Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen - VKIS
Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen - VKIS
Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen - VKIS
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<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