Nicht nur die Normen zählen Manipulationsschutz: Eine wichtige Aufgabe für Elektro-Konstrukteure

Wenn der Konstrukteur bei der Konfiguration von Schutzeinrichtungen einer Maschine oder Anlage alle relevanten Richtlinien und Normen der Maschinensicherheit berücksichtigt, dann ist es keineswegs selbstverständlich, dass er schon alles richtig gemacht hat. Denn neben der richtlinienkonformen Gestaltung der Sicherheitstechnik spielt auch der Manipulationsschutz eine gravierende Rolle. Manipulation – ein unterschätztes Phänomen Dieses Thema wurde offenbar in der Vergangenheit unterschätzt. Vor knapp drei Jahren zeigte eine umfassende Untersuchung, die das BGIA initiiert hatte und an der 940 produzierende Unternehmen teilnahmen, dass die Schutzeinrichtungen an mehr als einem Drittel der Maschinen ständig oder zeitweise manipuliert sind. In der Zwischenzeit hat es ähnliche Untersuchungen in der Schweiz und in Österreich gegeben, die zu ähnlichen Ergebnissen kamen. Sicherlich sind die Betriebe, in denen die Schutzeinrichtungen von Maschinen manipuliert werden, in vielen Fällen nicht ganz unschuldig daran. Denn die Untersuchungen zeigten auch, dass die Vorgesetzten darüber manchmal informiert sind und die Manipulation teilweise sogar dulden. Einleuchtende Gründe für eine Manipulation Die für den Konstrukteur entscheidende Frage nach der Lektüre der Untersuchungen lautet: Warum manipulieren Bediener eigentlich \’ihre\‘ Maschine und begeben sich damit in Gefahr? Und warum dulden manche Vorgesetzte das? Die Antworten sind ebenfalls in den Untersuchungsergebnissen enthalten: Die Manipulation wird dem Bediener leicht gemacht, und sie \’erleichtert\‘ subjektiv betrachtet das Bedienen der Maschine. Aus Sicht des Anwenders und Betreibers der Maschine ist die Manipulation somit ein ganz rationaler Vorgang: Wenn man die Schutzeinrichtung umgeht, muss man z.B. keine lästigen Wartezeiten in Kauf nehmen, bevor man eine Schutztür öffnen kann. Oder man hat ungehinderten Blick auf den Prozess, so dass das Einstellen der Maschine oder das Überwachen von Arbeitsvorgängen keine Schwierigkeiten mehr bereitet. Und besonders schwierig ist die Manipulation offenbar auch nicht: Laut BGIA-Untersuchung gaben rund 75% der Betreiber von manipulierten Maschinen an, dass die Schutzeinrichtung ohne großen Aufwand außer Kraft zu setzen war. Umgehen der Schutzeinrichtung verhindern Das aber bedeutet aus Sicht des Konstrukteurs: Er muss zunächst darauf achten, dass die Schutzeinrichtung nicht mit einfachen Mitteln zu umgehen ist. So fordert es z.B. auch das Amendment 1 zur EN 1088 (Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen) mit dem Titel \’Gestaltung zur Minimierung von Umgehungsmöglichkeiten\‘. Das ist eine vergleichsweise einfache Aufgabe. So sollten Sicherheitsschalter grundsätzlich mit nicht lösbaren Schrauben befestigt werden. Zudem sollte man Sicherheitsschalter mit codiertem Betätiger verwenden. Auch der verdeckte Einbau von Sicherheitsschaltern oder Sicherheitssensoren trägt zur Manipulationssicherheit bei. Scharnier-Sicherheitsschalter Eine ebenso einfache wie sinnvolle Maßnahme ist der Einsatz von Scharnier-Sicherheitsschaltern. Das sind Baueinheiten von Scharnier und Sicherheitsschalter, die nur mit hohem Aufwand zu manipulieren sind, weil der Wirkmechanismus im Innern des Schaltergehäuses untergebracht ist. Wenn zur Stellungsüberwachung von Schutztüren berührungslos wirkende Sicherheitssensoren zum Einsatz kommen, empfiehlt sich der verdeckte Einbau der Sensoren: Das erschwert ebenfalls die Manipulation. Auch hier stehen codierte Baureihen zur Verfügung, die auf handelsübliche Magneten nicht reagieren. Dies gilt ebenso für eine neue, von Schmersal entwickelte Technologie. Eine neue Generation von Sicherheitssensoren nutzt einen neuen Wirkmechansimus zur Kommunikation von Sensor und Betätiger. Diese Sicherheitssensoren, zu denen die quaderförmige CSS 34-Baureihe gehört, reagieren ebenfalls nicht auf konventionelle Magneten. In der Normalausführung kann man theoretisch jedoch mit ein und demselbem Betätiger verschiedene Sensoren betätigen. Um dies auszuschließen, bietet Schmersal als Neuheit jetzt den CSP 34. Hier sind die Sicherheitssensoren paarweise codiert. Insgesamt stehen zwanzig verschiedene Codiermöglichkeiten zur Verfügung, sodass eine Manipulation durch \’Zweckentfremdung\‘ anderer Betätiger sehr unwahrscheinlich ist. Der Konstrukteur steht in der Pflicht Mit diesen konstruktiven Maßnahmen erschwert man die Manipulation, ganz verhindern kann man sie jedoch nicht in allen Fällen. Deshalb ist es notwendig, frühzeitig im Konstruktionsprozess anzusetzen. Im Klartext: Die Arbeitsabläufe und die Ergonomie sollten so optimal gestaltet sein, dass der Bediener gar nicht erst in Versuchung kommt, die Sicherheitseinrichtungen zu manipulieren. Konkret heißt das: Die entsprechenden Schutzeinrichtungen müssen so ausgewählt, angeordnet und steuerungstechnisch eingebunden werden, dass der Bediener seine Arbeit zügig und ungestört verrichten kann. Auch das ist teilweise ganz einfach zu realisieren. Einige Beispiele: – Große Sichtfenster in den Schutztüren bieten dem Bediener freie Sicht auf den Prozess. – Der Bediener wird über den Betriebszustand der Schutzeinrichtung informiert (z.B. \’Verriegelung der Schutztür geschlossen\‘). – Durch Sonderbetriebsarten (die immer häufiger in C-Normen, d.h. maschinentypspezifischen Normen, beschrieben werden) kann man z.B. den Einrichtbetrieb erleichtern, indem die Maschine dann bei geöffneter Schutztür mit verminderter Geschwindigkeit und zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen betrieben wird. – Eine sichere Stillstands- oder Geschwindigkeitsüberwachung erlaubt das Öffnen der Schutztür, sobald die gefahrbringende Bewegung gestoppt ist bzw. eine definierte sichere Geschwindigkeit erreicht hat. – Betriebsarten wie Einstellen, Einrichten und Reparatur sollten besonders im Hinblick auf die Ergonomie untersucht werden – hier gibt es in der Praxis überproportional häufiger Unzulänglichkeiten und Unfälle als im Automatikbetrieb. Bewertungsschema für Manipulationsanreiz Wie ernst die Experten für Maschinensicherheit dieses Thema nehmen, zeigt ein Bewertungsschema, das die BGIA entwickelt hat. Mit Hilfe dieses Schemas kann man die jeweiligen Vorteile einer Manipulationshandlung ermitteln, um daraus einen Manipulationsanreiz (MPA) abzuleiten. Dazu sind die im Lebenszyklus einer Maschine vorkommenden Tätigkeiten aufgelistet und die möglichen Betriebsarten sowie etwaige damit verbundene Einschränkungen genannt. Es folgt eine Zusammenfassung der aus der BG-Studie bekannten Vorteile des Umgehens von Schutzeinrichtungen. Am Ende jeder Zeile erscheint ein Manipulationsanreiz für die jeweilige Tätigkeit. Dabei wird jede Schutzeinrichtung separat betrachtet. Dieses Schema ist für den Konstrukteur hilfreich, weil er auf diese Weise die Schutzeinrichtung aus der Perspektive des Maschinenbedieners sieht und sich jeweils die Frage beantworten muss: Welche Vorteile hätte die Manipulation der Schutzeinrichtung für die Arbeit an der Maschine? Konsequenz: Höhere Produktivität Der Konstrukteur sollte sich auf jeden Fall mit diesen Fragen beschäftigen, denn eine optimale Integration der Schutzeinrichtungen schafft nicht nur die Voraussetzung dafür, dass der Bediener wenig Anlass zur Manipulation sieht. Auch die Produktivität der Maschine wird dadurch verbessert und eben die ist das wesentliche Kriterium des Anwenders bei einer Investitionsentscheidung. Somit kann der Maschinenbauer durch ein sorgfältig ausgewähltes und intelligent gestaltetes Sicherheitssystem auch die Wettbewerbsposition der jeweiligen Maschine bzw. des Herstellers verbessern.