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: DGUVAutor: Stefan Otto
Prüfingenieur Maschinen und Anlagen
Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA)
E‑Mail: Stefan.Otto@dguv.de
