Schaffung von Grundlagen für die technische Realisierbarkeit von modischem Schuhbodendesign unter Berücksichtigung der Dynamik des Fußes

Das IGF-Vorhaben 17868 BG 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. Das Forschungsvorhaben zielte darauf ab, die technische Umsetzbarkeit von modischen Absatzkonstruktionen zu verbessern.

Unzulängliche, instabile Schuhboden- und Absatzkonstruktionen enthalten ein erhebliches Risikopotential. Die Schuhhersteller scheuen verständlicherweise diese Risiken und lehnen neue Entwürfe ab, sofern nur der geringste Zweifel hinsichtlich der Boden- und Absatzstabilität besteht. Deshalb ist ein Teil der Modell-entwürfe, die für jede Kollektion pro Saison erarbeitet werden, von vornherein dazu verurteilt, verworfen zu werden.

Wie groß sind die Kräfte und die daraus resultierenden mechanischen Spannungen, die im Tragegebrauch auf Absatz und Schuhboden einwirken? Diese Frage blieb bislang, ungeachtet der heutigen technischen Möglichkeiten, unbeantwortet. Somit bestand eine wesentliche Aufgabe der Projektarbeit darin, hierüber Aufschluss zu gewinnen. Deshalb wurden in Zusammenarbeit mit dem ISC Ganganalysen durchgeführt. Für diese Analysen stellten Mitglieder des projektbegleitenden Ausschusses Testschuhe mit unterschiedlichen Absatzvarianten zur Verfügung. Drei Messsysteme kamen gleichzeitig zum Einsatz: die Testschuhe wurden im Absatz- und Gelenkbereich mit Dehnungsmessstreifen ausgestattet, und sowohl ein Innenschuh-Druckmesssystem als auch eine Kraftmessplattform wurden angewendet. Im Ergebnis dieser Analysen konnten die wirkenden Kräfte und mechanischen Spannungen beim Gehen in ihrer Höhe und im zeitlichen Ablauf des Schrittes bestimmt werden. Unter Nutzung dieser Ergebnisse konnte eine Simulationssoftware genutzt werden, die die Belastungen verschiedener Absatz-Brandsohlen-Konstruktionen sowie deren potenzielle Schwachstellen vorherbestimmt.

Vom FILK Freiberg wurden Brandsohlen unter Verwendung von innovativen Materialkombinationen entwickelt. Die wesentlichen zu verbessernden Kenngrößen waren die Absatzfestigkeit d.h. Erhöhung der Nagelauszugsfestigkeit der erarbeiteten Brandsohlen, ihre Festigkeitskennwerte im Schuhverbund bei einer Beibehaltung von biegemechanischen Eigenschaften.Dazu wurde der innovative Ansatz verfolgt, textile Verstärkungselemente in die Brandsohlenlaminate einzuarbeiten. Als textile Verstärkungen wurden zahlreiche Materialien getestet, insbesondere Schmalbandgewebe aus Mono- und Multifilamentgarnen auf Basis von Glas, Polyester und Polyolefinen. Durch das Einbringen dieser Verstärkungselemente konnte die Nagelfestigkeit, im Vergleich zu den konventionellen Materialien, um das bis zu 2,5fach verbessert werden.

Basierend auf Ergebnissen der Ganganalysen wurde eine Schraubverbindung für die Absatzbefestigung von Absatzstiften entwickelt. Die Belastung dieser neuen Befestigungsart wurde mit Hilfe der entwickelten Software simuliert. Dabei stellte sich die Kontaktfläche zwischen Absatzstift und Brandsohle als ein entscheidendes Kriterium für die Absatzbefestigung heraus. Auf Grund der Erkenntnisse und der Prüfergebnisse wurde die erarbeitete Befestigungsmethode weiter verbessert. 

Mehr Informationen zu diesem Forschungsvorhaben finden Sie hier.

 

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