Unterweisung im sicheren Aufspannen von Schweißteilen

5.1 GrundsätzlichesOb im Stahl-, Maschinen- und Anlagebau oder im Metallhandwerk, Schweiß- und Drehvorrichtungen sind überall ein Thema. Sie erlauben es, Schweißarbeitsplätzeergonomisch zu gestalten und damit auch die Arbeitsabläufe beim Schweißen schwerer Baugruppen zu verbessern.Drehvorrichtungen haben den Vorteil, dass Kranwartezeiten entfallen und damit die Fertigungszeiten verkürzt werden können. Außerdem ist das Drehen und Wendenvon Schweißteilen mit weniger Gefahren behaftet als der Einsatz von Kranen, da Schweißteile meist sehr komplex sind und der Schwerpunkt nicht immer exakt ermittelbarist.

5.2 Beispiel für eine Unterweisung im sicheren Aufspannen von SchweißteilenNachfolgend wird Ihnen eine Beispielunterweisung vorgestellt. Die entsprechende sofort einsetzbare PowerPoint-Präsentation finden Sie hier.

Abb. 1: Übersicht der Unterweisungsthemen

Abb. 2: Ergonomische Vorteile

Mit einem Wendepositionier- und Schweißtisch ist es möglich, Einzelteile zu einem Bauteil zu positionieren, zu spannen, zu heften und in der jeweils optimalenArbeitsstellung zu verschweißen. Eine Besonderheit dieser Vorrichtung besteht darin, dass durch teilweises Freilegen des Tischs das Schweißen der Werkstückunterseitein einer Aufspannung möglich ist. Dank dieser technischen Details ergeben sich gute Schweißergebnisse und nahezu verzugsfreie Bauteile, bei denen mechanischesNachbearbeiten zum Teil sogar entfallen kann.

Abb. 3: Vor- und Nachteile von Wendepositionierern

Bedingt durch die hohen Anschaffungskosten sollten die Anlagen im Mehrschichtbetrieb ausgelastet werden. Bei der Einweisung des Personals muss vor Ort deutlichauf die Gefahren während des Betriebs und im Zusammenhang mit dem sicheren Aufspannen hingewiesen werden.

Abb. 4: Vor der Arbeitsaufnahme

Eine Inbetriebnahme der Anlage ohne eine Beauftragung und Einweisung ist verboten. Der Vorgesetzte muss für seine eigene Absicherung die Vorgehensweisedokumentieren und vom Mitarbeiter unterschreiben lassen. Sollte mehrere Mitarbeiter an der Anlage arbeiten, sind diese nach eventuellen Defekten oder Schwachstellenregelmäßig vor Zeugen zu befragen.

Abb. 5: Steuerelemente

Die Steuerelemente sind dem Mitarbeiter, wenn nötig in seiner Muttersprache, eindeutig zu erklären. Der Erklärung muss eine praktische Vorführung folgen. ImZweifelsfall muss sich der Vorgesetzte vom Mitarbeiter einzelne Bedienungsschritte vorführen lassen.

Abb. 6: Einsatz von Spannpratzen

Spannpratzen erfüllen ihren Zweck nur dann, wenn sie auf das Gewicht des Schweißteils abgestimmt sind. Sie müssen satt aufliegen und die Muttern müssen mit einemRingschlüssel fest angezogen werden.

Abb. 7: Spanntypen

Die Spannklaue eignet sich zum Spannen auch an Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen sowie zum Niederhalten von Platten oder als Verschlussspanner. Zum Spannenfährt die Spannpratze aus dem Spannerkörper heraus und drückt dann nach unten auf das zu spannende Werkstück.

Abb. 8: Tiefspanner

Beim Einsatz von Tiefspannern muss der Wert der horizontalen und der vertikalen Spannkraft beachtet werden. Die Hinweise des Herstellers zur Anwendung sind zubeachten. Tiefspanner lassen sich wegen ihrer flachen Bauart vielseitig zur Sicherung der Schweißteile einsetzen.

Abb. 9: Zahnstangen

Schnellspannklauen sind auf einer Grundplatte befestigte gleichförmige Zahnstangen, auf denen der Spannerkopf einfach und schnell in der gewünschten Höheeingerastet bzw. arretiert werden kann. Der Spanndruck darf nur über die Spannschraube im Spannerkopf aufgebaut werden.

Abb. 10: Zahnstange mit Verbindungsstück

Bei Spannhöhen ab 750 mm wird zum Stabilisieren der beiden Zahnstangen das abgebildete Verbindungsstück verwendet. Es soll das Auswandern der Zahnstangenverhindern.

Abb. 11: Anzug der Spannschraube

Das Anziehmoment der Spannschraube muss beachtet werden. Niemals einen pneumatischen Schlagschrauber benutzen!

Abb. 12: Falsche Positionierung von Aufspannklauen

Die besondere Form der Aufspannklauen ermöglicht eine sichere und optimale Befestigung des Schweißteils. Von daher müssen die zu spannenden Teile sicher von denAufspannklauen erfasst werden. Notfalls sind mehrere Aufspannklauen zu verwenden. Bei schwierig zu spannenden Schweißteilen ist ein Aufspannplan zu erstellen undan der Anlage sichtbar anzubringen.

Abb. 13: Richtige Positionierung von Aufspannklauen

Die Positionierung der Aufspannklauen an den Schweißteilen sollte in jedem Fall nach dem Aufspannplan erfolgen. Dieser sollte mit einer Skizze und den deutlichenHinweisen auf die Gefahren versehen sein.

Abb. 14: Beispiel für falsche Positionierung

Das Bild zeigt sehr konkret die falsche und unzureichende Positionierung der Aufspannklauen. Hier besteht deutlich die Gefahr des Ausweichens des Schweißteils inGegenuhrzeigerrichtung.

Abb. 15: Regeln für die richtige Positionierung von Aufspannklauen

Um schwerwiegende Arbeitsunfälle mit weitreichenden Folgen für den Mitarbeiter und seinen Vorgesetzten zu verhindern, müssen anhand von praktischen Beispielen dieAufspanntechniken geübt, vereinheitlicht und natürlich wieder dokumentiert werden.

Abb. 16: Hinweis auf Gefahrenpotenzial

Das Gefahrenpotenzial beim Arbeiten mit jeder Art von Drehvorrichtungen ist gewaltig. Oft werden tonnenschwere Schweißteile auf diesen Anlagen gehandhabt, die mitabsoluter Zuverlässigkeit befestigt werden müssen. Es gilt also das Gefahrenpotenzial deutlich herauszuarbeiten und als Aushang an einer geeigneten Stelle der Anlagezu befestigen.

Abb. 17: Weitere Hinweise

Es darf nie darauf verzichtet werden, das aufgespannte Bauteil einmal in jede Richtung umsichtig zu schwenken, wobei darauf zu achten ist, dass weder Personen nochGegenstände im Falle eines Abgleitens des Bauteils in Mitleidenschaft gezogen werden können. Unter Umständen sind nach dieser Aktion alle Spannschrauben auf ihrenSitz zu überprüfen.

Abb. 18: Vorteile der T-Nut

Die Vorteile der T-Nut liegen eindeutig in der formschlüssigen Verbindung mit dem T-Nutstein. Der T-Nutstein kann leicht in die Nut eingeschoben und mit einer Schraubebefestigt werden. Damit ist eine sehr vielseitige und vor allem sichere Aufspannmöglichkeit gegeben.

Abb. 19: Aufspannbeispiel

Auch hier gilt es, alle Möglichkeiten einer sicheren Aufspannung zu untersuchen und die richtigen festzulegen. Entscheidend ist die Anweisung an den Mitarbeiter, dieseauch tatsächlich anzuwenden. Er darf im Rahmen seiner Entscheidungsmöglichkeit nur auf sichere Methoden zurückgreifen.

Abb. 20: Aufspanntisch mit T-Nut

Aufspannklauen müssen immer in Richtung das Bauteils weisen. Von daher ist vor dem Auflegen des Schweißteils die Lage und Richtung der T-Nuten im Aufspanntischzu berücksichtigen.

Abb. 21: Aufspanntisch mit T-Nut und Zahnstange

Beim Aufspannen ist auch auf die Wahl der richtigen Festigkeitsklasse der Schrauben zu achten. Dem Mitarbeiter muss klar sein, woran er diese erkennt. Er muss auchschonungslos damit konfrontiert werden, mit welchen Schäden bei Nichtbeachtung zu rechnen ist.

Abb. 22: Traglastschild an der Drehvorrichtung

Die Traglast einer Drehvorrichtung ist abhängig von deren Ausladung. So muss in jedem Fall vor dem Aufspannen des Schweißteils geprüft werden, ob sich dieDrehvorrichtung für das Bauteilgewicht eignet. Die Bauteilgewichte befinden sich größtenteils in den dazugehörigen Konstruktionszeichnungen.

Abb. 23: Fehler beim Aufspannen

Leider kommt es immer wieder vor, dass Vierkanthölzer zwischen das Schweißteil und die Aufspannplatte gelegt werden. Infolge Schweißverzug lockert sich dasVierkantholz und das Bauteil verliert dadurch an Halt. Ein Absturz ist vorprogrammiert!

Bitte in Aufspannplänen auf dieses „Vergehen“ hinweisen!

Abb. 24: Aufspanntisch

Bei komplexen Schweißteilen ist es notwendig, dem Mitarbeiter zur Hand zu gehen. Da der Vorgesetzte bei der Verletzung seiner Sorgfaltspflicht bei einem Arbeitsunfallmit haften würde, sollte er nicht darauf verzichten, die Aufspannung zu kontrollieren, bevor der Mitarbeiter mit der Arbeit beginnt.

Abb. 25: Aufspannbeispiel (mit Spannklauen und Winkeln als Spannelemente)

Auch wenn sich bedingt durch eine komplexe Konstruktion nur unzureichend Möglichkeiten für eine sichere Aufspannung bieten, so können doch im Zubehörhandelimmer wieder Spannelemente gefunden werden, die jedes Aufspannproblem lösen. So ist es ratsam, schon während der Konstruktionsphase Ausschau nach geeignetenSpannelementen zu halten.

Abb. 26: Aufspannbeispiel aus der Praxis (mit selbstkonstruierten Adaptern)

Selbstkonstruierte Adapter bieten die Möglichkeit einer besseren Zugänglichkeit zu den aufspannplattennahen Schweißnähten, ohne die ideale Schweißpositionverlassen zu müssen. Dadurch steigt die Qualität der Schweißnaht und eventuelle Umspannarbeiten entfallen.

Abb. 27: Aufspannbeispiel aus der Praxis

Natürlich müssen die Adapter entsprechend ihrer Tragfähigkeit mit genügend Schrauben einer entsprechenden Festigkeitsklassen versehen werden.

Abb. 28: Aufspannbeispiel für Rohre

In besonders schwierigen Fällen, wie hier bei großen Rohrdurchmessern, müssen eigens dafür gefertigte Spannelemente zur Anwendung kommen. Dazu gehört einerfahrener Vorrichtungskonstrukteur genauso wie ein gut ausgestatteter Vorrichtungsbau.

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