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Verwandte Anmeldungen
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Diese
Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung
Nrn. 60/781 276 und 60/881 552, eingereicht am 13. März
2006 bzw. am 22. Januar 2007.
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Urheberrechtsanmerkung
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©2007 Shoe Care Innovations, Inc.
Ein Teil der Offenbarung dieses Patentdokuments enthält Material,
das dem Urheberrechtsschutz unterliegt. Der Urheberrechtsinhaber
hat keinen Einwand gegen die Faksimilereproduktion des Patentdokuments oder
der Patentoffenbarung durch irgendjemanden, wie es/sie in der Patentakte
oder den Patentregistern des Patent- und Markenamtes erscheint,
behält sich jedoch ansonsten absolut alle Urheberrechte
vor. 37 CFR § 1.71(d).
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft die Verwendung von Licht als Sterilisationsmittel
in menschlichem Schuhwerk.
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Hintergrundinformation
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Warme,
feuchte, dunkle Umgebungen stellen günstige Bedingungen
für das Wachstum von infektiösen biologischen
Mikroorganismen bereit, die ermöglichen, dass Bakterien,
Viren, Pilze und ihre zugehörigen Gerüche sich
stark vermehren. Das Fußschwitzen innerhalb Schuhen fördert
beispielsweise Wärme und Feuchtigkeit, während
geschlossene Schuhe, die in dunklen Schränken aufbewahrt werden,
nicht genügend Breitspektrum-Umgebungslicht einlassen können,
das eine Komponente von UV-Licht enthält, um pathogene
Niveaus zu steuern. Übermäßige Niveaus
an schädlichen Mikroorganismen, die in eingeschlossenen
Schuhen gehalten werden, können verschiedene Fußkrankheiten
verursachen oder fördern.
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Es
ist gut bekannt, dass die Belichtung mit Ultraviolett-(UV)Licht
mit bestimmten Wellenlängen, Intensitäten und
Dauern das Wachstum von Oberflächenpathogenen zerstören
oder hemmen kann. Keimtötende Lampen, die UVC-Strahlung
emittieren, werden beispielsweise verwendet, um Abwasser für den
Zweck des Verringerns des organischen Gehalts zu behandeln. Die
US-Patente Nrn. 4 981 651 und
5 978 996 beschreiben die
Verwendung von UV-Licht für die Sterilisation; allerdings
sind nicht alle UV-Lichtwellenlängen keimtötend.
Das UV-Spektrum überspannt Wellenlängen von 10
nm bis 400 nm. Das Band von 320 nm bis 400 nm ist als UVA bezeichnet; 280
nm bis 320 nm ist UVB; und 185 nm bis 280 nm ist UVC. Keimtötendes
UV-Licht, der Typ, der Mikroorganismen zerstört, ist auf
einen Wellenlängenbereich von 240 nm bis 280 nm begrenzt,
in dem der maximale keimtötende Wirkungsgrad mit einer
Wellenlänge von 254 nm übereinstimmt. Von UVA
und sichtbarem Licht, das eine nahe UV-Komponente umfasst, wurde
gezeigt, dass sie das Wachstum hemmen, aber nicht Pathogene zerstören.
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Eine
Sorge bei der Nutzbarmachung von UV-Licht, das eine Form von Strahlung
mit kurzer Wellenlänge und hoher Energie ist, besteht darin, dass
UV-Licht eine Schädigung am menschlichen Gewebe verursachen
kann. Augen sind besonders verwundbar, wenn sie dem direkten Einfall
von UV-Licht ausgesetzt werden. Folglich sollte irgendeine Anwendung
von Strahlung mit hoher Energie, einschließlich UV-Licht,
vor einer ungewollten Aussetzung schützen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft die Einführung von Licht,
um die Umgebung innerhalb eines Schuhs zu verändern, um
Mikroorganismen zu zerstören oder um ihr Wachstum zu hemmen.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Lieferung von keimtötendem
UV-Licht durch Montieren eines Satzes von Leuchtdioden (LEDs), die
auf eine geeignete UV-Wellenlänge abgestimmt sind, innerhalb
eines hohlen Schuhspanners, der in die Kappe des Schuhs eingesetzt
wird, durchgeführt. UV-LEDs, die Licht innerhalb des keimtötenden
Bereichs emittieren, können verwendet werden, um Mikroorganismen,
die sich im Schuh befinden, zu zerstören. In einem zweiten
Ausführungsbeispiel wird eine alternative Lichtquelle,
eine keimtötende UV-Glühlampe, anstelle der UV-LEDs
verwendet. In einem dritten Ausführungsbeispiel werden
LEDs mit sichtbarem Licht oder eine Glühlampe mit sichtbarem
Licht, die beide weniger teuer und leichter zu erlangen sind als
keimtötende UV-Lichtquellen, verwendet, da Licht innerhalb
des sichtbaren Spektrums ein weiteres Wachstum von Mikroorganismen
hemmt oder verhindert, anstatt sie tatsächlich abzutöten.
Ein viertes Ausführungsbeispiel, das für die kommerzielle
Verwendung geeignet ist, beruht auf einer Umhüllung zum
Einschließen von UV-Licht, das von einer Glühlampe
ausgeht, die in einen Schuh eingesetzt wird, ohne die Abstützung
eines Schuhspanners.
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Ausführungsbeispiele
von einem Schuhspanner oder Zubehör, das diesem zugeordnet
ist, werden mit Schutzvorrichtungen implementiert, um die UV-Strahlungsaussetzung
in einen interessierenden Bereich einzuschließen. Ein Verfahren
zum Einschließen von UV-Strahlung in einen Schuh hat die Anordnung
einer lichtundurchlässigen oder einer durchscheinenden
Barriere zwischen dem Ausbreitungsweg der UV-Strahlung und Öffnungen
im Schuh zur Folge. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer solchen Barriere ist eine Dichtung, die um das Rückgrat
oder die Ferse eines Schuhspanners gesetzt ist. Alternativ kann
der Vorderteil eines Schuhspanners eine Lichteinschränkungsvorrichtung
beinhalten oder Kappen können über Öffnungen
im Schuh angeordnet werden.
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Ein
weiteres Verfahren zum Verhindern einer ungewollten UV-Aussetzung
hat die Aktivierung der UV-Lichtquelle nur dann, wenn ein Schwellenpegel von
Umgebungslicht nicht erfasst wird, zur Folge. Umgebungslicht, das
innerhalb eines Schuhs erfasst wird, deutet auf eine Lichtundichtigkeit
hin, die ermöglichen könnte, dass UV-Strahlung
austritt. Eine Lichtundichtigkeit könnte das Ergebnis einer
falschen Einführung der UV-Lichtquelle in den Schuh sein. Das
Deaktivieren der UV-Leistungsquelle, wenn ein Schwellenpegel von
Umgebungslicht durch einen Lichtsensor wie z. B. eine Photodiode
oder einen Phototransistor erfasst wird, verhindert eine ungewollte
UV-Aussetzung.
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Eine
Veränderung an diesem Verfahren zum Verhindern einer ungewollten
UV-Aussetzung hat die Implementierung eines elektrischen Sicherheitsschalters
zur Folge, der den Betrieb der UV-Lichtquelle verhindert, wenn die
UV-Lichtquelle nicht korrekt in den Schuh eingesetzt ist. Wenn sie
korrekt angeordnet ist, schließt die UV-Lichtquelle einen
elektrischen Stromkreis, was die Betätigung des Sicherheitsschalters
in einen Betriebszustand bewirkt, der ermöglicht, dass
ein Benutzer die Lichtquelle aktiviert.
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Ein
weiteres Verfahren zum Schützen des Benutzers vor ungewollter
UV-Lichtaussetzung hat die Anordnung des Schuhs in einem Behälter
zur Folge. Der Behälter besteht aus einem durchscheinenden,
lichtundurchlässigen oder lichtdurchlässigen Material,
das zumindest einiges des UV-Lichts absorbiert, das aus dem Inneren
des Schuhs ausgeht. Die Verwendung eines Behälters kann
mit dem vorstehend erwähnten Lichtsensor kombiniert werden,
um die Intensität von Umgebungslicht innerhalb des Schuhs
zu verringern, vorausgesetzt, dass der Behälter durchscheinend
oder lichtundurchlässig ist. Dies ist ein bevorzugtes Verfahren
zum Behandeln von Sandalen oder Schuhen mit offenen Zehen mit keimtötendem
UV-Licht, während das Risiko für eine ungewollte
UV-Aussetzung verringert wird.
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Zusätzliche
Aspekte und Vorteile sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen ersichtlich,
die mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen vor sich geht.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines Schuhspanners von unterhalb eines hohlen Vorderteils des Schuhspanners
gesehen, um die Anordnung von Leuchtdioden ("LEDs") zu zeigen.
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2A und 2B sind
eine isometrische Draufsicht von oben bzw. von unten auf ein zweites bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eines Schuhspanners, in dem eine keimtötende
UV-Glühlampe installiert ist.
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3A, 3B, 3C, 3D und 3E sind
eine Draufsicht, eine rechte Seitenansicht, eine linke Seitenansicht,
eine hintere bzw. eine vordere Aufrissansicht des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners.
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3F ist
eine perspektivische Vorderansicht des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners.
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3G ist
eine Schnittansicht entlang der Linien 3G--3G von 3A.
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4 ist
eine Ansicht des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners in auseinandergezogener Anordnung.
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5 ist
eine vergrößerte, bruchstückhafte Schnittseitenaufrissansicht
des Fersenabschnitts des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners.
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6 ist
eine vergrößerte, bruchstückhafte isometrische
Ansicht des Sicherheitsverriegelungsschalters im Fersenabschnitt
des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners.
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7 ist
eine vergrößerte, bruchstückhafte Schnittseitenaufrissansicht
des hohlen Vorderteils des in 2A und 2B gezeigten
Schuhspanners.
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8 ist
eine vergrößerte, bruchstückhafte, bildhafte
Ansicht eines Breiteneinstellmechanismus im Vorderteil des in 2A und 2B gezeigten Schuhspanners.
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9A, 9B und 9C sind
Diagramme von Sicherheitsumhüllungen, die den Lichtaustritt aus
einem in einem Schuh installierten Schuhsterilisator verhindern.
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Ausführliche Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
als erstes Ausführungsbeispiel einen Schuhspanner 100,
der dazu ausgelegt ist, eine halbkreisförmige lineare Anordnung
von LEDs 102 aufzunehmen, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
keimtötendes UV-Licht oder weißes Licht mit einer
UV-Komponente in die Kappe eines Schuhs ausstrahlen, in den der
Schuhspanner 100 eingesetzt ist. Eine UV-LED, die Licht
innerhalb des keimtötenden Bereichs emittiert und zur Verwendung in
der LED-Anordnung 102 geeignet ist, ist ein Modell Nr.
UVTOP255-BL-TO39, erhältlich von Roithner Laser Technik,
Wien, Österreich. LEDs mit sichtbarem Licht (blau oder
weiß), die leicht erhältlich sind, können
verwendet werden, um ein weiteres Wachstum von Mikroorganismen im
Schuh zu hemmen oder zu verhindern. Der Schuhspanner 100 umfasst
einen hohlen Vorderteil 104, der durch ein ausdehnbares, einteiliges,
zylindrisches Rückgrat 106 mit einem Fersenabschnitt 108 verbunden
ist.
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Der
Vorderteil 104 ist eine gekrümmte Halbschalenstruktur
mit einer inneren Oberfläche 110, die mehrere
nach innen gerichtete, beabstandete Strukturansätze 112 abstützt,
und mit mehreren im Allgemeinen rechteckigen, länglichen
Schlitzen 114, die in einer Querrichtung zur Länge
des Vorderteils 104 beabstandet sind. Licht, das von der
LED-Anordnung 102 emittiert wird, breitet sich durch die
länglichen Schlitze 114 aus und trifft direkt
auf die innere Auskleidung der Oberseite eines Schuhs (nicht dargestellt)
auf, in dem der Schuhspanner 100 angeordnet ist. Da der
Vorderteil 104 des Schuhspanners 100 hohl ist,
wird das innere Fußbett des Schuhs durch die LED-Anordnung 102 beleuchtet.
Eine Wand 120 definiert ein Hinterende des Vorderteils 104 und
weist eine innere Oberfläche 122 auf, an der die
LED-Anordnung 102 montiert ist. Licht, das von der LED-Anordnung 102 emittiert
wird, breitet sich hauptsächlich in einer Vorwärtsrichtung
in Richtung des Zehenraums des Schuhs aus. Ein halbovaler Ausschnitt 122 in
der Wand 120 ermöglicht, dass sich das zylindrische
Rückgrat 106, das sich aus dem Inneren des Fersenabschnitts 108 ausdehnt
und in dieses zurückzieht, in den Zehenraum des Schuhs
ausdehnt oder sich zur Mitte des Schuhs zurückzieht, wie
erforderlich, um die Gesamtlänge des Schuhspanners 100 einzustellen,
um sie an einen speziellen Schuh anzupassen. Der Fersenabschnitt 108 des
Schuhspanners 100 besitzt eine Konstruktion, die in einem herkömmlichen
Schuhspanner zu finden ist. Der Fersenabschnitt 108 liegt
in Form eines modifizierten massiven rechteckigen Blocks mit einer
abgerundeten unteren Oberfläche 126 vor, wobei
die Tiefe 128 des massiven Blocks von vorn nach hinten
allmählich dicker wird, um sich besser an die Ferse eines Schuhs
anzupassen. Die Unterseite des Fersenabschnitts 108 kann
zweigeteilt sein, wobei seine Oberfläche der Länge
nach in drei Abschnitte unterteilt ist.
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2A, 2B, 3A–3G und 4–7 zeigen
als zweites Ausführungsbeispiel einen Sterilisationsschuhspanner 200,
in dem eine keimtötende UV-Glühlampe 202 anstelle
der LED-Anordnung 102, die im Schuhspanner 100 verwendet
wird, installiert ist. Der Schuhspanner 200 umfasst einen
hohlen Vorderteil 204, der durch ein federbelastetes ausdehnbares
Rückgrat 206 mit einem Fersenabschnitt 208 verbunden
ist. Elektronische Komponenten, die UV-Sicherheitsmerkmale ermöglichen,
sind über den ganzen Fersenabschnitt 208, das
Rückgrat 206 und den hohlen Vorderteil 204 verdeckt
und sind daher von der Außenseite des Schuhspanners 200 nicht
ersichtlich. Der Fersenabschnitt 208 endet in einem Griff 210 in
Form einer geschlossenen Schleife, um die Längeneinstellung
zu erleichtern; das federbelastete ausdehnbare Rückgrat 206 ermöglicht
eine lineare Bewegung in den und aus dem Fersenabschnitt 208;
und der hohle Vorderteil 204 zeichnet sich durch große Öffnungen
oder Fenster mit ungleichmäßiger Größe
und Form aus, durch die sich Licht in das Innere eines Schuhs ausbreiten kann.
Ein Leistungsversorgungskabel 212 erstreckt sich von der
Rückseite des Fersenabschnitts 208 und liefert
elektrische Leistung für die Lieferung zur keimtötenden
UV-Glühlampe 202, wie nachstehend beschrieben.
Die Oberseite des Griffs 210 umfasst eine Einschalttaste 214,
die die UV-Glühlampe zusammen mit ihren Sicherheitsprüfungen
aktiviert. Die Herstellung des Schuhspanners 200 kann einen Duftstoff
in das Material einarbeiten, indem es mit einer Flüssigkeit,
einem Feststoff oder einem Gel imprägniert wird. Der Schuhspanner 200 könnte
beispielsweise aus einem parfümierten Polymer, wie z. B.
dem bei der Herstellung von AURACELL-Produkten von Rotuba, Linden,
New Jersey, verwendeten konstruiert werden.
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Mit
speziellem Bezug auf 3A ist der Vorderteil 204 aus
zwei Skelettabschnitten mit einem linksseitigen Skelettabschnitt 218 und
einem rechtsseitigen Skelettabschnitt 220 ausgebildet.
Der Skelettabschnitt 218 weist von vorn nach hinten ein
ungefähr dreieckförmiges Fenster 222 und
ein im Allgemeinen parallelogrammförmiges Fenster 224 auf. Der
Skelettabschnitt 220 weist von vorn nach hinten im Allgemeinen
parallelogrammförmige Fenster 230, 232 und 234 auf.
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3A zeigt
die asymmetrische Konstruktion des hohlen Vorderteils 204 des
Schuhspanners 200. Die Fenster 224 und 234 sind
um eine Längsmittelachse 238, die entlang der
Naht der Skelettabschnitte 218 und 220 verläuft,
wenn sie zusammengefügt sind, symmetrisch. Die Längsmittelachse 238 erstreckt
sich gerade durch den Rist des Schuhspanners 200, wobei
sie sich im Zehenbereich seitwärts in ungefähr
60° abwinkelt, was verursacht, dass die vordersten Fensteröffnungen 222 und 230 unregelmäßig
geformt sind. Ein Paar von Schuhsterilisatoren umfasst linke und
rechte Schuhspanner, wobei der linke Schuhspanner in einem Spiegelbild
des rechten Schuhspanners 200, der in 3A gezeigt
ist, konfiguriert ist.
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Mit
speziellem Bezug auf 4 besitzt der Skelettabschnitt 218 einen
Bodenteil 244, von dem sich ein Ansatzelement 246 erstreckt
und ein Ansatzelement 248 berührt, das sich von
einem Bodenteil 250 des Skelettabschnitts 220 erstreckt
(siehe auch 3g). Die Ansatzelemente 246 und 248 bilden
einen glatten Oberflächenbereich, wenn die Skelettabschnitte 218 und 220 zusammengefügt
sind, am Boden des hohlen Vorderteils 204. Die Skelettabschnitte 218 und 220 stützen
an ihren jeweiligen Bodenteilen 244 und 250 Montageblöcke 252 ab,
die zum Aufnehmen und Abstützen eines geteilten Glühlampenträgers 254 bemessen
sind. Der geteilte Glühlampenträger 254 ist
eine Anordnung von zu paarenden halben Abschnitten 256,
von denen sich T-förmige Vorsprünge 258 erstrecken.
Die Basisteile 260 der T-förmigen Vorsprünge 258 kommen
mit Schlitzen 262 mit komplementärer Form in Eingriff,
die in entsprechenden Montageblöcken 252 ausgebildet
sind, um den geteilten Glühlampenträger 254 an
der Stelle zu halten, wenn die Skelettabschnitte 218 und 220 zusammengefügt
sind. Ansätze 264, die sich von den Basisteilen 260 der
halben Abschnitte 256 des Glühlampenträgers 254 nach
oben erstrecken, passen sich an eine Breiteneinstellung des hohlen
Vorderteils 204 durch Einschränken einer Seitwärtsbewegung
der beweglichen Skelettabschnitte 218 und 220 in
ihren zugehörigen Schlitzen 266 an, von denen
einer in 2B und 4 gezeigt
ist.
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Der
geteilte Glühlampenträger 254 bildet eine
Gewindefassung, die eine Gewindebasis 280 der keimtötenden
Glühlampe 202 aufnimmt, und einen Träger
für eine kleine elektrische Leiterplatte 282,
an der ein elektronischer Umgebungslichtsensor 284 montiert
ist. Eine geeignete keimtötende UV-Glühlampe 202 ist
ein Modell Nr. GTL3, das von Ushio, Inc., Cypress, Kalifornien,
erhältlich ist. Ein Umgebungslichtsensor 284,
der für die Verwendung im Schuhspanner 200 geeignet
ist, ist ein Modell Nr. LX1972IBC-TR, das von Microsemi, Irvine,
Kalifornien, erhältlich ist. Ein Paar von Blattfedern 286,
die an der Vorderseite der Leiterplatte 282 befestigt sind, stellt
den Kontakt mit dem positiven und dem negativen Anschluss der keimtötenden
UV-Glühlampe 202 sicher. Das Ausgangssignal des
Umgebungslichtsensors 284 steuert die anfängliche
Aktivierung eines Sterilisierungsvorgangs des Schuhspanners 200 und
ist daher für einen vorübergehenden Teil des Sterilisierungsvorgangs
aktiv. Das Ausgangssignal wird über ein Kabel 288 zum
Fersenabschnitt 208 geliefert.
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Mit
speziellem Bezug auf 4 und 5 ist der
Fersenabschnitt 208 eine Anordnung von zu paarenden Halbschalenabschnitten 300,
die durch Schrauben 302 zusammengehalten werden. Jeder Halbschalenabschnitt 300 besitzt
innere Montageansätze 304, die eine elektrische
Leiterplatte 306 in der Position abstützen, unter
und entlang der Länge des unteren Teils des Griffs 210.
Die Leiterplatte 306 stellt einen Verbindungspunkt 308 in
Form einer Leistungsversorgung für das Leistungsversorgungskabel 212 und
einen Verbindungspunkt 310 für das Kabel 288 bereit.
Die Leiterplatte 306 trägt einen Mikrocontroller 312,
der den Betrieb und Sicherheitsfunktionen, die im Schuhspanner 200 implementiert
werden, steuert. Der Mikrocontroller 312 steuert über
das Kabel 288 die Lieferung von elektrischer Leistung zur keimtötenden
UV-Glühlampe 202 und die Verarbeitung des Ausgangssignals
des Umgebungslichtsensors 284. Das federbelastete einstellbare
Rückgrat 206 umfasst an seinem Vorderende eine
Skelettabschnitt-Spreizplatte 320, die im hohlen Vorderteil 204 endet,
und an seinem Hinterende eine lange Schraubenfeder 322,
die im Fersenabschnitt 208 endet.
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4 zeigt
einen Bügel 326 an einem Ende der Spreizplatte 320 und
einen Federträger 328. Die Spreizplatte 320 weist
eine Stützfläche 330 auf, an der die
halben Abschnitte 256 des geteilten Glühlampenträgers 254 anliegen.
Aufrechte Endansätze 332 der Spreizplatte 320 halten
den geteilten Glühlampenträger 254 durch
Einschränken seiner Vorwärtsbewegung an der Stelle,
wenn das Rückgrat 206 Längenänderungen
unterzogen wird. Zwei Führungsschlitze 334 in
der Spreizplatte 320 konvergieren in einer Vorwärtsrichtung
in Richtung des Zehenendes des Vorderteils 204. Abgestufte
Führungsstifte 336 verlaufen durch die Führungsschlitze 334 in
der Spreizplatte 320 und Löcher 338 in
den Montageblöcken 252 der Skelettabschnitte 218 und 220,
um die Spreizplatte 320 an den Skelettabschnitten 218 und 220 zu
befestigen und sie in Reaktion auf eine Verkürzung des
Rückgrats 206 auseinander zu spreizen. Die Spreizplatte 320 ist
im Vorderteil 204 so angeordnet, dass die keimtötende
UV-Glühlampe 202 in einen festen Abstand von 5
cm vom Ende eines Schuhs gesetzt wird, in dem der Schuhspanner 200 installiert
wird. Der Grund für eine solche Glühlampenanordnung
besteht darin, dass die Intensität und daher die Wirksamkeit
der UV-Energie als Sterilisationsmittel mit dem Abstand von der
Lichtquelle abnimmt. Der Federträger 328, der
aus zwei zu paarenden U-förmigen Schienen 344 ausgebildet
ist, enthält und befestigt in seinem Inneren ein Ende 346 der Schraubenfeder 322.
Der Federträger 328 ist durch einen Stift 350 am
Bügel 326 der Spreizplatte 320 befestigt.
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5 zeigt
die Schraubenfeder 322, die durch einen röhrenförmigen
Gehäuseteil 352 im Vorderende des Fersenabschnitts 208 verläuft,
und ein Ende 354 der Schraubenfeder 322, das an
einem Anschlag 356 im Hinterende des Fersenabschnitts 208 anliegt.
Die Schraubenfeder 322 wird im Rückgrat 206 in
einem nominalen, teilweise zusammengedrückten Zustand gehalten.
Eine Zugentlastungsklemme 358 hält das Kabel 288 in
der Position am Gehäuseteil 352 des Fersenabschnitts 208,
wenn das Rückgrat 206 Längenänderungen
unterzogen wird. Eine gelenkig gelagerte Gummihülse 360,
die zwischen dem Vorderteil 204 und dem Fersenabschnitt 208 angeordnet
ist, passt über den Federträger 328 und
verdeckt ihn vom Blick.
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5 und 6 zeigen
einen Photounterbrecher 370, der ein beabstandetes Infrarot-(IR)Sender/Detektor-Paar
umfasst. Eine Rippe 372, die am Hinterende der U-förmigen
Schiene 344 befestigt ist, hindert das vom Sender emittierte
IR-Licht am Erreichen des Empfängers, wenn sich die Schraubenfeder 322 in
ihrem nominalen teilweise zusammengedrückten Zustand befindet.
Das Zusammendrücken der Feder 322, wenn der Schuhspanner 200 in
einem Schuh angeordnet ist, bewirkt, dass sich die Rippe 372 nach
hinten bewegt, wodurch ermöglicht wird, dass das IR-Licht
den Detektor erreicht. Das Ausgangssignal aus dem Photounterbrecher 370 wird zum
Mikrocontroller 312 auf der Leiterplatte 306 gesandt,
um das Anlegen von Leistung an die keimtötende UV-Glühlampe 202 über
das Kabel 288 zu ermöglichen. Ein geeigneter Photounterbrecher 370 ist das
Teil Nr. GP1S092HCPIF, erhältlich von Sharp Electronics
Corporation, Romeoville, Illinois.
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7 und 8 zeigen
das Vorderende des Kabels 288, wo es in den geteilten Glühlampenträger 254 eingesteckt
ist, der die keimtötende UV-Glühlampe 202 befestigt.
Drei parallele Rippen 374, die als Strukturträger
für den hohlen Vorderteil 204 wirken, erstrecken
sich von der oberen Innenfläche des Skelettabschnitts 220 nach
unten. 7 zeigt Rippen 374, die über
der Außenfläche des geteilten Glühlampenträgers 254 angeordnet
sind, zusammen mit zwei vertikalen Trennwänden 376 (3G),
die auf beiden Seiten der Gummihülse 360 angeordnet
sind, die das Rückgrat 206 bedeckt, um Licht am
Austritt aus der Kappe des Schuhs zu hindern. Mit Bezug auf 8 ist
für jeden der Skelettabschnitte 218 und 220 eine
Schraubenfeder 348 zwischen einer Federspannstütze 364 und
einem Führungsstift 336 angeordnet, um die Skelettabschnitte 218 und 220 zusammen
zu halten, wenn der Schuhspanner 200 nicht in einem Schuh
angeordnet ist. (In 8 erscheint nur eine Schraubenfeder 348 und
sie ist von der Federspannstütze 364 getrennt
gezeigt.) Die Federspannstütze 364 und der Führungsstift 336 sind
außerhalb der Gewindebasis 280 der keimtötenden UV-Glühlampe 202 angeordnet.
Der Führungsstift 336 schränkt eine seitliche
Verschiebung des Skelettabschnitts 220 ein. Das Ende eines
kreisförmigen Niets 378, der die halben Abschnitte 256 des
geteilten Glühlampenträgers 254 verbindet,
ist in 7 sichtbar zusammen mit dem Stift 350,
der sich im Bügel 326 an der Rückseite
der Spreizplatte 320 befindet. Der Stift 350 bildet
einen Drehpunkt, der ermöglicht, dass das Rückgrat 206 relativ
zum Vorderteil 204 nach oben schwenkt.
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Die
Einstellung der Länge des Rückgrats 206,
um den Schuhspanner 200 in einem Schuh anzuordnen, wird
durch einen Benutzer durchgeführt, der den Griff 210 ergreift
und den Vorderteil 204 im Zehenraum des Schuhs positioniert.
Der Benutzer übt dann einen Druck auf den Fersenabschnitt 208 aus,
um die Schraubenfeder 322 zusammenzudrücken, während
er den Fersenabschnitt 308 in die Ferse des Schuhs absenkt.
Das Zusammendrücken der Schraubenfeder 322 verkürzt
das Rückgrat 206 und drückt die Spreizplatte 320 vorwärts,
wodurch die Skelettabschnitte 218 und 220 getrennt
werden und ein bündiger Sitz des Schuhspanners 200 im
Schuh erzeugt wird, so dass das UV-Licht nicht aus diesem austritt.
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Nachdem
der Schuhspanner 200 innerhalb eines Schuhs angeordnet
ist, löst das Anlegen von elektrischer Leistung über
das Leistungsversorgungskabel 212 durch die Betätigung
der Einschalttaste 214 die folgende Sequenz von Ereignissen
zum Schützen der Benutzersicherheit aus: Eine Umgebungslichtvorprüfung
wird unter Verwendung des Lichtsensors 284 eingeleitet,
um sicherzustellen, dass die UV-Quelle 202 innerhalb des
Schuhs enthalten ist, ohne dass Lichtundichtigkeiten erfasst werden.
Wenn die Umgebungslichtprüfung negativ ist (d. h. keine
wahrnehmbare Lichtundichtigkeit erfasst wird), wird eine Fersenkompressionsprüfung
unter Verwendung des Photounterbrechers 370, der als elektrischer
Sicherheitsschalter wirkt, eingeleitet, um sicherzustellen, dass
der Schuhspanner 200 korrekt innerhalb eines Schuhs angeordnet
ist. Wenn die Fersenkompressionsprüfung positiv ist (d.
h. keine falsche Schuhspannerinstallation erfasst wird), weist der
Mikrocontroller 312 die UV-Lichtquelle 202 an, den
Schuh für ungefähr 30 Minuten zu sterilisieren. Wenn
während eines Schuhsterilisations-Betriebsfensters von
30 Minuten der Schuhspanner 200 aus dem Schuh entfernt
oder entnommen wird, deaktiviert der Sicherheitsschalter 370 die
UV-Lichtquelle 202. Die Vorderteil-Umgebungslichtprüfung
unter Verwendung des Sensors 284 ist während des
Betriebsfensters von 30 Minuten nicht aktiv.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel ohne Verwendung eines
Schuhspanners eignet sich für die kommerzielle Verwendung
und verhindert durch Blockieren des Austritts von UV-Strahlung während
eines Schuhsterilisations-Betriebsfensters, dass das UV-Licht eine
Person erreicht, die nahe am Schuh angeordnet ist. Dieses alternative
Ausführungsbeispiel hat das Einsetzen einer UV-Glühlampe
in einen Schuh und entweder das Umgeben des Schuhs mit einer schützenden
"Duschkappe", das Einschließen des Schuhs in einen Schutzbeutel,
oder das Abdichten der Öffnung des Schuhs zur Folge.
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Insbesondere
zeigt 9A eine Reihe von Bildern, die
das Einschließen eines Schuhs 380 (Bild A1) in
eine Umhüllung 382 im Duschkappenstil (Bilder
A2 und A3) und das Einsetzen einer UV-Glühlampe 384,
die an einem langen, zylindrischen Griff 386 befestigt
ist (Bild A4) durch eine Öffnung 388 in der Umhüllung 382 in
das Innere des Schuhs 380 (Bild A5) darstellen. Die Umhüllung 382 wird
um den Schuh 380 befestigt, indem eine Zugkordel 390 festgezogen
wird. 9B zeigt eine Reihe von Bildern, die
das Einschließen des Schuhs 380 in einen geschlossenen
Beutel 392 (Bild B1) darstellen. Die UV-Glühlampe 384,
die am Griff 386 befestigt ist, wird in eine Öffnung 394 im
Beutel 392 (Bild B2) und in das Innere des Schuhs 380 (Bilder
B3 und B4) eingesetzt. Der Beutel 392 wird um den Schuh 380 befestigt,
indem eine Zugkordel 396, die die offene Seite des Beutels 392 schließt,
festgezogen wird.
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Sowohl
die Umhüllung 382 als auch der Beutel 392 bestehen
aus einem UV-Licht blockierenden Material. Die UV-Glühlampe 384 kann
in einen schützenden Metallnetzkäfig 398 eingeschlossen
werden.
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9C zeigt
eine Reihe von Bildern, die eine Alternative zum vollständigen
Einschließen des Schuhs 380 durch Abdichten der
offenen Oberseite des Schuhs 80 mit einer Kappe 400 (Bild
C1) darstellen. Die Kappe 400 weist eine Öffnung 402 auf,
durch die die UV-Glühlampe 384, die am Griff 386 befestigt ist,
eingesetzt wird (Bild C2). Die Demontage der UV-Glühlampe 384 und
des Käfigs 398 vom Griff 386 wird ausgeführt,
um seinen Durchgang durch die Öffnung 402 und
die Kappe 400 zu ermöglichen (Bild C3).
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Für
Fachleute ist es offensichtlich, dass viele Änderungen
an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
vorgenommen werden können, ohne von den zugrunde liegenden
Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche
bestimmt werden.
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Zusammenfassung
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Die
Einführung von Ultraviolett-(UV)Licht (102, 202)
zum Ändern der Umgebung innerhalb eines Schuhs zerstört
Mikroorganismen oder hemmt ihr Wachstum. Sichtbares Licht kann auch
verwendet werden, um das weitere Wachstum zu verhindern. Ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel umfasst einen einstellbaren Schuhspanner
(200), der mit einer keimtötenden UV-Lichtquelle
(202) und elektronischen Schutzvorrichtungen (284, 370)
ausgestattet ist, die einen merklichen Austritt von UV-Strahlung außerhalb
den Schuh verhindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4981651 [0005]
- - US 5978996 [0005]