WGM e.V.

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Hinweise zur ergonomischen Gestaltung von Melkarbeitsplätzen
Dr. Martina Jakob1, Dr. Falk Liebers2, Dr. Sandra Rose-Meierhöfer1
1 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. Max-Eyth-Allee 100, 14469
Potsdam,
2 Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Berlin, Nöldnerstraße 40-42,
10317 Berlin
Einleitung
Eine gute ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen erhöht die Effizienz und das Wohlbefinden
der Beschäftigten. Anlass einer kritischen Betrachtung des modernen Melkarbeitsplatzes
war die Tatsache, dass trotz einer deutlichen Reduzierung der physischen Belastung
durch die Umstellung von Eimer- und Rohrmelkanlagen auf zentrale Melkstände die Signifikanz
von Erkrankungen weiterhin über dem Durchschnitt anderer Berufsgruppen liegt
(Liebers & Caffier 2006). Eine schwedische Langzeitstudie (Pinzke 2003) sowie Untersuchungen
aus Finnland (Tuure & Alasuutari 2009) bestätigen diesen Trend auch für andere
Teile Europas. So haben die Schweden in ihrer Studie aus dem Jahr 2003 festgestellt, dass
der Anteil an von Muskel-Skelett-Erkrankungen betroffenen Melkern und Melkerinnen seit
1988 gestiegen ist. Besonders betroffen sind dabei die oberen Extremitäten, wie beispielsweise
die Schulter, der Nacken oder einzelne Nerven wie beim Karpaltunnelsyndrom an der
Hand. Auch in Finnland ist fast jeder dritte Milchproduzent von dieser Art von Beschwerden
betroffen.
Kennzeichnend für die modernen Melkstände ist eine hohe Arbeitseffizienz. Bereits ab etwa
acht Melkplätzen pro Seite kann ein Melker während der Melkzeit zu 90% ausgelastet
werden. Die höchste Auslastung ist im Melkkarussell zu erzielen. Dem steht gegenüber,
dass die Aufgabenvielfalt im gleichen Maße sinkt. Dadurch werden die ausgeführten Bewegungen
einseitig und in hohem Maße wiederholt. Als besonders kritisch ist das Halten des
Melkzeuges unter dem Euter zu betrachten. Je nach Entfernung des Euters vom Melker und
dem Melkzeuggewicht treten dabei am Handgelenk Hebelkräfte von bis zu 9 Nm auf (Jakob
et al. 2007).
Die ergonomische Gestaltung des Melkarbeitsplatzes wird durch mehrere Faktoren beeinflusst.
Die Art des Melkstands aber auch die Abmaße der Tiere bestimmen den horizontalen
Abstand zwischen Melker und Kuh. Auch der Abstand des Euterbodens zur Standfläche
variiert stark und ist abhängig vom Alter und der Rasse der Tiere. Der Abstand zwischen
Zitzenkuppe und Boden kann zwischen 22 und 69 cm betragen. Im Mittel beträgt er nach
einer Untersuchung von Graff (2005) 46 cm. Der zunehmend jüngere Kuhbestand lässt
diesen Mittelwert ansteigen. Ein weiterer wesentlicher Einflussfaktor auf die Arbeitshöhe ist

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die Körpergröße des Melkers. Alles in allem ergeben sich aus der Gesamtheit der Faktoren
große Schwankungsbreiten von bis zu 50 cm aus der Summe der Grubentiefe, der Euterhöhe
und der Körpergröße der Arbeitskraft. Bei jeder zu melkenden Kuh findet der Melker
somit eine veränderte Situation vor.
In einer umfangreichen Studie am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim wurden
der Einfluss der Arbeitshöhe und des Melkzeuggewichtes auf die Arbeitsbelastung an einem
Labormelkstand untersucht.
Ziel der Untersuchungen war es, sowohl den Einfluss der in der Praxis auftretenden
Schwankungen auf die Belastung der Einzelperson einzuschätzen als auch Empfehlungen
für Neukonstruktionen oder die Einstellung von Hubböden zu erarbeiten.
Methodik
Im Rahmen der Studie wurden die Einflüsse der Euterhöhe im Verhältnis zum Melker sowie
das Melkzeuggewicht untersucht. Bei sechs weiblichen Melkerinnen (157 – 176 cm groß)
wurde die Arbeitshöhe bzw. die Euterhöhe, gemessen am Ende der Zitze, jeweils auf 15 cm
über, auf und unter Schulterniveau eingestellt. Weiterhin wurden zwei unterschiedlich
schwere Melkzeuge (1,4 und 2,4 kg ohne Schläuche) miteinander verglichen.
Die Versuche wurden am Labormelkstand (Fischgräte 33°) des Instituts durchgeführt. In
einem einminütigen Rhythmus wurde das Melkzeug mit der linken Hand unter dem Euter
positioniert und die Melkbecher mit der rechten Hand bei bestehendem Vakuum an ein
Kunsteuter gesetzt und nach einer halben Minute wieder abgenommen.
Um auf die Belastung der Arbeitskräfte zu schließen wurden Körperhaltungsanalysen (Jakob
et al. 2009) mit Hilfe eines 3-D-Bewegungsanalysesystems durchgeführt (Bild 1). Weiterhin
wurde die muskuläre Aktivität 14 verschiedener Muskelgruppen elektromyografisch aufgezeichnet
und die Herzfrequenz erfasst (Liebers et al. 2009).
Für alle Varianten wurden 15 Wiederholungen veranlasst. Nach jeweils 5, 10 und 15 Arbeitszyklen
sollten die Probandinnen anhand der Borg-Skala (Borg 1970) die empfundene Anstrengung
benennen (Bild 2).

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Bild 1: Probandin am Versuchsmelkstand bei der Arbeitshöhe über Schulterniveau
Bild 2: Borg-Skala zur Bestimmung des Anstrengungsempfindens bei körperlicher Arbeit

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Ergebnisse
Die subjektive Einschätzung der Arbeitsschwere lag im Mittel über alle Varianten bei locker
bis ein wenig anstrengend, was einem Wert von 12 auf der Borg-Skala (Bild 2) entspricht.
Der Unterschied zwischen dem leichten und schweren Melkzeug betrug jeweils zwei
Skalenwerte für jede Arbeitshöhe. Die ungünstigste Bewertung erfolgte für das Arbeiten
unter Schulterniveau mit einem schweren Melkzeug. Es wurden maximale Werte bis zu 16
genannt. Der Mittelwert für die Verwendung des schweren Melkzeugs lag bei 13 und für das
leichte Melkzeug bei 11. Die empfundene Anstrengung von Beschäftigten sollte bei der
BORG-Skala kurzzeitig den Bereich "anstrengend" (15) und auf Dauer "etwas anstrengend"
(13) nicht überschreiten (AWMF Leitlinie 029).
Die Messung der muskulären Aktivität ergab eine 5-25%ige Aktivierung gemessen an der
maximal möglichen Muskelkraft jeder Einzelperson. Das Arbeiten mit dem schweren Melkzeug
hatte einen starken Effekt auf die muskuläre Aktivität (5-20% höher). Die geringste
muskuläre Aktivität wurde beim Arbeiten auf Schulterniveau mit einem leichten Melkzeug
verzeichnet.
Ein ähnliches Bild ergaben die Körperhaltungsanalysen. Die unterschiedlichen Arbeitshöhen
verursachen charakteristische Bewegungsabläufe. Ein niedriges Euter bedingt ein Vorbeugen
des Oberkörpers bis in den ungünstigen Bereich von über 20° während ein hohes
Euter das Anheben des Armes verlangt. Die gemessenen Winkel lagen hier im Mittel
zwischen 17° und 49°. Gemessen wurde der Winkel um die drei Marker am Ellenbogen, der
Schulter und der Hüfte (siehe Bild 1). Bei den Körperhaltungsanalysen treten deutliche
individuelle Unterschiede bei den absoluten Werten auf. Das generelle Bewegungsverhalten
zeigt bei allen Probandinnen den gleichen Trend.
Weiterhin wurden die Torsion des Oberkörpers und die Seitneigung berechnet. Es wurden
gemäß DIN EN 1005-4 nur die Werte berücksichtigt, die 10° in beide Richtungen überstiegen.
Eine signifikante Seitneigung wurde beim Arbeiten mit dem schweren Melkzeug
unter Schulterniveau gemessen. Eine Torsion über 10° war generell während etwa einem
Drittel der Gesamtdauer zu verzeichnen und äußerte sich unabhängig von Arbeitshöhe und
Melkzeuggewicht.
Fazit
Aus den erfassten Messwerten ergaben sich zwei wesentliche Hinweise für die zukünftige
Gestaltung des Arbeitsplatzes Melkstand. Als wesentlicher Einflussfaktor auf die Arbeitsbelastung
konnte das Melkzeuggewicht identifiziert werden. Gemessen an den
Empfehlungen für die Höhe der empfohlenen muskulären Aktivität, die zwischen 5 und 10%
der Maximalkraft liegen sollte, werden diese Werte bei schweren Melkzeugen deutlich über10.
Jahrestagung – Dresden-Pillnitz 16./17.09.2009
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schritten, so dass es zu einer Überlastung kommen kann. Das gleiche Bild ergab sich auch
bei der subjektiven Selbsteinschätzung anhand der Borg-Skala. In bestimmten Situationen
wurde bei der Arbeit mit dem schweren Melkzeug die empfohlene Belastungshöhe deutlich
überschritten. Die Reduzierung des Melkzeuggewichtes kann somit eine deutliche Arbeitserleichterung
bewirken.
Die Handhabung und das Halten der Last des Melkzeugs in Verbindung mit ungünstigen
Körperhaltungen erlaubt es, Beschwerden im Bereich der Lendenwirbelsäule und den
oberen Extremitäten auf die Tätigkeit zurückführen. In Abhängigkeit von der Körpergröße der
Arbeitskräfte werden Überlastungen bei großen Personen eher im Bereich der Lendenwirbelsäule
auftreten, bei kleinen Beschäftigten hingegen im Bereich der oberen Extremitäten.
Bei kleinen Beschäftigten kommt weiterhin die kürzere Reichweite der Arme als erschwerender
Faktor hinzu.
Als generelle Empfehlung gilt, die Körperhaltung bei der Arbeit sollte nicht dauerhaft einseitig
von der Neutralposition im Gehen, Stehen oder Sitzen abweichen und dadurch statische
Muskelbelastungen verursachen. Ein Wechsel der Körperhaltung und gelegentliche Wechsel
der Arbeitsposition z. B. zwischen Sitzen und Stehen sind anzustreben. In Abhängigkeit von
der Belastung können lokale Ermüdung und Schmerzen (unspezifische Rückenschmerzen),
Funktionsstörungen besonders bei langer Einwirkungsdauer oder Zusatzbelastungen und in
seltenen Fällen auch Schädigungen der betroffenen Knochen- und Gelenkstrukturen entstehen:
Zwangshaltungen mit Haltearbeit von Gegenständen (z.B. dem Melkzeug) und
Haltungsarbeit des Körpers (z.B. beim Vorbeugen durch Arbeiten unter Schulterniveau)
können unterschiedliche gesundheitliche Folgen haben: Anaerobe Muskelarbeit begrenzt
zeitlich die Ausführbarkeit der Arbeit. Gleichförmige und einseitige Belastung kann zu dauerhafter
Beanspruchung einzelner Muskelgruppen führen. Muskuläre Dysbalancen und hohe
Bandscheibenbelastungen sowie Gelenkbelastungen an Knorpel und Bändern können die
Folge sein.
Anhaltspunkte für die Beurteilung von Körperhaltungen geben Ergonomienormen: Die in
Europa zur Gestaltung von Arbeit an Maschinen empfohlene DIN EN 1005-4 und die weltweite
Empfehlung zur Gestaltung von Arbeit und Produkten der ISO 11226 bewerten Rumpfvorneigungen
sowie Lateral- und Rotationsbewegungen.
Bedingt oder nicht akzeptable Haltungen des Rumpfes sind Arbeiten im Beugen mit einer
Vorneigung von mehr als 20° sowie Lateral- und Rotationsbewegungen von mehr als 10°.
Die günstigste Arbeitsplatzgestaltung ergab sich aus der Summe aller Bewertungsparameter
bei einer Arbeitshöhe des unteren Endes der Zitze auf Schulterniveau. Diese Erkenntnis
sollte bei der Einstellung von Hubböden berücksichtigt werden. Weiterhin können Betriebe

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bei der Neukonstruktion eines Melkstandes über die Grubentiefe in gewissem Umfang der
Körpergröße der Arbeitskräfte und den Merkmalen der Herde Rechnung tragen.
Literatur
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