Anleitung zur sicheren Verwendung von Vakuumhebegeräten (Vakuumheberohre und -zubehör)

Dieses Dokument beschreibt den Einsatz von Vakuumhebegeräten und gibt Hinweise zu Schutzmaßnahmen gegen mögliche Gefahren bei der Planung und Durchführung von Arbeiten, bei denen Vakuumhebegeräte zum Einsatz kommen. Diese Informationen waren zuvor im HSE-Betriebsrundschreiben OC 234/9 „Vacuum Lifting Attachments“ und OC 234/12 „Vacuum Lifting Tubes“ und den zugehörigen Informationsdokumenten enthalten.

Diese Leitlinien gelten als bewährte Vorgehensweise, sind jedoch nicht verpflichtend und möglicherweise nicht unter allen Umständen anwendbar. Sie können es jedoch bei der Entscheidung, was zur Einhaltung des Gesetzes erforderlich ist, hilfreich finden, um das Verletzungsrisiko für Bediener und andere Personen zu verringern und Schäden an Anlagen und Geräten usw. zu vermeiden.

Vakuumhebegeräte werden in vielen Industriebereichen häufig zum Heben und Handhaben von Materialien/Komponenten mit flacher oder glatter Oberfläche eingesetzt. Insbesondere Materialien wie Metall- oder Glasplatten, Betonplatten, Rohre, Gipskartonplatten, Kunststofflaminate, Zementsäcke, Bierfässer und -dosen usw. können mit Vakuumhebegeräten problemlos angehoben und gehandhabt werden. Vakuumhebegeräte verwenden Saugnäpfe (anstelle herkömmlicher Hebezubehörteile) zum Anbringen und Heben von Lasten.

Diese Anleitung deckt zwei Grundtypen von Vakuumhebegeräten ab:

Der Unterschied zwischen einem VLT und einem VLA besteht darin, dass der VLT sowohl zum Greifen als auch zum Heben der Last verwendet wird, ein VLA jedoch als Anbaugerät zum Greifen der Last fungiert.

Ein Vakuumheberohr ist eine Hebemaschine, die aus Folgendem besteht:

Hersteller/Lieferanten dieser Ausrüstung liefern diese normalerweise auf der Grundlage von Vorlieferungstests, die an den tatsächlich zu hebenden Lasten und Verpackungen durchgeführt werden. Eine Beurteilung der physischen Anordnung des Fertigungsbereichs, in dem die Ausrüstung installiert wird, ist normalerweise enthalten. Daher ist es wichtig, dass Pflichtinhaber die Verwendung ihrer VLT-Ausrüstung nicht ohne vorherige Rücksprache mit den Lieferanten der Ausrüstung auf andere Produkte umstellen.

Ein Vakuum-Hebeschlauch nutzt die Erzeugung eines Vakuums über die Saugnäpfe, um sich am anzuhebenden Objekt zu befestigen. Eine elektrisch betriebene Saugpumpe wird verwendet, um das Vakuum zu erzeugen, sodass die Saugnäpfe direkt am anzuhebenden Objekt anliegen. Die Querschnittsfläche des Hebeschlauchs ist auf etwa die Hälfte der Gesamtquerschnittsfläche des/der Sauggreifer(s) festgelegt. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass dieser Wert zwischen verschiedenen Herstellern dieser Geräte leicht variieren kann.

8. Dieses Flächenverhältnis stellt sicher, dass in dem Moment ausreichend Vakuum auf das Hubrohr ausgeübt wird, um die Last anzuheben; Die Greifkraft über die Sauggreiferbefestigungen ist somit doppelt so hoch wie die der Last und verringert so die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Last löst und herunterfällt.

Über ein handbetätigtes Steuerventil lässt sich das Vakuum im System variieren und so die Last kontrolliert heben und senken. Das Steuerventil ist mit einem Griff ausgestattet, der eine Positionierung der Last mit minimalem Kraftaufwand ermöglicht.

Die Befestigung des Hubrohrs am Hubportal erfolgt üblicherweise über eine rotierende Vakuumdichtung, die eine Drehung des Rohrs/der Last um 360° ermöglicht. Dieses Siegel ist sicherheitskritisch und sollte in Abständen überprüft werden, die durch ein geeignetes Risikobewertungsverfahren festgelegt werden.

Das gesamte Hebesystem ist für seinen sicheren Betrieb auf die Vakuumpumpe angewiesen. Im Falle eines Pumpenausfalls verfügen VLT über ein Einwegventil an der Oberseite des Hubrohrs, das sich automatisch schließt und so das Vakuum im Hubrohr aufrechterhält. Sollte sich das Vakuum auf eine äquivalente Kraft verringern, die geringer ist als die von der Last ausgeübte Kraft, wird die Last automatisch abgesenkt

Der gewellte Hebeschlauch wird bei jedem Hebevorgang einer Kompression ausgesetzt, daher ist seine Auswahl äußerst wichtig.

Der Hubschlauch ist eine sicherheitskritische Komponente, die im Allgemeinen aus einem drahtverstärkten, gummierten Gewebeschlauch besteht. Dieses Rohr ist einem Unterdruck (Vakuum) ausgesetzt und weist eine Reihe möglicher Fehlermodi auf, die während der Entwurfs- und Auswahlphase berücksichtigt werden sollten:

Es wird empfohlen, ein gründliches Inspektions- und Wartungssystem zu implementieren, das allen sicherheitskritischen Komponenten besondere Aufmerksamkeit schenkt.

Mechanische Beschädigung des Hubrohrgewebes, die zum Lösen der Last führt.

Das Anheben der Lasten erfolgt durch die Befestigung der Saugnäpfe an einer oder mehreren Flächen der Last. Der Benutzer muss sicherstellen, dass die die Ladung umgebende (tragende) Verpackung der Belastung, der sie ausgesetzt ist, angemessen ist (nicht zu vergessen die Unterseite der Verpackung).

Ein Vakuum-Hebegerät nutzt ebenfalls die Erzeugung eines Vakuums über die Saugnäpfe, um sich an der anzuhebenden Last zu befestigen. Dabei kann es sich sowohl um einen einzelnen Sauggreifer als auch um mehrere Sauggreifer handeln. Der Aufsatz verfügt über eine Reihe von Saugnäpfen, die direkt auf die Oberfläche der Ladung passen und so die Erzeugung eines Vakuums zwischen den Saugnäpfen und der Ladung ermöglichen. Die Saugnäpfe sind integraler Bestandteil der Hebevorrichtung. Wenn eine elektrisch betriebene Saugpumpe verwendet wird, kann es sich um eine unabhängige Einheit handeln, die über Rohrleitungen mit dem Hebegerät verbunden ist, oder bei nicht-festen Vakuumhebern, die fest mit dem Gerät verbunden ist und ein vollständig abnehmbares Hebegerät bildet. Das Hebezeug wird im Allgemeinen an Hebezeugen (z. B. Hebezeug/Kran/Bagger) aufgehängt und kann mittels Hakenanordnung, Zubehör oder anderen mechanischen Mitteln befestigt werden. Der Vakuumaufsatz kann auch integraler Bestandteil der Hebeausrüstung sein.

Es gibt 4 Grundtypen von Vakuumhebegeräten: (Referenz: EN 13155)

Diese Hebemethode basiert auf dem einfachen „Saugnapf“-Prinzip, bei dem ein umgedrehtes, becherförmiges Stück Gummi auf eine geeignete Oberfläche gedrückt wird und dabei die Luft unter dem Becher ausstößt. Der atmosphärische Druck auf der Unterseite der Oberfläche hält den Becher dann gegen eine erhebliche vertikale Belastung an Ort und Stelle. Das Vakuum kann unterbrochen werden, indem Luft in das evakuierte Volumen unter dem Becher eindringen kann. In der einfachsten Form kann der Gummibecher mit Griff und Ablassventil Belastungen bis etwa 35 Kilogramm tragen. Dies sind in der Regel manuelle Handhabungsgeräte und fallen nicht in den Geltungsbereich der EN 13155

Für größere Lasten können selbstinduzierte Vakuumsysteme verwendet werden, bei denen der Gummibecher durch einen Metallzylinder mit einer flexiblen Dichtung am offenen Ende ersetzt wird. Oberhalb der Dichtung und innerhalb dieses Zylinders befindet sich ein Kolben, dessen Oberseite einen Ring zur Befestigung an einem Kranhaken trägt. Beim Absenken dieses Geräts auf die Oberfläche einer zu hebenden Last drückt sein Eigengewicht auf die Dichtung und die Abwärtsbewegung des Kolbens stößt die Luft aus dem Zylinder aus. Beim Anheben wird der Kolben nach oben gezogen und erzeugt ein Vakuum in dem Raum, der zwischen dem Zylinder mit Dichtung und der anzuhebenden Oberfläche entsteht. Bei Lasten mit großer Oberfläche können mehrere Saugzylinder eingesetzt werden. Sowohl Einzel- als auch Mehrflaschenanbaugeräte können viele Verfeinerungen aufweisen. Es kann ein Ventil angebracht werden, um ein leichteres Entweichen der Luft beim Abwärtshub des Kolbens zu ermöglichen, während ein anderes Ventil dafür sorgen kann, dass Luft in das evakuierte Volumen eindringt, wenn das Heben abgeschlossen ist, so dass das Anbaugerät leicht entfernt werden kann. Beide Ventile können entweder manuell oder automatisch betätigt werden. Einige Anbaugeräte verfügen über eine druckluftbetriebene Warnpfeife, die ertönt, wenn die Last zu schwer ist. Sie sollten auch über Indikatoren verfügen, die vor Vakuumverlust usw. warnen (siehe EN 13155).

Kraftbetriebene Vakuumhebegeräte können viele Formen annehmen. Die Energiequelle, bei der es sich um einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor handeln kann, treibt eine Vakuumpumpe an, die einen mit einem Vakuummeter ausgestatteten Vorratstank evakuiert. Dieses Reservoir ist mit einem Saugnapf oder einer Reihe von Saugnäpfen verbunden, die den oben genannten Saugnäpfen ähneln. In der Vakuumleitung zwischen dem Behälter und dem bzw. den Hebekissen befindet sich ein Steuerventil. Für maximale Effizienz ist das Aggregat so nah wie möglich an den Hebekissen angebracht, die normalerweise auf einem Metallrahmen montiert sind. Dieser Rahmen kann aus entsprechend abgedichteten Kastenabschnitten bestehen und als Behälter verwendet werden. Eine größere Flexibilität bei der Verwendung kann erreicht werden, indem jedes Pad mit einem eigenen Steuerventil ausgestattet wird. Dadurch kann der Bediener die erforderliche Anzahl von Pads für jede bestimmte Hebebühnengröße auswählen. Die Steuerventile sind so angeordnet, dass beim Heben das Vakuum im Vorratstank zwischen den Pads und der Last angelegt wird, während später Luft an die Rückseite der Pads gelangt, um die Last freizugeben.

Einige angetriebene Anbaugeräte sind als eigenständige Einheiten zur Befestigung am Haken eines Krans gebaut, während sie bei dauerhafteren Installationen in einen Kran integriert sind, der entweder von der Kabine oder vom Boden aus bedient werden kann. Das komplette Anbaugerät, einschließlich des Netzteils, kann in eine Prozessmaschine oder Fließlinie integriert werden, wobei seine Bedienelemente Teil der Hauptsteuerkonsole sind.

Es gibt einige angetriebene Vakuumhebegeräte, die ihr Vakuum entweder über eine Venturidüse erzeugen, die von einer Luftleitung betrieben wird, oder von einem Vakuumgebläse, das im Prinzip dem Haushaltsstaubsauger ähnelt. Die Verwendung dieser Art von Ausrüstung sollte auf Hebeanwendungen mit geringem Gewicht und geringer Höhe beschränkt werden, da die Integration der unten beschriebenen Sicherheitsvorrichtungen schwierig ist. Es gibt andere Möglichkeiten zur Absicherung bei Stromausfall, beispielsweise einen Reservedruckbehälter für Venturirohre und eine Schwungmasse für Turbinen. Siehe EN 13155

Es wird empfohlen, Vakuumhebegeräte vor Ort als komplette Einheit auf der Oberfläche des Materials, das sie anheben, dynamisch zu testen. Der Test sollte bei der Tragfähigkeit der Baugruppe durchgeführt werden und die maximalen Beschleunigungs-/Verzögerungskräfte simulieren, die bei der jeweiligen Anwendung wahrscheinlich auftreten.

Als allgemeine Regel gilt, dass die vom Hersteller angegebene Belastung, bei der der Vakuumaufsatz nicht versagt, 2 x SWL bei minimalem Vakuumniveau (dh unteres Ende des Arbeitsbereichs / Beginn des Gefahrenbereichs) betragen sollte. Der entsprechende statische Prüftest für ein Vakuumhebegerät entspricht in der Regel auch dem Doppelten seiner Tragfähigkeit. Wenn Vakuumhebegeräte als Baugruppe auf einer Hebetraverse montiert werden, sind die empfohlenen Prüfwerte in EN 13155 aufgeführt.

Wenn ein Vakuumhebegerät von einer Vakuumpumpe angetrieben wird, sollte eine akustische und optische Warnvorrichtung vorhanden sein, um den Bediener und andere Personen in der Nähe des Hebevorgangs vor einem Ausfall der Vakuumpumpe und des Hebevorgangs zu warnen.

Wann immer möglich, sollte das Vakuumhebegerät mit einem Vakuumbehälter mit ausreichender Kapazität ausgestattet sein, damit die Last bei einem Ausfall der Vakuumpumpe mindestens 5 Minuten lang gehalten werden kann. Zusätzlich zur Anzeige des Behältervakuumzustands sollte eine geeignete Warnvorrichtung angebracht werden, die Bedienern und anderen Personen, die in der Nähe arbeiten, eine deutliche akustische oder sichtbare Warnung gibt, wenn das Vakuum im Behälter unter 80 % des normalen Arbeitsvakuums liegt.

Vakuumhebegeräte sollten mit einem oder mehreren großen, gut ablesbaren Messgeräten ausgestattet sein, die dem Bediener und anderen Personen in der Nähe des Hebevorgangs bei angehängter Last klare Hinweise auf den Vakuumzustand geben.

Alle flexiblen Schläuche oder „Wanderleitungen“ sollten gepanzert sein und so weit wie möglich vor unbeabsichtigter Beschädigung geschützt sein. Informationen zu den Hinweis-, Warn- und Schutzanforderungen finden Sie in EN 13155. Beachten Sie, dass es zusätzliche Anforderungen für das Kippen von Lasten gibt, z. B. für die Handhabung von Glas, und für Bereiche, in denen Personen exponiert sind und sekundäre Haltevorrichtungen oder Redundanz erforderlich sind.

Es ist wichtig, dass diese Anbaugeräte sorgfältig gewartet und einer regelmäßigen Kontrolle und Prüfung unterzogen werden:

Vakuumhebegeräte sind für Situationen ungeeignet, in denen die Last wahrscheinlich über Personen hinwegfährt oder ein plötzlicher Sturz der Last gefährliche Folgen haben könnte, z. B. den Bruch von Dampfleitungen oder anderen Leitungen, die von der fallenden Last getroffen werden.

Es ist darauf zu achten, dass es sich bei den angehobenen Materialien um die Materialien handelt, für die das Anbaugerät konzipiert ist. Beim Umgang mit porösen Materialien ist besondere Vorsicht geboten, da diese die Tragfähigkeit des Anbaugeräts beeinträchtigen können. Dünne Folien aus flexiblem Material erfordern eine sorgfältige Positionierung, um ein Ablösen von der Unterlage aufgrund eines übermäßigen Überstands zu vermeiden. Bei Bedarf sollte ein Multi-Pad-Gerät verwendet werden. Es kann auch vorkommen, dass geneigte Bleche über die Unterlagen rutschen. Schräge Lasten sollten nicht angehoben werden, es sei denn, die Befestigung ist speziell für diesen Zweck ausgelegt. Es ist wichtig, die Pads richtig zu positionieren und alle Oberflächen vor dem Heben abzuwischen, da lose Materialien zu Undichtigkeiten führen und zum Herabfallen von Lasten führen können.

Nach LOLER werden Vakuumhebegeräte, die integraler Bestandteil einer Maschine sind, als „Hebegeräte“ eingestuft; Als „Zubehör zum Heben“ gelten solche, die an Hebezeugen angebracht und abgenommen werden können. „Hebezeuge“ und „Zubehör zum Heben“ sind beide „Arbeitsgeräte“ im Sinne der Provision and Use of Work Equipment Regulations 1998 (PUWER).

Wenn die Ausrüstung für Arbeitszwecke verwendet wird, gelten PUWER und andere relevante Gesetze.

Die wichtigsten Anforderungen unter LOLER und PUWER sind in den HSE-Leitlinien (siehe weiterführende Literatur) und auf den HSE-Webseiten dargelegt.

Auf den Markt gebrachte Vakuumhebegeräte müssen die relevanten grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen (EHSRs) der Supply of Machinery (Safety) Regulations 2008 (SMSR) erfüllen. Weitere Informationen finden Sie in den HSE-Leitlinien.

Hebezubehör (z. B. Ketten, Glieder, Schäkel usw.), das mit Vakuumhebegeräten verwendet wird, unterliegt dem Health and Safety at Work etc Act (HSWA) 1974 und LOLER und muss daher entsprechend getestet und gründlich untersucht werden.

Ein Gerät oder Zubehörteil, das in einen Kran integriert ist, gilt als Teil dieses Krans und unterliegt den für den Kran geltenden LOLER-Vorschriften. Darüber hinaus und beispielsweise bei der Handhabung von Betonrohren werden Vakuumhebegeräte häufig am Ausleger eines Hydraulikbaggers angebracht, entweder bei noch in Position befindlicher Schaufel oder bei abgenommener Schaufel. Unter diesen Umständen gilt der Bagger als Kran und die Bedingungen von LOLER gelten für den Bagger.

Beim Einsatz von Vakuumhebegeräten auf Baustellen gilt LOLER, wonach die Last ausreichend gesichert sein muss, um Gefahren durch Verrutschen oder Verschieben vorzubeugen. Bei Anwendungen wie dem Heben von Industriebauteilen, die hoch über den Boden gehoben werden müssen, besteht das Risiko, dass bei einem Ausfall der Vakuumpumpe und einer erheblichen oder schnellen Leckage möglicherweise keine Zeit zum Absenken der Last bleibt, nachdem der Alarm ertönt . Daher sollten bei Anwendungen mit hohem Hub, also über 10 Metern, Sicherheitsarme verwendet werden. Diese Arme sollten beim Anheben der Last eingerastet sein oder es sollten andere wirksame Mittel vorhanden sein, um zu verhindern, dass die Last im Falle eines Vakuumverlusts herunterfällt (siehe auch Abschnitt 38).

Einige Vakuumhebegeräte können „relevante Maschinen“ und andere „austauschbare Geräte“ sein. Beide unterliegen den Supply of Machinery (Safety) Regulations 2008 in der jeweils gültigen Fassung.

Zu den aktuellen Normen für Vakuumhebegeräte gehören:

Sämtliche zugehörige bauliche Ausrüstung (z. B. Ausleger, Start- und Landebahnen und Zubehör usw.) muss den relevanten Designnormen und -gesetzen entsprechen.

Die Hauptgefahr beim Einsatz von Vakuumhebegeräten besteht in herabfallenden Lasten. Personen, Anlagen, Geräte und Dienstleistungen im Einsatzbereich können durch einen Zusammenstoß mit einer Last, die sich von den Vakuumsauggreifern löst (z. B. durch Ausfall des Vakuums, nach Stromausfall oder durch falsche Anwendung), gefährdet sein oder Betrieb usw.).

Vakuumhebegeräte sollten nicht als Hebegeräte für „allgemeine Zwecke“ betrachtet werden, da sie für bestimmte Arten von Lasten und Umgebungen konzipiert sind. Benutzer sollten sich beim Gerätehersteller über die Eignung eines vorhandenen Geräts für andere neue Anwendungen beraten lassen.

Arbeitgeber sollten eine geeignete und ausreichende Risikobewertung durchführen, bevor neue oder bestehende Vakuumhebegeräte für den Umgang mit Lasten spezifiziert werden. Dabei sollte geprüft werden, ob solche Geräte unter Berücksichtigung aller Umstände des geplanten Eingriffs angemessen und geeignet sind. Die Beurteilung sollte von jemandem durchgeführt werden, der sich mit den Materialhandhabungsprozessen sowie den Fähigkeiten und Einschränkungen dieser Art von Hebezeugen auskennt. Bei der Gefährdungsbeurteilung sollten Mitarbeiter und ihre Sicherheitsbeauftragten konsultiert werden, die über Kenntnisse aus erster Hand über die damit verbundenen Gefahren und Risiken verfügen.

Für jedes Vakuumhebegerät sollten sichere Betriebsverfahren vorbereitet und griffbereit aufbewahrt werden.

Die folgenden sicheren Arbeitspraktiken sollten in alle Betriebsabläufe für die Verwendung von Vakuumhebegeräten einbezogen werden.

Vakuumhebegeräte sollten nur von kompetenten Personen bedient werden, die ausreichend in der sicheren Verwendung der Geräte und den Ergebnissen einer Risikobewertung geschult wurden. Die Schulung sollte Folgendes umfassen:

Für die regelmäßige Inspektion und Wartung der Vakuumhebegeräte sind die Herstellerangaben zu beachten.