Die Zehenschutzkappe und ihre Funktion – Einfach erklärt

So banal dieses kleine Teil bei Sicherheitsschuhen auch ist, so unglaublich wichtig ist die Zehenschutzkappe, da sie das wichtigste Schutzelement bei Sicherheitsschuhen darstellt und unsere Füße wirksam vor Verletzungen durch herunterfallende oder umfallende schwere Gegenstände schützt.

Daneben schützt die Zehenkappe wirksam vor Stößen gegen die Schuhspitze. In diesem Beitrag erfahren Sie alles über die Zehenkappe bei Sicherheitsschuhen. Anhand von Praxisbeispielen bringen wir Ihnen anschaulich die Schutzfunktion näher und finden heraus, aus welchem Material sie bestehen kann und welche Vorteile bestimmte Materialien bieten.

Als Bonus erfahren Sie auch anhand eines kuriosen, jedoch anschaulichen Beispiels einiges über die wissenschaftliche Einheit Joule und welche Rolle diese in Zusammenhang mit der Schutzkappe spielt. Los geht´s. 🙂

Was ist die Zehenschutzkappe?

Die Zehenschutzkappe wird umgangssprachlich auch „Stahlkappe“ genannt, obwohl sie mittlerweile längst nicht immer aus Stahl bestehen muss. Es ist ein kuppelförmiges Element, das im vorderen Teil des Sicherheitsschuhs eingearbeitet ist und den Zehenbereich vor Quetschungen durch Gegenstände, die auf die Zehen fallen, schützt.

Die Zehenschutzkappe schmiegt sich perfekt an den Vorderfußbereich an und umhüllt die Zehen der Trägerin oder des Trägers wie ein Schutzschild. Dabei soll man die Schutzkappe möglichst nicht während der täglichen Arbeit wahrnehmen.

Funktion der Zehenkappe

Die Kappe soll den Fuß vor Verletzungen, die durch Quetschung des Zehenbereichs entstehen, schützen. Doch wie funktioniert die Zehenschutzkappe überhaupt? Woher kommt die Energie, die frei wird und die Kappe belastet? Was passiert beim Aufprall eines schweren Gegenstandes auf die Arbeitsschuhe mit Zehenschutzkappe? Betrachten wir dazu einmal den Fall eines Gegenstandes auf den Fuß genauer.

Nehmen wir mal an, der Gegenstand wiegt 20 kg und liegt auf Arbeitstischhöhe in 1 m Höhe. Er hat damit eine potenzielle Energie von 200 Joule. Hier geht’s schon los. Bevor wir weitermachen, müssen wir klären was Joule ist. Hierzu ein kleiner Ausflug…

Weiter mit dem Praxisbeispiel

m = Masse des Gegenstandes

g = Erdbeschleunigung (vereinfacht g = 10 m/s²)

h = Höhe, auf der der Gegenstand liegt.

Die potenzielle Energie des Gegenstands beträgt also m * g * h  = 20 kg * 10 m/s² * 1 m = 200 J. Dann stößt man den Gegenstand aus Unachtsamkeit vom Tisch, und er fällt herunter auf den Fuß. Diesen Sturz kann man als freien Fall bezeichnen. Der Körper wird beschleunigt und nimmt Geschwindigkeit auf. Beim Aufprall auf die Schutzkappe muss die gespeicherte potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt werden.

Auf die Zehenkappe der Arbeitsschuhe wirkt also eine Verformungsenergie von 200 Joule. Diesen Wert muss sie aushalten. Je nach Beschaffenheit des Gegenstandes wird die Kunststoff- oder Lederhaut des Schuhs mehr oder weniger zerstört. Die Zehenschutzkappe verhindert aber Schlimmeres, da der Gegenstand an ihr abprallt, ohne den Zehenbereich zu zerquetschen.

Liegt die Belastung nahe den 200 Joule, kann sich die Schutzkappe aber auch leicht verformen und damit die Energie aufnehmen. Hierbei darf aber keinesfalls eine Quetschung des Fußes durch die Schutzkappe entstehen.

Weitere Informationen über die Einheit Joule finden Sie auch in diesem Wikipedia Artikel.

Fallbeispiele aus der Praxis

Damit Sie ein Gefühl bekommen, was eine Zehenschutzkappe aushält und was nicht, hier nun einige Fallbeispiele:

Material und Gewicht der Zehenschutzkappe

Die Kappe kann aus verschiedenen Materialien bestehen. Jedes Material hat Vorteile und auch Nachteile. Die Wahl des Materials wirkt sich hauptsächlich auf das Gewicht aus.

Hier hat Stahl natürlich im negativen Sinne die Nase vorne und ist am schwersten. Danach folgt Aluminium und dann Kunststoff. Titan, Carbon (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) gehören dagegen schon zu den leichtesten Materialien und werden zunehmend beliebter, da sie sehr leicht sind.

Die gewünschte „Betriebsfestigkeit“, oder auch Widerstandfähigkeit ist auch zu beachten. Hier gibt es sehr widerstandsfähige Stahlkappenschuhe und auch weniger widerstandsfähige, dafür leichtere Schuhe mit Kappen aus Kunststoff.

Aber auch die Langlebigkeit eines Schuhs kann durch entsprechende Materialwahl beeinflusst werden, indem man zum Beispiel keine Stahlkappe verbaut, die auf lange Sicht rosten kann, sondern stattdessen eine Kunststoffkappe.

Nicht zuletzt bestimmt natürlich das Material maßgeblich den Preis für den Endkunden. Hierbei ist Stahl das günstigste Material, weil eine Stahlkappe leicht hergestellt werden kann und Carbon und GFK das teuerste, weil der Herstellungsprozess hier sehr aufwändig ist. Zudem sind Kohlefasern und Glasfasern nicht der billigste Werkstoff.

Zehenschutzkappe als Überziehschuhe

Es gibt auch sogenannte Überziehschuhe mit Schutzkappe. Sie bestehen aus einem elastischen Band, an dem eine Zehenschutzkappe integriert ist.

Dies ist vor allem für Besucher von Bereichen interessant, die hier eigentlich Sicherheitsschuhe tragen müssen. Sie binden sich die Überziehschuhe einfach an ihre normalen Straßenschuhe und sind dann temporär für die Zeit ihres Aufenthalts in dem geschützen Bereich vor Unfällen gesichert.