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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fußbekleidung, insbesondere einen
Socken oder Strumpf, der zur Übertragung
von Kräften
besonders gut geeignet ist.
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Aus
dem Bekleidungssektor, insbesondere der Sportbekleidung, sind herkömmliche
Socken bekannt. Diese bestehen üblicherweise
aus Baumwolle und/oder synthetischen Stoffen und sind als engmaschiges
Gewirke ausgeführt,
um den Fuß vollständig einzufassen
und zu wärmen.
Ferner dienen die bekannten Socken auch dazu, zwischen Fuß und Schuh
eine Dämpfungszone
auszubilden, um ein bequemeres Tragen des Schuhwerks zu ermöglichen.
Die bekannten Socken dämpfen
dabei je nach Materialstärke
und -beschaffenheit eventuell unerwünschte Einflüsse auf
den Fuß,
beispielsweise ausgehend von Kanten, Nähten, Überlappungen oder dergleichen
auf der Innenseite des Schuhs. Bekannt ist es dabei auch, einzelne
Zonen des Sockens in unterschiedlich dicker Polsterung auszuführen, um
die lokal unterschiedlichen Druckbelastungen auf den Fuß abhängig vom
Schuh und/oder der Sportart bestmöglich abzufedern.
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Alle
derart bekannten Socken haben jedoch den Nachteil, dass sie vom
Fuß ausgehende
Kräfte
nur schlecht auf das Schuhwerk übertragen.
Oft treten zwischen Fuß und
Innenseite des Sockens bzw. Sockenaußenseite und Schuh vergleichsweise
geringe Reibwerte auf, so dass der Fuß sich relativ zum Schuh unerwünscht stark
bewegt, insbesondere bei extremen sportlichen Belastungen. Gleitende
Bewegungen des Fußes
innerhalb eines Schuhs wirken sich aber gerade bei sportlichen Aktivitäten nachteilig
auf die zu erzielende Leistung aus, für die der Schuh möglichst
eng und ohne schwer zu kontrollierende Relativbewegung am Fuß des Sportlers
sitzen muss.
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Daher
werden gerade bei Sportarten mit extremer Beanspruchung des Schuhwerks
die Schuhe sehr eng an den Fuß angepasst
bzw. verschnürt.
Dies führt
nachteiligerweise jedoch zu Einschnürungen und Druckstellen am
Fuß und
aufgrund des enganliegenden Schuhwerks auch zu erhöhter Schweißbildung,
was sich wiederum nachteilig auf die Rutschfestigkeit des Fußes relativ
zum Schuh auswirkt.
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Aufgabe
der Erfindung war es daher, ein Hilfsmittel zur besseren Kraftübertragung
eines Fußes
auf seine Umgebung, insbesondere auf einen von ihm getragenen Schuh
anzubieten, um die vorgenannten Nachteile zu überwinden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Fußbekleidung
nach Anspruch 1.
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Der
Erfindung liegt eine grundsätzliche
Betrachtung der physikalischen Kräfteverhältnisse und medizinischen Begleitumstände zugrunde,
wie sie zwischen dem Fuß eines
Sportlers und dem angrenzenden Schuh bestehen. Zu unterscheiden
sind dabei Druckkräfte
lotrecht zur Oberfläche
bzw. Haut des Fußes
und solche, die senkrecht dazu, tangential zur Fußoberfläche verlaufen.
Ein in seinen Schuhen ruhig stehender Sportler belastet den Schuh
im Wesentlichen durch Druckkräfte
die senkrecht zur Haut an den Schuh abgegeben werden. Diese reine
Druckbelastung wird auch von einem herkömmlichen Socken ohne weiteres
auf den Schuh übertragen,
wobei sich der Socken senkrecht zu seiner Oberfläche auch um ein Maß komprimieren könnte. Anders
dagegen sehen die Verhältnisse
aus, wenn der Sportler geht oder läuft bzw. gegenüber seiner Umgebung
(Straße,
Sportplatz, Laufband, Tennisplatz etc.) seine Bewegung abbremsen
oder beschleunigen möchte.
In diesem Fall versucht der Sportler insbesondere im Bereich seiner
Fußsohle
eine horizontale, jedenfalls aber tangential zur Hautoberfläche gerichtete
Kraft auf den Schuh und von diesem auf die Straße zu übertragen. Ein zwischen Haut
und Schuhinnenseite liegender Socken birgt dabei die vorbeschriebenen
Nachteile, dass durch Gleit- bzw. Schlupfbewegung die Kraft nicht
1:1 durch die Socke hindurch auf den Schuh übertragen werden kann, da der
Socken der Kraftbeaufschlagung teilweise folgt, sich dehnt, geringe
Reibungsbeiwerte aufweist oder durch Schweißbildung relativ zur Haut oder
zum Schuh verrutscht. In der Folge können hintere oder vordere Extremitäten des
Fußes,
insbesondere die Zehen, gequetscht oder gestaucht werden.
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Zur
verbesserten Kraftübertragung
sieht die erfindungsgemäße Fußbekleidung
daher wenigstens eine am Fuß anliegende
Zone vor, die mit einem grobmaschigen Gewirke versehen ist. Die
Maschen des Gewirkes bieten Raum zur Aufnahme von Feuchtigkeit (insbesondere
Wasser oder Schweiß)
und reduzieren so die Gleitwirkung aufgrund solcher Feuchtigkeit.
Das die Maschen bildende Material des Gewirkes ist im Wesentlichen
inkompressibel ausgeführt,
vorzugsweise ist es auch nicht oder nur unwesentlich dehnbar.
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Das
die Reibkraft ursprünglich
reduzierende Wasser bzw. der Schweiß gelangt dabei in die Maschen des
Gewirkes. Durch Aufnahme der Feuchtigkeit in die Maschen wird ein
ansonsten störender
Gleitfilm wirksam aufgebrochen, da das Wasser hinter eine sonst
durchgehende Berührfläche zurücktritt,
wie sie z. B. bei dichten Geweben nach dem Vorbild herkömmlicher
Baumwollsocken vorliegen. Stattdessen wird die reibschlüssige oder
formschlüssige
Verbindung zwischen Haut und Socken sehr wirksam dadurch erzielt,
dass sich das die einzelnen Maschen umlaufende Gewirke auf oder
sogar in die Haut des Fußes
(ein)drückt.
In medizinischer Hinsicht verhindert der Socken vorteilhaft gedrückte oder
gestauchte Extremitäten
und durch die nicht mehr notwendige enge Verschnürung des Schuhes wird die Durchblutung
des Fußes
vorteilhaft verbessert. Durch die auf einzelne Berührungslinien
lokal reduzierte Beaufschlagung des Fußes werden außerdem vorteilhaft
die Fußreflexzonen
gezielt stimuliert und massiert, was das Wohlbefinden noch während der
Verwendung der Fußbekleidung
steigert.
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Die
Erfindung nutzt Stege, welche die Maschen voneinander trennen bzw.
definieren und insgesamt das Gewirke bilden, zur Kraftübertragung.
Erfindungsgemäß wird die
vom Fuß ausgeübte Kraft
also nicht flächig,
sondern über
diese Stege entlang ihrer eher linienförmigen Kontaktbereiche in den
Socken übertragen. Die
gesamte, vom Fuß vorzugsweise
tangential zur Haut ausgehende Kraft wird auf diese (gegenüber der
gesamten Fußoberfläche deutlich
reduzierten) Kontaktbereiche der Stege konzentriert und nimmt daher
entlang der lokalen Linienberührung
deutlich höhere
Werte an. Dadurch steigt der Anpressdruck zwischen Steg und Haut
im Bereich der Stege deutlich an.
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Dies
kann bereits ausreichen, um eine mögliche Feuchtigkeitsschicht
im Bereich der Linienkontakte zu durchdringen und einen innigen
Kontakt zwischen Maschengewirke und Haut einerseits bzw. Maschengewirke
und Schuh auf der Außenseite
des Gewirkes andererseits so herzustellen, dass Kräfte ohne
Schlupf oder Reibungsverluste auf den Schuh übertragen werden können.
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Ergänzend zu
einer auf diese Weise wieder hergestellten hohen Haft- oder auch
Gleitreibung können sich
die Stege nicht nur auf, sondern teilweise auch in die Haut bzw.
das Schuhwerk eindrücken.
Dadurch entsteht neben der erhöhten
Reibung auch ein gewisser Formschluss zwischen Gewirkematerial und
Schuh bzw. Fuß,
was den sicheren Halt bzw. die Kraftübertragung zusätzlich verbessert.
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Die
Eigenschaften des Gewirkes auf der dem Fuß zugewandten Innenseite der
Socke lassen sich in gleicher Weise vorteilhaft auf der nach außen gewandten
Seite der Socke nutzen, beispielsweise im Kontakt mit einem Schuh.
Drücken
sich die Stege der einzelnen Maschen auf oder sogar in die Innensohle
eines Sportschuhs ein, so kann die vom Fuß auf den Steg übertragene
Schubkraft in gleicher Weise verlustarm oder sogar ohne Schlupf- oder Gleitbewegung
in die Sohle des Schuhs übertragen
werden. Das erfindungsgemäße Gewirke
stellt damit eine sichere und rutschfeste Verbindung zwischen Fuß und Schuh
dar, um insbesondere Schubkräfte
tangential zur Fußoberfläche sicher
auf die Außenseite
der Socke bzw. in ein dort angrenzendes Schuhwerk einzubringen.
Vorteilhaft ist die Fußbekleidung
damit für
kraftbetonte Sportarten (Gewichtheben, Boxen, Ringen) ebenso wie
für solche,
bei denen ein feines bzw. genaues Gefühl für die Kraftübertragung zwischen Fuß und Schuh
erforderlich ist (Ballett, Kunstturnen, etc.).
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Zweckmäßigerweise
ist das die Maschen bildende Material im Wesentlichen inkompressibel
ausgeführt,
so dass es sich unter Druckbeaufschlagung ohne innere Verformung
in die Haut eindrücken
kann.
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Wenigstens
eine Zone der Fußbekleidung
ist erfindungsgemäß mit dem
grobmaschigen Gewirke (Netz) ausgebildet; zweckmäßigerweise dort, wo üblicherweise
besonders starke (insbesondere tangentiale) Kräfte vom Fuß ausgehen. In Frage kommt
dabei insbesondere der Bereich unterhalb des Ballens, der gerade beim
Laufen besonders stark beansprucht wird. Ferner kann sich die Zone
des Gewirkes ergänzend
zum Bereich unterhalb des Ballens auch auf den Bereich seitlich
des Ballens erstrecken. Auf diese Weise kann der Fuß auch im
Bereich der Innenseite (angrenzend an die große Zehe) bzw. Außenseite
(angrenzend an die kleine Zehe) oberhalb des Ballens insbesondere
Beschleunigungs- oder Abbremskräfte
in den Socken übertragen.
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In
Fällen,
in denen ein sicherer Stand ohne unbeabsichtigtes seitliches Verrutschen
auf dem Untergrund erforderlich ist (Bergsteigen, Gewichtheben etc.)
sollte die erfindungsgemäße Fußbekleidung
das Gewirke in einer Zone unterhalb der Ferse aufweisen. Durch die
reibschlüssige,
oder gar formschlüssige Übertragung
horizontaler bzw. seitlich gerichteter Kräfte vom Fuß durch die Socke hindurch
auf den Schuh bzw. vom Schuh durch die Socke hindurch auf den Fuß ist dann
ein besonders sicherer Stand gewährleistet.
Gerade in Verbindung mit einer starken lotrechten Belastung der
Ferse drücken
sich die Stege um die Maschen des Gewirkes tief in die Haut bzw.
das Schuhwerk ein, so dass das erfindungsgemäße Gewirke die besondere Eignung
zur Übertragung
tangentialer Kräfte
auch in Verbindung mit hohen lotrechten Kräften generiert. Beim Stand
der Technik dagegen wird das engmaschige Gewebe der bekannten Socken
dagegen lediglich zusammengedrückt
und zu einer nahezu glatten Anlagefläche verformt, die naturgemäß eher rutschig
ist.
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Bei
einer zu erwartenden allseitigen Belastung der Ferse (wie sie beispielsweise
gelegentlich beim Eiskunstlauf vorkommt) kann sich die mit dem Gewirke
versehene Zone auch auf den Bereich unterhalb, seitlich und hinter
der Ferse erstrecken, um so eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung
im hinteren Fußbereich
zu erreichen.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Fußbekleidung
sieht vor, dass diese mehrere voneinander getrennte oder miteinander
verbundene Zonen aufweist, in der das erfindungsgemäße Gewirke
angeordnet ist. Außerhalb
dieser Zonen kann die Fußbekleidung
die aus dem Stand der Technik bekannte Beschaffenheit haben, insbesondere
also aus Baumwolle oder synthetischem Material oder einer Mischung von
beidem gefertigt sein.
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Eine
Weiterführung
des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens sieht vor, dass die
Fußbekleidung
in den für
die Kraftübertragung
besonders gestalteten Zonen eine spezielle Trägerschicht umfasst, die auf
beiden Seiten mit dem grobmaschigen Gewirke belegt ist. Während die
vorausgegangenen Beispiele also nur auf ein homogenes bzw. durchgehendes
Gewirke bezogen waren, welches zwischen Fuß und Schuhwerk angeordnet
ist, sieht die andere Ausführungsform
in der jeweiligen Zone zwei einander gegenüberliegende und von einer Trägerschicht
getrennte Gewirke vor. Die zwischen beiden Gewirkeschichten liegende
Trägerschicht
dient einerseits zur Befestigung der grobmaschigen Gewirke an der
Fußbekleidung,
aber auch zur Stabilisierung der Fußbekleidung insgesamt. Die
Trägerschicht,
die auch als Membrane bezeichnet werden kann, ist zweckmäßigerweise
luftdurchlässig
und auch zur Aufnahme und Abgabe von Feuchtigkeit ausgebildet. Sie könnte auch
aus dem Material sein, aus dem die Fußbekleidung außerhalb
der vorbeschriebenen Zonen besteht (etwa Baumwolle). In den relevanten
Zonen liegt dann zu beiden Seiten des baumwollartigen Gewebes das
erfindungsgemäße Gewirke
an.
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Eine
besonders gute Kraftübertragung
vom Fuß in
das erste Gewirke und insbesondere von diesem durch die Baumwollschicht
hindurch auf das zweite Gewirke ergibt sich dann, wenn sich die
beiden Gewirke unter Druckbelastung lokal jeweils in die dazwischenliegende
Baumwollschicht eindrücken
und dabei unmittelbar formschlüssig
zusammenwirken.
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Die
beiden einander gegenüberliegenden
Gewirke mit dazwischenliegender Membrane können identisch oder auch verschieden
zueinander beschaffen sein. So könnte
etwa das innenliegende, zum Fuß gewandte
Gewirke eine geringere Maschenweite oder Materialstärke aufweisen
als das äußere Gewirke,
um sich an die jeweils zu erwartenden Berührungsbedingungen (Fuß/Gewirke
bzw. Gewirke/Schuh) bestmöglich
anzupassen.
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Weiterhin
kann die Membrane eine Verformung des darauf aufgebrachten Gewirkes
vorteilhaft behindern oder ganz vermeiden. Während sich die beispielsweise
quadratischen Maschen des Gewirkes unter Schubbelastung zu einer
Rautenform verformen könnten – und dabei
evtl. Gleit- und Schlupfeffekte gestatten – stabilisiert die Membrane
die darauf aufgebrachten Maschen in ihrer Form und verstärkt zusätzlich die
besonderes gute Kraftübertragung
vom Fuß auf
den Schuh.
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Die
erfindungsgemäße Maschenstruktur
des Gewirkes dient unter anderem dazu, die zunächst flächig verteilte Feuchtigkeit
auf die einzelnen Maschenbereiche zu verteilen bzw. darin aufzunehmen.
Die Maschenweite darf nicht zu groß gewählt werden, um nicht einen
Teil der Haltekraft über
die dann große
Fläche
der Masche dennoch auf den Schuh zu übertragen, da dann die in der
Masche aufgenommene Feuchtigkeit die Reibkräfte reduziert. Andererseits
dürfen
die Maschen nicht zu eng gewählt
werden, um die Aufnahme der Feuchtigkeit sicher, schnell und möglichst
vollständig
zu gewährleisten.
Ferner kann die zweckmäßige lokal erhöhte Linienbelastung
entlang der Stege nur dann ausreichend sichergestellt werden, wenn
die zu übertragende
Kraft nicht auf zu viele Stege aufgeteilt wird, was bei zu engen
Maschen der Fall wäre.
in Versuchen wurde eine besonders wirksame Maschenweite im Bereich
zwischen 1 mm und 5 mm ermittelt. Als sehr wirksam hat sich eine
Maschenweite von 3 mm herausgestellt.
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Das
die Maschen bildende Gewirke sollte eine gewisse Schichtdicke aufweisen,
um in den Maschen ausreichend Volumen für die aufzunehmende Feuchtigkeit
zu definieren bzw. um ausreichend tief in die Haut bzw. das Schuhwerk
eindringen zu können.
Zugleich soll das Gewirke jedoch stets ausreichend flexibel gehalten
sein, um allen Bewegungen des Fußes ohne weiteres folgen zu
können
und einen angenehmen Tragekomfort zu bieten. Auch eine Streckung
oder Stauchung einzelner Gewirkeabschnitte soll erfindungsgemäß stets
möglich
sein, so dass sich die dortigen Maschen in ihrer Form verändern können. Vorzugsweise
ist das Material selbst dabei jedoch zugstabil ausgeführt, so
dass Längenänderungen
der einzelnen Stege bzw. Stegabschnitte weitgehend ausgeschlossen
werden. Eine Schichtdicke im Bereich weniger Zehntelmillimeter bis ca.
1 mm hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt. Allerdings stehen
Schichtdicke und Maschenweite in einer Wechselbeziehung zueinander,
so dass eine gute Kraftübertragung
bei größerer Maschenweite
auch durch entsprechend größere Schichtdicke
erzielt werden kann.
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Die
besonders vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Fußbekleidung wurde durch zahlreiche Versuche
untersucht und bestätigt.
Für drei
unterschiedliche Oberflächenbedingungen
(Haut trocken, Haut feucht, Haut schmierig) wurde untersucht, inwieweit
die Übertragung
eines Drehmoments durch Auflage eines erfindungsgemäßen Gewirkes
ohne oder mit dazwischenliegender Membrane verbessert werden kann.
Aus nachfolgender Tabelle ist dabei ersichtlich, dass das Gewirke
eine mitunter deutliche Verbesserung der Kraftübertragung bietet, die das
Gewirke mit dazwischenliegender Membrane allgemein nochmals erhöht (Ausnahme
ist die mit „schmierig” bezeichnete
Variante, in der die Membrane in Verbindung mit der schmierigen
Substanz möglicherweise
Gleiteffekte begünstigt). Einfaches
Gewirke Zwei Gewirke mit Membrane
| Trocken | 128% | 136% |
| Feucht | 127% | 201% |
| Schmierig | 273% | 244% |
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Die
Fußbekleidung
kann auch die Funktion der thermischen Isolierung übernehmen,
wenn die Trägerschicht
entsprechende Eigenschaften aufweist. Insbesondere dann, wenn die
beiden grobmaschigen Gewirke jeweils gut mit der dazwischenliegenden
Trägerschicht
verbunden sind, lassen sich Haltekräfte ohne weiteres vom inneren
auf das äußere grobmaschige
Gewirke übertragen,
um die erfindungsgemäße Haltewirkung
zu erzielen.
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Das
Material der Fußbekleidung
sollte flexibel und im Bereich des Gewirkes dennoch weitgehend inkompressibel
sein, um den beschriebenen Halteeffekt zu gewährleisten. Grundsätzlich kommt
dazu jedes bekannte Material mit dieser Eigenschaft in Frage. Als
besonders vorteilhaft hat sich ein Gewirke aus einzelnen Kunststoffsträngen herausgestellt,
deren Querschnitt insbesondere in Form eines flachen Rechtecks,
quadratisch oder rund ausgebildet ist. Die Kunststoffstränge können in
sich und/oder miteinander verdrillt sein. Ein eine Masche seitlich
begrenzender Stegabschnitt kann dabei aus einem einzelnen oder auch
aus mehreren Kunststoffsträngen
gebildet sein.
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Nachfolgend
soll eine Ausführungsform
anhand von Figurenbeispielen erläutert
werden. Die 1–6 zeigen
dabei Fußpartien,
bei denen unterschiedliche Zonen mit dem erfindungsgemäßen engmaschigen
Gewirke belegt sind.
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1 zeigt
in schematischer Seitenansicht einen menschlichen Fuß 1.
Der Fuß 1 trägt eine
erfindungsgemäße Fußbekleidung 2,
die den Fuß im
Wesentlichen bis zum Knöchel
bedeckt. Eine Zone d im Bereich unterhalb, seitlich und hinter der
Ferse ist dabei mit dem erfindungsgemäßen Gestricke bedeckt, ebenso wie
eine Zone b im Bereich unterhalb und seitlich des Ballens.
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2 dagegen
zeigt in schematischer Ansicht von unten einen Fuß mit Fußbekleidung 2,
bei dem sich eine das grobmaschige Gewirke aufweisende Zone a auf
den Bereich unterhalb des Ballens beschränkt.
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Eine
vergleichbare Unteransicht gemäß 3 zeigt
darüber
hinaus zusätzlich
zur Zone a auch eine mit dem Gewirke versehene Zone c im Bereich
unterhalb der Ferse.
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4 lässt erkennen,
dass hier die gesamte Fußsohle
entlang einer Zone e mit dem grobmaschigen Gewirke versehen ist.
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Ergänzend zur
Darstellung gemäß 4 zeigt
die schematische Seitenansicht von 5, dass
zusätzlich
zur Zone e auch der Bereich seitlich und hinter der Ferse als Zone
d das Gewirke aufweist.
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6 schließlich zeigt
eine Ausführungsform
der Fußbekleidung 2,
bei der sich die das Gewirke aufweisende Zone f vollständig um
die Zehen herum erstreckt und teilweise bis unter den Ballen ragt.
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Jede
Figur zeigt eine für
bestimmte Anwendungsfälle
vorteilhafte Ausführungsform,
wobei für
jeden Anwendungsfall die besonders sichere Kraftübertragung gerade im Bereich
der jeweils markierten Zone sichergestellt sein soll. Es versteht
sich, dass auch von den dargestellten Fällen abweichende Ausführungsformen
denkbar sind, bei denen das erfindungsgemäße Gewirke jeweils dort an
der Fußbekleidung
angeordnet ist, wo die Kraftübertragung
besonders gut erfolgen soll.
