8. Arbeitsplatz, Arbeitsmittel- und bewegungstechnische Arbeitsge-

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1 8. Arbeitsplatz, Arbeitsmittel- und bewegungstechnische Arbeitsge-
staltung 8.1 Anthropometrische Grundlagen Anthropometrie = Menschenmeßkunde - menschliche Körpermaße bedeutsam als Bezugspunkte für die Gestaltung von Aristoteles: „Der Mensch ist das Maß aller Dinge“ Arbeitsplätzen Betriebsmitteln Bewegungsabläufen Ausführbarkeit von Arbeitssystemen - menschliche Körpermaße sind different hinsichtlich Alter Geschlecht Zunahme der Körpermaße im zeitlichen Verlauf : = Akzelleration Rasse Region Zunahme Körpergröße je Jahrzent um 1mm in Pubertät: Wachstumsschub bis 15 cm/a Wachstumsende bei Frauen 18. Lebensjahr; Männer 20. Lebensjahr ab 30. Lebensjahr Rückgang Zu Alter : Zu Geschlecht : Mitteleuropa Männer 10 cm größer als Frauen Problematik: Männer und Frauen benutzen i.dR. gleiche Arbeitsmittel PC, Kraftfahrzeuge Zu Rasse weltweit starke Schwankungen Mittelwerte schwanken zwischen 145 und 188 cm Bedeutung für Export von Gütern Zu Region: Nordeuropa : Männer 7-8 cm größer als Südeuropa Norddeutsche 2 cm größer als Bayern (Untersuchungen bzgl. Sozialer Differenzierung : Unterschiede soziale Oberschicht und Mittelschicht 4 cm ) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

2 Arbeitswissenschaft 238a Aus dem Achskreuz (anthropometrische
Vermaßung) rekonstruierte Darstellung eines ägyptischen Grabträgers ( 1400 v.Chr.) Chinesisches Proportionsschema aus der Ming-Zeit ( v. Chr.) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238a Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

3 Körperlichen Voraussetzungen des Jan Ullrich
Freiburger Sportmediziner Prof.Dr. Keul : 30 % der Leistung antrainiert, 70 % bringen Ullrich´s Maße Körpermaße 183 cm, 73 kg hervorragende Hebelwirkung durch Maße der Extremitäten; Oberschenkel 52 cm, Unter- schenkel 48 cm, Armlänge Schulter-Handgelenk 60 cm Herz Ruhepuls bei 35 Maximimalpuls 198; liegt nach 5 Minuten wieder bei 108 Herzvolumen Milliliter Lunge Lungenvolumen 6,8 Liter ( 4 x“ Hobbyradler“) Leistung nach 63 Minuten Leistung von 500 W = 1 PS (entspricht Leistungsfähigkeit eines 15 kg schweren Spitzensportlers) tägliche Energiezufuhr Kalorien Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238a Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

4 480 kg Evander Holyfield Körpermaße Schlagkraft 520 kg
(Box-Weltmeister 1998/99) Körpermaße Größe 197 cm Gewicht 105 kg Reichweite 198 cm Brustumfang 109 cm (eingeatmet 115 cm) Bizeps 41 cm Faust 32 cm Schlagkraft 520 kg Vitali Klitschko : 480 kg Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238b Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

5 Herr Silberrücken : bis 320 kg , bis 190 cm
Primaten (Herrentiere) Herr Silberrücken : bis 320 kg , bis 190 cm Frau Berggorilla : bis 100 kg, bis 140 cm Herr Orang : bis 170 kg , bis 170 cm Frau Orange : bis 100 kg, bis 140 cm Herr Bonobo : bis 60 kg , bis 120 cm Frau Bonobo : bis 40 kg, bis 110 cm Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238c Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

6 Messung Absprungkraft (Olympiastützpunkt Leipzig)
Kraulschwimmen Analyse Bewegungsablauf Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 238d Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

7 8.1.1Das Perzentil F(c) -3s -2s -s +s +2s +3s Arbeitswissenschaft 239
Durchschnitt einer Stichprobe c s s Standardabweichung einer Stich- probe c Faktoren mit denen sich Flächen- stücke der Glockenkurve berech- nen lassen F(c) Standardabweichung einer Grund- gesamtheit Durchschnitt einer Grundgesamt- heit -3s -2s -s +s +2s +3s -3c -2c -c +c +2c +3c Das gesamte Flächenintegral unter der Glockenkurve = Normalverteilung = 1000 % Die Grenzen von Teilflächen berechnet man unter der Annahme = und S = nach +- c s das Flächenintegral zwischen den Wendepunkten beträgt 68,26 % ; d.h die Grenzen umschließen mehr als zwei Drittel des Flächenintegrals (c=1) + - 1 s bei c =2 werden 95,44 der Fläche =Meßwerte erfaßt bei c = 3 werden 99,73 der Fläche = Meßwerte erfaßt 68,36% 99,73% 99,44 % -c c -2c c -3c c Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 239 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

8 Die Angabe von Perzentilen bei einem Maß sagt aus,
Das Perzentil ist ein Lageparameter auf der x- Achse, der ein bekanntes oder gesuchtes Flächenintegral abgrenzt, d.h. Die Angabe von Perzentilen bei einem Maß sagt aus, um wieviel Prozent der untersuchten Bervölkerungs- gruppen einen bestimmten Meßwert überschreiten bzw. unterschreiten In der Praxis angewandte Perzentile 5. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß klein; nur 5% aller Bevölkerungswerte liegen unter diesem Genzwert 50. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß mittelgroß 50 % aller Bevölkerungswerte liegen darüber bzw. darunter 95. Perzentil Repräsentiert das Körpermaß groß nur 5% aller Bevölkerungswerte liegen darüber Damit werden 90 % der Bevölkerung erfaßt ( Produktanforderung) 10 % der Bevölkerung ist auf Sonderfertigung angewiesen ( Serienfertigung für Extremmaßemeist nicht wirtschaftlich) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 240 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

9 Maßtabellen Arbeitswissenschaft 241 Prof. Dr. H. Lindner
Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 241 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

10 Arbeitswissenschaft 242 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 242 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

11 Arbeitswissenschaft 243 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 243 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

12 Arbeitswissenschaft 244 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 244 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

13 Arbeitswissenschaft 245 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 245 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

14 Arbeitswissenschaft 246 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 246 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

15 Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Gestaltung Bildschirmarbeitsplätze Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 247 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

16 Konfektionsgrößen Arbeitswissenschaft 248 Prof. Dr. H. Lindner
Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 248 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

17 Arbeitswissenschaft 249 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 249 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

18 Geometrische Gestaltung von Arbeitsgeräten
Tour de France 2000 : 6 verschiedene Fahrräder Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 250 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

19 Simulation von Montageprozessen
Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 251 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

20 Nahezu alle Produzenten werben mit ergonomischen Konzepten
Automobilbau Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 252 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

21 8.2 Gestaltung wichtiger Arbeitsplatzgruppen
Höhe der Arbeitsflächen Körperhaltung (Sitzen,stehend, alternierend) Blick-Gesichtsfeld Wirkraum des Menschen 8.2.1 Stehende Arbeitshaltung Arbeitshöhe cm unter Ellbogen Muskulatur Oberkörper in Arbeit einbeziehen; cm unter Ellbogen Unterarm auflegen Arbeitshöhe cm über Tischhöhe Zu hohe Arbeitsebene : Kompensationsversuch Hochziehen der Schulter ( Verkrampfung, arbeitsplatzbedingte Fehlhaltung) Zu niedrige Arbeitsebene : ungesunde „Buckelhaltung, Dauerschäden Wirbelsäule Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 253 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

22 Steharbeitsplätze für Kontroll- und Steuerfunktionen
A Werkbank B Schreibplatz C optimaler Bereich für Stellteile und Anzeigen D Bereich wichtige Stellteile und Anzeigen E Bereich für wesentliche Anzeigen und unwesentliche Stellteile F Hilfsfeld weniger wichtige Anzeigen Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 254 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

23 Maß Körperhaltung Minimum Optimal
Hocken A B Höhe Breite 120 70 - 92 Kniebeuge C Breite Knien D E F Breite Höhe Handhöhe ü. Boden 110 45 120 - 70 Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 255 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

24 Es gibt keinen Perzentilmenschen
Problematik der Verwendung Maßtabellen, Schablonen, Dummies Trotz DIN-Vorschriften Keine stereotype Verwendung von Maßtabellen, Meßschablonen und Dummies Es gibt keinen Perzentilmenschen Jede Variable muß in Abhängigkeit zu anderen Variabeln betrachtet werden !! Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 256 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

25 8.3 Sitzende Arbeitshaltung
Tätigkeitsmerkmale Arbeitssystem Bildschirmarbeitsplatz Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 257 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

26 Arbeitswissenschaft 257a Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 257a Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

27 Häufigkeiten körperlicher Beschwerden bei sitzender Tätigkeit
( nach GRANDJEAN und BURANDT) Arbeitswissenschaftliche Schlußfolgerungen + Empfehlungen Jeder Arbeitssitz soll höhenverstellbar sein ( cm) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 258 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

28 Arbeitssitz gegen Standfestigkeit, Kippen und Abgleiten sichern
5 Abstützpunkte, Rollwiderstand N Rückenlehne muß möglichst große Stützfläche für Lendenwirbel aufweisen Arbeitsstuhl nach DIN 4551 Stuhlgestaltung abhängig vom Sitzverhalten Möglichst dynamisches Sitzen = häufiger Lastwechsel Rumpf- und Gesäß Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 259 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

29 Arbeitsplätze für vordere und hintere Sitzhaltung
feste oder schwenkbare Arbeitssitze mit hoher Rückenlehne) (Bandscheibenentlastung,Muskulatur) Rückenlehne : cm lotrecht über ein- gesessener Sitzfläche Rückenlehnenbreite : cm Rückenlehne mit Lendenbausch cm über tiefsten Punkt der Sitzfläche Sitzflächenneigung nach oben Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 260 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

30 Arbeitssitz mit ausreichender Bewegungsfreiheit bieten
Verwendung von Fußstützen Richtige Distanzierung Stuhl - Arbeitsplatz wichtigste Beziehung = Abstand Sitzhöhe - Arbeitshöhe = cm (Beachtung Perzentile Mann und Frau) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 261 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

31 1986 : norwegische Designer + Ärzte + Physiotherapeuten entwickeln neues
„Sitzinstrument = „Mittelding“ zwischen Sitzen und Stehen Maximale Entlastung der Wirbelsäule bei geringster Muskelanspannung Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 262 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

32 8.3 Gestaltung von Arbeitsmitteln
Arbeitsmittel („Werkzeuge“) = integraler Bestandteil des Arbeitssystems Arbeitsmittel im engeren Sinn: Werkzeuge Bedienelemente Signale Anzeigen Anthropometrische Arbeitsmittelgestaltung kann nicht losgelöst von Gestaltungsmaßnahmen des spezifischen Arbeitsplatzes betrachtet werden ! 8.3.1 Gestaltung von Handarbeitsmitteln ( auch fußbetätigte) Arbeitsseite : Werkstoff- bzw. Werkstück zugewandt Handseite : Körper des Menschen zugewandt Bsp.: Schaufel Arbeitsseite = Schaufelblatt; Ausprägung durch Art und Schüttgewicht Handseite = Schaufelstiel ; Anpassung an Menschen Taylor um Jahrhundertwende: günstigste Schaufellast 9 kp bei Schüttgewichten zwischen kp/m3 spe- zielle Einstechkanten und Aufwölbungen Reduktion von 800 auf 20 Schaufeltypen für alle Schüttgüter Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 263 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

33 Human Engeneering Arbeitswissenschaft 264
Im Vergleich zur systematischen Entwicklung der Arbeitsseite (Standzeiterhöhung, Erhöhung Arbeitsgeschwindigkeit) wurde Handseite vernachlässigt Erst in 70èr Jahren wurde Handarbeitsseite arbeitsgerecht gestaltet Human Engeneering Gestaltungsschritte zur systematischen ergonomischen Gestaltung der Handarbeitsseite (Nach REFA) Gestaltungsschritte stellen sicher, daß keine einseitige Beanspruchung großer Muskelgruppen eintritt Erhöhung Dauerleistungsgrenze Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 264 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

34 Gestaltungsschritte in Abhängigkeit spezifischer Arbeitsaufgaben (nach REFA)
( Zahlen verweisen auf Gestaltungsschritte im vorab gezeigten Schema) Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 265 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

35 Prüfliste zur Gestaltung handbetätigter Arbeitsmittel
Erzwingen Anordnung oder Gestaltung der Arbeitsmittel ungünstige Körper- stellungen in Hinblick auf vermeidbare Belastungen ? Entsprechen Körperstellungen den Anforderungen der Arbeitsaufgabe hin- sichtlich der aufzubringenden Kräfte und der erforderlichen Genauigkeit ? Stimmen Funktionsachsen ( Bewegung,Kräfte, Drehmoment ) mit den ana- tomisch bevorzugten Lagen (Kraftübertragungsrichtung - Handlängsachse) überein ? Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 266 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

36 Kann beim Zugriff am Arbeitsmittel das Handgelenk in Normallage bleiben ?
Entsprichjt die Greifart ( im Hinblick der beteiligten Fingerglieder) dem geforderten Arbeitswiderstand ? Große Kraft Große Bewegung Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 267 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

37 Arbeitswissenschaft 268 Prof. Dr. H. Lindner Hochschule Mittweida
University of Applied Sciences 268 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

38 MIG 29 Arbeitswissenschaft 269 Prof. Dr. H. Lindner
Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 269 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

39 Ist für die Bearbeitung großer Arbeitswiderstände Formschluß, für das Erreichen
großer Drehwinkel Reibschluß vorgesehen ? Entspricht die Form der Handseite der Greifart ? günstiger ungünstiger günstiger ungünstiger Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 270 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

40 Wurde Griffmaterial im Hinblick auf elektrische - und Wärmeleitfähigkeit, Gewicht,
Reibungskoeffizient der menschlichen Hand und der Reinigungsmöglichkeit geprüft ? Hat man bei der Festlegung der Abmessungen die Handgröße des Menschen und den geforderten Arbeitswiderstand berücksichtigt ? Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 271 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

41 Gestaltungskriterien bei zu Fuß betätigten Stellteilen
Wichtigste Tretarten an Stellteilen nach DIN 33401 Prüfliste zur Gestaltung fußbetätigter Stellteile Werden Fußpedale beim Stehen vermeiden und ist ihre Anzahl beim Sitzen auf zwei beschränkt ? Erlaubt der Oberschenkelfreiraum eine Betätigung des Pedals ohne Bewegungs- grenzen durch die „Tischplatte „ ? Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 273 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

42 Ist es möglich, während des Stellvorganges Vorfuß oder Ferse auf den Boden
abzustützen ? Ist der Gegendruck des Pedals in Abhängigkeit vom Arbeitswiderstand und der Körperhaltung richtig gewählt ? Entspricht die gewählte Pedalart den Anforderungen im Hinblick auf Stellkraft , Stellweg und Stellgeschwindigkeit ? Wird durch entsprechende Maßnahmen (Materialauswahl, Oberflächengestaltung) ein Abgleiten des Fußes vom Pedal vermieden ? Hochschule Mittweida Arbeitswissenschaft University of Applied Sciences 274 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften