DE10362030B4 - Sportschuh mit Anzeige des Verschleißes und/oder der Nutzung seiner Dämpfung - Google Patents
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Abstract
Schuh,
insbesondere Sportschuh, mit Mitteln zur Dämpfung, wobei der Schuh Mittel
zur Anzeige des Maßes
der Nutzung bzw. des Verschleißes
der Mittel zur Dämpfung
aufweist, wobei der Schuh Mittel zum Erzeugen eines piezoelektrischen
Effekts und Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufsummieren des
piezoelektrischen Effekts ein Diodenarray aufweisen, wobei durch
das Aufsummieren eine Diode nach der anderen zerstörbar ist.
Description
- 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.
- Die US 2001/0049890 A1 offenbart eine Schuhbenutzungsanzeigevorrichtung. Dies betrifft einen Schuh mit einer eingebauten elektronischen Benutzungsanzeigevorrichtung, die zur Anzeige a) des Ausmaßes des Schuhsohlentragens, b) den Verlust der Abfederung und Stoßabsorbierfähigkeit und c) die Notwendigkeit des Ersetzens des Schuhs geeignet ist. Die Benutzungsanzeigevorrichtung umfasst a) einen Sensor und einen Mikroprozessor, die die Verwendungsgeschichte des Schuhs messen und anzeigen können, b) eine Benutzungsanzeigevorrichtung, die dem Benutzer den derzeitigen Stand des Schuhlebensdauerzyklus anzeigt und c) eine Leistungsversorgungsquelle. Die Benutzungsanzeigevorrichtung ist zwischen der Mittelsohle und der Außensohle während des Herstellungsprozesses angeordnet und ist deshalb für den Nutzer unaufdringlich eingebaut.
- Die
US 6 578 291 B2 offenbart ebenso eine Schuhnutzungsanzeigevorrichtung. Es wird ein Schuh vergleichbar der US 2001/0049890 A1 bereitgestellt. - Die
GB 2 353 937 A - Die
DE 199 48 504 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur gezielten Kontrolle der mechanischen Belastung der Beine. Dies betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur gezielten Kontrolle der mechanischen Belastung der Beine, das bzw. die dadurch gekennzeichnet sind, dass in einem Schuh ein Drucksensor oder eine Drucksensoreinlage eingearbeitet wird, der die aktuelle Belastung der Beine registriert. Die Registrierung der Beinbelastung spielt vor allem bei Genesungsprozessen von Beinoperationen eine wichtige Rolle. Die mechanischen Belastungen der Beine werden durch den Sensor während der Rekonvaleszenzzeit bzw. während des Heilungsprozesses registriert und die Messdaten werden durch Draht und/oder drahtlose Informationsübertragung zu einem Auswertegerät übermittelt. Durch akustische oder optische Signalgebung können dem Patienten Warnhinweise bei Erreichen einer kritischen mechanischen Belastung gegeben werden, so dass er eine mechanische Überbelastung vermeiden kann und dadurch ein optimaler Genesungsprozess sichergestellt wird. - Die
US 4 510 704 offenbart einen Schuh mit einem Pedometer oder dergleichen. Ein Schuh weist eine Einrichtung zur Erfassung auf, wenn ein Schritt erfolgt, und eine Einrichtung zur Aufzeichnung und Anzeige der Gesamtheit der auf diese Weise aufgezeichneten Schritte. Die Einrichtung kann ein mechanischer Zähler sein und kann mittels eines Druckknopfs betrieben werden, der in dem Schuhabsatz befestigt ist. - Die
DE 199 09 871 A1 offenbart insbesondere eine Verschleißanzeige mit piezoelektrischem Sensor. - Die WO 01/64460 A1 offenbart eine Verschleißanzeige für Reifen, die insbesondere piezoelektrisch arbeitet.
- 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 abhängigen 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 nach1 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 nach3 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 Schuh1 mit Mitteln2 zur Anzeige und zum Messen des Verschleißes und/oder der Nutzung der Mittel zur Dämpfung des Schuhs1 . Die Mittel2 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. - 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 und4 . In3 erkennt man einen Schuh10 , der an seiner Oberseite eine Solarzelle11 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 in4 dargestellt, zerstörungssicher an der Unterseite des Schuhs12 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 (5)
- Schuh, insbesondere Sportschuh, mit Mitteln zur Dämpfung, wobei der Schuh Mittel zur Anzeige des Maßes der Nutzung bzw. des Verschleißes der Mittel zur Dämpfung aufweist, wobei der Schuh Mittel zum Erzeugen eines piezoelektrischen Effekts und Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts ein Diodenarray aufweisen, wobei durch das Aufsummieren eine Diode nach der anderen zerstörbar ist.
- Schuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts einen Energiespeicher aufweisen, insbesondere einen Kondensator.
- Schuh nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie zum Betrieb und/oder Auslesen des Diodenarrays entweder piezoelektrisch beim Laufen oder durch eine am Schuh angeordnete Solarzelle erzeugt wird.
- Schuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Anzeige des Maßes der Nutzung bzw. des Verschleißes der Mittel zur Dämpfung so eingerichtet sind, dass heftigeres Auftreten, das zu einer größeren Abnutzung der Dämpfung führt, als größeres Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts erfasst wird.
- Verfahren zur Ermittlung und Anzeige des Maßes der Nutzung bzw. des Verschleißes von Mitteln zur Dämpfung und eines Schuhs durch Erzeugen eines piezoelektrischen Effekts und Aufsummieren des piezoelektrischen Effekts, wobei ein Diodenarray verwendet wird und durch das Aufsummieren eine Diode nach der anderen zerstört wird.
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- 2003-06-06 DE DE10362030A patent/DE10362030B4/de not_active Expired - Fee Related
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