DE10212862C1

DE10212862C1 - Schuhsohle und Schuh

Info

Publication number: DE10212862C1
Application number: DE10212862A
Authority: DE
Inventors: Robert J Lucas; Allen W Van Noy; Stephen Michael Vincent; Christian Tresser
Original assignee: Adidas International Marketing BV
Current assignee: Adidas International Marketing BV
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2022-03-23
Also published as: US6920705B2; US20030208929A1; JP2004033739A; EP1346655B1; EP1346655A1; DE60307344D1; JP3990308B2; DE60307344T2; ATE335417T1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schuhsohle, insbesondere für einen Sportschuh, mit einer ersten Lastverteilungsplatte (100), die im Vorderfußbereich der Schuhsohle angeordnet ist und mit zumindest einem lateralen (110, 112) und einem medialen (111, 113) Verformungselement, wobei das lateriale und das mediale Verformungselement mit einem Abstand (120) voneinander unterhalb der ersten Lastverteilungsplatte (100) angeordnet sind, um sich bei Belastung der Schuhsohle unabhängig voneinander zu verformen. DOLLAR A Vorzugsweise ist zusätzlich eine zweite Lastverteilungsplatte (10) im Fersenbereich der Schuhsohle angeordnet mit zumindest einem unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeordnetem Dämpfungselement (20), das das Dämpfungsverhalten der Schuhsohle beim ersten Bodenkontakt mit der Ferse bestimmt und mit zumindest einem unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte (10) angeordneten Führungselement (21, 22) mit Materialeigenschaften, die den Fuß nach dem ersten Bodenkontakt in eine neutrale Position bringen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schuhsohle, insbesondere zur Verwen dung in einem Sportschuh, und einen Schuh.

Schuhsölen müssen in erster Linie zwei Anforderungen erfüllen. Zum einen sollen sie eine gute Haftung am Boden bereitstellen, zum anderen sollen sie die in einem Schrittzyklus auftretenden Bodenreaktionskräfte ausreichend dämpfen, um die Belastungen der Muskeln und des Knochengerüsts zu verringern.

Bei der traditionellen Schuhherstellung wird die erste Aufgabe von der Außen sohle übernommen, während zur Dämpfung oberhalb der Außensohle eine Zwi schensohle angeordnet wird. Bei Sportschuhen aber auch bei anderen Schuhen, die größeren mechanischen Belastungen unterworfen sind, wird die Zwischen sohle typischerweise durchgehend aus aufgeschäumten EVA (Äthylenvinylacetat) hergestellt.

Die genauere Untersuchung der biomechanischen Vorgänge beim Laufen hat je doch zu der Erkenntnis geführt, dass eine homogen gestaltete Zwischensohle den komplexen Vorgängen während eines Schrittzyklus nicht gerecht wird. Der Be wegungsablauf vom Aufsetzen mit der Ferse bis zum Abstoßen mit dem Zehenbe reich ist ein dreidimensionaler Vorgang mit einer Vielzahl komplexer Drehbewe gungen des Fußes von der lateralen auf die mediale Seite und zurück.

Um diesen Ablauf gezielt zu beeinflussen, wurden daher in der Vergangenheit in die aufgeschäumte Zwischensohle verschiedene Stützelemente mit unterschiedli chen Materialeigenschaften eingefügt, die beispielsweise gezielt eine Supination oder eine zu starke Pronation des Trägers des Schuhs verhindern sollen. Dies gilt insbesondere für den Vorderfußbereich, der das Abroll- und das Abstoßverhalten bestimmt, aber auch für den Fersenbereich der Sohle, der das Verhalten des Schuhs in der Aufsetzphase beeinflusst.

Beispiele für solche Stützelemente sind aus der DE 199 04 744 A1 der Anmelderin bekannt.

Obwohl durch diese Entwicklungen gewisse Fortschritte bei der biomechanischen Kontrolle des Schrittzyklus erzielt werden konnten, ergeben sich jedoch eine Rei he von Nachteilen:
So führt die Hinzufügung von besonderen Stützelementen in die aufgeschäumte Zwischensohle zu einer erheblichen Gewichtszunahme des Schuhs, die sich insbe sondere bei Laufschuhen unangenehm bemerkbar macht. Ferner erhöht die Inte gration der Stützelemente in das umgebende Sohlenmaterial substantiell die Ferti gungskosten der Sohle, da bei der Herstellung eines Schuhs jedes dieser Elemente sicher mit der sie umgebenden Zwischensohle durch Verkleben, Verschmelzen etc. verbunden werden muss.

Schließlich erschwert der beschriebene Ansatz aus dem Stand der Technik die einfache und kostengünstige Anpassung der biomechanischen Eigenschaften der Zwischensohle, da jede Veränderung der Stützelemente, sei es in Bezug auf ihr Material oder ihre Form eine vollständige Neukonstruktion der Zwischensohle erfordert. Ein schnelle Anpassung eines Schuhmodells an neue Erkenntnisse aus der biomechanischen Forschung oder an veränderte Anforderungen bei neuen Sportarten ist damit nicht möglich.

Aus der nachveröffentlichten DE 101 12 821 C1 der Anmelderin ist eine Schuhsohle bekannt, die eine Lastverteilungsplatte aufweist, unterhalb derer mehrere Funktionselemente mit unterschiedlichen Materialeigenschaften angeordnet sind. Da die Lastverteilungsplatte nur im Fersenbereich angeordnet ist, ermöglicht sie keine Kontrolle der biomechanischen Vorgänge beim Abstoßen mit dem Fuß.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine leichte Schuhsohle sowie einen Schuh bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herstellbar sind, und deren biomechanische Eigenschaften im Vorderfußbereich ohne großen konstruktiven Aufwand verändert werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Patent anspruches gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schuhsohle, insbesondere für einen Sport schuh, mit einer ersten Lastverteilungsplatte, die im Vorderfußbereich der Schuh sohle angeordnet ist und mit zumindest einem lateralen und einem medialen Ver formungselement, wobei die erste Lastverteilungsplatte zumindest das laterale und/oder das mediale Verformungselement vom hinteren Ende des Vorderfußbe reichs ausgehend zumindest teilweise umgreift.

Erfindungsgemäß wird somit eine Lastverteilungsplatte bereitgestellt, die als ein Träger für die funktionalen Elemente der Schuhsohle dient. Dieses Strukturele ment überträgt und verteilt das Antwortverhalten der einzelnen Verformungsele mente auf externe Belastungen auf den vorderen Bereich des Fußes. Durch die Anzahl, Anordnung und die spezifischen Materialeigenschaften des lateralen und des medialen Verformungselements lässt sich der Bewegungsablauf beim Abrol len und Abstoßen wesentlich gezielter als bisher beeinflussen, beispielsweise im Hinblick auf die Verhinderung einer Supination oder einer zu starken Pronation. Mit anderen Worten ermöglichen die unabhängigen Verformungselemente eine genaue Anpassung an die in einem bestimmten Bereich benötigten Deformati onsanforderungen.

Da die Lastverteilungsplatte die Verformungselemente vom hinteren Ende des Vorderfußbereiches ausgehend umgreift, wird einerseits im Bereich des Fußge wölbes durch die dreidimensionale Gestaltung der Lastverteilungsplatte eine stär kere Stützung erzielt und andererseits ein hohes Maß an Flexibilität, sei es zur Dämpfung oder zur elastischen Energiespeicherung, für den davor liegenden Vor derfußbereich ermöglicht. Stellt sich heraus, dass andere Verformungselemente besser geeignet sind, den bisherigen oder geänderten Anforderungen an die Sohle zu entsprechen, können sie ohne weiteres an die Stelle der bisher verwendeten treten, ohne dass irgendwelche Veränderungen im sonstigen Fertigungsprozess der Sohle erforderlich sind.

Schließlich wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Vorderfußbereiches mit separat angeordneten Verformungselementen anstelle eines durchgehend auf geschäumten Materials das Gesamtgewicht der Sohle erheblich reduziert.

Vorzugsweise sind das laterale und das mediale Verformungselement mit einem Abstand voneinander unterhalb der ersten Lastverteilungsplatte angeordnet, um sich bei Belastung der Schuhsohle unabhängig voneinander zu verformen. Die separate Anordnung der einzelnen Verformungselemente ermöglicht anders als bei einer Integration in einen umgebenden EVA-Schaum eine vollkommen unbe einflusste Deformation jedes Elements.

Bevorzugt weist die erste Lastverteilungsplatte die Form eines nach vorne geöff neten U auf. Diese Gestaltung führt zu einer erhöhten strukturellen Stabilität der Sohle, da die Verformungselemente von hinten und von unten von der ersten Lastverteilungsplatte eingefasst werden.

Vorzugsweise weist die erste Lastverteilungsplatte eine laterale und eine mediale Unterseite auf, die unabhängig voneinander ausgelenkt werden können und dazu vorzugsweise durch einen Einschnitt in der ersten Lastverteilungsplatte voneinan der getrennt sind. Dieser Einschnitt spiegelt auf Seiten der Lastverteilungsplatte die separate Bereitstellung eines lateralen und eines medialen Verformungsele ments wieder. Das Antwortverhalten der Sohle auf der medialen Seite kann somit unabhängig vom Verhalten auf der lateralen Seite des Vorderfußbereiches einge stellt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ein hinteres laterales, ein vorderes laterales, ein hinteres mediales und ein vorderes mediales Verformungselement mit einem Abstand voneinander unterhalb der ersten Lastverteilungsplatte ange ordnet. Ferner ist bevorzugt ein Zehen-Verformungselement im vordersten Be reich unter der ersten Lastverteilungsplatte mit einem Abstand von den anderen Verformungselementen vorgesehen. Die einzelnen Verformungselemente werden beim Abrollen und Abstoßen mit dem Fuß nacheinander belastet. Ihre jeweiligen Materialeigenschaften, insbesondere ihre Kompressibilität, ermöglich daher, jeden Abschnitt dieses Vorgangs gezielt zu beeinflussen, sowohl auf der lateralen als auch auf der medialen Seite. Das Zehen-Verformungselement überragt vorzugs weise die erste Lastverteilungsplatte nach vorne und weist eine besondere Elasti zität auf, die das Abstoßen vom Boden erleichtert.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine zweite Lastverteilungsplatte im Fersenbereich der Schuhsohle angeordnet mit zumindest einem unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeordnetem Dämpfungselement, das das Dämpfungsverhalten der Schuhsohle beim ersten Bodenkontakt mit der Ferse bestimmt und mit zumindest einem unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeordnetes Führungselement mit Materialeigen schaften, die den Fuß nach dem ersten Bodenkontakt in eine neutrale Position bringen.

Während das Dämpfungselement die Gelenke und Muskeln vor den beim ersten Bodenkontakt auftretenden Bodenreaktionskräften schützt, wird durch die Mate rialeigenschaften des Führungselements sichergestellt, dass bereits unmittelbar nach dem Aufsetzen eine "Pronationskontrolle" erfolgt, durch die der Fuß in die für dieses Stadium des Schrittzyklus korrekte, mittlere Position gebracht wird.

Die zweite Lastverteilungsplatte im Fersenbereich stellt einerseits eine gleichmä ßige Kraftverteilung auf die Ferse sicher und sorgt andererseits dafür, dass die Dämpfungs- und Führungswirkung der genannten Elemente nicht auf einzelne Teilbereiche der Ferse begrenzt ist, sondern gleichmäßig auf den gesamten Hinter fußbereich übertragen wird. Zusätzlich zu der Dämpfungsfunktion wird somit der Fuß für die nachfolgende Abrollphase über den erfindungsgemäßen Vorderfußbe reich optimal vorbereitet.

Vorzugsweise ist ein laterales und ein mediales Führungselement unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeordnet. Das Zusammenspiel dieser beiden Funktionseinheiten ermöglicht beim Aufsetzen der Schuhsohle den kontrollierten Übergang des Schwerpunkts von der hinteren lateralen Seite in das Zentrum der Ferse.

Weiterhin ist vorzugsweise zusätzlich ein Stabilitätselement unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeordnet, das Materialeigenschaften aufweist, mit denen eine zu starke Pronation beim Übergang in die Abrollphase eines Schrittzyklus verhindert wird. Über die Funktion der Führungselemente hinaus verhindert das zusätzliche Stabilitätselement eine zu starke Drehung des Fußes auf die mediale Seite. Der Fachmann erkennt ebenso wie im Fall der Führungselemente unmittel bar, dass die wesentliche Materialeigenschaft, die zur Pronationskontrolle ver wendet werden kann, die Kompressibilität der entsprechenden Elemente unter den auftretenden Belastungen ist.

Vorzugsweise nehmen das Dämpfungselement, die beiden Führungselemente und das Stabilitätselement jeweils einen im wesentlichen sektorförmigen Bereich der Fläche unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte ein, wobei das Dämpfungs element im wesentlichen den hinteren lateralen Bereich, das erste Führungsele ment den vorderen lateralen Bereich, das zweite Führungselement den hinteren medialen Bereich und das Stabilitätselement den vorderen medialen Bereich des Fersenbereichs der Schuhsohle einnimmt.

Diese bevorzugte Anordnung der Funktionselemente ermöglicht in vorteilhafter Weise die vollständige "Pronationskontrolle" vom ersten Bodenkontakt bis zum Übergang in die Abrollphase: Nach der dämpfenden Kompression des Dämp fungselements beim ersten Bodenkontakt wird durch die diagonal angeordneten Führungselemente die Schwerpunktsbelastung in die Mitte der Ferse geführt. Das im vorderen medialen Bereich angeordnete Stabilitätselement stellt sicher, dass der Schwerpunkt nicht im Zuge eine weiteren Drehung des Fußes zu stark auf die mediale Seite wandert.

Zu Erhöhung der Lebensdauer der erfindungsgemäßen Sohlenkonstruktion um greift die zweite Lastverteilungsplatte vorzugsweise ähnlich der ersten Lastver teilungsplatte zumindest teilweise U-förmig das Dämpfungs- und/oder das/die Führungs- und/oder das Stabilitätselement(e). Spiegelbildlich zur bevorzugten Ausbildung der ersten Lastverteilungsplatte ist die U-förmige Umgreifung der zweiten Lastverteilungsplatte vorzugsweise an ihrem dem Vorderfußbereich zu gewandten Ende angeordnet, um am rückwärtigen Ende die zur Dämpfung erfor derliche größte Flexibilität bereitzustellen. Gleichzeitig wird damit im mittleren Sohlenbereich die erforderliche Unterstützung des Fußgewölbes gewährleistet.

Zusätzliche vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Sohle bil den den Gegenstand weiterer abhängiger Patentansprüche.

In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausfüh rungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schuhs mit einer Sohle gemäß einem er sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht der Sohle aus Fig. 1 von unten;

Fig. 3 eine Detailansicht des Vorderfußbereichs der Sohle aus Fig. 1;

Fig. 4-6 Aufsicht, Seitenansicht und Ansicht von unten eines Ausführungs beispiels der ersten Lastverteilungsplatte;

Fig. 7 Explosionsdarstellung des Vorderfußbereiches gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegen den Erfindung mit einer zweiten Lastverteilungsplatte im Fersenbe reich;

Fig. 9 ein Ansicht des Schuhs aus Fig. 8 von hinten;

Fig. 10 eine Ansicht des Schuhs aus Fig. 8 von unten;

Fig. 11 eine Detailansicht des Fersenbereichs von unten;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungs form der Fersenbereichs;

Fig. 13a-d Schematische Darstellung der Führung der Kraftbelastungslinie vom Aufsetzen bis zum Abstoßen mit der in den Fig. 8-12 ge zeigten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 14 ein Schuh mit einer alternativen Ausführungsform der erfindungs gemäßen Sohle; und

Fig. 15 eine Ansicht der Ausführungsform aus Fig. 14 von unten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sohle anhand eines Sportschuhs beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Schuhen Verwendung finden kann.

Fig. 1 zeigt eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines Sportschuhs 1, des sen Sohle das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung realisiert. Unterhalb eines konventionellen Schuhoberteils 2 ist eine Schuhsohle mit einem erfindungsgemä ßen Vorderfußbereich angeordnet. Im Vorderfußbereich, unter dem im folgenden die vordere Fußhälfte verstanden wird, sind unterhalb einer U-förmig gebogenen Lastverteilungsplatte 100 mehrere Verformungselemente angeordnet. Die U- förmige Umgreifung führt zum einen zu einer größeren strukturellen Stabilität der erfindungsgemäßen Sohle, indem zwei der im folgenden erläuterten Verfor mungselemente zumindest teilweise auf mehreren ihrer Seiten umfasst werden, zum anderen zu einer größeren Steifigkeit im hinteren Vorderfußbereich, der un terhalb des Fußgewölbes liegt und daher zu dessen Unterstützung dient.

Fig. 2 zeigt in einer Ansicht von unten die bevorzugte Verteilung der einzelnen Verformungselemente unterhalb der Lastverteilungsplatte 100. Von der Mitte der Sohle ausgehend ist zunächst ein hinteres laterales Verformungselement 110 ne ben einem hinteren medialen Verformungselement 111 angeordnet, gefolgt von einem vorderen lateralen Verformungselement 112 und einem vorderen medialen Verformungselement 113. Den Abschluss bildet ein Zehen-Verformungselement 114, das sich im Zehenbereich am vordersten Ende der Schuhsohle befindet. Wie in Fig. 2 gut zu erkennen, sind die Verformungselemente 110, 111, 112, 113, 114 jeweils mit einem Abstand 120 von unten an der Lastverteilungsplatte 100 befe stigt. Dies ermöglicht eine vollkommen unabhängige Verformung jedes einzelnen Elements. Die Verformungselemente 110 und 111 haben dabei in erster Linie eine Führungsfunktion, d. h. sie halten den Fuß beim Übergang in die Abrollphase des Vorderfußbereiches in einer neutralen Position zwischen Supination und Pronati on. Die Verformungselemente 112 und 113 und insbesondere das Zehen- Verformungselement 114 sind zunehmend elastisch ausgebildet (siehe unten).

Die Abstände 120 sind vorzugsweise sternförmig angeordnet. Möglich sind je doch auch andere Verteilungen der lateralen und medialen Verformungselemente, beispielsweise mit geradlinigen, von der medialen zur lateralen Seite verlaufenden Abständen. In Einzelfällen ist es auch denkbar, dass sich die Kanten der Verfor mungselemente berühren. Dies ist jedoch solange bedeutungslos, solange eine im wesentlichen unabhängige Deformation jedes einzelnen Verformungselements gewährleistet ist. Das Zehen-Verformungselement 114 kann auch zweiteilig aus gebildet sein, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 angedeutet. Denkbar sind auch Zwischenformen, bei denen zwischen dem lateralen und dem medialen Be reich des Zehen-Verformungselements 114 nur eine rillenartige Vertiefung ange ordnet ist, um getrennte laterale und mediale Abstoßbereiche für den Vorderfuß bereich bereitzustellen.

Durch verschiedene Materialeigenschaften, aber auch unterschiedliche Größen und Geometrien kann das Kompressionsverhalten der Verformungselemente 110, 111, 112, 113, 114 bestimmt werden, um gezielt Einfluss auf das Abrollverhalten des Schuhs zu nehmen: So wird beispielsweise ein vorderes mediales Verfor mungselement 113 und/oder ein hinteres mediales Verformungselement 111, das im Vergleich zu den anderen Verformungselementen eine größere Härte aufweist, einer Pronation entgegenwirken. Neigt ein Sportler eher zur Supination könnte umgekehrt durch ein vorderes laterales Verformungselement 112 und/oder ein hinteres laterales Verformungselement 110 größerer Härte diesem Fehlstand ent gegengewirkt werden. In ähnlicher Weise können auch Unterschiede zwischen den vorderen und den hinteren Verformungselementen der lateralen und/oder der medialen Seite vorgesehen werden. Im allgemeinen werden für die Verformungs elemente auf einer Gummimischung basierende EVA-Elemente verwendet, die Härten von beispielsweise 57 Shore C aufweisen. Denkbar ist darüber hinaus auch, ein Verformungselement nicht mit einer konstanten Härte zu versehen son dern einem Härtegradienten, d. h. einer sich über seine Ausdehnung hinweg än dernden Härte.

Auch die Formgebung kann das Deformationsverhalten beeinflussen. So führt beispielsweise eine konkave Einbuchtung auf der Außenseite eines Verformungs elements zu einer anderen Charakteristik (weicher) als eine konvexe Ausbuchtung (härter).

Für das Zehen-Verformungselement 114 bietet sich die Verwendung von hochela stischen Materialien an, die sich weitgehend ohne Energieverlust deformieren und dadurch das Abstoßen vom Boden erleichtern. Beim Beginn der Abrollphase wird dieses Element durch die zunehmende Belastung zunächst "aufgeladen", d. h. es wird potentielle Energie durch die elastische Verformung in dem Element gespei chert. Beim Abschluss des Abrollphase, d. h. unmittelbar beim Abstoßen, wird die gespeicherte Energie wieder frei, um in Form von kinetischer Energie auf den Fuß des Trägers übertragen zu werden und dadurch den Bewegungsablauf zu unter stützen.

Insgesamt erkennt der Fachmann, dass die vorliegende Erfindung gleichsam einen Baukasten zur Erzielung unterschiedlichster Sohleneigenschaften bereitstellt, oh ne dass eine Veränderung dieser Eigenschaften eine Veränderung des Fertigungs prozesses für die erfindungsgemäße Sohle erfordert.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen Detailansichten einer bevorzugten Ausführungsform der Lastverteilungsplatte 100. Die Seitenansicht in Fig. 5 lässt dabei deutlich die kleinen Haltestege 101 erkennen, die die Flächen zur Aufnahme der Verfor mungselemente 110, 111, 112, 113, 114 seitlich begrenzen. Durch diese Halteste ge 101 wird ein seitliches Verrutschen auch der nicht von der U-förmigen Um greifung erfassten Verformungselemente 112, 113, 114 verhindert, ohne dass sie sich gegenseitig abstützen müssen. Das Zehen-Verformungselement 114 weist eine Kante 115 auf, mit der es von vorne zusätzlich am Oberteil 109 der Lastver teilungsplatte 100 Halt findet. Den Zusammenbau der Verformungselemente 110, 111, 112, 113, 114 und der Lastverteilungsplatte 100 sowie die eben erläuterten konstruktiven Details werden besonders deutlich in der Explosionszeichnung der Fig. 7.

Der untere Schenkel, d. h. die Unterseite der U-förmigen Umgreifung der Lastverteilungsplatte 100 ist kürzer ausgebildet als ihre Oberseite 109 (vgl. Fig. 5, 7). Zudem ist der untere Schenkel zweiteilig ausgebildet, mit einer lateralen Unterseite 105 und einer medialen Unterseite 106, die durch einen Einschnitt 107 voneinander getrennt sind. Dies ermöglicht, eine getrennte, Auslenkung der me dialen und der lateralen Unterseite der Lastverteilungsplatte 100, gegebenenfalls mit einer unterschiedlichen Rückstellkraft. Dies spiegelt einmal mehr die Mög lichkeiten wieder, wie mit der vorliegenden Erfindung das Verhalten der Sohle auf der medialen und auf der lateralen Seite des Vorderfußbereiches unabhängig voneinander eingestellt werden kann.

Die Lastverteilungsplatte 100 wird vorzugsweise aus einem belastbaren Kunst stoff gefertigt, der zum einen eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweist, um die von den einzelnen Verformungselementen übertragenen Belastungen großflächig zu verteilen und zum anderen hinreichend zäh ist, um über einen langen Zeitraum den ständigen Beanspruchungen standhalten zu können. Vorzugsweise wird Pe bax® 7233 verwendet, wie es von der Firma Atochem angeboten wird. Ein ande res für die Lastverteilungsplatte 100 bevorzugtes Kunststoffmaterial ist unter der Bezeichnung Hytrel® erhältlich. Denkbar ist aber auch die Verwendung von Kohlefasern, Glasfasern, Kevlar®, geeigneten Kompositmaterialien oder auch Metallblechen mit entsprechenden Materialeigenschaften.

Die Fig. 3 zeigt beispielhaft, wie die erfindungsgemäßen Konstruktionselemente in eine vollständige Sohle integriert werden können. Neben den bereits erläuterten Verformungselementen und der Lastverteilungsplatte erkennt man eine vordere Außensohle 200, die die Sohle im Vorderfußbereich nach unten hin abschließt. Je nach Einsatzzweck des Schuhs wird das Profil der Außensohle unterschiedlich gestaltet werden.

Um eine separate Deformation der Verformungselemente nicht zu behindern, werden die Abstände 120 durch balgartige Verbindungen 201 der Außensohle 200 überdeckt. Wird beispielsweise das Verformungselement 113 zu einer gegebenen Situation stärker deformiert als das Verformungselement 111, wird der entspre chende von der Außensohle zu überdeckende Abstand 120 größer. Diese Verände rung kann jedoch durch die balgartige Verbindung 201 der Außensohle 200 leicht ausgeglichen werden, so dass die beiden Verformungselemente 111 und 113 wei terhin im wesentlichen unabhängig voneinander auf auftretende Belastungen rea gieren können. Die Verbindungen verhindern somit, dass Staub oder Feuchtigkeit in die Abstände 120 eindringen, ohne jedoch das dynamische Verhalten der Ver formungselemente zu behindern.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht eines Schuhs 1 mit einer Schuhsohle gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zur oben beschriebenen Sohlenkonstruktion im Vorderfußbereich erstreckt sich im Fersen bereich der Sohle eine zweite Lastverteilungsplatte 10, von der in Fig. 8 nur die Seitenkante zu erkennen ist. Unterhalb der Lastverteilungsplatte 10 und damit ebenfalls im Fersenbereich der Sohle sind mehrere funktionale Elemente ange ordnet. Die Seitenansicht zeigt ein am lateralen Ende der Sohle vorgesehenes Dämpfungselement 20 und ein im vorderen Teil des Fersenbereichs vorgesehenes Führungselement 21.

Eine genaue Wiedergabe der bevorzugten Anordnung sämtlicher. Funktionsele mente des Fersenbereichs dieser Ausführungsform ist in Fig. 11 gezeigt, (die in der Seitenansicht zu erkennende Außensohlenschicht 30 wurde dabei der Klarheit wegen weggelassen). Wie man erkennt sind vier Funktionselemente 20, 21, 22, 23 auf Sektoren der näherungsweise kreisförmigen Fläche unter der Lastverteilungs platte 10 verteilt. Das Dämpfungselement 20 nimmt im wesentlichen den hinteren lateralen Sektor ein. Das erste Führungselement 21 befindet sich im vorderen late ralen Bereich, während ein zweites Führungselement 22 am hinteren medialen Teil angeordnet ist. Am weitesten in Richtung Vorderfußbereich erstreckt sich ein im vorderen medialen Sektor angeordnetes zusätzliches Stabilitätselement 23. Das Stabilitätselement 23 kann sich, wie in Fig. 11 angedeutet, auch seitlich über den Rand der Lastverteilungsplatte 10 hinaus erstrecken, um die unten in Detail er läuterte Funktion eine zu starke Pronation zu verhindern besser erfüllen zu kön nen.

Wie aus der perspektivischen Ansicht in Fig. 12 und der Seitenansicht in Fig. 8 zu erkennen, ist die bevorzugte zweite Lastverteilungsplatte 10 im vorderen Bereich ähnlich zur ersten Lastverteilungsplatte 100 U-förmig abgewinkelt und umgreift das Stabilitätselement 23 und das erste Führungselement 21. Damit bildet die zweite Lastverteilungsplatte 10 ebenfalls ein gehäuseartiges Strukturelement, in dessen Innerem die genannten Funktionselemente eingesetzt sind. Dadurch erhält der gesamte Fersenbereich die für eine lange Lebensdauer erforderliche Stabilität.

Zwischen dem Dämpfungselement 20 und den Führungselementen 21, 22 befin den sich im wesentlichen sektorale Abstände 27, in die ebenso wie in die Abstän de 120 im Vorderfußbereich zusätzliche Verstärkungselemente (nicht dargestellt) eingefügt werden können, wenn der Schuh besonders hohen Belastungen unter worfen ist. In der kreisförmigen Aussparung 25 im Zentrum der Lastverteilungs platte 10 kann bei Bedarf ein weiteres hochviskoses Dämpfungselement (nicht dargestellt) angeordnet werden, um direkt unter dem Calcaneus-Knochen des Fu ßes eine besonders gute Dämpfung bereitzustellen.

Wie zu erkennen, ist die zweite Lastverteilungsplatte 10 bis auf eine vorzugsweise sternförmige Öffnung 11 durchgehend ausgebildet, um eine gleichmäßige Druck verteilung auf die Ferse des Sportlers zu gewährleisten. Die sternförmige Öffnung 11 - auch andere Formen sind möglich - dient der Atmungsaktivität und erleich tert die Verankerung der Funktionselemente 20, 21, 22, 23 unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte 10. Denkbar ist aber auch hier die Verwendung von Halte stegen 101 wie an der ersten Lastverteilungsplatte 100, um ein seitliches Verrut schen zu verhindern.

Die durch die Kombination der ersten und zweiten Lastverteilungsplatten 100 bzw. 10 mit den genannten Funktionselementen 20, 21, 22, 23, 110, 111, 112, 113, 114 erreichte Wirkungsweise des Fersenbereichs sowie des erfindungsgemä ßen Vorderfußbereiches gemäß der bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Sohle wird im folgenden anhand der Fig. 13a-13d erläutert. Dabei spiegeln die Pfeile die Kraftverlaufslinien während der verschiedenen Sta dien der Schrittzyklus wieder.

Fig. 13a zeigt den Moment des ersten Bodenkontakts, der bei der überwiegenden Mehrzahl der Sportler mit der hinteren lateralen Seite der Sohle erfolgt. Das an dieser Stelle angeordnete Dämpfungselement 20 dissipiert die beim Aufsetzen auf den Fuß übertragene Energie und schützt damit die Fuß- und Kniegelenke vor übermäßiger Belastung.

Fig. 13b zeigt den nächsten Schritt: Die erfindungsgemäß vorgesehenen Füh rungselemente 21, 22 werden jetzt belastet (vgl. die entsprechenden Pfeile) und richten durch ihre aufeinander abgestimmten Materialeigenschaften den Fuß aus, d. h. sie bringen ihn in eine zum Untergrund im wesentlichen parallele Orientie rung einer zwischen Supination und Pronation neutralen Lage. Das Belastungs zentrum wandert dadurch von seiner ursprünglich auf der lateralen hinteren Seite befindlichen Position in das Zentrum des Fersenbereichs. Erreicht wird diese Funktion der Führungselemente 21, 22 durch geeignete Materialeigenschaften, insbesondere die Kompressibilität der Elemente 21 und 22.

Fig. 13c zeigt das Stadium der Aufsetzphase unmittelbar vor dem Übergang zum Abrollen mit dem erfindungsgemäßen Vorderfußbereich. Durch das zusätzliche Stabilitätselement 23 wird die Verlagerung der Schwerpunktslage von der latera len auf die mediale Seite gestoppt und somit eine zu starke Pronation verhindert. Die Fig. 13c spiegelt dies wieder, indem die Kraftverlaufslinie in die Längsachse der Sohle umgelenkt wird und sich somit die Gesamtbelastung gleichmäßig so wohl auf die mediale als auch auf die laterale Seite der Sohle verteilt.

Fig. 13d, schließlich, zeigt die Kraftverlaufslinie beim Abrollen und während des Abstoßens. Zunächst wird die geradlinige Bewegung des Schwerpunkts parallel zur Längsachse des Schuhs fortgesetzt und die Belastung gleichmäßig auf die me diale und die laterale Seite des Vorderfußbereiches verteilt. Dadurch bleibt der Fuß weiterhin in der neutralen Position. Im vordersten Bereich der Schuhsohle knickt die Kraftverlaufslinie leicht auf die mediale Seite in Richtung des großen Zehs ab, auf dem beim Abstoßen die größte Last liegt.

Der in den Fig. 13a-13d schematisch angedeutete zeitliche Ablauf mit der er findungsgemäßen Sohle stellt somit sicher, dass bereits nach Abschluss der Auf setzphase mit der Ferse der Fuß für einen korrekten Bewegungsablauf ausgerich tet ist. Durch die zweite Lastverteilungsplatte 10 wird die Dämpfungs-, Führungs- und Stabilitätsfunktion der Elemente 20, 21, 22 bzw. 23 auf die gesamte Fersen fläche übertragen und damit die beabsichtigte Einwirkung auf die Orientierung des Fußes gewährleistet. Mit der ersten Lastverteilungsplatte 100 und den unter ihr angeordneten Verformungselementen 110, 111, 112, 113 wird die gezielte Steuerung des Bewegungsablaufs fortgesetzt, bis schließlich das hochelastische Zehen-Verformungselement 114 durch seine besondere Elastizität das Abstoßen unterstützt.

Die Funktionselemente 20, 21, 22, 23 werden ebenso wie die Verformungsele mente 110, 111, 112, 113, 114 des Vorderfußbereichs vorzugsweise aus aufge schäumten Elementen hergestellt. Während im Fersenbereich die Verwendung eines PU-Schaums, der auf einem Polyäther basiert, besonders vorteilhaft ist, werden im Vorderfußbereich vorzugsweise auf Gummi basierende EVA-Schäume verwendet, da diese Materialien eine höhere Elastizität aufweisen. Wie bereits erwähnt, wird die gewünschte Dämpfungs- bzw. Führungs- bzw. Stabilisierungs funktion durch unterschiedliche Kompressibilitäten der Funktionselementen er zielt. Im allgemeinen liegt die bevorzugte Härte für die Elemente im Bereich von 55-70 Shore Asker C (ASTM 790), wobei die relativen Unterschiede zwischen Dämpfungs-, Führungs- und Stabilitätselementen vom Einsatzzweck des Schuhs, der Größe und dem Gewichts des Sportlers abhängen. Erzielen lassen sich die unterschiedlichen Kompressibilitäten beispielsweise durch unterschiedliche Dichten der genannten PU-Schäume. Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungsform ist dabei die Dichte innerhalb des ersten 21 und/oder des zweiten 22 Führungselements sowie des Stabilitätselements 23 nicht konstant sondern nimmt von hinten nach vorne zu, wodurch die Kompressibilität in dieser Richtung abnimmt.

Während der in Fig. 8 gezeigte Schuh eine Ausführungsform der erfindungsge mäßen Sohle für einen Laufschuh beinhaltet, ist in Fig. 14 eine weitere Ausfüh rungsform für einen Basketballschuh dargestellt. Dabei kann, wie in Fig. 14 zu sehen, der untere Teil der U-förmigen Umgreifung der zweiten Lastverteilungs platte 10 weiter nach hinten gezogen werden, um eine noch größere Stabilität des Fersenbereichs zu erzielen. Ferner weist die zweite Lastverteilungsplatte 10 in der Ausführungsform aus Fig. 14 einen geringeren Krümmungsradius in ihrem U- förmigen Abschnitt auf, um eine ausgeprägtere Unterstützung des Fußgewölbes im sich anschließenden Vorderfußbereich zu ermöglichen.

Die Gestaltung der unterhalb der Funktionselemente angeordneten Außensohle des Fersenbereichs folgt in dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel der Anordnung dieser Elemente. So entspricht der separate Teilabschnitt 31 dem Dämpfungselement 20, das sich somit beim Aufsetzen ungehindert deformieren kann. Die schematische Darstellung aus Fig. 15 hingegen zeigt die vorzugsweise in Schuhen mit hohen Belastungsspitzen, wie beispielsweise dem Basketballschuh aus Fig. 14, verwendete Variante einer durchgehenden Außensohle 30 im Fersen bereich. Alternativ kann die Außensohle im Fersenbereich ähnlich wie die oben erläuterte Außensohle 200 des Vorderfußbereiches gestaltet sein, d. h. auch in die sem Bereich kann die Außensohle Abstände zwischen den einzelnen Funktion selementen durch balgartige Verbindungen überbrücken, um eine unabhängige Deformation zu gewährleisten und gleichzeitig das Eindringen von Verunreini gungen oder Feuchtigkeit zu verhindern.

Für eine maximale strukturelle Stabilität ist es ferner möglich (nicht dargestellt) die erste und die zweite Lastverteilungsplatte miteinander zu verbinden, um da durch ein Basisgerüst für die gesamte Sohlenfläche zu schaffen.

Claims

1. Schuhsohle, insbesondere für einen Sportschuh, aufweisend:

a) eine erste Lastverteilungsplatte (100), die im Vorderfußbereich der Schuhsohle angeordnet ist;
b) zumindest ein laterales (110, 112) und ein mediales (111, 113) Ver formungselement;
c) wobei die erste Lastverteilungsplatte (100) zumindest das laterale (110, 112) und/oder das mediale (111, 113) Verformungselement vom hinteren Ende des Vorderfußbereichs ausgehend zumindest teilweise umgreift.

2. Schuhsohle nach Anspruch 1, wobei das laterale (110, 112) und das mediale (111, 113) Verformungselement mit einem Abstand (120) voneinander un terhalb der ersten Lastverteilungsplatte (100) angeordnet sind, um sich bei Belastung der Schuhsohle unabhängig voneinander zu verformen.

3. Schuhsohle nach Anspruch 2, wobei die erste Lastverteilungsplatte (100) die Form eines nach vorne geöffneten U aufweist.

4. Schuhsohle nach Anspruch 3, wobei die erste Lastverteilungsplatte (100) eine laterale (105) und eine mediale (106) Unterseite aufweist, die unabhängig voneinander auslenkbar sind.

5. Schuhsohle nach Anspruch 4, wobei die laterale (105) und die mediale (106) Unterseite durch einen Einschnitt (107) in der ersten Lastverteilungs platte (100) voneinander getrennt sind.

6. Schuhsohle nach Anspruch 4 oder 5, wobei die erste Lastverteilungsplatte (100) eine Oberseite aufweist, die sich weiter nach vorne erstreckt als ihre laterale (105) und ihre mediale (106) Unterseite.

7. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1-6, wobei ein hinteres laterales (110), ein vorderes laterales (112), ein hinteres mediales (111) und ein vor deres mediales (113) Verformungselement mit einem Abstand (120) von einander unterhalb der ersten Lastverteilungsplatte (100) angeordnet sind.

8. Schuhsohle nach Anspruch 7, wobei ferner ein Zehen-Verformungselement (114) im vordersten Bereich unter der ersten Lastverteilungsplatte (100) mit einem Abstand (120) von den anderen Verformungselementen (110, 111, 112, 113) angeordnet ist.

9. Schuhsohle nach Anspruch 8, wobei das Zehen-Verformungselement (114) die erste Lastverteilungsplatte (100) nach vorne überragt und eine hohe Ela stizität aufweist.

10. Schuhsohle nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Abstände (120) zwischen dem hinteren lateralen (110), dem vorderen lateralen (112), dem hinteren medialen (111), dem vorderen medialen (113) Verformungselement und dem Zehen-Verformungselement (114) geradlinig sind.

11. Schuhsohle nach Anspruch 10, wobei entlang der geradlinigen Abstände (120) zumindest ein Haltesteg (101) unterhalb der ersten Lastverteilungs platte (100) für die Verformungselemente (110, 111, 112, 113, 114) ange ordnet ist.

12. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 7-11, wobei die hinteren Verfor mungselemente (110, 111) eine andere Härte aufweisen als die vorderen Verformungselemente (112, 113).

13. Schuhsohle nach Anspruch 12, wobei die Elastizität der Verformungsele mente (110, 111, 112, 113, 114) von hinten nach vorne zunimmt.

14. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1-13, wobei das/die lateralen Ver formungselement(e) (110, 112) eine andere Härte aufweisen als das/die medialen Verformungselement(e) (111, 113).

15. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1-14 ferner aufweisend:

a) eine zweite Lastverteilungsplatte (10), die im Fersenbereich der Schuhsohle angeordnet ist;
b) zumindest ein unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte (10) an geordnetes Dämpfungselement (20), das das Dämpfungsverhalten der Schuhsohle beim ersten Bodenkontakt mit der Ferse bestimmt;
c) zumindest ein unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte angeord netes Führungselement (21, 22) mit Materialeigenschaften, die den Fuß nach dem ersten Bodenkontakt in eine neutrale Position brin gen.

16. Schuhsohle nach Anspruch 15, wobei ferner ein Stabilitätselement (23) un terhalb der zweiten Lastverteilungsplatte (10) angeordnet ist, das Materia leigenschaften aufweist, mit denen eine zu starke Pronation beim Übergang in die Abrollphase eines Schrittzyklus verhindert wird.

17. Schuhsohle nach Anspruch 16, wobei ein laterales (21) und ein mediales (22) Führungselement unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte (10) an geordnet sind.

18. Schuhsohle nach Anspruch 17, wobei das Dämpfungselement (20), die bei den Führungselemente (21, 22) und das Stabilitätselement (23) jeweils einen im wesentlichen sektorförmigen Bereich der Fläche unterhalb der zweiten Lastverteilungsplatte (10) einnehmen.

19. Schuhsohle, nach Anspruch 18, wobei das Dämpfungselement (20) im we sentlichen den hinteren lateralen Bereich, das erste Führungselement (21) den vorderen lateralen Bereich, das zweite Führungselement (22) den hinte ren medialen Bereich und das Stabilitätselement (23) den vorderen medialen Bereich der Fläche unterhalb der Lastverteilungsplatte (10) einnimmt.

20. Schuhsohle nach Anspruch 19, wobei das Dämpfungselement (20), das erste und das zweite Führungselement (21, 22) und das Stabilitätselement (23) jeweils mit einem Abstand (27) zueinander angeordnet sind.

21. Schuhsohle nach Anspruch 20, wobei zumindest in einem der Abstände (27, 120) ein zusätzliches Unterstützungselement angeordnet ist.

22. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 17-21, wobei das erste (21) und/ oder das zweite Führungselement (22) eine größere Härte als das Dämp fungselement (20) aufweisen.

23. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 17-22, wobei die Härte des ersten (21) und/oder des zweiten Führungselements (22) und/oder des Stabilität selements (23) von hinten nach vorne zunimmt.

24. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 16-23, wobei das Stabilitätselement (23) die zweite Lastverteilungsplatte (10) seitlich überragt.

25. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 15-24, wobei die zweite Lastver teilungsplatte (10) das Dämpfungs- (20) und/oder das/die Führungs- (21, 22) und/oder das Stabilitätselement (23) zumindest teilweise U-förmig umgreift.

26. Schuhsohle nach Anspruch 25, wobei die U-förmige Umgreifung am dem dem Vorderfußbereich zugewandten Ende der zweiten Lastverteilungsplatte (10) angeordnet ist.

27. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 15-26, wobei ferner eine durchge hende Außensohle (30, 200) unterhalb des Dämpfungselements(20), des (der) Führungselements (-elemente) (21, 22), des Stabilitätselements (23) und der Verformungselemente (110, 111, 112, 113, 114) angeordnet ist.

28. Schuhsohle nach Anspruch 27, wobei die Außensohle (200) balgartige Ver bindungen (201) aufweist, um eine unabhängige Verformung des Dämp fungselements (20), des (der) Führungselements (-elemente) (21, 22), des Stabilitätselements (23) und der Verformungselemente (110, 111, 112, 113, 114) zu ermöglichen.

29. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1-28, wobei die erste und die zweite Lastverteilungsplatte miteinander verbunden sind.

30. Schuh mit einer Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1-29.