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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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