Schaltschränke für Maschinen - Wer ist wofür zuständig?

Dieser Beitrag behandelt die Aufgaben und Pflichten beteiligter Personen, Abteilungen und Firmen beim Bau von Schaltschränken für Maschinen. Insbesondere das Zusammenspiel zwischen Beteiligten der mechanischen Konstruktion und den Planern der Steuerung kann Auswirkungen auf die Sicherheit einer entstehenden Gesamtmaschine haben. Neben Hinweisen zur Abteilungs- oder firmenübergreifenden Zusammenarbeit wird im vorliegenden Artikel darauf eingegangen, warum Schaltschränke, auch wenn sie eigens in Verkehr gebracht werden, elektrische Betriebsmittel im Sinne der Niederspannungsrichtlinie sind. Dabei wird auf die Abgrenzung zur Einstufung als Sicherheitsbauteil gemäß der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Bezug genommen.

Der Hersteller der Maschine führt ein Konformitätsbewertungsverfahren nach Maschinenrichtlinie durch, erstellt eine Konformitätserklärung und bringt die CE-Kennzeichnung an der Maschine an.

Für den Steuerungsplaner (in diesem Fall handelt es sich also um eine Abteilung) gilt, dass die Steuerung entsprechend Anhang I, Abschnitt 1.2.1 der Maschinenrichtlinie gebaut und entworfen werden muss.
Gemäß Anhang I, Abschnitt 1.5.1 der Maschinenrichtlinie, müssen elektrische Gefährdungen vermieden werden. Dafür gelten die Schutzziele der Niederspannungsrichtlinie. In der Praxis werden zur Erreichung der Forderungen aus der Maschinenrichtlinie Normen herangezogen. Die Norm EN 60204-1 behandelt sicherheitstechnische Aspekte elektrischer Ausrüstungen von Maschinen. Für die Berechnung von sicherheitsrelevanten Steuerungen sind die Normen EN ISO 13849-1 und -2 oder EN 62061 verfügbar. Die Anforderungen an die Steuerungen (erforderlicher Performance Level gemäß EN ISO 13849 oder erforderlicher SIL gemäß EN 62061) ergeben sich aufgrund der Ergebnisse der Risikobeurteilung, die optimalerweise von den Maschinenbaukonstrukteuren oder in Zusammenarbeit mit ihnen durchgeführt werden. Soll beispielsweise eine Schutztür steuerungstechnisch überwacht werden, hängen die Komplexität der Steuerung (z.B. Zweikanal-Struktur) sowie die Bauteilauswahl (z.B. MTTF_d-Werte) vom Risikopotential der Gefährdung ab. Voraussetzung für die Entwicklung einer ausreichend sicheren Steuerung – und somit letztlich auch einer ausreichend sicheren Maschine – ist daher eine funktionierende Zusammenarbeit der beiden Fachabteilungen Maschinenbau und Steuerungsbau. Für den Bau des Schaltschranks gelten die gleichen Anforderungen wie für die restliche Maschine, gemäß Anhang VIII, 3. (siehe Kasten oben).

Für die Planung der sicherheitsrelevanten Funktionen der Steuerung benötigt das Steuerungsbauunternehmen die Unterlagen der Risikobeurteilung. Die Zurverfügungstellung sollte vertraglich vereinbart werden. Aus diesen Informationen werden die Anforderungen an die Steuerung abgeleitet. Eine möglichst genaue und frühzeitige Abstimmung zwischen dem Maschinenbauunternehmen und dem Steuerungsbauunternehmen ist daher besonders wichtig. Insbesondere ist beiden Unternehmen zu empfehlen, den gewünschten Funktionsumfang vertraglich, z.B. in Form von Lastenheften festzuhalten. In der Praxis zeigt sich häufig ein anderes Bild: Lastenhefte an Steuerungsbauunternehmen beinhalten zwar funktionelle technische Spezifikationen, sicherheitstechnisch relevante Anforderungen sind jedoch nicht definiert. Dies kann dazu führen, dass die sicherheitstechnischen Überlegungen erst zu einer späten Projektphase stattfinden. Die Unternehmen müssen sich dann über die Zuständigkeit und über ggf. nicht budgetierte Kosten für die Konzeption und den Bau der Sicherheitsfunktionen einigen.

Inverkehrbringen des Schaltschrankes

Welche Pflichten hat nun das Steuerungsbauunternehmen für den von ihm geplanten und gebauten Schaltschrank? Der Einbau in eine Maschine befreit den Schaltschrankbauer nicht von seinen Pflichten. Er ist für ein korrektes Inverkehrbringen verantwortlich. Zu klären ist, welche EU-Richtlinie das Inverkehrbringen des Schaltschranks regelt. Abhängig von der zutreffenden Richtlinie wird das entsprechende Konformitätsbewertungsverfahren ausgeführt.
Aus Sicht der Autoren sind Schaltschränke Betriebsmittel im Sinne der Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU. Dies deckt sich mit den Ausführungen der „Sicherheitsfiebel zur Maschinensicherheit" [1].

Niederspannungsrichtlinie  2014/35/EU, Art. 1:

Diese Richtlinie gilt für elektrische Betriebsmittel zur Verwendung bei einer Nennspannung zwischen 50 und 1000 V für Wechselstrom und zwischen 75 und 1500 V für Gleichstrom mit Ausnahme der Betriebsmittel und Bereiche, die in Anhang II aufgeführt sind.

Eine mögliche andere Interpretation findet sich auf der Homepage der BAuA [2]. Dort werden Schaltschränke, sofern sie die Steuerung von Sicherheitsfunktionen von Maschinen beinhalten, als Sicherheitsbauteile im Sinne der Maschinenrichtlinie betrachtet. Zum selben Schluss kommen auch andere Argumentationen [3, 4]. Diese stützten sich auf die Definition eines Sicherheitsbauteils entsprechend den Begriffsbestimmungen aus Art. 2, c der Maschinenrichtlinie:

Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, Art. 2 c „Sicherheitsbauteil“ ein Bauteil,

• das zur Gewährleistung einer Sicherheitsfunktion dient
• gesondert in Verkehr gebracht wird,
• dessen Ausfall und/oder Fehlfunktion die Sicherheit von Personen gefährdet und
• das für das Funktionieren der Maschine nicht erforderlich ist oder durch für das Funktionieren der Maschine übliche Bauteile ersetzt werden kann.

Eine nicht erschöpfende Liste von Sicherheitsbauteilen findet sich in Anhang V, der gemäß Artikel 8 Absatz 1 Buchstabe a aktualisiert werden kann;

Während die ersten drei Aufzählungen der Definition des Sicherheitsbauteils auch auf Schaltschränke zutreffen, stellt sich die Frage, ob der vierte Punkt ebenfalls für Schaltschränke passend ist? Ein Beispiel für ein Sicherheitsbauteil ist ein NOT-HALT-Befehlsgerät. Dieses könnte durch einen einfachen Schalter ersetzt werden. Somit ist für das NOT-HALT-Befehlsgerät auch der vierte Punkt der Definition eines Sicherheitsbauteils erfüllt. Dass ein Schaltschrank, welcher auch Sicherheitsfunktionen beinhaltet, durch einen „rein funktionalen“ Schaltschrank ersetzt werden kann, scheint eine eher theoretische Überlegung zu sein.
Techniker neigen dazu, Gesetzestexte nach dem reinen Wortlaut auszulegen. Juristisch vorrangig ist jedoch die teleologische Auslegung – also die Auslegung nach dem Sinn und Zweck einer Rechtsvorschrift. Dabei ist zu beurteilen, was der Gesetzgeber regeln wollte. Dass es beabsichtigt war, Schaltschränke (auch wenn diese Sicherheitsfunktionen beinhalten) als Sicherheitsbauteile zu betrachten, ist aus mehreren Gründen in Frage zu stellen:
Die Maschinenrichtlinie nennt in Anhang V eine beispielhafte Liste von Sicherheitsbauteilen. Dort hätten Schaltschränke genannt werden können, wenn es beabsichtigt gewesen wäre, Schaltschränke als Sicherheitsbauteile zu klassifizieren. Die Kommission hat auch nicht von Artikel 8 Absatz 1 der Maschinenrichtlinie Gebrauch gemacht, dieser Liste Schaltschränke nachträglich hinzuzufügen.
Zudem nennt die Maschinenrichtlinie in den Ausnahmen vom Anwendungsbereich Art. 1 (2) „Niederspannungsschaltgeräte und -steuergeräte“.

Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, Art. 1 (2)
(2) Vom Anwendungsbereich dieser Richtlinie sind ausgenommen: (…)
k) elektrische und elektronische Erzeugnisse folgender Arten, soweit sie unter die Richtlinie 73/23/EWG des Rates vom 19. Februar 1973 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen fallen:

• für den häuslichen Gebrauch bestimmte Haushaltsgeräte
• Audio- und Videogeräte
• informationstechnische Geräte
• gewöhnliche Büromaschinen
• Niederspannungsschaltgeräte und -steuergeräte,
• Elektromotoren

§ 42 des Leitfadens zur Maschinenrichtlinie führt zu diesem Punkt aus: „Die Ausnahme von Niederspannungsschaltgeräten und –steuergeräten, wie im fünften Aufzählungspunkt in Artikel 1 Absatz 2 Buchstabe k angegeben, gilt nicht für elektrische Sicherheitsbauteile.“

Aus dieser Aussage abzuleiten, dass Schaltschränke also nicht von der Ausnahme betroffen sind, und daher Sicherheitsbauteile sind, stellt einen Zirkelschluss dar und kann somit nicht als Argument dienen. Zu dieser Ausnahme äußert sich der Leitfaden in § 68 noch genauer. Der letzte Satz (unterstrichener Bereich) weist auf den wichtigen Hinweis hin, dass die Ausnahme nicht auf Sicherheitsbauteile anwendbar ist.

Leitfaden zur Maschinenrichtlinie, 2. Auflage § 68:

(… ) Bei den Niederspannungsschaltgeräten und –steuergeräten, die im fünften Aufzählungspunkt von Artikel 1 Absatz 2 Buchstabe k aufgeführt sind, handelt es sich um Geräte für das Ein- und Ausschalten des Stromflusses in elektrischen Stromkreisen sowie um die zugehörigen Mess-, Steuer- und Regelgeräte für die Steuerung und Betätigung von elektrisch betriebenen Geräten.
Diese Geräte unterliegen als solche nicht der Maschinenrichtlinie. Wenn diese Geräte in Maschinen eingebaut werden, müssen sie die Maschinen in die Lage versetzen, die einschlägigen grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen gemäß Anhang I der Maschinenrichtlinie zu erfüllen.
Es ist zu beachten, dass dieser Ausschluss nicht auf elektrische Niederspannungs-Sicherheitsbauteile anwendbar ist.

Gemeint sind damit z.B. Sicherheits-Schütze, welche Sicherheitsbauteile im Sinne der Maschinenrichtlinie sind. Die Aussage, dass auch Schaltschränke nicht von der Ausnahme des Art. 1 (2) betroffen sind und damit Sicherheitsbauteile sind, ist nach Ansicht der Autoren ein Zirkelschluss. Dieses Argument wäre nur unter der Prämisse gültig, dass Schaltschränke Sicherheitsbauteile sind – was ja gerade zur Diskussion steht.

Fazit zu „Schaltschrank als Sicherheitsbauteil (MRL) oder el. Betriebsmittel (Nspg-RL)“:

Es gibt kein Urteil, welches feststellt, dass Schaltschränke Sicherheitsbauteile sind oder nicht. Somit verbleiben beide Interpretationen Einschätzungen. Wesentlich wichtiger, als die Frage, welche Richtlinie für den Schaltschrank gilt oder nicht, ist einerseits die Sicherheit des Schaltschrankes für sich und andererseits die Tauglichkeit im Zusammenspiel mit der Maschine (siehe fett hervorgehobenen Text im Kasten oben zu § 68).

Abgesehen von der formalen Entscheidung, ob die Maschinenrichtlinie oder die Niederspannungsrichtlinie anzuwenden ist, ist zu entscheiden, welche Aufgaben vom Hersteller des Schaltschranks im Zuge der jeweiligen Konformitätsbewertungsverfahren zu erfüllen sind.
Da mit der Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU seit 20.4.2016 auch für elektrische Betriebsmittel eine Risikobeurteilung durchgeführt werden muss, unterscheidet sich das Konformitätsbewertungsverfahren in beiden Fällen nur geringfügig.

Fall 3: Schaltschrankbauer als „verlängerte Werkbank“

Dieser Fall behandelt die Situation, dass ein Unternehmen den Schaltschrank entsprechend genauer Angaben zusammenbaut. Die gesamte Entwicklung, inklusive des Layouts, der Auswahl der Komponenten usw., ist vom Steuerungsplaner vorgegeben.

Abbildung 3 zeigt zwei mögliche Situationen:

• Im Fall 3a beauftragt das Maschinenbauunternehmen einen externen Dienstleister mit der Entwicklung der Steuerung. Dieser plant die Steuerung und er führt die sicherheitstechnischen Berechnungen (z. B. nach EN ISO 13849-1) durch. Der Bau der Steuerung wird vom Steuerungsplaner an einen ebenfalls externen Schaltschrankbauer vergeben.
• Im Fall 3b befinden sich der Maschinenbau und der Steuerungsplaner im selben Unternehmen, nur der Bau des Schaltschrankes wird an ein externes Unternehmen vergeben.