Schneller auf den Beinen mit Hightech-Kunststoff

Wer schon mal eine Fussverletzung hatte, kennt wohl Künzli Schuhe. Seit Jahren werden die Stabilschuhe des Windischer Unternehmens als Alternative zum Gips bei der Therapie von Verletzungen an Bändern, Sehnen und Knochen am Fuss eingesetzt. In den letzten Jahren nahm aufgrund der steigenden Gesundheitskosten der Druck auf eine schnelle Rehabilitation zu: «Frühfunktionelle Heilung ist das aktuelle Stichwort in der Medizin», erklärt Mariella Oswald, Category Manager Ortho bei Künzli Schuhe, «betroffene Personen sollen sich also noch früher wieder auf den Füssen bewegen können». Deshalb hat das Traditionsunternehmen zusammen mit der ETH und der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW eine neue Generation des Künzli Ortho® entwickelt.

Anpassbar und robust

«Der neue Schuh hat ein Stabilsystem aus extrem robustem Carbon», sagt Mariella Oswald, «ein verstellbares Gelenk kann zwischen sehr steif zu Beginn der Therapie bis ganz beweglich bei fortgeschrittener Rehabilitation variiert werden». Damit ist der Schuh für eine frühfunktionelle Heilung besonders geeignet. Bei der Entwicklung der Carbon-Bauteile stützte sich Künzli auf das Know-how des Instituts für Kunststofftechnik FHNW. «Ich laufe jeden Tag am Campus vorbei», lacht Mariella Oswald, «eine Zusammenarbeit ist schon wegen der räumlichen Nähe logisch». Die Manufaktur von Künzli Schuhe ist rund 800 Meter vom Campus Brugg-Windisch entfernt.

Materialien aus der Luft- und Raumfahrt

«Auf den ersten Blick ist die Entwicklung eines Schuhs ein ungewöhnliches Projekt für uns», sagt Christian Brauner, Professor für Faserverbundwerkstoffe an der FHNW. Faserverstärkte Verbundwerkstoffe werden normalerweise in der Luft- und Raumfahrt, sowie im Automobilbau eingesetzt. «Eine Aufgabe unseres Institutes ist aber gerade der Transfer von solchem Wissen in die lokale Wirtschaft», betont Christian Brauner. Mit seinen Mitarbeitenden untersuchte er, wie man fertigungsgerecht die Teile aus Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff – umgangssprachlich «CFK » genannt – konstruieren kann. Eine Herausforderung war dabei die Optimierung des Prozesses, damit die Herstellung auch wettbewerbstauglich ist: «Solche Hochleistungskunststoffe sind in der Herstellung sehr teuer», erklärt Christian Brauner, «darum ist es eine Challenge, die Kosten tief zu halten».

An der ETH getestet

Das FHNW-Team ging bei der Entwicklung des Schuhs iterativ vor: «Zusammen mit Künzli haben wir Prototypen des Schuhs gebaut», erzählt Christan Brauner, «diese wurden dann im Institut für Biomechanik der ETH Zürich getestet». Die ETH nahm Messungen zur Kinematik vor und führte Gangbildanalysen durch. Die Ergebnisse wurden mit einem Konkurrenzprodukt verglichen. Die Erkenntnisse flossen anschliessend in die Weiterentwicklung der Prototypen ein. «Bei einem Produkt wie dem Schuh ist die Haptik und das Gefühl sehr wichtig», gibt Christian Brauner zu bedenken, «man muss das physische Produkt ausprobieren können – das ist keine exakte Wissenschaft».

Erfolgreiche Innovationsförderung

Die Produktentwicklung wird von der Kommission für Technologie und Innovation KTI unterstützt. «Für uns ist die Zusammenarbeit mit Hochschulen sehr wichtig», sagt Mariella Oswald, «wir sind ein lokal verankertes KMU mit 20 Mitarbeitenden. Wir müssen innovativ sein, damit wir mit der Konkurrenz aus dem Ausland mithalten können». Durch die Zusammenarbeit konnte das Traditionsunternehmen ein neues Produkt auf dem Markt bringen und die Experten verblüffen. Das freut nicht nur die Mitarbeitenden von Künzli Schuhe, sondern auch ein Forschungsteam 800 Meter entfernt.