Bayreuther Forscher decken viele Fehler bei Laufschuhen auf

Ein Forschungsteam des Lehrstuhls Biomechanik der Universität Bayreuth hat Schuhsohlen von mehr als 100 Laufschuhen untersucht, wie die Pressestelle der Uni mitteilt. Im Ergebnis waren über ein Drittel der Sohlen im Fersenbereich schlecht konstruiert und tragen somit zum Verletzungsrisiko von Läuferinnen und Läufern bei. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden im Fachjournal Bioengineering.

Denn die Fersensegmente sind für die Dämpfung beim Laufen enorm wichtig, wird in der Mitteilung erklärt. Gut gedämpfte Schuhe absorbieren die Energie, die beim Auftreten entsteht, und verhindern damit, dass das Bein diese Energie aufnehmen muss. Überlastung von Muskeln und Gelenken wird so verhindert.

Zu wenig Dämpfung ist schlecht – zu viel aber auch

Komprimiert sich das Material der Fersensegmente nur leicht, fühlen sich die Schuhe durch die geringe Dämpfung hart an. Doch auch zu weiches Material kann sich beim Laufen hart anfühlen, da die Ferse durch die zu starke Materialkomprimierung durchschlägt und man den Boden spürt.

Es sollte also einen optimalen Punkt zwischen den beiden Extremen geben, an dem die Ferse gut gedämpft ist. „Die bisherigen Standards zur Prüfung des Fersensegments von Sportschuhen sind nicht optimal, da sie die Schuhe mit einer Energieabsorption von genau fünf Joule testen. Allerdings läuft nicht jeder Mensch gleich, daher produziert nicht jeder bei jedem Fersenauftritt fünf Joule Energie“, sagt Professor Franz Konstantin Fuss vom Lehrstuhl Biomechanik der Universität Bayreuth und Leiter der Studie. Daher hält er bessere Methoden für nötig, die nicht auf starren Messwerten basieren.

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Fuss hat mit den beiden Doktoranden Tizian Scharl und Niko Nagengast deshalb ein neues Prüfsystem zur Messung der Eigenschaften von Fersensegmenten entwickelt. Diese Methode berechnet das Verhältnis von absorbierter Energie zur aufgebrachten Kraft und bestimmt den sogenannten Schulterpunkt, an dem dieses Verhältnis sein Maximum erreicht, also am meisten Energie bei möglichst geringer Kraft aufgenommen wird. Dieses Maximum ist ideal für die Stoßdämpfung beim Laufen.

Mithilfe von vier Messparametern zum Schulterpunkt haben die Bayreuther Forscher 112 Laufschuhe unterschiedlicher Hersteller untersucht und in drei Klassen eingeordnet: überkonstruiert (zu wenig Dämpfung, weil zu hart, dass heißt eine zu hohe Kraft wäre nötig, um die optimale Dämpfung zu erreichen), gut konstruiert (optimale Dämpfung) und unterkonstruiert (zu wenig Dämpfung, weil zu weich).

Ergebnis: 38 Prozent der Laufschuhe sind fehlerhaft konstruiert

Mit ihrer neuen Methode haben die Forscher aufgedeckt, dass von den 112 getesteten Schuhmodellen 38 Prozent über- oder unterkonstruiert sind. „Diese Konstruktionsfehler sind natürlich von den Herstellern unbeabsichtigt, da bisher keine optimale Testmethode zur Verfügung stand. Dies zeigt allerdings auch, dass Richtlinien für Design und Konstruktion von Fersensegmenten nötig sind, um so Verletzungen vorzubeugen“, sagt Fuss.

Darüber hinaus liefert die Studie erste Ansätze für 3-D-gedruckte Schuhsohlen, bei denen die Fersensegmente durch einfaches und systemisches Design individuell an Läuferinnen und Läufer angepasst werden können.

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