DE3809558A1

DE3809558A1 - Daempfungseinrichtung zur reduktion der uebertragung der von vibrierenden geraeten erzeugten schwingungen auf das hand-arm-system

Info

Publication number: DE3809558A1
Application number: DE19883809558
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr Christ
Original assignee: HAUPTVERBAND DER GEWERBLICHEN
Current assignee: HAUPTVERBAND DER GEWERBLICHEN
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1989-10-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwingungsdämpfungsprinzip, das ins besondere die von handgeführten Arbeitsgeräten in das Hand-Arm- System eingeleiteten Schwingungen auch im tieffrequenten Bereich dämpfen soll, ohne daß es zu einer wesentlichen Einbuße an Füh rungspräzision kommt.

1. Aufgabenstellung

Bei der Arbeit mit stark vibrierenden handgeführten Geräten ist nach mehrjährig fortgesetzter Schwingungseinwirkung das Ent stehen von Knochen- und Gelenkschädigungen oder von Durchblu tungs- und Nervenfunktionsstörungen im Hand-Arm-Ellenbogenbe reich nicht auszuschließen [1, 2]. Dabei sind für die Belastung der Hände und des Hand-Arm-Systems Schwingungsanteile im Fre quenzbereich unterhalb 60 Hz von besonderer Bedeutung [8].

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schwingungen, die von handgeführten vibrierenden Geräten erzeugt werden, auch im Fre quenzbereich unter 60 Hz zu dämpfen, ohne daß es zu einer wesentlichen Einbuße an Führungspräzision kommt.

2. Stand der Technik

Zur Reduzierung der Schwingungsübertragung bei handgeführten Geräten ist die Verwendung schwingungsgedämpfter Griffe weit verbreitet [3, 4]. Untersuchungen [1] zur Wirksamkeit dieser Griffe ergaben, daß ihre Dämpfungswirkung insbesondere bei Frequenzen oberhalb 60 Hz ausgeprägt ist, während es im Fre quenzbereich unterhalb 60 Hz unter Umständen zu einer Verstär kung der Schwingungsbeschleunigung kommt.

Auch neuere Entwicklungen, nach denen Dämpferelemente zwischen Griff und Arbeitsgerät angeordnet sind, zeigen im Frequenzbe reich unterhalb 60 Hz praktisch keine Wirkung.

Die auf dem Markt angebotenen elastischen Griffüberzüge für Griffe oder Greifstellen vibrierender Geräte weisen ebenfalls im Hochfrequenzbereich gute Dämpfungseigenschaften auf, während im unteren Frequenzbereich keine Schwingungsdämpfung, manchmal sogar eine Schwingungsverstärkung zu beobachten ist [5].

Vergleichbare Verhältnisse wurden bei der Verwendung von Antivi brations-Schutzhandschuhen gefunden [6, 7].

3. Beschreibung des Erfindungsgegenstandes

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aus formstabilem Material gefertigte Greifflächen über eine viskoelastische Materialschicht möglichst großflächig an das Gerät angekoppelt sind (Verbundsystem). Das gute Dämpfungsverhalten im niederfre quenten Schwingungsbereich ergibt sich durch Verwendung eines weichen, viskoelastischen Materials als Kopplungsschicht.

Eine optimale Dämpfungswirkung erzielt man mit diesem Prinzip unter folgenden Voraussetzungen:

Um eine präzise Führung der Arbeitsgeräte sicherzustellen, wird die Schichtdicke des elastischen Materials möglichst gering ge halten. Damit jedoch das weiche, viskoelastische Dämpfungsmate rial durch die beim Arbeitsvorgang auftretenden Haltekräfte nicht so stark komprimiert wird, daß es seine schwingungsdämpfenden Eigenschaften einbüßt, wird durch möglichst großflächige Ausbil dung der Greifflächen die auf die Ankopplungsschicht einwirkende Druckkraft großflächig verteilt. Im Einzelfalle sind die Größe der Ankopplungsfläche, die Schichtdicke sowie die Elastizität des viskoelastischen Materials entsprechend dem gegebenen Schwin gungsspektrum des Geräts, den unter praktischen Einsatzbedin gungen auftretenden Haltekräften und der erforderlichen Füh rungspräzision aufeinander abzustimmen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Zeichnung Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Es ist eine Schmiedezange dargestellt, mit der beim Gesenk schmieden beidhändig Werkstücke gehalten werden. Zur Dämpfung der Schwingungseinleitung auf das Hand-Arm-System sind die Zangengriffe (1) großflächig mit Messingrohrhülsen (2) versehen, die über eine Schaumstoffschicht (3) an die Haltegriffe der Schmiedezange kraftschlüssig angekoppelt sind.

Im Ausführungsbeispiel wurde die Schaumstoffschicht aus 3 mm starken Schaumstoffplatten aus PORON 4701 (Rogers Corporation, East Woodstock, CT 06244 USA) geformt. Die Länge der Messing griffhülsen beträgt 300 mm, der Außendurchmesser 14 mm, der Innendurchmesser 13 mm und der Außendurchmesser der Zangengriffe 8 mm.

Mit dieser Anordnung konnte die bewertete Schwingstärke K _e für eine bestimmte Arbeitsaufgabe (Schmieden von Messerklingen mit einem 500 kg-Hammer) von K _eq = 60 auf K _eq = 29 gesenkt werden, wodurch die nach VDI 2057, Blatt 3 (Ausgabe Mai 1987) zulässige tägliche Belastungsdauer von 0,6 Stunden auf 2,5 Stunden ausge dehnt werden könnte.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich um die schematisierte Darstellung einer elek trischen Schlagbohrmaschine (4), bei der großflächig angeordnete Greifflächen (5, 6) über eine weiche, viskoelastische Zwischen schicht (7, 8) an das Arbeitsgerät angekoppelt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das viskoelastische Material durch einen Ausschäumungsprozeß eingebracht.

Schrifttum

[1] Christ, E.:
Minderung der Schwingungseinwirkung bei vibrierenden handge führten Arbeitsgeräten
Die BG, (1986), Nr. 1, S. 15-20
[2] Dupuis, H.:
Wirkung mechanischer Schwingungen auf das Hand-Arm-System - Literaturanalyse
Forschungsberichte Nr. 308 und 348, Wirtschaftsverlag NW, Bremerhaven 1982 u. 1983
[3] Bitsch, J. u.a.:
Fouloirs pneumatiques a "manche allonge". Etude de la reduction des vibrations et du bruit.
Cahiers de notes documentaires Nr. 114. 1^er trimestre 1984, S. 35-45
[4] Miwa, T.:
Vibration Isolation Systems for Hand-Held Vibrating Tools.
In: Vibration Effects on the Hand and Arm in Industry. Ed. by A.J. Brammer and W. Taylor. John Wiley and Sons, New York 1982, S. 303-310
[5] Suggs, C. W. and J. H. Hanks:
Resilient Handgrips.
In: Vibration Effects on the Hand and Arm in Industry. Ed. by A.J. Brammer and W. Taylor. John Wiley and Sons, New York 1982, S. 333-337
[6] Griffin, M. J. u.a.:
The Transmission of Vibration to the Hand and the Influence of Gloves.
In: Vibration Effects on the Hand and Arm in Industry. Ed. by A.J. Brammer and W. Taylor. John Wiley and Sons, New York 1982, S. 103-116
[7] Voss, P.:
Problems Concerning the Construction of an Effective Vibra tion Isolation Glove.
Internoise '83. Proceedings Vol. I, S. 523-526.
Ed. Inst. of Acoustics Edinburgh, U. K., 1983
[8] VDI 2057, Blatt 2:
Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen - Bewertung.
Abschnitt 6: Bewertung der Einwirkung über das Hand-Arm- System. Ausgabe Mai 1987.

Claims

1. Dämpfungseinrichtung zur Reduktion der Übertragung der von vibrierenden Geräten erzeugten Schwingungen auf das Hand- Arm-System, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifflächen und zusätzlich möglichst große angrenzende Bereiche eines Gerätes als formstabile Schalungen ausgebildet sind, die über weiches, schwingungsdämpfendes Material großflächig an das Gerät angekoppelt sind, wobei die Schichtdicke des schwingungsdämpfenden Materials in Abhängigkeit von der Größe der Ankopplungsflächen sowie der Weichheit des schwingungsdämpfenden Materials so festzulegen ist, daß auch unter Wirkung der maximal möglichen Gerätehaltekräfte die schwingungsdämpfende Wirkung an jeder Stelle der Kopp lungsschicht erhalten bleibt.

2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die schwingungsdämpfende Zwischenschicht aus einge schäumtem oder vorgeformtem viskoelastischem Material be steht, das insbesondere auch bei Schwingungsfrequenzen unter 60 Hz gute schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweist.