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Vibration


Vibrationen sind periodische, meist mittel- bis höherfrequente und niederamplitudige (mechanische) Schwingungen von Stoffen und Körpern, die entweder selbst elastisch sind oder aus elastisch verbundenen Einzelteilen oder Bausteinen bestehen. Im Gegensatz zum Begriff „Schwingung“ suggeriert „Vibration“ die unmittelbare Hörbarkeit oder Fühlbarkeit dieses Vorgangs.
Viele Organismen besitzen Rezeptoren, die nicht auf einfache Berührung, wohl aber auf periodische mechanische Reize reagieren (→ Mechanorezeptoren der Haut). Der Übergang vom Fühlen zum Hören ist dabei eher graduell.

Musik, Akustik

Bei Musikinstrumenten versteht man unter Vibrationen zunächst das unerwünschte Mitschwingen von Bauteilen, die dauerhafte Störgeräusche produzieren. Hier dienen u. a. Filz- oder Lederpolster zur Eliminierung von Vibrationen.

Wahrnehmung, Sinne, Haut

In der Sinnesphysiologie versteht man unter Vibrationen leichte Erschütterungen, die über spezielle Rezeptoren (Vater-Pacini-Körperchen) registriert werden. Die Vibrationswahrnehmung ist Teil der haptischen Wahrnehmung und wird der Feinwahrnehmung (epikritische Sensibilität) zugeordnet.

In der Klassischen Massage ist die Vibration einer der dort angewendeten fünf Handgriffe.

Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Je nach Frequenzbereich der Vibration können bei längerer Belastung, beispielsweise beim Arbeiten, zunächst allgemeines Unbehagen und später auch verschiedene Symptome wie zum Beispiel Schmerzen im Unterleib oder Brustkorb sowie Rücken- oder Kopfschmerzen auftreten. Jahrelange Belastung durch Vibrationen können, je nach Einwirkungsort, zu Lendenwirbelsäulen- und Gelenkschäden führen. Des Weiteren können vibrationsbedingte Durchblutungsstörungen auftreten, vor allem in den Händen.

Diese Schädigungen gelten als Berufskrankheiten.

Auswirkungen auf physikalische Körper

Je nach Frequenzbereich der Vibration können bei längerem Auftreten von mechanischen Schwingungen (= beständige Vibration) Materialermüdungen auftreten. Dies erfolgt meist durch interkristalline (entlang der Korngrenzen des Gefüges) Rissbildung in Werkstoffen unter dem gleichzeitigen Einfluss einer periodisch wechselnden Zugspannung oder mit überlagerter niederfrequenter Zugschwellspannung. Dieser Effekt kann durch Anwesenheit eines spezifischen Korrosionsmediums verstärkt werden.

Vibrationsverminderung

Die Maßnahmen zur Vibrationsbekämpfung unterscheiden sich grundsätzlich von denen der Lärmbekämpfung. Vibrationen besitzen zwar häufig ähnliche Ursachen und können oft auch Lärm verursachen, besitzen aber völlig unterschiedliche Verbreitungswege. Der Schall einer Störquelle breitet sich direkt durch die Luft aus, die Erschütterungen oder Vibrationen hingegen durch den Untergrund. Dementsprechend werden Vibrationen für den Menschen dann hörbar, wenn Bauteile (Decken, Wände) im hörbaren Frequenzbereich sekundär Schall abstrahlen. Da der Sekundärschall primäre Schallschutzmaßnahmen wie Lärmschutzwände oder Schallschutzfenster wortwörtlich unterläuft, sind für diese Immissionen (Vibration, Sekundärschall) dieselben Schutzmaßnahmen erforderlich. Am wirkungsvollsten sind dabei Maßnahmen auf der Seite der Quelle (Maschinenfundament, Gleis etc.).

Zur Beurteilung von Erschütterungs- und Sekundärschallimmissionen dienen beispielsweise die ÖNORM S 9012 in Österreich oder die BEKS in der Schweiz und in Liechtenstein. In Deutschland werden die Vibrationen nach DIN 4150-2 beurteilt. Für Sekundärschallimmissionen besteht keine normative Regelung.

Um das Arbeiten in einer Umgebung mit Vibrationen so erträglich wie möglich zu gestalten, sollte bei der Arbeitsplatzgestaltung auf folgende Dinge geachtet werden: Nach Möglichkeit sollten drehende statt oszillierende Maschinenteile verwendet werden. Riementriebe sind Kettentrieben vorzuziehen. Bohren verursacht weniger Vibrationen als Stanzen, Hämmern oder Rammen. Ein Elektroantrieb läuft wesentlich vibrationsärmer als ein Verbrennungsmotor.

Außerdem kann der Arbeitsplatz auch durch Schwingungsisolation hinter der Vibrationsquelle geschützt werden. Hierbei wird zwischen aktiver (Vibrationserreger wird isoliert) und passiver (zu schützender Arbeitsbereich wird isoliert) Isolation unterschieden.

Nationale Arbeitsschutzverordnungen, die vibrationsbedingte Schädigungen vermeiden sollen, bilden die rechtliche Grundlage für Maßnahmen zur Vibrationsverminderung. In Deutschland ist dies beispielsweise die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung vom März 2007.

Siehe auch

Literatur

Weblinks

 Commons: Vibration  – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Kategorien: Technische Mechanik | Körperschall

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