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BGI 793 - Lärmgeminderte mechanische Schrauber
Geräuschminderung bei der Montage
Berufsgenossenschaftliche Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGI)
(bisher ZH 1/564.8)

(Ausgabe 07/1978)

nur zur Information
Umstrukturierung der Systematik (01.05.2014): nicht mehr im DGUV-Regelwerk enthalten

1 Vorbemerkung, Anwendungsbereich

Bei Montagearbeiten werden zum Herstellen von Schraubverbindungen meist mechanische Schrauber eingesetzt, die, als Schlagschrauber mit Druckluft- oder Elektroantrieb, in zahlreichen Fällen hohe Geräuschbelastung der Beschäftigten verursachen [1]. Oft verlangen Schraubverbindungen ein genaues Anziehen mit engen Toleranzen der Vorspannkraft, die nur durch drehmomentkontrollierte Schlagschrauber erzielt werden können, deren Geräuschentwicklung in gleicher Höhe wie bei einfachen, nicht regulierbaren Schlagschraubern liegt. Eine Absenkung der hohen Geräuschemission unter die Gehörschädigungsgrenze wird durch die Verwendung von Drehschraubern ermöglicht, die gleiche Anzugsdrehmomente wie Schlagschrauber bei wesentlich erhöhter Genauigkeit der Vorspannkraft erreichen.

Dieses LSA- Blatt gibt Anregungen zum Übergang vom Schlagschrauber- zum Drehschraubereinsatz mit dem Ziel einer nachhaltigen Senkung der Geräuschbelastung der Beschäftigten bei Montagearbeiten. Für hohe Anzugsdrehmomente, die bei Drehschraubern ein Gegenhalten der Bedienungsperson erfordern, das oberhalb bestimmter Grenzen durch Muskelkraft im Dauereinsatz nicht möglich ist, werden Hinweise zur Abstützung gegeben. In Ergebnissen vergleichender Geräuschuntersuchungen an Schlag- und Drehschraubern wird beispielhaft nachgewiesen, welche Verminderung der Geräuschemission erreichbar ist. Das LSA- Blatt fasst die Ergebnisse einer Untersuchung an mechanischen Schraubern zusammen. Dem Bericht können weitere Einzelinformationen entnommen werden [2].

2 Geräuschentstehung, Einflussfaktoren

Das Arbeitsgeräusch beim Schlagschraubereinsatz wird überwiegend von den zwei Hauptanteilen Werkzeuggeräusch und Werkstückgeräusch bestimmt. Das Werkzeuggeräusch wird für die Betriebszustände Leerlauf und Lastlauf ohne Werkstückgeräusch nach DIN 45635, Teil 20 bzw. Teil 21 [3] gemessen und vom Hersteller angegeben. Es wird bei Druckluftschlagschraubern im Lastlauf von den durch den Schlagvorgang erzeugten Gehäusevibrationen, der Lamellenfrequenz des Motors und den Abluft-Ausströmgeräuschen verursacht. Bei Elektroschlagschraubern fehlt der Druckluftgeräuschanteil, der auch bei neueren Druckluftschlagschraubern durch Abluftschalldämpfer gemindert werden konnte [4]. Beim Verschrauben von Blech- oder Rahmenteilen im Fahrzeug-, Behälter- und Stahlbau überragt das Werkstückgeräusch die Geräuschemission des Werkzeuges durch Schwingungsanregung beim Schlagbetrieb des Schraubers um mehr als 10 dB (A) [5]. Die Gesamtgeräuschemission kann beim Schlagschraubereinsatz zwischen 105 und 110 dB (A) erreichen.

Drehschrauber (Bild 1) erzeugen das erforderliche Anzugsdrehmoment durch kontinuierliche Steigerung der Anzugskraft, die ein gleichgroßes Gegenhaltemoment erfordert. Durch den Wegfall impulsartiger Krafterzeugung (keine Gehäusevibrationen des Werkzeuges) und -einleitung ins Werkstück wird auch bei gut schallabstrahlenden Blech- und Rahmenkonstruktionen keine Geräuschemission angeregt. Schalldämpfer sorgen bei druckluftbetriebenen Drehschraubern für die Senkung der Abluftgeräusche des Lamellenmotors. Nach Erreichen des eingestellten Anzugsdrehmomentes trennt eine Kupplung den Antrieb vom Schrauberkopf und entlastet damit die Gegenhaltekraft schlagartig. Diese einmalige, kurzzeitige Kraftänderung kann bei gut schallabstrahlenden Werkstücken einen einzelnen Geräuschimpuls verursachen. Druckluftdrehschrauber, bei denen es bei Annäherung an das eingestellte Anzugsdrehmoment zur Verlangsamung bis zum Stillstand des Antriebsmotors kommt (Abwürgeprinzip) und Drehschrauber mit berührungslosen Kupplungen (z.B. Magnetkupplung) weisen diesen "Abschaltknack" nicht auf.

Bild 1: Druckluft-Geraddrehschrauber 290 Nm beim Verschrauben von LKW-Rahmen

3 Maßnahmen zur Schallpegelsenkung

3.1 Anwendungshinweise für Drehschrauber

Die mit Drehschraubern anstelle von Schlagschraubern vor allem durch Wegfall der Schwingungsanregung des Werkstücks und des Werkzeuggehäuses erreichbare Schallpegelminderung kann nur dann ausgenutzt werden, wenn durch geeignete Maßnahmen die Abstützung des erforderlichen Gegenhaltemomentes bewirkt wird. Praktische Einsatzerfahrung in der Automobilmontage haben gezeigt, dass bei häufiger Drehschrauberbenutzung während der Arbeitsschicht einspindelige Drehschrauber (Gerad- und Pistolendrehschrauber) bis zu 10 Nm-Anzugsdrehmoment ohne Zusatzabstützungen von Hand geführt werden können. Bei Winkeldrehschraubern liegt die zumutbare Gegenhaltekraft im Dauereinsatz wegen des als kräfteverstärkender Hebelarm wirkenden Werkzeugkörpers bei 40 Nm.

Diese Drehmomentwerte sollten als Orientierungshilfe bei der Planung des Drehschraubereinsatzes verwendet werden, um nachteilige Auswirkungen auf die Gelenke des Hand-Arm-Bereiches der Bedienungspersonen bei der ruckartigen Entlastung des durch Muskelkraft aufgebrachten Gegenhaltemomentes zu vermeiden.

Werden Anzugsdrehmomente oberhalb der genannten Orientierungswerte benötigt. so sind bei einspindeligen Gerad- oder Winkeldrehschraubern mechanische Abstützhilfen erforderlich, die das Gegenhaltemoment aufnehmen, so dass Muskelkraft nur zum Führen des Schraubers benötigt wird. Nachfolgend werden praktisch erprobte Abstützhilfen beschrieben, die in den meisten Fällen der Anwendung von Drehschraubern mit hohem Anzugsdrehmoment wegen großer Werkzeugmasse in Kombination mit einem Gewichtsausgleich eingesetzt wurden.