DE10325805A1

DE10325805A1 - Zähl- und Anzeigeeinheit für die Dämpfungsnutzung mit Integrationsmöglichkeit für Schuhe

Info

Publication number: DE10325805A1
Application number: DE10325805A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kastner-Jung; Ulf Pillkahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: DE10325805B4

Abstract

Ein Schuh, insbesondere ein Sportschuh, mit Mitteln zur Dämpfung weist Mittel zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung auf.

Description

Sportschuh mit Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung seiner Dämpfung
Viele Schuhe bieten eine in das Schuhbett bzw. in die Sohle eingearbeitete dämpfende Schicht. Insbesondere bei Sport- bzw. Laufschuhen ist die Qualität dieser dämpfenden Schicht mit eine der wichtigsten Eigenschaften des Schuhs. Mit jedem Schritt, das heißt bei jedem Wirken der Dämpfungsschicht, wird bei dem verwendeten Material neben den üblichen Abnutzungserscheinungen ein irreparabler Verschleiß der Dämpfung hervorgerufen. Nach längeren Einsatzzeiten liegt die Dämpfung nicht mehr im zweckgebundenen Toleranzbereich und der Schuh muss in der Regel ausgemustert werden.

Um den Verschleiß der Dämpfung zu erkennen, wird bisher auf dem Schuh das Kaufdatum markiert. Nur bei annähernd bekannter Laufleistung, also Laufdistanz und Schrittlänge, kann heute, aber auch das nur sehr vage, auf die Einsätze und die Abnutzung der Dämpfungsschicht geschlossen werden. Dabei sind zwei Kriterien ausschlaggebend: Einmal die Alterung durch Materialermüdung und zum anderen die Abnutzung durch Gebrauch. Beide Kriterien können unabhängig zur Unbrauchbarkeit des Schuhs führen und stellen so eine enorme Verletzungsgefahr dar. Das Tückische ist, dass der Vorgang schleichend vonstatten geht. Die heutige Lösung ist nicht nur äußerst ungenau, sondern wird von der Vielzahl der Nutzer wegen unbekannter oder wechselnder Größen in Bezug auf durchschnittliche Laufleistung einerseits und häufig wegen der Unbequemlichkeit, die sich durch das Notieren von Laufdistanzen ergibt, andererseits trotz großen Bedarfs nicht eingesetzt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Schuhe, insbesondere Sportschuhe, sicherer und komfortabler zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen.

Dementsprechend weist ein Schuh, insbesondere ein Sportschuh, mit Mitteln zur Dämpfung, etwa in Form einer dämpfenden Schicht, Mittel zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung, insbesondere der Abnutzung und/oder der Gesamtnutzung, der Mittel zur Dämpfung auf.

Der Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung, der und/oder die durch die Anzeige des Verschleißes der Mittel zur Dämpfung angezeigt wird, ist vorteilhaft durch Messen von bei der Nutzung der Dämpfung freigesetzter Energie messbar.

Dies kann dadurch geschehen, dass die bei einem unterschiedlichen Verschleißgrad der Dämpfung unterschiedliche freigesetzte Energie gemessen wird. Allerdings muss die Energie hierzu jeweils sehr präzise gemessen werden.

Deshalb ist es einfacher und somit günstiger im Schuh Mittel zum Aufsummieren von bei der Nutzung der Dämpfung freigesetzter Energie vorzusehen. Dadurch wird die bei jedem Schritt jeweils gemessene Energie aufsummiert und die Summe der Energie ist ein Maß für die Gesamtlaufleistung des Schuhs.

Die Energie lässt sich auf mechanische und/oder elektrische Weise messen und/oder aufsummieren.

So kann der Schuh beispielsweise über Mittel zum mikromechanischen Verlagern eines Fluidums verfügen, insbesondere von Luft oder einer farbigen Flüssigkeit.

Ein Aufsummieren des Verlagerns des Fluidums kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Schuh für das Fluidum ein Behältnis mit einer Teilung aufweist und durch das Verlagern des Fluidums die Teilung des Behältnisses für den Benutzer sichtbar verschoben wird.

Alternativ oder ergänzend kann der Schuh aber auch mehrere Behältnisse für das Fluidum aufweisen, wobei durch das Verlagern das Fluidum zu schnellen Behältnissen umverteilt wird. Die für den Benutzer sichtbare Umverteilung ist dann ein Maß für die Nutzung und/oder den Verschleiß der Mittel zur Dämpfung des Schuhs.

Auf elektromechanischem Wege lässt sich der Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung über Mittel zum Erzeugen eines piezoelektrischen Effekts messen. Ein Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts kann hier beispielsweise über einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, erfolgen, dessen Ladezustand angezeigt wird.

Cooler und deshalb für den Benutzer attraktiver ist jedoch das Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts über ein Diodenarray, das durch das Aufsummieren sequentiell zerstört wird. Diese Lösung hat gegenüber dem Kondensator auch den Vorteil, dass keine Selbstentladungseffekte die Messung verfälschen. Je mehr Dioden des Diodenarrays zerstört sind, desto höher ist die Laufleistung des Schuhs.

Die Energie zum Betrieb und/oder Auslesen der (Leucht-)Dioden kann entweder ebenfalls piezoelektrisch beim Laufen oder auch durch eine im Schuh angeordnete Solarzelle erzeugt werden.

Bei einem Verfahren zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung von Mitteln zur Dämpfung eines Schuhs wird der Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung über im Schuh integrierte Mittel zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung angezeigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich analog zu den vorteilhaften Ausgestaltungen des Schuhs und umgekehrt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

1 einen Schuh mit mikromechanischen Mitteln zur Anzeige und zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung von Mitteln zur Dämpfung des Schuhs;

2 die Mittel zur Anzeige und zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung des Schuhs nach 1 im Schnitt;

3 einen Schuh mit elektromechanischen Mitteln zur Anzeige und zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung von Mitteln zur Dämpfung des Schuhs;

4 den Schuh nach 3 von unten.

Die Erfindung beruht auf dem Nutzen der freigesetzten, mechanischen Energie beim Wirken der Dämpfung. Diese Energie wird beispielsweise eingesetzt, um mikromechanisch Luft in einen geteilten Druckbehälter zu befördern und dort zu speichern, wobei die Teilung des Druckbehälters verschiebbar ausgelegt ist und als Anzeige dient.

Ein nach diesem Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel ist in 1 dargestellt. Man erkennt dort einen Schuh 1 mit Mitteln 2 zur Anzeige und zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung des Schuhs 1. Die Mittel 2 zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung weisen eine Skala und einen für den Benutzer klar erkennbaren Farbbalken auf, durch dessen Länge gegenüber der Skala der Benutzer einwandfrei den Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung erkennen kann.

In 2 sind die in der Sohle 3 des Schuhs 1 integrierten Mittel 2 zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung im Schnitt dargestellt. Sie weisen ein Ventil 4 auf, über das Luft in ein als Speicher ausgelegtes Behältnis 5 gelangen kann. Aus dem Behältnis 5 wird bei jedem Auftreten etwas Luft über ein Ventil 6 in ein in Form eine Zylinders realisiertes Anzeigebehältnis 7 transportiert. Die Menge der Luft ist abhängig von der Intensität des Auftretens, so dass heftigeres Auftreten, das zu einem größeren Verschleiß der Dämpfung führt, sich auch stärker in Messung und Anzeige niederschlägt. Das Anzeigebehältnis 7 weist eine Teilung 8 in Form einer Trennwand auf, die im Anzeigebehältnis 7 verschiebbar ist. Der nicht über das Ventil 6 mit dem als Speicher fungierenden Behältnis 5 verbundene Teilraum des Anzeigebehältnisses 7 ist mit einem farbigen Gas gefüllt. Der andere Teilraum des Anzeigebehältnisses 7, der über das Ventil 6 mit dem als Speicher fungierenden Behältnis 5 verbunden ist, wird im Laufe der Benutzung des Schuhs 1 immer mehr aus dem als Speicher fungierenden Behältnis 5 mit Luft gefüllt, so dass die Teilung 8 verschoben und das farbige Gas komprimiert wird. Eine Nutzung der Mittel zur Dämpfung des Schuhs und ihr damit einhergehender Verschleiß schlägt sich also in einer Verkleinerung des Farbbalkens nieder.

Anders ausgedrückt wird also mittels einer Pumpvorrichtung und anschließendem Ventil zur Verhinderung des Rückstroms ein definiertes Gasvolumen in einen Teil eines geteilten Druckbehälters befördert. Die Teilung ist verschiebbar und dient zur Anzeige. Über das Pumpvolumen, den Initialdruck auf der gegenüberliegenden Seite des geteilten Druckbehälters und dessen Gesamtvolumen sowie die Flächendimensionen kann die Anzeige den jeweiligen Bedürfnissen angepasst und in unterschiedlicher Auflösung geeicht werden.

Statt einer mikromechanischen Realisierung kann auch piezoelektrisch eine Spannung erzeugt werden. Diese kann in einer elektronischen Schaltung mit integriertem Diodenarray sequentiell Dioden irreversibel zerstören. Somit kann eine elektronische, nicht flüchtige (non-volatile) Zählvorrichtung realisiert werden. Angezeigt wird die Anzahl der noch intakten Dioden entweder direkt, falls es sich dabei um Leuchtdioden handelt, oder durch eine zweite Schaltung und beispielsweise eine LCD-Anzeige mit Energieversorgung mittels einer an der Schuhoberseite angeordneten Solarzelle. Sowohl die Schaltung, das Diodenarray als auch die LCD-Anzeige sind besonders für den Aufbau mittels Polymerelektronik geeignet, der mit geringen Kosten für den Konsumgütermarkt verbunden ist und ein flexibles Material für den Einsatz der Wearable Electronic im Schuh zur Verfügung stellt.

Ein solches Ausführungsbeispiel zeigen die 3 und 4. In 3 erkennt man einen Schuh 10, der an seiner Oberseite eine Solarzelle 11 zur Energiewandlung für Mittel zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung von Mitteln zur Dämpfung des Schuhs aufweist.

Diese Mittel 12 zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung des Schuhs sind, wie in 4 dargestellt, zerstörungssicher an der Unterseite des Schuhs 12 angeordnet. Sie zeigen die Schrittzahl und das Herstellungsdatum mittels eines LCD-Displays an.

In allen Ausführungsbeispielen wird die freigesetzte mechanische Energie bei jedem notwendigen Einsatz des dämpfenden Materials zum Zählen, Speichern und in einer Ausführungsform sogar zur Anzeige der Gesamtschrittzahl des Schuhs verwendet. Dabei öffnen die Formfaktoren der Erfindung, hohe Flexibilität und Miniaturisierbarkeit, die besondere Möglichkeit der Integration in Schuhe. Ein Messen von außen mit aufwändigem, häufig nicht praktikablem Messaufbau ist nicht mehr notwendig.

Mit der Erfindung kann die Anzahl der Einsätze des dämpfenden Materials addiert und angezeigt werden. Die Anzeige, ab wann ein Schuh empfohlenermaßen ausgemustert werden sollte bzw. in welchem Zustand sich das Material befindet, kann individuell durch den Hersteller geeicht werden. Der Nutzeffekt spricht neben dem Nutzer selbst auch den Hersteller als Zielgruppe an. Auch eine Nutzung durch Krankenkassen im Sinne der Unterstützung von einer immer größeren Anzahl gesundheitssportlich aktiver Mitglieder ist als präventivmedizinische Maßnahme denkbar.

Claims

Schuh, insbesondere Sportschuh, mit Mitteln zur Dämpfung, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1, 10) Mittel (2, 12) zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung aufweist.
Schuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung durch Messen von bei der Nutzung der Dämpfung freigesetzter Energie messbar ist.
Schuh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1, 10) Mittel zum Aufsummieren der bei der Nutzung der Dämpfung freigesetzten Energie aufweist.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1) zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung der Dämpfung Mittel (2) zum Verlagern eines Fluidums aufweist.
Schuh nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1) für das Fluidum ein Behältnis (7) mit einer Teilung (8) aufweist und durch das Verlagern des Fluidums die Teilung (8) des Behältnisses (7) verschiebbar ist.
Schuh nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (2) mehrere Behältnisse (5, 7) für das Fluidum aufweist und durch das Verlagern das Fluidum zwischen den Behältnissen (5, 7) umverteilt wird.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (10) Mittel zum Erzeugen eines piezoelektrischen Effekts aufweist.
Schuh nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts aufweist.
Schuh nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts einen Energiespeicher aufweisen, insbesondere einen Kondensator.
Schuh nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts ein Diodenarray aufweisen, das durch das Aufsummieren sequentiell zerstörbar ist.
Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (2) zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung so eingerichtet sind, dass heftigeres Auftreten, das zu einem größeren Verschleiß der Dämpfung führt, als größerer Verschleiß angezeigt wird.
Verfahren zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung von Mittel zur Dämpfung eines Schuhs (1, 10), bei dem der Verschleiß und/oder die Nutzung der Mittel zur Dämpfung über im Schuh (1, 10) integrierte Mittel (2, 12) zur Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung angezeigt wird.