Eine Faserlaser-Schneidanlage gilt im Normalbetrieb als Laser-Einrichtung der Klasse 1. Öffnet ein Servicetechniker die Haube, steht er unter Umständen vor einer Strahlquelle der Klasse 4. Welche Regeln für genau diesen Moment gelten und wie Sie Ihre Anlage von Anfang an darauf auslegen, zeigt dieser Beitrag.

Laseranlagen sicher betreiben nach der TROS Laserstrahlung

Für Laseranlagen in der Produktion, vom Faserlaser zum Schneiden bis zur Markierstation am Montageband, beschreibt die TROS Laserstrahlung, wie Beschäftigte vor gefährlicher Strahlung geschützt werden. Das Regelwerk verteilt sich auf vier Dokumente. In vielen Betrieben werden davon nur einzelne Abschnitte gelesen, häufig der zur Schutzbrille, obwohl die Vorgaben aufeinander aufbauen.

Dieser Beitrag ordnet jedes Dokument ein, zeigt die Verbindungen zwischen ihnen und übersetzt die Anforderungen in Entscheidungen, die bei der Planung einer Laseranlage anstehen. Zwei verbreitete Verwechslungen klären wir am Ende gleich mit.

Die TROS Laserstrahlung als Fahrplan für den Arbeitsschutz

Hinter dem Kürzel TROS stehen die Technischen Regeln zur Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung. Ermittelt werden sie vom Ausschuss für Betriebssicherheit, veröffentlicht im Gemeinsamen Ministerialblatt. Die geltende Ausgabe der TROS Laserstrahlung stammt vom Juli 2018, ihr Teil Allgemeines wurde 2021 noch einmal geändert. Erfasst wird Laserstrahlung mit Wellenlängen von 100 Nanometern bis 1 Millimeter und damit praktisch jede Laserquelle, die in der Industrie arbeitet.

Die Pflichten selbst stehen in der Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung, kurz OStrV. Wie sich diese Pflichten im Betrieb erfüllen lassen, beschreibt die TROS Laserstrahlung. Die Verordnung sagt also, was zu tun ist, die technischen Regeln zeigen, wie es geht.

Die sta Group plant und baut Laserschutzkabinen und Einhausungen für Fertigungsbetriebe. Fast immer liegt das Regelwerk dabei als Auslegungsgrundlage auf dem Tisch, oft schon beim ersten Termin mit der Fachkraft für Arbeitssicherheit.

Vermutungswirkung statt Gesetzeskraft

Ist die TROS Laserstrahlung damit Pflicht? Ein Gesetz im engeren Sinn ist sie nicht. Wenn Sie die technischen Regeln einhalten, dürfen Sie aber davon ausgehen, die Anforderungen der Verordnung zu erfüllen.

Andere Lösungen sind erlaubt, sie müssen jedoch mindestens das gleiche Schutzniveau erreichen und das im Zweifel belegen. Der Weg über die Regeln ist deshalb fast immer der einfachere, weil der Nachweis gegenüber Gewerbeaufsicht und Berufsgenossenschaft dann deutlich leichter fällt.

Vier Dokumente mit einer gemeinsamen Logik

Im Betriebsalltag heißt das Regelwerk meist kurz TROS Laser. Es besteht aus einem einleitenden Teil Allgemeines und drei nummerierten Teilen, deren Reihenfolge dem Ablauf eines Projekts folgt. Zuerst werden die Begriffe geklärt, danach wird die Gefährdung beurteilt und die Exposition ermittelt, am Ende stehen die Schutzmaßnahmen. Welches Dokument der TROS Laserstrahlung welche Aufgabe übernimmt, zeigt die folgende Übersicht:

Brauchen Sie für eine neue Anlage wirklich alle vier Dokumente? Ja, allerdings in unterschiedlicher Tiefe. Die Fachkraft für Arbeitssicherheit arbeitet vor allem mit Teil 1, Konstruktion und Instandhaltung lesen Teil 3 am genauesten.

Begriffe und Zuständigkeiten aus dem Teil Allgemeines

Der Teil Allgemeines der TROS Laserstrahlung legt das Vokabular fest, mit dem alle weiteren Dokumente arbeiten. Drei dieser Begriffe bestimmen später die Größe jeder Abschirmung.

Laserbereich, Expositionsgrenzwert und NOHD

Als Laserbereich gilt der Raum, in dem die Expositionsgrenzwerte überschritten werden können. Die Grenzwerte markieren die höchste Bestrahlung, die Auge oder Haut ohne akute Schädigung vertragen.

Der Augensicherheitsabstand, international NOHD genannt, ist die Entfernung, ab der die Bestrahlung den Grenzwert für die Hornhaut nicht mehr erreicht. Wie sich Expositionen und damit auch dieser Abstand berechnen lassen, zeigt die TROS Laserstrahlung in Teil 2 an Beispielen. Zusammen legen diese drei Größen fest, wo eine Abgrenzung verlaufen muss.

Laserklassen als erste Orientierung

Die Einteilung nach DIN EN 60825-1 in die Klassen 1 bis 4 samt Unterklassen wie 2M, 3R oder 3B liefert eine schnelle erste Einordnung des Risikos. Während Klasse 1 im bestimmungsgemäßen Betrieb als sicher gilt, sind Laser der höchsten Klasse auch über diffuse Reflexionen gefährlich und können Brände auslösen. Was das im Detail bedeutet, beschreiben wir auf unserer Seite zur Laserschutzklasse 4.

Sobald Laser der Klassen 3R, 3B oder 4 im Einsatz sind, verlangt die TROS Laserstrahlung im Einklang mit der OStrV einen schriftlich bestellten Laserschutzbeauftragten. Die Verantwortung für Beurteilung und Schutzmaßnahmen bleibt trotzdem beim Arbeitgeber, auch wenn er einzelne Aufgaben an den Beauftragten überträgt.

TROS Laserstrahlung Teil 1 und die Gefährdungsbeurteilung

Bevor eine Laseranlage in Betrieb geht, muss eine Gefährdungsbeurteilung vorliegen. Den Ablauf dafür gibt die TROS Laserstrahlung Teil 1 vor. Da nur fachkundige Personen die Beurteilung durchführen dürfen, lassen sich Betriebe ohne eigene Fachkunde extern beraten. Wie gehen Sie dabei am besten vor? Bewährt hat sich folgende Reihenfolge:

• Informationen beschaffen. Betriebsanleitung, Herstellerangaben und die Klassifizierung nach DIN EN 60825-1 auswerten.
• Betriebszustände unterscheiden. Normalbetrieb, Einrichten, Wartung und Störungsbeseitigung getrennt betrachten.
• Expositionen bewerten. Prüfen, ob an den Arbeitsplätzen die Expositionsgrenzwerte eingehalten werden.
• Maßnahmen festlegen. Schutzmaßnahmen auswählen und ihre Wirksamkeit kontrollieren.
• Dokumentieren und unterweisen. Ergebnisse schriftlich festhalten und die Beschäftigten auf dieser Grundlage unterweisen.

Neu zu beurteilen ist immer dann, wenn sich an Anlage oder Verfahren etwas Wesentliches ändert, etwa nach einem Umbau, dem Tausch der Strahlquelle oder einer neuen Bearbeitungsaufgabe.

Indirekte Gefährdungen nicht übersehen

Laserstrahlung trifft nicht nur Auge und Haut. Ausdrücklich verlangt die TROS Laserstrahlung, auch indirekte Auswirkungen zu beurteilen, darunter vorübergehende Blendung, die Entzündung brennbarer Stoffe und Gefahrstoffe, die beim Schneiden oder Schweißen entstehen. Femtosekunden-Laser können zusätzlich ionisierende Strahlung erzeugen. Sogar Lärm durch die Wechselwirkung des Strahls mit dem Werkstück gehört auf die Liste.

Bei der Auslegung einer Kabine sind diese Punkte keine Randnotiz. Absaugung, Brandverhalten der Wandelemente und Schalldämmung müssen von Beginn an zu den indirekten Risiken passen, sonst entsteht an anderer Stelle ein neues Problem.

Wann Teil 2 eine Messung oder Berechnung verlangt

Gemessen wird nach der TROS Laserstrahlung Teil 2 keineswegs automatisch. Am Anfang steht eine Vorprüfung, denn in vielen Fällen liefern Herstellerangaben und Klassifizierung bereits genug Informationen. Erst wenn sich nicht sicher feststellen lässt, ob die Expositionsgrenzwerte eingehalten werden, sind Messungen oder Berechnungen nach dem Stand der Technik nötig. Planen und durchführen müssen beides fachkundige Personen.

Prüfen Sie zuerst, ob eine Rechnung genügt, etwa für den Augensicherheitsabstand. Messungen sind aufwendiger, weil Geräte und Verfahren genau zu Wellenlänge, Pulsdauer und Leistung der jeweiligen Quelle passen müssen.

Der kritische Moment bei Service und Wartung

Wie heikel der Service sein kann, zeigt der Fall vom Anfang dieses Beitrags. Viele Industrieanlagen sind als Gesamtgerät in Klasse 1 eingestuft, obwohl in ihrem Inneren eine Strahlquelle der Klasse 4 arbeitet. Sobald die Einhausung für Service oder Wartung geöffnet oder eine Sicherheitsschaltung überbrückt wird, können die Expositionsgrenzwerte schlagartig überschritten werden. In der Vorprüfung von Teil 2 weist die TROS Laserstrahlung ausdrücklich auf diese Situation hin.

Planen Sie Wartungsöffnungen, Türkontakte und Verriegelungen deshalb gleich mit ein. Eine Kabine, die nur den Normalbetrieb abdeckt, lässt den Servicetechniker im entscheidenden Moment ungeschützt.

Schutzmaßnahmen nach TROS Laserstrahlung Teil 3

Laserstrahlung soll möglichst schon an der Quelle verhindert und der Laserbereich so klein wie möglich gehalten werden. Aus diesem Grundsatz leitet die TROS Laserstrahlung Teil 3 eine feste Rangfolge der Maßnahmen ab:

• Vermeiden oder minimieren durch ein anderes geeignetes Arbeitsverfahren
• Technische Maßnahmen wie Einhausungen mit Verriegelung, Abschirmungen, Strahlfänger und automatische Abschaltungen
• Organisatorische Maßnahmen wie Betriebsanweisung, geregelter Zugang und Unterweisung
• Persönliche Schutzausrüstung, also Laserschutzbrillen nach DIN EN 207, als letzte Stufe

Wie technische Maßnahmen in der Praxis aussehen, zeigt unser Vorgehen bei Laserschutzkabinen. Zuerst erfassen wir die bestehende Anlage per 3D-Scanner auf den Millimeter genau. Darauf baut die Konstruktion am Rechner auf, gefertigt werden Wand- und Deckenelemente anschließend in unserer eigenen Produktion, auf Wunsch bis 6 Meter lang. Verriegelungen, Wartungstüren und Sichtfenster planen wir dabei von Beginn an ein, statt sie später nachzurüsten.

Abschirmungen nach DIN EN 60825-4 und DIN EN 12254

Entspricht eine Laserschutzwand der DIN EN 60825-4, gilt sie nach der TROS Laserstrahlung unabhängig von der Laserleistung als geeignete Abschirmung. Abschirmungen nach DIN EN 12254 erkennt das Regelwerk dagegen nur bis zu einer Leistung unter 100 Watt oder einer Energie unter 30 Joule je Einzelimpuls an.

Für Faserlaser in der Blechbearbeitung, die meist im Kilowattbereich arbeiten, kommt deshalb praktisch nur die erste Norm infrage.

Laserbereich kennzeichnen, organisieren, schützen

Für jeden Laserbereich fordert die TROS Laserstrahlung ein dauerhaft angebrachtes Warnzeichen W004 „Warnung vor Laserstrahl“ nach ASR A1.3. Warnleuchten zeigen zusätzlich, ob der Laser gerade arbeitet. Anlagen der Klassen 3B und 4 haben in der Regel einen schlüsselbetätigten Hauptschalter.

Türkontakte an Roboterzellen schalten den Laser ab, sobald jemand den Bereich betritt. Betriebsanweisung und Unterweisung tragen diese Vorgaben in den Arbeitsalltag. Die Laserschutzbrille bleibt eine Ergänzung für Situationen, in denen sich die Strahlung technisch nicht ausreichend begrenzen lässt.

Häufige Verwechslungen rund um die TROS Laser

Rund um die TROS Laserstrahlung halten sich einige Missverständnisse hartnäckig. Drei davon begegnen uns in Projekten besonders oft.

Gibt es eine TROS Laserstrahlung Teil 4?

Nein, eine TROS Laserstrahlung Teil 4 gibt es nicht, das Regelwerk endet mit Teil 3. Woher kommt die Verwechslung? Meist wird entweder der Teil Allgemeines als eigener Teil mitgezählt, oder gemeint ist eigentlich die Norm für Laserschutzwände, deren Nummer ebenfalls auf 4 endet.

Was in der DIN EN 60825-4 steht und welche Anforderungen Laserschutzwände dort erfüllen müssen, haben wir in einem eigenen Beitrag zusammengefasst.

Stehen die Messungen in Teil 3?

Falls Sie in der TROS Laserstrahlung Teil 3 Messungen erwarten, schlagen Sie im falschen Dokument nach. Messungen und Berechnungen regelt Teil 2, während Teil 3 deren Ergebnisse in konkrete Schutzmaßnahmen für Anlage und Personal übersetzt. Teil 2 liefert also die Eingangsgröße für Teil 3, nicht umgekehrt.

TROS, OStrV und DIN EN 60825 im Zusammenspiel

Diese drei Begriffe fallen oft im selben Satz, gehören aber zu verschiedenen Ebenen. Als Verordnung legt die OStrV fest, wozu der Arbeitgeber beim Umgang mit künstlicher optischer Strahlung verpflichtet ist.

Den Weg zur Erfüllung dieser Pflichten beschreibt die TROS Laserstrahlung als technische Regel. Die Normenreihe DIN EN 60825 richtet sich dagegen an die Produkte selbst, von der Klassifizierung einer Lasereinrichtung bis zur Prüfung einer Laserschutzwand.

Prüfliste für Ihre nächste Laseranlage

Bevor eine neue Laseranlage in Betrieb geht oder eine bestehende umgebaut wird, lohnt sich ein kurzer Abgleich mit den Kernforderungen:

• Die Laserklasse der Gesamtanlage und die Klasse der eingebauten Strahlquelle sind bekannt.
• Normalbetrieb, Einrichten, Wartung und Störungsbeseitigung wurden getrennt beurteilt.
• Der Laserbereich ist festgelegt und gekennzeichnet.
• Abschirmungen sind nach der passenden Norm ausgelegt, bei 100 Watt und mehr also nach DIN EN 60825-4 statt nach DIN EN 12254.
• Ein Laserschutzbeauftragter ist bestellt (Klassen 3R, 3B, 4).
• Gefährdungsbeurteilung, Betriebsanweisung und Unterweisung sind dokumentiert und aktuell.

Auf den ersten Blick wirkt die TROS Laserstrahlung umfangreich, sie folgt aber einer klaren Logik aus Beurteilen, Ermitteln und Schützen. Wenn Sie die Wartungssituation von Anfang an mitdenken, erfüllen Sie einen großen Teil der Anforderungen bereits mit der Konstruktion der Anlage.

Laserschutz ist neben Schallschutz und Raumsystemen einer unserer drei Kernbereiche. Für Kunden aus Automobilindustrie und Maschinenbau übernehmen wir dort Konstruktion, Fertigung und Montage selbst, ohne Schnittstellen zu weiteren Gewerken. In unserer Laserschutz Beratung klären wir gemeinsam mit Ihnen, welche Abschirmung Ihre Anlage braucht und wie sie sich in den Wartungsalltag einfügt. Kontaktieren Sie uns am besten, bevor die Anlage aufgestellt wird. Eine nachträglich geänderte Kabine kostet deutlich mehr als eine durchdachte Planung.