Optimierung von durchtrittsicheren Einlagen in Sicherheitsschuhen

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Optimierung durchtrittsicherer Einlagen für Sicherheitsschuhe der Kategorie S3. Dabei sollten auch die Prüfkriterien bezüglich der Durchtrittsicherheit, wie sie in den aktuell gültigen Normen für Sicherheitsschuhe und durchtrittsichere Einlagen niedergeschrieben sind, einer kritischen Betrachtung unterzogen werden. 

Das Projekt startete mit der Prüfung der Durchtrittsicherheit von Sicherheitsschuhen und Einlagen verschiedener Hersteller nach den bestehenden Normen DIN EN 12568 bzw. DIN EN 20345. Die überwiegende Mehrheit der Produkte bestand diese Prüfungen; nur sehr wenige fielen durch. Die kritische Betrachtung der Normen zur Überprüfung der Durchtrittsicherheit brachte folgende Ergebnisse:

1) Bestimmung einer sinnvollen Prüfgeschwindigkeit
Bei der Auswertung der Ganganalysen wurde die vertikale Auftrittgeschwindigkeit auf ca. 850 mm /min bestimmt. Derzeit wird gemäß der Norm bei der Prüfung von Sicherheitsschuhen und durchtrittsicheren Einlagen ein Prüfdorn mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min ± 3 mm/min in den Prüfling gedrückt. Somit deckten die Untersuchungen eine enorme Abweichung der realen vertikalen Auftrittgeschwindigkeit im Verhältnis zur derzeit aktuellen Prüfgeschwindigkeit auf.

2) Auswirkungen der Prüfgeschwindigkeit auf einen Nageldurchtritt
Die Messergebnisse erlauben keine eindeutige Aussage zum Einfluss der Prüfgeschwindigkeit auf das Prüfergebnis. Einige Einlagen zeigen annähernd gleiche Prüfergebnisse bei einer Prüfgeschwindigkeit von 800 mm/min und 10 mm/min. Andere hingegen können bei höheren Geschwindigkeiten leichter durchdrungen werden.

3) Einfluss des Prüfnagels auf das Prüfergebnis
Die Ergebnisse zeigen, dass alle getesteten Einlagen bei Verwendung von Prüfnägeln bis zu einem Durchmesser von 3,5 mm die aktuelle Norm im Bereich der Durchtrittsicherheit erfüllen und damit einen Nageldurchtritt mit einer Prüfkraft von 1100 N erfolgreich verhindern. Ab einem Nageldurchmesser von unter 2,5 mm allerdings reicht eine Kraft von 800 N, um die Einlage zu durchdringen.

Ferner wurden im Projektverlauf neue Materialien recherchiert und auf ihre Tauglichkeit in Bezug auf die Durchdringung eines Prüfnagels untersucht. Die Untersuchung dieser Materialien ergab, dass Vectrangewebe den höchsten Widerstand gegen das Durchdringen eines Prüfnagels bietet. Die Untersuchung des Einstichbereichs zeigt, dass keine einzige Vectranfaser zerrissen oder zerstört wurde, sondern dass die Fasern lediglich zur Seite geschoben wurden. Zur Untersuchung eines verbundenen Vectrangewebes wurden sechs Lagen mit einem Bügelkleber in Pulverform verklebt. Zum Vergleich wurden sechs unverbundene Gewebelagen herangezogen. Prüfergebnis: Im Verhältnis zu den unverbundenen Geweben wird etwa doppelt so viel Kraft benötigt, um die verbundenen Gewebeschichte zu durchdringen.

Das IGF-Vorhaben 17741 N der Forschungsvereinigung Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

 

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