Sichere Konstruktion von Richtanlagen und Pressen-Peripherie

Maschinensicherheit beginnt in der Konstruktion und hört nach der CE-Kennzeichnung und der Inbetriebnahme lange noch nicht auf. Um über alle Lebenszyklen ihrer Maschinen hinweg eine risikogerechte und lückenlose Maschinen- und Bedienersicherheit zu gewährleisten, setzt man bei Kohler Maschinenbau auf das Workflow-orientierte ­Sicherheits-Engineering mit dem Software-Tool Safexpert.

Die Kohler Maschinenbau GmbH ist Hersteller von Bandzuführanlagen für Pressen und Stanzautomaten. Hierzu zählen u.a. Richtmaschinen für Bänder und Teile, Ab- und Aufwickelhaspeln und Automatisierungssysteme für Pressen. Weitere Geschäftsfelder sind Anlagen für die Langteilefertigung, Transferanlagen für den Teiletransport in Pressen sowie Sonderanlagen."Wir bieten Know How für die Peripherie rund um die Presse. Weltweit sind über 5.000 Kohler-Anlagen im Einsatz", sagt Jürgen Scheuerle, Managementbeauftragter und Gesellschafter der Kohler Maschinenbau GmbH im badischen Friesenheim. „Zu unseren Kunden gehören die Automobil- und Zulieferindustrie, Stanzereien, Hersteller weißer Ware, die Beschlagindustrie sowie verschiedene Nischenmärkte." Bei den von Kohler hergestellten Anlagen handelt es sich in den meisten Fällen um kundenspezifische Sonderlösungen, in die soweit möglich vorhandene Maschinenmodule integriert werden. „Je nach Auftrag stellen wir vollständige oder auch unvollständige Maschinen im Sinne der Maschinenrichtlinie her, woraus sich unterschiedliche Anforderungen an die CE-Kennzeichnung ergeben, z. B. Transport- und Montageanleitungen als Teil der Betriebsanleitung für eine unvollständige Maschine", sagt Bernhard Schäfer, Konstruktionsleiter bei Kohler. „Da es für unsere Maschinen oftmals keine C-Normen gibt, sind wir immer gefordert, ein eigenes Sicherheitskonzept zu entwickeln und dieses in die Risikobeurteilung zu überführen."

In der Praxis ist das ein komplexes Unterfangen - zumal einige Kunden bereits im Projektierungsstadium ihre Vorstellungen in die Sicherheitsbetrachtungen einbringen. Die Vielzahl rechtlicher und organisatorischer Aspekte hat uns bewogen, die Workflow-fähige CE-Kennzeichnungssoftware Safexpert in unserem Unternehmen einzuführen", blickt Bernhard Schäfer zurück. Mit Safexpert hat Kohler hierfür über die Abteilungen Verkauf, Projektierung, mechanische und elektrische Konstruktion, Qualitätssicherung, Endabnahme und Dokumentation ein internes CE-Netzwerk aufgebaut. Alle Bereiche können gleichzeitig, koordiniert und parallel zum Fertigungsfortschritt der jeweiligen Maschine an integrierten Safety-Lösungen arbeiten.
Safexpert: Auf effizientem Weg
zum CE-Zeichen

Mit Hilfe von Safexpert sind Maschinenhersteller wie Kohler sowie die späteren Anlagenbetreiber in puncto Maschinenrichtlinie 2006/42/EG beide auf der sicheren Seite. Die Sicherheitssoftware führt in acht Schritten durch den gesamten Konformitätsprozess bis zum CE Zeichen:

1. Einstufung des Produktes im Sinne der MRL,
2. Klärung der Relevanz und Anwendung von Richtlinien,
3. Bestimmung der anzuwendenden Normen,
4. Risikobeurteilung als Kernstück des gesamten Konformitätsbewertungsverfahrens,
5. Zusammenstellung der technischen Dokumentation,
6. Klärung der Konformitätsbewertung für Maschinen des Anhangs IV der neuen Maschinenrichtlinie,
7. Durchführung der internen Fertigungskontrolle und
8. Ausstellung der Konformitätserklärung und Erlaubnis zum Anbringen des CE-Zeichens an der Maschine.

Safexpert gewährleistet rechtzeitige und maßgeschneiderte Lösungen ohne teure Überdimensionierung der Sicherheitstechnik. Jederzeitige Aktualität und Berücksichtigung geltender Normen sind sichergestellt - zum einen durch den Online-Zugriff auf Volltext-Normen, zum anderen durch Daten-Schnittstelle zum IFA (früher BGIA)-Tool Sistema.

Richtanlagen von Kohler: Richtig sicher mit Safexpert
Die sicherheitstechnische Projektierung bei Kohler beginnt im frühestmöglichen Stadium mit der an der Maschinenrichtlinie orientierten Einstufung der Maschinen und Anlagen. Hier berücksichtigt Safexpert alle Neuerungen, z. B. eine Erweiterung des Anwendungsbereiches um bestimmte Produkte. „Geklärt wird auch, ob die neue Maschine als unvollständig anzusehen und aufgrund ihres späteren Einbaus mit Blick auf die „Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen" des Anhang 1 der Maschinenrichtlinie separat zu behandeln ist", erläutert Edgar Bund, Technischer Redakteur bei der Kohler. Nach der Einstufung des Produktes gilt es, im zweiten Schritt die Anwendung weiterer Richtlinien zu klären. Safexpert identifiziert solche Richtlinien, z. B. der EMV- oder der Niederspannungsrichtlinie, und stellt so sicher, dass das spätere CE-Zeichen ebenfalls die darin enthaltenen Bestimmungen berücksichtigt. Als nächstes folgt die Klärung der anzuwendenden Normen. Sie richtig zu identifizieren ist deshalb wichtig, weil sie die relativ abstrakten Anforderungen des Anhang 1 der Maschinenrichtlinie konkretisieren und ihre Einhaltung die rechtsrelevante Vermutung der Konformität begründet. Der in Safexpert integrierte Norm-Manager leistet hier hervorragende Arbeit.

Im Fokus bei Kohler: Die Risikobeurteilung
Die Risikobeurteilung ist das Kernstück des gesamten Konformitätsbewertungsverfahrens und steht auch bei Kohler im Mittelpunkt. Hierfür hat das Unternehmen ein systematisches Verfahren entwickelt, das die zu betrachtenden Zonen und die verschiedenen Phasen der Lebensdauer der Anlage festlegt. Danach erfolgt die Erstellung der Motoren- und Komponentenliste. „Sie enthält alle erforderlichen Aktoren und Sensoren sowie deren jeweilige Merkmale", beschreibt Bernhard Schäfer. „In einer sogenannten Sicherheits-Matrix werden sie dann den jeweiligen Zugängen zur Anlage zugeordnet und danach die Abschaltkreise für die jeweiligen Maschinenbereiche definiert." Ebenso wichtig wie die Betrachtung der Sicherheitsrisiken bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Anlagen ist auch die Berücksichtigung von Gefährdungspotenzialen, die sich aus einer möglichen vorhersehbaren Fehlanwendung ergeben. Safexpert bietet hierzu eine Übersicht mit allen möglichen Gefährdungen und über unterschiedlichen Personengruppen an. Für jede Gefährdung wird der Stand der Technik ermittelt und die ausgeführte Lösung beschrieben. Bei Restgefährdungen oder einem Abweichen vom Stand der Technik können diese mit Hilfe der Software ermittelt und Maßnahmen zu der Reduzierung der Restgefährdungen abgeleitet werden. In Safexpert kann jeder Maßnahme ein „to-do" mit Verantwortlichkeiten und Datum zugeordnet werden. „Einmal definierte Maßnahmen können so schon während der Konzeptionsphase berücksichtigt werden", erläutert Edgar Bund. „Und gleichgültig, ob wir eine Schutztür oder eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung vorsehen, wird mit Safexpert das Risiko vor und nach jeder ergriffenen Sicherheitsmaßnahme bewertet."

Die steuerungstechnische Betrachtung entsprechend den Vorgaben der Norm EN ISO 13849-1 wird gesondert durchgeführt. Hierzu bietet Safexpert die Möglichkeit, über die Daten-Schnittstelle zu dem BGIA-Tool Sistema die Beurteilung der funktionalen Sicherheit mit in den Workflow von Safexpert zu integrieren. Aufbauend auf Blockdiagramm mit Eingabeeinheit, Logik und Ausgabeeinheit für jede auszuführende Sicherheitsfunktion wird jedes Bauteil dieser Steuerung entsprechend der Vorgaben der Norm bewertet. Nach der Betrachtung weiterer Kriterien, z. B. der MTTFd (mean time to dangerous failure) oder der Anfälligkeit für Fehler aufgrund gemeinsamer Ursache (CCF - common cause failure), ergibt sich der jeweilige Performance Level - von „a" für niedrig bis „e" für hoch. Dieser wird dann in die Risikobeurteilung übernommen. Abschließende Sicherheitshinweise für die technische Dokumentation werden mit dem integrierten Betriebsanleitungsassistenten aus der Risikobeurteilung heraus direkt in das betreffende Vorlagedokument übernommen.

CE-Prozess: Das Ziel vor Augen
An die erfolgreiche Risikobeurteilung und die Umsetzung der sicherheitstechnischen Maßnahmen schließt sich die Zusammenstellung der technischen Dokumentation an - insbesondere der Betriebsanleitung bei vollständigen Maschinen. Bei unvollständigen Maschinen in Sinne des Artikel 2 g der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird eine Einbauerklärung erstellt. Zudem ist den Unterlagen zur Maschine eine Montageanleitung beizufügen und die „speziellen technischen Unterlagen" gemäß Anhang VII B sind zu erstellen. Der nächste Schritt ist die Klärung der Konformitätsbewertung für Maschinen des Anhangs IV der Maschinenrichtlinie. Als siebter und vorletzter Schritt erfolgt die Durchführung der internen Fertigungskontrolle sowie Installation der Anlage beim Kunden einschließlich ihrer sicherheitstechnischen Abnahme. „Hierbei wird die ordnungsgemäße Funktion jedes sicherheitsrelevanten Bauteils anhand eines aus der Sicherheitsmatrix abgeleiteten Prüfplans nachgewiesen", beschreibt Edgar Bund. „Die Prüfergebnisse, z. B. der mechanischen Gangbarkeit von Türen oder das sicherheitsgerichtete Abschalten von Antrieben, werden genau dokumentiert. Läuft alles glatt, wird abschließend das CE-Zeichen angebracht."

Als effizientes Werkzeug für Sicherheitsmanagement bewährt
Der Einsatz von Safexpert beim Sicherheits-Engineering von Maschinen und Anlagen zahlt sich für Kohler auf vielfältige Weise aus. Die Sicherheitskonzepte sind vollständig und basieren auf der Anwendung aktueller Normen. Die professionell durchgeführte Risikobeurteilung ist die beste Basis, um alle sicherheitsrelevanten Funktionen an den Maschinen oder Anlagen zu definieren. Der Workflow im internen CE-Netzwerk ermöglicht simultanes Bearbeiten sicherheitstechnischer Fragestellungen und spart erheblich Zeit. „Das gilt auch für die Möglichkeit, einmal erarbeitete Lösungen in andere Projekte zu kopieren", bestätigt Edgar Bund. „Dadurch haben wir eine Zeitersparnis von etwa 70 %, weil wir nur noch textliche Anpassungen vornehmen müssen und ansonsten auf Vorhandenem aufbauen können." Safexpert unterstützt die Projektdokumentation und führt auf strukturiertem Weg zum CE-Zeichen. Safexpert ist daher die ideale Lösung für das Sicherheits-Engineering bei Kohler Maschinenbau.