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Sicherheitstechnik

Großformatige Digitaldruckmaschinen im Inkjet Druckverfahren - auch als "Large Format Printer" (LFP) bezeichnet - werden zunehmend als Ersatz für oder ergänzend zum Siebdruckverfahren eingesetzt. Bei der Aufstellung, der Inbetriebnahme und beim Arbeiten mit großformatigen Digitaldruckmaschinen müssen Anforderungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes beachtet werden.

Eine Mehrzahl der am Markt verfügbaren großformatigen InkJet Drucker weist Sicherheitsmängel auf, selbst wenn diese Geräte eine CE-Kennzeichnung tragen. Der Betrieb von unsicheren Maschinen und die damit verbundene Unfallgefahr stellt für das Unternehmen, zusätzlich zum menschlichen Leid der Betroffenen, ein nicht zu kalkulierendes betriebswirtschaftliches Risiko dar. Hinzu kommt, dass eine Nachrüstung dieser Maschinen mit der erforderlichen Sicherheitstechnik meist nur teilweise, oftmals aber überhaupt nicht technisch möglich oder unwirtschaftlich ist.

Wesentliche sicherheitstechnische Mängel bzw. Anforderungen sowie die erforderlichen Dokumentationen sind im Folgenden erläutert.

Konformitätserklärung und technische Dokumentation

Neue großformatige Digitaldruckmaschinen müssen der EG-Maschinenrichtlinie entsprechen. Der Hersteller bzw. der Lieferant muss eine Konformitätserklärung mitliefern und an der Maschine eine CE-Kennzeichnung anbringen. Damit wird dokumentiert, dass die Maschine den europäischen Sicherheitsanforderungen entspricht. Dies stellt allerdings die Ansicht des Herstellers bzw. Inverkehrbringers der Maschine dar. Eine separate Begutachtung durch eine unabhängige Prüfstelle ist mit der Ausstellung der Konformitätserklärung nicht erforderlich.

Aus der EG-Konformitätserklärung müssen unter anderem hervorgehen:

  • Name und Anschrift des Herstellers bzw. Lieferanten,
  • Bezeichnung und Typ der Maschine,
  • Auflistung der berücksichtigten EG/EU-Richtlinien,
  • ggf. Auflistung der berücksichtigten harmonisierten europäischen Normen

Die EG-Konformitätserklärung ist in der jeweiligen Landessprache des Benutzers zu verfassen und mitzuliefern.

Zusätzlich muss der Hersteller bzw. Lieferant eine Betriebsanleitung in deutscher Sprache mitliefern. Diese muss u. a. die bestimmungsgemäße Verwendung festlegen und umfassende Hinweise für das sichere Arbeiten an der Maschine enthalten. Bestehen Restgefährdungen, die nicht durch technische Maßnahmen vermieden oder gesichert sind, müssen entsprechende Warnhinweise an der Maschine angebracht und Hinweise hierzu ausführlich in der Betriebsanleitung beschrieben sein. Restgefährdungen können nur akzeptiert werden, wenn die Gefährdungen und die Verletzungsgefahr bzw. Verletzungsschwere gering sind.

Elektrische Ausrüstung

Die elektrische Ausrüstung ist konform zur Maschinenrichtlinie, wenn sie entsprechend der EN 60204-1 ausgeführt ist. Sind Schutzeinrichtungen elektrisch über Positionsschalter mit Personenschutzfunktion verriegelt, muss die Steuerung der Verriegelung den Anforderungen der EN ISO 13849-1 entsprechen. Eine sichere Steuerung der Verriegelung wird durch die Einhaltung des Performance Levels PL= d erreicht. Weitere Sicherheitsfunktionen, wie z. B. die Not-Halt-Funktion oder Steuerungen von berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (Lichtschranken, Lichtgitter etc.) müssen ebenfalls den Anforderungen der EN ISO 13849-1 entsprechen.

Stellteile und Kennzeichnungen

Funktion und Stellung von Stellteilen müssen durch vorzugsweise textlose Bildzeichen oder einer deutschsprachigen Beschriftung gekennzeichnet werden.

Die Maschine muss mit einem Fabrikschild versehen sein, das die folgenden Angaben enthalten muss:

  • Hersteller
  • Anschrift des Herstellers
  • Maschinenbezeichnung
  • Typ
  • Fabrikationsnummer und
  • Baujahr

Ab- und Aufwickeleinrichtungen

Bei den Ab- und Aufwickeleinrichtungen der Materialrollen sind teilweise einzelne Gefahrstellen nicht oder nur unzureichend gesichert. Meist handelt es sich um unzureichend gesicherte Zahnradantriebe, bzw. es werden ungesicherte Einzugsstellen zwischen den Zugwalzen gebildet. Problematisch sind zum Teil auch integrierte Schneideinrichtungen mit beispielsweise ungesicherten Rundmessern.

Im Bereich der Abwicklung muss darauf geachtet werden, dass zwischen bewegten Maschinenteilen die erforderlichen Mindestabstände gemäß EN 349 eingehalten oder Gefahrstellen durch Schutzeinrichtungen gesichert sind. Entstehen zum Beispiel durch die Bewegung der Walzen Einzugsstellen, können diese durch geeignete Schutzprofile, die über die gesamte Breite der Walzen reichen, gesichert werden. Als geeignet kann ein Profil angesehen werden, wenn die abweisenden Kanten senkrecht zu den Oberflächen der Walzen stehen und hierbei der Abstand zwischen Schutzprofil und Walzenoberfläche 6 mm nicht überschreitet.

Einzugsstellen zwischen drehenden Walzen und festen Teilen der Maschine gelten gemäß EN 349 als vermieden, wenn Mindestabstände nach EN 349 in Höhe von 120 mm (Armsicherheit) eingehalten sind. Zusätzlich müssen die Stirnseiten von bewegten Walzen entweder einen Abstand von mindestens 25 mm (Fingersicherheit) oder maximal 4 mm zu festen Maschinenteilen aufweisen.

Bewegliche Tänzerwalzen müssen ebenfalls durch feste Schutzeinrichtungen gesichert werden, sofern sie Quetschstellen mit benachbarten Maschinenteilen bilden. Sicherungen können entfallen, wenn die erforderlichen Mindestabstände nach EN 349 eingehalten sind.

Bewegter Druckkopf

Die Hauptgefährdung an großformatigen Digitaldruckmaschinen ist die ungesicherte Bewegung des Druckkopfes (traversierende Linearbewegung). Der Druckkopf kann mit Teilen des Maschinengestells oder Teilen der Maschinenverkleidung Gefahrstellen bilden, die zu schweren Verletzungen führen können. Dies gilt z. B. für die Endposition oder beim Verfahren in eine Park- oder Reinigungsposition. Dort bildet der bewegte Druckkopf häufig Gefahrstellen mit Verkleidungen, Vertiefungen, Schlitzen oder Ähnlichem.

Weitere Gefahrstellen werden durch Auflaufstellen an Umlenkrollen von Zahnriemen gebildet, die häufig den Druckkopf antreiben. Ein Warnschild, das in diesen Bereichen auf die Gefährdung hinweist, ist als Schutzmaßnahme nicht ausreichend.

Die beschriebenen Gefahrstellen können beispielsweise folgendermaßen gesichert werden:

  • Schaltleisten am Druckkopf stoppen die Linearbewegung des Druckkopfes bei niedrigen Geschwindigkeiten rechtzeitig, wenn in den Gefahrbereich eingegriffen wird, oder
  • die Bewegung des Druckkopfes ist kraftbegrenzt (max. 150 N).
  • Der Bewegungsbereich des Druckkopfes wird durch eine trennende bewegliche Schutzeinrichtung (Schutzhaube) gesichert, die elektrisch verriegelt ausgeführt ist.
  • Die gefahrbringende Bewegung des Druckkopfes wird über berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS) in Form von Lichtschranken oder Lichtvorhängen gesichert. Bei der Dimensionierung dieser Schutzeinrichtungen müssen die Zugriffgeschwindigkeit und die Anhaltezeit der Maschine gemäß EN ISO 13855 berücksichtigt werden. Dies betrifft u. a. den erforderlichen Sicherheitsabstand zwischen BWS und Gefahrstelle.

Die automatische Höhenverstellung des Druckkopfes gilt nur dann als gesichert bzw. vermieden, wenn diese Bewegung entweder durch feste trennende Schutzeinrichtungen gesichert ist oder die Bewegung auf max. 0,5 m/min geschwindigkeitsbegrenzt ist; unter der Voraussetzung, dass keine Gefahrstellen für den Kopf gebildet werden.

Flachbett-Digitaldruckmaschinen

Flachbett-Digitaldruckmaschinen unterscheiden sich in zwei grundlegenden Verfahren. Entweder wird das zu bedruckende Material auf dem festen Drucktisch positioniert und der Druckkopf fährt traversierend und zeilenweise den Bedruckstoff ab, oder der Druckkopf ist fixiert und der Drucktisch mit dem Bedruckstoff rückt jeweils zeilenweise unter dem traversierenden Druckkopf vor. Bei beiden Varianten werden durch die Bewegung des Druckkopfes, des Druckportals (Brücke) sowie durch die Bewegung des Drucktisches Gefahrstellen gebildet, die gesichert werden müssen.

Digitaldruckmaschinen für bahnförmiges Material

An Digitaldruckmaschinen für bahnförmiges Material wird der Bedruckstoff von einer Rolle abgewickelt, bedruckt und danach entweder bogenförmig ausgelegt (integrierte Schneideinrichtung) oder wieder aufgewickelt. Der Druckkopf ist hierbei meist durch feste, trennende und verriegelte Schutzeinrichtungen gesichert. Bei diesen Maschinen ist der Einlaufspalt in den Bereich des beweglichen Druckkopfes häufig nicht gemäß den Anforderungen (EN ISO 13857) dimensioniert. Die maximalen Öffnungsweiten in trennenden Schutzeinrichtungen werden in Abhängigkeit vom Sicherheitsabstand festgelegt. Der Sicherheitsabstand ist hierbei der Abstand zwischen der trennenden Schutzeinrichtung und der nächstgelegenen Gefahrstelle.

Dem Bestreben der Hersteller, die Maschinen möglichst für eine große Bandbreite unterschiedlicher Materialdicken auszulegen, steht hier der Nachteil der akuten Verletzungsgefahr gegenüber. Die Sicherung derartiger Gefahrstellen ist z. B. durch Lichtschrankensicherungen, Schaltleisten und Laserscanner möglich. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Vermeidung von Gefahrstellen, beispielsweise durch Kraftbegrenzung des bewegten Druckkopfes.

Konventionelle UV-Trockner

Der Anteil an Maschinen mit UV-Anwendungen steigt ständig weiter. Generell lassen sich zwei Bauarten unterscheiden:

  • UV-Trocknungseinrichtungen fahren mit dem Druckkopf mit und härten direkt die aufgetragene Drucktinte aus.
  • Ein Drucktisch positioniert das Druckgut nach dem Druck unter einer UV-Trocknungseinrichtung.

Bei den Trocknungseinrichtungen, die mit dem Druckkopf mitfahren, sind die UV-Strahler häufig nicht ausreichend durch entsprechende Schutzblenden abgeschirmt. Das bedeutet, dass eine unzulässig hohe Dosis an UV-Strahlung in den Arbeitsbereich emittiert wird. Diese Strahlung lässt sich messtechnisch erfassen. In Abhängigkeit der ermittelten Strahlung ist die Nachrüstung von Schutzeinrichtungen, z. B. in der Form von UV-Filterschutzscheiben, notwendig, um eine Emission der gefährlichen Strahlung in den Arbeitsraum zu verhindern. Grenzwerte der UV-Strahlenbelastung sind in der Norm EN 12198-1, Tabelle D1 enthalten und betragen für UV-B/C Strahlung 1,0 mW/m2 (bezogen auf eine 8 Stunden Schicht).

Bei der UV-Trocknung entsteht verfahrensbedingt Ozon, das im Idealfall durch eine Absaugung direkt an der Entstehungsstelle abgeführt wird. Ist dies technisch zu aufwändig oder unmöglich, ist vor Ort z. B. durch eine technische Lüftung für einen ausreichenden Luftwechsel zu sorgen.

UV-LED-Trockner

Zunehmend werden in Digitaldruckmaschinen, in denen kleinere Strahlungsstärken zur Trocknung ausreichen, UV-Strahler mit LED-Technologie eingesetzt. Der verfahrenstechnische Vorteil der auf enge UV-Spektren begrenzten Strahlung birgt aber im Vergleich zur konventionellen Technik die Gefahr, dass vom Betrachter die Strahlung nicht wahrgenommen wird. Sie wird, je nach Spektrum, nur als "Glimmen" erkannt und deshalb in ihrer Gefährlichkeit unterschätzt.

Wenn Betriebe Verfahrensweisen ändern oder Verkleidungen, Abdeckungen etc. abbauen, entsteht die "unsichtbare" Gefahr einer Augen- (Hornhaut-/Linsen-) und Hautschädigung. Der Eigenschutz des Auges durch den Lidschluss- und Pupillenreflex entfällt.

Im Vergleich zur konventionellen UV-Trocknungstechnik entfällt bei Einsatz von UV-LED-Trocknern die Ozonabsaugung.     

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