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DE102007014894A1 - Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung - Google Patents

Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung Download PDF

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DE102007014894A1
DE102007014894A1 DE200710014894 DE102007014894A DE102007014894A1 DE 102007014894 A1 DE102007014894 A1 DE 102007014894A1 DE 200710014894 DE200710014894 DE 200710014894 DE 102007014894 A DE102007014894 A DE 102007014894A DE 102007014894 A1 DE102007014894 A1 DE 102007014894A1
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DE
Germany
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vibration
tool
display device
dosimeter according
measuring
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Withdrawn
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DE200710014894
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English (en)
Inventor
Stefan Holst
Ulrich Single
Markus Roth
Juergen Lennartz
Andreas Strasser
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, weist eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Betriebszustandes des Werkzeugs, eine Rechnereinrichtung zum Berechnen des aktuellen kumulativen Belastungswertes, eine Auswerteeinrichtung zum Vergleich des aktuellen kumulativen Belastungswertes mit definierten Grenzwerten und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des aktuellen Status auf, wobei die Messeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung als separate Bauteile ausgeführt sind und die Anzeigeeinrichtung mit wenigstens einer der übrigen Einrichtungen drahtlos kommuniziert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, nach dem Anspruch 1.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 101 19 252 A1 ist eine Einrichtung zur personengebundenen Messung von Schwingungsbelastungen bekannt, die auf die Hand, den Arm oder den ganzen Körper der ein vibrierendes Werkzeug bedienenden Person wirken. Die Einrichtung umfasst verschiedene Sensoren, über die neben der Erfassung von Schwingungsmesswerten auch andere physikalische Messgrößen wie z. B. die Temperatur aufgenommen werden können. Die gesamte Einrichtung wird von der Bedienperson in der Hand gehalten, um die Schwingungsbelastung der Bedienperson zu ermitteln. Eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit der schwingungserzeugenden Maschine soll nicht mehr erforderlich sein.
  • Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass die tatsächliche Schwingungsbelastung aufgrund des fehlenden Kontaktes mit dem schwingungserzeugenden Werkzeug nur mit einer verhältnismäßig großen Unsicherheit ermittelt werden kann. Außerdem ist es nicht möglich, gerätetypische Vibrationskennwerte zu berücksichtigen oder Beschleunigungsmessungen durchzuführen, was jedoch aufgrund gesetzlicher Vorschriften für die Ermittlung täglicher Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwerte erforderlich ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfach durchzuführenden Maßnahmen ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen zu schaffen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, wobei sich das Vibrationsdosimeter durch eine hohe Bedienerfreundlichkeit bei ausreichender guter Messgenauigkeit auszeichnen soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Das erfindungsgemäße Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, umfasst eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Betriebszustandes (Werkzeug unter Last, Leerlauf und eventuell Bestimmung der Betriebsart), eine Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der effektiven Betriebsdauer des Werkzeugs, eine Rechnereinrichtung zum Berechnen eines aktuellen Belastungswerts aus der effektiven Betriebsdauer und aus einem werkzeugspezifischen und eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwert, eine Auswerteeinrichtung zum Vergleichen des aktuellen Belastungswerts mit zulässigen Belastungsgrenzwerten und eine Anzeige- und/oder Abschalteinrichtung, über die der aktuelle Status angezeigt und/oder das Werkzeug bei Überschreitung des Belastungsgrenzwerts abgeschaltet wird.
  • Weiterhin ist vorteilhaft eine Speichereinrichtung zum Abspeichern und Auslesen älterer Belastungswerte vorgesehen. Mithilfe dieser Speichereinrichtung ist es möglich, Belastungswerte aus verschiedenen Arbeitsphasen abzuspeichern und bei Wiederaufnahme der Arbeiten an einem schwingungsgenerierenden Werkzeug wieder zu berücksichtigen.
  • Dies ermöglicht eine kontinuierliche Fortsetzung bei der Ermittlung des Belastungswerts unter Berücksichtigung vorangegangener Arbeiten am gleichen oder an verschiedenen Werkzeugen. Im Unterschied zu Ausführungen zum Stand der Technik gehen somit nach dem Abschalten oder dem Wechsel eines Werkzeugs Belastungen, denen die Bedienperson ausgesetzt war, nicht verloren, sondern werden weiterhin kumulativ berücksichtigt. Das Abspeichern in den bzw. Auslesen aus dem Speicher stellt sicher, dass die Gesamtvibrationsbelastung für die jeweilige Bedienperson festgestellt werden kann.
  • Außerdem können über eine Schnittstelle die gespeicherten Daten z. B. kumulative Vibrationsbelastung, Vibrationsbelastung als Funktion der Zeit, verwendete Geräte und ihre Betriebsart über die Zeit mit Hilfe eines Computers (PC, PDA oder ähnliches) ausgelesen und dokumentiert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Belastungswert kann auch die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts sowie den definierten Grenzwerten berechnet werden. Die Auswerteeinrichtung vergleicht dann die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit, die sich als Funktion eines zulässigen Vibrationskennwertes berechnen lässt. Die Anzeigeeinrichtung stellt das Vergleichsergebnis dar.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung als physisch separat von einander ausgebildete Bauteile ausgeführt sind, wobei die Anzeigeeinrichtung mit wenigstens einer der übrigen Einrichtungen drahtlos kommuniziert.
  • Diese Ausführung zeichnet sich durch eine hohe Anwenderfreundlichkeit aus, da die Anzeigeeinrichtung als separates Bauteil unabhängig von dem schwingungserzeugenden Werkzeug mitgeführt werden kann. Es ist insbesondere möglich, dass die Bedienungsperson die Anzeigeeinheit unmittelbar am Körper mit sich führt. Zugleich kann die Messeinrichtung, die von der Anzeigeeinrichtung als separate Baueinheit ausgeführt ist, direkt an dem oder in dem schwingungserzeugenden Werkzeug angeordnet werden, wobei gegebenenfalls auch eine Anordnung im Netzkabel in Frage kommt. Dies erlaubt eine präzise Ermittlung der Schwingungen bzw. des Betriebszustandes (Werkzeug unter Last, Leerlauf und eventuell der Betriebsart) sowie der tatsächlichen Betriebsdauer und damit der effektiven Belastung der bedienenden Person. Die separat ausgeführte Anzeigeeinrichtung kann über eine Alarmfunktion verfügen, die beim Erreichen bzw. Überschreiten eines gesetzten Grenzwertes zusätzlich oder alternativ zur Anzeige einen akustischen, optischen und/oder haptischen Alarm erzeugt. Als Grenzwerte werden insbesondere die nach EU-Vorschriften zu ermittelnden Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwerte berücksichtigt, wobei grundsätzlich auch andere Grenzwerte in Betracht kommen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vibrationsdosimeters liegt in dem einfachen Wechsel zwischen unterschiedlichen Werkzeugen, deren Vibrationsbelastung für die bedienende Person berücksichtigt werden soll. Aufgrund der drahtlosen Kommunikation zwischen der Anzeigeeinrichtung und mindestens einer weiteren Baueinheit des Vibrationsdosimeters kann die Anzeigeeinrichtung problemlos zwischen verschiedenen Dosimetereinrichtungen an unterschiedlichen Werkzeugen gewechselt werden. Es reicht grundsätzlich aus, die jeweiligen Messeinrichtung an dem betreffenden Werkzeug zu belassen und lediglich bei der Inbetriebnahme eines neuen Werkzeuges die von der Bedienperson mitgeführte Anzeigeeinrichtung in Kommunikation mit der Messeinrichtung am neuen Werkzeug treten zu lassen. Dies stellt eine besonders einfache und anwenderfreundliche Möglichkeit dar, auftretende Belastungen an schwingungserzeugenden Werkzeugen festzustellen.
  • Möglich ist aber auch eine Variante, bei der sämtliche Baueinheiten des Vibrationsdosimeters von Werkzeug zu Werkzeug transferiert werden. Auch bei einem Transfer aller Baueinheiten bleibt der Vorteil der Anwender- und Bedienerfreundlichkeit erhalten, da aufgrund der drahtlosen Kommunikation die Anzeigeeinrichtung grundsätzlich nach Belieben von der Bedienperson mitgeführt werden kann.
  • In bevorzugter Ausführung ist die Anzeigeeinrichtung mit der Auswerteeinrichtung und vorzugweise auch mit der Rechnereinrichtung und der Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst, so dass lediglich die Messeinrichtung als einzelne Baueinheit separat von der Anzeigeeinrichtung ausgeführt ist und an oder in dem schwingungserzeugenden Werkzeug angeordnet ist. In dieser Ausführung ist die Messeinrichtung nur zur Ermittlung Betriebszustandes (Werkzeug unter Last oder Leerlauf und eventuell die Betriebsart) des Werkzeuges bzw. eines äquivalenten Wertes verantwortlich, der drahtlos zu den weiteren, separat ausgeführten Baueinheiten übermittelt wird. Die effektive Betriebsdauer des Werkzeuges wird in der Betriebsdauerermittlungseinrichtung ermittelt, aus der dann mit Hilfe eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes in der Recheneinheit der aktuelle Belastungswert berechnet wird. Diese Vibrationskennwerte werden entweder durch die Messeinheit drahtlos zugesandt oder die Messeinheit sendet ein Identifikationssignal an die separate Baueinheit, in der die Vibrationskennwerte für unterschiedliche Werkzeuge hinterlegt sind. Die Auswerteeinrichtung vergleicht den aktuellen kumulativen Belastungswert mit Grenzwerten und die Anzeigeeinrichtug zeigt den aktuellen Status an.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Belastungswert kann auch die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts berechnet werden. Die Auswerteeinrichtung vergleicht dann die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit, die sich als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes sowie den definierten Grenzwerten berechnen lässt. Die Anzeigeeinrichtung stellt das Vergleichsergebnis dar.
  • Zur Berechnung des Belastungswertes bzw. der maximal zulässigen Arbeitszeit können ein so genannter Auslösegrenzwert und ein Expositionsgrenzwert in Abhängigkeit des werkzeugspezifischen und eventuell auch des betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes verwendet werden, wobei mit dem Erreichen des Auslösegrenzwertes ein erster Alarm generiert und mit dem Erreichen des Expositionsgrenzwertes weitere Maßnahmen bis hin zum Abschalten des Werkzeugs ergriffen werden können. Mit der Auslagerung sowohl der Rechnereinrichtung zur Berechnung des Belastungswertes bzw. der maximal zulässigen Arbeitszeit als auch der Auswerteeinrichtung zum Vergleichen mit den Grenzwerten bzw. der effektiven Betriebsdauer kann die am Werkzeug anzuordnende Messeinrichtung verhältnismäßig klein bauend ausgeführt sein, was die Integration in das Gehäuse bzw. die Befestigung am Gehäuse des Werkzeuges erleichtert.
  • Die Betriebdauer-Ermittlungseinrichtung kann von verschiedenartigen Messeinrichtungen Informationen beziehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Messeinrichtung als Beschleunigungssensor zur Ermittlung der auftretenden Beschleunigungen ausgebildet, was den Vorteil aufweist, dass über die Amplitude und Frequenz der gemessenen Beschleunigungswerte eine zusätzliche Gewichtung bzw. Einstufung in verschiedene Vibrationskategorien möglich ist. Es kann aber auch ausreichend sein, lediglich Ein-Aus-Betriebszustände des Werkzeuges zu unterscheiden und ggf. noch eine weitere Unterscheidung zwischen Leerlaufdrehzahl und Betriebsdrehzahl und/oder der Betriebsarten zu treffen. Diese Betriebszustände des Werkzeugs können auch über die Drehzahl und/oder die Stromzufuhr zum Werkzeug ermittelt werden, wofür entsprechend ausgebildete Messeinheiten vorzusehen sind.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Messeinrichtung von der in einem Piezoelement zu erzeugenden Spannung gespeist, wobei das Piezoelement in die Messeinrichtung integriert ist und über den Piezoeffekt die Schwingungen bzw. Vibrationen des Werkzeuges zur Spannungserzeugung nutzt. Auf diese Weise ist die Messeinrichtung selbstversorgend ausgeführt und unabhängig von einer externen Stromversorgung. Gegebenenfalls übernimmt das Piezoelement auch die Sensorfunktion.
  • Die drahtlose Kommunikation zwischen der separat ausgeführten Anzeigeeinrichtung und der mindestens einen weiteren Einrichtung ist als Bluetooth-, WLan-, Infrarot-, Ultraschall- oder als Funk-Schnittstelle ausgeführt und umfasst entsprechende Sende- und Empfangseinheiten sowohl auf Seiten der Anzeigeeinrichtung als auch auf Seiten der mindestens einen weiteren Einrichtung, insbesondere der Messeinrichtung.
  • Gemäß noch einer weiteren, bevorzugten Ausführung ist die Messeinrichtung lösbar am Gehäuse des Werkzeugs zu befestigen, beispielsweise mittels Magnete, über eine Steckvorrichtung, eine Schnappvorrichtung, über Schrauben oder dergleichen. Die Befestigung außen am Gehäuse stellt ebenfalls eine anwenderfreundliche Lösung dar, da die Messeinrichtung vom Gehäuse mit geringem Aufwand wieder gelöst und an einem anderen Werkzeug angeordnet werden kann. Zusätzliche Maßnahmen für eine Integration in das Gehäuseinnere sind nicht erforderlich.
  • Gleichwohl kann es gemäß noch einer weiteren Ausführung vorteilhaft sein, eine Integration in das Gehäuseinnere vorzusehen. In dieser Ausführung verbleibt die Messeinrichtung zweckmäßig dauerhaft im oder an dem Gehäuse, es wird lediglich die Anzeigeeinrichtung und die ggf. mit der Anzeigeeinrichtung verbundenen weiteren Einrichtungen transportabel ausgeführt. Gegebenenfalls wird die Messeinrichtung aber nach Gebrauch des Werkzeugs aus dem Gehäuse wieder herausgenommen.
  • Die Vibrationsbelastung kann beispielsweise als Tages-Schwingungsbelastung in Form eines frequenzbewerteten, energieäquivalenten 8-h-Schwingungsgesamtwertes A(8) (nach Richtlinie 2002/44/EG) oder als Punktwert (z. B. nach DIN V 45694) dargestellt werden. Um die Überschreitung von Grenzwerten zu überprüfen, können die Belastungswerte akkumuliert oder aber auch von einem Art Anwenderkonto abgezogen werden.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Handwerkzeugs mit einem Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung der bearbeitenden Person, wobei das Vibrationsdosimeter zweiteilig ausgeführt ist und eine Messeinrichtung, welche in das Gehäuse des Werkzeugs integriert ist, sowie eine als separates Bauteil ausgeführte Anzeigeeinrichtung umfasst,
  • 2 eine 1 entsprechende Darstellung, wobei die Messeinrichtung außen am Gehäuse des Werkzeugs befestigt ist (lösbar oder nicht lösbar, z. B. geklebt),
  • 3 eine schematische Darstellung des zweigeteilten Vibrationsdosimeters, bestehend aus der Messeinrichtung, die im oder am Gehäuse des Werkzeugs befestigt wird, und der Anzeigeeinrichtung, die mit einer Rechnereinrichtung, einer Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung und einer Auswerteeinrichtung zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst ist, wobei diese Baueinheit drahtlos mit der Messeinrichtung kommuniziert.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die in 1 dargestellte Bedienperson 1 arbeitet an einem handgeführten, elektrisch betriebenen Werkzeug 2, welches im Ausführungsbeispiel als Bohrhammer ausgeführt ist. Zur Ermittlung der Vibrationsbelastung ist ein Vibrationsdosimeter 3 vorgesehen, das zweiteilig aufgebaut ist und zwei separate Baueinheiten 4 und 5 umfasst, wobei die Baueinheit 4 als Messeinrichtung ausgebildet ist und die Baueinheit 5 zumindest eine Anzeigeeinrichtung enthält, über die die aktuelle Vibrationsbelastung zur Anzeige gebracht wird. Als weitere Bauteile umfasst das Vibrationsdosimeter 3 eine Rechnereinrichtung zum Berechnen der Vibrationsbelastung bzw. der zulässigen Arbeitszeit an dem Werkzeug 2 als Funktion eines werkzeugspezifischen oder eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts und eine Auswerteeinrichtung zum Vergleichen der aktuellen kumulativen Vibrationsbelastung mit den Grenzwerten und/oder zum Vergleich der effektiven Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit. Diese weiteren Einrichtungen sind zweckmäßig in die die Anzeigeeinrichtung umfassende Baueinheit 5 integriert; möglich ist aber auch eine Integration in die die Messeinheit umfassende Baueinheit 4 oder eine Aufteilung in die Baueinheiten 4 und 5.
  • Die Messeinrichtung 4 ist in das Innere des Gehäuses 7 des Werkzeugs 2 integriert. Die Kommunikation mit der separaten Baueinheit 5, die beispielsweise von der Bedienperson 1 mitgeführt wird, erfolgt drahtlos; dargestellt sind Funkwellen 6, über die der von der Messeinrichtung ermittelte Betriebszustand (Werkzeug unter Last, Leerlauf und ggf. die Betriebsart) und der werkzeugspezifische Vibrationskennwert und/oder ein Identifizierungscode des Werkzeuges an die Baueinheit 5 übertragen wird. Die Übertragung erfolgt von der Baueinheit 4 im Gehäuse 7 des Werkzeuges 2 zu der Baueinheit 5, wobei ggf. auch eine Übertragung in Gegenrichtung in Betracht kommt, beispielsweise für die Übertragung eines Deaktivierungssignals zum Abschalten des Werkzeuges 2 für den Fall des Erreichen eines kritischen Grenzwertes.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Messeinrichtung 4 im Unterschied zum vorhergehenden, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel außen am Gehäuse 7 des Werkzeuges 2 lösbar angeordnet, beispielsweise über Schrauben. Der sonstige Aufbau des Vibrationsdosimeters 3 entspricht dem des vorherigen Ausführungsbeispiels. Insbesondere sind zwei separat voneinander ausgeführte Baueinheiten 4 und 5 vorgesehen, die drahtlos über Funkwellen 6 miteinander kommunizieren.
  • In 3 ist das Vibrationsdosimeter 3 schematisch in Einzeldarstellung gezeigt. Die beiden über die Funkwellen 6 miteinander kommunizierenden Baueinheiten 4 und 5 umfassen jeweils verschiedene Einrichtungen, die zur Ermittlung der zulässigen Vibrationsbelastung erforderlich sind.
  • In der Baueinheit 4 ist eine Messeinheit 11 vorgesehen, beispielsweise ein Beschleunigungssensor zur Ermittlung der auftretenden Beschleunigungen am Werkzeug oder eine Messeinheit zum Ermitteln der Drehzahl bei verschiedenen Lasten oder der aktuellen Stromaufnahme des Motors des Werkzeugs. Außerdem ist der Messeinrichtung 4 ein Piezoelement 12 zugeordnet, welches aufgrund des Piezoeffektes von den Schwingungen des Werkzeugs verursachte Verschiebungen in eine elektrische Spannung umwandelt, die zur Stromversorgung der Bauteile in der Messeinrichtung 4 genutzt wird.
  • Darüber hinaus können weitere Einrichtungen in der Messeinrichtung 4 vorgesehen sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, eine Abschalteinrichtung für die Abschaltung des Werkzeugs für den Fall vorzusehen, dass die Vibrationsbelastung einen kritischen Wert erreicht. Für diesen Fall erfolgt die drahtlose Kommunikation gemäß den Funkwellen 6 nicht nur von der Messeinrichtung 4 ausgehend zu der Baueinheit 5, sondern auch in Gegenrichtung, um ein in der Baueinheit 5 generiertes Signal zum Abschalten des Werkzeugs zur Baueinheit 4 und der dort integrierten Abschalteinrichtung zu übertragen.
  • Die von der Messeinheit 11 aufgenommenen Messsignale werden drahtlos über die Funkwellen 6 zur Baueinheit 5 übertragen und dort ausgewertet. Die Baueinheit 5 umfasst hierzu eine Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung 5a, eine Rechnereinrichtung 8, über die die aktuelle kumulative Vibrationsbelastung und/oder die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug berechnet wird, eine Auswerteeinrichtung 9, in der die aktuelle kumulative Belastung mit Grenzwerten verglichen und/oder die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit verglichen wird, eine Anzeigeeinrichtung 10 zur Anzeige der aktuellen Vibrationsbelastung oder zumindest des Erreichens eines Belastungsgrenzwerts und eine Speichereinrichtung 13.
  • Die Rechnereinrichtung 8, die ggf. mit der Auswerteeinrichtung 9 in einem gemeinsamen Prozessor realisiert sein kann, ermittelt den Belastungswert und/oder die maximal zulässige Arbeitszeit in Abhängigkeit eines werkzeugspezifischen und eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts, der üblicherweise vom Werkzeughersteller vorgegeben wird und die werkzeugspezifische Vibrationsbelastung kennzeichnet. Bei Kenntnis dieses Vibrationskennwerts bzw. dieser Vibrationskennwerte kann die maximal zulässige Arbeitszeit an dem betreffenden Werkzeug ermittelt werden. Die Messeinrichtung ermittelt den Betriebszustand des Werkzeuges und übermittelt diesen per Funk auf die Betriebsdauerermittlungseinrichtung, die die tatsächliche bzw. effektive Betriebsdauer des Werkzeuges bestimmt. In der Auswerteeinrichtung wird die aktuelle Vibrationsbelastung mit den Grenzwerten verglichen und/oder es wird die effektive Arbeitszeit mit der berechneten zulässigen Arbeitszeit verglichen. Der aktuelle Status kann anschließend in der Anzeigeeinrichtung 10 dargestellt werden. Gegebenenfalls wird bei Erreichen oder Überschreiten eines Grenzwertes in der Auswerteeinrichtung 9 ein Signal zum Abschalten des Werkzeugs erzeugt, das über die Funkwellen 6 zurück an die Baueinheit 4 und eine dort integrierte Abschalteinrichtung übermittelt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10119252 A1 [0002]

Claims (16)

  1. Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen (1), die durch den Betrieb eines Werkzeugs (2) mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, mit einer Messeinrichtung (4) zur Ermittlung des Betriebszustandes des Werkzeugs (2), einer Rechnereinrichtung (8) zum Berechnen des aktuellen kumulativen Belastungswertes und/oder zum Berechnen der zulässigen Arbeitszeit an dem Werkzeug (2) als Funktion eines werkzeugspezifischen und/oder eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes, einer Auswerteeinrichtung (9) zum Vergleich des aktuellen kumulativen Belastungswertes mit definierten Grenzwerten und/oder zum Vergleich der effektiven Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit und einer Anzeigeeinrichtung (10) zum Anzeigen des aktuellen Status, wobei die Messeinrichtung (4) und die Anzeigeeinrichtung (10) als separate Bauteile ausgeführt sind und die Anzeigeeinrichtung (10) mit wenigstens einer der übrigen Einrichtungen drahtlos kommuniziert.
  2. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) und die Auswerteeinrichtung (9) zu einer gemeinsamen Baueinheit (5) zusammengefasst sind.
  3. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (10) und die Rechnereinrichtung (8) zu einer gemeinsamen Baueinheit (5) zusammengefasst sind.
  4. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anzeigeeinrichtung (10) umfassende Baueinheit (5) und die Messeinrichtung (4) drahtlos miteinander kommunizieren.
  5. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Messeinrichtung (4) separat ausgebildete Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung (5a) zur Ermittlung der effektiven Betriebsdauer vorgesehen ist, die mit der Anzeigeeinrichtung (10) eine gemeinsame Baueinheit (5) bildet.
  6. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) eine Messeinheit (11) zum Messen des Betriebszustandes des Werkzeugs (2) umfasst.
  7. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (11) als Beschleunigungssensor zur Ermittlung der auftretenden Beschleunigungen ausgeführt ist.
  8. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die Messeinheit (11) die Stromaufnahme des Werkzeugs zu bestimmen ist.
  9. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die Messeinheit (11) die Drehzahl des Werkzeugs zu bestimmen ist.
  10. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) ein Piezoelement (12) umfasst, wobei die im Piezoelement (12) erzeugte Spannung zur Stromversorgung der Messeinrichtung (4) dient.
  11. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (12) zusätzlich als Sensor dient.
  12. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikation über eine Bluetooth-, WLan-, Infrarot-, Ultraschall- oder Funk-Schnittstelle erfolgt.
  13. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) insbesondere lösbar am Gehäuse (7) des Werkzeugs (2) zu befestigen ist.
  14. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) in das Gehäuse (7) des Werkzeugs (2) integriert ist.
  15. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (13) in der die Anzeigeeinrichtung (10) aufweisenden Baueinheit (5) vorgesehen ist.
  16. Verfahren zum Betrieb des Vibrationsdosimeters nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsbelastung über einen definierten Zeitraum akkumuliert wird.
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