DE102015212099A1 - Sohlen für Sportschuhe - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Sohlen, insbesondere Zwischensohlen für Sportschuhe. Gemäß einem Aspekt wird eine additiv hergestellte Sohle bereitgestellt. Die Sohle weist eine Gitterstruktur (110; 210; 310) auf, wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Zellelementen (191; 291; 391, 392) aufweist. Die Sohle weist weiterhin ein Fersenelement (120; 220; 320) auf, welches die Ferse dreidimensional umgreift. Außerdem weist die Sohle einen Basisabschnitt (130; 230; 330) auf, der das Fersenelement und die Gitterstruktur miteinander verbindet, wobei der Basisabschnitt eine Ausdehnung hat, die dazu ausgestaltet ist, mit einer Mehrzahl von benachbarten Zellelementen in Verbindung zu stehen, wobei die Mehrzahl von benachbarten Zellelementen nicht entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert ist.

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Sohlen, insbesondere Zwischensohlen für Sportschuhe und andere Arten von Schuhen.
  • 2. Technischer Hintergrund
  • Sohlen von Schuhen erfüllen typischerweise verschiedenste Funktionalitäten. Sohlen können beispielsweise Bodenhaftung für den Fuß bereitstellen und den Fuß von scharfen Objekten schützen etc. Eine wichtige Funktionalität von Sohlen ist es auch, den Fuß zu dämpfen, wobei gleichzeitig ein ausreichendes Maß an Stabilität bereitgestellt wird.
  • Verschiedene Sohlenkonstruktionen und -materialien wurden entwickelt um Sohlen im Lichte der genannten Funktionalitäten zielgerichtet zu optimieren. Ein übliches Material, dass für Sohlen verwendet wird, um einen Kompromiss zwischen Dämpfung und Stabilität des Fußes bereitzustellen, ist z. B. geschäumtes Ethylenvinylacetat (EVA). Vor kurzem wurde gezeigt, dass die Verwendung von expandiertem thermoplastischem Polyurethan einige der Nachteile, die mit EVA verbunden sind, überwinden kann.
  • Außerdem wurden bereits Techniken aus der additiven Herstellung (additive manufacturing) zur Konstruktion von Teilen von Schuhen verwendet. Im Allgemeinen erlauben es additive Herstellungsverfahren, im Wesentlichen beliebig geformte dreidimensionale Objekte zu fertigen, ohne dass dabei eine Form benötigt wird. Stattdessen können die Objekte Schicht für Schicht hergestellt werden, z. B. aus einem flüssigen Material oder aus einem pulverförmigen Material. Beispielhafte Techniken sind z. B. selektives Lasersintern, selektives Laserschmelzen, selektives Wärmesintern, Stereolitographie, Schmelzschichtung (fused deposition modeling), etc., oder 3D-Drucken im Allgemeinen. Verschiedene Techniken zur additiven Herstellung, die Schuhe betreffen, sind z. B. in US 2009/0126225 , WO 2010/126708 , US 2014/0300676 , US 2014/0300675 , US 2014/0299009 , US 2014/0026773 , US 2014/0029030 , WO 2014/008331 , WO 2014/015037 , US 2014/0020191 , EP 2 564 719 , EP 2 424 398 und US 2012/0117825 beschrieben. Insbesondere hinsichtlich Sohlen offenbart z. B. die WO 2014/100462 eine Zwischensohle, die als eine netzartige Struktur geformt ist mit einer Mehrzahl von länglichen Elementen, die Flächen mit erhöhter oder verringerter Stützung, Dämpfung und/oder Stabilität in verschiedenen Bereichen der Zwischensohle bereitstellen können.
  • Allerdings haben die bekannten Sohlen, die mittels additiver Herstellung gefertigt werden, mehrere Mängel hinsichtlich der funktionalen Eigenschaften der Schuhsohlen. Zum Beispiel können die bekannten Sohlen in Sachen Stabilität kaum die Anforderungen für Sohlen für Sportschuhe erfüllen, insbesondere nicht für Schuhe für Hochleistungssport. Die hohen zyklischen Belastungen, denen Sportschuhe ausgesetzt sind, sind von großer Bedeutung hinsichtlich des Materialverhaltens von z. B. Laser gesinterten Materialien oder anderer Materialien, die bei der additiven Herstellung verwendet werden. Außerdem sind sehr komplexe geometrische Strukturen nötig, um die mechanischen Eigenschaften zu variieren, und die Eigenschaften konnten dennoch oftmals nur innerhalb eines sehr begrenzten Bereichs variiert werden.
  • Es kann daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, zumindest manche der Mängel, die bei bekannten additiv hergestellten Sohlen bestehen, zu überwinden oder zumindest zu verringern.
  • 3. Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe zumindest teilweise erfüllt durch eine Sohle, insbesondere eine Zwischensohle, gemäß Anspruch 1, gemäß Anspruch 5 und gemäß Anspruch 12.
  • In einem Beispiel wird eine additiv hergestellte Sohle, insbesondere eine Zwischensohle, für einen Sportschuh bereitgestellt. Die Sohle weist eine Gitterstruktur auf, wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Zellelementen aufweist. Die Sohle kann außerdem ein Fersenelement aufweisen, welches die Ferse dreidimensional umgreift. Die Sohle kann zudem einen Basisabschnitt aufweisen, der das Fersenelement und die Gitterstruktur miteinander verbindet, wobei der Basisabschnitt eine Ausdehnung hat, die ausgestaltet ist, mit einer Mehrzahl von benachbarten (aneinander angrenzenden) Zellelementen in Verbindung zu stehen, wobei die Mehrzahl von benachbarten Zellelementen nicht entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert ist. Die Gitterstruktur, das Fersenelement und der Basisabschnitt können integral hergestellt sein.
  • Die additiv hergestellte Gitterstruktur kann elastisch und/oder viskoelastisch sein und sie kann die Sohle mit Dämpfung ausstatten. Gleichzeitig kann das Fersenelement Stützung für den Knöchel des Fußes bereitstellen und verhindern, dass der Fuß innerhalb des Schuhs rutscht und/oder das der Fuß umknickt, so dass eine stabile Sohle bereitgestellt werden kann, die für Schuhe zum Hochleistungssport, z. B. Laufschuhe, geeignet ist.
  • Die Stabilität der Sohle kann insbesondere durch den Basisabschnitt, der das Fersenelement und die Gitterstruktur miteinander verbindet, bereitgestellt werden, wobei der Basisabschnitt eine Ausdehnung hat, die so ausgestaltet ist, mit einer Mehrzahl von benachbarten Zellelementen in Verbindung zu stehen, die nicht entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert sind. Somit ist das Fersenelement mit der Gitterstruktur nicht z. B. über eine einzige Linie von Zellelementen der Gitterstruktur entlang der hinteren Kante der Gitterstruktur verbunden, sondern die Verbindung beinhaltet vielmehr benachbarte Zellelemente, die z. B. an einer oberen Oberfläche der Gitterstruktur angeordnet sein können.
  • Dadurch, dass das Fersenelement (auch) über eine Mehrzahl von benachbarten Zellelementen, die nicht entlang einer Kante des Gitters positioniert sind, mit der Gitterstruktur verbunden ist, kann die Übertragung von lateralen/medialen Kräften und Drehmomenten an den lateralen und medialen Seiten der Sohle signifikant verbessern. Kräfte und Drehmomente können über eine Schnittstelle an die Gitterstruktur übertragen werden, die Zellelemente aufweist, welche effektiv in zwei Dimensionen angeordnet sind. Auf ähnliche Weise kann dies die Übertragung von vorwärts-/rückwärtsgewandten Kräften an der Hinterseite der Sohle über das Fersenelement verbessern. Zusätzlich können die Kräfte zwischen dem Fersenelement und der Gitterstruktur über eine größere Anzahl von Zellelementen übertragen werden, so dass die Kraft pro Zellelement, und daher das Bruchrisiko, reduziert wird. Somit kann das Fersenelement aufgrund der spezifischen Verbindung zur Gitterstruktur höhere Kräfte übertragen. In manchen Beispielen kann der Basisabschnitt mit zumindest drei, zumindest fünf, zumindest zehn, oder zumindest 20 benachbarten Zellelementen, die nicht entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert sind, in Verbindung stehen.
  • Es ist möglich, dass die Ausdehnung des Basisabschnitts so angeordnet ist, dass er auch mit einer Mehrzahl von benachbarten Zellelementen in Verbindung steht, die entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert sind. In manchen Beispielen kann die Gitterstruktur z. B. eine erste Reihe von Zellen aufweisen, die an einer Kante angeordnet sind, und eine zweite, dritte, vierte, etc., Reihe von Zellen, die nicht an dieser Kante angeordnet sind, sondern welche zur ersten, zweiten bzw. dritten, etc. Reihe von Zellen benachbart angeordnet sind, z. B. an der oberen Oberfläche oder einer seitlichen Oberfläche der gesamten Gitterstruktur. Der Basisabschnitt kann eine Ausdehnung haben, die so ausgestaltet ist, mit einer Mehrzahl von benachbarten Zellelementen in Verbindung zu stehen, die in der ersten und zweiten Reihe, und möglicherweise auch in der dritten, oder bis zur vierten, fünften, etc., Reihe von Zellen positioniert sind.
  • Die Gitterstruktur kann eine Vielzahl unterschiedlicher Aufbauoptionen bieten, sodass die durch die Sohle bereitgestellten mechanischen Eigenschaften, z. B. die Steifigkeit (einschließlich zum Beispiel der Kompressionsfestigkeit, Scherfestigkeit und/oder Biegefestigkeit und/oder Torsionssteifigkeit), die Dichte, das Gewicht, die Dämpfung, die Energierückgabe usw., nach Bedarf zugeschnitten werden können. Weiterhin kann die Gitterstruktur angepasst werden, da sie durch additive Herstellungsmethoden gefertigt werden kann, welche keine Form verlangen. Daher können angepasste Sohlen mit kurzen Vorlaufzeiten bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Sohle hinsichtlich der Breite und/oder Länge des Fußes, das Gewicht des Trägers, seine/ihre Vorlieben hinsichtlich eines festen/lockeren Sitzes und/oder an die Art des Schuhs angepasst werden, an welchem die Sohle verwendet werden soll, usw. Außerdem macht die integrale Herstellung der Zwischensohle unter Verwendung additiver Herstellung das Verbinden einzelner Elemente der Zwischensohle unnötig. Auf ähnliche Weise kann die additiv hergestellte Zwischensohle aus einem einzelnen Material gefertigt werden, was einfaches Recycling der Zwischensohle erleichtern kann. Es ist anzumerken, dass das Fersenelement dreidimensional geformt sein kann.
  • In manchen Beispielen kann eine physikalische Eigenschaft, insbesondere eine Dichte und/oder eine Steifigkeit und/oder eine Luftdurchlässigkeit, der Gitterstruktur von einem Rand der Sohle zu einem Zentrum der Sohle hin abnehmen. Beispielsweise kann die Sohle entlang eines Umfangs mit einer höheren Dichte und/oder Steifigkeit und/oder einer geringeren Luftdurchlässigkeit bereitgestellt werden, was helfen kann, Stabilität entlang des Umfangs des Fußes bereitzustellen, während in Richtung des Zentrums der Sohle z. B. eine immer stärkere Dämpfung bereitgestellt wird, um guten Tragekomfort sicherzustellen.
  • Es ist möglich, dass die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Streben aufweist, welche die Mehrzahl von Zellelementen bilden. Außerdem können ein oder mehrere Zellelemente alternativ oder zusätzlich weitere Elemente aufweisen, z. B. einen optionalen Kern. Die physikalischen Eigenschaften der Gitterstruktur können beispielsweise durch die Dicke der Streben der Gitterstruktur angepasst werden. Weiterhin ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften durch Verwendung von Zellelementen mit höherer oder geringerer Dichte anzupassen. Dabei können etwa ein oder mehrere einzelne Zellelemente eine höhere oder geringere Dichte aufweisen (z. B. durch Variieren einer Dicke einer oder mehrerer Streben eines Zellelements und/oder durch Variieren einer Dimension des optionalen Kerns), und/oder Zellelemente können in kleinerem oder größerem Abstand zueinander angeordnet sein.
  • In manchen Beispielen kann eine Geometrie der Zellelemente entlang einer Dicke der Sohle näherungsweise konstant bleiben. Beispielsweise kann der geometrische Aufbau (z. B. kubisch, tetraedrisch, dodekaedrisch usw.), und/oder zumindest eine Dimension der Zellelemente (z. B. eine laterale, eine longitudinale und/oder eine vertikale Dimension), und/oder eine Strebendicke, und/oder ein Abstand zwischen benachbarten Zellelementen etwa konstant sein. Dies kann die Bereitstellung homogener Eigenschaften der Sohle entlang ihrer Dicke verbessern und die Lebensdauer der Gitterstruktur aufgrund einer homogenen Kraftverteilung innerhalb der Gitterstruktur erhöhen. In einigen Beispielen kann eine Geometrie der Zellelemente in der gesamten Gitterstruktur näherungsweise konstant sein.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel weist die Gitterstruktur eine Schutzschicht auf ihrem äußeren Rand auf. Eine solche Schutzschicht kann an den medialen und/oder lateralen seitlichen Oberflächen und/oder seitlichen Oberflächen im Zehen- und/oder Fersenbereich der Gitterstruktur erzeugt werden, z. B. um einen Umfang der Gitterstruktur herum. Außerdem kann die Schutzschicht in einem medialen Bereich und/oder einem lateralen Bereich und/oder einem Fersenbereich und/oder einem Zehenbereich der Gitterstruktur erzeugt werden. Die Schutzschicht kann ein Film oder eine Folie oder etwas Ähnliches sein, und kann integral mit der Gitterstruktur hergestellt werden. Die Schutzschicht kann transparent sein.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel können die Gitterstruktur, das Fersenelement und/oder der Basisabschnitt aus derselben Materialklasse hergestellt sein, insbesondere aus Polyetherblockamid (PEBA) oder aus thermoplastischem Polyurethan (TPU). Dies kann eine besonders effiziente Herstellung der Sohle gestatten und/oder Recycling der Sohle erleichtern. Alternativ dazu können die Komponenten auch aus Polyolefinen hergestellt werden, z. B. aus Polyethylen (PE), Polystyrol (PS) und/oder Polypropylen (PP). Grundsätzlich ist es möglich, eine beliebige Mischung aus verschiedenen Materialien (aus unterschiedlichen Materialklassen oder aus derselben Materialklasse mit leicht unterschiedlichen Eigenschaften) für eine einzige Gitterstruktur zu verwenden. So kann bereits durch die Kombination unterschiedlicher Materialien, möglicherweise unter Verwendung unterschiedlicher Materialien für unterschiedliche Zonen und/oder Bereiche eine beliebige Anzahl unterschiedlicher funktionaler Zonen bereitgestellt werden.
  • Die genannten Materialien können auch recycelte Materialien sein, wie etwa z. B. wiedergewonnenes Polymermaterial, das z. B. aus einem Ozean und insbesondere aus Meeresabfällen wiedergewonnen wurde. Wiedergewonnenes Polymermaterial kann jedes Kunststoffmaterial sein, z. B. TPU, PEBA, PE, PS, PP usw. Die Gitterstruktur kann unter Verwendung einer Mischung aus neuen/ursprünglichen Materialien und wiedergewonnenen Materialien gedruckt werden, wobei der Prozentsatz der einzelnen Bestandteile variieren kann. In einigen Beispielen kann mehr als 50%, oder mehr als 90%, wiedergewonnenes Material verwendet werden.
  • Durch additive Herstellung, z. B. Drucken, der Gitterstruktur können unterschiedliche Zonen der Struktur in unterschiedlichen Farben geschaffen werden. Weitere Individualisierungselemente können direkt in der Gitterstruktur gedruckt werden. Solche Elemente können z. B. Namen, Designs oder Ziffern sein.
  • Es ist möglich, dass die Gitterstruktur, das Fersenelement, der Basisabschnitt und/oder andere Komponenten z. B. unter Verwendung eines oder mehrerer Materialien gedruckt werden, die kombiniert werden, um mehrere Leistungsbedürfnisse in einem oder mehreren einzelnen Komponenten zu erfüllen. Mehrere Bestandteile können über die additive Herstellung, z. B. durch Drucken, direkt miteinander verbunden werden. Daher ist es nicht notwendig, die Bestandteile miteinander zu bonden, z. B. mit Hilfe von Klebstoffen.
  • Die Außensohle und/oder Komponenten der Außensohle können direkt auf die Unterseite der Gitterstruktur gedruckt werden. Die Außensohle und/oder Komponenten der Außensohle können aus derselben Materialklasse gedruckt werden wie die Gitterstruktur. In manchen Beispielen kann das Material, welches für die Außensohle verwendet wird, andere Eigenschaften aufweisen als das Material der Gitterstruktur. Es ist auch möglich, dass ein anderes Material zum Drucken der Außensohle verwendet wird als zum Drucken der Gitterstruktur. Unabhängig von den verwendeten Materialien können die Außensohle und die Gitterstruktur in einem Herstellungsverfahren gedruckt werden. Ein Bonden, z. B. über Klebstoffe ist nicht unbedingt notwendig.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel wird eine additiv hergestellte Sohle, insbesondere eine Zwischensohle, für einen Sportschuh bereitgestellt. Die Sohle weist eine Gitterstruktur auf, wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Zellenstellen aufweist. Eine Mehrzahl der Zellenstellen kann miteinander verbundene Zellelemente aufweisen. Eine Untermenge der Zellenstellen weist Zellelemente mit weniger Verbindungen zu zumindest einer benachbarten Zellenstelle als die Mehrzahl von Zellenstellen und/oder mit einer Zellenfehlstelle auf. Beispielsweise kann an einer Zellenstelle der Untermenge ein Zellelement zumindest teilweise fehlen (Zellenfehlstelle). Zusätzlich oder alternativ dazu kann an einer Zellenstelle der Untermenge, z. B., ein ”irreguläres” Zellelement bereitgestellt werden, welches weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zellenstelle aufweist, als die Mehrzahl von Zellenstellen (eine oder mehrere Zellunterbrechungen). Das zugrundeliegende Konzept kann als Einführung absichtlicher Zellunterbrechungen (z. B. zwischen benachbarten Zellelementen) und/oder Zellenfehlstellen (z. B. zumindest teilweise fehlende Zellelemente) in die Gitterstruktur an bestimmten Zellenstellen betrachtet werden.
  • Zellenstellen werden als Stellen, z. B. Volumenelemente, verstanden, an denen allgemein Zellelemente bereitgestellt werden können. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Zellenstellen ein dreidimensionales Array aus Volumenelementen bilden. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Zellenstellen regelmäßig angeordnet sein. Auch kann die Mehrzahl der Zellelemente innerhalb der Mehrzahl von Zellenstellen regelmäßig angeordnet sein. An einzelnen Zellenstellen können allerdings auch Zellelemente zumindest teilweise ausgelassen werden, sodass an jeder dieser Zellenstellen eine Zellenfehlstelle entsteht.
  • Allgemein kann ein Zellelement einen Kern aufweisen. Die Kerne benachbarter Zellelemente können über ein oder mehrere Verbindungselemente, z. B. über eine oder mehrere Streben, miteinander verbunden sein. Es ist anzumerken, dass ein Zellelement auch durch eine Mehrzahl von Streben geformt werden kann, welche sich z. B. an einer oder mehreren Positionen kreuzen können, sodass durch eine oder mehrere dieser Kreuzungen ein Kern geformt werden kann. Der restliche Teil der Streben, z. B. die Abschnitte der Streben außerhalb des Kerns, können als Verbindungselemente zu benachbarten Zellelementen dienen. Zumindest ein Teil eines Kerns eines Zellelements kann ausgelassen werden, sodass durch dieses Zellelement eine Zellenfehlstelle geformt wird. Auf ähnliche Weise kann zumindest ein Teil eines oder mehrerer Verbindungselemente, z. B. wenigstens ein Teil einer Strebe, eines Zellelements, ausgelassen werden, sodass durch dieses Zellelement Zellelemente mit weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zellenstelle als im Fall der Mehrzahl von Zellenstellen gebildet werden können. Es wird angemerkt, dass eine Zellenfehlstelle auch durch eine Zellenstelle gebildet werden kann, indem an dieser Zellenstelle überhaupt kein Zellelement bereitgestellt wird.
  • Durch eine Untermenge von Zellenstellen mit weniger Verbindungen zu benachbarten Zellelementen oder mit einer Zellenfehlstelle können die mechanischen Eigenschaften der Gitterstruktur auf einer sehr feinkörnigen Ebene variiert werden – z. B. Zellelement für Zellelement – während gleichzeitig die Komplexität der Struktur kaum erhöht wird. Beispielsweise können die physikalischen Eigenschaften des Gitters, z. B. seine Steifigkeit, Dichte und/oder Luftdurchlässigkeit in dieser Weise variiert werden, ohne dass die allgemeine Gittergeometrie oder das Gittermaterial geändert werden müssen. Dieselbe Zellelementgröße und/oder Zellenstellengröße und/oder derselbe Zellelementaufbau und/oder Material kann in der gesamten Gitterstruktur (oder zumindest in bestimmten Bereichen der Gitterstruktur) verwendet werden. Dies kann die Herstellung stark vereinfachen, den Ertrag erhöhen und gleichzeitig für eine gleichmäßige optische Erscheinung der Gitterstruktur sorgen. Die Eigenschaften der Gitterstruktur lassen sich einfach durch die Unterbrechungen und/oder Fehlstellen an den Zellenstellen, die zur Untermenge gehören, variieren. Beispielsweise kann eine allgemeine Steifigkeit/Dämpfung/Luftdurchlässigkeit usw. durch Zellenstellen bereitgestellt werden, welche nicht zu der Untermenge gehören und welche eine bestimmte feste Anzahl von Verbindungen zu ihren jeweils benachbarten Zellenstellen aufweisen können. Die Zellenstellen der Untermenge können in einem oder mehreren Bereichen der Gitterstruktur angeordnet sein, sodass die Steifigkeit, Dämpfung und/oder Luftdurchlässigkeit in diesen Bereichen geändert werden kann. Durch Platzierung einer Zellenstelle der Untermenge an einer bestimmten Position können die physikalischen Eigenschaften der Gitterstruktur speziell an dieser Zellenstelle variiert werden. Andererseits lassen sich auch die allgemeinen Eigenschaften eines bestimmten Bereichs ändern, z. B. durch Variieren der Anzahl der Zellenstellen, welche zu der Untermenge innerhalb des Bereichs gehören. In einigen Beispielen können die Zellenstellen der Untermenge zumindest innerhalb eines Bereichs oder einer Zone regelmäßig angeordnet sein.
  • Es wird angemerkt, dass die Mehrzahl der Zellenstellen (zumindest die Mehrzahl innerhalb eines bestimmten Bereichs der Gitterstruktur) Zellelemente mit einer festgelegten Anzahl von Verbindungen zu benachbarten Zellenstellen aufweisen kann. Es ist auch möglich, dass die Mehrzahl von Zellenstellen Zellelemente mit unterschiedlichen Verbindungszahlen aufweist. In diesem Fall können die Zellenstellen der Untermenge weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zelle aufweisen als – im Durchschnitt – die Zellelemente der Mehrzahl der Zellenstellen.
  • Zumindest eine der Zellenstellen der Untermenge kann an einer Oberfläche der Gitterstruktur angeordnet sein, insbesondere an einer Kante der Gitterstruktur. Es hat sich herausgestellt, dass zum Beispiel durch die Platzierung einer Zellenstelle der Untermenge an einer Oberfläche, insbesondere einer Kante, der Gitterstruktur, auch die Belastungen innerhalb der Gitterstruktur durch Biegen oder Scheren der Sohle, welche zu einem Bruch der Gitterstruktur führen können, verringert werden. Daher kann die Gitterstruktur widerstandsfähiger sein.
  • Zumindest eine der Zellenstellen der Untermenge kann in einem Fersenbereich der Sohle angeordnet sein. Dies kann eine Anpassung der Sohle speziell an die großen Kräfte und Belastungen ermöglichen, die in diesem Bereich auftreten.
  • Zumindest eine, jedoch nicht mehr als 30 (z. B. zumindest eine jedoch nicht mehr als 15 oder 10) Zellenstellen, welche nicht Teil der Untermenge sind (z. B. welche ein Teil der Mehrzahl sind), können zwischen zwei nächstliegenden Zellenstellen der Untermenge angeordnet sein. Es hat sich herausgestellt, dass diese Mischung aus Zellenstellen der Untermenge und Zellenstellen, welche nicht Teil der Untermenge sind, eine maximale Auswirkung auf die physikalischen Eigenschaften der Gitterstruktur bereitstellt, ohne die allgemeine Integrität und Stabilität der Gitterstruktur zu beeinträchtigen.
  • Die Sohle kann weiterhin ein oder mehrere additiv hergestellte Stabilitätselemente aufweisen, insbesondere ein oder mehrere seitliche Stabilitätselemente und/oder ein oder mehrere Torsionsstabilitätselemente. Diese zusätzlichen Elemente können die durch die additiv hergestellte Sohle bereitgestellte Stabilität weiter erhöhen. Beispielsweise können die Stabilitätselemente als durchgehende (englisch: solid) Elemente bereitgestellt werden, z. B. als Streben, Balken, Streifen usw. Diese zusätzlichen Elemente können integral mit der Sohle hergestellt werden.
  • Die Sohle kann zumindest teilweise durch Lasersintern hergestellt werden, z. B. durch selektives Lasersintern. Dies kann eine besonders flexible und kostengünstige Herstellung gestatten und gleichzeitig widerstandsfähige Sohlen bereitstellen. In anderen Beispielen können auch andere additive Herstellungsverfahren, wie z. B. selektives Laserschmelzen, selektives Wärmesintern, Stereolithographie, Schmelzschichtung usw., oder 3D-Drucken im Allgemeinen verwendet werden.
  • Die Sohle kann ein Polymermaterial aufweisen, insbesondere ein wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. aus einem Ozean wiedergewonnen. Polymermaterial kann einfach für additive Herstellung verwendet werden, sodass die Sohlen effizient hergestellt werden können. Beispielsweise können PEBA und/oder TPU verwendet werden. Außerdem hat sich herausgestellt, dass auch wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. aus dem Ozean wiedergewonnenes Material, verwendet werden kann, um gemäß der vorliegenden Erfindung Sohlen hoher Qualität bereitzustellen. Die Sohlen können so umweltfreundlich bereitgestellt werden. Beispielsweise kann dazu Polymermaterial aus der Initiative ”Parley for the Oceans” verwendet werden. In einigen Beispielen kann die Sohle im Wesentlichen komplett aus solchen Materialien hergestellt werden. Die Sohle kann aus einer Mischung aus neuen/ursprünglichen Materialien und wiedergewonnenen Materialien gedruckt werden, wobei der Prozentsatz der einzelnen Komponenten variieren kann. In einigen Beispielen kann mehr als 50%, oder mehr als 90%, wiedergewonnenes Material verwendet werden.
  • In einem weiteren Beispiel wird eine additiv hergestellte Sohle, insbesondere eine Zwischensohle, für einen Sportschuh bereitgestellt. Die Sohle weist eine Gitterstruktur auf, welche eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Zellelementen aufweist. Die Mehrzahl von miteinander verbundenen Zellelementen ist regelmäßig angeordnet. Die Gitterstruktur kann weiterhin zumindest eine Zellenfehlstelle aufweisen, welche zwischen zwei oder mehreren aus der Mehrzahl miteinander verbundener Zellelemente angeordnet ist (z. B. ein Zellelement, welches gemäß der regelmäßigen Anordnung der Mehrzahl miteinander verbundenen Zellelemente an einer bestimmten Stelle vorhanden sein sollte, fehlt zumindest teilweise). Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Gitterstruktur weiterhin zwei oder mehr unregelmäßige Zellelemente aufweisen, welche weniger Verbindungen zu zumindest einem benachbarten Zellelement aufweisen als jedes aus der Mehrzahl regelmäßig angeordneter miteinander verbundener Zellelemente.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel wird eine Sohle, insbesondere eine Zwischensohle, für einen Sportschuh bereitgestellt. Die Sohle weist eine additiv hergestellte Gitterstruktur auf. Die Sohle kann weiterhin ein funktionales Element aufweisen, welches separat von der Gitterstruktur hergestellt ist. Die Gitterstruktur und/oder das funktionale Element weist zumindest eine Aufnahme auf. Das funktionale Element und die Gitterstruktur sind mechanisch über die zumindest eine Aufnahme aneinander befestigt. Wenn beispielsweise die Gitterstruktur eine Aufnahme aufweist, kann das funktionale Element mechanisch an der Aufnahme befestigt werden.
  • Die mechanische Befestigung des funktionalen Elements durch Verwendung einer Aufnahme gestattet die Bereitstellung einer Sohle mit unterschiedlichen Komponenten ohne die Verwendung eines Klebemittels und/oder Klebstoffs. In einigen Beispielen wird das zumindest eine funktionale Element an der zumindest einen Aufnahme ohne Klebstoff und/oder ohne Klebemittel befestigt. Daher können potenziell gefährliche Stoffe vermieden werden. Außerdem kann das Bereitstellen einer Sohle aus einer einzelnen Materialklasse vereinfacht werden, sodass die Sohle leichter recycelt werden kann. Zusätzlich können mögliche Härtezeiten der Klebstoffe während der Herstellung vermieden werden. Stattdessen wird an der additiv hergestellten Gitterstruktur einer Aufnahme bereitgestellt, welche angepasst werden kann, um eine beständige mechanische Befestigung des funktionalen Elements zu ermöglichen. Die eine oder die mehreren Aufnahmen können so angepasst werden, dass die Sohle auch verwendet werden kann, ohne dass ein funktionales Element mit ihr verbunden ist, sodass ein oder mehrere funktionale Elemente nur bei Bedarf an der Sohle befestigt werden. Beispielsweise kann ein Verstärkungselement während eines Querfeldeinlaufs befestigt werden, während die Sohle beim Laufen auf einer Laufbahn ohne dieses Element verwendet werden kann. Weiterhin können funktionale Elemente als eine oder mehrere Schnürschlaufen, Fersenelemente, laterale Stützelemente usw. umgesetzt werden.
  • Durch das mechanisch befestigte funktionale Element können zwei separat hergestellte Bestandteile leicht ohne Chemikalien, einfach und beständig, sowie optional trennbar, verbunden werden. Daher kann etwa ein spezielles Stabilisierungselement an der Gitterstruktur befestigt werden, um selektiv ihre Stabilität zu erhöhen, was mit einem integral hergestellten Stabilisierungselement möglicherweise nicht leicht möglich ist. Ein oder mehrere funktionale Elemente können durch eine oder mehrere Aufnahmen wie oben beschrieben mit jeder der hierin beschriebenen Sohlen verbunden werden.
  • Insbesondere kann die Aufnahme ein Rast- und/oder ein Schnappverbindungselement aufweisen. Daher können das eine oder die mehreren funktionalen Elemente über eine Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Gitterstruktur verbunden werden. Dies kann z. B. beim Hersteller ausgeführt werden. Es kann allerdings auch durch den Kunden ausgeführt werden, welcher ein oder mehrere funktionale Elemente seinen persönlichen Wünschen/seiner Physiognomie und/oder gemäß der spezifisch vorgesehenen Verwendung des Schuhs mit der einen oder den mehreren Aufnahmen verbinden kann.
  • Außerdem kann eine Aufnahme ein Gelenk aufweisen, um welches ein Klappenelement gedreht werden kann. In einer befestigten Position (d. h. das funktionale Element und die Gitterstruktur sind aneinander befestigt), liegt das Klappenelement, insbesondere eine Oberfläche des Klappenelements, der Gitterstruktur der Zwischensohle gegenüber. Das genannte eine oder die mehreren Rast- oder Schnappverbindungselemente können an dem Klappenelement angeordnet sein, insbesondere an der Oberfläche, die der Gitterstruktur der Zwischensohle gegenüberliegt. Diese können in eine oder mehrere entsprechende Rast- oder Schnappverbindungselemente einrasten, welche an einer Oberfläche der Gitterstruktur der Zwischensohle angeordnet sind, die in der befestigten Position dem Klappenelement gegenüberliegt. Das Klappenelement kann auch ohne Gelenk mit der Gitterstruktur der Zwischensohle verbunden sein.
  • Es wird angemerkt, dass allgemein ein additiv hergestelltes funktionales Element für eine Sohle, insbesondere für eine Zwischensohle, für einen Sportschuh bereitgestellt werden kann. Das funktionale Element kann zumindest eine Aufnahme aufweisen. Die zumindest eine Aufnahme kann angepasst werden, um das funktionale Element mechanisch an der Sohle zu befestigen.
  • Die Gitterstruktur kann zumindest ein bewegliches Element aufweisen. Das zumindest eine bewegliche Element kann integral mit der Gitterstruktur hergestellt werden. Es kann ein funktionales Element sein. Ein bewegliches Element kann manipuliert werden, um eine Eigenschaft der Sohle zu ändern, wie etwa die Atmungsaktivität oder Stabilität. So können Leistungsbedürfnisse erfüllt oder verbessert werden. Ein bewegliches Element kann z. B. an der Unterseite der Gitterstruktur angeordnet werden. Ein bewegliches Element kann z. B. eine Öffnung mit einstellbarer Größe, z. B. zur Belüftung sein. Beispielsweise kann eine verschiebbare Komponente, z. B. ein Hebel, bereitgestellt werden, der es dem Träger ermöglicht, eine Größe der Öffnung und so eine Atmungsaktivität der Sohle einzustellen. Ein bewegliches Element kann außerdem als Schließmechanismus aufgebaut sein, um die Sohle an einem Oberteil zu befestigen. Ein bewegliches Element kann aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt werden. Die ersten und zweiten Positionen können festgelegt sein.
  • Die Gitterstruktur kann ein Polymermaterial aufweisen, insbesondere ein wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. ein aus einem Ozean wiedergewonnenes Material. Polymermaterial kann beispielsweise einfach für die additive Herstellung verwendet werden, sodass die Gitterstruktur effizient hergestellt werden kann. Beispielsweise kann z. B. Polyetherblockamid (PEBA) und/oder thermoplastisches Polyurethan (TPU) verwendet werden. Außerdem hat sich herausgestellt, dass auch wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. aus einem Ozean wiedergewonnenes Material, verwendet werden kann, um Gitterstrukturen bereitzustellen, welche die Anforderungen bezüglich Stabilität und Dämpfung für qualitativ hochwertige Sportschuhe erfüllen. Die Gitterstruktur kann so umweltfreundlich bereitgestellt werden. In einigen Beispielen kann die Gitterstruktur im Wesentlichen komplett aus diesen Materialien hergestellt werden.
  • Die Gitterstruktur kann eine Mehrzahl von Gitterschichten aufweisen. Jede Gitterschicht kann eine Mehrzahl von Zellelementen aufweisen. Beispielsweise können drei oder mehrere Gitterschichten bereitgestellt werden. Durch die Verwendung einer Mehrzahl an Gitterschichten, kann eine starke Dämpfung bereitgestellt werden. Insbesondere können die Gitterschichten relativ zueinander elastisch verformbar sein, sodass der Abstand zwischen jeweils zwei Gitterschichten als Funktion des auf die Gitterstruktur wirkenden Drucks variieren kann. Beispielsweise kann die Gitterstruktur eine Mehrzahl an im Wesentlichen horizontalen Gitterschichten aufweisen, welche zumindest teilweise aufeinander gestapelt werden können. Die mehrlagige Gitterstruktur kann auch zur Bereitstellung von Stabilität bei einem relativ geringen Gewicht der Gitterstruktur beitragen.
  • Die Gitterstruktur kann zumindest zwei Bereiche aufweisen, welche unterschiedliche physikalische Eigenschaften besitzen, insbesondere eine unterschiedliche Dichte, unterschiedliche Steifigkeit, und/oder unterschiedliche Luftdurchlässigkeit usw.
  • Die Gitterstruktur kann so angepasst sein, dass sie sich im Wesentlichen über den gesamten Fuß erstreckt. Daher kann die Gitterstruktur verwendet werden, um einen bestimmten Grad an Dämpfung/Steifigkeit/Luftdurchlässigkeit unter dem gesamten Fuß des jeweiligen Trägers bereitzustellen.
  • Die Gitterstruktur kann zumindest ein Zellelement aufweisen, das als Dodekaeder geformt ist, insbesondere als rhombischer Dodekaeder. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Zellelementaufbau Gitterstrukturen mit guter Stabilität und guten Dämpfungseigenschaften bereitstellt, die gleichzeitig langlebig sind. Dies kann der Anzahl von 12 Flächen eines Dodekaeders zugewiesen werden, welche eine glatte Kraftverteilung unter benachbarten Zellelementen gestattet, gleichzeitig jedoch noch Verbindungen zwischen den benachbarten Zellelementen zulässt, welche nicht zu klein sind. Außerdem kann eine rhombische Umsetzung des Dodekaederaufbaus diese Eigenschaft weiter verstärken. Beispielsweise kann ein Zellelement acht Verbindungen mit benachbarten Zellen aufweisen.
  • Die Gitterstruktur kann zumindest einen Fluidkanal aufweisen, der sich von einer oberen Oberfläche der Gitterstruktur bis zu einer unteren und/oder einer seitlichen Oberfläche der Gitterstruktur erstreckt. Allgemein kann sich der Fluidkanal von jeder oberen, unteren oder seitlichen Oberfläche zu jeder oberen, unteren oder seitlichen Oberfläche erstrecken. Insbesondere kann er sich auch von einem ersten Abschnitt einer Oberfläche (z. B. in einem Zehenbereich) zu einem zweiten Abschnitt dieser Oberfläche erstrecken (z. B. in einem Fersenbereich). Ein solcher Fluidkanal kann verwendet werden, um ein Fluid zwischen den oberen und unteren und/oder seitlichen Oberflächen der Gitterstruktur zu leiten. Beispielsweise kann so ein Luftfluss geführt werden. Der Fluidkanal kann so angepasst werden, dass das Einströmen von Luft unterstützt wird, z. B. an der unteren Oberfläche und/oder der seitlichen Oberfläche der Gitterstruktur. So kann eine Sohle mit verbesserten Belüftungseigenschaften bereitgestellt werden. Die Gitterstruktur kann einen Luftfluss von der medialen zur lateralen Seite ermöglichen, vom Fersen- zum Zehenbereich und/oder vom Oberteil zur Außensohle. So kann Atmungsaktivität in alle möglichen Richtungen garantiert werden, um einen perfekt belüfteten Schuh bereitzustellen.
  • Die Gitterstruktur kann zumindest zwei Zellelemente mit unterschiedlicher Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann ein erster geometrischer Aufbau, z. B. Zellelemente, die als rhombische Dodekaeder aufgebaut sind, mit anderen geometrischen Aufbauarten kombiniert werden (z. B. fünfeckige Dodekaeder, Würfel, Quader, Prismen, Parallelepipede usw.). Außerdem können zumindest zwei Zellelemente mit unterschiedlichen Dimensionen verwendet werden und/oder ein Abstand zwischen Zellelementen kann sich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheiden.
  • Die Sohle kann ein durchgehendes Randelement aufweisen, das additiv mit der Gitterstruktur hergestellt wird, wobei das durchgehende Randelement entlang eines Rands der Gitterstruktur verläuft. Das durchgehende Randelement kann die Stabilität der Gitterstruktur weiter erhöhen.
  • Das durchgehende Randelement kann eine oder mehrere Durchbrechungen aufweisen, um einen Übergang zwischen dem durchgehenden Randelement und der Gitterstruktur bereitzustellen. Die Durchbrechungen können als in den Rand geschnittene Löcher ausgeführt werden. Die Durchbrechungen können integral mit der Gitterstruktur hergestellt werden. Die Durchbrechungen können Negative der Gitterstruktur darstellen. Weiterhin können die Breite und Dicke/Höhe des durchgehenden Randelements in unterschiedlichen Zonen oder Bereichen variieren. Das durchgehende Randelement kann als Verbindungssaum dienen und der Verbindungssaum kann, z. B. durch Variieren der Breite des durchgehenden Randelements, zur Befestigung des Oberteils an der Gitterstruktur angepasst werden.
  • Die Gitterstruktur kann einen ersten Bereich mit einer ersten Mehrzahl von Zellelementen mit einer ersten Geometrie und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Mehrzahl von Zellelementen mit einer zweiten Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann der jeweilige geometrische Aufbau der Bereiche an die bestimmten Anforderungen dieser Bereiche angepasst werden. Beispielsweise kann eine weniger dichte Zellelementgeometrie (z. B. kubisch) in einem Bereich verwendet werden, in dem die Anforderung für eine geringere Dichte und/oder Steifigkeit besteht. Zusätzlich oder alternativ dazu können sich auch eine oder mehrere Dimensionen der Zellelemente der ersten Mehrzahl von denen der zweiten Mehrzahl unterscheiden. Außerdem kann sich ein Abstand zwischen Zellelementen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheiden.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel kann ein Schuh mit einem Oberteil und einer Sohle nach einem der hierin beschriebenen Beispiele bereitgestellt werden.
  • Eine Zwischenschicht kann zwischen der Zwischensohle und dem Oberteil bereitgestellt werden. Eine solche Zwischenschicht kann aus einem Material mit einer offenen Struktur bestehen, z. B. einem Textilmaterial mit offener Struktur. Das Textilmaterial kann ein gestricktes Textil sein, z. B. ein Gewirk (warp-knit) oder Maschenware (weft-knit). Beispielsweise kann die Maschenware flach- oder rundgestrickt sein. Beispielsweise kann das Gewirk ein technisches Gewirk sein. Neben gestrickten Textilien können auch Gewebe, Vlies, geflochtene und/oder andere garnbasierte Stoffmaterialien und/oder alle Arten von offenzelligen Geweben verwendet werden. Allgemein ist es möglich, dass die Zwischenschicht über einen Strobelleisten an dem Oberteil befestigt, z. B. angenäht, wird.
  • Alternativ dazu können die Sohle und das Oberteil direkt und ohne einen dazwischenliegenden Strobelleisten miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann die Gitterstruktur der Sohle so angepasst werden, dass sie bei Kontakt mit dem Fuß des Trägers einen angenehmen Tragekomfort bereitstellt. Somit können ein dazwischenliegender Strobelleisten und/oder andere Zwischenschichten vermieden werden. Daher kann ein leichterer und kostengünstigerer Schuh bereitgestellt werden.
  • Wenn die Sohle ein durchgehendes Randelement aufweist, kann das Oberteil mit dem durchgehenden Randelement verbunden werden. In anderen Worten, das Oberteil kann mit der Sohle über das durchgehende Randelement verbunden werden. Beispielsweise kann das Oberteil an das durchgehende Randelement geklebt, genäht, thermal verbunden usw. werden. Das Oberteil kann auch über Infrarotschweißen (IR-Schweißen) mit der Sohle verbunden werden.
  • Das Oberteil kann ein Polymermaterial aufweisen, insbesondere ein wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. ein aus einem Ozean wiedergewonnenes Material. Beispielsweise kann das Oberteil ein Garn aufweisen, das das Polymermaterial enthält. Es hat sich herausgestellt, dass solche Garne verwendet werden können, um qualitativ hochwertige Schuhe bereitzustellen. Außerdem gestattet die Verwendung eines wiedergewonnenen Polymermaterials die Bereitstellung umweltfreundlicherer Schuhe. Beispielsweise kann dazu Polymermaterial aus der Initiative ”Parley for the Oceans” verwendet werden. Insbesondere kann der Schuh daher eine Zwischensohle aufweisen, welche ein wiedergewonnenes Polymermaterial aufweist oder im Wesentlichen aus diesem hergestellt wird, z. B. aus einem Ozean wiedergewonnenem Material, sowie ein Oberteil, welches wiedergewonnenes Polymermaterial aufweist, z. B. ein Garn, welches das Polymermaterial enthält.
  • Das Oberteil kann unter Verwendung angepasster Faserplatzierung (tailored fiber placement) mit einem Garn hergestellt werden, welches ein Polymermaterial aufweist, z. B. wiedergewonnenes Polymermaterial, welches beispielsweise aus einem Ozean wiedergewonnenes Material ist. Bezüglich weiterer Einzelheiten in Hinblick auf angepasste Faserplatzierung beziehen wir uns auf die ebenfalls anhängige Anmeldung DE 10 2015 205 750.8 , welche hier durch Verweis eingeschlossen wird. Es ist möglich, dass nicht nur die Fasern selbst wiedergewonnenes Material aufweisen oder daraus hergestellt sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Grundschicht, wie in DE 10 2015 205 750.8 beschrieben, ebenfalls wiedergewonnenes Material aufweist. Das Oberteil kann auch aus einer Mischung aus neuem Material und wiedergewonnenem Material bestehen. In einigen Beispielen können mehr als 50%, oder mehr als 90%, wiedergewonnenes Material verwendet werden.
  • Das Oberteil und die Sohle können dieselbe Materialklasse aufweisen, insbesondere TPU oder PEBA. Damit wird das Recyceln des Schuhs vereinfacht.
  • Zur Sammlung des wiedergewonnenen Polymermaterials aus dem Ozean kann ein Netz, wie etwa ein Fischernetz verwendet werden. Auch das Netz kann zur Herstellung der genannten Sohlen und/oder Oberteile verwendet werden, welche unter Verwendung des wiedergewonnenen Materials hergestellt werden können. Beispielsweise kann das Netz Nylon oder Ähnliches aufweisen, was genau wie das wiedergewonnene Polymermaterial für das Endprodukt, z. B. die Sohle und/oder das Oberteil, verwendet werden kann. Entsprechend kann ein Verfahren für die Herstellung einer Sohle und/oder eines Oberteils bereitgestellt werden. Das Verfahren kann den Schritt der Wiedergewinnung eines Polymermaterials aus einem Ozean mit einem Netz umfassen. Ein weiterer Schritt kann sein, das wiedergewonnene Polymermaterial sowie das Material des Netzes als Basismaterial für die Sohle und/oder das Oberteil zu verwenden. In einigen Beispielen können mehr als 50%, oder mehr als 90%, wiedergewonnenes Material und Netzmaterial als Basismaterial verwendet werden.
  • Es wird angemerkt, dass die oben erläuterten und die nachfolgend weiter beschriebenen Merkmale auch miteinander kombiniert werden können, obwohl – um der Kürze Willen – nicht alle möglichen Kombinationen ausdrücklich hierin beschrieben sind. Außerdem wird angemerkt, dass Merkmale, welche für die Funktion der obigen Beispiele nicht absolut notwendig sind, weggelassen werden können. Schließlich wird angemerkt, dass die offenbarten Aspekte auch für andere Sportartikel als Sportschuhe verwendet werden können.
  • 4. Kurze Beschreibung der Figuren
  • Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die folgenden Figuren weiter beschrieben:
  • 1A–C: Ausführungsform einer Zwischensohle gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2A–D: Weitere Ausführungsformen einer Zwischensohle gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3A–B: Weitere Ausführungsform einer Zwischensohle gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4: Beispiel einer Gitterstruktur für eine Zwischensohle gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5: Beispiel einer separat additiv hergestellten Gitterstruktur mit einer Aufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6A–D: Beispiel eines separat hergestellten funktionalen Elements, welches an einer Gitterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt werden kann;
  • 7A–B: Ausführungsform einer Zwischensohle mit einem oder mehreren beweglichen Elementen;
  • 8: Beispiel für eine Gitterstruktur;
  • 9: Beispiel für eine Sohle mit verschiedenen Bereichen.
  • 5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
  • Es wird angemerkt, dass nachfolgend nur einige mögliche Beispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf Zwischensohlen beschrieben werden können. Ein Fachmann erkennt leicht, dass die spezifischen Details, die mit Bezug auf diese spezifischen Beispiele beschrieben werden, geändert, weiterentwickelt und in unterschiedlicher Weise kombiniert werden können, und dass bestimmte Aspekte der nachfolgend beschriebenen spezifischen Beispiele auch weggelassen werden können. Außerdem wird angemerkt, dass verschiedene Aspekte, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben sind, mit Aspekten kombiniert werden könnend, die in dem obigen Zusammenfassungsabschnitt beschrieben sind.
  • 1A–C zeigen eine perspektivische, eine Rück- bzw. eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Zwischensohle 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zwischensohle 100 weist eine Gitterstruktur 110 mit einer Mehrzahl von Zellelementen 191, ein Fersenelement 120, welches die Ferse dreidimensional umgreift, und einen Basisabschnitt 130, der das Fersenelement 120 und die Gitterstruktur 110 verbindet, auf. Der Basisabschnitt 130 hat eine Ausdehnung, die angeordnet ist, um eine Mehrzahl benachbarter Zellelemente 191 zu verbinden. Die Mehrzahl von Zellelementen 191 umfasst eine erste Mehrzahl benachbarter Zellelemente 191, die entlang einer Kante der Gitterstruktur 110 positioniert sind, sowie eine zweite Mehrzahl benachbarter Zellelemente 191, die nicht entlang der Kante der Gitterstruktur 110 positioniert sind. Die erste und zweite Mehrzahl benachbarter Zellelemente 191 sind zueinander benachbart angeordnet. Da der Basisabschnitt 130 mit einer Mehrzahl benachbarter Zellelemente 191 verbunden ist, die nicht an der Kante der Gitterstruktur 110 positioniert sind (zusätzlich zu der Mehrzahl von benachbarten Zellelementen 191, die an der Kante der Gitterstruktur 110 positioniert sind), können Kräfte und Drehmomente über eine Schnittstelle mit Zellelementen 191 auf die Gitterstruktur übertragen werden, die effektiv in zwei Dimensionen angeordnet sind. Dies verbessert nicht nur die Übertragung der Kräfte und Drehmomente, sodass das Fersenelement 120 in der Lage ist, eine erhöhte Stabilität bereitzustellen. Es verringert auch die Kräfte und Drehmomente, welche pro Zellelement 191 übertragen werden müssen. Daher neigen die einzelnen Zellelemente 191 weniger dazu, zu brechen.
  • Die Gitterstruktur 110 weist eine Mehrzahl an Zellenstellen auf. Eine Mehrzahl von oder alle Zellenstellen können regelmäßig angeordnet sein. Eine Mehrzahl von oder alle Zellenstellen können im Wesentlichen identische Zellelemente 191 aufweisen. Alternativ dazu können in unterschiedlichen Bereichen der Gitterstruktur 110 unterschiedliche Zellelemente 191 und/oder eine unterschiedliche Zellenstellenanordnung bereitgestellt werden. So können durch die Gitterstruktur 110 in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche mechanische Eigenschaften bereitgestellt werden.
  • Das Fersenelement 120 kann dreidimensional geformt sein, sodass es an die Ferse eines Trägers und/oder das erwartete Kraftprofil angepasst werden kann. Insbesondere kann das Fersenelement 120 sich verjüngen, wie z. B. in 1A dargestellt. Das Fersenelement 120 kann von einer Oberseite des Fersenelements 120 zum Basisabschnitt 130 hin, welcher es mit der Gitterstruktur 110 verbindet, dicker werden.
  • Außerdem kann, das Fersenelement 120, wie im Beispiel der 1B dargestellt, auch mit einem spezifischen Muster um den Umfang der Ferse geformt werden. Das Fersenelement 120 kann zwei erhöhte Abschnitte 121 und 122 aufweisen, welche an der lateralen bzw. medialen Seite der Ferse angeordnet sind. Außerdem kann das Fersenelement 120 einen niedrigen Abschnitt 123 aufweisen, der an einer hinteren Seite der Ferse angeordnet ist. Die Kombination aus den erhöhten Abschnitten 121 und 122 an der lateralen und medialen Seite mit dem niedrigen Abschnitt 123 an der hinteren Seite der Ferse kann helfen, eine hohe Stabilität vor allem bezüglich lateraler Bewegungen bereitzustellen. Gleichzeitig kann der Druck, der durch das Fersenelement 120 auf die empfindliche hintere Seite der Ferse ausgeübt wird, welche besonders leicht Druckstellen oder Blasen entwickelt, so minimiert werden. In anderen Beispielen kann das Fersenelement 120 auch einen erhöhten Abschnitt an der hinteren Seite der Ferse aufweisen und/oder jeder der erhöhten Abschnitte 121 und 122 kann auch einzeln als niedriger Abschnitt umgesetzt werden oder nach Bedarf niedrigere Teilabschnitte aufweisen.
  • Die Zwischensohle 100 kann auch ein durchgehendes Randelement 140 aufweisen, wie in 1A dargestellt. Das durchgehende Randelement 140 kann entlang eines Rands der oberen Oberfläche der Gitterstruktur 110 verlaufen, und sich z. B. von einer medialen Seite des Basisabschnitts 130 entlang des Rands des Mittelfuß- und Vorderfuß- sowie des Zehenbereichs der Sohle bis zu einer lateralen Seite des Basisabschnitts 130 erstrecken. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein durchgehendes Randelement 140 seitlich entlang des Rands der Gitterstruktur 110 bereitgestellt werden. Das durchgehende Randelement 140 muss nicht dreidimensional geformt sein. Stattdessen kann es als flacher Streifen mit im Wesentlichen identischer Dicke über dessen verschiedenen Bereiche hinweg bereitgestellt werden. Alternativ kann das durchgehende Randelement 140 zumindest teilweise auch dreidimensional geformt sein. Beispielsweise kann das durchgehende Randelement 140 an der bzw. den lateralen und/oder medialen Seite(n) des Mittelfußbereichs einen dickeren Querschnitt aufweisen, sodass an diesen Stellen durch das durchgehende Randelement 140 eine erhöhte Stabilität bereitgestellt werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das durchgehende Randelement 140 einen keilförmigen Querschnitt an den lateralen und/oder medialen Seiten des Mittelfußbereichs aufweisen, um dort eine abgestufte Stabilität bereitzustellen. Auch in anderen Bereichen kann das durchgehende Randelement 140 dreidimensional geformt sein. Das durchgehende Randelement 140, wie in 1A dargestellt, kann ohne Gitterstruktur und stattdessen als fortlaufender Materialstreifen ausgeführt sein. In einigen Beispielen kann das durchgehende Randelement 140 die Stabilität der Sohle 100 um dessen Rand erhöhen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das durchgehende Randelement 140 als Mittel zur Stützung der Befestigung der Sohle 100 an einem Oberteil dienen.
  • Das durchgehende Randelement 140 kann eine oder mehrere Durchbrechungen aufweisen, um einen Übergang zwischen dem durchgehenden Randelement 140 und der Gitterstruktur 110 bereitzustellen. Die Durchbrechungen können als in das durchgehende Randelement 140 geschnittene Löcher ausgeführt werden. Die Durchbrechungen können integral mit der Gitterstruktur 110 hergestellt sein und können Negative der Gitterstruktur 100 sein. Wie erläutert, können die Breite und Dicke des Rands in unterschiedlichen Zonen und/oder Bereichen variieren.
  • Die Sohle 100 kann auch einen durchgehenden Vorderabschnitt 150 aufweisen. Der durchgehende Vorderabschnitt 150 muss keine Gitterstruktur aufweisen. Stattdessen kann es als fortlaufendes Element umgesetzt sein. Es kann an der vorderen Spitze der Sohle 100 angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich von der vorderen Spitze der Sohle zur Hinterseite der Sohle 100 mit einer Länge von 3 mm bis 25 mm, oder 5 mm bis 15 mm, erstrecken. Es kann sich von einer oberen Oberfläche der Sohle 100 zu einer unteren Oberfläche der Sohle 100 und/oder von der lateralen Seite der Sohle 100 zur medialen Seite der Sohle 100 erstrecken. Der durchgehende Vorderabschnitt kann bereitgestellt werden, um die Stabilität der Sohle 100 im Zehenbereich zu erhöhen, welcher beim Laufen die letzte Kontaktstelle mit dem Boden ist, und daher vor allem beim Beschleunigen und Abbremsen hohen Kräften ausgesetzt ist.
  • Wie in 1B dargestellt, kann die Sohle 100 optional auch mit einer unteren Schicht 160 ausgestattet sein, welche als durchgehende Schicht 160 bereitgestellt werden kann, und keine Gitterstruktur aufweisen muss. Die untere Schicht 160 kann Öffnungen aufweisen, z. B. wie mit Bezug auf die 2A–C beschrieben. Die untere Schicht 160 kann so bereitgestellt werden, dass sie die Fluidmenge, z. B. Feuchtigkeit und/oder Luft, welche in die Gitterstruktur 110 eindringt, steuert. Außerdem kann sie die Torsions- und Biegestabilität der Sohle 100 erhöhen. Die untere Schicht 160 kann z. B. aus einer Folie oder einer Bahn (englisch: sheet) hergestellt werden, oder kann integral mit der Gitterstruktur 160 hergestellt werden. Die untere Schicht 160 kann als Außensohle ausgestaltet werden.
  • Ein beispielhaftes Dickenprofil der Zwischensohle 100, und insbesondere der Gitterstruktur 110, wird in der Seitenansicht von 1C dargestellt. Das Dickenprofil der Gitterstruktur 110 kann grob in vier Bereiche unterteilt werden. In einem Vorderfußbereich 171, welcher sich von der Vorderspitze der Sohle 100 – oder vom hinteren Ende des Vorderabschnitts 150, wenn vorhanden – bis zum Beginn der Mittelfußknochen erstreckt, kann die Dicke der Gitterstruktur in Richtung der Hinterseite einer Sohle 100 ansteigen. Beispielsweise kann die Dicke von 2 mm–10 mm, z. B. von 3 mm–8 mm, oder etwa 5 mm, ansteigen auf 5 mm–20 mm, z. B. 7 mm–15 mm, oder etwa 10 mm. Zusätzlich oder alternativ dazu kann sich die Sohle 100 im Vorderfußbereich 171 leicht nach oben neigen, z. B. um der Anatomie des menschlichen Fußes zu folgen. Die Dicke kann innerhalb eines Mittelfußbereichs 172 in Richtung der Hinterseite einer Sohle 100 weiter ansteigen. Der Mittelfußbereich 172 kann an den Vorderfußbereich 171 angrenzen und sich bis zum Beginn des Fersenbereichs 173 erstrecken. Die Dicke der Gitterstruktur 110 kann auf 10 mm–40 mm, z. B. 15 mm–30 mm, oder etwa 25 mm, ansteigen. Die verringerte Dicke der Gitterstruktur 110 im Vorderfußbereich 171 und im Mittelfußbereich 172 kann die Abrollbewegung des Fußes in diesen Bereichen unterstützen. Im Fersenbereich 173 kann die Dicke der Gitterstruktur 110 etwa konstant sein. Die erhöhte Dicke der Gitterstruktur 110 im Fersenbereich 173 kann die Tatsache widerspiegeln, dass der Großteil des Gewichts eines Trägers in diesem Bereich ruht, und kann dazu beitragen, die vertikale Verformung der Sohle in diesem Bereich einzuschränken. In einem hinteren Bereich 174 kann die Dicke der Gitterstruktur leicht abnehmen, z. B. auf 8 mm–35 mm, z. B. auf 10 mm–30 mm, z. B. auf etwa 20 mm. Die verringerte Dicke im hinteren Bereich 174 kann die Abrollbewegung der Ferse bei Kontakt mit dem Boden, z. B. beim Laufen, unterstützen. In anderen Beispielen kann allerdings die Dicke auch im hinteren Bereich 174 konstant bleiben.
  • Die Sohle 100, und/oder ihre Gitterstruktur 110, und/oder ihr Fersenelement 120, und/oder ihr Basisabschnitt 130, und/oder ihr durchgehendes Randelement 140, und/oder ihr Vorderabschnitt 150, und/oder ihre untere Schicht 160 können alle integral per additiver Herstellung gefertigt werden. Beispielsweise kann Lasersintern, z. B. selektives Lasersintern oder allgemein 3D-Drucken zur Herstellung der Sohle 100 verwendet werden. Allgemein können Polymermaterialien als Basismaterialien verwendet werden. Beispielsweise kann TPU (z. B. TPU, das unter dem Handelsnamen Desmosint X92A-1 erhältlich ist) oder PEBA (z. B. PEBA, das unter dem Handelsnamen Evonik Vestosint x2611 SoftTouch erhältlich ist) verwendet werden. Diese Materialien stellen eine gute Stabilität und Langlebigkeit bereit. Auch wiedergewonnenes Polymermaterial, z. B. aus dem Ozean wiedergewonnenes Material, kann auf ähnliche Weise verwendet werden.
  • Die Gitterstruktur 110 lässt sich durch eine Mehrzahl von Streben bilden, die angeordnet sind, um eine Mehrzahl von Zellelementen 191 zu bilden. Die Geometrie der jeweiligen Streben (z. B. Dicke, Länge usw.) kann geändert werden, um die Geometrie der jeweiligen Zellelemente zu ändern. Die Zellelemente 191 können an regelmäßigen Zellenstellen angeordnet sein. Die Dicke der Streben kann von 0,5 mm bis 4 mm reichen und z. B. bei näherungsweise 1,2 mm bis 1,6 mm oder etwa 1,8 mm bis 2,2 mm liegen. Die Streben können eine einheitliche Dicke in der gesamten Gitterstruktur aufweisen. Alternativ können lokale Verdickungen bereitgestellt werden, z. B. an den Schnittpunkten der verschiedenen Streben, wie beispielhaft im Beispiel von 1C dargestellt. In einigen Beispielen können auch Streben mit unterschiedlicher Dicke oder Streben mit sich ändernder Dicke verwendet werden. Typische Gewichte einer Zwischensohle wie in 1A–C für Standardgrößen dargestellt (z. B. die europäischen Schuhgrößen 40–45) liegen je nach genauer Geometrie der Gitterstruktur, sowie der Verwendung und des Aufbaus möglicher weiterer Bestandteile der Sohle wie oben erläutert, im Bereich von 80 g bis 200 g.
  • Jedes Zellelement 191 kann einen Kern aufweisen, welcher näherungsweise im Zentrum jedes Zellelements 191 ausgebildet ist. Der Kern kann durch den Schnittpunkt mehrerer Streben eines Zellelements 191 gebildet werden. Wie erwähnt können die Streben z. B. an den Schnittpunkten verdickt sein, sodass ein stärkerer Kern bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann die Stabilität der Gitterstruktur 110 so erhöht werden. In anderen Beispielen können Kerne in einer anderen Weise bereitgestellt werden, wie bereits erläutert. Beispielsweise kann eine komplexere Struktur näherungsweise im Zentrum eines Zellelements bereitgestellt werden, z. B. wie mit Bezug auf 4 beschrieben.
  • Zusätzlich oder alternativ zu den verschiedenen Einheiten der Sohle 100 kann die Gitterstruktur 110 allgemein auch mit anderen Einheiten bereitgestellt werden. Beispielsweise können verschiedene Designelemente, z. B. Streifen, integral mit der Gitterstruktur 110 hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können auch weitere funktionale Elemente, z. B. Schnürschlaufen, integral durch additive Herstellung zusammen mit der Gitterstruktur 110 gefertigt werden. Beispielsweise können 360°-Schnürschlaufen bereitgestellt werden, welche eine oder mehrere Röhren aufweisen, welche die Gitterstruktur z. B. von ihrer medialen Seite zu ihrer lateralen Seite hin durchdringen. Außerdem können Stabilitätselemente, z. B. mediale und/oder laterale Seitenstabilitätselemente, Torsionsstabilitätselemente, ein oder mehrere Fluidkanäle usw., integral mit der Gitterstruktur 110 hergestellt werden. Außerdem können Elemente zum Öffnen/Schließen des Schuhs an welchem die Sohle 100 verwendet werden soll, integral mit der Gitterstruktur 110 bereitgestellt werden. Beispielsweise können Rast- oder Schnappverbindungselemente dazu bereitgestellt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Gitterstruktur 100 mit einer seitlichen Schicht bereitgestellt werde, welche sich zumindest teilweise um den äußeren Rand der Zwischensohle und/oder der Gitterstruktur erstreckt. Die seitliche Schicht kann angepasst werden, um ein angenehmes Gefühl beim Berühren der Zwischensohle bereitzustellen, optional ohne Verdeckung der Gitterstruktur. Beispielsweise kann eine seitliche Schicht als Folie oder andere dünne Schicht mit einer gitterähnlichen Oberfläche bereitgestellt werden, welche dem Aufbau der Gitterstruktur folgt. Sie kann auch integral mit der Gitterstruktur hergestellt werden. Sie kann auch zur Steuerung des Fluidflusses von den Seiten her in die Gitterstruktur verwendet werden, und z. B. entsprechende Öffnungen aufweisen. Die seitliche Schicht kann auch verhindern, dass Schmutz oder Staub von den Seiten her in die Zwischensohle eindringt.
  • Eine Reihe von Tests wurde mit Zwischensohlen ausgeführt, welche den in 1A–C dargestellten ähneln und aus PEBA bzw. TPU hergestellt wurden. Diese Tests zeigen, dass die Zwischensohlen geeignete mechanische Eigenschaften unter spezifischen Verarbeitungsbedingungen aufweisen und langlebig sind, wie dies für qualitativ hochwertige Schuhe, z. B. Laufschuhe, notwendig ist.
  • Torsionstest
  • Eine Torsion um 5° wurde um die Längsachse der Zwischensohlen angewandt, und das erforderliche Biegemoment wurde aufgezeichnet (Messung der Torsionsstabilität). Die PEBA-Zwischensohlen weisen ein Biegemoment im Bereich von näherungsweise 0,9 Nm bis 1,9 Nm, z. B. ca. 1,4 Nm, für die Eversion (Drehung der unteren Oberfläche der Zwischensohle in laterale Richtung) bezüglich des Vorderfußes auf. Für die Inversion (Drehung der unteren Oberfläche der Zwischensohle in mediale Richtung) bezüglich des Vorderfußes liegt das Biegemoment im Bereich von etwa 0,3 Nm bis 1,3 Nm, z. B. bei ca. 0,8 Nm. Für die TPU-Zwischensohlen liegen die Biegemomente im Bereich von etwa 0,2 Nm bis 1,2 Nm, z. B. bei ca. 0,6 Nm oder bei ca. 0,8 Nm für die Inversion, und bei etwa 0,2 Nm bis 1,2 Nm, z. B. bei ca. 0,6 Nm oder bei ca. 0,7 Nm, für die Eversion.
  • Vorderfußbiegetest
  • Außerdem wurde eine vertikale Auslenkung mit einem Prüfstempel mit einem Durchmesser von 15 mm auf einen Vorderfußbereich der Zwischensohlen angewandt und die Kraft, welche erforderlich war, um eine bestimmte Auslenkung zu erreichen, wurde aufgezeichnet (Messung der Vorderfußbiegesteifigkeit). Die Kraft wurde in einem Standard-Dreipunkt-Biegetest aufgebracht, wobei die Kraft etwa zentriert zwischen zwei Stützungen in einem Abstand von 80 mm zueinander aufgebracht wurde. Die Kräfte, welche für eine bestimmte Auslenkung des Vorderfußbereichs notwendig waren, sind eine etwa lineare Funktion der Auslenkung für die Zwischensohlen. Für die PEBA-Zwischensohlen ist eine Kraft von etwa 100 N bis 200 N, z. B. 150 N bis 170 N notwendig, um eine Auslenkung von 10 mm zu erreichen. Für die TPU-Zwischensohlen ist zu diesem Zweck eine Kraft von etwa 55 N bis 145 N, z. B. 75 N bis 95 N oder 110 N bis 130 N notwendig. Nach einer Wiederholung von 100.000 Zyklen (die Simulation einer Distanz von 280 km, die bei einem Tempo von 14 km/h gelaufen werden), sank die erforderliche Kraft um nur etwa 10% bis 15%, z. B. 12% bis 13%, was eine signifikante Verbesserung im Vergleich zu konventionellen EVA-Zwischensohlen darstellt (ca. 17%). Die Stärke der plastischen Verformung nach dieser hohen Anzahl von Zyklen liegt bei ca. 30%, vergleichbar mit üblichen Zwischensohlen.
  • Mittelfußbiegetest
  • Zusätzlich wurde eine vertikale Auslenkung mit einem Prüfstempel mit einem Durchmesser von 15 mm auf einen Mittelfußbereich der Zwischensohlen angewandt und die Kraft, welche erforderlich war, um eine bestimmte Auslenkung zu erreichen, wurde aufgezeichnet (Messung der Mittelfußbiegesteifigkeit). Die Kraft wurde in einem Standard-Dreipunkt-Biegetest aufgebracht, wobei die Kraft etwa zentriert zwischen zwei Stützungen in einem Abstand von 80 mm zueinander aufgebracht wurde. Die Kräfte, welche für eine bestimmte Auslenkung des Mittelfußbereichs notwendig waren, sind eine etwa lineare Funktion der Auslenkung der Zwischensohlen. Für die PEBA-Zwischensohlen ist eine Kraft von näherungsweise 240 N bis 340 N, z. B. 280 N bis 300 N notwendig, um eine Auslenkung von 10 mm zu erreichen. Für die TPU-Zwischensohlen ist eine Kraft von näherungsweise 100 N bis 300 N, z. B. 135 N bis 155 N oder 220 N bis 240 N notwendig. Die Mittelfußbiegesteifigkeit ist daher höher als die Vorderfußbiegesteifigkeit.
  • Langzeit-Dämpfungstest
  • Weiterhin wurde der elastische Auslenkungsbereich bei Aufbringen und Wegnehmen einer vertikalen Kraft von 1800 N auf den Fersenbereich der Zwischensohlen nach 100.000 Zyklen gemessen (Messung der Langzeit-Dämpfung). Für die PEBA-Zwischensohlen liegt der Auslenkungsbereich bei 1 mm–11 mm, z. B. 2 mm–5 mm, und für TPU-Zwischensohlen bei 3 mm–13 mm, z. B. 6 mm–10 mm. Die plastische Verformung in den Zwischensohlen nach 100.000 Zyklen ist vergleichbar mit der von konventionellen EVA-Zwischensohlen. Insbesondere die PEBA-Zwischensohlen zeigen allerdings eine höhere Energierückgabe.
  • Auf ähnliche Weise wurde die Langzeit-Dämpfung im Vorderfußbereich durch Aufbringen einer vertikalen Kraft von 2000 N nach 100.000 Zyklen gemessen. Der Auslenkungsbereich für die Zwischensohlen liegt bei 1 mm–8 mm, z. B. 2.5 mm–5 mm. Die plastische Verformung nach 100.000 Zyklen ist wiederum ähnlich wie diejenige bei üblichen EVA-Zwischensohlen.
  • Test der kurzfristigen Dämpfung
  • Die kurzfristige Dämpfung im hinteren Bereich wurde durch Aufbringen einer Auslenkung von 14 mm auf den hinteren Bereich, der sich auf einer Bodenebene mit einer Neigung von 30° befindet, gemessen. Die notwendigen Kräfte liegen im Bereich von 100 N bis 1000 N, z. B. im Bereich von 150 N bis 400 N oder im Bereich von 550 N bis 800 N. Nach 100.000 Zyklen wird eine plastische Verformung von ca. 20% bis 30% beobachtet.
  • Alles in Allem kann die Zwischensohle 100 integral additiv hergestellt werden und ausreichend Dämpfung und Flexibilität sowie Langlebigkeit bereitstellen um sich z. B. für Hochleistungslaufschuhe zu eignen.
  • 2A–C zeigen Perspektiv-, Seiten- bzw. Unteransichten eines weiteren Beispiels einer Zwischensohle 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf ähnliche Weise wie bei der Zwischensohle 100, kann die Zwischensohle 200 eine Gitterstruktur 210 mit einer Mehrzahl von Zellelementen 291, ein Fersenelement 220, einen Basisabschnitt 230, ein durchgehendes Randelement 240, einen Vorderabschnitt 250, sowie eine untere Schicht 260 aufweisen. Diese Einheiten lassen sich allgemein auf ähnliche Weise wie bereits bezüglich 1A–C erklärt herstellen und umsetzen. Außerdem kann die Zwischensohle 200 auch weitere Elemente aufweisen, z. B. wie mit Bezug auf Zwischensohle 100 beschrieben.
  • Wie in 2A zu sehen, ist ein wesentlicher Unterschied zwischen Sohle 100 und Sohle 200 der Aufbau der Fersenelemente 120 bzw. 220. Das Fersenelement 220 hat eine relativ konstante Höhe an der Hinterseite der Ferse sowie an der lateralen und medialen Seite der Ferse, die jeweils an die Hinterseite angrenzen. Die Höhe des Fersenelements 220 ist nur an den Enden verringert, sowohl auf der medialen als auch auf der lateralen Seite. Das Fersenelement 220 ist dennoch dreidimensional geformt, da sich der Querschnitt von oben nach unten erhöht, sodass ein relativ dicker Querschnitt an der Schnittstelle zum Basisabschnitt 230 bereitgestellt wird, welcher das Fersenelement 230 mit der Gitterstruktur 210 verbindet.
  • Die Dicke der Gitterstruktur 210 kann sich in den Bereichen 271–274 ändern, ähnlich wie bereits mit Bezug auf die Bereiche 171–174 der Sohle 100 erklärt. Zusätzlich kann die Gitterstruktur 210 der Sohle 200 an der lateralen Seite des Vorderbereichs 271 und/oder der lateralen Seite des Mittelfußbereichs 272 eine erhöhte Dicke aufweisen, um dort eine erhöhte Stabilität bereitzustellen. Dies ist etwa in der Seitenansicht der Sohle 200 in 2B zu sehen. Allgemein kann das Dickenprofil sowie die gesamte Geometrie der Sohle 200 und insbesondere die Gitterstruktur 210 an die Bedürfnisse des einzelnen Trägers und/oder die individuelle Anatomie seines/ihres Fußes, und/oder die vorgesehene Verwendung der Sohle 100 angepasst werden.
  • 2C zeigt eine Unteransicht der Sohle 200, welche mögliche Details der unteren Schicht 260 aufzeigt. Wie in 2C zu sehen, kann die untere Schicht 260 als durchgehende Schicht mit einer Mehrzahl von Öffnungen 261 bereitgestellt werden.
  • Die Öffnungen 261 können sich in der Größe unterscheiden und können an den Belüftungsbedarf in unterschiedlichen Bereichen der Sohle oder des Kunden, oder an die Art des Schuhs, an welchem die Sohle 200 verwendet werden soll, angepasst werden. Es ist anzumerken, dass die Öffnungen 261 entlang einer Anzahl von Linien 262 angeordnet werden können. In dem Beispiel von 2C wird eine Anzahl von fünf Linien bereitgestellt. Die Linien können wellenförmig sein. In anderen Beispielen kann allerdings eine andere Anzahl von Linien, welche wellenförmig sein können oder nicht, bereitgestellt werden. Die Linien 262 sowie die Größe der Öffnungen können so angeordnet sein, dass die untere Schicht 260 in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Steifigkeitsgrade bereitstellt. Beispielsweise sind die Öffnungen im empfindlichen Bereich 275 unter dem Gewölbe des Fußes relativ klein, sodass eine gewisse Belüftung möglich ist, aber die durchgehende untere Schicht 260 dort auch ein hohes Maß an Torsionsstabilität bereitstellt. Außerdem ist auch die Biegesteifigkeit im Bereich 275 unter dem Gewölbe des Fußes verringert, um erhöhte Stabilität bereitzustellen. Die relativ großen Öffnungen 261 im Vorderfuß- und Fersenbereich 272, 273 der Sohle 200 verringern die Biegesteifigkeit dort, sodass die Abrollbewegung des Fußes nicht behindert wird. Im Zehenbereich 271 und im hinteren Bereich 274 kann die Größe der Öffnungen erneut verringert werden, um dort eine höhere Stabilität bereitzustellen. Aus einer anderen Perspektive betrachtet, können die mit Hilfe der Bezugszeichen 262 angegebenen Linien als Trennung einzelner Streben angesehen werden, die von der unteren Schicht 260 bereitgestellt werden, die sich von der Hinterseite möglicherweise vollständig bis zur Vorderseite der Sohle 200 erstrecken können, sodass die Torsion effektiv verringert werden kann. Die Positionierung und Form der Linien 262 kann auch angepasst werden, um Pronation oder Supination entgegenzuwirken, wie für den einzelnen Träger notwendig.
  • 2D zeigt eine Unteransicht einer Sohle 201, welche der Sohle 200 aus 2A–D ähnelt, wobei ein Torsionsstabilitätselement 280 hier integral mit der Gitterstruktur 210 hergestellt wird. Das Torsionsstabilitätselement 280 kann z. B. als eine oder mehrere Streben mit lateralen Dimensionen von 1 mm bis 40 mm, oder 2 mm bis 20 mm, bereitgestellt werden. Eine Höhe des Torsionsstabilitätselements 280 kann ähnlich sein. Das Torsionsstabilitätselement 280 kann sich zumindest von einem Fersenbereich bis zu einem Mittelfußbereich erstrecken. Es kann in lateraler Richtung etwa zentriert sein. Eine optionale untere Schicht der Gitterstruktur 201 kann eine Öffnung aufweisen, um das Torsionselement 280 zumindest teilweise sichtbar zu machen. Der genaue Aufbau und die Position des Torsionsstabilitätselements 280 kann angepasst werden, z. B. wie durch den einzelnen Träger benötigt. Es ist auch möglich, dass das Torsionsstabilitätselement 280 separat hergestellt und später an der Gitterstruktur 210 befestigt wird.
  • 3A–B zeigen ein weiteres Beispiel einer Zwischensohle 300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zwischensohle 300 weist eine Gitterstruktur 310, ein Fersenelement 320 und einen Basisabschnitt 330 auf. Diese Einheiten, und möglicherweise weitere Einheiten, können z. B. wie bereits mit Bezug auf 1A–C und 2A–C erklärt umgesetzt und hergestellt werden. Insbesondere die Gitterstruktur 310 kann eine Mehrzahl regelmäßig angeordneter Zellenstellen 390 aufweisen. Beispielsweise können regelmäßig angeordnete Zellenstellen 390 in einem Fersenbereich und/oder einem hinteren Bereich und/oder anderen Bereichen der Gitterstruktur 300 bereitgestellt werden. Eine Mehrzahl der Zellenstellen 390 in jedem dieser Bereiche kann miteinander verbundene Zellelemente 392 aufweisen. Beispielsweise weisen in der beispielhaften Gitterstruktur 310 eine Mehrzahl von Zellenstellen 390 im hinteren Bereich sowie dem Fersenbereich, dem Mittelfuß-, Vorderfuß- und dem Zehenbereich miteinander verbundene Zellelemente 392 auf. Die Gitterstruktur 310 weist auch eine Untermenge von Zellenstellen 390 mit Zellelementen 391 auf, die Zellenfehlstellen aufweisen, wobei die Untermenge in einer oder mehreren Zonen 380 angeordnet ist. Eine Zone 380 kann z. B. an einer Hinterseite der Gitterstruktur 310 angeordnet sein, und insbesondere an einer Kante der Hinterseite, die an Basisabschnitt 330 angrenzt. Zusätzlich oder alternativ dazu können eine oder mehrere Zonen 380 auch an anderen Stellen der Gitterstruktur 310 angeordnet sein. Außerdem können auch Zonen 380, welche Zellelemente mit weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zellenstelle aufweisen als die Mehrzahl von Zellenstellen, bereitgestellt werden.
  • 3B zeigt eine Nahansicht der Zone 380 aus 3A. Die Mehrzahl von Zellenstellen 390 der Gitterstruktur 310 wird durch gestrichelte Rauten dargestellt. Eine Mehrzahl von Zellenstellen 390 weist Zellelemente 392 auf, die jeweils einen Kern und vier Verbindungselemente besitzen können, die Verbindungen mit jeweils benachbarten Zellelementen 392 bereitstellen. Die Zellelemente 392 können durch eine Mehrzahl von Streben geformt sein. Die Streben können miteinander etwa im Zentrum jeder Zellenstelle 390 verbunden und dort optional verdickt sein. Die Streben können so einen Kern etwa im Zentrum jedes Zellelements 392 bilden, welcher im Beispiel in 3B dem Zentrum jeder Zellenstelle 390 entspricht. Die Abschnitte der Streben außerhalb des Kerns bilden die Verbindungselemente jedes Zellelements, die die Verbindungen zu den jeweils benachbarten Zellenstellen 390 bereitstellen.
  • In Zone 380, welche benachbart an Basisabschnitt 330 angeordnet ist, gibt es Zellenstellen 390, welche ein Zellelement 391 mit einer Zellenfehlstelle (durch durchgezogene Kreise hervorgehoben) aufweisen. Beispielsweise können die Streben eines Zellelements 391 so angeordnet sein, dass sie nicht miteinander verbunden sind. In diesen Zellelementen 391 muss kein Kern bereitgestellt werden. Mit anderen Worten: Durch die Zellelemente 391 können bewusst Zellenfehlstellen bereitgestellt werden. Dies ist in den beiden beispielhaften Zellelementen 391 aus 3B der Fall. In anderen Beispielen kann durch ein Zellelement 391 ein Kern zumindest teilweise bereitgestellt werden. Beispielsweise können zumindest einige der Streben miteinander verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ dazu können Verbindungselemente eines Zellelements 391 (z. B. Abschnitte von Streben) fehlen oder sie können eine oder mehrere Lücken aufweisen, sodass Zellunterbrechungen von zumindest einer benachbarten Zelle bereitgestellt werden. Daher können durch ein solches Zellelement 391 weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zelle bereitgestellt werden als durch die Zellelemente 392, welche sich in einer Mehrzahl von Zellenstellen 390 befinden.
  • In dem Beispiel von Sohle 300 werden Zellenstellen 390 in Reihen bereitgestellt, wobei die Zellenstellen 390 mit Zellenfehlstellen in der Reihe angeordnet sind, welche benachbart zu Basisabschnitt 330 ist. Insbesondere ist jede zweite Zellenstelle 390 in dieser Reihe mit einer Zellenfehlstelle ausgeführt. In anderen Beispielen können Zellenstellen mit Fehlstellen anderweitig angeordnet sein. Insbesondere kann nur jede dritte Zellenstelle in einer bestimmten Reihe mit einer Fehlstelle ausgeführt sein oder Zellenstellen mit Fehlstellen können noch seltener und/oder mit variierender Dichte verteilt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können Zellenstellen in anderen Reihen als der zu Basisabschnitt 330 benachbarten Reihe mit Fehlstellen bereitgestellt werden, z. B. in einer zweiten, dritten usw. Reihe. Außerdem versteht sich, dass Zellenstellen mit Fehlstellen nicht in Reihen angeordnet sein müssen, und dass die Zellenstellen auch im Allgemeinen nicht in Reihen angeordnet sein müssen. In einigen Beispielen können – zusätzlich oder alternativ zu Zellenstellen mit Fehlstellen – Zellenstellen mit Zellelementen bereitgestellt werden, wobei die Zellelemente weniger Verbindungen mit zumindest einer benachbarten Zellenstelle aufweisen als die Mehrzahl der Zellenstellen. Beispielsweise können statt den Zellenstellen 390 mit Zellelementen 391 mit Fehlstellen im Beispiel aus 3B Zellenstellen mit Zellelementen bereitgestellt werden, die nur drei, zwei oder eine einzige Verbindung zu benachbarten Zellelementen aufweisen, z. B. durch Bereitstellen von nur drei, zwei oder einer einzigen Strebe an einem solchen Zellelement, oder entsprechend von nur drei, zwei oder einer einzigen Strebe ohne eine Lücke.
  • Zone 380 kann einen glatten Übergang von Basisabschnitt 330 zur Gitterstruktur 310 bereitstellen, was auch eine ästhetische äußere Erscheinungsform ermöglichen kann, und sie kann einen weniger plötzlichen Wechsel von dem durchgehenden Material des Basisabschnitts 330 zur Gitterstruktur 310 bereitstellen. Daher können die Belastungen der Gitterstruktur 310, insbesondere der Streben der Gitterstruktur 310, verringert werden. Die Zone 380 ermöglicht die Schaffung eines Gradienten vom durchgehenden Basisabschnitt 330 zur Gitterstruktur 310. Die Zellenfehlstellen (oder eine verringerte Anzahl von Verbindungen), die von den Zellelementen 391 bereitgestellt werden, gestatten eine selektive Verringerung der Steifigkeit, die durch die Gitterstruktur 310 bereitgestellt wird, an bestimmten Zellenstellen 390. Dies kann eine glattere Kraftübertragung vom Basisabschnitt 330 auf die Gitterstruktur 310 gestatten, sodass die Gitterstruktur 310 weniger leicht bricht.
  • In einigen Beispielen kann ein abgestufter Stabilitätsgrad in einer Übergangszone bereitgestellt werden, z. B. an einer Hinterseite einer Gitterstruktur 310, an der Kante der Gitterstruktur 310, welche dem Basisabschnitts 330 gegenüberliegt. Beispielsweise kann die Dichte der Zellenstellen 390 mit Fehlstellen (oder einer verringerten Anzahl Verbindungen mit zumindest einer angrenzenden Zellenstelle), die durch die Zellelemente 391 bereitgestellt werden, im Verlauf einer solchen Übergangszone ansteigen, sodass ein abgestufter Stabilitätsgrad in der Übergangszone zwischen Gitterstruktur 310 und Basisabschnitt 330 bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann die Stabilität in der Richtung näher hin zum Basisabschnitt 330 abnehmen. In einigen Beispielen kann auch die durch die Zellelemente 391 bereitgestellte Anzahl der Verbindungen zu benachbarten Zellenstellen 390 entlang einer Übergangszone verringert sein. Beispielsweise können drei Verbindungen an Zellenstellen 390 bereitgestellt werden, die weiter vom Basisabschnitt 330 entfernt sind, wobei möglicherweise nur zwei Verbindungen oder eine Verbindung an Zellenstellen 390 bereitgestellt werden, die näher an Basisabschnitt 330 liegen. Es wird angemerkt, dass unabhängig von der optionalen Verwendung eines Fersenelements eine Übergangszone und/oder eine Zone 380 in den genannten Bereichen der jeweiligen Gitterstruktur bereitgestellt werden können.
  • Es wird angemerkt, dass zur leichteren Darstellung in 3B eine Zellenstelle 390 nur vier Verbindungen mit benachbarten Zellenstellen 390 aufweist, welche innerhalb derselben Ebene angeordnet sind. In anderen Beispielen kann eine andere Anzahl, insbesondere eine höhere Anzahl, von Verbindungen bereitgestellt werden, und die Verbindungen einer Zellenstelle mit ihren benachbarten Zellenstellen können auch so angeordnet sein, dass sie nicht alle auf derselben Ebene liegen. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Zellenstellen Zellelemente mit acht Verbindungen zu benachbarten Zellenstellen aufweisen, während Zellenstellen einer Untermenge Zellelemente mit nur sieben oder weniger Verbindungen zu benachbarten Zellenstellen aufweisen (und/oder Zellenfehlstellen an Zellenstellen der Untermenge bereitgestellt werden können). Außerdem versteht sich, dass auch die Sohlen 100 und 200 eine oder mehrere Zonen aufweisen können, wie mit Bezug auf Sohle 300 erläutert.
  • 4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Gitterstruktur 400 für eine Sohle gemäß der vorliegenden Erfindung. Allgemein kann die Gitterstruktur 400 umgesetzt und hergestellt werden, wie mit Bezug auf die vorherigen Figuren erklärt. Die Gitterstruktur 400 weist einen Vorderfußabschnitt 471, einen Mittelfußbereich 472, einen Bereich unter dem Gewölbe des Fußes 473 und einen hinteren Bereich 474 auf. Wie zu sehen ist, weist die Gitterstruktur 400 eine Mehrzahl von Zellenstellen 490 auf. Im hinteren Bereich 474 werden drei Schichten von Zellenstellen 490 bereitgestellt. Ein Vorderabschnitt von Bereich 473 weist zwei Schichten auf, während ein hinterer Abschnitt von Bereich 473 ebenfalls drei Schichten aufweist. Im Mittelfußbereich 472 werden zwei Schichten von Zellenstellen 490 bereitgestellt. Der Vorderfußbereich 471 weist drei Schichten auf, welche sich allerdings nicht über den gesamten Vorderfußbereich 471 erstrecken. Beispielsweise ist die obere Schicht nur in einem Vorderabschnitt des Vorderfußbereichs 471 angeordnet, während die untere Schicht nur in einem hinteren Abschnitt des Vorderfußbereichs 471 angeordnet ist. Die Zellenstellen sind in Beispiel 4 in gleichem Abstand voneinander angeordnet, sodass eine unterschiedliche Anzahl von Schichten zu einer unterschiedlichen Dicke führt. In anderen Beispielen kann eine andere Anzahl von Schichten in den verschiedenen Bereichen bereitgestellt werden.
  • Außerdem könnend die Eigenschaften einer oder mehrerer Schichten variieren. Beispielsweise kann eine Dicke einer Schicht innerhalb eines bestimmten Bereichs zunehmen oder abnehmen oder in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich sein, z. B. um ein Dickenprofil bereitzustellen, z. B. wie mit Bezug auf 1A–C erklärt. In einigen Beispielen können die Zellenstellen 490 zumindest teilweise so angeordnet sein, dass sie nicht gleiche Abstände voneinander aufweisen. Dies macht die Steuerung der Dicke der Gitterstruktur 400 unabhängig von der Anzahl der Schichten möglich, sowie die Steuerung der Eigenschaften einer durchgehenden Schicht in unterschiedlichen Bereichen.
  • Die Zellenstellen 490 in den Bereichen 471 und 473 weisen je ein Zellelement 492 auf. Die Zellelemente 492 können allgemein durch eine Mehrzahl von Streben (balken- oder röhrenähnliche Elemente) bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Streben angeordnet sein, um einen Dodekaeder (z. B. rhombisch), einen Tetraeder, einen Ikosaeder, einen Würfel, einen Quader, ein Prisma, ein Parallelepiped usw. zu bilden. Der grundlegende geometrische Aufbau und sein Inneres können als Kern 492a jedes Zellelements 492 betrachtet werden. Weiterhin können zusätzliche Streben oder zusätzliche Abschnitte von Streben bereitgestellt werden, um Verbindungen zu jeweils benachbarten Zellelementen zu bilden. Beispielsweise können durch das Zellelement 492 acht Verbindungen bereitgestellt werden. In anderen Beispielen können vier, sechs, acht, zwölf oder eine beliebige andere Anzahl von Verbindungen bereitgestellt werden. Das durch eine einzige Zellenstelle oder ein einziges Zellelement belegte Volumen kann 3 mm3–30 mm3, 5 mm3–20 mm3, 7 mm3–15 mm3 oder 8 mm3–12 mm3 betragen.
  • Zellenstellen 490 im Bereich 472 weisen Zellelemente 491 auf. Diese können den Zellelementen 492 ähneln. Die Dicke ihrer Streben kann allerdings im Vergleich mit jener der Zellelemente 491 verringert sein. Insbesondere kann ihre Dicke um näherungsweise 75–85%, z. B. 80%, verringert sein. Auf ähnliche Weise kann der hintere Bereich 474 Zellelemente 493 mit einer Strebendicke aufweisen, die um näherungsweise 115–125%, z. B. 120%, erhöht ist. Daher kann die Dichte und so auch das Gewicht, die Steifigkeit und Dämpfung, die durch die Gitterstruktur 400 bereitgestellt werden, in ihren verschiedenen Bereichen variiert werden. Es hat sich gezeigt, dass Dichtevariationen im Bereich von –20% bis +20% signifikante Variationen und gleichzeitig ein homogenes Gefühl und ausreichende Langlebigkeit der Gitterstruktur 400 bereitstellen.
  • Im Allgemeinen kann die Gitterstruktur 400 auch nach Bedarf in eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Bereiche unterteilt werden, und insbesondere wie für jeden einzelnen Träger vorgegeben. Beispielsweise kann ein dreidimensionaler Scan eines Fußes ausgeführt und die Anordnung der Zellenstellen 490 und die Gruppierung dieser Zellenstellen 490 in unterschiedliche Bereiche entsprechend durchgeführt werden. Der Aufbau der Bereiche und ihrer Zellelemente kann die Anatomie des Trägers berücksichtigen, z. B. sein/ihr Gewicht, ob er/sie zu Pronation oder Supination neigt usw. Weiterhin kann der Aufbau der Bereiche sowie der Zellelemente innerhalb jedes Bereichs an die spezifische Art des Sports angepasst werden, für welchen die Sohle verwendet werden soll. Beispielsweise kann die Gitterstruktur speziell angepasst werden, um laterale Stabilität für laterale Sportarten wie z. B. Basketball bereitzustellen. Daher kann die Gitterstruktur 400 nach Bedarf angepasst werden. Außerdem kann die Gitterstruktur an unterschiedliche Schuhgrößen angepasst werden sodass – unabhängig von der Größe des Schuhs – dieselben mechanischen Eigenschaften durch die Gitterstruktur bereitgestellt werden können.
  • Die Gitterstruktur 400 kann auch mit einer oder mit mehreren Einheiten wie mit Bezug auf 1A–C und 2A–C beschrieben, sowie mit Aspekten wie mit Bezug auf 3A–B beschrieben, bereitgestellt werden. Es wird angemerkt, dass auch die Gitterstrukturen 110, 210 und 310 allgemein mit den Aspekten wie mit Bezug auf die Gitterstruktur 400 beschrieben ausgestattet werden können.
  • 5 zeigt ein Beispiel einer additiv hergestellten Gitterstruktur 500 mit einer Aufnahme 501 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Gitterstruktur 500 weist eine Mehrzahl von Zellenstellen auf, welche angepasst werden können z. B. wie mit Verweis auf die vorherigen Figuren beschrieben. Insbesondere kann die Gitterstruktur 500 integral durch additive Herstellung gefertigt werden.
  • Die Gitterstruktur 500 kann eine oder mehrere Aufnahmen 501 aufweisen. Ein oder mehrere funktionale Elemente können separat von der Gitterstruktur 500 hergestellt werden, z. B. durch additive Herstellung durch ein anderes Herstellungsverfahren, und mechanisch an einer oder mehreren Aufnahmen 501 befestigt werden. Eine Aufnahme 501 kann ein Gelenk 502 aufweisen, um welches ein Klappenelement 503 gedreht werden kann. Das Klappenelement 503, insbesondere eine einem Hauptabschnitt der Gitterstruktur 500 gegenüberliegende Oberfläche des Klappenelements 503, kann ein oder mehrere Rast- und/oder Schnappverbindungselemente 504 aufweisen. Rast- und/oder Schnappverbindungselemente 504 können in eine oder mehrere entsprechende Rast- und/oder Schnappverbindungselemente 505 einrasten, welche an einer Oberfläche des Hauptabschnitts der Gitterstruktur 500 angeordnet sein können, die dem Klappenelement 503 gegenüberliegt. Das Klappenelement 503 kann auch ohne ein Gelenk 502 mit dem Hauptabschnitt der Gitterstruktur 500 verbunden sein.
  • Auch wenn dies nicht in 5 dargestellt ist, können eine oder mehrere Aufnahmen 501 z. B. verwendet werden, um mechanisch ein Torsionsstabilitätselement an der Gitterstruktur 500 zu befestigen. So können solche separat hergestellten funktionalen Elemente sicher mechanisch an der Gitterstruktur 500 befestigt werden, z. B. ohne Verwendung von Klebstoff oder Klebemittel. So kann vermieden werden, dass die Integrität der Gitterstruktur 500 durch beim Kleben separater Elemente an die Gitterstruktur 500 durch in die Gitterstruktur 500 eindringendes Klebemittel oder Klebstoff beeinträchtigt wird. Stattdessen können separate Elemente mechanisch nach Bedarf befestigt werden. Beispielsweise können Rast- oder Schnappverbindungselemente 505, 504 angepasst werden, um eine lösbare Befestigung zu ermöglichen, sodass die an der Aufnahme befestigten funktionalen Elemente z. B. durch den Träger nach Bedarf getauscht werden können.
  • Die Gitterstruktur 500 kann mit ähnlichen Verfahren und Materialien hergestellt werden, wie mit Bezug auf die vorherigen Figuren beschrieben. Schließlich ist anzumerken, dass auch die Gitterstrukturen 110, 210, 310 und 400 wie bezüglich der vorherigen Figuren beschrieben, mit einer oder mehreren Aufnahmen und den betreffenden Aspekten, die mit Verweis auf 5 beschrieben sind, kombiniert werden können.
  • 6A–D zeigen ein Beispiel eines separat hergestellten funktionalen Elements 600. Das funktionale Element 600 kann durch additives Herstellung oder ein anderes Herstellungsverfahren gefertigt sein. Das funktionale Element 600 kann mechanisch an einer Zwischensohle 610 befestigt sein, wie in 6C dargestellt. Die Zwischensohle 610 kann wie jede der hierin beschriebenen Zwischensohlen aufgebaut sein und kann insbesondere eine Gitterstruktur 110, 210, 310, 500 wie beschrieben aufweisen. Alternativ dazu kann die Zwischensohle 610 auch als durchgehende Zwischensohle aufgebaut sein, z. B. aus EVA, TPU oder aus einem ähnlichen Material. In dem Beispiel gemäß 6A–D weist das funktionale Element 600 selbst eine oder mehrere Aufnahmen 608 auf. Eine Aufnahme 608 kann ein Gelenk 602 aufweisen, um welches ein Klappenelement 603 gedreht werden kann.
  • 6A zeigt das funktionale Element 600 mit dem Klappenelement 603 in einer geschlossenen Position. 6B und 6D zeigen das Klappenelement 603 in einer geöffneten Position. 6C zeigt das funktionale Element 600, das an der Zwischensohle 610 befestigt ist. In der befestigten Position gemäß 6C liegt das Klappenelement 603, insbesondere eine Oberfläche des Klappenelements 603, der Zwischensohle 610 gegenüber und ist an ihr befestigt. In 6C wird eine mögliche Gitterstruktur der Zwischensohle 610 zur Vereinfachung nicht dargestellt. Das Klappenelement 603 kann ein oder mehrere Rast- oder Schnappverbindungselemente 604 aufweisen, welche in ein oder mehrere entsprechende Rast- oder Schnappverbindungselemente einrasten können, die an einer Oberfläche der Zwischensohle 610, insbesondere der Gitterstruktur der Zwischensohle 610, die dem Klappenelement 603 in der befestigten Position gegenüber liegt, angeordnet sein können. Das Klappenelement 603 kann auch ohne Gelenk 602 an der Zwischensohle 610 befestigt sein.
  • Das funktionale Element aus 6A–D kann verwendet werden, um eine oder mehrere Schnürschlaufen 605, ein oder mehrere Fersenelemente 606, ein oder mehrere laterale Stützelemente 607 oder andere Elemente zum Stützen eines Oberteils eines Schuhs bereitzustellen.
  • 7A–B zeigen ein weiteres Beispiel für eine Sohle 700 gemäß der vorliegenden Erfindung, welche als Zwischensohle umgesetzt werden kann. Die Sohle 700 kann eine Gitterstruktur 710, sowie ein Fersenelement 720 und/oder eine untere Schicht 760 aufweisen. Diese Einheiten können wie in anderen Beispielen erläutert bereitgestellt werden. Außerdem kann die Sohle 700 weitere hierin beschriebene Einheiten aufweisen, welche in 7A–B der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.
  • Die Sohle 700 kann eine oder mehrere Öffnungen 761 aufweisen. Die Öffnungen 761 können an einer unteren Oberfläche der Gitterstruktur 710 angeordnet sein, z. B. um Luftdurchlässigkeit bereitzustellen. Die Öffnungen 761 können als Öffnungen in der unteren Schicht 760 der Gitterstruktur, aber auch anders aufgebaut sein.
  • Die Sohle 700 weist ein oder mehrere bewegliche Elemente 750 auf. Die beweglichen Elemente können zumindest teilweise an einer Unterseite der Sohle 700 angeordnet sein. Beispielsweise können bewegliche Elemente 750 bereitgestellt werden, um eine oder mehrere der Öffnungen 761 abzudecken, wenn sie sich in einer ersten Position befinden (vgl. 7B). Bewegliche Elemente 750 können z. B. durch den Träger in zumindest eine zweite Position bewegt werden (vgl. 7A), in welcher sie zumindest teilweise von einer oder mehreren der Öffnungen 761 entfernt werden. Die erste Position kann sich innerhalb eines Mittelfußbereichs befinden. Die beweglichen Elemente 750 können durch einen Hebel 751, allgemeiner durch ein bewegliches Steuerelement 751, bewegt werden, welches von einer ersten Position in zumindest eine zweite Position bewegt werden kann, sodass die beweglichen Elemente 750 aus der ersten Position in die zumindest eine zweite Position gebracht werden. Das bewegliche Steuerelement kann an einer medialen, lateralen, Vorder- und/oder Hinterseite einer Sohle 700 bereitgestellt werden, sodass ein Träger praktisch darauf Zugriff hat. Durch Bewegung der beweglichen Elemente 750 kann die Atmungsaktivität der Sohle 700 geändert werden. Daher kann die Sohle 700 wiederholt nach Bedarf durch den Träger angepasst werden.
  • Es wird angemerkt, dass die beweglichen Elemente 750 auch ohne Öffnungen 761 bereitgestellt werden können. Beispielsweise könnend die beweglichen Elemente von einer ersten Position, in welcher sie eine größere Fläche abdecken, in eine zweite Position bewegt werden, in welcher sie eine kleinere Fläche abdecken; z. B. können sie sich in der zweiten Position zumindest teilweise überlappen. Außerdem können andere Steuerelemente als das bewegliches Steuerelement 751 bereitgestellt werden, z. B. durch einen Druckknopf usw.
  • Durch ein oder mehrere bewegliche Elemente 750 kann die Atmungsaktivität der Sohle 700, z. B. an ihrer unteren Oberfläche, wiederholbar geändert werden, z. B. zwischen zwei oder mehreren Niveaus, oder fortlaufend. Beispielsweise kann so eine Atmungsaktivität in einem Mittelfußbereich geändert werden.
  • 8 zeigt einen Abschnitt eines weiteren Beispiels für eine Gitterstruktur 800, welche mit den hierin offenbarten Aspekten verwendet werden kann. Die Gitterstruktur 800 weist eine Mehrzahl von Zellelementen auf und kann allgemein wie die zuvor erläuterten Gitterstrukturen ausgeführt werden. Insbesondere kann sie optionale Aspekte der Gitterstrukturen aufweisen, welche zuvor erläutert wurden. 8 dient speziell zur Darstellung, dass allgemein die Dichte der Gitterstruktur in unterschiedlichen Zonen der Gitterstruktur und/oder Zonen der Sohle jeweils variiert werden kann.
  • Gitterstruktur 800 weist eine Zone 820 mit einer durchschnittlichen Dichte auf, die über der Dichte der Gitterstruktur 800 liegt. Die Zone 820 kann an die obere Oberfläche 802 der Gitterstruktur 800 angrenzend angeordnet sein.
  • Optional kann eine Zone 810 der Gitterstruktur 800 mit einer durchschnittlichen Dichte bereitgestellt werden, die unter einer durchschnittlichen Dichte der Gitterstruktur 800 liegt, und die Zone 810 kann an die untere Oberfläche 801 der Gitterstruktur 800 angrenzend angeordnet werden. In anderen Beispielen können die Zone 810 und/oder die Zone 820 anders angeordnet sein.
  • In einigen Beispielen weist die Gitterstruktur 800 eine Mehrzahl von Schichten auf, und die Zone 820 kann eine oder mehrere höchste Schichten der Gitterstruktur 800 aufweisen. Die optionale Zone 810 kann entsprechend eine oder mehrere unterste Schichten der Gitterstruktur 800 aufweisen. In einigen Beispielen kann sich die Zone 820 (und/oder die optional Zone 810) im Wesentlichen entlang der gesamten oberen Oberfläche 820 (und/oder der unteren Oberfläche 802) der Sohle 800 erstrecken.
  • In einigen Beispielen ist die Zone 820 (und/oder die optionale Zone 810) entlang des Umfangs der Sohle 800 angeordnet, z. B. um einen Fersenbereich der Sohle 800 oder um die gesamte Sohle 800 verlaufend. Eine Zone 820, die entlang des Umfangs der Sohle 800 angeordnet ist, kann helfen, selektiv erhöhte Stabilität in diesem Bereich bereitzustellen. Beispielsweise kann Zone 820 bei Kombination von Sohle 800 mit einem Randelement zur Befestigung an einem Oberteil helfen, einen glatten Übergang zwischen dem (üblicherweise durchgehenden) Oberteil und der (üblicherweise) feineren Gitterstruktur 800 bereitzustellen. Die Kräfte können durch eine dichtere, z. B. stärkere, Zone graduell in den inneren und unteren Teil der Gitterstruktur 800 um deren Umfang geleitet werden, sodass das Bruchrisiko verringert wird.
  • Die Gitterstruktur 800 kann eine Mehrzahl von Streben aufweisen, welche eine Mehrzahl von Zellelementen bilden. Die Streben können allgemein lokale Verdickungen an den Verbindungen unterschiedlicher Streben miteinander aufweisen. Außerdem kann die Dicke der Streben innerhalb der Gitterstruktur 800 variieren. Die Dicke der Streben kann allgemein von der unteren Oberfläche 801 der Gitterstruktur 800 zur oberen Oberfläche 802 der Gitterstruktur 800 hin ansteigen.
  • Die Zone 820 kann Streben mit einer durchschnittlichen Dicke aufweisen, die höher ist als eine durchschnittliche Strebendicke der Gitterstruktur 800. Die optionale Zone 810 kann Streben mit einer durchschnittlichen Dicke aufweisen, die geringer ist als eine durchschnittliche Strebendicke der Gitterstruktur 800. Beispielsweise kann die durchschnittliche Dicke von Zone 820 um 10% bis 500%, oder um 20% bis 400%, oder um 30% bis 300% höher sein als eine durchschnittliche Dicke der Gitterstruktur. In anderen Beispielen können andere Bereiche verwendet werden. Die durchschnittliche Dicke von Zone 810 kann entsprechend verringert werden.
  • 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Sohle 900 gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie kann eine Zwischensohle mit einer Gitterstruktur 910 und ein Fersenelement aufweisen, die alle jeweils allgemein aufgebaut sein können wie hierin zuvor erklärt. Außerdem kann die Sohle 900 eine Außensohle 950 aufweisen, welche integral zusammen mit der Gitterstruktur 910 oder separat hergestellt werden kann. Die Sohle 900 kann weiterhin alle weiteren hierin beschriebenen Einheiten aufweisen.
  • Speziell kann die Sohle 900 so aufgebaut sein, dass sie eine Mehrzahl von Bereichen mit unterschiedlicher Funktion bereitstellt. Beispielsweise kann die Gitterstruktur 910 angepasst sein, um optimierte Dämpfungseigenschaften insbesondere in einem Zehenbereich 942 und im Bereich 941, welcher einen Mittelfußbereich aufweist und sich auch um den äußeren Rand des Fersenbereichs erstreckt, bereitzustellen. Die Gitterstruktur 910 kann außerdem optimiert sein, um eine hohe Energierückgabe in einem Vorderfußbereich 921 sowie in einem zentralen Fersenbereich 922 bereitzustellen. Ein medialer Bereich 930 der Gitterstruktur sowie das Fersenelement, welches dreidimensional die Ferse umgreift, kann angepasst werden, um eine optimierte Stabilität der Sohle 900 bereitzustellen. Außerdem kann eine Außensohle 950 bereitgestellt werden, sodass die Bodenhaftung der Sohle 900 optimiert wird. In anderen Beispielen können die verschiedenen Bereiche anderweitig angeordnet werden und/oder andere Bereiche können bereitgestellt werden.
  • Die Gitterstruktur 910 kann, wie hierin erläutert, hinsichtlich verschiedener Aspekte in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich ausgestaltet sein, z. B. in den Bereichen 921, 922, 930, 941, 942, sodass dort unterschiedliche Eigenschaften bereitgestellt werden. Die Sohle kann in diesen Bereichen nach Bedarf optimiert werden. Insbesondere können unterschiedliche Eigenschaften z. B. durch Zellenstellen (oder entsprechende Zellelemente) mit Zellunterbrechungen und/oder Zellenfehlstellen, und/oder durch Verwendung unterschiedlicher Geometrien der Zellelemente an den Zellenstellen bereitgestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (29)

  1. Additiv hergestellte Sohle, insbesondere Zwischensohle, für einen Sportschuh, aufweisend: a. eine Gitterstruktur (110; 210; 310), wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Zellelementen (191; 291; 391, 392) aufweist; b. ein Fersenelement (120; 220; 320), welches die Ferse dreidimensional umgreift; c. einen Basisabschnitt (130; 230; 330), der das Fersenelement und die Gitterstruktur miteinander verbindet, wobei der Basisabschnitt eine Ausdehnung hat, die dazu ausgestaltet ist, mit einer Mehrzahl von benachbarten Zellelementen in Verbindung zu stehen, wobei die Mehrzahl von benachbarten Zellelementen nicht entlang einer Kante der Gitterstruktur positioniert ist.
  2. Sohle gemäß Anspruch 1, wobei eine physikalische Eigenschaft, insbesondere eine Dichte und/oder eine Steifigkeit und/oder eine Luftdurchlässigkeit, der Gitterstruktur (110; 210; 310) von einem Rand der Sohle zu einem Zentrum der Sohle abnimmt.
  3. Sohle gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Geometrie der Zellelemente (191; 291; 391) entlang einer Dicke der Sohle näherungsweise konstant ist.
  4. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die Gitterstruktur (110; 210; 310), das Fersenelement (120; 220; 320) und/oder der Basisabschnitt (130; 230; 330) aus der gleichen Materialklasse hergestellt sind, insbesondere aus Polyetherblockamid oder thermoplastischem Polyurethan.
  5. Additiv hergestellte Sohle, insbesondere Zwischensohle, für einen Sportschuh, aufweisend: a. eine Gitterstruktur (310), wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Zellenstellen (390) aufweist;
  6. wobei eine Mehrzahl der Zellenstellen (390) miteinander verbundene Zellelemente (392) aufweist; c. wobei eine Untermenge der Zellenstellen (390) Zellelemente (391) mit weniger Verbindungen zu zumindest einer benachbarten Zellenstelle als die Mehrheit der Zellenstellen und/oder mit einer Zellenfehlstelle aufweist.
  7. Sohle gemäß Anspruch 5, wobei zumindest eine der Zellenstellen der Untermenge an einer Oberfläche der Gitterstruktur (310) angeordnet ist, insbesondere an einer Kante der Gitterstruktur.
  8. Sohle gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei zumindest eine der Zellenstellen der Untermenge in einem Fersenbereich der Sohle angeordnet ist.
  9. Sohle gemäß einem der Ansprüche 5–7, wobei zumindest eine jedoch nicht mehr als 30 Zellenstellen, die nicht Teil der Untermenge sind, zwischen zwei nächstliegenden Zellenstellen der Untermenge angeordnet sind.
  10. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–8, wobei die Sohle weiterhin ein oder mehrere additiv hergestellte Stabilitätselemente (160; 260, 280) aufweist, insbesondere ein oder mehrere seitliche Stabilitätselemente und/oder ein oder mehrere Torsionsstabilitätselemente (160; 260, 280).
  11. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–9, wobei die Sohle zumindest teilweise mittels Lasersintern hergestellt ist.
  12. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–10, wobei die Sohle ein Polymermaterial aufweist, insbesondere ein Polymermaterial, das aus einem Ozean wiedergewonnen wurde.
  13. Sohle, insbesondere Zwischensohle, für einen Sportschuh, aufweisend: a. eine additiv hergestellte Gitterstruktur (500; 610); b. ein funktionales Element (600), welches separat von der Gitterstruktur hergestellt ist; c. wobei die Gitterstruktur und/oder das funktionale Element zumindest eine Aufnahme (501; 608) aufweist; d. wobei das funktionale Element und die Gitterstruktur über die zumindest eine Aufnahme mechanisch aneinander befestigt sind.
  14. Sohle gemäß Anspruch 12, wobei die Aufnahme ein Rastverbindungselement und/oder ein Schnappverbindungselement (504; 505; 604) aufweist.
  15. Sohle gemäß Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Gitterstruktur ein Polymermaterial aufweist, insbesondere ein Polymermaterial, das aus einem Ozean wiedergewonnen wurde.
  16. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–14, wobei die Gitterstruktur eine Mehrzahl von Gitterschichten aufweist.
  17. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–15, wobei die Gitterstruktur zumindest zwei Bereiche (171–174; 271–275; 921, 922, 930, 941, 942) aufweist, die unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben, insbesondere unterschiedliche Dichten, unterschiedliche Steifigkeit, und/oder unterschiedliche Luftdurchlässigkeit.
  18. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–16, wobei die Gitterstruktur so ausgestaltet ist, dass sie sich im Wesentlichen über den gesamten Fuß erstreckt.
  19. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–17, wobei die Gitterstruktur zumindest ein Zellelement aufweist, das als ein Dodekaeder, insbesondere ein rhombisches Dodekaeder, geformt ist.
  20. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–18, wobei die Gitterstruktur zumindest einen Fluidkanal aufweist, der sich von einer oberen Oberfläche der Gitterstruktur zu einer unteren und/oder seitlichen Oberfläche der Gitterstruktur erstreckt.
  21. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–19, wobei die Gitterstruktur zumindest zwei Zellelemente (491, 492, 493) mit unterschiedlicher Geometrie aufweist.
  22. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–20, wobei die Sohle außerdem ein durchgehendes Randelement (140; 240) aufweist, das mit der Gitterstruktur additiv hergestellt wurde, wobei das durchgehende Randelement entlang eines Rands der Gitterstruktur verläuft.
  23. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–21, wobei die Gitterstruktur einen ersten Bereich (171–174; 271–275) mit einer ersten Mehrzahl von Zellelementen aufweist, die eine erste Geometrie haben, und einen zweiten Bereich (171–174; 271–275) mit einer zweiten Mehrzahl von Zellen, die eine zweite Geometrie haben.
  24. Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–22, wobei die Gitterstruktur zumindest ein bewegliches Element (750, 751) aufweist.
  25. Schuh mit einem Oberteil und einer Sohle gemäß einem der Ansprüche 1–23.
  26. Schuh gemäß Anspruch 24, wobei die Sohle und das Oberteil ohne eine dazwischen liegende Strobelleiste direkt miteinander verbunden sind.
  27. Schuh gemäß Anspruch 24 oder Anspruch 25, rückbezogen auf Anspruch 21, wobei das Oberteil mit dem durchgehenden Randelement (140; 240) verbunden ist.
  28. Schuh gemäß einem der Ansprüche 24–26, wobei das Oberteil ein Garn aufweist, welches ein Polymermaterial beinhaltet, insbesondere ein Polymermaterial, das aus einem Ozean wiedergewonnen wurde.
  29. Schuh gemäß einem der Ansprüche 24–27, wobei das Oberteil und die Sohle die gleiche Materialklasse aufweisen, insbesondere thermoplastisches Polyurethan oder Polyetherblockamid.
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