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Untersuchung der Humanschwingungen beim Betrieb von Flurförderzeugen

 

Ausgangssituation

Flurförderzeuge aller Art werden im Betrieb zu Schwingungen angeregt und übertragen diese im Wesentlichen über den Sitz oder die Standplattform auf den Fahrer. Da die Schwingungen auf den ganzen Körper des Menschen wirken, spricht man von Humanschwingungen oder Ganzkörper-Vibrationen. Ganzkörper-Vibrationen mindern nicht nur den Komfort am Arbeitsplatz, sondern können auch zu Muskel- und Skeletterkrankungen sowie Durchblutungsstörungen führen. Sie stellen somit eine Gefährdung für die Gesundheit und die Sicherheit des Bedieners dar und dürfen dementsprechend nicht unterschätzt werden. Es ist davon auszugehen, dass in Deutschland ca. 1 Million Beschäftigte in erheblichem Maße Ganz-körper-Vibrationen ausgesetzt sind.
Zum Schutz der Beschäftigten wurde die EG-Richtlinie 2002/44/EG verabschiedet, welche im März 2007 durch die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordung in nationales Recht umgesetzt wurde. Sie definiert Auslöse- sowie Grenzwerte für die Vibrationsbelastung in horizontaler und vertikaler Richtung. Als Bezugsgröße dient jeweils die sog. Tagesexposition A(8), d.h. die Schwingbelastung bezogen auf eine Schicht von 8 Stunden. Sie wird aus der wirkenden Beschleunigung und der täglichen Einwirkungszeit pro Belastungsabschnitt errechnet.

Ausführliche Informationen über Humanschwingungen erfahren Sie hier.

Problemstellung

D/fml/images/Forschung/HumanSchw/Einflusskatoren.jpger Betreiber von Flurförderzeugen muss aufgrund dieser Bestimmung nachweisen, dass die Beschäftigten nur im erlaubten Maße Vibrationen ausgesetzt sind. Hierfür muss er die Gefährdung beurteilen und gegebenenfalls Messungen durchführen, um einen sicheren Nachweis zu erbringen. Bei der Beurteilung stellt sich das Problem, dass die Vibrationsbelastung des Fahrers von vielfältigen Einflussfaktoren abhängt. So ist neben dem Typ des Flurförderzeugs auch dessen individuelle, teils herstellerabhängige Ausstattung relevant. Großen Einfluss spielt dabei der Sitz, welcher die Vibrationen des Fahrzeugs auf den Fahrer überträgt. Des Weiteren tragen der Einsatzbereich, d.h. die auszuführenden Tätigkeiten, sowie die dabei vollzogenen Fahrmanöver ihren Teil zum Schwingungsverhalten bei. Einer der wichtigsten Faktoren ist zusätzlich die Beschaffenheit des Bodens, auf dem das Flurförderzeug fährt. All diese Größen beeinflussen die auf den Fahrer wirkenden Vibrationen, sodass eine Abschätzung der Tagesexposition oft nicht möglich ist.

Stand der Forschung

In zahlreichen wissenschaftlichen Untersuchungen wurde bereits der Einfluss von Schwingungen auf den Menschen untersucht und die gesundheitsgefährdende Wirkung der Vibrationsbelastung erkannt. Im Rahmen des Arbeitsschutzes erfolgten zahlreiche Untersuchungen, in denen die Tagesexposition unterschiedlicher Einsatzfälle ermittelt wurde. Die gewonnenen Daten sind in Datenbanken hinterlegt. Die durchgeführten Untersuchungen beschränken sich jedoch auf einen konkreten Anwendungsfall mit bestimmten Umgebungseinflüssen und entsprechender Einwirkzeit und sind daher schlecht übertragbar.

Vorgehensweise und Zielsetzung

/fml/images/Forschung/HumanSchw/MKS.jpgIm Gegensatz zu existierenden Untersuchungen liegt der Fokus dieses Forschungsprojekts auf der Untersuchung des Einflusses der einzelnen Parameter auf die Vibrationsbelastung und die Tagesexposition. Durch die gezielte Auswahl von Niederhubwagen, Schubmaststapler und Gegengewichtsstaplern unterschiedlicher Traglasten wird ein repräsentatives Spektrum der sich auf dem Markt befindlichen Flurförderzeuge untersucht.

Fahrten auf virtuellen Teststrecken liefern die Datenbasis für die Ermittlung des Einflusses einzelner Parameter. Hierfür werden die ausgewählten Flurförderzeuge als Mehrkörper-simulationsmodelle abgebildet. Der Einsatz der Simulation ermöglicht eine umfangreiche Parametervariation, welche in der Realität nur durch erheblichen Aufwand zu bewerkstelligen wäre. Die Mehrkörpersimualtionsmodelle werden mit Hilfe der Simulationsumgebung MSC.ADAMS/View erstellt und durch experimentelle Schwingungsmessungen am betreffenden Gerät auf einer Testrecke am Lehrstuhl fml validiert (vgl. Video der Schwellenüberfahrt mit einem Niederhubwagen). Bei der Erstellung der Modelle werden alle relevanten Teilbereiche abgebildet. Neben den Komponenten des Flurförderzeugs wie Fahrwerk und Hubgerüst gilt es, auch den Boden sowie den Menschen auf dem Sitz hinreichend genau zu implementieren. Schon bei den sog. Grundlagenversuchen auf der Teststrecke können erste Einflussfaktoren kenntlich gemacht werden. So wirkt sich z.B. die transportiere Last dämpfend auf das Schwingungsverhalten eines Gegengewichtsgabelstaplers aus (vgl. Beitrag auf der Staplertagung 2010).
 

 
Im Sinne organisatorischer Schutzmaßnahmen werden aus den gewonnenen Ergebnissen Maßnahmen und Vorgehensweisen entwickelt, welche in ein Vibrationsminderungsprogramm einfließen. Anhand eines Verfahrens zur Abschätzung der Tagesexposition in Abhängigkeit der Randbedingungen soll dem Betreiber von Flurförderzeugen ermöglicht werden, die Tagesexposition seiner Beschäftigten abzuschätzen.
 

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Abschlussbericht

Günthner, W.A.; Fischer, G.; Ebner, A.
Untersuchung der Humanschwingungen beim Betrieb von Flurförderzeugen
Abschlussbericht zum IGF-Vorhaben 15893 N der Forschungsvereinigung Intralogistik Fördertechnik und Logistiksysteme e. V.

 pdf -Dokument

 

Das IGF-Vorhaben 15893 N/1 der Forschungsvereinigung Intralogistik/Fördertechnik und Logistiksysteme e.V. (FG IFL) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.


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Ansprechpartner

Lehrstuhl fml
Technische Universität München
Boltzmannstraße 15
D-85748 Garching

 

/fml/images/Umschlag.JPG Kontakt

 Förderung

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Projektträger

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FV
15893 N/1

 

Forschungsvereinigung

 /fml/images/Forschung/Drittmittel/IFL_web.jpg

 

Projektpartner

  • Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
  • Crown Gabelstapler GmbH & Co. KG
  • Grammer AG
  • Jungheinrich AG
  • Linde Material Handling GmbH
  • LST Laserschneidtechnik GmbH Garching
  • Ludwig Meister GmbH & Co. KG
  • Metra Mess- und Frequenz-technik in Radebeul e.K.
  • Peter Wassum GmbH
  • Rieter Automotive Germany GmbH
  • Still GmbH
  • VDMA Fachverband Fördertechnik und Logistiksysteme
  • Vetter Umformtechnik GmbH

Veröffentlichungen

Fischer, G.; Günthner, W. A.
Vibrationsbelastung bei Flurförderzeugen
Stapler World 8 (2010) 2 S. 11-14

 

Fischer, G.; Schipplick, M.; Günthner, W. A.
Untersuchung der Humanschwingungen bei Flurförderzeugen in Versuch und Simulation
4. VDI-Tagung Humanschwingungen, VDI-Berichte 2097, S. 61-74, 2010, ISB 978-3-18-092097-9

 

Fischer, G.; Günthner, W. A.
Humanschwingungen bei Flurförderzeugen
8. Hamburger Staplertagung, Hamburg, 2010

 

Fischer, G., Günthner, W. A.
Fahrer im Fokus - Welche Auswirkungen hat die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung für die Betreiber von Flurförderzeugen
Logistra 22 (2010) 11, S. 18-20

 

Fischer, G.; Günthner, W. A.
Mit Schwung, aber ohne Schwingungen
Logistik Heute, 32 (2010) 12, S. 28–29

Fischer, G.; Günthner, W.A.
Ganzkörper-Vibrationen intensiv untersucht
Hebezeuge Fördermittel, 51 (2011) 4, S. 180-183


Fischer, G.; Günthner, W.A.
Ganzkörper-Vibrationen bei Flurförderzeugen
Technische Sicherheit 1 (2011) 4, S. 38-41, ISSN: 2191-0073
www.technischesicherheit.de