DE102016109943A1

DE102016109943A1 - Schuh

Info

Publication number: DE102016109943A1
Application number: DE102016109943.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: WO2017207528A1; DE102016109943B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schuh, insbesondere Sportschuh, mit einem Schuhoberteil und einer Schuhsohle, wobei die Schuhsohle ein oberes Sohlenelement und ein unteres Sohlenelement aufweist, wobei das obere Sohlenelement eine dem unteren Sohlenelement zugewandte erste Oberfläche und das untere Sohlenelement eine dem oberen Sohlenelement zugewandte zweite Oberfläche aufweist, und wobei eine Schuhsohlenebene im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche und/oder zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die Schuhsohle einen Sicherheitsmechanismus aufweist, welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft, die kleiner als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist, die Sohlenelemente miteinander verbindet und welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft, die größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist, die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen löst und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh, mit einem Schuhoberteil und einer Schuhsohle.
Bekannt sind Schuhe, insbesondere Sportschuhe mit einem Schuhoberteil und einer Schuhsohle. Das Schuhoberteil ist an der Schuhsohle befestigt und dient zur Befestigung des Schuhs am Fuß einer Person.
Der Schuh, insbesondere ein Sportschuh, hat die Aufgabe, die Kraft der Bewegungsimpulse der Muskulatur so direkt wie möglich auf den Boden zu übertragen. Der sogenannte Kraftschluss mit Hilfe der Reibung oder der Formschluss mit Hilfe von Profilen, Stollen oder Spikes, ermöglicht es, die Muskelkraft in die Beschleunigung des Körpers umzusetzen. Je besser die Kraftübertragung, desto besser oder effektiver ist die Beschleunigung. In einigen Situationen kann jedoch die gute Kraftübertragung des Schuhs und die gute Bodenhaftung die Verletzungsgefahr fördern, da die Beschleunigungsimpulse die Knochen, Gelenke, Bänder oder Muskeln belasten können. Verletzungen können insbesondere dann auftreten, wenn zusätzliche Einflüsse durch die Bewegung oder Kräfte von außen, beispielsweise Stöße durch andere Personen oder Gegenstände, Richtungswechsel, Reibungswechsel wie beispielsweise Änderungen der Bodeneigenschaften bei nassen Hallenböden oder schlammigen Wegen, Verdrehen oder sonstige Störeinflüsse auftreten. Wenn die Summe aller auftretenden Kräfte die maximale Belastbarkeit der Anatomie der Person übersteigt, hat dies eine Verletzung zur Folge.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Schuh bereitzustellen, mit welchem die Verletzungsgefahr verringert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schuh mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Schuh, insbesondere ein Sportschuh, mit einem Schuhoberteil und einer Schuhsohle zeichnet sich dadurch aus, dass die Schuhsohle ein oberes Sohlenelement und ein unteres Sohlenelement aufweist, wobei das obere Sohlenelement eine dem unteren Sohlenelement zugewandte erste Oberfläche und das untere Sohlenelement eine dem oberen Sohlenelement zugewandte zweite Oberfläche aufweist, und wobei eine Schuhsohlenebene im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche und/oder zu der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die Schuhsohle einen Sicherheitsmechanismus aufweist, welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkende Kraft, die kleiner als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist, einer relativen Bewegung der Sohlenelemente im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene entgegenwirkt und welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft, die größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist, die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen löst und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erlaubt. Der Sicherheitsmechanismus verhindert bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft, die kleiner als eine vordefinierte Haltekraft ist, eine relative Verschiebung der beiden Sohlenelemente parallel zur Schuhsohlenebene. Der Sicherheitsmechanismus setzt somit dann ein, wenn hohe Beschleunigungskräfte wie beispielsweise Stöße, Bremskräfte, Torsionskräfte, Störkräfte oder ähnliches quer zur Längsachse des Körpers der Person auftreten, die die Anatomie des Sportlers gefährden. Dabei zielt der erfindungsgemäße Sicherheitsmechanismus darauf ab, quer zur Längsachse der den Schuh tragenden Person wirkende Kräfte zu begrenzen, da insbesondere diese seitlich wirkenden Kräfte zu schweren Verletzungen führen können. Der erfindungsgemäße Sicherheitsmechanismus zielt darauf ab, dann auszulösen, wenn eine im Wesentlichen quer zur Längsachse der den Schuh tragenden Person wirkende Kraft größer ist als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus. Liegen seitliche Kräfte vor, die größer sind als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus, löst der Sicherheitsmechanismus derart aus, dass er die Verbindung zwischen den beiden Schuhsohlenelementen löst und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erlaubt. Steht beispielsweise eine Person, die einen derartigen Schuh trägt, auf dem Boden und hat mit dem unteren Sohlenelement, welches dem Boden zugewandt ist, eine gute Bodenhaftung und erhält diese Person in diesem Moment einen Stoß seitlich gegen das Knie, sodass auf das Bein und insbesondere den im Schuh befestigten Fuß eine Kraft wirkt, die größer ist als die vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus, wird durch den Sicherheitsmechanismus die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen gelöst. Dadurch wird es ermöglicht, dass das obere Sohlenelement, welches mit dem Schuhoberteil und damit mit dem Fuß der den Schuh tragenden Person verbunden ist, gegen das untere Sohlenelement, welches die Bodenhaftung aufweist, parallel zur Schuhsohlenebene gegeneinander verschoben werden kann, sodass die auf das Bein bei dem seitlichen Stoß wirkende Kraft begrenzt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Sicherheitsmechanismus mindestens einen Vorsprung, welcher vorzugsweise an einem der beiden Sohlenelemente angeordnet ist, und mindestens eine Ausnehmung auf, in welche der Vorsprung, insbesondere durch die vordefinierte Kraft belastet, eingreift und welche vorzugsweise an dem anderen der beiden Sohlenelemente angeordnet ist. Der Vorsprung kann mit der Ausnehmung insbesondere einen Formschluss zwischen den beiden Sohlenelementen bilden und ermöglichen, dass bei normaler Belastung keine Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene möglich ist. Nur wenn die parallel zur Schuhsohlenebene wirkende Kraft größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist, kann der Vorsprung aus der Ausnehmung herausgeschoben werden, beispielsweise durch Verformung des Vorsprungs oder durch Bewegung des Vorsprungs senkrecht zur Schuhsohlenebene gegen eine federnde Kraft, und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erfolgen.
Vorteilhafterweise weist der Vorsprung einen Abschnitt auf, der als Teil einer Kugel, insbesondere als Halbkugel, ausgebildet ist. Dies ermöglicht ein Auslösen des Sicherheitsmechanismus bei aus beliebiger Richtung parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kräften, da der Vorsprung in der Schuhsohlenebene rotationssymmetrisch zu einer Achse senkrecht zur Schuhsohlenebene ausgestaltet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung durch ein federndes Element belastet, beispielsweise durch ein Federelement federbelastet, in die Ausnehmung eingreift, um einen sicheren Sitz des Vorsprungs in der Ausnehmung zu ermöglichen. Durch das federnde Element wird insbesondere eine Einstellung der vordefinierten Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ermöglicht.
Insbesondere, wenn wie in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das federnde Element auswechselbar angeordnet ist, kann die vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus auf besonders einfache Art eingestellt werden. Eine Einstellung der vordefinierten Haltekraft ist insbesondere deshalb wünschenswert, um den Sicherheitsmechanismus auf die Anatomie der den Schuh tragenden Person, beispielsweise deren Gewicht, deren Physis, d. h. deren Stabilität des Gelenks- und Knochenbaus, und/oder deren Athletik abstimmen zu können.
Vorteilhafterweise ist der Vorsprung aus einem verformbaren Material, vorzugsweise elastisch und besonders bevorzugt reversibel verformbaren Material, gefertigt. Die Verformung tritt insbesondere dann auf, wenn eine parallel zur Schuhsohlenebene wirkende Kraft größer ist als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus, und ermöglicht die Freigabe des Vorsprungs aus der Ausnehmung.
Vorteilhafterweise ist der Vorsprung auswechselbar angeordnet, was eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der vordefinierten Haltekraft ermöglicht.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Sicherheitsmechanismus mindestens ein Verbindungselement, welches vorzugsweise elastisch ausgebildet ist, aufweist, welches mit dem oberen Sohlenelement und dem unteren Sohlenelement verbunden ist. Durch das Verbindungselement können die beiden Sohlenelemente aneinander gehalten werden, solange die resultierenden Kräfte die vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus nicht übersteigen. Das Verbindungselement kann derart ausgebildet sein, dass es zerstört wird, wenn die resultierenden Kräfte die vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus übersteigen. Alternativ kann das Verbindungselement elastisch ausgebildet sein. Dies könnte den Vorteil aufweisen, dass die Bewegung der beiden Sohlenelemente gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene im Falle der Auslösung des Sicherheitsmechanismus durch das elastische Verbindungselement vorteilhafterweise gedämpft werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement als elastisches Band, insbesondere als schnurförmiges Band, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende ausgebildet, wobei das erste Ende an dem oberen Sohlenelement und das zweite Ende an dem unteren Sohlenelement angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind zwischen den beiden Sohlenelementen mehrere derartige Verbindungselemente angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Verbindungselement als elastisches Band, insbesondere als Flachband, mit einer ersten Längskante und einer zweiten Längskante ausgebildet, wobei die erste Längskante an dem oberen Sohlenelement die zweite Längskante an dem unteren Sohlenelement angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind zwischen den beiden Sohlenelementen mehrere derartige Verbindungselemente angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement als um die beiden Sohlenelemente abschnittsweise oder vollständig umlaufende Umfassung ausgebildet. Die Umfassung kann beim parallelen Verschieben der beiden Sohlenelemente ausweichen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die vordefinierte Haltekraft variabel einstellbar, um den Sicherheitsmechanismus optimal auf die den Schuh tragende Person, insbesondere deren Gewicht, Physis oder Athletik, einstellen zu können.
Vorzugsweise sind die Sohlenelemente aus einem elastischen Material gefertigt, um beim Laufen mit dem Schuh eine gute Dämpfung erreichen zu können. Das Material kann im Hinblick auf die Dämpfungseigenschaften der Sportart entsprechend gewählt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Sohlenelemente sich im Wesentlichen über die gesamte Länge und die gesamte Breite der Schuhsohle erstrecken, sodass sich vorteilhafterweise eine mindestens zweilagige Schuhsohle ergibt.
Vorzugsweise ist das obere Sohlenelement mit dem Schuhoberteil verbunden und das untere Sohlenelement weist eine Bodenkontaktfläche auf oder ist mit einer Bodenkontaktfläche verbunden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:
1a eine Seitenansicht eines Schuhs und einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer Kraft, welche kleiner ist als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus,
1b die Darstellung des Ausschnitts der Schuhsohle gemäß 1a bei einer Kraft, die eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus gerade übersteigt,
1c die Darstellung des Ausschnitts der Schuhsohle gemäß 1a, bei welcher die Kraft größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist,
2a eine Seitenansicht eines Schuhs und einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer Kraft, welche kleiner ist als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus,
2b die Darstellung des Ausschnitts der Schuhsohle gemäß 2a bei einer Kraft, die eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus gerade übersteigt,
2c die Darstellung des Ausschnitts der Schuhsohle gemäß 2a bei einer Kraft, die wesentlich größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus ist,
3 eine schematische Darstellung der Anordnung mehrerer Sicherheitsmechanismen in einer erfindungsgemäßen Schuhsohle,
4a eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schuhsohle mit mehreren elastischen Verbindungselementen,
4b einen Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 4a,
4c einen weiteren Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 4a,
5a eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schuhsohle mit mehreren Verbindungselementen,
5b einen Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 5a,
5c einen weiteren Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 5a,
6a eine schematische Darstellung von horizontal auf eine Schuhsohle wirkenden Kräften, wobei die Schuhsohle von oben betrachtet wird,
6b eine schematische Darstellung von auf den Sicherheitsmechanismus wirkenden Kräften bei einer resultierenden Kraft, welche etwa Null ist,
6c eine schematische Darstellung von auf den Sicherheitsmechanismus wirkenden Kräften bei einer resultierenden Kraft, welche größer als Null, aber kleiner als die vordefinierte Haltekraft ist,
6d eine schematische Darstellung von auf den Sicherheitsmechanismus wirkenden Kräften bei einer resultierenden Kraft, welche größer als die vordefinierte Haltekraft ist,
6e eine Darstellung der Abhängigkeit der Kraft vom Weg für Materialien mit verschiedenen Federkonstanten,
7a eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schuhsohle mit einem Verbindungselement,
7b einen Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 7a,
7c einen weiteren Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 7a,
8a eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schuhsohle mit mehreren Verbindungselementen,
8b einen Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 8a,
8c einen weiteren Schnitt durch die Schuhsohle gemäß 8a,
9a einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer geringen auf die Schuhsohle wirkenden Gewichtskraft,
9b den Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle gemäß 9a bei einer hohen auf die Schuhsohle wirkenden Gewichtskraft,
9c eine Ausschnittvergrößerung aus 9b,
9d einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer geringen auf die Schuhsohle wirkenden Gewichtskraft,
9e einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer hohen auf die Schuhsohle wirkenden Gewichtskraft,
9f eine Ausschnittvergrößerung aus 9e,
9g eine schematische Darstellung der auf die Schuhsohle wirkenden Gewichtskraft einer laufenden Person,
10 eine Seitenansicht eines Schuhs und einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer Kraft, welche eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus gerade übersteigt und
11 eine Seitenansicht eines Schuhs und einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schuhsohle bei einer Kraft, welche eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus gerade übersteigt.
1a zeigt eine Seitenansicht eines Schuhs 10 mit einem Schuhoberteil 12 und einer Schuhsohle 14 sowie eine Ausschnittvergrößerung in schematischer Darstellung aus der Schuhsohle 14. Die Schuhsohle 14 weist ein oberes Sohlenelement 20 und ein unteres Sohlenelement 30 auf. Die Sohlenelemente 20, 30 erstrecken sich dabei vorzugsweise über jeweils die gesamte Länge und die gesamte Breite der Schuhsohle 14, so dass sich eine Lagenstruktur der Schuhsohle 14 ergibt. In Ausführungsformen sind weitere Sohlenelemente, die weitere Lagen bilden, möglich.
Das obere Sohlenelement 20 weist eine erste Oberfläche 21 auf, welche dem unteren Sohlenelement 30 zugewandt ist. Das untere Sohlenelement 30 weist eine zweite Oberfläche 32 auf, welche dem oberen Sohlenelement 20 zugewandt ist. Eine Schuhsohlenebene verläuft im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche 21 und/oder der zweiten Oberfläche 32. Steht der Schuh 10 auf ebenem Boden, verläuft die Schuhsohlenebene insbesondere im Wesentlichen horizontal.
Das obere Sohlenelement 20 und/oder das untere Sohlenelement 30 können aus elastischem Material gefertigt sein.
6a zeigt eine schematische Darstellung von horizontal auf die Schuhsohle 14 wirkenden Kräften, wobei die Schuhsohle 14 von oben betrachtet wird. In Längsrichtung der Schuhsohle 14 wirken Kraftvektoren normaler Beschleunigungs- oder Bremsbewegungen, von welchen einer beispielhaft mit F_a1 bezeichnet ist. Zusätzlich können in der Horizontalen seitliche Kräfte wirken, welche Beschleunigungs- oder Bremsbewegungen überlagern. Bespielhaft sind dazu die Kräfte F_a2 und F_a3 dargestellt. Mit F_z ist die Summe aller Beschleunigungskräfte, das heißt die resultierende Kraft, in horizontaler Richtung bezeichnet. F_Z* bezeichnet die resultierende Kraft in vertikaler Richtung.
Wie in den 1a bis 1c erkennbar, ist zwischen den beiden Sohlenelementen 20, 30 ein Sicherheitsmechanismus 40 angeordnet, welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft F_z, die kleiner als eine vordefinierte Haltekraft ist, die Sohlenelemente 20, 30 gegen eine relative Verschiebung in der Schuhsohlenebene sichert und welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft F_z, die größer als eine vordefinierte Haltekraft der Sicherheitsmechanismus 40 ist, die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen 20, 30 löst und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente 20, 30 gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erlaubt.
Bei dem in den 1a bis 1c dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Sicherheitsmechanismus 40 wenigstens einen Vorsprung 41 und wenigstens eine Ausnehmung 42 auf, in welche der Vorsprung 41 insbesondere durch eine Vorspannkraft F_V belastet eingreift. Der Vorsprung 41 ist an einem der beiden Sohlenelemente 20, 30, im dargestellten Ausführungsbeispiel an dem unteren Sohlenelement 30, insbesondere an der zweiten Oberfläche 32 des unteren Sohlenelements 30, angeordnet, während die Ausnehmung 42 an dem anderen der Sohlenelemente 20, 30, im dargestellten Ausführungsbeispiel in dem oberen Sohlenelement 20, insbesondere in der ersten Oberfläche 21 des oberen Sohlenelements 20, angeordnet ist.
Die Sohlenelemente 20, 30 können auch mehrere Vorsprünge 41 und mehrere entsprechende Ausnehmungen 42 aufweisen. Insbesondere müssen dabei nicht sämtliche Vorsprünge 41 an einem der Sohlenelemente 20, 30 und sämtliche Ausnehmungen 42 an dem anderen der beiden Sohlenelemente 20, 30 angeordnet sein. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Verteilung von mehreren Vorsprüngen 41 und entsprechenden Ausnehmungen 42 in der Schuhsohle 14.
Der Vorsprung 41 greift vorzugsweise formschlüssig in die Ausnehmung 42 ein. Insbesondere kann der Vorsprung 41 einen Abschnitt 41a aufweisen, der als Teil einer Kugel, insbesondere als Halbkugel, ausgebildet ist. Die Ausnehmung 42 kann eine dem Vorsprung 41 entsprechende Geometrie aufweisen.
Bei einer parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft F_z, die kleiner ist als eine vordefinierte Haltekraft, wird bei dem in den 1a bis 1c dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Eingriff des Vorsprungs 41 in die Ausnehmung 42 eine Bewegung der beiden Sohlenelemente 20, 30 relativ zueinander parallel zur Schuhsohlenebene verhindert. Eine schematische Darstellung der auf den Sicherheitsmechanismus 40 wirkenden Kräfte ist in den 6b bis 6d dargestellt. F_Rmax ist dabei die Reibungskraft zwischen der Ausnehmung 42 und dem Vorsprung 41. Die resultierende Kraft F_Z* in vertikaler Richtung ist dabei Null und insbesondere kleiner als die Vorspannkraft F_V.
Ist die resultierende Kraft F_z größer als die vordefinierte Haltekraft, und insbesondere die in vertikaler Richtung wirkende resultierende Kraft F_Z* größer als die Vorspannkraft F_V, kann dadurch der Vorsprung 41 aus der Ausnehmung 42 gedrückt werden und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente 20, 30 relativ zueinander parallel zur Schuhsohlenebene erfolgen (vgl. 1b und 1c sowie 6c und 6d).
Bei dem in den 1a bis 1c dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Vorsprung 41 durch ein federndes Element, beispielsweise ein Federelement 41b, belastet vorgespannt. Dadurch wird der Vorsprung 41 in die Ausnehmung 42 gedrückt.
Ist die resultierende Kraft F_z größer als die vordefinierte Haltekraft, wird der Vorsprung 41 gegen die Kraft des Federelements 41b aus der Ausnehmung 42 herausgedrückt (vergleiche 1c).
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches in den 2a bis 2c dargestellt ist, ist der Vorsprung 41 aus einem verformbaren Material gefertigt, welches sich bei einer resultierenden Kraft F_z, welche größer ist als eine vordefinierte Haltekraft, derart verformt, dass der Vorsprung 41 aus der Ausnehmung 42 herausgedrückt wird und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente 20, 30 relativ zueinander parallel zur Schuhsohlenebene ermöglicht wird. Dabei ist dann insbesondere die in vertikaler Richtung wirkenden resultierende Kraft F_Z* größer als die Vorspannkraft F_V (vgl. 2b und 2c bzw. 6c und 6d).
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel, welches in 10 dargestellt ist, ist der Vorsprung 41 als Teil einer Kugel, insbesondere als Halbkugel, ausgebildet, während die Ausnehmung 42 kegelförmig ausgebildet ist. In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel, welches in 11 dargestellt ist, ist sowohl der Vorsprung 41 als auch die Ausnehmung zumindest abschnittsweise kegelförmig ausgebildet.
Damit die beiden Sohlenelemente 20, 30 in dem Fall, dass die resultierende Kräfte kleiner als die vordefinierte Haltekraft ist, aneinander anliegen und der Sicherheitsmechanismus 40 nicht auslöst, sind die beiden Sohlenelemente 20, 30 in einer Ausführungsform durch wenigstens ein Verbindungselement 45 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 45 kann derart ausgebildet sein, dass es bei Überschreiben der vordefinierten Haltekraft zerstört wird, um die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen 20, 30 zu lösen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verbindungselement 45 elastisch ausgebildet.
Das Verbindungselement 45 kann beispielsweise, wie in den 4a, 4b und 4c dargestellt, als elastisches Band, welches beispielsweise schnurförmig ausgebildet ist, mit einem ersten Ende 45a und einem zweiten Ende 45b ausgebildet sein, wobei das erste Ende 45a an dem oberen Sohlenelement 20 und das zweite Ende 45b an dem unteren Sohlenelement 30 angeordnet ist. Insbesondere ist das Verbindungselement 45 im Wesentlichen senkrecht zur Schuhsohlenebene angeordnet. Vorteilhafterweise sind mehrere Verbindungselemente 45 über die gesamte erste Oberfläche 21 des oberen Sohlenelement 20 und zweite Oberfläche 32 des unteren Sohlenelements 30 verteilt angeordnet (vergleiche insbesondere 4a).
In einer alternativen Ausführungsform, welche in den 5a, 5b und 5c dargestellt ist, kann das Verbindungselement 45 als elastisches Band, insbesondere als Flachband, ausgebildet sein, welches eine erste Längskante 45a‘ und eine zweite Längskante 45b‘ aufweist, wobei die erste Längskante 45a‘ an dem oberen Sohlenelement 20 und die zweite Längskante 45b‘ an dem unteren Sohlenelement 30 angeordnet ist. Wie insbesondere 5a zu entnehmen ist, können mehrere Verbindungselemente 45 zwischen den beiden Sohlenelementen 20, 30 angeordnet sein, welche beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Das Verbindungselement kann auch als um die beiden Sohlenelemente 20, 30 vollständig umlaufende Umfassung 47 (vgl. 7) oder als mehrteilige abschnittsweise umlaufende Umfassung 48 (vgl. 8) ausgebildet sein.
In den 4 und 5 sowie 7 und 8 sind lediglich die Verbindungselemente 45, 47, 48 dargestellt. Zur besseren Übersicht wurden die Vorsprünge und Ausnehmungen in diesen Figuren nicht dargestellt.
Die Verbindungselemente 45, 47, 48 bewirken, dass bei normaler Belastung die beiden Sohlenelemente 20, 30 aneinander anliegen. Überschreitet die resultierende Kraft die vordefinierte Haltekraft, löst der Sicherheitsmechanismus 40 derart aus, dass eine Bewegung der beiden Sohlenelemente 20, 30 relativ zueinander parallel zur Schuhsohlenebene auftreten kann. Die Verbindungselemente 45, 47, 48 können dabei irreversibel zerstört werden. Alternativ können die Verbindungselemente 45, 47, 48 elastisch ausgestaltet sein. In diesem Fall können die elastische Verbindungselemente 45, 47, 48 diese relative Bewegung dämpfen oder bremsen und die beiden Sohlenelemente in die ursprüngliche Position zurückführen.
Die vordefinierte Haltekraft kann durch die Form und Anzahl der Vorsprünge 41 und der entsprechenden Ausnehmungen 42, durch die Vorspannkraft des Federelements 41b bei den in den 1a bis 1c, 10 oder 11 dargestellten Ausführungsbeispielen und/oder durch die Materialwahl des Vorsprungs 41 bei dem in den 2a bis 2c dargestellten beeinflusst werden.
6e zeigt schematisch die Abhängigkeit der Kraft von dem Weg bei verschiedenen Federkonstanten 1, 2, 3 und 4. Bei der mit 4 gekennzeichneten Kurve ist das Material ein Luftpolster, bei den mit 1, 2 und 3 gekennzeichneten Kurven weisen die Materialien jeweils eine konstante Federkonstante auf. Dabei weist das Material der mit 1 gekennzeichneten Kurve die größte Federkonstante auf, während das Material der mit 3 gekennzeichneten Kurve die kleinste Federkonstante aufweist. Die Vorspannkraft F_V ist abhängig von der Einbauhöhe S_V. In der Regel wird das federnde Material beim Einbau in die Schuhsohle 14 etwas zusammengedrückt. Der schraffierte Bereich in 6e markiert den Arbeitsbereich, S_F markiert den Federweg des federnden Materials.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die vordefinierte Haltekraft direkt an dem Schuh 10 einstellbar und kann somit an das Gewicht, die Physis und die Athletik der den Schuh tragenden Person angepasst werden. Alternativ kann der Schuh 10 auch mit unterschiedlichen vordefinierten Haltekräften produziert und vertrieben werden. Die Anpassung der vordefinierten Haltekraft an die den Schuh tragende Person ist jedoch vorteilhaft, da sich beispielsweise das Gewicht, die Physis oder die Athletik der Person auch ändern können und bei einer einstellbaren vordefinierten Haltekraft eine Anpassung des Schuhs 10 an die Veränderungen möglich wird.
Um die vordefinierte Haltekraft direkt am Schuh 10 einstellen zu können, ist beispielsweise eine Variation der Vorspannkraft F_V direkt an dem Schuh 10 möglich. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, das Federelement 41b auszutauschen und ein Federelement 41b mit der gewünschten Federkraft einzusetzen. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Vorsprung 41 selbst auswechselbar in der Schuhsohle 14 angeordnet sein, was es ermöglicht, beispielsweise Vorsprünge 41 aus verschiedenen Materialien, beispielsweise mit unterschiedlicher Federwirkung und Eigenschaft wie beispielsweise aus Schaumstoff oder aus Gummi, in die Schuhsohle 14 einzusetzen. Schließlich können alternativ oder zusätzlich auch die elastischen Verbindungselemente 45 auswechselbar ausgestaltet sein.
Die vordefinierte Haltekraft ist idealerweise so gewählt, dass die üblicherweise auftretenden resultierenden Kräfte, welche bei Beschleunigen oder Bremsen beim Laufen oder Rennen auftreten, kleiner sind als die vordefinierte Haltekraft. Die vordefinierte Haltekraft sollte so gewählt werden, dass die resultierende Kraft, welche sich ergibt, wenn der durch die üblichen Beschleunigungs- oder Bremsbewegungen erzeugten Kraft weitere Kräfte überlagert werden, beispielsweise durch Schläge gegen das Bein, veränderte Bodenoberflächeneigenschaften, Drehbewegungen oder Zusammenstoß mit anderen Personen, dann größer ist als die vordefinierte Haltekraft, wenn durch diese resultierende Kraft die Anatomie der den Schuh tragenden Person gefährdet werden könnte.
Beim Gehen oder Laufen erfährt die Schuhsohle 14 in der Regel bei Belastung mit einer Gewichtskraft FG eine Stauchung in vertikaler Richtung. Zwischen dem oberen Sohlenelement 20 und dem unteren Sohlenelement 30 kann ein Zwischensohlenelement 50 angeordnet sein, welches bei Belastung eine größere Stauchung erfährt als die Sohlenelemente 20, 30. In den 9a, 9b und 9c ist eine derartige Schuhsohle 14 mit einem Zwischensohlenelement 50 ausschnittsweise dargestellt. 9g zeigt schematisch, dass beim Laufen eine Person 60 zeitweise mit beiden Beinen vom Boden abhebt (linke Darstellung in 9g), so dass die auf die Schuhsohle 14 wirkende Gewichtskraft F_G Null ist. Setzt die Person 60 mit einem Fuß auf, ist die auf die Schuhwohle 14 wirkende Gewichtskraft F_G zunächst klein, beim Abrollen über den Fuß wirkt zwischenzeitlich die volle Gewichtskraft F_G (dritte Darstellung von links in 9g), bis die wirkende Gewichtskraft F_G wieder abnimmt und, sobald die laufende Person wieder mit beiden Beinen vom Boden abhebt, wieder zu Null wird.
9a zeigt den Ausschnitt der Schuhsohle 14 im unbelasteten Zustand, d. h. während die laufende Person 60 mit beiden Beinen vom Boden abhebt, während 9b den Ausschnitt der Schuhsohle 14 im mit einer Gewichtskraft F_G belasteten Zustand zeigt. Erkennbar ist, dass das Zwischensohlenelement 50 bei Belastung seine Dicke, d. h. seine Ausdehnung in vertikaler Richtung, ändert.
Um sicherstellen zu können, dass auch bei variabler Dicke der Schuhsohle 14 oder eines der Sohlenelemente 20, 30 oder des Zwischensohlenelements 50 der Sicherheitsmechanismus 40 nur dann auslöst, wenn die resultierende Kraft F_Z größer ist als die vordefinierte Haltekraft, ist in einer Ausführungsform der Sicherheitsmechanismus 40 derart ausgebildet, dass er die Stauchung der Schuhsohle 14 berücksichtigt. In den 9a, 9b und 9c ist dazu eine erste Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Vorsprung 41 nicht direkt an dem unteren Sohlenelement 30 oder dem Zwischensohlenelement 50 angeordnet ist, sondern in einer Halterung 70 angeordnet ist, welche beispielsweise becherartig angeordnet ist, und welche radial auskragende Vorsprünge oder einen umlaufenden Rand 71 aufweist, die oder der auf der dem oberen Sohlenelement 20 zugewandten Oberfläche aufliegen bzw. aufliegt. Das den Vorsprung 41 beaufschlagende federnde Element ist in der Halterung 70 angeordnet. Die Halterung 70 ist in einer Ausnehmung 72 des Zwischensohlenelements 50 oder alternativ in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch des unteren Sohlenelements 30 angeordnet. Die Länge der Halterung 70 ist dabei geringer als die Dicke des Zwischensohlenelements 50 oder ggfs. des unteren Sohlenelements 30 in gestauchtem Zustand. Die Halterung 70 stellt sicher, dass der Vorsprung 41 unabhängig davon, ob eine Stauchung der Schuhsohle 14 oder eines Teils der Schuhsohle 14 auftritt, in die Ausnehmung 42 des oberen Sohlenelements 20 eingreift. Dadurch, dass die Halterung aber dem Zwischensohlenelement 50 oder alternativ auch dem unteren Sohlenelement 30 zugeordnet ist, löst der Sicherheitsmechanismus 40 wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen aus.
Bei dem in den 9d, 9e und 9f dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Stauchung der Schuhsohle 14 dadurch berücksichtigt, dass bei Stauchung des Zwischensohlenelements 50 und/oder des unteren Sohlenelements 30 das federnde Element ebenfalls gestaucht wird, wodurch sich in Abhängigkeit von der Stauchung die Vorspannkraft F_V ändert.
Bezugszeichenliste

10: Schuh
12: Schuhoberteil
14: Schuhsohle
20: oberes Sohlenelement
21: erste Oberfläche
30: unteres Sohlenelement
32: zweite Oberfläche
40: Sicherheitsmechanismus
41: Vorsprung
41a: Abschnitt
41b: Federelement
42: Ausnehmung
45: Verbindungselement
45a: erstes Ende
45b: zweites Ende
45a‘: erste Längskante
45b‘: zweite Längskante
47: Verbindungselement
48: Verbindungselement
50: Zwischensohlenelement
60: Person
70: Halterung
71: Rand
72: Ausnehmung
F_a1: Kraft
F_a2: Kraft
F_a3: Kraft
F_Z: resultierende Kraft
F_Z*: resultierende Kraft
F_G: Gewichtskraft
F_V: Vorspannkraft
F_Rmax: Reibungskraft
S_F: Federweg
S_V: Einbauhöhe

Claims

Schuh (10), insbesondere Sportschuh, mit einem Schuhoberteil (12) und einer Schuhsohle (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Schuhsohle (14) ein oberes Sohlenelement (20) und ein unteres Sohlenelement (30) aufweist, wobei das obere Sohlenelement (20) eine dem unteren Sohlenelement (30) zugewandte erste Oberfläche (21) und das untere Sohlenelement (30) eine dem oberen Sohlenelement (20) zugewandte zweite Oberfläche (30) aufweist, und wobei eine Schuhsohlenebene im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche (21) und/oder zweiten Oberfläche (32) angeordnet ist, wobei die Schuhsohle (14) einen Sicherheitsmechanismus (40) aufweist, welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene wirkenden Kraft (F_Z), die kleiner als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus (40) ist, einer relativen Bewegung der Sohlenelemente (20, 30) parallel zur Schuhsohlenebene entgegenwirkt und welcher bei einer im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene (20, 30) wirkenden Kraft (F_Z), die größer als eine vordefinierte Haltekraft des Sicherheitsmechanismus (40) ist, die Verbindung zwischen den beiden Sohlenelementen (20, 30) löst und eine Bewegung der beiden Sohlenelemente (20, 30) gegeneinander im Wesentlichen parallel zur Schuhsohlenebene erlaubt.
Schuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsmechanismus (40) mindestens einen Vorsprung (41), welcher vorzugsweise an einem der beiden Sohlenelemente (30) angeordnet ist, und mindestens eine Ausnehmung (42) aufweist, in welche der Vorsprung (41) insbesondere durch die vordefinierte Haltekraft belastet eingreift und welche vorzugsweise an dem anderen der beiden Sohlenelemente (20) angeordnet ist.
Schuh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) formschlüssig in die Ausnehmung (42) eingreift.
Schuh nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) einen Abschnitt (41a) aufweist, der als Teil einer Kugel, insbesondere als Halbkugel, ausgebildet ist.
Schuh nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) durch ein federndes Element belastet, vorzugsweise durch ein Federelement (41b) federbelastet, in die Ausnehmung (42) eingreift.
Schuh nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element auswechselbar angeordnet ist.
Schuh nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) aus einem verformbaren Material gefertigt ist.
Schuh nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) auswechselbar angeordnet ist.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsmechanismus (40) mindestens ein Verbindungselement (45), welches vorzugsweise elastisch ausgebildet ist, aufweist, welches mit dem oberen Sohlenelement (20) und dem unteren Sohlenelement (30) verbunden ist.
Schuh nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (45) als um die beiden Sohlenelemente (20, 30) abschnittsweise oder vollständig umlaufende Umfassung ausgebildet ist.
Schuh nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (45) als elastisches Band mit einem ersten Ende (45a) und einem zweiten Ende (45b) ausgebildet ist, wobei das erste Ende (45a) an dem oberen Sohlenelement (20) und das zweite Ende (45b) an dem unteren Sohlenelement (30) angeordnet ist.
Schuh nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (45) als elastisches Band mit einer ersten Längskante (45a‘) und einer zweiten Längskante (45b‘) ausgebildet ist, wobei die erste Längskante (45a‘) an dem oberen Sohlenelement (20) und die zweite Längskante (45b‘) an dem unteren Sohlenelement (30) angeordnet ist.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Haltekraft variabel einstellbar ist.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlenelemente (20, 30) aus einem elastischen Material gefertigt sind.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlenelemente (20, 30) sich im Wesentlichen über die gesamte Länge und die gesamte Breite der Schuhsohle (14) erstrecken.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Sohlenelement (20) mit dem Schuhoberteil (12) verbunden ist und das untere Sohlenelement (30) eine Bodenkontaktfläche aufweist oder mit einer Bodenkontaktfläche verbunden ist.