DE102006037081B4

DE102006037081B4 - Selbst belüftende Schuhsohle, sowie Schuh

Info

Publication number: DE102006037081B4
Application number: DE102006037081A
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof Dr Heckmann; Regine Heckmann-Feld
Original assignee: AIROPURAN GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTE GESELLSCHAFTER PROF DR KLAUS HECKMANN; ER PROF DR KLAUS HECKMANN; REGINE HECKMANN-FELD; Regine Heckmann-Feld 93186 Pettendorf)
Current assignee: Sigma GbR (vertretungsberechtigte Gesellschaft De
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: DE102006037081A1

Abstract

Schuhsohle, umfassend
(a) eine Grundplatte (1), deren Unterseite als Lauffläche fungiert und an deren Oberseite eine Abfolge von Nuten (2) und Stegen (3) vorliegt, die durchgängig in Querrichtung der Schuhsohle von einem Sohlenrand bis zum gegenüberliegenden Sohlenrand die Oberseite der Grundplatte vollständig durchlaufen, wobei der Boden (5) jeder Nut von der Mitte des Nutbodens (5) nach außen hin zum Schuhsohlenrand ein Gefälle aufweist, und
(b) ein atmungsaktives Fußbett (10), dessen Unterseite auf den Stegoberseiten (4) aufliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbst belüftende Schuhsohle sowie einen Schuh, der eine derartige Schuhsohle umfasst.
Eine unabdingbare Forderung einer selbst belüftenden Sohle bzw. eines selbst belüftenden Schuhs ist, dass sie/er sich insbesondere als Arbeits-, Sport- und Wanderschuh eignet. Daraus folgt, dass das Schuhinnere auch beim Durchlaufen von nassem Gras, schlammigem Boden oder Pfützen trocken bleiben muss und man den Schuh danach schnell und vollständig reinigen kann, speziell den Sohlenbereich von Lehm, Sand und kleinen Steinen. Das Belüftungssystem muss entsprechend betriebssicher und robust sein.
In EP 0910964 A2 wird ein System von Luftventilen beschrieben, die unter der Schuhsohle angebracht sind. Sie besitzen kleine Schlitze, die sich beim Belasten der Sohle durch den auftretenden Fuß zum Erdboden hin elastisch öffnen und Luft aus dem Inneren nach unten/außen austreten lassen. Bei Druckentlastung schließen sie sich wieder. Durch ihre Ausrichtung zum Boden hin besteht eine erhöhte Gefahr, dass sich Fremdpartikel wie z. B. Sandkörner in den Schlitzen verklemmen. Die Ventile verlieren dadurch ihre Wirkung.
In EP 0382904 A2 wird die Belüftung durch Bündel von Mikroporen bewirkt, die sich von der Lauffläche der Sohle bis ins Innere des Schuhes erstrecken. Da Mikroporen sich nicht reinigen lassen und in sandig-lehmigem Boden schnell und irreversibel verstopfen können, ist diese Konstruktion in ihrer Wirksamkeit begrenzt.
WO 99/66812 beschreibt eine Schuhsohle, die ein unteres Element mit einem hohlen Innenbereich, ein oberes Element und eine Membran aus einem wasserdichten und dampfdurch lässigen Material umfasst. Die Oberseite des unteren Elements weist kuppelförmige Erhebungen bzw. Noppen auf und ist von einem Rand umgeben, in dem radial verlaufende Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Die Noppen dienen zur Auflage des porösen Schaumstoffteiles mit Membran und Schutzschicht. Da die Noppen bei jedem Schritt ein wenig in die darüberliegende weiche Kombination aus Schutzschicht, Membran und Schaumstoffteil eindringen, wird gleichfalls bei jedem Schritt das Volumen des Inneren bzw. der Kammer einmal komprimiert und danach wieder entspannt. Dieser Pumpeffekt soll für eine verbesserte Ventilation sorgen.
Als nachteilig hat sich hinsichtlich der in WO 99/66812 beschriebenen Sohle folgendes herausgestellt: Läuft der im unteren Element ausgebildete Hohlraum erst einmal mit Wasser voll, kann dieses Wasser nur begrenzt bzw. mit einiger zeitlicher Verzögerung wieder abfließen. Außerdem führt der oben erwähnte Pumpeffekt bei einem mit Wasser befüllten Hohlraum zu nachteiligen Effekten. Bei jeder Kompression der Kammer steigt dort der hydrostatische Druck, noch dadurch verstärkt, dass die von den Querschnitten der Belüftungskanäle gebildete Fläche, die für das Auspressen des Wassers aus der Kammer zur Verfügung steht, relativ klein ist verglichen mit dem Volumen der Kammer, das es zu entleeren gilt. Dabei kann der Benetzungsdruck der Wasser abstoßenden Membran überschritten werden, was dann aktives Einpressen von Wasser durch die Membran hindurch in das Innere des Schuhes zur Folge hat. Der Pumpeffekt kann somit die Wirkung der Membran zunichte machen.
Weiterhin können Schmutzpartikel, die sich in diesem Hohlraum abgelagert haben, nachträglich nur sehr schwer mechanisch wieder entfernt werden, sei es mechanisch mit Bürsten oder durch Spülen mit Wasser.
EP 1 358 811 A1 zeigt einen Bootschuh mit einer Schuhsohle, an deren Oberseite eine Abfolge von Nuten und Stegen vorliegt, die durchgängig in Querrichtung der Schuhsohle bis zu einem die Schuhsohle umlaufenden Kanal verlaufen, in welchem das aus den Nuten auslaufende Wasser gesammelt und über seitliche Öffnungen aus der Sohle abgeleitet wird.
Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Sohle für einen selbst belüfteten Schuh bereitzustellen, die das Eindringen von Wasser in den Schuhinnenbereich möglichst effektiv verhindert, das Abführen von Feuchtigkeit, d. h. Wasserdampf, gestattet und eine möglichst einfache und effektive Entfernung von abgelagerten Schmutzpartikeln, die die Lüftungsfunktion beeinträchtigen könnten, ermöglicht, sowie in der Bereitstellung eines Schuhs ausgestattet mit einer derartigen Sohle.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung einer Schuhsohle, die

a) eine Grundplatte, deren Unterseite als Lauffläche fungiert und an deren Oberseite eine Abfolge von Nuten und Stegen vorliegt, die durchgängig in Querrichtung der Schuhsohle von einem Sohlenrand bis zum gegenüberliegenden Sohlenrand die Oberseite der Grundplatte vollständig durchlaufen, wobei der Boden jeder Nut von der Mitte des Nutbodens nach außen hin zum Schuhsohlenrand ein Gefälle aufweist, und
(b) ein atmungsaktives Fußbett, dessen Unterseite auf den Stegoberseiten aufliegt,

Bevorzugt wird die Oberseite der Stege als ebene Fläche ausgestaltet. Die Stegoberseiten können jedoch auch schwach nach oben oder unten gebogen sein.
Diese Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass mit einem Nutboden, der von seiner Mitte zur Sohlenaußenseite hin ein Gefälle aufweist, eindringendes Wasser problemlos und umgehend wieder nach außen abgeführt werden kann. Weiterhin wird durch die vorzugsweise ebenflächigen Stegoberseiten, auf denen das Fußbett aufliegt, der Pumpeffekt reduziert, so dass selbst bei kurzzeitig mit Wasser voll gelaufenen Nuten der hydrostatische Druck niedrig gehalten werden kann. Zudem liegt der vorliegenden Erfindung auch die Erkenntnis zu Grunde, dass nutförmige Vertiefungen, die die Sohle in Querrichtung, d. h. senkrecht zur Längsachse des Schuhs, durchgängig durchziehen, eine problemlose Entfernung von abgelagerten Schmutzpartikeln, z. B. durch geeignete Reinigungsbürsten oder durch Spülen mit Wasser, ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite der Nuten mindestens 3,0 mm. Mit dieser Breite ist sichergestellt, dass die Nut mit einer kleinen Bürste, einem Draht oder einem scharfen Wasserstrahl gereinigt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rand der Grundplatte stufenförmig abgesenkt. Dies erleichtert das Anbringen eines Sohlenrahmens am Rand der Grundplatte, wie nachfolgend noch eingehender diskutiert werden wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Fußbett aus offenzelligem Polyurethanschaumstoff, der sich durch eine chemische Behandlung so hydrophobisieren läßt, dass er die Eigenschaften einer Membran annimmt, die zwar für flüssiges Wasser undurchlässig, für Luft und Wasserdampf jedoch durchlässig ist.
Bevorzugt beträgt das Raumgewicht des Polyurethanschaumstoffs 200 bis 300 kg/m³.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Oberseite und evtl. auch die Unterseite des Fußbettes Nuten auf. Die Oberfläche des Fußbettes ist somit segmentiert, evtl. sogar im Gegentakt doppelt-segmentiert und erhält auf diese Weise die Fähigkeit, sich einem individuellen Fußprofil anzupassen. Die Oberfläche des Fußbettes ist durch die Nu tung gleichzeitig vergrößert, was ihre Luftdurchlässigkeit oder Atmungsaktivität verbessert. Bevorzugt verlaufen die Nuten in Quer- und Längsrichtung der Schuhsohle unter Bildung einer gitterförmigen Struktur.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schuhsohle weiterhin einen Rahmen, der am Rand der Grundplatte befestigt wird. Der vom Rahmen umschlossene hohle Innenraum dient der Aufnahme des Fußbettes. Bevorzugt ist der Rahmen mit seiner Unterseite in die stufenförmige Absenkung der Grundplatte eingefügt. Dies erleichtert die spätere Verklebung oder Verschweißung mit der Grundplatte.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Materialdicke im Oberteil des Rahmens geringer als im Rahmenunterteil. Dies erleichtert das Positionieren und Kleben bzw. Verschweißen oder Eingießen der oberen Schuhaufbauten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein selbst belüftender Schuh bereitgestellt, der die oben definierte, erfindungsgemäße Schuhsohle beinhaltet. Die Eigentemperatur des Fußes erzeugt im Inneren des Schuhs einen Aufwärtsstrom von warmer Luft, der – ähnlich einer Thermik – kalte Luft aus dem Sohlenbereich und durch das atmungsaktive Fußbett hindurch nach oben nach zieht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eingehender erläutert.
Es zeigen
1a einen Querschnitt der Grundplatte mit Stegen und Nuten,
1b eine Schnittansicht entlang einer Nut,
2a eine Ansicht des Rahmens,
2b einen Querschnitt des Rahmens mit einem oberen Rand geringerer Dicke,
2c einen Querschnitt der Grundplatte mit aufgesetztem Rahmen,
3a einen Querschnitt des Fußbettes mit Nuten auf seiner Oberseite,
3b die gitterförmige Nutenstruktur des Fußbettes in Draufsicht,
3c einen Querschnitt der Schuhsohle mit Grundplatte, Fußbett und Rahmen.
1a zeigt einen Querschnitt der Grundplatte 1, die an ihrer Oberseite eine Abfolge von Nuten 2 und Stegen 3 aufweist. Nuten 2 und Stege 3 wechseln sich ab, d. h. ein Steg 3 ist seitlich von zwei Nuten 2 begrenzt. Jeder Steg 3 und jede Nut 2 ist durchgängig ausgebildet, d. h. weist keine Unterbrechung auf. Die Nuten 2 und Stege 3 verlaufen in Querrichtung, d. h. senkrecht zur Längsachse des Schuhs. Die Nuten 2 und Stege 3 können die Oberseite der Grundplatte vollständig durchlaufen, d. h. sie verlaufen von einem Sohlenrand bis zum gegenüberliegenden Sohlenrand. Alternativ kann die Grundplatte am Rand ihrer Oberseite eine stufenförmige Absenkung aufweisen und die Stege/Nuten-Struktur verläuft nur bis zur Innenseite dieses äußeren Randes.
Die Oberseite jedes Stegs 3 ist als ebene Fläche 4 ausgestaltet. Wie oben bereits erwähnt, dienen diese ebenen Stegoberseiten 4 als Auflagefläche für das Fußbett. Im Gegensatz zu kuppelförmigen Noppen führen durchgängige Stege 3 mit ebener Oberseite 4 zu einer hohen Kontaktfläche zwischen Grundplatte 1 und Fußbett. Daraus resultiert beim Auftreten des Schuhs eine reduzierte Eindringtiefe der Stege 3 in das Fußbett und somit eine reduzierte Pumpwirkung. Sollten daher Nuten 2 kurzfristig mit Wasser befüllt sein, wird beim Auftreten des Schuhs dennoch kein hoher hydrostatischer Druck erzeugt, der zu einem Eindringen des Wassers in den Schuhinnenraum führen könnte.
1b zeigt einen Querschnitt der Grundplatte 1 entlang einer Nut 2. Um ein möglichst schnelles und vollständiges Abfließen des Wassers aus den Nuten 2 zu erreichen, weist der Boden 5 jeder Nut 2 von der Mitte des Nutbodens 5 nach außen zum Schuhsohlenrand ein Gefälle auf. Sollte also z. B. beim Durchschreiten einer Pfütze Wasser in die Nut 2 einfließen, kann sich dieses Wasser aufgrund des Gefälles nicht in der Nut 2 ansammeln, sondern fließt vielmehr umgehend wieder aus der Nut 2 heraus.
Jede Nut 2 ist auf der Oberseite der Grundplatte 1 in Querrichtung der Schuhsohle durchgängig, d. h. ohne Unterbrechungen ausgebildet. Derartige nutförmige Vertiefungen, die die Sohle in Querrichtung durchgängig durchziehen, ermöglichen eine problemlose Entfernung von abgelagerten Schmutzpartikeln, z. B. durch geeignete Reinigungsbürsten oder durch Spülen mit Wasser.
Wie in den 1a und 1b dargestellt, kann die Grundplatte 1 in einer bevorzugten Ausführungsform an ihrem Rand eine Stufe 6 aufweisen, die dadurch entsteht, dass der Rand der Grundplatte 1 stufenförmig abgesenkt ist. Wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, kann bei der Hinzufügung eines Rahmens dieser mit seiner Unterseite formschlüssig in die Stufe 6 der Grundplatte 1 eingefügt werden, was die spätere Verklebung oder Verschweißung mit der Grundplatte 1 erleichtert.
2a zeigt eine Ansicht des Rahmens 7, der in einer bevorzugten Ausführungsform am Rand der Grundplatte 1 befestigt werden kann. Der Rahmen 7 weist eine innere Aussparung auf, die der Aufnahme des Fußbettes dient.
2b zeigt einen Querschnitt des Rahmens 7. Bevorzugt weist der Rahmen 7 einen oberen Rand 9 auf, der eine geringere Dicke aufweist als der untere Bereich des Rahmens. Bevorzugt weist dieser schmale obere Rand 9 des Rahmens 7 eine Höhe von etwa 1 cm auf. Die Bereitstellung eines derartigen schmalen Randes 9 erleichtert das Positionieren und Kleben bzw. Verschweißen oder Eingießen der oberen Schuhaufbauten. Die Größe der inneren Aussparung 8 ist so gewählt, dass sich problemlos ein Fußbett einfügen lässt.
2c zeigt einen Querschnitt der Grundplatte 1 mit aufgesetztem Rahmen 7. Der Rahmen 7 ist mit seiner Unterseite formschlüssig in die Stufe 6 der Grundplatte 1 eingefügt.
3a zeigt einen Querschnitt des Fußbettes 10. In der erfindungsgemäßen Schuhsohle wird das Fußbett 10 auf der Oberseite der Grundplatte 1 angebracht und ist daher in Kontakt mit den ebenflächigen Stegoberseiten 4. Umfasst die Schuhsohle einen Rahmen 7, ist das Fußbett 10 in dessen innerer Aussparung angebracht. Das Fußbett 10 besteht vorzugsweise aus einer Platte offenzelligen, am besten retikulierten Polyurethan-Schaumstoffes, dessen Porosität und Raumgewicht thermoplastisch auf vorgegebene Werte eingestellt worden sind. Das Raumgewicht liegt bevorzugt zwischen 200 und 300 kg/m³. Über die Porengröße lässt sich auch der hydrostatische Benetzungsdruck vorgeben, der besagt – hier ganz anwendungsnah definiert – wie tief eine Pfütze sein darf (in cm gemessen), sodass ein Schuh beliebig lange darin stehen kann, ohne dass Wasser aus dem Sohlenbereich in das Fußbett eindringt. Bevorzugt beträgt die Dicke der Fußbett-Platte 10 1 cm.
Wie 3a weiterhin zu entnehmen ist, sind in die Oberfläche des Fußbettes 10 Nuten 11 oder auch nur Schnitte eingearbeitet. Die Oberfläche des Fußbettes 10 ist somit segmentiert und erhält auf diese Weise die Fähigkeit, sich einem individuellen Fußprofil genau anzuschmiegen. Wie in 3b gezeigt wird, können die Nuten auf der Fußbettoberfläche sowohl in Längsrichtung wie auch in Querrichtung verlaufen unter Bildung einer gitterförmigen Struktur 12.
Da die Oberflächen von offenzelligen Schaumstoffteilen stets eine hohe Rauhigkeit besitzen und die Oberfläche eines Fußbettes nicht rau sein darf, wird das Schaumstoffteil nach der Segmentierung zweckmäßigerweise beflockt oder mit einem glatten, elastischen und atmungsaktiven Textil überspannt.
Neben einer Schaumstoffplatte kann das Fußbett 10 weiterhin eine wasserdichte und dampfdurchlässige Membran aufweisen. Diese Membran kann beispielsweise die Unterseite des Fußbettes 10 bilden und daher auf den Oberseiten der Stege aufliegen. Weiterhin kann die Membran zusätzlich an seiner Unterseite eine geeignete Schutzunterlage aufweisen.
Allerdings lässt sich offenzelliger PU-Schaum durchgängig durch eine chemische Behandlung so hydrophobisieren, dass er die Eigenschaften der Membran annimmt. Wird also das Schaumstoffteil richtig gestaltet und behandelt, dann sind die Membran und deren Schutzunterlage für das Fußbett 10 nicht erforderlich. Diese Einsparungen sollten sich in den Herstellungskosten niederschlagen. Diese durchgängige Hydrophobisierung bewirkt darüber hinaus, dass die Unterseite des PU-Schaumes verletzt werden darf, ohne dass die Permeabilitätseigenschaften des Gesamtteiles darunter leiden. Die Tränkung des Schaumstoffteiles mit einem Gel-Bildner ist überflüssig.
3c zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schuhsohle, die außer einer Grundplatte 1 und einem Fußbett 10 auch noch einen Rahmen 7 aufweist. In dessen innerer Aussparung ist das Fußbett 10 angebracht. Alle drei Teile – Grundplatte 1, Rahmen 7 und Fußbett 10 – werden separat voneinander gefertigt, danach formschlüssig zusammengesetzt und miteinander wasserdicht, wasserfest und elastisch verbunden. Die Hydrophobisierung des Fußbettes 10 schließt die Fertigung der Gesamtsohle ab. Das geschieht z. B. durch Tauchen der fertig konfektionierten Sohle in geeignete wässrige Emulsionen oder Lösungen von Hydrophobisierungsreagenzien und anschließendes Trocknen bei erhöhter Temperatur.

Claims

Schuhsohle, umfassend (a) eine Grundplatte (1), deren Unterseite als Lauffläche fungiert und an deren Oberseite eine Abfolge von Nuten (2) und Stegen (3) vorliegt, die durchgängig in Querrichtung der Schuhsohle von einem Sohlenrand bis zum gegenüberliegenden Sohlenrand die Oberseite der Grundplatte vollständig durchlaufen, wobei der Boden (5) jeder Nut von der Mitte des Nutbodens (5) nach außen hin zum Schuhsohlenrand ein Gefälle aufweist, und (b) ein atmungsaktives Fußbett (10), dessen Unterseite auf den Stegoberseiten (4) aufliegt.
Schuhsohle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (4) der Stege als ebene Fläche ausgestaltet ist.
Schuhsohle gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nuten (2) mindestens 3,0 mm beträgt.
Schuhsohle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Grundplatte (1) stufenförmig abgesenkt ist.
Schuhsohle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußbett (10) offenzelligen Polyurethanschaumstoff enthält.
Schuhsohle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumgewicht des Polyurethanschaumstoffs 200 bis 300 kg/m³ beträgt.
Schuhsohle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberseite des Fußbettes (10) Nuten (11) aufweist.
Schuhsohle gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (11) in Quer- und Längsrichtung der Schuhsohle unter Bildung einer gitterförmigen Struktur (12) verlaufen.
Schuhsohle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuhsohle weiterhin einen Rahmen (7) aufweist, der am Rand der Grundplatte befestigt wird.
Schuhsohle gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen mit seiner Unterseite in die stufenförmige Absenkung (6) der Grundplatte eingefügt ist.
Schuhsohle gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke im Oberteil des Rahmens geringer ist als im Rahmenunterteil.
Schuh, umfassend eine Schuhsohle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.