Untersuchung der Humanschwingungen beim Betrieb von Flurförderzeugen

Der 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.

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.

Im 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.

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.