F & E
Patentierte Sensormatte beugt Haltungsschäden vor
Sie erfasst die Fußposition eines Mitarbeiters und erkennt Gewichtsverlagerungen. Damit hilft sie aktiv Haltungsschäden vorzubeugen.
Ergonomie
Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben in Zusammenarbeit mit der isoloc Schwingungstechnik GmbH eine Sensormatte für Steharbeitsplätze entwickelt.
Sensormatten kommen in Fabrikhallen bisher vor allem dort zum Einsatz, wo Mensch und Roboter eng zusammenarbeiten. Sie sind dort im Einzugsbereich von Robotern ausgelegt und dienen der Arbeitssicherheit: Sobald ihre Sensoren einen Mitarbeiter registrieren, schalten sie den Roboter ab und verhindern so folgenschwere Arbeitsunfälle. Dabei könnten die Sensormatten auch an Steharbeitsplätzen ohne Roboter Gutes bewirken. Sie helfen dabei, das ergonomische Arbeiten zu verbessern, Haltungsschäden und daraus resultierende Arbeitsausfälle vorzubeugen. Denn langes Stehen, bei dem immer dasselbe Bein mehr belastet wird als das andere oder das Gewicht ungleichmäßig auf den Füßen verteilt ist, kann auf lange Sicht zu Beckenfehlstellungen, verspannten und schmerzenden Muskeln im Bereich der Wirbelsäule aber auch der Beine, des Nackens und der Schulter führen. Bandscheibenschäden und eine erhöhte Belastung der Gelenke durch veränderte, ungünstige Bewegungsabläufe können die Folge sein.
In der Abteilung Funktionale Materialien am Fraunhofer IPA Stuttgart wurde zusammen mit isoloc eine Sensormatte für Steharbeitsplätze entwickelt, deren kapazitive Sensorik die Fußposition eines Mitarbeiters in Echtzeit erfasst und Gewichtsverlagerungen erkennt. »Damit können sie selbst kontrollieren, ob sie eine gesunde Körperhaltung einnehmen und bei Bedarf sofort korrigieren«, sagt der Fraunhofer Entwicklungsingenieur Stübing.
Zu den Pressemitteilungen:
https://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/sensormatte-beugt-haltungsschaeden-vor.html
https://www.ipa.fraunhofer.de/de/referenzprojekte/steharbeitsplatz_sensormatte_isoloc.html
Fachartikel:
https://www.elektrotechnik.vogel.de/sensormatte-am-arbeitsplatz-koennte-haltungsschaeden-vorbeugen-a-961251/
https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/sensormatte-am-arbeitsplatz-koennte-haltungsschaeden-vorbeugen-a-961255/
Weitere ergonomische Produkte von isoloc:
https://www.gesund-stehen.de/
Forschungsvorhaben "Elastomergedämpfter Kreissägeflansch", zusammen mit dem Fraunhofer IPA, 2015-2017(2019)
Das Schwingungsverhalten von Kreissägewerkzeugen beeinflusst maßgeblich die Schnittfugenbreite, Schnittqualität und Geräuschemission beim Sägen.
Das Fraunhofer IPA und die isoloc Schwingungstechnik GmbH untersuchten daher die Möglichkeiten zur Schwingungsreduzierung durch das Einbinden schwingungsdämpfender Elastomere im Bereich der Flanscheinspannung.
Zusammenfassung und Ausblick
Das Einbringen von Dämpfungsschichten in Spannflanschen birgt für das Sägen erhebliches Potenzial. Für einen Werkzeugdurchmesser von 350 mm wurde eine Halbierung der Betriebsschwingung im Randbereich des Sägeblatts nachgewiesen. Diese Reduzierung ließ sich für drei Drehzahlen belegen. Auch Messungen des Abklingverhaltens und eine Betrachtung modaler Dämpfungsgrade erbrachten durchweg Minderungen beim Schwingungsverhalten.
Das neue Flanschsystem soll nun zusammen für Anwendungen in der Holzbearbeitung weiterentwickelt werden. In einem nächsten Schritt ist die Übertragung des Prinzips auf eine Plattenzuschnittanlage mit Werkzeugdurchmessern bis 650 mm vorgesehen. Dadurch sollen die Praktikabilität der Flanschlösung im Eingriff und die Auswirkungen auf die Schnittqualität abgeschätzt werden.
Fachartikel
Abb. 1: Vergleich der Ausschwingzeiten der Schwingamplituden eines Kreissägeblattes ohne/mit isoloc-Dämpfung
Abb. 2: Vergleich der Schwingamplituden verschiedener Kreissägeblätter mit unterschiedlichen Durchmessern und Drehzahlen - ohne isoloc-Dämpfung
Abb. 3: Vergleich der Schwingamplituden an einem Kreissägeblatt mit einem Durchmesser 500 mm - mit isoloc-Dämpfung
Teilnahme projektbegleitenden Ausschuß "Entwicklung gedämpfter Werkzeugaufnahmen für lang auskragende rotierende Werkzeuge (GDW)" | 2017-2018
Forschungsstelle: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), Hannover
Problemstellung:
Beim Einsatz von Fräswerkzeugen stellt die Werkzeugaufnahme als Schnittstelle zwischen Werkzeug und Spindel eine wesentliche Einflussgröße auf das Prozessverhalten dar. Insbesondere bei lang auskragenden Werkzeugaufnahmen spielen die dynamischen Eigenschaften der Werkzeugaufnahme eine entscheidende Rolle für die Prozessstabilität. Der Einsatz lang auskragender Werkzeugaufnahmen ist erforderlich, wenn an schwer zugänglichen Stellen bearbeitet werden muss, tiefe Taschen zu fräsen sind oder tiefe Bohrungen erzeugt werden sollen. Durch die hohe Auskraglänge des Werkzeughalter-Werkzeug-Systems und das hohe Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis kommt es leicht zu Prozessinstabilitäten bei denen die dynamischen
Eigenschaften des Werkzeughalters eine maßgebliche Rolle spielen. Während bei Fräsprozessen hauptsächlich Biegeschwingungen zur Instabilität führen, sind bei Bohrprozessen Torsionsschwingungen problematisch. Unzulänglich gedämpfte Werkzeugaufnahmen vermindern die Prozessstabilität und die Oberflächenqualität, erhöhen den Verschleiß und erzeugen einen belastenden Lärmpegel. Instabile Prozesse erzeugen Ausschuss und können überdies zum Bruch der Werkzeugaufnahme oder des Werkzeugs führen. Als Folge müssen Prozessparameter wie Drehzahl und Schnitttiefe reduziert
werden, wodurch wiederum das Zeitspanvolumen und somit die Ausbringungsrate sinkt. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit der Maschine nicht ausreichend ausgenutzt.
Forschungsziel:
Erhöhung der Prozessstabilität bei der Zerspanung mit lang auskragenden rotierenden Werkzeugen durch den Einsatz einer neuartigen gedämpften Werkzeugaufnahme. Die Werkzeugaufnahme kompensiert die Nachteile der hohen dynamischen Nachgiebigkeit.
Teilnahme am ZIM-Projekt "Aktiwa - Reduzierung der Schwingwegamplituden von Druckwalzen in Flexodruckmaschinen" | 2013 - 2016
Motivation und Ziel
Bei Flexodruckmaschinen kommt es immer wieder vor, dass die Druckbilder verschmiert oder partiell weiß sind, weil die Druckwalze zu große, oft gegenphasige Schwingwegamplituden zwischen der Druckwalze (DW) und dem Gegendruckzylinder (GGZ) bzw. und der Rasterwalze (RW) beim Druckvorgang entstehen. Die Hauptursache der Druckstörung wird auf den Kanalschlag (schlagartige Änderung der Druckmotivhöhe beim Abrollen der Druckwalze auf GGZ bzw. auf der RW.) zurückgeführt. Das Ziel war die Reduzierung der Schwingwegamplituden der Druckwalze aus der 1. Biegeeigenform durch den Einsatz von regelbaren Schwingungstilgern in der Druckwalzenmitte um mindestens 10 µm bzw. für alle Druckmotive auf maximal 5 µm, so dass eine sichtbare Verbesserung der Druckbilder erreicht wird.
Fig.: isoloc controllable vibration absorber (3x)
Source: isoloc Schwingungstechnik GmbH
Abb./Fig.: Messung an einer Druckwalze mit/ohne isoloc Schwingungstilger / Measurement at a printing cylinder with/without isoloc vibration absorber
Source: ifw Hanover
Abb. / Fig.: Messergebnisse innerhalb einer Flexo-Druckmaschine an einer Druckwalze,mit/ohne isoloc Aufstellelemente /Results of the measurements taken inside a flexographic printing press with/without isoloc installation elements
Source: ifw Hanover
Teilnahme am Arbeitskreis „Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen“ an der RWTH Aachen, 2004-2007
Systematische Erforschung des statischen und dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen.
Motivation
- Unsicherheiten in der Entwicklung über den Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Maschinenverhalten
- Wechselwirkungen zwischen Aufstellschwingungen und Antriebsregelkreisen wurden bisher nicht systematisch erforscht
- Katalogwerte reichen für die Berechnung des Maschinenverhaltens nicht aus
Zielsetzung
- Systematische Erforschung des statischen und dynamischen Verhaltens in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen
- Kennwerte für die Aufstellelemente zur Vorausberechnung des Maschinenverhaltens
- Methoden und Werkzeuge zur Auslegung der Fundamentierung
Am WZL der RWTH Aachen durchgeführte Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass neben den Eigenschaften der mechanischen Struktur und der Antriebsregelung auch die Fundamentierung einer Werkzeugmaschine maßgeblichen Einfluss auf das statische und dynamische Verhalten des Gesamtsystems hat.
Abb. Quelle WZL RWTH Aachen
Abb. Quelle: R.Meidlinger Einfluss der Aufstellung auf das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen, Band 7/2008
Weitere Informationen auf Anfrage: u.schuerrle@isoloc.com .