Lernfeld 8 · Prüfung Teil 2

Maschinensicherheit und Schutzeinrichtungen

Maschinensicherheit kurz erklärt: Risikobeurteilung nach ISO 12100, Performance Level, Stopp-Kategorien, Lichtvorhang und Schutztüren.

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Darum geht es

Jede Maschine braucht eine Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 12100. Du legst die Grenzen der Maschine fest, findest die Gefährdungen, schätzt und bewertest das Risiko und minderst es dann in drei Stufen: zuerst durch inhärent sichere Konstruktion, dann durch technische Schutzmaßnahmen wie Schutztüren und Lichtvorhänge, zuletzt durch Benutzerinformation wie Warnhinweise und Betriebsanleitung.

Wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion sein muss, sagt der erforderliche Performance Level PLr nach DIN EN ISO 13849-1, von a bis e. Du bestimmst ihn mit dem Risikographen aus Schwere der Verletzung (S), Häufigkeit und Dauer der Gefährdung (F) und Möglichkeit zur Vermeidung (P). Für hohe PL werden Schalter zweikanalig an ein Sicherheitsschaltgerät angeschlossen, damit ein einzelner Fehler erkannt wird und die Funktion trotzdem wirkt.

DIN EN 60204-1 kennt drei Stopp-Kategorien. Bei Kategorie 0 wird die Energie sofort abgeschaltet, bei Kategorie 1 wird zuerst gesteuert gebremst und dann abgeschaltet, bei Kategorie 2 bleibt die Energie nach dem Stillstand anliegen. Hat eine Maschine einen langen Nachlauf, brauchst du eine Zuhaltung, die die Schutztür erst nach dem Stillstand freigibt.

Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen wie Lichtvorhänge müssen so weit von der Gefahrstelle entfernt sein, dass die Bewegung steht, bevor eine Hand sie erreicht. Das Überbrücken von Schutzeinrichtungen ist verboten.

Das solltest du dir merken

Drei-Stufen-Verfahren, konstruktiv, technisch, informativ; immer in dieser Reihenfolge.
Der PLr kommt aus dem Risikographen mit S, F und P; der erreichte PL muss mindestens so hoch sein.
Stopp-Kategorie 1 heißt erst gesteuert bremsen, dann Energie abschalten.
Bei langem Nachlauf schützt nur eine Zuhaltung, ein einfacher Türschalter reicht nicht.
Not-Halt ist eine ergänzende Schutzmaßnahme, kein Ersatz für Schutzeinrichtungen.

Formeln

Sicherheitsabstand nach DIN EN ISO 13855: $S = K \cdot T + C$; $S$ Mindestabstand in mm, $K$ Annäherungsgeschwindigkeit in mm/s, $T$ Gesamtnachlaufzeit in s, $C$ Zuschlag in mm
Zuschlag bei Lichtvorhängen bis 40 mm Auflösung: $C = 8 \cdot (d - 14 mm)$; $C$ Zuschlag in mm, $d$ Auflösung des Lichtvorhangs in mm
MTTFd aus B10D: $MTTF_{D} = \frac{B _{10 D}}{0 , 1 \cdot n _{op}}$; $B_{10 D}$ Schaltspiele bis 10 % gefährlich ausfallen, $n_{op}$ Schaltspiele je Jahr, Ergebnis in Jahren

Typische Fehler in der Prüfung

Warnhinweis als erste Maßnahme gewählt, obwohl konstruktive oder technische Lösungen möglich sind.
Bei der Nachlaufzeit nur die Reaktionszeit des Lichtvorhangs eingesetzt und die Anhaltezeit der Maschine vergessen.
Stopp-Kategorie 0 und 1 verwechselt.
Im MTTFd den Faktor 0,1 vergessen.

Tipps aus der Werkstatt

Risikominderung in fester Rangfolge: Erst inhärent sichere Konstruktion (Gefahr vermeiden), dann technische Schutzeinrichtungen (Zaun, Lichtvorhang, Zweihand), zuletzt Benutzerinformation (Warnhinweise, Anleitung). Ein Schild ersetzt nie eine Schutztür.
Der Performance Level a bis e beschreibt, wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion ihre Aufgabe erfüllt (mittlere Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde), e ist die höchste Stufe. Die EG- bzw. EU-Konformitätserklärung mit CE-Kennzeichnung bestätigt, dass die Maschine die Maschinenrichtlinie bzw. -verordnung erfüllt.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

15 Aufgaben zu „Maschinensicherheit und Schutzeinrichtungen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in, Lernfeld 8 (KMK); DIN EN ISO 12100, DIN EN ISO 13849-1, DIN EN ISO 13855, DIN EN 60204-1. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.