Exoskelette: Smarte Power fürs Bauhandwerk

Tragbare Hebe- und Montagehilfen, so genannte Exoskelette, können Bauhandwerker bei Über-Kopf-Arbeiten oder beim Heben von Lasten unterstützen. Welche Exoskelette gibt es, was können sie und worauf sollte man bei der Auswahl achten?

Passive oder aktive Hebe- und Montagehilfen können den Arbeitsalltag erleichtern. © Htrius

Zum Berufsbild von Bauhandwerkern gehören körperlich anspruchsvolle Tätigkeiten. Der Transport und die Montage von Mauersteinen, Fenstern, Heizkörpern oder Sanitärobjekten, das Klopfen oder Fräsen von Schlitzen, die Arbeit mit schweren Geräten oder Werkzeugen – häufig über Kopf – beanspruchen Schultern, Nacken, Rücken, Muskeln und Gelenke. Eine ständige, sich immer wiederholende Belastung dieser Körperpartien kann sich langfristig negativ auf die Produktivität auswirken, zu krankheitsbedingten Fehlzeiten und gesundheitlichen Schäden führen. Eng am Körper getragene Hebe-, Trage-, Montage- und Arbeitshilfen, sogenannte Exoskelette („Außenskelette“), versprechen Abhilfe.

Insbesondere schwere Über-Kopf-Arbeiten können Exoskelette aktiv oder passiv unterstützen und Überlastungen vorbeugen. © Festool

Welche Exoskelette gibt es und was können sie?

Exoskelette sind künstliche Hebe- und Tragehilfen, die man sich wie einen Rucksack umschnallen kann. Sie verstärken, stützen und entlasten das Skelett und den Muskel­apparat und verhindern eine Überbelastung. Die künstlichen Hebehilfen wiegen zwischen ein bis fünf Kilogramm, sind für 10 bis 40 Kilogramm schwere Lasten oder mehr ausgelegt und entlasten Muskelpartien zwischen 20 bis 75 Prozent, je nach Hersteller und System. Über verstellbare Gurte und Manschetten werden sie mit Armen, Schultern, Brust und Rücken sowie den Oberschenkeln verbunden und lassen sich an unterschiedliche Körpergrößen anpassen. Polster sorgen für eine gleichmäßige Verteilung der Lasten und beugen Druckstellen vor. Je nach System, werden unterschiedliche Körperteile wie Schulter, Rücken, Beine, Ellenbogen, Handgelenke oder Finger unterstützt. Am weitesten verbreitet sind schulter- oder rückenunterstützende Exoskelette. Unterschieden werden passive und aktive Exoskelette, sowie Hy­bridsysteme. Passive Systeme funktionieren mit der Kraft elastischer Bänder, mechanischer Federn oder Gasdruckfedern auch ohne Energiezufuhr. Sie sind leicht, kompakt und wartungsarm. Nur aus elastischen Materialien bestehende Soft-Exoskelette können auch unter der Arbeitskleidung getragen werden, unterstützen allerdings keine Über-Kopf-Arbeiten. Aktive Exoskelette werden elektrisch oder pneumatisch angetrieben und sind leistungsfähiger. Den Strombedarf liefern Akkus, die Stärke der Unterstützung wird manuell oder automatisch geregelt. Einige erkennen KI-gestützt Arbeitsabläufe automatisch und passen die Unterstützung des Trägers in Echtzeit an. Werden aktive Exoskelette mit dem Internet der Dinge (IoT) vernetzt, lassen sich Aktivitäten und Belastungswerte für statistische Zwecke zur Analyse der geleisteten Arbeit oder für die Abrechnung von Tätigkeiten auswerten. In Industrie 4.0-Umgebungen können sich einige Exoskelette mit Maschinen oder Anlagen vernetzen, um mit ihnen zu interagieren und so die Effizienz von Arbeitsabläufen zu steigern.

Aktive Systeme bieten eine motorische Unterstützung, sind aber voluminöser und benötigen einen Akku. © Suitx/Ottobock

Exoskelette in der Praxis

Der Einsatz von Exoskeletten empfiehlt sich prinzipiell an allen nicht-stationären Arbeitsplätzen und für Tätigkeiten, die auf Über-Kopf-Arbeiten oder das Heben und Tragen schwerer Lasten fokussiert sind – und die gleichzeitig den Einsatz von technischen Hilfsmitteln wie Galgenkränen, Hubwagen oder Hubtischen ausschließen, etwa aufgrund enger Bau- oder Montageräume. Entscheidend für die Akzeptanz von Exoskeletten in der Praxis sind ein geringes Gewicht, kompakte Abmessungen, eine einfache Handhabung und ein guter Tragekomfort, auch im Sommer. Beachten sollte man dabei, dass Scheuerstellen an Gurten, Manschetten oder Auflageflächen erst nach längerem Gebrauch auftreten. Arm- oder Beinmanschetten oder das komplette Exoskelett sollten außerdem schnell an- und ausgezogen werden können, pflegeleicht oder waschbar sein. Es sollte sich an individuelle Körperproportionen und Anforderungen des Nutzers flexibel anpassen lassen und eine gute, individuell dosierbare Unterstützung bieten. Da das Anlegen und die individuelle Einstellung „Rüst-Zeit“ erfordert, ist ein eigenes System für jeden Mitarbeiter empfehlenswert. Beim Gehen, Treppen steigen, beim Heben und Arbeiten sowie auf Leitern oder Gerüsten sollte das Exoskelett den Träger nicht behindern und auch durch enge Türen oder Durchgänge passen, ohne anzuecken oder hängen zu bleiben. Dies gilt insbesondere für die voluminöseren aktiven Systeme. Hier sollte man auch darauf achten, dass das Gesamtgewicht nicht zu hoch ist und dass der Akku möglichst lange durchhält. Im Außenbereich kommt es zusätzlich darauf an, dass die Konstruktion unempfindlich gegen Nässe und Feuchtigkeit ist.

Je nach System und Hersteller unterstützen Exoskelette unerschiedliche Körperpartien und Arbeitshaltungen.
© Noonee/Carl Stahl

Exoskelette – pro und kontra

Laut Statistiken kommen in der Baubranche Verletzungen vor allem an Schultern und Oberarmen, Rumpf, Rücken und Wirbelsäule vor. Körperliche Fehlbelastungen beim Heben und Tragen im Beruf führen zu Muskel- und Skeletterkrankungen und sind in Deutschland für über 20 Prozent aller krankheitsbedingten Fehlzeiten verantwortlich. Exoskelette können dem vorbeugen und dafür sorgen, dass arbeitsbedingte Muskel-Skelett-Erkrankungen erst gar nicht entstehen, krankheitsbedingte Ausfallzeiten minimiert werden und Beschäftigte gesund bleiben. Außerdem bieten technische Assistenzsysteme Arbeitnehmern mit Handicaps, nach Krankheiten oder Unfällen Chancen für eine (Wieder-)Eingliederung ins Berufsleben. Auch vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels und des demographischen Wandels gibt es einen Bedarf, Arbeiten auf dem Bau bequemer, angenehmer und attraktiver zu gestalten. Aktuelle Studien zur Wirksamkeit von Exoskeletten zeigen allerdings ein zweigeteiltes Bild: Während biomechanische Kurzzeitstudien, beispielsweise der ETH Zürich oder der TU Graz signifikante Entlastungen der Arbeitenden belegen, fehlen bisher belastbare Nachweise für eine langfristige präventive Wirkung gegen Muskel-Skelett-Erkrankungen. Da erhöhte Belastungen an einer Stelle meist an einer anderen Stelle wieder in den Körper eingeleitet werden, besteht die Gefahr, dass Überlastungen, Muskel-, Skelett- oder Gelenkschäden lediglich verlagert werden. Insbesondere aktive Exoskelette befähigen den Träger, mehr zu leisten – beispielsweise sehr schwere Lasten zu heben. Deshalb sehen Berufsgenossenschaften die Gefahr eines missbräuchlichen und gesundheitsschädigenden Einsatzes. Explizit hingewiesen wird auch auf mögliche Unfallgefahren durch Kollisionen, Hängenbleiben oder Fehlfunktionen.

Entscheidend für die Akzeptanz durch die Mitarbeiter sind unter anderem ein schnelles An- und Ablegen, das Gewicht, der Tragekomfort sowie kompakte Abmessungen, damit man beim Arbeiten in beengten Verhältnissen oder auf Gerüsten nicht hängen bleibt.  © Auxivo

Produktbeispiele

Zahlreiche Hersteller offerieren auch für das Bauhandwerk geeignete Exoskelette (siehe Infokasten). Die folgenden Absätze stellen ausgewählte Produkte beispielhaft vor. Die Preise liegen, je nach System, zwischen 2.500 und 15.000 Euro (zzgl. MwSt.), bei aktiven Systemen auch mehr. Der Handel bietet teilweise auch kostenlose und unverbindliche Tests oder Geräte-Mieten an.

Exia von German Bionic ist ein robustes, staub- und wasserdichtes, KI-gestütztes Exoskelett, speziell für den industriellen Einsatz und die Logistik entwickelt. Es entlastet den unteren Rücken bei Hebevorgängen, Tragen und in vorgebeugter Haltung mit bis zu 38 kg. Das System passt sich per KI in Echtzeit an den Nutzer an und lernt aus den Bewegungsdaten. Eine Cloud-basierte Analyseplattform ermöglicht ergonomische Auswertungen, das Monitoring von Aktivitäten sowie das Flottenmanagement.

Exo-S von Hilti ist ein passives, ca. 2,2 Kilogramm leichtes Schulter-Exoskelett für Über-Kopf- und Wandarbeiten im ganztägigen Einsatz. Die Unterstützung des Exoskeletts kann per Knopf-Drehung eingestellt werden. Das praxisorientierte Design vereinfacht das Tragen, Einstellen und Reinigen. Eine optionale Nackenstütze bietet zusätzliche Entlastung bei besonders anspruchsvollen Über-Kopf-Arbeiten.

Exo Active von Festool ist ein aktives, mit einem 18 Volt-Akku betriebenes Exoskelett, das sowohl Über-Kopf-Arbeiten als auch Arbeiten an der Wand, beispielsweise das Stemmen von Schlitzen oder die Wandmontage von Sanitärobjekten unterstützt. Die Unterstützungskraft kann exakt auf die jeweilige Tätigkeit angepasst werden und soll die Schultermuskulatur um bis zu 30 Prozent entlasten. Per App lässt sich das ExoActive individuell einstellen.

IX Back Air von Suitx/Ottobock entlastet die untere Rückenpartie des Trägers bei körperlich fordernden Tätigkeiten Herstellerangaben zufolge um bis zu 15 Kilogramm pro Hebevorgang und reduziert Belastungen um bis zu 75 Prozent. Das 4,8 Kilogramm leichte aktive Exoskelett ermöglicht ein schnelles An- und Ablegen in 30 Sekunden und erkennt dank intelligenter Sensorik, wie sich der Körper bewegt und unterstützt diesen zielgerichtet.

OmniSuit vom schweizerischen Hersteller Auxivo ist ein passives Mehrzweck-Exoskelett, das sowohl Arme und Schultern als auch den Rücken unterstützt. Damit eignet sich die ca. 3 Kilogramm leichte, flexible Lösung für Über-Kopf-Arbeiten ebenso wie für das Heben und die Montage beispielsweise WCs oder Waschbecken. Herstellerangaben zufolge werden Schultermuskeln um 40 Prozent, Rücken und Hüfte um 45 Prozent entlastet.

© Hilti

Auswahl und Einführung

Vor der Auswahl und Einführung sollte geprüft werden, ob man das Arbeitsumfeld auch mit anderen Maßnahmen ergonomischer gestalten kann. Auch organisatorisch lassen sich körperliche Belastungen reduzieren, zum Beispiel mit einer Beschränkung der Tätigkeitsdauer oder einer Verteilung auf mehrere Mitarbeiter. Erst dann, wenn technische und organisatorische Maßnahmen nicht den gewünschten Erfolg bringen, sollten Exoskelette eingeführt werden. Ein wichtiges Auswahlkriterium ist die Frage, welche Körperregion unterstützt werden soll, denn die meisten Systeme sind entweder für das Heben/Tragen oder für Über-Kopf-Arbeiten optimiert, aber nicht für beides gleichzeitig. Die Auswahl des passenden Modells unterstützen mittlerweile diverse Leitfäden, z.B. [1], [2] und Web-Portale. Eine finanzielle Förderung von Exoskeletten im gewerblichen Bereich gibt es im Gegensatz zu Frankreich, den Niederlanden oder Deutschland hierzulande nicht. Vereinzelt bieten aber Organisationen, wie zum Beispiel die Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (AUVA) oder der TÜV Austria Informationen, Auswahl- und Einführungshilfen.

Die smarten Assistenten unterstützen den Träger auch beim Heben von Lasten. © German Bionic

Hersteller, Literatur- und Linktipps

https://laevo-exoskeletons, www.auxivo.com, www.comau.com, www.eksobionics.com, www.ergosante.fr/de, www.festool.at, www.germanbionic.com, www.gobio-robot.com, www.herowearexo.com, www.hilti.at, www.htrius.com, www.hunic.com, www.noonee.com, www.rb3d.com, www.skelex.com, www.suitx.com, www.sunaro.de

[1] Amato, P.: Exoskelette im Handwerk, Mittelstand-Digital Zentrum Handwerk, Berlin, 2023
[2] DGUV (Hrsg.): Mensch und Arbeitsplatz – Auswahl und Einsatz von Exoskeletten, DGUV-Information 208-062, Berlin, 2025

www.exoskelette.com Anbieter mit vielen Zusatzinfos
www.orthexo.de Exoskelette-Übersicht

Text: Marian Behaneck

Kategorie: EDV, Kolumnen