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Die
Erfindung betrifft einen Sohlenaufbau für Schuhe, mit dem innerhalb
eines Schuhs beim Laufen Wärme
erzeugt wird.
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Die
Möglichkeiten
für die
Erwärmung
konventionellen Schuhwerks liegen im wesentlichen in der Verwendung
von elektrischen Heizelementen, welche zumeist mittels einer Batterie
Wärme erzeugen.
Die üblichen
Heizelemente lassen sich in Form einer Einlegesohle in jeden bestehenden
Schuh integrieren, sie sind über
ein Kabel mit einer Batterie oder einem Akkumulator verbunden, welche
am Körper
getragen werden. Diese Systeme gewährleisten je nach eingestellter
Leistung einen Betrieb von ca. 1–6 Stunden. Nach diesem Nutzungszeitraum
müssen
die Batterien/ Akkus gewechselt bzw. aufgeladen werden. Eine andere
Form der elektrischen Heizelemente bezweckt eine schnellere Trocknung
des Schuhinnenraumes, wodurch u.a. eine Bakterienbildung vermindert
werden soll. Systeme dieser Art beziehen ihre Energie aus der Steckdose
oder dem Zigarettenanzünder
eines Kraftfahrzeuges. Heizelemente dieser Lösungen sind zumeist als Einlegesohlen
ausgeformt. Eine weitere Lösung
besteht in dem Aufstecken des Schuhs auf einen elektrisch erwärmten Schuhspanner.
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Eine
andere Möglichkeit
ist die Erzeugung von Wärme
mittels eines chemischen Prozesses. Dabei kann beispielsweise Natriumacetat
(CH3COONa) als unterkühlte Schmelze vorliegen. Beim
Kristallisieren gibt das Natriumacetat Schmelzwärme, hier Kristallisationswärme, ab.
Diese so genannten Wärmekissen,
die auch als Handwärmer
bekannt sind, können
für die
Erwärmung
von Schuhwerk nutzbar gemacht werden. Eine zusätzlich denkbare Möglichkeit ist
die Erzeugung von Wärme
mittels eines Kohlestabs, welcher durch Verglühen Wärme erzeugt.
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Die
Techniken für
die Polsterung von Schuhen liegen im wesentlichen in der Verwendung
von verschiedenen Polymerschäumen
oder elastischen Kunstoffen, welche sich in nur geringem Umfang
zusammenpressen lassen und über
eine geringe Energieabgabe ein Rückfedern
der Energie erreichen. Die üblichen
Schaummaterialien sind zum Teil elastisch zusammendrückbar und
zwar auf Grund dessen, dass im Schaum offene oder geschlossene Zellen eingeschlossen
sind.
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Bekanntes
Schuhwerk besitzt zum Beispiel eine nachgiebig kompressible Mittelsohle,
welche oberhalb einer im wesentlichen flexiblen, abriebfesten Außensohle
angeordnet ist. Solche Zwischensohlen werden z.B. aus konventionellen
Schaummaterialien, wie aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder aus Polyurethan
hergestellt. Die Außensohlen
sind aus konventionellen, abriebfesten Materialien, wie beispielsweise
einem Gummiverbund hergestellt.
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Hohlräume werden
seit langem in Schuhen als Polster verwendet, um die Bequemlichkeit
der Schuhe zu erhöhen,
den Halt des Fußes
zu verstärken,
die Gefahr von Verletzungen und anderen schädlichen Einwirkungen zu reduzieren
und eine schnelle Ermüdung
der Füße herabzusetzen.
Im allgemeinen bestehen die Hohlräume aus elastomeren Materialien,
die derart geformt sind, dass sie wenigstens eine unter Druck stehende
Tasche oder Kammer definieren. Typischerweise definiert ein Hohlraum
tatsächlich
viele Kammern, die in einem Muster angeordnet sind, das derart aufgebaut
ist, dass eine oder mehrere der oben erwähnten Aufgaben gelöst werden.
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Die
Kammern können
mit einer Anzahl verschiedener Medien, wie Luft, verschiedene Gase, Wasser
oder anderen Flüssigkeiten,
unter Druck gesetzt werden.
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Diese
vorgenannten Lösungen
der Wärmeerzeugung
weisen jedoch Nachteile in der Form auf, dass die Wärmeerzeugung
ausschließlich
auf externe Energiequellen angewiesen ist, sie ein hohes Eigengewicht
haben und kostenintensiv bzw. relativ aufwendig herstellbar sind,
zudem geben sie die Wärme
nur an die Fußsohle
ab. Daneben bieten sie kaum Trage-Benutzerkomfort, da sie auf Batterien/ Akkus
angewiesen sind, welche am Körper
getragen werden müssen.
Auch erzeugen sie nur für
wenige Stunden Wärme.
Wärmekissen
erzeugen nach dem der chemische Prozesses aktiviert wurde ebenfalls nur
für kurze
Zeit Wärme
und müssen
dann gegen neue ausgetauscht werden.
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Die
für die
Polsterung zumeist verwendeten Schaummaterialien, z.B. Ethylenvinylacetat
(EVA) oder Polyurethan, können
einen Aufprall zwar resorbieren, aber diese Energie nur träge oder
zu einem geringen Maß als
Abstoßenergie
wieder abgeben. Des Weiteren haben diese Materialien den Nachteil, dass
durch häufiges
Zusammenpressen die Elastizität
nachlässt
und sie so mehr oder weniger dauerhaft abflachen. Ein Aufbau aus
verschiedenen Schichten, welche aus Schaummaterialien oder Gummi
bestehen, hat ebenfalls den Nachteil, dass diese den Aufprall nur
gering resorbieren und die Energie nur träge oder nur in einem geringen
Maß als
Abstoßenergie wieder
abgeben. Hohlräume
aus elastomeren Materialien, welche mit Luft, verschiedenen Gasen,
Wasser oder anderen Flüssigkeiten
unter Druck gesetzt wurden, haben den Nachteil, dass sie ebenfalls
abflachen und „auf
Grund gehen" können, wenn
sie hohen Belastungsdrücken
unterliegen, wie beispielsweise bei sportlichen Aktivitäten. Weiterhin
lassen sie nur dicke Sohlenaufbauten zu, was mit eingeschränkten Designmöglichkeiten
einhergeht.
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Bei
diesen Möglichkeiten
der Schuherwärmung
wird im allgemeinen das Beseitigen von Feuchtigkeit und Geruch,
die als Resultat der Feuchtigkeit auftreten und welche sich in dem
Schuh aufgrund des Fußschweißes ansammeln,
der wiederum durch eine schlechte Schuhbelüftung erzeugt wird, nur unzureichend
oder durch eine aufwendige Mechanik ermöglicht. Die bislang bekannten
belüfteten
Schuhe enthalten Elastomere und flexible luftundurchlässige Kissen,
welche aus weichen Materialien, wie z.B. Gummi hergestellt sind
und eine Vielzahl von Löchern
im Sohlenbereich aufweisen, die ein Nach-Außendringen von Dampf ermöglichen.
Sie weisen u.a. den Nachteil auf, dass sie nur passiv, das heißt nur unzureichend
durch die Krafteinwirkungen, die beim Gehen oder Laufen entstehen,
einen Luftaustausch unterstützen.
Zudem weisen gerade Durchtrittsöffnungen
im Sohlenbereich den Nachteil auf, dass sie durch Schmutz schnell
verschlossen werden und zudem die erzeugte Wärme schnell entweichen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Sohlenaufbau zu schaffen,
welcher die beim Laufen entstehende kinetische Energie für die Erzeugung
von Wärme
nutzt sowie eine Umverteilung von Wärme ermöglicht. Außerdem soll die Belüftung des Schuhinneren
ermöglicht
werden und die Aufprallresorption unterstützt werden. Dabei sollen derartige Schuhsohlen
auf baulich einfache Weise ohne elektronische Bauteile kostengünstig hergestellt
werden können.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Danach
weist der Schuh zwei, mindestens im Fersenbereich vorhandene, übereinander
angeordnete Sohlenteile auf, von denen mindestens das obere Sohlenteil
elastisch ausgebildet ist und das untere und das obere Sohlenteil
an ihren gegenüberliegenden
Flächen
so strukturiert sind, dass beim sich durch eine Laufbewegung ergebendem
Niederdrücken
des oberen Sohlenteils eine Reibungswärme erzeugende Flächenreibung
an dem unteren Sohlenteil eintritt.
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In
erfindungsgemäß besonders
bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass sich innerhalb oder unterhalb
des unteren Sohlenteils ein sich vom Fersenbereich bis mindestens
in einen weiteren Teil des Schuhs erstreckender, mit einer Flüssigkeit
gefüllter Schlauch
befindet, in dessen ringförmigem
Verlauf mindestens eine Einwegdurchtrittsöffnung angeordnet ist. Durch
einen Druck auf den Fersenbereich wird die Flüssigkeit, die sich in diesem
Bereich erwärmt
hat, im Kreislauf in weitere Bereiche des Schuhs befördert und
kann dort die Wärme
wieder abgeben.
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Die
erfindungsgemäße Maßnahme bietet
die Möglichkeit,
die kinetische Energie in Wärme
umzuwandeln und einen Temperaturaustausch, welcher durch kinetische
Energie angetrieben wird, zu ermöglichen.
Die Schuhe eignen sich deshalb insbesondere für die kälteren Jahreszeiten bzw. für den Gebrauch
in kalten Gebieten. Die beim Laufen mindestens im Fersenbereich
entstehende Wärme
wird in eine Region transportiert, die durch Kälte eher gefährdet ist,
z.B. an die Zehen. Der Fuß wird
gleichmäßig warm,
was ein angenehmes Tragegefühl
erzeugt. Die Gefahr von Erfrierungen wird wesentlich verringert.
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In
weiter bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass das obere und das
untere Sohlenteil im unbelasteten Zustand mindestens teilweise voneinander beabstandet
sind. Damit bildet sich ein Hohlraum zwischen oberem und unterem
Sohlenteil. Durch Lüftungsöffnungen
in den Sohlenteilen kann beim Laufen dann ein ständiger Luftaustausch nach außen stattfinden.
Zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Lüftungsöffnungen
mit jeweils mindestens einem Ein- und einem Auslassventil versehen
sind. Die an einer Stelle eingesaugte Luft kann dann bis zum Auslass
gezielt durch vorbestimmte Regionen des Sohlenaufbaus geleitet werden.
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Nach
einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung sind das obere
und das untere Sohlenteil aus einem Stück hergestellt und mit einem
Scharnier verbunden.
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Die
Reibungswärme
wird zweckmäßig durch Auswölbungen
an einem Sohlenteil und zugehörige Einwölbungen
an dem anderen Sohlenteil erzeugt, die bei der Laufbewegung aneinander
reiben. Zur Verstärkung
dieses Effektes kann die Oberfläche
dieser Ein-/Auswölbungen
aufgeraut oder mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein.
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Zur
Erhöhung
des Tragekomforts kann zusätzlich
eine Einlegesohle vorgesehen sein, die dann zweckmäßig ebenfalls
mit Lüftungsöffnungen
versehen ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sohlenteile
selber als Einlegesohle ausgebildet sind, so dass der wärmeerzeugende
Effekt auch für
sonstige Schuhe genutzt werden kann.
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Die
Sohlenteile werden zweckmäßig aus
einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt. Hierbei kann der Vorteil
genutzt werden, dass die Flexibilität des Materials von seiner
Temperatur abhängig
ist. Ist die Temperatur niedrig, so ist die Flexibilität geringer, wodurch
der Reibungswiderstand steigt und schnell Wärme erzeugt wird. Bei steigender
Temperatur nimmt dagegen der Reibungswiderstand ab, so dass ein
selbstregulierender Effekt bewirkt wird.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert werden. In
den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1 einen
Querschnitt des Sohlenaufbaus eines nach der Erfindung hergestellten
Schuhs,
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2 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Sohlenaufbaus, welcher
für einen
Einsatz im Fersenbereich vorgesehen ist, dessen Ober- und Unterteil
noch nicht zusammengeklappt wurden,
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3 eine
Schnittansicht eines Sohlenaufbaus nach 2 nach dem
Umklappen,
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4 eine
Draufsicht auf einen Sohlenaufbau, welcher für einen Einsatz im Fersenbereich
vorgesehen ist, dessen Ober- und Unterteil durch einen eingesetzten
Verbindungsbolzen miteinander verbunden sind,
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5 eine
Schnittansicht einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Sohlenaufbaus,
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6 einen
Verbindungsbolzen in einer Schnittansicht,
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7 einen
Verbindungsbolzen in einer Draufsicht,
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8 die
Anordnung eines Schlauches und zugehöriger Ventile zum Transport
der in der Sohle erzeugten Wärme,
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9 eine
Variante eines Sohlenaufbaus mit Ein- und Auslassventil für die Lüftungsöffnungen,
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10 eine
gemäß der Erfindung
gestaltete Einlegesohle und
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11 die
Einlegesohle gemäß 10 in
einer Schnittdarstellung.
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1 zeigt
den Sohlenaufbau in einer Schnittdarstellung. Ein Oberteil 1 der
Sohle verfügt über nach
unten ragende kompakte, aber dennoch flexible Auswölbungen 15.
Das Material eines Unterteils 2 der Sohle verfügt über nach
innen ragende Einwölbungen 3,
welche in einem Neigungswinkel gegenüber den Auswölbungen 15 angeordnet
sind. Das Unterteil 2 sowie die Einwölbungen 3 haben eine raue
Oberfläche 4.
Diese Textur kann durch eine Materialauflage wie z.B. eine filzartige
Schicht oder durch eine Oberflächenstrukturierung
erzielt werden. Das Unterteil 2 und das Oberteil 1 sind
seitlich durch ein Scharnier 9 miteinander verbunden, wie
besser aus 2 zu ersehen ist. Durch Zusammenklappen des
Oberteils 1 und des Unterteils 2 werden diese übereinander
liegend angeordnet und durch einen Verschluss 10 miteinander
verbunden. Durch die wie den 2 und 3 gezeigte
gewölbte
Form entsteht, nachdem Oberteil 1 und Unterteil 2 zusammengeklappt
wurden, ein Hohlraum 21. Um den Tragekomfort zu erhöhen, wurde
eine anatomisch geformte Einlegesohle 17 über dem
Sohlenaufbau angebracht.
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Werden
Oberteil 1 und Unterteil 2 z.B. durch das Auftreten
mit der Ferse zusammengepresst, schieben sich die Auswölbungen 15 in
die in einem schrägen
Winkel angeordneten Einwölbungen 3 hinein.
Durch die Schräglage
der Einwölbungen 3 gegenüber den
Auswölbungen 15 können die
gering flexiblen Auswölbungen 15 nur
durch einen Anpressdruck gegen den Widerstand der rauen Oberfläche 4 und
durch Verbiegen der Auswölbungen 15 in
die Einwölbungen 3 hineingleiten.
Die Kombination von Anpressdruck und Bewegung (Hineingleiten gegen den
Widerstand der rauen Oberfläche 4)
entsteht an der glatten Oberfläche
der Auswölbungen 15 Reibungswärme.
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Die
Auswölbungen 15 können auch
so angeordnet sein, dass sie sich nach Art eines Kolbens ständig in
Einwölbungen 3 befinden
und sich in diesen auf- und abbewegen.
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Durch
den Anpressdruck bzw. beim Auftreten mit einem Fuß wird der
nach oben gewölbte
Sohlenaufbau durch die Flexibilität des Materials infolge Verformen
des gesamten Sohlenaufbaus nach unten gepresst. Durch das Zusammenpressen
entweicht die in dem Hohlraum 21 befindliche Luft durch
Lüftungsöffnungen 11,
welche sich sowohl im Oberteil 1 als auch Unterteil 2 befinden,
sowie durch Lüftungsöffnungen 16,
welche sich in der Einlegesohle 17 befinden.
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Durch
Zurücknehmen
der Kraft, z.B. beim Heben des Fußes, springt dieser kinetische
Sohlenaufbau durch seine Materialeigenschaften und Form in seine
ursprüngliche
Position zurück.
Durch die Zugkraft des Oberteils 1 und des Unterteils 2 ziehen sich
die Auswölbungen 15 gegen
den Widerstand der rauen Oberfläche 4 und
gegen den schrägen
Austrittswinkel aus den Einwölbungen 3 heraus.
Durch die Zugkraft entsteht an der glatten Oberfläche der Auswölbungen 15 Reibungswärme. Der
Hohlraum 21 vergrößert sich,
Luft wird durch die Lüftungsöffnungen 11 sowie
durch die Lüftungsöffnungen 16 der Einlegesohle 17 angesogen.
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5 zeigt
eine zweite Variante für
die Gestaltung der Auswölbungen 15,
die hier in einer stiftartigen Form vorliegen, sowie ihr Zusammenwirken mit
den Einwölbungen 3,
hier mit Flächen,
an denen die stiftartigen Auswölbungen 15 beim
Auftreten herabgleiten.
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Um
den Sohlenaufbau in eine Mittelsohle 11 einpassen zu können, wurde
in dieser eine Aussparung 22 ausgebildet, indem der Sohlenaufbau
auf Auflagekanten 23, welche aus dem Material der Mittelsohle 19 bestehen,
aufliegt Der sich darunter befindende Raum bietet ausreichenden
Platz für
ein Nach-Unten-Pressen
des Sohlenaufbaus, wenn dieser, z. B durch die Krafteinwirkung,
wie sie beim Gehen entsteht, nach unten gedrückt wird. Auf die Unterseite
der Mittelsohle 19 wird eine Außensohle 18 aufgebracht,
welche aus konventionellen abriebfesten Materialien besteht, wie
z.B. aus einem Gummiverbund. An der Unterseite der Einlegesohle 17 befinden
sich Abstandshalter 25, die ein dauerhaftes Verschließen der
Lüftungsöffnungen 11 verhindern. Gleichzeitig
fangen das Oberteil 1, das Unterteil 2 und die
Ineinander-Bewegung der Auswölbungen 15 gegen
den Widerstand der rauen Oberflächen 4 und die
schrägen
Eintrittswinkel der Einwölbungen 3 einen
Großteil
der Kraft, wie sie z.B. beim Gehen auf den Sohlenaufbau einwirkt,
ab. Ein Teil der kinetischen Energie wird in Reibungswärme umgewandelt. Den
Teil der Kraft, den der Sohlenaufbau nicht abfangen kann, wird von
dem nachgiebigen, kompressiblen Material eines mit einer Flüssigkeit 14 gefüllten zick-zack-förmig angeordneten
Schlauches 12 und dem nachgiebigen, kompressiblen Material
der Mittelsohle 19 sowie der Außensohle 18 aufgenommen. Durch
das Zusammenpressen des Schlauches 12 wird die darin befindliche
Flüssigkeit 14 durch
zwei Einwegdurchtrittsöffnungen 13 in
den ebenfalls zick-zack-förmig angeordneten
Teil des Schlauches 12, welcher sich im Vorderfussbereich
befindet, gepresst. 8 zeigt den Verlauf des in das
Unterteil 2 eingebetteten Schlauches 12. Durch
Zurücknahme der
Krafteinwirkung bzw. beim Heben oder Abrollen des Fußes ziehen
sich die Auswölbungen 15 aus
den Einwölbungen 3 unter
Entstehung von Reibungswärme
heraus, Oberteil 1 und Unterteil 2 springen durch ihre
elastischen Materialeigenschaften in ihre Anfangsposition zurück, gleichzeitig
wird z.B. der Fuß abgestoßen. Der
Hohlraum 21, welcher sich zwischen Oberteil 1 und
Unterteil 2 befindet, vergrößert sich. Durch die Sogwirkung
strömt
Luft durch die Lüftungsöffnungen 11 sowie
durch die Lüftungslöcher 16 der
Einlegesohle 17. Luft wird aus dem Schuhinneren in den
Hohlraum 21 eingesogen. Der Schlauch 12 zieht
sich auf Grund seiner Flexibilität
in seine ursprüngliche
Form zurück.
Es entsteht eine Sogwirkung. Die zuvor in den Vorderfußbereich
gepresste Flüssigkeit 14 wird
durch die Sogwirkung des Materials des Schlauches 12 als
auch durch die Gewichtsverlagerung auf den Vorderfußbereich
in den Fersenbereich zurückgepresst,
da der Teil des Schlauches 12 im Vorderfußbereich
als auch der Teil des Schlauches 12 im Fersenbereich an
seinen jeweiligen Enden mit Einwegsdurchtrittsöffnungen 13 versehen
ist, welche jeweils nur einen Durchfluss der Flüssigkeit 14 in die
gleiche Richtung zulassen. Die Flüssigkeit 14 fließt, angetrieben durch
die z.B. beim Laufen entstehende kinetische Energie, in eine Richtung,
vergleichbar mit einem Blutkreislauf. Mit der zirkulierenden Flüssigkeit 14 wird
die erzeugte Wärme
an beliebige Stellen des Schuhs weitergeleitet. So ist es jetzt z.B.
möglich
Wärme an
den Spann, die Zehen oder in einen Stiefelschaft weiterzuleiten.
Ein Platzen des Schlauches 12 wird durch in dem Kreislauf
eingeschlossene Luftblasen verhindert, welche bei einem sehr starken, über die
gesamte Fußfläche wirkenden Druck
komprimiert werden und so ein Platzen des Schlauches 12 oder
der Einwegdurchtrittsöffnungen 13 verhindern.
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Der
Schlauch 12 kann mittels Schmelzklebstoffpunkten auf der
Mittelsohle 19 befestigt sein. Möglich ist es auch, dass aus
dem Material von Oberteil 1 und/oder Unterteil 2 Haltevorrichtungen
für den Schlauch 12 herausgebildet
sind. Ein Anordnung ohne die Notwendigkeit des Haltens des Schlauches 12 entsteht,
wenn der Schlauch 12 durch teilweises Verkleben oder Verschweißen des
Oberteils 1 und des Unterteils 2 unter Belassen
des ringförmigen Schlauchverlaufes
verbunden werden.
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Um
Schuhe mit dem erfindungsgemäßen Sohlenaufbau
auch bei wärmeren
Temperaturen nutzen zu können
oder Abnutzungen zu ersetzen, ist es möglich, ihn aus der Aussparung 22 zu
entfernen und gegen ein neuen Sohlenaufbau auszutauschen oder gegen
einen, der über
veränderte
Eigenschaften verfügt,
wie z.B. geringere Wärmeentwicklung
und/ oder eine intensivere Belüftung.
Eine Möglichkeit,
mit der die Wärmeerzeugung
gemindert werden kann, besteht in dem Einbringen eines Verbindungsbolzens 7, und
zwar durch Einstecken in Öffnungen 6,
welche sich in dem Oberteil 1 sowie in dem Unterteil 2 befinden.
Der Verbindungsbolzen 7 weist Widerhaken 8 auf,
mit denen sich das Oberteil 1 und das Unterteil 2 miteinander
verbinden lassen. Je nach Ausführung des
Verbindungsbolzens 7 wird der Bewegungsradius reduziert
und somit die Wärmeentwicklung
gemindert oder ganz unterbunden. An der Oberseite des Verbindungsbolzens 7 befindet
sich eine Einkerbung 24, mit der sich der Verbindungsbolzen 7,
z.B. mit einer Münze,
drehen lässt.
Sind die Öffnungen 6 schlitzförmig gestaltet,
greifen die Widerhaken 8 durch Drehen des Verbindungsbolzens 7 ins
Leere und er kann durch einfaches Herausziehen entfernt werden.
Damit der eingesteckte Verbindungsbolzen 7 nicht aufträgt, ist
das Oberteil 1 an der Stelle der Öffnungen 6 mit einer
Materialaussparung 5 versehen.
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Das
Schuhoberteil 20, welches mit der Mittelsohle 19 und
ggf. mit dem Sohlenaufbau fest verbunden ist, besteht aus den für diese
Anwendung typischen Materialien, wie z.B. Leder oder textilem Gewebe.
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Je
nach Einsatzbereich des Schuhes kann die Materialstärke des
Sohlenaufbaus sowie des Schlauches 12 und der Einwegdurchtrittsöffnungen 13 unterschiedlich
sein. Beispielsweise ist es für
den Tragekomfort eines Freizeitschuhs wünschenswert, dass die wärmerzeugenden
Eigenschaften bei normalem Gehen eine maximale Wirkung erreichen. Dies
wird durch eine dünnere
bzw. elastischere Materialwahl erreicht. Dagegen ist es bei Sportschuhen wünschenswert,
dass eher ein Maximum der Wärmeumverteilung,
so wie eine Wärmerzeugung
bei einer sportlichen Betätigung
wie z.B. beim Joggen, Sprinten und nicht nur bzw. schon beim normalen Gehen
erreicht wird. Dies wird durch ein Material erreicht, aus dem der
Sohlenaufbau und der Schlauch 12 sowie die Einwegdurchtrittsöffnungen 13 bestehen,
welches erst bei extremen Belastungen, wie beispielsweise beim Aufsetzen
des Fußes
nach einem Sprung, ein Maximum der Reibungswärme und der Wärmeumverteilung
erreicht.
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Der
Sohlenaufbau wird zweckmäßig im Spritzgussverfahren
aus einem Teil herausgebildet, welches z.B. aus einem stabilen nachgiebigen
Kunststoff, wie z.B. Nylon, besteht.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß 9 befinden
sich in dem Sohlenaufbau mindestens jeweils ein Ein- und ein Auslassventil 26 bzw. 27,
die identisch aufgebaut sein können, aber
in unterschiedlicher Richtung bezüglich des Hohlraums 21 eingebaut
sind. Wird der Sohlenaufbau entlastet, z.B. beim Heben des Fußes, vergrößert sich
der zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 befindliche
Hohlraum 21, es entsteht ein Unterdruck; das mit dem Schuhinnenraum
verbundene Einlassventil 26 verschließt sich. Außenluft kann durch das z.B.
in der Mittelsohle 19 eingebrachten Einlassventil 26 in
den Hohlraum 21 strömen.
Je nach Temperatur der Außenluft
verändert
sich die Flexibilität
des Materials, aus dem der Sohlenaufbau besteht. Ist die Temperatur
der Außenluft
niedrig, so nimmt die Flexibilität
des Materials ab, wodurch sich der Widerstand, mit dem die Auswölbung 15 in
die Einwölbung 3 gleitet,
erhöht;
es wird im hohen Maße Reibungswärme erzeugt.
Diese erwärmt
die in dem Hohlraum 21 befindliche Frischluft. Wird der
Sohlenaufbau belastet, z.B. beim Senken des Fußes, verkleinert sich der Hohlraum 21, Überdruck
entsteht; das Einlassventil 26, welches sich z.B. in dem
Material der Mittelsohle 19 befindet, verschließt sich,
die erwärmte
Frischluft strömt
durch ein Auslassventil 27 in den Schuhinnenraum.
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Ist
die Temperatur der Außenluft
hingegen hoch, oder wurde der Sohlenaufbau bereits durch Reibungswärme erwärmt, wird
das Material des Sohlenaufbaus, insbesondere das der Auswölbung 15, flexibel,
wodurch der Widerstand, mit dem die Auswölbung 15 in die Einwölbung 3 gleitet,
gemindert wird und im geringeren Maße Reibungswärme erzeugt
wird.
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Durch
diese Materialeigenschaften reguliert sich die Wärmeerzeugung des Sohlenaufbaus selbsttätig. Die
Außenluft
wird bei Bedarf automatisch erwärmt,
bevor diese in das Schuhinnere gepumpt wird.
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Das
Eindringen von Wasser und/oder Schmutz in den Sohlenaufbau wird
z. B. durch eine Mikrofaserschicht verhindert.
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Die
Temperaturempfindlichkeit kann noch gesteigert werden, wenn die
Auswölbungen 15 in Form
von Lamellen ausgebildet sind, wie sie 11 zeigt.
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Die 10 und 11 zeigen
neben den Lamellen gleichzeitig die sich durch den erfindungsgemäßen Sohlenaufbau
bietende Möglichkeit,
eine Wärme
erzeugende Einlegesohle herzustellen. 10 zeigt
eine solche Einlegesohle in einer Draufsicht, 11 in
einer Schnittdarstellung.
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Oberteil 1 und
Unterteil 2 bestehen hierbei aus einem flexiblen Kunststoff.
Wird der Sohlenaufbau belastet, z.B. beim Senken des Fußes, werden Distanzstücke 27 zwischen
Oberteil 1 und Unterteil 2 zusammengepresst. Das
Oberteil 1 senkt sich durch den Widerstand, mit dem die
als Lamelle ausgebildete Auswölbung 15 in
die Einwölbung 3 gleitet
und es wird Reibungswärme
erzeugt. Ist der Sohlenaufbau durch Reibungswärme erwärmt, wird das Material des
Sohlenaufbaus, insbesondere das der Auswölbung 15, flexibel,
wodurch der Widerstand, mit dem die Auswölbung 15 in die Einwölbung 3 gleitet,
gemindert wird. Dies bewirkt eine gleich bleibende Wärmeerzeugung.
Maximaltemperaturen werden nicht überschritten, unabhängig von
dem Belastungsintervall. Wird der Sohlenaufbau entlastet, z.B. beim
Heben des Fußes,
dehnen sich die Distanzstücke 27 aus,
das Oberteil 1 hebt sich, wodurch die Auswölbung 15 aus
der Einwölbung 3 gedrückt wird.
Durch Lüftungsöffnungen 11,
die vorteilhaft als Perforation ausgebildet sind, die sich in dem
Oberteil 1 befindet, kann die Reibungswärme schneller und gleichmäßiger an
den Schuhinnenraum bzw. den Fuß abgegeben
werden. Es könnte
auch vorgesehen sein, über die
Fläche
der Einlegsohle verschiedene Temperaturbereiche anzuordnen. Dies
würde erreicht,
indem die Auswölbungen 15 und/oder
die Einwölbungen 3 unterschiedlich
beschaffen sind. Oberteil 1 und Unterteil 2 sind
vorteilhafter Weise durch Verkleben oder durch thermoplastisches
Verschmelzen miteinander verbunden.
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- 1.
- Oberteil
- 2.
- Unterteil
- 3.
- Einwölbung
- 4.
- Oberfläche
- 5.
- Materialaussparung
- 6.
- Öffnung
- 7.
- Verbindungsbolzen
- B.
- Widerhaken
- 9.
- Scharnier
- 10.
- Verschluss
- 11.
- Lüftungsöffnung
- 12.
- Schlauch
- 13.
- Einwegdurchtrittsöffnung
- 14.
- Flüssigkeit
- 15.
- Auswölbung
- 16.
- Lüftungslöcher
- 17.
- Einlegesohle
- 18.
- Außensohle
- 19.
- Mittelsohle
- 20.
- Schuhoberteil
- 21.
- Hohlraum
- 22.
- Aussparung
- 23.
- Auflagekanten
- 24.
- Einkerbung
- 25.
- Abstandshalter
- 26.
- Einlassventil
- 27.
- Auslassventil
- 28.
- Distanzstück