Der gute Griff - bgrci.de · 6 II. Waschkorbroller Gifhorn ... bilden aber keine stabile Einheit!...

Der gute Griff

Kooperationspartner: Martin LeitnerDr. Bettina WollesenKlaus-Dieter Wendt Prof. Dr. K. Mattes

Agenda

I. Arbeitsplatzanalyse ContinentalII. Untersuchungsergebnisse: Rollen (Gifhorn)III. Untersuchungsergebnisse: GriffgestaltungIIIa. Forschungsfragen und LiteraturstandIIIb. Studie Uni Hamburg: Methoden, Ergebnisse und

Schlussfolgerungen

I. Arbeitsplatzanalyse

Lastgewichte beim Ziehen und Schieben

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II. Waschkorbroller Gifhorn

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Monday, September 29, 2014

Beschreibung:Auf einem fahrbaren Untergestell werden 10 Körbe in zwei Reihen übereinander gestapelt. Es ergibt sich eine Gesamtmasse von 241kg. Die Körbe sind zwar zueinander gegen verrutschen gesichert, bilden aber keine stabile Einheit! Zusätzliche Belastung der Mitarbeiter: Auf Grund des Produktionsablaufes sind keine Griffe vorhanden!

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Waschkorbroller Gifhorn

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Monday, September 29, 2014

Rollenmaterialien im aktuellen Einsatz (links):Hartkunststoff, teilweise durch Vollmetallrolle ersetzt, Ø = 80mmNeue Proberollen (unten):links: Rolle Blickle LH-ALTH-101K-3 Ø = 100mm; 350 kg Tragfähigkeitrechts : Rolle Blickle LH-ALTH-125K-3-FI-CO Ø = 125mm (ballige Laufbelagsfläche); 350 kg Tragfähigkeit

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Waschkorbroller Gifhorn

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Monday, September 29, 2014

Rolle im aktuellen Einsatz80 mm Durchmesser

flache Laufbelagsfläche

LH-ALTH-125K-3-FI-CO 125mm Durchmesser

ballige Laufbelagsfläche

LH-ALTH-101K-3100 mm Durchmesser

flache Laufbelagsfläche

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Waschkorbroller Gifhorn

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Monday, September 29, 2014

Bei den neuen Rollen ist im Durchschnitt eine Zeitersparnis von 30 % erreicht worden!

Versuch Rollentyp Dauer [s] Mittelwert [s]

1 alt 17,7

2 alt 22,5 19,5

3 alt 18,2

4 LH-ALTH-101K-3 13,7

5 LH-ALTH-101K-3 12,5 13,6

6 LH-ALTH-101K-3 14,5

7 LH-ALTH-125K-3-FI-CO 12,8

8 LH-ALTH-125K-3-FI-CO 12,88 13,1

9 LH-ALTH-125K-3-FI-CO 13,58

Weitere interessante Beobachtungen:

Durchschnittliche Zeit, die für das Zurücklegen der Teststrecke benötigt wurde.

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Monday, September 29, 2014

Waschkorbroller Gifhorn

Kraft in Bodenrichtung (Vibrationen Gitterrost):Die beiden oberen Messkurven wurden mit den neuen Rollen von Blickle gemessen.

Die untere Messkurve wurde mit der aktuell im Einsatz befindlichen Rolle gemessen.

Es ist eine deutliche Verringerung der Hand-Arm-Vibrationen, die durch den Gitterrost entstehen, möglich.

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Schlussfolgerungen

Monday, September 29, 2014

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Aus ergonomischer Sicht kann ein Rollenwechsel an den Waschkorbrollern empfohlen werden, da sich folgende Vorteile ergaben:

�Im 75. Perzentil um 27 % geringerer Kraftaufwand: 90 N (bisherige Rollen) - 63 N (neu, ballig) bzw. 68 N (neu, flach)

�Der Zeitaufwand pro Zyklus verringerte sich durchschnittlich um 30%

�Ein weiterer Effekt ist die Verringerung der Hand-Arm-Vibrationen (Dämpfung)

�Ebenfalls geht von den neuen Rollen ein geringerer Lärmpegel aus.

Ergonomische Betrachtung von Transportbehältern

Griffgestaltung

Auswahl der Rollen

Technische Hilfsmittel

z.B. Ziehhilfen

Good Practice

?

IIIa. Forschungsfragen

− Ist individualisierte Griffhöhengestaltung eine notwendige ergonomische Maßnahme um Belastungsparameter zu reduzieren?

− Welchen Einfluss nimmt die Grifforientierung auf die Belastungsparameter?

− Wie kann ein funktional gestalteter Griff aussehen?

IIIa. Aktueller Forschungsstand (Literaturreview)

− uneinheitliche EmpfehlungenBeispiel Ziehen: auf Schulterhöhe (Hoozemans, 2004) oder Hüfthöhe (Lett, 2006)

− Selten Kurvenfahrten berücksichtigt (1 von 12 Studien, Xu XU, 2013)

− Effekte verschiedener Griffausrichtungen nur in statischer Testsituation untersucht (Di Domizio, 2010)

IIIb Studie Uni Hamburg - Methode

− 24 Ausführungsbedingungen (AB): 300/ 500 kg – Hüft-/ Schulterhöhe – vertikale/ horizontale Griffachse – drei Fahrmanöver x 6 Probanden = 144 Einzelmessungen

− 6 Mitarbeiter der Ausbildungsabteilung von Continental (mit Handhabung von Transportwagen vertraut)

− Nachstellen typischer Fahrsituationen

Ziel: Griffkonfigurationen hinsichtlich vonBelastungsparametern vergleichen

Messaufbau

Messgeräte

Aufzeichnung und Auswertung der Messdaten von 3D-Kinematik (Kamerasystem), mobilem EMG und am Messwagen montierten 3D-Kraftmessgriffe

Ansicht des mittels Kameradaten berechneten Ganzkörpermodells

Proband beim Ziehen von 500 kg auf tiefer Griffhöhe mit horizontaler Griffausrichtung

Messgeräte

Messgriffe zur 3-dimensionalen Erfassung der Handreaktionskräfte

Elektrische Muskelaktivität (EMG) beim Durchlaufen einer Testbedingung

Ergebnisse - Kinemetrie

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Schulterhöhe

Hüfthöhe

(jeweils höchster und niedrigster Wert)

Ergebnisse - Kinemetrie

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Schulterhöhe

Hüfthöhe

(jeweils höchster und niedrigster Wert)

Ergebnisse - Kinemetrie

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Schulterhöhe

Hüfthöhe

(jeweils höchster und niedrigster Wert)

Maximale Ellenbogenflexion

Gesamtkraft (F ges): Anstieg mit der Wagenmasse

Kraft in Fahrtrichtung (F x): Anstieg mit der Wagenmasse

Messwerte Kraft:Schulterh öhe vs. H üfth öhe

− MW Fges ohne Unterschied zwischen SH und HH − MW Fx beim Schieben auf Hüfthöhe größer als auf

Schulterhöhe (p<0,001; höhere Beschleunigung des Wagens)

höhere Effizienz beim Schieben auf Hüfthöhe− keine Unterschiede beim Ziehen (p=0,054)

Vertikalkraft (F y)Schulterh öhe vs. H üfth öhe

Ausrichtung der Griffachse horizontal vs. vertikal

- keine Unterschiede für Fges und Fx

- Höhere Vertikalkräfte (Fy) nach oben bei vertikaler Griffstellung (nur Hüfthöhe)

abwechslungsreichere Handhabung = weniger lokale Überbeanspruchung!

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

untersuchte Muskelgruppen:

m. deltoideus anterior m. erector spinae

Strecker Unterarm mit m. extensor carpi ulnaris

Beuger Unterarm mit m. flexor carpi ulnaris

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Mittelwerte der Muskelaktivierung in % des willkürlichen Maximums (MVC)

m. deltoideus anterior m. erector spinae

Strecker Unterarm mit m. extensor carpi ulnaris

Beuger Unterarm mit m. flexor carpi ulnaris

300 kg 500 kg

6,2 % 7,9 %

300 kg 500 kg

6,4 % 6,8 %

300 kg 500 kg

7,6 % 9,5 %

300 kg 500 kg

6,7 % 8,3 %

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

− 5-10% der maximalen willkürlichen Muskelaktivität (MVC) akzeptabel (statische Kontraktionen, >60 min)

− Noch keine Grenzwerte für sich häufig wiederholende Kontraktionen vorhanden

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Anstieg der Muskelaktivität (MW) in % - Wagenmasse hat den größten Einfluss auf die notwendige Muskelaktivierung

m. deltoideus anterior m. erector spinae

Strecker Unterarm mit m. extensor carpi ulnaris

Beuger Unterarm mit m. flexor carpi ulnaris

300 kg→500 kg

25,7 %

300 kg→500 kg

27,9 %

300 kg→500 kg

23,7 %

300 kg→500 kg

6,6 %

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Maximalwerte der Muskelaktivierung in % des willkürlichen Maximums

m. deltoideus anterior m. erector spinae

Strecker Unterarm mit m. extensor carpi ulnaris

Beuger Unterarm mit m. flexor carpi ulnaris

300 kg 500 kg

44,0 % 60,6 %

300 kg 500 kg

46,8 % 48,0 %

300 kg 500 kg

45,6 % 62,2 %

300 kg 500 kg

45,0 % 58,3 %

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Anstieg der Muskelaktivität (Max) in %

m. deltoideus anterior m. erector spinae

Strecker Unterarm mit m. extensor carpi ulnaris

Beuger Unterarm mit m. flexor carpi ulnaris

300 kg→500 kg

36,2 %

300 kg→500 kg

37,8 %

300 kg→500 kg

29,8 %

300 kg→500 kg

2,6 %

EMG – Schulterh öhe vs. H üfth öhe

- mittlere Innervation (Deltamuskeln + Unterarmbeuger) in drei AB auf Schulterhöhe größer als auf Hüfthöhe.

Griffe auf Hüfthöhe verringern teilweise die notwendige Muskelaktivierung!

Schlussfolgerungen

Aus Sicht der…− Muskelaktivierung im Oberkörper: Schieben besser als

Ziehen (Bennett, 2010)− Drehmomente und Kompressionskräfte in der LWS:

Ziehen besser als Schieben (Lett, 2007)− Drehmomente im Schultergelenk: Arbeit auf

Schulterhöhe und mit geringen Wagenmassen (Hoozemans, 2004)

− Kompressionskräfte in der LWS: Schulterhöhe für Schieben und Taillenhöhe für Ziehen (Lett, 2007)

Schlussfolgerungen

− Schiebe- und Zugtechnik beeinflusst Belastungsparameter der Wirbelsäule (Lett, 2007)

Griffdesign

Danke für die Aufmerksamkeit!

Universität Hamburg

Anhang

Kinemetrie - Schulterflexion

gemessene Winkel Schulterflexion

(maximal) [°]

Griffhöhe Schulterhöhe Hüfthöhe

Geradeausfahren 72 - 77 58 - 71

Kurvenfahren 77 - 80 55 - 75

Rangieren 76 - 82 55 - 58

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Kinemetrie - Schulterabduktion

gemessene Winkel

Schulterabduktion (maximal) [°]

Griffhöhe Schulterhöhe Hüfthöhe

Geradeausfahren 58 - 67 29 - 34

Kurvenfahren 76 - 82 41 - 53

Rangieren 50 - 75 29 - 32

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Kinemetrie – Ellenbogenflexion

gemessene Winkel Ellenbogenflexion

(maximal) [°]

Griffhöhe Schulterhöhe Hüfthöhe

Geradeausfahren 105 - 123 130 - 137

Kurvenfahren 149 - 150 133 - 139

Rangieren 120 - 131 128 - 139

Orientierungswerte für Gelenkwinkelstellungen nach: DIN EN 1005-4-2005

Gesamtkraft: Grenzwerte (N) für h äufiges (1/min) Schieben/Ziehen

Fges

– Grenzwerte [N]

(Backhaus, 2012)

Initialkräfte (Fges

Max) Konstantkräfte (Fges

MW)

Schieben Ziehen Schieben Ziehen

Schulterhöhe186 206 108 k.A.

Hüfthöhek.A. 206 108 118

Die von Backhaus (2012) vorgeschlagenen Grenzwerte für häufiges Schieben und Ziehen (über eine Distanz von 15 m) wurden in unseren Messungen bereits bei einer Wagenmasse von 300 kg überschritten.

Anstieg Kraft in Fahrtrichtung (Fx) mit der Wagenmasse

− Kräfte in Fahrtrichtung (Fx) beim Schieben von 500 kg im Mittel 50,6 % höher als beim Schieben von 300 kg.

− (Fx) beim Ziehen von 500 kg im Mittel 52,1 % höher als beim Ziehen von 300 kg

Kraft in Fahrtrichtung Schulterh öhe vs. H üfth öhe

Fx

[N]

Schieben von

500 kg (MW) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 164,7 ± 21,6 181,6 ±12,6 16,9 3,9 0,011

Kurve 146,0 ± 14,7 157,4 ± 15,0 11,4 3,6 0,016

Rangieren 144,2 ± 8,9 157,9 ± 13,5 13,7 7,6 0,001

Fx

[N]

Schieben von

300 kg (MW) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 105,1 ± 13,2 127,3 ± 29,4 22,2 2,3 0,070

Kurve 92,2 ± 11,5 101,0 ± 9,6 8,8 2,5 0,058

Rangieren 93,7 ± 8,6 104,6 ± 12,3 10,9 6,1 0,002

Kraft in Fahrtrichtung Schulterh öhe vs. H üfth öhe

Fx

[N]

Ziehen von

500 kg (MW) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 177,9 ± 13,1 176,3 ±15,9 -1,6 -0,6 0,541

Kurve 150,7 ± 11,2 150,5 ± 14,6 -0,2 -0,1 0,957

Rangieren 160,5 ± 7,0 161,3 ± 8,9 0,8 0,3 0,809

Fx

[N]

Ziehen von

300 kg (MW) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 114,4 ± 13,8 120,9 ± 24,0 6,5 1,2 0,265

Kurve 96,8 ± 15,4 102,8 ± 18,1 5,9 1,3 0,224

Rangieren 102,6 ± 6,2 105,0 ± 11,7 2,3 1,0 0,336

Anstieg Vertikalkraft (F y)mit der Wagenmasse

Fy

[N] (Bereich

von Min bis Max) 300 kg 500 kg d t p

Schieben 226,1 ± 85,7 302,5 ± 95,2 76,4 -8,2 0,000

Ziehen 158,1 ± 59,4 193,1 ± 73,4 35 -5,6 0,000

Anstieg Vertikalkraft (F y)mit der Wagenmasse

− Vertikalkraft (Bereich zwischen Maximal und Minimalwerten) steigt mit der Wagenmasse beim Ziehen um 22,1 % und beim Schieben um

33,8 %− Beim Schieben ist der Bereich von Fy 21,5 %

(300 kg) bzw. 28,3 % (500 kg) größer als beim Ziehen

Vertikalkraft (F y)Schulterh öhe vs. H üfth öhe

Fy

[N]

Schieben von

300 kg (Max) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 183,3 ± 76,8 145,6 ± 115,1 37,7 -1,1 0,333

Kurve 235,7 ± 82,6 170,5 ± 75,7 65,2 -2,2 0,078

Rangieren 268,2 ± 95,5 173,6 ± 104,5 94,6 -3 0,038

Fy

[N]

Schieben von

500 kg (Max) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 252,6 ± 96,7 170,3 ± 100,2 82,3 -1,8 0,135

Kurve 328,3 ± 90,6 190,1 ± 92,5 138,2 -2,8 0,038

Rangieren 343,4 ± 89,9 233,9 ± 88,0 109,5 -5,2 0,003

Vertikalkraft (F y)Schulterh öhe vs. H üfth öhe

Fy

[N]

Ziehen von

300 kg (Max) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 13,3 ± 27,7 101,7 ± 53,1 88,4 5,8 0,002

Kurve 17,9 ± 34,4 92,9 ± 43,9 75,0 4,1 0,010

Rangieren 25,6 ± 49,7 95,7 ± 41,0 70,1 2,8 0,040

Fy

[N]

Ziehen von

500 kg (Max) Schulterhöhe Hüfthöhe d t p

Gerade 40,8 ± 47,4 130,6 ± 43,5 89,8 4,4 0,007

Kurve 53,9 ± 54,6 95,5 ± 18,0 41,6 2,5 0,052

Rangieren 93,7 ± 62,3 162,7 ± 50,7 69,0 3,1 0,026

Vertikalkraft (F y)Schulterh öhe vs. H üfth öhe

− Fy Max (nach oben) beim Schieben auf Schulterhöhe um ca. 61 % größer als auf Hüfthöhe - Fy (nach oben) beim Ziehen auf Hüfthöhe deutlich höher als auf Schulterhöhe

− Druck auf den Boden dadurch erhöht -wahrscheinlich vergrößert sich ebenfalls die Haftreibung zwischen den Schuhen und dem Boden - Probanden drücken sich „auf den Boden“

Beim Schieben auf Schulterhöhe und Ziehen auf Hüfthöhe gute Bedingungen

Unterschied zwischen horizontaler und vertikaler Ausrichtung der Griffachse

Maximalwerte

von Fy

[N]

(Schieben) H V d t p

300 kg

(Schulterhöhe)178,1 ± 87,0 235,7 ± 82,6 57,6 -2,5 0,054

300 kg

(Hüfthöhe)64,7 ± 59,0 170,5 ± 75,7 105,8 -5,9 0,002

500 kg

(Schulterhöhe)263,8 ± 68,0 328,3 ± 90,6 64,5 -1,9 0,119

500 kg

(Hüfthöhe)82,4 ± 56,7 190,1 ± 92,5 107,7 -3,1 0,026

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Mittelwerte EMG

[% von MVC] 300 kg 500 kg

m. erector spinae7,6 ± 1,7 9,5 ± 2,0

m. deltoideus anterior6,2 ± 2,4 7,9 ± 2,8

m. extensor ulnaris6,4 ± 1,2 6,8 ± 1,6

m. flexor ulnaris6,7 ± 1,8 8,3 ± 2,6

Mittelwerte der Muskelaktivierung in % des willkürlichen Maximums (MVC)

Elektrische Muskelaktivität (EMG - Amplituden)

Maximalwerte EMG

[% von MVC] 300 kg 500 kg

m. erector spinae45,6 ± 16,5 62,2 ± 20,3

m. deltoideus anterior44,0 ± 15,2 60,6 ± 17,6

m. extensor ulnaris46,8 ± 9,3 48,0 ± 10,2

m. flexor ulnaris45,0 ± 10,8 58,3 ± 16,3

Maximalwerte der Muskelaktivierung in % des willkürlichen Maximums

Anstieg der elektrischen Muskelaktivität

(EMG - Amplituden)

EMGd MW 300 kg zu 500 kg [%] d Max 300 kg zu 500 kg [%]

m. erector spinae 27,9 37,8

m. deltoideus anterior 25,7 36,2

m. extensor ulnaris 6,6 2,6

m. flexor ulnaris 23,7 29,8

Anstieg der Muskelaktivität in % - Wagenmasse hat den größten Einfluss auf die notwendige Muskelaktivierung