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Brandrisiken an Werkzeugmaschinen

Erhöhte Brandrisiken
Brandvermeidung und ‑bekämpfung an Werkzeugmaschinen

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Foto: © Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
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Für eine effiziente und wirtschaftliche Pro­duk­tion kom­men in der met­al­lver­ar­bei­t­en­den Indus­trie neben wassergemis­cht­en Kühlschmier­stof­fen zunehmend brennbare, nicht­wasser­mis­chbare Kühlschmier­stoffe auf Min­er­alöl­ba­sis zum Ein­satz. Allein in Deutsch­land wer­den pro Jahr etwa 30.000 Ton­nen solch­er min­er­alöl­halti­gen Kühlschmier­stoffe pro­duziert. Ihre Brennbarkeit führt zu einem erhöht­en Bran­drisiko, auf­grund dessen es immer wieder zu schw­eren Unfällen mit Brand­ver­let­zun­gen kommt.

In der indus­triellen Serien­fer­ti­gung stellen Kühlschmier­stoffe auf Min­er­alöl­ba­sis die größte Brandge­fahr dar. Bei gekapsel­ten Maschi­nen für Hochgeschwindigkeits­bear­beitung kann sich durch Vernebelung oder Ver­damp­fung im Zusam­men­spiel mit Luft zudem ein explo­sions­fähiges Gemisch bilden. Tritt in dieser Sit­u­a­tion ein Bruch, Fehl- oder Trock­en­laufen des Werkzeugs auf, kön­nen glühende Späne und heiße Ober­flächen schnell zu ein­er möglichen Zündquelle wer­den. Die schla­gar­tige Durchzün­dung des Öl-Luft-Gemischs kann dann einen nach­fol­gen­den Brand aus­lösen.

Selb­st nach einem Bran­dereig­nis kann durch zu früh­es Wiedere­in­schal­ten oder erneute Luftzu­fuhr bei einem Öff­nen der Zugangstür eine Rück­zün­dung entste­hen, in deren Folge gefährliche Brandgase und Flam­men aus den Maschi­nenöff­nun­gen aus­treten kön­nen.

Sofern der Zerspan­prozess allein mit wassergemis­cht­en Kühlschmier­stof­fen erfol­gt, sind in der Regel keine Maß­nah­men zum Brand­schutz erforder­lich. In allen anderen Fällen sind Brände nicht auszuschließen. Vor dem Ein­satz von Löschan­la­gen soll­ten zunächst Maß­nah­men zur Brand­ver­mei­dung ergrif­f­en wer­den. Dazu ist die Lek­türe der DIN EN ISO 19353 „Sicher­heit von Maschi­nen – vor­beu­gen­der und abwehren­der Brand­schutz“ [1] hil­fre­ich. Sie bietet Maschi­nen­her­stellern und ‑anwen­dern einen Leit­faden, um durch Kon­struk­tion­s­maß­nah­men das Bran­drisiko zu reduzieren.

Risiken verringern

Bere­its die Ver­wen­dung emis­sion­sarmer Kühlschmier­stoffe mit gerin­gen Ver­damp­fungs- und Vernebelung­seigen­schaften sowie hohem Flamm­punkt führt zu ein­er erhe­blichen Reduzierung des Bran­drisikos. Eine opti­male Kühlschmier­stoff-Über­flu­tung der Bear­beitungsstelle und eine Überwachung der Durch­fluss­menge sind eben­so wirk­same Maß­nah­men. Durch den Abtrans­port der Späne aus dem Maschi­nenin­nen­raum mit Hil­fe eines Späne­förder­ers wer­den Fol­ge­brände ver­mieden und/oder begren­zt.

Ist die durch kon­struk­tive Maß­nah­men erre­ichte Risiko­min­derung nicht aus­re­ichend, sind Löschan­la­gen einzuset­zen. Um den verbleiben­den Gefährdun­gen vorzubeu­gen, wer­den in der DIN EN ISO 19353 Sicher­heits­funk­tio­nen definiert, die etwa das Aus­lösen des Löschvor­gangs bei nicht zuge­hal­tener Arbeit­sraumtür unter­drück­en oder zur Ver­hin­derung ein­er Rück­zün­dung nach erkan­ntem Brand die Zuhal­tung aufrechter­hal­ten, solange der Löschvor­gang aktiv ist. Die Aus­lö­sung des Löschvor­gangs selb­st zählt nicht zu den Sicher­heits­funk­tio­nen. Der Grund liegt darin, dass durch den Ein­satz von Labyrinthdich­tun­gen Per­so­n­en von einem schla­gar­tig auftre­tenden Brand weitest­ge­hend geschützt sind. Die Aus­bre­itung eines Bran­des durch die Absaugan­lage oder den Späne­förder­er wird durch Umset­zung der Sicher­heits­funk­tio­nen der DIN EN ISO 19353 jedoch ver­hin­dert.

Feuer­löschan­la­gen fall­en als Sicher­heits­bauteile in den Anwen­dungs­bere­ich der Maschi­nen­richtlin­ie. Für die Bew­er­tung ihrer steuerung­stech­nis­chen Umset­zung ist die DIN EN ISO 13849–1 [2] rel­e­vant. Eine Fes­tle­gung der steuerung­stech­nis­chen Anforderun­gen find­et sich in der DGUV-Schrift „Schnittstelle WZM/Feuerlöschanlage. Steuerung­stech­nis­che Anforderun­gen für Löschan­la­gen bei der Met­all­bear­beitung“ [3], worin der Stand der Tech­nik an einem Beispiel aus der Prax­is erläutert wird.

Um die Kon­for­mitäts­be­w­er­tung für Feuer­löschan­la­gen zu vere­in­fachen, erar­beit­ete das Insti­tut für Arbeitss­chutz nun einen Grund­satz zur Prü­fung und Zer­ti­fizierung von Feuer­löschs­teuerun­gen [4]. Die in dem Grund­satz fest­ge­hal­te­nen Anforderun­gen unter­stützen Her­stell­fir­men bei der richtlin­ienkon­for­men Entwick­lung.

Quellen:

  • DIN EN ISO 19353: Sicher­heit von Maschi­nen – Vor­beu­gen­der und abwehren­der Brand­schutz. Beuth, Berlin 2015
  • DIN EN ISO 13849–1: Sicher­heit von Maschi­nen – Sicher­heits­be­zo­gene Teile von Steuerun­gen – Teil 1: All­ge­meine Gestal­tungsleit­sätze. Beuth, Berlin 2016
  • DGUV Infor­ma­tion FB HM-087: Schnittstelle WZM/Feuerlöschanlage. Steuerung­stech­nis­che Anforderun­gen für Löschan­la­gen bei der Met­all­bear­beitung
    www.dguv.de/ifa, Web­code d545286
  • GS-IFA-M22: Grund­sätze für die Prü­fung und Zer­ti­fizierung von Feuer­löschs­teuerun­gen mit inte­gri­erten Sicher­heits­funk­tio­nen
    www.dguv.de/ifa, Web­code d11973

Foto: DGUV

Autor: Ste­fan Otto

 Prüfin­ge­nieur Maschi­nen und Anla­gen

Insti­tut für Arbeitss­chutz der DGUV (IFA)
E‑Mail: Stefan.Otto@dguv.de

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