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PFI: Ergonomische Zehenschutzkappen für Sicherheitsschuhe

Das International Shoe Competence Center Pirmasens (ISC) entwickelte in Zusammenarbeit mit dem Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens (PFI) innovative Zehenschutzkappen für Sicherheitsschuhe, die neben verbesserter Ergonomie auch Schutz gegen Abtauchen in den Schuhunterbau bieten. Unter dem Titel »Optimierung von Zehenschutzkappen für Schutz- und Sicherheitsschuhe hinsichtlich Ergonomie und Schutz gegen Abtauchen« wurde dazu kürzlich das IGF-Vorhaben 18548 N abgeschlossen.

Knapp ein Fünftel aller meldepflichtigen Arbeitsunfälle betreffen Verletzungen des Fußes (bundesweit 142 991 Fußverletzungen [1]), die wiederum für knapp 17 Prozent aller neuen Unfallrenten verantwortlich sind. Sicherheitsschuhe sind demnach ein enormer Schutzfaktor, und so hatten es sich ISC und PFI im Rahmen dieses Projektes zur Aufgabe gemacht, Zehenschutzkappen hinsichtlich Ergonomie und Schutz gegen Abtauchen in den Schuhunterbau weiter zu verbessern.  

Komfort und Passform sind entscheidende Faktoren

Lange Jahre stand bei der Entwicklung und Verbesserung von Sicherheitsschuhen vor allem der Schutz des Fußes vor äußeren Einflüssen im Fokus. Auswirkungen dieser Optimierungen auf Komfort und Passform wurden dabei eher vernachlässigt und so stoßen Sicherheitsschuhe oft auf mangelnde Akzeptanz bei den Trägern (Tragecompliance). Auch hinsichtlich ihrer Schutzfunktion bestand Verbesserungsbedarf, denn wird die Kappe zum Beispiel durch seitliches Überrollen belastet, wirkt der Druck an deren unterem Rand. Dieser besteht jedoch im Unterschied zur Zehenschutzkappe nicht aus biegesteifen, sondern aus nachgiebigen Materialien. Das hat laut PFI zur Folge, dass die steife/harte Kappe in die weiche Laufsohle hineingepresst wird. Die Kappe taucht ab und die Kappenränder weichen seitlich aus.

Prüfverfahren für die Ermittlung von Defiziten

Um die gesteckten Ziele zu erreichen, wurde zu Beginn des Projektes der Ist-Zustand ermittelt. Die im Projekt zur Verfügung gestellten, unterschiedlichen Kappen wurden vermessen und anschließend katalogisiert. Darüber hinaus fand eine projektspezifische Weiterentwicklung der, in einem früheren IGF-Vorhaben (14993) entwickelten Beinscanner-Software statt, mit deren Hilfe die aktuellen Fußmaße erfasst und analysiert werden konnten. Im weiteren Verlauf des Projektes wurden Prüfverfahren und -kriterien zur Ermittlung des Abtauchens der Zehenschutzkappe diskutiert und erprobt sowie Laborprüfungen hinsichtlich des Standes der Technik durchgeführt. Die gewonnenen Ergebnisse konnten im Anschluss mit den bisherigen Kappenkonstruktionen sowie den ermittelten Fußmaßen verglichen werden, um Aufschluss über eventuelle Defizite bisheriger Konstruktionen zu erlangen.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen, wurden konstruktive Verbesserungen an den Kappen vorgenommen, die in die Herstellung der Testkappen sowie Testschuhe einflossen. Diese Testschuhe wurden anschließend im Labor und im Feld unterschiedlichen biomechanischen als auch physikalischen Test unterzogen.

Im Projekt zeigte sich, dass bestehende Zehenschutzkappen ergonomisch abgeändert werden können. Hierzu wurden zwei Modelle entwickelt. Modell 1 entspricht dabei einer hinsichtlich der Ergonomie idealisierten Kappe, das heißt, die Entwicklung fand losgelöst von den bestehenden Normen statt und bildet die Innenmaße einer nach anatomischen und physiologischen Gesichtspunkten optimalen Schutzkappe ab.

Modell 2 hingegen wurde durch Modifikation eines bestehenden und normkonformen Leisten-Kappen Modells erarbeitet. Diese Kappe zeichnet sich unter anderem durch eine Verlängerung der Mindestinnenlänge als auch durch einen abgeänderten und verlängerten Verlauf der Kappe in Richtung Kleinzehe aus.


Abtauchverhalten von Zehenschutzkappen

In Bezug auf das Abtauchverhalten konnte laut Hersteller gezeigt werden, dass zum einen durch eine Verbreiterung der Bördelung der Zehenschutzkappen und zum anderen durch eine Härteanpassung der Materialien der Schuhsohle im Vorfußbereich eine Reduzierung des Eintauchverhaltens der Zehenkappe in den Schuhunterbau erfolgt.

Zur Messung des Abtauchverhaltens wurde am PFI zudem eine neue Prüfvorrichtung entwickelt, mit der es möglich ist, das Abtauchverhalten von Zehenschutzkappen in Kombination mit unterschiedlichen Schuhunterbauten zu bestimmen. Die Ergebnisse des Projekts führen nach Aussage des Herstellers zu einer entscheidenden Produktverbesserung, unter anderem bezüglich der Passform, der Tragecompliance und der Schutzwirkung und versprechen den deutschen Sicherheitsschuhherstellern einen deutlichen Wettbewerbsvorteil gegenüber Mitkonkurrenten vor allem im Ausland.

Darüber hinaus konnten die Projektergebnisse bereits im Normungsausschuss platziert werden, um möglicherweise als neue Prüfmöglichkeiten in die bestehenden Normen und Standards als zusätzliches Sicherheitskriterium mit aufgenommen zu werden.

Gezielte Förderung eines wichtigen Forschungsprojekts

Im Rahmen dieser Thematik hat sich das Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens deutlich für die Förderung des Forschungsvorhabens AiF-Nr. 18548 N bedankt, das im Programm zur Förderung der »Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)« aus den Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. erfolgte.

In diesem Zusammenhang sollte immer auch erwähnt werden, dass die Förderungsmaßnahmen, sei es durch Verbände, Hersteller oder Ministerien auf Bundesebene, einen wichtigen Beitrag leisten – nicht nur, um allein die Forschungsideen voranzubringen, sondern auch, um das Bewusstsein zur Notwendigkeit solcher Forschungsarbeit zu unterstreichen. Gerade im Bereich der Arbeitssicherheit und des Arbeitsschutzes ist es zwingend erforderlich, dass die Schutzlösungen immer weiter verbessert werden. Nur so lässt sich die Sicherheit von Arbeitern auf den unterschiedlichsten Baustellen auch in der Zukunft weiter verbessern und damit die Unfallzahlen noch weiter minimieren.J

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