DE10000670B4

DE10000670B4 - Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs

Info

Publication number: DE10000670B4
Application number: DE10000670A
Authority: DE
Inventors: Mario Polegato Moretti
Original assignee: Geox SpA
Current assignee: Geox SpA
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: DE10000670A1; US20020043098A1; US6487891B2; ITPD990011A1; IT1307159B1

Abstract

Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs, die auf einem Auflagegestell (10) folgendes aufweist:
– einen hohlen Körper (11), welcher aus selbsttragendem Material hergestellt ist, die Form eines Fußes wiedergibt und derart ausgelegt ist, daß er den zu testenden Schuh (12) halten kann, wobei der Körper (11) Durchgangsöffnungen (14) hat, welche an diesem verteilt angeordnet sind und der hohle Körper (11) Wasser (15) enthält;
– einen Socken (17), welcher aus wasserdichtem und dampfdurchlässigem Material hergestellt ist und derart angeordnet ist, daß er den hohlen Körper (11) umgibt;
– eine Andrückeinrichtung (19) zum Ausführen einer relativen Bewegung zwischen einer Anordnung, in welcher die Andrückeinrichtung (19) einen Abstand von der Sohle des Schuhs (12) hat, wobei der Schuh (12) vom in der Socke (17) angeordneten, hohlen Körper (11) gehalten ist, und einer Anordnung, bei welcher die Andrückeinrichtung (19) gegen die Sohle des Schuhs (12) gedrückt wird, wobei der Schuh...

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs.
Heutzutage eingesetzte Systeme zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate von Gegenständen, wie Bekleidung oder Schuhen, befassen sich ausschließlich mit den Materialien, aus denen diese Gegenstände bestehen.
Diese Systeme gestatten, daß man Daten betreffend die Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate ermittelt, welche in Milligramm pro cm² pro Stunde oder in Gramm pro cm² pro Tag angegeben wird.
Die Grundbedingungen für die Prüfungen sind beispielsweise in der UNI 8429 Norm definiert, sie können aber nicht beispielsweise auf einen gesamten Schuh Anwendung finden, da dort nicht die erforderlichen Bedingungen mit erfaßt werden, wie das Vorhandensein von mehreren Schichten, die Fußbewegung und unterschiedliche Schweißbildungsverhältnisse.
Ein kompliziertes Simulationssystem wurde vorgeschlagen, bei dem die Differenz einer Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate zwischen einem wasserfesten, aber nicht dampfdurchlässigen Gegenstand und einem Gegenstand gemessen wird, welcher mit einer wasserdichten und dampfdurchlässigen Membrane versehen ist.
Ein solches System ist beispielsweise in US 4,918,981 beschrieben, welche sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von am menschlichen Körper getragenen Gegenständen, beispielsweise Schuhen, Handschuhen und so weiter, bezieht, welche in sich geschlossene Gegenstände für den Durchlaß von Dampf bilden, welcher durch Transpiration erzeugt wird.
Die Vorrichtung weist eine dünne, flexible und wasserdichte, geschlossene Einlage auf, welche stark dampfdurchlässig ist, in dem zu prüfenden Gegenstand angeordnet und mit Wasser gefüllt ist.
Das Wasser kann erwärmt werden, um die Körpertemperatur zu simulieren und eine hohe Feuchtdampfkonzentration im Innern des Gegenstands zu erzeugen.
Die hier zur Umgebung außerhalb des zu prüfenden Gegenstands durchgelassene Feuchtigkeitsmenge sowie die in dem Gegenstand absorbierte und in demselben kondensierte Feuchtigkeitsmenge können aufgrund von Gewichtsunterschieden von Messungen erfaßt werden, welche vor, während und nach der Testperiode durchgeführt werden.
Die Anwendung dieses Systems auf Schuhe führt jedoch nicht zu gleichmäßigen und zuverlässigen Ergebnissen, da die tatsächlichen Betriebsbedingungen, unter denen der Fuß arbeitet, insbesondere beim Gehen und/oder Laufen nicht simuliert werden, und da das Mikroklima im Innern eines Schuhs im Gebrauchszustand nicht wiedergegeben wird.
Die DE 38 26 275 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Testen von Bekleidungsgegenständen auf Wasserdichtigkeit. Auf einer Trägervorrichtung, die einem menschlichen Körperteil nachgebildet ist, sind Feuchtigkeitssensoren angeordnet. Auf der Trägervorrichtung ist der Bekleidungsgegenstand angeordnet, der von außen mit Wasser beaufschlagt wird.
Die EP 0 634 012 B1 beschreibt eine Testvorrichtung für einen Leckagetest bei einer wasserdichten Fußbekleidung. Die Vorrichtung umfasst einen Halter und ein aufblasbarer Kragen, der auf dem Halter verfahrbar ist. Ein Fußteil am unteren Ende des Halters liegt an der Innensohle der Fußbekleidung an, wobei der Kragen in einer festen Entfernung zur Sohle gehalten wird. Der Kragen wird aufgeblasen, um das Innere der Fußbekleidung abzudichten, und anschließend wird Pressluft in das Innere der Fußbekleidung eingeblasen. Lecks werden durch die Beobachtung von Blasen entdeckt, während die Fußbekleidung in Wasser eingetaucht ist, oder durch Ultraschalluntersuchung.
Die US 4,432,223 beschreibt eine Apparatur zum Testen und Bewerten von Fußbekleidung durch Simulation des tatsächlichen Tragevorgangs unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen. Die Apparatur umfasst einen Fußpylonen sowie einen künstlichen Fuß, die als Einheit bewegt werden, um die Bewegung des Knies und des Knöchels nachzuahmen. Dabei wird ein Laumechanismus mit einem Motor eingesetzt. Die Vertikalbewegung des Laumechanismus wird durch einen Fluidaktuator bestimmt. Der künstliche Fuß, auf welchem die zu testende Fußbekleidung angeordnet ist, kann mit verschiedenen Sensoren und Zustandssimulatoren ausgerüstet werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs bereitzustellen, welche die zur Außenseite gehende verdampfte Dampfmenge, die durch die Komponenten des Schuhs absorbierte Dampfmenge und die in Kontakt mit dem Fuß durch die Innensohle absorbierte Feuchtigkeitsmenge erfassen kann. Alle diese Größen werden bei dynamischen Belastungsverhältnissen erfaßt, welche die Bewegung des Fußes simulieren.
Ein Hauptziel der Erfindung ist daher darin zu sehen, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate der Sohle messen kann, die hinsichtlich des Aufbaus in EP 382 904 A2 beschreiben ist und bei einem Schuh vorgesehen ist.
Ferner soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche so genau wie möglich den menschlichen Fuß und das Mikroklima simulieren kann, wie es im Innern eines Schuhs aufgebaut wird.
Ferner soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche hinsichtlich des Aufbaus einfach ausgelegt ist und sich ohne Schwierigkeiten einsetzen läßt.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs sieht auf einem Auflagegestell folgendes vor:

– einen hohlen Körper, welcher aus selbsttragendem Material hergestellt ist und die Gestalt eines Fußes wiedergibt sowie dazu bestimmt ist, als Auflage für den zu testenden Schuh zu dienen, wobei der Körper Durchgangsöffnungen hat, welche über denselben verteilt sind, und Wasser enthält;
– einen Socken, welcher aus einem wasserdichten und dampfdurchlässigen Material hergestellt und derart ausgelegt ist, daß er den hohlen Körper umgibt;
– eine Andrückeinrichtung, welche relative Bewegungen mit dem hohlen Körper zwischen einer Anordnung, bei der die Andrückeinrichtung einen Abstand von der Sohle des Schuhs hat und einer Anordnung, bei der die Andrückeinrichtung gegen die Sohle des Schuhs gedrückt wird, ausführt;
– eine Einrichtung zum Erwärmen des Wassers in dem hohlen Körper auf eine vorbestimmte und konstante Temperatur.

Vorzugsweise sind Einrichtungen vorgesehen, mittels welchen das Gewicht des hohlen Körpers mit allen zugeordneten Einzelheiten und des zu testenden Schuhs gemessen werden können.
Zweckmäßigerweise sind Sensoren in dem zu testenden Schuh angeordnet, um die relative Feuchtigkeit an verschiedenen Stellen des Fußes zu erfassen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer nicht beschränkenden bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin gilt:
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht eines hohlen Körpers, welcher die Gestalt eines Fußes wiedergibt und ein Teil der Vorrichtung ist;
3 ist eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des hohlen Körpers nach 2 einschließlich eines zu testenden Schuhs; und
4 ist eine Teilausschnittsansicht der Vorrichtung.
Unter Bezugnahme auf die vorstehenden Figuren weist eine Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs ein Auflagegestell 10 auf, welches bei der dargestellten Ausführungsform kastenähnlich ausgebildet ist und die elektrischen Meßeinrichtungen, Steuereinrichtungen und Beaufschlagungseinrichtungen enthält. Ferner weist die Vorrichtung einen hohlen Körper 11 auf, welcher aus selbsttragendem Material, insbesondere beim dargestellten Beispiel aus Stahl, hergestellt ist, der die Gestalt eines Fußes zur Abstützung des zu testenden Schuhs wiedergibt, der mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist.
Wie in den Figuren der Zeichnung gezeigt ist, ist der hohle Körper 11 hängend fest an einem Metallträger 13 angebracht, welcher von dem Auflagegestell 10 nach oben vorsteht.
Der hohle Körper 11 hat darauf verteilt vorgesehene Durchgangsöffnungen 14 und ist mit Wasser gefüllt, welches mit der Bezugsziffer 15 versehen ist.
Die Öffnungen sind wenigstens in den Bereichen verteilt, welche jenen zugeordnet sind, an denen der Fuß am stärksten transpiriert.
Der hohle Körper 11 ist an einem oberen Bereich mittels einer Schraube 16a und einer Abdeckung 16 (mit einem Dichtungsring 16b) abgeschlossen, welcher die Enden der darin befindlichen Einrichtungen trägt, was nachstehend noch näher erläutert wird.
Die Vorrichtung weist ferner einen Socken 17 auf, welcher aus wasserdichtem und dampfdurchlässigem Material hergestellt ist, auf dem hohlen Körper 11 aufliegt und in Kontakt hiermit mittels eines Netzes 18 gehalten ist.
Der Socken 17 ist nahezu vollständig aus nichtstreckbarem Material, abgesehen von einem Bereich 17a, hergestellt, welcher dem oberen Teil des Fußes entspricht und der aus elastischem Material hergestellt ist, um eine Anpassung an den hohlen Körper 11 zu erreichen.
Natürlich müssen die Nähte abgedichtet sein, um einen Durchgang von Wasser zu verhindern.
Während des passenden Anordnens des oberen Rands 17b des Sockens 17 muß zwischen der Abdeckung 16 der Dichtungsring 16b angebracht werden, um auch die oberen Durchgänge dicht zu verschließen.
Unterhalb des hohlen Körpers 11 ist eine bewegliche Fläche 19 vorgesehen, welche eine Andruckeinrichtung bildet, die sich bezüglich des hohlen Körpers 11 zwischen einer Anordnung, die einen Abstand von der Sohle des zu testenden Schuhs 12 hat, und einer Anordnung bewegbar ist, in welcher dieser gegen die Sohle des zu testenden Schuhs 12 gedrückt wird.
Die bewegliche Fläche 19 ist mit einer Beaufschlagungseinrichtung 20 verbunden, um der Fläche eine hin- und hergehende, translatorische Bewegung zu erteilen, und die Beaufschlagungseinrichtung 20 kann beispielsweise von einem fluidbetätigten Zylinder gebildet werden und mit zwei stangenähnlichen Elementen 21 starr verbunden sein, zwischen denen die Beaufschlagungseinrichtung 20 angeordnet ist. Die stangenähnlichen Elemente sind in Öffnungen 22 des Auflagegestells 10 geführt.
Die Vorrichtung weist auch eine Konditioniereinrichtung zum Erwärmen des Wassers in dem hohlen Körper 11 auf eine vorbestimmte konstante Temperatur auf. Diese Einrichtung kann von einem elektrischen Widerstand 23 gebildet werden, dessen Energieversorgungskabel an der Abdeckung 16 austritt.
Der elektrische Widerstand 23 arbeitet mit einem Thermostat 24 zusammen, welcher auch im Innern des hohlen Körpers 11 angeordnet ist.
Feuchtigkeitssensoren S, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind, sind im Innern des Schuhs 12 angeordnet, um die Feuchtigkeit an verschiedenen Stellen des Fußes zu erfassen.
Schließlich weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Messen des Gewichts des hohlen Körpers 11 mit allen zugeordneten Einrichtungen und des zu testenden Schuhs auf, welche von einer Wiegeeinrichtung B gebildet werden kann, welche schematisch mit gebrochenen Linien in den Figuren eingetragen ist.
In der Praxis umfaßt die Messung der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate einen ersten Schritt, bei dem der hohle Körper 11 abgenommen von der Vorrichtung mit Wasser gefüllt und gleichzeitig gewogen wird, bis er ein Gewicht von etwa 100 g hat.
In einem zweiten Schritt wird der im allgemeinen aus Baumwolle hergestellte Socken 25 passend um den hohlen Körper 11 gelegt und auch diese Anordnung wird gewogen.
In einem dritten Schritt wird eine Innensohle 12a an dem hohlen Körper 11 angebracht und diese Anordnung wird auch gewogen.
Bei einem weiteren Schritt wird der Schuh 12 aufgebracht und dann auch diese Anordnung gewogen.
Das Wasser 15 wird dann erwärmt, um unterschiedliche Körpertemperaturen zu simulieren und die hin- und hergehende Bewegung der beweglichen Fläche 19 wird eingeleitet, welche das Gehen simuliert.
Diese Beaufschlagung kann drei bis acht Stunden dauern.
Anschließend werden die Vorgänge zum Wiegen des hohlen Körpers 11 zusammen mit allen Komponenten, wie mit dem Schuh 12, der Innensohle 12a und dem Socken 25 sowie zum Wiegen des hohlen Körpers 11 mit der Innensohle 12a und dem Socken 25, zum Wiegen des hohlen Körpers 11 mit dem Socken 25 und des hohlen Körpers 11 allein wiederholt.
Alle diese Vorgänge müssen in einem konditionierten Raum mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit durchgeführt werden.
Die Ergebnisse werden von Differenzen der Gewichte zwischen dem Beginn und dem Ende des Tests gebildet und geben folgendes an:

– die Menge des Dampfs, welcher in dem hohlen Körper 11 während der Testperiode zurückgeblieben ist;
– die Dampfmenge, die von dem Schuh 12 absorbiert worden ist; die Dampfmenge, die von der Innensohle 12a und dem Socken 25 absorbiert worden ist;
– die verdampfte und somit durchgelassene Dampfmenge;
– den Prozentsatz der Feuchtigkeit an unterschiedlichen Stellen im Kontakt mit dem hohlen Körper 11 während des Tests.

Unter Einsatz von unterschiedlichen Schuhen ist es möglich, die unterschiedlichen Feuchtigkeitsdampfdurchlaß- und Absorptionswerte zu bestimmen.
Wenn man identische Schuhe einsetzt, die nur in gewissen Punkten modifiziert sind, beispielsweise dadurch, daß man einen Schuh mit einer ebenen Kautschuksohle und einen Schuh mit einer Sohle einsetzt, die gemäß EP 382 904 A2 ausgelegt ist, ist es möglich, Unterschiede festzustellen und somit entsprechende Modifikationen an dem jeweiligen Schuh vorzunehmen.
Die Hauptschwierigkeit ist im wesentlichen in der mangelnden Variabilität der Transpiration des mechanischen Fußes, welcher von dem hohlen Körper 11 gebildet wird, im Vergleich zu dem menschlichen Fuß zu sehen.
Insbesondere beim Vorhandensein einer dampfdurchlässigen Sohle und eines inneren Mikroklimas bei einer Feuchtigkeit von weniger als 100% wird die Dampferzeugung durch den Fuß stark herabgesetzt, da die Temperatur nicht mehr ansteigt.
Wenn der erzeugte Dampf nicht mehr verteilt werden kann und eine Sättigung auftritt (Feuchtigkeit 100%) erzeugt ein Kondensationsvorgang Wärme und erwärmt den Fuß. Das Fehlen der Verdampfung gestattet daher nicht, daß der Fuß gekühlt wird, und hierdurch wird die Situation schlechter.
Der Dampfdurchlaßratentest muß daher immer mit einem thermographischen Test und einem Feuchtigkeitstest kombiniert werden, um korrekte Daten zu erhalten.
In der Praxis wurde festgestellt, daß man die gewünschten Zielsetzungen nach der Erfindung mit einer solchen Vorrichtung erreichen kann.
Eine Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs hat sich als geeignet erwiesen, die zur Außenseite hin abgedampfte Dampfmenge, die Dampfmenge, die durch die Komponenten des Schuhs absorbiert wird und die Feuchtigkeit festzustellen, welche in Kontakt mit dem Fuß auftritt und durch die Innensohle absorbiert wird, und zwar hat man alle diese Größen unter dynamischen Bedingungen erfaßt, welche die Bewegung des Fußes simulieren und auch das Mikroklima simulieren, welches im Innern eines Schuhs erzeugt wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann daher die Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate einer Sohle der in EP 382 904 A2 beschriebenen Art messen, welche bei einem Schuh vorgesehen ist.
In der Praxis werden Materialien eingesetzt, so lange diese für den beabsichtigten Einsatzzweck geeignet sind und sie haben solche Abmessungen, daß sie den gewünschten Anforderungen genügen.

Claims

Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeitsdampfdurchlaßrate eines Schuhs, die auf einem Auflagegestell (10) folgendes aufweist: – einen hohlen Körper (11), welcher aus selbsttragendem Material hergestellt ist, die Form eines Fußes wiedergibt und derart ausgelegt ist, daß er den zu testenden Schuh (12) halten kann, wobei der Körper (11) Durchgangsöffnungen (14) hat, welche an diesem verteilt angeordnet sind und der hohle Körper (11) Wasser (15) enthält; – einen Socken (17), welcher aus wasserdichtem und dampfdurchlässigem Material hergestellt ist und derart angeordnet ist, daß er den hohlen Körper (11) umgibt; – eine Andrückeinrichtung (19) zum Ausführen einer relativen Bewegung zwischen einer Anordnung, in welcher die Andrückeinrichtung (19) einen Abstand von der Sohle des Schuhs (12) hat, wobei der Schuh (12) vom in der Socke (17) angeordneten, hohlen Körper (11) gehalten ist, und einer Anordnung, bei welcher die Andrückeinrichtung (19) gegen die Sohle des Schuhs (12) gedrückt wird, wobei der Schuh (12) vom in der Socke (17) angeordneten, hohlen Körper (11) gehalten ist; und – Konditioniereinrichtungen (23, 24) zum Erwärmen des Wassers in dem hohlen Körper (11) auf eine vorgegebene und konstante Temperatur.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (B) zum Wiegen des hohlen Körpers (11) mit allen zugeordneten Einrichtungen und des zu testenden Schuhs aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Feuchtigkeitssensoren (S) aufweist, welche an verschiedenen Stellen des zu testenden Schuhs angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper aus Stahl hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (14) des hohlen Körpers (11) wenigstens an den Bereichen verteilt sind, die den Bereichen des Fußes entsprechen, welche am intensivsten transpirieren.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Socken (17) nahezu vollständig aus nichtstreckbarem Material, abgesehen von einem Bereich (4a) hergestellt ist, welcher dem oberen Teil des Fußes entspricht, und der aus einem elastischen Material hergestellt ist, um eine passende Anlage auf dem hohlen Körper (11) zu erzielen, wobei die angrenzenden Bereiche der verschiedenen Teile abgedichtet sind, um einen Wasserdurchgang zu verhindern.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Netz (18) aufweist, welches den Socken (17) umgibt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung von einer beweglichen Fläche (19) gebildet wird, welche auf Führungen (21, 22) eine Gleitbewegung ausführen kann und auf einer fluidbetätigten Beaufschlagungseinrichtung (20) zur Erteilung einer abwechselnden translatorischen Bewegung abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtungen zum Erwärmen des Wassers im hohlen Körper einen elektrischen Widerstand (23) aufweisen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditioniereinrichtungen zum Konstanthalten der Temperatur des erwärmten Wassers im hohlen Körper von einem Thermostat (24) gebildet werden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper (11) in einem nach oben weisenden Bereich durch eine Abdeckung (16) hermetisch dicht verschlossen ist, von dem die Enden der Konditioniereinrichtungen (23, 24) zum Erwärmen und Konstanthalten der Temperatur vorstehen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (17b) des Sockens (17) nach dem passenden Anliegen zwischen der Abdeckung (16) und einem Dichtring (16b) angeordnet ist, um die in Richtung nach oben weisende Wasserdurchgänge dicht zu verschließen.