Schutzscheiben an Werkzeugmaschinen schützen den Bediener vor fliegenden Teilen. Früher war es Panzerglas, heute sind es Polycarbonat-Scheiben, die altern und regelmässig ersetzt werden müssen. Das WIAP Wissen dazu: Materialien, Austauschfristen, Normen und Einbau.
Vorwort: Plexiglas ist kein Ersatz
Maschinen und Werkzeuge sind nicht ungefährlich, vor allem bei hohen Antriebsleistungen. Schutzbrillen allein reichen oft nicht aus. Eine Plexiglasscheibe statt einer speziellen Sicherheitsglasscheibe birgt erhebliche Risiken: Es gab bereits viele Unfälle, bei denen Versicherungen die Ursachen klären mussten. Die WIAP hat dazu eine gründliche Untersuchung durchgeführt. Auch moderne Scheiben, die bis zu 20-mal besser als altes Sicherheitsglas sein sollen, sind nicht immer beständig gegen Emulsionen, können durch UV-Licht beschädigt werden und haben teilweise sogar ein Ablaufdatum. In der Abklärung fanden wir zudem Glaslieferanten-Angebote, die so nie hätten gemacht werden dürfen.
WIAP ALW: Auflage-Wand-Bearbeitungsmaschine mit Sicherheitsglasscheiben, entwickelt für einen Schweizer Maschinenhersteller.
Storebro CNC-Drehmaschine bei einem Bahnunternehmen, von WIAP verkauft, geliefert und betreut. Die Scheibe musste ersetzt werden, nachdem ein Werkstück in die Schutzscheibe geflogen war.
Alte Maschinen: Panzerglas
Werkzeugmaschinen, die nach Vorschrift gebaut wurden, erhielten früher mehrschichtige, verklebte Glasscheiben, oft «Panzerglas» genannt. Wie bei Autofrontscheiben sollte beim Bruch kein Splitter ins Gesicht des Bedieners fliegen: Das Glas bleibt in grösseren, weniger gefährlichen Stücken. Panzerglas ist mehrschichtig, widerstandsfähig und wird auch in Fahrzeugen und Banken eingesetzt.
WIAP DM4C mit 3000 mm Spitzenweite, noch mit echtem Panzerglas. Die Scheibe ist von innen montiert, deutlich grösser als die Aussparung im Blech und von einem robusten Halterahmen umgeben, ein Herausfallen ist unmöglich.
Neue Scheiben: Polycarbonat
Polycarbonat ist ein thermoplastischer Kunststoff mit sehr hoher Schlagzähigkeit, rund 250-mal stärker als Glas, bei einer optischen Klarheit von etwa 88 bis 90 %. Er ist leicht, wärmebeständig, gut bearbeitbar und praktisch unzerbrechlich.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Sehr hohe Schlagfestigkeit, unzerbrechlich Leichter und meist günstiger als Glas Gut zu schneiden und zu bearbeiten UV-Beschichtung möglich |
Kratzeranfällig (Beschichtung hilft) Chemikalienempfindlich, Kühlmittel beachten Altert durch UV, Temperatur, Vibration |
Austauschfristen: Scheiben altern
Auch Sicherheitsscheiben ermüden durch Belastung, UV-Strahlung, Temperaturschwankungen, Vibrationen und Mikrokratzer. Ungeschütztes Polycarbonat hat nach 2 Jahren nur noch die Hälfte der Rückhaltefähigkeit.
| Scheibentyp | Austausch |
|---|---|
| Polycarbonat ungeschützt | alle 2 Jahre |
| Beschichtetes Polycarbonat | alle 5 Jahre |
| Polycarbonat beidseitig mit ESG-Glas, Kanten mit Aluminiumband versiegelt | kein Ablaufdatum, das Produktionsdatum dient der Rückverfolgbarkeit |
Auch wenn ein Hersteller kein Ablaufdatum angibt, gilt: regelmässig auf Risse, Kratzer und Ermüdung prüfen.
Hersteller von Polycarbonat
Bekannte Hersteller sind unter anderem Sabic (Lexan), Covestro (Makrolon, früher Bayer MaterialScience), Plaskolite, Sheffield Plastics, TruShield (PPG Industries) und Plazit Polygal.
Normen und Berechnung
Für Drehmaschinen gilt DIN EN ISO 23125, für Bearbeitungszentren EN 12417 und für Fräs- und Bohrmaschinen EN 13128. Die Rückhaltefähigkeit richtet sich nach der Masse und Geschwindigkeit der Spannbacke, es gibt die Widerstandsklassen A1 bis C3. Zusätzlich hat der VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) die Prüfklassen PK 1 bis PK 5 definiert. Beschussprüfungen am IWF in Berlin haben gezeigt: 18 mm Polycarbonat besteht PK 1 und PK 2, 20 mm besteht alle Klassen PK 1 bis PK 5.
Rechenbeispiel nach DIN EN ISO 23125: Das grösste Spannfutter hat 25 cm Durchmesser, die Drehmaschine läuft mit max. 5000 U/min, eine Spannbacke wiegt höchstens 625 g. Daraus folgt Widerstandsklasse A3, und die Scheibe muss aus mindestens 10 mm Polycarbonat bestehen.
| Klasse | Beschussgewicht | Polycarbonat-Dicke |
|---|---|---|
| A1, A2, A3 | 0,6 kg | 10, 13, 16 mm |
| B1, B2, B3 | 1,25 kg | 14, 18, 20 mm |
| C1, C2, C3 | 2,5 kg | 18 bis 34 mm |
WIAP DM2V: hochpräzise Vertikal-Drehmaschine mit obenliegendem Spindelstock, 12-fach Werkzeugrevolver und automatischer Zuführung, entwickelt für die Serienfertigung. Die integrierte Schutzglasscheibe ist bei WIAP Standard.
WIAP DM3S: Schäl- und Rolliermaschine für Ankerbolzen, gebaut im Auftrag eines Bahnunternehmens für Fahrleitungsmasten. Zur Sicherheit der Bediener mit integrierten Sicherheitsglasscheiben.
WIAP DM2A: vielseitige CNC-Sondermaschine, bis zu vier Längsschlitten, auch hier mit Sicherheitsglasscheibe.
Einbau von Sicherheitsscheiben
Die Randüberlappung der Scheibe mit der Maschinenverkleidung muss bedienerseitig umlaufend mindestens 25 mm betragen, bei grossen Scheiben und grossen Projektilmassen bis zu 50 mm. Bei kleinen Scheiben und niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten kann bei 100-g-Projektilen eine Überlappung von 10 mm ausreichen. Auf der Polycarbonatscheibe schützt eine kratz- und abriebfeste Schutzfolie oder ein Schutzglas vor Kühlwasser und Chemikalien, der Rand wird mit silikonfreier Dichtmasse versiegelt. WIAP-Sicherheitsscheiben sind frei von Silikon.
Wichtige Mitteilung
Panzerglas darf nicht einfach durch andere Scheiben ersetzt werden, ohne vorher alle Details abzuklären. Oft sind die ursprünglichen Maschinenhersteller nicht mehr erreichbar und alte Glaslieferanten antworten nicht mehr. Das Thema ist für uns noch nicht abgeschlossen, die Informationen werden ergänzt, sobald mehr Daten vorliegen.
Die ganze Dokumentation
Der vollständige WIAP Bericht WA 120 (35 Seiten) mit allen Tabellen, Formeln und Normen: