DE10107824C1

DE10107824C1 - Shoe used as a sports, everyday or orthopedic shoe comprises a tension spring element interacting with a support element in one region of the shoe

Info

Publication number: DE10107824C1
Application number: DE2001107824
Authority: DE
Inventors: Dietmar Wolter; Fabian Wolter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2021-02-17

Abstract

Shoe (4) comprises at least one tension spring element (18) interacting with a support element (16) in one region of the shoe. During a stepping phase the support element is deformed and the tension spring element is extended. Preferred Features: The tension spring element is arranged between two points of the support element and extends with the support element in the longitudinal direction of the shoe sole (6) between the ball region and the heel region.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schuh.The present invention relates to a shoe.

Die Weiterentwicklung verschiedener Schuhtypen wie Sport-, Alltags- oder or thopädischer Schuhe hat zu vielfältigen Exemplaren geführt. So wird im Bereich der Sportschuhe beispielsweise versucht, einen bestmöglichen Passsitz mit einem möglichst geringen Gewicht zu kombinieren. Auch bei Alltagsschuhen wird diese Kombination zu realisieren versucht. Hier wird die Form und die Ausstattung in erster Linie jedoch von unterschiedlichsten ästhetischen Vorstellungen der Kunden sowie von der vorgesehenen Verwendung bestimmt.The further development of various types of shoes such as sports, everyday or thopedic footwear has led to many examples. So in the area of Sports shoes, for example, tries to get the best possible fit with one to combine the lowest possible weight. This also applies to everyday shoes Tried to realize combination. Here the shape and the equipment in but first of all from the most diverse aesthetic ideas of the customers as well as determined by the intended use.

Im Bereich der orthopädischen Schuhe ist die Gestaltung in erster Linie durch körperliche Defizite, die kompensiert werden sollten, festgelegt. Möglichst leichte Materialien und ein optimaler Paßsitz sind aber auch hier von großer Bedeutung. Alle Schuhe sollen aber auch eingesetzte Körperenergie zur Fortbewegung in möglichst geringem Maße vernichten. Wenn möglich, soll diese Energie vielmehr gespeichert und wiedergegeben werden. In the area of orthopedic shoes, the design is primarily through physical deficits that should be compensated. As light as possible Materials and an optimal fit are also very important here. But all shoes are also supposed to use body energy to get around destroy as little as possible. If possible, this energy should rather be saved and played back.

So werden beispielsweise Sohlen oder Sohlenanteile aus Gummi, Kreppgummi oder anderem elastischen Material gestaltet, um einerseits die Belastung der Ferse beim Fersenauftrittstoß zu vermindern, andererseits eingeführte Energie durch den Effekt des elastischen Stoßes dem Laufen wieder zurückzuführen.For example, soles or sole parts made of rubber, crepe rubber or other elastic material designed to reduce the stress on the heel To reduce heel strike, on the other hand, introduced energy through the effect the elastic impact of running again.

Es ist aber auch bekannt, dass durch derartige Ausführungen die Achillessehne im Bereich des Ansatzes am Fersenknochen mechanisch überlastet sein und schmerz haft werden kann.But it is also known that the Achilles tendon in such designs Area of attachment to the heel bone being mechanically overloaded and painful can become liable.

Die Idee einer Sohlen- bzw. Schuhkonstruktion, bei der die einwirkende Energie im Schuh gespeichert und dann beim Abdrücken in den Lauf- oder Gehvorgang zurückgeführt wird, ist alt. Der Gedanke wurde in unterschiedlichen Patentanmel dungen der letzten Jahrzehnte aufgegriffen. Lösungen dieses Problems wurden darin vielfältig versucht.The idea of a sole or shoe construction in which the energy in the Shoe saved and then when pressing in the running or walking process is returned is old. The idea was mentioned in different patent applications of the past decades. Solutions to this problem have been found tried many times in it.

So werden Schuhe beschrieben, die durch unterschiedliche Materialien, unter schiedliche Formen, aber auch unterschiedliche Konstruktionsweisen einen positi ven Effekt herbeizuführen suchen.So shoes are described by different materials, under Different shapes, but also different construction methods a positive seek to bring about an effect.

Dabei finden als Materialien nicht nur elastische Gummi- oder Kunststoffelemente Anwendung (z. B. WO 99/35928 A1), sondern auch Federelemente, die z. B. aus Metall bestehen (z. B. EP 0 861 610 A2).The materials used are not just elastic rubber or plastic elements Application (z. B. WO 99/35928 A1), but also spring elements that z. B. made of metal exist (e.g. EP 0 861 610 A2).

Weiterhin werden miteinander verbundene Kammersysteme ausgeführt, die einen ähnlichen Effekt im Sohlenbereich erbringen sollen (z. B. DE 196 40 655 A1).Interconnected chamber systems are also carried out, the one should have a similar effect in the sole area (e.g. DE 196 40 655 A1).

Die Federelemente werden aus Metall, als Ringfedern oder blattfederartige Gebilde (z. B. DE 197 50 781 A1) oder auch als gasgefüllte Kammern (z. B. WO 99/20135 A1) vorgeschlagen.The spring elements are made of metal, as ring springs or leaf spring-like structures (e.g. DE 197 50 781 A1) or as gas-filled chambers (e.g. WO 99/20135 A1).

Die Ausgestaltungen dieser unterschiedlichen Materialien und Konstruktionsprinzi pien sind vielfältig. The designs of these different materials and construction principles pien are diverse.

Allen diesen Entwicklungsansätzen nach dem Stand der Technik liegt der Gedanke zugrunde, dass die beim Auftreffen auf dem Boden im Fersen- und Vorfußbereich einwirkende Druckenergie durch elastische Elemente oder elastische Systeme aufgenommen wird, um diese Energie beim nächsten Schritt wieder zurückzuge ben.The idea lies in all of these state-of-the-art development approaches based on that when hitting the floor in the heel and forefoot area acting pressure energy through elastic elements or elastic systems is absorbed in order to withdraw this energy again in the next step ben.

Nicht nur die Rückgewinnung dieser Energie wird dabei ins Auge gefasst, sondern auch ein Schutz des Fußes vor schädigenden Einwirkungen. Die Belastung der Ferse ist z. B. beim Absprung bis zum 6-fachen und beim schnellen Laufen bis zum 3-fachen des normalen Körpergewichts vergrößert.It is not just the recovery of this energy that is being considered, but protection of the foot from damaging effects. The burden of Heel is z. B. when jumping up to 6 times and when running fast up to Enlarged 3 times normal body weight.

Um derartige Belastungen zu dämpfen, haben die bekannten Entwicklungen zwar gewisse Fortschritte erreicht, der derzeitige Stand der Technik bleibt verbesse rungswürdig. In order to dampen such loads, the known developments have indeed certain progress has been made, the current state of the art remains improving approximately worthy.

Die DE 34 17 497 A1 beschreibt einen Schuh mit einer Abstützung der Fußgewölbekuppel, wo ein Gas als Druckmedium für eine während unterschiedlicher Gangphasen verschiedene Abstützung des Fußes sorgt.DE 34 17 497 A1 describes a shoe with a support for the arch of the foot, where a gas acts as a pressure medium for one during different gait phases Provides support for the foot.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schuh zu schaffen, welcher die Energie des Impulses, der beim Auftreten während eines Schrittes in den Schuh gelangt, zu speichern und zum Abstoßen des Fußes wäh rend einer späteren Schrittphase möglichst effizient wieder abzugeben.Therefore, the present invention has for its object to a shoe create which is the energy of the impulse that occurs when occurring during a Step into the shoe, save and push off the foot to be returned as efficiently as possible in a later step phase.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Schuh mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.This object is achieved by a shoe with the features of Claim 1 solved. Preferred embodiments of the invention are in the sub claims specified.

Erfindungsgemäß weist ein Schuh mindestens ein Zugfederelement auf, das mit einem Stützelement zusammenwirkt. Das Zugfederelement - z. B. ein gummielasti sches Band - kann erfindungsgemäß zwischen zwei Punkten, z. B. den Endpunkten des Stützelementes, angeordnet und dort z. B. geringfügig vorgespannt sein. Das Zugfederelement kann aber auch so - z. B. zwischen Vorfuß und Ferse - in den Schuh integriert sein, dass z. B. das Gewölbe des Fußskelettes als Stützelement wirkt, mit dem das Zugfederelement zusammenwirkt. Dabei setzt das Zugfeder element so zwischen zwei Punkten des Stützelementes an, dass sich das Zugfeder element während einer Schrittphase dehnt (und dadurch Kraft speichert), während es in einer anderen Schrittphase relaxiert (und dadurch Kraft in den Schritt zurück führt). Das Stützelement nimmt dabei die Zugkraft zwischen den Enden des Zug federelementes auf und stützt sie ab, während es sich im übrigen biegeverformen kann. Um das Zugfederelement zu dehnen, während sich das Stützelement wäh rend einer Schrittphase biegeverformt, ist das Stützelement vorzugsweise bogen förmig.According to the invention, a shoe has at least one tension spring element, which with a support element cooperates. The tension spring element - z. B. a rubber elastic cal band - can according to the invention between two points, for. B. the endpoints of the support element, arranged and there z. B. be slightly biased. The Tension spring element can also so - z. B. between forefoot and heel - in the Shoe integrated that z. B. the arch of the foot skeleton as a support element acts with which the tension spring element interacts. The tension spring sets element between two points of the support element so that the tension spring element stretches (and thereby stores force) during a step phase, while it relaxes in another step phase (and thereby force back into the step leads). The support element takes the tensile force between the ends of the train spring element and supports it, while it bend deform in the rest can. To stretch the tension spring element while the support element is moving bend deformed after a step phase, the support element is preferably bent shaped.

Im Tierreich ist zu beobachten, dass bei großen Laufvögeln - insbesondere beim Vogel Strauß - bei jedem Schritt ein Teil der Stoßenergie in den langen Sehnen gespeichert wird, um so beim nächsten Schritt wieder zurückgegeben zu werden. Dieses ökonomische System ist in der Natur jedoch nicht nur auf große Laufvögel beschränkt, nur wird es hier besonders augenfällig. Man muß vielmehr davon ausgehen, dass alle sehnigen und muskulären Elemente des Körpers bei den höher entwickelten Lebewesen neben der Aufgabe der Kraftentwicklung und Kraftüber tragung auch die Aufgabe der Energiespeicherung und -wiedergabe erfüllen.In the animal kingdom it can be observed that large ratites - especially the Vogel ostrich - with every step a part of the impact energy in the long tendons is saved in order to be returned in the next step. In nature, however, this economic system is not only for large ratites limited, only it is particularly striking here. You have to do it assume that all sinewy and muscular elements of the body are higher at the developed living beings in addition to the task of power development and power transfer carry out the task of storing and reproducing energy.

Bekannt ist, dass im Körper ein statisches lastübertragendes System existiert. Es handelt sich hier um die Skelettabschnitte einschließlich der Gelenke. Eigene Untersuchungen haben außerdem gezeigt, dass es ein dynamisches Kraftentwick lungs- und Lastübertragungssystem gibt. Es handelt sich um die Muskulatur mit den Muskelhäuten (Faszien) sowie den daran ansetzenden Sehnen, Gefäßen und Nerven.It is known that a static load transfer system exists in the body. It these are the skeletal sections including the joints. own Research has also shown that it is a dynamic force transmission and load transmission system there. It is about the muscles with the muscular skins (fascia) as well as the attached tendons, vessels and Annoy.

Dieses System, das auch wie ein Knochen Last übertragen kann, hat als dritte wichtige Aufgabe die Energiespeicherung und -wiedergabe.This system, which can also transfer load like a bone, has third important task of energy storage and replay.

Durch den Knochen kommt es nicht nur zur Übertragung einwirkender Kraft, vielmehr stellt er in seiner Bauweise auch ein Federelement dar, welches einwirken de Kräfte teilweise auch in seiner Struktur speichert, um sie dann wiederzugeben. Bones not only transmit force, rather, it also represents a spring element in its design, which act de partially stores forces in its structure in order to then reproduce them.

Betrachtet man die Konstruktion des Fußes und der angrenzenden Knochen- und Muskelanteile, so lässt sich folgendes festhalten:
An der Fußsohle kann man Aufprall- und Abdruckzonen unterscheiden. So stellt die Ferse die wesentliche Aufprallzone dar. Hier wird beim Auftreten der Hauptanteil der Energie in das ossäre System eingeleitet. Eine künstliche Speicherung und Wiedergabe der Energie kann hier, wie in einigen der genannten Patentschriften beschrieben, durch elastische Absatzkonstruktionen erfolgen. Dies ist aber nur wenig effizient.If you look at the construction of the foot and the adjacent bone and muscle parts, the following can be stated:
A distinction can be made between impact and impression zones on the sole of the foot. The heel is the main impact zone. Here, the majority of the energy is introduced into the osseous system when it occurs. Artificial storage and reproduction of the energy can take place here, as described in some of the cited patents, by means of elastic heel constructions. However, this is not very efficient.

Im Bereich des Vorfußes stellen die Ballen ebenfalls eine Aufprallzone dar. Diese Funktion übernehmen sie beim Laufen auf dem Vorfuß, aber auch während des Abrollens beim Gehen. Hier wird die einwirkende Energie nicht nur in Skelettanteile fortgeleitet. Vielmehr kommt es durch die Dehnung von sehnigen und muskulären Strukturen, die in Längs- und Querrichtung unter dem Fußgewölbe liegen (sog. Plantaraponeurose), zu einer Abfederung und auch zur Speicherung der eingebrach ten Energie in den Strukturen.In the area of the forefoot, the balls also represent an impact zone. This They take on function when running on the forefoot, but also during Rolling off while walking. Here the acting energy is not only in skeletal parts propagated. Rather, it comes from the stretching of sinewy and muscular Structures that lie lengthways and crossways under the arch (so-called Plantaraponeurosis), for cushioning and also for storing the broken in energy in the structures.

Dabei kommt es nämlich zur Dehnung dieser Sehnenplatte in der Fußsohle in querer Richtung unter dem Quergewölbe des Fußes und in Längsrichtung unter dem Längsgewölbe des Fußes. Zudem kommt es zur Dehnung der Achillessehne sowie der Muskeln, die mit der Achillessehne verbunden sind (Musc. suralis und Musc. soleus). Da diese Muskeln teilweise über das Kniegelenk auf den Oberschenkel knochen einwirken, ist somit das gesamte Bein in die Energiespeicherung ein bezogen. Bei Fortsetzung des Schritts wird die Energie wieder in geeignet gerichte te Kräfte zurückgewandelt, welche die Motorik der Muskulatur bei ihrer Kraft erzeugung entlastend unterstützen.This leads to the stretching of this tendon plate in the sole of the foot across Direction under the transverse arch of the foot and in the longitudinal direction under the Longitudinal arch of the foot. In addition, there is stretching of the Achilles tendon as well of the muscles connected to the Achilles tendon (Musc. suralis and Musc. soleus). Because these muscles partially go through the knee joint to the thigh the entire leg is involved in energy storage based. If the step is continued, the energy is again directed in a suitable manner forces that the motor system of the musculature relies on its strength support relieving generation.

In der Anatomie des Fußes unterscheidet man zwei Gewölbe, ein Quer- und ein Längsgewölbe. Diese Gewölbe sind wie bei einem Bogen zum Bogenschießen durch ein sehniges Element an der Basis fixiert, das die Enden des Gewölbes miteinander verbindet. Im Bereich des Quergewölbes findet sich eine quere Sehnen platte, in welche Elemente der Zehengrundgelenke einbezogen sind. Im Bereich des Längsgewölbes ist es in erster Linie die sehr dicke Sehnenplatte der Plantaraponeu rose, die wie eine Bogensehne den knöchernen Bogen fixiert. Beim Auftreten wird die Sehne gespannt und elastisch gedehnt und so speichert das System Energie. Beim Abstoßen kommt es zur Entspannung der Sehne und Energieübertragung der gespeicherten Energie in den nachfolgenden Schritt.In the anatomy of the foot, a distinction is made between two vaults, one transverse and one Longitudinal arch. These vaults are like archery arches fixed to the base by a sinewy element that covers the ends of the vault connects with each other. There is a transverse tendon in the area of the transverse vault plate into which elements of the basic toe joints are involved. In the area of Longitudinally vaulted, it is primarily the very thick tendon plate of the Plantaraponeu rose, which fixes the bony arch like a bowstring. When it occurs the tendon is stretched and stretched elastically and so the system stores energy. When pushing off, the tendon relaxes and energy is transferred stored energy in the subsequent step.

Drei Phasen lassen sich unterscheiden. Die erste Phase führt zu einem Dehnen und Spannen der sehnigen Struktur. Diese Dehnung der gewellten Kollagenfasern führt zu einer Streckung der Fasern. Wird die Streckung erreicht, lässt sich die Faser nicht weiter dehnen, was bedeutet, dass dann die Muskelkraft direkt übertragen wird (zweite Phase). Die dritte Phase ist dadurch charakterisiert, dass beim näch sten Schritt am Ende durch Entspannung der sehnigen Struktur die gespeicherte Energie in den neuen Schritt zurückgeführt wird.There are three phases. The first phase leads to a stretch and Tension the sinewy structure. This stretching of the corrugated collagen fibers leads to stretch the fibers. If the stretch is reached, the fiber can be do not stretch further, which means that muscle power is then transferred directly will (second phase). The third phase is characterized in that in the next Most saved step by relaxing the sinewy structure Energy is returned to the new step.

Diesen von der Natur realisierten physikalischen Effekt macht sich der erfindungs gemäße Schuh zunutze: das erfindungsgemäße Stützelement, zwischen dessen Enden das Zugfederelement aufgespannt ist, entspricht in seiner Funktion den gewölbeartig angeordneten Knochen des Fußgewölbes, während das Zugfeder element den Sehnen entspricht. Wenn nun erfindungsgemäß das Stützelement während einer Schrittphase verformt wird und dadurch das Zugfederelement dehnt, findet hier Energiespeicherung statt, die dann bei Entlastung z. B. während einer späteren Schrittphase wieder in Bewegungsenergie zurückgewandelt und von der erfindungsgemäßen Kombination von Zugfeder- und Stützelement über die Schuh sohle an den Boden abgegeben wird.The invention realizes this physical effect realized by nature use appropriate shoe: the support element according to the invention, between the The ends of the tension spring element is stretched, its function corresponds to that arch-like bones of the arch of the foot, while the mainspring element corresponds to the tendons. If according to the invention the support element is deformed during a step phase and thereby stretches the tension spring element, Energy storage takes place here, which then z. B. during a later step phase converted back into kinetic energy and from the combination of tension spring and support element according to the invention on the shoe sole is given to the ground.

Etwa entsprechend dem Längsgewölbe des Fußes ist ein Zugfederelement mit einem Stützelement vorzugsweise in Längsrichtung der Schuhsohle zwischen dem Ballen-Bereich und dem Hacken-Bereich der Sohle erstreckt. Z. B. beim Abrollen während eines Schrittes längt sich dieses Zugfederelement (das bei der bevorzug ten Anordnung unter dem sich darüber wölbenden Stützelement zwischen dessen Enden eingespannt ist), während sich das Stützelement unter der Abroll-Verfor mung der Schuhsohle sozusagen streckt. Bei Rückverformung des Stützelementes und dadurch bewirkter Entlastung des Zugfederelementes z. B. während einer späteren Schrittphase (wenn dann nämlich die Sohle sich aus ihrem während des Abrollens im wesentlichen nach außen gewölbten Formzustand wieder in eine im wesentlichen ebene Gestalt zurückgeformt hat), bewirkt diese Entlastung und Rückverformung der erfindungsgemäßen Kombination von Zugfeder- und Stützel ement einen Impuls, der über den Ballen in den Boden eingeleitet wird und als Abdrückkraft die Schritt-Fortbewegung unterstützt.A tension spring element is approximately with the longitudinal arch of the foot a support element preferably in the longitudinal direction of the shoe sole between the Bale area and the heel area of the sole extends. For example when unrolling during a step, this tension spring element (which in the preferred th arrangement under the arching support element between its Ends is clamped), while the support element is under the rolling verfor stretching the sole of the shoe, so to speak. When the support element is deformed and thereby relieving the tension spring element z. B. during a later step phase (when the sole is out of its during the Rolling substantially outward arched shape again in an im has reshaped substantially flat shape), this causes relief and Reshaping the combination of tension spring and support according to the invention ement an impulse that is introduced into the ground via the bale and as Push-off force supports the step locomotion.

So funktioniert auch die vorzugsweise zusätzlich in der Schuhsohle angeordnete Kombination von Zugfeder- und Stützelement in Querrichtung zwischen dem Großzehenballen-Bereich und dem Kleinzehenballen-Bereich der Sohle etwa ent sprechend dem Quergewölbe des Fußskelettes.This is also how the one preferably arranged in the shoe sole works Combination of tension spring and support element in the transverse direction between the Big toe ball area and the small toe ball area of the sole about ent speaking to the transverse arch of the foot skeleton.

Nach einem anderen Prinzip der Energiespeicherung arbeiten die Achillessehne und die daran hängenden Muskeln sowie die langen Sehnen der Beuger und Strecker der Zehen und des Mittelfußes. Hier kommt es beim Geh- oder Laufvorgang zu einer Anspannung dieser langen gelenkübergreifenden Sehnen- und Muskelstruktu ren. Die Vorspannung wird zusammen mit der einsetzenden Muskelkraft in den nachfolgenden Schritt übertragen.The Achilles tendon and work according to another principle of energy storage the muscles attached to it and the long tendons of the flexors and extensors of the toes and midfoot. This is what happens when walking or running a tension of this long cross-joint tendon and muscle structure ren. The preload is together with the muscle strength in the transfer the following step.

Auch dieses physiologische Grundkonzept lässt sich erfindungsgemäß umsetzen, indem mindestens ein Zugfederelement zwischen dem Hackenbereich des Schuhs und einem Schaftbereich erstreckt ist, der an der Schienbein-Vorderkante fixiert ist. Dadurch, dass hier bereits die Reihe von Knochen (von oben nach unten: Schien bein über das Sprunggelenk bis zum Fersenbein) eine Kette von Stützelementen bildet, kann in diesem Bereich auf ein künstliches Stützelement, das in den Schuh integriert ist, auch verzichtet werden, so dass die Dehnung dieses Zugfederelemen tes beim Aufsetzen des Vorfußes während des Laufes (mit damit verbundenem "Anheben" der Fußspitze und gleichzeitigem Entfernen des hinteres Fußendes (Ferse) als einem Ansatzpunkt des Zugfederelementes von dessen anderem Ansatz punkt an der Schienbeinvorderkante) nur über diese Knochen abgestützt wird. Aber auch eine künstliche Abstützung dieser Dehnung über ein künstliches Stützelement zwischen dem Ansatzpunkt des Zugfederelementes an der Ferse und dem Ansatz punkt des Zugfederelementes an der Schienbein-Vorderkante ist erfindungsgemäß.This basic physiological concept can also be implemented according to the invention, by at least one tension spring element between the heel area of the shoe and extends a shaft portion which is fixed to the front edge of the shin. Because here already the row of bones (from top to bottom: seemed leg over the ankle to the heel bone) a chain of support elements forms in this area on an artificial support element, which is in the shoe is integrated, can also be dispensed with, so that the expansion of this tension spring element tes when putting on the forefoot during the run (with associated "Lifting" the tip of the foot and at the same time removing the rear foot end (Heel) as a starting point of the tension spring element from its other approach point on the front edge of the shin) is supported only over these bones. But also an artificial support of this stretch via an artificial support element between the attachment point of the tension spring element on the heel and the attachment point of the tension spring element on the shin leading edge is according to the invention.

Der beschriebene Effekt kann noch dadurch erhöht werden, dass der Ansatzpunkt des Zugfederelementes im Bereich der Ferse nach hinten verlagert wird, um so einen größeren Hebelarm zu gewährleisten. So hat sich im Sport übrigens gezeigt, dass Athleten, die ein besonders hohes Fußgewölbe oder ein besonders langes Fersenbein haben, mit größeren Erfolgen in Sprungdisziplinen aufwarten können. Entsprechend lässt sich die erfindungsgemäße Wirkung einer quer zwischen den Zehenballen-Bereichen angeordneten Kombination von Stütz- und Federelement dadurch vorteilhaft verstärken, dass die Sohle in diesem Bereich nach innen und/ oder nach außen verbreitert ist. Dies verlängert das Zugfederelement und ver größert die wirksame Hebellänge des Stützelementes beim Einleiten des Impulses in den Boden.The effect described can be further increased by the fact that the starting point of the tension spring element in the area of the heel is shifted to the rear to ensure a larger lever arm. Incidentally, this has been shown in sport that athletes who have a particularly high arch or a particularly long one Heel bone, have greater success in jumping disciplines. Accordingly, the effect of the invention can be a cross between the Toe ball areas arranged combination of support and spring element thereby advantageously reinforce that the sole in this area and / or widened to the outside. This extends the tension spring element and ver increases the effective lever length of the support element when initiating the pulse in the ground.

Der hier offenbarten Erfindung liegt also die Idee zugrunde, das Prinzip des "ge spannten Bogens" als Federelement in eine Schuhsohle zu inkorporieren. Der Bogen und die Sehne werden im Fußbereich z. B. durch ein längliches elastisches Element etwa in Gestalt eines "Gummibandes" sowie durch ein festes bogenförmiges Kunststoffteil realisiert. Das vorzugsweise bogenförmige Stützelement kann dabei auch biegeelastisch sein und so die Federwirkung des Zugfederelementes unter stützen - seine Grundfunktion liegt aber zunächst darin, die von dem Zugfeder element in das Stützelement eingeleitete Druckkraft möglichst ohne eigene daraus resultierende Verformung zu übertragen.The invention disclosed here is therefore based on the idea of the principle of "ge stretched arch "as a spring element in a shoe sole. The arch and the tendon in the foot area z. B. by an elongated elastic element for example in the form of a "rubber band" as well as a solid arched one Plastic part realized. The preferably arcuate support element can also be flexible and so the spring action of the tension spring element under support - but its basic function is initially that of the tension spring element introduced into the support element, if possible without its own to transmit the resulting deformation.

Beim Laufen kommt es dann, wie beim natürlichen Fußgewölbe und der Fußsohlen sehne zur Streckung des vorzugsweise bogenförmigen Stützelementes und daraus resultierend zur Dehnung des Zugfederelementes, was sich erfindungsgemäß sowohl als Quer- als auch als Längsgewölbe in der Sohle umsetzen lässt. Im Achillessehnen- und Unterschenkelbereich kann dieses Konstruktionsprinzip eben falls umgesetzt werden. Es erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise so, dass der Ansatz des Zugfederelementes im Schuhfersenbereich, um einen besseren Hebel arm zu erhalten, etwas nach hinten verschoben wird. Der möglichst direkte Ansatz am Knochen erfolgt dann an der Vorderseite des Unterschenkels. Hier liegt die Schienbein-Vorderkante direkt unter der Haut.When walking, it happens like the natural arch and soles of the feet tendon for stretching the preferably arch-shaped support element and out of it resulting in the elongation of the tension spring element, which is according to the invention can be implemented both as a transverse and a longitudinal arch in the sole. in the Achilles tendon and lower leg area can do this construction principle if implemented. According to the invention, it is preferably carried out such that the Approach of the tension spring element in the shoe heel area to a better lever to get poor, something is moved backwards. The most direct approach possible on the bone then takes place on the front of the lower leg. Here is the Front of the shin directly under the skin.

Natürliche Kollagenfasern, aus denen z. B. auch die Sehnen und Bänder im mensch lichen Körper aufgebaut sind, sind wie beschrieben elastisch. Sie haben darüber hinaus, wie auch schon angedeutet, die Eigenschaft, nicht linear elastisch verform bar zu sein, sondern im Bereich geringerer Dehnung verformen sie sich mit geringe rer Federkraft (also "leichter"), und im Bereich größerer Dehnung bewirken sie demgegenüber eine überproportional große Federkraft (sind also "schwerer" verformbar). Diese nicht lineare Elastizität der natürlichen Sehnen und Bänder bewirkt folglich einerseits den schon beschriebenen Effekt von Energiespeicherung und -wiedergabe und verhindert andererseits aber die Zerstörung von Strukturen aufgrund von übermäßiger Dehnung. Diese Eigenschaft ist erfindungsgemäß für das Zugfederelement bevorzugt, das sich dann vorzugsweise bis zu einem kon struktiv festgelegten oder sogar einstellbaren Grad elastisch dehnt (zur Energiespei cherung und -wiedergabe) und das sich bei größerer Dehnung dann aber mit vergrößerter Steifigkeit weiterer Dehnung "widersetzt". In diesem Bereich wird dann z. B. die Streckung des bogenförmigen Stützelementes durch die größere Steifigkeit des Zugfederelementes begrenzt und bewirkt bei entsprechender Ausge staltung etwa als Längsgewölbe in der Sohle, dass aus dem Fuß in den Boden eingeleitete Kraft nunmehr im wesentlichen nur zum Abdrücken und somit zum "Vortrieb" des Fußes genutzt wird.Natural collagen fibers, from which e.g. B. also the tendons and ligaments in humans union bodies are elastic as described. You have about it furthermore, as already indicated, the property of not being deformed linearly and elastically bar, but in the area of lower elongation they deform with less spring force (ie "lighter"), and in the area of greater elongation they cause in contrast, a disproportionately large spring force (are therefore "heavier" deformable). This non-linear elasticity of the natural tendons and ligaments consequently, on the one hand, brings about the effect of energy storage already described and playback and on the other hand prevents the destruction of structures due to excessive stretching. This property is according to the invention for the tension spring element is preferred, which is then preferably up to a con structurally fixed or even adjustable degree elastically stretches (for energy storage safeguarding and playback) and then with greater elongation increased stiffness "opposes" further stretching. In this area then z. B. the extension of the arcuate support element by the larger Stiffness of the tension spring element limits and causes with appropriate Ausge Design as a longitudinal vault in the sole that goes from the foot into the floor The force introduced is now essentially only for pressing and thus for "Propulsion" of the foot is used.

Diese nicht lineare Elastizität des Zugfederelementes kann erfindungsgemäß verschieden bewirkt sein. Zum Beispiel kann das Zugfederelement teilweise aus einem Werkstoff mitentsprechend nichtlinearem elastischen Verformungsverhalten hergestellt sein. Oder das Zugfederelement ist zusammengesetzt aus elastischen Fasern, die im Bereich der geringen Dehnung die geringe Steifigkeit bestimmen, während "parallele", aber zunächst z. B. in Wellenlinien verlaufende unbelastete, zugsteife Fasern (z. B. Kohlefasern) bei der größeren Dehnung schließlich gestreckt die weitere Dehnung begrenzen. Diese beiden Faserarten können getrennt vonein ander verlaufen oder auch gemeinsam in eine Matrix zum Bilden eines Bandes eingebettet sein.This non-linear elasticity of the tension spring element can, according to the invention be different. For example, the tension spring element can be partially made a material with a corresponding non-linear elastic deformation behavior be made. Or the tension spring element is composed of elastic Fibers that determine the low stiffness in the area of low elongation, while "parallel", but initially z. B. undulating in wavy lines, Tension-resistant fibers (e.g. carbon fibers) finally stretched with the greater elongation limit further stretch. These two types of fibers can be separate other run or together in a matrix to form a band be embedded.

Die Steifigkeit des Zugfederelementes kann unterschiedlich auf die jeweilige Funktion (Sport, Alltag, Behinderung) oder die individuelle Situation einstellbar sein. Das Gleiten während der Dehnung der bevorzugt länglichen, biegeschlaffen Struk tur des Zugfederelementes kann dabei durch hüllenartige Strukturen (wie bei den natürlichen Sehnenscheiden) erleichtert werden, um einen Energieverlust möglichst zu vermindern, der durch Reibung entstehen kann. Eine Polsterung an den Kontakt stellen, insbesondere zum Schienbein, auch um eine großflächigere Krafteinleitung über die Haut zu ermöglichen, ist bevorzugt. Dabei kann die Kontaktstelle ein der Schienbein-Vorderkante angeformtes Paßstück aufweisen, das z. B. in den Schuh schaft integriert sein kann. Es kann aber auch - z. B. um den Ansatzpunkt an der Schienbein-Vorderkante möglichst weit nach oben in Richtung Knie zu positionieren - z. B in eine Manschette integriert sein, und der Ansatzpunkt an der Schienbein- Vorderkante ist dann über das Stützelement nach unten zum Schuh und dort insbesondere zum Hacken-Bereich abgestützt.The rigidity of the tension spring element can vary depending on the respective Function (sport, everyday life, disability) or the individual situation can be adjustable. The sliding during the stretching of the preferably elongated, limp structure ture of the tension spring element can by shell-like structures (as in the natural tendon sheaths) can be relieved to minimize energy loss to reduce that can arise from friction. Upholstery on the contact places, especially to the shin, also to a larger area of force Allowing via the skin is preferred. The contact point can be one of the Shin front edge have molded fitting that z. B. in the shoe shaft can be integrated. But it can also - e.g. B. the starting point at the Position the front of the shin as far up as possible towards the knee - e.g. B integrated into a cuff, and the starting point on the shin The front edge is then down over the support element to the shoe and there especially supported to the heel area.

Das erfindungsgemäße Stützelement kann, wie angedeutet, einstückig - auch in Sandwichbauweise - z. B. als bogenförmiges Kunststoffteil ausgebildet sein. Aber auch eine Ausgestaltung aus z. B. gelenkig aneinandergereihten Stützstücken, die sich z. B. in einer äußeren Hülle geführt aufeinander abstützen, ist erfindungs gemäß. Diese äußere Hülle kann z. B. die Sohle selbst bilden, in der Stücke dann z. B. in den Kunststoff eingegossen sind, aus der die Sohle gebildet ist. Um den Sohlenkontakt zu verbessern, ist eine individuelle anatomische Oberflächengestal tung der Innensohle bevorzugt. The support element according to the invention can, as indicated, in one piece - also in Sandwich construction - e.g. B. be designed as an arcuate plastic part. But also an embodiment from z. B. hinged support pieces that z. B. supported in an outer shell on each other is fiction according to. This outer shell can e.g. B. form the sole itself, then in the pieces z. B. are poured into the plastic from which the sole is formed. To the Improving sole contact is an individual anatomical surface shape tion of the insole preferred.

Um nicht Energie für kompensatorische Bewegungen zu "vergeuden", ist die Sohle des erfindungsgemäßen Schuhs vorzugsweise mit geeigneten Strukturen zur Verbesserung der Bodenhaftung und zur Dämpfung des Aufpralls versehen. Zur Verbesserung der Bodenhaftung eignen sich Profilrillen in der Schuhsohlenunter seite, aber auch z. B. "Spikes" oder "Stollen", die sogar auswechselbar sein kön nen. Zur Dämpfung eignen sich z. B. Elemente, deren Werkstoffeigenschaften eine bestimmte Dämpfung bewirken und die zum einstellbaren Anpassen des Dämp fungsverhaltens auch austauschbar sein können gegen Elemente mit anderem Dämpfungsverhalten.So as not to "waste" energy for compensatory movements, the sole is of the shoe according to the invention preferably with suitable structures for Improved grip and cushioning the impact. to Grooves in the sole of the shoe are suitable for improving grip side, but also z. B. "spikes" or "studs", which can even be interchangeable NEN. For damping z. B. elements whose material properties cause specific damping and for adjustable adjustment of the damping behavior can also be interchangeable with elements Damping behavior.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeich nungen beschrieben.The present invention will hereinafter be described with reference to the accompanying drawings described.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fußes mit einem erfin dungsgemäßen Schuh, Fig. 1 is a schematic side view of a foot with a shoe OF INVENTION to the invention,

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zug federelementes mit dem Stützelement aus dem Schuh gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a schematic side view of the train according to the invention the spring element with the support element of the shoe of FIG. 1,

Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fußes mit einer alterna tiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schuhs in zwei Pha sen der Abrollbewegung während eines Schrittes, Fig. 3 shows a schematic side view of a foot with an alterna tive embodiment of a shoe according to the invention in two pha se of the rolling movement during a step,

Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausschnittes von einem erfindungsgemäßen Zugfederelement mit einem Stütz element, Fig. 4 is a partially sectional side view showing a section of a tension spring according to the invention with a support element,

Fig. 5a und 5b zeigen schematisch geschnittene Seitenansichten von zwei Ausge staltungen erfindungsgemäßer Zugfederelemente, Fig. 5a and 5b schematically illustrate sectional side views of two Substituted staltungen Tension spring according to the invention,

Fig. 6a bis 6c zeigen schematisch eine Seitenansicht eines Fußes mit einer alterna tiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schuhs in drei Phasen der Abrollbewegung während eines Schritts, FIGS. 6a to 6c schematically show a side view of a foot with an alterna tive embodiment of a shoe according to the invention in three phases of the rolling movement during a step,

Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fußes mit einer alternati ven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schuhs in zwei Phasen der Abrollbewegung eines Schrittes, Fig. 7 is a schematic side view of a foot with an alternatively ven embodiment of a shoe according to the invention in two stages of the rolling movement of a step,

Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fußes mit einer alterna tiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schuhs und Fig. 8 shows a schematic side view of a foot with an alternative embodiment of a shoe according to the invention and

Fig. 9 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Fußes auf einer Sohle eines erfindungsgemäßen Schuhs. Fig. 9 is a schematic front view showing a foot on a sole of a shoe according to the invention.

In Fig. 1 ist ein menschlicher Fuß 2 erkennbar, der einen Schuh 4 trägt. Unter dem Gewölbe 3 des Fußes 2 ist in der Schuhsohle ein bogenförmiges Stützelement 16 integriert, zwischen dessen Enden ein Zugfederelement 18 gespannt ist. Das bogenförmige Stützelement 16 verläuft im wesentlichen parallel zu dem Bogenver lauf des Fußgewölbes 3, dessen Verlauf insbesondere auch durch die dort angeord neten Knochen (nicht dargestellt) bestimmt ist. In den Zwischenraum zwischen dem Stützelement 16 und dem Zugfederelement 18 sind fluidgefüllte Kammern 7 angeordnet, die - bevorzugt mit Gel gefüllt - der Dämpfung bei einer Verformung des Stützelementes 16 und des Zugfederelementes 18 während verschiedener Schrittphasen dienen. Diese Verformung und ihre Funktion wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 3 und später auch auf Fig. 6 beschrieben. Fig. 2 zeigt als Ausschnittsvergrößerung nochmals das Stützelement 16 mit dem Zugfederelement 18, und verdeutlicht deren gemeinsame Form eines Sportbogens (zum Bogenschie ßen). Außerdem sind auch in Fig. 2 die gelgefüllten Dämpfungskammern 7 erkennbar, die in Fig. 1 als Hohlräume der Schuhsohle 6 ausgebildet sind.In Fig. 1, a human foot 2 can be seen which carries a shoe 4. Under the arch 3 of the foot 2 , an arch-shaped support element 16 is integrated in the shoe sole, between the ends of which a tension spring element 18 is stretched. The arched support element 16 runs substantially parallel to the Bogenver run of the arch 3 , the course of which is determined in particular by the bones (not shown) arranged there. In the space between the support element 16 and the tension spring element 18 , fluid-filled chambers 7 are arranged, which - preferably filled with gel - serve to dampen the deformation of the support element 16 and the tension spring element 18 during different step phases. This deformation and its function is described below with reference to FIG. 3 and later also to FIG. 6. Fig. 2 shows an enlarged detail of the support element 16 with the tension spring element 18 , and illustrates their common shape of a sports bow (for archery ß). In addition, the gel-filled damping chambers 7 can also be seen in FIG. 2, which are formed as cavities of the shoe sole 6 in FIG. 1.

Auch in Fig. 3 ist ein menschlicher Fuß 2 erkennbar, der einen Schuh 4 trägt, welcher nur schematisch durch eine Umrißlinie am Hacken und durch eine Kon turlinie der Sohlenunterseite 6 angedeutet ist. Der Schuh 4 ist in zwei Phasen der Abrollbewegung dargestellt, die beim Schritt des Fußes 2 ablaufen. Während einer Schrittphase (die im folgenden mit a bezeichnet ist) liegt die Sohle 6a im wesentli chen plan auf dem Boden 8 auf, während in der späteren Schrittphase (die mit b bezeichnet ist) die Sohle 6b im Hackenbereich angehoben ist, bevor sich der Fuß 2 dann im Vorfußbereich 10 vom Boden abdrückt. In der späteren Phase b ist die Sohle 6b, wie dargestellt, nach außen gewölbt und biegt sich sozusagen vom Zehenbereich 12 des Fußes um den Ballenbereich 10 zur Hacke 14. Durch diese (reversible) Verformung der Sohle 6, die dazu z. B. aus Kunststoff hergestellt ist, wird auch eine in der Sohle 6 eingebettete Kombination von einem Stützelement 16 und einem Zugfederelement 18 entsprechend verformt: deren nicht verformte Gestalt ist in der Schrittphase a erkennbar, wo nämlich das Stützelement 16 ähnlich einem Geigenbogen - zwischen seinen Enden das Zugfederelement 18 gerade gespannt hält (wobei das Zugfederelement 18 dann sozusagen der Sehne des Geigenbogens entspricht).In Fig. 3, a human foot 2 can be seen , who wears a shoe 4 , which is indicated only schematically by an outline on the heel and by a con ture of the bottom 6 of the sole. The shoe 4 is shown in two phases of the rolling movement that take place during the step of the foot 2 . During a step phase (which is hereinafter referred to as a) is the sole 6 a in wesentli chen flat on the floor 8, while in the later step phase (denoted with b) b is the sole 6 is raised in the heel region before the foot 2 then pushes off the ground in the forefoot area 10 . In the later phase b, the sole 6 b, as shown, is curved outwards and bends, so to speak, from the toe area 12 of the foot around the ball area 10 to the heel 14 . This (reversible) deformation of the sole 6 , which z. B. is made of plastic, a embedded in the sole 6 combination of a support element 16 and a tension spring element 18 is deformed accordingly: its undeformed shape can be seen in the step phase a, where the support element 16 is similar to a violin bow - between its ends the tension spring element 18 keeps straight under tension (the tension spring element 18 then corresponding to the string of the violin bow, so to speak).

Wenn nun in der späteren Schrittphase b die Schuhsohle 6b konvex nach außen gewölbt ist, verformt sich auch das Stützelement 16 entsprechend. Dies ermöglicht sich dadurch, dass - anders als die Sehne eines Geigenbogens oder eines Sportbo gens - das Zugfederelement 18 als elastisches Band ausgestaltet ist, das sich unter der Biegeverformung des Stützelementes 16 in der Schrittphase b elastisch dehnen kann. Dies bewirkt - ähnlich dem in der allgemeinen Beschreibung dargelegten physiologischen Effekt der Energiespeicherung in der Plantar-Sehnenplatte unter dem Fußgewölbe - ein Rückstellmoment, das auf das Stützelement 16 einwirkt, sich in die Lage entsprechend der Schrittphase zurückzuverformen. Dieses Rück stellmoment entsteht also unabhängig davon, ob das Stützelement selbst biege elastisch ist (was erfindungsgemäß bevorzugt den vorteilhaften Effekt der Erfin dung begünstigt) oder ob das Stützelement 16 sozusagen "biegeschlaff", also wie eine Wirbelsäule aus Einzelstücken aufgebaut in Biegerichtung leicht verformbar nur der Druckbelastung aufgrund der Zugkraft des Zugfederelementes 18 zwischen seinen Enden standhält.Now, if in the subsequent step b phase the shoe sole is vaulted b 6 outwardly convex, also the support member 16 is deformed accordingly. This is made possible by the fact that - unlike the tendon of a violin bow or a sports bow - the tension spring element 18 is designed as an elastic band which can elastically expand b under the bending deformation of the support element 16 in the crotch phase. Similar to the physiological effect of storing energy in the plantar tendon plate under the arch of the foot, as described in the general description, this causes a restoring moment which acts on the support element 16 to deform back into the position corresponding to the step phase. This return moment arises regardless of whether the support element itself is elastic (which preferably favors the advantageous effect of the inven tion according to the invention) or whether the support element 16, so to speak, "limp", that is, like a spine made up of individual pieces, easily deformable in the bending direction only Withstands pressure load due to the tensile force of the tension spring element 18 between its ends.

Jedenfalls bewirkt das Rückstellmoment, dass in einer späteren, der Phase b folgenden Phase das Abdrücken des Vorfußes 10 vom Boden durch einen zusätzli chen Impuls unterstützt wird, der durch die sich zurückverformende Kombination von Stützelement 16 und Zugfederelement 18 bewirkt wird.In any case, the restoring moment has the effect that, in a later phase b, the forefoot 10 is pushed off the ground by an additional impulse, which is brought about by the reforming combination of support element 16 and tension spring element 18 .

Die Fluidkammern 7 gemäß Fig. 1 und 2 dämpfen bei diesem Ablauf sowohl die Verformung während der "Streckung" des bogenförmigen Stützelementes 16 und der Dehnung des Zugfederelementes 18 als auch die Rückverformung und ver meiden so z. B. auch Schwingungen, die den Läufer stören oder sogar schädlich sein können.The fluid chambers 7 shown in FIGS . 1 and 2 dampen in this process both the deformation during the "stretching" of the arcuate support element 16 and the expansion of the tension spring element 18 as well as the recovery and thus avoid z. B. also vibrations that disturb the runner or can even be harmful.

Ein Ende der Kombination aus Stützelement 16 und Zugfederelement 18 ist sche matisch detailliert mit Blick auf Fig. 4 erkennbar. Dort wird deutlich, dass zu nächst das Stützelement 16, wie schon angedeutet, wie eine Wirbelsäule aus einzelnen Stützstücken 20, 22 aufeinandergesetzt ist, die in einer Hülle 24 geführt sind. Dies unterscheidet das Stützelement 16 gemäß Fig. 3 und 4 von dem Stützelement 16 gemäß Fig. 1 und 2, welches einstückig ausgebildet und wie ein Sportbogen elastisch biegeverformbar ist. Die sphärischen Stützstücke 20 gemäß Fig. 4 dagegen verbinden die übrigen Stützstücke 22 kugelgelenkig miteinander. Ein Endstück 26 des Stützelementes 16 weist eine Bohrung auf, durch die hindurch das Zugfederelement 18 geführt ist. Durch eine Verdickung 28 ist das Zugfeder element 18 in der Bohrung in einer Richtung gesichert. Durch gleiche Ausgestal tung des anderen Endes ist das Zugfederelement 18 so in dem Stützelement 16 gehalten.One end of the combination of support element 16 and tension spring element 18 can be seen in detail with a view of FIG. 4. There it becomes clear that, as already indicated, the support element 16 is first placed on top of one another like a spine made up of individual support pieces 20 , 22 which are guided in a sheath 24 . This distinguishes the support element 16 according to FIGS. 3 and 4 from the support element 16 according to FIGS . 1 and 2, which is formed in one piece and is elastically deformable like a sports bow. The spherical support pieces 20 according to FIG. 4, on the other hand, connect the other support pieces 22 to one another in a ball-and-socket manner. An end piece 26 of the support element 16 has a bore through which the tension spring element 18 is guided. By a thickening 28 , the tension spring element 18 is secured in the bore in one direction. By the same Ausgestal device of the other end, the tension spring element 18 is held in the support member 16 .

Das Zugfederelement 18 ist aus im wesentlichen parallel gerichteten gummielasti schen Fasern 30 sowie aus reckarmen Kohlefasern 32 aufgebaut, die in dem dargestellten ungedehnten Zustand zunächst in Wellenlinien liegen. Wird nun das Zugfederelement 18 gedehnt, so strecken sich die gummielastischen Fasern 30 elastisch in die Länge, während die Wellenlinien der Kohlefasern 32 immer flacher werden, bis sie zuletzt gerade gestreckt sind. Dies begrenzt dann durch die we sentlich höhere Zugsteifigkeit der Kohlefasern 32 die weitere Dehnung des Zug federelementes 18, wobei sich diese Dehngrenze durch die gestreckte Länge der Kohlefasern 32 einstellen lässt.The tension spring element 18 is composed of substantially parallel gummielasti fibers 30 and low-stretch carbon fibers 32 , which initially lie in wavy lines in the unstretched state shown. If the tension spring element 18 is now stretched, the rubber-elastic fibers 30 stretch elastically in length, while the wavy lines of the carbon fibers 32 become ever flatter until they have just been stretched. This then limits the further elongation of the tension spring element 18 by the considerably higher tensile stiffness of the carbon fibers 32 , this elastic limit being adjustable by the elongated length of the carbon fibers 32 .

Fig. 5a und 5b zeigen hier alternative Ausgestaltungen in äußerst schematischer Darstellung, aus denen deutlich werden soll, dass die zunächst gewellt liegenden Kohlefasern 32 und die gummielastischen Fasern 30 entweder als Bündel separater Fasern nebeneinanderliegen können (Fig. 5a) oder dass die gewellt liegenden Kohlefasern 32 auch in einem Gummiband 30 als Matrix z. B. eingegossen sein können. FIGS. 5a and 5b show here alternative embodiments in very schematic representation of which is to be clear that the first corrugated lying carbon fibers 32 and the rubber-elastic fibers can juxtaposed 30 either as a bundle of separate fibers (Fig. 5a), or that the carbon fibers curl lying 32 also in a rubber band 30 as a matrix z. B. can be cast.

Ähnlich einer Sehnenscheide z. B. im menschlichen Körper ist auch das Zugfeder element 18 in einer Hülle 34 geführt, die z. B. mit Graphitstaub (nicht dargestellt) zusätzlich gefüllt ist, um die Reibung während der Dehnung des Zugfederelementes 18 gegenüber der Umgebung zu minimieren, in die das Zugfederelement 18 einge bettet ist.Similar to a tendon sheath e.g. B. in the human body, the tension spring element 18 is guided in a sleeve 34 , the z. B. with graphite dust (not shown) is additionally filled in order to minimize the friction during the expansion of the tension spring element 18 with respect to the environment in which the tension spring element 18 is embedded.

Fig. 6 zeigt nun wiederum äußerst schematisch in Einzelbildern 6a bis 6c einen menschlichen Fuß 2 mit einem Schuh 4, der in seiner Sohle 6 ein Zugfederelement 18 aufweist, welches sich dort vom Ballenbereich des Vorfußes 10 zum Hacken 14 erstreckt. Dieses Federelement 18 wirkt mit dem Fuß 2 selbst als Stützelement 16 zusammen, welches, wie einleitend beschrieben, gewölbeförmig ist. Die Kraft aufgrund der Dehnung des Zugfederelementes 18 während der Schrittphasen gemäß Fig. 6b und noch stärker gemäß Fig. 6c wird dabei von der Sohle 6 in den Fuß übertragen und dort insbesondere von dem Fußskelett abgestützt. Ablauf der Verformung und Effekt der Rückverformung entsprechen dann dem zu Fig. 3 Beschriebenen. Fig. 6 shows again very schematically in individual pictures 6 a to 6 c a human foot 2 with a shoe 4 , which has a tension spring element 18 in its sole 6 , which extends there from the ball area of the forefoot 10 to the heel 14 . This spring element 18 interacts with the foot 2 itself as a support element 16 which, as described in the introduction, is arched. The force due to the expansion of the tension spring element 18 during the walking phases according to FIG. 6b and even more strongly according to FIG. 6c is transmitted from the sole 6 into the foot and is supported there in particular by the foot skeleton. The course of the deformation and the effect of the reshaping then correspond to that described for FIG. 3.

Mit Blick auf Fig. 9 ist erkennbar, dass eine Kombination aus Stützelement 16 und Zugfederelement 18 auch in Querrichtung der Sohle 6 angeordnet ist, und zwar unter dem Zehenballen-Bereich. In der sowohl nach außen durch einen Vorsprung 36 als auch nach innen durch einen Vorsprung 38 erweiterten Sohle erstreckt sich die Kombination aus Stützelement 18 und Zugfederelement 16 zwischen dem Großzehenballen-Bereich 40 und dem Kleinzehenballen-Bereich 42, wobei die Erweiterungen 36, 38 eine möglichst große Länge von Stützelement 16 und Zugfederelement 18 ermöglichen. With reference to FIG. 9 it can be seen that a combination of support element 16 and tension spring element 18 is also arranged in the transverse direction of the sole 6 , namely under the toe ball area. In the sole, which is widened outwardly by a projection 36 and inwardly by a projection 38 , the combination of support element 18 and tension spring element 16 extends between the big toe ball area 40 and the small toe ball area 42 , the extensions 36 , 38 being as possible as possible allow great length of the support element 16 and tension spring element 18 .

Wenn nun beim Auftreten des Fußes 2 auf den Boden 8 in dem Zehen-Ballenbe reich 40, 42 Belastung in die Sohle 6 eingeleitet wird, "streckt" sich das Stützel ement 16 durch die Belastung von oben und dehnt damit das Zugfederelement 18 zur Speicherung von Energie. Wenn sich dann der Fuß 2 beim Abdrücken während einer späteren Gangphase vom Boden 8 löst, verformt sich die Kombination von Stützelement 16 und Zugfederelement 18 wieder zurück und leitet dann ähnlich wie schon zu Fig. 1 bezüglich des dort als Längsgewölbe ausgebildeten Stützel ementes 16 auch aus diesem als Quergewölbe ausgebildeten Stützelement 16 gemäß Fig. 4 einen Impuls in den Boden, der das Abdrücken des Fußes unter stützt.If, when the foot 2 appears on the floor 8 in the toe ball area 40 , 42 load is introduced into the sole 6 , the support element 16 "stretches" due to the load from above and thus stretches the tension spring element 18 for storing Energy. Then, when the foot 2 trigger does during a later transition from the bottom 8, the combination of supporting element 16 and tension spring 18 is deformed back, and then initiates similar to already Fig. 1 of the Stützel ementes 16 there formed as a longitudinal arch with respect to and from this designed as a transverse arch support element 16 as shown in FIG. 4 a pulse in the ground, which supports the pressing of the foot under.

Mit Blick auf Fig. 7 und 8 schließlich werden zwei weitere Ausgestaltungen der Erfindung erkennbar. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 7 ist ein Zugfederelement 18 zwischen den Enden 44, 46 eines Stützelementes 16 angeordnet, das in die Außenhülle des Schuhs 4 integriert ist. Federelement 18 und Stützelement 16 verlaufen dabei an dem einen Endpunkt 44 an einem nach hinten erweiterten Hackenbereich 48 der Sohle 6 zu dem zweiten Endpunkt 46, der sich an der Vorderkante des Schienbeins 50 (nur äußerst schematisch dargestellt) abstützt. Die Funktion des Stützelementes 16 wird hier zusätzlich unterstützt durch die knöcher ne Abstützung des Unterschenkel- und Fußskelettes 50, 52, welches eine knöcher ne Brücke zwischen dem oberen Endpunkt 46 des Zugfederelementes 18 und dem unteren Endpunkt 44 darstellt. So wird die Dehnung des Zugfederelementes 18 in der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 im wesentlichen durch diese knöcherne Brücke und die Hackenverlängerung 48 der Sohle 6 abgestützt.Finally, with reference to FIGS. 7 and 8, two further configurations of the invention can be seen. In the embodiment according to FIG. 7, a tension spring element 18 is arranged between the ends 44 , 46 of a support element 16 , which is integrated into the outer shell of the shoe 4 . Spring element 18 and support element 16 run at one end point 44 on a heel region 48 of the sole 6 that is widened towards the rear to the second end point 46 , which is supported on the front edge of the shin 50 (only shown very schematically). The function of the support element 16 is additionally supported here by the bony support of the lower leg and foot skeletons 50 , 52 , which represents a bony ne bridge between the upper end point 46 of the tension spring element 18 and the lower end point 44 . Thus, the elongation of the tension spring 18 in the embodiment is in accordance with Fig. 3 is substantially supported by these bony bridge and the Hack extension 48 of the sole 6.

Auch dieses Zugfederelement 18 wird zunächst während der in Fig. 7 links dargestellten Gangphase c dadurch gedehnt, dass beim Auftreten des Vorfußes 10 auf den Boden 8 der Unterschenkel 50 über dem Fuß nach vorn kippt und sich der Fuß dadurch auf den Unterschenkel 50 zu beugt. Während der späteren (in Fig. 7 rechts dargestellten) Gangphase d streckt sich der Fuß dann, während sich der Vorfußbereich 10 vom Boden 8 abdrückt. Durch die Rückverformung des Zugfeder elementes 18 wird dabei erfindungsgemäß vorteilhaft wiederum ein Impuls in den Boden 8 eingeleitet, der das Abdrücken des Fußes vorteilhaft unterstützt.This tension spring element 18 is also initially stretched during the gait phase c shown on the left in FIG. 7 in that when the forefoot 10 occurs on the floor 8, the lower leg 50 tilts forward over the foot and the foot thereby bends towards the lower leg 50 . During the later gait phase d (shown on the right in FIG. 7), the foot then stretches, while the forefoot area 10 pushes off the ground 8 . Through the reshaping of the tension spring element 18 , according to the invention, an impulse is advantageously introduced into the base 8 , which advantageously supports the pressing of the foot.

Fig. 8 zeigt abschließend eine Variation der Ausgestaltung gemäß Fig. 7, bei der das Zugfederelement 18 nicht an der Hacke 44, sondern im Ballenbereich 10 des Fußes 2 an der Sohle ansetzt und im Knöchelbereich (Sprunggelenk) 54 umgelenkt ist, um zwi schen dem Ansatz 46 am Schienbein und dem Ballenbereich 10 am Vorfuß eine möglichst große Länge des Zugfederelementes 18 zu erzeugen. Dies bewirkt erkennbar eine andere Charakteristik des Verhältnisses von Beugung des Fußes im Sprunggelenk 54 während der verschiedenen Gangphasen und Dehnung des Zugfederelementes 18 gemäß Fig. 8 als des Zugfederelementes 18 gemäß Fig. 7. Dieser am Knöchel 54 umgelenkte Verlauf des Zugfederelementes 18 entspricht etwa dem physiologischen Verlauf einer Beugesehne. Fig. 8 shows finally a variation of the embodiment according to FIG. 7, in which the tension spring element 18 does not attach to the heel 44 , but in the ball area 10 of the foot 2 to the sole and is deflected in the ankle area (ankle) 54 to rule between Approach 46 on the shin and the ball area 10 on the forefoot to produce the greatest possible length of the tension spring element 18 . This clearly causes a different characteristic of the ratio of the flexion of the foot in the ankle 54 during the different gait phases and the stretching of the tension spring element 18 according to FIG. 8 as the tension spring element 18 according to FIG. 7. This course of the tension spring element 18 deflected at the ankle 54 corresponds approximately to the physiological one Course of a flexor tendon.

In Fig. 8 ist außerdem ein weiteres Zugfederelement 18 angedeutet, welches etwa entsprechend Fig. 6 unter dem Fußgewölbe in der Fußsohle angeordnet ist. Dies soll insbesondere auch deutlich machen, dass die verschiedenen beschriebe nen Anordnungen der Zugfederelemente 18 und Stützelemente 16 an einem Schuh sich erfindungsgemäß beliebig kombinieren lassen.A further tension spring element 18 is also indicated in FIG. 8, which is arranged approximately in accordance with FIG. 6 under the arch of the foot in the sole of the foot. In particular, this should also make it clear that the various described arrangements of the tension spring elements 18 and support elements 16 on a shoe can be combined as desired according to the invention.

Claims

1. Shoe, characterized by at least one tension spring element ( 18 ), which cooperates with the Stützele element ( 16 ), in an area of the shoe ( 4 ) where the support element ( 16 ) deforms during a step phase (b, c) and that Tension spring element ( 18 ) expands.

2. Shoe according to claim 1, characterized in that the tension spring element ( 18 ) between two points ( 44 , 46 ) of a support element ( 16 ) is arranged.

3. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that a tension spring element ( 18 ) with a support element ( 16 ) in the longitudinal direction of the shoe sole ( 6 ) between the ball area ( 10 ) and the heel area ( 14 ) Sole ( 6 ) extends.

4. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that a tension spring element ( 18 ) with a support element ( 16 ) in the transverse direction of the shoe sole ( 6 ) between the big toe ball area ( 40 ) and the small toe ball area ( 42 ) Sole ( 6 ) extends.

5. Shoe according to claim 4, characterized in that the sole in the big toe ball area ( 40 ) is broadened inwards and / or in the small toe ball area ( 42 ) outwards and that the tension spring element ( 18 ) with the support element ( 16 ) extends there.

6. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that a tension spring element ( 18 ) extends between the heel area ( 48 ) of the shoe ( 4 ) and a shaft area ( 46 ) which extends on the front edge of the shin ( 50 ). supported.

7. Shoe according to claim 6, characterized in that the heel area ( 48 ) of the shoe ( 4 ) is extended to the rear, and that the tension spring element ( 18 ) attaches there.

8. Shoe according to claim 6 or 7, characterized in that the tension spring element ( 18 ) between the heel area ( 48 ) of the shoe ( 4 ) and the shaft area ( 46 ) has a support element ( 16 ).

9. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that a tension spring element ( 18 ) extends from a forefoot area in the ankle region ( 54 ) redirected to a shaft area ( 46 ) which extends at the front edge of the shin ( 50 ). supported.

10. Shoe according to one of claims 6 to 8, characterized in that the shaft region ( 46 ) has a fitting piece formed on the front edge of the shin ( 50 ).

11. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that at least one tension spring element ( 18 ) is elongated and slack and guided in a sheath ( 34 ).

12. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that the spring stiffness of the tension spring element ( 18 ) is increased with greater elongation.

13. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that the support element ( 16 ) is curved in an arc.

14. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that the support element ( 16 ) is composed of articulated support pieces ( 20 , 22 ).

15. Shoe according to one of the preceding claims, characterized in that the support element ( 16 ) is elastically deformable.