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WO2007098980A1 - Vibrationsdosimeter und verfahren zur ermittlung der täglichen vibrationsbelastung - Google Patents

Vibrationsdosimeter und verfahren zur ermittlung der täglichen vibrationsbelastung Download PDF

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Publication number
WO2007098980A1
WO2007098980A1 PCT/EP2007/050338 EP2007050338W WO2007098980A1 WO 2007098980 A1 WO2007098980 A1 WO 2007098980A1 EP 2007050338 W EP2007050338 W EP 2007050338W WO 2007098980 A1 WO2007098980 A1 WO 2007098980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
working
value
daily
dosimeter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/050338
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Strasser
Markus Roth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to US11/914,775 priority Critical patent/US7818141B2/en
Priority to EP07703854A priority patent/EP1994381A1/de
Publication of WO2007098980A1 publication Critical patent/WO2007098980A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a vibration dosimeter and a method for determining the daily vibration load according to the preamble of claims 1 and 11, respectively.
  • the European Parliament and the Council of the European Commission have considered it necessary to introduce measures to protect workers from hazards due to their effects on the health and safety of workers, and therefore in the EU Directive 2002 / 44 sets out minimum requirements that impose specific measures on the employer above a daily trigger level or a daily exposure limit value.
  • the assessment of the extent of exposure may be made, according to the Directive, either by means of an estimate based on the manufacturer's information on the level of vibration caused by the equipment and by observing specific procedures or by measurement.
  • estimates are often very inaccurate and difficult for the workers to understand, while measurements are relatively expensive They require determination of the RMS value of the frequency-weighted acceleration in three orthogonal directions, which is also required for hand-held or guided devices on each hand.
  • a vibration dosimeter is known, which is adapted to the hand of an operator of a working device and with a sensor for measuring the occurring vibration levels to which the operator is exposed, a device for calculating the cumulative exposure, and a Device for transmitting the recorded data to the operator-equipped.
  • DE 101 19 252 A1 discloses a device for the personal measurement of characteristic values of the hand-arm and the whole-body vibration load at workstations (vibration dosemeters) which, in addition to the acquisition of vibration measured values, also permits the detection of other physical measured variables. which are considered relevant for the assessment of the effect of vibrations on the human body.
  • the invention is based on the idea to determine for each tool a manufacturer-specific vibration value and specify for example on the tool itself or in its instruction manual, and from this typical working vibration value and set by the EU Directive 2002/44 trigger value or exposure limit one to calculate the daily working time until this trigger value or exposure limit value is reached, which can then be compared with the actual effective daily operating life of the work equipment to detect any overshoots.
  • the vibration dosimeter according to the invention and the method according to the invention can be used at any workstation where an employee is exposed to hand-arm or whole-body vibration, for example at construction sites where workers often experience different vibrations during the day Work equipment are employed.
  • Another advantage of the vibratory dosimeter according to the invention is that it can be easily and quickly changed when working with different, vibration-generating work tools at each change of a working fluid, with only the typical work vibration value for the new work equipment must be entered into the dosimeter.
  • the typical vibration level is preferably an acceleration value expressed in units of m / s 2 .
  • the vibration dosimeter comprises a display device which indicates the exceeding of the prescribed exposure value or exposure limit value of the vibration load if the determined effective daily operating time of the or each working fluid in the working state is the calculated working time until reaching the prescribed triggering value or exposure limit exceeds the vibration load.
  • the display device could for this purpose comprise a small display, for example an LCD display, but because of the vibration load of the dosimeter itself, a more robust display device is preferred which comprises at least two and preferably three differently colored light-emitting diodes.
  • a green light emitting diode may be used, which indicates by illumination that the determined effective daily operating time is the calculated working time until the prescribed trip value is reached while an orange LED is turned on, if the effective daily operating time determined exceeds the calculated working time until the prescribed action value is reached, but not the calculated working time until reaching the exposure limit.
  • a red LED may be used to indicate that the calculated working time has been exceeded until reaching the exposure limit.
  • the determined effective daily operating time of the or each working fluid is preferably automatically reset to zero.
  • the invention is used in connection with electrically driven work equipment, such as hand-held electric tools, since in the case of electrical appliances, the effective daily operating time can be determined relatively simply via the power consumption of the appliance in the working condition.
  • the vibration dosimeter can be conveniently integrated either in the device itself or in a socket, via which the respective device is connected to a power supply line or a power supply network.
  • the latter variant has the advantage that the same socket used when changing the device and thus the vibration load can be measured by all devices with a single dosimeter.
  • the vibration dosimeter may be configured to be worn by the worker either as a wristwatch or mounted on the respective device.
  • appropriate moderately determined by means of a simple acceleration sensor by a reference measurement of the acceleration level of the device at idle and in the working state and stored in the dosimeter.
  • the dosimeter then records during the entire working day whether the device is in the working, idle or off state and compares the determined effective operating time of the device with the daily working time calculated from the typical vibration value of the device until reaching the triggering value resp the exposure limit.
  • the vibration dosimeter may conveniently have an interface, such as a USB port or memory card, so that the work, idle - or off times of the device can be transmitted to a computer together with the typical work vibration value.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of components of a vibratory dosimeter integrated in a hammer drill
  • Fig. 2 is a perspective view of the hammer drill
  • 3 shows a perspective view of a socket with a built-in vibration dosimeter
  • 4 shows a schematic representation of components of the vibration dosimeter installed in the socket
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view of a vibration dosimeter for releasable attachment to a working means.
  • Fig. 6 is a schematic representation of components of the vibration dosimeter of Fig. 5;
  • FIG. 7 is a perspective view of the vibration dosimeter of FIG. 5 after attachment to a cordless hammer;
  • Fig. 8 is a perspective view of a wristwatch with an integrated vibration dosimeter
  • FIG. 9 shows a schematic representation of components of the vibration dosimeter from FIG. 8.
  • the drawing shows several installation variants for a vibration dosimeter 2, which is used to determine the daily vibration load of a worker when working with a motor-driven, in the drawing by way of example in the form of a network-dependent rotary hammer 4 (FIG. 2) or a battery-operated hammer 6 (FIG ) shown working equipment is used. Since the use of these power tools 4, 6, in particular in impact drills or hammers, exposes the operator to considerable hand-arm vibration, which, when exposed to prolonged exposure, has an effect on the health of the worker.
  • the employer is obliged to take the measures specified in EU Directive 2002/44 if the worker's vibration exposure in the case of hand-arm vibrations has a daily tripping value of 2.5 m / s 2 or daily exposure limit of 5 m / s 2 .
  • the vibration dosimeter 2 described below makes it possible to easily and inexpensively determine this vibration load or the exceeding of the triggering or exposure limit value.
  • the illustrated in Figures 1 and 2, integrated in the hammer 4, powered by the power cable 8 and a transformer 10 from the network dosimeter 2 includes for this purpose at least one transducer 12 for receiving suitable operating variables of the hammer drill 4, such as the current consumption its electric drive motor 14 and / or its speed, as well as an internal timer 16, from whose measured values can be determined in an evaluation 18 of the dosimeter 2 an effective daily operating time of the device 4, ie the time from commissioning, in which the device 4 is in the working state, with idle or off times are not counted.
  • suitable operating variables of the hammer drill 4 such as the current consumption its electric drive motor 14 and / or its speed, as well as an internal timer 16, from whose measured values can be determined in an evaluation 18 of the dosimeter 2 an effective daily operating time of the device 4, ie the time from commissioning, in which the device 4 is in the working state, with idle or off times are not counted.
  • the dosimeter 2 or the evaluation electronics 18 further comprises a memory 20 in which a device-specific vibration value ascertained by measurements for the hammer drill 4 is stored, which has the unit m / s 2 like the triggering value and the exposure limit value.
  • the evaluation electronics 18 further comprises a processor 22 which, from the daily triggering or exposure limit values set in the EU directive and the device-specific vibration value, a daily working time until the triggering time is exceeded. value or the exposure limit value calculated according to the following relationships:
  • the processor 22 comprises a comparator 24, which compares the calculated daily working time until the trigger value or the exposure limit value is exceeded with the determined effective daily operating time of the device 4 and indicates a possible overshoot of the values on a display 26.
  • the display 26 comprises a green, an orange and a red LED 28, 30, 32, of which the green 28 is illuminated, as long as the calculated daily working time is not exceeded by the operation of the device in the working state until the action value is exceeded.
  • the orange LED 30 lights up as soon as the effective daily operating time of the device 4 exceeds the calculated daily working time until the trip value is exceeded.
  • the red LED 32 is turned on when the exposure limit is exceeded, namely, when the determined effective daily operating time of the device 4 exceeds the calculated daily working time until the exposure limit is exceeded.
  • the transmitter 18 also includes a reset circuit 34, which resets the determined effective daily operating time of the device 4 to zero, when the device 4 is longer than 8 hours in the off state.
  • a reset button (not shown) is provided for manual reset.
  • the measuring transducer 12 measures the current flowing between a mains plug 38 and a socket 40 of the socket 36.
  • an input part 42 is additionally provided, on which the respective device-specific vibration value of the connected device 4, 6 removed, for example, from a user manual can be entered into the dosimeter 2 or changed when changing a device 4, 6 .
  • the transmitter 18 determines the effective daily operating time of each connected device 4, 6 from the previously determined by reference measurements power consumption in the working, idle and possibly standby state to the operating time with the according to the relationships (1). or (2) compare calculated daily working time until the action value or exposure limit is exceeded and indicate overshoots by activating the orange or red LEDs 30, 32 of the display 26 on the front of the socket 36.
  • the dosimeter 2 has an additional interface 44, for example a USB port, with which the effective daily operating time and, if necessary, additional idle and idle times of the connected device 4, 6 for more accurate evaluation by the employer and as Proof of compliance with EU Directive 2002/44, for example, can be transferred to a PC.
  • additional interface 44 for example a USB port
  • the transducer 12 comprises a simple acceleration sensor 48 instead of an ammeter Help can be determined by a reference measurement of the acceleration level of the device 6 in idle and in the working state and stored in the memory 20.
  • the processor 22 determines the effective daily operating time of the device 6 to then compare it to the daily working time to exceed the threshold value or exposure limit as previously determined according to the relationships (FIG. 1) or (2) is calculated from a device-specific vibration value entered at the input part 42 into the dosimeter 2 and the prescribed triggering or exposure limit value.
  • the dosimeter 2 When working with another implement, the dosimeter 2 is removed from the cordless hammer 6 and attached to the other implement. Then the device-typical vibration value of the other implement is input and determined by a reference measurement acceleration level in idle and in the working state and stored in the memory 20, whereupon the transmitter 18 determines the effective operating time of the other device and the previously determined effective operating time of the cordless hammer 6 added. As described above, a Be provided interface 44 for data transfer to a PC.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vibrationsdosimeter (2) und ein Verfahren zur Ermittlung der täglichen Vibrationsbelastung von Personen, die an ihrem Arbeitsplatz durch den Betrieb eines Arbeitsmittels und insbesondere eines handgeführten Elektrowerkzeugs (4, 6) mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind. Es ist vorgesehen, dass das Dosimeter (2) eine Ermittlungseinrichtung (12, 18) zur Ermittlung der effektiven täglichen Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6), eine Rechnereinrichtung (22) zum Berechnen einer täglichen Arbeitszeit bis zum Erreichen eines vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibrationsbelastung aus einem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert und dem Auslösewert bzw. Expositionsgrenzwert, sowie eine Vergleichseinrichtung (24) zum Vergleichen der ermittelten effektiven tägliche Betriebsdauer des Arbeitsmittels mit der berechneten täglichen Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen.

Description

Vibrationsdosimeter und Verfahren zur Ermittlung der täglichen
Vibrationsbelastung
Die Erfindung betrifft ein Vibrationsdosimeter und ein Verfahren zur Ermittlung der täglichen Vibrationsbelastung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 11.
Stand der Technik
Vom europäischen Parlament und vom Rat der Europäischen Kommission wurde die Einführung von Maßnahmen zum Schutz von Arbeitnehmern vor den durch Vibrationen von Arbeitsmitteln verursachten Gefahren aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit und die Sicherheit der Arbeitnehmer als notwendig erachtet und daher in der EU-Richtlinie EU 2002/44 Mindestvorschriften festgelegt, die für den Arbeitgeber oberhalb eines täglichen Auslösewerts bzw. eines täglichen Expositionsgrenzwerts bestimmte Maßnahmen vorschreiben. Die Bewertung des Ausmaßes der Exposition kann gemäß der Richtlinie entweder mittels einer Schätzung anhand der Herstellerangaben zum Ausmaß der von den Arbeitsmitteln verursachen Vibrationen und mittels Beobachtung der spezifischen Arbeitsweisen oder durch Messung vorgenommen werden. Jedoch sind Schätzungen häufig sehr ungenau und für die Arbeitnehmer selbst schwer nach- vollziehbar, während Messungen verhältnismäßig aufwendig sind, da sie eine Ermittlung der Effektivwerte der frequenzbewerteten Beschleunigung in drei orthogonalen Richtungen notwendig machen, was zudem bei beidhändig gehaltenen oder geführten Geräten an jeder Hand erforderlich ist. Dazu ist ein verhältnismäßig komplizierter und für jedes Arbeitsmittel unterschiedlicher Messaufbau erforderlich, der im Einklang mit der Norm 5349-2:2001 den besonderen Merkmalen der zu messenden Vibrationen, den Umweltfaktoren und den technischen Merkmalen des Messgeräts angepasst sein muss, so dass die Bewertung des Ausmaßes einer individuellen Exposition vor Ort im Feld mit Hilfe eines solchen Verfahrens sehr schwierig ist.
Aus der EP 1 586 875 A1 ist ein Vibrationsdosimeter bekannt, das an die Hand einer Bedienungsperson eines Arbeitsgerätes angepasst ist und mit einem Sensor zur Messung der auftretenden Vibrationspe- gel, denen die Bedienungsperson ausgesetzt ist, einer Einrichtung zum Berechnen der kumulativen Exposition, sowie einer Einrichtung zum Übermitteln der aufgenommenen Daten zur Bedienungsperson- ausgestattet ist.
Weiter ist aus der DE 101 19 252 A1 eine Einrichtung zur personengebundenen Messung von Kennwerten der Hand-Arm- und der Ganzkörper-Schwingungsbelastung an Arbeitsplätzen (Schwin- gungsdosimeter) bekannt, die neben einer Erfassung von Schwingungsmesswerten auch eine Erfassung von anderen physikalischen Messgrößen gestattet, die für die Beurteilung der Einwirkung von Schwingungen auf den menschlichen Körper als relevant angesehen werden.
Vorteile der Erfindung Mit dem erfindungsgemäßen Vibrationsdosimeter und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Arbeitnehmern eine einfache und preiswerte Möglichkeit gegeben, ohne einen Einsatz teuerer, mehrdimensional arbeitender Beschleunigungsaufnehmer die tägliche Vibrationsbelastung durch ein am Arbeitsplatz eingesetztes Arbeitsmittel bzw. das Überschreiten der in der EU-Richtlinie 2002/44 festgesetzten Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwerte aufgrund des Einsatzes des Arbeitsmittels festzustellen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, herstellerseitig für jedes Arbeitsmittel einen arbeitsmitteltypischen Vibrationswert zu bestimmen und zum Beispiel auf dem Arbeitsmittel selbst oder in seiner Bedienungsanleitung anzugeben, und aus diesem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert sowie dem durch die EU-Richtlinie 2002/44 festgesetzten Auslösewert bzw. Expositionsgrenzwert eine tägliche Arbeitszeit bis zum Erreichen dieses Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts zu berechnen, die dann mit der jeweiligen effektiven täglichen Betriebsdauer des Arbeitsmittels verglichen werden kann, um eventuelle Überschreitungen festzustellen.
Grundsätzlich können das erfindungsgemäße Vibrationsdosimeter und das erfindungsgemäße Verfahren an jedem Arbeitsplatz eingesetzt werden, an dem ein Arbeitnehmer Hand-Arm- oder Ganzkörper-Vibrationen ausgesetzt ist, zum Beispiel auf Baustellen, auf de- nen Arbeitnehmer im Laufe eines Tages häufig an verschiedenen, Vibrationen erzeugenden Arbeitsmitteln beschäftigt sind.
Der Begriff "effektive tägliche Betriebsdauer" umfasst im Rahmen der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen nur die Arbeitszeit des - A -
Arbeitsmittels, in denen dieses stärkere Vibrationen erzeugt, das heißt mit anderen Worten keine Leerlaufzeit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vibrationsdosimeters besteht darin, dass es bei der Arbeit mit verschiedenen, Vibrationen erzeugenden Arbeitsmitteln bei jedem Wechsel eines Arbeitsmittels einfach und schnell umgestellt werden kann, wobei lediglich der arbeitsmitteltypische Vibrationswert für das neue Arbeitsmittel in das Dosimeter eingegeben werden muss.
Bei dem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert handelt es sich wie bei dem Auslösewert und dem Expositionsgrenzwert der EU-Richtlinie 2002/44 vorzugsweise um einen Beschleunigungswert, der in der Einheit m/s2 angegeben wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Vibra- tionsdosimeter eine Anzeigeeinrichtung, die das Überschreiten des vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibrationsbelastung anzeigt, wenn die ermittelte effektive tägliche Be- triebsdauer des oder jedes Arbeitsmittels im Arbeitszustand die berechnete Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibrationsbelastung übersteigt. Die Anzeigeeinrichtung könnte dazu ein kleines Display, zum Beispiel ein LCD-Display umfassen, jedoch wird wegen der Vibrati- onsbelastung des Dosimeters selbst eine robustere Anzeigeeinrichtung bevorzugt, die mindestens zwei und vorzugsweise drei unterschiedlich gefärbte Leuchtdioden umfasst. Zum Beispiel kann eine grüne Leuchtdiode verwendet werden, die durch Leuchten anzeigt, dass die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer die berechnete Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen Auslösewerts noch nicht übersteigt, während eine orange Leuchtdiode eingeschaltet wird, wenn die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer zwar die berechnete Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen Auslösewerts, nicht jedoch die berechnete Arbeitszeit bis zum Erreichen den Expositionsgrenzwerts übersteigt. Eine rote Leuchtdiode kann benutzt werden, um ein Überschreiten der berechneten Arbeitszeit bis zum Erreichen den Expositionsgrenzwerts anzuzeigen.
Wenn die Betriebsdauer des Arbeitsmittels über einen längeren Zeit- räum unterbrochen wird, zum Beispiel länger als 8 Stunden, wird die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer des oder jedes Arbeitsmittels vorzugsweise selbsttätig auf Null zurückgesetzt.
Vorzugsweise wird die Erfindung in Verbindung mit elektrisch ange- triebenen Arbeitsmitteln, wie zum Beispiel handgeführten Elektro- werkzeugen eingesetzt, da sich bei Elektrogeräten die effektive tägliche Betriebsdauer relativ einfach über die Stromaufnahme des Geräts im Arbeitszustand ermitteln lässt.
In diesem Fall kann das Vibrationsdosimeter zweckmäßig entweder in das Gerät selbst oder in eine Steckdose integriert werden, über die das jeweilige Gerät an eine Stromversorgungsleitung oder ein Stromversorgungsnetz angeschlossen wird. Die zuletzt genannte Variante hat den Vorteil, dass beim Wechsel des Geräts dieselbe Steckdose verwendet und damit die Vibrationsbelastung durch sämtliche Geräte mit einem einzigen Dosimeter gemessen werden kann.
Alternativ kann das Vibrationsdosimeter so ausgebildet sein, dass es vom Arbeitnehmer entweder als Armbanduhr getragen oder auf dem jeweiligen Gerät befestigt werden kann. In diesem Fall wird zweck- mäßig mittels eines einfachen Beschleunigungssensors durch eine Referenzmessung der Beschleunigungspegel des Geräts im Leerlauf und im Arbeitszustand ermittelt und im Dosimeter abgespeichert. Das Dosimeter zeichnet dann während des gesamten Arbeitstages auf, ob sich das Gerät im Arbeits-, Leerlauf- oder Aus-Zustand befindet, und vergleicht die daraus ermittelte effektive Betriebsdauer des Geräts mit der aus dem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert berechneten täglichen Arbeitszeit bis zum Erreichen des Auslösewerts bzw. des Expositionsgrenzwerts.
Um einen Nachweis für die Einhaltung der EU-Richtlinie 2002/44 zu liefern und/oder um eine genauere Analyse der Vibrationsbelastung vorzunehmen, kann das Vibrationsdosimeter zweckmäßig eine Schnittstelle aufweisen, wie einen USB-Port oder eine Speicherkarte, so dass die Arbeits-, Leerlauf- oder Aus-Zeiten des Geräts zusammen mit dem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert zu einem Rechner übertragen werden können.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend in vier Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Komponenten eines in einen Bohrhammer integrierten Vibrationsdosimeters;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Bohrhammers;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Steckdose mit eingebau- tem Vibrationsdosimeter; Fig. 4 eine schematische Darstellung von Komponenten des in die Steckdose eingebauten Vibrationsdosimeters;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Vibrationsdosimeters zur lösbaren Befestigung an einem Arbeitsmittel;
Fig. 6 eine schematische Darstellung von Komponenten des Vibrationsdosimeters aus Fig. 5;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Vibrationsdosimeters aus Fig. 5 nach der Befestigung an einem Akkubohrhammer;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Armbanduhr mit einem integrierten Vibrationsdosimeter;
Fig. 9 eine schematische Darstellung von Komponenten des Vibrationsdosimeters aus Fig. 8.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Zeichnung zeigt mehrere Einbauvarianten für ein Vibrationsdosimeter 2, das zur Ermittlung der täglichen Vibrationsbelastung eines Arbeitnehmers bei der Arbeit mit einem motorisch angetriebenen, in der Zeichnung beispielhaft in Form einer netzabhängigen Bohrhammers 4 (Fig. 2) bzw. eines Akkubohrhammers 6 (Fig. 7) dargestellten Arbeitsmittel dient. Da der Arbeitnehmer beim Gebrauch dieser E- lektrowerkzeuge 4, 6 insbesondere im Schlagbohr- oder Hammerbetrieb beträchtlichen Hand-Arm-Vibrationen ausgesetzt ist, die bei an- haltender Exposition Auswirkungen auf die Gesundheit des Arbeit- nehmers haben können, ist der Arbeitgeber verpflichtet, die in der EU-Richtlinie 2002/44 angegebenen Maßnahmen zu ergreifen, wenn die Vibrationsbelastung des Arbeitnehmers im Fall von Hand-Arm- Vibrationen einen täglichen Auslösewert von 2,5 m/s2 bzw. eine täg- liehen Expositionsgrenzwert von 5 m/s2 übersteigt.
Das nachfolgend beschriebene Vibrationsdosimeter 2 erlaubt es, diese Vibrationsbelastung bzw. das Überschreiten des Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwert einfach und kostengünstig zu ermitteln.
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte, in den Bohrhammer 4 integrierte, über dessen Stromkabel 8 und einen Transformator 10 aus dem Netz gespeiste Dosimeter 2 umfasst dazu mindestens einen Messwertaufnehmer 12 zur Aufnahme von geeigneten Betriebsgrö- ßen des Bohrhammers 4, wie beispielsweise der Stromaufnahme seines elektrischen Antriebsmotors 14 und/oder dessen Drehzahl, sowie einen internen Zeitmesser 16, aus deren Messwerten sich in einer Auswerteelektronik 18 des Dosimeters 2 eine effektive tägliche Betriebsdauer des Geräts 4 ermitteln lässt, d.h. die Zeitdauer ab In- betriebnahme, in der sich das Gerät 4 im Arbeitszustand befindet, wobei Leerlauf- oder Aus-Zeiten nicht mitgerechnet werden. Das Dosimeter 2 oder die Auswerteelektronik 18 umfasst weiter einen Speicher 20, in dem ein durch Messungen für den Bohrhammer 4 herstel- lerseitig ermittelter gerätetypischer Vibrationswert gespeichert ist, der wie der Auslösewert und der Expositionsgrenzwert die Einheit m/s2 besitzt. Die Auswerteelektronik 18 umfasst weiter einen Prozessor 22, der aus dem in der EU-Richtlinie festgesetzten täglichen Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwert und dem gerätetypischen Vibrationswert eine tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslöse- werts bzw. des Expositionsgrenzwerts nach den folgenden Beziehungen berechnet:
8 h x 2,5 m/s2 x 2,5 m/s2
AZA = (1 )
( Vcerät)2
8 h x 5 m/s2 x 5 m/s2
AZE = (2)
( VGerät)
wobei AZA bzw. AZE die tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts bzw. des Expositionsgrenzwerts und VGerät der gerätetypische Vibrationswert ist.
Der Prozessor 22 umfasst einen Komparator 24, der die berechnete tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts bzw. des Expositionsgrenzwerts mit der ermittelten effektiven täglichen Betriebsdauer des Geräts 4 vergleicht und eine eventuelle Überschreitung der Werte auf einer Anzeige 26 anzeigt. Die Anzeige 26 umfasst eine grüne, eine orange und eine rote Leuchtdiode 28, 30, 32, von denen die grüne 28 leuchtet, solange die berechnete tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts durch den Betrieb des Geräts im Arbeitszustand nicht überschritten wird. Die o- range Leuchtdiode 30 leuchtet auf, sobald die effektive tägliche Betriebsdauer des Geräts 4 die berechnete tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts übersteigt. Die rote Leuchtdiode 32 wird eingeschaltet, wenn der Expositionsgrenzwert überschritten wird, nämlich wenn die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer des Geräts 4 die berechnete tägliche Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Expositionsgrenzwerts übersteigt. Die Auswerteelektronik 18 umfasst noch eine Rückstellschaltung 34, welche die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer des Geräts 4 auf Null zurücksetzt, wenn sich das Gerät 4 länger als 8 Stunden im Aus-Zustand befindet. Außerdem ist ein Rückstellknopf (nicht dargestellt) zum manuellen Zurücksetzen vorgesehen.
Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten, in eine Steckdose 36 integrierten Dosimeter 2 misst der Messwertaufnehmer 12 den zwi- sehen einem Netzstecker 38 und einer Steckerbuchse 40 der Steckdose 36 fließenden Strom. Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Dosimeter 2 ist zudem ein Eingabeteil 42 vorgesehen, an dem der zum Beispiel aus einer Bedienungsanleitung entnommene jeweilige gerätetypische Vibrationswert des angeschlossenen Geräts 4, 6 in das Dosimeter 2 eingegeben bzw. beim Wechsel eines Geräts 4, 6 geändert werden kann. Wie zuvor beschrieben, ermittelt die Auswerteelektronik 18 die effektive tägliche Betriebsdauer des jeweils angeschlossenen Geräts 4, 6 aus der zuvor durch Referenzmessungen ermittelten Stromaufnahme im Arbeits-, Leerlauf- und ggf. Standby- Zustand, um die Betriebsdauer mit der gemäß den Beziehungen (1 ) bzw. (2) berechneten täglichen Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts bzw. des Expositionsgrenzwerts zu vergleichen und Überschreitungen durch Aktivierung der orangen bzw. roten Leuchtdiode 30, 32 der Anzeige 26 auf der Vorderseite der Steckdo- se 36 anzuzeigen.
Das Dosimeter 2 besitzt eine zusätzliche Schnittstelle 44, zum Beispiel einen USB-Port, womit die effektive tägliche Betriebsdauer und ggf. zusätzlich Aus- und Leerlauf-Zeiten des angeschlossenen Ge- räts 4, 6 zur genaueren Auswertung durch den Arbeitgeber und als Nachweis für die Einhaltung der EU-Richtlinie 2002/44 zum Beispiel auf einen PC übertragen werden können.
Bei dem in den Figuren Fig. 5 bis 7 dargestellten, durch eine Batterie 46 gespeisten Dosimeter 2, das außen am Gerät 6 befestigt wird, wie in Fig. 7 dargestellt, umfasst der Messwertaufnehmer 12 an Stelle eines Strommessers einen einfachen Beschleunigungssensor 48, mit dessen Hilfe durch eine Referenzmessung der Beschleunigungspegel des Geräts 6 im Leerlauf und im Arbeitszustand ermittelt und im Speicher 20 gespeichert werden kann. Durch Vergleich der gespeicherten Beschleunigungspegel mit der jeweiligen vom Beschleunigungssensor 48 gemessenen Beschleunigung ermittelt der Prozessor 22 die effektive tägliche Betriebsdauer des Geräts 6, um sie anschließend mit der täglichen Arbeitszeit bis zum Überschreiten des Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts zu vergleichen, die wie zuvor gemäß den Beziehungen (1 ) bzw. (2) aus einem am Eingabeteil 42 in das Dosimeter 2 eingegebenen gerätetypischen Vibrationswert und dem vorgeschriebenen Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwert berechnet wird.
Wenn mit einem anderen Arbeitsgerät gearbeitet wird, wird das Dosimeter 2 vom Akkubohrhammer 6 abgenommen und auf dem anderen Arbeitsgerät befestigt. Dann wird der gerätetypische Vibrationswert des anderen Arbeitsgeräts eingegeben und durch eine Refe- renzmessung dessen Beschleunigungspegel im Leerlauf und im Arbeitszustand ermittelt und im Speicher 20 gespeichert, woraufhin die Auswerteelektronik 18 die effektive Betriebsdauer des anderen Geräts ermittelt und zu der zuvor ermittelten effektiven Betriebsdauer des Akkubohrhammers 6 addiert. Wie zuvor beschrieben, kann eine Schnittstelle 44 zur Datenübertragung auf einen PC vorgesehen sein.
Das in den Figuren Fig. 8 und 9 dargestellte, in eine Armbanduhr 50 eingebaute Dosimeter 2 arbeitet in entsprechender Weise wie das zuvor beschriebene, am Gerät 4, 6 befestigbare Dosimeter 2, außer dass die vom Beschleunigungssensor 48 gemessenen Beschleunigungen am Arm des Arbeitnehmers statt direkt am Gerät 4, 6 gemessen werden, die Anzeige 26 als LCD-Display ausgebildet ist und der Zeitmesser 16 von einem Uhrwerk der Uhr 50 gebildet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der täglichen Vibrationsbelastung von Personen, die an ihrem Arbeitsplatz durch den Betrieb eines Arbeitsmittels und insbesondere eines handgeführten Elektro- Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (12, 18) zur Ermittlung der effektiven täglichen Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6), eine Rechnereinrichtung (22) zum Berechnen einer täglichen Arbeitszeit bis zum Erreichen eines vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expo- sitionsgrenzwerts der Vibrationsbelastung aus einem arbeitsmitteltypischen Vibrationswert und dem Auslösewert bzw. Expositionsgrenzwert, sowie eine Vergleichseinrichtung (24) zum Vergleichen der ermittelten effektiven tägliche Betriebsdauer des Arbeitsmittels mit der berechneten täglichen Arbeitszeit bis zum Erreichen des vor- geschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts.
2. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (26), die das Überschreiten des vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibrati- onsbelastung anzeigt, wenn die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6) im Arbeitszustand die berechnete Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibrationsbelastung übersteigt.
3. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (26) mindestens zwei unterschiedlich gefärbte Leuchtdioden (28, 30, 32) umfasst.
4. Vibrationsdosimeter nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34) zum selbsttätigen Zurücksetzen der ermittelten effektiven täglichen Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6) auf Null nach Ablauf einer vorgegebenen Unterbrechungszeit der Betriebsdauer.
5. Vibrationsdosimeter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in eine Steckdose (36) zum Anschließen eines elektromotorisch angetriebenen Arbeitsmittels (4, 6) an ein Stromversorgungsnetz integriert ist.
6. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (12, 18) die effektive tägliche Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6) aus der Dauer der Stromaufnahme des Arbeitsmittels (4, 6) im Arbeitszustand ermittelt.
7. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in das Arbeitsmittel (4, 6) eingebaut oder integriert ist.
8. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es auf dem Arbeitsmittel (4, 6) befestig bar ist.
9. Vibrationsdosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in eine Armbanduhr (50) integriert ist.
10. Vibrationsdosimeter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Beschleunigungssensor (48) umfasst, und dass die Ermittlungseinrichtung (12, 18) die effektive tägliche Betriebsdauer des Arbeitsmittels (4, 6) im Arbeitszustand ermittelt, indem sie eine vom Beschleunigungssensor (48) gemessene Be- schleunigung mit einer zuvor für das Arbeitsmittel (4, 6) ermittelten Referenz-Beschleunigung im Arbeitszustand vergleicht.
11. Vibrationsdosimeter nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (42) zur Ein- gäbe des arbeitsmitteltypischen Vibrationswerts in das Dosimeter (2).
12. Verfahren zur Ermittlung der täglichen Vibrationsbelastung von Personen, die an ihrem Arbeitsplatz durch den Betrieb von Arbeitsmitteln mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die tägliche effektive Betriebsdauer des oder jedes Arbeitsmittels in einem Arbeitszustand ermittelt wird, und dass die ermittelte effektive tägliche Betriebsdauer des oder jedes Arbeitsmittels (4, 6) mit einer Arbeitszeit bis zum Erreichen eines vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts der Vibra- tionsbelastung verglichen wird, wobei die Arbeitszeit bis zum Erreichen des vorgeschriebenen Auslösewerts bzw. Expositionsgrenzwerts aus einem für das jeweilige Arbeitsmittel (4, 6) arbeitsmitteltypischen Vibrationswert und dem vorgeschriebenen Auslösewert bzw. Expositionsgrenzwert berechnet wird.
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