Fragebogen Sicherheitsschuh - RWTH Aachen University

Möglichkeiten der Prävention von Erkrankungen am Stütz- und 

Bewegungsapparat durch das Sicherheitsschuhwerk bei Mitarbeitern der 

Automobilindustrie 

Von der Medizinischen Fakultät 

der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen 

zur Erlangung des akademischen Grades 

einer Doktorin der Theoretischen Medizin 

genehmigte Dissertation 

Berichter: Herr Universitätsprofessor 

Dr. med. Thomas Kraus 

vorgelegt von 

Diplom-Wirtschaftsingenieurin 

Ulrike Noll 

aus Halle (Saale) 

Frau Universitätsprofessorin 

Dr. rer. nat. Catherine Dißelhorst-Klug 

Tag der mündlichen Prüfung: 6. Juni 2011 

Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek 

online verfügbar.

Für Dr. med. Stefan Sturm 

"Der Fuß ist ein Kunstwerk aus 26 Knochen, 19 Muskeln und 107 Bändern. 

Ein Kunstwerk braucht einen Rahmen, keinen Käfig" 

(Leonardo da Vinci) 

II

Inhaltsverzeichnis 

1 Einleitung ..................................................................................................... 1 

1.1 Muskel-Skelett-Erkrankungen ........................................................... 1 

1.2 Fußschutz ......................................................................................... 2 

1.2.1 Gesetzliche Bestimmungen ........................................................ 2 

1.2.2 Tragekomfort und Langzeit-Gesundheitsschutz .......................... 4 

1.3 Aktueller Forschungsstand ................................................................ 9 

1.3.1 Sicherheitsschuhe ....................................................................... 9 

1.3.2 Schuhe und ihre Wirkung auf den Stütz- und ............................... 

Bewegungsapparat ................................................................... 15 

1.4 Fragestellung und Zielsetzung ........................................................ 19 

2 Material und Methoden ............................................................................. 22 

2.1 Untersuchungsbeschreibung .......................................................... 22 

2.2 Untersuchungsstichprobe ............................................................... 23 

2.3 Untersuchungsgegenstand ............................................................. 25 

2.4 Messtechnische Analyse ................................................................. 28 

2.4.1 Versuchsablauf Gangmessung ................................................. 28 

2.4.2 Versuchsablauf Arbeitsplatzmessung ....................................... 29 

2.4.3 Messtechnik .............................................................................. 30 

2.4.4 Messparameter ......................................................................... 31 

2.5 Befragung ....................................................................................... 35 

2.6 Auswertung und statistische Verfahren ........................................... 36 

2.6.1 Messtechnische Analyse ........................................................... 36 

2.6.2 Befragung ................................................................................. 39 

3 Ergebnisse ................................................................................................. 40 

3.1 Gangmessung ................................................................................. 40 

3.2 Arbeitsplatzmessung ....................................................................... 44 

3.3 Vergleich Gang- und Arbeitsplatzmessung ..................................... 53 

3.4 Befragung ....................................................................................... 69 

3.4.1 Arbeitsplatzbedingungen ........................................................... 69 

3.4.2 Sicherheitsschuhe ..................................................................... 70 

4 Diskussion ................................................................................................. 75 

4.1 Diskussion der Versuchsergebnisse ............................................... 75 

4.2 Fehlerbetrachtung ........................................................................... 83 

5 Zusammenfassung und Ausblick ............................................................ 84 

6 Literaturverzeichnis .................................................................................. 86 

7 Anhang....................................................................................................... 92 

III

Abbildungsverzeichnis 

Abbildung 1: Beispiele für Bestandteile eines Schuhs ........................................ 3 

Abbildung 2: Schädigung des Vorfußes durch falsches Schuhwerk .................. 6 

Abbildung 3: Unzureichender Schutz der Zehenknochen durch ungenügenden 

Sitz der Zehenschutzkappe bei falscher Passform ................................. 7 

Abbildung 4: Konzeption der Untersuchung ...................................................... 22 

Abbildung 5: Arbeitsplatzbeschreibung der Anlagenführer ............................... 24 

Abbildung 6: Arbeitsplatzbeschreibung der KTL-Spengler ................................ 25 

Abbildung 7: Sicherheitsschuh 1 ....................................................................... 26 



Abbildung 10: Gehstrecke zur Gangaufzeichnung ............................................ 28 

Abbildung 11: Versuchsablauf Arbeitsplatzmessung ........................................ 29 

Abbildung 12: Prinzipieller Aufbau und Anbringung des CUELA- 

Messsystems ....................................................................................... 30 

Abbildung 13: Drucksensitive Einlegesohle zur Messung der plantaren 

Druckverteilung ..................................................................................... 31 

Abbildung 14: CUELA-Winkel: Brustwirbelsäulen-Neigung, Lendenwirbelsäulen- 

Neigung und Rückenkrümmung ............................................................ 32 

Abbildung 15: CUELA-Winkel: Beckenneigung, Hüft- und Kniegelenkflexion ... 32 

Abbildung 16: Einteilung der Messsohle in acht Zonen (links) und Druckbild mit 

Ganglinie (rechts) .................................................................................. 34 

Abbildung 17: Darstellung der Messdaten mit der CUELA-Software WIDAAN 37 

Abbildung 18: Darstellung der deskriptiven Statistik: Boxplot-Diagramm (links) 

und Säulen-Diagramm (rechts) ............................................................. 38 

Abbildung 19: Boxplot-Diagramm der Oberkörperneigungswinkel und Angabe 

der Signifikanz-Werte (Gangmessung) ................................................. 40 

Abbildung 20: Boxplot-Diagramm der Hüftwinkel und Angabe der Signifikanz- 

Werte (Gangmessung) .......................................................................... 41 

Abbildung 21: Boxplot-Diagramm der Kniewinkel und Angabe der Signifikanz- 

Werte (Gangmessung) .......................................................................... 42 

Abbildung 22: Maximaldruckwerte und Angabe der Signifikanz-Werte 

(Gangmessung) .................................................................................... 43 

IV

Abbildung 23: Boxplot-Diagramm der Ganglinie (Längs) und Angabe der 

Signifikanz-Werte (Gangmessung) ....................................................... 43 

Abbildung 24: Boxplot-Diagramm der Ganglinie (Quer) und Angabe der 

Signifikanz-Werte (Gangmessung) ....................................................... 44 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) ............... 45 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) ............... 46 


Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) ....................................... 46 


Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) ........................................ 47 


Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) ....................................... 47 


Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) ........................................ 48 


(Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) .................................................. 49 


(Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) .................................................. 50 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) ..................... 51 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) ..................... 51 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) ..................... 52 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) ..................... 52 

Abbildung 37: Steh- und Gehanteile der untersuchten Arbeitsplätze ................ 53 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) .. 54 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler) ... 55 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) ........................... 56 

V


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler)............................ 56 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) ........................... 57 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler)............................ 58 


(Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) ...................................... 58 


(Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler) ...................................... 59 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) ......... 60 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler) ......... 60 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) ......... 61 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung stehen: KTL-Spengler) .......... 62 

Abbildung 50: Maximaldruckwerte und Angabe der Signifikanz-Werte für den 

Sicherheitsschuh 1 (Anlagenführer) ...................................................... 63 


Sicherheitsschuh 1 (KTL-Spengler) ...................................................... 64 









Abbildung 56: Darstellung der oft und gelegentlich ausgeführten Tätigkeiten .. 69 

Abbildung 57: Darstellung der oft und gelegentlich genutzten Arbeitsböden .... 70 

Abbildung 58: Bewertung Sicherheitsschuh 1 ................................................... 71 



VI

Abbildung 61: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (Anlagenführer) ......................... 73 

Abbildung 62: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (KTL-Spengler) ......................... 73 

Abbildung 63: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (Qualitätskontrolleure) ............... 74 

Abbildung 64: Krafteinwirkung beim Gehen ...................................................... 77 

Abbildung 65: Abrollweg des Fußes beim Aufsetzen mit der Ferse .................. 79 

VII

Tabellenverzeichnis 

Tabelle 1: Arbeitsbedingte Risikofaktoren ........................................................... 1 

Tabelle 2: Kurzzeichen für die Kennzeichnung der meistbenutzten 

Kombinationen von sicherheitsrelevanten Grund- und 

Zusatzanforderungen .............................................................................. 4 

Tabelle 3: Studien mit dem Forschungsschwerpunkt Sicherheitsschuhe ........... 9 

Tabelle 4: Studien zum Einfluss von Schuhen auf den Stütz- und 

Bewegungsapparat ............................................................................... 16 

Tabelle 5: Anthropometrische Daten aller Probanden ± Standardabweichung 23 

Tabelle 6: Anthropometrische Daten der Anlagenführer ± 

Standardabweichung ............................................................................ 24 

Tabelle 7: Arbeitsplatzbeschreibung und anthropometrische Daten der KTL- 

Spengler ± Standardabweichung .......................................................... 24 

Tabelle 8: Übersicht der untersuchten Sicherheitsschuhe ................................ 26 

Tabelle 9: Messparameter Körperwinkel/-haltung ............................................. 32 

Tabelle 10: Messparameter plantare Druckverteilung ....................................... 34 

VIII

Abkürzungsverzeichnis 

A Fläche [cm²] 

ALM Allgemeines Lineares Modell 

ANOVA Analysis of Variance 

BAuA Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 

BMAS Bundesministerium für Arbeit und Soziales 

BGR Berufsgenossenschaftliche Regel 

BMI Body Mass Index [kg/m²] 

BMW Bayerische Motorenwerke 

BWS Brustwirbelsäule 

CoP Center of Pressure 

CUELA Computer-Unterstützte Erfassung und Langzeit-Analyse 

von Belastungen des Muskel-Skelett-Systems 

DGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung 

DIN Deutsches Institut für Normung e. V. 

EMG Elektromyographie 

EN Europäische Norm 

ESD Electric Static Discharge 

F Kraft [N] 

HVBG Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften 

IFA Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen 

Unfallversicherung 

ISO Internationale Organisation für Normung 

KTL Kathodische Tauchlackierung 

LSD Least Significant Difference 

LWS Lendenwirbelsäule 

MBT Masai Barfuß Technologie® 

MW Mittelwert 

n Anzahl 

p Druck [N/cm²] 

PC Personal Computer 

PSA Persönliche Schutzausrüstung 

PUR Polyurethan 

RoM Range of Motion 

SI Système International d'unités 

IX

StAbw Standardabweichung 

TPU Thermoplastisches Polyurethan 

WIDAAN Winkel-Daten-Analyse 

X

Kurzzusammenfassung 

Obgleich die körperliche Belastung für viele Arbeitnehmer durch eine 

Verbesserung der Arbeitsplatzbedingungen reduziert werden konnte, spielen 

Erkrankungen des Muskel-Skelett-Systems weiterhin eine große Rolle im 

betrieblichen Gesundheitsgeschehen. Das Ziel dieser Studie war es, den 

Einfluss unterschiedlicher Sicherheitsschuhe auf den Stütz- und 

Bewegungsapparat unter realen Arbeitsbedingungen bei gleichzeitigem Einsatz 

von Messtechnik zu untersuchen und die Frage zu klären, welche 

Konstruktionsmerkmale möglicherweise zu einer Reduktion der Belastung 

beitragen. 

Drei verschiedene Sicherheitsschuhe wurden von 40 Mitarbeitern der 

Automobilfertigung am Arbeitsplatz getestet. Neben der Abfrage des 

subjektiven Empfindens erfolgte mit dem CUELA-Messsytem eine Erfassung 

der Körperhaltung und plantaren Druckverteilung für ein Teil des 

Studienkollektivs (n=20). 

Die Ergebnisse der CUELA-Messung zeigten statistisch signifikante 

Unterschiede in der Körperhaltung als auch plantaren Druckverteilung. So war 

das Tragen eines einfachen Sicherheitsschuhs ohne ergonomische 

Besonderheiten gegenüber Modellen mit ergonomischen Bauteilen (u. a. 

Dämpfungselemente) durch eine größere Oberkörpervorneigung, vermehrte 

Hüftbeugung und höhere Druckbelastung gekennzeichnet. Die Abfrage des 

subjektiven Empfindens bestätigten diese Ergebnisse. Die Bewertung des 

einfachen Sicherheitsschuhs fiel aufgrund mangelnder Komforteigenschaften 

gegenüber den beiden anderen Schuhen deutlich schlechter aus. 

Der präventive Aspekt bei Sicherheitsschuhen bezog sich bisher vorrangig auf 

die Vermeidung von Gesundheitsschäden durch akute Arbeitsunfälle. Die 

vorliegenden Studienergebnisse konnten einen Einfluss der Sicherheitsschuhe 

nicht nur auf die plantare Druckverteilung, sondern ebenso auf die 

Körperhaltung nachweisen und geben damit Hinweise, dass der Fußschutz als 

präventives Instrument zur Gesunderhaltung des Stütz- und 

Bewegungsapparates langfristig geeignet ist. 

XI

Abstract 

Although physical strain has been reduced for many employees by improving 

workplace conditions, musculoskeletal disorders are still relevant in the working 

health system. The aim of the study was to analyse the effect of different safety 

shoes on the musculoskeletal system under real working conditions. This was 

accomplished by using measuring techniques to determine which construction 

characteristics of footwear could decrease physical strain on the worker. 

Three different types of safety shoes were tested at workplace by a total of 40 

workers from the automotive industry. Measurements included both subjective 

comfort ratings and objective posture and plantar pressure distribution 

measurements, which were taken with the CUELA system for a collective of 20 

subjects. 

The CUELA measurements showed significant differences in posture as well as 

in plantar pressure distribution. Wearing a simple safety shoe without 

ergonomic features led to an increase in trunk inclination, hip flexion and plantar 

pressure in comparison to wearing safety shoes with ergonomic components 

(i. e. cushioning). The objective measurements were correlated with the 

subjective comfort ratings. Based on a lack of comfort the simple safety shoe 

without any ergonomic features was rated worst. 

Up to now, the main preventive aspect of safety shoes has been the avoidance 

of injury in case of an industrial accident. This study could demonstrate an 

effect not only on plantar pressure but also on the posture by wearing different 

safety shoes. Therefore, safety shoes may be assumed to be a long-term 

preventive instrument for maintaining the health of the musculoskeletal system. 

XII

1 Einleitung 

1.1 Muskel-Skelett-Erkrankungen 

Einleitung 

Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparates zählen mit 24,6 % zu den 

häufigsten Ursachen für Arbeitsunfähigkeit und stellen mit 16 % die zweit 

häufigste Diagnosegruppe für Rentenzugänge wegen verminderter 

Erwerbsfähigkeit dar (BMAS & BAuA 2010). Zu diesen Beschwerden gehören: 

Erkrankungen der Gelenke mit entzündlichen und nichtentzündlichen 

Komponenten, Erkrankungen des Bindegewebes, der Wirbelsäule, des 

Rückens, des Weichteilgewebes sowie der Knochen und Knorpel. Hierbei 

überwiegen vor allem die Rücken- und Gelenkerkrankungen. Die Folgen sind 

neben Minderung der körperlichen Leistungsfähigkeit vor allem Kosten durch 

hohe Ausfallzeiten. So können etwa zwei Drittel der jährlich verursachten 

Kosten durch arbeitsbedingte Gesundheitsbeeinträchtigungen den Muskel- 

Skelett-Erkrankungen zugeordnet werden (Gröben et al. 2004). 

Die Belastungsfaktoren für Erkrankungen am Stütz- und Bewegungsapparat 

sind vielfältig und bedingen eine Verflechtung von Risikofaktoren aus dem 

beruflichen und nicht-beruflichen Bereich. Muskuloskelettale Erkrankungen 

gelten jedoch als stark arbeitsabhängig und die Ursachen hängen mit der 

Gestaltung der Arbeitssysteme zusammen. Eine Aufstellung der 

arbeitsbedingten Risikofaktoren gibt Tabelle 1. 

Tabelle 1: Arbeitsbedingte Risikofaktoren (Gröben et al. 2004) 

Physische Einflussfaktoren Arbeitsumgebung und –organisation 

• Ständig wiederkehrende 

Bewegungen 

• Kraftaufwändige manuelle 

Tätigkeiten 

• Lasten 

• Falsche Körperhaltung 

• Direkter mechanischer Druck 

auf Körperstellen 

• Körpervibrationen 

• gleichförmig sich wiederholende 

Tätigkeiten 

• Arbeitsrhythmus 

• Arbeitszeitvorgaben 

• Entlohnungssysteme 

• monotone Arbeit 

• Ermüdung 

• Arbeit in kalter Umgebung 

• Arbeitsunzufriedenheit 

• psychosoziale Arbeitsfaktoren 

1

1.2 Fußschutz 

1.2.1 Gesetzliche Bestimmungen 

Einleitung 

Gemäß dem Arbeitsschutzgesetz muss eine Ermittlung der mit der 

Arbeitsaufgabe verbundenen Gefährdungen durch den Arbeitgeber erfolgen. 

Sofern diese Gefährdungsbeurteilung eine Notwendigkeit zum Tragen von 

Fußschutz ergibt, ist der Unternehmer verpflichtet, diesen den Mitarbeitern zur 

Verfügung zu stellen. Die Auswahl, Beschaffung, Bereitstellung und Benutzung 

von Fußschutz ist in der Berufsgenossenschaftlichen Regel 191 („Benutzung 

von Fuß- und Knieschutz“) festgelegt, welche die Achte Verordnung zum 

Geräte- und Produktsicherheitsgesetz („Verordnung über das Inverkehrbringen 

von persönlichen Schutzausrüstungen“), das Arbeitsschutzgesetz als auch die 

PSA-Benutzungsverordnung 1 berücksichtigt. Der Fußschutz, als Bestandteil der 

persönlichen Schutzausrüstung, zielt auf den Schutz der Füße vor äußeren, 

schädigenden Einwirkungen und dem Ausrutschen ab. Unterschieden wird 

gemäß BGR 191 zwischen (HVBG 2007): 

1. Sicherheitsschuhe sind Schuhe, die die sicherheitstechnischen 

Anforderungen erfüllen; sie sind mit Zehenkappen für hohe Belastungen, 

deren Schutzwirkung mit einer Prüfenergie von 200 J bzw. mit einer 

Druckkraft von 15 kN geprüft wurden (Kurzbezeichnung S) ausgestattet 

(siehe auch DIN EN ISO 20 345). 

2. Schutzschuhe sind Schuhe, die die sicherheitstechnischen Anforderungen 

erfüllen; sie sind mit Zehenkappen für mittlere Belastungen, deren 

Schutzwirkung mit einer Prüfenergie von 100 J bzw. mit einer Druckkraft von 

10 kN geprüft wurden (Kurzbezeichnung P) ausgestattet (siehe auch DIN EN 

ISO 20 346). 

3. Berufsschuhe sind Schuhe, die mit mindestens einem schützenden 

Bestandteil (siehe Tabelle 6) ausgestattet sind, jedoch keine Zehenkappen 

haben müssen (Kurzbezeichnung O) (siehe auch DIN EN ISO 20 347). 

1 PSA = Persönliche Schutzausrüstung 

2

Einleitung 

Der Aufbau und wesentliche Elemente eines Schuhs sind in Abbildung 1 

dargestellt. 

Abbildung 1: Beispiele für Bestandteile eines Schuhs (HVBG 2007) 

Innerhalb der drei Schuhausführungen (S, P, O) erfolgt die Differenzierung 

nach zwei Klassifizierungsarten: 

I: Schuhe aus Leder oder anderen Materialien, hergestellt nach herkömmlichen 

Schuhfertigungsmethoden (z.B. Lederschuhe). 

II: Schuhe vollständig geformt oder vulkanisiert (Gummistiefel, Polymerstiefel - 

z.B. aus Polyurethan (PUR) - für den Nassbereich). 

An alle drei Schuhausführungen, abhängig von der Klassifizierungsart I oder II, 

werden gleiche Sicherheitsgrundanforderungen an Obermaterial, Futter, 

Lasche, Brand- und Laufsohle und den kompletten Schuh gestellt. 

Entsprechend den ermittelten Anforderungen aus der Gefährdungsbeurteilung 

können die geeigneten Schuhe aus Tabelle 2 ausgewählt werden (HVBG 

2007). 

3

Tabelle 2: Kurzzeichen für die Kennzeichnung der meistbenutzten 

Kombinationen von sicherheitsrelevanten Grund- und 

Zusatzanforderungen (HVBG 2007) 

1.2.2 Tragekomfort und Langzeit-Gesundheitsschutz 

Einleitung 

Neben den in den Normen festgeschriebenen Mindestanforderungen an 

Sicherheit und Komfort sind noch weitere Ansprüche an einen Sicherheitsschuh 

zu stellen: die Schuhe sollen nicht nur beim – insgesamt doch seltenen - Unfall 

optimal schützen, sondern dem Träger auch in einem langen Berufsleben 

gesunde Füße garantieren. Als Schnittstelle zwischen Fuß und Untergrund 

nimmt das Schuhwerk eine besondere Rolle ein. Der Fuß, welcher einer 

verspannten Gewölbekonstruktion gleicht und deren Pfeiler viskoelastisch 

unterfüttert sind, ist ursprünglich für das Gehen auf natürlichem Untergrund 

(Wiesen- und Waldböden etc.), nicht aber für die heute häufig vorkommenden 

harten Böden (Beton-, Asphalt- und Estrichböden etc.) ausgelegt. Mögliche 

Folgen sind Schäden der Sohlenhaut, der vorzeitige Verschleiß der 

viskoelastischen Polster, das Durchsinken der Gewölbe, das Abknicken der 

Fußachsen sowie Schädigungen der aufsteigenden Gelenk- und 

Wirbelsäulenkette (Diebschlag 1992, Sturm 1994). Die Sohlenkonstruktion 

sollte daher zur Entlastung der körpereigenen Mechanismen die Funktion einer 

zusätzlichen Dämpfung übernehmen und ist daher besonders zu beachten. 

4

Einleitung 

Weitere Kriterien bei der Gestaltung eines nach biomechanisch-physiologischen 

Anforderungen hergestellten Sicherheitsschuhs sind die Passform und das 

Mikroklima. 

a) Sohlenkonstruktion: Ein Sicherheitsschuh besteht im Wesentlichen aus 

einem Schuhoberteil (Schaft) und dem Schuhboden (Sohle). Dieser gliedert 

sich prinzipiell in die Schichten Lauf-, Brand- und Einlegesohle. Die Laufsohle 

ist dabei der äußere Teil des Schuhbodens, der direkt mit dem Boden in 

Kontakt ist. Auf der Laufsohle ist die Brandsohle angebracht, die einen nicht 

herausnehmbaren Teil des Schuhs darstellt. Je nach Modell wird das 

Schuhoberteil in gezwickter oder gestrobelter Form an Brand- und Laufsohle 

befestigt (vgl. Abbildung 1). Die Laufsohlen können je nach Schuhausführung 

ein- oder zweischichtig sein. Letztere haben über einer eher schmalen, 

hochverdichteten Laufsohle (Shore-Härte 2 A ca. 55 - 65) eine 

Dämpfungsschicht, die in der Regel aus weicherem Polyurethan besteht 

(Shore-Härte A ca. 45; „DUO-Sohlen“). Als Einlegesohle bezeichnet man den 

herausnehmbaren oder dauerhaft befestigten Bestandteil eines Schuhs, der die 

Brandsohle ganz oder teilweise bedeckt (DIN EN ISO 20345 2007). 

Aufgrund der industriell harten Böden sollte aus arbeitsmedizinischer Sicht eine 

geeignete Sohlenkonstruktion die Funktion der Belastungsminderung erfüllen. 

Die Materialauswahl für den Schuhboden muss dabei so erfolgen, dass die 

Materialien weder zu hart sind, wodurch kaum eine Verformung auftreten kann, 

noch zu weich sind, dass sie durchgedrückt werden und dadurch letztlich zu 

hart wirken. Idealerweise sollte die Materialqualität den einwirkenden Kräften 

entsprechend angepasst sein, die nach Körpergewicht und Fußzone variieren. 

In Bezug auf das Dämpfungsverhalten des Sohlenmaterials sollte dieses 

ausschließlich in vertikaler Richtung erfolgen, um die Gangstabilität nicht 

negativ zu beeinflussen. Diebschlag empfiehlt hierbei eine Materialkompression 

von bis zu 40 % der Materialausgangsdicke (Diebschlag et al. 1988, Diebschlag 

1992). Darüber hinaus sollte die gesamte Sohlenkonstruktion so längsflexibel 

sein, dass die natürliche Fußdynamik während des Abrollens der Fußsohle 

2 Die Shore-Härte ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe und in der DIN 

53505 verankert. 

5

Einleitung 

erhalten bleibt. Zur Unterstützung eignet sich zusätzlich eine Sohlenrundung 

der Ferse in Längsrichtung sowie eine Sprengung/Spitzenhub am Vorfuß. 

Weiterhin empfiehlt sich ein anatomisch geformtes Fußbett (Kugelferse, 

Innengelenkerhöhung, Mittelfußpelotte). Als unmittelbares Bindeglied zwischen 

Fuß und Schuhsohle kann damit eine Vergrößerung der lastaufnehmenden 

Fläche und damit eine Nivellierung der Druckverteilung erzielt werden 

(Diebschlag 1992, Sturm 1994). 

b) Passform: Bei der Auswahl der Sicherheitsschuhe sollte auf eine hohe 

Passgenauigkeit in Länge und Weite geachtet werden. Falsche Passformen 

können zu Schädigungen des Fußes führen und die entstehenden 

Folgeschäden betreffen auf Dauer den gesamten Bewegungsapparat. Fehlt 

dem schmalen Fuß durch eine zu große Schuhweite der Halt, fällt die Wahl 

häufig auf eine zu kleine Schuhlänge. Das Tragen zu kurzen Schuhwerks führt 

zu einer kontinuierlichen Stauchung der Zehen („Krallenstellung“) und zu einer 

Absenkung des Quergewölbes zwischen dem zweiten und dritten 

Mittelfußknochen (vgl. Abbildung 2). Zusätzlich daraus entstehende 

Fußdeformitäten können der Spreizfuß sowie der Hallux valgus sein (Henkel 

2006). 

Abbildung 2: Schädigung des Vorfußes durch falsches Schuhwerk 

(Herold 2004) 

Ein weiteres Phänomen ungenügender Anpassung ist der Ausgleich der 

erforderlichen Weite über die Schuhlänge. Kann eine unzureichende Weite 

bzw. unzureichender Umfang im Vorfußbereich nicht über ein 

Mehrweitensystem variiert werden, wird dies in der Regel durch weitere 

Längenzugaben kompensiert. Zu große Schuhe können vor allem im 

Fersenbereich keinen Halt gewährleisten, begünstigen das Umknicken, 

6

Einleitung 

beeinträchtigen das Abrollverhalten und bieten keinen ausreichenden 

Zehenschutz durch die zu weit vorne sitzende Schutzkappe (pro Längenzugabe 

ca. 7,5 mm; vgl. Abbildung 3). Für die Gesunderhaltung der Füße ist aber eine 

Passform in richtiger Länge und Weite erforderlich. Um dem Aspekt der hohen 

Passgenauigkeit Rechnung zu tragen, wurde das Schuhgrößensystem 

Mondopoint entwickelt. Die Grundmaße des Mondopoint-Systems sind die 

Länge und die größte Breite des bekleideten Fußes 3 , gemessen in Millimetern. 

Auf Grundlage des Forschungsprojektes Nr. 476 der Bundesanstalt für 

Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin zur Entwicklung eines fußgerechten 

Schuhleistens wurde ermittelt, dass ein Bedarf von 4 Weiten bei einem 

Längensprung von 7,5 mm (R 2 nach DIN 66074-2) vorhanden ist (Fischer & 

Mattil 1986). Die Anprobe eines neuen Sicherheitsschuhes ist aufgrund der 

Zunahme des Fußvolumens im Tagesverlauf möglichst erst nach der Arbeit 

durchzuführen. Im Ballen- und Fersenbereich sollte der Schuh dem Fuß festen 

Halt und im Vorfußbereich genügend Platz unter der Zehenschutzkappe bieten, 

damit eine ungehinderte Beweglichkeit der Zehen gewährleistet ist 

(„Klavierspielen“) (Sturm 1994, HVBG 2007). 

Abbildung 3: Unzureichender Schutz der Zehenknochen durch ungenügenden 

Sitz der Zehenschutzkappe bei falscher Passform (Sturm 2007) 

3 

Die Grundlagen des Mondopoint-Systems sowie die Maße für die Längen- und Weitenstufung 

finden sich in den Normen DIN 66074-1, DIN 66074-2 und DIN 66074-3. 

7

Einleitung 

c) Mikroklima: Wenn es um die Trageakzeptanz von Sicherheitsschuhen geht, 

spielt die Thermophysiologie eine entscheidende Rolle. Das Schuhinnenklima 

sollte im Bereich zwischen 29°C und 32°C liegen. Die Füße produzieren täglich 

bis zu 200 ml Flüssigkeit und diese muss aus dem Schuhinneren 

abtransportiert werden. Kann der Schweiß in Form von Wasserdampf nicht 

entweichen, sind infolge der Feuchtestauung Hautschäden (Aufweichungen, 

Entzündungen, Pilzerkrankungen) zum Teil mit Abschereffekten und 

Blasenbildungen die Konsequenz. Zu feuchte Füße können je nach 

Umgebungstemperatur auch zu stark auskühlen und aufsteigend die 

Durchblutung beinträchtigen bzw. Erkältungen Vorschub leisten. Langfristig 

können sogar Schäden der Kniegelenke, des Ischiasnervs, der Niere und Leber 

hervorgerufen werden (Jäger 2002). 

Um übermäßigem Schwitzen vorzubeugen, bietet sich ein Gesamtkonzept aus 

Schuh, Einlegesohle und Socken an. Solange das Schuhobermaterial nicht 

perforiert werden kann, muss es mit dem Innenfutter harmonieren, so dass 

einerseits von außen möglichst keine Feuchtigkeit eintreten kann und 

andererseits von innen der Fußschweiß durch spezielle Membranen aufgesaugt 

und an das Obermaterial abgegeben wird („Löschblatteffekt“). Nicht nur aus 

Gründen der Fußbettung, sondern auch zur Schweißaufnahme empfiehlt sich 

eine anatomisch geformte, herausnehmbare und eventuell waschbare 

Langeinlage, die den Schweiß zur Brandsohle hin ableitet. Weiterhin sollten 

reine Baumwollsocken durch sogenannte Funktionssocken substituiert werden. 

Diese sind durch eine hohe Atmungsaktivität gekennzeichnet, distanzieren 

Feuchtigkeit von der Haut und können bei Silberfaserzusatz zusätzlich 

antibakteriell wirken (Donner 2006). 

8

1.3 Aktueller Forschungsstand 

1.3.1 Sicherheitsschuhe 

Einleitung 

Tabelle 3 gibt einen Überblick der Literaturrecherche zur Thematik 

Sicherheitsschuhe, die im Folgenden näher erläutert wird. Der Fokus bisheriger 

Studien lag auf der Passform, Dämpfung und Beschwerden verursacht durch 

das Sicherheitsschuhwerk. 

Tabelle 3: Studien mit dem Forschungsschwerpunkt Sicherheitsschuhe 

Autor/en: Titel Jahr 

(Kohortengröße) 

Fischer W., Mattil K.: 

Fußgerechte 

Schuhleisten [�] 

Marr S.J., Quine S.: 

Shoe concerns and 

foot problems [�] 

Akbar-Khanzadeh F.: 

Factors contributing 

[�] 

Wood G. et al.: 

Underground and 

coal miners´ [�] 

Lakemeyer M. et al.: 

Sicherheitsschuhe – 

haben sie ein [�] 

Müller-Lux A. et al.: 

Präventionspotenzial 

von Sicherheitsschuhen 

[�] 

Loch S.: Prävalenz 

von Erkrankungen 

am Bewegungs- 

apparat bei [�] 

Baur H. et al.: 

Plantare 

Druckverteilung und 

muskuläre [�] 

Baur H. et al.: 

Langzeitevaluation 

der plantaren [�] 

Untersuchungsmethodik 

Ergebnis 

1986 (97) Fußvermessung Mangelnde Passform 

1993 (321) Befragung, 

körperliche 

Untersuchung 

Probleme mit 

Sicherheitsschuhen, 

Fußbeschwerden 

1998 (366) Befragung Probleme mit 

Sicherheitsschuhen 


körperliche 

Untersuchung 

Probleme mit 


Fußbeschwerden 



Beschwerden am 

Bewegungsapparat 


körperliche 

Untersuchung 

Probleme mit 








2003 (13) Druckverteilungsmessung, 

EMG 


Befragung 

Reduktion der 

Druckbelastung durch 

Dämpfungsmaterialien 

Reduktion der 



9

Walther M., Grosse 

V.: Vorfußdämpfung 

im Sicherheitsschuh 

[�] 

Hofgärtner C.: 

Evaluierung der 

Fußmaße [�] 

Noll U. et al.: 

Untersuchungen zum 

Boden- [�] 

Kunst T.: 

Präventionspotential 

von Sicherheitsschuhen 

[�] 


Fußvermessung, 

Befragung 

Einleitung 

Mangelnde Passform, 

Reduktion der 



2007 (517) Fußvermessung Ermittlung drei 

typischer Fußformen 


Befragung 


Fußvermessung, 

orthopädische 

Untersuchung 

Reduktion der 



Probleme mit 




Mit dem Ziel, die Passgenauigkeit von Sicherheitsschuhen zu verbessern, 

untersuchten Fischer und Mattil 97 Mitarbeiter eines industriellen 

Großunternehmens. Einschlusskriterium war das Tragen von 

Sicherheitsschuhen der Größe 42. Anschließend wurde die reale Fußlänge 

vermessen. Mit dem Ergebnis, dass es zu einer erheblichen Diskrepanz 

zwischen der Zuordnung der Schuhlänge zur Fußlänge gab: Etwa 33 % der 

Probanden trugen Schuhe, die mindestens eine Schuhlänge größer waren, als 

dies die Fußlänge erfordert hätte. 21 % der Sicherheitsschuhe waren zwei, 

15 % drei und 2 % waren sogar vier Schuhgrößen über der vermessenen 

Fußlänge. Lediglich 24 % der Mitarbeiter besaßen Schuhe, die ihrer 

eigentlichen Fußlänge entsprachen. Ein kleiner Teil (5 %) trug Schuhe, die eine 

Schuhlänge zu kurz waren. Das Ergebnis macht deutlich, dass es bei Fehlen 

von ausreichender Schuhweite zu einem Ausgleich durch die Schuhlänge 

kommt (Fischer & Mattil 1986). 

In der Vergangenheit gab es eine Reihe von Untersuchungen, dessen 

Forschungsschwerpunkt auf dem Sicherheitsschuhwerk und den damit 

verursachten Problemen lag. Im Jahr 1993 befragten Marr und Quine 321 

australische Arbeitnehmer aus fünf verschiedenen Betrieben (Verlag, Flug-, 

Sende-, Transport- und Schwermetallgesellschaft) zu Problemen mit 

Sicherheitsschuhen. Von den befragten Personen berichteten 91 % von 

mindestens einem Fußproblem, wobei 72 % dafür die Sicherheitsschuhe 

10

Einleitung 

verantwortlich machten. Die meist genannten Kritikpunkte waren u. a. Hitze im 

Schuh (65 %), unbewegliche Sohlen (52 %), zu hohes Schuhgewicht (48 %), 

Beschwerden mit der Stahlkappe (47 %) und Einschränkung der 

Bewegungsfreiheit durch die Stahlkappe (44 %). Die Fußuntersuchung ergab 

eine hohe Anzahl an Fußbeschwerden (95 %). Hierzu zählten Druckstellen, 

Schwielen, Entzündungen und Pilzinfektionen (Marr & Quine 1993). 

In einer 1998 durchgeführten Studie von Akbar-Khanzadeh wurden 366 

Raffineriearbeiter zu dem Komfort ihrer Sicherheitskleidung interviewt, wobei 

358 Fragebögen zu der Problematik Sicherheitsschuhe ausgewertet werden 

konnten. 54 % der Probanden beschrieben ihre Sicherheitsschuhe als bequem, 

32 % als akzeptabel und 6 % als unbequem. 8 % machten hierzu keine 

Angaben. Die häufigsten Beschwerden waren zu hohes Schuhgewicht (64 %), 

Aussehen (64 %), mangelnder Tragekomfort (32 %), Hautirritationen (27 %), 

Druckstellen (27 %) und 14 % gaben an, das falsche Schuhmodell zu tragen 

(Akbar-Khanzadeh 1998). 

1999 gab es eine Studie von Wood et al., in der 400 australische Arbeitnehmer 

zu Fuß- und Schuhproblemen befragt wurden. Die Arbeiter trugen 

Sicherheitsstiefel aus Gummi und genannte Probleme waren auch hier Hitze im 

Schuh bzw. Schweißfüße (77 %), Fußbrennen (26,3 %) und Juckreiz (8 %). Die 

Untersuchung der Füße zeigte vorrangig Komplikationen mit Schwielen 

(48,5 %), Hohlfüßen (47,6 %), Plattfüßen (20,8 %) sowie Probleme mit der 

Fußhaut (Wood et al. 1999). 

Drei Jahre später erfolgte von Lakemeyer et al. eine Befragung von 219 

Arbeitnehmern einer mittelständischen Druckerei, mit dem Ziel, 

Zusammenhänge zwischen dem getragenen Schuhwerk und den Beschwerden 

am Bewegungsapparat zu untersuchen. 42,7 % der Befragten gaben Probleme 

beim Tragen von Sicherheitsschuhen an, wobei Druckstellen (36,2 %) und 

Probleme mit der Stahlkappe (23,2 %) zu den häufigsten Antworten zählten. 

Weiterhin wurden Vorerkrankungen und jetzige Beschwerden ermittelt. Die 

jetzigen Beschwerden bezogen sich insbesondere auf Schmerzsymptome, 

wobei die Ursachen mit 37 % vorwiegend in der Tätigkeit (Haltungskonstanz, 

schwere Arbeit) und mit 26 % am Arbeitsplatz (Vibration, Betonfußboden) zu 

11

Einleitung 

finden waren. Der Anteil der Sicherheitsschuhe betrug hierbei 14 % (Lakemeyer 

et al. 2002). 

Die Untersuchungsergebnisse von Müller-Lux et al. im Jahr 2003 belegen, dass 

Beschwerden am Stütz- und Bewegungsapparat häufig subjektiv mit dem 

getragenen Arbeitssicherheitsschuhwerk in Zusammenhang gebracht werden. 

Von den 565 Arbeitnehmern erfüllten 495 Personen das Einschlusskriterium 

(Sicherheitsschuhtragezeit ≥ 3 Monate). 75,2 % der befragten Personen gaben 

Probleme mit ihren Schuhen an, dies waren Schuhinnenfeuchtigkeit (67,1 %), 

unangenehmer Fußgeruch (59,4 %), Druckstellen (34,4 %) und Behinderung 

durch Stahlkappe (14,1 %). Bei Problemen am Bewegungsapparat wurden vor 

allem Wirbelsäulen- (47,1 %), Fuß- (26,3 %) und Knieschmerzen beklagt 

(Müller-Lux et al. 2003). 

Im Jahr 2003 wurde von Loch eine Studie durchgeführt, in der durch Befragung 

von 218 Sicherheitsschuhträgern muskuloskelettale Beschwerden und deren 

subjektive Kausalitätsangaben untersucht wurden. Die Arbeiter waren 

Belastungen wie langes Stehen auf hartem Untergrund und Vibrationen 

ausgesetzt. 47,1 % der Personen klagten über Beschwerden mit ihren 

Schuhen. Genauer differenziert waren dies Druckstellen (25,9 %), Probleme mit 

der Stahlkappe (14,3 %), Hitze im Schuh (14,3 %), Mängel der Schuhqualität 

(11,6 %) und Verschleiß des Schuhwerks (11,6 %). 63,3 % der Probanden 

gaben mindestens eine Beschwerde am Bewegungsapparat an, wovon 

überwiegend die Wirbelsäule (45 %) und die Füße (44 %) betroffen waren. Als 

Hauptursache dieser Beschwerden wurde der Arbeitsplatz (59 %) gesehen und 

an zweiter Stelle mit knapp 18 % die Sicherheitsschuhe (Loch 2003). 

Im gleichen Jahr gab es eine Untersuchung von Baur et al., wobei der 

Schwerpunkt auf den Dämpfungseigenschaften von Sicherheitsschuhen lag. 

Das Ziel war die Ermittlung der optimalen Dämpfung, ohne das muskuläre 

Aktivierungsmuster negativ zu beeinflussen. Getestet wurden fünf 

unterschiedlich gedämpfte Sicherheitsschuhe inklusive einer Barfußmessung. 

Mit Hilfe der plantaren Druckverteilung im Schuh wurden die Parameter 

Maximaldruck und das Druck-Zeit-Integral unter dem Gesamtfuß als auch in 

einzelnen Fußarealen bestimmt. Ferner wurde eine elektromyographische 

Messung an fünf Muskeln der unteren Extremität durchgeführt. Die Schuhe 

12

Einleitung 

unterschieden sich lediglich durch ihre Dämpfungselemente in der 

Zwischensohle (Standard, Fleece, Silikon, weiche Velourslederbrandsohle, 

Plastazote). Die Ergebnisse der Druckmessungen wiesen eine deutliche 

Minderung der Druckbelastung in den Schuhen gegenüber barfuß auf. 

Innerhalb der getesteten Schuhe reduzierte das Dämpfungsmaterial Plastazote 

den Druck gegenüber den Vergleichsschuhen, die sich ansonsten nicht weiter 

voneinander unterschieden. Die Ergebnisse der Elektromyographie zeigten 

keinerlei signifikante Unterschiede zwischen den getesteten Konditionen, was 

darauf schließen lässt, dass durch Optimierung der Dämpfungseigenschaften 

im Schuh der Tragekomfort verbessert werden kann ohne dass hierfür 

muskuläre Mehrarbeit notwendig wäre (Baur et al. 2003) 

Erneut um die Dämpfungseigenschaften von Sicherheitsschuhen ging es in der 

von Baur et al. absolvierten Langzeitstudie im Jahr 2006. Dort testeten 48 

Personen einen Standardsicherheitsschuh und einen Prototypsicherheitsschuh 

über einen Zeitraum von 6 Monaten. Der Prototypschuh unterschied sich vom 

Standardschuh durch eine Plastazote-Schicht in der Zwischensohle und einer 

Langeinlage aus Plastazote (Längsgewölbeanhebung, Rückfußschale). Zu 

Vergleichszwecken wurde auch hier eine Barfußmessung durchgeführt, die 

wiederum zeigte, dass durch beide Schuhe eine Reduzierung der 

Druckbelastung realisiert werden konnte. Im Vergleich beider Schuhe konnte 

die Spitzendruckbelastung im Prototypschuh während der sechsmonatigen 

Tragezeit deutlich verringert werden. Dies bestätigte sich auch in der 

Beurteilung der Schuheigenschaften durch die Träger. Die Untersuchung zeigt, 

dass durch veränderte Schuhkonstruktionen eine verbesserte Dämpfung im 

Schuh akut und dauerhaft zu realisieren ist (Baur et al. 2006). 

Ebenfalls im Jahr 2006 wurde von Walther und Grosse eine Studie 

durchgeführt, in der es um die Dämpfung und Passform bei Sicherheitsschuhen 

ging. Untersuchungsgegenstand waren zwei Sicherheitsschuhmodelle, die 

jeweils in vier Weiten angeboten wurden und sich durch ihre Dämpfung im 

Vorfußbereich unterschieden. Bei dem einen Schuhmodell handelte es sich um 

eine Standardsohlenkonstruktion und in dem anderen Modell war ein spezielles 

Dämpfungselement im Vorfußbereich integriert. Die Passprobe ergab, dass 

65,3 % einen breiten, 26,3 % einen normalen, 7 % einen extra breiten und 

13

Einleitung 

1,4 % einen schmalen Schuh benötigten. Aufgrund dieser Beschuhung im 

Mehrweitensystem trugen anschließend 25 % einen kürzeren, breiteren Schuh 

und 6 % einen längeren, aber schmaleren Schuh. Dies bestätigt wiederum die 

Ergebnisse der Studie von Fischer und Mattil, dass mangelnde Weiten über 

größere Schuhlängen ausgeglichen werden (Fischer & Mattil 1986). Die 

Beurteilung der Schuhe wurde mit Hilfe eines Fragebogens durchgeführt. Im 

Ergebnis wurde der Schuh mit Vorfußdämpfung von 63,8 % der Probanden als 

besser beurteilt. 30,6 % bevorzugten den Schuh mit konventionellem Aufbau 

und 5,6 % konnten keinen Unterschied feststellen. Auffällig war, dass 

besonders Probanden über 40 Jahre den Schuh mit Vorfußdämpfung 

bevorzugten, was mit der Abnahme der körpereigenen 

Dämpfungsmöglichkeiten zu begründen ist. Ein weiterer Aspekt dieser 

Untersuchung war der Vergleich von Dämpfungsmatten und dem Schuh mit 

Vorfußdämpfung. Dabei schätzten 43,2 % den vorfußgedämpften Schuh besser 

als die Matten ein, 38,6 % konnten keinen Unterschied feststellen und 18,2 % 

schätzten die Matte als überlegen ein. Die Ergebnisse der 

Druckverteilungsmessung ergaben eine Reduktion des Spitzendruckes von ca. 

30 %, wobei vor allem die Probanden mit hohen Maximaldruckwerten 

(> 300 kPa/cm²) profitierten (Walther & Grosse 2006). 

Der Aspekt der Passform wurde von Hofgärtner im Jahr 2007 wieder 

aufgegriffen. Dabei wurden durch Laserscannung über 1000 Füße im 

Zusammenhang mit Größe und Gewicht von Mitarbeitern der Automobil- und 

Stahlindustrie vermessen. Ein Resultat dieser Studie war, dass anhand der 

Daten drei unterschiedliche Fußformen abgeleitet werden konnten. Diese 

unterschieden sich nicht nur in Länge und Weite des Gesamtfußes, sondern 

auch in der Zehenlänge, der Fersenweite sowie die Winkelstellung des 

Fußballens (Hofgärtner 2007). 

Eine eigene Untersuchung im Jahr 2008 verglich das Gehen in drei 

verschiedenen Sicherheitsschuhen auf Beton und einer Arbeitsplatzmatte. Die 

eingebauten Dämpfungselemente konnte in allen Schuhen durch eine 

Reduzierung der Druckbelastung nachgewiesen werden, jedoch zeigten sich 

Unterschiede abhängig von der Verbauweise der Elemente. Der Schuh mit dem 

14

Einleitung 

Dämpfungselement in der Innensohle (Vor- und Rückfußbereich) zeigte hierbei 

die größte Belastungsminderung (Noll et al. 2008). 

Eine umfangreiche Studie von Kunst zur Thematik Fußschutz endete im Jahr 

2008. Hierbei wurden 579 Mitarbeiter aus sechs unterschiedlichen Firmen zu 

ihren Sicherheitsschuhen befragt. Des Weiteren erfolgten eine orthopädische 

Untersuchung sowie die Vermessung der Füße mittels Fuß-Scan-System. Die 

Ergebnisse der Befragung zeigten, dass 46,8 % der Befragten Probleme mit 

den verwendeten Sicherheitsschuhen hatten. Im Speziellen waren dies 

Feuchtigkeit im Innenraum (66,3 %), Fußgeruch (58,5 %), 

Beschwerdezunahme mit steigender Tragzeit (46,8 %) und Druckstellen 

(33,1 %). Aufgrund der ersten Erhebung bekam jeder Proband ein mit seinen 

persönlichen Fußdaten gespeicherten Schuhpass sowie neue, angepasste 

Sicherheitsschuhe. In der darauffolgenden Phase erfolgte eine erneute 

Befragung nach einer Tragezeit des angepassten Schuhwerks von mindestens 

6 Monaten. Diese zeigte insgesamt eine Reduktion der in der Erstbefragung 

genannten Probleme, wobei diese unterschiedlich hoch ausfielen. Lediglich für 

die Beschwerdezunahme mit Verlängerung der Tragezeit konnte keine 

auffällige Verbesserung erreicht werden (Kunst, in Bearbeitung). 

1.3.2 Schuhe und ihre Wirkung auf den Stütz- und Bewegungsapparat 

In mehreren Studien wurde der Zusammenhang zwischen getragenem 

Schuhwerk und dem darüber liegenden Stütz- und Bewegungsapparat 

untersucht. Die nachfolgende Tabelle 4 gibt eine Auswahl über die für diese 

Untersuchung relevanten Arbeiten. 

15

Tabelle 4: Studien zum Einfluss von Schuhen auf den Stütz- und 


Autor/en: Titel Jahr 

(Kohortengröße) 

Bergmann G. et al.: 

Influence of shoes 

and heel strike [�] 

Rozema A. et al.: Inshoe 

plantar 

pressure during [�] 

Lee C. et al.: 

Biomechanical 

effects of wearing [..] 

Hardin E. et al.: 

Kinematic adaptions 

during running [�] 

Long J.T. et al.: 

Biomechanics of the 

Double Rocker [�] 

Myers K.A. et al.: 

Biomechanical 

implications of [�] 

Shakoor N., Block 

J.A.: Walking barefoot 

decreases [�] 

Nigg B. et al.: Effect 

of unstable shoe 

construction on lower 

extremity gait [�] 

Romkes J. et al.: 

Changes in gait and 

EMG when [�] 

Stewart L. et al.: Inshoe 

pressure 

distribution in [�] 

New P., Pearce J.: 

The effects of Masai 

Barefoot [�] 

Untersuchungsmethodik 

1995 (1) Hüftimplantat mit 

dreidimensionaler 

Kräftemessung 

1996 (12) Druckverteilungsmessung 

2001 (5) Körperwinkelmessung, 

EMG 

2004 (12) Körperwinkelmessung 





EMG, 

Vibrationen, 

Sauerstoffaufnahme, 

Kinetik 


EMG 

2007 (10) Druckverteilungsmessung 


Ergebnis 

Einleitung 

Geringste 

Hüftgelenksbelastung 

barfuß, Gangstabilität 

entscheidend 

Drücke bei Aktivitäten 

des täglichen Lebens 

teilweise höher 

Absatzschuhe 

beeinflussen 

Körperhaltung negativ 

Änderung des 

Sprunggelenkwinkels 

Änderung des Becken- 

, Hüft-, Knie- und 


Änderung des Becken- 

, Hüft-, Knie- und 


Belastungsreduzierung 

im Barfußgang 

Änderung des 

Sprunggelenkwinkels, 

Belastungsreduzierung 

in Knie- und 

Hüftgelenk 

Änderung des 


Verlagerung der 

Druckbelastung 

Änderung der 

Oberkörperhaltung 

16

Einleitung 

Im Jahr 1995 wurde eine Studie von Bergmann et al. veröffentlicht, bei der 

Kräfte in implantierten Hüftgelenken aufgrund eines Dehnungsmessstreifen und 

entsprechender Messtechnik im Hüftimplantat aufgezeichnet werden konnten. 

Hintergrund war es, die Beanspruchung und den Verschleiß einer Hüftprothese 

durch unterschiedliches Schuhwerk zu erforschen. Untersucht wurden 14 Paar 

Schuhe, darunter 8 Sportschuhe, 2 Wanderschuhe, 2 Lederschuhe, 2 Clogs 

und eine Barfußmessung. Hierbei konnte im Barfußgang die geringste 

Belastung während des Gehens und Joggens nachgewiesen werden. Durch 

alle Schuhkonditionen stieg die Belastung gleich an und es gab keine 

Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen. Lediglich Schuhe mit sehr 

harten Laufsohlen erwiesen sich als nachteilig. Maßgeblichen Einfluss auf eine 

Belastungsreduzierung hätte die Gangstabilität und sie sei als Kriterium für die 

Auswahl von Schuhen entscheidend (Bergmann et al. 1995). 

1996 untersuchten Rozema et al. die Höhe und Verteilung des Fußdrucks bei 

verschiedenen Aktivitäten des täglichen Lebens. Der 

Untersuchungsgegenstand war ein Lederschuh und die Probanden absolvierten 

verschiedene Aufgaben wie Stehen, schnelles und langsames Gehen, im Kreis 

gehen, Treppenauf- und absteigen und Aufstehen aus dem Sitz. Bis auf das 

Aufstehen aus dem Sitz waren die Drücke gegenüber dem einfachen 

Geradeaus gehen, wie es bei einer Gangmessung unter Laborbedingungen 

üblich ist, deutlich höher (Rozema et al. 1996). 

Mit dem Effekt von Absatzschuhen auf die Körperhaltung beschäftigten sich im 

Jahr 2001 eine Forschergruppe um Lee et al. Hierbei konnte mit zunehmender 

Absatzhöhe eine abnehmende Flexion der Lendenwirbelsäule, eine Zunahme 

der Muskelaktivität in diesem Bereich sowie eine ansteigende 

Vertikalbewegung des Körperschwerpunktes nachgewiesen werden. Dies führe 

zu einer instabileren Körperhaltung und weiterhin zu einer Erhöhung der 

Kompressionskräfte in der Lendenwirbelsäule (Lee et al. 2001). 

In einer Studie von Hardin et al. im Jahr 2004 ging es unter anderem darum, 

wie sich die Bewegungen von Läufern durch bspw. Variation der 

Mittelsohlenhärte der Laufschuhe verändert. Die Ergebnisse zeigten, dass 

lediglich das Sprunggelenk durch eine höhere Mittelsohlenhärte beeinflusst 

wurde, indem die Winkelbeugegeschwindigkeit im härteren Schuh deutlich 

17

Einleitung 

höher war. In Hüft- und Kniegelenk konnte durch Modifizierung der Schuhsohle 

keine Änderung festgestellt werden (Hardin et al. 2004). 

Untersuchungsgegenstand der von Long et al. im Jahr 2004 durchgeführten 

Studie waren Schuhe mit einer besonderen Sohlenkonstruktion („Rocker 

Sohle“), welche bei verschiedenen Krankheitsbildern eingesetzt werden (z. B. 

Polyneuropathie). Die Sohle soll aufgrund ihrer Bauweise zu einer aktiven 

Abrollbewegung beitragen („rocking“). Diese Schuhe gibt es in verschiedenen 

Ausführungen, wobei in dieser Studie die Laufsohlen im Fersen- und 

Zehenbereich stark abgeschrägt waren und im Mittelfußbereich eine Wölbung 

aufwiesen. Hierdurch kam es im Vergleich zu Schuhen mit geraden Sohlen zu 

einer Änderung im Bereich des Beckens, Hüfte, Knie und Sprunggelenk (Long 

et al. 2004). Gleiches bestätigten Myers et al. mit einem ähnlich gebauten 

Schuh, wobei dieser keine Wölbung im Mittelfußbereich besaß, sondern die 

Sohlenhöhe im Fersenbereich der im Vorfußbereich entsprach (Myers et al. 

2006). 

Shakoor und Block verglichen im Jahr 2006 die Körperwinkel der unteren 

Extremitäten im Barfußgang und im Gehen mit normalen Schuhen. Dabei zeigte 

sich, dass durch das Gehen mit Schuhen die Schrittlänge zunahm und somit 

der Bewegungsumfang im Knie-, Hüft- und Sprunggelenkbereich anstieg. 

Weiterhin konnten durch biomechanische Modellierungen erhöhte Belastungen 

im Knie- und Hüftgelenk durch das Gehen mit Schuhen nachgewiesen werden 

(Shakoor & Block 2006). 

In einer umfassenden Studie von Nigg et al. im Jahr 2006 wurde die 

Wirkungsweise eines Schuhs untersucht, der aufgrund seiner abgerundeten 

Sohle für Instabilität und damit zu einer erhöhten Muskelaktivität führen soll 

(Masai Barfuß Technologie® = MBT). Die Ergebnisse zeigten, dass während 

der Stehaufgabe die Auslenkung des Druckschwerpunktes und Aktivität 

verschiedener Muskelgruppen im Vergleich zu einem normalen Schuh größer 

waren. Im Gehen führte die Sohlenkonstruktion zu einem veränderten Auftritt 

und somit einer Änderung des Sprunggelenkwinkels. Weitere Effekte waren 

u. a. ein erhöhter Sauerstoffverbrauch sowie eine über biomechanische 

Modellierung abgeschätzte Belastungsreduzierung im Hüft- und Kniegelenk 

(Nigg et al. 2006a). 

18

Einleitung 

Eine weitere Studie im Jahr 2006 beschäftigte sich mit dem Schuh mit der 

abgerundeten Laufsohle, der Masai Barfuß Technologie®. Die Untersuchungen 

von Romkes et al. zeigen ebenfalls deutliche Änderungen im Sprunggelenk im 

Vergleich zum Gehen in Normalschuhen. Die Dorsalflexion beim Auftritt nimmt 

zu ebenso wie die Muskelaktivität im Schienbein- und Wadenmuskel. Weitere 

Ergebnisse waren die Abnahme der Schrittlänge und damit verbunden ein 

kleinerer Bewegungsumfang der Knie- und Hüftgelenke (Romkes et al. 2006). 

Im Jahr 2007 untersuchten Stewart et al. die Druckverteilung im Stehen und 

Gehen mit der Masai Barfuß Technologie®. Hierbei zeigte sich eine 

Verlagerung der plantaren Druckbelastung in den Zehenbereich zu Gunsten 

einer Druckreduzierung im Fersen- und Mittelfußbereich (Stewart et al. 2007). 

Im gleichen Jahr gab es eine weitere Studie zur Masai Barfuß Technologie®. 

Im Fokus von New und Pearce standen die Körperhaltung beim Gehen und 

Stehen in Abhängigkeit vom Schuhwerk. Durch das Gehen mit der 

abgerundeten Sohle kam es wie bei Romkes et al. und Nigg et al. zu einer 

Zunahme des Bewegungsumfang des Sprunggelenks (Romkes et al. 2006, 

Nigg et al. 2006a). Ein weiteres Ergebnis zeigte sich im Bereich des 

Oberkörpers. Hier war im Gang der Neigungswinkel beim Fersenauftritt 

geringer als in Normalschuhen (New & Pearce 2007). 

1.4 Fragestellung und Zielsetzung 

Obgleich die körperliche Belastung für viele Arbeitnehmer durch eine 

Verbesserung der Arbeitsplatzbedingungen reduziert werden konnte, spielen 

Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparates weiterhin eine enorme 

Rolle im gesundheitlichen Arbeitnehmerschutz. In Hinblick auf die fortwährende 

Häufigkeit von Muskel-Skelett-Erkrankungen stellt sich die Frage, ob das 

Sicherheitsschuhwerk hierfür einen Risikofaktor darstellt und durch geeignete 

Schuhe die individuelle Beanspruchung minimiert werden kann. Der präventive 

Aspekt bei Sicherheitsschuhen bezieht sich gemäß der gesetzlichen Normung 

vorrangig auf die Vermeidung von Gesundheitsschäden durch akute 

Arbeitsunfälle und weniger auf den Fokus des nachhaltigen 

Gesundheitsschutzes. Ebenso besteht aber die Forderung, die Gesundheit trotz 

19

Einleitung 

langjähriger Belastungen im Arbeitsleben, wie stehende und gehende 

Tätigkeiten auf harten Böden, zu erhalten. 

Bisherige Untersuchungen zum Forschungsschwerpunkt Sicherheitsschuhwerk 

wiesen verschiedene Messmethoden auf. In der Mehrzahl der Studien wurden 

relevante Zielgruppen zu ihren Sicherheitsschuhen und dem damit 

verbundenen Tragekomfort befragt. Um neben der subjektiven Beurteilung eine 

objektive Bewertung zu erhalten, wurde zur Ermittlung der plantaren 

Beanspruchung die Druckverteilungsmessung angewendet. Diese Methode 

findet häufig Anwendung in der Diabetesforschung und durch sie lassen sich 

quantitative Aussagen über Belastungen an der Schnittstelle zwischen Fuß und 

Schuh sowie Fuß und Untergrund treffen. Dennoch gibt es bis heute keine 

individuell anwendbaren Grenzwerte und es ist fraglich, inwieweit man anhand 

ermittelter Belastungen am Fuß auf Belastungen des gesamten Stütz- und 

Bewegungsapparates schlussfolgern kann. Weitere angewandte Messverfahren 

sind die Erfassung muskulärer Aktivität mittels Elektromyographie (EMG), 

Messung der Herzschlagfrequenz, Hauttemperatur und der Körpergelenkwinkel 

(Goniometrie). Der Nachteil der auf Messtechnik basierender Studien besteht 

darin, dass sie aufgrund der Messapparatur bisher in einem standardisierten 

Umfeld (Labor) durchgeführt werden müssen und somit die Frage aufwerfen, 

inwieweit die Ergebnisse in das reale Arbeitsumfeld übertragbar sind. 

Beschwerden am Stütz- und Bewegungsapparat sind durch das 

Zusammenwirken verschiedener Risikofaktoren bedingt. Inwieweit das 

getragene Sicherheitsschuhwerk an der Entstehung von Gesundheitsstörungen 

am Muskel-Skelett-System beteiligt und als präventive Maßnahme zu deren 

Minderung einsetzbar ist, bleibt offen. Aufgrund fehlender Kenntnis über den 

Zusammenhang zwischen Sicherheitsschuhen und Belastungen am Muskel- 

Skelett-System besteht dringender Forschungsbedarf. Ziel dieser Studie ist es 

daher, den Einfluss unterschiedlicher Sicherheitsschuhe auf den darüber 

liegenden Stütz- und Bewegungsapparat unter realen Arbeitsbedingungen bei 

gleichzeitigem Einsatz von Messtechnik zu untersuchen und die Frage zu 

klären, welche Modelle möglicherweise zu einer Reduktion der Belastung 

beitragen. 

20

Einleitung 

Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit sollen folgende Fragestellungen überprüft 

werden: 

F1: Können verschiedene Sicherheitsschuhe die Körperhaltung und die 

plantare Druckverteilung beeinflussen? 

F2: Lassen die Ergebnisse einer standardisierten Gangmessung Rückschlüsse 

auf Messungen unter realen Arbeitsbedingungen zu? 

F3: Wie beurteilen die Sicherheitsschuhträger die verschiedenen Schuhe? 

F4: Welche Konstruktionsmerkmale können zu einer Reduktion der Belastung 

des Stütz- und Bewegungsapparates und einem hohen Tragekomfort führen? 

Hieraus ableitbare Erkenntnisse spielen eine wichtige Rolle für: 

• die optimale Gestaltung von Sicherheitsschuhen, 

• die Frage, ob Sicherheitsschuhe zu den Risikofaktoren für Muskel- 

Skelett-Erkrankungen zählen und 

• die mögliche Eignung von Sicherheitsschuhen als dauerhaft präventives 

Instrument zur Vermeidung von Beschwerden am Bewegungsapparat. 

21

2 Material und Methoden 

2.1 Untersuchungsbeschreibung 

Material und Methoden 

Im Rahmen dieser Querschnittsstudie wurden 40 Mitarbeiter aus der 

Automobilfertigung mit drei verschiedenen Sicherheitsschuhmodellen 

untersucht. Zur Überprüfung der in Kapitel 1.2.2 aufgeführten Kriterien wurde 

hinsichtlich der Untersuchungsmethodik ein ganzheitlicher Ansatz aus 

messtechnischer Analyse und Abfrage des subjektiven Empfindens (Befragung) 

gewählt. 

Um Vergleiche mit bisherigen Studien zum Einfluss des Schuhwerkes auf den 

Bewegungsapparat zu führen, wurde die messtechnische Analyse zunächst 

unter standardisierten Versuchsbedingungen (Gangmessung) durchgeführt. 

Des Weiteren erfolgten dann Messungen unter realen Bedingungen an zwei 

verschiedenen Arbeitsplätzen. Der Vorteil solcher Feldmessungen liegt in der 

Aufnahme der tatsächlich auftretenden Belastungen während des 

Arbeitsablaufes. Nachteilig wirken sich jedoch die aufgrund ihrer hohen 

Komplexität nicht zu standardisierenden Einzeltätigkeiten aus. 

Befragung (n=40) 

40 Mitarbeiter 

Karosseriebau/Lack 

Standardisierte 

Gangmessung 

Messtechnische 

Analyse (n=20) 

Abbildung 4: Konzeption der Untersuchung 

Messung am 

Arbeitsplatz 

Anlagenführer (n=10) 

KTL-Spengler (n=10) 

22

2.2 Untersuchungsstichprobe 


Das gesamte Studienkollektiv rekrutierte sich aus 40 Mitarbeitern der 

Automobilfertigung, welche ihre Arbeit überwiegend stehend und gehend 

verrichteten (vgl. Tabelle 5). Alle Probanden hatten symptomfreie Füße und 

wiesen ab 6 Monate vor Studienbeginn keine Beschwerden und Verletzungen 

der unteren Extremitäten oder des Rückens auf. 

Tabelle 5: Anthropometrische Daten aller Probanden ± Standardabweichung 

Anzahl 

Alter 

[Jahre] 

Größe [cm] 

Gewicht 

[kg] 

BMI 

[kg/m²] 

Schuhgröße 

40 35,8 ± 6,6 178,2 ± 6,3 82,8 ± 11,4 26,0 ± 2,6 42,9 ± 1,7 

Eine subjektive Bewertung der Sicherheitsschuhe wurde von allen Probanden 

aufgenommen. Hierbei wurden die Mitarbeiter so ausgewählt, dass ein breites 

Spektrum an verschiedenen Tätigkeiten gegeben war. Grundsätzlich ließen sich 

die untersuchten Arbeitsplätze in drei Gruppen gliedern: 

• Qualitätskontrolleure (n=8) 

• Anlagenführer (n=19) 

• KTL-Spengler 4 (n=13) 

Die Arbeitsaufgabe der Qualitätskontrolleure besteht hauptsächlich in der 

Beaufsichtigung diverser, räumlich verteilter Anlagen. Demnach ist mit dieser 

Tätigkeit ein sehr hoher Laufaufwand verbunden. Für die messtechnische 

Analyse wurde eine Teilstichprobe von 20 Mitarbeitern 5 definiert, die sich in 10 

Anlagenführer und 10 KTL-Spengler unterteilte. Eine detaillierte Beschreibung 

der messtechnisch untersuchten Arbeitsplatzgruppen geben Tabelle 6, 

Abbildung 5 sowie Tabelle 7 und Abbildung 6. 

4 Spengler (bes. südd., österr., schweiz.) = Klempner, Blechbearbeiter 

5 Grundlage hierfür bildet die Stichprobenkalkulation mittels des Statistikprogramms nQuery 

Advisor® 4.0: So kann bei einer Stichprobengröße von 20 eine ANOVA-Analyse mit 

Messwiederholung bei einem Signifikanzlevel von 0,05 einen Mittelwertsunterschied des 

Parameters Maximaldruck unter dem Gesamtfuß [N/cm²] zwischen den drei Levels mit einer 

Effektgröße = 0,29 (Varianz der Mittelwerte = 57,56; Standardabweichung = 20,0; Korrelation 

zwischen den Levels = 0,5) mit einer Power = 95% entdecken. Die Annahmen beruhen auf 

Ergebnissen vorausgegangener eigener Untersuchungen (Noll et al. 2008). 

23


Tabelle 6: Anthropometrische Daten der Anlagenführer ± Standardabweichung 

Anzahl 

Alter 

[Jahre] 

Größe [cm] 

Gewicht 

[kg] 

BMI 

[kg/m²] 

Schuhgröße 

10 37,8 ± 8,3 178,7 ± 3,7 85,3 ± 7,8 26,7 ± 2,4 42,9 ± 0,6 

Die von den Anlagenführern durchgeführte Tätigkeit beinhaltet in der Regel 

folgende Schritte: 

1. Aufnahme des Einzelteils aus einem Behälter bzw. Regalwagen 

2. Transport des Einzelteils zum Einlegebereich bzw. Werkzeug 

3. Einlegen des Einzelteils in die in der Anlage befindlichen Vorrichtung 

4. Freigabe des Fertigungsprozesses durch Knopfdruck 

5. Entnehmen der Baugruppe 

6. Ablegen in Behälter für Baugruppe 

7. Gehen zum Einzelteilebehälter 

Gruppe 1: Anlagenführer 

Anlagenführer bedienen und bestücken Produktionsmaschinen zum 

Zusammenfügen von Baugruppen der Automobilkarosse. Für die Wartung der 

Maschinen sind sie ebenfalls verantwortlich. Primär stehen die Mitarbeiter oder 

laufen auf kurzen Distanzen. 

Abbildung 5: Arbeitsplatzbeschreibung der Anlagenführer 

Tabelle 7: Arbeitsplatzbeschreibung und anthropometrische Daten der KTL- 

Spengler ± Standardabweichung 

Anzahl 

Alter 

[Jahre] 

Größe [cm] 

Gewicht 

[kg] 

BMI 

[kg/m²] 

Schuhgröße 

10 31,9 ± 4,7 177,2 ± 4,5 76,3 ± 4,5 24,3 ± 1,6 42,7 ± 1,3 

24


Die KTL-Spengler führen im Allgemeinen folgende Arbeitsschritte durch: 

1. Herumgehen um die Karosserie und dabei visuelle und manuelle 

Überprüfung der Karosserie auf Abweichungen 

2. Gegebenenfalls Vornahme von Ausbesserungen 

3. Nach beendeter Bearbeitung Freigabe der Karosserie durch Knopfdruck 

4. Warten auf nächste Karosserie in zumeist stehender oder ggf. sitzender 

Haltung 

Gruppe 2: KTL-Spengler 

Nach der kathodischen Tauchlackierung (KTL) überprüfen die KTL-Spengler in 

speziell ausgeleuchteten Kabinen die Oberfläche jeder Karosserie auf 

Abweichungen, welche dann sofort beseitigt werden. 

Gearbeitet wird hauptsächlich im Stehen. Ergonomische Hubtische unterstützen 

die Arbeiter um Fehlhaltungen zu vermeiden. 

Abbildung 6: Arbeitsplatzbeschreibung der KTL-Spengler 

2.3 Untersuchungsgegenstand 

Die in dieser Studie verwendeten Sicherheitsschuhe erfüllten alle die 

Anforderungen der DIN EN ISO 20345. Sie stammten von drei verschiedenen 

Schuhherstellern und unterschieden sich hinsichtlich ihrer baulichen Merkmale, 

Anschaffungskosten und der Gestaltung nach ergonomischen Erkenntnissen. 

Die Ausgabe der Testschuhe erfolgte nach vorausgegangener Passprobe in 

randomisierter Reihenfolge und die Messungen wurden nach einer Tragezeit 

von mindestens 10 Arbeitstagen vorgenommen. In Tabelle 8 sind die 

Eigenschaften der Sicherheitsschuhe zusammenfassend dargestellt. 

25

Tabelle 8: Übersicht der untersuchten Sicherheitsschuhe 


Merkmale Schuh 1 Schuh 2 Schuh 3 

Sicherheitsklasse S1 S1 S2 

Zehenschutzkappe Stahl Aluminium Stahl 

Gewicht (pro 

530 g 630 g 720 g 

Schuh, Größe 43) 

Mehrweitensystem nein ja nein 

Dämpfung gering Vorfuß, Ferse Ferse 

Fußbettung/ 

Einlegesohle 

Laufsohle 

Ergonomische 

Besonderheiten 

nein ja ja 

PUR 

(Polyurethan) 

keine 

TPU 

(Thermoplastisches 

Polyurethan) 

Fersendämpfung 

(gewichtsabhängig, 

austauschbar) 

PUR/TPU 

Sohlenkonstruktion 

(Fersentaster, 

Anrollrampe, 

Kippkante) 

Preis 15 EUR 60 EUR 230 EUR 

Das Schuhmodell 1 ist im unteren Preissegment angesiedelt und erfüllt 

hinsichtlich ergonomischer Gestaltungsprinzipien nur wenige Merkmale, wie 

beispielsweise ein geringes Gewicht. Die Funktion der Dämpfung übernimmt 

die zweischichtige PUR-Sohle. 

Abbildung 7: Sicherheitsschuh 1 

Um der großen Vielfalt an individuellen Fußformen gerecht zu werden, wird das 

Schuhmodell 2 in vier verschiedenen Weiten angeboten. Die spezifische 

Fußlänge und Weite kann im Vorfeld durch ein so genanntes 

Messschalensystem näherungsweise ermittelt werden. Die Dämpfung wird im 

Fersenbereich durch auswechselbare, gewichtsabhängige Module realisiert und 

26


im Vorfuß (Ballen- und Zehenbereich) durch ein spezielles Dämpfungselement 

unterhalb der Brandsohle. 


Der Sicherheitsschuh 3 ist durch seine besondere Sohlenkonstruktion 

gekennzeichnet. Diese führt im Stehen zu einer natürlichen Instabilität unter 

den Füßen, auf die der gesamte Körper automatisch mit kleinen 

Ausgleichsbewegungen reagiert und damit einer rein statischen Körperhaltung 

entgegenwirken soll. Weiterhin soll nach Angaben des Herstellers das Gehen 

auf weichen, unebenen Untergründen imitiert und die Muskulatur als aktiver 

Stoßdämpfer eingesetzt werden. Die Wahl fiel aufgrund des andersartigen 

Bewegungskonzeptes auf diesen Schuh, da er die Belastungen auf den 

Bewegungsapparat sowohl beim Gehen als auch beim Stehen durch ein mehr 

dynamisches Gehen und Stehen vermindern soll. 


27

2.4 Messtechnische Analyse 

2.4.1 Versuchsablauf Gangmessung 


Der Versuchsablauf der Gangmessung beinhaltete das Gehen auf ebenem 

Untergrund, wobei zentrale Überlegungen die Teststrecke und die 

Ganggeschwindigkeit betrafen. Die Teststrecke musste lang genug sein, um 

mehrere Doppelschritte des Probanden in seinem gewohnten Gangtempo 

messen zu können. Hierbei sind drei wesentliche Phasen zu beachten: die 

Initialisierung des Ganges, die Analysedistanz und das Auslaufen. Zur 

Erreichung einer konstanten Geschwindigkeit sind mindestens drei Schritte 

notwendig (Miller & Verstraete 1996). Um eine gleichmäßige Geschwindigkeit 

über die Analysedistanz zu ermöglichen, sollte weiterhin eine entsprechende 

Auslaufstrecke eingeplant werden. Daraus ergab sich für diese Studie eine 

Länge von mindestens 10 Metern (vgl. Abbildung 10). Diese Distanz stellte 

einen sinnvollen Kompromiss zwischen Raumangebot, Ausdauer der 

Probanden und Datenbedarf dar (Perry 2003). Die Beschaffenheit des Bodens 

war Industriebeton (Magnesitestrich), wie er für Arbeitsplätze in der 

Automobilindustrie charakteristisch ist. 

Abbildung 10: Gehstrecke zur Gangaufzeichnung (Gesamtlänge 10 m, 

Datenaufzeichnung in den mittleren 6 m) (Perry 2003) 

In vorausgegangenen Studien konnten hinsichtlich der Ganggeschwindigkeit 

und der in dieser Studie untersuchten Messvariablen enge Zusammenhänge 

nachgewiesen werden (Hegewald 2000). Aus Gründen der Einheitlichkeit und 

Vergleichbarkeit sah das Versuchsprotokoll daher das Ablaufen der Teststrecke 

28


mit einer definierten Geschwindigkeit von 5 km/h 6 vor. Das Einhalten der 

Geschwindigkeit wurde durch das Mitlaufen eines Versuchsleiters mit 

Metronom neben dem Probanden realisiert. 

2.4.2 Versuchsablauf Arbeitsplatzmessung 

Die Messdauer wurde so geplant, dass von einer repräsentativen Abbildung der 

durchschnittlich auftretenden Arbeitsabläufe und Arbeitsbelastungen 

ausgegangen werden konnte und eine Berücksichtigung der 

produktionsbedingten sowie organisatorischen Schwankungen erfolgte. Die 

Abfolge eines kompletten Tätigkeitszyklus („Takt“) betrug bei den 

Anlagenführern in der Regel 60 Sekunden und bei den KTL-Spenglern je nach 

Bearbeitungsaufwand zwischen 80 und 100 Sekunden. Die Überprüfung der 

Vormessungen zeigte, dass es sinnvoll ist, aus einer Gesamtmesszeit von 30 

bis 60 Minuten (Bruttomessdauer) ein Intervall von 20 Minuten 

(Nettomessdauer) für die Auswertung zu extrahieren. In dieser Zeit wurden die 

für diesen Arbeitsplatz charakteristischen, ständig wiederkehrenden Tätigkeiten 

erfasst und atypische Tätigkeiten (z. B. Überprüfung der Anlage bei Störung, 

Gespräch mit Kollegen etc.) herausgefiltert. Der gesamte Messaufwand ist in 

Abbildung 11 dargestellt. 

Abbildung 11: Versuchsablauf Arbeitsplatzmessung 

6 Die normale freie Ganggeschwindigkeit auf ebenen Untergrund beträgt beim Erwachsenen 

durchschnittlich 82 m/min (entspricht 1,36 m/s bzw. 4,92 km/h) (Perry 2003). Dieser Wert wurde 

für Studien im Ganglabor (Murray et al. 1964, Murray et al. 1970, Waters et al. 1988) als auch 

bei verdeckten Beobachtungen von Fußgängern bestätigt (Drillis 1958, Finley & Cody 1970). 

29

2.4.3 Messtechnik 


Zur Erfassung und Bewertung der Messvariablen wurde das im Institut für 

Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) entwickelte 

CUELA-Messsystem (Computer-Unterstützte Erfassung und Langzeit-Analyse 

von Belastungen des Muskel-Skelett-Systems) eingesetzt. Das 

personengebundene Messsystem beruht auf dem Einsatz moderner Sensorik, 

die es ermöglicht, sowohl Bewegungen der oberen und unteren Extremitäten 

als auch Fußdruckverteilungen zu erfassen. Die Aufnahme der Körper- und 

Gelenkbewegungen wurde mit einer Abtastfrequenz von 50 Hz vorgenommen. 

Das Ablegen der Messdaten erfolgte auf einer tragbaren Speichereinheit 

(Datenlogger), welche anschließend zur Weiterverarbeitung am PC ausgelesen 

werden konnten. Das System arbeitete darüber hinaus batteriebetrieben, so 

dass eine ortsungebundene Erfassung der Messdaten unter realen 

Arbeitsbedingungen gewährleistet war (Ellegast & Herrmanns 2006). 

Das CUELA-Messsystem wurde über die Arbeitskleidung der Probanden 

angebracht und die Messsohlen zur Erfassung der Fußdrücke in die 

Sicherheitsschuhe eingelegt. Der Aufbau sowie die Anbringung des Systems 

durch mechanische Bauteile, Gurte und Bänder sind in Abbildung 12 

dargestellt. 

Abbildung 12: Prinzipieller Aufbau und Anbringung des CUELA-Messsystems 

(Ellegast et al. 2009) 

30

Körperwinkel bzw. Körperhaltung: 


Die Flexionswinkel der Knie- und Hüftgelenke wurde in der Sagittalebene 

erfasst. Dabei erfolgte die Messung durch Potentiometer, welche neben den 

Gelenken in Verlängerung der Drehachse befestigt waren (vgl. Abbildung 12 

rechtes Bild). 

Die Flexion und Extension des Oberkörpers wurde mithilfe von Gyroskopen und 

Inklinometern untersucht. Dabei erfolgte die Bewegungsmessung im 

Lendenwirbel- und Brustwirbelbereich. Die Oberkörperneigung wurde ebenfalls 

in der Sagittalebene gemessen (vgl. Abbildung 12 mittleres Bild). 

Plantare Druckverteilung: 

Die Aufnahme der plantaren Druckverteilung erfolgte mithilfe von Messsohlen 

aus dem Parotec-System ® der Firma Paromed 7 . Das System basiert auf einem 

Hydrozellen-Sensorsystem. 24 Hydrozellen mit piezoresistiver Drucksensorik 

waren jeweils in die Messsohle integriert (vgl. Abbildung 13). 

Abbildung 13: Drucksensitive Einlegesohle zur Messung der plantaren 

Druckverteilung 

2.4.4 Messparameter 

Die messtechnische Analyse diente der Erfassung und Beurteilung folgender 

Variablen: 

• Körperwinkel bzw. Körperhaltung 

• Plantare Druckverteilung 

7 Paromed Medizintechnik GmbH, Neubeuern; www.paromed.de 

31


Im Rahmen dieser Studie wurde die Körperhaltung hinsichtlich 

Oberkörperneigung, Hüft- und Kniegelenk untersucht. Die Körperwinkel werden 

in der Einheit Grad (°) dargestellt. Die nachstehende Tabelle und Abbildungen 

geben eine detaillierte Beschreibung der Parameter. 

Tabelle 9: Messparameter Körperwinkel/-haltung 

Parameter Beschreibung 

Mittlerer Neigungswinkel der Lenden- und 

Oberkörperneigungswinkel Brustwirbelsäule: (LWS + BWS)/2 

(vgl. Abbildung 14) 

Hüftwinkel 

Kniewinkel 

Abbildung 14: CUELA-Winkel: 

Brustwirbelsäulen-Neigung, 

Lendenwirbelsäulen-Neigung und 

Rückenkrümmung (Ellegast et al. 2004) 

Winkel zwischen Becken- und 

Oberschenkelachse 

(vgl. Abbildung 15 grüner Winkel) 

Winkel zwischen Ober- und 

Unterschenkelachse 

(vgl. Abbildung 15 brauner Winkel) 

Abbildung 15: CUELA-Winkel: 

Beckenneigung, Hüft- und 

Kniegelenkflexion 

(Ellegast et al. 2004) 

32


Die Messung der plantaren Druckverteilung (Pedobarographie) ist eine 

Messmethode, die es ermöglicht, die Verteilung des spezifischen Druckes über 

die gesamte Berührungsfläche innerhalb definierter, abgegrenzter Zonen der 

Fußsohle darzustellen (Jacob 2001). Durch sie lassen sich quantitative 

Aussagen über Belastungen direkt am Interface Fuß-Schuh oder Fuß- 

Untergrund treffen und es können wertvolle Ergebnisse für die Erkennung von 

Über- und/oder Fehlbelastungen des Fußes erzielt werden (Brunner et al. 1983) 

Dabei ist der Druck der Quotient aus einer Kraft und der Fläche, auf die diese 

Kraft senkrecht zur Fläche wirkt. Die SI-Einheit des Druckes ist das Pascal [Pa]. 

Ein Pascal entspricht einem Druck von einem Newton pro Quadratmeter 

[1 Pa = 1 N/m²]. Bei Fußdruckmessungen wird für den Druckwert jedoch die 

Einheit Newton pro Quadratzentimeter [N/cm²] verwendet. Aus Gründen der 

Einheitlichkeit und der Vergleichbarkeit wird im Folgenden der Arbeit ebenfalls 

diese Einheit gebraucht. 

Für acht Fußzonen wurde der maximale Druckwert 8 gemittelt über die zwei 

höchstbelasteten Sensoren pro Sensorreihe ausgewertet. Die Auswertung der 

zwei höchstbelasteten Sensoren beruht auf der Überlegung, dass hohe Drücke 

einen immer wiederkehrenden mechanischen Stress darstellen und die 

Entstehung von Ulzerationen begünstigen können (Armstrong et al. 1998). 

Besonders bei der Versorgung des diabetischen Fußes ist die Vermeidung 

lokaler Spitzendrücke von enormer Bedeutung (Baumann 2001). Aus Sicht von 

Prävention und Heilung gilt es durch eine optimale Schuhversorgung diese 

Druckspitzen räumlich zu verteilen und damit zu reduzieren (Jacob 2001). Um 

ein anschauliches Bild über das Abrollverhalten beim Gehen zu erhalten, wurde 

der Verlauf des Center of Pressure 9 (Ganglinie) als weiterer Parameter 

betrachtet. Die Messparameter der plantaren Druckverteilung sind in Tabelle 10 

und Abbildung 16 zusammengefasst. 

8 Der maximale Druckwert entspricht hierbei nicht dem absoluten Maximum, sondern dem 97,5. 

Perzentil der Verteilung. Grundlage hierfür ist eine Berechnung aus der Gangmessung, in 

der der Mittelwert aus fünf manuell ausgezählten Maximalwerten mit Lagemaßen der 

Verteilung verglichen wurde. Das 97,5. Perzentil stellt dabei den optimalen Kompromiss 

zwischen dem 95. Perzentil und dem während einer Messung einmalig auftretenden 

Maximalwert dar. 

9 Center of Pressure (CoP) = Druckzentrum (Perry 2003) 

33

Tabelle 10: Messparameter plantare Druckverteilung 

Parameter Beschreibung 

Fußdruck Zone1-8 

Ganglinie Längs 

Ganglinie Quer 


Druckwert gemittelt über die 2 höchstbelasteten 

Sensoren pro Sensorreihe (vgl. Abbildung 16 links) 

Auslenkung der Ganglinie in Längsrichtung 

(vgl. Abbildung 16 rechts) 

Auslenkung der Ganglinie in Querrichtung 

(vgl. Abbildung 16 rechts) 

Abbildung 16: Einteilung der Messsohle in acht Zonen (links) und Druckbild mit 

Ganglinie (rechts) 

34

2.5 Befragung 


Zur Erfassung der subjektiven Bewertung erfolgte die Entwicklung eines 

standardisierten Fragebogens. Das Ausfüllen der Fragebogen wurde nach einer 

angemessenen Tragezeit (≥ 10 Arbeitstage) empfohlen. 

Der Aufbau gliederte sich grundsätzlich in vier Abschnitte. Um eine möglichst 

genaue Vorstellung von den Probanden und dessen Arbeitsplätze zu 

bekommen, wurden im ersten Abschnitt allgemeine Personenangaben und im 

zweiten Abschnitt die Arbeitsplatzbedingungen abgefragt. Hierbei sollten die 

Teilnehmer Angaben zu ihren Tätigkeiten (z. B. Stehen, Gehen, Handhabung 

schwerer Lasten, ungünstige Körperhaltungen) und zum Arbeitsuntergrund 

(z. B. Beton, Holz, Kunststoff) in Form einer zeitlichen Anordnung (oft, 

gelegentlich, selten und nie) machen. 

Im dritten Fragebogenabschnitt ging es um den zur Verfügung gestellten 

Sicherheitsschuh. Die Beurteilung nachstehender Eigenschaften erfolgte mittels 

einer Rangreihe (sehr gut, gut, mittel, schlecht und sehr schlecht): 

• Passform 

• Zehenfreiheit („Klavierspielen“) 

• Bequemlichkeit / Tragekomfort 

• Halt 

• Dämpfung des Auftritts 

• Abrollverhalten beim Gehen 

• Rutschfestigkeit der Sohle 

• Gewicht 

• Mikroklima (Schwitzen im Schuh) 

• Aussehen / Optik 

• Wie fühlen Sie sich nach einer kompletten Arbeitsschicht mit diesem 

Schuh? (Stichworte: Ermüdung, schmerzende Beine) 

Der vierte und letzte Abschnitt bot den Versuchsteilnehmern Gelegenheit, 

Bemerkungen, Ergänzungen und nähere Erläuterungen zu geben. Der 

vollständige Fragebogen ist im Anhang aufgeführt. 

35

2.6 Auswertung und statistische Verfahren 

2.6.1 Messtechnische Analyse 


Nach visueller Überprüfung der erfassten Daten erfolgte hinsichtlich der 

Gangmessung die Auswertung von fünf vollständigen Doppelschritten 10 aus der 

Mitte der Messstrecke. Grundlage für die Auswertung der Arbeitsplatzmessung 

bildete die Nettomessdauer von 20 Minuten (vgl. Kapitel 2.4.2) 

Die Weiterverarbeitung und Darstellung der aufgenommen Messdaten wurde 

mit der CUELA-Software WIDAAN (Winkel-Daten-Analyse) vorgenommen. Die 

Auswertemöglichkeiten durch WIDAAN waren äußerst vielseitig. So bot das 

Programm neben der Erkennung ungünstiger Körperhaltungen und 

arbeitswissenschaftlichen Analysen (z. B. OWAS 11 ) auch die Erstellung 

umfangreicher Statistiken. Die Körperwinkel ließen sich zudem durch eine 

animierte Puppe darstellen, wodurch Körperhaltungen und Bewegungen 

zeitgleich visualisiert werden konnten. Um eine Zuordnung der Messwerte zu 

den entsprechenden Belastungssituationen zu realisieren, wurden die 

Messungen mit einer Videokamera dokumentiert (vgl. Abbildung 17). 

10 Ein Doppelschritt entspricht dem Intervall zwischen zwei aufeinander folgenden initialen 

Bodenkontakten derselben Extremität (Perry 2003). 

11 OWAS = OVAKO-Working-Analysing-System (Karhu et al. 1977) 

36


Abbildung 17: Darstellung der Messdaten mit der CUELA-Software WIDAAN 

(Ellegast & Hermanns 2006) 

Die Auswertung der Messdaten erfolgte zunächst deskriptiv (beschreibend). 

Hierbei wurden die Körperwinkel und die Werte der Ganglinien in einem 

Boxplot-Diagramm abgebildet. Dieses beinhaltet fünf charakteristische Werte 

der Verteilung (vgl. Abbildung 18 links): Die Werte des 25., 50. und 75. 

Perzentils werden in Form von Querbalken dargestellt, die eine Box, welche 

50 % der Messdaten repräsentiert, bildet. Die Länge der Box zeigt somit das 

Maß der Streuung der Messwerte auf. Der 50. Perzentilwert (Median) definiert 

durch seine Lage innerhalb der Box die Schiefe der zugrunde liegenden 

Verteilung. Der 5. und 95. Perzentilwert wird als Eckwert der Verteilung durch 

sogenannte „Whisker“ visualisiert. Für die fünf charakteristischen Perzentilwerte 

wurden die Mittelwerte gebildet, sodass ein mittlerer Boxplot über alle 20 

Versuchsteilnehmer je Sicherheitsschuh und Messparameter berechnet werden 

konnte. Die Visualisierung der Fußdrücke in den acht Zonen erfolgte mittels 

eines Säulendiagramms (vgl. Abbildung 18 rechts). 

37

Maxim aldruck [N/cm ²] 


Abbildung 18: Darstellung der deskriptiven Statistik: Boxplot-Diagramm (links) 

und Säulen-Diagramm (rechts) 

Im zweiten Schritt, der Erstellung der schließenden Statistik, wurden auf 

Grundlage der bereits in Kapitel 1.4 beschriebenen Fragestellungen F1 und F2 

folgende drei Nullhypothesen entwickelt: 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5 Zone 6 Zone 7 Zone 8 

Rückfuß Mittelfuß Vorfuß 



H10: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben im Gehen mit 5 km/h keinen 

Einfluss auf Parameter der Körperhaltung und der plantaren Druckverteilung. 

H20: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben bei der Arbeit keinen Einfluss 

auf Parameter der Körperhaltung und der plantaren Druckverteilung. 



H30: Charakteristische Ergebnismuster der Gangmessung finden sich in der 

Arbeitsplatzmessung wieder. 

Die Auswertung der schließenden Statistik erfolgte mit dem Statistikprogramm 

SPSS 15.0 für Windows®. Für die Überprüfung der oben genannten 

Hypothesen wurde eine ANOVA-Analyse mit Messwiederholung (Allgemeines 

Lineares Modell, ALM) durchgeführt. Paarweise multiple Vergleiche erfolgten 

durch Post-Hoc-Spannweiten-Tests mit LSD-Korrektur (Least Significant 

Difference). Das Signifikanzniveau wurde auf p≤0,05 festgelegt. 

38

2.6.2 Befragung 


Das Hauptziel der Analyse der Fragebögen war die Beantwortung der Frage, 

wie die Mitarbeiter den Tragekomfort der Sicherheitsschuhe einschätzten und 

welcher Sicherheitsschuh subjektiv am angenehmsten empfunden wurde. Die 

Daten der Befragung wurden auf Ordinalniveau erhoben. Daher bildeten sie 

eine Rangreihe, wobei zwischen den einzelnen Rangstufen eine 

Ordnungsrelation bestand (sehr gut, gut, mittel, schlecht, sehr schlecht). 

Anzumerken ist hier, dass die Abstände zwischen den Stufen nicht definiert 

bzw. gleich groß waren. Deshalb erfolgte die Zuordnung der Rangstufen in ein 

Notensystem (Note 1 = sehr gut bis Note 5 = sehr schlecht). In die Auswertung 

der Fragebögen gingen demnach nicht die Daten selbst, sondern die Noten 1 

bis 5 ein. 

39

3 Ergebnisse 

3.1 Gangmessung 



Ergebnisse 

H10: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben im Gehen mit 5 km/h keinen 


Die Boxplot-Verteilungen der Oberkörperneigungswinkel für das Gehen mit 5 

km/h sind in Abbildung 19 dargestellt. Der Median des Schuh 1 liegt 2,2° bzw. 

3° über den Medianen von Schuh 2 und Schuh 3 (p

Ergebnisse 

In Abbildung 20 sind die Mittelwerte der Verteilungen des Hüftwinkels 

dargestellt. Die Lage des Median von Schuh 1 beträgt 14° und ist damit um 2,5° 

bzw. 3,8° größer als die Mediane von Schuh 2 und Schuh 3 (p

Ergebnisse 

Schuh 1 Schuh 2 Schuh 3 

Paarweise Vergleiche 

Perzentil MW StAbw MW StAbw MW StAbw ALM 1 vs. 2 1 vs. 3 2 vs. 3 

5. -0,3 2,8 -0,1 2,9 -0,1 2,9 0,915 0,724 0,748 0,907 

50. 15,6 3,2 15,3 4,0 14,9 3,5 0,525 0,628 0,316 0,455 

95. 62,0 4,2 63,9 4,3 61,9 4,8 0,007 0,017 0,876 0,005 

95.- 5. 62,3 3,4 64,0 3,6 62,0 4,3 0,003 0,008 0,695 0,000 


Werte (Gangmessung) 

Das folgende Diagramm zeigt die Maximaldrücke der drei untersuchten 

Sicherheitsschuhe in den acht Zonen (vgl. Abbildung 22). Im Rückfuß (Zone 1 

und 2) erreicht der Schuh 1 die höchsten Spitzendruckwerte, die bis zu 37 % 

über denen der Vergleichsschuhe liegen. Im Bereich des Mittelfußes treten bei 

allen drei Schuhen geringe Maximaldrücke auf, wobei sich die gemessenen 

Werte des Schuh 2 und 3 annähernd gleichen und etwas über denen des 

ersten Sicherheitsschuhs liegen. Im vorderen Fußareal differieren die 

Maximaldruckwerte der Sicherheitsschuhe erheblich. In Zone 6 weist das 

Schuhmodell 2 um 49 % bzw. 28 % höhere Druckwerte als Schuh 1 bzw. 

Schuh 3 auf. Dieses Verhältnis ändert sich in der benachbarten Zone 7. Hier 

liegen die Spitzendrücke des Schuh 1 (25,0 N/cm²) über Schuh 2 (22,9 N/cm²) 

und Schuh 3 (20,9 N/cm²). Im Zehenbereich konnte für den Sicherheitsschuh 3 

(19,8 N/cm²) etwas höhere Maximaldruckwerte als für die Vergleichsschuhe 

(17,7 N/cm² bzw. 17,1 N/cm²) gemessen werden. Sämtliche Unterschiede 

befinden sich auf statistisch signifikantem Niveau (p

Ergebnisse 



Zone MW StAbw MW StAbw MW StAbw ALM 1 vs. 2 1 vs. 3 2 vs. 3 

1 27,9 3,1 24,2 2,0 24,2 2,9 0,000 0,000 0,000 0,507 

2 19,7 3,1 14,4 2,6 18,1 2,7 0,000 0,000 0,083 0,000 

3 4,7 1,3 5,5 1,0 5,6 1,1 0,002 0,002 0,005 0,555 

4 2,8 0,7 4,5 1,2 5,2 1,5 0,000 0,000 0,000 0,002 

5 2,9 0,9 4,7 1,5 4,0 1,1 0,000 0,000 0,000 0,002 

6 12,0 5,7 17,9 5,9 14,0 5,3 0,000 0,000 0,057 0,000 

7 25,0 4,0 22,9 3,4 20,9 3,4 0,000 0,003 0,000 0,000 

8 17,7 6,8 17,1 6,4 19,8 4,9 0,035 0,439 0,091 0,025 


(Gangmessung) 

In Abbildung 23 sieht man die Boxplot-Verteilungen für die Ganglinie in 

vertikaler Auslenkung. Es fällt auf, dass die Mediane annähernd gleiche Werte 

aufweisen, jedoch die Längen der Ganglinien (= Abstand zwischen 5. und 95. 

Perzentil) deutlich differieren. Schuh 1 weist mit 159,5 mm die größte Länge im 

Vergleich zu Schuh 2 (149,1 mm) und Schuh 3 (143,7 mm) auf (p

Ergebnisse 




50. 2,0 1,7 3,5 2,0 2,0 2,0 0,000 0,000 0,926 0,002 

95.- 5. 22,1 5,1 22,2 4,7 20,2 4,7 0,003 0,836 0,022 0,001 


Signifikanz-Werte (Gangmessung) 

In Hinblick auf die oben aufgeführten Ergebnisse und das festgelegte 

Testniveau von p≤0,05 wird die Nullhypothese H10 abgelehnt und die 

Alternativhypothese H1A angenommen. 



H1A: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben im Gehen mit 5 km/h einen 


3.2 Arbeitsplatzmessung 



H20: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben bei der Arbeit keinen Einfluss 


Abbildung 25 zeigt die Verteilung der Oberkörperneigungswinkel am 

Arbeitsplatz der Anlagenführer. Die Bewegungsumfänge betragen bei allen drei 

Schuhen etwa 23,5° bis 25,1°. Der Median des Schuh 1 weist mit 3,0° einen 

44

Ergebnisse 

signifikanten höheren Wert (p

Ergebnisse 




5. -0,7 2,8 -3,1 1,5 -4,1 1,6 0,001 0,007 0,004 0,134 

50. 4,6 3,3 2,6 2,0 2,4 1,9 0,009 0,019 0,016 0,853 

95. 23,2 7,2 21,8 7,1 27,4 15,7 0,277 0,451 0,325 0,215 

95.-5. 24,0 6,0 24,9 6,4 31,5 15,8 0,115 0,661 0,117 0,157 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) 

Die Verteilungen der Hüftwinkel für die Arbeitsplatzmessung der Anlagenführer 

zeigen einen Unterschied hinsichtlich der Lage des 50. Perzentils (vgl. 

Abbildung 27). Schuh 1 liegt mit 3,1° über den Medianen von Schuh 2 und 

Schuh 3 (p0,05). 

46

Ergebnisse 




5. -4,3 2,6 -5,6 2,5 -6,5 2,1 0,053 0,071 0,042 0,367 

50. 3,1 2,8 2,1 2,4 2,1 2,2 0,471 0,175 0,314 0,953 

95. 16,1 4,6 17,5 4,6 20,1 11,6 0,321 0,323 0,189 0,470 

95.-5. 20,4 5,1 23,1 3,8 26,6 12,1 0,100 0,098 0,084 0,294 


Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) 

Die Abbildung 29 zeigt die Verteilungen der Kniewinkel der Anlagenführer. Die 

fünf charakteristischen Perzentilwerte unterscheiden sich nicht und es befinden 

sich keine Werte auf statistisch signifikanten Niveau (p>0,05). 




5. -3,7 1,8 -3,8 1,8 -4,3 1,5 0,372 0,824 0,154 0,168 

50. 5,7 4,6 5,5 4,4 4,9 4,0 0,718 0,892 0,456 0,358 

95. 45,2 6,9 45,4 7,1 44,0 6,6 0,625 0,878 0,446 0,420 

95.-5. 48,8 7,1 49,2 7,2 48,3 6,8 0,823 0,794 0,669 0,608 


Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) 

47

Ergebnisse 

Die Verteilungen der Kniewinkel der KTL-Spengler unterscheiden sich lediglich 

in der Lage ihrer 95. Perzentilwerte (vgl. Abbildung 30). Hierbei weist der Schuh 

2 mit 42,1° die größte Auslenkung gegenüber den anderen Testschuhen auf 

(p

Maximaldruck [N/cm²] 

25 

20 

15 

10 

5 

0 




Ergebnisse 




1 18,8 2,7 16,0 2,5 15,6 2,1 0,000 0,000 0,000 0,451 

2 13,1 1,7 9,8 1,1 12,6 1,1 0,000 0,000 0,306 0,000 

3 4,4 0,8 5,3 0,8 4,9 0,6 0,000 0,001 0,012 0,077 

4 3,9 0,7 5,9 1,3 6,2 1,2 0,000 0,000 0,000 0,222 

5 5,2 1,6 6,3 1,6 5,7 1,5 0,000 0,002 0,022 0,008 

6 13,0 4,9 14,6 4,9 11,4 3,9 0,012 0,198 0,034 0,016 

7 15,1 3,2 11,7 2,5 11,9 2,2 0,000 0,000 0,001 0,483 

8 8,4 2,7 7,5 2,6 10,4 3,1 0,001 0,055 0,020 0,002 


(Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) 

Die Maximaldruckwerte der KTL-Spengler sind in Abbildung 32 dargestellt. Die 

Druckverteilung ähnelt sehr dem Druckbild der Anlagenführer. So zeigt der 

erste Sicherheitsschuh besonders hohe Druckspitzen in den Zonen 1, 2 und 7, 

was durch eine geringere Druckbelastung im Mittelfußbereich ausgeglichen 

wird. Auffällig sind auch hier wieder die Druckwerte des Sicherheitsschuhs 2 in 

Zone 6. Sie liegen 43 % bzw. 23 % über denen von Schuh 1 und 3. Bis auf 

Zone 3 und 8 bewegen sich alle gemessenen Unterschiede auf statistisch 

signifikanten Niveau (p


25 

20 

15 

10 

5 

0 




Ergebnisse 




1 17,1 1,8 14,9 1,3 15,2 1,4 0,000 0,000 0,004 0,256 

2 12,8 1,1 8,7 1,3 11,2 1,4 0,000 0,000 0,007 0,005 

3 3,7 0,4 4,7 0,4 3,9 0,7 0,236 0,093 0,170 0,920 

4 3,3 0,8 5,0 1,1 4,6 1,4 0,000 0,000 0,001 0,271 

5 3,0 0,5 4,3 0,8 4,1 1,0 0,000 0,000 0,003 0,239 

6 9,0 1,3 12,9 1,6 10,5 1,2 0,000 0,001 0,017 0,002 

7 16,2 2,9 13,6 3,0 13,4 2,1 0,000 0,226 0,000 0,004 

8 8,3 2,8 7,4 3,2 10,4 3,9 0,980 0,830 0,964 0,886 


(Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) 

In Abbildung 33 sind die Verteilungen der Ganglinien (Längs) der Anlagenführer 

veranschaulicht. Die Linie des ersten Sicherheitsschuhs weist dabei mit 

127,8 mm die größte Auslenkung (Abstand zwischen 5. und 95. Perzentil) 

gegenüber Schuh 2 und 3 auf (p

Ergebnisse 




50. 125,5 7,6 123,0 9,1 127,1 5,4 0,328 0,313 0,570 0,200 

95.-5. 127,8 13,5 116,1 9,1 113,1 10,4 0,001 0,002 0,009 0,384 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) 

Abbildung 34 zeigt die Ganglinien (Längs) der KTL-Spengler. Im 

Schuhvergleich fällt auf, dass der Schuh 1 den größten Abstand zwischen 5. 

und 95. Perzentil aufweist und somit 11,4 mm bzw. 12,7 mm über den beiden 

anderen Versuchsmodellen liegt (p

Ergebnisse 




50. 1,5 2,7 3,0 2,8 1,4 3,0 0,002 0,010 0,702 0,004 

95.-5. 23,8 7,3 22,1 6,1 20,9 5,8 0,042 0,059 0,035 0,338 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: Anlagenführer) 

In der folgenden Abbildung 36 sind die Boxplot-Diagramme der Ganglinien 

(Quer) der KTL-Spengler dargestellt. Das maximale Ausmaß der 

Querauslenkungen liegt bei allen Schuhen in einem Bereich von 19,7 mm bis 

20,8 mm. Der Schuh 2 weist mit 2,8 mm einen etwas höheren Median als 

Schuh 1 und Schuh 3 auf (p>0,05). 




50. 1,9 2,4 2,8 2,2 1,9 1,6 0,390 0,009 0,988 0,370 

95.-5. 20,8 5,1 19,7 5,1 20,3 5,1 0,552 0,148 0,679 0,572 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung: KTL-Spengler) 

52

Ergebnisse 

Aufgrund der oben beschriebenen Ergebnisse und dem festgelegten 

Testniveau (p≤0,05) kann die Nullhypothese H20 zugunsten ihrer 

Alternativhypothese H2A verworfen werden. 



H2A: Unterschiedliche Sicherheitsschuhe haben bei der Arbeit einen Einfluss 


3.3 Vergleich Gang- und Arbeitsplatzmessung 



H30: Charakteristische Ergebnismuster der Gangmessung finden sich bei der 


Um die Fragestellung F2 zu beantworten, erfolgte zunächst eine Auswertung 

der Arbeitsplatzmessungen hinsichtlich ihrer tatsächlichen Gehanteile an der 

Arbeitszeit. Hierfür wurde mithilfe der CUELA-Software WIDAAN eine Analyse 

der Steh- und Gehanteile der beiden Arbeitsplatzmessungen vorgenommen. 

Das Ergebnis zeigt, dass nicht das Gehen sondern die Stehanteile überwiegen 

(vgl. Abbildung 37). Aus diesem Grund wurden die Messparameter noch einmal 

explizit für die Stehanteile untersucht. 

Arbeitszeit [%] 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

35,5 

Anlagenführer 

64,5 

Gehen Stehen 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

39,2 

KTL-Spengler 

60,8 

Gehen Stehen 

Abbildung 37: Steh- und Gehanteile der untersuchten Arbeitsplätze 

Arbeitszeit [%] 

53

Ergebnisse 

In Abbildung 38 sind die Oberkörperneigungswinkel der Anlagenführer für die 

Stehanteile dargestellt. Die Bewegungsumfänge bewegen sich annähernd auf 

gleichem Niveau. Lediglich der Median des ersten Sicherheitsschuhs liegt 1,9° 

bzw. 1,8° über Schuh 2 und 3 (p0,05). 

54

Ergebnisse 




5. -0,6 2,6 -3,0 1,5 -4,5 3,1 0,006 0,006 0,014 0,193 

50. 4,8 3,4 3,0 2,2 3,3 2,6 0,086 0,054 0,066 0,774 

95. 28,8 8,1 27,7 8,4 32,8 19,2 0,530 0,681 0,478 0,375 

95.-5. 29,4 7,9 30,6 7,6 37,3 20,3 0,277 0,657 0,226 0,285 


der Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL- 

Spengler) 

Die Hüftwinkel der Anlagenführer in den Stehanteilen zeigen keine 

Unterschiede hinsichtlich der Bewegungsumfänge (vgl. Abbildung 40). Der 

Median von Sicherheitsschuh 1 liegt 1,8° über den beiden anderen Modellen. 

Die gemessenen Unterschiede konnten statistisch nicht bestätigt werden 

(p>0,05). 

55

Schuh 1 Schuh 2 Schuh 3 Paarweise Vergleiche 


5. -4,8 3,4 -6,2 3,5 -6,8 2,9 0,288 0,753 0,169 0,112 

50. 2,3 3,2 0,5 2,8 0,5 2,5 0,871 0,944 0,610 0,569 

95. 16,5 4,2 15,8 4,7 15,9 3,7 0,827 0,588 0,697 0,835 

95.-5. 21,2 5,2 22,0 6,1 22,6 5,1 0,788 0,601 0,544 0,920 

Ergebnisse 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) 

Die Abbildung 41 stellt die Verteilungen der Hüftwinkel der KTL-Spengler für die 

Stehanteile der Arbeitsplatzmessung dar. Auffällig ist hier der um 6° bzw. 7° 

größere Bewegungsumfang beim Sicherheitsschuh 3. Die Mediane 

unterscheiden sich geringfügig (p>0,05). 




5. -4,1 2,9 -5,5 2,8 -6,5 2,4 0,076 0,109 0,052 0,362 

50. 2,2 2,9 1,1 2,5 1,4 2,6 0,530 0,186 0,415 0,809 

95. 18,4 7,8 18,0 7,6 23,0 14,5 0,272 0,787 0,270 0,243 

95.-5. 22,5 5,5 23,5 6,2 29,5 14,5 0,136 0,576 0,132 0,132 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler) 

In Abbildung 42 sind die Kniewinkel der Anlagenführer für die Stehintervalle der 

Arbeitsplatzmessung dargestellt. Die charakteristischen Perzentilwerte liegen in 

etwa auf gleichen Niveau (p>0,05). 

56



5. -4,0 1,6 -3,8 1,7 -4,4 1,63 0,036 0,127 0,006 0,483 

50. 3,4 5,0 3,3 4,8 2,9 4,19 0,034 0,081 0,022 0,979 

95. 25,8 6,8 27,1 12,4 26,7 9,96 0,783 0,629 0,477 0,929 

95.-5. 29,8 6,4 30,9 12,1 31,1 9,60 0,537 0,608 0,207 0,609 

Ergebnisse 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) 

Die Mediane der Kniewinkel an den KTL-Spengler Arbeitsplätzen (vgl. 

Abbildung 43) zeigen keinerlei Unterschiede (p>0,05). Jedoch weist das 95. 

Perzentil von Schuh 2 und Schuh 3 einen deutlich höheren Wert als der erste 

Sicherheitsschuh auf (p

Ergebnisse 




5. -4,7 0,5 -4,5 0,8 -4,6 0,9 0,631 0,355 0,568 0,700 

50. -0,2 1,7 -0,1 1,9 0,4 1,7 0,682 0,974 0,523 0,425 

95. 23,4 6,8 29,2 12,8 29,1 7,3 0,044 0,018 0,053 0,969 

95.-5. 28,2 5,8 33,7 8,3 33,7 6,2 0,055 0,021 0,061 0,997 


Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: KTL-Spengler) 

Die Maximaldruckwerte im Stehen der Anlagenführer sind in Abbildung 44 

dargestellt. Im Rückfußbereich konnten im Sicherheitsschuh 1 die höchsten 

Spitzendrücke verzeichnet werden. Ebenso weist er im Vorfußbereich hohe 

Druckwerte auf. So liegen seine Werte in Zone 7 37 % bzw. 27 % über Schuh 2 

und Schuh 3. Wo hingegen in Zone 6 der Sicherheitsschuh 2 den höchsten 

Maximaldruckwert aufweist und in Zone 8 der dritte Sicherheitsschuh einen um 

27 % bzw. 50 % höheren Maximalwert als die beiden anderen Modelle aufzeigt 

(p

Ergebnisse 

Die nachstehende Abbildung 45 verdeutlicht die Maximaldruckwerte im Stehen 

der KTL-Spengler. In Zone 1 und 2 konnten im Sicherheitsschuh 2 die 

niedrigsten Druckwerte gemessen werden. Der Sicherheitsschuh 1 weist in 

diesem Bereich die höchsten Drücke auf. Im Mittelfußbereich liegen alle 

Druckwerte auf etwa einem Niveau. Im Bereich des Vorfußes fällt auf, dass in 

Zone 7 der Maximaldruckwert des Sicherheitsschuh 1 deutlich über den beiden 

anderen Schuhen liegt und in Zone 8 der Spitzendruck des Sicherheitsschuh 3 

fast doppelt so hoch ist wie im Sicherheitsschuh 2. Alle ermittelten Unterschiede 

befinden sich auf statistisch signifikanten Niveau (p



50. 124,5 10,3 121,9 10,9 125,1 9,0 0,711 0,947 0,558 0,519 

95.-5. 116,4 15,8 102,7 10,6 103,3 15,5 0,015 0,002 0,057 0,896 

Ergebnisse 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung Stehen: Anlagenführer) 

Abbildung 47 zeigt die Verteilungen der Ganglinien (Längs) der KTL-Spengler. 

Die Mediane weisen einen geringen Unterschied auf (p>0,05). Weiterhin beträgt 

die gesamte Ganglinienlänge des ersten Sicherheitsschuhs 116,7 mm und liegt 

damit über den Gesamtauslenkungen der Vergleichsschuhe (p

Ergebnisse 

In der folgenden Abbildung 48 sind die Ganglinien in Querrichtung für die 

Stehanteile der Anlagenführer dargestellt. Der Boxplot des Sicherheitsschuh 2 

liegt über den beiden anderen Schuhmodellen. So beträgt der Median des 

zweiten Schuhs 2,9 mm und liegt damit 1,4 mm bzw. 1,7 mm über den 

Medianen von Schuh 1 und Schuh 3 (p

Ergebnisse 




50. 1,5 2,6 2,5 2,3 1,2 1,5 0,249 0,015 0,721 0,183 

95.-5. 18,5 5,2 17,1 5,6 18,9 5,5 0,256 0,040 0,787 0,146 


Signifikanz-Werte (Arbeitsplatzmessung stehen: KTL-Spengler) 

Zur Beantwortung der Fragestellung F2 wurden in einem zweiten Schritt die 

plantaren Druckwerte der standardisierten Gangmessung (v = 5 km/h) und der 

Arbeitsplatzmessung je Sicherheitsschuhmodell verglichen. Die Auswertung für 

die Arbeitsplatzmessung erfolgte hierbei noch einmal getrennt für das Steh- und 

Gehintervall. 

In Abbildung 50 sind die Maximaldruckwerte des Sicherheitsschuh 1 für die 

Gruppe der Anlagenführer dargestellt. Die ermittelten Druckwerte bei der 

Gangmessung (v = 5 km/h) liegen im Vor- und Rückfuß deutlich über denen der 

Arbeitsplatzmessung. So liegt der Spitzendruck im Gang in Zone 1 

beispielsweise 38 % bzw. 62 % über den Werten bei der Arbeit (Gehen) bzw. 

Arbeit (Stehen) (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Sicherheitsschuh 1 (Anlagenführer) 

Gang (5 km/h) Arbeit (gehen) Arbeit (stehen) 



Ergebnisse 

Gang Arbeit (G) Arbeit (S) 


Zone MW StAbw MW StAbw MW StAbw ALM Gang vs. A(G) Gang vs. A(S) A(G) vs. A(S) 

1 28,5 1,9 20,7 2,4 17,6 1,8 0,000 0,000 0,000 0,000 

2 19,3 3,3 14,2 1,8 12,7 1,6 0,000 0,000 0,000 0,000 

3 4,9 1,6 4,6 0,9 4,4 0,8 0,441 0,566 0,378 0,023 

4 3,0 0,7 4,0 0,8 3,9 0,8 0,035 0,032 0,046 0,351 

5 3,3 1,1 6,3 1,8 5,0 1,5 0,085 0,070 0,169 0,015 

6 15,3 6,2 14,8 5,1 11,3 4,0 0,061 0,890 0,070 0,000 

7 26,1 3,9 18,8 2,8 12,2 1,9 0,000 0,003 0,000 0,000 

8 15,0 5,0 10,5 3,2 7,3 1,9 0,001 0,017 0,001 0,001 



Die folgende Abbildung 51 zeigt ebenfalls die Maximaldruckwerte des ersten 

Sicherheitsschuhs, jedoch für die Gruppe der KTL-Spengler. Auch hier zeigt 

sich ein deutlicher Unterschied zwischen Gang- und Arbeitsplatzmessung. Die 

Druckwerte im Gang mit einer Laufgeschwindigkeit von 5 km/h liegen 

besonders in Zone 1, 2, 7 und 8 über denen der Arbeit (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Sicherheitsschuh 1 (KTL-Spengler) 




Ergebnisse 

Gang Arbeit (G) Arbeit (S) Paarweise Vergleiche 


1 27,2 4,0 17,8 1,8 16,5 1,9 0,000 0,000 0,000 0,003 

2 20,2 3,0 13,4 1,3 12,2 1,0 0,000 0,000 0,000 0,001 

3 4,4 0,8 3,8 0,5 3,5 0,5 0,000 0,003 0,000 0,003 

4 2,6 0,6 3,6 0,8 3,1 0,8 0,000 0,000 0,003 0,002 

5 2,5 0,6 3,4 0,6 2,7 0,5 0,000 0,001 0,532 0,000 

6 8,7 2,5 10,4 1,6 7,7 1,4 0,001 0,031 0,260 0,000 

7 23,9 4,0 18,9 3,2 12,8 3,0 0,000 0,000 0,000 0,000 

8 20,4 7,5 10,9 4,0 6,1 2,0 0,000 0,000 0,000 0,000 



Die Maximaldruckwerte für den zweiten Sicherheitsschuh für die Gruppe der 

Anlagenführer sind in Abbildung 52 dargestellt. Die höchsten Drucke wurden 

auch hier im Gang gemessen. Besonders deutlich wird dies im Vor- und 

Rückfußbereich. In Zone 7 beispielsweise beträgt der Druckanstieg 50 % 

gegenüber Arbeit (Gehen) und 157 % gegenüber Arbeit (Stehen) (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 





Ergebnisse 

Gang Arbeit (G) Arbeit (S) 



1 24,6 1,7 17,9 2,2 15,0 2,1 0,000 0,000 0,000 0,000 

2 15,4 3,0 10,6 1,1 9,5 1,0 0,000 0,000 0,000 0,000 

3 5,9 1,3 5,4 0,8 5,3 0,8 0,298 0,358 0,257 0,006 

4 4,9 1,5 6,0 1,3 5,9 1,3 0,151 0,137 0,167 0,315 

5 5,5 1,6 7,3 1,8 6,0 1,6 0,276 0,213 0,583 0,001 

6 20,4 7,9 17,2 5,6 12,2 3,6 0,010 0,285 0,005 0,000 

7 22,9 4,4 15,3 2,3 8,9 1,4 0,000 0,001 0,000 0,000 

8 14,1 6,3 9,4 2,9 6,2 1,8 0,000 0,016 0,001 0,001 



Ein weiteres Bild über die Druckverteilung des Schuhs 2 gibt Abbildung 53. 

Hierbei sind die Werte der Arbeitsplatzgruppe KTL-Spengler dargestellt. Wie 

auch bei den Anlagenführern liegen die Hauptbelastungspunkte im Vor- und 

Rückfußbereich. Auffällig bei diesem Druckbild ist besonders der Zehenbereich. 

In Zone 8 beträgt die Drucksteigerung im Gang gegenüber Arbeit (Gehen) mehr 

als das Doppelte (116 %) und gegenüber Arbeit (Stehen) sogar mehr als 

Dreifache (328 %) (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 





Ergebnisse 



1 23,7 2,4 15,8 1,3 13,8 1,4 0,000 0,000 0,000 0,000 

2 13,5 2,6 9,0 1,3 8,2 1,3 0,000 0,000 0,000 0,000 

3 5,0 0,8 4,8 0,4 4,5 0,4 0,037 0,175 0,021 0,001 

4 4,0 1,2 5,3 1,1 4,6 1,1 0,000 0,000 0,028 0,000 

5 3,8 1,5 4,7 0,8 3,7 0,8 0,000 0,002 0,676 0,000 

6 15,3 4,0 14,7 1,6 10,0 2,2 0,001 0,483 0,002 0,000 

7 22,8 4,0 15,9 3,2 9,3 2,6 0,000 0,000 0,000 0,000 

8 20,1 8,1 9,3 4,0 4,7 2,0 0,000 0,000 0,000 0,000 



Abbildung 54 zeigt die Maximaldrücke im Vergleich für den Sicherheitsschuh 3. 

In diesem Schuh liegen die Druckwerte im Gang ebenfalls über denen der 

Arbeit (Gehen und Stehen). Jedoch fällt auf, dass es in keiner Zone deutlich 

höheren Druckspitzen gibt, sondern die Druckbelastung relativ gleichmäßig 

verteilt ist. Die gemessenen Unterschiede befinden sich bis auf Zone 4 und 5 

auf statistisch signifikantem Niveau (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 





Ergebnisse 



1 24,9 2,3 17,3 1,6 14,8 1,9 0,000 0,000 0,000 0,000 

2 19,2 1,9 13,7 0,8 12,1 1,0 0,000 0,000 0,000 0,001 

3 6,2 1,0 5,2 0,6 4,8 0,6 0,006 0,019 0,003 0,000 

4 6,1 1,1 6,6 1,4 6,0 1,1 0,441 0,481 0,933 0,001 

5 4,5 1,2 6,7 1,7 5,5 1,4 0,107 0,081 0,332 0,000 

6 16,8 6,0 14,0 3,8 10,2 2,6 0,002 0,266 0,009 0,000 

7 21,4 3,7 15,3 2,3 9,6 1,2 0,000 0,001 0,000 0,000 

8 19,2 4,0 12,7 3,9 9,3 3,0 0,000 0,001 0,000 0,005 



Die nachstehende Abbildung 55 stellt die Maximaldrücke des 

Sicherheitsschuh 3 für die Gruppe der KTL-Spengler dar. Die höchsten Drücke 

in diesem Schuh wurden in Zone 1, 7 und 8 beim Gehen mit 5 km/h erzielt. Am 

deutlichsten wird dieser Druckanstieg in Zone 8. Hier liegt der Maximaldruck im 

Gang 68 % bzw. 126 % über der Arbeit (Gehen) und Arbeit (Stehen) (p


35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 





Ergebnisse 



1 22,6 3,2 15,7 1,6 14,6 1,3 0,000 0,000 0,000 0,005 

2 17,1 3,1 11,6 1,5 10,7 1,5 0,000 0,000 0,000 0,006 

3 5,0 0,9 4,1 0,6 3,7 0,7 0,000 0,000 0,000 0,000 

4 4,4 1,4 5,0 1,4 4,2 1,3 0,040 0,076 0,627 0,000 

5 3,6 0,9 4,5 0,9 3,7 0,9 0,001 0,001 0,697 0,000 

6 11,2 2,4 11,5 1,2 9,3 1,2 0,011 0,691 0,020 0,000 

7 20,4 3,1 15,1 2,6 11,1 2,0 0,000 0,000 0,000 0,000 

8 20,3 5,9 12,1 4,7 9,0 3,3 0,000 0,000 0,000 0,001 



Obgleich die Stehanteile der Arbeitsplatzmessung mit 64,5 % (Anlagenführer) 

bzw. 60,8 % (KTL-Spengler) überwiegen und die Mitarbeiter bedingt durch die 

Arbeitsaufgabe gewisse Körperhaltungen einnehmen bzw. die 

Bewegungsabläufe je nach Arbeitsplatz variieren, zeigen sich jedoch 

schuhspezifische Muster in der Gang- als auch in der Arbeitsplatzmessung. Zu 

erwähnen sei hier die Neigung des Oberkörpers, die Ganglinien in Längs- und 

Querrichtung und die Werte der plantaren Druckverteilung. Deshalb kann auf 

dem zu Grunde gelegten Testniveau von p≤0,05 die Nullhypothese H30 

beibehalten werden. 



H30: Charakteristische Ergebnismuster der Gangmessung finden sich in der 


68

3.4 Befragung 

3.4.1 Arbeitsplatzbedingungen 

Ergebnisse 

Um einen Überblick über die Arbeitsplatzbedingungen zu erhalten, gab die 

gesamte Versuchsgruppe (n=40) eine Selbsteinschätzung im Rahmen der 

Befragung ab. In Abbildung 56 wird deutlich, dass 95 % der Mitarbeiter (n=38) 

ihre Arbeit oft stehend bzw. 97,5 % (n=39) oft gehend verrichteten. Die 

Handhabung schwerer Lasten wurde von 55 % (n=22) gelegentlich ausgeführt 

sowie eine ungünstige Körperhaltung eingenommen. 

Häufigkeit [%] 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

95 

5 

97,5 

2,5 

5 

32,5 

2,5 

35 

2,5 

Stehen Gehen Sitzen Knien Handhabung 

schwerer 

Lasten 

oft 

Tätigkeit 

gelegentlich 

55 

0 

20 

Über-Kopf- 

Arbeit 

22,5 

55 

Ungünstige 

Körperhaltung 

Abbildung 56: Darstellung der oft und gelegentlich ausgeführten Tätigkeiten 

Der häufigste Arbeitsuntergrund war der Industriebeton. Er wurde von 70 % der 

Mitarbeiter (n=28) oft und von 7,5 % (n=3) gelegentlich genutzt (vgl. Abbildung 

57). Weiterhin häufig verwendet wurden die Böden Metall/Roste (n=18) und 

Holz (n=13). 

69

Häufigkeit [%] 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

70 

7,5 

45 

oft 

gelegentlich 

32,5 32,5 

7,5 

17,5 

Beton Metall (Roste) Holz Kunststoff / Matte 

Arbeitsuntergrund 

Abbildung 57: Darstellung der oft und gelegentlich genutzten Arbeitsböden 

3.4.2 Sicherheitsschuhe 


27,5 

Ergebnisse 

Die subjektive Bewertung der einzelnen Sicherheitsschuhe ist in den 

nachfolgenden Abbildungen dargestellt. Der Sicherheitsschuh 1 wurde 

hinsichtlich seiner Dämpfung, Tragekomfort, Abrollverhalten, Mikroklima, Optik 

und dem gesamten Wohlbefinden nach einer Schicht als mittelmäßig bis 

schlecht bewertet. Im Vergleich zur Gesamtnote von 3,3 wurden bei diesem 

Schuh die Zehenfreiheit, Rutschfestigkeit und das Gewicht als gut bis 

mittelmäßig empfunden (vgl. Abbildung 58). 

70

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

3,2 

Zehenfreiheit 

2,6 

Tragekomfort 

3,6 

Halt 

Sicherheitsschuh 1 

3,3 

Dämpfung 

4,1 

3,6 

Rutschfestigkeit der Sohle 

Abrollverhalten beim Gehen 

Abbildung 58: Bewertung Sicherheitsschuh 1 

2,7 

Gewicht 

2,5 

Mikroklima 

3,6 3,6 3,7 

Optik 

Wohlbefinden nach Arbeitsschicht 

Mittelwert 

Ergebnisse 

In Abbildung 59 sind die Ergebnisse des Sicherheitsschuhs 2 dargestellt. Es 

fällt auf, dass dieser Schuh homogen gut bewertet wurde. Lediglich das 

Mikroklima wurde mit Tendenz zu mittelmäßig beurteilt. Die Gesamtbewertung 

ergibt einen Mittelwert von 2,1 und ist damit im Schuhvergleich die beste 

Benotung. 

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

1,8 

Zehenfreiheit 

2,0 1,9 2,0 

Tragekomfort 

Halt 


Dämpfung 

2,2 

2,5 




2,1 

Gewicht 

1,9 

Mikroklima 

2,6 

Optik 

1,8 


2,4 

Mittelwert 

3,3 

2,1 

71

Ergebnisse 

Der Sicherheitsschuh 3 wurde insgesamt mit einer 2,4 (gut) bewertet (vgl. 

Abbildung 60). Jedoch ist hier eine hohe Variation bzgl. der einzelnen Kriterien 

zu verzeichnen. Als sehr gut wurden bei diesem Schuh die Dämpfung und das 

Abrollverhalten empfunden. Das Gewicht, das Mikroklima und die Optik wurden 

dagegen mittelmäßig (3,2 bis 3,4) beurteilt. 

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

2,1 2,1 

Zehenfreiheit 

Tragekomfort 

2,2 

Halt 


2,3 

Dämpfung 

1,4 1,3 




2,5 

Gewicht 

3,4 3,3 3,2 

Mikroklima 

Optik 


2,3 

Mittelwert 

Die Auswertung der Fragebogen differenziert nach den drei 

Arbeitsplatzgruppen Anlagenführer, KTL-Spengler und Qualitätskontrolleure 

ergab für das Sicherheitsschuhmodell 1 und 2 keinen Gruppenunterschied. 

Lediglich bei dem Sicherheitsschuh 3 konnte eine Abweichung festgestellt 

werden. So wurde dieser Schuh in der Gruppe der Anlagenführer schlechter 

bewertet (Mittelwert = 2,7) als in den beiden anderen Arbeitsplatzgruppen 

(Mittelwert = 2,0 bzw. 2,1). Dies ist insbesondere auf die schlechtere Bewertung 

der Schuheigenschaften Tragekomfort, Halt und Rutschfestigkeit der Sohle 

zurückzuführen (vgl. Abbildung 61, Abbildung 62 und Abbildung 63). 

2,4 

72

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

2,2 2,2 

Zehenfreiheit 

Tragekomfort 

Sicherheitsschuh 3 Anlagenführer (n=19) 

2,6 

Halt 

2,7 

Dämpfung 

1,7 

1,5 



3,1 

Gewicht 

3,7 3,7 

Mikroklima 

Optik 

3,2 


Abbildung 61: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (Anlagenführer) 

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

Sicherheitsschuh 3 KTL-Spengler (n=13) 

1,8 1,8 1,8 1,8 

Zehenfreiheit 

Tragekomfort 

Halt 

Dämpfung 

1,1 1,1 



1,7 

Gewicht 

3,2 

Mikroklima 

2,8 

Optik 

3,1 


Abbildung 62: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (KTL-Spengler) 

2,8 

Mittelwert 

1,9 

Mittelwert 

2,7 

2,0 

Ergebnisse 

73

Bewertung 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Passform 

2,0 

Zehenfreiheit 

Sicherheitsschuh 3 Qualitätskontrolleure (n=8) 

Tragekomfort 

1,9 1,9 1,8 

Halt 

Dämpfung 

1,1 1,1 



2,0 

Gewicht 

3,0 

Mikroklima 

3,1 

Optik 

3,4 


1,8 

Mittelwert 

Abbildung 63: Bewertung Sicherheitsschuh 3 (Qualitätskontrolleure) 

2,1 

Ergebnisse 

74

4 Diskussion 

4.1 Diskussion der Versuchsergebnisse 



Diskussion 

In Hinblick auf die Körperhaltung konnten die Messungen im Gang als auch am 

Arbeitsplatz zeigen, dass es eine statistisch signifikante Änderung im Bereich 

des Oberkörpers und der Hüfte durch die verschiedenen Sicherheitsschuhe 

gab. Obgleich die Bewegungsumfänge des Oberkörperneigungs- und des 

Hüftwinkels im Schuhvergleich nahezu gleich waren, wies die Lage der Boxplot- 

Verteilungen des Sicherheitsschuh 1 Abweichungen im Vergleich zum 

Sicherheitsschuh 2 und 3 auf. Der Unterschied in den Perzentilwerten spiegelt 

eine größere Vorneigung des Oberkörpers sowie eine größere Hüftbeugung 

und geringere Hüftstreckung beim Tragen des Sicherheitsschuh 1 gegenüber 

den anderen Schuhen wider. Dies deckt sich mit den Ergebnissen bisheriger 

Untersuchungen. New & Pearce wiesen beim Gehen in Schuh 3 eine 

aufrechtere Körperhaltung in der Phase des Auftritts im Vergleich zu einem 

herkömmlichen Schuh nach (New & Pearce 2007). In Bezug auf das Hüftgelenk 

konnten Romkes et al. ebenfalls eine geringere Beugung im Gehen mit 

Schuhmodell 3 aufzeigen, obgleich hier auf den Zusammenhang zwischen 

kürzerer Schrittlänge, geringerer Laufgeschwindigkeit und damit verbunden ein 

geringerer Bewegungsumfang der Hüft- und Kniegelenke verwiesen wird. In der 

hier vorliegenden Studie war die Gehgeschwindigkeit in der Gangmessung 

hingegen definiert und konnte nur in der Arbeitsplatzmessung frei gewählt 

werden (Romkes et al. 2006). Eine mögliche Erklärung für die hier vorliegenden 

Befunde könnte die Charakteristik der Messparameter (vgl. Kapitel 2.4.4) und 

dem damit resultierenden Einfluss der Rumpfneigung auf den Hüftwinkel sein. 

Ebenso werden aber auch die unterschiedliche Konstruktion der Sohlen und die 

Dämpfung als weitere Faktoren für eine veränderte Körperhaltung 

herangezogen. Das Schuhmodell 3 besitzt eine ausgeprägte, halbrunde 

Sohlenkonstruktion, die im Gehen einen spezifischen Abrollvorgang hervorruft 

und die Körperhaltung positiv beeinflussen kann. Im Stehen kommt es zu einer 

permanenten Instabilität, auf die der Träger mit Ausgleichsbewegungen 

reagieren muss. Für dieses Ausbalancieren erscheint eine aufrechtere, zum 

Körperschwerpunkt näher liegende Oberkörperhaltung von Vorteil (Naik et al. 

75

Diskussion 

2004). Als weitere Ursache für eine veränderte Körperhaltung könnte darüber 

hinaus der Aspekt der Dämpfung darstellen. Farley & Gonzales fanden heraus, 

dass die Steifigkeit der Gliedmaßen bei weicherem Untergrund zunimmt. Diese 

Steifigkeit bzw. Starrheit drückt sich in einer zunehmenden Streckung der 

unteren Extremitäten und aufrechteren Körperhaltung aus (Farley & Gonzales 

1996). Derartiges Verhalten wird als aktive Anpassung des Körpers an passive 

mechanische Effekte interpretiert bzw. um die Stoßbelastung in der Phase des 

Auftritts zu kompensieren (Hardin et al. 2004). Die Stoßbelastung kommt beim 

Sicherheitsschuh 1 durch sehr hohe Maximaldruckwerte im Fersenbereich 

(Zone 1 und 2) zum Ausdruck und lässt diesen Zusammenhang als eine weitere 

mögliche Erklärung für die vermehrte Beugung des Hüftgelenks und 

Oberkörpervorneigung erscheinen. Die Oberkörpervorneigung sollte besonders 

unter dem Aspekt der Wirbelsäulenbelastung im Bereich des Lenden- 

Kreuzbein-Übergangs Beachtung finden, da die Druckkraft auf die Bandscheibe 

L5/S1 mit zunehmendem Rumpfneigungswinkel steigt (Jäger et al. 1984, 

Luttman et al. 1991). Obgleich anzumerken ist, dass die in dieser Studie 

gemessenen Werte des Oberkörperneigungswinkels überwiegend in einem 

Bereich zwischen 0° und 20° lagen und damit gemäß den internationalen 

Standards als akzeptabel einzustufen sind (ISO 11226:2000). Die Auswertung 

der Kniewinkelverläufe ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede in den 

Perzentilwerten. Dies deckt sich mit den Ergebnissen von Nigg et al., welche in 

ihren Studien das Gehen im Sicherheitsschuh 3 näher untersuchten (Nigg et al. 

2006a, Nigg et al. 2006b). 

Die Ergebnisse der plantaren Druckmessungen zeigten in der Gang- als auch in 

der Arbeitsplatzmessung, dass die Schuhe einen statistisch signifikanten 

Einfluss auf die plantare Druckverteilung ausüben. Der Sicherheitsschuh 1 wies 

dabei im Rück- und Vorfuß höhere Maximaldrücke als die beiden anderen 

Testmodelle auf. Mögliche Ursache hierfür stellt die unzureichende Dämpfung 

der zweischichtigen PUR-Sohle dar, die eine druckmindernde Gangabwicklung 

verhindert. Die Hauptbelastungspunkte befinden sich in diesem Schuh an der 

Ferse beim Auftritt (Zone 1, 2) und im Vorfuß im Bereich des Quergewölbes 

(Zone 7). Eine immer wiederkehrende mechanische Belastung in diesen 

76

Diskussion 

Fußarealen kann lokal zu einer Überbeanspruchung des Fersenbeins (z. B. 

Fersensporn 14 ) und der Mittelfußköpfchen (z. B. Metatarsalgie 15 ) führen (Mueller 

1999). In Hinblick auf die Belastung des gesamten Stütz- und 

Bewegungsapparates ist die Stoßbelastung in der Auftrittsphase im 

Fersenbereich von besonderer Bedeutung. Hier erfolgt die Krafteinwirkung bzw. 

Stoßrichtung vom Boden auf den gesamten Körper (vgl. Abbildung 64). Diesen 

passiven Impact gilt es daher gezielt zu dämpfen (Cavangh 1990). 

Abbildung 64: Krafteinwirkung beim Gehen (Cavangh 1990) 

Durch ein dem Körpergewicht anpassbares Dämpfungselement im 

Rückfußbereich sowie ein in die die Brandsohle eingearbeitetes 

Vorfußdämpfungselement zeigte der Sicherheitsschuh 2 in den Zonen 1, 2, 7 

und 8 geringe Druckwerte. Dieser Effekt konnte durch weitere Untersuchungen 

bestätigt werden (Walther & Große 2006, Noll et al. 2008). Ein ergonomisch 

geformtes Fußbett scheint ursächlich für eine Vergrößerung der 

druckaufnehmenden Fußkontaktfläche im Mittelfuß zu sein und ermöglicht 

damit eine Verteilung der plantaren Drucklast auch in diesem Fußareal. Auffällig 

bei diesem Schuh stellte der hohe Druckwert in Zone 6 dar, der im Gang bis zu 

49 % über denen der Vergleichsschuhe lag. Gründe hierfür können die in der 

14 Dornartige Verknöcherung an der Unterseite der Ferse (Pschyrembel 2007). 

15 Schmerzen im Bereich des Mittelfußes (Pschyrembel 2007). 

77

Diskussion 

Einlage geformte Pelotte 16 als auch der in die Brandsohle integrierte 

Graphitpunkt 17 darstellen. 

Die gemessenen Druckwerte des Sicherheitsschuh 3 gleichen annähernd 

denen des Sicherheitsschuh 2 (vgl. Noll et al. 2008). Dieser Schuh besitzt 

ebenfalls ein Dämpfungselement im Fersenbereich und ist darüber hinaus 

durch seine halbrunde Sohle gekennzeichnet. Stewart et al. sehen diese beiden 

Konstruktionsmerkmale als Ursache für eine gleichmäßige Verteilung der 

plantaren Drucklast. Es kommt zu einer Verlagerung der Hauptlast von der 

Ferse auf den Mittel- und Vorfuß und mündet dann in einem Vorschub, der sich 

durch höhere Druckwerte im Zehenbereich ausdrückt (Stewart et al. 2007). 

Diese Annahme bestätigt sich bei Betrachtung der Ganglinien in Längsrichtung. 

Die Ganglinien des Sicherheitsschuh 3 waren deutlich kürzer, was einen Auftritt 

der Ferse näher zum Mittelfuß gelegen widerspiegelt (Nigg et al. 2006a, 

Stewart et al. 2007). 

Die Auswertung der Ganglinien in Querauslenkung für alle Schuhe ergab, dass 

die Probanden im Sicherheitsschuh 2 mehr in Richtung äußerer Fußrand 

abrollten. Dies entspricht der Charakteristik eines typischen Abrollvorgangs: 

Aufsetzen der Ferse mit der Außenkante, Abrollen des Fußes von der Ferse 

über den Außenrist bis zur Abdruckbewegung der Zehen (vgl. Abbildung 65). 

Diese Abrollbewegung bzw. Führung des Fußes wird möglicherweise durch das 

ergonomisch geformte Fußbett mit Pelotte, der Laufsohlenkonstruktion 

(Abschrägung des Absatzes) und den Dämpfungselementen im Vor- und 

Rückfußbereich begünstigt. 

16 

Ballenförmiges Druckpolster (Pschyrembel 2007). 

17 

Der Hersteller nutzt dieses Verfahren, um die Ableitfähigkeit (leitende Brücke zwischen Fuß, 

Einlegesohle und Laufsohle bei der Verwendung von Lederbrandsohlen) des 

Sicherheitsschuhs zu gewährleisten. 

78

Diskussion 

Abbildung 65: Abrollweg des Fußes beim Aufsetzen mit der Ferse (LEX 2003) 



Obgleich die Körperhaltung durch die arbeitsplatztypischen Anforderungen 

beeinflusst wurde und sich dies auch in den Verteilungen widerspiegelte, 

konnten schuhspezifische Besonderheiten, sowohl in der Gang- als auch in der 

Arbeitsplatzmessung, nachgewiesen werden. Die statistisch signifikanten 

Unterschiede betrafen hierbei die Oberkörpervorneigung, Ganglinie (Längs- und 

Querauslenkung) und die plantare Druckverteilung. Der Oberkörper war beim 

Tragen des Sicherheitsschuh 1 in allen Messungen etwas vorgeneigter als in 

den beiden anderen Schuhen. Im Gang zeigte sich hierbei die größte Differenz 

von bis zu 3°. Weitere Übereinstimmungen zeigten sich hinsichtlich des 

Messparameters Ganglinie. Die Auslenkung in Längsrichtung wies im 

Sicherheitsschuh 1 stets höhere Werte gegenüber der Sicherheitsschuhe 2 und 

3 auf. Ebenso zeigte sich in allen Messungen das Phänomen, dass die 

Mitarbeiter mit dem Sicherheitsschuh 2 mehr in Richtung äußerer Fußrand 

abrollten. 

Im Vergleich der Schuhe untereinander zeigten die plantaren Druckmessungen 

ebenfalls gleiche Muster für die Gang- als auch Arbeitsplatzmessung. Der 

Sicherheitsschuh 1 wies in den Zonen 1, 2 und 7 die größte und im 

Mittelfußbereich die kleinsten Druckbelastung auf. In Zone 6 konnten im 

Sicherheitsschuh 2 die höchsten Spitzendrücke gemessen werden. In Zone 8 

traf dies für den Sicherheitsschuh 3 zu. Betrachtet man dagegen die 

79

Diskussion 

Druckverteilung je Schuhmodell in Abhängigkeit von der Tätigkeit, stellt man 

eine Variation der Druckwerte fest. Die Drücke beim Gehen lagen im Vor- und 

Rückfuß (Zone 1, 2 und 6, 7, 8) deutlich über denen der Arbeitsplatzmessung. 

Ursache hierfür stellt die geringere Laufgeschwindigkeit am Arbeitsplatz dar. Im 

Mittelfußbereich hingegen nahm die Druckbelastung mit abnehmender 

Geschwindigkeit zu. Der Zusammenhang zwischen Ganggeschwindigkeit und 

plantarer Druckverteilung sind bekannt und wurden in vergangenen Studien 

beschrieben (Rosenbaum et al. 1994, Hegewald 1999). Die Ergebnisse der 

Arbeitsplatzmessung bilden die während der Arbeit tatsächlich auftretenden 

Druckbelastungen ab. Die gemessenen Druckwerte während des Stehens 

waren hier niedriger als beim Gehen. Im Vorfuß gab es eine deutliche 

Druckreduzierung gegenüber Gehen und im Rück- und Mittelfußbereich lagen 

die Spitzendrücke nur etwas unter den Werten der Gehanteile. Die 

Druckentlastung im Vorfußbereich während des Stehens ist möglicherweise in 

einer Verlagerung des Masseschwerpunktes auf den Fersenbereich zu sehen 

und dahingehend bedeutsam, dass der Stehanteil einen überwiegenden Teil 

der Arbeitsplatzmessung darstellt. Obgleich die arbeitsbedingte Stehhaltung 

eine Druckreduzierung im Vorfuß bewirkt, sind damit negative Folgen wie 

Einschränkung des Blutkreislaufs in den Beinen (z. B. Venenleiden) und 

Absenkung der Fußgewölbe (z. B. Senk- bzw. Plattfuß) verbunden 

(Rüschenschmidt et al. 2004). 

Die Methodik aus standardisierter Gangmessung und Messung am Arbeitsplatz 

konnte nicht nur den Zusammenhang zwischen getragenem 

Sicherheitsschuhwerk und der Körperhaltung sowie plantarer Druckverteilung 

aufzeigen, sondern ebenso die Sensibilität des Messsystems bestätigen, indem 

schuhspezifische Unterschiede durchgängig belegt wurden. Die Betrachtung 

der Belastungen unter realen Arbeitsbedingungen erscheint darüber hinaus 

besonders aus Sicht der Druckverteilungsmessung sinnvoll, da sich die 

Ergebnisse der Gang- und Arbeitsplatzmessung unterschieden. Bereits 

Rozema et al. wiesen in ihrer Studie auf die Notwendigkeit von 

Druckmessungen alltäglicher, realer Tätigkeiten und die damit verbundenen 

Unterschiede zum standardisierten Gehen im Labor hin (Rozema et al. 1996). 

80


Diskussion 

Die Abfrage des subjektiven Empfindens ergab eine Präferenz für den 

Sicherheitsschuh 2, gefolgt von dem Sicherheitsschuh 3. Die einzelnen 

Kriterien wurden beim Sicherheitsschuh 2 im Vergleich zu den beiden anderen 

Schuhen fast einheitlich gut bewertet. Hintergrund für die hohe Passgenauigkeit 

in diesem Schuh ist ein Mehrweitensystem, welches pro Länge vier 

verschiedene Weiten anbietet. Der Aspekt der optimalen Passform ist 

besonders aus Sicht des Gesundheitsschutzes (z. B. Fußdeformitäten) und der 

Unfallverhütung (passgenauer Sitz der Zehenschutzkappe) zu beachten. 

Weitere Ausführungen zur Passform finden sich in Kapitel 1.2.2 und 

vergangenen Studien wieder (Fischer & Mattil 1986, Walther & Große 2006). 

Die Dämpfung und das Abrollverhalten wurden am besten im Sicherheitsschuh 

3 bewertet und zeigen damit deutlich die Vorteile dieses Schuhs auf. Ebenso 

erhielt der Sicherheitsschuh 2 eine positive Beurteilung seiner 

Dämpfungselemente. Damit bestätigen sich die Ergebnisse der plantaren 

Druckverteilungsmessung und verdeutlichen die Notwendigkeit von 

dämpfenden Bauteilen in Sicherheitsschuhen (vgl. Baur et al. 2003, Baur et al. 

2006, Walther & Große 2006, Noll et al. 2008). Die schlechte Bewertung des 

Kriteriums Gewicht im Sicherheitsschuh 3 ist auf das hohe Eigengewicht 

zurückzuführen, welches das der beiden anderen Modelle um 90 Gramm bzw. 

190 Gramm überstieg (vgl. Kapitel 2.3). Trotz eines sehr guten Abrollverhaltens 

wird zu hohes Schuhgewicht vom Träger als störend empfunden (vgl. 

Marr & Quine 1983, Akbar-Khanzadeh 1998). 

Ein in der Vergangenheit oft genanntes und immer noch bestehendes Problem 

in Zusammenhang mit Sicherheitsschuhen ist das Mikroklima bzw. die 

Hitzeentwicklung im Schuh (Marr & Quine 1983, Wood et al. 1999, Müller-Lux 

et al. 2000, Noll et al. 2008, Kunst 2009). Obgleich alle drei Sicherheitsschuhe 

in der hier vorliegenden Studie aus verschiedenen Sohlen- und Obermaterialien 

gefertigt waren, wurde das Merkmal Mikroklima überdurchschnittlich schlecht 

bewertet. Wie bereits in Kapitel 1.2.2 erwähnt, sollte zur Vermeidung von 

übermäßigem Schwitzen auf eine optimale Kombination aus Schuh (mit 

geeignetem Obermaterial), herausnehmbarer Einlegesohle und Funktionssocke 

geachtet werden (Donner 2006). 

81

Diskussion 

Die Auswertung der Fragebogen hinsichtlich der einzelnen Arbeitsplatzgruppen 

ergab, dass die Merkmale Tragekomfort, Halt und Rutschfestigkeit der Sohle 

des Sicherheitsschuh 3 in der Gruppe der Anlagenführer deutlich schlechter 

bewertet wurden. Dies ist auf die Bedingungen und Anforderungen am 

Arbeitsplatz zurückzuführen. Tätigkeiten wie Prüfen der Anlage, Roller fahren, 

Wagen schieben, Sprossen steigen und Arbeiten auf Böden mit Schweißstaub 

waren mit dem Sicherheitsschuh 3 aufgrund seiner geringen Auftrittsfläche und 

Instabilität nicht bzw. nur schwer ausführbar. Daher ist der Einsatz dieses 

Schuhs als persönliche Schutzausrüstung nur bedingt empfehlenswert und 

erfordert eine vorausgehende Arbeitsplatzanalyse. 

F4: Welche Konstruktionsmerkmale können zu einer Reduktion der Belastung 

des Stütz- und Bewegungsapparates und einem hohen Tragekomfort führen? 

Im Sinne einer Belastungsreduzierung ergaben die messtechnische Analyse 

und die Befragung eine klare Präferenz für den Sicherheitsschuh 2 und 

Sicherheitsschuh 3. In Zusammenhang mit den hier vorliegenden Ergebnissen 

und bisher gewonnener Erkenntnisse sollte ein optimaler Sicherheitsschuh 

daher folgende Gestaltungsmerkmale aufweisen (Jäger 2002, Donner 2006): 

• Hohe Passgenauigkeit in Länge und Weite sowie anatomisch optimale 

Leistenwahl 

• Guter Halt durch ein flexibel anpassbares und haltbares Schnürsystem 

und einen festen Fersensitz 

• Optimale Dämpfung, zonengerecht für die Wirbelsäule und den 

gesamten Fuß 

• Abpolsterung der Zehenschutzkappe, der Zunge sowie des oberen 

Schaftrandabschlusses 

• Anatomisch geformtes Fußbett bzw. anatomisch geformte, 

herausnehmbare, dämpfend-elastische Einlegesohle 

• Flexible, im Fersen- und Vorfußbereich abgeschrägte Sohle zur 

Realisierung eines guten Abrollverhaltens 

• Geringes Gewicht 

• Optimales Mikroklima. 

82

4.2 Fehlerbetrachtung 

Diskussion 

Messabweichungen können bei dem CUELA-System zum einen durch die 

Fußdruckmesssohlen und zum anderen durch die Anbringung des Systems am 

Probanden auftreten. Die Aufnahme der plantaren Druckverteilung erfolgte 

durch das Parotec-System® der Firma Paromed 18 . Die Messsohlen besitzen 24 

Sensoren je Seite und erfassen damit lediglich eine Gesamtfläche von 46 % der 

Fußsohle. Nach Herstellerangaben sind die Messsensoren jedoch so 

angeordnet, dass an diesen Stellen die Maximaldrücke zu erwarten sind 19 . Den 

Nachweis, dass das Parotec-System® für die Bestimmung des 

Druckschwerpunktes (Center of pressure) im Gehen geeignet ist, erbrachten 

Chesnin et al. in ihrer im Jahre 2000 durchgeführten Studie (Chesnin et al. 

2000). 

Das CUELA-Messsystem ist ein Ganzkörpermesssystem, welches auf die 

Arbeitskleidung der Probanden angebracht wird. Der maximale Winkelfehler der 

Sensoren liegt bei +/-1°. Beim Verrutschen der Sensoren können größere 

Fehler auftreten. Dem wurde durch eine Kontrolle am Ende jeder Messung 

entgegen gewirkt. 

Ein Nachteil der hier vorliegenden Untersuchung ist die Tatsache, dass mithilfe 

des Messsystems der Sprunggelenkswinkel nicht vermessen werden konnte. In 

einer Vielzahl bisher durchgeführter Studien zum Untersuchungsgegenstand 

Schuhe traten in diesem Gelenk die größten Änderungen auf (vgl. Hardin et al. 

2004, Long et al. 2004, Myers et al. 2006, Shakoor & Blook 2006, Nigg et al. 

2006a, Romkes et al. 2006). Der Einfluss von Sicherheitsschuhen auf das 

Sprunggelenk unter realen Arbeitsbedingungen wäre ein interessantes 

Forschungsthema für weitere wissenschaftliche Arbeiten. 

18 

Paromed Medizintechnik GmbH, Neubeuern; www.paromed.de 

19 

Grundlage der Sensorenanordnung war eine Studie, bei der an 350 Probanden 

Druckverteilungsmessungen mit einem hochauflösenden System durchgeführt wurden. Die 

Auswertung erfolgte dahingehend, dass eine kosten- und materialsensitive 

Messstellenreduktion vorgenommen werden konnte, ohne dass es zu einer 

überproportionalen Einbuße der Aussagequalität kam (TÜV Product Service 1995). 

83

5 Zusammenfassung und Ausblick 

Zusammenfassung und Ausblick 

Die Ursachen für Muskel-Skelett-Erkrankungen sind vielfältig und werden durch 

berufliche und außerberufliche Faktoren beeinflusst. Es bestehen 

Erkenntnisdefizite darüber, inwieweit das Sicherheitsschuhwerk zu diesen 

Belastungsgrößen gehört. Gegenstand dieser Arbeit war es daher, den 

Zusammenhang zwischen Sicherheitsschuhen und Belastungen des Stütz- und 

Bewegungsapparates näher zu untersuchen mit dem Ziel, Empfehlungen für die 

Gestaltung von Sicherheitsschuhen im Sinne des präventiven 

Gesundheitsschutzes zu formulieren. 

Um die Fragen der wissenschaftlichen Aufgabenstellung zu beantworten, 

wurden drei verschiedenartige Sicherheitsschuhmodelle von 40 Mitarbeitern der 

Automobilfertigung getestet. Die Schuhe stammten von unterschiedlichen 

Herstellern und variierten u. a. in ihren Dämpfungselementen, 

Sohlenkonstruktionen und Passgenauigkeiten. Neben der Abfrage des 

subjektiven Empfindens wurde eine messtechnische Analyse durchgeführt, bei 

der die Körperhaltung und die plantare Druckverteilung für ein Teilkollektiv 

(n=20) mittels einer CUELA-Messung am Arbeitsplatz und im Gang untersucht 

wurden. 

Im Rahmen der CUELA-Messung konnte der Einfluss der Sicherheitsschuhe 

auf die Körperhaltung und plantare Druckverteilung aufgezeigt werden. So war 

das Gehen und Arbeiten im Sicherheitsschuh 1 durch eine größere 

Oberkörpervorneigung von bis zu 3° und einer vermehrten Hüftbeugung von 

maximal 3,8° gekennzeichnet. Im Kniegelenk konnten keine Auffälligkeiten 

nachgewiesen werden. Die Messung der plantaren Druckverteilung ergab eine 

deutlich höhere Druckbelastung im Sicherheitsschuh 1. Besonders im 

Rückfußbereich lagen die maximalen Druckwerte teilweise 49 % über den 

Werten der Vergleichsmodelle. Die Analyse des Parameters Ganglinie zeigte in 

der Längs- und Querauslenkung ebenfalls schuhspezifische Unterschiede. Das 

Gehen im Sicherheitsschuh 3 war durch eine kürzere Ganglinie und einem 

Auftritt näher zur Fersenmitte gekennzeichnet. Im Sicherheitsschuh 2 prägte die 

dichter zum äußeren Fußrand stattfindende Abrollbewegung das Bild der 

Ganglinie. 

84

Zusammenfassung und Ausblick 

Die Ergebnisse der messtechnischen Analyse konnten durch die Abfrage des 

subjektiven Empfindens bestätigt werden. So wurde beispielsweise der Aspekt 

der Dämpfung beim Sicherheitsschuh 1 besonders unangenehm empfunden. 

Im Schuh-Vergleich war die Akzeptanz für diesen Sicherheitsschuh am 

geringsten. Die Sicherheitsschuhe 2 und 3 wurden im Durchschnitt als gut 

eingeschätzt, obgleich die Bewertung des Sicherheitsschuhs 3 differierte und 

von den Anforderungen am Arbeitsplatz abhing. Ein generelles Problem stellte 

das Mikroklima der Schuhe dar. 

Diese Studie konnte den Einfluss des Sicherheitsschuhwerks auf den Stütz- 

und Bewegungsapparat nachweisen und damit die Bedeutung der „richtigen“ 

Sicherheitsschuhe aufzeigen. Um den Träger nicht nur unmittelbar vor 

Verletzungen bei einem Arbeitsunfall zu schützen, sondern das Wohlbefinden 

langfristig aufrecht zu erhalten, bedarf es der Berücksichtigung einiger 

Konstruktionsmerkmale. So sollte hierbei u. a. auf eine hohe Passgenauigkeit 

durch Mehrweitensysteme, zonengerechte Dämpfung und geeignetes 

Obermaterial geachtet werden. Optimal erfolgt die Schuhauswahl durch die 

Beratung von geschultem Personal und es empfiehlt sich immer eine 

vergleichende Schuhanprobe verschiedener Herstellermodelle inklusive 

Tragetest 20 . Die Vorteile aus dem damit verbundenen organisatorischen 

Aufwand sind die Erhaltung der Mitarbeitergesundheit, der Beitrag zur 

Mitarbeiterzufriedenheit und die Erhöhung des Unfallschutzes. 

Gegenstand weiterführender Arbeiten wäre die Betrachtung des Sprunggelenks 

beim Tragen der Sicherheitsschuhe unter realen Arbeitsbedingungen. Ferner 

wäre eine messtechnische Analyse und Abfrage des subjektiven Empfindens 

nach einem längeren Tragezeitraum notwendig und sinnvoll. Es stellt sich die 

Frage, inwieweit der Einfluss der Schuhe auf den Muskel-Skelett-Apparat 

aufgrund der Alterung des Materials erhalten bleibt und welche Modelle auch 

langfristig zur Gesunderhaltung der Mitarbeiter beitragen können. 

20 

Im Tragetest sollten möglichst alle arbeitstypischen Tätigkeiten mit dem Musterschuh 

ausprobiert werden. Dies beinhaltet nicht nur das Gehen auf ebenen Boden, sondern auch 

Bücken, Knien, Treppensteigen, Drehbewegungen etc. 

85

6 Literaturverzeichnis 

Literaturverzeichnis 

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91

7 Anhang 

Fragebogen Sicherheitsschuh … 

1. Allgemeine Angaben: 

Name: ___________________________ 

Abteilung: ___________________________ 

Alter: ___________________________ [Jahre] 

Gewicht: ___________________________ [kg] 

Größe: ___________________________ [cm] 

Wöchentliche Arbeitszeit: ________________ [Std.] 

2. Arbeitsbedingungen: 

Bitte charakterisieren Sie kurz Ihre Arbeitsplatzbedingungen anhand der beiden 

nachfolgenden Tabellen: 

Tätigkeit: oft gelegentlich selten nie 

Stehen 

Gehen 

Sitzen 

Knien 

Handhabung schwerer Lasten 

Über-Kopf-Arbeit 

Ungünstige Körperhaltung 

Andere: 

Arbeiten auf den Böden: oft gelegentlich selten nie 

Beton 

Metall (Roste) 

Holz 

Kunststoff/Matte 

Andere: 

Anhang 

92

3. Sicherheitsschuhe: 

Anhang 

Wie beurteilen Sie die folgenden Eigenschaften der von Ihnen getesteten 

Sicherheitsschuhe? 

sehr gut mittel schlecht sehr 

gut 

schlecht 

Passform 

Zehenfreiheit („Klavierspielen“) 

Bequemlichkeit/Tragekomfort 

Halt 

Dämpfung des Auftritts 



Gewicht 

Mikroklima (Schwitzen im Schuh) 

Aussehen/Optik 

Wie fühlen Sie sich nach einer 

kompletten Arbeitsschicht mit diesem 

Schuh? (Stichworte: Ermüdung, 

schmerzende Beine) 

4. Bemerkungen/Anregungen: 

Bitte nutzen Sie die „Bemerkungen/Anregungen“ auch, um besonders gute oder 

schlechte Eigenschaften der Sicherheitsschuhe näher zu beschreiben: 

____________________________________________________________ 

____________________________________________________________ 

____________________________________________________________ 

____________________________________________________________ 

Ansprechpartner: 

Ulrike Noll 

Tel.: +49 … 

Handy: +49 … 

Fax: +49 … 

Email: … 

Vielen Dank für Ihre Mitarbeit!!! 

93

Eigene Publikationen 

Noll U., Krahn G., Leuchte S., Kraus T.: Untersuchungen zum Boden-Schuh- 

System an typischen Arbeitsplätzen in der Automobilindustrie. Arbeitsmedizin 

Sozialmedizin Umweltmedizin (2008) 43 (6):320-324 

Noll U., Ochsmann E., Krahn G., Leuchte S., Kraus T.: Plantare Druckbelastung 

bei verschiedenen Boden-Schuh-Kombinationen – eine Untersuchung an 

typischen Arbeitsplätzen der Automobilindustrie. Arbeitsmedizin Sozialmedizin 

Umweltmedizin (2009) 44 (3):147 

Noll U., Ochsmann E., Krahn G., Leuchte S., Kraus T.: Plantare Druckbelastung 

bei verschiedenen Boden-Schuh-Kombinationen – eine Untersuchung an 

typischen Arbeitsplätzen der Automobilindustrie. Dokumentation zur 49. 

Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und 

Umweltmedizin e. V. (2009):400-401 (CD-ROM, ISSN 1861-6577 / ISBN 978-3- 

9811784-2-5) 

Noll U., Ellegast R.E., Hermanns I., Ochsmann E., Kraus T.: Möglichkeiten der 

Prävention von Erkrankungen am Stütz- und Bewegungsapparat durch das 

Sicherheitsschuhwerk bei Mitarbeitern der Automobilindustrie. Arbeitsmedizin 

Sozialmedizin Umweltmedizin (2010) 45 (6):302 

Noll U., Ellegast R.E., Hermanns I., Ochsmann E., Kraus T.: Möglichkeiten der 

Prävention von Erkrankungen am Stütz- und Bewegungsapparat durch das 

Sicherheitsschuhwerk bei Mitarbeitern der Automobilindustrie. Tagungsband 

der 50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und 

Umweltmedizin e. V. (2010): in Druck

Danksagung 

An dieser Stelle möchte ich mich bei der BMW AG für die Finanzierung und 

damit Ermöglichen dieser wissenschaftlichen Arbeit bedanken. Im Besonderen 

gilt mein Dank der Leiterin Frau Gabriele Klyszcz und dem gesamten Team der 

Abteilung Arbeitssicherheit, Umweltschutz, Ergonomie des Werkes Leipzig 

sowie allen Probanden bzw. Mitarbeitern, die durch ihr Engagement großen 

Anteil am Erfolg dieser Studie haben. 

Bedanken möchte ich mich recht herzlich bei Univ.-Prof. Dr. Thomas Kraus und 

Dr. Elke Ochsmann vom Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin der 

RWTH Aachen für die wissenschaftliche Betreuung dieser Arbeit. 

Weiterhin gilt mein besonderer Dank Dr. Rolf Peter Ellegast und Ingo Hermanns 

vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung 

(IFA) für die Bereitstellung des CUELA-Messsystems sowie den Hilfestellungen 

im gesamten Verlauf der Promotion. 

Für ihre fortwährende Unterstützung richtet sich auch mein ganz besonderer 

Dank an Matthias und meine Familie. 

In besonderem Maße möchte ich mich bei Dr. Stefan Sturm für die unzähligen 

fachlichen Diskussionen und vielfältigen Hinweise im Rahmen dieser Arbeit 

bedanken. Ich habe stets von seinem umfassenden Wissen über 

Sicherheitsschuhe profitieren dürfen und war dadurch in der Lage einen engen 

Bezug zwischen Theorie und Praxis herzustellen.

Erklärung § 5 Abs. 1 zur Datenaufbewahrung 

Hiermit erkläre ich, dass die dieser Dissertation zu Grunde liegenden 

Originaldaten bei mir, Ulrike Noll, Ernst-König-Straße 11, 06108 Halle (Saale) 

hinterlegt sind. 

Halle (Saale), den 7. Juni 2011 Ulrike Noll

L E B E N S L A U F 

BERUFSERFAHRUNG 

Seit 08/2010 

05/2010 – 07/2010 

ULRIKE NOLL 

�� UNOLL@GMX.NET 

Familienstand: ledig 

geboren am: 17.06.1980 

geboren in: Halle (Saale) 

Landesamt für Verbraucherschutz Sachsen-Anhalt 

Dezernentin im Fachbereich Arbeitsschutz 

Institut für Arbeitsmedizin und Sozialmedizin 

(RWTH Aachen - Universitätsklinikum) 

Wissenschaftliche Mitarbeiterin 

10/2007 – 03/2010 BMW AG (Leipzig) 

Promotion zur Erlangung des Dr. rer. medic. am Institut für Arbeitsmedizin und 

Sozialmedizin (RWTH Aachen - Universitätsklinikum) 

STUDIUM 

10/2000 – 02/2007 Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (Halle/Saale) 

Studium des Wirtschaftsingenieurwesens 

04/2006 – 12/2006 BMW AG (Leipzig) 

Diplomarbeit 

PRAKTISCHE ERFAHRUNGEN 

05/2003 – 09/2003 BioEnterprise Corp., Fleishman-Hillard Inc., 

Yormick & Associates Co. (Cleveland/Ohio) 

Firmenübergreifendes Betriebspraktikum 

09/2002 Bio-Energie-Consult BEC GmbH (Halle/Saale) 

Betriebspraktikum 

SCHULBILDUNG 

08/1997 – 07/2000 

Berufsbildende Schule IV „Friedrich List“, Fachgymnasium 

Wirtschaft (Halle/Saale) 

08/1991 – 07/1997 Christian-Thomasius-Gymnasium (Halle/Saale)

Fragebogen Sicherheitsschuh - RWTH Aachen University

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