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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 ) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 238 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  2. Aus dem Achskreuz (anthropometrische Vermaßung) rekonstruierte Darstellung eines ägyptischen Grabträgers ( 1400 v.Chr.) Chinesisches Proportionsschema aus der Ming-Zeit ( 1368 - 1644 v. Chr.) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 1 300 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 12 000 Kalorien Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 238a Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  4. Evander Holyfield (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 480 kg Vitali Klitschko : Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 238b Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  5. 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 238c Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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

  7. 8.1.1Das Perzentil 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 nach S = +- 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 +2c -3c +3c Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 239 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  8. 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 Repräsentiert das Körpermaß klein; nur 5% aller Bevölkerungswerte liegen unter diesem Genzwert 5. Perzentil 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) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 240 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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

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

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

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

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

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

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

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

  17. Arbeitswissenschaft 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 250 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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

  20. Nahezu alle Produzenten werben mit ergonomischen Konzepten • Automobilbau Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 • 10 - 15 cm • unter Ellbogen • Muskulatur Oberkörper • in Arbeit einbeziehen; • 15 - 40 cm unter Ellbogen • Unterarm auflegen • Arbeitshöhe 5 - 10 cm • über Tischhöhe Zu hohe Arbeitsebene : Kompensationsversuch Hochziehen der Schulter ( Verkrampfung, arbeitsplatzbedingte Fehlhaltung) Zu niedrige Arbeitsebene : ungesunde „Buckelhaltung, Dauerschäden Wirbelsäule Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 90 102 Knien D E F Breite Höhe Handhöhe ü. Boden 110 45 120 - 70 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 255 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  24. 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 !! Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 256 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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

  26. Arbeitswissenschaft 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 ( 38 - 54 cm) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 258 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  28. Arbeitssitz gegen Standfestigkeit, Kippen und Abgleiten sichern 5 Abstützpunkte, Rollwiderstand 15 - 20 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 : 48 - 50 cm lotrecht über ein- • gesessener Sitzfläche • Rückenlehnenbreite : 32 - 40 cm • Rückenlehne mit Lendenbausch 10 - 15 cm • über tiefsten Punkt der Sitzfläche • Sitzflächenneigung 4 - 60 nach oben Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 = 26 - 30 cm (Beachtung Perzentile Mann und Frau) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 400- 3700 kp/m3 spe- • zielle Einstechkanten und Aufwölbungen • Reduktion von 800 auf 20 Schaufeltypen für alle • Schüttgüter Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 263 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

  33. 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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) Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 267 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften

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

  38. MIG 29 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 „ ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida 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 ? Arbeitswissenschaft Hochschule Mittweida University of Applied Sciences 274 Prof. Dr. H. Lindner Fachbereich Wirtschaftswissenschaften