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Anwendungsbereiche der Maschinenrichtlinie in Gebäuden

Darstellung des Sicherheitslebenszyklus für Maschinen

In Gebäuden installierte Fahrtreppenanlagen stellen ebenfalls eine Maschine dar

Herstellern und Betreibern von in Gebäuden installierten Maschinen ist oft nicht bewusst, dass ihre Produkte als Maschine gemäß Maschinenrichtlinie (MRL) anzusehen sind. Deshalb erkennen sie die Notwendigkeit des Prozesses der CE-Kennzeichnung nicht und setzen ihn folglich auch nicht um.

Bei einer Maschine handelt es sich um eine Gesamtheit von miteinander verbundenen Teilen, von denen mindestens ein Teil beweglich ist. Die Maschine ist grundsätzlich kraftbetrieben und für bestimmte Anwendungen vorgesehen. Diese Definition trifft auf verschiedene in der Gebäudetechnik eingesetzte Komponenten zu. Beispiele sind Fahrtreppen (Rolltreppen) und -steige, Umlaufregale (Paternoster), Raumlufttechnikanlagen (Gebäudebelüftung), Fenster-, Tür- und Lichtkuppelöffner sowie Jalousien, Abfallverdichter (Müllpressen), Schranken, Roll- und Schiebetore, Schiebe-, Dreh- und Karusselltüren, Personenschleusen und Drehkreuze, Hebebühnen und Laderampen sowie Fassadenaufzüge.
Die MRL regelt ein einheitliches Schutzniveau zur Unfall­verhütung für Maschinen beim Inverkehrbringen innerhalb des europäischen Wirtschaftsraums (EWR). In den einzelnen Ländern des EWR ist sie jeweils in nationales Recht umgesetzt, für Deutschland zum Beispiel im Produktsicherheitsgesetz (ProdSG). Wenn ein Unfall passiert, haftet der Hersteller der Maschine oder sein Bevollmächtigter persönlich. Als Hersteller gilt dabei auch ein Betreiber von Maschinen, sofern er wesentliche Änderungen an der Anwendung durchführt, Umbauten oder Modernisierungen vornimmt oder Maschinen miteinander verkettet. Altmaschinen, die vor 1995 in Betrieb genommen wurden, müssen kein CE-Zeichen haben. Hier sollte der Betreiber besonderes ­Augen­merk auf die Betriebssicherheitsverordnung legen.

Konformitätserklärung bescheinigt die Umsetzung der MRL
Bei der Gestaltung des Konformitätsprozesses sowie seiner Realisierung sind die Vorgaben der MRL Pflicht und müssen somit eingehalten werden. Die dazu harmonisierten Normen unterstützen dabei. Zur Erfüllung der Mindestanforderungen und des Stands der Technik sollte der Hersteller sämtliche relevanten Normen anwenden. Dann kann er bei den durch die Normen abgedeckten Aspekten davon ausgehen, dass die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen umgesetzt sind. Dies wird als sogenannte Vermutungswirkung bezeichnet. Die Liste der zur MRL harmonisierten Normen wird ständig aktualisiert und im Arbeitsblatt der Euro­päischen Union veröffentlicht.
Im Rahmen des Konformitätsprozesses wird zunächst beurteilt, welche Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen relevant sind, welche Gefahren bestehen und welche Risiken sich daraus ergeben. Dazu ermittelt der Hersteller im ersten Schritt die Grenzen der Maschine und stellt potenzielle Gefährdungen fest. Nach der Bewertung der Risiken plant er geeignete risikomindernde Maßnahmen in der Reihenfolge konstruktiv, technisch, hinweisend. Anschließend werden passende Schutzeinrichtungen ausgewählt, Sicherheitsfunktionen identifiziert und die Sicherheitskennwerte bestimmt. Bei der Realisierung der technischen Maßnahmen für die funktionale Sicherheit ist es hilfreich, nach den Phasen des Sicherheitslebenszyklus in Anlehnung an die EN ISO 13849-1 [1] oder der EN 62061 [2] vorzugehen. Auf diese Weise lässt sich ein lückenlos nachvollziehbarer Prozess inklusive der vollständigen Nachweisdokumentation gestalten.
Erst wenn die technischen Unterlagen aus Anhang VII der MRL insgesamt vorhanden sind, kann die Konformitätserklärung erstellt werden. Damit bescheinigt der Hersteller, dass sein Produkt den geltenden Richtlinien entspricht und erfüllt gleichzeitig die Voraussetzung für das Anbringen des CE-Zeichens. Der Hersteller kann auch unabhängige Prüfinstitute zur Kontrolle der CE-Konformität ermächtigen, sodass der Vorwurf der Fahrlässigkeit nicht mehr greift.

Risikobeurteilung muss systematisch und schlüssig sein
Als Anwendungsfall der MRL in Gebäuden sei die Modernisierung der in einem Kaufhaus verbauten Automatisierungstechnik angeführt. An der in die Jahre gekommenen Fahrtreppenanlage treten immer häufiger Störungen auf. Außerdem wurde bei den jährlichen Inspektionen mehrfach festgestellt, dass die Anlage zwar über einen Ein-/Ausschalter, aber keinen Not-Halt verfügt und nicht CE-gekennzeichnet ist. Um die Verfügbarkeit zu verbessern und die Anlage sicherheitstechnisch auf den neusten Stand der Technik zu bringen, beauftragt der Betreiber einen Anlagenhersteller mit dem Retrofit.
Die Modernisierung der Rolltreppe beinhaltet unter anderem die Nachrüstung mit zwei Not-Halt-Befehlsgeräten, einem leistungsfähigeren Antrieb sowie einer neuen programmierbaren Steuerung. Dies bringt zusätzliche Gefährdungen mit sich, die von den vorhandenen Sicherheitsmaßnahmen nur unzureichend gemindert werden. Nach dem Interpretationspapier des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS, früher BMA) und der Länder handelt es sich zudem um eine wesentliche Änderung. Daher muss das komplette Konformitätsbewertungsverfahren gemäß MRL erneut durchlaufen und umgesetzt werden. Ein einfaches Nachrüsten der Anlage, wie es sich der Betreiber vorgestellt hatte, erweist sich für den Anlagenhersteller als keine ernsthafte Option.
Damit nach der Modernisierung der Rolltreppe eine EG-Konformitätserklärung angefertigt werden kann und das Anbringen des CE-Zeichens auf der Anlage möglich ist, müssen die Anforderungen aus Anhang I der MRL erfüllt werden. Das bedeutet unter anderem, dass eine Risikobeurteilung durchzuführen ist und die Anlage unter Berücksichtigung der Ergebnisse umgebaut wird. Die Risikobeurteilung lässt sich anhand der EN ISO 12100 [3] realisieren. Nach welcher Vorlage sie erfolgt, liegt im Ermessen des Herstellers. Wichtig ist, dass sie systematisch und schlüssig gestaltet wird. Des Weiteren müssen alle relevanten grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen umgesetzt werden, beispielsweise die Anforderungen an die Steuerung (Absatz 1.2) oder an das Not-Halt-Befehlsgerät (Absatz 1.2.4.3).

Sicherheitsfunktionen auf Zuverlässigkeit prüfen
Als Nachweis, dass die zum Teil recht allgemein formulierten Anforderungen aus der MRL eingehalten respektive ausgeführt wurden, arbeitet jeder Anlagenhersteller am besten nach den harmonisierten Normen, zum Beispiel der EN ISO 13850 [4] für das Not-Halt-Befehlsgerät oder der EN ISO 62061 [2] für die funktionale Sicherheit. Um die funktionale Sicherheit zu belegen, definiert der Anlagenhersteller die entsprechenden Sicherheitsfunktionen und prüft ihre Zuverlässigkeit. Anhand einer Risikoeinschätzung der jeweiligen Sicherheitsfunktion legt er fest, welche Folgen ihr Versagen hätte. Bei dieser Vorgehensweise zeigt Anhang A der EN ISO 62061 [2], wie der für eine Sicherheitsfunktion erforderliche „Level“ der Sicherheitsintegrität (SIL) bestimmt wird. Der SIL stellt die notwendige Zuverlässigkeit der entsprechenden Sicherheitsfunktion dar. Durch die Betrachtung der Sicherheitskennwerte, wie der Rate der gefahrbringenden Fehler, Hardware-Fehlertoleranz sowie dem Diagnosetestintervall und Diagnosedeckungsgrad der Hardware, ist der Hersteller mithilfe der EN ISO 62061 [2] in der Lage, den erreichten SIL zu ermitteln. Anschließend prüft er, ob der erreichte SIL dem benötigten SIL entspricht.
Als spezielle Produktnorm für die Fertigung (Teil 1, harmonisiert) sowie Modernisierung (Teil 2) von Fahrtreppen und -steigen vereinfacht die DIN EN 115 [5] den Prozess der funktionalen Sicherheit. Die Umsetzung der Norm unterstützt dabei, dass bei der Entwicklung von Fahrtreppen und -steigen keine sicherheitsrelevanten Themen übersehen werden. Unter anderem ist die Risikoanalyse gemäß DIN EN 12100 [3] bereits weitgehend ausgeführt und als Ergebnis in die Produktnorm eingeflossen. Die DIN EN 115 [5] listet genau auf, welche Gefährdungen relevant sind und welche Überwachungsaufgaben somit übernommen werden müssen. Sie umfasst beispielsweise selbstverständliche Aspekte, wie bewegliche Teile, Übergeschwindigkeit sowie das Einfangen von Kleidung und Gliedmaßen durch die Handführung, aber auch Gesichtspunkte wie eine zu steile Bremsrampe oder das unerwartete Umdrehen der Bewegungsrichtung. Darüber hinaus sind zu kontrollierende Ereignisse, wie das Anhalten der direkt nachgeschalteten Fahrtreppe, verzeichnet.

Eigene Gefährdungs- und Risikoanalyse
Die Höhe des erforderlichen SIL wird in diesem Fall bereits von der Produktnorm vorgeschrieben. Zum endgültigen Nachweis der funktionalen Sicherheit verweist die Produktnorm auf die Sicherheitsgruppennorm EN 62061 [2]. Auf Basis der Sicherheitsfunktion und deren erforderlichen SIL wird ein Hard- und unter Umständen auch Softwarekonzept zur Realisierung der Sicherheitsfunktion definiert. Die Bewertung des erreichten SIL der Sicherheitsfunktion und der Nachweis, dass dieser größer oder gleich dem erforderlichen SIL ist, bilden den Abschluss der Validierungsphase des Sicherheitslebenszyklus. Ferner sollte der Anlagenbauer immer anhand einer eigenen Gefährdungs- oder Risikoanalyse feststellen, ob in seinem spezifischen Fall weitere Gefährdungen eine Rolle spielen, die nicht von der harmonisierten Norm abgedeckt sind. Trifft dies zu, müssen konstruktive Maßnahmen oder zusätzliche Sicherheitsfunktionen definiert werden, um die Gefahr auf geeignete Weise zu minimieren.
Die MRL listet in Anhang VII auf, welche technischen Unterlagen das Konformitätsverfahren als Nachweis des durchgeführten Prozesses fordert. Sie beinhalten unter anderem die Risikobeurteilung, Betrachtungen der Sicherheitsfunktionen und den rechnerischen Nachweis, dass diese den notwendigen SIL sicherstellen. Das geschilderte Beispiel lässt sich grundsätzlich auch auf andere Applikationen übertragen. Wie bei Fahrtreppen gibt es für die meisten Bereiche der Gebäudetechnik eine harmonisierte Norm. Liegt sie nicht vor, muss der Hersteller selbst sein Sicherheits­konzept samt Sicherheitsfunktionen festschreiben und mithilfe der SIL-Berechnung nachweisen, dass die Sicherheitsfunktion tatsächlich zuverlässig genug ist.

Internetseiten bieten Unterstützung
Sind die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen durch Umsetzung der relevanten Anforderungen der MRL und der harmonisierten Normen erfüllt, beschreibt die MRL den weiteren Weg zur Konformitätserklärung und zum CE-Zeichen. Selbst wenn nicht jede Forderung auf Anhieb eindeutig interpretierbar ist, findet der Anwender im Internet Unterstützung. Als hilfreich erweist sich beispielsweise der Leitfaden der Europäischen Kommission für die Anwendung der Maschinenrichtlinie [6]. Sofern die technischen Unterlagen gemäß Anhang VII vollständig sind, kann die Konformitätserklärung ausgestellt und das CE-Zeichen angebracht werden.

Literatur
[1] DIN EN ISO 13849-1 Sicherheit von Maschinen – Sicherheits­bezogene Teile von Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze. Berlin: Beuth
[2] DIN EN 62061 (VDE 0113-50):2005-10 Sicherheit von ­Maschinen – Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme. Berlin . Offenbach: VDE VERLAG
[3] DIN EN ISO 12100 Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Ge­staltungsleitsätze – Risikobeurteilung und Risikominderung. ­Berlin: Beuth
[4] DIN EN ISO 13850 Sicherheit von Maschinen – Not-Halt – Gestaltungsleitsätze. Berlin: Beuth
[5] DIN EN 115 Sicherheit von Fahrtreppen und Fahrsteigen. Berlin: Beuth
[6] Bundesministerium für Arbeit und Soziales, Berlin: www.bmas.de

www.phoenixcontact.de

Autoren:

Michiel Hussaarts (M.Sc) ist in der Abteilung Safety Industry Solutions, Com­petence Center Safety der Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont tätig.

Karin Stein ist für das Safety Industry Marketing im Competence Center Safety der Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont zuständig.

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