszyklus<br />

Geringe Volumenstromschw<strong>an</strong>kung <strong>und</strong> Einhaltung des Mindestvolumenstromes über den gesamten<br />

Wartungszyklus<br />

Sichere Einhaltung der Reingaswerte auch bei Spitzen in der Rohgasbelastung<br />

Eine sichere Ableitung der abgeschiedenen Flüssigkeiten/Öle muss gewährleistet werden.<br />

Filternde Abscheider<br />

In fi lternden Abscheidern wird die zu reinigende Abluft durch ein poröses Medium geleitet, in dem die<br />

dispergierten Feststoff - oder Aerosolpartikel aufgr<strong>und</strong> verschiedener Mech<strong>an</strong>ismen zurückgehalten werden.<br />

Unterschieden wird in Oberfl ächenfi lter (siehe VDI 3677 Blatt 1) <strong>und</strong> Tiefenfi lter (siehe VDI 3677<br />

Teil 2).<br />

Elektrostatische Abscheider<br />

Die Wirkungsweise der Elektroabscheider beruht auf dem physikalischen Prinzip der Ablenkung von elektrisch<br />

geladenen Partikeln im elektrischen Feld.<br />

Hierbei werden die in dem abgesaugten Trägergas (Luft) enthaltenen festen <strong>und</strong>/oder fl üssigen Teilchen in<br />

der Ionisationszone unipolar aufgeladen. Die Abscheidung erfolgt im elektrostatischen Feld <strong>an</strong> den Platten<br />

der nachgeschalteten Abscheidezone.<br />

Weitere Informationen zu Elektroabscheider können der VDI-Richtlinie 3678 Blatt 2 entnommen werden.<br />

Massenkraftabscheider<br />

Bei allen Massenkraftabscheidern werden die Partikel <strong>und</strong> Aerosole mit Hilfe von Schwerkraft, Trägheitskraft<br />

oder Fliehkraft durch gezielte Umlenkung aus dem Gasstrom abgeschieden. M<strong>an</strong> unterscheidet demnach<br />

zwischen Schwerkraftabscheidern, Umlenkabscheidern <strong>und</strong> Fliehkraftabscheidern.<br />

Zu den gebräuchlichsten Massenkraftabscheidern bei Kühlschmierstoff en zählen i.d.R. als Vorfi lter eingesetzte<br />

Metallfi lter. Sie werden als Vorabscheidersysteme insbesondere bei nichtwassermischbaren Kühlschmierstoff<br />

en eingesetzt. Über Massenkraftabscheider informiert auch die VDI 3676.<br />

21


22<br />

Auslegungskriterien der Absaugsysteme ( <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Ex-Schutz)<br />

Generell müssen Anlagen zur Absaugung brennbarer Luftverunreinigungen <strong>und</strong> explosionsfähiger Gemische<br />

aus leitfähigen oder elektrostatisch ableitfähigen Werkstoff en hergestellt <strong>und</strong> geerdet sein.<br />

Voraussetzung für den Maschinenstart ist eine laufende Absaug<strong>an</strong>lage unter Einhaltung des vom Maschinenhersteller<br />

vorgegebenen Mindestvolumenstroms/Abluftstrom (Kontrolle z. B. mittels Druck- oder Strömungswächter).<br />

Bei Unterschreitung des erforderlichen Abluftstromes oder bei Störung muss die Maschine<br />

außer Betrieb gehen. Eine Verzögerung des Abschaltens ist ggf. bei zentraler Ansteuerung bis Taktende<br />

des Bearbeitungsprozesses vorzusehen.<br />

Bild 4.19: Druckwächter<br />

(Quelle: Fa. Keller)<br />

Bild 4.20:<br />

Strömungswächter<br />

Abscheider<br />

Der Abscheider sollte in zündquellenfreier Bauart ausgeführt werden, d. h. im Abscheider selbst befi<br />

nden sich auf der Rohgasseite keine bewegten Teile oder elektrische Betriebsmittel mit Oberfl ächentemperaturen<br />

über der Zündtemperatur<br />

Der Absaugventilator befi ndet sich auf der Reinluftseite<br />

Die gereinigte Maschinenabluft sollte möglichst ins Freie geführt werden, um die <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last in der<br />

Halle durch Restemissionen zu minimieren<br />

In Verbindung mit der Werkzeugmaschine ist zu prüfen, ob über das Saugleitungssystem eine Zündquelle<br />

in den Ölnebelabscheider übertragen werden k<strong>an</strong>n. Ist dies nicht auszuschließen, so muss der<br />

Ölnebelabscheider in das Löschkonzept der Werkzeugmaschine mit einbezogen werden.<br />

Absaugleistung<br />

Zum Erreichen eines optimalen Wirkungsgrades sollte die Luft aus einer vollgekapselten Werkzeugmaschine<br />

abgesaugt werden. Ein optimaler Luftaustausch innerhalb der Kapselung durch geeignete Zuluftöff nungen<br />

sollte ebenfalls gewährleistet sein.<br />

Damit keine KSS-Aerosole <strong>und</strong> Dämpfe austreten können ist es notwendig, dass ein ständiger Unterdruck<br />

in der Einhausung vorherrscht. Die Luftbewegung muss stets in den Bearbeitungsraum gerichtet sein <strong>und</strong><br />

nicht umgekehrt. Eine in den Zersp<strong>an</strong>ungsraum gerichtete Luftströmung k<strong>an</strong>n z. B. durch Nebelversuche<br />

überprüft werden.<br />

Als Richtwert für die Luftströmungsgeschwindigkeit von Gehäuseöff nungen in den Zersp<strong>an</strong>ungsraum<br />

gilt 0,1 m/s [VDW 3001 S. 42]<br />

Die Absaugleistung muss über eine Drosselklappe oder eine Drehzahlregelung individuell <strong>an</strong> jeder Absaugstelle<br />

einstellbar sein<br />

Abhängig vom Bearbeitungsprozess <strong>und</strong> vom konstruktiven Aufbau der WZM wird ein Luftwechsel<br />

innerhalb des Arbeitsraumes (m³) der WZM von 100 bis 300 pro St<strong>und</strong>e empfohlen.<br />

Beispiel: Luftwechsel x Arbeitsraum = Absaugleistung<br />

300 h -1 Luftwechsel x 1,5 m³ Arbeitsraum = 450 m³/h Absaugleistung


Erfassungsstelle<br />

Die Erfassungsstelle (Anschlussstutzen) im Maschineninnenraum sollte so gestaltet sein, dass keine gröberen<br />

Partikel, Kühlschmierstoff fl üssigkeit <strong>und</strong> Späne in die Absaug<strong>an</strong>lage gel<strong>an</strong>gen <strong>und</strong> sich in den Rohrleitungen<br />

<strong>an</strong>sammeln können. Eine optimale Erfassung der Kühlschmierstoff -Emissionen wird erreicht,<br />

wenn folgende Kriterien berücksichtigt bzw. erfüllt sind:<br />

Absaugstelle möglichst weit von Bearbeitungspunkt/Zersp<strong>an</strong>stelle entfernt<br />

Querströmungen <strong>an</strong> Erfassungsstelle vermeiden<br />

Berücksichtigung der Anordnung von KSS-Düsen, Düsen<strong>an</strong>ordnung, Hauptzerstäubungsrichtung,<br />

Spänefl ug bei Auswahl der Erfassungsstelle<br />

Installation von Prallblechen oder mech<strong>an</strong>ischen Vorabscheidern. Damit wird die Eintragung von<br />

KSS-Aerosolen <strong>und</strong> Spänen in die Absaugleitung verringert<br />

An der Erfassungsstelle sollte die Luftgeschwindigkeit so niedrig wie möglich sein (< 8 m/s).<br />

Etwa auf dem ersten Meter der Absaugstrecke k<strong>an</strong>n d<strong>an</strong>n eine Durchmesserverringerung zum Erreichen<br />

der eigentlichen Strömungsgeschwindigkeit in den Rohrleitungen (16-18 m/s) erfolgen.<br />

Bild 4.21: Prallblech über Absaugstelle<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Bild 4.22:<br />

Zugesetztes Spänegitter<br />

Rohrleitungen<br />

Rohrleitungen müssen nicht-brennbar sein <strong>und</strong> dürfen sich nicht elektrostatisch aufl aden (Erdung der<br />

Rohrleitungen sicherstellen)<br />

Kein Einsatz von Wickelfalzrohren<br />

Rohrleitungen sind so zu verlegen, dass sich eingetragener oder kondensierter KSS nicht in ihnen <strong>an</strong>sammeln<br />

k<strong>an</strong>n (Vertiefungen oder sackartige Verlegung sind zu vermeiden)<br />

Auf fl exible (gewellte) Kunststoff rohre/Schläuche o. ä. ist zu verzichten, sofern diese nicht zur Vibrationsentkopplung<br />

zwingend notwendig sind (Verlegung möglichst senkrecht <strong>und</strong> Rohrstück möglichst<br />

kurz sowie aus elektrostatisch leitfähigem Material; Bild 4.24)<br />

Bild 4.23:<br />

Ansammlung von Öl in Absaugschlauch<br />

Bild 4.24: Anschlussteil zur Vibrationsentkopplung;<br />

senkrecht, geerdet (Quelle: Fa. Keller)<br />

23


24<br />

Die Strömungsgeschwindigkeit in Maschinen<strong>an</strong>schlüssen sollten < 8 m/s <strong>und</strong> in der Förderleitung<br />

zwischen 16-18 m/s betragen<br />

Für die Kontrolle der Rohrleitungen im Inneren (Ablagerungen von Öl- <strong>und</strong> Spänenester) sind in erforderlichen<br />

Abständen Kontroll-/Revisionsöff nungen vorzusehen<br />

Für die Abscheidung von Ölkondensaten längs der Absaugleitungen werden Ablaufl eitungen mit <strong>an</strong>forderungsgerechten<br />

Siphons (Anpassung <strong>an</strong> das Druckniveau erforderlich) vorgesehen. Die Ablaufl eitungen<br />

sollten leicht zu kontrollieren <strong>und</strong> zu reinigen sein<br />

In den Rohrleitungen (Schnittstelle, außerhalb der Maschinenkapselung) sind schnellschließende Absperrklappen<br />

oder Flammensperren zu installieren.<br />

Bild 4.25: Revisionsöff nungen<br />

(Quelle: Fa. Keller)<br />

Bild 4.26: Revisionsöff nungen 2<br />

(Quelle: Fa. Keller)<br />

Schnellschließende Absperrklappen <strong>und</strong> Flammensperren<br />

Schnellschließende Absperrklappen haben die Aufgabe, das Risiko des direkten Eindringens der Flamme<br />

in die Rohrleitung <strong>und</strong> eine <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ausbreitung in <strong>an</strong>dere Bereiche zu verringern. Im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall erfolgt bei<br />

der schnellschließenden Absperrklappe eine Abschottung der Werkzeugmaschine gegenüber der Absaug<strong>an</strong>lage<br />

oder umgekehrt. Darüber hinaus dient die schnellschließende Absperrklappe auch zur Abtrennung<br />

der Werkzeugmaschine im Falle einer Störung oder Außerbetriebsetzung der Absaug<strong>an</strong>lage. Das Signal<br />

zur Ansteuerung der Absperrklappe k<strong>an</strong>n entweder über die WZM oder auch direkt über die <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>meldezentrale<br />

kommen.<br />

Bei Auslösung eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>falles in der WZM schließt die Absperrklappe unmittelbar, um das Rohrleitungs-<br />

<strong>und</strong> Absaugsystem zu schützen. Zusätzlich wird dadurch die notwendige Menge <strong>an</strong> Löschmittel z. B. CO 2<br />

für die WZM erheblich reduziert.<br />

Idealerweise erfolgt die Ansteuerung über die WZM, da d<strong>an</strong>n auch ein Abtrennen der Absaugung der einzelnen<br />

WZM bei Maschinenstörung erfolgen k<strong>an</strong>n ohne die mögliche zentrale Absaugung abschalten zu<br />

müssen.<br />

Die schnellschließenden Absperrklappen müssen für den konkreten Einsatzfall geeignet sein. Die Klappe<br />

hat folgende Eigenschaften:<br />

Material: nicht brennbar<br />

Schließzeit: < 1,5 sek<br />

Endlagenüberwachung<br />

Strom- oder drucklos geschlossen.<br />

Flammensperren in Rohrleitungen im Absaugweg sind nur bei Bränden wirksam. Sie bieten keine Sicherheit<br />

gegen die Druck- <strong>und</strong> Flammenfront einer Explosion! Generell sind Flammensperren einzusetzen, deren<br />

Wirksamkeit in Versuchen nachgewiesen wurde (z. B. Prüfung).


Bild 4.27: Abluft-Absperrklappe<br />

(Quelle: Fa. Index)<br />

Dezentrale Absaugung<br />

Elektrostatischer oder mech<strong>an</strong>ischer Filter:<br />

Voraussetzung für den Maschinenstart ist eine laufende Absaug<strong>an</strong>lage<br />

Im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall Unterbrechung der Absaugung innerhalb 10-30 s nach Detektion (sofortige Auslösung),<br />

z. B. mittels Bremsmotor oder automatischer Absperrklappe (die Zeit bis zur Unterbrechung des Luftstroms<br />

bestimmt die Auslegung der Löschmittelmenge bei automatischen Lösch<strong>an</strong>lagen).<br />

Zentrale Absaugung<br />

Der Anschluss ist nur <strong>an</strong> zentralen Absaug<strong>an</strong>lagen gestattet, in denen sich keine explosionsfähigen<br />

Stoff e oder Gemische, z. B. aus <strong>an</strong>deren Prozessen, befi nden können (Hinweis in der Betriebs<strong>an</strong>leitung!).<br />

Dies ist u.a. notwendig, um die Ausbreitung von Bränden in die <strong>an</strong>geschlossenen Leitungen zu<br />

vermeiden<br />

Auf möglichst geringen Eintrag von KSS in die Absaug<strong>an</strong>lage (Prallbleche, mech<strong>an</strong>ische Vorabscheider<br />

etc.) ist <strong>an</strong> allen Bearbeitungsstationen zu achten<br />

Voraussetzung für den Maschinenstart ist eine laufende Absaug<strong>an</strong>lage<br />

Zur Verhinderung der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ausbreitung sollte in der Absaugleitung eine automatische Verschlusseinrichtung<br />

(z. B. Abluftabsperrklappe) <strong>an</strong>geordnet sein. Die Ansteuerung erfolgt bei fremdbetätig ten<br />

Systemen i. d. R. durch die Steuerung der Lösch<strong>an</strong>lage<br />

Eine Störung in der Abluft<strong>an</strong>lage muss signalisiert werden. Die zugehörigen Bearbeitungsmaschinen<br />

sind bei Ausfall nach Taktende der Bearbeitungsprozesse außer Betrieb zu nehmen, wenn der Abluftstrom<br />

nicht gesichert werden k<strong>an</strong>n. Dies ist erforderlich, wenn sich bei Anlagenausfall explosionsfähige<br />

Gemische bilden können, die sich beim Austreten aus der Maschinenkapselung auch außerhalb entzünden<br />

können<br />

Eine Störung in einer WZM muss signalisiert werden. Die WZM wird mit der zugeordneten Absperrklappe<br />

von der Absaug<strong>an</strong>lage getrennt. Die gesamte Absaug<strong>an</strong>lage k<strong>an</strong>n weiterbetrieben werden<br />

Bei Ansprechen des Strömungswächters der Einzelmaschine ist die zugeordnete Maschine nach Beendigung<br />

des Bearbeitungstaktes außer Betrieb zu nehmen<br />

Bei Stillst<strong>an</strong>d der WZM ist die Abluft-Absperrklappe generell geschlossen.<br />

4.4.2 Druckentlastungseinrichtungen<br />

Bei nicht ausreichender Druckfestigkeit der Verhaubung einer Werkzeugmaschine besteht die Gefahr der<br />

Verletzung von Personen durch wegfl iegende Gehäuseteile <strong>und</strong> herausschlagende Flammen bei einer Zündung<br />

des KSS-Luft Gemisches. In diesem Fall ist der Einsatz einer Druckentlastungseinrichtung (Druckentlastungsklappe)<br />

notwendig.<br />

Die Druckentlastungsklappe hat die Aufgabe, einen Überdruck, der durch die Zündung eines Gemisches im<br />

Arbeitsraum der Werkzeugmaschine entsteht, abzubauen. Die mit dem Überdruck einhergehenden Flammen<br />

<strong>und</strong> heißen Verbrennungsgase sollen in ungefährliche Bereiche abgeleitet werden.<br />

25


26<br />

Die Druckentlastungsklappe wird meistens im Deckenbereich der Werkzeugmaschine installiert. Ziel ist<br />

es, eine Druckentlastung auf möglichst direktem, kurzem Weg zu gewährleisten <strong>und</strong> eine Gefährdung der<br />

Maschinenbediener auszuschließen.<br />

Da Maschinengehäuse oftmals nur eine geringe Druckfestigkeit (


Als Faustregel zur Dimensionierung haben die Firmen Total Walther GmbH, Köln, <strong>und</strong> Deutsche Mont<strong>an</strong><br />

Technologie (DMT), Dortm<strong>und</strong>, eine Mindestdruckentlastungsfl äche von 0,1 m² pro m³ Arbeitsraumvolumen<br />

in experimentellen Untersuchungen bestätigt [MRL-News 13/12/01 S. 21 – Downloadadresse:<br />

www.el<strong>an</strong>.de/tweb/ger/news/data/mrlnews.htm] [8]. Diese k<strong>an</strong>n bei höherfesten Umhausungen entsprechend<br />

reduziert (z. B. 0,05m² pro m³ Arbeitsraum) oder durch alternative Konzepte ersetzt werden (z. B.<br />

Öff nung des Späneförderers in ungefährliche Bereiche).<br />

Eine genauere Auslegung einschließlich der Übertragung auf gängige Druckentlastungseinrichtungen k<strong>an</strong>n<br />

nach Forschungsbericht VDW 3002 vorgenommen werden.<br />

4.4.3 <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz<br />

4.4.3.1 Löschmittel<br />

Als Löschmittel für Brände brennbarer Kühlschmierstoff e sind einsetzbar:<br />

Löschgase, z. B. sauerstoff verdrängende Gase wie CO2<br />

, N , Edelgase <strong>und</strong> deren Mischungen<br />

2<br />

Wasser (in Wasserfeinsprühtechnik/Wassernebeltechnik)<br />

Schaum<br />

Pulver der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klassen ABC oder BC (Ölbrände entsprechen der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klasse B).<br />

Achtung:<br />

Bei Kohlendioxid als Löschmittel ist ab einer Konzentration von 5 Vol-% mit Ges<strong>und</strong>heitsschäden zu rechnen.<br />

Ab einer Konzentration von mehr als 8 Vol-% besteht Lebensgefahr (siehe auch BGR 134).<br />

Metallbrände (z. B. Mg, Al, Ti) sind mit Löschmitteln der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klassen A, B <strong>und</strong> C nicht zu löschen! Als<br />

Löschmittel für die Bekämpfung von Metallbränden sind derzeit Edelgase (z. B. Argon) <strong>und</strong> Pulverlöschmittel<br />

der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klasse D verfügbar. Bei allen <strong>an</strong>deren Löschmitteln muss ein Nachweis der Eignung für<br />

die Löschung von Metallbränden geführt werden.<br />

Einige Löschmittel (z. B. Löschpulver) löschen nicht rückst<strong>an</strong>dsfrei <strong>und</strong> können die Maschine <strong>und</strong> die Umgebung<br />

verschmutzen.<br />

Löschen von Maschinenbränden<br />

Ist das Betreiben einer Werkzeugmaschine mit einem hohen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>risiko verb<strong>und</strong>en, müssen integrierte<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde- <strong>und</strong> Löscheinrichtungen vorgesehen werden (DIN EN 13478). Hierbei werden folgende Abstufungen<br />

unterschieden:<br />

h<strong>an</strong>dbetätigtes Löschsystem<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde<strong>an</strong>lage in Verbindung mit h<strong>an</strong>dbetätigtem Löschsystem<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde<strong>an</strong>lage in Verbindung mit einer automatischen Lösch<strong>an</strong>lage.<br />

Die Ausführungen in der Praxis reichen von einem fest installierten Feuerlöscher mit Verrohrung bis zur<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde<strong>an</strong>lage mit automatischer Lösch<strong>an</strong>lage.<br />

Die Auswahl der Löschmethode <strong>und</strong> der integrierten <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde- <strong>und</strong> Löscheinrichtungen <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

richtet sich nach dem Grad der Personengefährdung <strong>und</strong> dem Grad von Sach- <strong>und</strong> Umweltschäden.<br />

27


28<br />

Geringer<br />

Sach- oder<br />

Umweltschaden<br />

mindestens<br />

h<strong>an</strong>dbetätigte<br />

Löschsysteme<br />

Sach- <strong>und</strong><br />

Umweltschaden<br />

Mittlerer<br />

Sach- oder<br />

Umweltschaden<br />

mindestens<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melde<strong>an</strong>lagen<br />

in<br />

Verbindung mit<br />

h<strong>an</strong>dbetätigten<br />

Löschsystemen<br />

Hoher<br />

Sach- oder<br />

Umweltschaden<br />

mindestens Gefahrenmelde<strong>an</strong>lagen<br />

in<br />

Verbindung mit<br />

automatischen<br />

Löschsystemen<br />

Personenschaden:<br />

Mindestens<br />

Gefahrenmelde<strong>an</strong>lage<br />

+ Automatisches Löschsystem<br />

Personenschaden<br />

Bild 4.32: Auswahl der geeigneten Lösch<strong>an</strong>lage<br />

(Quelle: BG Metall Nord Süd)<br />

Bild 4.33:<br />

Warnhinweis auf Löschgas CO2 Eine schnelle <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennung <strong>und</strong> Löschung mittels automatischer Feuerlösch<strong>an</strong>lage ist unbedingt erforderlich,<br />

je nach Höhe des Risikos für:<br />

Personenschäden<br />

große Sachwert- <strong>und</strong> Umweltschäden<br />

die Gefahr von nachfolgenden Metallbränden.<br />

Bild 4.34: KSS-Entzündung beim Schleifen mit<br />

Folgebr<strong>an</strong>d (Quelle: Fa. Kraft & Bauer)<br />

Bild 4.35: Löschung nach <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>-Detektion<br />

(Quelle: Fa. Kraft & Bauer)


4.4.3.2 M<strong>an</strong>uelles Löschen<br />

Für die m<strong>an</strong>uelle Löschung werden in der Regel tragbare oder fahrbare Feuerlöschgeräte eingesetzt. Geeignete<br />

Feuerlöschgeräte müssen in ausreichender Anzahl <strong>und</strong> Größe <strong>und</strong> in der Nähe der Werkzeugmaschine<br />

zur Verfügung stehen (siehe auch BGR 133).<br />

Vor Beginn der m<strong>an</strong>uellen Löschung ist sicherzustellen, dass<br />

die dezentrale Absaug<strong>an</strong>lage abgeschaltet ist<br />

die Kühlschmierstoff zufuhr <strong>und</strong> Sperrluftzufuhr unterbrochen ist <strong>und</strong><br />

sich die Maschine im sicheren Zust<strong>an</strong>d befi ndet.<br />

Dies k<strong>an</strong>n z. B. über einen zentralen Not-Aus-Schalter der Werkzeugmaschine realisiert werden.<br />

Soll bei einem <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> m<strong>an</strong>uell gelöscht werden, so darf die Maschinentür nur durch speziell unterwiesenes<br />

Personal oder durch die Feuerwehr geöff net werden.<br />

Durch das Öff nen der Türe gel<strong>an</strong>gt Luftsauerstoff in den Arbeitsraum, wodurch die Gefahr<br />

der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong><strong>an</strong>fachung<br />

der Rückzündung <strong>und</strong><br />

des Austrittes von Flammen<br />

besteht.<br />

Ebenso möglich ist das Löschen durch eine Löschöff nung, die im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall leicht geöff net (z. B. aufgestoßen)<br />

wird. In der Praxis haben sich spezielle Löschöff nungen für eine L<strong>an</strong>zenzuführung bewährt. Nach dem<br />

Durchstoßen der Löschöff nungen bzw. Öff nen der Arbeitsraumtür können Flammenherde durch Einführen<br />

einer Löschl<strong>an</strong>ze bzw. eines Feuerlöschers durch die Werkfeuerwehr oder speziell unterwiesene Personen<br />

gelöscht werden.<br />

Bild 4.36: Löschöff nung mit Kennzeichnung<br />

<strong>und</strong> Hinweisen (Quelle: Fa. Traub)<br />

Bild 4.37: Löschöff nung <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

(Quelle: Fa. Traub)<br />

Die Löschöff nung muss so platziert sein, dass der gesamte Arbeitsraum gefl utet werden k<strong>an</strong>n. Durch die<br />

Löschöff nung dürfen keine weiteren Gefahren (z. B. Herausschleudern von Werkstücken, Quetschstellen<br />

bei off ener Löschöff nung) entstehen.<br />

4.4.3.3 Ortsfeste Feuerlösch<strong>an</strong>lagen<br />

Für den Schutz von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> werden in der Regel automatische Lösch<strong>an</strong>lagen mit gasförmigen<br />

Löschmitteln oder Wasserfeinsprühtechnik eingesetzt. Das Schutzziel ist die Löschung der brennbaren<br />

Kühlschmierstoff e (Ölbrände). Beim Einsatz einer zentralen Absaug<strong>an</strong>lage wird aufgr<strong>und</strong> des höheren<br />

Gefahrenpotenzials generell der Einsatz einer automatischen Lösch<strong>an</strong>lage empfohlen.<br />

29


30<br />

In Einzelfällen, bei geringem Risiko <strong>und</strong> wenn kein bedienerloser Betrieb möglich ist, können <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

auch mit m<strong>an</strong>uell ausgelösten Feuerlösch<strong>an</strong>lagen ausgerüstet werden. Hierbei ist sicherzustellen,<br />

dass ein <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> möglichst schnell erk<strong>an</strong>nt wird (z. B. mittels automatischer <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennung) <strong>und</strong> eine<br />

rasche Auslösung der Feuerlösch<strong>an</strong>lage sichergestellt ist.<br />

Eine automatische Lösch<strong>an</strong>lage für <strong>Werkzeugmaschinen</strong> besteht u. a. aus folgenden Komponenten:<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente (im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine <strong>und</strong> <strong>an</strong> weiteren Orten, <strong>an</strong> denen<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>gefahr besteht, z. B. Absaug<strong>an</strong>lage, Späneförderer)<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>melderzentrale <strong>und</strong>/oder Steuereinrichtung (<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>detektion, Alarmierung, Überwachung <strong>und</strong><br />

Steuerung der Lösch<strong>an</strong>lage, ggf. Steuerung von Betriebsmitteln wie Maschinenabschaltung, Abschaltung<br />

oder Verschließen der Absaug<strong>an</strong>lage – siehe auch 4.38)<br />

H<strong>an</strong>dauslösung (am Bedienpult oder in der Nähe der Maschine)<br />

Löschmittelbehälter (inkl. Schw<strong>und</strong>überwachungseinrichtung) <strong>und</strong> Verteilerrohrnetz ins Innere der<br />

Maschine<br />

Löschdüsen (geeignete Anordnung innerhalb der Maschine, um das Löschmittel im gesamten Löschbereich<br />

gleichmäßig zu verteilen)<br />

Alarmierungseinrichtungen, akustisch <strong>und</strong>/oder optisch<br />

(akustische Alarmierungseinrichtungen mindestens 5 dB über Umgebungslärmpegel)<br />

Ggf. Verriegelungsmöglichkeit für die Lösch<strong>an</strong>lage<br />

Ggf. zeitliche Verzögerungseinrichtung (elektrisch/nicht-elektrisch)<br />

Ggf. Druckentlastungseinrichtung.<br />

Lösch<strong>an</strong>lagen müssen dem St<strong>an</strong>d der Technik entsprechen. Informationen hierzu fi nden sich z. B. in<br />

der Normenreihe DIN EN 12094 für Bauteile von Gaslösch<strong>an</strong>lagen<br />

den BG-Regelwerken (z. B. BGR 134, BGI 888, BGG 920)<br />

VdS-Richtlinien für Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau von Lösch<strong>an</strong>lagen (z. B. VdS 2093).<br />

Wasserfeinsprühlösch<strong>an</strong>lagen müssen für den jeweiligen Anwendungsfall spezifi ziert sein. Darüber hinaus<br />

muss die Wirksamkeit <strong>und</strong> Zuverlässigkeit mittels <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Löschversuchen sowie entsprechenden Bauteil-<br />

<strong>und</strong> Systemprüfungen nachgewiesen sein (siehe z. B. europäische Technische Spezifi kation TS 14972<br />

für Wasserfeinsprühlösch<strong>an</strong>lagen).<br />

Auslegung, Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau<br />

Bei der Auslegung der Lösch<strong>an</strong>lage wird risikospezifi sch derjenige Bereich der Werkzeugmaschine festgelegt,<br />

der von der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungs- <strong>und</strong> Lösch<strong>an</strong>lage geschützt werden soll, z. B. der Innenraum der Maschine,<br />

ggf. mit oder ohne Absaugung. Weiterhin sind Absperrklappen zur br<strong>an</strong>dschutztechnischen Abtrennung<br />

dieses Bereiches (z. B. Innenraum von Absaugung) vorzusehen. Auf Basis dieser Festlegung erfolgt<br />

die Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Projektierung der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungs- <strong>und</strong> Lösch<strong>an</strong>lage.<br />

Zur Orientierung <strong>und</strong> Abschätzung des Löschmittelbedarfs bei automatischen CO 2 -Lösch<strong>an</strong>lagen gilt ein<br />

Richtwert von 5 kg CO 2 pro m³ Schutzvolumen (Löschbereich).<br />

Der exakte Wert ist für jede Maschine/Anlage entsprechend den Regeln der Technik (z. B. VdS 2093) zu<br />

ermitteln.<br />

Hierbei sind auch Abströmverluste zu berücksichtigen, die verringert werden können durch beispielsweise<br />

schnelle Abschaltung <strong>und</strong> geringen Nachlauf der Absaugung <strong>und</strong> entsprechend kleine Öff nungen im Maschinengehäuse.<br />

Bei der Bemessung der Löschmittelmenge muss die Absaug<strong>an</strong>lage bzw. deren Nachlauf<br />

berücksichtigt werden.<br />

Beim Einsatz von Gaslösch<strong>an</strong>lagen ist zu prüfen, ob nach dem Freisetzen der Löschgasmenge ausreichende<br />

Druckentlastungsmöglichkeiten aus dem Löschbereich bestehen. Oftmals sind vorh<strong>an</strong>dene Öff nungen oder<br />

Druckentlastungsklappen zum <strong>Explosionsschutz</strong> ausreichend. Dies ist in jedem Einzelfall zu prüfen.


Auslegungs- <strong>und</strong> Ausführungskriterien für Lösch<strong>an</strong>lagen gibt z. B. VdS Schadenverhütung GmbH, (siehe<br />

www.vds.de) heraus.<br />

Die Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> der Einbau der Feuerlösch<strong>an</strong>lage müssen durch einen Fachbetrieb möglichst in Abstimmung<br />

mit dem <strong>Werkzeugmaschinen</strong>hersteller erfolgen.<br />

Voraussetzungen für den Betrieb<br />

Für einen sicheren Betrieb der Lösch<strong>an</strong>lagen ist bei <strong>Werkzeugmaschinen</strong> zu beachten:<br />

Von der Werkzeugmaschine unabhängige Sp<strong>an</strong>nungsversorgung <strong>und</strong> Steuerung der Lösch<strong>an</strong>lage (inklusive<br />

Notstromversorgung)<br />

Verriegelungsmöglichkeit (Blockierung) der Löschgaszufuhr zum Bedienerschutz, z. B. bei Einricht-<br />

<strong>und</strong> Wartungsarbeiten (nichtelektrische Blockiereinrichtung oder elektrische, wenn gleichwertiges Sicherheitsniveau<br />

sichergestellt ist)<br />

Regelmäßige Prüfung der Füllung im Löschmittelbehälter, z. B. durch Kontrolle des Löschmitteldruckes<br />

<strong>und</strong>/oder automatische Wiegeeinrichtung. Bei CO 2 ist die Prüfung mittels Kontrolle des Löschmitteldruckes<br />

aufgr<strong>und</strong> der physikalischen Eigenschaften nicht möglich.<br />

Bild 4.38: Wiegeeinrichtung<br />

(Quelle: Fa. Kraft & Bauer)<br />

Bild 4.39: <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>meldezentrale mit H<strong>an</strong>dauslösung<br />

(Quelle: Fa. Kraft & Bauer)<br />

Auslösen Löschvorg<strong>an</strong>g<br />

Bei der Beurteilung der Personengefährdung durch die eingesetzten Löschgase <strong>und</strong> Löschgaskonzentrationen<br />

sowohl im Innenraum als auch in der Umgebung der Maschine sind immer die spezifi schen Umgebungsbedingungen<br />

zu beachten (z. B. Größe der Maschine, Öff nungen, Größe des Umgebungsbereiches,<br />

Ausbreitung des Löschgases in der Umgebung, ggf. vorh<strong>an</strong>dene tiefergelegene Räume).<br />

Hieraus ergeben sich Anforderungen <strong>an</strong> Alarmierung <strong>und</strong> Verzögerung. Hinweise <strong>und</strong> Vorgaben sind in<br />

den entsprechenden Regelwerken (z. B. BGR 134, BGI 888) enthalten.<br />

31


32<br />

Auf ein sicheres Auslösen des Löschvorg<strong>an</strong>gs ist bei <strong>Werkzeugmaschinen</strong> zu achten:<br />

Mit dem Auslösen der Lösch<strong>an</strong>lage sind Absaugvolumenstrom <strong>und</strong> Kühlschmierstoff zufuhr zu unterbrechen<br />

<strong>und</strong> der Maschinen<strong>an</strong>trieb abzuschalten<br />

Die Auslösung der Lösch<strong>an</strong>lage k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong>uell <strong>und</strong>/oder automatisch erfolgen<br />

Achtung: Das Ausströmen des Löschmittels k<strong>an</strong>n zu einem Flammenaustritt <strong>an</strong> Öff nungen <strong>und</strong> Gehäusespalten<br />

führen<br />

Bei Gaslösch<strong>an</strong>lagen ggf. zeitliche Verzögerung beachten (Personenschutz-Maßnahmen, Absaugvolumenstrom<br />

unterbrechen). Bei Wasserfeinsprühlösch<strong>an</strong>lagen erfolgt die Auslösung i.d.R. ohne<br />

Verzögerung<br />

Nach jeder Auslösung müssen die Löschmittelbehälter vollständig neu befüllt werden (keine Mehrfachnutzung<br />

möglich, da die Behälter immer vollständig entleert werden).<br />

4.4.3.4 <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente sind ein entscheidendes Schlüsselkriterium für den <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz. Sie müssen die<br />

sichere Detektion von Bränden im Ernstfall schnell <strong>und</strong> zuverlässig gewährleisten <strong>und</strong> den Löschvorg<strong>an</strong>g<br />

über die Steuerung auslösen.<br />

Für die automatische Auslösung der Lösch<strong>an</strong>lage stehen<br />

thermische <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente (z. B. Th ermoelemente, Bimetalle) <strong>und</strong><br />

optische <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente (IR, UV)<br />

zur Verfügung. Die Eignung ist jeweils im Einzelfall zu prüfen.<br />

Th ermische <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente reagieren l<strong>an</strong>gsamer als optische <strong>und</strong> werden daher zum Teil in Verbindung<br />

mit optischen eingesetzt.<br />

KSS-Nebel ist für UV-Strahlung nur zum Teil durchlässig (abhängig von der Ölnebeldichte). Der Einsatz<br />

von UV-Sensoren erfolgt vorzugsweise bei Trockenbearbeitung <strong>und</strong> in Bereichen ohne KSS-Nebel. Die<br />

Eignung von UV-Sensoren ist daher im Einzelfall zu prüfen.<br />

Optische Sensoren müssen sauber gehalten werden. Dies erfolgt z. B. durch Luftspülung (Sperrluft). Die<br />

Funktionen „Kabelbruch“ <strong>und</strong> „Fensterstörung“ müssen ebenfalls überwacht werden (der optische Detektor<br />

überwacht sich selbst auf Sichtfähigkeit).<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungseinrichtungen müssen dem St<strong>an</strong>d der Technik entsprechen (z. B. DIN EN 12094-9). Für<br />

Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau sind neben den risikospezifi schen Aspekten die Vorgaben des Herstellers sowie die<br />

Regeln der Technik zu beachten.<br />

Sonderlösungen müssen für den jeweiligen Anwendungsfall spezifi ziert <strong>und</strong> die Wirksamkeit <strong>und</strong> Zuverlässigkeit<br />

mittels <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>versuchen sowie entsprechenden Bauteil- <strong>und</strong> Systemprüfungen nachgewiesen sein.<br />

Bild 4.40: <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselement (optischer Sensor)<br />

mit Sperrluft (Quelle: Fa. Kraft & Bauer)


4.4.3.5 Löschdüsen<br />

Die Löschdüsen müssen für das jeweilige Löschmittel <strong>und</strong> den jeweiligen Anwendungsfall geeignet <strong>und</strong><br />

entsprechend <strong>an</strong>geordnet sein (sie dürfen z. B. nicht auf die Türlabyrinthe gerichtet sein). Rücksprache mit<br />

Hersteller!<br />

Beim Einsatz von CO 2 Gaslösch<strong>an</strong>lagen liegt das Löschmittel in fl üssiger Phase in den Vorratsbehältern<br />

(Löschgasfl aschen) vor. Die Vergasung geschieht erst <strong>an</strong> den Löschdüsen <strong>und</strong> muss dort vollständig erfolgen.<br />

Die übrigen gen<strong>an</strong>nten Löschgase werden i.d.R. gasförmig bevorratet.<br />

Bild 4.41: Löschdüse im Einsatz<br />

(Quelle: Kraft & Bauer)<br />

4.5 Schutzmaßnahmen in der Umgebung der Werkzeugmaschine<br />

Damit ein Maschinenbr<strong>an</strong>d nicht auf die Umgebung übergreift <strong>und</strong> bei einem Feuer bzw. einer Löschung<br />

keine Personen zu Schaden kommen, sind die generellen Verhaltensregeln im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall sowie die allgemeinen<br />

Regeln des vorbeugenden <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutzes zu beachten (siehe auch BGI 560).<br />

Hierzu gehören:<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last in Maschinenumgebung verringern (brennbare Materialien, Pappe, Öl)<br />

Ausreichend H<strong>an</strong>dfeuerlöscher bereit halten (BGR 133)<br />

Rauchverbot einhalten<br />

Notausgänge, Flucht- <strong>und</strong> Rettungswege freihalten<br />

Verhalten im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall: Rettungskette, Notruf, Feuerwehr.<br />

Inwieweit ein Maschinenbr<strong>an</strong>d sich ausbreiten <strong>und</strong> auf <strong>an</strong>dere Bereiche übergreifen k<strong>an</strong>n, hängt sehr stark<br />

von den „Verhältnissen“ in der Maschinenumgebung ab. Die häufi gsten Ursachen für eine schnelle Ausbreitung<br />

eines Folgebr<strong>an</strong>des sind r<strong>an</strong>dvolle Ölw<strong>an</strong>nen <strong>und</strong> Gitterroste mit großer Oberfl äche, großfl ächige<br />

KSS-Lachen sowie sonstiges <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>material (Papier, Pappe, Putzlappen etc.).<br />

Bild 4.42:<br />

Ölgefüllte Gitterroste mit großer Oberfl äche.<br />

33


34<br />

Zur Reduzierung der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>gefahr sollte die <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last in der unmittelbaren Umgebung einer Werkzeugmaschine<br />

möglichst gering gehalten werden. Es ist darauf zu achten, dass Kartonagen oder ölgetränkte Putzlappen<br />

auf keinen Fall in der unmittelbaren Umgebung gelagert werden. Eine regelmäßige Entleerung der<br />

Ölw<strong>an</strong>nen <strong>und</strong> Gitterroste (Ablauf vorsehen, Ölsauger einsetzen) sowie die Beseitigung von Kartons <strong>und</strong><br />

ölgetränkten Lappen verringert die <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last erheblich.<br />

Achtung: Öl <strong>und</strong> Fettbest<strong>an</strong>dteile sind im gebrauchten Putzmaterial auf eine große Oberfl äche verteilt.<br />

Unter bestimmten Voraussetzungen (Temperatur, Druck) können KSS-getränkte Lappen sich selbst entzünden.<br />

Solche „Zündquellen“ waren schon mehrfach Auslöser von <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ereignissen in Spänebehältern,<br />

Arbeitsinnenräumen von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> <strong>und</strong> off enen Mülltonnen. Daher muss die Aufbewahrung<br />

gebrauchten Putzmaterials in nicht brennbaren geschlossenen Behältnissen erfolgen.<br />

Bild 4.43:<br />

„Zündquellen“ im Spänebehälter<br />

Bild 4.44:<br />

„<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last“ in Umgebung<br />

Weiterhin sind die Spänebehälter regelmäßig zu entleeren, um die <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last zu verringern <strong>und</strong> ggf. einer<br />

Selbstentzündung vorzubeugen. Werden die Späne aufgr<strong>und</strong> der Last unter hohem Druck mehrere Tage gelagert,<br />

k<strong>an</strong>n durch eine exotherme Reaktion ein Erwärmungsprozess bis hin zur Selbstzündung eintreten.<br />

Auch Zigarettenkippen <strong>und</strong> <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>materialien (Putzlappen, Pappkartons, Pappbecher) haben in Spänebehältern<br />

nichts zu suchen. Weiterhin ist in diesen Bereichen die Einhaltung eines generellen Rauchverbotes<br />

unverzichtbar.


5 Benutzung von Arbeitsmitteln –<br />

Anforderungen <strong>an</strong> den Betrieb<br />

Bei Maschinen, die bereits seit längerem betrieben werden, müssen nicht immer dieselben Maßnahmen wie<br />

bei einer neuen Maschine getroff en werden. Jedoch ist auch bei „Altmaschinen“ zu ermitteln, ob ggf. nach<br />

Anh<strong>an</strong>g 1 der BetrSichV ergänzende Maßnahmen getroff en werden müssen.<br />

Dazu können z. B. gehören:<br />

Einsatz emissionsarmer Kühlschmierstoff e<br />

Anschluss <strong>an</strong> eine Absaug<strong>an</strong>lage<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutztechnische Entkopplung von Werkzeugmaschine <strong>und</strong> Absaug<strong>an</strong>lage<br />

Unterweisung der Beschäftigten.<br />

Der Unternehmer hat Vorkehrungen zu treff en, damit die Werkzeugmaschine vor der Benutzung auf Mängel<br />

überprüft wird <strong>und</strong> während der Benutzung soweit möglich Mängelfreiheit gewährleistet ist. <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

dürfen nur von geeigneten, unterwiesenen oder beauftragten Beschäftigten oder unter deren<br />

Aufsicht benutzt werden.<br />

Die vom Unternehmer festgelegten Schutzmaßnahmen sind bei der Benutzung der Arbeitsmittel von den<br />

Beschäftigten zu beachten; insbesondere müssen die Schutzeinrichtungen eingesetzt <strong>und</strong> dürfen nicht unwirksam<br />

gemacht werden. Bei Feststellung von Mängeln, die Auswirkungen auf die Sicherheit der Beschäftigten<br />

haben, darf die Werkzeugmaschine nicht benutzt werden. Werden derartige Mängel während der<br />

Benutzung festgestellt, ist die Maschine stillzusetzen.<br />

Die Anforderungen bzgl. Betrieb, Kennzeichnung, Unterweisung von Personal <strong>und</strong> regelmäßige Prüfungen<br />

gelten auch für automatische Lösch<strong>an</strong>lagen <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong>. Bei Lösch<strong>an</strong>lagen mit gasförmigen<br />

Löschmitteln, z.B. CO 2 , sind insbesondere die entsprechenden Regeln der Berufsgenossenschaften<br />

zu beachten (z. B. BGR 134, BGI 888). Hinweise für die Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft von<br />

Feuerlösch<strong>an</strong>lagen fi nden sich auch in den entsprechenden VdS-Richtlinien für Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau bzw.<br />

VdS-Merkblättern.<br />

35


36<br />

6 Unterweisung – Verhalten<br />

der Mitarbeiter im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall<br />

Der Unternehmer hat gemäß den Anforderungen des Arbeitsschutzgesetzes <strong>und</strong> der Unfallverhütungsvorschrift<br />

„Gr<strong>und</strong>sätze der Prävention“ (BGV A1) die Versicherten zu unterweisen. Durch die Unterweisung<br />

werden die Mitarbeiter über die bei ihren Tätigkeiten auftretenden Gefahren sowie über die Maßnahmen<br />

zur Abwendung informiert. Unterweisungen sind vor der Aufnahme der Tätigkeit durchzuführen <strong>und</strong> in<br />

<strong>an</strong>gemessenen Zeitabständen, mindestens jedoch einmal jährlich zu wiederholen.<br />

Bei Tätigkeiten <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong> mit brennbaren Kühlschmierstoff en sollten im Rahmen der Unterweisung<br />

auch Aspekte hinsichtlich des <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> <strong>Explosionsschutz</strong>es <strong>an</strong>gesprochen werden. Hierzu<br />

gehören die generellen Verhaltensregeln im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall sowie die allgemeinen Regeln des vorbeugenden<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutzes, wie z.B. Verhalten im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall: Rettungskette, Notruf, Feuerwehr (vgl. BGI 560 sowie<br />

Kap. 4.5). Weiterhin sollten die im Folgenden näher beschriebenen <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsgefahren beim<br />

Einsatz brennbarer Kühlschmierstoff e in <strong>Werkzeugmaschinen</strong> <strong>und</strong> geeignete Schutzmaßnahmen erläutert<br />

werden.<br />

Gr<strong>und</strong>sätzlich gehört zur Unterweisung eine Einweisung in die Funktion, Bedienung <strong>und</strong> H<strong>an</strong>dhabung<br />

vorh<strong>an</strong>dener Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Lösch<strong>an</strong>lagen. In diesem Zusammenh<strong>an</strong>g sollte der Mitarbeiter<br />

darauf hingewiesen werden, dass optische Sensoren von Lösch<strong>an</strong>lagen auch durch betriebsmäßig<br />

erzeugtes Blitzlicht <strong>an</strong>sprechen können. Um Fehlauslösungen von Lösch<strong>an</strong>lagen auszuschließen, sollte daher<br />

die H<strong>an</strong>dhabung von Feuerzeugen oder Schweißgeräten in der Nähe einer mit solchen Sensoren ausgerüsteten<br />

Werkzeugmaschine vermieden werden.<br />

Sofern es trotz der o. g. vorbeugenden Maßnahmen zu einem <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ereignis kommt, ist insbesondere im<br />

Bereich von Öff nungen der Werkzeugmaschine (z. B. Türspalte oder Druckentlastungseinrichtungen) mit<br />

einem heftigen Flammenaustritt zu rechnen. Diese Gefahr besteht auch d<strong>an</strong>n, wenn die Werkzeugmaschine<br />

mit einer Lösch<strong>an</strong>lage ausgestattet ist. Durch das schlagartige Freisetzen der Löschgase (i.d.R. CO 2 )<br />

k<strong>an</strong>n der Eff ekt der heftigen Flammenaustritte noch verstärkt werden.<br />

Zusätzlich sollten die Mitarbeiter darauf hingewiesen werden, dass durch das freiwerdende Löschgas neben<br />

einer möglichen Rauchentwicklung – vor allem in engen <strong>und</strong> schlecht belüfteten Räumen – eine Erstickungsgefahr<br />

bestehen k<strong>an</strong>n.<br />

Bild 6.1: Warnhinweis auf Gefahren von Löschgas CO 2<br />

(Quelle: Fa. Kraft & Bauer).<br />

Generell sollte eine m<strong>an</strong>uelle <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>bekämpfung ausschließlich von der Werksfeuerwehr oder von speziell<br />

unterwiesenen Personen durchgeführt werden. Sie sollte nur d<strong>an</strong>n erfolgen, wenn eine Gefährdung ausgeschlossen<br />

werden k<strong>an</strong>n. Es ist daher sinnvoll, die Mitarbeiter auf besondere Gefährdungen beim Löschen<br />

von Maschinenbränden <strong>und</strong> Löschmaßnahmen hinzuweisen.


So ist die Gefahr einer schlagartigen Durch- bzw. Rückzündung von noch nicht verbr<strong>an</strong>ntem KSS beim<br />

Öff nen der Maschinentür nicht auszuschließen. Um der Gefahr einer Entzündung der Kleidung durch herausschlagende<br />

Flammen vorzubeugen, sollte keine ölverschmutzte oder ölgetränkte Kleidung getragen werden.<br />

Auch schwer entfl ammbare Textilien können in <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> geraten, wenn sie mit brennbaren Flüssigkeiten<br />

benetzt sind (Docht-Eff ekt).<br />

Ferner sollten insbesondere metallische Maschinenteile <strong>und</strong> -oberfl ächen auch nach einem <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> nicht berührt<br />

werden, da neben einer Verbrennungsgefahr die Gefährdung durch sp<strong>an</strong>nungsführende Teile (Stromschlag<br />

durch verschmorte Kabel) nicht ausgeschlossen werden k<strong>an</strong>n.<br />

37


38<br />

7 Prüfungen<br />

Prüfungen³ haben das Ziel, Schäden rechtzeitig zu entdecken <strong>und</strong> zu beheben sowie die Einhaltung des sicheren<br />

Betriebs zu gewährleisten. <strong>Werkzeugmaschinen</strong> müssen<br />

vor der ersten Inbetriebnahme<br />

wiederkehrend<br />

nach Inst<strong>an</strong>dsetzungsarbeiten, welche die Sicherheit beeinträchtigen können,<br />

hinsichtlich der ordnungsgemäßen Montage <strong>und</strong> der sicheren Funktion durch befähigte Personen auf<br />

ihren sicheren Betrieb geprüft werden. Hinweise zu Prüfungen <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong> <strong>und</strong> Schutzeinrichtungen<br />

sowie Checklisten sind in der BGI 5003 beschrieben. Eine außerordentliche Überprüfung<br />

durch hierzu befähigte Personen ist insbesondere nach Bränden oder Explosionen erforderlich.<br />

Der Unternehmer hat die Ergebnisse der Prüfungen aufzuzeichnen. Die Aufzeichnungen sind über einen<br />

<strong>an</strong>gemessenen Zeitraum aufzubewahren, mindestens jedoch bis zur nächsten Prüfung. Zu den geforderten<br />

Pfl ichtprüfungen hinsichtlich <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsgefahren gehören :<br />

Lösch<strong>an</strong>lagen nach BGR 134, BGI 888<br />

Je nach Regelwerk werden für Lösch<strong>an</strong>lagen im Hinblick auf sichere Funktion (Sachwertschutz) <strong>und</strong> Personenschutz<br />

folgende Prüfungen gefordert:<br />

Abnahmeprüfung<br />

Je nach Grad der Personengefährdung ist nach Errichtung oder nach wesentlichen Änderungen der Anlage<br />

eine Abnahmeprüfung durch Sachk<strong>und</strong>ige oder „Sachverständige“ spätestens 6 Monate nach Inbetriebnahme<br />

durchzuführen. Darüber hinaus ist die Erstellung eines Prüfberichtes über die Einhaltung der Forderungen<br />

bzw. ein Abnahmeprotokoll gefordert (Siehe auch BGR 134 Nr. 6.2).<br />

Regelmäßige Prüfung<br />

Mindestens einmal jährlich <strong>und</strong> nach Bedarf (z. B. nach einem <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schaden) ist eine Prüfung auf ordnungsgemäße<br />

Funktion der Lösch<strong>an</strong>lage durch einen Sachk<strong>und</strong>igen durchzuführen. In der Praxis wird die<br />

Prüfung im Rahmen der Wartung <strong>und</strong> Inst<strong>an</strong>dhaltung i.d.R. durch die Errichterfi rma durchgeführt.<br />

Mindestens alle 2 Jahre ist eine Prüfung durch unabhängige Dritte/Sachverständige (ersetzt auch Sachk<strong>und</strong>igenprüfung)<br />

gefordert. Prüfung durch Sachk<strong>und</strong>ige <strong>und</strong> Sachverständige im jährlichen Wechsel sind erlaubt.<br />

Die Ergebnisse der Prüfungen sind in einem Prüfbuch oder Prüfbericht festzuhalten. Die Aufzeichnungen<br />

über die Prüfungen sind über die gesamte Betriebszeit der Lösch<strong>an</strong>lage, jedoch mindestens 4 Jahre l<strong>an</strong>g<br />

aufzubewahren<br />

Lufttechnische Anlagen nach BGR 121<br />

Lufttechnische Anlagen müssen<br />

vor der ersten Inbetriebnahme<br />

in regelmäßigen Zeitabständen, mindestens jedoch einmal jährlich,<br />

nach wesentlichen Änderungen<br />

durch eine befähigte Person nach Betriebssicherheitsverordnung auf ordnungsgemäße Installation, Funktion<br />

<strong>und</strong> Aufstellung geprüft werden. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in ein Prüfbuch oder einen Prüfbericht<br />

einzutragen (siehe auch §§ 3 <strong>und</strong> 10 Betriebssicherheitsverordnung).<br />

³ Für Prüfungen der Arbeitsmittel ist die konkrete Vorgehensweise zur Ermittlung von Prüfart, Prüfumf<strong>an</strong>g <strong>und</strong> Prüff rist<br />

sowie der Qualifi kation der mit der Prüfung zu beauftragenden Person in der TRBS 1201 beschrieben. Anforderungen <strong>an</strong><br />

die Qualifi kation der befähigten Person sind in der TRBS 1203 enthalten.


Hinweis:<br />

Zur Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme (Abnahmeprüfung) gehören Vollständigkeits- <strong>und</strong> Funktionsprüfung<br />

sowie eine Funktionsmessung nach der VDI 2079 „Abnahmeprüfung <strong>an</strong> Raumlufttechnischen<br />

Anlagen“.<br />

Zur Prüfung in regelmäßigen Zeitabständen gehört neben der Überprüfung der einzelnen Anlagenteile<br />

nach VDMA 24176 „Inspektion von lufttechnischen <strong>und</strong> <strong>an</strong>deren technischen Ausrüstungen in Gebäuden“<br />

auch die Funktionsmessung.<br />

Wesentliche Änderungen sind z.B.<br />

Austausch nicht gleichartiger Anlagenteile<br />

Veränderungen von Luftöff nungen, Erfassungselementen <strong>und</strong> Leitungsführungen<br />

Erweiterung oder Verkleinerung einer Anlage.<br />

39


40<br />

Anh<strong>an</strong>g<br />

Rechtliche Gr<strong>und</strong>lagen – Anforderungen beim Inverkehrbringen<br />

1. Allgemeines<br />

Anforderungen <strong>an</strong> Maschinen sind im europäischen Binnenmarkt einheitlich geregelt. Durch das Konzept<br />

des „New Approach“ können neue Maschinen unter den Anwendungsbereich mehrerer EG-Richtlinien<br />

fallen <strong>und</strong> müssen d<strong>an</strong>n hinsichtlich ihrer Beschaff enheit auch allen auf sie zutreff enden EG-Richtlinien<br />

entsprechen.<br />

Ein Produkt darf nur in den Verkehr gebracht werden, wenn es den Bestimmungen sämtlicher <strong>an</strong>wendbarer<br />

Richtlinien entspricht <strong>und</strong> wenn die Konformitätsbewertung gemäß aller <strong>an</strong>wendbarer Richtlinien<br />

durchgeführt worden ist. Unter welche Richtlinie⁴ ein Produkt fällt, ermittelt der Hersteller wie bei einer<br />

Risiko<strong>an</strong>alyse des Produktes <strong>und</strong> ggf. einer Analyse des von ihm vorgesehenen – oder vom K<strong>und</strong>en vorgegebenen<br />

– Verwendungszwecks. D. h. die beabsichtigte Verwendung einer Maschine beeinfl usst maßgeblich<br />

die bei der Konformitätsbewertung zu berücksichtigenden Richtlinien.<br />

Kommen für dasselbe Produkt oder dieselbe Gefahr zwei oder mehrere Richtlinien in Betracht, k<strong>an</strong>n nach<br />

einem Verfahren, das eine Risiko<strong>an</strong>alyse des Produkts im Hinblick auf die durch den Hersteller defi nierte beabsichtigte<br />

Nutzung einschließt, die Anwendung <strong>an</strong>derer Richtlinien mitunter entfallen. Im Fall der <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

k<strong>an</strong>n der Hersteller z. B. auf die Anwendung der RL 94/9/EG verzichten. In dem besonderen<br />

Fall ist das Explosionsrisiko ausreichend über die Maßahmen nach Maschinen-Richtlinie abgedeckt.<br />

Je nach vorgesehener Verwendung einer Maschine sind daher unterschiedliche Fallgestaltungen<br />

möglich.<br />

Der spätere Nutzer einer Maschine, der K<strong>und</strong>e des Maschinenherstellers muss bei der Bereitstellung <strong>und</strong><br />

auch bei der Benutzung die in der B<strong>und</strong>esrepublik geltenden Sicherheitsbestimmungen beachten. Hinsichtlich<br />

der Sicherheit <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heit von Beschäftigten sind dies die staatlichen <strong>und</strong> berufsgenossenschaftlichen<br />

Bestimmungen zum Schutz von Sicherheit <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heit der Beschäftigten; hinzu treten noch<br />

Bestimmungen aus <strong>an</strong>deren Rechtsbereichen, wie z.B. den Anforderungen des <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutzes aus dem Baurecht<br />

(z. B. hinsichtlich der Anforderungen <strong>an</strong> Absaug<strong>an</strong>lagen) <strong>und</strong> des Umweltschutzes.<br />

Nicht zuletzt können auch Anforderungen aus dem Bereich der Sachversicherungen, z. B. zum <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz,<br />

bestehen.<br />

2. Anforderungen der Maschinen-Richtlinie 98/37/EG<br />

Bei <strong>Werkzeugmaschinen</strong> ist die Richtlinie 98/37/EG, auch „Maschinenrichtlinie“ gen<strong>an</strong>nt, <strong>an</strong>zuwenden,<br />

die durch die 9. Verordnung zum Geräte- <strong>und</strong> Produktsicherheitsgesetz (9. GPSGV) in nationales Recht<br />

umgesetzt wird.<br />

Anh<strong>an</strong>g I, Abschnitte 1.5.6 <strong>und</strong> 1.5.7 der RL 98/37/EG besagen, dass Maschinen so konzipiert <strong>und</strong> gebaut<br />

sein müssen, dass jegliches <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>risiko ausgeschlossen ist <strong>und</strong> jede Explosionsgefahr vermieden wird.<br />

Die Maschinen-Richtlinie fordert im Anh<strong>an</strong>g I unter 1.1.2 b eine sicherheitsgerechte Gestaltung von Maschinen;<br />

dabei ist nach dem Prinzip der intrinsischen Sicherheit vorzugehen. Hierfür sind die notwendigen<br />

Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Zudem besteht die Verpfl ichtung, auf die nicht zu beseitigenden Gefahren<br />

in der Betriebs<strong>an</strong>leitung hinzuweisen.<br />

⁴ Die in nationales Recht durch eine Verordnung zum GPSG umgesetzt ist


Die Normen DIN EN 13478 „Sicherheit von Maschinen-<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz“ <strong>und</strong> DIN EN 1127-1 „Explosionsfähige<br />

Atmosphären – <strong>Explosionsschutz</strong>, Teil 1: Gr<strong>und</strong>lagen <strong>und</strong> Methodik“ können – allerdings nur in sehr<br />

verallgemeinerter Form – Hilfestellung auf dem Gebiet des vorbeugenden <strong>und</strong> abwehrenden <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutzes<br />

geben sowie eine Anleitung für den <strong>Explosionsschutz</strong> für Maschinen zur Verfügung stellen.<br />

K<strong>an</strong>n im Inneren von Maschinengehäusen das Entstehen einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre<br />

nicht sicher verhindert werden, sind konstruktive Maßnahmen zu ergreifen, die die Auswirkungen einer<br />

möglichen Explosion auf ein unbedenkliches Maß begrenzen. Hierzu zählen die Druckentlastungseinrichtungen.<br />

3. Anwendung der RL94/9/EG<br />

Ein Hersteller hat bei seiner Risikobeurteilung auch zu ermitteln, inwieweit sein Produkt unter die RL 94/9/<br />

EG (auch „ATEX 95“ gen<strong>an</strong>nt) fällt. Diese Richtlinie ist <strong>an</strong> den Hersteller adressiert <strong>und</strong> befasst sich mit<br />

dem besonderen Risiko einer Explosion <strong>und</strong> hat hauptsächlich das Ziel, eine eigene wirksame Zündquelle<br />

zu vermeiden. Seit dem 01. Juli 2003 müssen Geräte, Komponenten, Schutzsysteme Sicherheits-, Kontroll-<br />

<strong>und</strong> Regelvorrichtungen zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen die Richtlinie 94/9/EG, erfüllen.<br />

Die Umsetzung der Richtlinie 94/9/EG erfolgte durch die 11. Verordnung zum Geräte- <strong>und</strong> Produktsicherheitsgesetz<br />

(<strong>Explosionsschutz</strong>verordnung – 11. GPSGV) vom 01. Mai 2004.<br />

Voraussetzung für die Anwendung ist, dass ein Gerät dazu bestimmt ist, „in einer explosionsfähigen Atmosphäre“<br />

eingesetzt zu werden. Ob die explosionsfähige Atmosphäre in, <strong>an</strong> oder neben der Maschine auftritt,<br />

ist dabei unerheblich. Entscheidend für Anwendung der RL 94//EG ist, ob eine potentielle wirksame<br />

Zündquelle in Kontakt oder in Verbindung mit explosionsfähiger Atmosphäre sein k<strong>an</strong>n, dadurch eine<br />

Entzündung erfolgt <strong>und</strong> sich dadurch der Verbrennungsvorg<strong>an</strong>g auf die gesamte unverbr<strong>an</strong>nte Mischung<br />

übertragen k<strong>an</strong>n.<br />

Bei der Verwendung von nicht-wassermischbaren Kühlschmiermitteln k<strong>an</strong>n ein Gemisch aus brennbaren<br />

Nebeln oder Dämpfen mit Luft auftreten. Wenn sich bei dessen Entzündung die Verbrennung auf das unverbr<strong>an</strong>nte<br />

Gemisch ausbreiten k<strong>an</strong>n, d<strong>an</strong>n liegt eine explosionsfähige Atmosphäre – atmosphärische Bedingungen<br />

vorausgesetzt - entsprechend der Defi nition vor.<br />

Wenn sich jedoch nur im Inneren einer Maschine explosionsfähige Atmosphäre befi ndet <strong>und</strong> diese<br />

nicht in Verbindung steht mit einer explosionsfähigen Atmosphäre, z.B. in einer <strong>an</strong>geschlossenen<br />

Abluftleitung, fällt die Maschine als G<strong>an</strong>zes nicht in den Anwendungsbereich der Richtlinie.<br />

4. Weitere <strong>an</strong>wendbare Bestimmungen<br />

Weitere ggf. <strong>an</strong>zuwendende Richtlinien sind die Niedersp<strong>an</strong>nungsrichtlinie, die EMV-Richtlinie oder die<br />

Druckgeräte-Richtlinie, auf die in dieser H<strong>an</strong>dlungshilfe nicht weiter eingeg<strong>an</strong>gen wird.<br />

41


42<br />

Checklisten<br />

Absaug<strong>an</strong>lage ja nein<br />

Absaug<strong>an</strong>lage für Ölbearbeitung geeignet?<br />

(Betriebs<strong>an</strong>leitung/techn. Dokumentation) z.B<br />

• zündquellenfreie Bauart<br />

• Ventilator funkenfrei auf Reinluftseite<br />

• Anlage <strong>und</strong> Rohrleitungen geerdet<br />

Luftvolumenstrom überwacht (Druck- , Strömungswächter)?<br />

• Absaugung läuft bei Maschinenstart<br />

• Bei Unterschreitung: Signal<strong>an</strong>zeige, WZM auf Störung<br />

Absaugleistung eingeregelt über Drosselklappe/ Drehzahlregulierung<br />

Absaug<strong>an</strong>lage in Löschkonzept integriert:<br />

• Ausreichende Löschmenge in Absaug<strong>an</strong>lage <strong>und</strong> Abscheider vorsehen<br />

• Evtl. Löschdüse <strong>und</strong> <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennung in Abscheider vorsehen<br />

• Nachlaufzeit Ventilator berücksichtigen<br />

Rohrleitungen:<br />

• leicht geneigt ohne Vertiefungen (evtl. KSS-Ablauf vorsehen)<br />

• Revisionsöff nungen/Kontrollöff nungen vorsehen<br />

• Regelmäßige Überprüfung Ablagerungen, ggfs. Reinigung?<br />

Bei Rohrsystem: Verhinderung der <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ausbreitung, z. B. über<br />

• Flammensperren (rohrleitungs- <strong>und</strong> bereichsseitig)<br />

• Absperrklappen (WZM-seitig)<br />

Wirksame Vorabscheidung <strong>an</strong> Erfassungsstelle, z. B. über Prallblech,<br />

Vorabscheider<br />

Regelmäßige Wartung von Anlage <strong>und</strong> Rohrleitungen: Wartungspl<strong>an</strong><br />

(Betriebs<strong>an</strong>leitung)<br />

Im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall: Unterbrechung Absaugung mittels<br />

• Bremsmotor am Ventilator (Nachlaufzeit verringert)<br />

• Automat. Absperrklappe


Druckentlastungseinrichtung ja nein<br />

Flammen <strong>und</strong> heiße Gase in ungefährliche Bereiche ableiten<br />

Installation im Deckenbereich<br />

Druckentlastungsfl äche vorsehen: ~ 0,1 m2/m3 Arbeitsraum (siehe VDW 3002)<br />

Sicheres Öff nen bei geringem Überdruck (


44 Kühlschmierstoff e ja nein<br />

Emissionsarmer Kühlschmierstoff verwendet?<br />

1: Kennwerte beachten, z. B. im Sicherheitsdatenblatt, Produktinfo<br />

Beispiel: Für KSS mit Viskosität von 4,1 [mm/min bei 40°C]:<br />

• Flammpunkt > 120 °C (siehe Tabelle 1)<br />

• Verdampfungsverlust-Noack [250°C] < 85 % (siehe Tabelle 1)<br />

2: KSS mit Antinebel-Additiv (Filtrierbarkeit beachten)<br />

Ist KSS verträglich mit Hydrauliköl, Bettbahnöl (Multifunktionsöl)?<br />

Ausreichende KSS-Menge (KSS-Kreislauf, Vorratsbehälter) beim Zersp<strong>an</strong>en<br />

(siehe VDI 3035)?<br />

Keine Einschleppung großer Mengen <strong>an</strong>:<br />

• Reinigungs- <strong>und</strong> Lösemittel (auf Werkstück/Teil) in den KSS-Kreislauf<br />

• Hydrauliköl in den Kühlschmierstoff -Kreislauf<br />

KSS-Zufuhr:<br />

• überwacht? (Druck- oder Strömungswächter)<br />

• ausreichende Kühlmenge, KSS Düsen?<br />

• KSS- Düsen optimal ausgerichtet?<br />

Starken Temperatur<strong>an</strong>stieg des KSS vermeiden<br />

• Anstieg KSS-Temperatur um 10°C = Verdoppelung der Vernebelung<br />

• KSS-Temperatur überwacht?<br />

• Möglichkeit zum Abkühlen: z. B. Umlenkbleche, ausreichend großer<br />

KSS-Behälter verwendet?


Lösch<strong>an</strong>lage ja nein<br />

Geeignetes Löschmittel verwenden (<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klasse beachten)<br />

Achtung:<br />

• bei Löschgasen, z. B. Kohlendioxid (CO ) Personengefahr berücksichtigen<br />

2<br />

(siehe BGR 134, BGI 888)<br />

• bei Metallbr<strong>an</strong>d (Magnesium, Aluminium, Tit<strong>an</strong>): nur geeignete Löschmittel<br />

verwenden, z. B. <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>klasse D!<br />

• bei Pulverlöscher: evtl. großer Sachschaden im Innenraum WZM<br />

Ausreichend Löschmittel vorsehen:<br />

• auch Absaug<strong>an</strong>lage, Späneförderer, Öff nungen ... berücksichtigen<br />

• Abströmverluste beachten (z. B. Nachlauf, Absaugung ...)<br />

Lösch<strong>an</strong>lage:<br />

• Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau: durch Fachbetrieb, ggf. Abstimmung mit<br />

WZM-Hersteller<br />

• Bauteile, Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau: St<strong>an</strong>d der Technik beachten<br />

(z. B. VdS-Richtlinien..)<br />

• Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau: Abnahmeprüfung <strong>und</strong> Abnahmeprotokoll fordern<br />

• Platzierung: Keine Beeinträchtigung durch Druck- oder Flammenausbreitung<br />

• Sp<strong>an</strong>nungsversorgung <strong>und</strong> Steuerung unabhängig von WZM<br />

• Verriegelung der Löschgaszufuhr bei Einricht- <strong>und</strong> Wartungsarbeiten<br />

(nicht-elektrische oder elektrische Blockiereinrichtung, s. BGR 134, BGI 888)<br />

• Regelmäßige Prüfung der Füllung Löschmittelbehälter:<br />

z. B. Drucküberwachung, Wiegeeinrichtung<br />

• Gaslösch<strong>an</strong>lage: ausreichende Druckentlastungsmöglichkeiten vorsehen<br />

• Großer Sach- <strong>und</strong> Umweltschaden, Personenschaden:<br />

Automat. Lösch<strong>an</strong>lage!<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennung <strong>und</strong> Löschen:<br />

• optische <strong>und</strong>/oder thermische <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente verwenden<br />

• <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente: St<strong>an</strong>d der Technik (z.B. VdS-Richtlinien)<br />

beachten<br />

• Optische Sensoren: - Eignung beachten (z.B. KSS-Nebel)<br />

- sauber halten (z. B. durch Luftspülung)<br />

• Thermische Sensoren: - <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennung l<strong>an</strong>gsamer als bei<br />

optischen Sensoren<br />

• Löschdüsen: - geeignet für das jeweilige Löschmittel<br />

- Anordnung beachten: möglichst nicht auf<br />

Türlabyrinthe richten<br />

Löschöff nung <strong>und</strong> Arbeitsraumtür im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall:<br />

• nur von Feuerwehr <strong>und</strong> speziell unterwiesenen Personen zu öff nen<br />

Regelmäßige Prüfung der Lösch<strong>an</strong>lage (siehe BGR 134)<br />

45


46 Unterweisung ja nein<br />

Funktion <strong>und</strong> Bedienung der WZM <strong>und</strong> Lösch<strong>an</strong>lage im <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>fall<br />

Optische Sensoren: Blitzlicht (Feuerzeug, Schweißen) vermeiden<br />

Besondere Gefahren (NIEMALS!):<br />

• Öff nen der Maschinentür bei <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> im Innenraum: Rückzündungsgefahr<br />

• Tragen von ölgetränkter Kleidung: <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>gefahr (Dochteff ekt) bei<br />

Rückzündung<br />

Im Falle eines <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- oder Explosionsereignisses (BGI 560):<br />

• Bei Ertönen Signalhupe: Gefahrenbereich sofort verlassen<br />

• Flucht- <strong>und</strong> Rettungswege benutzen<br />

• Hilfe holen: Rufnummern Feuerwehr, Notruf<br />

Gefährdungen bei Zündung des KSS-Gemisches:<br />

• Heftiger Flammenaustritt bei Druckentlastungseinrichtung/evtl.<br />

Folgebr<strong>an</strong>d<br />

• Flammenaustritt <strong>an</strong> Türspalten <strong>und</strong> Öff nungen der WZM<br />

• Löschmittel CO 2 : Erstickungsgefahr (ab 5 Vol. % CO 2 in Luft)<br />

• Bei Löschvorg<strong>an</strong>g: Herausdrücken der Flammen im Türbereich<br />

• Erstickungsgefahr in engen Räumen durch auftretende <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>gase/Rauch<br />

• Maschinenteile nach <strong>Br<strong>an</strong>d</strong> nicht berühren: sp<strong>an</strong>nungsführend<br />

(elektrischer Schlag), evtl. heiß (Verbrennungen)<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last verringern – Vorbeugende Maßnahmen:<br />

• Regelmäßige Entleerung Spänebehälter: Selbstentzündung vermeiden<br />

• Regelmäßige Entleerung WZM-Ölw<strong>an</strong>nen (Öl absaugen)<br />

• Keine <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>last (Pappe/ Kartons/ölgetränkte Putzlappen)<br />

in Umgebung WZM<br />

• Generelles Rauchverbot: keine Zigarettenkippen in Spänebehälter/<br />

Ölw<strong>an</strong>ne


Werkzeugmaschine ja nein<br />

Werkzeugmaschine für Ölbearbeitung (nichtwassermischbare KSS) geeignet?<br />

Wird Ölbearbeitung in der „Technische Dokumentation“ beh<strong>an</strong>delt?<br />

Lösch<strong>an</strong>lage vorh<strong>an</strong>den?<br />

Absaug<strong>an</strong>lage vorh<strong>an</strong>den?<br />

Lösch<strong>an</strong>lage bei geöff neter Arbeitsraumtüre deaktiviert?<br />

Bleibt Arbeitsraumtüre während Bearbeitung <strong>und</strong> bei Not-Aus verriegelt?<br />

Arbeitsraumtüre bei off ener <strong>und</strong> ausgeschalteter Maschine nicht verriegelbar?<br />

Keine Öllachenbildung im Arbeitsraum, Antriebsraum bzw. H<strong>an</strong>dhabungsraum?<br />

Keine Öllachenbildung im Bereich außerhalb der Maschine (Ölw<strong>an</strong>ne regelmäßig<br />

entleert)<br />

Ausreichende Druckfestigkeit der Verhaubung?<br />

Druckentlastungseinrichtung vorh<strong>an</strong>den?<br />

Flammendurchschlagsichere Türlabyrinthe vorh<strong>an</strong>den?<br />

Sonstige Öff nungen (z. B. Beschickungs- <strong>und</strong> Entnahmeöff nungen; Spalte)<br />

im Bedienbereich abgedeckt?<br />

Ggf. Löschöff nung vorh<strong>an</strong>den?<br />

Sichtscheiben ohne Beschädigung aus Polycarbonat (siehe DIN EN 12 415,<br />

VDW 0209)?<br />

Sichtscheiben formschlüssig eingefasst (nicht in Gummi gefasst)?<br />

Alarmeinrichtung vorh<strong>an</strong>den? optisch<br />

akustisch<br />

Kennzeichnung: Hinweisschilder, Gefahrenhinweise CO 2 , Lösch<strong>an</strong>lage?<br />

47


48 Werkzeugmaschine: Steuerung (Beispiel) ja nein<br />

Start:<br />

• Absaug<strong>an</strong>lage läuft / Späneabfuhr ein<br />

• Tür verriegelt (Zuhaltung)<br />

• Lösch<strong>an</strong>lage betriebsbereit (optische- <strong>und</strong> thermische Sensoren,<br />

Auslösung)<br />

• KSS-Zufuhr überwacht<br />

Löschvorg<strong>an</strong>g:<br />

• Bei CO 2 :evtl. Verzögerungszeit eingestellt (BGR 134)<br />

• Absaug<strong>an</strong>lage aus<br />

• KSS-Zufuhr aus<br />

• Lösch<strong>an</strong>lage betriebsbereit<br />

• Tür verriegelt (Zuhaltung)<br />

• Alarmeinrichtung (optisch/akustisch) aktiv<br />

• Maschinen<strong>an</strong>trieb aus<br />

Öff nen der Tür:<br />

• Lösch<strong>an</strong>lage inaktiv<br />

• KSS -Zufuhr aus<br />

• Bearbeitungsvorg<strong>an</strong>g sicher stillgesetzt<br />

• Absaug<strong>an</strong>lage: evtl. kurze Nachlaufzeit beachten!


Literaturverzeichnis<br />

Vorschriften <strong>und</strong> Regeln<br />

Nachfolgend sind alle die in der Broschüre <strong>und</strong> den Checklisten zitierten Vorschriften <strong>und</strong> Regelwerke<br />

aufgeführt:<br />

1. Gesetze, Verordnungen <strong>und</strong> Technische Regeln<br />

(Bezugsquelle: Buchh<strong>an</strong>del oder Carl Heym<strong>an</strong>ns Verlag KG, Luxemburger Straße 449,<br />

50939 Köln)<br />

• Arbeitsschutzgesetz<br />

• Betriebssicherheitsverordnung<br />

• Geräte- <strong>und</strong> Produktsicherheitsgesetz (GPSG)<br />

• TRBS 1111: Gefährdungsbeurteilung <strong>und</strong> sicherheitstechnische Bewertung<br />

• TRBS 1201: Technische Regeln für Betriebssicherheit; Prüfungen von Arbeitsmitteln<br />

<strong>und</strong> überwachungsbedürftigen Anlagen<br />

• TRBS 1203: Technische Regeln für Betriebssicherheit; Befähigte Personen –<br />

Allgemeine Anforderungen<br />

2. Berufsgenossenschaftliche Vorschriften, Regeln <strong>und</strong> Informationen für<br />

Sicherheit <strong>und</strong> Ges<strong>und</strong>heit bei der Arbeit<br />

(Bezugsquelle: zuständige Berufsgenossenschaft oder Carl Heym<strong>an</strong>ns Verlag KG,<br />

Luxemburger Straße 449, 50939 Köln)<br />

Unfallverhütungsvorschriften<br />

• BGV A1: Gr<strong>und</strong>sätze der Prävention<br />

BG-Regeln<br />

• BGR 121: Arbeitsplatzlüftung – Lufttechnische Maßnahmen<br />

• BGR 133: Regeln für die Ausrüstung von Arbeitsstätten mit Feuerlöschern<br />

• BGR 134: Einsatz von Feuerlösch<strong>an</strong>lagen mit sauerstoff verdrängenden Gasen<br />

• BGR 143: Tätigkeiten mit Kühlschmierstoff en<br />

• BGR 204: Umg<strong>an</strong>g mit Magnesium<br />

BG-Informationen <strong>und</strong> BG-Gr<strong>und</strong>sätze<br />

• BGI 560: Arbeitssicherheit durch vorbeugenden <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz<br />

• BGI 888: Sicherheitseinrichtungen beim Einsatz von Feuerlösch<strong>an</strong>lagen mit Löschgasen<br />

• BGI 5003: Maschinen der Zersp<strong>an</strong>ung<br />

• BGG 920: Gr<strong>und</strong>sätze für die Prüfung von Feuerlösch<strong>an</strong>lagen mit sauerstoff verdrängenden<br />

Gasen<br />

3. Normen, Richtlinien <strong>und</strong> Forschungsberichte<br />

(Bezugsquelle: Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin)<br />

• Maschinenrichtlinie 98/37/EG<br />

• Richtlinie 94/9/EG („ATEX 95“)<br />

• ISO 2592: Mineralölerzeugnisse – Bestimmung des Flamm- <strong>und</strong> Brennpunktes –<br />

Verfahren mit off enem Tiegel nach Clevel<strong>an</strong>d<br />

• ISO 3448: Flüssige Industrie-Schmierstoff e; ISO-Viskositätsklassifi kation<br />

• DIN EN 1127-1: Explosionsfähige Atmosphären – <strong>Explosionsschutz</strong> –<br />

Teil 1: Gr<strong>und</strong>lagen <strong>und</strong> Methodik; Deutsche Fassung EN 1127-1:1997<br />

• DIN EN 12094: Ortsfeste <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>bekämpfungs<strong>an</strong>lagen – Bauteile für Lösch<strong>an</strong>lagen mit<br />

gasförmigen Löschmitteln – Teil 9: Anforderungen <strong>und</strong> Prüfverfahren<br />

für spezielle <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>erkennungselemente;<br />

Deutsche Fassung EN 12094-9:2003<br />

51


52 • DIN EN 12415: Sicherheit von <strong>Werkzeugmaschinen</strong> – Kleine numerisch gesteuerte<br />

Drehmaschinen <strong>und</strong> Drehzentren (enthält Änderung A1:2002);<br />

Deutsche Fassung EN 12415:2000 + A1:2002<br />

• DIN EN 1241 7: <strong>Werkzeugmaschinen</strong> – Sicherheit – Bearbeitungszentren;<br />

Deutsche Fassung EN 12417:2001+A1: 2006<br />

• DIN EN 13218: <strong>Werkzeugmaschinen</strong> – Sicherheit – Ortsfeste Schleifmaschinen;<br />

Deutsche Fassung EN 13218:2002<br />

• DIN EN 13478: Sicherheit von Maschinen – <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz<br />

• DIN EN 13487: Wärmeaustauscher – Ventilatorbelüftete Kältemittelverfl üssiger <strong>und</strong><br />

Trockenkühltürme – Schallmessung; Deutsche Fassung EN 13487:2003<br />

• E DIN 31007: Sicherheit von Maschinen – <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>schutz; Vorschlag für eine Änderung<br />

<strong>und</strong> Ergänzung der europäischen Norm DIN EN 13478<br />

• DIN 51519: Schmierstoff e – ISO-Viskositätsklassifi kation für fl üssige Industrie-<br />

Schmierstoff e<br />

• DIN 51562: Viskosimetrie – Messung der kinematischen Viskosität mit dem<br />

Ubbelohde-Viskosimeter<br />

• DIN 51581: Prüfung von Mineralölerzeugnissen – Bestimmung des Verdampfungsverlustes<br />

– Teil 1: Verfahren nach Noack<br />

• VDI 2079: Abnahmeprüfung von raumlufttechnischen Anlagen<br />

• VDI 3035: Gestaltung von <strong>Werkzeugmaschinen</strong>, Fertigungs<strong>an</strong>lagen <strong>und</strong> peripheren<br />

Einrichtungen für den Einsatz von Kühlschmierstoff en<br />

• VDI 3397: Blatt 1: Kühlschmierstoff e für sp<strong>an</strong>ende <strong>und</strong> umformende Fertigungsverfahren<br />

• VDI 3676: Massenkraftabscheider<br />

• VDI 3677: Blatt 1: Filternde Abscheider – Oberfl ächenfi lter<br />

Blatt 2: Tiefenfi lter aus Fasern<br />

• VDI 3678: Blatt 2: Elektrofi lter – Prozessluft- <strong>und</strong> Raumluftreinigung<br />

• VdS-Richtlinie 2093: Richtlinie für CO2-Feuerlösch<strong>an</strong>lagen, Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau<br />

• TS 14972: EN 14972 Ortsfeste <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>bekämpfungs<strong>an</strong>lagen;<br />

Feinsprüh-Lösch<strong>an</strong>lagen;<br />

Pl<strong>an</strong>ung <strong>und</strong> Einbau (als prCEN/TS 14972 im Entwurf)<br />

VDMA 24176: 2007-01 – Inspektion von technischen Anlagen <strong>und</strong> Ausrüstungen in<br />

Gebäuden


Literaturquellen:<br />

[1] Studie VDW: „Ursache von <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>ereignissen <strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong>“<br />

[2] Studie PTB, Braunschweig<br />

[3] BGIA Report 9/2006: „Absaugen <strong>und</strong> Abscheiden von Kühlschmierstoff emissionen“<br />

[4] Hirsch, W., Hempel, D. <strong>und</strong> Förster, H.:<br />

Untersuchungen zum <strong>Explosionsschutz</strong> beim Einsatz von Kühlschmierstoff en<br />

in <strong>Werkzeugmaschinen</strong><br />

PTB-Th Ex-2, Braunschweig, September 1997<br />

[5] Höppner, K.:<br />

Entwicklung <strong>und</strong> Erprobung eines Verfahrens zur Bestimmung der Explosions -<br />

kenngrößen von Nebeln brennbarer Flüssigkeiten<br />

Forschungsbericht IB-95-524<br />

IBEXU GmbH, Freiberg 1996<br />

[6] Freiler, C.:<br />

<strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionsverhalten von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoff en –<br />

Möglichkeiten der Minimierung von Gefährdungen<br />

Fuchs Europe Schmierstoff e<br />

Vortrag im Arbeitskreis „Maschinensicherheit, <strong>Br<strong>an</strong>d</strong>- <strong>und</strong> Explosionssicherheit<br />

<strong>an</strong> <strong>Werkzeugmaschinen</strong>“<br />

BG Metall Süd, Mainz am 30.06.2005<br />

[7] Steen, H.:<br />

H<strong>an</strong>dbuch des <strong>Explosionsschutz</strong>es<br />

Wiley VCH, 2000, Kapitel 5.1<br />

[8] [MRL-News 13/12/01 S. 21]<br />

Downloadadresse: www.el<strong>an</strong>.de/tweb/ger/news/data/mrlnews.htm]<br />

53


Fachausschuss Maschinenbau,<br />

Fertigungssysteme, Stahlbau<br />

Wilhelm-Theodor-Römheld-Str. 9<br />

55130 Mainz<br />

Tel: 06131 802-11442<br />

Fax: 06131 802-11600<br />

E-Mail: fach@bgmet.de<br />

Internet: www.fa-mfs.bg-metall.de

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