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Schäden an Maschinenelementen, Antrieben und Getrieben

Worauf Sie achten sollten

Verkettung von mechanischen Fehlern führt zu gefährlichen Schäden

Schäden an Maschinenelementen können zu lebensbedrohlichen Unfällen führen. Häufig sind Montagefehler, Handhabungsfehler oder Schnittstellen- bzw. Kommunikationsprobleme die Ursachen. Oft ist es gar eine Verkettung von mehreren Umständen, die zu gefährlichen Schäden führen. Neben menschlichen Fehlern spielen zum Beispiel auch die Auslegung, die Werkstoffqualität und die tatsächliche Belastung eine Rolle. 

Maschinensicherheit bringt man häufig mit Komponenten wie Lichtschranken, Nothaltknöpfen oder Sicherheits-SPS in Verbindung. Aber wird man allein mit Schutzmaßnahmen im Rahmen der Funktionalen Sicherheit dem Umfang und der Komplexität der Maschinensicherheit gerecht?

Wenn man beispielsweise den Nothalt einer Maschine / Anlage auf Komponentenebene betrachtet, stellt man fest, dass die gefahrbringende Bewegung beendet wurde, aber die Last noch immer am Getriebe oder der Bremse "hängt". Die Funktionale Sicherheit erteilt Befehle zum Stillstand, im Weiteren wird dann auf die mechanischen Komponenten (Schrauben, Zahnräder, Klebeverbindung zwischen Bremsbelag und Trägermaterial) vertraut, dass diese ausreichend dimensioniert und anforderungsgerecht gewartet wurden, um ihrer Aufgabe zuverlässig gerecht zu werden. 

Schwerwiegende Folgen für Unternehmen: Totaler Produktionsstillstand

Die Folge von Schäden darf nicht unterschätzt werden. Sollte etwas passieren, kann das schwerwiegende Produktionsstörungen zur Folge haben. Bei Verletzungen oder gar Todesfällen ist auch die Staatsanwaltschaft involviert und Sie können erst weiterproduzieren, wenn diese alle erforderlichen Informationen gesammelt haben. Dieser Prozess kann Wochen in Anspruch nehmen und Unternehmen wirtschaftlich belasten oder gefährden.

Zwei Beispiele zeigen die Wichtigkeit der ordnungsmäßigen Umsetzung der Mechanik.

Roboter zur Handhabung von schweren Getränkepaletten:

Alle 8 Schrauben der Schraubverbindung zwischen Greifwerkzeug und Schwenkantrieb am Roboterarm waren 5mm zu kurz. Dies führte zum Ergebnis, dass die Dauerfestigkeit der Muttergewinde im Roboterarm nicht gegeben war und nach wenigen Jahren des unauffälligen Betriebes schlagartig abrissen. Eine vollbeladene Palette flog als Resultat unkontrolliert durch den Raum, der Schutzzaun für die Zugangsbeschränkung wurde wie ein Grashalm umgeknickt. Nur durch Zufall stand niemand in der Flugbahn.

Drehmaschinen-Unfall:

Die Schutztüren von Drehmaschinen haben im Vergleich zur Werkstückaufnahmekapazität nur eine begrenzte mechanische Rückhaltefähigkeit. In einem Unfallereignis versagte die Werkstückaufspannung auf Seite des Reitstockes. Als Folge schlug das 300kg schwere Werkstück die 50kg schwere Schutztüre aus der Verankerung. Der Werker an der Nachbarmaschine verstarb an den Folgen der Wucht des Aufpralls der Schutztüre.

Was war geschehen?

Der Befestigungsflansch des Reitstockverstellantriebes brach, da ein bruchempfindlicher Werkstoff verwendet wurde, der tragende Querschnitt durch die Flachsenkung für die Schrauben stark geschwächt wurde und die konstruktive Ausführung die Werkstoff- und Belastungssituation nicht ausreichend berücksichtigte. Aufgrund des gebrochenen Flansches rutschte der Reitstock zurück und das Werkstück konnte nicht mehr geführt werden.

Wo Fehler häufig unentdeckt bleiben

Diese beiden und weitere Beispiele hätten mit wenig Aufwand (korrekte Schraubenlänge / geeigneter Flanschwerkstoff oder weniger tiefe Einsenkungen) bei entsprechender Sensibilisierung der jeweils beteiligten Personen verhindert und damit Leben gerettet werden können. Es ist leider festzustellen, dass man für eine zuverlässige Mechanik häufig keine pauschalen Aussagen oder Empfehlungen erteilen kann, da es stehts auf das Gesamtkonzept aus Werkstoff, Konstruktion, Sicherheitsbeiwerte, Produktionstechniken, Qualitätssicherung, Instandhaltung und Wartung sowie Verwendung ankommt. Hier sind insbesondere die Schnittstellen zwischen Abteilungen, Fakultäten oder auch Hersteller – Betreiber zu betrachten, da erfahrungsgemäß hier am leichtesten ein Fehler unentdeckt bleibt.

Bei entsprechender anforderungsgerechter Umsetzung der relevanten Gesichtspunkte können systematische Fehler, aber auch Einzelfehler, sehr gut beherrscht und höchste bzw. anforderungsgerechte Zuverlässigkeitswerte erzielt werden.

So können wir Sie unterstützen

Vor dem Schadensfall:

Beugen Sie Schäden und Unfällen vor. Wir unterstützen Sie gerne mit einer sicherheitstechnischen Bewertung, beispielsweise bestehend aus Vorortinspektion / Maschineninspektion, einer Festigkeitsberechnung oder Konstruktionsbewertung. Dadurch erhalten Sie mehr technische und rechtliche Sicherheit und vermeiden im Vorfeld Schäden mit schwerwiegenden Folgen.

Nach dem Schadensfall:

Sollte bereits ein Schaden aufgetreten sein, führen wir für Sie eine ausführliche Schadensanalyse durch. Die Ursachenklärung kann u.U. auch zusätzliche Bewertungen, wie Werkstoffanalysen oder Festigkeitsberechnungen erfordern. Dadurch können zusätzlich zur Schadensklärung auch zielgerichtete Maßnahmen gegen eine Wiederholung ausgewählt und implementiert werden.

Wie können wir Ihnen helfen?

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