Die wichtigsten Funktionsmaße für die Gestaltung von Produkten und Arbeitsplätzen sind:
- Aktionsräume (Maße zur Funktionsausführung, bei denen Erreichbarkeit bzw. Sichtbarkeit von Gegenständen ausschlaggebend sind);
- Sichtgeometrie;
- Bewegungsraum (notwendiger Platzbedarf für beeinträchtigungslose Bewegungen);
- Sicherheitsmaße (Zusammentreffen des Menschen mit Gefahrstellen verhindern).
3.1 Wirkraum des Hand-Arm-Systems und Greifraum
Nach der Vorstellung der verschiedenen Abgrenzungen und zugehöriger Charakteristika dieses Funktionsraums werden die wichtigsten Gestaltungsgrundsätze dargestellt.
3.1.1 Abgrenzungen des Funktionsraums
Der Wirkraum des Hand-Arm-Systems kennzeichnet den Raumsektor, in dem der Mensch bei unbewegtem Oberkörper berühren, greifen und bewegen kann. Er wird begrenzt durch:
- die Körperhaltung,
- den Bewegungsumfang der Gelenke,
- die Richtung von Bewegungen und Kräften,
- die verwendeten Arbeitsmittel,
- die Notwendigkeit, nicht aus dem Gleichgewicht zu kommen, und
- die reduzierte Bewegungsmöglichkeit bei großer Muskelanspannung.
Es wird zwischen dem anatomisch maximalen, dem physiologisch großen und dem physiologisch kleinen Greifraum unterschieden.
Abb. 7 gibt einen Überblick über die 3 verschiedenen Greifräume.
Abb. 7: 3 Greifräume nach Hettinger und Wobbe (1993)
Anatomisch maximaler Greifraum
Der anatomisch maximale Greifraum kann von der Hand in Greifstellung bei unbewegtem Oberkörper mit maximal ausgestreckten Armen unter Mitbewegung des Schultergelenks umfahren werden.
Physiologisch großer Greifraum
Die Grenzen des physiologisch großen Greifraums ergeben sich bei unbewegtem Oberkörper und unbewegtem Schultergelenk. Die Arme sind weitgehend ausgestreckt. Dieser Bereich des Greifraums ist für die praktische Anwendung von hoher Bedeutung und ungefähr 10 % kleiner als der anatomisch maximale Greifraum.
Physiologisch kleiner Greifraum
Die Grenzen des physiologisch kleinen Greifraums ergeben sich bei unbewegtem Oberkörper und unbewegtem Schultergelenk, wobei die Oberarme entspannt herabhängen und die Unterarme abgewinkelt sind.
3.1.2 Gestaltungsgrundsätze
Für die maßliche Gestaltung des Greifraums ist der kleinste Nutzer ausschlaggebend. Er sollte dementsprechend im Normalfall nach dem 5. Perzentil Frau dimensioniert werden, um sicherzustellen, dass alle Nutzer die notwendigen Arbeitsmittel erreichen können. Um die Beanspruchung des Nutzers möglichst gering zu halten, sollten alle Werkstücke, Werkzeuge, Bedienelemente und Materialbehälter innerhalb des physiologisch großen Greifraums positioniert sein. Für häufig wiederkehrende Bewegungen sollte dementsprechend i. d. R. der physiologisch kleine Greifraum bevorzugt werden.
Die horizontale Greiffläche kann in 3 Zonen eingeteilt werden, die sich in ihren Voraussetzungen für Bewegungsabläufe und in den auftretenden Belastungen grundsätzlich unterscheiden (Abb. 8).
Abb. 8: Zonen der Greiffläche[1]
Den Zonen lassen sich folgende Merkmale zuweisen:
- Zone 1 – Beidhandzone: In dem Arbeitszentrum befinden sich beide Hände im Blickfeld und können alle Orte dieser Zone erreichen. Hier finden Montagearbeiten statt.
- Zone 2 – Einhandzone: In der Einhandzone werden Gegenstände positioniert, die einhändig gegriffen und zumeist auch einhändig bedient werden.
- Zone 3 – erweiterte Einhandzone: Die Grenzen der erweiterten Einhandzone stellt die äußerste nutzbare Position für Greifbehälter dar.
3.2 Sichtgeometrie
Ausschlaggebende Größen für dieses Funktionsmaß sind:
- Sehachse,
- Sehentfernung,
- Sehbereiche.
3.2.1 Sehachse
Die Sehachse ist die Verbindungslinie zwischen einem fixierten Objekt und dem Mittelpunkt der Netzhautgrube; sie verläuft näherungsweise mit der Blicklinie (Verbindung fixiertes Objekt – mechanischer Augendrehpunkt). Sie ist körperhaltungsabhängig und ergibt sich aus der Auslenkung des Kopfes und der Augen gegenüber der Waagerechten.
Die in Abb. 9 angegebenen Werte für die Normallage der Sehachse im Stehen und im Sitzen sind durch die entspannte Kopf- und Augenhaltung festgelegt.
Abb. 9: Sehachse
3.2.2 Sehbereiche
In Abhängigkeit davon, ob Augen und/oder Kopf bewegt werden, ergeben sich verschiedene Sehbereiche für den Menschen. Es wird zwischen folgenden 3 grundsätzlichen Bereichen unterschieden:
- Gesichtsfeld,
- Blickfeld,
- Umblickfeld.
Bei allen Bereichen muss zwischen monokularem und binokularem Sehen unterschieden werden. Die im Folgenden angegebenen Werte beziehen sich auf das binokulare Sehen.
Gesichtsfeld
Das Gesichtsfeld ist der visuelle Wahrnehmungsbereich bei unbewegtem Kopf und unbewegten Augen. Der Raum, in dem scharf gesehen werden kann, ist im Vergleich zu dem gesamten Gesichtsfeld relativ klein und bildet einen Kegel von ca. 1° Sehwinkel (Abb. 10).
Abb. 10: Schematische Darstellung des zentralen und peripheren Sehens[1]
Außerhalb dieses kleinen Bereichs werden nur noch starke Kontraste und Bewegungen der Sehobjekte wahrgenommen. Es ist zu beachten, dass die maximale Ausdehnung des Gesichtsfelds interindividuell verschieden ist. Im Gesichtsfeld sind Sehobjekte anzuordnen, die gleichzeitig überwacht werden müssen.
Im Gegensatz zum Gesichtsfeld, welches über den Wahrnehmungsbereich definiert w...
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