Adaptiert aus der 3. Auflage, Enzyklopädie des Arbeitsschutzes.

Welche Rolle Drehmaschinen in Schlossereien spielen, zeigt sich am besten daran, dass 90 bis 95 % der in der Armaturenindustrie anfallenden Späne (Metallspäne) von Drehmaschinen stammen. Etwa ein Zehntel der in dieser Branche gemeldeten Unfälle sind auf Drehmaschinen zurückzuführen; dies entspricht einem Drittel aller Maschinenunfälle. Laut einer Studie zur relativen Unfallhäufigkeit pro Maschineneinheit, die in einem Betrieb zur Herstellung von Präzisionskleinteilen und Elektrogeräten durchgeführt wurde, stehen Drehmaschinen an fünfter Stelle nach Holzbearbeitungsmaschinen, Metallsägen, Pressen und Bohrmaschinen. Die Notwendigkeit von Schutzmaßnahmen an Drehmaschinen steht daher außer Frage.

Drehen ist ein maschineller Prozess, bei dem der Durchmesser eines Materials durch ein Werkzeug mit einer speziellen Schneide reduziert wird. Die Schnittbewegung wird durch Drehen des Werkstücks erzeugt, die Vorschub- und Verfahrbewegungen werden vom Werkzeug erzeugt. Durch die Variation dieser drei Grundbewegungen, aber auch durch die Wahl der geeigneten Werkzeugschneidengeometrie und des Werkstoffs, kann auf die Abtragsleistung, die Oberflächenqualität, die Spanform und den Werkzeugverschleiß Einfluss genommen werden.

Aufbau von Drehmaschinen

Eine typische Drehmaschine besteht aus:

• ein Bett oder eine Basis mit bearbeiteten Gleitbahnen für Sattel und Reitstock
• ein auf dem Bett montierter Spindelstock mit Spindel und Spannfutter
• ein vorn am Bett angebrachtes Vorschubgetriebe zur Übertragung der Vorschubbewegung in Abhängigkeit von der Schnittgeschwindigkeit über Leitspindel oder Vorschubwelle und Riemchen auf den Schlitten
• ein Schlitten (oder Schlitten), der den Querschlitten trägt, der die Querbewegung ausführt
• ein auf dem Querschlitten montierter Werkzeugpfosten (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Drehmaschinen und ähnliche Maschinen

Dieses Grundmodell einer Drehmaschine lässt sich von der Universalmaschine bis hin zum speziellen Drehautomaten für nur eine Art von Arbeit stufenlos variieren.

Die wichtigsten Arten von Drehmaschinen sind:

• Drehmaschine zentrieren. Dies ist die am häufigsten verwendete Drehmaschine. Es entspricht dem Grundmodell mit horizontaler Drehachse. Das Werkstück wird zwischen Spitzen, durch eine Planscheibe oder in einem Spannfutter gehalten.
• Mehrwerkzeugdrehmaschine. Dadurch können mehrere Werkzeuge gleichzeitig eingesetzt werden.
• Revolverdrehmaschine, Capstan-Drehmaschine. Maschinen dieser Art ermöglichen es, ein Werkstück durch mehrere Werkzeuge zu bearbeiten, die nacheinander angreifen. Die Werkzeuge werden im Revolver gehalten, der sich dreht, um sie in Schneidposition zu bringen. Die Revolver sind im Allgemeinen vom Scheiben- oder Kronentyp, aber es gibt auch Revolverdrehmaschinen vom Trommeltyp.
• Kopierdrehmaschinen. Die gewünschte Form wird per Tracer-Steuerung von einer Schablone auf das Werk übertragen.
• Automatische Drehmaschine. Die verschiedenen Vorgänge, einschließlich des Wechsels der Arbeit, sind automatisiert. Es gibt Stangenautomaten und Spannautomaten.
• Karusselldrehmaschine (Bohr- und Drehwerk). Die Arbeit dreht sich um eine vertikale Achse; es ist auf einem horizontalen Drehtisch aufgespannt. Dieser Maschinentyp wird im Allgemeinen für die Bearbeitung großer Guss- und Schmiedestücke verwendet.
• NC- und CNC-Drehmaschinen. Alle vorgenannten Maschinen können mit einer numerischen Steuerung (NC) oder einer computergestützten numerischen Steuerung (CNC) ausgestattet werden. Das Ergebnis ist ein Halb- oder Vollautomat, der dank der großen Vielseitigkeit und einfachen Programmierbarkeit der Steuerung ziemlich universell einsetzbar ist.

Die zukünftige Entwicklung der Drehmaschine wird sich voraussichtlich auf Steuerungssysteme konzentrieren. Kontaktsteuerungen werden zunehmend durch elektronische Steuerungen ersetzt. Hinsichtlich letzterer gibt es einen Trend in der Entwicklung von interpolationsprogrammierten zu speicherprogrammierten Steuerungen. Langfristig ist absehbar, dass der Einsatz immer leistungsfähigerer Prozessrechner den Bearbeitungsprozess tendenziell optimieren wird.

Unfälle

Drehmaschinenunfälle werden im Allgemeinen verursacht durch:

• Missachtung von Sicherheitsvorschriften bei Aufstellung der Maschinen in Werkstätten (z. B. zu wenig Platz zwischen den Maschinen, kein Netztrennschalter für jede Maschine)
• fehlende Schutzvorrichtungen oder das Fehlen von Hilfsvorrichtungen (Arbeiter, die versuchten, die Spindel ihrer Drehmaschinen abzubremsen, indem sie eine ihrer Hände gegen ungeschützte Riemenscheiben drückten, und Bediener, die versehentlich ungeschützte Kupplungshebel oder -pedale betätigten, wurden schwer verletzt; Verletzungen durch auch umherfliegende Späne wegen fehlender Klapp- oder Schiebedeckel)
• unzulänglich angeordnete Bedienelemente (z. B. kann die Hand eines Drehers von der Reitstockspitze durchbohrt werden, wenn das Pedal, das das Spannfutter steuert, mit dem Pedal verwechselt wird, das den Hydraulikkreis der Bewegung der Reitstockspitze steuert)
• nachteilige Arbeitsbedingungen (dh arbeitsphysiologische Mängel)
• Fehlen von PSA oder Tragen von ungeeigneter Arbeitskleidung (bei Drehern mit weiten Kleidern oder langen, herabhängenden Haaren wurden schwere und sogar tödliche Verletzungen verursacht)
• unzureichende Einweisung des Personals (ein Lehrling wurde tödlich verletzt, als er eine kurze Welle feilte, die zwischen Spitzen befestigt und von einem gekröpften Mitnehmer auf der Spindelnase und einem geraden auf der Welle gedreht wurde; der Drehmaschinenträger ergriff seine linke Hülse, die wurde um das Werkstück gewickelt, wodurch der Lehrling heftig in die Drehbank gezogen wurde)
• schlechte Arbeitsorganisation, die zum Einsatz ungeeigneter Geräte führte (z. B. wurde eine lange Stange auf einer herkömmlichen Produktionsdrehmaschine bearbeitet; sie war zu lang für diese Drehmaschine und ragte mehr als 1 m über den Spindelstock hinaus; außerdem war die Futteröffnung zu groß zu groß für die Stange und wurde durch Einlegen von Holzkeilen nachgeholt; beim Drehen der Drehspindel biegte sich das freie Stangenende um 45° und traf den Kopf des Bedieners; der Bediener starb in der folgenden Nacht)
• defekte Maschinenelemente (z. B. kann ein loser Mitnehmerstift in einer Kupplung dazu führen, dass sich die Drehmaschinenspindel zu drehen beginnt, während der Bediener ein Werkstück im Spannfutter einstellt).

Unfallverhütung

Die Vermeidung von Unfällen an Drehmaschinen beginnt bereits in der Konstruktionsphase. Konstrukteure sollten besonderes Augenmerk auf Steuer- und Übertragungselemente legen.

Bedienelemente

Jede Drehmaschine muss mit einem Netztrennschalter (oder Trennschalter) ausgestattet sein, damit Wartungs- und Reparaturarbeiten sicher durchgeführt werden können. Dieser Schalter muss den Strom allpolig trennen, die pneumatische und hydraulische Energie sicher unterbrechen und die Kreisläufe entlüften. Bei großen Maschinen sollte der Trennschalter so konstruiert sein, dass er in seiner herausgezogenen Position mit einem Vorhängeschloss gesichert werden kann – eine Sicherheitsmaßnahme gegen versehentliches Wiedereinschalten.

Die Anordnung der Maschinensteuerungen sollte so sein, dass der Bediener sie leicht erkennen und erreichen kann und dass ihre Manipulation keine Gefahr darstellt. Das bedeutet, dass Bedienelemente niemals an Stellen angeordnet werden dürfen, die nur mit der Hand über den Arbeitsbereich der Maschine zu erreichen sind oder an denen sie von umherfliegenden Spänen getroffen werden können.

Schalter, die Schutzeinrichtungen überwachen und mit dem Maschinenantrieb verriegeln, sollten so gewählt und installiert werden, dass sie den Stromkreis zwangsläufig öffnen, sobald die Schutzeinrichtung aus ihrer Schutzstellung bewegt wird.

Not-Halt-Einrichtungen müssen den sofortigen Stillstand der gefahrbringenden Bewegung bewirken. Sie müssen so gestaltet und angeordnet sein, dass sie vom bedrohten Arbeitnehmer leicht bedient werden können. Not-Halt-Taster müssen leicht erreichbar und rot sein.

Die Betätigungselemente von Betriebsgeräten, die eine gefährliche Maschinenbewegung auslösen können, müssen so geschützt sein, dass eine unbeabsichtigte Betätigung ausgeschlossen ist. Beispielsweise sollten die Kupplungseingriffshebel an dem Anbaubock und der Schürze mit Sicherheitsverriegelungen oder -gittern versehen sein. Ein Taster kann durch Unterbringen in einer Aussparung oder durch Umhüllen mit einem Schutzkragen gesichert werden.

Handbetätigte Steuerungen sollten so konstruiert und angeordnet sein, dass die Handbewegung der gesteuerten Maschinenbewegung entspricht.

Bedienelemente sollten mit leicht lesbaren und verständlichen Markierungen gekennzeichnet sein. Um Missverständnisse und sprachliche Schwierigkeiten zu vermeiden, empfiehlt es sich, Symbole zu verwenden.

Übertragungselemente

Alle beweglichen Übertragungselemente (Riemen, Riemenscheiben, Zahnräder) müssen mit Schutzvorrichtungen abgedeckt werden. Einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Drehunfällen können die für die Installation der Maschine verantwortlichen Personen leisten. Drehmaschinen sollten so aufgestellt werden, dass sich die Bedienpersonen nicht gegenseitig behindern oder gefährden. Die Bediener sollten den Durchgängen nicht den Rücken zukehren. Dort, wo sich benachbarte Arbeitsplätze oder Durchgänge im Bereich von umherfliegenden Spänen befinden, sollten Schutzgitter angebracht werden.

Durchgänge müssen deutlich gekennzeichnet sein. Für Flurförderzeuge, zum Stapeln von Werkstücken und für Werkzeugkisten sollte ausreichend Platz gelassen werden. Stangenmaterialführungen dürfen nicht in die Durchgänge hineinragen.

Der Boden, auf dem der Bediener steht, muss gegen Kälte isoliert sein. Es ist darauf zu achten, dass die Dämmung kein Stolperhindernis darstellt und der Bodenbelag auch mit einem Ölfilm nicht rutschig wird.

Leitungen und Rohrleitungen sollten so installiert werden, dass sie nicht zu Hindernissen werden. Temporäre Installationen sollten vermieden werden.

Sicherheitstechnische Maßnahmen auf dem Shopfloor sind insbesondere auf folgende Punkte zu richten:

• Spannvorrichtungen (Planscheiben, Spannfutter, Spannzangen) sollten vor dem Einsatz dynamisch ausgewuchtet werden
• die maximal zulässige drehzahl eines futters sollte vom hersteller auf dem futter angegeben und vom dreher eingehalten werden
• Bei der Verwendung von Spiralfuttern ist darauf zu achten, dass die Backen beim Anlaufen der Drehmaschine nicht herausgeschleudert werden können
• Spannfutter dieser Art sollten so konstruiert sein, dass der Schlüssel nicht abgezogen werden kann, bevor die Backen gesichert sind. Die Futterschlüssel sollten generell so gestaltet sein, dass ein Belassen im Futter ausgeschlossen ist.

Es ist wichtig, Hilfshebevorrichtungen bereitzustellen, um die Montage und Demontage von schweren Spannfuttern und Frontplatten zu erleichtern. Damit Spannfutter beim plötzlichen Abbremsen der Drehmaschine nicht von der Spindel laufen, müssen sie sicher fixiert werden. Dies kann erreicht werden, indem eine Überwurfmutter mit Linksgewinde auf die Spindelnase aufgesetzt wird, eine „Camlock“-Schnellkupplung verwendet wird, das Futter mit einem Arretierschlüssel versehen oder mit einem zweiteiligen Sicherungsring gesichert wird.

Bei der Verwendung von angetriebenen Werkstückaufnahmen, wie z. B. hydraulisch betätigten Spannfuttern, Spannzangen und Reitstockspitzen, müssen Maßnahmen getroffen werden, die es unmöglich machen, mit den Händen in den Gefahrenbereich schließender Vorrichtungen zu gelangen. Dies kann erreicht werden, indem der Hub des Spannelements auf 6 mm begrenzt wird, die Position der Totmannschaltungen so gewählt wird, dass das Einführen der Hände in den Gefahrenbereich ausgeschlossen wird, oder indem eine bewegliche Schutzeinrichtung vorgesehen wird, die vor dem Spannen geschlossen werden muss Bewegung kann gestartet werden.

Wenn das Starten der Drehmaschine bei geöffneten Spannbacken eine Gefahr darstellt, sollte die Maschine mit einer Vorrichtung ausgestattet sein, die verhindert, dass die Spindeldrehung gestartet wird, bevor die Spannbacken geschlossen sind. Das Fehlen von Strom darf nicht zum Öffnen oder Schließen einer angetriebenen Werkstückhalterung führen.

Lässt die Spannkraft eines Kraftspannfutters nach, muss die Spindeldrehung gestoppt und ein Anlaufen der Spindel nicht möglich sein. Eine Umkehrung der Spannrichtung von innen nach außen (oder umgekehrt) bei rotierender Spindel darf nicht dazu führen, dass sich das Spannfutter von der Spindel löst. Das Entfernen von Aufnahmen von der Spindel sollte nur möglich sein, wenn die Spindel aufgehört hat, sich zu drehen.

Bei der Bearbeitung von Stangenmaterial muss der über die Drehmaschine hinausragende Teil von Stangenmaterialführungen umschlossen werden. Stangenladegewichte müssen durch aufklappbare Abdeckungen geschützt werden, die bis zum Boden reichen.

Carriers

Zur Vermeidung schwerer Unfälle – insbesondere bei Feilarbeiten in einer Drehmaschine – dürfen keine ungeschützten Träger verwendet werden. Es sollte ein zentrierender Sicherheitsträger verwendet werden oder ein herkömmlicher Träger mit einem Schutzkragen versehen werden. Es ist auch möglich, selbstarretierende Träger zu verwenden oder die Trägerscheibe mit einer Schutzhülle zu versehen.

Arbeitsbereich der Drehmaschine

Universal-Drehfutter sollten durch Klappdeckel geschützt werden. Wenn möglich, sollten Schutzabdeckungen mit Spindelantriebskreisen verriegelt werden. Vertikale Bohr- und Drehwerke sollten mit Stangen oder Platten eingezäunt werden, um Verletzungen durch rotierende Teile zu vermeiden. Damit der Bediener den Bearbeitungsprozess sicher beobachten kann, müssen Podeste mit Geländer vorgesehen werden. In bestimmten Fällen können TV-Kameras installiert werden, damit der Bediener die Werkzeugkante und den Werkzeugvorschub überwachen kann.

Die Arbeitszonen von Drehautomaten, NC- und CNC-Drehmaschinen sollten vollständig umschlossen sein. Einhausungen von Vollautomaten sollten nur Öffnungen haben, durch die das zu bearbeitende Material eingeführt, das Drehteil ausgeworfen und die Späne aus dem Arbeitsraum entfernt werden. Diese Öffnungen dürfen beim Durchgang von Arbeiten keine Gefahr darstellen und es muss unmöglich sein, durch sie hindurch in den Gefahrenbereich zu gelangen.

Die Arbeitszonen von Halbautomaten, NC- und CNC-Drehmaschinen müssen während des Bearbeitungsprozesses eingehaust werden. Die Gehäuse sind in der Regel Schiebedeckel mit Endschaltern und Verriegelungsschaltung.

Arbeiten, die einen Zugang zum Arbeitsbereich erfordern, wie z. B. Werkstück- oder Werkzeugwechsel, Ausmessen usw., dürfen nicht durchgeführt werden, bevor die Drehmaschine sicher stillgesetzt wurde. Das Nullstellen eines drehzahlgeregelten Antriebs gilt nicht als sicherer Stillstand. Maschinen mit solchen Antrieben müssen verriegelte Schutzabdeckungen haben, die nicht entriegelt werden können, bevor die Maschine sicher stillgesetzt wird (z. B. durch Unterbrechung der Stromversorgung des Spindelmotors).

Sind besondere Werkzeugeinstellungen erforderlich, ist eine Tippsteuerung vorzusehen, die es ermöglicht, bestimmte Maschinenbewegungen bei geöffneter Schutzhaube auszulösen. In solchen Fällen kann der Antrieb durch spezielle Schaltungskonzepte geschützt werden (z. B. indem nur eine Bewegung gleichzeitig ausgelöst werden darf). Dies kann durch die Verwendung von Zweihandsteuerungen erreicht werden.

Drehspäne

Lange Drehspäne sind gefährlich, da sie sich mit Armen und Beinen verfangen und schwere Verletzungen verursachen können. Durch die Wahl geeigneter Schnittgeschwindigkeiten, Vorschübe und Spandicken oder durch den Einsatz von Drehmeißeln mit Spanleitstufen vom Grund- oder Stufentyp lassen sich durchgehende und ausgefranste Späne vermeiden. Zum Entfernen von Spänen sollten Spänehaken mit Griff und Schnalle verwendet werden.

Ergonomie

Jede Maschine sollte so konstruiert sein, dass sie eine maximale Leistung bei minimaler Belastung des Bedieners ermöglicht. Dies kann erreicht werden, indem die Maschine an den Arbeiter angepasst wird.

Bei der Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle einer Drehmaschine müssen ergonomische Faktoren berücksichtigt werden. Zu einer rationellen Arbeitsplatzgestaltung gehört auch die Bereitstellung von Handhabungshilfsmitteln wie Be- und Entladevorrichtungen.

Alle Bedienelemente müssen sich im physiologischen Bereich oder in Reichweite beider Hände befinden. Die Bedienelemente müssen übersichtlich angeordnet und logisch zu bedienen sein. Pedalbetätigte Steuerungen sollten bei Maschinen vermieden werden, die von stehenden Bedienern bedient werden.

Erfahrungsgemäß wird gute Arbeit geleistet, wenn der Arbeitsplatz sowohl im Stehen als auch im Sitzen gestaltet ist. Wenn der Bediener im Stehen arbeiten muss, sollte ihm die Möglichkeit gegeben werden, die Körperhaltung zu ändern. Flexible Sitze sind in vielen Fällen eine willkommene Entlastung für strapazierte Füße und Beine.

Es sollten Maßnahmen ergriffen werden, um unter Berücksichtigung von Lufttemperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung und Strahlungswärme einen optimalen thermischen Komfort zu schaffen. Die Werkstatt sollte ausreichend belüftet sein. Es sollten örtliche Absaugvorrichtungen vorhanden sein, um gasförmige Emanationen zu beseitigen. Bei der Bearbeitung von Stangenmaterial sollten schalldämmend ausgekleidete Führungsrohre verwendet werden.

Der Arbeitsplatz sollte vorzugsweise mit einer gleichmäßigen Beleuchtung ausgestattet sein, die ein ausreichendes Beleuchtungsniveau bietet.

Arbeitskleidung und persönlicher Schutz

Overalls sollten eng anliegend und bis zum Hals zugeknöpft oder mit einem Reißverschluss versehen sein. Sie sollten keine Brusttaschen haben und die Ärmel müssen an den Handgelenken fest geknöpft sein. Gürtel sollten nicht getragen werden. Beim Arbeiten an Drehmaschinen sollten keine Fingerringe und Armbänder getragen werden. Das Tragen von Schutzbrillen sollte Pflicht sein. Bei der Bearbeitung schwerer Werkstücke sind Sicherheitsschuhe mit Stahlkappe zu tragen. Beim Sammeln von Spänen müssen Schutzhandschuhe getragen werden.

Ausbildung

Die Sicherheit des Drehers hängt in hohem Maße von der Arbeitsweise ab. Daher ist es wichtig, dass er oder sie eine gründliche theoretische und praktische Ausbildung erhält, um Fähigkeiten zu erwerben und ein Verhalten zu entwickeln, das den bestmöglichen Schutz bietet. Richtige Körperhaltung, richtige Bewegungen, richtige Auswahl und Umgang mit Werkzeugen sollen soweit zur Routine werden, dass der Bediener auch bei zeitweiliger Konzentrationsschwäche korrekt arbeitet.

Wichtige Punkte in einem Trainingsprogramm sind eine aufrechte Körperhaltung, die richtige Montage und Demontage des Spannfutters sowie das genaue und sichere Fixieren von Werkstücken. Das richtige Halten von Feilen und Schabern sowie das sichere Arbeiten mit Schleifleinen müssen intensiv geübt werden.

Arbeiter müssen gut über die Verletzungsgefahren informiert sein, die beim Messen von Arbeiten, beim Prüfen von Einstellungen und beim Reinigen von Drehmaschinen entstehen können.

Wartung

Drehmaschinen müssen regelmäßig gewartet und geschmiert werden. Störungen müssen sofort behoben werden. Wenn im Fehlerfall die Sicherheit gefährdet ist, ist die Maschine bis zur Behebung außer Betrieb zu setzen.

Reparatur- und Wartungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand der Maschine durchgeführt werden

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