Sicherheit bei wesentlichen Änderungen an Kunststoffpressen / Spritzgussmaschinen

Inhaltsverzeichnis

1. Ausgangssituation
1.1 Beschreibung des Praktikumsbetriebs
1.2 Handlungsanlass
1.3 Problemstellung
1.4 Erwarteter Nutzen für den Betrieb

2. Ziel des Praktikums

3. Vorgehensweise im Praktikumsprojekt

4. Analyse
4.1 Analyse des Ist-Zustandes
4.2 Beschreibung und Abgrenzung des Arbeitssystems zum Arbeitsplatz
4.3 Gefährdungsanalyse

5. Beurteilung
5.1 Chemische Faktoren Gefahrstoffe
5.2 Physikalische Gefährdungen Lärm
5.3 Mechanische Gefährdung Gefährdung durch unkontrolliert bewegte Teile

6. Setzen von Zielen
6.1 Chemische Faktoren Gefahrstoffe
6.2 Physikalische Gefährdungen Lärm
6.3 Mechanische Gefährdung Gefährdung durch unkontrolliert bewegte Teile

7. Entwicklung von Lösungsalternativen
7.1 Chemische Faktoren Gefahrstoffe
7.2 Physikalische Gefährdungen Lärm
7.3 Mechanische Gefährdung Gefährdung durch unkontrolliert bewegte Teile
7.4 Konkretisierung der Lösungsalternativen zu Vorschlägen

8. Auswahl der Lösungen

9. Durch- und Umsetzung der Lösung
9.1 Technische Lüftung
9.2 Physikalische Gefährdung Lärm
9.3 Mechanische Gefährdungen
9.4 Inbetriebnahme der Produktionsstätte

10. Wirkungskontrolle

11. Fazit für den Betrieb

12. Schlussfolgerungen für die Fachkraft für Arbeitsicherheit

13 Literaturverzeichnis

13. Anlagenverzeichnis

14 Schriftliche Versicherung

1. Ausgangssituation und Problemstellung

Im Rahmen der Ausbildung zur Fachkraft für Arbeitsicherheit ist ein prüfungsrelevantes Praktikum zum Nachweis der Praktischen Befähigung zu absolvieren.

Als freiberuflicher Dozent wurde es erforderlich das Praktikum in einem Fremdbetrieb abzuleisten. Der vorliegende Praktikumsbericht orientiert sich an den Gliederungspunkten, wie sie in den “Informationen zum Praktikum „ der VBG vorgegeben sind.

1.1 Beschreibung des Praktikumsbetriebes

Die Firma XYZ ist ein mittelständisches Unternehmen, das die

Automobilindustrie mit Schallabsorbern und Akustikdämmelementen zur Schallreduzierung für Pkw und Lkw beliefert. Der Leistungsumfang der Firma umfasst die Entwicklung, Produktion und Vertrieb dieser Produkte auf Kunststoffbasis. Das Firmengelände erstreckt sich weiträumig über ca. 4 ha. Das Organigramm in Anlage 1 stellt den Firmenaufbau exemplarisch dar.

1.2 Handlungsanlass für das Praktikum

Anlass für die Beschäftigung mit dem Thema war die Flexibilisierung der Nachproduktion für Kleinserien durch eine schnelle Anpassung bereits vorhandener Produktionswerkzeuge. Ausgehend vom Bau einer ortsfesten Anlage, die die Gesamtfunktionalität der Produktion abbildet, sollen im Bedarfsfall nur die Werkzeugträger (Kunststoffpressen) ausgetauscht werden. Hierzu wurde eine Produktionsfläche in Halle 72 (Anlage 2) zur Verfügung gestellt und ein Neubau / Einbau unter Federführung der werkseigenen Konstruktionsabteilung beschlossen. Man konnte davon ausgehen, dass der Betreiber [1] zum Hersteller wird, so dass er an die 9. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz unter Berücksichtigung der Maschinenrichtlinie Artikel 8 (7) gebunden ist.

Aufgabe war es nun den innerbetrieblichen Handlungsablauf zur Konstruktion von Maschinen aus Eigenbau nach Arbeitsschutzvorgaben und sich ergebenden Herstellerpflichten für das neue / geänderten Arbeitssystem zu konzipieren.

In einer ersten Besprechung ergaben sich folgende Auflagen für das eigene Handeln:

- Wenn räumlich möglich drei verschiedene Einzelarbeitsplätze für Formteile aus Polyurethan (MDI Isocyanat, Polyol) in Produktionshalle 72 Erdgeschoss unter Nutzung bereits vorhandener austauschbarer Werkzeugträger.
- Arbeitsplätze für weibliche und männliche Mitarbeiter unter Berücksichtigung der gesetzlichen Auflagen
- Flüssiges Isocyanat und Polyol soll in einem Rührbehälter mit einer Temperatur von 35 C° - 40C° bereitgestellt und mit einem Druck von 150 bis 160 bar über den Mischkopf dem Werkzeugträger zugeführt werden
- Fertige Formteile sollen vor Ort teilweise konfektioniert werden
- Produktionszeit je Formteil ca. 2 bis 3 min.
- Stückzahlen je nach Werkzeugträgerbelegung
- Bis zu 8 Personen bewegen sich im Einzugsgebiet des Arbeitssystems

1.3 Problemstellung

Die Erfordernisse für die Herstellung (Eigenbau) von Maschinen für den Eigenbedarf waren theoretisch bekannt, jedoch nicht in einem verbindlichen Handlungsablauf eingebunden.

Deshalb war auf der einen Seite, die aus dem Arbeitsschutzgesetz [4] resultierende Pflicht des Unternehmers Gefährdungsbeurteilungen durchzuführen, Rechnung zu tragen und entsprechend den Vorgaben [[2] (vgl. S 19)] in den Gesamtablauf zu integrieren.

Auf der anderen Seite hatte die Konstruktionsabteilung zu prüfen [3], ob die vorgenommene Änderung als wesentliche Veränderung anzusehen ist. Eben dies hat derjenige festzustellen, der für die Änderung verantwortlich ist. An dieser Stelle erfolgte die Abgrenzung der einzelnen Aufgabenstellungen im firmeninternen aufgestellten Team.

Die Risikobewertung (EN 1050) wurde eindeutig der Konstruktionsseite zugeordnet, während der Bereich der Arbeitssicherheit sich an der Rolle der Fachkraft für Arbeitssicherheit in den einzelnen Handlungsschritten orientierte.

1.4 Erwarteter Nutzen für den Betrieb

Steigerung der Flexibilität durch schnelle, sichere, arbeitsschutz- und normenkonforme Anpassung der vorhandenen Maschinen an neue Gegebenheiten in der Produktion.

Dies spart Zeit und damit Geld und wendet damit Gefahr von Mitarbeiter und Umwelt ab.

2. Zielsetzung für das Praktikum

Die Zielsetzung des Praktikums geht in zwei Richtungen zum einen die konkrete Abarbeitung der Arbeitsschutz relevanten Themenstellungen durch die Handlungsschritte der Fachkraft für Arbeitssicherheit und zum anderen die frühzeitige Beratung des Konstrukteurs in Fragen der zu berücksichtigen Arbeitsschutzmaßnahmen in seinem Aufgabenbereich.

Als primäre Ziele wurden bei Praktikumsbeginn definiert: eine exemplarische:

- objektorientierte Gefährdungsbeurteilung
- arbeitsablauforientierte Gefährdungsbeurteilung

am Beispiel “Maschine zur Herstellung von Polyurethanschaumteilen“ zur Verkleidung und Lärmminimierung bei Kraftfahrzeugen.

3. Vorgehensweise im Praktikumsprojekt

In einem ersten Ansatz wurde die Ermittlung der Gefährdungen aus Sicht der Fachkraft für Arbeitssicherheit und des Geräteherstellers (Fachabteilung Konstruktion) an den verschiedenen Vorschriften und Normen gespiegelt. Dabei orientiert sich das Vorgehen an dem Handlungskreislauf der Fachkraft für Arbeitssicherheit zur Gestaltung sicherer und gesundheitsgerechter Arbeitssysteme. [4],[5].

4. Analyse

4.1 Analyse des Ist- Zustandes

Die Gegebenheiten aus alter Verwendung der Werkzeugträger waren bekannt und konnten mit eingebunden werden. Deshalb wurde die weitere Betrachtungsweise auf die neu zu erwartenden Gefährdungen fokussiert. Hierzu wurde geprüft, welche Regelsetzer für die ermittelten Gefährdungen vorhanden sind [6],[7].

4.2 Beschreibung und Abgrenzung des Arbeitssystems zum Arbeitsplatz

Für die Beschreibung und Abgrenzung des zu gestaltenden neuen Arbeitssystems wurde eine Begehung des zukünftigen Standortes durchgeführt.

In einer anschließenden Besprechung an der

Herr Dr. U. Vorsitz (Leiter Abteilung Arbeitssicherheit)

Herr K (Konstruktionsabteilung)

Herr Kl. (Produktionsverantwortlicher)

Herr R. (Betriebsratsvorsitzender)

Herr D (Schichtleiter)

Herr Z (Mitarbeiter)

Herr R Protokoll. (Praktikant)

teilnahmen wurde das zukünftige Arbeitssystem gemäß den Vorgaben beschrieben/definiert.

In Bezug auf eine praxisgerechte Gestaltung der Arbeitsbedingungen erwies sich die Teilnahme des Vorarbeiters und des Mitarbeiters als besonders gewinnbringend.

Im Weiteren wurden die Tätigkeiten und Arbeitsabläufe mit Hilfe des Denkmodells

“Arbeitssystem“ durch den Praktikanten analysiert, um mögliche Gefährdungen zu erkennen / zu bewerten und diese entsprechend den Beziehungen zwischen Zielen und Maßnahmen zuordnen zu können [2, SLE 19].

Arbeitssystem: “Produktion von Formteilen“

Arbeitsaufgabe:

- Herstellen von Polyurethanformteilen an bis zu drei verschiedenen mit Wasser beheizten Pressen unterschiedlicher geometrischer Gestaltung [Bild 1-3]

(Reaktionstemperaturen ca. 90°C in Kern, wirksam nach

außen ca. 60°C an der Presse / Werkzeugträger)

- Konfektionierung
- Ablage in Versandbehälter

Arbeitsablauf:

- Angussverschluss reinigen ( mechanisch)
- Oberflächen der Pressen mit Trennmittel besprühen
- Schließen der Presse / Werkzeugträgers ( hydraulisch/pneumatisch)
- Befüllen mittels Hubmischkopfs [Bild 4] mit flüssigem Isocyanat / Polyol ( 35° bis 40°C mit einem Druck von ca. 150 bar)
- Schließen der Angussverschlüsse
- Öffnen der Angussverschlüsse
- Öffnen der Presse / Werkzeugträgers
- Entnahme des fertigen Formteils
- Konfektionierung während der Reaktionszeit
- Ablage des Formteils in einem Versandbehälter (Boxpalette)

Mensch:

- nach Möglichkeit Arbeitsplatz für Männer als auch Frauen
- die Auflagen besonderer Gesetze wie z.B. Mutter- und Jugendschutzgesetz sind im Vorfeld zu prüfen
- normale körperliche Konstitution
- es ist nicht vorgesehen Behinderte einzusetzen
- besondere Qualifikation der Mitarbeiter erforderlich
- PSA

Arbeitsmittel:

- Hubmischkopf
- Presse / Werkzeugträger
- Handwerkzeuge
- Absauganlage
- Steuerschrank mit Bedienkonsole
- Transportmittel
- Ablagebox (Boxpalette)
- Trennmittelpistole 2bar (Druckminderung von 14 bar) löst Absauganlage aus
- Druckluftpistole
- Arbeitstisch
- Behälter jeweils für Isocyanat / Polyol (2,5 bis 2,8 bar)
- Pumpen zum Transport in den Hubmischkopf für Isocyant / Polyol 160 bar
- Drucklufterzeuger 6 bis 7 bar für Druckluftpistole
- Hydraulikdruckerzeuger 150 bar für Steuerung Hubmischkopf und Öffnen / Schließen der Werkzeugträger 150 bar

Arbeitsplatz / Arbeitsstätte:

- Halle 72 freier Platz
- Produktion von Schallschluckbauteilen aus Polyurethan
- Fertigung erfolgt in Presse / Werkzeugträger
- Konfektionierung Formteile erfolgt auf Tisch an Arbeitsplatz oder ausgelagert bei Lebenshilfe

Eingabe:

Material

- Isocyanat / Polyol (am Hubmischkopf 150 bar)
- Trennmittel (Naphtha)
- Druckluft
- Hydraulikflüssigkeit (150 bar, SHELL Tellus 46)

Information

- Detaillierte Arbeitsanweisungen, in welcher Reihenfolge, welche Arbeitsmitteln (Presse / Werkzeugträger /Hubmischkopf)

Energie

- elektrische, pneumatische ,thermische und hydraulische

Ausgabe:

- Produkt - wird endkontrolliert und in Versandbehälter am Produktionsplatz gelagert und nach Abruf durch Gabelstaplerfahrer abgeholt
- Information - Probleme die sich bei der Produktion ergeben (z.B. erhöhter Ausschuss) Schadstoffe
- Abfall - Filter, Rauche, Lärm, Gase, Folienreste, Materialreste

Arbeitsumgebung:

- Beleuchtung
- Klima
- Lärm aus benachbarten Bereichen / CO2 Reinigung
- Sonstige Emissionen aus benachbarten Bereichen
- Verkehrswege
- Verschmutzung

Zum Weiteren Verständnis sind noch einige Erläuterungen erforderlich.

Der Mitarbeiter erhält zu Schichtbeginn ein Formblatt über die zu produzierenden Formteile.

Das Mischungsverhältnis von Isocyanat zu Polyol beträgt in der Regel 40:100, das Gewicht eines Formteils max. 200 g. Diese Parameter für den Hubmischkopf werden zu Schichtbeginn am Steuerschrank eingestellt und ständig elektronisch überwacht.

Der Mitarbeiter kommt nur bei unkontrolliertem Austritt mit den Komponenten Isocyanat und Polyol in Berührung. Nach der Reaktion sind die Ausgangsstoffe zu Polyurethan reagiert.

4.3 Gefährdungsanalyse

Aus der Beschreibung des Arbeitssystems erkennt man unschwer, dass es sich im vorliegenden Fall um ein komplexes mehrdimensionales Problem handelt, dass an dieser Stelle auf Grund seines Umfanges noch einmal konkretisiert werden muss.

Deshalb führte der Praktikant eine umfangreiche Gefährdungsanalyse / Risikobewertung (nach Nohl) in tabellarischer Form nach den Elementen des Arbeitssystems durch, formulierte erste Schutzziele und Lösungsalternativen (Anlage 6). Die Regelsetzer wurden ermittelt und der Tabelle hinzugefügt (Anlage 7).

In einer Besprechung wurde der Sachstand festgestellt und die weitere Vorgehensweise festgelegt (gleiche Zusammensetzung wie 1. Besprechung). Der zur Verfügung gestellte Hallenbereich in Halle 72 erwies sich mit einer Fläche von 250 m² und einem Volumen von 2000 m³ mehr als ausreichend [8]. Der Praktikant trug vor bei welchen Gefährdungen unabdingbarer Handlungsbedarf zur Reduzierung der Risiken besteht.

Aus der Systembetrachtung ergaben sich drei Bereiche von denen hohe Gefährdungen ausgehen können (Anlage 6):

1. Hubmischarmsystem und dessen Anbau- und Peripherieteile mit Schwerpunkt Chemische, mechanische, physikalische, physische Faktoren
2. Beheizte, hydraulisch- pneumatischbetriebene Werkzeugträger mit Schwerpunkt Chemische, mechanische, physikalische, physische Faktoren
3. Umgebung des Arbeitssystems mit Schwerpunkt Chemische, mechanische, physikalische, physische, elektrische Faktoren, Klima

Diese Unterteilung der Bereiche war für die Zusammenarbeit mit der Konstruktionsabteilung besonders sinnvoll, da durch eine entsprechende geometrische Anordnung der Peripheriegeräte (Pumpen, Druckerzeuger) das Risiko für den Mitarbeiter von vornherein

auf ein akzeptables Maß gesenkt werden sollte (Anlage 3 Bild 5+6, Bilder entstanden nach Aufbau).

Anderseits konnte die Konstruktionsabteilung mit diesen Systemgrenzen ihre Herstelleraufgaben am besten gerecht werden. Die Betrachtung der Systeme aus diesem Blickwinkel sparte enorme Arbeitszeit in der Konstruktion, da die Bereiche 1+3 ortsfeste Bereiche sind, die nur einmal und danach nur bei Änderungen bewertet werden müssen.

Der Bereich 3 jedoch bei jedem Wechsel der Werkzeugträger zu betrachten ist.

Diese Vorgehensweise diente der Vororientierung, deshalb wurde im Vorfeld noch nicht in der Tiefe auf mögliche Auswirkungen von Dosis und Exposition von Gefahrstoffen und Lärm eingegangen.

5. Beurteilung

Eine komplette Bearbeitung aller vorgefundenen Gefährdungsfaktoren hätte den Rahmen dieser Arbeit gesprengt. Deshalb sollen nunmehr im weiterem nur noch folgende Gefahrdungsfaktoren beispielhaft betrachtet werden.

5.1 Chemische Faktoren Gefahrstoffe

Gemäß Anlage 6 wurden folgende Gefahrstoffe identifiziert:

- Schadstoffe dieselgetriebener Verbrennungsmotore
- Hydrauliköl Shell Tellus 46
- Isocyanat
- Polyol
- Pura® 1616M (Trennmittel)
- EWOMOLD 5516

Der Einsatz dieselbetriebener Gabelstapler in geschlossenen Hallen führt bei ungenügender Lüftung zu einer Verunreinigung der Luft. Hierdurch können Erkrankungen durch Einatmen der Abgase auftreten [11]. Als Exposition ist eine 8 h Schicht anzunehmen. (Maßzahl 4 signifikant ohne getroffene Maßnahmen)).

Die DME werden regelmäßig gemessen, die Ergebnisse im firmeninternen Schadstoffkataster erfasst und wenn erforderlich Maßnahmen eingeleitet, so dass sich in diesem Fall der Handlungsbedarf auf die ordnungsgemäße Überwachung der Grenzwerte beschränkt

Das Hydrauliköl SHELL Tellus 46 (Anlage 8) befindet sich in einem geschlossenen System, der Mitarbeiter kommt mit dieser Substanz nur bei Störungen und Undichtigkeiten in Verbindung. Trotzdem ist eine Gefährdung auf Grund des hohen Druckes und bei Verunreinigung des Bodens durch Stürze insbesondere in Richtung des Wartungs- und Instandsetzungspersonals gegeben. Es besteht Handlungsbedarf (Maßzahl 3 signifikant)

Das zur Produktion von Polyurethan eingesetzte MDI Isocyanat ist flüssig und kann zur Reizung der Augen und des Atemtraktes sowie zur Erkrankung der Atemwege und Lungen führen [9], [10]. Im Produktionsprozess wird dieser Stoff über ein geschlossenes Leitungssystem zugeführt. Ein gewollter Austritt der Substanz erfolgt am Hubmischkopf beim Schuss in den Werkzeugträger (ca. 40-60 Gramm). Auf Grund der in [9] und [10] gefundenen Regelsetzer bleibt ein Handlungsbedarf gegeben (Anlage 6)(Maßzahl 3 signifikant).

Die zweite Komponente Polyol [10] ist nach heutigem Stand der medizinischen Erkenntnisse

Toxikologisch weitgehend unbedenklich. Kein Handlungsbedarf. (Maßzahl 1.)

Als Trennmittel werden die naphthahaltigen Stoffe/Zubereitungen mit dem Handelsnamen PURA® 1616 M oder EWOMOLD 5516 eingesetzt.

Der Trennmittelverbrauch liegt erfahrungsgemäß für:

- PURA 1616 M (Anlage 4) bei ca. 4 kg pro 8 h Schicht
- EWOMOLD 5516 (Anlage 5) bei ca. 5 kg pro 8 h Schicht

Mit dem Trennmittel wird die eigentliche Form des Werkzeugträgers ca. 10sec. pro Arbeitsgang besprüht, um ein Festbacken des entstehenden Formteils zu verhindern.

Bei ca. 300 produzierten Formteilen wird in einer 8 h Schicht für ca. 50 min Trennmittel in die Umgebung ausgebracht. Dies sind pro Sprühvorgang ca. 14 bis 17 g.

Beide Trennmittel (Anlage 4+5) enthalten Naphtha [11] [12] mit einem AGW von 200 ppm.

Dieser Substanz sind die Mitarbeiter nachhaltig ausgesetzt. Es können folgende Unfall-Gesundheitsschäden auftreten(Anlage 5+6):

- Lungenschäden
- Augenschäden
- Brandschäden
- Spröde und rissige Haut
- Schläfrigkeit und Benommenheit

Gemäß der in der Regelsetzern (Anlage 6) [11] vorgegebenen Daten ergibt sich ein hohes Risiko und somit Handlungsbedarf (Maßzahl 6, hoch)

5.2 Physikalische Gefährdungen Lärm

Gemäß Anlage 6 wurden folgende Lärmquellen betrachtet.

- Umgebungslärm
- Druckluftpistole
- Trennmittelpistole
- CO2 Reinigung der Formen in Nebenhalle

Der Tages-Lärmexpositionspegel Lex,8h in diesem Hallenbereich liegt bei etwa 77 bis 78 dB (A). Damit ist der untere Auslösewert nicht erreicht, es besteht scheinbar keine unmittelbare Gefahr einer Gehöhrschädigung und somit kein Handlungsbedarf [13],[16]. Doch die Situation ändert sich merklich bei Benutzung der Druckluft- und Trennmittelpistole am unmittelbaren Ort der Lärmemission, hier ergeben sich kurzfristig Schallpegel bis zu 93,7

dB(A). In einer 8 h Schicht werden ca. 300 Formteile gefertigt, hierbei werden jeweils für ca.10 sec. Druckluft- und Trennmittelpistole eingesetzt. Hinzu kommt ein erhöhter Schallpegel 85,3 dB(A) bei Reinigungsarbeiten mit CO2 in der Zeit von 14:00 bis 14:30 Uhr, d. h. dass der Mitarbeiter etwa 130 min pro Schicht erhöhten Lärmpegeln ausgesetzt ist (Anlage 9). Hieraus resultiert Handlungsbedarf der durch Regelsetzer [13],[14],[15],[16] angezeigt ist(Maßzahl 4, signifikant).

5.3 Mechanische Gefährdung Gefährdung durch unkontrolliert bewegte Teile

Die hohen Drücke (160 bar) der Einzelanlagen können dazuführen, dass Leitungen abreißen

und unkontrolliert umher schlagen. Die Wahrscheinlichkeit des Eintritts ist zwar gering, die Verletzungen eines von diesen Teilen getroffen Mitarbeiter jedoch schwer. Deshalb besteht Handlungsbedarf (Maßzahl 4, signifikant). (Anlage 6 )

Beim Einsatz der Druckluft-/ Trennmittelpistolen werden herumliegender Staub, Kunststoffpartikel, kleine Festkörper aufgewirbelt, die mit hoher Energie die Augen treffen können und zu Verletzungen und Entzündungen der Augen führen. [17],[18].

Eine Berücksichtung der Exposition ist an dieser Stelle unerheblich, da schon ein einzelnes Teilchen den Augen erheblichen Schäden zu fügen kann. Es besteht Handlungsbedarf.

(Maßzahl 5 ,hoch). (Anlage 6 )

6. Setzen von Zielen

6.1 Chemische Faktoren Gefahrstoffe

- Gefahrstoffe durch weniger gesundheitsschädliche substituieren ( Qualitätsebene 1)
- Neue Gefährdungen z.B. Leckagen vermeiden
- Einhalten der Grenzwerte mit dem Ziel die Grenzwerte mindestens bis zu 50 % zu unterschreiten ( Qualitätsebene 2)
- Kontakt mit Gefahrstoffen vermeiden bzw. Körper vor individueller Aufnahme von Gefahrstoffen schützen ( Qualitätsebene 3, singulärer Schutz)

6.2 Physikalische Gefährdungen Lärm

- Lärmpegel der Druckluft / Trennmittelpistole um bis zu 10 dB (A) senken
- Lärmbelastung, der an der CO2 Reinigung nicht beteiligten Mitarbeiter, auf akzeptables Risiko senken.

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