DE19621705A1

DE19621705A1 - Sport- und Orthopädieeinlage

Info

Publication number: DE19621705A1
Application number: DE1996121705
Authority: DE
Inventors: Alexander Schneider; Wjdceslav Davidov; Serbakov Anatolij; Oksana Makovskaja
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: DE19621705B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebiet der Schuhfabrikation und kann unter anderem bei der Herstellung von Arbeits-, Sport- und Orthopädieschuhen verwendet werden.

Bekannt sind Sport- und Orthopädieeinlegesohlen, in deren Pedopunkturzonen einzelne Massageelemente eingearbeitet sind. Bei herkömmlichen Einlegesohlen ist die funktionelle Begrenzung und der niedrige Wirkungsgrad von Nachteil.

Desweiteren sind vorgefederte Einlegesohlen mit individuellen Eigenschaften sowie die Herstellung solcher Einlegesohlen bekannt (EP 0449762). Bei der federbelasteten Einlegesohle ist einerseits der hohe Aufwand, der mit einer großen Zahl von der Führungen beim Einbau verbunden ist, anderseits das hohe Gewicht der Einlegesohle von Nachteil.

Die Einlegesohle, die der vorliegenden Erfindung am nächsten kommt besteht aus einer Stützplatte, in deren Hacken in konzentrischen Kreisen, den Pedopunkturzonen des Fußes entsprechend, perforierte Öffnungen eingearbeitet sind. In den Öffnungen sind gewundene Federn angebracht, die mittels eines Auflegers und einer Unterplatte vorverdichtet und auf einer Stützplatte aufgeklebt sind. (PS Rußland N 2036596).

Der Hauptnachteil der Einlegesohle besteht darin, daß eine bestimmte Mindesthöhe (Stärke) nicht unterschritten werden kann;
desweiteren in der querlaufenden Instabilität der hochwindenden Federn, die zu einer Zerknitterung in der Perforationszelle führt und Schwierigkeiten beim technologischen Zusammenbau mit sich bringt;
und in der Reststeifigkeit der perforierten Trägerplatte, die die Effektivität begrenzt.

Das Ziel der vorgeschlagenen Erfindung besteht in der Verbreiterung der technologischen Möglichkeiten, der Erhöhung der Effektivität und der Verbesserung der betriebstechnischen Charakteristiken:
Zuverlässigkeit, Komfort, Anpassung, Gewichts- und der Dickeverringerung der Einlegesohle.

Das Ziel wird dadurch erreicht, daß in die Sport- und Orthopädieeinlegesohle neue Elemente eingeführt worden sind, die aus einer oberen und einer unteren Platte und einem dazwischenliegenden elastischen Element bestehen, wobei die Platten kreuz und quer durch die Einlegesohle hindurch mit einer senkrechtliegenden Steppnaht vernäht sind, welche die Quadratnestelemente bilden, wobei in das Innere der Elemente einzelne gewundene konische Federn eingearbeitet sind, welche in dem Zwischenplattenvolumen bereits statisch vorverdichtet sind, wobei die Quadratseite eines jeden Elementes gleich dem Durchmesser der Basis der kegelförmigen Feder ist, wobei die Parameter und die Anzahl der Federn sind von der Größe der Einlegesohle, der Eigenfrequenz der einzelnen Organe entsprechend der Pedopunkturzonen des Fußes und dem Gewicht des Menschen abhängig sind.

Diese neue Eigenschaften führen zu den folgenden Ergebnissen:

- Optimierung der Stabilität der Vibrationsübergangszahl in allen Veränderungsbereichen der Stoßbeanspruchung auf den Fuß, vom Schritt bis zum Lauf auf Grund der tieferen statischen Vorverdichtung;
- Verbesserung des Komforts und der Bequemlichkeit aufgrund der Dickeverminderung und der Zusammendrückmöglichkeit des Volumens der kegelförmigen Federn in einer Ebene;
- Erhöhung der Effektivität aufgrund des Erreichens einer niedrigstmöglichen Eigenfrequenz durch die Vergrößerung der statischen Deformation (δ_St) und der Amplitude des Arbeitshubes, welche aufgrund der Tatsache, daß sich die Federwindungen aufgrund ihrer kegelförmigen Gestalt beim Zusammenpressen nicht berühren, nicht begrenzt ist.

Die Arbeitsweise der Einlegesohle ist aus der beiliegenden Abbildung deutlich zu erkennen:
in der Abb. 1 ist die allgemeine Ansicht der Einlegesohle dargestellt;
in der Abb. 2 ist der Querschnitt A-A der Einlegesohle dargestellt;
in der Abb. 3 ist die experimentell erworbene Wobbelamplitudencharakteristik der Einlegesohle dargestellt.

Die Sport- und Orthopädieeinlegesohle, besteht aus:

der oberen Platte 1 und der untere Platte 2, die mit der senkrechtliegenden Steppnaht 3 verbunden sind und aufgrund verschiedener Steppnahtschritte die Quadratnestelemente 4 bilden. In jedem Element 4 sind kegelförmige Federn 5 eingearbeitet. Die Federn 5 sind statisch in dem Zwischenplattenvolumen des Elementes 4 vorverdichtet. Durch das konvexe Plattenmaterial unter der Wirkung der statisch vorverdichteten Federn in den Elementen, hat die obere Oberfläche der Einlegesohle ein geriffeltes Aussehen. Die Einlegesohle wird nach Maß angefertigt und in die Sport- beziehungsweise Orthopädieschuhe reingelegt.

Die Qualitätsbeiwerte der Wirksamkeit von Sport- und Orthopädieeinlegesohle sind:
der Bewegungskomfort bei der Osteochondrose, die Akkumulation der kinetischen Energie beim Laufen, die Verringerung der Stoßbelastungen auf den Bewegungsapparat, die Stimmulation und Massage der Pedopunkturzonen des Fußes.

Der Quantitätsbeiwert der Wirksamkeit ist der Vibroisolationsbeiwert, der das Verhältnis der absoluten Beschleunigungsbeiwerte des Objektes zu der Quelle darstellt. (Siehe, "Vibration in der Technik", das Nachschlagebuch unter Herausgeber K.W. Frolow, Band 6, Maschinenbau, 1981, Seite 175, Bild 4)

wo
δ - der Dämpfungsbeiwert, der gleich 1/2Q ist;
Q - die Qualität des Energieintensitären Elementes ist;
z - das Verhältnis der Vibrationshäufigkeit (w) zu der Eigenfrequenz des Vibrationsschutzsystemes (w₀) ist.

Die Abhängigkeit der Eigenfrequenz der Vibrationsschutzsysteme (w₀) von der Starrheit des biegsamen Elementes (c), der Belastungsmasse (m) und des Grades des (δ_St) statischen Setzens ist bekannt. (Siehe, "Vibration in der Technik", Seite 172, die Formel 2)

Die Steifheit der kegelförmigen Feder ist von den Parametern abhängig und findet ihre Entsprechung in der folgenden Formel (siehe z. B., Nachschlagewerk, Band 1, "Geräte und Systeme für die Messung der Vibration, das Geräusch und das Stoß" der Herausgeber W.W. Klüew, Maschinenbau, 1978, Seite 46)

wo
G - der Gleitmodul des Drahtmateriales;
d - der Drahtdurchmesser;
D₁, D₂ - der Windungsdurchmesser der kegelförmigen Federn an der Federbasis und an der Spitze;
n - die Windungszahl ist.

Auf diese Weise ist, die Wirksamkeit der Einlegesohle nicht nur von den ausgewählten Verhältnissen abhängig, sondern auch in größeren Maße von der Vervollkommnung der konstruktiven Lösung. Um die bestmögliche Qualität des zu erzeugenden Artikels zu erreichen, muß die Anzahl der kegelformigen Federn optimal werden. Die Resonanzfrequenz der verschiedenen menschlichen Organen (Kreuzbein, Lendenwirbel) nehmen ein Intervalle von 8 bis 32 Hertz ein (siehe, z. B., "Vibration in der Technik", das Nachschlagebuch unter Herausgeber K.W. Frolow, Band 6, Maschinenbau, 1981, Seite 372). Demnach, muß die Eigenfrequenz des Systems (Einlegesohle), erzeugt durch die Gesamtzahl der kegelförmigen Federn und der Belastungsmasse des menschlichen Gewichtes, in dem Bereich unter (f/√2) ausgewählt werden und beträgt 6. . . 8 Hz. Die Qualität der Vibrationsschutzsysteme kann man mittels der Resonanzbreite aus folgenden Verhältnissen bestimmen: (Siehe z. B., "Nachschlagewerk für die Elektronik", Band 2 der Herausgeber A.A. Kulikowskii, Band 2, Moskau, Verlag "Energie", 1968, Seite 34) = 1/Q
wo
Δw - die Breite der Resonanzkurve auf dem Niveau 0,5 des maximalen Wertes,
Q - der Qualität ist.

Gemäß der Theorie des Fehlers (siehe z. B., N.S. Piskunow, "Die Differential- und Integralrechnung", Band 1, Verlag "Nauka", Moskau, 1964, Seite 252) ist der relative Fehler der Funktion gleich dem maximalen Fehler des Logarithmus dieser Funktion, d. h.:

Um den maximaler Gütewert, bei einem minimalen relativen Fehler, zu erreichen, ist es nötig, das volle Differential auszurechnen. Die numerische Rechnung der erhaltende Gleichung zeigt das zum Erreichen der potentiell optimalen Qualität der Feder (maximale Güte der Einlegesohle) folgende optimale Verhältnisse der Parametern notwendig sind:

Tabelle 1

Man sollte einen Draht 65 mit einem Härtegrad von 53. . .57 Rakwel zugrunde legen. Die Zahl der Federn in einer Einlegesohle für den Laufsport (Variante 1) mit einer Dämpfungswirksamkeit von Stoßbelastungen bis zu 7 Dezibel, soll 90-110 Stück betragen.

Die Einlegesohle besteht aus Quadratnestzellen, die durch das Annähen der oberen und unteren Platten mit einem Nähschritt zwischen den Steppnähten gebildet werden, die gleich dem großen Durchmesser der Federn (6,4 oder 9 mm) sind. In jede Zelle wird eine einzelne kegelförmige Feder eingearbeitet. Die statische Federvorverdichtung entsteht durch die Begrenzung des Zellenvolumens, wobei die Form der Zelle quadratisch ist. Es besteht die Möglichkeit der Erweiterung der Artikeleigenschaften in Abhängigkeit von den Nutzungseigenschaften (Sport-, Orthopädie- oder normale Schuhe) aufgrund der Regulierung der Oberflächenpackungsdichte (die Steppnahtschritte). Die Verfahrensweise beim Zusammenbauen sieht die Aufbereitung der Einlegesohlen mit einer Steppnahtreihe vor, sowie die Einbettung der Federn in die Zellen und das Annähen mittels senkrechter Steppnahtreihen. Durch das Zusammenpressen der kegelförmigen Federn in eine Fläche kann das Annähen mittels einfacher Nähmaschinen Typ "Singer" durchgeführt werden.

Die Einlegesohlen werden aus folgenden Materialien hergestellt:
die kegelförmigen Federn werden aus Federdraht auf einer einfachen Wickelmaschine gewunden.

Nach dem Aufwickeln werden die Federn einer Normalisierung im Ölnormalisator bei einer Temperatur von 120°C in Laufe von 20 Minuten unterzogen. Um die Plattendurchstiche bei der Vorverdichtung zu vermeiden, hat jede Feder an den Endungen eine um 0,5 vorverdichtete Windung. Die obere und die untere Platte wird aus weichem verschleißfesten Leder hergestellt und mit einen Kapronfaden in einer Doppeltsteppnaht zusammengenäht.

Die Testprüfung der hergestellten Muster wurde auf einem Prüfstand mit der Benutzung von Vibrationsmessungsvorrichtungen der Firma "Brül Kuer" (Dänemark) und mit einem Vibrationsstand VP-1 vorgenommen.

Die experimentell herbeigeführte Amplitudenfrequenzcharakteristik der Einlegesohle ist in der Abb. 3 beigefügt. Aus der beigefügten Abhängigkeit folgt, daß die integrale Wirksamkeit der Einlegesohle im Selbstfrequenzbereich des Stützsystems des Menschen 7 Dezibel beträgt.

Claims

1. Einlegesohle, insbesondere für Sport- oder Orthopädie schuhe, bestehend aus zwei Platten aus weichem, verschleiß festem Material (Leder) und zwischen diesen angeordneten federnden Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 2) durch einander überkreuzende Nahtver bindungen (3) miteinander verbunden sind, die Zwischen platten-Innenzellen (4) mit quadratischer Grundfläche abgrenzen, in denen kegelförmig gewundene Federn (5) mit Vorspannung angeordnet sind, deren Basisdurchmesser gleich dem der Zellengrundfläche ist und deren Windungen beim Zusammenpressen aneinander vorbeigleiten, wobei die Parameter und die Anzahl der Federn in Abhängigkeit von der Größe der Einlegesohle und der Eigenfrequenz der einzelnen menschlichen Stützorgane entsprechend den Pedopunkturzonen des Fußes und dem menschlichen Gewicht in Anwendung der bekannten Gesetzmäßigkeiten gewählt sind.

2. Einlegesohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Eigenfrequenz 6 bis 8 Hz beträgt.

3. Einlegesohle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Federn (5) aus Draht 65 mit einem Härtegrad von 53-57 Rakwel bestehen.

4. Einlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (5) aus einem Draht mit einem Durchmesser von 0,4-0,6 mm gefertigt sind.

5. Einlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet daß die Windungsanzahl der Federn (5) 3,5 beträgt bei einer Aufwickelhöhe von 9,4 mm, einem Windungsdurchmesser von 6,4-9 mm an der Federbasis und von 4,4-5 mm an der Federspitze.

6. Einlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch 90-110 Federn (5).

7. Einlegesohle nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Feder (5) an den Endungen eine um 0,5 vorverdichtete Windung aufweist.