Konstruieren Sicherheitsgerechter Produkte: Methoden Und Systematische Lösungssammlungen Zur Eg-maschinenrichtlinie (german Edition)

Wissenschaftlich fundiert und didaktisch aufgebaut, bietet der Band einen ?berblick ?ber genormte sowie neue und bew?hrte Konstruktionsideen. Es werden Methoden aufgezeigt, mit denen sich sicherheitstechnische Problemstellungen im Maschinenbau l?sen lassen. Eine L?sungssammlung bietet zahlreiche praktische Beispiele f?r konstruktive Sicherheitsma?nahmen und Schutzeinrichtungen sowie eine ?bersicht zu ergonomischen Aspekten. Die 4. Auflage ber?cksichtigt zahlreiche aktuelle Europ?ische Normen sowie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EU. Springer Verlag (2011) Cover 1 Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte 2 ISBN 978-3-642-19188-6 5 Vorwort zur vierten Außage 6 Vorwort zur ersten Auflage 8 Inhaltsverzeichnis 10 1 Einführung 14 1.1 Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte im Rückblick 14 1.2 Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte heute 16 1.3 Systematische Lösungssammlungen 18 1.4 Sichere Produkte sind Chefsache 21 1.5 Zum Buch 22 2 Rechtliche Anforderungen an sicherheitsgerechte Produkte 24 2.1 Allgemeine Rechtssystematik 24 2.1.1 Grundlegende rechtliche Aspekte 24 2.1.2 Systematik des Produktsicherheitsrechts 26 2.2 Europäisches Produktsicherheitsrecht 27 2.2.1 Maschinenrichtlinie 2006/42/EG 30 2.2.2 Europäische Normen 34 2.2.3 Konformitätsbewertungsverfahren 38 2.2.4 Technische Unterlagen für Maschinen Technische Dokumentation. 45 2.3 Nationales Produktsicherheitsrecht 49 2.3.1 Geräteund Produktsicherheitsgesetz (GPSG) 49 2.3.2 Staatliches und berufsgenossenschaftliches Regelwerk 52 2.3.3 GS-Zeichen, BG-PRÜFZERT-Zeichen 55 2.4 Produkthaftung 59 2.4.1 Produkthaftungsgesetz 60 2.4.2 Unbestimmte Rechtsbegriffe 61 2.4.3 Produktfehler 63 2.4.4 Sicherheitstechnische Nachrüstungen und deren Kosten 66 2.4.5 Produktüberwachung Herstellerpflichten. 67 2.5 Zusammenfassung 70 3 Der Mensch im Arbeitssystem 72 3.1 Arbeitssystem 72 3.2 Funktionelle Systeme von Maschinen 77 3.2.1 Technisierungsstufe 79 3.2.2 Äußere Funktionselemente von Maschinen 81 3.2.3 Typologie der äußeren Funktionselemente 85 3.3 Zusammenfassung 89 4 Gefährdungen und Risiken im Arbeitssystem 90 4.1 Gefahr Gefährdung Risiko 90 4.2 Gefahren im Arbeitssystem 91 4.2.1 Stochastische und deterministische Gefahren 93 4.2.2 Mechanische Gefahren 99 4.2.3 Gefahr durch Kollision, Stoß und Sturz 100 4.2.4 Gefahr durch plötzlich freiwerdende me chanische Energie 104 4.3 Gefahrstellen 113 4.3.1 Grundtypen von Gefahrstellen 113 4.3.2 Verletzungen an Gefahrstellen 115 4.3.3 Gefahrstellen der funktionellen Systeme 118 4.3.4 Typologie und Systematik der Gefahrstel len 120 4.4 Gefahrenanalysen, Gefährdungsanalysen 128 4.4.1 Zweck von Gefährdungsanalysen 129 4.4.2 Durchführung von Gefährdungsanalysen 129 4.4.3 Suchstrategie für Gefährdungen 133 4.5 Risikobeurteilung 137 4.5.1 Umgang mit Risiken 137 4.5.2 Risiken in der Technik 138 4.5.3 Grenzrisiko, Restrisiko 142 4.5.4 Risikobeurteilung in der Praxis 144 4.5.5 Dokumentation der Risikobeurteilung 154 4.5.6 Nutzung zeitgemäßer Software-Tools 158 4.6 Sicherheitswidriges Verhalten 162 4.6.1 Vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung 162 4.6.2 Grundprinzipien menschlichen Verhaltens 163 4.6.3 Verhaltensbedingte Unfälle 164 4.6.4 Unfälle durch Reflexe 167 4.6.5 Unfälle durch unbewusstes und bewuss-tes Handeln 168 4.6.6 Manipulation von Schutzmaßnahmen 171 4.6.7 Menschliche Zuverlässigkeit 173 4.6.8 Verhalten in gefährlichen Situatio nen Verhalten bei Störungen. 175 4.7 Zusammenfassung 177 5 Sicherheitstechnik 182 5.1 Sicherheitsstrategien 182 5.1.1 Grundlegende Konstruktionsmaßnahmen 184 5.1.2 Organisatorische Voraussetzungen 186 5.2 Konstruktionsmaßnahmen gegen sto chasti sche Gefährdungen 189 5.2.1 Prinzip des sicheren Bestehens (safe life) 189 5.2.2 Prinzip des beschränkten Versagens (fail safe) 198 5.2.3 Prinzip der Redundanz 205 5.2.4 Zuverlässige Steuerungen 211 5.2.5 Normen zu sicherheitsrelevanten Teilen von Steuerungen. 216 5.2.6 Wahrscheinlichkeitstheoretische Verfahren für Steuerungen. 219 5.2.7 Zusammenfassung 235 5.3 Konstruktionsmaßnahmen gegen deterministische Gefährdungen 236 5.3.1 Drei Wege der Sicherheitstechnik 236 5.3.2 Funktioneller Ablauf eines Unfalls 239 5.4 Unmittelbare Sicherheitstechnik 241 5.4.1 Geometrische Gestaltungsmaßnahmen 241 5.4.2 Energetische Gestaltungsmaßnahmen 252 5.5 Mittelbare Sicherheitstechnik 262 5.5.1 Schutzeinrichtungen im Arbeitssystem 262 5.5.2 Schutzeinrichtungen: Grundtypen und Auswahlkriterien 263 5.5.3 Trennende Schutzeinrichtungen 267 5.5.4 Fangende Schutzeinrichtungen im Überblick 270 5.5.5 Schutzhauben an Drehmaschinen und Fräsmaschinen 272 5.5.6 Schutzhauben an Schleifmaschinen 280 5.5.7 Schutzaufbauten an Fahrzeugen 286 5.5.8 Grundlegende Bauarten trennender Schutzeinrichtungen 288 5.5.9 Gestaltung trennender Schutzeinrichtun gen 291 5.5.10 Schutzeinrichtungen als Zukaufteile 303 5.5.11 Unverlierbare Befestigungsmittel. 307 5.5.12 Zusätzliche Funktionen trennender Schutzeinrichtungen Multifunktionale Schutzeinrichtungen. 310 5.5.13 Abweisende Schutzeinrichtungen 315 5.6 Verriegelungen und Zuhaltungen 317 5.6.1 Funktionelle Kopplungen 317 5.6.2 Elektrische Verriegelung trennender Schutzeinrichtungen 321 5.6.3 Aufbau von Verriegelungen und Zuhaltungen 322 5.6.4 Arbeiten bei offenen Schutzeinrichtungen 330 5.6.5 Akzeptanz und Manipulation von Schutzeinrichtungen 334 5.7 Sicherheitsschalter 339 5.7.1 Elektromechanische Sicherheitsschalter 339 5.7.2 Sicherheits-Näherungsschalter 348 5.8 Ortsbindende Schutzeinrich tungen 357 5.8.1 Grundlegende Bauarten ortsbindender Schutzeinrich tungen Tippschalter. 357 5.8.2 Gestaltung ortsbindender Schutzeinrich-tungen 363 5.9 Schutzeinrichtungen mit Annäherungsreaktion 371 5.9.1 Bauarten der Schutzeinrichtungen mit Annäherungs reaktion 371 5.9.2 Durch Berührung wirkende Schutzeinrichtungen 374 5.9.3 Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen 384 5.9.4 Lichtschranken Einweglichtschranken. 386 5.9.5 Lichtgitter und Lichtvorhänge 389 5.9.6 Blanking und Muting Blanking. 396 5.9.7 Tastende Lasersysteme 404 5.9.8 Kamerabasierte Schutzsysteme 408 5.9.9 Ultraschall-Schutzsysteme 410 5.9.10 Passive Infrarot-Schutzsysteme 412 5.10 Hinweisende Sicherheitstechnik 415 5.10.1 Passive Sicherheitsinformationen 416 5.10.2 Aktive Sicherheitsinformationen 428 6 Spezielle Anwendungen der Sicherheitstechnik 440 6.1 Sicherung rotierender Maschinenteile 440 6.1.1 Sicherung von Fangstellen. 441 6.1.2 Sicherung von Einzugstellen 443 6.1.3 Sicherung von Einzugstellen mit variabler Geometrie 450 6.1.4 Sicherung von Auflaufstellen 451 6.2 Konstruktionsmaßnahmen gegen Absturzgefahren 457 6.2.1 Arbeitsbühnen und Podeste 458 6.2.2 Aufund Abstiege 459 6.2.3 Geländer 471 6.2.4 Durchgänge 474 6.2.5 Multifunktionale Absturzsicherungen 477 6.2.6 Zusammenfassung 479 6.3 Not-Halt-Einrichtungen 480 6.3.1 Aktivierung von Not-Halt-Einrichtungen 481 6.3.2 Steuerungstechnische Aspekte 485 6.4 Hauptbefehlseinrichtungen 488 6.4.1 Funktion der Hauptbefehlseinrichtungen 488 6.4.2 Netztrenneinrichtung (Hauptschalter) 491 6.5 Findige konstruktive Lösungen in der Sicherheitstechnik 493 6.5.1 Anwendung geometrischer Prinzipien 493 6.5.2 Anwendung kinematischer Prinzipien 495 6.5.3 Anwendung allgemeiner Gestaltungsprin-zipien 497 7 Gestalten ergonomiegerechter Maschinen 500 7.1 Grundlagen und Randbedingungen 501 7.1.1 Langzeitwirkung ergonomischer Mängel 501 7.1.2 Belastungs-Beanspruchungs-Konzept 502 7.1.3 Zwangshaltungen 503 7.2 Räumliche Gestaltung 505 7.2.1 Anthropometrische Daten 505 7.2.2 Somatographie 509 7.2.3 Körperstellungen und Körperhaltungen 512 7.2.4 Bewegungstechnische Gestaltung Wirkund Bewegungsraum. 513 7.2.5 Sichtgeometrie 516 7.2.6 Höhe von Arbeitsflächen 519 7.2.7 Mannlöcher, Durchgangs-, Zugangsund Zugriffsöffnungen 524 7.3 Funktionselemente des Wahrneh-mungsund Handlungsbereiches 529 7.3.1 Anzeiger und Anzeigen 529 7.3.2 Bedienteile 535 7.3.3 Vermeiden unerwünschter Betätigungen von Bedienteilen. 537 8 Wichtige Begriffe der Maschinensicherheit 542 B 543 C 545 D 545 E 545 F 546 G 547 H 548 I 549 K 549 L 550 M 550 N 551 P 552 Q 553 R 553 S 554 T 557 U 557 V 557 W 558 Z 559 9 Schrifttum 560 Kapitel 1 560 Kapitel 2 561 Kapitel 3 562 Kapitel 5 566 Kapitel 6 571 Kapitel 7 572 Gesetze, Richtlinien und Normen 573 Gesetze 573 EG-Richtlinien 573 EN Normen 574 EN ISO-Normen 579 IEC/ISO-Schriften und Normen 581 DIN-Normen 581 VDI-Richtlinien 582 Berufsgenossenschaftliches Vorschriftenund Regelwerk 583 US-Standards 583 Wichtige Organisationen 583 Wichtige Internet-Links 583 Anhang 586 10 Stichwortverzeichnis 586 9783642191886 Die Sicherheitstechnik im Allgemeinem und das konstruieren sicherheitsgerechter Maschinen im Besonderen ist im Wandel. Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EU und zahlreiche Europäische Normen greifen zwar erheblich in den Konstruktionsprozess ein, z.B. durch die Voranstellung einer von den Konstrukteuren durchzuführenden Risikobeurteilung der von ihnen noch zu realisierenden Lösungen, öffnen aber die Möglichkeit, neue Wege zu beschreiten. Das Buch ist ein didaktisch aufgebautes Kompendium genormter aber auch neuer und bewährter Ideen und zeigt Methoden zum Lösen sicherheitstechnischer Fragestellungen im Allgemeinen Maschinenbau auf. In systematisch aufgebauten Lösungssammlungen werden zahlreiche praktische Beispiele für unmittelbare konstruktive Sicherheitsmaßnahmen, Schutzeinrichtungen und das Berücksichtigen ergonomischer Aspekte zusammengefasst. Sowohl Praxiserfahrene Maschinenbauingenieure wie Konstrukteure und Maschinenprüfer aber auch in der Lehre und Ausbildung Tätige, finden hier Anregungen für eigene Problemlösungen Wissenschaftlich fundiert und didaktisch aufgebaut, bietet der Band einen Überblick über genormte sowie neue und bewährte Konstruktionsideen. Es werden Methoden aufgezeigt, mit denen sich sicherheitstechnische Problemstellungen im Maschinenbau lösen lassen. Eine Lösungssammlung bietet zahlreiche praktische Beispiele für konstruktive Sicherheitsmaßnahmen und Schutzeinrichtungen sowie eine Übersicht zu ergonomischen Aspekten. Die 4. Auflage berücksichtigt zahlreiche aktuelle Europäische Normen sowie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EU. Front Matter....Pages 1-11 Einführung....Pages 1-10 Rechtliche Anforderungen an sicherheitsgerechte Produkte....Pages 11-58 Der Mensch im Arbeitssystem....Pages 59-76 Gefährdungen und Risiken im Arbeitssystem....Pages 77-167 Sicherheitstechnik....Pages 169-426 Spezielle Anwendungen der Sicherheitstechnik....Pages 427-486 Gestaltung ergonomiegerechter Maschinen....Pages 487-528 Wichtige Begriffe der Maschinensicherheit....Pages 529-546 Schrifttum....Pages 547-571 Back Matter....Pages 582-595