Handbuch zum Thema Hand-Arm-Vibration / ANHANG B: WAS SIND VIBRATIONEN?

B.1 Was sind Vibrationen?

Vibrationen entstehen, wenn sich ein Körper aufgrund von äußeren und inneren Kräften hin und her bewegt, Abbildung B.1. Im Fall von Hand-Arm-Vibrationen vibriert der Griff einer Maschine oder die Oberfläche eines Werkstücks und diese schnelle Bewegung wird auf die Hand und den Arm übertragen.

Abbildung B.1: Hand-Arm-Vibrationen

B.2 Was wird gemessen?

Vibrationen definieren sich über ihre Vibrationsintensität und Frequenz. Die Vibrationsintensität 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 für die Messung der Hand-Arm-Vibrationen

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). Bei rotierenden Werkzeugen wird die dominante Frequenz in der Regel durch die Geschwindigkeit, mit der sich das Werkzeug dreht, ermittelt (Anzahl von Umdrehungen pro Minute bzw. U/min, geteilt durch 60 ergibt die Frequenz in Hz).

Die für die Hand-Arm-Vibrationen relevanten Frequenzen liegen in einem Bereich von 8 Hz bis 1.000 Hz. Da jedoch die Gefährdung einer Schädigung der Hand 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. Bei Hand-Arm-Vibrationen wird für alle drei Achsen nur eine Frequenzbewertungskurve verwendet.

B.4 Welche Beurteilungsgrößen werden für die Gefährdungsbeurteilung verwendet?

In jeder Vibrationsachse wird ein frequenzbewerteter Effektivwert der Schwingbeschleunigung gemessen. Dieser wird mit ahw bezeichnet. Der für die Beurteilung der Exposition verwendete Wert ist der Vibrationsgesamtwert, der die drei ahw-Werte für die Achsen x, y and z wie folgt kombiniert:

Abbildung B.3 zeigt einige Beispiele von Vibrationsgesamtwerten für handelsübliche handgehaltene kraftbetriebene Maschinen.

Abbildung B.3: Beispiele für Vibrationsgrößen von handelsüblichen Werkzeugen. Die ausgewählten Daten basieren auf den am Arbeitsplatz vorgenommenen Vibrationsmessungen der Vibrationsgesamtwerte ahv (siehe Kapitel 2.3) von HSL und INRS zwischen 1997 und 2005. Diese Daten dienen ausschließlich der Veranschaulichung und sind möglicherweise nicht unter allen Umständen repräsentativ für den Einsatz der Maschinen.

Der 25. und 75. Perzentilpunkt zeigt die Vibrationsgröße an, denen 25 % bzw. 75 % der Beispiele entsprechen bzw. die sie unterschreiten.

B.5 Welche Messgeräte sollte ich einsetzen?

Die Ausrüstung zur Messung von Hand-Arm-Vibrationen sollte die Spezifikationen der DIN EN ISO 8041:2006 für Geräte zur Messung von Hand-Arm-Vibrationen erfüllen. Es ist wichtig, dass Beschleunigungsmesser (Vibrationsaufnehmer) sorgfältig ausgewählt werden. Die Vibrationen an handgehaltenen und handgeführten Maschinen können sehr stark sein und ungeeignete Aufnehmer leicht überlasten. Für die Befestigung der Aufnehmer an den Maschinengriffen müssen starre, leichte und kompakte Befestigungssysteme verwendet werden. Weitere Informationen und Anleitungen über die Auswahl von Aufnehmern und Befestigungsmethoden entnehmen Sie der Norm DIN EN ISO 5349-2:2001.

Literaturhinweis

DIN EN ISO 5349-2:2001 Mechanische Vibrationen – Messung und Bewertung der Einwirkung von Vibrationen auf das Hand-Arm-System des Menschen – Teil 2: Praxisgerechte Anleitung zur Messung am Arbeitsplatz

DIN EN ISO 8041:2006 Schwingungseinwirkung auf den Menschen – Messeinrichtung (ISO 8041:2005); Deutsche Fassung EN ISO 8041:2005

VDI-Richtlinie 2057: Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen Blatt 1: Ganzkörper-Schwingungen, Blatt 2: Hand-Arm-Schwingungen; Ausg. 9/2002. Beuth, Berlin 2002

Informationsblatt Nr. 17 des Fachausschusses Gefährdungsbeurteilung "Vibrationen" bei handgeführten und -gehaltenen Arbeitsmaschinen: Hinweise zur Nutzung von Herstellerangaben aus Bedienungsanleitungen