Availability: Entwicklung einer Methodik zur personengebundenen Messung von Hand-Arm- und Ganzkörperschwingungen am Arbeitsplatz

Entwicklung einer Methodik zur personengebundenen Messung von Hand-Arm- und Ganzkörperschwingungen am Arbeitsplatz:

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Main Authors:	Gillmeister, Frank 1963- (Author), Schenk, Thomas (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Bremerhaven Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss. 2001
Series:	Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Forschung ; 919
Subjects:	Messsystem Messunsicherheit Schwingungsbelastung Maschine Vibrationsschaden Hand-Arm-System Handgerät Arbeitsplatz Exposition > Medizin Ganzkörperschwingung Schwingung
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Item Description:	Zsfassung in dt., engl. und franz. Sprache
Physical Description:	XVII, 185 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3897016745

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adam_text	IV Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis XII Formelzeichen und Abkürzungen XIV Vorwort 1 Einleitung: Zum Dosisbegriff 1 2 Anforderungen zur personengebundenen Messung von Hand Arm und Ganzkörperschwingungen 5 2.1 Bisherige Entwicklungen in der Lärm und Schwingungsmesstechnik ....5 2.2 Marktübersicht für arbeitsplatzbezogene Schwingungsmesstechnik 9 2.3 Einsatzbedingungen für personengebundene Schwingungsmesstechnik 12 2.3.1 Einsatzbereich Hand Arm Schwingungen 12 2.3.2 Einsatzbereich Ganzkörperschwingungen 17 2.4 Anforderungen an ein personengebundenes Schwingungsmessgerät 20 3 Entwicklung und Aufbau des personengebundenen Schwingungsmessgerätes 24 3.1 Funktionsprinzip und Blockschaltbild 24 3.2 Sensorbeschreibung 28 3.2.1 Bisherige Lösungen 28 3.2.2 Hand Arm Sensor 33 3.2.3 Ganzkörper Sensor 37 3.3 Analogteil des Messgerätes 38 3.4 Digitalteil des Messgerätes 39 3.5 Spannungsversorgung 42 3.6 Mechanischer Aufbau der Messeinrichtung 44 3.7 Datenübertragung zum PC 48 3.8 Gerätebedienung und Funktionsweise 51 4 Funktionserprobung 56 4.1 Sensor 56 4.1.1 Messwertabweichung durch Winkellage 56 4.1.2 Erste Messungen mit Hand Arm Sensor Prototyp I 57 4.1.3 Messungen mit Hand Arm Sensor Prototyp III am Schwingungserreger 61 4.1.4 Messungen mit Hand Arm Sensor Prototyp III am Bohrhammer..71 4.1.5 Ankopplungskraftmessung mit Hand Arm Sensor Prototyp III 79 4.1.6 Kontaktschalter an Ganzkörper Sitzscheibe 87 V 4.2 Erprobung der elektrischen Eigenschaften des Messgerätes 88 4.3 Alternative Verfahren nach ISO 2631 95 4.3.1 Running r.m.s. method 96 4.3.2 Fourth power Vibration dose method 98 4.4 Kalibrierung 98 4.4.1 Beschleunigungsaufhehmer des Hand Arm Sensors 99 4.4.2 Ankopplungskraftaufnehmer des Hand Arm Sensors 99 4.4.3 Beschleunigungsaufnehmer der Ganzkörper Sitzscheibe 101 4.5 Messungen mit dem personengebundenen Schwingungsmessgerät an einzelnen Maschinen/Fahrzeugen 102 4.5.1 Hand Arm Schwingungen 102 4.5.2 Ganzkörperschwingungen 109 4.6 Langzeitmessungen mit dem personengebundenen Schwingungsmessgerät 112 4.6.1 Hand Arm Schwingungen 112 4.6.2 Ganzkörperschwingungen 114 5 Ergebniszusammenfassung und Schlussfolgerungen für den praktischen Einsatz von personengebundenen Messgeräten bei der Ermittlung der Schwingungsexposition an Arbeitsplätzen 116 5.1 Eigenschaften des neu entwickelten Messgerätes 116 5.2 Erste Erfahrungen beim praktischen Einsatz des Messgerätes 120 5.3 Forderungen an zukünftige Messgeräteentwicklungen 124 6 Zusammenfassung und Ausblick 126 Literaturverzeichnis 128 Anlage 1 Bedienungsanleitung des Messgerätes 136 Anlage 2 Kohärenzmessungen 156 Anlage 2.1: Kohärenz am elektrodynamischen Schwingungserreger 156 Anlage 2.2: Kohärenz am Bohrhammer 165 Anlage 3 Übertragungsfunktion 171 Anlage 3.1: Übertragungsfunktion am elektrodynamischen Schwingungserreger 171 Anlage 3.2: Übertragungsfunktion am Bohrhammer 180 VI Abbildungsverzeichnis Bild 1: Hand Arm Schwingungsbelastung Bild 2: Ganzkörper Schwingungsbelastung durch Erdbaumaschinen sowie land und forstwirtschaftliche Traktoren Bild 3: Ganzkörperschwingungsbelastung durch Fahrzeuge, Hebezeuge und Arbeitsmaschinen Bild 4: Grundstruktur eines personengebundenen Schwingungsmessgerätes Bild 5: Blockschaltbild der Sensorik und der analogen Messwertverarbeitung Bild 6: Blockschaltbild der digitalen Messwertverarbeitung Bild 7: Brüel Kjaer Hand Adapter UA 0891 Bild 8: Brüel Kjaer Hand Adapter UA 0894 Bild 9: Handrückenadapter Bild 10: Greifkraftsensor auf DMS Basis für den Einsatz bei Feldversuchen Bild 11: Schalensensor zur Messung der Greif bzw. Ankopplungskraft Bild 12: Greif und Andruckkraftsensor auf Basis kapazitiver Foliensensoren Bild 13: Piezoelektrischer Aufnehmer zur Ermittlung der von der Hand absorbierten Schwingungsenergie Bild 14: Miniaturbeschleunigungsaufhehmer Endevco 25 A (Maße in inch (mm)) Bild 15: Kraftaufnehmer auf DMS Basis Bild 16: Folien Kraftsensor Bild 17: Hand Arm Sensor, erster Prototyp Bild 18: Hand Arm Sensor, Prototyp III Bild 19: Hand Arm Sensor, ohne Handschuh Bild 20: Hand Arm Sensor mit Handschuh Bild 21: Sitzscheibe mit Folien Kontaktschaltern Bild 22: Sitzscheibe mit Gurtbefestigung Bild 23: Ansicht des Ein Platinenrechners Basic Tiger Bild 24: Dosimeter Bild 25: Dosimeter, Innenansicht Bild 26: Dosimeter Frontseite Bild 27: Dosimeter Rückseite Bild 28: Anzeige im Run Mode Bild 29: Dosimeter mit Tasche, Jacke und Hand Arm Sensor Bild 30: Beispiel eines an den PC übertragenen Datensatzes (Hand Arm Messung) Bild 31: Messwertabweichung bei winkeliger Beschleunigungsaufnehmerlage Bild 32: Messung der bewerteten Beschleunigung mit Hand Arm Sensor Prototyp I am Bohrhammer Bild 33: Messung der bewerteten Beschleunigung mit Hand Arm Sensor Prototyp I am Schwingerreger mit Greif und Andruckkraftmessgriff Bild 34: Wirkungsgrad bei der Messung der Ankopplungskraft mit Hand Arm Sensor Prototyp I VII Bild 35: Messung der Ankopplungskraft mit Hand Arm Sensor Prototyp I am Bohrhammer Bild 36: Messung der Ankopplungskraft mit Hand Arm Sensor Prototyp 1 am Schwingerreger mit Greif und Andruckkraftmessgriff Bild 37: Messgriff am Shaker mit Ankopplungskraftmesseinrichtung Bild 38: Shakergriff für Anregung in x Richtung Bild 39: Shakergriff für Anregung in y Richtung Bild 40: Shakergriff für Anregung in z Richtung Bild 41: Beschleunigungssignal am Shaker (ahW: 7,5 m/s2) Bild 42: Kohärenz in x Richtung mit Handschuh, Person 1 3 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 43: Kohärenz in y Richtung mit Handschuh, Person 1 3 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 44: Kohärenz in z Richtung mit Handschuh, Person 1 3 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 45: Übertragungsfunktion in x Richtung mit Handschuh, Person 1 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 46: Übertragungsfunktion in y Richtung mit Handschuh, Person 1 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 47: Übertragungsfunktion in z Richtung mit Handschuh, Person 1 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 48: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung, x Richtung Bild 49: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung, y Richtung Bild 50: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung, z Richtung Bild 51: Frequenzgang der Beschleunigung am Bohrhammer in x Richtung (ah™ = 5,3 m/s2) Bild 52: Frequenzgang der Beschleunigung am Bohrhammer in y Richtung (ahwy = 8,7 m/s2) Bild 53: Frequenzgang der Beschleunigung am Bohrhammer in z Richtung (ahW2 = 7,4 m/s2) Bild 54: Bohrhammer mit innenliegendem Beschleunigungsaufnehmer Bild 55: Bohrhammer: Kohärenz in z Richtung mit Handschuh, Person 1 Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 56: Bohrhammer: Übertragungsfunktion in x Richtung mit Handschuh Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 57: Bohrhammer: Übertragungsfunktion in y Richtung mit Handschuh Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 58: Bohrhammer: Übertragungsfunktion in z Richtung mit Handschuh Ankopplungskraft 50/100/200 N Bild 59: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung am Bohrhammer, x Richtung VIII Bild 60: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung am Bohrhammer, y Richtung Bild 61: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung am Bohrhammer, z Richtung Bild 62: Abweichung der bewerteten Beschleunigung des Hand Arm Sensors zur konventionellen Messung am Bohrhammer, alle Anregungen, alle Personen Bild 63: Kalibrierung der Ankopplungskraftmesseinrichtung des Hand Arm Sensors mit vorgegebener Masse Bild 64: Ermittlung des Wirkungsgrades der Ankopplungskraftmesseinrichtung des Hand Arm Sensors mit Greifkraft Messgriff Bild 65: Ermittlung des Wirkungsgrades der Ankopplungskraftmesseinrichtung des Hand Arm Sensors mit Hand (links: mit Masse, rechts: mit Waage) Bild 66: Beispiele verschiedener Grifftopographien Bild 67: Anzeige der Ankopplungskraft am Dosimeter bei Normalkraftkalibrierung Bild 68: Wirkungsgrad der Ankopplungskraftmessung des Hand Arm Sensors Bild 69: Wirkungsgrad der Ankopplungskraftmessung des Hand Arm Sensors, zusammengefasst und geordnet nach Grifftopographien Bild 70: Funktion des Kontaktschalters an der Sitzscheibe Bild 71: Übertragungsfunktion für Ganzkörperschwingungen x7y Richtung Bild 72: Übertragungsfunktion für Ganzkörperschwingungen z Richtung Bild 73: Übertragungsfunktion für Hand Arm Schwingungen Bild 74: Einfluss der Zeitkonstante auf Details im Signalverlauf (gleitende Effektivwerte) Bild 75: Einfluss der Zeitkonstante auf Details im Signalverlauf (Intervall Effektivwerte) Bild 76: Obere Messbereichsgrenzen bei Ganzkörperschwingungsmessungen in z Richtung Bild 77: Obere Messbereichsgrenzen bei Ganzkörperschwingungsmessungen in x und y Richtung Bild 78: Obere Messbereichsgrenzen bei Hand Arm Schwingungsmessungen Bild 79: Zeitverlauf von frequenzbewerteter Beschleunigung, Ein Sekunden Profil von Effektivwert und maximalem Effektivwert Bild 80: Beschleunigungsaufnehmerkalibrierung des Hand Arm Sensors Bild 81: Kalibrierung des Ankopplungskraftmesseinrichtung des Hand Arm Sensors Bild 82: Beschleunigungsaufhehmerkalibrierung der Sitzscheibe Bild 83: Vergleichsmessung konventionelle Messtechnik Dosimeter Bohrhammer Bild 84: Hand Arm Sensor am Einhandwinkelschleifer Bild 85: Vergleichsmessung konventionelle Messtechnik Dosimeter Einhandwinkelschleifer: Gehäuse und Nebenhandgriff Bild 86: Hand Arm Sensor am Schwingschleifer Bild 87: Vergleichsmessung konventionelle Messtechnik Dosimeter Schwingschleifer: verschiedene Ankopplungskräfte Bild 88: Zeitverlauf für einen Schwingschleifer Bild 89: Hand Arm Sensor an einer Schlagbohrmaschine IX Bild 90: Vergleichsmessung konventionelle Messtechnik Dosimeter Schlagbohrmaschine: 1 .Gang/2.Gang, verschiedene Ankopplungskräfte Bild 91: Zeitverlauf für eine Schlagbohrmaschine Bild 92: Ganzkörperschwingungen im Kleintransporter Ausschnitt mit Ein und Aussteigen Bild 93: Ganzkörperschwingungen im Kleintransporter verschiedene Fahrbedingungen Bild 94: Langzeit Hand Arm Schwingungsmessung Bild 95: Langzeit Ganzkörper Schwingungsmessung Bild 96: Dosimeter an Person Bild 97: Dosimeter Frontseite Bild 98: Dosimeter Rückseite Bild 99: Sitzscheibe mit Gurtbefestigung Bild 100: Handschuh mit vorbereitetem Sensor Bild 101: Hand Arm Sensor, ohne Handschuh Bild 102: Startmenü Bild 103: Menü zur Auswahl Bild 104: Kalibriermenü Bild 105: Hilfemenü Bild 106: Abfrage der Löschung des internen Datenspeichers Bild 107: Beschleunigungsaufnehmerkalibrierung des Hand Arm Sensors Bild 108: Kalibrierung der Ankopplungskraftmesseinrichtung des Hand Arm Sensors Bild 109: Beschleunigungsaufnehmerkalibrierung der Sitzscheibe Bild 110: Statusfenster (Hand Arm Schwingungsmessung) Bild 111: Anzeige im Run Mode (Hand Arm Schwingungsmessung) Bild 112: Anzeige von Zwischenergebnissen im Auswertemodus Bild 113: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 1 (Ankopplungskraft 50/100/200N, ohne Handschuh) Bild 114: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 1 (Ankopplungskraft 50/100/200N, mit Handschuh) Bild 115: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 2 (Ankopplungskraft 50/100/200N, ohne Handschuh) Bild 116: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 2 (Ankopplungskraft 50/100/200N, mit Handschuh) Bild 117: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 3 (Ankopplungskraft 50/100N, ohne Handschuh) Bild 118: Schwingungserreger: Kohärenz in x Richtung, Person 3 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Person 2 (Ankopplungskraft 50/100/200N, mit Handschuh) Bild 169: Bohrhammer: z Richtung, Person 1 (Ankopplungskraft 50/100/200N, ohne Handschuh) Bild 170: Bohrhammer: z Richtung, Person 1 (Ankopplungskraft 50/100/200N, mit Handschuh) Bild 171: Bohrhammer: z Richtung, Person 2 (Ankopplungskraft 50/100/200N, ohne Handschuh) Bild 172: Bohrhammer: z Richtung, Person 2 (Ankopplungskraft 50/100/200N, mit Handschuh) XIII Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Vergleich derzeitig am Markt befindlicher Geräte Tabelle 2: Dominierender Frequenzbereich der Schwingungsanregung, Einsatzdauer und Schwingstärke bei unterschiedlichen Maschinen Tabelle 3: Häufig auftretende Ankopplungen des Hand Arm Systems (zu erwartende Andruckkraft bzw. Greifkraft, Grifftopographie) Tabelle 4: Anforderungen an die Sensoren Tabelle 5: Anforderungen an das Schwingungsmessgerät/Dosimeter Tabelle 6: Anforderungen an die Rechnerkopplung Tabelle 7: Anforderungen an die Auswertesoftware Tabelle 8: Filterzuordnung zu den Messkanälen Tabelle 9: Bedienelemente, Anzeigen und Anschlüsse Tabelle 10: Handabmessungen der Versuchsperson zur Kohärenz und Übertragungs funktionsmessung Tabelle 11: Eigenrauschen des Messgerätes und geringste messbare frequenzbewertete Beschleunigungen Tabelle 12: Maximale messbare frequenzlineare Beschleunigungen Tabelle 13: Verschiedene Auswertungen für Hand Arm Schwingungen Tabelle 14: Verschiedene Auswertungen für Ganzkörper Schwingungen Tabelle 15: Bedienelemente, Anzeigen und Anschlüsse
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