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Die Erfindung betrifft eine belastungsadaptierende Struktursohle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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In mehreren Patentanmeldungen des Erfinders Helmut Mayer werden die Wirkungen einer Struktursohle aus hartem, elastischem Federmaterial von querstabiler und längsflexibler Struktur beschrieben, die im Wesentlichen eine Wellenform aufweist, wobei die Richtung der Wellen im Fersenbereich von der Richtung der Wellen im Vorderfußbereich abweichen. Damit wird eine Längsflexibilität entlang der Belastungslinie während des Abrollens der Fußsohle auf einem Untergrund erreicht.
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Die Pronation ist eine Drehung des Fußes um seine Längsachse, bei der der innere Fußrand sich senkt, ohne dass sich die Ferse mit bewegt. Die Pronation wird auch als Einwärtsdrehung oder Einwärtskantung bezeichnet. Die Pronation ist eine natürliche Dämpfungsbewegung des Fußes im Sprunggelenk, ein leichtes Einknicken nach innen ist vollkommen normal und erwünscht. Bei einer Überpronation knickt der Fuß zu stark nach innen ein, der Fußinnenrand, aber auch Sehnen, Gelenke und Bänder werden stärker belastet.
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In der
DE 10 2011 109 274 A1 und der
DE 10 2008 059 030 A1 wird eine solche Struktursohle in der Ausbildung als Einlegesohle und in der
DE 196 41 866 A1 und der
DE 200 05 683 U1 werden die Ausbildung der Struktursohle als Schalenrandbrandsohle beschrieben. Die Beschreibung in den oben genannten Druckschriften soll in vollem Umfang von der vorliegenden Erfindungsbeschreibung umfasst sein. Demnach ist die Struktursohle nach der Erfindung entweder als Brandsohle, als Schalenrandbrandsohle oder als Einlegesohle ausgebildet.
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Eine solche Struktursohle ist bekannterweise bevorzugt aus einem Federstahlmaterial oder aus einem anderen, quer zur Längsachse der Struktursohle biegesteifen Material ausgebildet, wie zum Beispiel einem hart-elastischen Kunststoffmaterial oder dergleichen.
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Durch die Anwendung einer solchen Struktursohle im Fuß, die entweder als Brandsohle oder als Einlegesohle verwendet werden kann, wurde der Vorteil erkannt, dass eine gleichmäßige Lastübertragung vom Fuß auf den Schuh und damit auf den Boden möglich ist. Es wird einerseits der bekannte Dachrinneneffekt vermieden, der in einer Aufwölbung quer zur Längsachse üblicher Sohlen besteht und damit in unerwünschter Weise den darauf lastenden Fuß hohl legt.
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Durch die Quersteifigkeit der Struktursohle wird eine erhebliche Stabilität insbesondere im Abdruck des Fußes von einer Bodenfläche erreicht.
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Die unterschiedliche Wellenform im Fersenbereich im Vergleich zu der anders geneigten Wellenform im Vorderfußbereich trägt der natürlichen Abrollbewegung Rechnung.
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Die genannte Struktursohle wird der Einfachheit halber auch später als Federstahlsohle bezeichnet und hat sich im großen Umfang bewährt.
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Im Sportschuhbereich ergibt sich das Problem, dass eine gewisse Dämpfungseigenschaft gewünscht ist. Zwar wäre es möglich, die Einlegesohle auf eine dämpfende Brandsohle im Sportschuh aufzulegen, um damit eine Dämpfungswirkung zu erreichen. Derartige Dämpfungseigenschaften haben sich aber als unbefriedigend erwiesen. Die unterhalb der Struktursohle angeordneten Dämpfungsmaterialien führen zu einer ungünstigen Beeinflussung der Belastung des Fußes und insbesondere der Abrolleigenschaften.
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Als Kennzeichnung der Abrolleigenschaften wird eine sogenannte COP-Linie über die Längsachse der Sohle definiert. Es handelt sich um den Begriff „Center of Pressure-Linie”, die bedeutet, dass sich über die Längsachse der Struktursohle hinweg gesehen die COP-Linie etwa wellenförmig erstreckt. (siehe die Beschreibung im Aufsatz http://www.ri.cmu.edu/pub files/pub4/kalamdani_abhinav_2006_2/kalamdani_abhinav_2006_2.pdf)
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Bei der Anordnung von Dämpfungsmaterialien unterhalb der bekannten Struktursohle hat sich herausgestellt, dass die COP-Linie im Wesentlichen nicht beeinflusst wird. Die gesamte Sohle kippt, nachdem die Querstabilität der bekannten Struktursohle auf das darunter liegende Dämpfungsmaterial übertragen wird und es hierdurch zu einer unerwünschten Kippbewegung in Querrichtung der Sohle kommt.
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Die Dämpfungseigenschaften einer Struktursohle nach den oben genannten Druckschriften haben sich demnach als ungenügend erwiesen, wenn die Struktursohle auf den elastisch federnden Unterbau eines Sportschuhs aufgelegt wurde.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Struktursohle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen mit der Struktursohle ausgerüsteten Schuh – ungeachtet, ob die Struktursohle als Einlegesohle oder als Brandsohle verwendet wird – so weiterzuentwickeln, dass verbesserte Dämpfungseigenschaften gegeben sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung eine Struktursohle vor, die mit einem mindestens die Oberfläche abdeckenden Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel aus einem elastomeren Material versehen ist, wobei in diesem Dämpfungsmantel mindestens im Fersenbereich ein Adaptionskissen angeordnet ist, das mit seiner Oberfläche etwa bündig mit dem Material des Dämpfungsmantels ist und das in einer Aufnahme des Dämpfungsmantels eingesetzt ist und eine vom Material des Dämpfungsmantels unterschiedliche physikalische Eigenschaft aufweist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Adaptionskissen im Fersenbereich etwa einen runden, halbrunden, ovalen, eckigen oder polygonalen Ausschnitt vorfindet, der als Aufnahme ausgebildet ist, in welche das Adaptionskissen eingesetzt ist.
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Es wird bevorzugt, wenn die Shore-Härte des Adaptionskissens größer ist als die Shore-Härte des umgebenden Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels.
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Die Shore-Härte ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe und ist in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt. Das Kernstück des Shore-Härte-Prüfers besteht aus einem federbelasteten Stift aus gehärtetem Stahl. Dessen Eindringtiefe in das zu prüfende Material ist ein Maß für die Shore-Härte, die auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) gemessen wird.
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Die Shore-Härte des Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0 bis 10, während die Shore-Härte des Adaptionskissens um 2 bis 10 Shore-Härten über der Shore-Härte des Dämpfungsmantels liegt. bis In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der die Wellenform der Struktursohle abdeckende Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel im Mittelfußbereich etwa eine Dicke von etwa 3 bis 5 mm aufweist, während die Dicke im Fersenbereich ansteigt und hierbei eine Dicke von etwa 4–7 mm aufweist.
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Wichtig ist nun, dass in diesem verdickten Fersenbereich des Dämpfungsmantels eine Aufnahme im Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel angeordnet ist, die den Dämpfungsmantel durchsetzt, in die das erfindungsgemäße Adaptionskissen eingesetzt ist.
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Damit wird erreicht, dass eine zielgerichtete Verteilung der Druckkraft im Fersenbereich und damit eine kontrollierte Verteilung (Adaption) der Druckkraft des Fersenbeins über das Adaptionskissen im Sinne der Dämpfung direkt auf die Struktursohle übertragen wird.
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Damit wird im Fersenbereich der Adaptionssohle, die im Wesentlichen aus drei Teilen besteht, nämlich der Struktursohle selbst, einem die Struktursohle mindestens an der Oberseite abdeckenden Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel und mindestens einem im Fersenbereich des Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels – den Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel durchsetzenden – Adaptionskissen eine belastungsadaptierende Dämpfung des Fersenbeins erreicht.
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Damit wird die Möglichkeit geschaffen, dass Druckspitzen, die vom Fersenbein auf die Struktursohle übertragen werden, zielgerichtet und kontrolliert direkt auf die quersteife und längsflexible Struktursohle übertragen werden, wobei es zu einer kontrollierten und adaptierten Anpassung der dort entstehenden Dämpfung an das Fersenbein kommt.
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Die belastungsadaptierte Anpassung erfolgt dergestalt, dass die vom Fersenbein des Fußes auf das Adaptionskissen übertragenen Druckspitzen auf die Oberfläche der Struktursohle eingeleitet werden, wobei die Struktursohle die Druckspitzen querstabil aufnimmt und über deren Breite verteilt in den Sohlenbereich des Schuhs überträgt. Dabei wird jedoch die Längsflexibilität beibehalten.
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Es ist bekannt, dass das knöcherne Fersenbein mit einer Fettpolsterschicht in Richtung zu der die Belastungsstöße übertragenden Hautschicht abgedeckt ist, wobei die Fettpolsterschicht mit zunehmendem Alter des Trägers qualitativ negativ verändert. Aus diesem Grund ist das Fersenbein dann weniger geschützt Belastungsstößen ausgesetzt. Solche Belastungsstöße führen zu einer relativ schnellen Entzündung der Fersenbeinhaut und der Achillessehne.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es zwar auch herkömmliche Einlegesohlen bei Sportschuhen gibt, in deren Fersenbereich ebenfalls ein härteres – ggf. auch weicheres – Druckverteilungspolster angeordnet ist.
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Die im Sportschuh einzulegenden Laufsohlen haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht auf einem quersteifen Untergrund im Schuh ablaufen, weil die erfindungsgemäße querstabile Struktursohle und deren Möglichkeit der Verteilung der Druckspitzen in Querrichtung fehlt.
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Daher führen derartige, mit verschiedenen Einlagepolstern versehene, übliche Einlegesohlen bei Sportschuhen nicht zu dem gewünschten Druckverteilungseffekt und nicht zur Adaption von Druckspitzen am Untergrund.
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Damit wird der Belastungsvorgang negativ beeinflusst, weil sich die üblichen, in Sportschuhe einlegbaren Laufsohlen während der Abrollbewegung abwinkeln, verbiegen und in unzulässiger Weise verformen, weil sie keinen geraden Untergrund (wie erfindungsgemäß die Struktursohle) auf dem Unterbau des Schuhs vorfinden. In der Folge wird der ganze Körper falsch belastet.
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Die Pronation des Fußes ist eine natürliche Dämpfungsbewegung und eine natürliche Bewegung nach innen. Hauptverantwortlich für die Pronation des Fußes und deren Kontrolle sind der Musculus peroneus longus, der Musculus peroneus brevis, die Musculi tibialis anteroir, posterior und flexor hallucis longus. Bei der sogenannten Überpronation knickt der Fußrand sehr stark nach innen ein und belastet damit die Bänder, Sehnen und Gelenke. Diese Überpronation kann verschiedenste Ursachen haben, wie zum Beispiel eine Fußfehlstellung (Senk- oder Plattfuß), Übergewicht oder starke Ermüdung. Ebenfalls tritt die Überpronation eher bei Laufanfängern auf, da der Stützapparat noch nicht ausreichend trainiert ist. An den Schuhen ist dann eine starke Abnutzung im medialen Bereich (meist Innenseite) erkennbar. Eine Unterpronation oder auch Supination genannt, tritt seltener auf. Bei der Supination geht die Belastung in die entgegengesetzte Richtung. Bei Laufschuhen ist dies durch eine höhere Abnützung im lateralen Bereich (Außenseite) erkennbar. Dies kann z. B. durch einen Hohlfuß hervorgerufen werden.
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Hier setzt die Erfindung ein, die erkannt hat, dass eine Laufsohle üblicher Art mit ggf. im Fersenbereich eingesetzten Fersenpolstern nicht für eine kontrollierte Übertragung der Druckkräfte vom Fersenbein auf die Aufstandsfläche geeignet ist, weil die vom knöchernen Fersenbein des Trägers auf die Sohle im Fersenbereich ausgeübten Druckspitzen unvermindert und unverteilt auf den Innenaufbau des Schuhs und von dort auf den Laufboden eingeleitet werden.
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Erfindungsgemäß ist die Struktursohle als Adaptionssohle ausgebildet ist, weil die Oberfläche der Struktursohle mit einem elastomeren Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel überdeckt ist und der Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel mindestens im Fersenbereich eine Aufnahme für ein dort eingesetztes Adaptionskissen bzw. Dämpfungskissen aufweist.
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Nachdem das Adaptionskissen aus einem härteren Material als vergleichsweise der das Adaptionskissen umgebende Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel ist, werden die vom knöchernen Fersenbein auf das Adaptionskissen eingetragenen Druckspitzen zunächst über die Oberfläche des Adaptationskissens verteilt auf die Oberseite der Struktursohle übertragen. Die Belastungsstöße wirken somit sowohl in die Tiefe des Adaptionskissens als auch senkrecht hierzu über dessen Oberfläche und ist in der Lage, Scherkräfte aufzufangen.
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Das Adaptionskissen wirkt somit motorentechnisch wie ein „Druckkolben”, der in der „Zylinderbuchse” der Aufnahme im Dämpfungsmantel arbeitet, und der mit seiner gesamten „Kolbenfläche” auf die darunter liegende quersteife und längsflexible Struktur der Struktursohle presst. Aufgrund der Quersteifigkeit der Struktursohle wird damit die „Kolbenkraft” auf die gesamte Breite der Struktursohle übertragen, ohne dass die Struktursohle in der Querrichtung nachgibt und sich in unerwünschter Weise verformt. Gleichwohl wird jedoch die Längsflexibilität beibehalten.
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Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, ein einziges Dämpfungs- bzw. Adaptionskissen im Fersenbereich in einer einzigen Aufnahme anzuordnen. Es können auch mehrere Adaptionskissen nebeneinander in einer Aufnahme angeordnet sein. Ebenso können geschichtete Adaptionskissen übereinanderliegend angeordnet sein.
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Ferner ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass das Dämpfungs- bzw. Adaptionskissen lediglich im Fersenbereich angeordnet ist. Es können zusätzlich zum Fersenbereich noch weitere Adaptionskissen, bevorzugt im Vorderfußbereich, angeordnet sein.
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Es ist im Übrigen nicht lösungsnotwendig, dass das Adaptionskissen mit seiner Bodenfläche auf der Oberfläche der gewellten Struktursohle aufsteht. Es kann in diesem Bereich noch eine zusätzliche Adapterschicht auf der Oberfläche der Struktursohle angeordnet sein.
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Die Erfindung sieht im Übrigen vor, die erfindungsgemäße belastungsadaptierende Struktursohle entweder als Einlegesohle auszubilden oder als fest in einem Schuh eingebaute Brandsohle (insbesondere in der Art einer Schalenrandbrandsohle) auszubilden.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: Draufsicht auf eine Struktursohle herkömmlicher Art mit Einzeichnung der beispielhaften COP-Linie
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2: schematisierte Draufsicht auf den Fußumriss eines natürlichen Fußes mit Einzeichnung der COP-Linie beim Barfußlaufen und in weiterer Darstellung einer COP-Linie, die in der gleichen Situation bei einem beschuhten Fuß ohne erfindungsgemäße Adaptionssohle entstehen kann.
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3: das Druckverteilungsgebirge über einen Fußumriss eines natürlichen Fußes während des Abrollvorganges auf einer ebenen Fläche während des Barfußlaufens
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4: In Draufsicht eine erste Ausführungsform auf die erfindungsgemäße Adaptionssohle
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5: schematisiert die Darstellung der Druckflächen im Bereich der verschiedenen Adaptionskissen nach 4
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6: ein Längsschnitt durch eine Adaptionssohle nach der Erfindung
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7: der gleiche Längsschnitt wie 6 mit Darstellung weiterer Einzelheiten
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8: die Druckverteilung über die COP-Linie nach 1 oder 2 in verschiedenen Situationen (Lauf-/Abrollrichtung nach rechts)
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9: Mittenquerschnitt im Fersenbereich der erfindungsgemäßen Adaptionssohle mit Darstellung der Druckspitzen oberhalb des Dämpfungskissens, die vom Fuß auf das Dämpfungskissen ausgeübt werden
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10: die Darstellung des Druckverlaufes nach dem Stand der Technik, wenn ein Dämpfungskissen ohne Adaptionskissen und ohne Struktursohle verwendet wird
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11: die gleiche Darstellung wie 10 mit der Verwendung einer erfindungsgemäßen Struktursohle in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Adaptionssohle
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In 1 ist allgemein eine bevorzugt aus Federstahlmaterial bestehende Struktursohle dargestellt, die eine Anzahl von Wellen 2 aufweist, wobei die Wellen 2 im Fersenbereich 3 eine andere Neigung im Vergleich zu den Wellen im Vorderfußbereich 4 aufweisen. Die Struktursohle 1 gehört zum Stand der Technik und weist im Übrigen eine Anzahl von Lochungen 9 auf, um einen Luftdurchgang zu gewährleisten. Der Umriss des die Struktursohle 1 mindestens von oben abdeckende Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 ist gestrichelt dargestellt.
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Bei der Abrollbewegung der Struktursohle wird eine COP-Linie 6 erzeugt, die sich in Form einer etwa bogenförmigen Welle 7 vom Fersenbereich 3 über den Mittenfußbereich als Welle 8 in den Vorderfußbereich 4 erstreckt. Die COP-Linie zeigt demnach sinusförmige Abweichungen von der Mittenlängslinie 5.
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Es handelt sich demnach um eine annähernd sinusförmige Welle, wobei die beiden Wellen 7, 8 den maximalen Druckverlauf während des Abrollens des Fußens auf einem Untergrund darstellen.
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Die 2 zeigt den Fußumriss 10 einer natürlichen Fußsohle, wo erkennbar ist, dass die beim Barfußlaufen erzeugte COP-Linie eine gewisse Gradlinigkeit aufweist und sich nur gering von der Mittenlängslinie 5 entfernt, während die COP-Linie 16, welche die maximale Druckverteilung im beschuhten Fuß darstellt, stärker von der Mittenlängslinie 5 abweicht. Diese Abweichung ist mit Bezugszeichen 11 in 2 eingetragen. Die Abweichung 11 ist unerwünscht und zeigt die unerwünschte Abweichung der COP-Linie 6 beim Barfußlaufen im Vergleich zur COP-Linie 16 bei einem beschuhten Fuß.
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Die 3 zeigt beispielhaft ein Druckgebirge der Druckverteilung über den Fußumriss 10 beim Barfußlaufen, wo erkennbar ist, dass im Fersenbereich 3 ein relativ hohes Druckgebirge 12 entsteht, das im Mittenfußbereich gegen Null geht und dann im Vorderfußbereich 4 wieder ansteigt. Dort wird ein erstes Druckgebirge 15 im Bereich der kleinen Zehenballen erzeugt, dann ferner ein wesentlich größeres Druckgebirge 13 im Bereich der Ballen, und ein kleineres Druckgebirge 14 im Bereich der Großzehen.
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Auch hier ist wiederum die errechnete COP-Linie 6 beim Barfußlaufen eingetragen und erstreckt sich über die gesamte Mittenlängslinie 5.
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Die COP-Linie 6 hat im Fersenbereich 3 den bekannten pronatorischen Knick 17, welcher der natürlichen pronatorischen Linie entspricht.
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Ziel der Erfindung ist es nun, mit der erfindungsgemäßen Adaptionssohle 40 den Druckverlauf möglichst wie beim Barfußlaufen zu erreichen, wobei jedoch durch die erfindungsgemäße Struktursohle zusätzlich eine Querstabilität erreicht wird.
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Die 4 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführung einer Adaptionssohle, deren Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 von oben her dargestellt ist und der auch Randbereiche aufweist. Im Fersenbereich ist ein Adaptionskissen 20 eingebaut ist, welches eine Adaptionszone 25 im Bereich 3 ausbildet.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass noch weitere Bezirke oder Bereiche im Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 mit Adaptionskissen ausgerüstet sind. Es sind als Beispiel eine Reihe von Adaptionskissen 21, 22, 23, 24 dargestellt, wobei das Adaptionskissen 21 als Fußschmeichler dient, das Adaptionskissen 22 den gesamten Ballenbereich in eine Adaptionszone umwandelt und dort erfasst, das Adaptionskissen 23 den Großzehenabdruck in eine Adaptionszone überführt, und das Adaptionskissen 24 die Greifbewegung der kleineren Zehen in eine Adaptionszone überführt.
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Der einfacheren Beschreibung wegen wird in der folgenden Beschreibung nur davon ausgegangen, dass die Adaptionszone 25 mit dem Adaptionskissen 20 gegeben ist, weil die anderen Adaptionskissen 21 bis 24 in der gleichen Weise wirken.
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So zeigt die 5 beispielsweise experimentell ermittelte Druckverteilungen in den verschiedenen Bereichen der Adaptionskissen 20–24. Die absoluten Werte der Druckverteilungen sind nicht maßgebend. Entscheidend ist der relative Unterschied zwischen verschiedenen Druckwerten. Der maximale Druck wird im Fersenbereich 3 im Bereich der Adaptionszone 25 erzielt.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Adaptionssohle 40 zu schaffen, die diesen maximalen Druck über die Adaptionszone 25 verteilt und kontrolliert dämpft, sodass im Fersenbereich der Eindruck des Barfußgehens in optimaler Weise nachgebildet wird.
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Die 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Adaptionssohle 40. Auf der Oberfläche der Struktursohle 1 ist ein Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 aufgebracht. Der Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 besteht bevorzugt aus einem elastomeren Material und wird auf der Oberfläche der Struktursohle 1 entweder in einer Kunststoffspritzgussform angespritzt, angeklebt, angeschweißt oder durch andere lösbare oder nicht lösbare Formgebungsmaßnahmen mit der Oberfläche der Struktursohle möglichst unlösbar verbunden.
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Durch Druck oder Dehnung können Elastomere ihre Form kurzzeitig verändern, nach Beendigung von Druck oder Dehnung nimmt das Elastomer schnell wieder seine ursprüngliche Form an.
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Zu den Elastomeren gehören alle Arten von vernetztem Kautschuk. Die Vernetzung erfolgt beispielsweise durch Vulkanisation mit Schwefel, mittels Peroxiden, Metalloxiden oder Bestrahlung.
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Die Elastomere sind weitmaschig vernetzt und daher flexibel. Sie werden beim Erwärmen nicht weich und sind in den meisten Lösemitteln nicht löslich. Elastomere sind Naturkautschuk (NR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Butadien-Kautschuk (BR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).
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Das Material des Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels kann auch ein geschäumter Polyurethan-Kunststoff sein.
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Um den Spitzenbereich der Struktursohle 1 zu schützen, weist der Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 18 einen den Spitzenbereich der Struktursohle 1 umgreifenden Spitzenbereich 27 auf.
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Im Fersenbereich der Struktursohle 1 ist ein Fersenpolster 28 angeordnet, das einen vergrößerten und erhöhten Fersenrand 29 aufweist.
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Das Adaptionskissen 20 weist bevorzugt eine größere Shore-Härte auf als vergleichsweise das elastomere Material des umgebenden Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels 18. Das Adaptionskissen 2 ist in einer Aufnahme 26 im Dämpfungsmantel 18 eingesetzt. Es kann dort eingeklebt, eingepresst, eingerastet oder eingeschweißt sein.
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Bevorzugt ist die Aufnahme 26 konisch ausgebildet, das heißt, sie weist von innen nach außen konisch sich zur Oberfläche hin erweiternde Ränder auf, um im Bereich dieser Ränder eine gleichmäßige Druckverteilungszone der Aufnahme 26 zu ermöglichen. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Die Aufnahme 26 kann auch zylindrisch oder hinterschnitten ausgebildet sein.
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Es wird im Übrigen bevorzugt, wenn die Belastungsfläche 30 des Bettungs- bzw. Dämpfungsmantels 18 möglichst bündig in die Adaptionsfläche 31 auf der Oberseite des Adaptionskissens 20 übergeht, um eine gleichmäßig durchgehende Lauffläche für den Fuß zu erreichen.
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In den 7 und 8 ist die vertikale Bodenreaktionskraft dargestellt, die sich bei Einsatz der erfindungsgemäßen Adaptionssohle 40 einstellen kann.
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Der Druckverlauf in 8 ist über die Länge der Adaptionssohle 40 dargestellt und wird unterhalb der Struktursohle 1 erfasst. Es handelt sich um den Verlauf der vertikalen Bodenreaktionskraft, der zwischen der Unterseite der Struktursohle 1 und dem Boden als Aufstandsfläche eines Schuhs ermittelt wurde.
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Der Druckverlauf 41 zeigt den Druckaufbau über die Längsachse des Fußumrisses 10 während der Fußabrollbewegung.
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Der Druckverlauf 42 zeigt eine ähnliche Charakteristik, wenn der Fuß im Schuh ist, und der Druck-Kraft-Verlauf 43 ist der angestrebte Druckkraft-Verlauf durch Einsatz der erfindungsgemäßen Adaptionssohle.
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Der Unterschied zwischen den Druck-Kraft-Verläufen 43, 42 und 41 zeigt, dass die Adaptionssohle eine kontrollierte Dämpfung im Fersenbereich und zwar im Bereich der Adaptionszone 25 erzielt. Dies war mit den bisherigen Systemen nicht möglich, weil die erfindungsgemäße Struktursohle 1 als harte Gegenfläche fehlte.
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Die 9 zeigt nun einen Mittenquerschnitt durch die Adaptionszone 25 mit Darstellung des Dämpfungsmantels 18 und dem in der Aufnahme 26 eingesetzten Adaptionskissen 20.
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Der Druckverlauf ist von oben eingezeichnet. Die Druckspitzen 32, 33 werden von einer Fußsohle auf die Adaptionssohle 40 im Fersenbereich ausgeübt, wobei die Druckverläufe zum Zeitpunkt der maximalen Fersenbelastung eines linken Fußes in der Ansicht von hinten gezeigt sind.
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Das Adaptionskissen verteilt in Verbindung mit dem Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel und der Struktursohle 1 die Druckspitzen 32, 33 optimal auf eine Bodenfläche.
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Die 10 zeigt die nachteiligen Wirkungen einer Anordnung nach dem Stand der Technik.
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In 10 ist dargestellt, dass ein einfacher Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel 19, wie er einer üblichen Einlegesohle in einem Sportschuh entspricht, nur eine ungenügende Verteilung der Druckspitzen 33, 32 auf eine ebene Aufstandsfläche über den Absatz 36 erzielt. Dies liegt daran, dass sich beim Abrollen im Fersenbereich nach Pfeilrichtung 35 der gesamte Unterbau des Schuhs in der Art der Verformungslinie 34 in unerwünschter Weise verformt, was dazu führt, dass eine hohe Druckspitze 33, die an der Oberseite des Dämpfungsmantels 19 nach dem Stand der Technik aufgebracht wird, in Pfeilrichtung 37 unverändert in eine gleiche Druckspitze 33' in den Boden eingetragen wird. Gleiches gilt auch für die niedrigere Druckspitze 32, die unverändert als Druckspitze 32' auf den Laufboden übertragen wird. Dadurch kommt es zu einer unerwünschten Reizung der Knochenhaut im Fersenbeinbereich und zu einer Reizung der Achillessehne. Es handelt sich demnach um eine Fußfehlbelastung, die zur Fehlbelastung des ganzen Körpers führt.
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Die 11 zeigt nun die Wirkung der Adaptionssohle 40, wobei die gleichen Druckspitzen 32, 33 über die Adaptionszone 25 und das Adaptionskissen 20 auf die biegesteife Struktursohle 1 übertragen werden. Die Struktursohle 1 führt zu einer Druckspitzenverteilung. Die Druckspitzen 32, 33 werden in Pfeilrichtung 38 vermindert in Form der Druckspitzen 32'' und 33'' auf den Laufboden übertragen werden. Damit ist die optimale Wirkung der Adaptionssohle 40 erkennbar, weil es im Absatzbereich zu einer Vergleichmäßigung der Druckspitzen 32, 33 dank des Einsatzes des Adaptionskissens 20 führt, das auf der in Querrichtung biegesteifen Struktursohle 1 aufliegt und damit zu einer Vergleichmäßigung der Druckspitzen sorgt.
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Damit ist nachgewiesen, dass eine Vergleichmäßigung der Druckspitzen bei gleichzeitig verminderter Eintragung in den Laufboden erreicht wird und es damit zu einer kontrollierten Verteilung der Druckspitzen auf den Erdboden kommt.
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Somit werden Achillessehnenreizungen vermieden und ein Barfußgang des Fußes wird trotz der Fassung im Schuh in optimaler Weise simuliert. Damit werden die vorher beim Tragen von Schuhen unerwünschten Fußerkrankungen weitgehend vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Struktursohle
- 2
- Wellen
- 3
- Fersenbereich
- 4
- Vorderfußbereich
- 5
- Mittenlängslinie
- 6
- COP-Linie (barfuß)
- 7
- Welle (bei 3)
- 8
- Welle (bei 4)
- 9
- Lochung
- 10
- Fußumriss
- 11
- Abweichung
- 12
- Druckgebirge (von 3)
- 13
- Druckgebirge (Ballen)
- 14
- Druckgebirge (Großzehe)
- 15
- Druckgebirge (Kleinzehenballen)
- 16
- COP-Linie (beschuhter Fuß)
- 17
- pronatorischer Knick
- 18
- Bettungs- bzw. Dämpfungsmantel
- 19
- Dämpfungsmantel (Stand der Technik)
- 20
- Adaptionskissen (Ferse)
- 21
- Adaptionskissen
- 22
- Adaptionskissen
- 23
- Adaptionskissen
- 24
- Adaptionskissen
- 25
- Adaptionszone
- 26
- Aufnahme (konisch)
- 27
- Spitzenbereich
- 28
- Fersenpolster
- 29
- Fersenrand
- 30
- Belastungsfläche (Bettungsfläche)
- 31
- Adaptionsfläche
- 32
- Druckspitze (außen)
- 33
- Druckspitze (innen)
- 34
- Verformungslinie
- 35
- Pfeilrichtung
- 36
- Absatz
- 37
- Pfeilrichtung
- 38
- Pfeilrichtung
- 39
-
- 40
- Adaptionssohle
- 41
- Druckverlauf (barfuß)
- 42
- Druckverlauf (Druck beschuht)
- 43
- Druck-Kraft-Verlauf (Druck Erfindung)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011109274 A1 [0004]
- DE 102008059030 A1 [0004]
- DE 19641866 A1 [0004]
- DE 20005683 U1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.ri.cmu.edu/pub files/pub4/kalamdani_abhinav_2006_2/kalamdani_abhinav_2006_2.pdf [0011]
- DIN 53505 [0018]
- DIN 7868 [0018]
