Anhang 10 Anforderungskatalog 5 „Anforderungen an Informationseingabe- und Betätigungselemente“ Inhaltsverzeichnis

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Anhang 10

Anforderungskatalog 5 „Anforderungen an

Informationseingabe- und Betätigungselemente“

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis... II

5.1 Anforderungen an Betätigungselemente - Stellteile ... 1

5.1.1 Sinnfälligkeit von Bewegung ... 1

5.1.2 Sinnfälligkeit der Anordnung ... 5

5.1.3 Handhabung... 8

5.1.4 Griffigkeit ... 18

5.1.5 Greifbereiche/ Stellwege ... 19

5.1.6 Genauigkeit ... 20

5.1.7 Geschwindigkeit ... 20

5.1.8 Kraftbedarf ... 21

5.1.9 Wahrnehmung... 31

5.1.10 Zusätzliche Anforderungen an Fußstellteile ... 32

5.2 Anforderungen an Betätigungselemente - Weitere Informationseingabe- und Betätigungselemente... 37

5.3 Anforderungen an Betätigungselemente -Koordinatengebende Interaktionsgeräte... 42

5.3.1 Allgemeine Anforderungen ... 42

5.3.2 Mouse/ Maus... 45

5.3.3 Puck ... 47

5.3.4 Trackball/Rollkugel ... 47

5.3.5 Mousepad ... 48

5.3.6 Mousebutton/ Mousestick... 49

5.3.7 Joystick ... 50

5.3.8 Tabletts/ Overlays ... 50

5.3.9 Digitizing Tablet (Grafiktablett) ... 51

5.3.10 Touchscreen ... 51

5.4 Anforderungen an Betätigungselemente - Nicht koordinatengebende Interaktionsgeräte... 56

5.4.1 Allgemeine Auswahlkriterien ... 56

5.4.2 Kontextabhängige Tasten – Softkeys – Bedienung... 57

5.4.3 Kontextunabhängige Tasten – Funktionstasten ... 59

5.4.4 Tastatur/ Tastenfelder ... 60

Literaturverzeichnis ... 69

Abbildungsverzeichnis ... 71

Tabellenverzeichnis ... 73

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Abkürzungsverzeichnis

BAuA Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin DLG Dauerleistungsgrenze

FB Forschungsbericht

empf. Empfohlen

max. maximal

min. minimal

S 42 Sonderschrift

Vgl. Vergleich

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5.1 Anforderungen an Betätigungselemente - Stellteile

Bullinger, H.-J.: Ergonomie Produkt- und Arbeitsplatzgestaltung, 1994

Anh.10, Tab. 1: Einflussgrößen zur Gestaltung von Hand- und Arbeitsseiten nach Bullinger 1994

Handseite: Arbeitsseite

• Körperstellung

• Bewegungsform Hand – Arm

• Bewegungsumfang

• Handhaltung

• Greifart

• Kopplungsart

• Griffform

• Abmessungen

• Material

• Oberfläche

• Arbeitswiderstand

• Funktionsrichtung

• Kraftrichtung

• Bearbeitungsablauf

• Bearbeitungsumfang

• Genauigkeit

• Schnelligkeit

• Sicherheit

Diese Einflussgrößen sind mögliche Gestaltungsparameter bei der Gestaltung von Betätigungselementen. Im Rahmen dieser Arbeit wird auf die Mehrzahl dieser Faktoren eingegangen.

5.1.1 Sinnfälligkeit von Bewegung

5.1.1.a Anerkannte Regeln der Technik

DIN 1410 Werkzeugmaschinen; Bewegungsrichtung und Anordnung der Stellteile, 1986

Stellhebel, Schalthebel, Handrad

Die Bewegung des Handgriffs ist mit der des Maschinenteils in Übereinstimmung zu bringen. (Festlegungen gelten für geradlinige und kreisförmige Bewegungen in beliebiger räumlicher Lage)

Anh.10, Abb. 1: Stellhebel, Schalthebel, Handrad nach DIN 1410 Bild 2 und Bild 3

Handrad, Handkreuz oder ähnliche Stellteile

Bei Rechtsdrehung muss sich das Maschinenteil nach rechts bewegen (Festlegung gilt für waagerechte, geradlinige Bewegungen, zu denen die Handradwelle

rechtwinklig liegt)

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Anh.10, Abb. 2: Handrad, Handkreuz oder ähnliche Stellteile nach DIN 1410 Bild 4

Bei Rechtsdrehung muss sich das Maschinenteil vom Handrad entfernen.

(Festlegung gilt für jede beliebige räumliche Lage geradliniger Bewegungen, zu denen die Handradwelle parallel liegt.)

Bei Rechtsdrehung muss sich das Maschinenteil nach oben bewegen. (Festlegung gilt für senkrechte, geradlinige Bewegungen zu denen die Handradwelle rechtwinklig liegt)

Bei Rechtsdrehung muss das Maschinenteil ebenfalls eine Rechtsdrehung ausführen (Festlegung gilt für jede beliebige räumliche Lage kreisförmiger Bewegungen, zu denen die Handradwelle rechtwinklig oder parallel liegt)

Anh.10, Abb. 5: Handrad, Handkreuz oder ähnliche Stellteile nach DIN 1410 Bild 7 und Bild 8

Bei Rechtsdrehung muss sich das Maschinenteil zur Mitte bewegen, z. B. die Backen eines Futters

Sonderfälle:

• Wenn die Bewegungsrichtung des gesteuerten Maschinenteils durch eine Vorwahleinrichtung unabhängig vom betrachteten Stellteil verändert werden kann, beziehen sich die Festlegungen auf die am häufigsten benutzten

Richtungen. Dabei sind Bewegungen nach rechts, hinten und oben dem gleichen Stellteil zuzuordnen.

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• Wenn der gleiche Hebel sowohl zum Starten der Hauptschnittbewegung als auch für die Vorschubbewegung des Werkzeugs benutzt wird, beziehen sich die

Festlegungen auf die Vorschubbewegungen

• Für Stellteile, deren Bewegungsrichtung nicht zu der Richtung einer Arbeits- und Verstellbewegung in Beziehung gebracht werden kann, sind Festlegungen für Betätigungssinn von Bedienteilen nach DIN 43602 anzuwenden. (Beispiele aufgeführt)

DIN 894-3 Sicherheit von Maschinen, Ergonomische Anforderungen an die Gestaltung von Anzeigen und Stellteilen, Teil 3: Stellteile, 2002

Die Norm beinhaltet Aussagen zur Kompatibilität von Stellbewegungen und Anzeigen.

Wenn handbetätigte Stellteile entsprechend ihrer Funktion oder Sequenz ihrer Betätigung in Gruppen angeordnet sind, sollte ihre Anordnung dieselbe sein wie die Anordnung der zugehörigen Anzeige

BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz, 2001

• Skala oder Zeiger des Anzeigegerätes bewegen sich in gleicher Richtung wie das Stellteil (vgl. S 42)

• Drehen oder Bewegen nach rechts, nach vorn, nach oben dient zum Anschalten Verstärken, Beschleunigen, Erhöhen (vgl. Schmidtke 1989)

• Ausnahme: Bei Ventilen und Absperrvorrichtungen bedeutet Drehen nach rechts

„Drosseln“ (vgl. Schmidtke 1989) 5.1.1.b Stand der Technik

Schmidtke, H.: Handbuch der Ergonomie, 1989

Sinnfälligkeit zwischen Funktion und Bewegungsrichtung von Stellteilen Funktion Bewegungsrichtung

Ein aufwärts, nach rechts, vorwärts, im Uhrzeigersinn, ziehen (Zug- und Druckschalter)

Aus abwärts, nach links, rückwärts, gegen den Uhrzeigersinn, drücken

Rechts im Uhrzeigersinn, nach rechts Links gegen den Uhrzeigersinn, nach links Heben aufwärts, rückwärts

Senken abwärts, vorwärts

Einziehen aufwärts, rückwärts, ziehen Ausfahren abwärts, vorwärts, drücken

Verstärken vorwärts, aufwärts, nach rechts, im Uhrzeigersinn

Vermindern rückwärts, abwärts, nach links, gegen den Uhrzeigersinn Ausnahme:

Ventil öffnen gegen den Uhrzeigersinn Ventil schließen im Uhrzeigersinn

Sinnfällige Bewegung von Stellteilen und Anzeigen, sinnfällige Zuordnungen der Bewegungsrichtung von Drehknöpfen zur Zeigerbewegung bei Anzeigen mit fester Skala

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Sonderschrift 42 der BAuA: Ratgeber zur Ermittlung gefährdungsbezogener Arbeitsschutzmaßnahmen im Betrieb, 2001

• Auf die Sinnfälligkeit zwischen der Bewegung von Stellteilen und der ausgelösten Wirkung bzw. zwischen Stellteilen und Anzeigen ist zu achten.

• Die S 42 bestätigt die Anforderungen aus der DIN 1410, bezieht statt Werkstückbewegung, Skalenbewegungen ein

Anh.10, Abb. 6: Sinnfälligkeit von Bewegungen nach S 42

Köther; R.; Kurz, B.; Seidel, U.; Weber, F.: Betriebsstättenplanung und Ergonomie - Planung von Arbeitssystemen, 2001

Bewegungserwartungen (Stereotypien) translatorischer und rotatorischer Stellteile Die Anforderungen ähneln den Angaben nach Schmidtke. Der Vorteil dieser Darstellung liegt in der besseren Anschaulichkeit.

Anh.10, Abb. 7: Bewegungserwartungen nach Köther Bild 9.23

Lange, W.; Windel, A.: Kleine ergonomische Datensammlung, 2002

Im Buch werden Angaben nach DIN 33401, diese wurde ersetzt durch DIN EN 894-3 Die Angaben schließen, öffnen, vorwärts, rückwärts, fahren und bremsen gehen über die Forderungen von Schmidtke hinaus.

Es werden sinnfällige Stellbewegungen gefordert.

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Anh.10, Tab. 2: Bewegungserwartungen nach Lange 2002 S. 58

5.1.2 Sinnfälligkeit der Anordnung 5.1.2.a Anerkannte Regeln der Technik

DIN 1410 Werkzeugmaschinen; Bewegungsrichtung und Anordnung der Stellteile, 1986

Für verschiedene Bedienelemente werden Anordnungsprinzipien vorgestellt.

Stellhebel, Schalthebel, Handrad

• Die Anordnung der zur Bewegungsbahn parallelen Schwenkebene des Hebels soll nach der jeweils günstigsten Handbewegung festgelegt werden

(Festlegungen gelten für geradlinige und kreisförmige Bewegungen in beliebiger räumlicher Lage)

Druckknopf-Steuerung

• Druckknöpfe einer ortsfesten Steuerung sind in der Richtung der zu steuernden Bewegung des Maschinenteils anzuordnen (Festlegungen gelten für geradlinige und kreisförmige Bewegungen in beliebiger räumlicher Lage)

• Bei beweglichen Steuerungen gilt zusätzlich: kann man Steuertafel um mehr als 180° schwenken ist der Maschinenumriss darzustellen, um Unklarheiten in den Bewegungsrichtungen zu vermeiden

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Anh.10, Abb. 8: Druckknopf-Steuerung nach DIN 1410 Bild 9, Bild 10 und Bild 11

DIN EN 14386 Entwurf Sicherheit von Maschinen, Ergonomische

Gestaltungsgrundsätze für die Benutzung von mobilen Maschinen, 2002

• Stellteile sind so anzuordnen, dass Operator sie schnell und zweifelsfrei

bedienen kann, ohne den Kopf oder Rumpf zu drehen und ohne die Muskeln im Hals und Schulterbereich statisch zu beanspruchen

• Häufig bediente und wichtige Stellteile (z. B. Not-Aus) sind im optimalen Greifbereich zu positionieren, weniger wichtige Stellteile an den Rand

• Stellteile unter Schulterhöhe (vgl. Landau 2001)

• Abstand zu allen anderen Flächen mindestens 70 mm (Handschuhbenutzung vorausgesetzt)

VDI/VDE 3850-1 Nutzergerechte Gestaltung von Bediensystemen für Maschinen, 2000

Prinzipien zur Gestaltung von Bediensystemen

• Diese dienen zur Erfüllung der übergeordneten Anforderungen an ein nutzergerechtes Bediensystems.

• Kompatibilität

o Übereinstimmung der Anordnung in der Realität und in der Darstellung auf dem Bediensystem bzw. der Anordnung in der Realität und in der Vorstellung des Benutzers

o Kompatibilität des Ortes: die Anordnung der Anzeige- und Bedienelemente entspricht der Anordnung in der realen Anlage (vgl. DIN EN 894-3)

o Kompatibilität der Richtung: Die Anordnung und die Funktionalität der Anzeige- und Bedienelemente entspricht dem Material-, Energie- oder Informationsfluss

o Kompatibilität der Folge: die Anordnung der Bedienelemente entspricht der zeitlichen Reihenfolge ihrer Bedienung (vgl. DIN 1410)

• Konsistenz

o Gegeben, wenn die Gestaltung von Darstellungen, Strukturen, Begriffen (Dialog-) Abläufen einheitlich ist und dadurch widerspruchsfreie und zusammenhängende Gedankengänge gefördert werden.

o Ein konsistentes Bediensystem ist durch Ähnlichkeit im Erscheinungsbild und in der Anordnung der Komponenten sowie deren Funktionen gekennzeichnet.

o Eine Aktion sollte immer die gleiche Auswirkung haben, unabhängig vom Modus des Bediensystems. Unter gleichen Randbedingungen sollte das System immer gleich reagieren

o Ein konsistentes Design ist Voraussetzung für ein Bediensystem mit vorhersehbarem Verhalten z. B. im Hinblick auf Informationsdarstellung, Eingaben und Navigation

o Konsistenz des Bediensystems muss gegeben sein und sollte auch systemübergreifend angestrebt werden.

• Gruppierung (vgl. Köther 2001)

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Beschreibt die räumliche Anordnung zusammengehöriger Elemente und ermöglicht so eine Strukturierung. Kriterien für Zusammengehörigkeit können abhängig von der Aufgabenstellung sein:

o Inhaltliche und funktionale Zusammengehörigkeit o Häufigkeit der Bedienung

o Reihenfolge der Bedienung

VDI/VDE 3850-2 Nutzergerechte Gestaltung von Bediensystemen für Maschinen - Interaktionsgeräte für Bildschirme, 2002

• Platzierung von Anzeige- und Bedienelementen

o Häufig zu betätigende Bedienelemente sind mit den dazugehörigen

Anzeigeelementen im direkten Greifraum anzuordnen (vgl. DIN EN 14386 Entwurf)

o Bei gleichen Funktionen sollte gleiche Anordnung, bei verschiedenen Funktionen unterschiedliche Anordnung der Anzeige- und Bedienelemente realisiert werden.

o Durch Gruppierung von zusammengehörigen Anzeigeelementen wird das Ablesen vereinfacht

o Bedienelemente für Notbetätigung sind deutlich durch Lage, Farbe, Form und Größe hervorzuheben und gegen Fehlbetätigung zu sichern

• Zusammengehörigkeit von Anzeige- und Bedienelementen

o Die Zusammengehörigkeit von Anzeige- und Bedienelemente bzw. die Zusammengehörigkeit von Informationen sollte durch Gruppieren betont und durch Codierung (von Rahmen, Form, Position etc.) gekennzeichnet sein o Die Anordnung von zusammengehörigen Anzeig- und Bedienelementen sollte

jeweils vertikal erfolgen. Dabei sollte das Bedienelement unterhalb des zugehörigen Anzeigeelements angeordnet sein, um ein Verdecken der Anzeige durch die Hand während der Betätigung zu vermeiden.

o Bewegungsrichtung von Anzeige- und dazugehörigen Bedienelementen sollte gleichsinnig sein (vgl. DIN 1410 und S 42)

o Bedienelemente und deren Auswirkungen auf Anzeigen müssen am gleichen Ort überwacht werden können

• Stellteile und Aggregat bzw. Maschine oder Stellteil und Anzeigegerät örtlich zusammengehörig anordnen, z. B. rechts hinten angeordnetes Stellteil zum Stellen einer rechts hinten angeordneten Maschine bzw. Anlage (vgl. DIN EN 894-3)

• Bewegung des Stellteils und der Maschine, Anlage, Anzeige sinnfällig zuordnen

• Häufig benutzte Stellteile im kleinen Greifraum – selten benutzte Stellteile im großen Greifraum anordnen (vgl. DIN EN 14386 Entwurf)

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5.1.2.b Stand der Technik

Anh.10, Abb. 9: Kompatibilitätsprobleme bei Stellteilen nach Köther Bild 9.24

Landau, K.; Luczak, H.: Ergonomie und Organisation in der Montage, 2001 bei hohen Anforderungen an Greifen oder Positionierung höhere Arbeitsebenen vermeiden, sonst auch Schulterhöhe möglich

• Die Anordnung von Stellteilen muss den Handhabungsanforderungen entsprechen.

• Häufig zu betätigende sowie von ihrer Funktion her wichtige Stellteile (z. B. Not- Aus-Schalter) sollten innerhalb des zentralen Greifraumes bzw. Fußraumes angeordnet sein. (vgl. DIN EN 14386)

• Stellteile, die entweder in ihrer Funktion (z. B. alle Ventile) oder im Ablauf (z. B.

Inbetriebnahme eines Motors) zusammengehören, sollten in Gruppen angeordnet werden. (vgl. VDI/VDE 3850-1)

• Bei Mehrmaschinenbedienung sollte eine einheitliche Anordnung von Funktionen in den Bedienfeldern und in den Anzeigedisplays der zu bedienenden Maschinen angestrebt werden.

(vgl. auch: DIN EN ISO 6682, DIN EN 894-3, DIN EN 61310-3/ VDE 01130-103)

5.1.3 Handhabung

DIN EN 894-1: Sicherheit von Maschinen, Ergonomische Anforderungen an die Gestaltung von Anzeigen und Stellteilen, Teil 1: Allgemeine Leitsätze für Benutzer- Interaktion mit Anzeigen und Stellteilen, 1997

• Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine sollte selbsterklärend sein. Auf Anfrage müssen Informationen über den Systemzustand verfügbar sein.

• Der Operator muss das System beherrschen und darf nicht dem Eigenrhythmus des Systems unterliegen.

• Leicht zugängliche Informationen

• Ausreichenden Bewegungsfreiraum

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• Erwartungskonformität

• Fehlertoleranz

• Das System sollte flexibel und an die persönlichen Bedürfnisse des Benutzers anpassbar sein.

DIN 894-2 Sicherheit von Maschinen; Ergonomische Anforderungen an die Gestaltung von Anzeigen und Stellteilen; Teil 2: Anzeigen, 1997

• Keine Verwendung von taktilen Anzeigen für primäre Informationen, Ausnahme:

andere Anzeigen sind nicht möglich oder es gibt andere persönliche Einschränkungen (z. B. Sehbehinderung)

• Taktile Anzeigen müssen im Greifbereich liegen, wenn sie für Hände oder Finger gedacht sind

• Keine scharfen Ecken oder Kanten

• Beachtung der Einschränkung durch Handschuhe (weniger Empfindlichkeit)

• Verwendung von gutunterscheidbaren Formen

• Erhöhung des Informationsgehalts einer Anzeige durch taktile Kodierung (Gestalt der Anzeige ähnlich der des gesteuerten Elementes)

• Ausführungsformen gut tastbarer Knöpfe:

Anh.10, Abb. 10: Formen, die durch Berührung unterschieden werden nach DIN 894-2 Bild 8

Diese Norm beinhaltet ein Auswahlverfahren für handbetätigte Stellteile.

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Anh.10, Tab. 3: Auswahlverfahren für handbetätigte Stellteile DIN 894-3 Bild 2

Vorgehensweise:

1. Zwischenauswahl von Stellteilfamilien

• Es werden verschiedene Anforderungen an Stellgenauigkeit, Stellgeschwindigkeit und Stellkraft miteinander kombiniert.

• Daraus resultieren mögliche Achsen und Richtungen

• In den letzten beiden Spalten werden Stellteilfamilien angegeben, die die Anforderungen der Zeile erfüllen und für entweder diskrete oder kontinuierliche Stellweise in Frage kommen.

Verweis auf die folgenden Bilder der Norm: Bild 5a; Bild 5b; Bild 6 2. Auswahl geeigneter Stellteiltypen

• Nach der Vorauswahl der Stellteilfamilie kann man geeignete Stellteiltypen auswählen.

• Verweis auf die folgenden Bilder der Norm: Bild 7-1; Bild 7-2; Bild 7-3; Bild 7-4;

Bild 7-5; Bild 7-6; Bild 7-7; Bild 7-8; Bild 7-9; Bild 7-10

• Anzeige oder Beschriftung vorhanden, die funktionale Auswirkungen von Stelltätigkeiten kontrollierbar machen

• Die Positionen des Stellteils sollte nicht durch Ziffern oder Buchstaben angezeigt werden, um eine Funktion zu kennzeichnen (Operator müsste sich an den

Zusammenhang Ziffer-Funktion erinnern und kann sich irren)

• Ausnahme: Wert der Variable unterscheidet sich von Stellung zu Stellung um mindestens eine Ordnungszahl

• Bei großen Risiken des unbeabsichtigten Stellens können folgende Maßnahmen getroffen werden:

o versenkte Anordnung des Stellteils,

o Verkleidung des Stellteils (Abdeckung, Schutzmanschette um Stellteil),

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o Verwendung eines Verriegelungssystems, o Verwendung einer Zweihandschaltung,

o Verwendung von Stellteilen, die in zwei Bewegungen im rechten Winkel zueinander betätigt werden,

o Das Vermeiden von unbeabsichtigten Stellen muss einer Klasse in Anh.10, Tab. [nach DIN EN 894-3] zugewiesen werden.

Anh.10, Tab. 4: Empfohlene Mindestmaße für handbetätigte Stellteile nach DIN EN 894-3

• Operator muss Stellteil in bequemer Haltung und ohne Überanstrengung bei uneingeschränktem Blick auf zugehörige Information betätigen können, u. U.

dafür Bereitstellung von Mitteln zur Arbeitsplatzanpassung

• Die visuelle Erkennbarkeit der Stellung ist vorteilhaft, wenn Stellbewegung in diskreten Schritten erfolgt.

• Optimaler Durchmesser für Handzugriff: 25 bis 30 mm

• Anzahl der Steuerelemente auf ein Minimum begrenzen

• Für Pedale Winkel zwischen Unterschenkel und Fuß zwischen 70° und 110°

• Vermeidung von Drehbewegungen und extremen Stellungen der Gelenke im Hand - Arm – Bereich

DIN EN ISO 9241-9 Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten, Teil 9: Anforderungen an Eingabemittel, ausgenommen Tastaturen, 2002

Allgemeines

• Angemessenheit - ein angemessenes Arbeitsmittel ist effektiv, effizient und zufrieden stellend im Hinblick auf die zu erfüllende Arbeitsaufgabe und die vorgesehene Arbeitsumgebung

Handhabbarkeit

• Eindeutigkeit: Der beabsichtigte Gebrauch eines angemessen gestalteten Eingabemittels für eine Elementaraufgabe ist entweder eindeutig oder leicht erkennbar

• Vorhersehbarkeit: Der Gebrauch eines Eingabemittels ist vorhersehbar, wenn es so gestaltet ist, dass es entsprechend den Erwartungen der vorgesehenen Benutzergruppe funktioniert und reagiert

• Konsistenz: der Gebrauch eines Eingabemittels ist konsistent, wenn es beim Gebrauch in ähnlichen Situationen auf die gleiche Weise funktioniert und reagiert.

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• Kompatibilität: ein Eingabemittel ist benutzerkompatibel, wenn seine Ausführung den kognitiven und anthropometrischen Eigenschaften und biomechanischen Fähigkeiten der vorgesehenen Benutzer Rechnung trägt.

• Effizienz: ein Eingabemittel ist effizient, wenn es unter geringstem Aufwand an Zeit und Anstrengung funktioniert.

• Effektivität: ein Eingabemittel ist effektiv, wenn seine Ausführung Faktoren berücksichtigen, die durch Genauigkeit und Vollständigkeit zu einer erhöhten oder optimierten Benutzerleistung führen.

• Rückmeldung: ein Eingabemittel vermittelt eine angemessene Rückmeldung, wenn dem Benutzer ein unmittelbar wahrnehmbarer und verständlicher Hinweis gegeben wird, dass das Gerät auf die Betätigung durch den Benutzer reagiert.

(vgl. S 42)

• Zufriedenheit/Zufriedenstellung: ein Eingabemittel ist zufrieden stellend, wenn seine Ausführung Faktoren einschließt, die zu Beeinträchtigungsfreiheit führen und positive Einstellungen der Benutzer steigern.

Steuerbarkeit

• Ansprechbarkeit: ein Eingabegerät wird als ansprechbar bezeichnet, wenn die seiner Betätigung folgende Rückmeldung kontinuierlich und genau erfolgt.

• Störungsfreiheit: ein angemessen gestaltetes Eingabemittel stört nicht seinen eigenen Gebrauch; so blockiert z. B. die Hand oder der Arm des Benutzers nicht einen Infrarotstrahl und Kabel stören nicht die Bewegung oder Steuerung des Gerätes bei der beabsichtigten Eingabe.

• Greifflächen: die Steuerung eines Eingabemittels ist zulänglich, wenn seine Greif- und Kontaktflächen bei der vorgesehenen Benutzung ein unbeabsichtigtes

Abrutschen verhindern.

• Gerätezugriff: der Zugriff zu einem Eingabemittel ist zulänglich, wenn es

gegriffen, positioniert und gehandhabt werden kann, ohne dass sich dies auf die Verrichtung nachteilig auswirkt.

• Zugriff auf Steuerelemente: der Zugriff zu Steuerelementen von Eingabemitteln ist zulänglich, wenn diese schnell und einfach ausfindig gemacht und betätigt werden können.

• Aktivierung der Schaltelemente: das Eingabemittel sollte so gestaltet sein, dass es beim bestimmungsgemäßen Gebrauch robust gegen unbeabsichtigte

Aktivierung der Schaltelemente ist. (vgl. DIN EN 894-3 und Schmidtke 1989)

• Form der Schaltelemente: Schaltelemente sollten so geformt sein, dass sie die Finger bei der Positionierung und bei der Betätigung des Schaltelements unterstützen.

• Berücksichtigung der Händigkeit (Links-Rechts)

Übergeordnete Eigenschaften von Bediensystemen

[Orientieren sich an der DIN ISO 9241-10 (Gestaltungsgrundsätze für Dialoge)]

• Aufgabenangemessenheit - Ein Bediensystem ist aufgabenangemessen, wenn es den Benutzer unterstützt, seine Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen.

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• Selbstbeschreibungsfähigkeit – Ein Bediensystem ist selbstbeschreibungsfähig, wenn jeder einzelne Bedienschritt durch Rückmeldung des Bediensystems unmittelbar verständlich ist oder dem Benutzer auf Anfrage erklärt wird.

• Steuerbarkeit – Ein Bediensystem ist steuerbar, wenn der Benutzer in der Lage ist, den Bedienablauf zu starten sowie seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis das Ziel erreicht ist.

• Erwartungskonformität – Ein Bediensystem ist erwartungskonform, wenn es konsistent ist und den Erwartungen des Benutzers entspricht, z-B. seinen Kenntnissen aus dem Arbeitsgebiet, seiner Ausbildung und seiner Erfahrung sowie den allgemein anerkannten Konventionen

• Fehlertoleranz – Ein Bediensystem ist fehlertolerant, wenn das beabsichtigte Arbeitsergebnis trotz erkennbar fehlerhafter Eingabe entweder mit keinem oder mit minimalem Korrekturaufwand seitens des Benutzers erreicht werden kann.

• Individualisierbarkeit – Ein Bediensystem ist individualisierbar, wenn das System Anpassungen an die Erfordernisse der Arbeitsaufgabe sowie die individuellen Fähigkeiten und Vorlieben des Benutzers zulässt.

• Lernförderlichkeit – Ein Bediensystem ist lernförderlich, wenn es den Benutzer beim Erlernen der Bedienung unterstützt und anleitet.

Diese Eigenschaften eines Bediensystems sind nicht unabhängig voneinander zu sehen, vielmehr ist es notwendig, die Vorteile eines Grundsatzes gegenüber denen eines anderen abzuwägen. Die Anwendbarkeit und die jeweilige Wichtung hängen vom speziellen Anwendungsfall, von den Benutzergruppen und von der gewählten Dialogtechnik ab.

Auswahlkriterien bezüglich der Bedienaufgabe:

• Schaltelemente sollten unempfindlich gegen unbeabsichtigte Betätigung sein.

(vgl. DIN EN 894-3 und Schmidtke 1989)

• Empfindlichkeit bzw. Dämpfung sollte hinsichtlich Aufgabe und Benutzer angemessen sein (z. B. bei vibrierender Umgebung).

• Das Interaktionsgerät sollte hinsichtlich der Hand-/Fingergröße der Benutzer ergonomisch geeignet sein. (z. B. auch bei Handschuhbetätigung)

• Die Form sollte den Benutzer bei der Betätigung unterstützen.

• Berücksichtigung der Rechtshänder und Linkshänder

• Schaltpunkt sollte fühlbar sein

DIN EN 1005-2 Sicherheit von Maschinen, Menschliche körperliche Leistung, Teil 2:

Manuelle Handhabung von Gegenständen in Verbindung mit Maschinen und Maschinenteilen; 2003

• Durchmesser 20 bis 40 mm, Breite des Handgriffs mindestens 125 mm

• Freiraum von 70 mm

• Optimale Form ist zylindrisch oder elliptisch BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz, 2001

• Stellteile an Funktion und Anatomie anpassen

• Kleine Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeit – fingerbetätigt: Tastatur, Knopf Schalter Schieber

• Mittlere und große Stellkräfte und große Stellwege – Handbetätigung: Hebel, Handgriff, Handrad, Kurbel

• Große Stellkraft- fußbetätigt: - Fußschalter und Pedal

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• Stellteile von Kraft- und Arbeitsmaschinen gegen unbeabsichtigtes und irrtümliches Ingangsetzen sichern (vgl. DIN 894-3)

DIN EN 418: Sicherheit von Maschinen, NOT – AUS - Einrichtungen, funktionelle Aspekte, Gestaltungsgrundsätze, 1992

• NOT – AUS – Funktion muss jeder Zeit und ohne Rücksicht auf die Betriebsart verfügbar und funktionsfähig sein.

• Das Stellteil muss nach dem Prinzip der Zwangsbetätigung arbeiten. (siehe EN 292)

• NOT – AUS – Funktion muss wirken:

- Stopp – Kategorie 0: Stillsetzen durch unmittelbares Abtrennen der Energiezufuhr zu den Antriebselementen oder mechanische

Unterbrechung (Auskuppeln) zwischen gefährlichen Elementen und ihren Antriebselementen und notfalls durch Bremsen (ungesteuertes Stillsetzen)

- Stopp – Kategorie 1: ungesteuertes Stillsetzen mit Energiezufuhr zu den Antriebselementen, um Halt zu erreichen und danach

Unterbrechung der Energiezufuhr zu realisieren

• NOT – AUS – Einrichtungen muss so gestaltet sein, dass die Betätigung durch den Bediener ohne Überlegung bezüglich der Auswirkung stattfindet.

• Rückstellung des Befehlsgeräts darf nur manuell ausgeführt werden.

• NOT – AUS – Stellteile müssen leicht zu betätigen sein. Folgende Typen können eingesetzt werden:

- Pilztaster

- Drähte, Leinen, Stangen

- In besonderen Fällen: Fußschalter ohne Schutzhaube

DIN EN 574: Sicherheit von Maschinen, Zweihandschaltung, funktionelle Aspekte, Gestaltungsgrundsätze, 1997

• Es wird zwischen gleichzeitiger und synchroner Betätigung unterschieden.

• Zweihandschaltung muss so konstruiert sein, dass unbeabsichtigtes Betätigung bei normaler Handhabung verhindert wird. Wahrscheinlichkeit einer

versehentlichen Betätigung der Stellteile muss auf ein Minimum reduziert werden.

• Ortsveränderliche Zweihandschaltungen müssen standfest sein.

• Ortsveränderliche Zweihandschaltungen müssen Einrichtungen besitzen, die beim Bedienen eine Lageänderung verhindern.

• Schutzeinrichtung der Zweihandschaltung darf nicht umgangen werden können.

• Eine ausreichende Rückmeldung nach Betätigung von Stellteilen ist zu

gewährleisten, z. B. durch: Betätigungsmindestwiderstand bei manuell betätigten Stellteilen

• (zusätzliche) Anzeigen bei motorisch angetriebenen Stellteilen

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Martin, H.: Grundlagen der menschengerechten Arbeitsgestaltung, 1994 Bei der Anordnung und Handhabung von Stellteilen ist folgendes zu beachten:

• Mindestabstände

• Stellwiderstand

• Eindeutigkeit und Sinnfälligkeit

• Zuordnung zur Anzeigen

• Übersetzungsverhältnis Stellteil – Anzeige

• Häufigkeit der Verstellung (Sicherheit)

• Benutzergruppe

• Körperkräfte

• Körpermaße

• Möglichkeit des Festhaltens am Stellteil

Es werden weitere Aussagen über Form und Material der Stellteile gemacht. Die Form wird aber von der neuen DIN EN 894-3 geregelt. Die möglichen Materialen sind nur von prinzipiellem Interesse. Angaben darüber sollten aus neueren Quellen

entnommen werden.

Ein unbeabsichtigtes Betätigen von Stellteilen ist zu verhindern, z. B. durch:

• hinreichenden Stellwiderstand,

• eine vor dem Stellen zu lösende Sperre, (vgl. DIN EN 894-3)

• versenkten Einbau des Stellteiles, (vgl. DIN EN 894-3)

• Stellrichtung verschieden von der Berührungsrichtung,

• Einbau an Stellen geringer Berührungswahrscheinlichkeit,

• hinreichenden Abstand von anderen Stellteilen,

• Abdeckung des Stellteiles, (vgl. DIN EN 894-3)

• Verschließen des Stellteiles.

Landau, K. (Hrsg.): Arbeitsgestaltung und Ergonomie - Good Practice, 2003

• Ideale Griffform ist Tonnenform, verhindert abrutschen, erlaubt große Kraftübertragungen und Veränderbarkeit der Griffposition (Mauk & Solf)

• Griffform in seiner Griffform symmetrisch für Gleichbehandlung von Links- und Rechtshändern

• Arbeitsmittel für den Linkshandgebrauch sollte auf einen Blick erkennbar sein (vgl. hängigkeitsgerechte Arbeitsmittelkennzeichnung Schmauder 1999)

• Optimaler Griffumfang für konusförmigen Griff liegt bei 5. Perzentil weiblich 109 mm bis 95. Perzentil männlich 154 mm (Schmidtke 1989, Lange 1991)

• Sollen Benutzer mit kleinen und großen Händen berücksichtigt werden, Griffumfang zwischen 110 mm bis 130 mm

• Berücksichtigung von Handschuhen: ca. 9 mm geringerer Griffumfang

• Minimal benötigter Freiraum um den Griff mindestens 35 mm

• Grifflänge mindestens 115 mm mit Handschuhen 140 mm (Feggeler 1992)

• 100 bis 120 mm Grifflänge (Lindqvist 1997 und Schmidtke 1989)

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Anh.10, Tab. 5: Abmessungen für Griffumfang und Außendurchmesser der Hand nach Landau 2003 S. 5

Anh.10, Abb. 11: Abmessungshinweise für Hand- und Umfassungsgriffe nach Landau S. 6

Landau, K.; Luczak, H.: Ergonomie und Organisation in der Montage, 2001

Griffe auch im Detail handgerecht formen und anordnen, sonst unnötige statische Beanspruchung und Zwangshaltung

Anh.10, Tab. 6: Auswahlempfehlungen für Greif- und Kopplungsarten nach Köther 2001

Eine ähnliche Anh.10, Tab. findet sich in Bullinger 1994 Seite 322 und 324. Die Aussagen sind in etwa gleich.

Bullinger, H.-J.: Ergonomie Produkt- und Arbeitsplatzgestaltung, 1994 Bei der Gestaltung von Stellteilen ist folgende Reihenfolge zu beachten:

• Formfestlegung

• Dimensionierung der Abmessung

• Materialauswahl

• Oberflächengestaltung

Es sind Beispiele für ergonomisch richtige Formen auf den Seiten 225 bis 227 abgebildet.

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Anh.10, Tab. 7: Griff- und Kantenkrümmungen (Mindestwerte) nach Lange 2002 S. 51

REFA: Lehrunterlagen, Gestaltung von Maschinenarbeitsplätzen, 1992

Bei Maschinen, deren Betätigung mit mehreren Bedienteilen erfolgt, ist es sinnvoll, aus folgenden Gründen die Betätigungsfunktionen zwischen den Händen und Füßen zu verteilen:

• Manche Betätigungsverrichtungen verlaufen gleichzeitig.

• Die Extremitäten sollten gleichmäßig mit der Bedienung belastet werden.

• Wegen der räumlichen Anhäufung von Bedienteilen müssen diese wieder räumlich verteilt werden.

• Bei mechanischen Bediensystemen gelingt es häufig nicht, die Bedienteile konstruktiv zu konzentrieren.

• Der Arbeitsablauf verlangt neben der eigentlichen Betätigungsverrichtung, welche die Hände in Anspruch zu nehmen.

• Die funktionelle Beschaffenheit der Hände und der Füße ist verschieden, für einige Arten der Betätigung sind die Hände den Füßen überlegen und umgekehrt.

• Die Körperstellung entscheidet mit über die Verteilung der Bedienteile.

(20)

5.1.4 Griffigkeit

• Pedale sollten rutschhemmend ausgeführt sein

• Die Griffigkeit von Stellteilen muss den Anforderungen der Tätigkeit entsprechen:

• Griffform, -profil, -größe nach DIN EN 894-3

• Händigkeitsneutralität

• Betätigung mit Handschuhen sollte bei Erfordernis möglich sein

• Einwirkung von Nässe, Staub, Schmutz beachten

• Griffstabilität – Vermeidung von Rutscheffekten durch ausreichende Größe, Form und Beschaffenheit von Griffflächen

• Rutscheffekte an Betätigungsflächen sollten durch eine ausreichende Größe, Form und Beschaffenheit der Betätigungsflächen vermieden werden.

DIN EN 1005-2 Sicherheit von Maschinen, Menschliche körperliche Leistung, Teil 2:

Manuelle Handhabung von Gegenständen in Verbindung mit Maschinen und Maschinenteilen; 2003

Griffe/ Handgriffe

• Oberflächenbeschaffenheit, einschließlich Verpackung, sollte für eine Handhabung geeignet sein

• Gegenstand sollte leicht zu greifen und zu halten sein

• Anordnung der Griffe sollte mit der beabsichtigten Handhabung und dem Masseschwerpunkt im Einklang stehen

• Ermöglichen der besten möglichen Körperhaltung beim Handhaben

• Gestalt des Griffs sollte einen Umfassungsgriff oder Zufassungsgriff mit einer neutralen Stellung des Arms oder der Hand ermöglichen

• Betätigungsflächen der Stellteile durch entsprechende Gestaltung gegen Abgleiten sichern, z. B. durch geriffelte Oberfläche

Es gibt keine Aussagen zu diesem Thema.

(21)

5.1.5 Greifbereiche/ Stellwege 5.1.5.a Anerkannte Regeln der Technik

DIN 15996 Elektronische Laufbild- und Tonbearbeitung in Film-, Video- und Rundfunkbetrieben - Anforderungen an den Arbeitsplatz; 1996

• Beachtung der Ausführungen zu 1.1 Körpermaße und 1.2 Körperhaltung DIN EN ISO 9241-9 Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten, Teil 9: Anforderungen an Eingabemittel, ausgenommen Tastaturen, 2002

• Zugriff – Eingabegerät im Greifraum anordnen

VDI/VDE 3546 Blatt 5 Konstruktive Gestaltung von Prozessleitwarten; Anordnung von Monitoren; 1991

• Die Stellteile sind so anzuordnen, dass die Haltearbeit minimal ist (vermeidet Ermüdung und Muskelverspannung)

• Die Stellteile sind so anzuordnen, dass die Bewegung mit gebotener Präzision und Geschwindigkeit ausführbar sind

• Die Stellteile sind in aller Regel in einer ebenen Fläche anzuordnen

• Kurzfristige Greifraumerweiterung durch Körperbewegung:

o Sagital um 150 bis 200 mm (nach vorne)

o Frontal um ca. 200 mm jeweils nach links und nach rechts o Nur für Stellteile mit gelegentlicher und kurzfristiger Betätigung VDI/VDE 3850-2 Nutzergerechte Gestaltung von Bediensystemen für Maschinen - Interaktionsgeräte für Bildschirme, 2002

• Position sollte hinsichtlich Lage und Größe den ergonomischen,

anthropometrischen und biomechanischen Anforderungen in der vorgesehenen Bedienhaltung angemessen sein

NOT – AUS – Stellteile müssen leicht zu erreichen und gefahrlos zu betätigen sein

(22)

5.1.6 Genauigkeit

• ausreichende Rückkopplung von Informationen an Operator notwendig

• große Stellgenauigkeit ist unvereinbar mit großer Stellkraft (wird im Auswahlverfahren berücksichtigt)

• werden Stellteile häufig oder langandauernd eingesetzt, dann erhöhen sich Anforderungen an Genauigkeit

• Erhöhung der Genauigkeit durch zusätzlichen Einsatz von mechanischen Einrichtungen (Ausgleich von Stellteilen mit geringer Stellgenauigkeit)

• Erhöhung der Stellgenauigkeit:

o durch Informationsrückkopplung für den Operator über gegenwärtige Werte der Variablen

o durch deutliche Beschriftung der Stellung

o durch Anordnung des Stellteils, die dies leicht erkennbar und benutzbar macht

Kamusella, C.: Ergonomie, Lehrbrief Teil 1 und Teil 2, unveröffentlicht, 2003 Bekannte Gestaltungsregeln in Bezug auf die Bewegungsgenauigkeit (und damit Stellgenauigkeit) sind beispielsweise:

• Bequeme Gelenkbewegungsbereiche sind im mittleren Bewegungsbereich vorhanden (Bewegungsgenauigkeit am größten)

• Körperliche Zwangshaltung führen zu einer Abnahme der Bewegungsgenauigkeit

• Bewegungsgenauigkeit ist im Sitzen größer als im Stehen

• Bewegungsgenauigkeit ist bei zentral vor dem Körper ausgeführter Tätigkeit und bei horizontaler Arbeitsfläche größer als bei vertikaler

5.1.7 Geschwindigkeit

• Im Allgemeinen gilt: Betätigung eines Umfassungsgriffes dauert länger als Zufassgriff, der wieder dauert länger als Kontaktgriff. Daher gilt für Notfälle ist schnellstmöglicher Griff (Kontaktgriff) vorzusehen

• Hohe Stellgeschwindigkeit ist unvereinbar mit hoher Stellkraft

(23)

5.1.8 Kraftbedarf

Anh.10, Tab. 8: Klassifizierung von Stellkraft und Stellmoment nach DIN EN 894-3 Anh.10, Tab. 2

Anh.10, Tab. 9: Empf. max. Stellkräfte/-momente für handbetätigte Stellteile nach DIN EN 894-3 Anh.10, Tab. 4

• Körperliche Überbelastungen bei der Handhabung von mechanischen Stellteilen, z. B. durch lang andauernde statische Haltearbeit, zu große Stellwege oder zu schnelle Bewegungsabläufe, sind zu vermeiden.

DIN EN 1005-3 Sicherheit von Maschinen - Menschliche körperliche Leistung - Teil 3: Empfohlene Kraftgrenzen bei Maschinenbetätigung, 2002

In der Norm werden Kraftgrenzen für verschiedene Bewegungsrichtungen und –arten sowie verschieden Nutzergruppen angegeben. Siehe dazu Kapitel 1.3.3

DIN EN 14386 Entwurf Sicherheit von Maschinen, Ergonomische Gestaltungsgrundsätze für die Benutzung von mobilen Maschinen, 2002

• Wenn Fuß ständig auf den Pedalen ruhen kann, dann hoher Betätigungswiderstand

(24)

Anh.10, Tab. 10: Empfohlene Widerstandswerte für Steuerungen nach DIN EN 14386 Entwurf

• Körperhaltung – Ein geeignet ausgeführtes Eingabemittel kann von dem

Benutzer ohne übermäßige Abweichung von der neutralen Körperhaltung bedient werden.

• Anstrengung - Ein geeignet ausgeführtes Eingabemittel kann ohne übermäßige Anstrengung benutzt werden

• Betätigungskraft der Schaltelemente – zwischen 0,5 N und 1,5 N vor der Aktivierung

• Die angegebenen Maße für Kräfte und Winkel beziehen sich größtenteils auf DIN EN ISO 9241-9

• Auslösekraft vor der Aktivierung 0,5 bis 0,8 N

DIN EN 614-1 Sicherheit von Maschinen - Ergonomische Gestaltungsgrundsätze, Teil 1: Begriffe und allgemeine Leitsätze, 2003

• Stellteile, Griffe und Pedale: erforderlicher Kraftaufwand ungefährlich

DIN EN 179 Schlösser und Baubeschläge - Notausgangsverschlüsse mit Drücker oder Stoßplatte für Türen in Rettungswegen - Anforderungen und Prüfverfahren, 2003

• Bei Verschlüssen mit Drückern darf die zur Freigabe des Verschlusses erforderliche Kraft 70 N nicht übersteigen.

• Bei Verschlüssen mit Stoßplatten darf die zum Freigeben des Verschlusses erforderliche Kraft 150 N nicht übersteigen

DIN EN 1125 Schlösser und Baubeschläge - Paniktürverschlüsse mit horizontaler Betätigungsstange, für Türen in Rettungswegen - Anforderungen und Prüfverfahren;

2003

• Bei Türen, die nicht unter Druck stehen, darf die erforderliche Kraft zum Freigeben des Verschlusses 80 N nicht übersteigen.

• Bei Türen, die unter Druck stehen, darf die erforderliche Kraft zum Freigeben des Verschlusses 220 N nicht übersteigen.

• Türen, die unter Druck stehen, dürfen sich nicht vor dem Aufbringen der Freigabekraft geöffnet werden.

(25)

DIN EN 13126-2 Baubeschläge; Beschläge für Fenster und Fenstertüren - Anforderungen und Prüfverfahren - Teil 2: Fenstergriffe; 1998

• Das Drehen des Fensterriegels in die vollständige Schließstellung darf ein Drehmoment von 10 Nm oder eine max. Kraft von 100 N nicht überschreiten.

DIN 33411-3 Körperkräfte des Menschen; Maximal erreichbare statische Aktionsmomente männlicher Arbeitspersonen an Handrädern, 1986

Anh.10, Tab. 11: Max. erreichbaren statischen Aktionsmoment an Handrädern nach Anh.10, Tab. 1 DIN 33411-3

Die Norm ist ein Spezialfall für die Anwendung von DIN 33411-1

Eine Verallgemeinerung oder ein Ableiten von allgemeinen arbeitswissenschaftlichen Erkenntnissen ist nicht möglich.

In der Anh.10, Tab. werden die maximal erreichbaren statischen Aktionsmomente an Handrädern bei beidhändiger Betätigung durch eine männliche, an körperliche Arbeit gewöhnte Arbeitsperson ohne Benutzung von Hilfsmitteln angegeben.

Weitere Versuchs- und Randbedingungen siehe DIN 33411-3 Seite 1 und 3.

• Für Stellwege und Stellkräfte möglichst mittlere Tabellenwerte benutzen

(26)

Anh.10, Tab. 12: Stellteil – Stellwinkel –Drehmoment nach BGI 523

(27)

Anh.10, Tab. 13: Stellbewegung Stellteil-Stellweg-Stellkraft nach BGI 523 Anh.10, Tab. 24-2

• Körperliche Überbelastungen bei der Handhabung von mechanischen Stellteilen, z. B. durch langandauernde statische Haltearbeit, zu große Stellwege oder zu schnelle Bewegungsabläufe, sind zu vermeiden. vgl. DIN EN 894-3

Martin, H.: Grundlagen der menschengerechten Arbeitsgestaltung, 1994

Bei der Festlegung zulässiger Stellkräfte sind folgende Sachverhalte zu beachten:

• Häufigkeit der Verstellung

• Griffausbildung

• Bewegungsrichtung

• Anbringung des Stellteils relativ zum Körper

• Verhältnis „Verstellung – Wirkung

• Vorgesehene Benutzergruppe

(28)

Sachs, Teichert, Rentzsch: Ergonomische Gestaltung mobiler Maschinen, Handbuch für Konstrukteure, Planer, Ergonomen, Designer und Sicherheitsfachkräfte, 1994

Anh.10, Tab. 14: Stellkräfte für Bedienelemente nach Sachs, Teichert, Rentzsch

Bedienelement Finger Minimalkraft in N

Optimum in N

Maximal- kraft

in N

Druckschalter/

Drucktaster

Daumen Kleinfinger

Sonstige Finger

31, 52, 5

15

40 6 8

Tastenschalter 0,3

1,5 2,0 bei Rastung Kippschalter/

Wippenschalter 2,5 10

Schiebeschalter 1,5 20

Kirchner, J.-H., Baum E.: Ergonomie für Konstrukteure und Arbeitsgestalter, 1990

Anh.10, Tab. 15: Stellkräfte für häufiges Bedienen nach Kirchner, Baum

Bedienelement Stellweg in mm Stellkraft in N

Stellhebel 100 – 400 10 - 200*

Drucktaster 2 – 40 1 - 8

Kippschalter 10 – 40 2 - 10

Wippschalter 4 – 10 2 - 8

Fingerschieber 5 – 25 1,5 - 20

• Richtwerte für Fingerdruckkräfte, die auch eine hinreichende haptische

Rückmeldung gewährleisten bei Dauerbetätigung: 0,4 -2 N für Frauen und 0,6 - 3 N bei Männern

Landau, K. (Hrsg.): Arbeitsgestaltung und Ergonomie - Good Practice, 2003

• Günstige Kraftübertragung bei einem Ellenbogenwinkel zwischen 90° und 120°, bei 180° Winkel verringert sich die Armkraft um ca. 20% (Feggeler 1992)

(29)

Anh.10, Tab. 16: Stellwinkel- und Drehmomentbereiche bei Stellteilen zum Drehen nach Lange 2002 S. 55

Anh.10, Tab. 17: Stellweg- und Stellkraftbereiche bei Stellteilen nach Lange 2002 S. 56

1) die Angabe der Stellwege geht aus vom Angriffspunkt der Kraft zwischen Körperteil und Stellteil

2) Anhaltswert für häufiges Stellen

3) Werte für Stellbewegungen vom Körper weg bzw. zum Körper hin, für Stellbewegungen quer zum Körper geringere Werte.

4) Wenn Pedale in Form von Fußhebeln eingesetzt werden, sind bei seltener Betätigung dieser Stellteile und bei

günstiger Anordnung Stellkräfte bis 900 N und Stellwege von 50 bis 150 mm möglich.

5) Für Notschalter bis 60 N

Anh.10, Tab. 18: Empfohlene Stellteile bei kleinen und großen Betätigungskräften nach Lange 2002 S. 57

(30)

Anh.10, Tab. 19: Stellwege und Stellkräfte ausgewählter Stellteile Anh.10, Tab. 9.4 nach Köther 2001

Anh.10, Tab. 20: Kräfte [N] an Hebeln nach Köther 2001 Bild 9.13

(31)

Anh.10, Tab. 21: Kräfte [N] an Handrädern nach Köther 2001 Bild 9.14

Anh.10, Tab. 22: Kräfte [N] an Steuerhebeln, -hörnern und Handkurbeln nach Köther 2001 Bild 9.15

(32)

Anh.10, Tab. 23: Kräfte [N] u. Drehmomente [Nm] an Stellteilen u. Werkzeugen nach Köther 2001 Bild 9.16

Anh.10, Tab. 24: Kräfte [N] und Drehmomente [Nm] an Fingerstellteilen nach Köther 2001 Bild 9.17

(33)

Anh.10, Tab. 25: Kräfte [N] an Fußstellteilen nach Köther 2001 Bild 9.18

5.1.9 Wahrnehmung

5.1.9.a Anerkannte Regeln der Technik BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz, 2001

• Zur Vermeidung von Verwechslungen Stellteile durch Beschriftung oder Symbole eindeutig kennzeichnen

• Gute Erkennbarkeit der Stellung des Stellteils gewährleisten

• NOT – AUS – Stellteile müssen rot sein, der Hintergrund möglichst gelb.

• Wenn Anlagen mehrere NOT – AUS – Bereiche besitzen, muss leicht erkennbar sein, welches Stellteil für welchen Bereich gilt.

DIN EN 574: Sicherheit von Maschinen, Zweihandschaltung, funktionelle Aspekte, Gestaltungsgrundsätze, 1997

Stellteile dürfen nicht rot sein.

• Die zu verstellende Größe sowie die jeweilige Einstellung müssen eindeutig erkennbar und verständlich sein:

• Kennzeichnung der Stellgröße durch Form, Größe, Oberflächenstruktur, Lage, Beschriftung, Farbe und Bildzeichen

• Kennzeichnung der Einstellung durch Lage, Zeiger, Skalen bzw. Weganfangs- und -endmarken, Stellwiderstand, zusätzliche optische und akustische Signale.

(34)

5.1.10 Zusätzliche Anforderungen an Fußstellteile 5.1.10.a Anerkannte Regeln der Technik

DIN 15160-2: Kraftbetriebene Flurförderzeuge mit Fahrersitz, Regeln für die Ausführung und Anordnung der Pedale, 1988

• Das Pedal zur Betätigung der Betriebsbremse muss mit dem rechten Fuß und durch Niederdrücke betätigt werden.

• Das Pedal zur Betätigung der Betriebsbremse muss mind. Einer Kraft von 1200 N standhalten.

Anh.10, Tab. 26: Anordnung der Pedalen nach DIN 15160-2 Seite 6

(35)

Bandera. J.E.; Muntzinger, W.F.; Solf, J.J.: Auswahl und Gestaltung von

ergonomisch richtigen Fußstellteilen, Fb. 590 der Bundesanstalt für Arbeitsschutz, 1989

Auswahlkriterien mit ihren Ausprägungen:

1. Grobanalyse Arbeitsaufgabe

• Leistungsgrößen o Kraft

o Genauigkeit o Geschwindigkeit

• Nebenaufgaben

o Simultane bzw. sequentielle Betätigung von Fußstellteilen o Erreichen des Fußstellteils von der Fußruhelage aus o Koordination mitäußeren Ereignissen

• Ergebnisrückkopplung o Visuell o Taktil o Akustisch Anwenderkollektiv

• Alter

• Geschlecht

• Konstitutionstyp

• Übungsgrad

• Leistungsminderung

• Typische Berufskrankheiten

Stellfunktion (Schnittstellenbedingungen zwischen Fußstellteil und technischem System)

• Mechanische Größe o Weg o Winkel o Druck

• Elektrische Größen

• Elektromagnetische Größen

• Zeitlicher Verlauf

o Betätigungsdauer o Häufigkeit

• Anforderungen an

o Genauigkeit o Geschwindigkeit

• Wirkungsweise (analog, digital) Stellteil

• Stellteildynamik, u.a.

o Massenträgheit o Kinematik

(36)

o Spiel

o Stellbereiche

• Funktionalität

o Dimensionalität

o Anzahl und Art der Funktionen

• Kenngrößen des Kontaktteils o Anordnung

o Form und Abmessungen o Werkstoff und Oberfläche

• Kenngrößen des Verbindungselementes

• Kenngrößen des Übertragungselementes Stellaufgabe

• Bewegungsform

o Translatorisch o Rotatorisch

• Bewegungsrichtung o Plantar / dorsal o Lateral / medial

o Nach vorne / nach hinten (Fußlängsachse)

• Bewegungsgröße o Weg o Winkel

• Eingabeform

o Analog / digital o Information / Energie Sicherheitsaspekte

• Gefahren u. a. durch

o Totzeiten in der Übertragungskette o Beeinträchtigung der Körperstabilität

• Auswirkungen (Fehlbedienung des Fußstellteils) o Abgeleiten, Verhaken, Verwechseln o Versehentliche Bedienung

o Falsches Bedienverhalten

• Kriterien

o Kompatibilität

o Ergebnisrückkopplung Umwelteinflüsse u. a.

• Klima

• Beleuchtung

• Verschmutzung

• Mechanische Schwingungen 2.Feinanalyse

Körper- und Beinhaltung

• Körperhaltung

(37)

o Stehen

o Sitzen normal o Sitzen geneigt

o Sitz- / Steharbeitsplatz o Rumpfverdrehung

• Beinhaltung

o Hüftgelenkstellung o Kniegelenkstellung o Sprunggelenkstellung

• Bewegungszuordnung

• Arbeitsraum

o Begrenzungen

o Fußstützen und –ablagen

Anh.10, Abb. 12: Kopplungsbedingungen nach FB 590

Mit den Erkenntnissen aus der Analysephase lassen sich dann in der Gestaltungsphase Zielkriterien formulieren.

o Ausgewogene Beanspruchung (Berücksichtigung von u.a.

Anthropometrie, Anatomie, Physiologie)

o Erfüllung der Stellfunktion (Berücksichtigung der Gestaltungsparameter)

o Arbeitssicherheit

Im Forschungsbericht wird dann anschaulich gezeigt wie die aufgestellten Anforderungen bei der Auswahl und Gestaltung von Fußstellteilen angewendet werden können. Dafür wurde ein Erhebungsbogen mit 30 Kriterien entwickelt. 48 Fußstellteile wurden untersucht.

Aus diesen 48 Stellteilen wurden sechs repräsentative Fallbeispiele für diesen Forschungsbericht ausgewählt, an denen das Auswahlverfahren im einzelnen

beschrieben wird. Bei der Auswahl der Fallbeispiele wurden folgende Gesichtspunkte berücksichtigt.

• Ergonomische Gesichtspunkte

• Bedeutung des Stellteils in der Praxis

• Anwendungsbereich

• Übertragbarkeit der Ergebnisse

(38)

Ausgewählt wurden: Schaufellader, Fahrrad, Nähmaschine, Diktierwiedergabegerät, Bodenstaubsauger, Hebevorrichtungen.

Bullinger, H.-J.: Ergonomie Produkt- und Arbeitsplatzgestaltung, 1994

Anh.10, Tab. 27: Vor- und Nachteile der Beinstellteile im Vgl. mit den Handstellteilen nach Bullinger 1994

Vorteile Nachteile

• Hände sind für andere Tätigkeiten frei

• Die Betätigungszeit ist geringer, da in der Regel der Bein-Stellteil Kontakt nicht aufgehoben werden muss

• Keine Behinderung durch Stellteile im Bewegungsraum des Hand - Arm – Systems

• Möglichkeit zur großen

Kraftübertragung bei Beinbetätigung

• Kein schädigender Hautkontakt möglich

• Bei stehender Körperhaltung führen sie zu hoher statischer Muskelarbeit

• Keine hohe Stellgenauigkeit

• Lage und Stellung kann schlecht wahrgenommen werden

• In der Regel kann nur ein Stellteil Verwendung finden

• Die Stellwege und der Anordnungsraum sind eingeschränkt

(39)

5.2 Anforderungen an Betätigungselemente - Weitere Informationseingabe- und Betätigungselemente

Es werden im Folgenden nur Gestaltungsanforderungen genannt, die über die Gestaltungsanforderungen der „klassischen“ Stellteile hinausgehen bzw. andere Werte (z. B. für Kraftaufwand) notwendig sind.

Ansonsten gelten die selben Gestaltungsanforderungen, wie für die „klassischen“

Stellteile.

5.2a Anerkannte Regeln der Technik

• Verankerung - Wenn das Eingabegerät dafür ausgelegt ist, im Hinblick auf

besonders hohe Genauigkeit benutzt zu werden, muss es möglich sein, Teile der Finger, der Hand, der Handgelenke oder des Arms entweder auf dem

Eingabegerät oder auf der Arbeitsfläche zu verankern

• Auflösung – Das Eingabemittel sollte so ausgeführt sein, das es eine Auflösung erzielt, die die für die Arbeitsaufgabe erforderliche Genauigkeit unterstützt. Die Auflösung des Gerätes insgesamt ist das Ergebnis der Wechselwirkung von Hard- und Software.

• Umstellen – Erfordert der Gebrauch des Eingabemittels eine Änderung der Anordnung, dann muss es ohne den Einsatz von Werkzeug umgestellt werden können

Gestaltung der Schaltelemente

• Schaltelementverstellwege – mit vorgesehener kinästhetischer Rückmeldung 0,5 bis 6 mm

• Verriegelung des Schaltelementes – es soll eine Hardware- oder Software- Verriegelung für Schaltelemente vorgesehen werden können, die für die Dauer einer Elementaraufgabe wie Ziehen, Nachziehen und Freihandeingabe ständig gedrückt sein muss

• Druckstellen – es sollen keine Druckstellen während des Gebrauchs verursacht werden

• Verkabelung – sollte den Gebrauch nicht stören; Gewicht, Biegsamkeit Festigkeit und Befestigung des Kabels ist zu berücksichtigen

• Geschwindigkeit der Signalübertragung – innerhalb von 20ms von Eingabegerät zum System

• Berücksichtigung der Körpermaße

• Ausreichende Stabilität, damit Genauigkeit nicht gemindert wird

• Oberflächentemperatur bei einer Berührungsdauer von 10 Minuten nicht über 40 °C

• Berücksichtigung der Parallaxe – bei Touchscreen und Lichtgriffel usw.

• Gewicht und damit die Unbeweglichkeit sollte die Gerätegenauigkeit nicht verringern

• Übertragungsfaktor von Eingabe zum System sollte der Arbeitsaufgabe angepasst und vom Nutzer einstellbar sein

• Reinigungsmöglichkeit soll ohne besondere Werkzeuge möglich sein

(40)

Einflussgrößen zur Gestaltung von Interaktionsgeräten auf Seite des Menschen:

• Körperstellung

• Bewegungsform Hand-Arm

• Bewegungsumfang

• Handhaltung

• Greifart

• Kopplungsart

• Griffform

• Abmessungen

• Material

• Oberfläche

Auf Seite der Maschine

• Funktionsrichtung

• Kraftrichtung

• Bearbeitungsablauf

• Bearbeitungsumfang

• Genauigkeit

• Schnelligkeit

• Sicherheit

• Auflösung (z. B. Inkrementgröße des Positioniersymbols) Interaktionsoperation

Die Interaktion bei koordinatengebenden Interaktionsgeräten kann in drei Teiloperationen unterteilt werden:

• Positionieren(Bewegen): Mittels einer Positionieroperation wird das Positioniersymbol auf dem Bildschirm zu einem Zielobjekt bewegt

• Selektieren (Auswählen): Mittels einer Schalteroperation wird ein Zielobjekt ausgewählt

• Aktivieren (Auslösen): Das Schalterelement wird losgelassen und die Funktion des Zielobjektes ausgelöst.

• Betätigungswege von 0,5 mm bis 6 mm (vgl. DIN EN ISO 9241-9) Auswahlkriterien bezüglich der Umweltbedingungen

• Das Interaktionsgerät muss unter den vorherrschenden Umgebungsbedingungen (Schmutz, Chemikalien, Beleuchtung, Schall, Elektromagnetismus, Feuchtigkeit, Vibration, Klima) ausreichend robust und gegen Beschädigung geschützt sein.

Kriterien zur Auswahl von Interaktionsgeräten

(41)

Anh.10, Abb. 13 Kriterien zur Auswahl von Interaktionsgeräten nach VDI/VDE 3850-2 Bild 3

(42)

Die folgende Darstellung ist noch mal kurz auf Seite 7 der Richtlinie erklärt.

Anh.10, Abb. 14: Klassifikationssystem der Interaktionsgeräte nach VDI/VDE 3850-2 Bild 2

(43)

• Es gibt 3 grundsätzliche Einbaupositionen

Anh.10, Abb. 15 Grundsätzliche Einbaupositionen nach VDI/VDE 3850-2 Bild 4

• Ergonomische und ermüdungsfreie Benutzung sollte ohne Anstrengung möglich sein

• Verschmutzungsunempfindlich bzw. leicht zu reinigen

• Vermeidung von unerwünschten Eigenschwingungen

• Der Blick auf die Maschine bzw. den Prozess sollte durch die Anordnung des Interaktionsgeräts nicht behindert werden

(44)

5.3 Anforderungen an Betätigungselemente - Koordinatengebende Interaktionsgeräte

5.3.1 Allgemeine Anforderungen 5.3.1.a Anerkannte Regeln der Technik

Im Anhang befindet sich ein Auswahlverfahren für Eingabemittel (allerdings nur informativ).

Anh.10, Tab. 28: Beispiel für Eignung von Eingabegeräten für Arbeitsaufgaben nach DIN EN ISO 9241-9

Bestehen aus einem Positionierelement und mindestes einem Schaltelement, weitere allgemeine Definitionsgedanken sind aufgeführt

Auswahlkriterien bezüglich der Bedienaufgabe

• Einhandbedienung soll abhängig von der Aufgabe möglich sein

• Bei Schalthandlung soll die Position des Positionierelementes konstant bleiben.

D.h., keine unbeabsichtigte Bewegung des Positionierelementes während des Schaltvorgangs

Auswahlkriterien bezüglich der Ergonomie

• Das Schaltelement sollte in Relation zum Positionierelement ergonomisch angeordnet und bedienbar sein. (gleichzeitige Benutzung beider Elemente mit einer Hand)

• Verbindung zur Steuerung sollte für den Benutzer ergonomisch und ausfallsicher gestaltet sein.

• Mögliche Unzulänglichkeiten könnten sein: Gewicht, Biegsamkeit, Festigkeit oder Befestigung von verbunden Kabeln, Funktionsbeeinträchtigungen durch

Verdeckung von Infrarotsignalen oder Störung von Funksignalen Einbau- und Gestaltungsempfehlungen

• Eine Feinmotorik angemessene Bedienhaltung sollte möglich sein.

• Für Feinpositionieroperationen sollte es möglich sein, Teile des Finger-Hand- Armsystems auf dem Interaktionsgerät oder im Umgebungsraum abzustützen

(45)

Anh.10, Abb. 16: Tiefste Position indirekter Interaktionsgeräte nach VDI/V DE 3850-2 Bild 5

Anh.10, Abb. 17: Höchste Position indirekter Interaktionsgeräte nach VDI/V DE 3850-2 Bild 6

Anh.10, Abb. 18: Indirekte Interaktionsgeräte in sitzender Position nach VDI/VDE 3850-2 Bild 7

Anh.10, Abb. 19: Position direkter Interaktionsgeräte nach VDI/V DE 3850-2 Bild 8

Es ist möglich, hier auf eine Tabelle: “Merkmale, Ausprägungen und deren Definitionen von Interaktionsgeräten“ zu verweisen. Es sind aber keine

Gestaltungsempfehlungen enthalten, deshalb ist diese Anh.10, Tab. nicht unbedingt erforderlich.

(46)

Anh.10, Tab. 29: Vor- und Nachteilen der verschiedenen Interaktionsgeräte nach VDI/V DE 3850-2 S.

42

• Es fehlt die Anfälligkeit gegen Verschmutzung u. ä.

Die VDI/VDE 3850-2 enthält eine kurze Definition bzw. Beschreibung von jedem Interaktionsgerät.

VDI/VDE 3546 Blatt 5 Konstruktive Gestaltung von Prozessleitwarten; Anordnung von Monitoren; 1991

• Funktions-Tastatur, Maus und Digitalisiertablett werden in horizontaler oder nahezu horizontaler Lage benutzt

• Monitore, die Bedienen durch Berühren der Schirmoberfläche mit dem Finger oder einem Stift (Lichtgriffel) erfordern, sind geneigt einzubauen (Kompromiss zwischen Sehen und Greifen etc.)

5.3.1.b

(47)

Stand der Technik

Anh.10, Tab. 30: Merkmale von Informationseingabesystemen nach Köther 2001 Anh.10, Tab. 9.6

5.3.2 Mouse/ Maus

DIN 2137 Büro- und Datentechnik – Tastaturen, 2003

• Die so genannte Maus sollte der Anatomie der Hand angepasst sein, d. h. zum Handballen rund und zu den Fingern hin breiter auslaufend geformt sein. Die Größe der Maus sollte der gewölbten Hand entsprechen.

Verweis auf Anh.10, Tab. mit Charakteristika und Eignung

Anh.10, Abb. 20: Interaktionsgerät Mouse nach VDI/VDE 3850-2 Bild 9

Zusätzliche Einbau- und Gestaltungsempfehlungen:

• Für die Mouse ist eine möglichst ebene und horizontale Fläche vorzusehen

(48)

• Die Arbeitsunterlage muss an die Mouse angepasst sein (z. B. Größe, Rauhigkeit, Reflexionsverhalten, Stabilität)

• Bewegungsempfindlicher Kontaktpunkt eher unter den Fingern als unter dem Handballen

• Tasten so gestalten, dass Handhabung während des Gebrauchs in möglichst neutraler Haltung möglich ist und keine unbeabsichtigte Positionsänderung auftritt

• Betätigung der Schaltelemente soll Kontrolle über Maus nicht verringern

• Unabhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses von Lage des Gerätes auf der Arbeitsfläche und der Lage des Zeigers auf der Anzeige

BGI 742 Sicherheitslehrbrief Arbeiten an Bildschirmgeräten (bisher ZH 1/171) Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften 2001

• für die Hand angenehme Form von Gehäuse und Tasten (vgl. DIN 2137 und Windel)

• flexibles Anschlusskabel; kabellose Verbindungen sind besonders gut geeignet

• einstellbares Übertragungsverhältnis der Mausbewegung (Zeit zwischen Handbewegung und Reaktion auf dem Bildschirm) (vgl. DIN EN ISO 9241-9)

• vom Benutzer selbst programmierbare Maustastenbelegung (insbesondere für Linkshänder wichtig

• für die Feinmotorik der Hand ist das Unterbringen der Rollkugel im vorderen unteren Gehäuseteil vorteilhaft (vgl. DIN EN ISO 9241-9)

• geeignete Unterlage (Mousepad) (vgl. VDI/VDE 3850-2)

• gutes Gleiten und verschleißfeste Ausführung

• akustische (einstellbare) Rückmeldung des Auslösens der Maustasten ("Tacken“)

• Mäuse gibt es in verschiedenen Größen für Rechtshänder und für Linkshänder 5.3.2.b Stand der Technik

Windel, A.: Bildschirm und Tastatur: Behalten sie den Durchblick In Arbeitsschutz aktuell, 2001

• Mausform an die Anatomie der Hand anpassen

• Hinterer Teil rund

• Zu den Fingern hin breiter für natürliche Spreizung der Finger

• Gewölbte Form, vorderer Teil niedriger als hinterer Teil

• Größe angepasst an die Größe der Hand des Nutzers

• Zuleitung sollte zur Maus sollte Bewegung nicht behindern (Vgl. DIN 2137)

(49)

5.3.3 Puck

• Tasten so gestalten, dass Handhabung während des Gebrauchs in möglichst neutraler Haltung möglich ist und keine unbeabsichtigte Positionsänderung auftritt

• Fadenkreuzfenster ausreichend transparent und keine Aberrationen verursachen, um angemessene Lesbarkeit ermöglichen

• Fadenkreuz so anordnen, dass beim Bedienen der Kopf um nicht mehr als 15°

nach vorn geneigt werden muss

• Kein unbeabsichtigtes Wegrutschen, wenn Nutzung auf geneigter Fläche

• Größe des Eingabegerätes sollte das Zielobjekt nicht in einem Ausmaß verdecken, dass die Aufgabenerledigung beeinträchtigt wird

Anh.10, Abb. 21: Aufsicht eines Pucks mit Fadenkreuz nach DIN EN ISO 9241-9 Bild 6

5.3.4 Trackball/Rollkugel 5.3.4.a Anerkannte Regeln der Technik

1 Oberfläche des Eingabemittels Anh.10, Abb. 22: Trackball/Rollkugel nach DIN EN ISO 9241-9 Bild 17

• Durchmesser des unverdeckten Kugelsegments der Rollkugel mindestens 25 mm

• Öffnungswinkel des unverdeckten Kugelsektors zwischen 100° und 140°