Vibrationen und ihre Wirkung auf unseren Alltag

Gemütlich auf dem Sofa Platz nehmen und sich dank der vibrierenden Rückenmassagematte entspannen. Das sind „good Vibrations“, im wahrsten Sinne des Wortes. Doch leider ist diese Entspannungsmethode nur eine von vielen Vibrationen, die uns täglich begleiten. Und eines sei gewiss: Nicht jede (leichte) Erschütterung ist so angenehm wie diese. Da genügt zum Beispiel ein Lastwagen, der voller Karacho vor einem Haus über die Straße rumpelt.

Die dann zu verspürende Vibration hat mit einer leichten Massage nicht viel gemeinsam. Und tatsächlich überwiegen negative Auswirkungen von Vibrationen, einschließlich finanzieller Folgen durch aufkommende Schäden.

Vibrationen: Eine Definition

Vibrationen sind regelmäßige schnelle Schwingungen, die in verschiedenen Formen auftreten. Ein Beispiel sind durch Beschleunigung auftretende Vibrationen, bei denen eine Kraft von außen auf einen Körper einwirkt. Diese Kraft beschleunigt binnen kürzester Zeit in eine bestimmte Richtung, um dann abrupt abzubremsen. Daraufhin schwingt diese Kraft so lange zurück, wie die Energie bestehen bleibt.

Von einer durch Unwucht einer Kreisbewegung erzeugten Vibration ist die Rede, wenn sich rotierende Körper nicht im rechten Winkel zur Drehachse bewegen. Diese Art der Vibration entsteht ebenfalls, wenn verschiedene Ebenen mit unterschiedlichen Gewichten belastet werden, sodass dadurch ungleiche Fliehkräfte entstehen.

Weshalb sind Vibrationen so belastend

Durch ihre Einwirkzeit und Intensität richten Vibrationen Schäden an. Damit sind in erster Linie zwei Probleme verbunden. Einerseits steigt die Wahrscheinlichkeit für aufkommende Schäden mit der Härte eines Körpers an. Ein klassisches Beispiel hierfür ist an Häusern von vielbefahrenen Straßen befindlicher Fassadenputz, der durch die Vibrationen langsam abbröckelt.

Andererseits sind Vibrationen mit Schall vergleichbar, der wiederum einer Schwingung gleicht. Entsteht durch die aufkommenden Kräfte ein stetiges Dröhnen, Brummen oder Kreischen, ist dieser Zustand dauerhaft sogar körperlich schädlich. Die Stabilität von Konstruktionen spielt bei dauerhaften stetigen Vibrationen übrigens nur eine untergeordnete Rolle. Klassische Beispiele für diese Behauptung sind unter anderem schwere Erdbeben.

Wie schaden Vibrationen der Gesundheit?

Vibrationen sind mit bestimmten Frequenzen verbunden, die sich wiederum unterschiedlich auf den Menschen auswirken. Das bedeutet, dass verschiedene Frequenzen auch unterschiedliche Erkrankungen oder Bedürfnisse im menschlichen Organismus auslösen.

Folgende Auflistung gibt einen Überblick darüber, welche Reaktionen durch die Kräfte entstehen können:

• 0,5 Hz: Luft- bzw. Seekrankheit
• 4,5 – 10 Hz: Magenbeschwerden bzw. Magenschmerzen
• 10 – 18 Hz: Harndrang
• 10,5 – 16 Hz: Stuhldrang
• 6 – 20 Hz: sprachliche Beeinträchtigungen
• 8 – 12 Hz: verspannte Muskulatur
• 8 – 18 Hz: Kopfschmerzen
• 20 – 100 Hz: Sehstörungen

Als problematisch erscheint in diesem Zusammenhang, dass Menschen Vibrationen von weniger als 16 Hz eigentlich nicht wahrnehmen bzw. hören können.

Dieser Zustand führt wiederum dazu, dass diese niederfrequenten Schwingungen physische Probleme verursachen. Werden die Vibrationen dann nicht als Ursache für die physischen Beschwerden diagnostiziert, folgen häufig psychosomatische Fehldiagnosen. Die von vielen Menschen als Lärmbelästigung empfundene Belastung ist ebenfalls auf die Schwingungen zurückzuführen.

Vibrationen minimieren: Mittel und Wege

Die vibrierenden Schwingungen lassen sich leider nur in wenigen Fällen vermeiden. Für diesen Zustand bedarf es entweder eines kompletten Stillstands oder kostenintensiven Präzisionen wie im Straßenbau. Doch je schwächer die Schwingungen sind, desto mehr Zeit benötigen diese, um Schäden zu verursachen.

Deshalb gibt es beispielsweise Unternehmen wie Rosta, die Vibrationen durch ihre Technologien abschwächen möchten. Darüber hinaus gibt es verschiedene Methoden, mit denen dieser Effekt erzeugt werden kann.

Methode 1: Auswuchten von rotierenden Körpern

Damit Vibrationen schon in ihrer Entstehung entgegengewirkt wird, sind hochpräzise Fertigungen oder umfassend ausgewuchtete rotierende Körper eine sinnvolle Methode. Dieses Prinzip entsteht beispielsweise durch Gegengewichte, die unter anderem an Fahrzeugrädern befestigt sein können. Andererseits funktioniert diese Methode, indem schwerere Seiten von Gegenständen unter anderem durch direkte Materialabtragungen erleichtert werden.

Methode 2: Entkoppelung von vibrationsinduzierenden Techniken

Eine weitere Methode zur Verringerung von Vibrationen beziehen sich auf Entkoppelungen vibrationsinduzierender Techniken, die durch bestimmte Materialien positioniert, gehalten oder angebunden werden. Durch diese Konstruktionen haben die Materialien dann die Fähigkeit, die Schwingungen besonders gut und über einen langen Zeitraum abzuschwächen. Um diesen Effekt zu erzielen, werden in der Industrie häufig Schwingungsdämpfer mit integrierter moderner Gummifedertechnologie verwendet. Doch das gleiche Prinzip funktioniert ebenfalls in wesentlich kleineren Dimensionen, beispielsweise bei elektronischen Werkzeugen.

Methode 3: Umleitungen von Schwingungen

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Schwingungen auf sogenannte Schwingungstilger umzulegen. Dieser Schwingungstilger vibriert dann anstatt des ursprünglichen Bauteils. Diese Methode kommt unter anderem bei Stromleitungen zum Einsatz. Außerdem wird diese Technologie in Gebieten verwendet, die häufig von Erdbeben bedroht sind.

Methode 4: Ummantelungen von vibrationsinduzierenden Techniken

Bei dieser Methode werden Schwingungen verhindert, indem vibrationsinduzierende Techniken oder durch die Vibrationen gefährdete Baustücke ummantelt werden. Diese Strategie hat sich unter anderem bei Neubauten bewährt, bei denen besonders dicker und steifer Beton verwendet wird. Eigentlich sind die dichten Materialien zwar in der Lage, Schwingungen besonders effizient abzuleiten. Doch in diesem Fall ist die Gefahr hoch, dass sich die durch Schwingungen ausgelösten Wellen besonders gut verbreiten. Durch die Bauweise schwächen sich die Wellen allerdings ab.

Methode 5: Entkoppelung vibrationsinduzierender Techniken mittels Vakuum

Die Einsatzgebiete der Entkoppelung von vibrationsinduzierenden Techniken über ein Vakuum ist auf ein bestimmtes Einsatzgebiet beschränkt. Allerdings kommt diese Methode nur in hochempfindlichen Bereichen wie in Laboren zum Einsatz. Ein weiterer Anwendungsbereich sind Luftspalte, weil Luft die Schwingungen wesentlich schlechter als dichte Materialien übertragen kann.

Methode 6: Einsatz von Gegenvibrationen

Heute ermöglichen es unterschiedliche Methoden, Frequenzen von Vibrationen exakt zu messen. Hierbei werden gegenpolige Schwingungen erzeugt, damit sich beide Vibrationen letztendlich aufheben. Dieser Effekt funktioniert beispielsweise bei sogenannten Active Noise Cancelling Kopfhörern.