Arbeitsschutz in der Instandhaltung – vermeiden gefährlicher Situationen

Ob Lagerschaden, Ölwechsel oder Komplettausfall einer Maschine – das Aufgabengebiet der Instandhaltung umfasst ein weites Spektrum an Arbeiten. Hauptaufgabe ist es Anlagen, Maschinen und Einrichtungen in einem sicheren Betriebszustand zu erhalten. Diese Tätigkeiten umfassen beispielweise Inspektionen, den Austausch defekter Teile, die Fehlersuche sowie Reparaturen.

Statistiken beweisen immer wieder, dass Arbeiter der Instandhaltung einer überproportionalen Gefährdung ausgesetzt sind. Dies ist auf die vielfältigen Gefahren zurückzuführen, denen insbesondere das Personal der Instandhaltung ausgesetzt ist.

Die wesentlichen Faktoren sind hier meist neben mechanischen, physikalischen, chemischen und psychosozialen Gefährdungen ein hoher Zeitdruck, schlechte Kommunikation und leider auch die Bereitschaft, leichtsinnig zu handeln.

Gerade im laufenden Produktionsbetrieb ist der Faktor Zeit und damit die Wirtschaftlichkeit von enormer Bedeutung.

In seltenen Fällen werden Mitarbeiter von ihrem Vorgesetzen zu leichtsinnigen Handlungen verleitet, um entsprechende Zeit in der Produktion zu sparen. Gerade Berufsanfänger haben hier noch nicht die nötige Erfahrung oder den Mut, sich gegenüber dem Vorgesetzten auf die geltenden Sicherheitsvorschriften zu berufen.

Oft werden auch geäußerte Hinweise auf Sicherheitsvorschriften von Vorgesetzten mit Floskeln wie z.B.: „Da kann nichts passieren.“, „Ich pass schon auf.“ oder „ Das dauert sonst zu lange.“ abgetan. Hier sollte jedoch jedem klar sein, dass eine Maschine oder Anlage grundsätzlich vor jeder Art von Reparatur von der Stromversorgung zu trennen ist. In den Betrieben wird dies ‘Freischalten‘ genannt. Dieses ‘Freischalten‘ ist in einem Buch zu dokumentieren. Hier muss ersichtlich sein, wer die Freischaltung beantragt und wer sie durchführt. Sollten mehrere Personen gleichzeitig an derselben Anlage Reparaturen vornehmen, müssen sich alle in das Buch eintragen. Eine erneute Zuschaltung erfolgt nur, wenn alle Beteiligten durch eine Unterschrift diese beantragt haben. Durch diese Maßnahme ist stets vor Wiedereinschalten der Anlage/Maschine ersichtlich, ob alle Personen den Gefahrenbereich verlassen haben. Dank solch einer vorgeschriebenen Methode werden ein unbeabsichtigtes Anfahren der Anlage/Maschine und damit ein schwerer oder gar tödlicher Unfall wirkungsvoll verhindert.

 

Ausnahmeregelungen

Oftmals können Fehler und Störungen an Maschinen nur während des laufenden Betriebes einer Anlage identifiziert werden. Für diese besonderen Fälle gelten Ausnahmeregelungen. Standardmäßig verfügen Maschinen oder Anlagen über ein Wartungsprogramm. Dieses Programm ermöglicht dem Instandhaltungspersonal, meist im Gefahrenbereich, jede Bewegung der Maschine über das Bedienpult einzeln anzusteuern. Hier ist besonders auf eine ausreichende Kommunikation zwischen den jeweiligen Mitarbeitern zu achten. Gerade größere Maschinen oder Anlagen lassen sich meist nur am Hauptsteuerpult bedienen, sodass eine direkte Kommunikation zwischen den Beteiligten häufig nicht stattfinden kann. Unverständliche Anweisungen an den Mitarbeiter sind nicht selten die Folge. Hier müssen Funkgeräte oder Mobiltelefone zur sicheren Verständigung bereit stehen. Denn Missverständnisse sind oftmals die Ursache für schwere Unfälle.

Das Freischalten sowie eine gute Kommunikation bilden die Grundlage einer sicheren Wartungsarbeit. Zeitdruck, Leichtsinn und in manchen Fällen das Drängen von Vorgesetzen führen dagegen zu Unachtsamkeit. Jedem Menschen sollte aber stets bewusst sein, dass ein sicheres Arbeiten an oberster Stelle steht. Waghalsige Handlungen, angeordnet von Vorgesetzen, wie eingangs beschrieben, sind daher stets zu unterlassen. Eine Maschine kann man kaufen, ein Leben jedoch nicht.

– Autoren: Christian Lambrecht, Prof. Dr. Lars Draack –

Innovative Prüfmaschine schafft kürzere Prüfzeiten

An der Hochschule Trier befasst man sich seit 2011 mit der Einsatzfähigkeit von elektrischen Leitungen in bewegten Anwendungen. Im Labor für angewandte Produktionstechnik ist seit jeher ein Prüfzentrum für die Mechanik bewegter Leitungen entstanden. Neben den durch etwaige Normen bekannten mechanischen Prüfungen sind in dem unabhängigen Kabellabor inzwischen auch einige zukunftsweisende Eigenentwicklungen entstanden. Mit dem vorhandenen Prüfequipment werden im Labor sowohl Dienstleistungs- als auch Forschungsaufträge bearbeitet.

Sich zunehmend verkürzende Produktlebenszyklen erfordern kürzere Testphasen sowohl in der Entwicklungsphase, als auch vor der Markteinführung. Die Betrachtung der statistischen Ausfallwahrscheinlichkeiten kommt dadurch häufig zu kurz. Im Kabellabor der Hochschule Trier möchte man Leitungen und die damit verbundenen Maschinen sicherer machen. Dies ist nur möglich, wenn man das Produkt kennt und eine adäquate Aussage über die Lebensdauer in verschiedensten Anwendungsfällen treffen kann. Nur so können Präventivmaßnahmen, wie ein rechtzeitiger Austausch von Leitungen in bestimmten Maschinenbereichen, durchgeführt werden. So können unerwünschte Maschinenstillstände und Unfälle vermieden werden. In diesem Zuge steigen Wirtschaftlichkeit und Arbeitssicherheit in den Unternehmen.

Im Testlabor der Hochschule Trier lässt man den Prüfungen eine besonders intensive Betreuung zuteil kommen. Die Langzeittests werden im laufenden Betrieb rund um die Uhr überwacht. Dies geschieht einerseits durch ein automatisiertes Messsystem, das relevante Messdaten aufzeichnet, sowie durch ein Videoüberwachungssystem. Letzteres ermöglicht es, alle Prüfungen im Labor auch aus der Ferne zu überwachen. Ein Teil dieser Videoüberwachung wird ebenfalls für den Auftraggeber freigeschaltet. Zur Erforschung der Ausfallursachen bewegter Leitungen ist die Aufzeichnung einer Vielzahl von Parameter zwingend erforderlich. Denn bislang kann keine theoretische Aussage über die Haltbarkeit von bestimmten Kabelkonstruktionen getroffen werden. Dies ist bisher rein empirisch möglich. Aus der Sammlung von möglichst vielen Messdaten will das Kabellabor Konstruktionsgrundlagen für flexible Leitungen generieren. Zukünftig soll also die Haltbarkeit von bewegten Leitungen theoretisch betrachtet werden, wodurch, ähnlich wie bei Maschinenelementen, das Kabel vorab richtig dimensioniert werden kann.

Eine der im Labor selbst entwickelten Maschinen ist ein Neuentwurf der Wechselbiegeprüfung (DIN EN 50396 Prüfart H). Für diese Prüfung hat sich das Kabellabor etwas ganz besonderes überlegt, um die Prüfzeiten zu reduzieren. Bei einer üblichen Wechselbiegeprüfung nach Norm vergehen zwei volle Tage für einen Versuch über 30.000 Zyklen. Um ein statistisch verwertbares Prüfergebnis zu erhalten, sind jedoch mehrere Prüfungsdurchführungen erforderlich. So vergehen bei den Tests von Prototypen schnell, für die Produktentwicklung, wertvolle Monate.

Zur Reduzierung der Prüfzeiten entstand deshalb die Idee, mehrere Probanden zeitgleich zu prüfen und diese wahlweise über vier statt zwei Rollen zu biegen. Somit entsteht eine Zeiteinsparung in zweierlei Hinsicht. Bei Verwendung der doppelten Rollenanzahl steigt die Belastung für den Probanden. Denn er erfährt im Vergleich zur üblichen Wechselbiegeprüfung die doppelte Anzahl an Biegungen pro Prüfzyklus. Dadurch ist eine Halbierung der Prüfdauer bis zum Ausfall der Leitung bzw. bis zum Erkennen erster Schadensbilder denkbar. Ob sich die Prüfdauer demzufolge genau halbiert, gilt es gegenwärtig noch in Langzeitstudien zu ermitteln.

Der zweite Effekt zur Zeiteinsparung ergibt sich durch das Parallelschalten mehrerer Probanden. Die Prüfung kann mit bis zu sechs Leitungen gleichzeitig durchgeführt werden, wobei jeder Proband einzeln überwacht werden kann. Mit der Möglichkeit mehrere Leitungen simultan zu prüfen ergibt sich zusätzlich die Chance direkte Vergleichsversuche durchzuführen. Einerseits kann so der Einfluss verschiedener Prüfparameter auf einen Probanden getestet werden. So könnten beispielsweise verschiedene Belastungsgewichte bei sonst gleichbleibenden Prüfbedingungen am gleichen Probanden angelegt werden und die unterschiedlichen Reaktionen der Probanden direkt miteinander verglichen werden. Andererseits wäre auch ein direkter Produktvergleich mit Hilfe dieser Mehrfachrollenbiegemaschine denkbar. Bei gleichen Prüfbedingungen können unterschiedliche Probanden gleichzeitig getestet werden, wodurch dem Anwender eine sehr gute Transparenz in die Haltbarkeit der Produkte gewährt wird.

In der Mehrfachrollenbiegeanlage kommt ein Linearantriebskonzept zum Einsatz, welches sich bereits bei mehreren Prüfanlage des Kabellabors bewährt hat. Dieses System verfügt über zahllose Messfunktionen, die bei der Überwachung des Probanden Einsatz finden. Beispielsweise können Vorschubskräfte oder Antriebsleistung über den gesamten Prüfablauf aufgezeichnet werden.

Nachfolgend einige Leistungsdaten der Maschine im Überblick:

  • Antriebsleistung: 3,5 KW
  • Vorschubskraft: 900 N
  • Beschleunigung: 17 m/s2
  • Geschwindigkeit: 9 m/s
  • Radius der Biegerollen: 20 ÷ 160 mm
  • Anzahl der Biegerollen: 2 oder 4 (je Proband)
  • Belastungsgewichte: 0,2 ÷ 4 kg (in 200g Schritten)

Unter Betreuung von Prof. Wittmann und seinen Labormitarbeitern entstand die Maschine in mehreren Studentischen Projekten. Zunächst sind zwei CAE-Projekte im Rahmen des Master-Studiengangs Maschinenbau für die Konstruktion der Maschine durchgeführt worden. In diesen Projekten kamen Konstruktions-Teams von jeweils 5 Studierenden zum Einsatz. Für den Aufbau und die Inbetriebnahme waren zwei Master-Studierende im Rahmen einer weiteren Projektarbeit verantwortlich.

– Autoren: Benjamin Altpeter, Tobias Ehlenz. Prof. Dr.-Ing. Armin Wittmann –

„Leben im Denkmal“ Machbarkeitsstudie zur Lokrichthalle in Trier – West

Der Trierer Unternehmer Erland Knaf ist Eigentümer des Geländes des Bundesbahnausbesserungswerks in Trier – West. Eine riesige offen gelassene Industriefläche aus Hallen, Schuppen und Verwaltungsgebäuden. Diese Brache wird dominiert von der sogenannten „Lockrichthalle“. Errichtet zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts, wurden dort angefangen von der Dampflock zur Entstehungszeit bis in die achziger Jahre dann Dieselloks gewartet und repariert. Seit mehr als fünfzehn Jahren steht das Gebäude ohne Nutzung leer. Die Halle besteht aus einer ca. 11m hohen Naturstein Fassade und einem Steildach mit einer für die Bauzeit typischen Stahlfachwerkkonstruktion und Oberlichtern. Im Bebauungsplan wird das Gebäude innerhalb des Bebauungsplanes Trier West, als eigenständiges Plangebiet „Sondergebiet“ – „Leben im Denkmal“ festgesetzt.

Schon vor zwei Jahren suchte Herr Knaf den Kontakt zur Fachrichtung Architektur. Innerhalb eines Wettbewerbes erarbeitete eine Gruppe Studierender unter Betreuung von Kollege Prof. Dr.-Ing. Matthias Sieveke Ideen zur Nutzung als „Student learning Center“.

Um ein geeignetes Nutzungsmix entstehen zu lassen und um die Vorgaben des B-Planes zu berücksichtigen hatte der Eigentümer unterschiedliche Ansätze verfolgt, die letztlich aber den Zielen nicht entsprachen.

Nun suchte der Investor erneut die Kooperation mit der Hochschule. Diesmal sollte sich die Aufgabenstellung eng an die Vorgaben des Bebauungsplanes und den Forderungen des Denkmalschutzes halten. Da für die Nutzung der Flächen vorwiegend Sonderformen des Wohnens und Gesundheits- bzw. pflegerische Funktionen vorgesehen waren wurde unser Institut für Gesundheits- und Sozialimmobilien an der Hochschule Trier GmbH, kurz IGeSo, mit eingebunden, so lobte das IGeSo, in Absprache mit Herrn Knaf einen Studierendenideenwettbewerb aus. Sechs ausgewählte Gruppen aus dem Masterstudium beteiligten sich daran. Wesentlicher Punkt der Aufgabenstellung war die Vorgaben des Planungsrechts weitgehend zu erfüllen und die geforderten Nutzungen sinnvoll und zeitgemäß in der 14.400m² großen Flächen zu organisieren. Im gültigen Bebauungsplan wurden allgemeines Wohnen, Sonderformen des Wohnens, wohnunterstützende Funktionen gefordert. Darüber hinaus einen Anteil an vorpflegerischer Versorgung, an Betreuung und Pflege für Senioren, aber auch Gesundheitsversorgung und Medizinische Einrichtungen. Nach vier Monaten lagen die sechs Gruppenarbeiten vor.

Wie die Erfahrung zeigt, waren damit auch sechs völlig unterschiedliche Entwürfe erarbeitet. So z.B streng strukturelle Konzepte mit hoch komplexen Wohnungsgrundrisse, die eine hervorragende Tagesbelichtung ermöglichen. Städtebauliche Ansätze, die einen Marktplatz innerhalb der Mauern der Lokrichthalle freilassen. Oder auch Ansätze stark denkmalpflegerische Ideen, wie das bestehenlassen der Stahlstützen und das Hervorheben in den Freiflächen innerhalb der Lokrichthalle.

Allen gemeinsam ist die Erhaltung der historischen Natursteinfassade, die Demontage der alten Stahldachkonstruktion, sowie der Erhalt oder die Neumontage der alten Fachwerkstützen. Alle erreichten weitgehend die aus den B-Plan Kennziffern zu ermittelnde Anzahl an Bruttogrundfläche.

Als Abschluß des Wettbewerbes und als Termin der Jurysitzung präsentierten die Studierenden am 30. April Ihre Arbeiten in der Aula der Fachrichtung Architektur in Trier einem fachkundigen Plenum aus Studierenden und der Wettbewerbsjury. Als Mitglieder der Jury waren zugeladen: der   neue Trierer Oberbürgermeisters Herr Wolfram Leibe die Baudezernentin Simone Kaes-Torcchiani, der Unternehmer Erland Knaf, mit Tochter sowie der Dekan des Fachbereichs Gestaltung Prof. Dr.-Ing Matthias Sieveke. Für die Studierenden ist die Präsentation der Entwürfe immer auch Gelegenheit die Überzeugungskraft ihrer Arbeiten zu testen und in eine fachliche Diskussion einzutreten. – Dies Möglichkeit wurde unter alle Beteiligten ausgiebig genutzt.

In der anschließenden Jurysitzung war man sich schnell über die Rangfolge einig und jede der Beteiligten sechs Arbeitsgruppen wurde mit einem Geldpreis den Herrn Knaf ausgesetzt hatte bedacht.

Als Ergebnis des Wettbewerbsverfahren formuliert Herr Knaf: „Es ist klar, dass aus den erarbeiteten Entwürfen keine adäquate planerische Umsetzung erfolgen kann, vielmehr ermöglicht es uns aber auf Grund der hohen Kreativität, die Planungsaufgabe und Lösungen auch von anderen Standpunkten aus zu betrachten.“

Das gesamte Projekt Wettbewerb „Leben im Denkmal“- Lokrichthalle Trier West, ist ein gelungenes Beispiel für die erfolgreiche Kooperation der Hochschule, ihrer Institute, der lokalen Wirtschaft und der Stadt.

 

– Autor: Prof. Dipl. Ing. Kurt Dorn –