Ein systematisches Rahmenwerk für Risikobewertung und Risikominderung bei der Maschinenkonstruktion

Bei der Entwicklung von Maschinen reicht es nicht aus, sich nur auf Funktion und Leistung zu konzentrieren. Die Konstruktion muss auch Sicherheitsprinzipien gemäß internationalen Standards erfüllen. Der zentralste davon ist ISO 12100:2010, der als Rahmenwerk für Risikobeurteilung und -bewertung während des gesamten Lebenszyklus der Maschine fungiert. 

In diesem Artikel erläutern wir die Methodik der Norm zur Risikominderung, wie Risiken klassifiziert werden und welche Rolle der Konstrukteur bei der Maschinensicherheit und CE-Kennzeichnung spielt.

Allgemeine Prinzipien gemäß ISO 12100

Die Norm betont, dass die Risikobeurteilung Folgendes berücksichtigen muss: 

• Vorgesehene Nutzung der Maschine und vernünftigerweise vorhersehbarer Missbrauch. 

• Alle Phasen des Lebenszyklus: Konstruktion, Transport, Installation, Betrieb, Wartung und Abwicklung. 

• Menschliche Interaktion in jedem Schritt. 

• Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit, einschließlich Kontrollschnittstellen. 

Der Prozess soll systematisch, iterativ und klar definiert sein.

Drei-Stufen-Strategie zur Risikominderung 

ISO 12100 beschreibt eine Hierarchie in drei Ebenen, die immer in der Reihenfolge befolgt werden sollte: 

1. Integrierte sichere Konstruktionsmaßnahmen

Hier sollen die Risiken an der Quelle durch Konstruktion eliminiert werden, beispielsweise durch: 

• Minimierung gespeicherter Energie

• Entfernung scharfer Kanten 

• Beschränkung des Zugangs zu gefährlichen Bereichen

2. Schutzmaßnahmen und ergänzende Sicherheitssysteme

Wenn eine Eliminierung durch Konstruktion nicht möglich ist, sollen Schutzmaßnahmen eingeführt werden, z.B.: 

• Feste oder bewegliche Schutzeinrichtungen

• Not-Aus und Sicherheitsschalter

• Lichtschranken und Präsenzsensoren 

3. Informationen für den Benutzer

Für verbleibende Risiken ist klare Information erforderlich, beispielsweise: 

• Handbücher und Anweisungen

• Warnschilder und Kennzeichnung

• Empfehlungen für persönliche Schutzausrüstung 

• Schulungsanforderungen

Strategie zur Risikobeurteilung

Für die Durchführung der Risikobewertung gibt ISO 12100 folgende Schritte an: 

1. Definition der Grenzen und der Nutzung der Maschine

2. Identifikation von Gefahrenquellen und risikoreichen Situationen

3. Risikoeinschätzung (Schweregrad x Wahrscheinlichkeit) 

4. Beurteilung, ob Risikominderung erforderlich ist

5. Umsetzung von Maßnahmen gemäß dem Drei-Stufen-Modell

6. Erneute Beurteilung verbleibender oder neuer Risiken

Der Prozess wird wiederholt, bis die Risiken auf einem akzeptablen Niveau sind. 

Verantwortung des Konstrukteurs bei der Risikominderung

Der Designer spielt eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von Schutzmaßnahmen und der Kommunikation verbleibender Risiken. 

Dies umfasst unter anderem: 

• Konstruktionsänderungen und Sicherheitslösungen

• Dokumentation der Risikobewertung und Maßnahmen

• Technische Unterlagen und Gebrauchsanweisungen 

Klassifizierung von Risiken 

ISO 12100 enthält eine detaillierte Liste von Gefahren, die bei Maschinen auftreten können. 

Einige Beispiele: 

• Mechanisch: Einklemmung, Verwicklung, herabfallende Teile

• Elektrisch: Stromschläge, Kurzschluss 

• Thermisch: Verbrennungen durch heiße Oberflächen 

• Lärm und Vibrationen: Gehörschäden, Vibrationsschäden 

• Strahlung: Laser, UV oder IR

• Chemische Stoffe: giftige oder ätzende Substanzen

• Ergonomie: schlechte Arbeitspositionen, repetitive Bewegungen

• Umweltfaktoren: Staub, Feuchtigkeit, extreme Temperaturen

• Kombinationsrisiken: wenn mehrere Gefahren zusammenwirken 

Diese Klassifizierung kann als Checkliste gesehen werden, die Konstrukteuren hilft, wichtige Risiken während der Entwicklungsarbeit nicht zu übersehen. 

Fazit

ISO 12100:2010 bietet eine klare und wiederverwendbare Methode zur: 

• Identifikation und Analyse von Risiken an Maschinen

• Schrittweisen Minderung der Risiken durch Design, Schutz und Information

• Gewährleistung, dass Maschinen die Anforderungen für die CE-Kennzeichnung erfüllen.

Durch die Arbeit nach dem Standard können Unternehmen Maschinen schaffen, die nicht nur effektiv, sondern auch intrinsisch sicher und rechtlich nachhaltig sind.

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