Modulare oder geschweißte Schutzzäune: Was rechnet sich wann in der flexiblen Produktion?

Zwei Welten der Maschinensicherheit

Geschweißte Schutzzäune sind die klassische Lösung in der Werkstatt. Ein Schlosser misst die zu sichernde Maschine aus, fertigt Stahlrahmen aus Vierkantrohr, schweißt Drahtgitter ein und installiert das fertige Gewerk vor Ort. Der Vorteil liegt auf der Hand: Die Konstruktion ist passgenau, der Materialpreis vergleichsweise niedrig, und in vielen Betrieben steht die Schlosserei ohnehin zur Verfügung. Die Eigenfertigung schafft zudem Flexibilität bei Sonderformen, etwa um vorhandene Anlagenteile herum oder in beengten Eckbereichen.

Modulare Systeme verfolgen einen entgegengesetzten Ansatz. Hersteller wie Axelent (X-Guard), Troax, Satech oder mk Group bieten standardisierte Wandelemente, Pfosten, Türen und Verbindungselemente, die ohne Schweißarbeiten und meist ohne Werkzeug montiert werden. Die Systeme sind nach EN ISO 14120 baumustergeprüft, viele tragen zusätzlich ein DGUV-Test-Zeichen für trennende Schutzeinrichtungen. Der Mehrpreis pro laufendem Meter wird durch geringere Montagezeit, einfache Demontage und Wiederverwendung bei Layoutänderungen kompensiert. Axelents Click-Fitting-System etwa erlaubt die werkzeuglose Befestigung der Wandelemente am Pfosten und kombiniert dies mit dem X-Key, einem proprietären Werkzeug, das die Demontage durch unbefugte Personen verhindert. Damit erfüllt das System sowohl die Anforderung an die werkzeuggebundene Demontage nach EN ISO 14120 Abschnitt 5.3.9 als auch die Forderung nach schneller Wiederinbetriebnahme nach Wartungsarbeiten.

Die wirtschaftliche Frage lautet: Wann ist welche Lösung sinnvoll? Die Antwort hängt weniger vom einzelnen Materialpreis ab als von der erwarteten Layoutdynamik, der Anzahl benötigter Türen und Sonderformen, der Personalverfügbarkeit in der eigenen Schlosserei und den Anforderungen an die Konformitätsdokumentation. Eine systematische TCO-Betrachtung über zehn Jahre liefert die belastbare Entscheidungsgrundlage.

Wo die Kosten in Wahrheit entstehen

Der reine Materialpreis ist bei beiden Lösungen nur ein Teil der Gesamtkosten. Bei einem geschweißten Schutzzaun für eine Standard-Roboterzelle (etwa 20 lfd. Meter Umfang, 2.200 mm Höhe) liegt der Materialaufwand für Stahlrohr, Drahtgitter und Pulverbeschichtung bei etwa 1.500 bis 2.500 Euro. Hinzu kommt die Eigenfertigungszeit der Schlosserei, die je nach Komplexität bei 30 bis 60 Stunden liegt. Mit Stundensätzen zwischen 60 und 90 Euro ergibt sich eine Eigenleistung von 1.800 bis 5.400 Euro. Die Risikobeurteilung und die interne Konformitätsdokumentation, die der Betrieb als Quasi-Hersteller erstellen muss, schlagen mit weiteren 1.000 bis 3.000 Euro zu Buche, sofern keine externe Fachstelle hinzugezogen wird.

Modulare Systeme verursachen zunächst höhere Materialkosten von etwa 4.000 bis 6.500 Euro für denselben Umfang. In vielen Betrieben werden solche Schutzzaunsysteme während geplanter Wochenendstillstände umgebaut, ohne dass zusätzliche Schweiß-, Richt- oder Lackierarbeiten erforderlich sind. Dadurch reduzieren sich sowohl die Stillstandzeiten als auch der organisatorische Aufwand bei späteren Layoutänderungen deutlich. Die Konformitätsdokumentation liefert der Hersteller in Form einer Konformitätserklärung nach EN ISO 14120 mit. Diese wird Bestandteil der Maschinendokumentation des Betreibers.

Auf den ersten Blick sind beide Lösungen ähnlich teuer. Der entscheidende Unterschied entsteht erst bei späteren Veränderungen. Besonders aufwendig werden geschweißte Konstruktionen, wenn nachträglich zusätzliche Wartungszugänge oder Materialdurchführungen erforderlich werden. Bei modularen Systemen wird das betroffene Element ausgehängt, ein neues eingesetzt oder umpositioniert, in der Regel in unter einer Stunde. Über zehn Jahre summieren sich diese Differenzen erheblich.

Direkter Vergleich der Lösungsansätze

Lebenszykluskosten am Beispiel: Automotive-Zulieferer mit häufigen Linienumbauten

Ein realistisches Rechenbeispiel verdeutlicht die wirtschaftlichen Größenordnungen. Ein mittelständischer Automotive-Zulieferer betreibt fünfzehn Roboterzellen für Schweiß-, Klebe- und Montageprozesse. Jede Zelle ist mit einem Schutzzaun von etwa 25 lfd. Metern eingehaust. Aufgrund wechselnder Kundenprojekte werden im Schnitt drei Zellen pro Jahr umgebaut, weitere zwei pro Jahr werden komplett neu aufgesetzt oder stillgelegt. Über zehn Jahre ergeben sich daraus etwa 50 Veränderungsvorgänge.

Bei der geschweißten Variante belaufen sich die einmaligen Anschaffungskosten für 15 Zellen auf rund 90.000 Euro Material plus 75.000 Euro Schlossereiarbeit, insgesamt 165.000 Euro. Die laufenden Umbaukosten über zehn Jahre summieren sich bei 50 Veränderungen mit durchschnittlich 20 Stunden Schlossereiarbeit (Stundensatz 75 Euro) auf 75.000 Euro. Hinzu kommen Stillstandzeiten der Anlagen, die je nach Branche und Auslastung mit 200 bis 500 Euro pro Stunde zu Buche schlagen. Bei durchschnittlich 8 Stunden Stillstand pro Umbau ergeben sich weitere Kosten von 80.000 bis 200.000 Euro. Die Gesamtsumme über zehn Jahre liegt damit bei etwa 320.000 bis 440.000 Euro.

Bei der modularen Variante betragen die einmaligen Anschaffungskosten für 15 Zellen rund 195.000 Euro Material plus 25.000 Euro Montage, insgesamt 220.000 Euro. Die laufenden Umbaukosten bei 50 Veränderungen mit durchschnittlich 3 Stunden Eigenmontage (Stundensatz 50 Euro) summieren sich auf etwa 7.500 Euro. Stillstandzeiten reduzieren sich auf durchschnittlich 1,5 Stunden pro Umbau, was 15.000 bis 37.500 Euro ergibt. Die Gesamtsumme über zehn Jahre liegt bei etwa 245.000 bis 265.000 Euro.

In diesem Beispiel rechnet sich das modulare System nach etwa drei bis vier Jahren. Über die zehnjährige Nutzungsdauer fällt die Kostendifferenz zugunsten der modularen Lösung auf 75.000 bis 175.000 Euro aus, je nach Stillstandkostenintensität. Bei Betrieben mit deutlich weniger Layoutänderungen verschiebt sich das Verhältnis. Wer in zehn Jahren nur fünf bis zehn Umbauten plant, fährt mit der geschweißten Eigenfertigung wirtschaftlicher.

Drei Branchen, drei Empfehlungen

In der Automobilzulieferindustrie sind Layoutänderungen die Regel, nicht die Ausnahme. Modellwechsel, Variantenanläufe und Just-in-Sequence-Anpassungen erfordern häufige Eingriffe in bestehende Roboterzellen. Modulare Systeme mit Click-Fitting (Axelent X-Guard Premium) oder Safe-Lock-Klemmen (Troax) bieten hier den größten wirtschaftlichen Nutzen. Die Hersteller bieten zudem digitale Planungstools an, die das Versetzen einzelner Wandelemente schon in der Vorplanung simulieren. Axelent Safety Design erlaubt etwa die Layoutbearbeitung per Drag-and-Drop und exportiert direkt eine Stückliste für die Bestellung.

In der Elektronikfertigung stehen ESD-Konformität, kurze Produktlebenszyklen und schnelle Linienumbauten im Vordergrund. Modulare Systeme erfüllen die ESD-Anforderungen über entsprechend beschichtete Pfosten und Erdungskits. Robotunits etwa bietet seine Schweißgitter im Standard ESD-konform an, Axelent realisiert ESD-Anforderungen über das Potentialausgleich-Kit. Geschweißte Eigenkonstruktionen können hier theoretisch ebenfalls bestehen, erfordern aber zusätzliche Beschichtungs- und Erdungsmaßnahmen, die die Materialkostendifferenz weitgehend aufzehren.

In der klassischen Maschinenbau-Werkstatt mit langfristig stabilen Anlagen, etwa CNC-Bearbeitungszentren oder Schmiedepressen, kann die geschweißte Lösung weiterhin sinnvoll sein. Wenn der Schutzzaun einmal aufgebaut wird und über zehn Jahre unverändert bleibt, fällt die Layout-Flexibilität als Argument weg. Hier zählen niedriger Materialpreis und die Möglichkeit, beengte Eckbereiche oder Sonderformen passgenau zu fertigen. Wichtig ist in diesem Fall, dass die interne Risikobeurteilung und Konformitätsdokumentation gewissenhaft erstellt und über die Lebensdauer aktuell gehalten wird, da der Betrieb sonst bei Inspektionen oder im Schadensfall in Erklärungsnot gerät.

Konformitätsdokumentation als unterschätzter Kostenfaktor

Ein häufig vernachlässigter Aspekt der Eigenfertigung ist die rechtliche Verantwortung. Wer einen Schutzzaun selbst konstruiert und an einer Maschine installiert, wird im Sinne der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG (ab Januar 2027 abgelöst durch die EU-Maschinenverordnung 2023/1230) zum Hersteller einer trennenden Schutzeinrichtung. Damit fallen alle Pflichten eines Herstellers an: Risikobeurteilung nach EN ISO 12100, technische Dokumentation, Konformitätsbewertungsverfahren und CE-Kennzeichnung. Auch wenn der Schutzzaun als Teil einer bestehenden Maschine bewertet wird, ist die Veränderung gegebenenfalls als „wesentliche Veränderung" zu prüfen, was eine erneute Konformitätsbewertung der Gesamtmaschine auslösen kann.

Modulare Systeme nehmen dem Betrieb diese Last weitgehend ab. Hersteller wie Axelent liefern eine Konformitätserklärung nach EN ISO 14120 mit, in der die Eignung des Schutzzauns als feststehende trennende Schutzeinrichtung bestätigt ist. Das DGUV-Test-Zeichen (Axelent X-Guard: Prüfnummer MF 17017) bestätigt zusätzlich die unabhängige Prüfung. Der Betrieb muss diese Dokumentation in seine Maschinendokumentation einbinden, übernimmt aber keine eigene Herstellerverantwortung für den Schutzzaun selbst. Nur die Integration in die Maschinensteuerung (Verriegelungen, Stellungsüberwachung) bleibt in der Verantwortung des Maschinenherstellers oder Integrators.

Bei Audits durch Berufsgenossenschaften oder Gewerbeaufsicht sind modulare Systeme mit gültiger Konformitätserklärung deshalb deutlich einfacher zu rechtfertigen als selbstgebaute Konstruktionen. Das gilt verstärkt nach Inkrafttreten der EU-Maschinenverordnung am 20. Januar 2027, die die Anforderungen an die technische Dokumentation und die Bewertung wesentlicher Veränderungen verschärft. Die DGUV-Informationen zur EU-Maschinenverordnung liefern hierzu konkrete Hinweise.

Praxisbeispiel: Volvo Cars in Torslanda nutzt Modulsystem für Linienflexibilität

Im Volvo-Werk Torslanda bei Göteborg werden auf einer mehrere Hundert Meter langen Karosserielinie täglich verschiedene Modellvarianten gefertigt. Die Linienkonfiguration wird in mehrjährigen Zyklen bei Modellwechseln neu aufgesetzt. Volvo setzt im Karosseriebau auf modulare Schutzzaunsysteme schwedischer Hersteller, weil das Versetzen einzelner Roboterzellen während eines Modellwechsels innerhalb weniger Tage abgeschlossen werden muss. Geschweißte Eigenfertigung wäre in diesem Tempo nicht realisierbar. Für deutsche Mittelständler ist nicht jeder Aspekt einer Großserien-Anwendung übertragbar, doch das Grundprinzip bleibt: Je dynamischer das Produktportfolio, desto stärker zahlt sich die Flexibilität modularer Schutzzäune aus.

Vom Bestand zum Zielsystem: Übergangsstrategien

Betriebe, die heute einen großen Bestand geschweißter Schutzzäune unterhalten, müssen nicht über Nacht auf modulare Systeme umstellen. Eine pragmatische Strategie sieht vor, neue Anlagen grundsätzlich mit modularen Systemen auszurüsten und bestehende Schutzzäune erst bei größeren Umbauten oder Erneuerungen umzustellen. Das vermeidet Sonderinvestitionen und nutzt die Restlebensdauer der Bestandsanlagen aus. Gerade in älteren Produktionshallen stoßen Standardmodule häufig an Grenzen, etwa bei versetzten Hallenstützen, bestehenden Kabeltrassen oder unebenen Bodenanschlüssen.

Für Mischbetriebe, die zukünftig sowohl modulare als auch geschweißte Lösungen einsetzen, lohnt sich die Standardisierung auf einen Modular-Hersteller. Die Vereinheitlichung der Komponenten reduziert Lagerhaltungs- und Schulungsaufwand und erleichtert die Bestellung von Ersatzteilen oder Erweiterungen. Bei der Auswahl des Hauptlieferanten sollten neben den Produkteigenschaften auch die Verfügbarkeit eines lokalen Vertriebs- und Servicenetzes, die Bereitstellung von Konstruktionsdaten (CAD, BIM) und die Integration mit Verriegelungssystemen verschiedener Hersteller berücksichtigt werden.

Eine letzte Überlegung betrifft den Eigenleistungsanteil. Selbst wer auf modulare Systeme umstellt, kann die Schlosserei für Anpassungsarbeiten weiternutzen, etwa für Sondertüren in beengten Bereichen, für die Befestigung an unkonventionellen Bodenstrukturen oder für die Integration mit bestehender Bausubstanz. In der Praxis hat sich eine Mischstrategie aus 80 Prozent Modulkomponenten und 20 Prozent eigengefertigten Sonderlösungen in vielen Betrieben bewährt.

In der Praxis entscheidet weniger die grundsätzliche Überlegenheit eines Systems als die Dynamik der jeweiligen Produktion. Während geschweißte Schutzzaunkonstruktionen in stabilen Fertigungsumgebungen weiterhin wirtschaftlich bleiben können, spielen modulare Systeme ihre Vorteile vor allem bei häufigen Linienanpassungen, kurzen Umbauzeiten und hohem Dokumentationsaufwand aus. Gerade in Produktionsbereichen mit wachsender Variantenvielfalt wird die spätere Anpassbarkeit zunehmend zum entscheidenden Kostenfakt

Checkliste: Entscheidung systematisch vorbereiten

Entscheidungs-Checkliste für Werkstattleiter und Einkäufer

☐ Erwartete Anzahl der Layoutänderungen pro Jahr für die nächsten zehn Jahre geschätzt
☐ Stundensatz der internen Schlosserei und Verfügbarkeit der Kapazitäten ermittelt
☐ Stillstandkosten der betroffenen Anlagen pro Stunde quantifiziert
☐ TCO-Vergleich über zehn Jahre für beide Varianten erstellt
☐ ESD-Anforderungen, Sonderfarben oder Schalldämmung im Anforderungsprofil berücksichtigt
☐ Konformitätsverantwortung geklärt: Wer trägt die Herstellerpflicht im Sinne der Maschinenverordnung?
☐ DGUV-Test-Zeichen oder vergleichbare unabhängige Prüfung beim modularen Lieferanten angefordert
☐ Integration mit Verriegelungen (Schmersal, Euchner, Pilz) auf Befestigungsplatten-Kompatibilität geprüft
☐ Digitales Planungstool des Herstellers (Axelent Safety Design, Robotunits Konfigurator) ausprobiert
☐ Bei Bestandsanlagen: Übergangsstrategie definiert (sofortige Umstellung oder schrittweiser Wechsel?)
☐ Verfügbarkeit eines lokalen Vertriebs- und Servicenetzes des Herstellers überprüft
☐ Restwertbetrachtung am Lebensende der Anlage in die Investitionsrechnung einbezogen