Herr Dr. Frager, Sie sind Leiter des Arbeitskreises Normung bei VDMA Integrated Assembly Solutions. In den vergangenen zwei Jahren hat der Arbeitskreis an der Erstellung des VDMA-Einheitsblattes 66416 gearbeitet. Um was geht es darin im Detail?
■ Wir wollten einen Leitfaden erstellen, der Empfehlungen für die sicherheitsgerichtete Konstruktion von Montage- und Prüfanlagen gibt und dabei die Anforderungen von ­Normen und der EG-Maschinenricht­linie berücksichtigt. Zunächst einmal ­haben wir dabei die für unsere Branche wichtigen Betriebsarten und die darin enthaltenen sogenannten Funktionsarten definiert, also zum Beispiel Leer- oder Grundstellungsfahrt innerhalb der Betriebsart Automatikbetrieb. Dann haben wir die relevanten Typenvertreter beschrieben, sprich die Maschinenarten unserer Branche.

Ein weiterer Schwerpunkt des Ein­heitsblattes ist die Behandlung von ­Gefährdungen, die von bestimmungs­gemäß bewegten Maschinenteilen ausgehen. Mit letzteren sind gesteuert ­bewegte Achsen beziehungsweise Zylinder gemeint, wobei wir Antriebe mit elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Energieversorgung betrachten. Hierzu haben wir Beispiele ge­geben, wie man unter Einbeziehung von Sicherheitsfunktionen die Risiken mindert.

Was sind weitere Inhalte des Einheitsblattes?
■ Der Risikograph, der in der DIN EN ISO 13849 als eine Möglichkeit vorgeschlagen wird, um den erforderlichen Performance Level zu ermitteln, dürfte ja mittlerweile ­bekannt sein. Das Problem ist nur, dass die dortigen Angaben zur Ermittlung des PLr sehr allgemein gehalten und für Konstrukteure viel zu unspezifisch sind. Genau hier setzt unser Einheitsblatt an, indem wir konkreter werden und Werte für die wichtigen Parameter nennen. Dazu haben wir bestehende Normen zu Rate gezogen, um den Konstrukteuren die Arbeit abzunehmen, sich alle Werte selbst mühsam zusammensuchen zu müssen.

Darüber hinaus haben wir bisher nicht definierte Grenzwerte festgelegt und mit der Berufsgenossenschaft abgestimmt. Konkret geht es hier um Parameter wie etwa die Dauer der Ge­fährdungsexposition oder die Schwere der Verletzung. Was es an Richtlinien, Normen, Informationen dazu gibt, haben wir zusammengetragen; klar ist aber, dass diese Thematik in Zukunft noch weiter ausgebaut werden muss. Gerade bei ‚Schwere der Verletzung‘ ­findet man wenig bis nichts. Es gibt zwar eine Veröffentlichung für kollaborierende Roboter, dort geht es aber nicht um die Grenzwerte zwischen S1 und S2, wie es im Risikograph erforderlich wäre, sondern um die Werte an der Grenze zu gar keiner Verletzung – sozusagen S0. Das hilft nur bedingt weiter, denn ­damit würde sich der ­Maschinenhersteller gegebenenfalls unnötigerweise zu strenge Grenzwerte auferlegen.

Überschneidet sich das Einheitsblatt dann nicht thematisch mit anderen ­Normen?
■ Nein, darauf haben wir geachtet und die wichtigen Normen ­berücksichtigt beziehungsweise darauf verwiesen. Hier wären etwa die Indus­trieroboter-Norm DIN EN ISO10218-1 und -2 oder die Norm für Integrierte Fertigungssysteme ISO 11161 zu nennen.

Dr. Oliver Frager, Teamtechnik Maschinen und Anlagen: “Das VDMA-Einheitslbatt 66416 soll helfen, das Verständnis und die Effizienz bei der Umsetzung der  Funktionalen Sicherheit zu steigern.”

© VDMA

Worin sehen Sie den größten Nutzen des VDMA-Einheitsblattes 66416?
■ Fangen wir mit dem Verständnis an. Wer sich mit der Maschinenrichtlinie, der DIN EN ISO 12100 und der DIN EN ISO 13849 Teil 1 und 2 auseinandersetzt, wird auch nach gründlicher Einarbeitung in diese Themen noch viele Fragen haben, wenn es um die Umsetzung in die Praxis geht. Zum Beispiel: Mache ich unnötig viel oder zu wenig betreffs eines Detail-Aspekts? Unser Einheitsblatt setzt hier an – wer es liest, bekommt Antworten auf diese Fragen.

Verständnis oder vielleicht besser Bewusstsein weckt unser Einheitsblatt aber auch bei denjenigen, die noch nicht so tief im Thema sind. Wann brauche ich welche Sicherheitsfunktion, wie verbinde ich das mit meiner Risikobeurteilung, was ist wirklich erforderlich, um funktionale Sicherheit angemessen umzusetzen? In der DIN EN ISO 13849-1 gibt es zwar eine Definition für eine Sicherheitsfunktion, die aber nicht unbedingt sofort verständlich ist.

Hinzu kommt, dass eine typische Maschine über sehr viele Sicherheitsfunktionen verfügt, um sämtliche Risiken ausreichend zu mindern. Es ist ein Trugschluss, dass man pro elektrischem Antrieb oder Zylinder immer mit einer Sicherheitsfunktion auskommt. Nehmen Sie eine elektrische oder pneumatische Achse: Da ist es nicht mit einem ‚Sicheren Halt‘ getan, sondern Sie müssen auch den unerwarteten Anlauf oder bei Schwerkraft-belasteten Achsen das Herunterfallen verhindern – das sind schon drei Sicherheitsfunktionen. In einer Betriebsart, zum Beispiel im Automatikbetrieb, ist der Input etwa ein Schutztürschalter oder ein Lichtgitter. Im Einrichtbetrieb hingegen ist der Input beispielsweise der Zustimmtaster am mobilen Handbedienpult. Also haben Sie für eine vertikale Achse in zwei Betriebsarten bis zu sechs Sicherheitsfunktionen!

Wenn sich ein Maschinenhersteller in das Thema einarbeitet, merkt er also schnell, dass da eine riesige Anzahl von Sicherheitsfunktionen zusammenkommt. Da kann man schon mal ins Zweifeln geraten, ob man wirklich noch auf dem richtigen Weg ist.

War es denn so viel einfacher unter der EN 954-1?
■ Keineswegs, eine der­artige Anzahl von Sicherheitsfunk­tionen zu realisieren, war auch schon in der früheren EN 954-1 und streng genommen sogar bereits in der DIN EN ISO 12100 gefordert. Das ergibt sich auch unabhängig von den Normen aus der reinen Notwendigkeit, um eine ausreichende Maschinensicherheit zu erreichen. Dass eine Vertikal-Achse nicht plötzlich herunterfallen darf, wenn eine Person sich unter ihr aufhält, oder eine Achse im Stillstand nicht plötzlich unerwartet anlaufen darf, sagt schon der gesunde Men-schenverstand.

Das eigentlich Neue der DIN EN ISO 13849 ist lediglich, dass nun die Robustheit der realisierten Steuerung jeder Sicherheitsfunktion gegen Ausfälle in einem Zahlenwert quantifiziert werden muss. Unter Nutzung dieses Zahlenwerts ist dann zu verifizieren, dass durch die gewählten konstruktiven Maßnahmen eine ausreichend hohe Zuverlässigkeit dieser Sicherheitsfunktionen erzielt wurde. Diese Verifikation erfolgt in der Regel unter Zuhilfenahme von Software-Tools wie etwa Sistema unter Nutzung von sicherheitstechnischen Kenndaten der Komponentenhersteller.

Man kann unterschiedlicher Meinung über die Notwendigkeit und den Mehrwert des Mehraufwands dieser quantitativen Betrachtung sein; die harmonisierte Norm DIN EN ISO 13849-1 gibt diese jedoch vor und definiert somit den diesbezüglichen Stand der Technik. Sie hat also eine Verbindlichkeit für den Maschinenhersteller, was vielleicht noch nicht jedem bewusst ist. Was aber zunächst wie ein unglaublicher Aufwand erscheint, lässt sich mit zunehmender Erfahrung durch effiziente Prozesse weitgehend auffangen.

Die große Tabelle A7 zum Thema steuerungstechnische Maßnahmen einschließlich Sicherheitsfunktionen ist das Kernstück des Ganzen, findet sich aber erst im Anhang. Wieso das?
■ Wir haben sie deshalb in den Anhang gesteckt, weil wir uns am Aufbau von C-Normen orientierten, deren Hauptteil normativ ist und deren Anhänge informativ sein können. Da wir in dieser Tabelle Vorschläge anhand von Beispielen aufführen, ist sie informativ.

Was genau findet man in dieser ­Tabelle?
■ Im ersten Teil betrachten wir fluidische Bewegungen, also hydrau-
lische und pneumatische Aktorik, im zweiten Teil dann elektrische Achsen. Wir haben die zuvor definierten Maschinentypen zugrundegelegt, denn bei einem Handarbeitsplatz ist das Risiko beim kontinuierlichen Arbeiten im Gefährdungsbereich einer zyklisch still­stehenden, aber gesteuert bewegten Achse deutlich höher, als wenn ein Werker bei einer vollautomatischen Anlage nur gelegentlich in der Betriebsart ­Einrichten in derartige Gefährdungs­bereiche gelangt.

Daher unterteilen wir das Ganze noch in die Betriebsarten. Schließlich soll-ten Sie den Automatikbetrieb in der ­Risikobewertung nicht genauso be­handeln wie den Einrichtbetrieb, weil man in letzterem ganz andere Tätig-­keiten vornimmt, nämlich in den ­Gefährdungsbereich hineinzugehen, um etwa einzurichten – dies dafür aber ­selten. Wir führen dann für all diese ­Fälle Maßnahmen auf, um die unterschiedlichen Gefährdungen, die von ­einer bewegten Achse ausgehen, zu mindern. Bei den Sicherheitsfunktionen geben wir Empfehlungen, mit welchem erforderlichen Performance-Level diese umgesetzt werden sollten und machen Vorschläge, wann beispielsweise eine sicher reduzierte ­Geschwindigkeit eingesetzt werden muss und wann ein Zustimmtaster ­genügt.

Wie verbindlich sind die Empfehlungen eines Einheitsblattes?
■ In anderen Maschinenbranchen, zum Beispiel bei den Werkzeugmaschinen, gibt es sogenannte C-Normen. Sie werden erstellt, um die wesentlichen Vorgaben für eine bestimmte Maschinenart zusammenzufassen und die Vorgaben der A- und B-Normen für eine bestimmte Maschinenart zu konkretisieren, da diese bewusst allgemein gehalten sind.

Unser Einheitsblatt VDMA 66416 kann als Vorstufe einer C-Norm dienen und deckt größere Teile dessen ab, was eine C-Norm enthält. Da eine C-Norm europa- oder sogar weltweit gelten kann, sind bei ihrer Erstellung viel größere Kreise involviert – und die Umsetzung dauert entsprechend lang. Bis eine C-Norm fertig ist, gehen viele Jahre ins Land. Bis dahin haben wir jetzt das Einheitsblatt 66416, bei dessen Aufbau wir uns an heute existierenden C-Normen orientiert haben, um eine spätere Überführung in eine C-Norm so einfach wie möglich zu machen. Übrigens: Eine C-Norm kann in Teilbereichen sogar vorrangig gegenüber A- und B-Normen gelten.