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Verfahren zur Erkennung unfallträchtiger Verkantungsfälle bei handgeführten Trennschleifern

 
: Bolay, C.

Berlin: Springer, 1997, 170 pp. : Ill.
Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 1996
IPA-IAO Forschung und Praxis, 245
ISBN: 3-540-62767-7
German
Dissertation
Fraunhofer IAO ()
Schleifwerkzeug; simulation; torsion; Trennschleifen; Unfallverhütung

Abstract
Der Trennschleifer ist ein außerordentlich unfallträchtiges Werkzeug, das sowohl im Profi- als auch im Heimwerkerbereich weit verbreitet und als preisgünstiges und flexibles Arbeitsmittel sehr beliebt ist. Die Unfallsituation im Zusammenhang mit dem Trennschleifer und die Diskussion, ob die Unfallursachen in der Qualität der Trennscheiben, in der Qualifikation der Anwender oder in systembedingten Faktoren liegen, gab den Anstoß zu dieser Arbeit. Nach einer genauen Analyse des Arbeitssystems "Trennschleifer" und der Unfallsituation wurde als wesentlicher Unfallgrund das Verkanten der Trennscheibe in der Trennfuge festgestellt. Das Versagen der Trennscheibe durch Scheibenbruch spielt als Unfallursache eine untergeordnete Rolle und tritt hauptsächlich als Folgeschaden auf Die vorliegende Arbeit hatte den Nachweis zum Ziel, daß unabhängig von der Arbeitsaufgabe für jeden Benutzer und alle Arbeitshaltungen ein Verkanten des Trennschleifers mit Hilfe der am Arbeitsmittel meßbaren Meßgrößen i n einer kurzen Zeitspanne erkannt werden kann. Der Algorithmus, der unter Einbeziehung der Meßgrößen a(t) und I(t) formuliert werden konnte, zeigt etwa 20 Millisekunden nach dem Beginn einer Verkantung den Gefahrenfall sicher an. Ein elektrisches Signal, das vom Wert Null auf den Wert Eins wechselt, kann dann zur Steuerung einer Bremseinrichtung verwendet werden. An zwei unterschiedlichen Versuchsständen und mit Hilfe einer Reihe von Messungen an normal eingesetzten, durch Probanden geführten Trennschleifern wurden die oben genannten Ergebnisse erarbeitet. Da die bisher veröffentlichte Literatur zum Einsatz des Trennschleifers nicht sehr umfangreich ist, wurde auf eine ausführliche Beschreibung des Arbeitssystems Wert gelegt. Durch eine numerische Simulation des Trennschleifers konnte gezeigt werden, daß im Verkantungsfall ein Unterbrechen der Stromzufuhr oder die Aktivierung einer Kurzschlußbremse die negativen Folgen einer Verkantung nicht entscheidend vermindern kann. Es konnte nach gewiesen werden, daß eine schnell wirkende Kupplung zwischen Trennscheibe und Antriebseinheit mit anschließender Bremsung der Trennscheibe einen Gewinn an Arbeitssicherheit erwarten läßt. Ein wichtiger Punkt der numerischen Simulation des Trennschleifers war die angenäherte Nachbildung des menschlichen Hand-Arm-Systems. Obwohl aufgrund nicht vorhandener oder nicht zugänglicher physiologischer Daten das Hand-Arm-System angenähert werden mußte, konnte der Einfluß des menschlichen Halteapparates auf die Bewegung eines verkantenden Trennschleifers dargestellt werden. Die Simulation des Hand-Arm-Systems war nicht zentraler Bestandteil dieser Arbeit, auf diesem Themenfeld bieten sich Ansatzpunkte für weitere Forschungsarbeiten, z. B. die Optimierung der Griffgestaltung, an. Es wurde gezeigt, daß trotz der Komplexität der unterschiedlichen Arbeitsaufgaben die Konstruktion einer Sicherheitseinrichtung möglich ist, die die Folgen einer Verkantung des Trennschleifers mindert oder vollständig abw ehrt. Schneller und sicherer als ein Mensch aus physiologischen Gründen jemals dazu in der Lage wäre, kann der Algorithmus den Verkantungszustand vom betriebsüblichen Zustand eines Trennschleifers unterscheiden. Die gerätetechnische Realisierung der Meßwertverarbeitung war nicht Gegenstand dieser Arbeit und stellt demgemäß den nächsten notwendigen Arbeitsschritt in Richtung eines risikogeminderten Trennschleifers dar. Um die Vorteile des Systems nutzbar zu machen, ist es unabdingbar, eine schnell wirkende Trennschleiferkupplung zu entwickeln, deren Realisierungsmöglichkeit, z. B. mit Hilfe elektroviskoser Flüssigkeiten durchaus aussichtsreich erscheint.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-58737.html