Die Kunst der Ergonomie - tc-tuningen.de · 4 DIE KUNST DER ERGONOMIE 1. Was ist Ergonomie? Ergonomie ist eine relativ junge Wissenschaft, die Erkenntnisse aus hauptsächlich drei

Die Kunst der Ergonomie

Inhaltsverzeichnis

1. Was ist Ergonomie? ............................................................................... 4

2. Warum Ergonomie? .............................................................................. 4

3. Griffformen ............................................................................................ 5 3.1 Bügelgriff ........................................................................................... 6 3.2 Pistolengriff ....................................................................................... 7 3.3 Stabgriff ............................................................................................. 8 3.3.1 Schrauber und Bohrmaschinen ....................................................... 8 3.3.2 Schleifmaschinen und Winkelschrauber ......................................... 9

4. Starter ................................................................................................... 10 4.1 Fingerstarter ..................................................................................... 10 4.2Zweifingerstarter .............................................................................. 10 4.3 Daumenstarter .................................................................................. 11 4.4 Hebelstarter ...................................................................................... 11 4.5 Schubstarter ..................................................................................... 11 4.4 Handstarter ...................................................................................... 11

5. Reaktionsmoment bei Montagewerkzeugen ..................................... 12 5.1 Schlagschrauber ............................................................................... 12 5.2 Impulswerkzeuge ............................................................................. 12 5.3 Druckluftwerkzeuge mit Abschaltung ............................................. 13 5.4 Elektroschrauber .............................................................................. 13 5.5 Gegenhalter ...................................................................................... 14 5.6 Gewichtsausgleicher ........................................................................ 14

6. Schall und Lärm .................................................................................. 15 6.1 Was ist Schall? ................................................................................. 15 6.2 Wie lange wirkt Schall in uns nach? ................................................ 15 6.3 Schallmessungen ............................................................................. 16 6.4 Arbeitsschutzbestimmungen ............................................................ 16 6.5 Gesetzliche Bestimmungen ............................................................. 16

7. Lärmquellen bei Druckluftwerkzeugen ............................................ 17 7.1 Prozesslärm ...................................................................................... 17 7.2 Strömungsgeräusch .......................................................................... 17 7.3 Gehäusegeräusch ............................................................................. 17

8. Lärmminderung .................................................................................. 18 8.1 Prozesslärm ...................................................................................... 18 8.2 Strömungsgeräusch .......................................................................... 19 8.3 Schwingungsgeräusch des Gehäuses ............................................... 20 8.4 Lärmschutz am Arbeitsplatz ............................................................ 20

9. Schwingungen bei Handwerkzeugen ................................................. 21 9.1 Was sind Schwingungen? ................................................................ 21 9.2 Warum sind Schwingungen ein Problem? ....................................... 21 9.3 Vibrationsmessung ........................................................................... 22 9.4 Arbeitsschutzbestimmungen ............................................................ 22 9.5 Die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung ...................... 23

10. Vibrationsquellen ................................................................................. 23

11. Schwingungen von Handwerkzeugen verringern ............................ 24 11.1 Schleifmaschinen ........................................................................... 24 11.2 Kleinschleifer ................................................................................. 25 11.3 Winkel- und Flächenschleifer ........................................................ 25 11.4 Turboschleifer ................................................................................ 25 11.5 Schlagende Werkzeuge .................................................................. 26 11.6 Meißelhämmer ............................................................................... 26 11.7 Niethämmer ................................................................................... 27 11.8 Gegenhalter .................................................................................... 27 11.9 Schlackenhämmer .......................................................................... 27 11.10 Schlagschrauber und Impulswerkzeuge ...................................... 28

12. Schmierfreie Motoren ......................................................................... 28

13. Staubbekämpfung ............................................................................... 29 13.1 Warum die Staubentwicklung kontrollieren? ................................ 29 13.2 Gesundheit/MAK-Werte ................................................................ 29 13.3 Wie wird die Staubentwicklung bekämpft? ................................... 29

14. Staubabsaugung .................................................................................. 30 14.1 Schmirgelmaschinen ...................................................................... 30 14.2 Schwing- und Exzenterschleifer .................................................... 30 14.3 Schleifer für gekröpfte Schleifmittel ............................................. 30 14.4 Radialschleifer ............................................................................... 30 14.5 Kleinschleifer ................................................................................ 30 14.6 Diamantschleifer ............................................................................ 31 14.7 Bohrmaschinen .............................................................................. 31 14.8 Meißelhämmer ............................................................................... 31

15. Absaugsysteme .................................................................................... 32 15.1 Integriert, mobil oder zentral ......................................................... 32 15.2 Installation ..................................................................................... 32

4 D I E K U N S T D E R E R G O N O M I E

1. Was ist Ergonomie?

Ergonomie ist eine relativ junge Wissenschaft, die Erkenntnisse aus hauptsächlich drei Disziplinen vereint: Humanwissenschaft, Arbeitswissenschaft und Produktionswissenschaft. Ergonomie beschreibt die komplexe Interaktion zwischen dem Bediener und seinem Arbeitsumfeld. Werkzeuge mit guten ergonomischen Eigenschaften tragen ganz wesentlich zum Erreichen eines ergonomisch korrekten Arbeitsplatzes bei. Gleichwohl sind sie nur einer von mehreren Faktoren, die man dabei im Auge haben sollte.

2. Warum Ergonomie?

Das Streben nach hoher Produktivität bei hoher Produktionsqualität ist in einem vom Wettbewerb geprägten Markt stark ausgeprägt. Viele Unternehmen erkennen den Beitrag, den ergonomische Arbeitsplätze beim Erreichen dieses Ziels haben können.

Immer mehr Unternehmen berücksichtigen, dass arbeitsbedingte Erkrankungen viel Geld kosten können; nicht nur für die Rehabilitation der erkrankten Mitarbeiter, sondern auch für verloren gegangene Produktivität und für Qualitätsprobleme, die auf Arbeitsplätze mit schlechter Ergonomie zurückzuführen sind. Es wurden Studien veröffentlicht, die darauf hinweisen, dass dieseKostenhäufigumeinVielfacheshöhersindalsdiedirektenKosten für Vorbeugung und Rehabilitation. Unter diesem Aspekt können ergonomisch gut gestaltete Arbeitsplätze und Werkzeuge Unternehmen viel Geld sparen.

Arbeitsplätze und Arbeitsabläufe sind so zu gestalten, dass die Bediener weder unnötigen physischen Belastungen durch Vibrationen noch unnötigem Lärm oder Staub ausgesetzt werden.

Bei Handwerkzeugen spielt Ergonomie eine besondere Rolle, weil hier eine direkte Verbindung zwischen Bediener und Arbeitsprozess vorliegt.

Ziel dieses Taschenhandbuchs ist es, dem Leser ein Verständnis von ergonomisch richtig gestalteten Handwerkzeugen zu vermitteln und dazu beizutragen, unnötige Belastungen der Bediener zu vermeiden.

5D I E K U N S T D E R E R G O N O M I E

3. Griffformen

Der Griff ist die Schnittstelle zwischen dem Bediener und dem Werkzeug. Alle Kräfte, die mit der jeweiligen Aufgabe verbunden sind, werden zwischen Hand und Griff übertragen. Darum ist eine ergonomische Griffkonstruktion für die Herstellung eines Werkzeugs, die den Bediener möglichst wenig belastet, besonders wichtig.

Um eine optimale Position für die Übertragung der Kräfte zwischen Hand und Arm sicherzustellen, muss das Handgelenk gerade bleiben. Es ist auch wichtig, Verdreh- und Biegebelastungen des Handgelenks so weit wie möglich zu verringern. Da es viele verschiedene Arbeitspositionen gibt, sind die meisten Werkzeuge mit unterschiedlichen Griffarten erhältlich.

Werkzeuge sind so zu gestalten, dass sie eine möglichst hohe Leistung bei geringem Eigengewicht abgeben. Schwere Werkzeuge üben nicht nur höhere Kräfte auf das Handgelenk aus, sondern erschweren auch präzises Arbeiten.

Nachfolgend wird die Konstruktion verschiedener Griffe beschrieben. Außerdem werden die jeweiligen Anwendungsgebiete erläutert.

Es gibt viele verschiedene Griffformen. Es ist wichtig, die beste Bauform für die jeweilige Anwendung zu wählen.


70°

3.1 Bügelgriff

Diese Art von Griff wird verwendet, um hohe Vorschubkräfte zu übertragen, ohne dass das Handgelenk verdreht werden muss. Dazu muss der Griff so konstruiert sein, dass die Vorschubkraft nur über die Mittellinie von Arm und Handgelenk übertragen werden kann.

Der natürliche Greifwinkel ist unabhängig von der Größe der Hand. Dieser Winkel liegt bei etwa 70 Grad.

Wenn der Griff diesen Winkel vorgibt, sind die Muskeln, die das Handgelenk stabilisieren, in ihrer optimalen Position.

Eine mögliche Einschränkung dieser Konstruktion liegt darin, dass der Schwerpunkt des Werkzeugs vor der Hand liegt. Muss das Werkzeug einhändig bedient werden, wird dadurch eine hohe Biegekraft auf das Handgelenk ausgeübt.

Dieser Griff ist ideal für Meißelhämmer und große Niethämmer.

Der Bügelgriff ist ideal für Werkzeuge, die hohe Vorschubkräfte erfordern.


3.2 Pistolengriff

Der Pistolengriff verkürzt die Werkzeuglänge, wodurch die Biegebeanspruchung auf das Handgelenk verringert wird. Durch einen möglichst kleinen Abstand zwischen Hand und Werkstück kannhäufigauchpräzisergearbeitetwerden.

Es gibt zwei Bauarten des Pistolengriffs. Der klassische Pistolen-griff wird beispielsweise bei Bohrmaschinen verwendet, die hoheVorschubkräfteerfordern.DieserGriffbefindetsichander Rückseite des Werkzeugs, wodurch ein hoher Griffansatz möglich ist. Bei Impulswerkzeugen, bei denen die Vorschubkräfte normalerweise niedrig sind, ist der Griff beispielsweise nach vorne verschoben, wodurch der Schwerpunkt des Werkzeugs direkt über den Griff verlagert wird. Dieser Mittenhandgriff sorgt für eine bessere Balance und hält die durch das Werkzeuggewicht bedingte Biegekraft auf das Handgelenk niedrig.

Bohrmaschinengriffe sind für einen hohen Griffansatz (Obergriff) in einem Winkel von 70 Grad ausgelegt. Das ist der beste Winkel für das Handgelenk, wenn hohe Vorschubkräfte auf das Werkzeug übertragen werden. In vielen Fällen wird jedoch auch mit einem niedrigen Griffansatz (Untergriff) gearbeitet, wenn eine Bohrmaschine zum Schrauben verwendet wird. Denn dann muss der Werker das Reaktionsmoment ausgleichen, ein größerer „Hebel“ ist also hilfreich. Es ist daher wichtig, den Pistolengriff ausreichend lang zu gestalten, um einen niedrigen Griffansatz zu ermöglichen.

• DerhoheGriffansatz(Obergriff)sorgtbeihohenVorschub- kräften für eine gerade Linie durch den Arm und das Hand- gelenk. Siehe Bilder rechts.

• UnverkrampftesArbeitenauchbeimsogenanntenUntergriff: Der niedrige Griffansatz überträgt die Torsionskräfte schonend auf das Handgelenk.

Bei Werkzeugen, mit denen hohe Vorschubkräfte zu übertragen sind, ist ein hoher Griffansatz ideal. Bei schweren Werkzeugen sollte der Handgriff hingegen weiter nach vorn verlagert werden, um die Biegebelastung des Handgelenks zu minimieren.

Die zwei möglichen Hand-positionen, die bei Pistolen-griffen verwendet werdenkönnen: Obergriff (oberes Bild)und Untergriff (unten).


3.3 Stabgriff

Typische Griffdurchmesser von 38 mm für Männer- und 34 mm für Frauenhände haben sich als ideal herausgestellt und üben die geringstmögliche Haltebelastung aus. Bei der Konstruktion eines Werkzeugs ist daher das wahrscheinliche Geschlecht der bedienenden Person zu berücksichtigen.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, ob das Werkzeug ein Torsions-moment in der Hand (Stabschrauber und Stabbohrmaschinen) oder eine Hebelkraft (Reaktionsmoment) auf Handgelenk und Arm (zum Beispiel bei Schleifmaschinen und Winkelschraubern) erzeugt.

3.3.1 Schrauber und Bohrmaschinen

Bei Werkzeugen für leichte Montagearbeiten ist ein Griffdurch-messer von 34 mm zu empfehlen. Das liegt daran, dass viele Bediener in dieser Umgebung weiblich sind. Da die männliche Greifkraft normalerweise größer ist, sind Männer von einer kleinen Abweichung von dem für ihre Hände optimalen Griffdurchmesser weniger betroffen.

Da beim Bohren hauptsächlich männliche Bediener beschäftigt werden, ist ein Griffdurchmesser von 38 mm zu empfehlen.

Höhere Drehmomente können bequem mit niedriger Greifkraft bewältigt werden, wenn der Griff ergonomisch gestaltet ist. Die OberflächesollteeineviskoelastischeBeschichtungmithoherReibungaufweisen.DieOberflächenstruktursollSchwitzendurchdasBelüftenderGriffflächeverhindern.EinkonischzulaufenderGriff ermöglicht allen Fingern, mit gleicher Kraft zuzugreifen.

Zur freien Beweglichkeit und Entlastung des Handgelenks muss das Werkzeug kurz sein und seinen Schwerpunkt am Greifpunkt haben.

Bei Arbeiten mit Hebelkräften ist ein abgewinkeltes Werkzeug der Stabbauform vorzuziehen.

Für Frauenhände liegt der optimale Schraubergriff-durchmesser bei 34 mm.

Beim Bohren ist ein Griffdurchmesser von 38 mm ideal.


Durch einen möglichst kleinen Abstand zwischen Hand und Werkstück können Präzisionsarbeiten schnell und sicher durchgeführt werden.

3.3.2 Schleifmaschinen und Winkelschrauber

WeilWinkelschrauberhäufighoheDrehmomenteübertragen,istes wichtig, einen sicheren Halt am Werkzeug zu gewährleisten. Da diese Werkzeuge hauptsächlich von Männern bedient werden, eignet sich ein Griffdurchmesser von 38 mm am besten.

Bei Kleinschleifern sind die Kräfte, die auf die Hand und das Handgelenk einwirken, oftmals geringer als bei anderen Werkzeugen. Sie werden jedoch über einen längeren Zeitraum verwendet. Der Komfort für Bediener kann verbessert werden, indem die Abluft von den Händen des Bedieners fortgeleitet wird. Eine Ummantelung des Handgriffs aus kälteisolierendem Material erhöht ebenfalls den Werkerkomfort.

Bei Schrupp- und Trennschleifern, die eine zweihändige Bedienung und höhere Andruckkräfte erfordern, ist es wichtig, dass beide Hände geschont werden. Der Stützgriff muss verstellbar sein. Der Hauptgriff ist vorzugsweise angewinkelt, um einen natürlichen Haltewinkel für das Handgelenk zu ermöglichen. Der Abstand vom StützgriffzurSchleifflächemusskurzsein,umeinVerdrehendesHandgelenks zu vermeiden.

EineOberflächenbeschichtungderGriffemitviskoelastischemMaterial bietet bedeutende Vorteile: Der Griff wird als komfortabler eingeschätzt, die höhere Haftreibung der Beschichtung verbessert das Werkzeughandling, und der Griff fühlt sich weniger kalt an.

Den Stützgriff in die am besten geeignete Position bringen.

Wichtig ist eine stabile Stützgriffbefestigung.

Bei Winkelschraubern beträgt der ideale Griffdurchmesser 38 mm.

Ein gut isolierter Handgriff schützt gegen die Kälte der entweichenden Druckluft.

Beschichtete Griffoberflächen erhöhen Bedienkomfort und Sicherheit.

Der GTG 21 passt sich der Werkerhand an und ist ganz auf Ergonomie ausgelegt.

Angewinkelter Griff

Kurzer Abstand


4. StarterDie Wahl des Starters hängt wesentlich von der Konstruktion des Griffs und der Funktion des Werkzeugs ab. Im folgenden Abschnitt sind die verschiedenen Starterausführungen beschrieben.

4.1 FingerstarterDiese Finger- oder Drückerstarter werden hauptsächlich an Werk-zeugen mit Pistolengriff verwendet. Der Starter kann betätigt werden, ohne dass die Greifkraft vermindert werden muss. Der Starter sollte so konstruiert sein, dass er mit dem mittleren Fingerglied betätigt werden kann. Denn müsste statt des Mittelglieds die Fingerspitze den Starter betätigen, belastete dies unnötig die Sehnen.

Pistolenbohrmaschinen, die für eine hohe Druckkraft ausgelegt sind, haben einen hohen Griffansatz und einen Starter, der mit dem Mittelfingerbetätigtwird.

Schraubwerkzeuge für hohe Drehmomente erfordern nur geringe Vorschubkräfte. Hier ist der Handgriff für eine bessere Balance schwerer Werkzeuge oft unterhalb des Werkzeugkörpers in Schwerpunktnäheangebracht.IhrStarterwirdmitdemZeigefingerbedient.

Der Fingerstarter arbeitet sehr feinfühlig, die Drehzahl des Werk-zeugs ist dadurch exakt dosierbar. Damit sich das Werkzeug in der Hand des Bedieners „gut anfühlt“, muss der Starter so ausgelegt sein, dass mit zunehmendem Druck auf den Starter die Geschwindigkeit des Werkzeugs steigt.

FingerstarterwerdenfürhäufigeBetätigungundPräzisionsarbeitenverwendet sowie dort, wo das Werkzeug vor dem Start richtig posi-tioniert wird.

4.2 ZweifingerstarterBeiTensor-ElektroschraubernwirdeinZweifingerstarterverwendet.Werden zwei Finger zum Betätigen verwendet, verringert sich der Kraftaufwand zum Drücken. Außerdem wird die Flexibilität erhöht, da die betätigende Hand längs am Griff entlang bewegt werden kann und dennoch ein bequemes Betätigen mit einem Finger möglich ist.

Bei Griffen, die für einen hohen Griffansatz ausgelegt sind, wird der Starter mit dem Mittelfinger betätigt. Der Starter von Griffen mit einem niedrigen Griffansatz wird mit dem Zeigefinger betätigt.

Der Zweifingerstarter am Tensor ST lässt der Hand Bewegungsfreiheit beim Halten des Werkzeugs.


4.3 DaumenstarterDer Daumenstarter stellt bei der Bedienung einen festen Halt des Werkzeugs sicher. Er eignet sich besonders für Werkzeuge wie Meißelhämmer, mit denen hohe Vorschubkräfte aufgebracht werden. Bei dieser Starterart wird die Starterbetätigung Teil der Vorschubkraft.

4.4 HebelstarterMit dem Hebelstarter wird die Betätigung des Starters Teil des Griffs und gibt so größere Greifstabilität.

Diese Konstruktion ist ideal für längere Arbeiten und für Aufgaben, bei denen hohe Kräfte auf das Werkzeug einwirken. Das Werkzeug kann vor dem Einschalten in die richtige Position gebracht werden. In den Hebelstarter kann auch ein Sicherheitsmechanismus gegen unbeabsichtigtes Starten des Werkzeugs integriert werden, ohne dass das Werkzeughandling darunter leidet.

Hebelstarter werden bei Schleifmaschinen, Schraubern und Bohrern verwendet.

4.5 SchubstarterSchubstarter werden hauptsächlich bei Stabschraubern verwendet, die ideal für sich wiederholende Schraubvorgänge in der Serienfertigung sind. Der Schubstarter setzt das Werkzeug durch dessen Andruck auf den Schraubfall in Betrieb, ohne dass ein Hebel oder Starter zu betätigen ist. Ein fester Halt am Griff wird immer aufrechterhalten.

4.6 HandstarterEin Handstarter erfordert sehr wenig Kraftaufwand. Alle Finger werden verwendet, was die Belastung der Hand verringert. Bei dieser Art des Starters ist der Halt am Werkzeug instabil. Sie ist jedoch ideal für wiederholte Betätigung, bei der es weniger auf Präzision ankommt, wie bei Blaspistolen.

Daumenstarter am Meißelhammer.

Handstarter an der Blaspistole.

Stabschrauber haben häufig einen Schubstarter.

Alle Schruppschleifer sind vor versehentlichem Start mit einer Sicherheitsvorrichtung zu schützen.

Winkelschrauber und -schleifer sind in der Regel mit einem Hebelstarter ausgestattet.


Torque reaction

Force fromoperator

Rotation of bolt.Direction ofapplied torque

5. Reaktionsmoment bei MontagewerkzeugenBesonders bei Montagewerkzeugen tritt ein Reaktionsmoment auf, entgegengesetzt dem eigentlichen Eindrehmoment. Um diesem Reaktionsmoment entgegenzuwirken, muss der Bediener – mit dem Schrauber als Hebelarm – eine Gegenkraft auf den Griff des Werkzeugs ausüben. Im folgenden Abschnitt sind die verschiedenen Montagewerkzeuge beschrieben.

5.1 Schlagschrauber

Der Befestigungsmechanismus besteht aus einem sich drehenden Hammer und einem Amboss, auf dem sich das Befestigungselement befindet.BeimBefestigendrehensichHammerundAmbossgemeinsam. Bei Widerstand wird der Amboss gestoppt. Der Drehhammer wird jedoch weiterhin vom Druckluftmotor gedreht. Weiteres Drehmoment wird auf das Montagewerkzeug ausgeübt, wenn der Drehhammer auf den Amboss trifft. Das einzige Reaktionsmoment im Griff wird durch die Beschleunigung des Hammers verursacht. Schlagschrauber sind sehr schnelle Werkzeuge, die für sehr hohe Drehmomente (bis zu 5000 Nm und mehr) ohne Gegenhalter verwendet werden können.

5.2 Impulswerkzeuge

Impulswerkzeuge funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Schlagschrauber, das Schlagwerk ist jedoch durch eine hydrau-lische Impulszelle ersetzt (siehe Abschnitt Lärmminderung). Impulsschrauber sind kompakte Werkzeuge, die hohe Dreh-momente (500 Nm) ohne Gegenhalter verschrauben können. Besonders einfach und sicher ist das Montieren mit selbst-abschaltenden Impulsschraubern. Sie schalten automatisch ab, wenn das richtige Drehmoment erreicht ist.

Schraubendrehung, Reaktionskraft und Gegenkraft des Bedieners.

Impulsschrauber haben eben falls sehr niedrige Reaktionsmomente und arbeiten zudem wesentlich leiser und vibrationsärmer als Schlagschrauber.

Schlagschrauber haben eine sehr hohe Drehmomentleistung bei sehr geringen Reaktions momenten.

Reaktionskraft

Drehrichtung der Schraube =Richtung des aufgebrachten Moments

Kraft des Bedieners


5.3 Druckluftwerkzeuge mit AbschaltungSelbstabschaltende Druckluftwerkzeuge haben einen Kupplungs-mechanismus, der in den Antriebsstrang eingebaut ist. Die Kupplung löst beim Erreichen eines voreingestellten Drehmoments aus und schaltet die Luftzufuhr zum Motor automatisch ab.Bei einer schnellen Kupplung nimmt die Masseträgheit des Werkzeugs (bei den meisten Verbindungsarten) einen Großteil des Reaktionsmoments auf. Wenn auch nicht so kompakt wie die Schlag-/Impulsschrauber, sind diese Abschaltschrauber relativ klein und schnell im Vergleich zu einem Abwürgewerkzeug. Das maximale Drehmoment, das noch ohne einen Gegenhalter gehandhabt werden kann, beträgt etwa 100 Nm. In den meisten Anwendungen werden Gegenhalter ab Drehmomenten von etwa 50 Nm eingesetzt.

5.4 ElektroschrauberEin Elektroschrauber besteht aus dem Schraubwerkzeug und der dazugehörigen Steuerung. Diese Steuerung erlaubt das Einstellen einer Reihe von Parametern wie Abschaltdrehmoment, Schraubzeit und Anziehwinkel. Das bietet die Möglichkeit, das System auf jede Verbindungsart abzustimmen. Diese Schraubtechnik ermöglicht es, Reaktionsmomente auf ein Minimum zu reduzieren.

Werden keine Gegenhalter verwendet, so lassen sich mit gesteuerten Elektroschraubern höhere Drehmomente anziehen als mit Druckluft-schraubern.

Bis etwa 50 Nm können Druck luft-Winkelschrauber ohne Gegenhalter eingesetzt werden.

Gesteuerte Elektroschrauber bieten die Möglichkeit, eine Reihe von Parametern einzustellen, um das Anziehen bedienerfreundlicher zu machen.


5.5 Gegenhalter

Für höhere Drehmomente müssen Maßnahmen zur Aufnahme der Reaktionskräfte getroffen werden. Es gibt mehrere mögliche Sys teme von einfachen Gegenhaltern bis zu komplexen Momenten-armen mit integrierter Positionsabfrage des Schraubers.

5.6 GewichtsausgleicherWo möglich, sollte man Werkzeuge an Gewichtsausgleichern befestigen, um die Belastung des Werkers zu verringern, Schaden am Werkzeug zu verhindern und den Arbeitsbereich sauber zu halten. Es stehen zwei Arten von Gewichtsausgleichern zur Wahl:

•GewichtsausgleichermitFederspannung(Standard)•GewichtsausgleichermitkonstanterSpannung(Colibri)

Der Standardgewichtsausgleicher mit Federspannung übt eine Kraft auf das Werkzeug aus, die das Werkzeug in seine Ausgangsposition zurückzieht. Der Kraftaufwand steigt, je weiter das Seil ausgezogen wird. Jedes Mal, wenn das Werkzeug verwendet wird, muss der Bediener die Last überwinden.

Der Gewichtsausgleicher mit konstanter Spannung übt eine konstante Kraft auf das Werkzeug aus, und zwar ungeachtet der Zugseilausdehnung. Dadurch wird die zu überwindende Last für den Bediener verringert. Der Nachteil dieses Gewichtsausgleichers besteht darin, dass das Werkzeug bewusst in die Bereitschaftsposition bewegt werden muss.

Beispiele für Momentenarme, die das Reaktionsmoment vom Bediener fernhalten.

Die Serienmontage von Elektrogeräten an der Werkbank ist eine typische Anwendung für Schrauber mit Gewichtsausgleichern.

Colibri-Gewichtsaus-gleicher halten das Werkzeug in der Schwebe.

RIL-Gewichtsaus-gleicher mit Federspannung.


10000100010010

10

0

20

30

40

50

60

70

80

Schallpegel db

A

6. Schall und Lärm6.1 Was ist Schall?Das menschliche Gehör besitzt die Fähigkeit, Veränderungen im Luftdruck zu erkennen. Der hörbare Bereich wird in Einheiten gemessen,dieDezibel(dB)genanntwerden.DieEmpfindlichkeitgegenüber Schall hängt von der Frequenz der Druckveränderungen ab. Wenn Schallpegel gemessen werden, wird ein Filter verwendet, der die Eigenschaften des Gehörs simuliert. Dieser Filter heißt „A“-Filter. Schall wird üblicherweise in dB(A) gemessen, wobei der für die Schallmessung verwendete Filter angegeben wird.

6.2 Wie lange wirkt Schall in uns nach?

Eine anhaltende Einwirkung hoher Schallpegel zerstört die schall-empfindlichenHaarzellenimInnenohr,wasdieHörfähigkeitverringert. Bis zu einem gewissen Grad kann sich das Ohr selbst vor lauten Geräuschen schützen, indem es die Bewegung der Knöchelchen im Mittelohr dämpft. Da dieser Mechanismus erst mit einer Verzögerung von 0,04 Sekunden einsetzt, können Impulsgeräusche von Werkzeugen wie Schlagschraubern und Niethämmern besonders schädigend sein.Da das Hören einer der Hauptsinne unseres Gehirns ist, wirken Lärmbelastungen ablenkend. Konzentrationsverlust und Ermüdung können die Folge sein.

Kennlinie des für Schallmessungen verwendeten dB(A)-Filters

Frequenz [Hz]

Schallpegel db


6.3 SchallmessungenDie meisten Druckluftwerkzeughersteller verwenden die Test-methode ISO 15744, um die Geräuschpegel ihrer Produkte zu messen. Diese Methode umfasst das Messen des Geräuschpegels (in einem echofreien Raum) an fünf Stellen um das Werkzeug herum. Aus diesen Messungen wird der Lärmemissionspegel für das Werkzeug ermittelt. Die meisten Werkzeugtypen werden dabei lastfrei und mit dem montierten, mitgelieferten Zubehör betrieben. Der ermittelte Wert wird in der Dokumentation, die dem Werkzeug beigelegt wird, als der deklarierte Geräuschpegel angegeben.

Dieser Wert ist jedoch nur eine Andeutung des Geräuschpegels, dem der Bediener in einer echten Arbeitssituation ausgesetzt sein wird. Da jedes Werkzeug für viele verschiedene Anwendungen verwendet werden kann, ist es unmöglich vorherzusagen, wie hoch der Prozesslärmpegel tatsächlich sein wird.Auch kann der Abstand vom Ohr des Bedieners zum Werkzeug ein anderer sein als die im Test verwendete Distanz von 1 m.

Beim Schrauben beispielsweise kann das Betriebsgeräusch des Schraubers die größte Lärmquelle am Arbeitsplatz darstellen. Beim Schleifen hingegen ist das Maschinengeräusch nur beim Ein- und Ausschalten und im Leerlauf ohne Last von Bedeutung. Die Hauptlärmquelle ist hier der Prozesslärm des Schleifvorgangs und nicht das Betriebsgeräusch des Werkzeugs.

6.4 ArbeitsschutzbestimmungenDie Bestimmungen zur Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz befassen sich unter anderem mit dem Gesamtgeräuschpegel am Arbeitsplatz. Auch wenn kurze, laute Geräusche sehr schmerzhaft sind und sogar taub machen können, spielt für die Mehrheit der Bediener die anhaltende Belastung durch relativ hohe Geräusch-pegel eine viel größere Rolle.

6.5 Gesetzliche BestimmungenSeit 9. März 2007 sind in Deutschland mit der neuen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV) zwei EG-Richtlinien zum Schutz vor Lärm und Vibrationen in nationales Recht umgesetzt. Da beim Thema Lärm Schwerhörigkeit das größte Problem ist, wurden gegenüber der erfolgreich angewandten früheren Unfallverhütungsvorschrift (UVV) „Lärm“ die zulässigen Grenzwerte noch einmal gesenkt.

Erfasst werden der über die Zeit gemittelte Lärmexpositionspegel (Dosis) für eine Acht-Stunden-Schicht, gemessen in dB(A), sowie derC-bewerteteSpitzenschalldruckpegel,gemessenindB(C).

Messungen gemäß ISO 15744 werden mit fünf Mikrofonen in einem Abstand von 1 m vom Mittelpunkt des Werkzeugs durchgeführt.


dB

VelocityVelocity

dB

Angegeben sind die unteren Auslösewerte, ab denen erste Maß-nahmen zu ergreifen sind. Weiterhin gelten obere Auslösewerte. Bei der Messung der Lärmbelastung darf die dämmende Wirkung von persönlicher Schutzausrüstung zunächst nicht einbezogen werden. Gleichzeitig dürfen die maximal zulässigen Expositionswerte nicht überschritten werden. Da diese unter Berücksichtigung der dämmenden Wirkung des verwendeten Gehörschutzes gel-ten, können sie durch geeignete Auswahl und Benutzung des Gehör schutzes eingehalten werden. Bei Überschreiten der Ex-positionswerte sind unverzüglich Gegenmaßnahmen zu ergrei fen.

Über die zugundeliegenden EG-Richtlinien gelten in allen Ländern in der Europäischen Union ähnliche Vorschriften.

7. Lärmquellen bei DruckluftwerkzeugenEs gibt drei Hauptlärmquellen bei der Verwendung von Druck-luftwerkzeugen: Prozesslärm, Strömungs- und Gehäusegeräusche.

7.1 Prozesslärm

Das ist Lärm, der durch Kontakt des Werkzeugs mit dem Bauteil verursacht wird.

7.2 Strömungsgeräusch

Es gibt zwei Arten von Strömungsgeräuschen.

Pulsierende Luftströmung

Wird verursacht, wenn eine Lamelle den Luftauslass des Motors passiert und sich die komprimierte Luft schlagartig entspannt.

Aerodynamisches Geräusch

Wird erzeugt, wenn Luft mit hoher Geschwindigkeit durch eine kleine Öffnung hindurchströmt.

7.3 Gehäusegeräusch

Die pulsierende Luftströmung kann ein Werkzeuggehäuse in Schwingung versetzen. Diese Bewegung des Gehäuses lässt es zu einem Lautsprecher werden und erzeugt Schallenergie.

Wert 8-Stunden-Dosis, Wert in dB(A) Spitzenwert dB(C)

Unterer Auslösewert 80 135

Oberer Auslösewert 85 137

Expositionsgrenzwert 85 137

Nieten verursacht einen starken Prozesslärm.

Jedes Mal, wenn ein Flügel den Auslass passiert, wird ein Luftimpuls erzeugt.

Das aerodynamische Geräusch hängt von der Strömungsgeschwindigkeit und dem Lochdurchmesser ab.

Die Oberfläche des Werkzeugs schwingt und es entstehen Geräusche.

Geschwindigkeit

dB


Schall-druck

Niedrig Hoch

Impact

Impulse

8. Lärmminderung

8.1 Prozesslärm

Leider ist es sehr schwierig, bei Arbeiten wie Schleifen, Nieten und Meißeln den Prozesslärm wirkungsvoll zu reduzieren. In vielen Fällen ist es die beste Lösung, diese Arbeitsprozesse vom Rest des Betriebs abzugrenzen und sicherzustellen, dass betroffene Bediener den richtigen Gehörschutz tragen.

Für Putzanwendungen besteht eine Lösung darin, den Meißel an einen Hubkolben anzuschließen. Die Schockwellen, die verursacht werden, wenn ein Kolben auf den Meißel trifft, sind dann nicht vorhanden, wodurch der Geräuschpegel stark verringert werden kann. Die Anwendungen für diese Konstruktion sind begrenzt, da sie eine relativ niedrige Schlagkraft hat.

Schlackenhammer mit fest am Kolben montiertem Meißel.

Ein Montagewerkzeug, das viel Prozesslärm verursacht, ist der Schlagschrauber. Trotzdem sind diese Werkzeuge auch weiterhin wegen ihrer hohen Drehmomentkapazität und niedrigen Reaktionsmomente sehr beliebt. Eine Lösung des Geräuschproblems wurde in hydraulischen Impulswerkzeugen gefunden. Das mechanische Schlagwerk wird dabei durch eine hydraulische Impulszelle ersetzt, die statt harter Schläge einen weicheren Momentimpuls erzeugt und dadurch Geräuschemissionen ganz wesentlich senkt.

Vereinfachte Darstellung eines Impulsschraubers.

Vergleich zwischen Schalldruckpegeln, die in einer Struktur durch Schlag- und Impulswerkzeuge erzeugt werden.


1 2

21

1 2

21

8.2 StrömungsgeräuschDas Strömungsgeräusch lässt sich einfach, aber sehr wirkungsvoll verringern, indem die Abluft aus dem unmittelbaren Arbeitsbereich abgeleitet wird. Um die Geräuschpegel noch weiter zu senken, können Schall dämpfer in den Abluftkanal eingebaut werden. DerartigeDämpfelementeverringerndenDurchfluss,wodurchsichein Staudruck aufbaut, der die pulsierende Luftströmung dämpft. Dadurch wird die Spitzenschallenergie verringert. Die Luft wird durch Diffusoröffnungen verteilt abgeführt. Das bewirkt einen geregelten Druckabfall sowie eine Verringerung der Strömungs-geschwindigkeit, reduziert also das Strömungsgeräusch.

ZumErreichensehrniedrigerGeräuschpegelkönnenzweistufigeSchalldämpfer verwendet werden. Ein großer Staudruck (der die Druckimpulse dämpft) wird durch Verkleinerung des Strömungsbereichs erzielt. Gleichzeitig erhöht das jedoch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft am Auslass. Deshalb kann sich die Luft in der zweiten Kammer ausdehnen (wodurch der Druck sinkt), bevor sie über die Diffusoröffnungen in die Umgebung austritt.

Zweistufige Schalldämpfer schaffen sehr niedrige Geräuschpegel.

Die am häufigsten verwendete Schalldämpfung in Druckluft- werkzeugen geschieht über den Volumen- (V) und Druckabfall (Dp).


Werkzeuge, deren Betrieb über ein weites Strömungsspektrum reicht, stellen ein besonderes Lärmproblem dar. Abhilfe schafft einzweistufigerSchalldämpfermitintegriertem„aktivenVentil“.

Dieses Ventil ist so ausgelegt, dass der Druck im Abluftrohr unabhängig von der Luftströmung praktisch konstant gehalten wird. Bei steigender Strömungsgeschwindigkeit wird das Ventil geöffnet, wodurch der Strömungsquerschnitt vergrößert wird. Bei sinkender Strömungsgeschwindigkeit wird auch der Strömungsquerschnitt kleiner.

So werden die Druckpulse gedämpft und niedrige Geräuschpegel unter allen Strömungsbedingungen beibehalten.

8.3 Schwingungsgeräusch des GehäusesModerne Werkzeuge sind mit wirkungsvollen Abluftschalldämpfern ausgerüstet. Auch wird viel Zeit und Mühe in die Entwicklung möglichst leichter Werkzeuge investiert. Daher wird die Bekämp-fung schwingungsbedingter Geräusche immer wichtiger. Es ist unerlässlich, das Gehäuse vor Schwingungen aus dem Lamellen-motorzuschützen.Ebensowichtigistes,dieFormsteifigkeitdes Gehäuses sicherzustellen, um unerwünschte Resonanzen zu vermeiden.

Hierbei bewähren sich unter anderem neue Werkstoffe, wie zum Beispiel nylonverstärkte Kunststoffe, die nicht mitschwingen.

8.4 Lärmschutz am ArbeitsplatzArbeitgeber können vieles tun, um den Geräuschpegel im Betrieb zu senken. Bei Druckluftwerkzeugen ist es natürlich wichtig, geräuscharme Modelle zu verwenden. Ebenso wichtig ist es aber auch, Werkzeuge zu wählen, mit denen die erforderlichen Arbeiten schnell erledigt werden können. Die tägliche Exposition der Lärmbelastung errechnet sich aus der Lautstärke und ihrer Dauer. Wird beispielsweise eine Arbeit in der halben Zeit bei einem um 3 dB höheren Geräuschpegel erledigt, entspricht das dennoch der gleichen täglichen Exposition. Das gilt natürlich nur, wenn die eingesparte Zeit nicht für weitere ebenso laute Arbeiten verwendet wird.

LUM-Schrauber sind ein gutes Beispiel für Schwingungslärm-optimierte Montagewerkzeuge.

Das aktive Ventil im Luftauslass der Winkelschleifmaschine LSV 38 hält den Druckabfall unabhängig von der Luftströmung nahezu konstant.


Muscles

Damagedartery

Normalartery

Restrictedpassage

Normalpassage

9. Schwingungen bei Handwerkzeugen

9.1 Was sind Schwingungen?Mit Schwingung (Vibration) bezeichnen wir die Beschleunigung eines Körpers durch oszillierende äußere oder innere Kräfte. Diese oszillierenden Kräfte haben je nach Quelle verschiedene Frequenzen.

9.2 Warum sind Schwingungen ein Problem?Die Belastung durch übermäßige Vibrationspegel kann beim Bediener zu Gefäßverletzungen sowie Schäden an Nervenzellen und Gelenkknochen führen.

Gefäßverletzungen treten dort auf, wo Arterien in den Fingern anschwellen, wodurch sich der Strömungsquerschnitt für das Blut verringert. Solche Schädigungen sind nicht umkehrbar. Diese Erkrankung wird bei kalten Temperaturen besonders deutlich, wenn der Körper die Blutzufuhr in die Extremitäten verringert. Durch die geringere Blutversorgung werden die betroffenen Bereiche gefühllos, weil sie nicht mehr ausreichend durchblutet werden. Die betroffenen Finger erscheinen blass, weshalb man hier von dervibrationsbedingtenWeißfingerkrankheitspricht.

Darüber hinaus können durch Schwingungen Nervenzellen beschädigt werden. Dies kann zu einem teilweisen Verlust des Tastsinns führen. Im Frühstadium ist diese Schädigung noch heilbar; anhaltende Vibrationsbelastung verursacht jedoch bleibende Schäden. Wird nicht eingeschritten, leiden die Betroffenen sehr und werden durch die Erkrankung in ihrem täglichen Leben behindert und eingeschränkt.

Fingerarterien im Querschnitt: gesund (links) und vibrationsgeschädigt (rechts). Hier droht die Weißfingerkrankheit.

Gesunde Arterie

Muskeln

Geschädigte Arterie

Verengter Durchgang

Normaler Durchgang


Schon Tätigkeiten wie das Zuknöpfen eines Hemds, das Aufheben einerMünzevoneinerflachenOberflächeoderZeichnenwerdendann zu schwierigen oder gar unmöglichen Aufgaben.

Knochenschäden werden durch die Verwendung von ungedämpften Werkzeugen verursacht, die hohe Vorschubkräfte erfordern. Die Vibrationen werden hierbei unmittelbar durch die Hand und den Arm geleitet, was zu Verschleiß und sogar Knochen- und Gelenkbrüchen führen kann.

9.3 VibrationsmessungSchwingungsemissionsmessungen, die als Grundlage für die deklarierten Schwingungswerte dienen, basieren auf der Normen-reihe ISO 8662 (demnächst ISO 28927, da die Reihe gerade – Stand Januar 2008 – überarbeitet wird). Entsprechende Normvorgaben fürElektrowerkzeugefindensichinderNormenreiheEN50144(demnächst EN 60745).

Der Hauptzweck dieser Messungen besteht darin, wiederholgenaue und reproduzierbare Werte zu erhalten, die für den Vergleich ver-schiedener Werkzeuge in Bezug auf ihre Schwingungserzeugung herangezogen werden können. Aktuelle Normen der ISO-Reihe 8662 verwenden üblicherweise eine oder zwei Beschleunigungs-messstellen. Sie liegen in der Mitte der Greifzone für die Hand oder Hände, die das Werkzeug berührt bzw. berühren. An jedem Punkt werden bislang Messungen ausschließlich in der vorherrschenden Wirkrichtung durchgeführt. Künftig erfolgt die Messung in allen drei Raumrichtungen – und es wird gefordert, dass die Messwerte typische Werte im Einsatz widerspiegeln.

Die Schwingungen bei realem Gebrauch des Werkzeugs können sich von den deklarierten Vibrationswerten erheblich unterscheiden. Es gibt viele Parameter, die die Schwingungen bei realem Gebrauchbeeinflussen.DiedeklariertenVibrationswertedürfendaher nur unter großer Sorgfalt als Grundlage für eine Belastungs-Abschätzung verwendet werden.

9.4 Arbeitsschutzbestimmungen

Die exakte Frequenz und Stärke von schädigenden Vibrations-belastungen (wie oben beschrieben) zu bestimmen, ist schwierig.Die detaillierteste Analyse vibrationsbedingter Erkrankungen wurde von der International Standardization Organization (ISO) durchgeführt. Ihre Empfehlungen wurden in der ISO-Norm 5349 veröffentlicht.VieleFaktorenbeeinflussendasRisikofürdieEntwicklung schwingungsbedingter Störungen; manche sind sehrspezifisch.Eskanndahernichtgenauvorhergesagtwerden,wie das Risiko im Einzelfall aussieht. Statistisch kann jedoch sehr wohl abgeschätzt werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit


ein bestimmter Prozentanteil einer Gruppe vibrationsbedingte Gesundheitsschädigungen erleidet.

9.5 Die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung Wie bereits beim Thema Lärm in Kapitel 6.5 ausgeführt, sind seit dem 9. März 2007 in Deutschland in der neuen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV) zwei EG-Richtlinien zum Schutz vor Lärm und Vibrationen in nationales Recht umgesetzt. Erstmals müssen damit bei Vibrationen Grenzwerte eingehalten werden. In allen Mitgliedsstaaten der Europäischen Union werden somit vergleichbare Anforderungen an die Arbeitgeber gestellt, um die Vibrationsbelastung ihrer Beschäftigten möglichst gering zu halten.

Die LärmVibrationsArbSchV führt bei Hand-Arm-Vibrationen einen Auslösewert und einen Expositionsgrenzwert ein – jeweils ausgedrückt in [m/s2]. Der Vergleich erfolgt mit dem Tages-Vibrationsexpositionswert des Werkers, bezogen auf eine Acht-Stunden-Schicht.

Ab dem sogenannten Auslösewert müssen Unterweisungen durch-geführt werden. Arbeitsmedizinische Vorsorge ist anzubieten, und der Arbeitgeber muss ein Vibrationsminderungsprogramm aus-arbeiten und durchführen. Vorrangig gehört dazu die Auswahl und Beschaffung Arbeitsmitteln, die dem Stand der Technik entsprechen. Der Expositionsgrenzwert darf in keinem Fall überschritten werden. Für Ganzkörpervibrationen gelten im Übrigen niedrigere Werte.

DasAtlas-Copco-Taschenhandbuch„VibrationenundderenBewertung bei Handwerkzeugen“ (Bestellnr. 9833 1508 04) liefert hierzu auf Basis der aktuellen Verordnung weitere Informationen.

10. VibrationsquellenIndustriewerkzeuge müssen sehr robust sein, um auch härtesten Einsätzen standhalten zu können. Hinsichtlich Schwingungen bedeutet dies, dass die meisten Werkzeuge als starre Körper betrachtet werden können. Schwingungskräfte wirken auf ihre Gehäuse ein und verursachen Vibrationen. Diese Schwingungskräfte können prozessbedingt oder unabhängig vom Arbeitsprozess sein.

Wert 8-Stunden-Exposition m/s2

Auslösewert 2,5

Expositionsgrenzwert 5


Die vom Arbeitsprozess unabhängigen Kräfte rühren zum Beispiel von der Rotation unwuchtiger Innenteile des Werkzeugs oder unwuchtigen Einsteckwerkzeugen her. Ein weiteres Beispiel für prozessunabhängige Vibrationen stellen die Kräfte dar, die zur Beschleunigung des Kolbens in einem schlagenden Werkzeug erforderlich sind.

Prozessbedingte Vibrationen entstehen, wenn beispielsweise eine Schleifscheibe mit dem Werkstück in Berührung kommt oder wenn die Schockwelle des Meißels in einem schlagenden Werkzeug vomWerkstückzurückindenMeißelhammerreflektiertwird.DieKräfte, die beim Montieren mit einem Schlagschrauber zwischen der Stecknuss und dem Schraubenkopf wirken und Vibrationen verursachen, sind weitere Beispiele.

In allen Fällen sprechen wir über Kräfte als Schwingungsquelle. Das führt zu den drei Grundprinzipien der Vibrationsbekämpfung:

• ReduzierenderSchwingungskräfte.Beispielesinddasauto- matische Unwuchtausgleichsystem (Autobalancer) an einer Schleifmaschine oder der Differenzialkolben in einem Meißel- hammer.

• DasWerkzeugdurchkonstruktiveMaßnahmenwenigeranfällig gegen Schwingungskräfte machen. Beispiel ist die starre Befesti- gung der Schutzhaubenmasse einer Schleifmaschine am Werk- zeug, um dessen Trägheit zu vergrößern.

• AbkoppelnderSchwingungenimWerkzeugvondenGriff- flächen.BeispielesindschwingungsdämpfendeGriffean Schleifmaschinen oder Aufbrechhämmern, das dämpfende Luftkissen in einem Niethammer-Handgriff oder das Masse- Feder-System in einem Meißelhammer.

11. Schwingungen von Handwerkzeugen verringern11.1 SchleifmaschinenDa mit Schleifmaschinen zumeist über einen längeren Zeitraum gearbeitet wird, ist es wichtig, Vibrationen so weit wie möglich zu reduzieren.

Die größte Schwingungsquelle ist die Unwucht der eingesetzten Schleifmittel (Trenn- oder Schruppscheibe, Fräser oder Schleifstift). Daher ist es ratsam, stets qualitativ gute Schleifmittel zu verwenden. Ebenso wichtig ist es, die Bediener in der Hinsicht aufzuklären, dass sie eine Schleifmaschine nicht verwenden sollen, wenn ein neu eingestecktes Werkzeug übermäßige Schwingungen verursacht. Sie müssen das betreffende Einsteckwerkzeug sofort verschrotten und stattdessen ein neues verwenden.


11.4 TurboschleiferDie Turboschleifer GTG 40 und GTG 21 verfügen über die derzeit modernste Vibrationsdämpfung. Turbinenschleifer sind 30 bis 50 % leichter als herkömmliche Schleifer vergleichbarer Leistung und haben trotz ihres geringeren Gewichts einen viel niedrigeren Vibrationspegel. Alle technischen Möglichkeiten der Vibrationsdämpfung sind in den GTG-Modellen vereint:

Die besonders präzise gefertigte Schleiferwelle, ihre robuste und spielfreie Lagerung und die passgenauen Flansche gewährleisten minimale Oszillationskräfte und einen optimalen Rundlauf. Ein Autobalancer wird ebenfalls eingesetzt. Der Autobalancer ist ein

Präzisionswelle für optimalen Rundlauf Gewichtsoptimierter

Stützgriff - spart 0,4 kg

Kurzer Abstand

Schutzhaube beim Schleifen verriegelt

Autobalancer

11.2 KleinschleiferVibrationen werden von schadhaften oder unwuchtigen Fräsern und Schleifstiften und durch den Schleifprozess selbst hervorgerufen. Eine Methode, Schwingungen im Griff zu verringern, besteht darin, den Motor und den Antriebsstrang in einer dämpfenden Lagerung zu montieren, die beispielsweise bei den LSF-Kleinschleifern aus Gummi-Elementen besteht. Die Schwingungen werden von der Lagerung absorbiert und nicht an den Griff übertragen.

11.3 Winkel- und FlächenschleiferStützgriffe können auf zwei verschiedene Arten zur Vibrations-dämpfung verwendet werden. Ein starr montierter Griff schwingt phasengleich und mit derselben Frequenz wie das Gehäuse. Hat dieser Griff ein hohes Gewicht, wirkt seine Masseträgheit schwingungsdämpfend. Nachteil: Das Werkzeug wird schwerer.

Ein weich gelagerter Griff bewegt sich phasenversetzt. Seine Masseträgheit ist nicht länger Teil der Trägheit der oszillierenden Maschine. Daraus ergibt sich zwar ein gewisser Drehimpuls am Handgriff, aber nur ein Bruchteil der Vibrationen wird auf den Stützgriff übertragen.

Die Turboschleifer GTG 40 und GTG 21 verfügen über alle Finessen zur Vibrationsdämpfung.

Zur Vibrationsdämpfung haben die Stützgriffe der LSV-38-Winkelschleifer ein Zusatzgewicht und sind starr am Werkzeug montiert.

LSF-Kleinschleifer haben eine vibrationsdämpfende Pendellagerung.


11.5 Schlagende Werkzeuge

Bei allen schlagenden Werkzeugen treten durch die Bewegung des Kolbens und den veränderlichen Luftdruck, der ihn antreibt, Vibrationen auf. In einem herkömmlichen Werkzeug werden diese Schwingungen in den Griff übertragen.

Im Meißel wird ein hoher Schwingungspegel generiert, wenn der Kolben auf den Meißel schlägt. Diese Schwingung kann nicht immer vermieden werden, weshalb weder Meißel noch Werkstück festgehalten werden dürfen.

11.6 Meißelhämmer

Schwingungspegel im Griff eines Meißelhammers können mithilfe eines „Differenzialkolbens“ im Schlagmechanismus verringert werden. Bei dieser Konstruktion dämpft der auf den Griff einwirkende Luftdruck praktisch permanent und hält die Vibrationen im Griff dadurch sehr gering.

Die Schutzhülse verwenden

Bauteil,dassichaufderSpindeldesWerkzeugsbefindet:IneinemKäfigrotierendeKugelnordnensichentgegenderFliehkraftanundgleichen automatisch jede Unwucht der Schleifscheibe aus.

DieTurboschleifersindwenigerempfindlichgegenüberoszillieren-den Kräften, weil ein möglichst hoher Teil des Werkzeuggewichts zur Steigerung der Trägheit verwendet wird. So zum Beispiel die Schutzhaube, die bei laufendem Motor durch den Druck der Abluft fest gegen das Gehäuse gepresst wird. Diese Massensteigerung vermindert den Drehimpuls des Werkzeugs um die eigene Achse und erleichtert das Handling. Nur wenn das Werkzeug nicht betätigt wird und kein Druck anliegt, kann die Schutzhaube problemlos verstellt werden.

DieEmpfindlichkeitgegenüberoszillierendenKräftenkannauchgesenkt werden, indem der Abstand zwischen unwuchtigen Kräften der Schleifscheibe und dem Werkzeugschwerpunkt so klein wie möglich gehalten wird.

Bei den GTG-Schleifern wurden federnde Stützgriffe (mit Schwingungsisolation) angedacht, wegen der bereits niedrigen Vibrationswerte und des wesentlich weniger präzisen Handlings jedoch als besonders nachteilig wieder verworfen.

Weder Meißel noch Werkstück dürfen festgehalten werden, weil Schockwellen sie zum Schwingen bringen.

RRD-Meißelhammer mit Differenzialkolben.


11.7 Niethämmer

Nietarbeiten erfordern eine sehr präzise Kontrolle über die Geschwindigkeit des Werkzeugs und die Vorschubkraft. Die von AtlasCopcoentwickeltenNiethämmersindsehrleistungsstarkund basieren auf einem herkömmlichen Schlagmechanismus, der effektiv vom Handgriff isoliert ist.

Durch ein Luftpolster zwischen dem rückwärtigen Teil des Schlag mechanismus und dem Handgriff werden Vibrationen von der Werkerhand ferngehalten. Wenn eine Vorschubkraft auf den Werkzeuggriff einwirkt, erhöht sich der Druck des Luftpolsters, wodurch eine höhere Kraft auf den Schlagmechanismus übertragen wird. Trotz höherer Schlagenergie wird auf diese Weise eine präzise Kontrolle über das Werkzeug beibehalten, und die Schwingungen im Schlagmechanismus werden nicht auf den Griff übertragen.

11.8 Gegenhalter

Bei Nietvorgängen sind die Vibrationen auf der Seite des Gegen-haltershäufighöheralsimNiethammerselbst.EineMöglich-keit, sie zu verringern, besteht in der Verwendung von schweren Gegenhaltern.DasistjedochhäufigwegenderGewichts-undRaumbegrenzungen nicht möglich. Deshalb wurden vibrations-senkende Gegenhalter entwickelt, die das gleiche Dämpfungssystem wie die gedämpften Niethämmer verwenden. Nur mit Hilfe aufeinander abgestimmter Niethämmer und Gegenhalter sind produktive, qualitativ hochwertige Nietverbindungen ohne Gesundheitsrisiken für die Bediener möglich.

11.9 Schlackenhämmer

SchlackebrauchtnichtzwangsläufigmiteinemschlagendenWerkzeug entfernt zu werden. Das Werkzeug kann so konstruiert werden, dass sich die durch die oszillierende Bewegung zweier Massen erzeugten Kräfte gegenseitig aufheben, indem der Meißel am Kolben befestigt wird und sich der Zylinder in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Dadurch ist die im Werkzeuggriff erzeugte Schwingung besonders niedrig.

Vibrationsgedämpfter RRH-Niethammer mit Servokolben und dämpfendem Luftpolster im Handgriff.

Oszillierend arbeitender RVM-Schlackenhammer.

Der schwingungsgedämpfte Gegenhalter RBB verwendet das gleiche Dämpfsystem wie die RRH-Hämmer.


11.10 Schlagschrauber und Impulswerkzeuge

Die Vibrationen im Handgriff dieser Werkzeuge sind im Allgemei-nen recht klein, abgesehen von großen Werkzeugen, die für sehr drehmomentintensive Anwendungen eingesetzt werden. Die un-sachgemäße Verwendung kann beim Bediener jedoch eine sehr große Belastung durch hohe Schwingungspegel hervorrufen.

Die Hauptschwingungsquelle geht vom Steckschlüssel aus. Um Vibrationen zu vermindern, müssen Stecknüsse fest und nahezu spielfrei auf dem Abtriebsvierkant sitzen. Auch darf weder ein verschlissener Steckschlüssel verwendet werden, noch darf der Bediener die Stecknuss mit der Hand führen.

Weil das Schlagwerk von Schlagschraubern und der Impuls-mechanismus bei Pulswerkzeugen erheblich zum Gewicht des Werkzeugs beitragen, sollten sie gut ausgewuchtet sein.

Um die Vibrationsbelastung so gering wie möglich zu halten, muss die Expositionszeit (Einwirkdauer) so kurz wie möglich sein. Bei Schlag- und Impulsschraubern ist die Wahl der richtigen Werkzeuggröße wichtig. Wenn ein Werkzeug zu klein oder zu schwach für die Montageaufgabe ist, erhöht sich die Anziehzeit erheblich.

12. Schmierfreie MotorenDer Einsatz von Werkzeugen mit schmierfreien Motoren hält den Arbeitsbereich frei von Ölverunreinigungen. Das Arbeitsumfeld wirdangenehmerundistauchfürBedienermitempfindlicherHaut vorteilhafter. Schmierfreie Motoren sparen Wartungskosten (das Befüllen von Ölern kann entfallen) und stellen sicher, dass empfindlicheWerkstückoberflächennichtvonÖltröpfchenver-unreinigt werden.

Niemals den Steckschlüssel bei Schlagschraubern oder Impulswerkzeugen mit der Hand führen.


13. Staubbekämpfung

13.1 Warum die Staubentwicklung kontrollieren?

Der Staub der meisten Werkstoffe ist ungiftig und nicht lungengefährlich. Dennoch kann Staub die Arbeitsbedingungen schwierig und unangenehm werden lassen, was die Produktivität beeinträchtigt.

Staub von einigen Materialien kann jedoch gesundheitsgefährdend sein und Krankheiten wie Krebs, Staublunge, Asbestose und Vergiftungen hervorrufen.

Am gefährlichsten sind Staubpartikel, die kleiner sind als 5 Mikrometer (5 x 10-6 m). Partikel dieser Größe können das Abwehrsystem des Körpers überwinden und in die Sauerstoff- übertragungsbereiche der Lunge eindringen.

13.2 Gesundheit/MAK-Werte

Jedes Land hat seine eigenen nationalen Schwellenwerte für die höchstzulässige Staubkonzentration der unterschiedlichen Materialien. Sie werden auch MAK-Werte genannt, weil sie die maximale Arbeitsplatz-Konzentration beschreiben. Diese Konzentrationen werden ständig neu bewertet. Jedes Jahr kommen viele neue Materialien neu auf den Markt, die der Liste der Schwellenwerte hinzugefügt werden.

13.3 Wie wird die Staubentwicklung bekämpft?

Es gibt eine Reihe von Methoden, die sicherstellen, dass der Bediener bei der Verwendung von Handwerkzeugen keiner übermäßigen Staubbelastung ausgesetzt ist. Ein Beispiel sind Absaugöffnungen an der Werkbank, die an eine starke Vakuumquelle angeschlossen sind. Es können mobile Absaugsysteme eingesetzt werden oder die Werkzeuge mit Saugleithauben versehen werden, die über Schläuche mit einer zentralen Absaugung verbunden sind. In Extremfällen muss der Bediener einen geeigneten Atemschutz als zusätzlichen Schutz tragen.

Die Staubabsaugung direkt am Werkzeug ist die effektivste Methode, da der Staub am Ort seiner Entstehung gesammelt wird. Dadurch wird nicht nur eine sehr wirkungsvolle Absaugung sichergestellt, sondern es wird auch nur eine relativ kleine Vakuumquelle benötigt.


14. Staubabsaugung

14.1 Schmirgelmaschinen

Bei allen rotierenden Schleifmitteln werden schwerere Partikel (wie Späne oder Funken) von der Scheibe weggeschleudert. Bei sinkender Partikelgröße folgt der Staub der Drehrichtung der Scheiben. Gerade diese kleinen Partikel sind besonders gefährlich. Eine gute Absaughaube muss darum das rotierende Schleifmittel so weit wie möglich umschließen, um eine Ausbreitung des Staubs zu verhindern.

Saugleithauben haben oft einen Bürstensaum oder Gummiwulst an der Außenkante, um auch gröbere Staubpartikel, die sonst weggeschleudert würden, einzufangen. Ein Ausschnitt an der Vorderseite der Haube erlaubt das Schleifen von Ecken und ermöglicht zudem eine gute Sicht auf das Werkstück. Diese Konstruktion verfügt über eine verbesserte Absaugung in dem Bereich, in dem sich der Staub bildet.

14.2 Schwing- und Exzenterschleifer

Bei Schwing- und Exzenterschleifern wird der Staub über Löcher im Stützteller abgesaugt. Da diese Werkzeuge üblicherweise auf ebenenOberflächeneingesetztwerden,bleibtderStaubunterdemStützteller.

14.3 Schleifer für gekröpfte Schleifmittel

Hier wird das gleiche Prinzip verwendet wie unter 14.1 beschrieben.

14.4 Radialschleifer

Diese Radialschleifer sind mit einer schildartigen Haube versehen, die vor der Schleifscheibe angebracht ist. Dort fängt sich der Staub, der dann abgesaugt werden kann.

LSV-38-Winkelschleifer mit Absaughaube.


14.5 Kleinschleifer

Der Fräser ist bis auf eine Aussparung, die den Zugriff auf das Werkzeug ermöglicht, vollständig von der Haube umschlossen. Dadurch kann der Staub nahezu vollständig abgesaugt werden.

14.6 Diamantschleifer

In diesem Fall wird der Staub durch die hohle Diamantschleif-trommel abgesaugt.

14.7 Bohrmaschinen

EswirdeineflexibleHaubeverwendet,diedenBohrerbeimBohren vollkommen umschließt. Diese Gummihaube mit Sauganschluss kann zurückgezogen werden, um die Position desBohrersbesserzufinden.

14.8 Meißelhämmer

Es ist praktisch unmöglich, eine hundertprozentige Staubabsaugung für einen Meißelhammer zu realisieren. Das liegt an der Schwierig-keit, eine Absaughaube exakt an der Stelle der Staubentstehung anzubringen. Außerdem kann die Absaugung durch die unter-schied liche Größe der abgetragenen Stücke leicht blockieren. DerbesteKompromissistdaherdieVerwendungeinerflexiblenGummihülse, aus der der Meißel herausragt. Auf diese Weise können Meißel und Haube schnell in die beste Position gebracht werden.

Absaughauben müssen auf das jeweilige Werkzeug abgestimmt sein.

RRD-Meißelhämmer mit Staubabsaugung werden beispielsweise im Bauwesen eingesetzt.


15. Absaugsysteme15.1 Integriert, mobil oder zentral

Grundsätzlich unterscheidet man drei Arten der Absaugung:

•Selbstabsaugung•MobileAbsaugung•Zentralabsaugung

Werkzeuge mit integrierter Selbstabsaugung haben die niedrigsten Einrichtungskosten und bieten die größte Flexibilität. Die Absaug-stärke ist jedoch im Vergleich zu den anderen Arten gering. Auch bricht das Vakuum in der Absaughaube und im Sammelbeutel zusammen, sobald die Druckluftversorgung zum Motor abgeschaltet wird.DieAbsaugeffizienzistdaherimVergleichzuanderenMetho-den eher gering.

Mobilabsaugungen bieten ein kräftiges Vakuum für ein bis zwei Werkzeuge.SiesindidealfürkleineWerkstättenundfürflexibleArbeitsbedingungen. Die anfänglichen Einrichtungskosten sind niedrig, die Aggregate brauchen aber viel Platz, und der Vakuum-erzeuger muss in der Nähe des Werkzeugs aufgestellt sein.

Eine Zentralabsaugung wird dort verwendet, wo es feste Arbeits-stationen gibt. Sie stellt ein sehr kräftiges Vakuum bereit, der Staub wird effektiv zurückgehalten. Das System hält den Arbeitsbereich rein, die anfänglichen Einrichtungskosten sind jedoch hoch.

15.2 Installation

FüreineeffizienteStaubabsaugungmusspermanenteineMindest-absaugleistung durch die Absaughaube beibehalten werden. Bei Handwerkzeugen liegt sie normalerweise zwischen 150 und 250 m³/h.

Zur Auslegung einer Absauganlage sind daher die Anzahl der zu verwendenden Werkzeuge und ihre erforderliche Absaugleistung zu berücksichtigen. Zudem sind die Strömungsverluste durch Rohrleitungen und Schläuche einzukalkulieren.

Selbstabsaugung

Mobiles Absaugsystem

Zentralabsaugung


5 3

Flow

0 100 200 300 400

Ein Beispiel soll den Zusammenhang erläutern: Angenommen, ein einzelnes Werkzeug, das eine Saugleistung von 200 m³/h erfordert, ist über ein 5 m langes 1,5-Zoll-Rohr an die Vakuumquelle angeschlossen.

AusderGrafiklässtsicherkennen,dassdiesesRohreinenDruck-abfall von etwa 0,18 bar) verursacht. Zusätzlich gibt es weitere Unterdruckverluste in der Absaughaube, den Anschlussstücken, den Filtern usw. Das entspricht ungefähr weiteren 0,05 bar.

Also muss die Vakuumquelle für diese Anwendung eine Absaug-leistung von mindestens 200 m³/h bei 0,23 bar aufrechterhalten.

Möglicherweise müssen Schleifer und Absaugung auch über eine größere Entfernung (zum Beispiel 10 Meter) eingesetzt werden. In diesem Fall wären ein 7 Meter langer Schlauch mit einem Durchmesser von 2 Zoll und ein 3 Meter langer Schlauch mit einem Durchmesser von 1,5 Zoll empfehlenswert.

Das folgende Diagramm verdeutlicht den Druckabfall bei verschiedenen Längen und Durchmessern der Absaugleitung.

Das Diagramm zeigt das Verhältnis zwischen Druckabfall (Dp) und Durchfluss für verschiedene Durchmesser und Längen von spiralverstärkten Saugschläuchen.

0,300

0,200

0,100

0Durchflussmenge

Druckabfall in bar


Ein Werkzeug ist bedienerfreundlich, wenn der Absaugschlauch klein und leicht ist. Leider verursacht ein kleiner Schlauch aber einen großen Unterdruck-Abfall. Am besten ist es daher, die Entfernung zwischen dem Werkzeug und der Hauptsaugleitung (bei Zentralabsaugung) oder der Unterdruckquelle einer mobi len Absaugung so kurz wie möglich zu halten sowie den Leitungs-durchmesser zum Werkzeug hin zu verjüngen. (Darum wurden in dervorangegangenenGrafikdreiLeitungsteilstückemitunter-schiedlichen Innendurchmessern gewählt.) Es ist auch sinnvoll, den Absaugschlauch und den Zuluftschlauch miteinander zu verbinden. Das vereinfacht die Benutzung des Werkzeugs wesentlich.

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