Spritzgießmaschinen
Spritzgießmaschinen sind Maschinen zur Herstellung von Formteilen aus Thermoplasten, Duroplasten, thermoplastischen Elastomeren oder Kautschuk.
Dabei wird plastifizierte Formmasse durch eine Düse in ein Werkzeug mit einem Hohlraum eingespritzt, in dem das Formteil seine Gestalt erhält. Die Ausgangsstoffe liegen meist als Granulat vor, mitunter werden aber auch pulverförmige Kunststoffe verarbeitet.
Die wichtigsten Baugruppen einer Spritzgießmaschine sind Schließeinheit und Spritzeinheit; beide sind auf ein Maschinenbett montiert. In der Spritzeinheit wird die Formmasse zunächst gefördert, erwärmt, gemischt und plastifiziert und dann dosiert in das Werkzeug gespritzt. Bei den üblichen Schneckenspritzgießmaschinen übernimmt die Schnecke diese Funktionen. Der gesamte Zyklus gliedert sich wie folgt:
1. Zu Beginn des Dosierens rotiert die Schnecke und fördert plastifizierte Formmasse in den Sammelraum vor der Düse; die Schnecke schiebt sich nach hinten.
2. Nach dem Dosieren wird die Drehbewegung der Schnecke abgeschaltet.
3. Das Werkzeug wird geschlossen.
4. Die Spritzeinheit wird nach vorne geschoben und die Schnecke drückt die heiße plastifizierte Masse durch die Düse in das Werkzeug.
5. Das Formteil kühlt im Werkzeug ab.
6. Während der Abkühlphase wird die Spritzeinheit zurückgezogen und beginnt wieder mit dem Dosieren in Schritt 1.
7. Das Werkzeug wird geöffnet und das fertige Formteil fällt aus der Form bzw. wird herausgenommen oder ausgeworfen; inzwischen ist Schritt 2. wieder erreicht.
8. Die Steuerung erfolgt entweder vollautomatisch oder halbautomatisch (d. h. jeder neue Spritzvorgang bedarf eines neuen Impulses) oder auch von Hand.
Mögliche Gefährdungen lassen sich aus dem beschriebenen Arbeitszyklus ableiten:
1. Mechanische Gefährdungen (z. B. Quetschen, Scheren, Getroffenwerden von Teilen) durch bewegte Maschinenteile der Schließeinheit:
Werkzeug (z. B. Aufspannplatte, Auswerfer, Kerne)
Schließmechanismus (z. B. Kniehebel)
Schließbewegung der trennenden Schutzeinrichtung
Bewegungen der Spritzeinheit
Herumschlagen von beschädigten Schlauchleitungen (Druck über 5 MpA)
Getroffenwerden von unter Druck stehenden ausströmenden Fluiden (Hydraulik, Pneumatik)
Erfasstwerden beim Eingreifen durch die Ausfallöffnung der Formteile.
2. Elektrische Gefährdung: Elektrischer Schlag oder Verbrennung infolge direkter oder indirekter Berührung aktiver Teile
3. Thermische Gefährdung:
Heizelemente am Werkzeug und an der Spritzeinheit
Formmasse, die aus Werkzeug oder Düse austritt.
4. Gefährdung durch Lärm:
Hydraulikpumpe (bes. beim Spritzvorgang)
5. Gefährdung durch Gase, Dämpfe und Stäube:
Emissionen beim Plastifizieren und Spritzen der Formmasse
Emissionen beim Aushärten des Formteils im Werkzeug
Emissionen beim Öffnen des Werkzeugs.
Zu berücksichtigen sind des Weiteren noch bauartspezifische Gefährdungen (z. B. Karussellmaschinen) und Gefährdungen, die im Zusammenwirken mit Zusatzeinrichtungen (z. B. Werkzeugspanneinrichtung) an Spritzgießmaschinen vorkommen.
Schutzmaßnahmen im Werkzeugbereich sind bewegliche, verriegelte, trennende Schutzeinrichtungen, die den Zugang zum Gefahrbereich während des Zyklus verhindern und beim Öffnen der Schutzeinrichtung gefährliche Bewegungen abschalten. Die Sicherheitsabstände richten sich nach DIN EN 201 und DIN EN ISO 13857.
Kraftbetätigte trennende Schutzeinrichtungen müssen so gestaltet sein, dass Personen beim Schließen der Schutzeinrichtung nicht verletzt werden. Diese Schließkantensicherung ist eine Schutzeinrichtung mit Annäherungsreaktion; sie begrenzt die Schließkraft auf 150 N oder stoppt die Bewegung bzw. kehrt die Bewegung um, ohne zu einer neuen Gefährdung zu führen.
Kann bei großen Maschinen der Werkzeugbereich (Gefahrbereich) betreten werden, müssen Schutzeinrichtungen (z. B. Schaltmatten, Schaltplatten oder berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen) vorhanden sein, die die Anwesenheit von Personen erkennen können und ggf. die Bewegung der Schließeinheit sowie der Schutzeinrichtung, das Einspritzen von Formmasse und das Einleiten eines Zyklus verhindern. Im Gefahrbereich muss eine leicht erreichbare Not-Aus-Einrichtung verfügbar sein. Außerdem müssen zyklisch wirksam werdende Einrichtungen (z. B. mechanische Klinken) vorhanden sein, die unbeabsichtigtes Schließen der Schutzeinrichtung verhindern. Die Einrichtung muss separat vor jedem Zyklus von einer Stelle mit guter Sicht auf den Werkzeugbereich aus zurückgestellt werden, ggf. sind Sichthilfen zu verwenden.
Sofern die Schließeinheit und die Antriebe der Kerne und Auswerfer nicht ausreichend durch die trennende Schutzeinrichtung verdeckt werden, muss eine separate Schutzeinrichtung mit Positionsschaltern vorhanden sein. Ist der Zugang nur im Rahmen der Instandhaltung erforderlich, können fest montierte Schutzeinrichtungen verwendet werden. Einfüll- und Entgasungsöffnungen in der Spritzeinheit müssen ebenfalls gesichert sein.
Unbeabsichtigtes Berühren heißer Oberflächen muss durch trennende Schutzeinrichtungen verhindert oder durch Wärmedämmung oder Temperaturregelung die Oberflächentemperatur unterhalb des Grenzwertes nach DIN EN ISO 13732-1gehalten werden. Vor Gefahren durch heiße Maschinenteile muss durch Hinweis gewarnt werden. An Spritzgießmaschinen werden drei Typen (Typ I, II und III) beweglicher, verriegelter, trennender Schutzeinrichtungen verwendet. Die Auswahl trifft der Hersteller bei der Konstruktion der Maschine auf der Basis einer Risikobeurteilung nach DIN EN ISO 14121-1.
Weitere Informationen zum Arbeitsschutz:
