B.1 Was sind Schwingungen?
Schwingungen entstehen, wenn sich ein Körper aufgrund von äußeren und inneren Kräften hin und her bewegt, Abbildung B.1. Im Fall von Ganzkörper-Schwingungen kann es sein, dass der Sitz eines Fahrzeugs oder die Plattform, auf der ein Arbeitnehmer steht, vibriert und dass diese Bewegung auf den Körper des Fahrers übertragen wird.
Abbildung B.1: Ganzkörper-Schwingungen
B.2 Was wird gemessen?
Schwingungen definieren sich über ihre Schwingungsintensität und Frequenz. Die Schwingungsintensität lässt sich als der Schwingweg (in Metern), die Schwinggeschwindigkeit (in Metern pro Sekunde) bzw. die Schwingbeschleunigung (in Metern pro Sekunde im Quadrat bzw. m/s²) ausdrücken. Die meisten Schwingungsaufnehmer erzeugen eine Ausgangsgröße, die in Verbindung zur Beschleunigung steht (deren Ausgangsgröße hängt von der Kraft ab, die auf eine befestigte Masse innerhalb des Aufnehmers wirkt; bei einer befestigten Masse sind Kraft und Beschleunigung direkt miteinander verbunden) und so kommt es, dass zur Beschreibung von Schwingungen traditionell die Beschleunigung genutzt wird.
Der Schwingungsaufnehmer misst die Beschleunigung nur in einer Richtung. Will man also ein vollständiges Bild haben, sind drei Schwingungsaufnehmer erforderlich: einer für jede Achse, wie aus Abbildung B.2 ersichtlich.
Abbildung B.2: Achsen zur Schwingungsmessung
B.3 Was versteht man unter Frequenz und Frequenzbewertung?
Mit Frequenz wird ausgedrückt, wie viele Male sich ein vibrierender Körper pro Sekunde nach oben und unten oder nach vorn und hinten bewegt. Sie wird als ein Wert in Zyklen pro Sekunde ausgedrückt, allgemein besser bekannt als Hertz (abgekürzt Hz).
Die für die Ganzkörper-Schwingungen relevanten Frequenzen liegen in einem Bereich von 0,5 Hz bis 80 Hz. Da jedoch das Risiko einer Schädigung nicht bei allen Frequenzen gleich ist, verwendet man eine so genannte Frequenzbewertung, die die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung durch unterschiedliche Frequenzen darstellt. Im Ergebnis bedeutet dies, dass die bewertete Beschleunigung bei steigender Frequenz abnimmt. Für die Ganzkörper-Schwingungen werden zwei unterschiedliche Frequenzbewertungen verwendet. Die Wd-Bewertung gilt den beiden horizontalen Richtungen x und y, und die Wk-Bewertung der vertikalen Schwingung in der z-Achse.
Bei der Betrachtung der gesundheitlichen Gefährdung durch Ganzkörper-Schwingungen im Sitzen muss ein zusätzlicher Multiplikator auf die frequenzbewerteten Schwingungswerte angewandt werden. Bei den beiden horizontalen Richtungen (x und y) werden die Beschleunigungswerte mit 1,4 multipliziert.
B.4 Welche Beurteilungsgrößen werden für die Gefährdungsbeurteilung verwendet?
Nach der EG-Vibrationsrichtlinie sind zwei Methoden zur Schwingungsbeurteilung erlaubt. In Deutschland ist allein als Tages-Vibrationsexpositionswert A(8) die auf einen 8-Stunden-Arbeitstag normierte äquivalente Dauerbeschleunigung verbindlich. Der Wert von A(8) wird, wie im Anhang E.2 erläutert, aus dem Effektivwert des Beschleunigungssignals bestimmt und besitzt die Maßeinheit m/s². Der Tages-Vibrationsexpositionswert A(8) ist analog der internationalen Norm ISO 2631-1:1997 definiert.
Abbildung B.3 zeigt einige Beispiele von Schwingungswerten für handelsübliche selbstfahrende Arbeitsmaschinen.
B.5 Welche Messgeräte sollte ich einsetzen?
Die Ausrüstung zur Messung von Ganzkörper-Vibrationen sollte die Spezifikationen nach ISO 8041:2005 für Geräte zur Messung von Ganzkörper-Vibrationen erfüllen.
| Literaturhinweis: |
ISO 2631-1:1997 Internationale Normungsorganisation (1997) – Mechanische Schwingungen und Stöße – Bewertung der Einwirkung von Ganzkörper-Schwingungen und Erschütterungen auf den Menschen DIN EN 14253:2003 Mechanische Schwingungen – Messung und rechnerische Ermittlung der Einwirkung von Ganzkörper-Schwingungen auf den Menschen am Arbeitsplatz im Hinblick auf seine Gesundheit – Praxisgerechte Anleitung |
Abbildung B.3: Beispiele für Daten aus betrieblichen Schwingungsmessungen üblicher Maschinen (höchste Werte der Schwingungsrichtungen). Diese Messungen wurden zwischen 1997 und 2005 in den Schwingungslaboren des INRS (mit der Unterstützung durch CRAM und Prevencem), HSL und RMS vorgenommen. Diese Daten dienen nur der Veranschaulichung des Sachverhalts und sind möglicherweise nicht für alle Maschinenbetriebsweisen repräsentativ. Das 25. und 75. Perzentil haben eine Schwingungsintensität, die den Werten von 25 % bzw. 75 % der Messungen entspricht bzw. darunter liegt.