DE102007014894A1

DE102007014894A1 - Vibration dosimeter for determining the vibration load

Info

Publication number: DE102007014894A1
Application number: DE200710014894
Authority: DE
Inventors: Stefan Holst; Ulrich Single; Markus Roth; Juergen Lennartz; Andreas Strasser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-10-02
Also published as: RU2009139290A; WO2008116696A1; EP2130008A1

Abstract

Ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, weist eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Betriebszustandes des Werkzeugs, eine Rechnereinrichtung zum Berechnen des aktuellen kumulativen Belastungswertes, eine Auswerteeinrichtung zum Vergleich des aktuellen kumulativen Belastungswertes mit definierten Grenzwerten und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des aktuellen Status auf, wobei die Messeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung als separate Bauteile ausgeführt sind und die Anzeigeeinrichtung mit wenigstens einer der übrigen Einrichtungen drahtlos kommuniziert.A vibration dosimeter for determining the vibration load of persons who are exposed to mechanical vibrations by the operation of a tool has a measuring device for determining the operating state of the tool, a computer device for calculating the current cumulative load value, an evaluation device for comparing the current cumulative load value with defined limits and a display device for displaying the current status, wherein the measuring device and the display device are designed as separate components and the display device communicates wirelessly with at least one of the remaining devices.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, nach dem Anspruch 1.The The invention relates to a vibration dosimeter for detection the vibration load of persons by the operation of a Tool are subjected to mechanical vibration, according to the claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 101 19 252 A1 ist eine Einrichtung zur personengebundenen Messung von Schwingungsbelastungen bekannt, die auf die Hand, den Arm oder den ganzen Körper der ein vibrierendes Werkzeug bedienenden Person wirken. Die Einrichtung umfasst verschiedene Sensoren, über die neben der Erfassung von Schwingungsmesswerten auch andere physikalische Messgrößen wie z. B. die Temperatur aufgenommen werden können. Die gesamte Einrichtung wird von der Bedienperson in der Hand gehalten, um die Schwingungsbelastung der Bedienperson zu ermitteln. Eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit der schwingungserzeugenden Maschine soll nicht mehr erforderlich sein.From the DE 101 19 252 A1 a device for the personal measurement of vibration loads is known, which act on the hand, the arm or the whole body of a vibrating tool operator. The device includes various sensors, in addition to the detection of vibration measurements and other physical variables such. B. the temperature can be recorded. The entire device is held by the operator in the hand to determine the vibration load of the operator. A positive or non-positive connection with the vibration generating machine should no longer be required.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass die tatsächliche Schwingungsbelastung aufgrund des fehlenden Kontaktes mit dem schwingungserzeugenden Werkzeug nur mit einer verhältnismäßig großen Unsicherheit ermittelt werden kann. Außerdem ist es nicht möglich, gerätetypische Vibrationskennwerte zu berücksichtigen oder Beschleunigungsmessungen durchzuführen, was jedoch aufgrund gesetzlicher Vorschriften für die Ermittlung täglicher Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwerte erforderlich ist.These Device has the disadvantage that the actual vibration load due to the lack of contact with the vibration generator Tool only with a relative great uncertainty can be determined. Furthermore it is not possible to use device-specific vibration characteristics consider or perform acceleration measurements, However, due to legal requirements for the investigation daily tripping or exposure limits is required.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfach durchzuführenden Maßnahmen ein Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen zu schaffen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, wobei sich das Vibrationsdosimeter durch eine hohe Bedienerfreundlichkeit bei ausreichender guter Messgenauigkeit auszeichnen soll.Of the Invention is based on the object with easy to perform Measures a vibration dosimeter to determine the vibration load to create people by operating a tool are exposed to mechanical vibrations, with the vibration dosimeter through a high degree of user-friendliness with sufficient good measuring accuracy should be awarded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Das erfindungsgemäße Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen, die durch den Betrieb eines Werkzeugs mechanischen Schwingungen ausgesetzt sind, umfasst eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Betriebszustandes (Werkzeug unter Last, Leerlauf und eventuell Bestimmung der Betriebsart), eine Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der effektiven Betriebsdauer des Werkzeugs, eine Rechnereinrichtung zum Berechnen eines aktuellen Belastungswerts aus der effektiven Betriebsdauer und aus einem werkzeugspezifischen und eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwert, eine Auswerteeinrichtung zum Vergleichen des aktuellen Belastungswerts mit zulässigen Belastungsgrenzwerten und eine Anzeige- und/oder Abschalteinrichtung, über die der aktuelle Status angezeigt und/oder das Werkzeug bei Überschreitung des Belastungsgrenzwerts abgeschaltet wird.The Vibration dosimeter according to the invention for determination the vibration load of persons by the operation of a Tool exposed to mechanical vibration, includes a Measuring device for determining the operating state (tool under Load, no load and possibly determination of the operating mode), an operating time determining device to determine the effective life of the tool, a Computer device for calculating a current load value from the effective operating time and from a tool-specific and possibly also mode-specific vibration characteristic, a Evaluation device for comparing the current load value with permissible exposure limits and an indication and / or shutdown device, over which the current status displayed and / or the tool when exceeding the Load limit is turned off.

Weiterhin ist vorteilhaft eine Speichereinrichtung zum Abspeichern und Auslesen älterer Belastungswerte vorgesehen. Mithilfe dieser Speichereinrichtung ist es möglich, Belastungswerte aus verschiedenen Arbeitsphasen abzuspeichern und bei Wiederaufnahme der Arbeiten an einem schwingungsgenerierenden Werkzeug wieder zu berücksichtigen.Farther Advantageously, a memory device for storing and reading older Load values provided. Using this storage device It is possible to load values from different work phases save and resume work on a vibration-generating To consider tool again.

Dies ermöglicht eine kontinuierliche Fortsetzung bei der Ermittlung des Belastungswerts unter Berücksichtigung vorangegangener Arbeiten am gleichen oder an verschiedenen Werkzeugen. Im Unterschied zu Ausführungen zum Stand der Technik gehen somit nach dem Abschalten oder dem Wechsel eines Werkzeugs Belastungen, denen die Bedienperson ausgesetzt war, nicht verloren, sondern werden weiterhin kumulativ berücksichtigt. Das Abspeichern in den bzw. Auslesen aus dem Speicher stellt sicher, dass die Gesamtvibrationsbelastung für die jeweilige Bedienperson festgestellt werden kann.This allows a continuous continuation of the investigation the debit value, taking into account the previous one Work on the same or on different tools. In difference to state-of-the-art designs are thus investigated switching off or changing a tool loads that the operator was exposed, not lost, but instead continues to be cumulatively considered. The saving in Reading from the memory ensures that the total vibration load can be determined for the respective operator.

Außerdem können über eine Schnittstelle die gespeicherten Daten z. B. kumulative Vibrationsbelastung, Vibrationsbelastung als Funktion der Zeit, verwendete Geräte und ihre Betriebsart über die Zeit mit Hilfe eines Computers (PC, PDA oder ähnliches) ausgelesen und dokumentiert werden.Furthermore can be saved via an interface Data z. B. cumulative vibration load, vibration load as a function of time, devices used and their mode of operation over the time with the help of a computer (PC, PDA or similar) read out and documented.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Belastungswert kann auch die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts sowie den definierten Grenzwerten berechnet werden. Die Auswerteeinrichtung vergleicht dann die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit, die sich als Funktion eines zulässigen Vibrationskennwertes berechnen lässt. Die Anzeigeeinrichtung stellt das Vergleichsergebnis dar.alternative or in addition to the load value may also be the permissible Working time on the tool as a function of a tool-specific and possibly farm-specific vibration characteristic value as well calculated according to the defined limits. The evaluation device then compares the effective operating time with the allowable Working time, which is a function of a permissible vibration characteristic can be calculated. The display device provides the comparison result represents.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung und die Anzeigeeinrichtung als physisch separat von einander ausgebildete Bauteile ausgeführt sind, wobei die Anzeigeeinrichtung mit wenigstens einer der übrigen Einrichtungen drahtlos kommuniziert.According to the invention provided that the measuring device and the display device designed as physically separate from each other formed components are, wherein the display device with at least one of the remaining Facilities communicates wirelessly.

Diese Ausführung zeichnet sich durch eine hohe Anwenderfreundlichkeit aus, da die Anzeigeeinrichtung als separates Bauteil unabhängig von dem schwingungserzeugenden Werkzeug mitgeführt werden kann. Es ist insbesondere möglich, dass die Bedienungsperson die Anzeigeeinheit unmittelbar am Körper mit sich führt. Zugleich kann die Messeinrichtung, die von der Anzeigeeinrichtung als separate Baueinheit ausgeführt ist, direkt an dem oder in dem schwingungserzeugenden Werkzeug angeordnet werden, wobei gegebenenfalls auch eine Anordnung im Netzkabel in Frage kommt. Dies erlaubt eine präzise Ermittlung der Schwingungen bzw. des Betriebszustandes (Werkzeug unter Last, Leerlauf und eventuell der Betriebsart) sowie der tatsächlichen Betriebsdauer und damit der effektiven Belastung der bedienenden Person. Die separat ausgeführte Anzeigeeinrichtung kann über eine Alarmfunktion verfügen, die beim Erreichen bzw. Überschreiten eines gesetzten Grenzwertes zusätzlich oder alternativ zur Anzeige einen akustischen, optischen und/oder haptischen Alarm erzeugt. Als Grenzwerte werden insbesondere die nach EU-Vorschriften zu ermittelnden Auslöse- bzw. Expositionsgrenzwerte berücksichtigt, wobei grundsätzlich auch andere Grenzwerte in Betracht kommen.This version is characterized by a high degree of user-friendliness, since the display device can be carried as a separate component regardless of the vibration generating tool. In particular, it is possible for the operator to carry the display unit directly on his body. At the same time, the measuring device, which is designed by the display device as a separate unit, can be arranged directly on or in the vibration generating tool, where appropriate, an arrangement in the power cord in question. This allows a precise determination of the vibrations or the operating state (tool under load, idle and possibly the operating mode) and the actual operating time and thus the effective load on the operator. The separately executed display device may have an alarm function, which generates an acoustic, optical and / or haptic alarm additionally or alternatively to the display when reaching or exceeding a set limit. In particular, limit values are taken into account for the triggering or exposure limit values to be determined in accordance with EU regulations, with other limit values in principle also being considered.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vibrationsdosimeters liegt in dem einfachen Wechsel zwischen unterschiedlichen Werkzeugen, deren Vibrationsbelastung für die bedienende Person berücksichtigt werden soll. Aufgrund der drahtlosen Kommunikation zwischen der Anzeigeeinrichtung und mindestens einer weiteren Baueinheit des Vibrationsdosimeters kann die Anzeigeeinrichtung problemlos zwischen verschiedenen Dosimetereinrichtungen an unterschiedlichen Werkzeugen gewechselt werden. Es reicht grundsätzlich aus, die jeweiligen Messeinrichtung an dem betreffenden Werkzeug zu belassen und lediglich bei der Inbetriebnahme eines neuen Werkzeuges die von der Bedienperson mitgeführte Anzeigeeinrichtung in Kommunikation mit der Messeinrichtung am neuen Werkzeug treten zu lassen. Dies stellt eine besonders einfache und anwenderfreundliche Möglichkeit dar, auftretende Belastungen an schwingungserzeugenden Werkzeugen festzustellen.One Another advantage of the invention Vibrationsdosimeters lies in the simple change between different tools, whose vibration load is taken into account for the operator shall be. Due to the wireless communication between the Display device and at least one further structural unit of the Vibration dosimeter allows the display device to easily intervene different Dosimetereinrichtungen on different tools change. It is sufficient in principle, the respective To leave the measuring device to the tool in question and only when commissioning a new tool by the operator entrained display device in communication with the To let the measuring equipment on the new tool. This poses a very simple and user-friendly option is occurring loads on vibration generating tools determine.

Möglich ist aber auch eine Variante, bei der sämtliche Baueinheiten des Vibrationsdosimeters von Werkzeug zu Werkzeug transferiert werden. Auch bei einem Transfer aller Baueinheiten bleibt der Vorteil der Anwender- und Bedienerfreundlichkeit erhalten, da aufgrund der drahtlosen Kommunikation die Anzeigeeinrichtung grundsätzlich nach Belieben von der Bedienperson mitgeführt werden kann.Possible but is also a variant in which all the units of the vibratory dosimeter can be transferred from tool to tool. Also With a transfer of all units, the advantage of the user and ease of use, because of the wireless Communication the display device basically after At will by the operator can be carried.

In bevorzugter Ausführung ist die Anzeigeeinrichtung mit der Auswerteeinrichtung und vorzugweise auch mit der Rechnereinrichtung und der Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst, so dass lediglich die Messeinrichtung als einzelne Baueinheit separat von der Anzeigeeinrichtung ausgeführt ist und an oder in dem schwingungserzeugenden Werkzeug angeordnet ist. In dieser Ausführung ist die Messeinrichtung nur zur Ermittlung Betriebszustandes (Werkzeug unter Last oder Leerlauf und eventuell die Betriebsart) des Werkzeuges bzw. eines äquivalenten Wertes verantwortlich, der drahtlos zu den weiteren, separat ausgeführten Baueinheiten übermittelt wird. Die effektive Betriebsdauer des Werkzeuges wird in der Betriebsdauerermittlungseinrichtung ermittelt, aus der dann mit Hilfe eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes in der Recheneinheit der aktuelle Belastungswert berechnet wird. Diese Vibrationskennwerte werden entweder durch die Messeinheit drahtlos zugesandt oder die Messeinheit sendet ein Identifikationssignal an die separate Baueinheit, in der die Vibrationskennwerte für unterschiedliche Werkzeuge hinterlegt sind. Die Auswerteeinrichtung vergleicht den aktuellen kumulativen Belastungswert mit Grenzwerten und die Anzeigeeinrichtug zeigt den aktuellen Status an.In the preferred embodiment is the display device with the Evaluation device and preferably also with the computer device and the operation time determining means to a common Assembly unit, so that only the measuring device as a single unit executed separately from the display device is and arranged on or in the vibration generating tool is. In this version, the measuring device is only for Determination of operating status (tool under load or idle and possibly the operating mode) of the tool or an equivalent value responsible, wirelessly to the other, separately executed Units is transmitted. The effective operating time of the tool is determined in the operating time determining device, off then with the help of a tool-specific and possibly also a mode-specific vibration characteristic in the arithmetic unit the current load value is calculated. These vibration characteristics are sent either by the measuring unit wireless or the Measuring unit sends an identification signal to the separate unit, in which the vibration characteristics for different tools are deposited. The evaluation device compares the current one cumulative exposure value with limits and the Anzeigeeinrichtug displays the current status.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Belastungswert kann auch die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts berechnet werden. Die Auswerteeinrichtung vergleicht dann die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit, die sich als Funktion eines werkzeugspezifischen und eventuell auch eines betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes sowie den definierten Grenzwerten berechnen lässt. Die Anzeigeeinrichtung stellt das Vergleichsergebnis dar.alternative or in addition to the load value may also be the permissible Working time on the tool as a function of a tool-specific and possibly also a farm-specific vibration characteristic be calculated. The evaluation device then compares the effective one Operating time with the permissible working time, which is considered as Function of a tool-specific and possibly also a plant-specific Calculate the vibration characteristic and the defined limits leaves. The display device provides the comparison result represents.

Zur Berechnung des Belastungswertes bzw. der maximal zulässigen Arbeitszeit können ein so genannter Auslösegrenzwert und ein Expositionsgrenzwert in Abhängigkeit des werkzeugspezifischen und eventuell auch des betriebsartspezifischen Vibrationskennwertes verwendet werden, wobei mit dem Erreichen des Auslösegrenzwertes ein erster Alarm generiert und mit dem Erreichen des Expositionsgrenzwertes weitere Maßnahmen bis hin zum Abschalten des Werkzeugs ergriffen werden können. Mit der Auslagerung sowohl der Rechnereinrichtung zur Berechnung des Belastungswertes bzw. der maximal zulässigen Arbeitszeit als auch der Auswerteeinrichtung zum Vergleichen mit den Grenzwerten bzw. der effektiven Betriebsdauer kann die am Werkzeug anzuordnende Messeinrichtung verhältnismäßig klein bauend ausgeführt sein, was die Integration in das Gehäuse bzw. die Befestigung am Gehäuse des Werkzeuges erleichtert.to Calculation of the load value or the maximum allowable Working hours can be a so-called trigger limit and an exposure limit depending on the tool specific and possibly also the farm-specific vibration characteristic be used, with the achievement of the trigger limit generates a first alarm and when the exposure limit value is reached further measures up to switching off the tool can be taken. With the outsourcing of both Computer device for calculating the load value or the maximum working time as well as the evaluation device for comparing with the limit values or the effective operating time can be arranged on the tool measuring device relatively be built small, which is the integration into the Housing or attachment to the housing of the tool facilitated.

Die Betriebdauer-Ermittlungseinrichtung kann von verschiedenartigen Messeinrichtungen Informationen beziehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Messeinrichtung als Beschleunigungssensor zur Ermittlung der auftretenden Beschleunigungen ausgebildet, was den Vorteil aufweist, dass über die Amplitude und Frequenz der gemessenen Beschleunigungswerte eine zusätzliche Gewichtung bzw. Einstufung in verschiedene Vibrationskategorien möglich ist. Es kann aber auch ausreichend sein, lediglich Ein-Aus-Betriebszustände des Werkzeuges zu unterscheiden und ggf. noch eine weitere Unterscheidung zwischen Leerlaufdrehzahl und Betriebsdrehzahl und/oder der Betriebsarten zu treffen. Diese Betriebszustände des Werkzeugs können auch über die Drehzahl und/oder die Stromzufuhr zum Werkzeug ermittelt werden, wofür entsprechend ausgebildete Messeinheiten vorzusehen sind.The operation time determining means may obtain information from various measuring means. According to a preferred The measuring device is embodied as an acceleration sensor for determining the occurring accelerations, which has the advantage that an additional weighting or classification into different vibration categories is possible via the amplitude and frequency of the measured acceleration values. However, it may also be sufficient to distinguish only on-off operating states of the tool and possibly to make a further distinction between idle speed and operating speed and / or the operating modes. These operating states of the tool can also be determined via the rotational speed and / or the power supply to the tool, for which purpose appropriately designed measuring units are to be provided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Messeinrichtung von der in einem Piezoelement zu erzeugenden Spannung gespeist, wobei das Piezoelement in die Messeinrichtung integriert ist und über den Piezoeffekt die Schwingungen bzw. Vibrationen des Werkzeuges zur Spannungserzeugung nutzt. Auf diese Weise ist die Messeinrichtung selbstversorgend ausgeführt und unabhängig von einer externen Stromversorgung. Gegebenenfalls übernimmt das Piezoelement auch die Sensorfunktion.According to one Another advantageous embodiment, the measuring device fed by the voltage to be generated in a piezo element, wherein the piezoelectric element is integrated in the measuring device and via the piezoelectric effect, the vibrations or vibrations of the tool uses for voltage generation. This is the measuring device self-sufficient and independent of an external power supply. If necessary, takes over the piezo element also the sensor function.

Die drahtlose Kommunikation zwischen der separat ausgeführten Anzeigeeinrichtung und der mindestens einen weiteren Einrichtung ist als Bluetooth-, WLan-, Infrarot-, Ultraschall- oder als Funk-Schnittstelle ausgeführt und umfasst entsprechende Sende- und Empfangseinheiten sowohl auf Seiten der Anzeigeeinrichtung als auch auf Seiten der mindestens einen weiteren Einrichtung, insbesondere der Messeinrichtung.The wireless communication between the separately running Display device and the at least one further device is available as a Bluetooth, WLan, infrared, ultrasonic or radio interface executed and includes corresponding transmitting and receiving units both on the part of the display device as well as on the part of at least one further device, in particular the measuring device.

Gemäß noch einer weiteren, bevorzugten Ausführung ist die Messeinrichtung lösbar am Gehäuse des Werkzeugs zu befestigen, beispielsweise mittels Magnete, über eine Steckvorrichtung, eine Schnappvorrichtung, über Schrauben oder dergleichen. Die Befestigung außen am Gehäuse stellt ebenfalls eine anwenderfreundliche Lösung dar, da die Messeinrichtung vom Gehäuse mit geringem Aufwand wieder gelöst und an einem anderen Werkzeug angeordnet werden kann. Zusätzliche Maßnahmen für eine Integration in das Gehäuseinnere sind nicht erforderlich.According to Another preferred embodiment is the measuring device releasably attach to the housing of the tool, for example by means of magnets, via a plug-in device, a snap device, via screws or the like. The attachment outside of the housing also provides a user-friendly solution because the measuring device released from the housing with little effort again and can be arranged on another tool. additional Measures for integration into the housing interior are not required.

Gleichwohl kann es gemäß noch einer weiteren Ausführung vorteilhaft sein, eine Integration in das Gehäuseinnere vorzusehen. In dieser Ausführung verbleibt die Messeinrichtung zweckmäßig dauerhaft im oder an dem Gehäuse, es wird lediglich die Anzeigeeinrichtung und die ggf. mit der Anzeigeeinrichtung verbundenen weiteren Einrichtungen transportabel ausgeführt. Gegebenenfalls wird die Messeinrichtung aber nach Gebrauch des Werkzeugs aus dem Gehäuse wieder herausgenommen.nevertheless It may according to yet another embodiment be advantageous, an integration into the housing interior provided. In this embodiment, the measuring device remains expediently permanently in or on the housing, it is only the display device and possibly with the display device connected further connected facilities transportable. If necessary, the measuring device but after use of the tool taken out of the case again.

Die Vibrationsbelastung kann beispielsweise als Tages-Schwingungsbelastung in Form eines frequenzbewerteten, energieäquivalenten 8-h-Schwingungsgesamtwertes A(8) (nach Richtlinie 2002/44/EG) oder als Punktwert (z. B. nach DIN V 45694) dargestellt werden. Um die Überschreitung von Grenzwerten zu überprüfen, können die Belastungswerte akkumuliert oder aber auch von einem Art Anwenderkonto abgezogen werden.The Vibration load can, for example, as a daily vibration load in the form of a frequency-weighted, energy-equivalent 8-h total oscillation value A (8) (according to Directive 2002/44 / EC) or as a score (eg according to DIN V 45694). To the overrun of Limit values can be checked Load values accumulated or even from a kind of user account subtracted from.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and to take the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Handwerkzeugs mit einem Vibrationsdosimeter zur Ermittlung der Vibrationsbelastung der bearbeitenden Person, wobei das Vibrationsdosimeter zweiteilig ausgeführt ist und eine Messeinrichtung, welche in das Gehäuse des Werkzeugs integriert ist, sowie eine als separates Bauteil ausgeführte Anzeigeeinrichtung umfasst, 1 a schematic representation of a hand tool with a vibration dosimeter for determining the vibration load of the person working, wherein the vibration dosimeter is designed in two parts and includes a measuring device which is integrated in the housing of the tool, as well as a running as a separate component display device,

2 eine 1 entsprechende Darstellung, wobei die Messeinrichtung außen am Gehäuse des Werkzeugs befestigt ist (lösbar oder nicht lösbar, z. B. geklebt), 2 a 1 corresponding representation, wherein the measuring device is attached to the outside of the housing of the tool (detachable or non-detachable, eg glued),

3 eine schematische Darstellung des zweigeteilten Vibrationsdosimeters, bestehend aus der Messeinrichtung, die im oder am Gehäuse des Werkzeugs befestigt wird, und der Anzeigeeinrichtung, die mit einer Rechnereinrichtung, einer Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung und einer Auswerteeinrichtung zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst ist, wobei diese Baueinheit drahtlos mit der Messeinrichtung kommuniziert. 3 a schematic representation of the two-part Vibrationsdosimeters, consisting of the measuring device which is mounted in or on the housing of the tool, and the display device, which is combined with a computer device, an operating time detection device and an evaluation device to a common unit, said unit with wireless the measuring device communicates.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same components with the same reference numerals.

Die in 1 dargestellte Bedienperson 1 arbeitet an einem handgeführten, elektrisch betriebenen Werkzeug 2, welches im Ausführungsbeispiel als Bohrhammer ausgeführt ist. Zur Ermittlung der Vibrationsbelastung ist ein Vibrationsdosimeter 3 vorgesehen, das zweiteilig aufgebaut ist und zwei separate Baueinheiten 4 und 5 umfasst, wobei die Baueinheit 4 als Messeinrichtung ausgebildet ist und die Baueinheit 5 zumindest eine Anzeigeeinrichtung enthält, über die die aktuelle Vibrationsbelastung zur Anzeige gebracht wird. Als weitere Bauteile umfasst das Vibrationsdosimeter 3 eine Rechnereinrichtung zum Berechnen der Vibrationsbelastung bzw. der zulässigen Arbeitszeit an dem Werkzeug 2 als Funktion eines werkzeugspezifischen oder eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts und eine Auswerteeinrichtung zum Vergleichen der aktuellen kumulativen Vibrationsbelastung mit den Grenzwerten und/oder zum Vergleich der effektiven Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit. Diese weiteren Einrichtungen sind zweckmäßig in die die Anzeigeeinrichtung umfassende Baueinheit 5 integriert; möglich ist aber auch eine Integration in die die Messeinheit umfassende Baueinheit 4 oder eine Aufteilung in die Baueinheiten 4 und 5.In the 1 shown operator 1 works on a hand-held, electrically operated tool 2 , which is executed in the embodiment as a hammer drill. To determine the vibration load is a vibration dosimeter 3 provided, which is constructed in two parts and two separate units 4 and 5 includes, wherein the structural unit 4 is designed as a measuring device and the assembly 5 contains at least one display device via which the current vibration load is displayed. Other components include the vibration dosimeter 3 a computer device for calculating the vibration load or the permissible working time on the tool 2 as a function of tool-specific or possibly operation species-specific vibration characteristic value and an evaluation device for comparing the current cumulative vibration load with the limit values and / or for comparing the effective operating time with the permissible working time. These other facilities are useful in the display device comprehensive unit 5 integrated; but it is also possible to integrate into the unit comprising the measuring unit 4 or a division into the building units 4 and 5 ,

Die Messeinrichtung 4 ist in das Innere des Gehäuses 7 des Werkzeugs 2 integriert. Die Kommunikation mit der separaten Baueinheit 5, die beispielsweise von der Bedienperson 1 mitgeführt wird, erfolgt drahtlos; dargestellt sind Funkwellen 6, über die der von der Messeinrichtung ermittelte Betriebszustand (Werkzeug unter Last, Leerlauf und ggf. die Betriebsart) und der werkzeugspezifische Vibrationskennwert und/oder ein Identifizierungscode des Werkzeuges an die Baueinheit 5 übertragen wird. Die Übertragung erfolgt von der Baueinheit 4 im Gehäuse 7 des Werkzeuges 2 zu der Baueinheit 5, wobei ggf. auch eine Übertragung in Gegenrichtung in Betracht kommt, beispielsweise für die Übertragung eines Deaktivierungssignals zum Abschalten des Werkzeuges 2 für den Fall des Erreichen eines kritischen Grenzwertes.The measuring device 4 is in the interior of the case 7 of the tool 2 integrated. The communication with the separate unit 5 For example, by the operator 1 is carried, takes place wirelessly; shown are radio waves 6 , via which the operating state determined by the measuring device (tool under load, idling and possibly the operating mode) and the tool-specific vibration characteristic value and / or an identification code of the tool to the structural unit 5 is transmitted. The transmission takes place from the unit 4 in the case 7 of the tool 2 to the assembly 5 , Where appropriate, a transmission in the opposite direction is also possible, for example, for the transmission of a deactivation signal for switching off the tool 2 in case of reaching a critical limit.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Messeinrichtung 4 im Unterschied zum vorhergehenden, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel außen am Gehäuse 7 des Werkzeuges 2 lösbar angeordnet, beispielsweise über Schrauben. Der sonstige Aufbau des Vibrationsdosimeters 3 entspricht dem des vorherigen Ausführungsbeispiels. Insbesondere sind zwei separat voneinander ausgeführte Baueinheiten 4 und 5 vorgesehen, die drahtlos über Funkwellen 6 miteinander kommunizieren.In the embodiment according to 2 is the measuring device 4 unlike the previous one, in 1 illustrated embodiment outside of the housing 7 of the tool 2 detachably arranged, for example via screws. The other construction of the vibration dosimeter 3 corresponds to that of the previous embodiment. In particular, two units executed separately from each other 4 and 5 provided wirelessly via radio waves 6 communicate with each other.

In 3 ist das Vibrationsdosimeter 3 schematisch in Einzeldarstellung gezeigt. Die beiden über die Funkwellen 6 miteinander kommunizierenden Baueinheiten 4 und 5 umfassen jeweils verschiedene Einrichtungen, die zur Ermittlung der zulässigen Vibrationsbelastung erforderlich sind.In 3 is the vibration dosimeter 3 shown schematically in single representation. The two over the radio waves 6 communicating units 4 and 5 Each includes different devices that are required to determine the allowable vibration load.

In der Baueinheit 4 ist eine Messeinheit 11 vorgesehen, beispielsweise ein Beschleunigungssensor zur Ermittlung der auftretenden Beschleunigungen am Werkzeug oder eine Messeinheit zum Ermitteln der Drehzahl bei verschiedenen Lasten oder der aktuellen Stromaufnahme des Motors des Werkzeugs. Außerdem ist der Messeinrichtung 4 ein Piezoelement 12 zugeordnet, welches aufgrund des Piezoeffektes von den Schwingungen des Werkzeugs verursachte Verschiebungen in eine elektrische Spannung umwandelt, die zur Stromversorgung der Bauteile in der Messeinrichtung 4 genutzt wird.In the unit 4 is a measurement unit 11 provided, for example, an acceleration sensor for determining the occurring accelerations on the tool or a measuring unit for determining the speed at various loads or the current consumption of the motor of the tool. In addition, the measuring device 4 a piezo element 12 assigned, which due to the piezoelectric effect of the vibrations of the tool changes shifts into an electrical voltage, which is used to power the components in the measuring device 4 is being used.

Darüber hinaus können weitere Einrichtungen in der Messeinrichtung 4 vorgesehen sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, eine Abschalteinrichtung für die Abschaltung des Werkzeugs für den Fall vorzusehen, dass die Vibrationsbelastung einen kritischen Wert erreicht. Für diesen Fall erfolgt die drahtlose Kommunikation gemäß den Funkwellen 6 nicht nur von der Messeinrichtung 4 ausgehend zu der Baueinheit 5, sondern auch in Gegenrichtung, um ein in der Baueinheit 5 generiertes Signal zum Abschalten des Werkzeugs zur Baueinheit 4 und der dort integrierten Abschalteinrichtung zu übertragen.In addition, other facilities in the measuring facility 4 be provided. In particular, it may be advantageous to provide a shutdown device for switching off the tool in the event that the vibration load reaches a critical value. In this case, the wireless communication is according to the radio waves 6 not only from the measuring device 4 starting to the unit 5 but also in the opposite direction to one in the assembly 5 generated signal for switching off the tool to the unit 4 and the shutdown device integrated there.

Die von der Messeinheit 11 aufgenommenen Messsignale werden drahtlos über die Funkwellen 6 zur Baueinheit 5 übertragen und dort ausgewertet. Die Baueinheit 5 umfasst hierzu eine Betriebsdauer-Ermittlungseinrichtung 5a, eine Rechnereinrichtung 8, über die die aktuelle kumulative Vibrationsbelastung und/oder die zulässige Arbeitszeit an dem Werkzeug berechnet wird, eine Auswerteeinrichtung 9, in der die aktuelle kumulative Belastung mit Grenzwerten verglichen und/oder die effektive Betriebsdauer mit der zulässigen Arbeitszeit verglichen wird, eine Anzeigeeinrichtung 10 zur Anzeige der aktuellen Vibrationsbelastung oder zumindest des Erreichens eines Belastungsgrenzwerts und eine Speichereinrichtung 13.The of the measuring unit 11 recorded measurement signals are wireless over the radio waves 6 to the unit 5 transferred and evaluated there. The construction unit 5 for this purpose includes an operating time determination device 5a , a computer device 8th , via which the current cumulative vibration load and / or the permissible working time is calculated on the tool, an evaluation device 9 in which the current cumulative load is compared to limits and / or the effective operating time is compared to the allowed working time, a display 10 for displaying the current vibration load or at least the reaching of a load limit value and a memory device 13 ,

Die Rechnereinrichtung 8, die ggf. mit der Auswerteeinrichtung 9 in einem gemeinsamen Prozessor realisiert sein kann, ermittelt den Belastungswert und/oder die maximal zulässige Arbeitszeit in Abhängigkeit eines werkzeugspezifischen und eventuell auch betriebsartspezifischen Vibrationskennwerts, der üblicherweise vom Werkzeughersteller vorgegeben wird und die werkzeugspezifische Vibrationsbelastung kennzeichnet. Bei Kenntnis dieses Vibrationskennwerts bzw. dieser Vibrationskennwerte kann die maximal zulässige Arbeitszeit an dem betreffenden Werkzeug ermittelt werden. Die Messeinrichtung ermittelt den Betriebszustand des Werkzeuges und übermittelt diesen per Funk auf die Betriebsdauerermittlungseinrichtung, die die tatsächliche bzw. effektive Betriebsdauer des Werkzeuges bestimmt. In der Auswerteeinrichtung wird die aktuelle Vibrationsbelastung mit den Grenzwerten verglichen und/oder es wird die effektive Arbeitszeit mit der berechneten zulässigen Arbeitszeit verglichen. Der aktuelle Status kann anschließend in der Anzeigeeinrichtung 10 dargestellt werden. Gegebenenfalls wird bei Erreichen oder Überschreiten eines Grenzwertes in der Auswerteeinrichtung 9 ein Signal zum Abschalten des Werkzeugs erzeugt, das über die Funkwellen 6 zurück an die Baueinheit 4 und eine dort integrierte Abschalteinrichtung übermittelt wird.The computer device 8th possibly with the evaluation device 9 can be implemented in a common processor, determines the load value and / or the maximum allowable working time in dependence of a tool-specific and possibly also mode-specific vibration characteristic, which is usually specified by the tool manufacturer and the tool-specific vibration load characterizes. With knowledge of this vibration characteristic or these vibration characteristics, the maximum allowable working time can be determined on the tool in question. The measuring device determines the operating state of the tool and transmits it by radio to the operating time determining device, which determines the actual or effective operating life of the tool. In the evaluation device, the current vibration load is compared with the limit values and / or the effective working time is compared with the calculated permissible working time. The current status can then be displayed in the display 10 being represented. If necessary, upon reaching or exceeding a limit value in the evaluation device 9 generates a signal to shut down the tool, via the radio waves 6 back to the unit 4 and a shutdown device integrated there is transmitted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10119252 A1 [0002]

Claims

Vibration dosimeter for determining the vibration exposure of persons ( 1 ) caused by the operation of a tool ( 2 ) are exposed to mechanical vibrations, with a measuring device ( 4 ) for determining the operating state of the tool ( 2 ), a computing device ( 8th ) for calculating the current cumulative load value and / or calculating the allowable working time on the tool ( 2 ) as a function of a tool-specific and / or a mode-specific vibration characteristic, an evaluation device ( 9 ) for comparing the current cumulative exposure value with defined limit values and / or comparing the effective duration of operation with the permissible working time and a display device ( 10 ) for displaying the current status, the measuring device ( 4 ) and the display device ( 10 ) are designed as separate components and the display device ( 10 ) communicates wirelessly with at least one of the remaining devices.

Vibration dosimeter according to claim 1, characterized in that the display device ( 10 ) and the evaluation device ( 9 ) to a common structural unit ( 5 ) are summarized.

Vibration dosimeter according to claim 1 or 2, characterized in that the display device ( 10 ) and the computer device ( 8th ) to a common structural unit ( 5 ) are summarized.

Vibration dosimeter according to claim 2 and 3, characterized in that the display device ( 10 ) comprehensive assembly ( 5 ) and the measuring device ( 4 ) communicate wirelessly with each other.

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the measuring device ( 4 ) separately formed operating time determining device ( 5a ) is provided for determining the effective operating time associated with the display device ( 10 ) a common structural unit ( 5 ).

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring device ( 4 ) a measuring unit ( 11 ) for measuring the operating state of the tool ( 2 ).

Vibration dosimeter according to claim 6, characterized in that the measuring unit ( 11 ) is designed as an acceleration sensor for determining the occurring accelerations.

Vibration dosimeter according to claim 6, characterized in that via the measuring unit ( 11 ) to determine the power consumption of the tool.

Vibration dosimeter according to claim 6, characterized in that via the measuring unit ( 11 ) the speed of the tool is to be determined.

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring device ( 4 ) a piezo element ( 12 ), wherein in the piezo element ( 12 ) generated voltage for powering the measuring device ( 4 ) serves.

Vibration dosimeter according to claim 10, characterized in that the piezo element ( 12 ) additionally serves as a sensor.

Vibration dosimeter according to one of the claims 1 to 11, characterized in that the wireless communication via Bluetooth, WLan, infrared, ultrasound or wireless interface.

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 12, characterized in that the measuring device ( 4 ) in particular detachable on the housing ( 7 ) of the tool ( 2 ) is to be attached.

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 13, characterized in that the measuring device ( 4 ) in the housing ( 7 ) of the tool ( 2 ) is integrated.

Vibration dosimeter according to one of claims 1 to 14, characterized in that a storage device ( 13 ) in which the display device ( 10 ) having structural unit ( 5 ) is provided.

Method for operating the vibration dosimeter after one of claims 1 to 15, characterized in that the vibration load over a defined period of time is accumulated.