Drehmaschinen
Drehmaschinen gehören wie Fräsmaschinen und Bohrmaschinen zu den Werkzeugmaschinen. Sie dienen der spanenden Formung von Werkstücken. Man unterscheidet u. a.:
- handgesteuerte Drehmaschinen mit oder ohne Automatiksteuerung
- numerisch gesteuerte Drehmaschinen und Drehzentren
- Mehrspindeldrehautomaten.
Bei einer Drehmaschine findet die Hauptbewegung - die Drehung des Werkstücks gegen das Schneidwerkzeug - durch das Werkstück statt. Dadurch wird die Zerspanenergie aufgebracht.
Bei handgesteuerten Drehmaschinen kann der Bediener alle linearen Schlitten- und Reitstockbewegungen einzeln in Gang setzen und die Drehzahl der Spindel manuell steuern.
Numerisch gesteuerte Drehmaschinen (CNC-Drehmaschinen (Abbildung) werden durch eine ziffernmäßige Programmeingabe gesteuert. Sie erlauben einen automatischen Betrieb mit der Möglichkeit zum manuellen oder automatischen Be- und Entladen von Werkstücken. Es gibt Einspindel- oder Mehrspindelbauformen.
Drehzentren sind CNC-Drehmaschinen mit angetriebenem Werkzeug. Die Hauptspindel kann um die Drehachse herum ausgerichtet werden. Drehzentren können mit automatischem Werkzeugwechsel aus einem Magazin ausgerüstet sein.
Mehrspindel-Drehautomaten sind mit einer oder mehreren Werkstückspindeln in einer Spindeltrommel ausgerüstet. Sie können mit angetriebenen Werkzeugen und einer oder mehreren Gegenspindeln ausgestattet sein. Werkstück-, Werkzeug- und Gegenspindeln können gemeinsam oder unabhängig voneinander angetrieben sein. Die Werkstückspannzeuge sind entweder kraftbetriebene Spannfutter oder Spannzangen. Mehrspindel-Drehautomaten sind für die Serienproduktion von Teilen mit einer festen Folge der Arbeitsvorgänge geeignet. Eine Steuerung der Bearbeitung von Hand ist nicht möglich.
Gefährdungen ergeben sich beim Betrieb von Drehmaschinen besonders dadurch, dass Teile mit großer Geschwindigkeit fortgeschleudert werden können. Folgende Gefährdungen sind zu beachten:
- Wegschleudern von Werkzeugen, Drehfutterbacken, Werkstücken oder Teilen sowie von Spänen
- Erfasstwerden, Aufwickeln, Einziehen oder Fangen durch sich bewegende Teile der Maschine
- Schneiden und Quetschen zwischen sich bewegenden und feststehenden Teilen der Maschine
- Ausgleiten, Stolpern und Stürzen.
Hauptgefahrenbereiche bei der Arbeit an Drehmaschinen sind:
- Spindel (auch rückwärtiges Ende), Werkstückspannmittel, Schlitten, Revolverkopf oder Werkzeugspeicher, Werkstück, Bereich der Späneentsorgung, Reitstock
- Werkstückbe- und -entladeeinrichtungen, einschließlich Stangenvorschübe für Horizontal-Drehmaschinen
- äußere Werkzeugmagazine und Werkzeugwechsler.
Zum Auffangen kleiner wegfliegender Teile oder Späne eignen sich klapp- oder verschiebbare Schutzhauben an der Maschine. Diese können gleichzeitig
- einen Zugreifschutz zum umlaufenden Werkstück oder Spannfutter bilden
- eine Verschmutzung der Arbeitskleidung und einen Kontakt mit Kühlmitteln verhindern
- die Kühlmittelverluste reduzieren.
Als Spänefang haben sich auch bewegliche Schutzschilde mit Magnetfuß bewährt. Zur Sicherung benachbarter Arbeitsplätze sind ortsveränderliche Stellwände geeignet.
Schutzeinrichtungen müssen verhindern, dass Drehmaschinen mit geöffneten Schutzhauben oder Schutztüren in Gang gesetzt werden können. Insbesondere bei CNC-Drehmaschinen ist darauf zu achten, dass die Spindeldrehzahlen auf Bauart und Haltekräfte der Spannvorrichtungen abgestimmt sind. Wichtig ist außerdem der feste Halt der Werkstücke in der Spanneinrichtung durch guten Sitz und ausreichende Spannkraft. Die Futterbacken müssen möglichst großflächig tragen und dürfen nur an den Stellen der Werkstücke angreifen, die eine ausreichende Stabilität aufweisen. Beim Einsatz kraftbetätigter Spannvorrichtungen sind Maßnahmen erforderlich, die ein unbeabsichtigtes Lösen von Werkstücken, Werkzeugen oder Spannvorrichtungen verhindern.
Werden Werkstücke von Hand gespannt, sind für eine ausreichende Spannkraft die vom Hersteller gelieferten Futterschlüssel zu verwenden. Das gefährliche Steckenbleiben der Spannschlüssel im Futter kann durch die Verwendung von Sicherheitsschlüsseln verhindert werden. Sie heben durch Federkraft selbsttätig von der Spannschraube ab.
Längere Werkstücke sollten über ein zusätzliches Gegenlager, z. B. den Reitstock, eingespannt und zentriert werden. Bei sehr langen Werkstücken kann auch die beidseitige Einspannung durch Futter und Reitstock nicht mehr ausreichend sicher sein. Das Werkstück sollte dann zusätzlich über eine Lünette geführt werden, die an einem zentrisch laufenden Außenteil des Werkstücks angesetzt wird.
Drehstähle sollten durch mindestens zwei Spannschrauben fest eingespannt werden. Die Freilänge des Drehstahls ist möglichst kurz zu halten, um Vibrationen zu vermeiden. Teile umlaufender Werkstücke, die über das Ende der Maschine hinausragen, müssen auf ihrer ganzen Länge mit einem fest stehenden Schutz, z. B. einem Rohr, umgeben sein, der über das hintere Drehspindelende hinweggreift.
Die Einrückhebel am Spindelkasten und an der Schlossplatte müssen gegen unbeabsichtigtes Betätigen gesichert sein. Wird die Maschinenspindel über ein elektrisches Schaltgerät mit Schalthebel oder Drucktaster eingeschaltet, sind auch die Stellteile der Schaltgeräte gegen unbeabsichtigtes Betätigen zu sichern. Fußschalter an Drehmaschinen oder Drehautomaten müssen ebenfalls gegen unbeabsichtigtes Schalten gesichert sein. Jede Drehmaschine muss für jede Energieart mit einer eigenen Hauptbefehlseinrichtung ausgerüstet sein. Die Hauptbefehlseinrichtungen müssen in Aus-Stellung abschließbar sein.
Die Gefahr des Erfasstwerdens von Kleidungsstücken oder Haaren ist an Drehmaschinen besonders groß. Nicht nur längere Werkstücke, auch kurze vorstehende Wellenenden können Körperteile der Kleidung erfassen. Je dünner eine Welle ist, umso größer ist die Gefahr, erfasst zu werden. Auch glatte Wellen mit polierter Oberfläche sind gefährlich. Umlaufende Teile sind deshalb mit fest stehenden Verkleidungen oder Verdeckungen zu versehen.
Besonders gefährlich sind offen laufende Mitnehmer (Drehherzen) mit weit vorstehenden Spannschrauben und Mitnehmerdornen. Grundsätzlich sind Drehherzen glatt und rundlaufend zu gestalten. Dies kann z. B. durch nachträgliches Anbringen einer Schutzglocke am Drehherz erfolgen. Neue Drehherzen werden rotationssymmetrisch ausgeführt.
Spänehaken mit Heftgriff und Handschutzschild haben sich bewährt. Ein offener oder geschlossener Ring als Handgriff ist unzulässig.
Besonders bei häufigem Futterwechsel empfiehlt sich der Einsatz von Hebezeugen und so genannten Futterhaken als Lastaufnahmemittel. Steht ein geeignetes Hebezeug nicht zur Verfügung, sind geeignete Montagehilfen zu verwenden.
Besonders gefährlich sind Feil- oder Schmirgelarbeiten von Hand am eingespannten, umlaufenden Werkstück. Zum Abschmirgeln ist ein Andrückholz oder ein Hilfsmittel zu benutzen, auf das das Schmirgelpapier aufgespannt wird. Auch beim Ausschmirgeln von Bohrungen sind ausschließlich Hilfswerkzeuge, z. B. geeignete Hölzer, zu verwenden, auf denen das Schmirgelpapier befestigt ist.
Geeignete Persönliche Schutzausrüstungen wie Maschinenschutzanzug, Schutzbrille, Haarnetz oder Mütze müssen vom Arbeitgeber bereitgestellt und bei der Arbeit an Drehmaschinen benutzt werden.
Neue Maschinen sind vom Hersteller so gestaltet, dass ein Eingreifen des Bedieners in den Gefahrenbereich bei Normalbetrieb durch trennende Schutzeinrichtungen in der Regel nicht möglich ist. Diese trennenden Schutzeinrichtungen werden von Positionsschaltern stellungsüberwacht. Das Umgehen von Positionsschaltern kann zu schweren Unfällen führen. Gründe für Manipulationen können sein:
- schlechte Sicherheits- und Bedienungskonzepte der Hersteller
- unzureichende Sicht auf die Arbeitsstelle
- leichte Manipulierbarkeit der Schalter
- Fehlverhalten der Bediener.
Um eine Manipulation von Schutzeinrichtungen zu verhindern, schreiben EN-Normen u. a. vor:
- verdeckter Einbau von Schaltern
- Verwendung von Schaltern mit Einzelkodierung
- sichere Befestigung der Schalter und Betätiger
- Verwendung von Näherungsschaltern mit hoher Manipulationssicherheit
- Verdopplung von Schaltern an Gefahrstellen mit hohem Risiko
- Entwicklung von neuen, manipulationssicheren Systemen.
Maschinen, die vor dem 1. Januar 1995 hergestellt wurden, müssen den geltenden nationalen Bestimmungen zum Zeitpunkt ihrer ersten Bereitstellung, mindestens jedoch Anhang I der Betriebssicherheitsverordnung entsprechen. CE-Maschinen sollen dagegen Anhang I der EG-Maschinenrichtlinie in Verbindung mit EN-Normen entsprechen.
Gemäß Betriebssicherheitsverordnung hat der Unternehmer eine Gefährdungsbeurteilung für das Betreiben von Drehmaschinen durchzuführen. Dabei hat er die notwendigen Maßnahmen für die sichere Bereitstellung und Benutzung der Arbeitsmittel zu ermitteln.
Weitere Informationen zum Thema:
Quellen
