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30 Newsletter Forschungsprojekt zur Verbesserung des Schuhklimas Der »Lüfterschuh« Seit seiner Gründung vor über 60 Jahren befasst sich das PFI mit der Tragehygiene von Schuhen. Eine gute Tragehygiene steigert den Komfort, den der Träger empfindet, hilft gegen stark schwitzende Füße und den damit einhergehenden Geruch, und beugt Erkrankungen wie Fußpilz vor. Der „lüfterschuh“ ist das Ergebnis eines PFI-Forschungsprojekts, das die Verbesserung der Belüftung im Schuh zum Ziel hatte. Er ist mit einem energie-autarken Belüftungssystem ausgestattet, das über die menschliche Muskelkraft beim Gehen gespeist wird. Im Rahmen des AIF-Projekts entwickelter „lüfterschuh“ mit Datenlogger und Handy-Akku FoRSCHUNG Die wesentlichen Materialeigenschaften, welche Tragekomfort und Tragehygiene beeinflussen, sind Wasserdampfdurchlässigkeit und thermische Leitfähigkeit der verwendeten Schuhwerkstoffe. Bei körperlicher Aktivität, aber auch bei psychischer Belastung entwickelt der Körper aufgrund des beschleunigten Stoffwechsels verstärkt Wärme und sondert vermehrt Schweiß ab. Die natürliche Funktion des Schweißes, nämlich den Fuß durch Verdunstung zu kühlen, ist bei dem mit einem Schuh umhüllten Fuß nur eingeschränkt möglich. Der Fuß im Schuh kann nur gekühlt werden, wenn Wärme und Feuchtigkeit durch das Schuhmaterial nach außen abgeleitet werden. Tragehygiene – ein wichtiges Verkaufsargument Optimale Tragehygiene von Schuhen ist ein Verkaufsargument und wird daher von vielen Schuhherstellern angestrebt. Sie investieren erhebliche Summen, um die Traghygiene ihrer Schuhe zu verbessern – leider nicht immer mit Erfolg. Dass eine vernünftige Ventilation im Schuh das Fußklima positiv beeinflusst, ist bekannt. Die große Zahl von Patentanmeldungen im Bereich der Erzeugung von Belüftung im Schuh, über Pumpen und ähnliches, zeigen, dass sich auf diesem Gebiet zahlreiche Tüftler und Erfinder betätigen. Sehr häufig, und das bestätigen Untersuchungen solcher Systeme am PFI, werden dabei jedoch physikalische Gesetze ignoriert oder mechanische und konstruktive Aspekte außen vor gelassen, so dass die Systeme letztlich keine messbare Verbesserung der Tragehygiene erreichen.
Im Rahmen eines bereits abgeschlossenen AiF-Projektes mit dem Titel “Wohlfühlklima im Arbeitsschuh“ wurden die wesentlichen Mechanismen, welche die Tragehygiene beeinflussen, untersucht. Dann wurde das Optimierungspotenzial in den Feldern Material, Konstruktion und Mikrosysteme systematisch analysiert. Hierbei zeigte sich, dass die Hauptaufgabe darin besteht, Feuchtigkeit vom Fuß weg zu transportieren und die Hauttemperatur im angenehmen Bereich, um die 30 °C, zu halten. Im Projekt entwickeltes Funktionsmodell des „lüfterschuhs" 02.2011 Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V. Gesucht: Energie-autarkes Belüftungssystem Unter den verschiedenen Möglichkeiten, den Fuß trocken zu halten, stellt der Abtransport der Feuchtigkeit durch Luftströmung über die Nutzung des Kühleffekts durch verdunstenden Fußschweiß die wirksamste Methode dar. Diese Erfahrung hat sich auch in dem erwähnten Projekt bestätigt. Die besten Ergebnisse erzielte ein modifizierter Sicherheitsschuh mit eingebautem CPU-Lüfter, der über einen Handy-Akku gespeist wurde. Ein derartiges Lüftungssystem mit einer elektrischen Energieversorgung erfordert jedoch ein regelmäßiges Aufladen des Energiespeichers an einer externen Stromquelle. Da dieser Umstand die Benutzerfreundlichkeit einschränkt, hat sich das PFI in einem weiteren Forschungsprojekt gezielt mit dem Thema „Lüftung im Schuh“ und der technischen Realisierung der Erzeugung signifikanter, messbarer Luftströme im Schuh befasst. Das Ziel war, ein durch Muskelkraft gespeistes, funktionsfähiges Lüftersystem zu entwickeln, welches völlig autark, das heißt ohne Fremdenergie in Form von auszuwechselnden Batterien beziehungsweise extern aufzuladenden Akkus, eine mess- und spürbare Lüftungswirkung im Schuh generiert. Das Projekt gliederte sich hauptsächlich in zwei For- schungsbereiche, und zwar „Technische Umsetzung der Klimatisierung im Schuh“ und – damit eng verbunden – „Energiegewinnung im/am Schuh“. 31
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