DGUV Information 209-026: Brand- und Explosionsschutz an ... / 3.3.3 Druckentlastungseinrichtungen

Bei nicht ausreichender Druckfestigkeit der Verhaubung einer Werkzeugmaschine besteht die Gefahr der Verletzung von Personen durch wegfliegende Gehäuseteile und herausschlagende Flammen bei einer Zündung des KSS-Luft Gemisches. In diesem Fall ist eine Entlastungseinrichtung für die geringen auftretenden Drücke vorzusehen.

Die Druckentlastungsklappe hat die Aufgabe, einen Überdruck, der durch die Zündung eines Gemisches im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine entsteht, abzubauen. Die mit dem Überdruck einhergehenden Flammen und heißen Verbrennungsgase sollen in ungefährliche Bereiche abgeleitet werden.

Die Druckentlastungsklappe wird meistens im Deckenbereich der Werkzeugmaschine installiert. Ziel ist es, eine Druckentlastung auf möglichst direktem, kurzem Weg zu gewährleisten und eine Gefährdung der Maschinenbediener auszuschließen.

Da Maschinengehäuse oftmals nur eine geringe Druckfestigkeit (‹100 mbar) besitzen, sollte der Ansprechdruck von Druckentlastungseinrichtungen für Werkzeugmaschinen zum Öffnen der Druckentlastungseinrichtung bei weniger als 5 mbar liegen. Die Einrichtung öffnet sich nur kurzzeitig und schließt wieder unmittelbar nach erfolgter Entlastung. Somit wird ein wiederholtes Entfachen der Flammen im Innern durch Lufteintritt sowie eine Flammenausbreitung verhindert.

Abb. 41 Druckentlastungsklappe geöffnet

Abb. 42 Druckentlastungsklappe mit Drahtkäfig, außen

Durch eine Zündung des KSS-Luft Gemisches können beim Ansprechen einer Druckentlastungseinrichtung sehr hohe Stichflammen austreten, welche eine Gefährdung für die Umgebung der Maschine darstellen. Im Bereich über der Druckentlastungsklappe dürfen sich daher keine brennbaren Materialien (Holzverkleidung, Isolierung etc.) befinden. Zur Hallendecke muss ein Mindestabstand eingehalten werden (beim Hersteller der Druckentlastungsklappe zu erfragen), um eine Reflexion der Stichflamme zu verhindern. Die Mitarbeiter sind besonders darauf hinzuweisen, dass die bestehenden Gefahrenbereiche um die Druckentlastungseinrichtung und oberhalb davon freizuhalten sind.

Viele Druckentlastungseinrichtungen sind zusätzlich mit einem Drahtgeflecht oder einem feinen Drahtgewebe ausgerüstet, um ein Herausschlagen von hohen Stichflammen zu verhindern. Das Drahtgeflecht beeinträchtigt jedoch den Druckentlastungsvorgang. In der Praxis können die Drahtgewebe bei starker Ölbenetzung/Verschmutzung ähnlich wie die Druckentlastungseinrichtung selbst eine zusätzliche Brandgefahr darstellen.

Die Gefahr eines möglichen Austrittes von Werkstück- oder Werkzeugteilen durch die Druckentlastungsklappe und die Gefahr von Nachbränden auf der Druckentlastungsklappe müssen beim Einbau ebenso berücksichtigt werden.

Abb. 43 Flammenaustritt aus Druckentlastungsklappe

Abb. 44 Nachbrand nach erfolgter Löschung

Als Faustregel zur Dimensionierung haben die Firmen Total Walther GmbH, Köln, und Deutsche Montan Technologie (DMT), Dortmund, eine Mindestdruckentlastungsfläche von 0,1 m² pro m³ Arbeitsraumvolumen in experimentellen Untersuchungen bestätigt. Diese kann bei höherfesten Umhausungen entsprechend reduziert (z. B. 0,05 m² pro m³ Arbeitsraum) oder durch alternative Konzepte ersetzt werden (z. B. Öffnung des Späneförderers in ungefährliche Bereiche).

Eine genauere Auslegung einschließlich der Übertragung auf gängige Druckentlastungseinrichtungen kann nach Forschungsbericht VDW 3002 vorgenommen werden.