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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Zwischensohle für einen Schuh, insbesondere einen Bergschuh, wobei die Zwischensohle durch eine eingesetzte Filamentstruktur besondere Festigkeitseigenschaften erhält. Die Erfindung betrifft ebenso einen mit einer entsprechenden Zwischensohle ausgestatteten Bergschuh und seine Herstellung.
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Hintergrund der Erfindung
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Für Schuhe die insbesondere im Bereich des Bergsports verwendet werden, ergibt sich stets das Problem die Faktoren Stabilität, Leichtigkeit, d.h. möglichst geringes Gewicht, sowie Komfort auszubalancieren. Insbesondere im alpinen und hochalpinen Bereich möchten die Anwender steigeisenfeste oder halbsteigeisenfeste Bergschuhe einsetzen. Dabei bringt jede zusätzliche stabilisierende Maßnahme potentiell auch mehr Gewicht an die Füße. Die Schuhe dürfen auch nicht zu steif werden, weil sie dann zusätzlich zum Gewicht nicht angenehm zu tragen sind.
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Entsprechend sind besonders solche Lösungen gefragt, die dem Schuh, also insbesondere dem Bergschuh, im alpinen oder hochalpinen Bereich mehr Stabilität verleihen und dabei möglichst wenig zusätzliches Gewicht produzieren und damit mehr Raum für komfortgebende Strukturen wie z.B. Polyurethan, PU, ermöglichen.
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Beschreibung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zwischensohle, d.h. eine verstärkende Struktur für einen Schuh, insbesondere einen Bergschuh, bereitzustellen, welche dem Schuh eine zusätzliche Stabilität verleiht und dabei gleichzeitig nur ein geringes zusätzliches Gewicht beiträgt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Zwischensohle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung stellt bereit: Eine Zwischensohle für einen Schuh, insbesondere einen Bergschuh, mit einer Ausnehmung und mit einer Filamentstruktur, wobei die Filamentstruktur in die Ausnehmung eingesetzt ist.
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Die Zwischensohle kann auch als Zwischenstruktur oder verstärkende Struktur verstanden werden. Die Ausnehmung kann eine Nut, eine Rille oder ein Kanal oder Kombinationen davon sein.
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Die besondere zusätzliche Stabilität erhält die Zwischensohle durch die darin eingesetzte Filamentstruktur. Die Filamentstruktur verhindert letztlich, dass sich die Sohle zu sehr dehnt, insbesondere beliebig dehnt. Dabei versteht sich eine Filamentstruktur als eine biegsame, stabförmige Faserstruktur oder Speichenstruktur, die beispielsweise geflochten sein kann und die insbesondere erhöhte Zugfestigkeit aufweist.
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In der Zwischensohle wie oben beschrieben kann die Ausnehmung auf der zur Laufsohle zeigenden Seite und zumindest in der zur Fußspitze zeigende Hälfte der Zwischensohle vorgesehen sein.
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Mit der zur Fußspitze zeigende Hälfte der Zwischensohle ist also die vordere Hälfte der Zwischensohle, d.h. der Abrollbereich bzw. der Bereich des Vorderfußes gemeint. Die zur Laufsohle zeigende Seite der Sohle weist vom Fuß weg und zur Laufsohle hin.
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In der Zwischensohle wie oben beschrieben kann die Filamentstruktur ein Fasergeflecht umfassen.
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Eine Filamentstruktur, die aus Fasergeflecht gemacht ist, ist sowohl leicht als auch zugfest und kann auch gestaucht werden.
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Dabei kann das Fasergeflecht der Filamentstruktur aus Kohlefaser oder aus Multifilamentfasern wie z.B. Vectran™ sein. Durch die Verwendung von Kohlefaser oder Multifilamentfasern, etwa Vectran™, können Materialien bereitgestellt werden, die auch bei großen Anforderungen die notwendigen Belastungseigenschaften bereitstellen.
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Die Filamentstruktur kann eine Speiche aus dem Fahrradbereich sein. Die Filamentstruktur kann insbesondere eine Textilspeiche aus dem Fahrradbereich sein. Es versteht sich, dass die Begriffe „Textilspeiche“ und „textile Speiche“ synonym gebraucht werden.
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Eine Filamentstruktur, etwa eine Speiche aus Metall kann einer hohen Zugbelastung standhalten, jedoch kann sie praktisch nicht gestaucht werden. Filamentstrukturen aus Fasergeflecht, also Textilgeflechte, können gestaucht werden und weisen dazu noch eine hohe Zugbelastung auf. Es wird eine Faserstruktur, insbesondere ein Textilgeflecht mit kraftschlüssiger Verbindungsmöglichkeit bereitgestellt. Im Grundzustand ist die Filamentstruktur in der Ausnehmung nur gering gespannt. Somit ermöglicht sie dem Nutzer des Schuhs, etwa dem Bergsportfreund, den Schuh in einem gewissen Rahmen abrollen zu können, wohingegen herkömmliche Bergschuhe sehr steif sein können. Jedoch wird ab einem bestimmten Abrollwinkel die Filamentstruktur die Zwischensohle blockieren, so dass dadurch zusätzliche Festigkeit bereitgestellt werden kann.
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In der Zwischensohle wie oben beschrieben kann die Filamentstruktur an ihren Enden jeweils ein Gewinde aufweisen, insbesondere ein Metallgewinde, wobei auf das Gewinde eine Unterlegscheibe aufsteckbar und eine Mutter aufschraubbar sein kann. Die Endstücke können dabei Metallhülsen sein.
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Dabei kann in der Zwischensohle die Filamentstruktur in der Ausnehmung jeweils an ihren Enden mittels der Unterlegscheibe und der Mutter mit einer vordefinierten Spannung gespannt sein.
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Da die Endstücke der Filamentstruktur jeweils ein Gewinde aufweisen, ist die Spannung der in die Ausnehmung eingesetzten Filamentstruktur über das Anziehen der Mutter auf dem Gewinde stufenlos einstellbar.
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Die Filamentstruktur wird in der Zwischensohle eingesetzt und gespannt. Die Filamentstruktur wird gespannt, indem die Mutter auf das Gewinde der Filamentstruktur aufgeschraubt wird und somit die Filamentstruktur eine Spannung erhält, und zwar vorzugsweise bereits vorab. Somit ist die Flexibilität bzw. ist die Härte der Zwischensohle, also der verstärkenden Struktur, einstellbar. Insbesondere können dadurch ab Werk auch unterschiedliche Spannungen und damit Härten eingestellt werden oder sogar auf Wunsch des Nutzer Spannung vorab eingestellt werden.
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Dabei kann die Unterlegscheibe eine Vierkantscheibe sein. Diese Unterlegscheibe kann formschlüssig in eine entsprechende Ausnehmung aufgenommen werden, wodurch das Risiko eines ungewollten Lösens verringert wird.
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Die Filamentstruktur und die Ausnehmung sind beispielsweise so aufeinander abgestimmt, dass die Ausnehmung die Filamentstruktur aufnehmen kann und wenigstens ein Teil des Gewindes des jeweiligen Endes der Filamentstruktur am jeweiligen Ende der Ausnehmung, also der Verankerung, noch übersteht, so dass Unterlegscheibe und Mutter aufsetzbar bzw. aufschraubbar sind.
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Die Filamentstruktur wird dabei in der Regel einteilig sein. Es ist aber auch möglich, eine Filamentstruktur oder Speichenstruktur zu verwenden, die aus mehreren Teilen, insbesondere aus zwei Teilen besteht.
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In der Zwischensohle kann für eine einteilige Filamentstruktur die Ausnehmung einen U-förmigen Verlauf im Bereich der Fußspitze der Zwischensohle aufweisen.
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Die Zwischensohle, wie oben beschrieben, kann aus thermoplastischem Polyurethan, TPU, geformt sein.
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Dabei kann das TPU hier in erster Linie zur Aufnahme der Filamentstruktur gesehen werden bei ansonsten dünner Struktur der Zwischensohle. Das TPU dient hier in erster Linie der Fixierung und Aufnahme der Filamentstruktur. Die Struktur kann dann mit Polyurethan, PU, eingeschäumt oder überschäumt werden. Das PU schützt dann die eingeschäumte Zwischensohle und damit auch die Filamentstruktur, etwa die Speiche, vor Witterungseinflüssen.
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In der Zwischensohle, wie oben beschrieben, kann die Filamentstruktur in der Ausnehmung durch Klebung und/oder Klemmung und/oder Einschäumen verankert sein.
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Die Zwischensohle, wie oben beschrieben, kann ferner einen Stellmotor mit Batterie umfassen, der drahtlos ansteuerbar ist, insbesondere per Bluetooth®, wobei die Spannung der Filamentstruktur mit Hilfe des Stellmotor einstellbar oder nachregelbar ist.
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Mit Hilfe des Stellmotor kann die Spannung der Filamentstruktur und damit die Härte der Sohle eingestellt oder nachgeregelt werden. Das kann per Bluetooth® bequem über einem App auf einem Smartphone geschehen.
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Die Erfindung stellt ferner bereit: Die Verwendung einer Filamentstruktur, insbesondere einer Speiche, insbesondere einer textilen Fahrradspeiche, für eine Zwischensohle für einen Schuh, insbesondere einen Bergschuh, mit einer Zwischensohle wie oben beschrieben.
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Die Erfindung umfasst ferner einen Schuh, insbesondere Bergschuh, mit einer Zwischensohle wie oben beschrieben, wobei die Zwischensohle auf die Brandsohle geklebt ist und / oder zwischen Brandsohle und Laufsohle angeordnet ist.
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Die Erfindung umfasst ferner das Herstellen eines Schuhs, insbesondere eines Bergschuhs, mit den Schritten: Bereitstellen einer Zwischensohle aus thermoplastischem Polyurethan, TPU, wie oben beschrieben, Einsetzen und Spannen einer Filamentstruktur in die Zwischensohle; Einschäumen oder Überschäumen der Zwischensohle, beispielsweise mit Polyurethan, PU; Aufkleben einer Laufsohle, beispielsweise einer Gummisohle, auf die eingeschäumten Zwischensohle; Bereitstellen eines Schuhschafts; Bereitstellen einer Brandsohle; Aufzwicken des Schuhschafts über die Brandsohle; und Aufkleben des gezwickten Schuhschafts inklusiver der Brandsohle auf die eingeschäumte Zwischensohle.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und verschiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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- 1 illustriert schematisch die Unterseite eines Bestandteils aus thermoplastischem Polyurethan einer Zwischensohle gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2A und 2B illustrieren schematisch eine Filamentstruktur für die Zwischensohle aus 1.
- 3 illustriert die Unterseite der Zwischensohle aus 1 mit eingesetzter Filamentstruktur aus 2A und 2B gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 4 illustriert eine alternative Fixierung der Filamentstruktur in der Zwischensohle aus 2. gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 illustriert eine alternative Ausführungsform zu den 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 6 illustriert eine Aufsicht auf eine Kombination aus den 1 und 2 mit 3 oder 4.
- 7 illustriert eine Seitenansicht der 6.
- 8 illustriert einen Bergschuh gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt einen Bestandteil aus thermoplastischem Polyurethan, TPU, 150 einer Zwischensohle 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zwischensohle 100 und ihr TPU 150 gemäß 1 stellen eine verstärkende Struktur für einen Schuh dar, und zwar insbesondere einen Bergschuh. Im Folgenden wird der Einfachheit halber auch nur von der Zwischensohle gesprochen, wobei der Bestandteil 150 mit gemeint sein soll. Die Zwischensohle 100 verleiht dem Schuh eine zusätzliche Stabilität verleiht und trägt dabei gleichzeitig nur ein geringes zusätzliches Gewicht bei.
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1 zeigt den Bestandteil 150 aus TPU der Zwischensohle 100 in einer Aufsicht. Dabei ist eine Ausnehmung 105 zu sehen, die auf der Unterseite der Zwischensohle vorgesehen ist. Es versteht sich, dass die Darstellung der Ausnehmung 105 in 1 rein beispielhaft und zu illustrativen Zwecken gewählt wurde. Die Ausnehmung 105 kann eine Nut, eine Rille oder ein Kanal oder Kombinationen davon sein. Die Unterseite der Zwischensohle 100 ist die Seite, die bei zusammengebautem Schuh zur Laufsohle zeigt, also weg vom Fuß zeigt. Die Zwischensohle 100 hat eine vordere Hälfte, die zur Fußspitze zeigt. Der vordere Bereich der Zwischensohle 100 ist in der 1 mit 100S bezeichnet. Demgegenüber hat die Zwischensohle 100 einen hinteren Bereich, der zum Fußende, also zum Hackenbereich, zeigt. Dieser hintere Bereich wird in der 1 mit 100H bezeichnet.
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Die gezeigte Ausnehmung 105 ist ausgebildet, eine Filamentstruktur aufzunehmen, die zur Verstärkung der Zwischensohle in die Ausnehmung eingebracht wird. Dieses ist weiter in den nachfolgenden Figuren, 3 - 5 zu sehen.
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In 2A ist eine Filamentstruktur 101 gezeigt. Die Filamentstruktur 101 in 2A umfasst ein Fasergeflecht oder besteht aus einem Fasergeflecht 101F. Das Fasergeflecht 101F kann ein Carbonfasergeflecht sein. Das Fasergeflecht 101F kann ebenso aus Vectran™ bestehen. Derartige Filamentstrukturen aus Fasergeflecht, insbesondere Vectran™, können mit hinreichend großer Präzision hergestellt werden. Insbesondere kann es sich dabei um eine textile Speiche aus dem Fahrradbereich, also um eine Textilspeiche handeln. Die Filamentstruktur 101 aus dem Fasergeflecht 101F kann an ihren jeweiligen Enden Endstücke 101E aufweisen, die ein Schraubgewinde aufweisen. Die Endstücke können dabei Metallhülsen sein. Die Verbindung der Endstücke 101E mit dem Fasergeflecht können dabei hohe Zugkräfte aushalten, beispielsweise können sie bis zu 3000 N Zugkraft aushalten.
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In 2B ist ein entsprechendes Endstück 101 E beispielhaft gezeigt.
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3 zeigt die Unterseite der Struktur mit den Elementen 150 und Zwischensohle 100 aus 1, und zwar mit der Ausnehmung 105. Es versteht sich, dass die Breite bzw. Weite der Ausnehmung 105 derart gestaltet ist, dass die Filamentstruktur 101 darin aufnehmbar ist und im Wesentlichen festsitzt. Die Ausnehmung 105 kann mit einem Hinterschnitt gefertigt werden, damit die Filamentstruktur 101 nicht nach unten aus der Ausnehmung gedrückt werden kann. Die Ausnehmung 105 kann alternativ oder zusätzlich eine Verengung aufweisen, beispielsweise an ihrer zur Laufsohle zeigenden Seite, damit die Filamentstruktur noch zusätzlich gesichert werden kann.
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Die gezeigte Ausnehmung 105 in der 3 hat eine im Wesentlichen U-förmige Form. Es versteht sich, dass die Begriffe U-förmig und u-förmig hier dieselbe Bedeutung haben. D.h. in 3 ist die geschlossene Seite der U-förmigen Form der Ausnehmung 105 im Bereich der Fußspitze 100S der Zwischensohle 100 vorgesehen. Durch die U-förmige Form der Ausnehmung 105 können bei Einsetzen der Filamentstruktur enge Krümmungsradien der Filamentstruktur vermieden werden. Während im Bereich 107 die Führung der Filamentstruktur durch die Ausnehmung im Wesentlichen in Längsrichtung geschieht, also in Richtung auf die Fußspitze, wird im Bereich 109 die Filamentstruktur durch die Ausnehmung umgelenkt. Dabei werden durch den Bereich 109 zu enge / zu kleine Krümmungsradien vermieden. Dadurch wird die Filamentstruktur vor möglichen Knicks geschützt. Dabei ist zu beachten, dass die Filamentstruktur in dem TPU eingesetzt ist. Durch Knicks oder scharfe Ecke und Kanten in der Filamentstruktur können große Kräfte auf das TPU wirken, welches die Filamentstruktur umgibt und hält. Derartige Kräfte sollten zum Schutz des TPU vermieden werden durch Verwendung von einer runden, sanften Führung der Filamentstruktur in der Ausnehmung in dem TPU.
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In der 3 ist explizit die Unterseite der Zwischensohle 100 zu sehen. Die Filamentstruktur wird in der Ausnehmung 105 fixiert also verankert. Die Ausnehmung 105 hat dazu auf ihrer zum Fußende zeigenden Seite jeweils Endbereiche 111, in denen die Filamentstruktur fixiert, also insbesondere verankert werden kann.
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In 3 ist die Filamentstruktur 101 aus 2A und 2B in die Ausnehmung 105 eingesetzt. In 3 ist rein schematisch angedeutet, dass die Filamentstruktur 101 mit ihren jeweiligen Enden 101E im Bereich 111 der Ausnehmung verankert ist. Die Verankerung kann durch geeignete Fixier- bzw. Verankerungselemente geschehen. In 3 sind jeweils beispielhaft eine Unterlegscheibe 101U und eine Mutter 101M an jedem Ende der Ausnehmung 105 und damit an jedem Ende der Filamentstruktur 101 gezeigt. Es versteht sich, dass anstelle der Elemente 101U und 101M auch andere Verankerungs- und/oder Fixierelement verwendet werden können. Die in der Ausnehmung 105 eingesetzte, gespannte und verankerte Filamentstruktur 101 verhindert, dass sich die Zwischensohle 100 zu sehr dehnt. Wenn die Zwischensohle 101 in einem Schuh eingebaut ist, so hat der Nutzer der Schuhe die Möglichkeit, seinen Schuh ein Stück weit abrollen zu können. Durch die Filamentstruktur 101 in der Zwischensohle 100 wird dann ab einem bestimmten Abrollwinkel ein noch stärkeres Abrollen blockiert. Mit anderen Worten: Es gibt also eine Art Grundzustand, wenn der Schuh nicht abrollt. Dann ist die Filamentstruktur 101 nur sehr wenig gespannt. Wenn der Abrollvorgang beginnt, biegt sich der Schuh, die Filamentstruktur 101 kommt auf Spannung und der Schuh wird dadurch härter.
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Mit Hilfe der Elemente 101U und 101 M wird die Filamentstruktur 101 in der Ausnehmung 105 gespannt. Typischerweise wird sie ab Werk vorgespannt, so dass somit die Härte der Zwischensohle 100 ab Werk eingestellt ist.
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Die 4 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform. Die 4 entspricht der 3, nur sind die Elemente 101U und 101M durch eine Fixiermodul 102 ersetzt. Das Fixiermodul 102 kann einen Stellmotor und eine Stromversorgung, z.B. eine Batterie enthalten. Der Stellmotor und die Stromversorgung sind nicht explizit in 4 gezeigt. Das Fixiermodul 102 erlaubt es dem Nutzer dann, die Spannung der Filamentstruktur 101 und damit die Härte des Schuhs nachzuregeln oder individuell einzustellen. Dabei kann der Stellmotor des Fixiermoduls 102 beispielsweise drahtlos, d.h. per Bluetooth®, Signale von einem Sender, etwa einem Smartphone mit einer geeigneten App, empfangen. Somit kann der Nutzer die Härte der Schuhe individuell einstellen. Es versteht sich, dass in 4 zwei Fixiermodule 102 gezeigt sind. Es ist aber ebenso möglich, die Elemente 101U und 101M aus 3 nur einmal zu ersetzen, so dass nur ein Fixiermodul 102 verwendet wird.
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In 5 ist schematisch eine Alternative zu der in den 1, 3 und 4 dargestellten Zwischensohle dargestellt. Wiederum beschreiben gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. In 5 ist für die gezeigte Zwischensohle 100 die Ausnehmung 105 zweiteilig ausgebildet. Ebenso ist die Filamentstruktur 101 zweiteilig ausgebildet. Entsprechend sind im vorderen Bereich der Zwischensohle 101 an ihrer Unterseite zwei weitere Fixierelemente 104 vorgesehen, in denen jeweils die vorderen Enden der Teile der Filamentstruktur 101' eingehängt oder fixiert werden. Damit werden die engen Krümmungsradien für die Filamentstruktur 101 vermieden. Ansonsten hat die Zwischensohle 101 die gleichen Eigenschaften wie die Zwischensohle 100 in den 1, 3 und 4. Es versteht sich, dass die Anzahl der Teile der Filamentstruktur auch mehr als zwei sein können.
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In 6 ist die Zwischensohle 100 aus einer der 1, 3 und 4 dargestellt. Das PU Teil der Zwischensohle ist mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet. Darunter ist eine Laufsohle 160 zu sehen, die beispielsweise aus Gummi sein kann. Diese Laufsohle 160 ist in 7 dargestellt, wobei 7 eine Seitenansicht der 6 ist. Die Profilstollen der Laufsohle 160 sind in dieser Darstellung nicht gezeigt. Die Zwischensohle 100 mit PU-Teil 150 und Laufsohle 160 ist als Element 190 in 6 dargestellt. Die Zwischensohle 100 kann zwischen Brandsohle (nicht gezeigt) und Laufsohle 160 angeordnet sein. Die Zwischensohle kann ebenso auf der Brandsohle aufgeklebt sein. Dabei wird die Zwischensohle 100, bevor sie mit der Brandsohle verklebt wird, eingeschäumt, vgl. Element 150, das beispielsweise aus Polyurethan, PU ist. Damit ist die Zwischensohle mit eingesetzter Filamentstruktur 101 geschützt Wasser etc. Ferner werden dadurch mögliche Geräusche durch Bewegen der Filamentstruktur 101 in der Zwischensohle, etwa Quietschen, vermieden.
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Ein entsprechender Bergschuh, der die Aspekte, die anhand der 1 - 7 erörtert wurden, berücksichtigt, kann also beispielsweise unter Berücksichtigung der folgenden Schritte hergestellt werden. Bereitstellen einer Zwischensohle gemäß einer der 1 - 7, dabei Fertigen, insbesondere Spritzen des TPU-Teils der Zwischensohle, Einlegen und Vorspannen der Filamentstruktur, Einschäumen oder Überschäumen der Zwischensohle, beispielsweise mit Polyurethan, PU; Aufkleben einer Laufsohle, beispielsweise einer Gummisohle, auf die eingeschäumte Zwischensohle, Bereitstellen eines Schuhschafts, Bereitstellen einer Brandsohle, Aufzwicken des Schuhschafts über die Brandsohle, Aufkleben des gezwickten Schuhschafts inklusive der Brandsohle auf die eingeschäumte Zwischensohle.
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In 8 ist schließlich ein Bergschuh 250 mit einem Schuhschaft 200 und dem aus den Figuren 6 und 7 illustrierten Element 190 gezeigt. Der Bergschuh erhält durch die Verwendung der Zwischensohle im Element 190, also durch die Verwendung der Filamentstruktur in der Zwischensohle die Eigenschaften, dass der Fuß im Bergschuh zunächst abrollen kann und dann, gegeben durch die Spannung der Filamentstruktur, das Abrollen blockiert wird.
