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Eine einfache Methode zur Beurteilung stoßhaltiger Ganzkörper-Schwingungen Dr. Detlev Mohr In Europa sollen etwa 7,5 Millionen Beschäftigte gegenüber Ganzkörper-Schwingungen exponiert sein. Allein in Deutschland sind nach ersten Schätzungen ca. 1,1 Millionen Beschäftigte Schwingbeschleunigungen in vertikaler Richtung ober-halb des für Deutschland vorgesehenen Grenzwerts von 0,8 m/s² ausgesetzt. Nach Schwarze et. al. ist bei langjähriger Exposition ab 0,63 m/s² mit Gesundheitsschäden zu rechnen. Stoßhaltigen Schwingungen wird aufgrund des von Seidel et. al. vermu-teten Schädigungsmechanismus eine größere Wirkung beigemessen als harmoni-schen Schwingungen gleichen Effektivwerts. Diese Aussage wird auch unterstützt durch Laboruntersuchungen von Griffin et. al. . Daraus wurden in der Vergangenheit verschiedene überenergetische Bewertungsverfahren abgeleitet, die dieser höheren Gesundheitsgefährdung Rechnung tragen sollen und stoßhaltige Schwingungen stärker als harmonische Schwingungen bewerten. Diese Verfahren sind auch in die ISO 2631-1 : 1997 und in die EU-Vibrationsrichtlinie 2002/44/EU aufgenommen wor-den. Die bislang vorgestellten Verfahren zur Beurteilung stoßhaltiger Schwingungen verlangen immer eine Definition für den Stoß bzw. die Stoßhaltigkeit und sind in der betrieblichen Praxis bei der Gefährdungsbeurteilung nur schlecht handhabbar. Des-halb soll ein Verfahren vorgestellt werden, dass einerseits auf dem bisherigen Effek-tivwertverfahren beruht und andererseits ohne eine Stoßdefinition auskommt. Das Verfahren beruht auf der von Hennecke vorgestellten Methode zur Bewertung des Schwingkomforts von Pkw bei instationären Anregungen. Durch eine Analyse der Amplitudendichteverteilung lässt sich ein Instationaritätsfaktor bestimmen, der mit dem wie bisher ermittelten Effektivwert zu multiplizieren ist. Diese Methode des er-weiterten Effektivwerts hat die Vorteile, dass das bislang bewährte Basisverfahren nach ISO 2631-1 : 1997 und VDI 2057 Blatt1 : 2002 beibehalten wird, dass die Ge-sundheitsgefährdung entscheidend mitbestimmende Signalform durch einen vertei-lungsabhängigen Faktor berücksichtigt werden kann und dass dieses Verfahren un-abhängig von Amplitude sowie Frequenzzusammensetzung ist. Bei harmonischen Schwingungen beträgt der Instationaritätsfaktor 1,0. Gleichmäßig regellose Schwin-gungen werden um 19% stärker bewertet. Bei stoßhaltigen Schwingungen kann die-ser Wert noch höher sein. Dank dieses Verfahrens, das sich in handelübliche Mess-geräte integrieren lässt, kann bei der Gefährdungsbeurteilung die Stoßhaltigkeit und damit das höhere Gesundheitsrisiko einfach erkannt und beurteilt werden. Die Ent-scheidung über einzuleitende technische oder organisatorische Präventionsmaß-nahmen fällt damit deutlich leichter. Stichworte: Ganzkörper-Schwingungen, Stoßhaltige Schwingungen, Bewertung,

Gefährdungsbeurteilung, Gesundheitsrisiko Autor: Dr. Detlev Mohr Landesinstitut für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Potsdam PF 90 02 36 14438 Potsdam Tel.: 0331/8683-178 Email: [email protected]

Eine einfache Methode zur Beurteilung stoßhaltiger Ganzkörper-Schwingungen Dr. Detlev Mohr Schätzungen gehen davon aus, dass etwa 4 bis 7 % der Beschäftigten gegenüber Ganzkörper-Schwingungen exponiert sind /1/. Das wären in Europa etwa 7,5 Millio-nen Menschen, in Deutschland ca. 1,6 Millionen Beschäftigte. In der ehemaligen DDR waren 1988

- 5,0 % der Beschäftigten oberhalb von awz = 0,81 m/s² - 2,5 % der Beschäftigten oberhalb von awz = 1,08 m/s² - 0,2 % der Beschäftigten oberhalb von awz = 1,35 m/s²

exponiert /2/. Neuere Schätzungen der Exponiertenzahlen in Deutschland sind von Mohr /3/ auf dem Kongress Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin a+a2003 auf der Basis einer von der Health and Safety Executive in Auftrag gegebenen Studie in Großbri-tannien im Jahr 1998 /4, 5/ vorgelegt worden. Unter der Annahme, dass in Deutsch-land in gleichen Berufen und gleichen Wirtschaftszweigen mit gleichen Maschinen in gleicher Weise und in gleicher Dauer wie in Großbritannien gearbeitet wird, konnten so aus den statistischen Erhebungen des Mikrozensus 2001 /6/ aktuellere Exponier-tenzahlen abgeleitet werden. Diese umfassen allerdings auch die Fahrt mit einem Verkehrsmittel zur und von der Arbeit. Danach wären ca. 15 Mio. Personen (das sind 41% der Erwerbstätigen) gegenüber Ganzkörperschwingungen exponiert, ca. 1,1 Mio. davon sogar oberhalb des Expositionsgrenzwerts von 0,8 m/s².

Mechanische SchwingungenGeschätzte Exponiertenzahlen

1.052.000(5,1 %)

11.800.000(57,2 %)

1.114.000(5,4 %)

5.797.000(28,1 %)

20.629.000(100,0 %)

männlich

3.221.000(19,9 %)

15.021.000(40,8 %)

Exponierte gegenüber GKV

955.000(5,9 %)

6.752.000(18,3 %)

Exponierte gegenüber HAV

49.000(0,3 %)

1.101.000(3,0 %)

GKV > Expositionsgrenzwert

49.000(0,3 %)

1.163.000(3,2 %)

HAV > Auslösewert

16.187.000(100,0 %)

36.816.000(100,0 %)

Erwerbstätige

weiblichDeutschland

Basis: Mikrozensus 2001 und Exponiertenraten in Großbritannien 1998

Tab. 1: Auf der Basis des Mikrozensus 2001 und Exponiertenraten in Groß-

britannien 1998 für Deutschland geschätzte Exponiertenzahlen

Bereits seit vielen Jahren sind neben der positiven Wirkung von Schwingungen etwa beim Wiegen eines Kindes in den Schlaf oder der Freude beim Schaukeln und Ka-russellfahren auf einem Jahrmarkt auch negative Wirkungen bekannt /7/. Dabei han-delt es sich sowohl um Beeinträchtigungen des Wohlbefindens, um Leistungsbeein-trächtigungen aber auch um momentane oder bleibende Schädigungen der Gesund-heit. In der DDR wurden Berufskrankheiten infolge langjähriger Einwirkung von Ganzkörperschwingungen im Sonderentscheidverfahren durch die Obergutachten-kommission anerkannt und seit 1993 sind in Deutschland bandscheibenbedingte Erkrankungen der Lendenwirbelsäule infolge langjähriger Einwirkung vorwiegend vertikaler Schwingungen im Sitzen als Nummer 2110 in die Liste der Berufskrankhei-ten aufgenommen worden. Vor und nach dieser Entscheidung hat es eine heftige Diskussion über das Für und Wider gegeben, doch eines war unumstritten – die schädigende Wirkung von Ganzkörperschwingungen auf die Wirbelsäule. Gestritten wird nur um die Klärung des eventuell beruflichen Anteils der Erkrankung, aus dem Versicherungsansprüche abgeleitet werden könnten, und die Ursache der Erkran-kung, da die Erkrankungsbilder keinen eindeutigen Rückschluss auf die Art der Be-lastung etwa durch das Fahren auf einer Erdbaumaschine oder die schwere körperli-che Arbeit in einem früheren Berufslebensabschnitt oder durch die Überbelastung beim Bau des Eigenheims und dem vormals ausgeübten Leistungssport zulassen. Gestritten wird auch darüber, ab welcher Expositionshöhe oder -dauer Ganzkörper-schwingungen, oder noch allgemeiner, welche mechanischen Schwingungen schä-digend wirken. In den fünf Jahren von 1996 bis 2000 wurden in Deutschland 4.487 Fälle der Berufs-krankheit BK 2110 angezeigt /3/. Die Zahl der tatsächlich auftretenden arbeitsbeding-ten Erkrankungen infolge Vibrationseinwirkung ist sowohl in Deutschland als auch in Europa unbekannt. Nach dem European Survey on Working Conditions 2000 /8/ sind ca. 24 % der Beschäftigten in mehr als einem Viertel der Arbeitszeit, ca. 10 % der Beschäftigten während der gesamten Arbeitszeit gegenüber Vibrationen exponiert. Ca. 33 % der Beschäftigten klagen über Rückenschmerzen. Nach einer Studie der Tiefbau-Berufsgenossenschaft /9/ aus dem Jahre 1997 zum Maschinenbestand existieren in Deutschland 151.261 Erdbaumaschinen, davon Bagger 75.679 Radlader 44.369 Hinterarm-Lader 11.870 Planier-/Laderaupen 9.231 Grader 2.582 Dumper 7.530 Das bedeutet, dass abgesehen von den schwingungsärmeren Baggern 75.582 Ge-räte mit hoher Vibrationsemission regelmäßig eingesetzt werden und da zu jeder Maschine auch mindestens ein Maschinenführer existiert, auch eine gleiche Anzahl von Personen gegenüber Ganzkörper-Schwingungen exponiert sein müssen.

Rechtsgrundlagen Im Juni 2002 wurde die EU-Richtlinie 2002/44/EG über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (Vibrationen) /10/ verabschiedet. Die Europäische Union sieht die Verabschiedung dieser Richtlinie und die damit verbundenen Maßnahmen zum Schutz der Arbeitnehmer vor den durch mechanische Schwingungen verursach-ten Gefahren von Muskel- und Skelettschädigungen, neurologischen Erkrankungen sowie Durchblutungsstörungen als einen notwendigen ersten Schritt an. In dieser Richtlinie werden Mindestvorschriften festgelegt, so dass die Mitgliedstaa-ten innerhalb von drei Jahren, also bis zum Juni 2005, diese Richtlinie national um-zusetzen haben. Dabei besteht die Möglichkeit, unter dem Aspekt des Schutzes der Arbeitnehmer vorteilhaftere Bestimmungen beizubehalten oder zu erlassen, insbe-sondere auch niedrigere Werte für den täglichen Auslösewert oder den täglichen Ex-positionsgrenzwert für Vibrationen festzulegen. Die Durchführung dieser Richtlinie kann nicht als Begründung für einen Rückschritt gegenüber der bestehenden Situati-on in jedem einzelnen Mitgliedstaat herangezogen werden. Ein System zum Schutz vor Vibrationen muss darauf beschränkt sein, die zu erreichenden Ziele, die einzuhal-tenden Grundsätze und die zu verwendenden grundlegenden Werte ohne unnötige Einzelheiten festzulegen, damit die Mitgliedstaaten in die Lage versetzt werden, die Mindestvorschriften in gleichwertiger Weise anzuwenden. Eine Verringerung der Ex-position gegenüber Vibrationen lässt sich am wirkungsvollsten dann erreichen, wenn bereits bei der Planung der Arbeitsplätze und Arbeitsstätten Präventivmaßnahmen ergriffen werden und die Arbeitsmittel sowie die Arbeitsverfahren und -methoden so gewählt werden, dass die Gefahren vorrangig bereits am Entstehungsort verringert werden. Bestimmungen über Arbeitsmittel und Arbeitsmethoden tragen somit zum Schutz der Arbeitnehmer bei, die sie einsetzen. Die Arbeitgeber müssen sich gemäß der Richtlinie dem technischen Fortschritt und dem wissenschaftlichen Kenntnisstand auf dem Gebiet der durch die Einwirkung von Vibrationen entstehenden Gefahren anpassen, um den Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer zu verbessern. Im Rahmen ihrer Pflichten gemäß Artikel 6 Absatz 3 und Artikel 9 Absatz 1 der Richt-linie 89/391/EWG /11/ nehmen die Arbeitgeber eine Bewertung und erforderlichen-falls eine Messung der Vibrationen vor, denen die Arbeitnehmer ausgesetzt sind. Die Messung erfolgt je nach Sachverhalt gemäß Teil A Nummer 2 bzw. Teil B Nummer 2 des Anhangs der Richtlinie. Das Ausmaß der Exposition gegenüber Vibrationen kann bewertet werden, indem die spezifischen Arbeitsweisen beobachtet und einschlägige Angaben - auch des Aus-rüstungsherstellers zu dem wahrscheinlichen Ausmaß der Vibrationen - herangezo-gen werden. Dieser Vorgang unterscheidet sich von dem Messvorgang, für den spe-zielle Vorrichtungen und eine geeignete Methodik erforderlich sind. Die Bewertungen und Messungen müssen in angemessenen Abständen sachkundig geplant und durchgeführt werden, wobei hinsichtlich der erforderlichen entsprechend befähigten Dienste oder Personen insbesondere Artikel 7 der Richtlinie 89/391/EWG zu berücksichtigen ist. Die aus den Bewertungen und/oder Messungen des Ausma-

ßes der Exposition gegenüber Vibrationen resultierenden Daten werden in einer ge-eigneten Form gespeichert, die eine spätere Einsichtnahme ermöglicht. Die Messung und rechnerische Ermittlung der Einwirkung von Ganzkörper-Schwingungen auf den Menschen am Arbeitsplatz erfolgt im Hinblick auf seine Ge-sundheit nach der Norm DIN EN 14253 : 2003 /12/. Darin befindet sich jedoch fol-gender Hinweis: „Wenn die Schwingungseinwirkung stoß- oder impulshaltig ist, liefern die Verfahren nach dieser Europäischen Norm in der Regel einen zu kleinen Wert für die Schwin-gungsintensität. Es sind dann Verfahren zur Beurteilung der Risiken bei der Einwir-kung von Stößen und Ganzkörper-Schwingungen mit hohem Scheitelfaktor notwen-dig. ... Wird der Schwingungsdosiswert VDV an Stelle von A(8) verwendet, führt das im Allgemeinen zu einer abweichenden Beurteilung des Gesundheitsrisikos.“ Wie stoß- oder impulshaltige Schwingungen bewertet werden sollen, wird gegenwär-tig in den Normen und Richtlinien also bislang nicht empfohlen. Auch existiert keine Definition, was stoß- oder impulshaltige Schwingungen sind. Deshalb wäre es von Vorteil, wenn ein praxistaugliches Bewertungsverfahren ohne eine solche Definition auskommen würde. Beurteilung von Ganzkörper-Schwingungen Dieser Zusammenhang zwischen Belastung und Beanspruchung ist seit vielen Jah-ren anerkannter Stand der arbeitswissenschaftlichen Erkenntnis /13/. Die akuten und chronischen Wirkungen mechanischer Schwingungen hängen von den physikali-schen Eigenschaften der Exposition, ihrer Einwirkungsdauer aber vor allem auch von den individuellen Voraussetzungen des jeweilig Betroffenen ab. Gerade diese große biologische interindividuelle Variabilität macht die Beurteilung von mechanischen Schwingungen so schwer. Derzeit erfolgt die Beurteilung mechanischer Schwingungen auf der Grundlage inter-nationaler und nationaler Normen, die nicht immer dem aktuellen Stand der wissen-schaftlichen Erkenntnis entsprechen. Das ist nicht außergewöhnlich. Die Normung hinkt immer der Forschung hinterher. Normen gelten doch als anerkannte Regeln der Technik. Es bedarf einiger Zeit bis zur allgemeinen Anerkennung neuer Erkenntnis-se.

Ganzkörper-Schwingungen

Belastungs-Beanspruchungs-Modell

Physikalische BelastungEinwirkungsrichtungBewegungsartSignalklasseAmplitudeFrequenzStoßhaltigkeit

Mitwirkende BelastungsfaktorenEinleitungsstelleKörperhaltung

AnschnallungAbstützungTemperaturHeben und TragenFreizeitverhalten

ExpositionsdauerTäglichJährlichIm BerufslebenPausenregimeAufeinanderfolge

Belastung durchGanzkörper-Schwingungen Individuelle endogene Gegebenheiten

GeschlechtAlterAlter bei BerufsbeginnKonstitutionDispositionEndogener Zustand der WSKenntnisse, Fähigk. und Fertigk.

Mensch

Akute WirkungenBefindensstörungen (z.B. Kinetose)Schmerzwahrnehmungenbiomech. u. physiol. ReaktionenLeistungsbeeinträchtigungenLumbago, Ischias, Kaudasyndrom

Chronische Wirkungendegenerative Veränd. der Band-scheiben, Wirbelkörper u. -gelenke

Beanspruchung

Bild 1: Das Belastungs-Beanspruchungs-Modell Die Vibrationsforschung als relativ junger Zweig der arbeitswissenschaftlichen For-schung begann in den 30er Jahren des nunmehr vorigen Jahrhunderts. Das Weber-Fechner’sche Gesetz wurde auch auf die mechanische Reizeinwirkung angewandt. Für Ganzkörperschwingungen wurde der Wahrnehmungsexponent 1 ermittelt, d. h. dass ein linearer Zusammenhang zwischen Wahrnehmung und Reiz besteht /14/. Ab den 60er Jahren hat man systematische Laboruntersuchungen zur Wirkung mecha-nischer Schwingungen auf die Wahrnehmung, das Wohlbefinden und die Leistungs-beeinträchtigung durchgeführt. Versuche zur schädigenden Wirkung am lebenden Menschen schieden und scheiden aus ethischen Gründen aus. So verständigten sich die Experten der siebziger Jahre einfach auf einen Grenzwert durch Verdopplung der in den Versuchen bestimmten Grenze für die Leistungsbeeinträchtigung. Und man einigte sich auch auf ein Beurteilungsverfahren. Die Beschleunigung a(t) lässt sich als eine der zur Beschreibung von Schwingungs-vorgängen möglichen Beschreibungsgrößen am einfachsten messen. Da der arith-metische Mittelwert eines um eine Nulllage stochastisch schwankenden Prozesses - und um einen solchen handelt es sich im allgemeinen auf den Fahrersitzen mobiler Arbeitsmaschinen und Kraftfahrzeuge - gleich Null ist, einigte man sich auf den Effek-tivwert der Schwingbeschleunigung.

ISO 2631-1 : 1997Die Basisbewertung

( )aTa t dtw w

o

T

= ∫1 2

a T a Tw w1 1 2 2⋅ = ⋅

aT

a T mit T Tw e wi ii

n

ii

n

, = ⋅ ⋅ == =∑ ∑1 2

1 1

frequenzbewerteter Effektivwert (r.m.s. oder RMS)

Bewertung entsprechend Annex B Formel B.1 und B.3

Bild 2: Die Basisbewertungsmethode (energetisch)

Damit die Schwingungseigenschaften und die Empfindlichkeit des Menschen gegen-über bestimmten Schwingfrequenzen auch Berücksichtigung finden, hat man eine sogenannte Frequenzbewertung eingeführt. Das Schwingungssignal durchläuft des-halb vor der Effektivwertbildung ein entsprechendes Bewertungsfilter. Weiterhin hat man sich darauf verständigt, dass die Wirkung, beschrieben durch das Produkt aus der Einwirkungsdauer Te und dem Quadrat des Effektivwerts aw der frequenzbewer-teten Beschleunigung, konstant sei - das sogenannte Energieäquivalenzprinzip. Das war ein bedeutender Fortschritt, denn nunmehr haben alle Forscher begonnen, Messwerte nach identischen Vorgaben zu sammeln, eine gute Basis für eine epide-miologische Untersuchung der Belastungs-Beanspruchungs-Zusammenhänge und der dann später unterstellten Dosis-Wirkungs-Beziehungen. Dennoch haben die An-strengungen bisher nicht gereicht, um die Skeptiker zu überzeugen. Es konnte aller-dings die schädigende Wirkung von langjähriger Schwingungsexposition in einigen Berufen epidemiologisch nachgewiesen werden. Ebenfalls ist die Übertragung der Erkenntnisse auf andere berufliche Tätigkeiten gelungen und anerkannt, aber unbe-friedigend ist nach wie vor die Anerkennung der Forschungsergebnisse zur Festle-gung von Grenzwerten. So haben Schwarze et. al. /16, 17, 18, 19/ in einer der letz-ten epidemiologischen Studien in Deutschland als Grenzwert für die Schädigung im Verlaufe des Berufslebens awz=0,63 m/s² festgestellt, die Reaktion auf dieses Ergeb-nis durch Politik, Rechtsetzung und Normung bleibt allerdings aus. Unbefriedigend ist auch die Situation bei der Beurteilung stoßhaltiger Schwingungen oder kurzer Expositionsabschnitte mit sehr hohen Beschleunigungswerten. Gerade bei solchen Belastungen wird von Seiten der Arbeitsmedizin Kritik an der energeti-schen Bewertung geübt /19, 20/. Es ist eine Unterschätzung des Risikos bei solchen Schwingungsarten äußerst wahrscheinlich. Laborversuche haben die schädigende Wirkung insbesondere von Beschleunigungsspitzen gezeigt. Seit vielen Jahren kommen deshalb in Großbritannien bereits überenergetische Bewertungsverfahren

zum Einsatz und sind auch in der neuen internationalen Norm ISO 2631-1 : 1997 /21/ neben dem altbekannten Basisverfahren zusätzliche Bewertungsverfahren zur Aus-wahl angeboten.

ISO 2631-1 : 1997Die modifizierte Basisbewertung

a T a Tw w1 14

2 24⋅ = ⋅

aT

a T mit T Tw e wi ii

n

ii

n

, = ⋅ == =∑ ∑1 4

1

4

1

( )aTa t dtw w

o

T

= ∫1 2

frequenzbewerteter Effektivwert (r.m.s. oder RMS)

Bewertung entsprechend Annex B Formel B.2 und B.4

Bild 3 : Die modifizierte Basisbewertung (überenergetisch)

In der deutschen Umsetzung dieser internationalen Norm durch den VDI 2057 Blatt 1 : 2002 /22/ wird dem dadurch Rechnung getragen, dass auf eines dieser Verfahren bei der Beurteilung kurzzeitiger Einwirkungen von hohen Beschleunigungen verwie-sen wird. Außerdem ist anstelle einer Richtwertkurve jetzt ein Bereich der möglichen Gesundheitsgefährdung angegeben, der eine Ermessensentscheidung im Einzelfall ermöglichen soll. Die untere Grenze dieses Bereichs sollte für Präventionszwecke unbedingt herangezogen werden.

VDI 2057 Blatt 1 : 2002Ganzkörper-Schwingungen

mögliche Gesundheitsgefährdung bei Belastungen mit Wertepaaren (ãwz , Te) oberhalb ãwz(8)=0,45m/s²deutliche Gesundheitsgefährdung bei Belastungen mit Wertepaaren (ãwz , Te) oberhalb ãwz(8)=0,80m/s²

Hinweis:Bei hohen Intensitäten und kurzerEinwirkungsdauer aufgrund beson-derer Gefährdung Beurteilung nachISO 2631-1:1997 Abschn. 6.3.2bzw. Annex B Formel B2 und B4

Bild 4: Die Richtwertkurve aus VDI 2057 Blatt1 : 2002

Einige Experten ignorieren noch immer die Notwendigkeit einer überenergetischen Beurteilung auf der Basis dieser neueren wissenschaftlichen Ergebnisse. Von einer großen Zahl der Praktiker wird dieses Vorgehen auch deshalb abgelehnt, weil da-durch die unterschiedliche Beurteilung einer Tätigkeit beispielsweise durch den Ar-beitgeber und den Betriebsrat denkbar wäre. Das könnte zu Problemen in der be-trieblichen Praxis führen. Auch wäre das ”Schönrechnen” von Schwingungsexpositi-onen durch unterschiedliche Teilung des Gesamtvorgangs in Teilvorgänge noch mehr als beim Basisverfahren möglich. Diesem gewichtigen Argument muss deshalb bei der Entwicklung eines praxistauglichen Beurteilungsverfahrens unbedingt Rech-nung getragen werden. Die Prävention arbeitsbedingter Gesundheitsgefahren infolge von mechanischen Schwingungen erfordert aber vor allem für die kleinen und mittleren Unternehmen ein Herausarbeiten der besonders gefährdeten Personengruppen und besonders ge-fährdenden Tätigkeiten und Arbeitsmaschinen bzw. Fahrzeuge. Der seit vielen Jah-ren in Brüssel diskutierte Entwurf einer EU-Richtlinie für die Mindestvorschriften bei der Einwirkung von physikalischen Belastungsfaktoren sieht neben einer Expositi-onsobergrenze einen sogenannten Aktionswert vor, ab dem Präventionsmaßnahmen einsetzen müssen. Aber auch diese Richtlinie orientiert sich am energieäquivalenten Basisverfahren und muss demzufolge die aus den Beschleunigungsspitzen resultie-renden besonderen Gefährdungen unterschätzen. Ein interessanter Ansatz stammt aus Komfortuntersuchungen von Personenkraftwagen. Hier sind von Hennecke /23/ Vorschläge für eine Beurteilung von Fahrzeugschwingungen auf der Basis von bisher kaum genutzten Signalkennwerten und Signalkennfunktionen unterbreitet worden. Die nachfolgende Betrachtung soll zeigen, dass die Anwendung dieser Idee die Prä-vention von arbeitsbedingten Gesundheitsgefahren ein gutes Stück voranbringen kann, ohne die gewohnten Methoden verlassen zu müssen.

Signalkennwerte und -funktionen Zeitbereich und Frequenzbereich

LeistungsdichtesprektrumEffektivwert (rms)frequenzbewert. EffektivwertGesamtleistung

Frequenzbereich

ZeitfunktionVerteilungsdichtefunktionAutokorrelationsfunktion

LastwechselzahlMittelwert (arithmet.)Effektivwert (rms)frequenzbewert. Effektivwertroot-mean-quad (rmq)Minimal-/MaximalwertCrestfaktorSchiefeExzessKurtosisFormfaktorInstationaritätsfaktorErweiterter Effektivwert

Zeitbereich

SignalkennfunktionenSignalkennwerte

Bild 5: Signalkennwerte und Signalkennfunktionen im Zeit- und Frequenz-bereich zur Beschreibung von Schwingungsvorgängen (blau: bis-lang genutzt; rot: bislang kaum genutzt und Gegenstand dieser Be-trachtung)

Mit Hilfe von Signalkennwerten und Signalkennfunktionen im Zeit- und Frequenzbe-reich lassen sich die physikalischen Eigenschaften eines Schwingungsvorgangs be-schreiben /24/. Die Frequenzeigenschaften werden über das bekannte Leistungs-dichtespektrum oder kurz ”Spektrum” bereits bei der Frequenzbewertung der Schwingbeschleunigung ausreichend gut berücksichtigt, d. h. das Schwingungsver-halten und das Schwingungsempfinden des Menschen sind bei der beschriebenen Basismethode berücksichtigt. Die Zeiteigenschaften des Signals, beschrieben durch Zeitfunktion a(t) und Autokor-relationsfunktion Kxx(J), werden vor allem bei der Schwingungsbekämpfung berück-sichtigt. Für die Beschreibung der Expositionsstärke werden vor allem die Amplitudeneigen-schaften benötigt. Am Beispiel der Verteilungsdichtefunktion p(a) werden die Unter-schiede einer sinusförmigen Anregung, einer (normalverteilten) zufälligen Anregung, einer Anregung mit einem Dreiecksignal und einer Rechteckfunktion dargestellt.

Signalkennfunktionen im ZeitbereichZeitfunktion

Zeit t

Schwingbeschleunigung az(t)

1. Messung der unbewerteten Schwingbeschleunigung a(t)

2. Frequenzbewertung und Bandbegrenzung

3. frequenzbewertete Schwingbeschleunigung aw(t)

Bild 6: Signalanalyse im Zeit- und Frequenzbereich

Signalkennfunktionen im ZeitbereichVerteilungsdichtefunktionen spezieller Signale

a

p

a

p

+A-A

a

p

+A-ASinussignal

a

p

+A-ARechtecksignal

Dreiecksignal rot: regelloses Signal blau: stoßhaltiges Signal

Bild 7: Verteilungsdichtefunktionen spezieller Signale

Signalkennfunktionen im ZeitbereichVerteilungsdichtefunktion

Hanomag 66D, Fahrt auf Deponie

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

35001 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100

Verteilungsdichtefunktion

Bild 8: Verteilungsdichtefunktion des Schwingungssignals einer

Erdbaumaschine und die zugehörige Normalverteilung

Die Amplitudeneigenschaften werden aus den sogenannten Momenten k-ter Ord-nung mk(t) der Verteilungsdichte p(a) abgeleitet. Diese Momente geben Auskunft ü-ber die Lage, die Streuung und die Form der Verteilung der realisierten Beschleuni-gungswerte.

Signalkennwerte und -funktionenMomente 1. und 2. Ordnung

m t a t p a da a tw w w w1 0( ) ( ) ( ) ( )= = =−∞

+∞

∫

m t a t p a da a tw w w w22 2( ) ( ) ( ) ( )= =

−∞

+∞

∫

m t a t a t p a daz w w w w, ( ) ( ( ) ( )) ( )22 2= − =

−∞

+∞

∫ σ

Nullmoment 1. Ordnung = linearer (arithmetischer) Mittelwert

Nullmoment 2. Ordnung = quadratischer Mittelwert

Zentralmoment 2. Ordnung = Varianz

Bild 9: Momente der Verteilungsdichte

Das sogenannte Nullmoment erster Ordnung m1(t) ist der bekannte lineare oder a-rithmetische Mittelwert m1(t), der Massenschwerpunkt der Verteilung, der bei zufälli-gen Fahrzeugschwingungen im allgemeinen gleich Null ist. Das sogenannte Nullmoment 2. Ordnung m2(t) ist der quadratische Mittelwert, ein Streuwert für die Verteilung gegenüber der Nulllinie. Die Wurzel aus diesem Wert ist der ebenfalls bereits bekannte Effektivwert bzw. rms-Wert (root mean square). Durch den Bezug auf den linearen Mittelwert m1(t) erhält man das Zentralmoment 2. Ord-nung mz,2(t), die sogenannte Varianz, deren Wurzel die Standardabweichung F(t) ist.

Signalkennwerte und -funktionenMomente höherer Ordnung

m tm t

tzz

aw

′ =,,( )( )( )333σ

m tm t

tKuz

z

aw

′ = =,,( )( )( )444σ

normiertes Zentralmoment 3. Ordnung = Schiefe

normiertes Zentralmoment 4. Ordnung = Kurtosis

sinusförmige Schwingungen Ku = 1,5stochastische Schwingungen Ku = 3,0

Bild 10: Höhere Momente der Verteilungsdichte

Die höheren Momente beschreiben die Form der Verteilungsfunktion. Das Zentral-moment 3. Ordnung mz,3(t) beschreibt die Schiefe der Verteilungsfunktion, d. h. die Unsymmetrie des Auftretens der Beschleunigungswerte. Das Zentralmoment 4. Ord-nung mz,4(t), Kurtosis Ku genannt, ist ein Ausdruck für die Wölbung der Verteilungs-kurve. Die Kurtosis beschreibt die Amplitudeneigenschaften unabhängig vom Fre-quenzgehalt und sie ist wegen der Normierung auf die Standardabweichung unab-hängig vom Signalpegel. Diese beiden Tatsachen sind von Vorteil für die Ermittlung der Wirkungsunterschiede von Schwingungsbelastungen mit gleichem Effektivwert. Die Grenzwerte sind ur-sprünglich in Laborversuchen mit sinusförmiger Anregung ermittelt worden /25/. An-dere Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass die Wirkungen von stochastischen Anregungen auf den Menschen deutlich stärker sind als die von sinusförmigen Anre-gungen mit gleichem Effektivwert /26/. Noch stärker ist die Wirkung, wenn die sto-chastischen Signale Stöße enthalten. Deshalb reicht die Angabe allein des Effektiv-werts zur Beschreibung der Schwingungsbelastung am Arbeitsplatz nicht aus. Es

werden zusätzliche Parameter benötigt, die die Signalform und damit die Wirkungs-verstärkung gegenüber einer sinusförmigen Anregung beschreiben. Die Abweichung der Kurtosis eines Schwingungssignals von der Wölbung der ent-sprechenden Gauß’schen Normalverteilung wird als Exzess Ex bezeichnet und eig-net sich sehr gut für diese im Rahmen der Prävention der Gesundheit interessanten Fragestellung. Ein negativer Exzess, d. h. Ex<0, bedeutet eine fülligere Verteilungs-funktion. Ein positiver Exzess deutet auf ein höheres Maximum mit Wertehäufungen beim Mittelwert und an den Verteilungsenden, also schnelle steile Anstiege in der Zeitfunktion, die sogenannten Stöße.

Signalkennwerte und -funktionenExzess Ex, Formfaktor F

Ex = Ku - KuGauß = Ku - 3

Exzess = Wölbungsunterschied zur Normalverteilung

Formfaktor = Wölbungsunterschied zur Normalverteilung

negativer Exzess = F<1 = Verteilung fülliger als Normalverteilung

positiver Exzess = F>1 = höheres Maximum mit Wertehäufung beimMittelwert und an den Verteilungsenden

F = Ku / KuGauß = Ku / 3

Bild 11: Der Exzess und der Formfaktor als Signalkennwerte

Signalkennwerte und -funktionenInstationaritätsfaktor IFw

IFKuKu

Kuw

Sinus= =4 4

15,

Wölbungsunterschied der Verteilung gegenüber einer Sinusfunktion

Instationaritätsfaktoren besonderer FunktionenRechteckschwingung IFw = 0,90Sinussschwingung IFw = 1,00Dreieckschwingung IFw = 1,05Stochastische Schwingung IFw = 1,19

Bild 12: Der Instationaritätsfaktor als Signalkennwert

Es bietet sich deshalb für die Anwendung in der Praxis das folgende Verfahren an. Das bisherige Basisverfahren auf der Grundlage des energieäquivalenten frequenz-bewerteten Effektivwerts aw wird beibehalten, aber um einen Instationaritätsfaktor IFw erweitert. Dieser Instationaritätsfaktor IFw berechnet sich aus der Kurtosis Ku, bezo-gen auf die eines harmonischen Signals gleicher Stärke. Er ist deshalb, wie bereits gezeigt unabhängig von der Signalstärke und der Frequenzzusammensetzung. Der Instationaritätsfaktor zeigt die Wirkungsunterschiede z. B. einer stoßhaltigen Schwin-gung gegenüber einer harmonischen Schwingungsanregung auf, ohne eine kompli-zierte Stoßdefinition zu benötigen. Der Formfaktor F oder der Exzess Ex zeigen die Wirkungsunterschiede einer Schwingungseinwirkung gegenüber einer gleichmäßig regellosen Schwingungsanregung auf, ebenfalls ohne eine komplizierte Stoßdefiniti-on. Deshalb ist das gezeigte Verfahren in der Praxis geeignet, auf Expositions-schwerpunkte hinzuweisen. Stochastische Schwingungen werden bei diesem Verfah-ren um 12% stärker bewertet als sinusförmige Schwingungen. Die von Dupuis /27/ vorgestellten Ergebnisse von Laboruntersuchungen und Feldversuchen untermauern diesen Wert. Das von Griffin /28/ vorgeschlagene und in Großbritannien angewendete Bewer-tungsverfahren auf der Basis des fourth power vibration dose value VDV, auch als rmq-Verfahren bezeichnet wegen der Verwendung der Mittlung in der 4. Potenz (root mean quad), bewertet Sinusschwingungen um 11% stärker als das energieäquiva-lente Basisverfahren. Eine gleichmäßig regellose Schwingung wird um 32% stärker bewertet als mit dem Effektivwertverfahren, stoßhaltige Schwingungen entsprechend noch stärker. Es lässt sich zeigen, dass das hier vorgeschlagene Verfahren des Ef-fektivwerts mit einem signalformabhängigen Faktor bis auf einen konstanten Faktor identische Ergebnisse zum rmq-Verfahren liefert.

ISO 2631-1 : 1997The fourth power vibration dose method (VDV)

Vibration Dose Value (nach Griffin)

“überenergetisches” Prinzip

VDV VDV T mit T Ti ii

n

ii

n

= ⋅ == =∑ ∑4

1

4

1

a T a Tw w1 14

2 24⋅ = ⋅

4

0

4 )(∫=T

w dttaVDV

Bild 13: Das überenergetische VDV-Verfahren (RMQ)

Signalkennwerte und -funktionenUnterschied zwischen RMS und RMQ (bzw. VDV)

RMQaw

= 1107,

RMQaw

= 1316,

bei sinusförmigen SchwingungenDas VDV-Verfahren bewertet Sinusschwingungen um 11% höher als das Basisverfahren.

bei stochastischen SchwingungenDas VDV-Verfahren bewertet gleichmäßig regellose Schwingungen um 32% höher als das Basisverfahren.

Bild 14: Vergleich von Effektivwert- und VDV-Verfahren

Durch Multiplikation des bisherigen Effektivwerts awz mit dem oben abgeleiteten In-stationaritätsfaktor IFw erhält man einen erweiterten Effektivwert awz,erw., der nunmehr mit der Richtwertkurve, der Expositionsobergrenze oder dem Aktionswert für das Einsetzen von Präventionsmaßnahmen verglichen werden kann. Dabei bietet sich an, die in ISO 2631-1 : 1997 publizierte „health guidance zone“ für das RMQ-Verfahren mit den Faktor 0,9 zu multiplizieren und so leicht verschobene Richtwert-kurven für die Bewertung zu verwenden.

Für die PräventionGefährdungsadäquatere Beurteilung

a a IF aKu

w erw w w w, . ,= ⋅ = ⋅

154

a RMQw erw, . ,= ⋅0 9Vorteile• Beibehaltung des Basisverfahrens• Berücksichtigung der Signalform durch einen verteilungsabhängigen

Faktor• Faktor ist unabhängig von Amplitude und Frequenzgehalt• vergleichbare Ergebnisse zum VDV-Verfahren

•bei sinusförmigen Schwingungen aw,erw. = aw

•bei stochastischen Schwingungen aw,erw. = 1,189 aw

• das Verfahren mit dem erweiterten Effektivwert bewertet gleichmäßig regellose Schwingungen um 19% höher als sinusförmige Schwingungen.

Der erweiterte Effektivwert

Kurtosis Ku(normiertes

Zentralmoment 4. Ordnung)

m tm t

tKuz

z

aw

′ = =,,( )( )( )444σ

Bild 15: Methode „Erweiterter Effektivwert“

Für die PräventionMethode des Erweiterten Effektivwert

ExzessEx

FormfaktorF

InstationaritätsfaktorIFw

Rechtecksignal

Ruhe

Harmonische Schwing. (Sinus)

Dreiecksignal

Regellose Schwingung (Gauß-normalverteilt)

zunehmend stoßhaltig, abweichend v. Normal-

verteilung und Sinus

0,0

-1,2

-1,5

-2,0

- ∞

+1,0

+10,0

1,00

0,60

0,50

0,33

0,00

1,33

4,33

1,19

1,05

1,00

0,90

0,00

1,28

1,72

Bild 16: Erkennung stoßhaltiger Schwingungen

Auf diese Weise können stochastische und stoßhaltige Schwingungen (Ex>0) ein-fach erkannt und ihrer Gefährdung entsprechend beurteilt werden. Damit wird ein entscheidender Fortschritt für die Prävention vibrationsbedingter Gesundheitsgefah-ren und Muskel-Skelett-Erkrankungen erzielt.

Maschine Tätigkeit

Signalform der Zeitfunktion

der Beschleuni-gung

bewerteter Effektivwert

awz in m/s²

ExzessEx

Form-faktor

F

Instatio-naritäts-

faktor IFw

Erweiterter Effektivwert

awz,erw. in m/s²

Radlader Hanomag 66 D Fahrt auf Deponie-straße

sinusförmig, keine Stöße

0,61 -1,42 0,53 1,01 0,62

Schlepper CASE 7210 Pflügen

sinusförmig, keine Stöße, hochfre-quente Anteile

0,38 -0,29 0,90 1,16 0,44

Dumper Volvo A 25 C

Fahrt auf Deponie-straße

stochastisch, keine Stöße

0,54 -0,14 0,95 1,17 0,63

Mähdrescher Lexion 640 CLAAS Roggendrusch

stochastisch, keine Stöße, hochfrequ. harmon. Anteile

0,37 -0,17 0,94 1,17 0,43

Bohrgerät HBM Hausherr Fahrt im Tagebau

stochastisch mit periodischen Antei-len, keine Stöße

0,27 0,56 1,19 1,24 0,34

Schlepper John Deer 8200 Graswenden

stochastisch mit periodischen Antei-len, stark schwank.

0,68 1,38 1,31 1,31 0,89

Dumper Volvo A 25 C

Fahrt auf Deponie-körper

sinusförmig mit stochast. Anteilen

1,75 1,82 1,61 1,34 2,35

Dumper CAT 740 Caterpillar

Abraumtransport im Tagebau

stochastisch mit niederfrequ. Eigen-schwing., stoßhaltig

0,88 2,32 1,77 1,37 1,21

Dumper CAT 740 Caterpillar Leerfahrt im Tagebau

stochastisch mit periodischen Antei-len, stoßhaltig

0,78 4,41 2,47 1,49 1,17

Raupenbagger CAT 330B Caterpillar

Laden von Abraum im Tagebau

stochastisch, hochfrequent, stoßhaltig

0,44 4,18 2,39 1,48 0,66

Radlader CAT 990 Caterpillar

Laden/Transport von Kalkstein

stochastisch, stoß-haltig

0,49 3,08 2,03 1,42 0,69

Aufreissraupe CAT D10R Caterpillar

Lockern von Kalk-stein

stochastisch, stoß-haltig

0,98 5,07 2,69 1,52 1,49

Radlader ZL 80 Planieren

periodisch mit stochast. und stoßhalt. Anteilen

0,59 9,43 4,14 1,70 1,00

Radlader ZL 80 Baustellenfahrt

periodisch, einzel-ne Stöße

0,80 11,85 4,95 1,77 1,42

Vorwarder Valmet 828 Fahrt und Laden stochastisch, ein-zelne starke Stöße

0,69 62,33 21,78 2,57 1,77

Tabelle 2: Anwendungsbeispiele aus der Praxis

In der PraxisMethode des Erweiterten Effektivwert

ExzessEx

Harmonische Schwing. (Sinus)

Regellose Schwingung (Gauß-normalverteilt)

zunehmend stoßhaltig, abweichend v. Normal-

verteilung und Sinus

0,0

- 1,5

+1,0

+10,0

Ackerschlepper beim Pflügen

Erdbaumasch. b. Fahrt auf glatter Straße

Dumper bei Fahrt auf Straße

Mähdrescher beim Drusch

Radlader beim Laden und TransportAufreißraupe beim Lockern von Kalkstein

Radlader bei Fahrt auf der Baustelle

Forstmaschine bei Fahrt im Wald

Dumper bei Fahrt auf BauschuttdeponieAckerschlepper beim Graswenden

InstationaritätsfaktorIFw

1,0

1,19

1,72

1,28

Bild 17: Die Methode „Erweiterter Effektivwert“ in der Praxis

Zusammenfassung Die Methode des erweiterten Effektivwerts hat die Vorteile, dass das bislang be-währte Basisverfahren nach ISO 2631-1 : 1997 und VDI 2057 Blatt1 : 2002 beibehal-ten wird, dass die Gesundheitsgefährdung entscheidend mitbestimmende Signalform durch einen verteilungsabhängigen Faktor berücksichtigt werden kann und dass die-ses Verfahren unabhängig von Amplitude und Frequenzzusammensetzung ist. Bei harmonischen Schwingungen beträgt der Instationaritätsfaktor 1,0. Gleichmäßig re-gellose Schwingungen werden um 19% stärker bewertet. Bei stoßhaltigen Schwin-gungen kann dieser Wert noch höher sein. Ein positiver Exzess bzw. ein Formfaktor größer 1 weisen auf stoßhaltige Schwingungen hin. Der um den Instationaritätsfaktor erweiterte Effektivwert erlaubt auf einfache Weise, die aufgrund der Stoß- oder Im-pulshaltigkeit verstärkte gesundheitsschädigende Wirkung zu beurteilen. Dank dieses Verfahrens, das sich in handelübliche Messgeräte integrieren lässt, kann bei der Ge-fährdungsbeurteilung in der betrieblichen Praxis die Stoßhaltigkeit und damit das hö-here Gesundheitsrisiko einfach erkannt und in der Prävention berücksichtigt werden. Die Entscheidung über einzuleitende technische oder organisatorische Präventions-maßnahmen fällt damit deutlich leichter.

Beispiele aus der Praxis

PräventionGefährdungsadäquate Beurteilung

FahrzeugRadlader Hanomag 66 D

TätigkeitFahrt auf befestigter Deponiestraße

Schwingungsart: sinusförmig, keine Stöße

bewerteter Effektivwert: 0,61 m/s²Exzess: -1,42Instationaritätsfaktor: 1,01Erweiterter Effektivwert: 0,62 m/s²

Bild 18: Beispiel Radlader bei Fahrt auf befestigter Straße


FahrzeugDumper Volvo A 25 C

TätigkeitFahrt auf dem Deponiekörper

Schwingungsart: sinusförmig mit stochastischen Anteilen

bewerteter Effektivwert: 1,75 m/s²Exzess: 1,82Instationaritätsfaktor: 1,34Erweiterter Effektivwert: 2,35 m/s²

Bild 19: Beispiel Dumper bei Fahrt auf Bauschutt-Deponie


FahrzeugVorwarder Valmet 828

TätigkeitFahrt auf unbefestigtem Waldweg

Schwingungsart: stochastischen mit einzelnen Stößen


Bild 20: Beispiel Forstgerät bei Fahrt auf unbefestigtem Waldweg


FahrzeugAckerschlepper CASE 7210

TätigkeitPflügen

Schwingungsart: sinusförmig mit hochfrequentenAnteilen, keine Stöße


Bild 21: Beispiel Ackerschlepper beim Pflügen


FahrzeugMähdrescher CLAAS Lexion 640

TätigkeitRoggendrusch

Schwingungsart: stochastisch mit hochfrequentenharmonischen Anteilen, keine Stöße


Bild 22: Beispiel Mähdrescher beim Roggendrusch


FahrzeugAckerschlepper John Deere JD 8200

TätigkeitGraswenden

Schwingungsart: stochastisch mit periodischen Anteilen,kleinere Stöße


Bild 23: Ackerschlepper beim Graswenden


FahrzeugDumper Caterpillar CAT 740

TätigkeitAbraumtransport im Tagebau

Schwingungsart: stochastisch mit niederfrequenterEigenschwingung, stoßhaltig


Bild 24: Beispiel Dumper beim Abraumtransport im Tagebau


FahrzeugRadlader Caterpillar CAT 990

TätigkeitLaden und Transport von Kalkstein

Schwingungsart: stochastisch, stoßhaltig


Bild 25: Beispiel Radlader beim Laden und Transport von Kalkstein


FahrzeugAufreißraupe Caterpillar CAT D10R

TätigkeitLockern von Kalkstein

Schwingungsart: stochastisch, stoßhaltig


Bild 26: Beispiel Aufreißraupe beim Lockern von Kalkstein

Erw

eite

rter

Effe

ktiv

wer

t aw

,erw

.

Mähdrescher beim Drusch

Ackerschlepper beim Pflügen

Radlader beim Laden und Transport

Ackerschlepper beim Graswenden

Aufreißraupe beim Lockern von KalksteinAbraumtransport im Tagebau

Forstmaschine bei Fahrt im Wald

Dumper bei Fahrt auf Bauschuttdeponie

In der PraxisISO 2631-1 und Erweiterter Effektivwert

Bild 27: ISO 2631-1:1997 und Erweiterter Effektivwert

In der PraxisMethode des Erweiterten Effektivwert

a a IF aEx

w erw w w w, . ,= ⋅ = ⋅

+ 315

4

a RMQw erw, . ,= ⋅0 9

• Effektivwertverfahren nach VDI 2057 Blatt 1 bleibt erhalten• keine Stoßdefinition erforderlich• Risikozuschlag in Form eines Faktors (Instationaritätsfaktor)• einfach zu berechnen (Exzess Ku() ist eine math. Funktion in MS-Excel)• vergleichbare Ergebnisse zum VDV-Verfahren

Zusammenfassung:

Bild 28: Zusammenfassung

Literatur /1/ Vibration am Arbeitsplatz; IVSS, Internationale Sektion Forschung.

Paris, 1989 /2/ Wetzel, A.-M. et. al.

Arbeitshygienischer Bericht 1988 / Zentralinstitut für Arbeitsmedizin; Berlin, 1989

/3/ Mohr, D. Gefährdungsbeurteilung und Präventionsmaßnahmen nach der neuen EU-Vibrations-Richtlinie 2002/44/EG. Vortrag A+A 2003; Düsseldorf 2003

/4/ Health & Safety Executive Whole-body vibration: Occupational exposures and their health effects in Great Britain. (Contract Research Report 233/1999)

/5/ Health & Safety Executive Whole-body vibration: Evaluation of some common sources of exposure in Great Britain. Contract Research Report 235/1999

/6/ Statistisches Bundesamt Deutschland

Leben und Arbeiten in Deutschland – Ergebnisse des Mikrozensus 2001. Wiesbaden, 2002

/7/ Dupuis, H., Zerlett, G.

Beanspruchung des Menschen durch mechanische Schwingungen. For-schungsbericht Ganz-Körper-Schwingungen (Schriftenreihe des Hauptver-bandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften e. V.) Bonn, 1984

/8/ European Foundation for the Improvement of Living and Working Conditions

Third European Survey on Working Conditions 2000. Luxembourg, 2001

/9/ Tiefbau-Berufsgenossenschaft

Approaches to meeting the vibration requirements in the Machine Directive: Earth-moving machinery. Vortrag EU-Seminar Control of vibration emission in mobile machinery. Brüssel, 9. Dezember 1999

/10/ Richtlinie 2002/44/EG über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit

und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (Vibrationen). (ABl. EG L 177/13)

/11/ Richtlinie 89/391/EWG über die Durchführung von Maßnahmen zur Verbesse-

rung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Arbeitnehmer bei der Arbeit. (ABl. EG L 183/1)

/12/ NORM DIN EN 14253 : 2003 Mechanische Schwingungen – Messung und rechnerische Ermittlung der Ein-wirkung von Ganzkörper-Schwingungen auf den Menschen am Arbeitsplatz im Hinblick auf seine Gesundheit – Praxisgerechte Anleitung.

/13/ Dupuis, H. Einwirkung berufsbedingter Vibrationen auf die Wirbelsäule. Die Wirbelsäule

in Forschung und Praxis, Bd. 92 (1980), S. 45-50 /14/ Bobbert, G.

Schwingungsauswirkung auf den Menschen. VDI-Berichte 113 (1967), S. 95-100

/15/ Schwarze, S. et. al.

Epidemiologische Studie Ganzkörpervibration, Hauptverband der gewerb-lichen Berufsgenossenschaften, Sankt Augustin (im Druck 1998)

/16/ Schwarze, S. et. al. Auswirkungen von Ganzkörperschwingungen auf die Lendenwirbelsäule - Ei-

ne Follow-up-Studie an 388 Fahrern verschiedener Fahrzeuge. Arbeitsmed. Sozialmed. Umweltmed. 33 (1998)10, S. 429-442

/17/ Schwarze, S. et. al. Schwingungsbelastung als gesundheitliches Risiko für die Lendenwirbelsäule.

Die BG (1998)11, S. 690-695 /18/ Schwarze, S. et. al. Dose-response relationships between whole-body vibration and lumbal disk

disease - A field study on 388 drivers of different vehicles. Journal of Sound and Vibration Vol. 215 (1998)4, S. 613-628

/19/ Seidel, H. et. al.

On the health risk of the lumber spine due whole-body vibration - Theoretical approach, experimental data and evaluation of whole-body vibration. Journal of Sound and Vibration Vol. 215 (1998)4, S. 723-741

/20/ Seidel, H. et. al.

Belastung der Lendenwirbelsäule durch stoßhaltige Ganzkörperschwingungen (Teilprojekt des Verbundprojektes Ganzkörperschwingungen III – Schlussbe-richt) Bremerhaven, Wirtschaftsverlag NW, 1995. (Schriftenreihe der Bundes-anstalt für Arbeitsmedizin Berlin, Forschung , Fb 01 HK 061)

/21/ NORM ISO 2631-1 : 1997 Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-

body vibration – Part 1: General requirements /22/ Richtlinie VDI 2057 Blatt 1 : 2002

Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen - Ganzkörper-Schwingungen

/23/ Hennecke, D. Zur Bewertung des Schwingungskomforts von Pkw bei instationären Anregun-

gen. Düsseldorf, 1995 (VDI Fortschritt-Berichte Reihe 12: Verkehrstech-nik/Fahrzeugtechnik; Nr. 237)

/24/ Mohr, D. Zur Einwirkung von mechanischen Ganzkörperschwingungen und Stößen auf

Bedienpersonen mobiler Arbeitsmaschinen. Technische Universität Dresden, Naturwiss.-math. Fak., Dissertation A. Dresden, 1989

/25/ Griffin, M. J. Handbook of Human Vibration. London: Academic Press, 1990 /26/ Dupuis, H., Christ, W. Über das Schwingungsverhalten des Magens unter dem Einfluß sinusförmiger

und stochastischer Schwingungen. Int. Z. angew. Physiologie (1966)22, S. 149-166

/27/ Dupuis, H., Hartung, E., Louda, L. Vergleich regelloser Schwingungen eines begrenzten Frequenzbereiches mit

sinusförmigen Schwingungen hinsichtlich der Einwirkung auf den Menschen. Ergonomics 15 (1972), 3, S. 237-265

/28/ Griffin, M. J., Whitham, E. M. Discomfort produced by impulsive whole-body vibration. Journal of the Acous-

tical Society of America 68(1980)5, S. 1277-1284

Stichworte: Ganzkörper-Schwingungen, Stoßhaltige Schwingungen, Bewertung,

Gefährdungsbeurteilung, Gesundheitsrisiko

Autor: Dr. Detlev Mohr Landesinstitut für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Potsdam PF 90 02 36 14438 Potsdam Tel.: 0331/8683-178 Email: [email protected]

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