DE202014010460U1 - Sohle für einen Schuh - Google Patents

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Abstract

Sohle für einen Schuh (1400; 1500; 2100; 2200a–d), insbesondere einen Sportschuh, aufweisend: a. ein Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d), das zufällig angeordnete Partikel (1635; 1735) aus einem expandierten Material aufweist, b. ein Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800–d; 2150; 2250a–d), das kein expandiertes Material aufweist, c. wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) Scherbewegungen in einem ersten Bereich des Dämpfungselements (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des Dämpfungselements (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) verringert; d. wobei die Partikel (1635; 1735) aus expandiertem Material expandiertes thermoplastisches Urethan aufweisen; e. wobei das Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) als eine Mittelsohle (1410; 1630; 1730) ausgebildet ist; f. wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) als Bestandteil einer Außensohle (1450; 1620; 1720) ausgebildet ist.

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sohle für einen Schuh, insbesondere für einen Sportschuh.
  • 2. Stand der Technik
  • Mit Hilfe von Sohlen werden Schuhe mit einer Fülle verschiedener Eigenschaften versehen, welche je nach spezieller Art des Schuhs unterschiedlich stark ausgeprägt sein können. Primär weisen Schuhsohlen typischerweise eine Schutzfunktion auf. Sie schützen den Fuß des jeweiligen Trägers durch ihre gegenüber dem Schuhschaft erhöhte Steifigkeit vor Verletzungen beispielsweise durch spitze Gegenstände, auf die der Schuhträger tritt. Des Weiteren schützt die Schuhsohle üblicherweise durch eine erhöhte Abriebbeständigkeit den Schuh vor übermäßiger Abnutzung. Zudem können Schuhsohlen die Haftung eines Schuhs auf dem jeweiligen Untergrund verbessern und so schnellere Bewegungen erleichtern. Eine weitere Funktion einer Schuhsohle kann es sein, eine gewisse Stabilität zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus kann eine Schuhsohle dämpfend wirken, um z. B. die beim Kontakt des Schuhs mit dem Untergrund auftretenden Kräfte abzufedern. Schließlich kann eine Schuhsohle den Fuß vor Schmutz oder Spritzwasser schützen oder eine Vielzahl anderer Funktionalitäten bereitstellen.
  • Um dieser Fülle an Funktionalitäten gerecht zu werden, sind im Stand der Technik verschiedene Materialien bekannt, aus welchen Schuhsohlen gefertigt werden können. Beispielhaft seien hier Schuhsohlen aus Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastischem Polyurethan (TPU), Gummi, Polypropylen (PP) oder Polystyrol (PS) genannt. Hierbei liefert jedes dieser verschiedenen Materialien eine spezielle Kombination verschiedener Eigenschaften, die für Sohlen bestimmter Schuharten, je nach den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Schuhart, mehr oder weniger gut geeignet sind. Zum Beispiel ist TPU sehr abriebbeständig und reißfest. Des Weiteren zeichnet sich EVA durch eine hohe Stabilität und relativ gute Dämpfungseigenschaft aus. Ferner wurde die Benutzung von expandierten Materialien, insbesondere von expandiertem thermoplastischem Urethan (eTPU), zur Herstellung einer Schuhsohle in Betracht gezogen. So beschreibt zum Beispiel die WO 2005/066250 A1 Verfahren zur Herstellung von Schuhen, bei denen der Schuhschaft haftend mit einer Sohle auf der Basis von geschäumtem thermoplastischem Urethan verbunden ist. Expandiertes thermoplastisches Urethan zeichnet sich durch ein geringes Gewicht und besonders gute Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften aus.
  • Zusätzlich zur Dämpfung und Absorption der Schockenergie beim Auftreten des Fußes auf dem Boden, d. h. einer Dämpfung in vertikaler Richtung, ist aus dem Stand der Technik weiter bekannt, dass während des Laufens auch Scherkräfte in horizontaler Richtung auftreten, insbesondere auf Untergründen, auf denen ein Schuh gute Haftung besitzt und der Schuh samt Fuß beim Auftreten somit abrupt abgestoppt wird. Können diese Scherkräfte nicht zumindest teilweise durch den Untergrund und/oder die Sohle des Schuhs aufgenommen werden, so werden die Scherkräfte unvermindert an den Bewegungsapparat, insbesondere das Knie, weitergegeben. Dies führt leicht zu einer Überbelastung des Bewegungsapparats und begünstigt Verletzungen. Andererseits würde eine zu große Scherfähigkeit der Schuhsohle ein Verlust der Stabilität bedeuten, insbesondere beim schnelleren Laufen, was ein erhöhtes Verletzungsrisiko mit sich bringen würde. Auch kann eine erhöhte Scherfähigkeit in gewissen Bereichen der Sohle unerwünscht sein, da diese Bereiche gerade der Stabilisierung des Fußes dienen. Ferner kann eine erhöhte Scherfähigkeit, zum Beispiel im Bereich der Zehen oder des Mittelfußes, das Gefühl des Verrutschens des Schuhs während des Laufens beim Träger bewirken, was den Tragekomfort vermindert.
  • Um dieses Problem zu beheben, sind aus dem Stand der Technik, zum Beispiel der DE 102 44 433 B4 und der DE 10244435 B4 , Sohlenkonstruktionen bekannt, die einen Teil der beim Laufen auftretenden Scherkräfte gelenkschonend absorbieren können. Ein Nachteil dieser Konstruktionen ist jedoch, dass solche Sohlen aus mehreren unabhängigen Einzelteilen bestehen, ein recht hohes Gewicht aufweisen und in der Herstellung aufwändig sind.
  • Außerdem offenbart die US 2005/0150132 A1 Schuhwerk (z. B. Schuhe, Sandalen, Stiefel, etc.), das mit kleinen Perlen (beads) konstruiert ist, welche in das Fußbett gestopft werden, so dass sich die Perlen aufgrund von Druck auf das Fußbett durch den Fuß des Benutzers während normaler Benutzung umstellen können (shift about). US 7,673,397 B2 offenbart einen Schuhwerkartikel mit einer Stützanordnung (support assembly) mit einer Platte und darin geformten Vertiefungen (indentations). US 8,082,684 B2 offenbart eine Sohleneinheit für einen Schuh mit zumindest einer Entkopplungsstrecke (decoupling track) zwischen Bereichen der Sohleneinheit, was die Entkopplung der Bereiche in Antwort auf Kräfte aus Boden-Fuß-Kontakt erlaubt. DE 10 2011 108 744 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle oder eines Teils einer Sohle für einen Schuh. WO 2007/082838 A1 offenbart Schäume basierend auf thermoplastischen Polyurethanen. US 2011/0047720 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Sohlenanordnung für einen Schuhwerkartikel. Schließlich offenbart WO 2006/015440 A1 ein Verfahren zum Formen eines Komposit-Materials (composite material).
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bessere Sohlen für Schuhe, insbesondere für Sportschuhe, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Möglichkeiten bereitzustellen, mit denen die Scherfähigkeit von Schuhsohlen selektiv in bestimmten Sohlenbereichen beeinflusst werden kann.
  • 3. Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung ist in den Schutzansprüchen definiert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das genannte Problem gelöst durch eine Sohle für einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh, welche ein Dämpfungselement aufweist, das zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials aufweist. Die Sohle weist ferner ein Kontrollelement auf, das kein expandiertes Material aufweist, wobei das Kontrollelement Scherbewegungen in einem ersten Bereich des Dämpfungselements im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des Dämpfungselements verringert.
  • Die Verwendung eines Dämpfungselements, welches expandiertes Material aufweist, ist besonders vorteilhaft für die Konstruktion einer Schuhsohle, da dieses Material sehr leicht ist aber gleichzeitig die Schockenergie beim Auftreten auf dem Boden, insbesondere bei schnellem Laufen, gut aufnehmen und wieder an den Läufer zurückgeben kann. Dies erhöht die Effizienz des Laufens und vermindert die (vertikale) Stoßbelastung auf den Bewegungsapparat.
  • Einen weiteren Vorteil bietet die Verwendung von zufällig angeordneten Partikeln des expandierten Materials. Diese erleichtern erheblich die Herstellung einer solchen Sohle, da sich die Partikel besonders leicht handhaben lassen und auf Grund ihrer zufälligen Anordnung keinerlei Ausrichtung während der Herstellung erforderlich ist.
  • Die Verwendung eines Kontrollelements, welches es erlaubt, selektiv die Scherfähigkeit des Dämpfungselements zu beeinflussen, ermöglicht es darüber hinaus, Sohlen zu konstruieren, die auch horizontale Scherkräfte aufnehmen und/oder abdämpfen können, die sonst direkt auf den Bewegungsapparat, insbesondere die Gelenke, einwirken würden. Dies erhöht weiter den Tragekomfort des Schuhs und die Effizienz des Läufers und beugt gleichzeitig Verletzungen und Gelenkverschleiß vor. Da dieses Kontrollelement vorzugsweise kein expandiertes Material aufweist, besitzt es eine ausreichende Festigkeit, um seiner Kontrollfunktion gerecht zu werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Partikel aus expandiertem Material eines oder mehrerer der folgenden Materialien auf: expandiertes Ethylen-Vinyl-Acetat (eEVA), expandiertes thermoplastisches Urethan (eTPU), expandiertes Polypropylen (ePP), expandiertes Polyamid (ePA), expandiertes Polyetherblockamid (ePEBA), expandiertes Polyoxymethylen (ePOM), expandiertes Polystyrol (ePS), expandiertes Polyethylen (ePE), expandiertes Polyoxyethylen (ePOE), expandiertes Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (eEPDM). Je nach Anforderungsprofil an die Sohle können eines oder mehrere dieser Materialien auf Grund ihrer stoffspezifischen Eigenschaften vorteilhaft für die Herstellung der Sohle verwendet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Kontrollelement eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: Gummi, nicht expandiertes thermoplastisches Urethan, textile Materialien, PEBA sowie Folien und Folienmaterialien.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Bereich des Dämpfungselements einen größeren intrinsischen Scherwiderstand auf als der zweite Bereich des Dämpfungselements. Die Verwendung eines solchen Dämpfungselements mit Bereichen verschiedenen intrinsischen Scherwiderstands im Kombination mit einem Kontrollelement, das die Scherfähigkeit des Dämpfungselements lokal beeinflusst, bietet eine große Freiheit und vielerlei Anpassungsmöglichkeiten bei der Konstruktion einer Schuhsohle.
  • In einer Ausführungsform weist das Kontrollelement in einem ersten Kontrollbereich, der die Scherbewegung des ersten Bereichs des Dämpfungselements beeinflusst, eine größere Dicke und/oder weniger Löcher auf als in einem zweiten Kontrollbereich, der die Scherbewegung des zweiten Bereichs des Dämpfungselements beeinflusst. Durch die Dicke und die Anzahl und Größe der Löcher usw. lassen sich zum Beispiel die Biege- und Verwindungsfestigkeit des Kontrollelements festlegen. Diese Eigenschaften des Kontrollelements können ihrerseits Einfluss auf die Scher- und Biegefähigkeit der verschiedenen Bereiche des Dämpfungselements ausüben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dämpfungselement als Bestandteil einer Mittelsohle ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kontrollelement als Bestandteil einer Außensohle ausgebildet.
  • Durch die Konstruktion des Dämpfungselements als Teil einer Mittelsohle und/oder des Kontrollelements als Teil einer Außensohle kann man die Anzahl der verschiedenen funktionalen Komponenten der Sohle und des Schuhs minimieren und gleichzeitig die Anpassungs- und Steuerungsmöglichkeiten der Sohleneigenschaften vergrößern. Dies vereinfacht zum Beispiel die Konstruktion des Schuhs und kann sein Gewicht deutlich verringern. Auch können zusätzliche Verbundstoffe, wie etwa Klebstoffe zum Verbinden der verschiedenen Elemente der Sohle und des Schuhs, eingespart werden. Somit ist der Schuh letztendlich kostengünstiger herstellbar bei verbesserter Funktionalität und bietet des weiteren verbesserte Möglichkeiten für Recycling, da bevorzugt Materialien derselben Materialklassen verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Außensohle einen Entkopplungsbereich auf, der nicht direkt mit dem zweiten Bereich des Dämpfungselements der Mittelsohle verbunden ist. Wie weiter unten in Detail erläutert wird, erlaubt dies, die Scherfähigkeit der Sohle weiter zu beeinflussen und/oder zu vergrößern. So kann zum Beispiel ein als Teil einer Außensohle ausgebildetes Kontrollelement durch ein Gel o. Ä. mit einem als Teil einer Mittelsohle ausgebildeten Dämpfungselement verbunden sein. Das Gel erlaubt eine weitere Scherwirkung zwischen dem Kontroll- und dem Dämpfungselement und erlaubt damit die Aufnahme größerer Scherkräfte.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind das Kontrollelement und das Dämpfungselement aus Materialien derselben Materialklasse, insbesondere aus thermoplastischem Urethan, herstellbar. Dies erlaubt eine vereinfachte Herstellung der Sohle und des Schuhs. Insbesondere können Materialien derselben Materialklasse oft wesentlich einfacher miteinander verbunden und zusammen verarbeitet werden als Materialien unterschiedlicher Klassen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung befindet sich der erste Bereich im medialen Bereich des Mittelfußes und der zweite Bereich im lateralen Bereich der Ferse. Die Scherkräfte während des Laufens treten vornehmlich beim Aufsetzen des Fußes auf dem Boden auf. Dies geschieht typischerweise mit dem lateralen Bereich der Ferse. Deshalb ist dort eine gute Scherfähigkeit der Sohle zur Aufnahme der Scherkräfte wünschenswert. Im medialen Bereich des Fußes ist hingegen oft eine Stützwirkung und erhöhte Stabilität erwünscht. Diese erlaubt ein besseres Abstoßen des Fußes vom Boden und kann zudem eine Überpronation des Fußes verhindern, welche zu Reizungen und Verletzungen führen kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erhöht das Kontrollelement ferner die Biegefestigkeit des Dämpfungselements im ersten Bereich gegenüber dem zweiten Bereich. Insbesondere ein als Teil einer Außensohle ausgebildetes Kontrollelement kann diese Funktionalität bereitstellen. Damit kann zum Beispiel ein weiteres Torsionselement überflüssig werden. Dies spart erneut Gewicht und Kosten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Sohle einen Rahmen aus nicht expandiertem Material, insbesondere aus Ethylen-Vinyl-Acetat, auf, welcher zumindest einen Teil des Dämpfungselements umgibt. Ein solcher Rahmen erlaubt zum Beispiel eine weitere Kontrolle der Scherfähigkeit und kann auch zur Erhöhung der Stabilität der Sohle eingesetzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Dämpfungselement eine Scherbewegung einer unteren Sohlenfläche relativ zu einer oberen Sohlenfläche in Längsrichtung von mehr als 1 mm, bevorzugt mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt mehr als 2 mm. Diese Werte bieten einen guten Mittelweg zwischen ausreichender Stabilität der Schuhsohle und einer großen Aufnahmefähigkeit für horizontale Scherkräfte.
  • Vorzugsweise ist das Kontrollelement aus einem Rohling lasergeschnitten. Zum Beispiel kann das Kontrollelement in Form einer Außensohle oder als Teil einer Außensohle bereitgestellt werden, welche/welcher aus einem Rohling lasergeschnitten wird.
  • In der einfachsten Form kann der Rohling als eine Materialschicht bereitgestellt werden, die zum Beispiel eines oder mehrere der oben genannten Materialen aufweist, die zur Herstellung eines Kontrollelements/einer Außensohle geeignet sind. Es ist zum Beispiel auch möglich, dass die Rohlinge z. B. in unterschiedlichen Größen, unterschiedlicher Dicke, mit vorherbestimmten Löchern, Wülsten, etc. bereitgestellt werden, und sie können auch den generellen Umriss eines Fußes oder einer Sohle aufweisen.
  • Ein Laserschneiden des Kontrollelements kann eine große Freiheit bei der Gestaltung des Kontrollelements ermöglichen. Es kann auch die Möglichkeit einer individuellen Anpassung (customization) des Kontrollelements, der Sohle und des Schuhs bereitstellen. Zum Beispiel kann es unzählige modische Gestaltungen ermöglichen, oder eine Individualisierung jeder Sohle oder jedes Schuhs. Die individuelle Anpassung kann auch sportspezifisch sein oder typischen Bewegungen eines Kunden entsprechen oder anderweitig kundenbezogen sein.
  • Zudem kann das Laserschneiden in hohem Maß automatisiert werden und kann auf online Hilfsmittel oder andere Bestellverfahren hin erfolgen.
  • Die oben genannten Merkmale einer individuellen Anpassung und einer online Bestellung können jedoch auch in Verbindung mit anderen Ausführungsformen der Sohlen und Schuhe der Erfindung, die hier beschrieben werden oder die anderweitig vorstellbar sind, verwendet werden, ohne dass das Kontrollelement notwendigerweise aus einem Rohling lasergeschnitten wird.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh, mit einer Sohle gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei können einzelne Aspekte der angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung je nach Anforderungsprofil an die Sohle und den Schuh in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden. Ferner ist es möglich, einzelne Aspekte außen vor zu lassen, sollten diese für den jeweiligen Einsatzzweck des Schuh nicht von Bedeutung sein.
  • 4. Kurze Beschreibung der Figuren
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sohle unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben:
  • 1 Ausführungsform einer Schuhsohle mit einer Mittelsohle und einer Außensohle, welche die Scher- und Biegefähigkeit der Mittelsohle selektiv beeinflusst. Die Sohle weist ferner ein teilweise in die Mittelsohle eingelassenes Verstärkungselement sowie eine Fersenkappe auf.
  • 2 Schuhe mit verschiedenen Sohlen, welche für die Messungen der 3–9 verwendet wurden.
  • 3a–b Vergleich der vertikalen Kompression einer Mittelsohle aus eTPU und einer Mittelsohle aus EVA beim Auftreten des Fußes auf der Ferse.
  • 4 Messungen der vertikalen Kompression einer Mittelsohle aus eTPU und einer Mittelsohle aus EVA während eines kompletten Schrittzyklus.
  • 5a–b Vergleich der lokalen Materialdehnung in der lateralen Seitenwand einer Mittelsohle aus eTPU und einer Sohle aus EVA während des Abrollens vom Fersenbereich auf den Vorderfußbereich während eines Schrittes.
  • 6a–c Messungen des relativen Versatzes zweier Messpunkte an den gegenüberliegenden Enden der in den 7a–7c dargestellten Messstrecken während eines kompletten Schrittzyklus für drei verschiedene Sohlen.
  • 7a–c Die für die Messungen der 6a–6c verwendeten Messpunkte befinden sich jeweils an den Enden der in den 7a–7c eingezeichneten Messstrecken.
  • 8a–c Vergleich der horizontalen Scherwirkung auf das Sohlenmaterial dreier verschiedener Mittelsohlen beim Auftreten mit dem lateralen Bereich der Ferse.
  • 9 Messungen der Scherwirkungen im Fersenbereich des Sohlenmaterials verschiedener Mittelsohlen in longitudinaler Richtung (AP Richtung) während eines komplette Schrittzyklus.
  • 10a–d Weitere Messungen der Scherwirkungen im Fersenbereich des Sohlenmaterials verschiedener Mittelsohlen in longitudinaler Richtung (AP Richtung) und in medial-lateraler Richtung (ML Richtung) während eines kompletten Schrittzyklusses.
  • 11 Durchschnittswerte mehrerer Messungen der Scherwirkungen im Fersenbereich des Sohlenmaterials jeweils verschiedener Mittelsohlen in longitudinaler Richtung (AP Richtung) während eines kompletten Schrittzyklusses.
  • 12 Durchschnittswerte mehrerer Messungen der Scherwirkungen im Fersenbereich des Sohlenmaterials jeweils verschiedener Mittelsohlen in medial-lateraler Richtung (ML Richtung) während eines kompletten Schrittzyklusses.
  • 13a–e Darstellung der plantaren Scherwirkung auf das Sohlenmaterial verschiedener Mittelsohlen beim Abtreten auf dem Vorfußbereich gegen Ende eines Schrittes (vgl. 13e).
  • 14a–c Bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Schuhs mit einer Sohle gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 15a–c Weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Schuhs mit einer Sohle gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 16a–b Bevorzugte Ausführungsformen einer Schuhsohle mit einer Mittelsohle und einer Außensohle, welche die Scher- und Biegefähigkeit der Mittelsohle selektiv beeinflusst.
  • 17 Besonders bevorzugte Ausführungsformen einer Schuhsohle mit einer Mittelsohle und einer Außensohle, welche die Scher- und Biegefähigkeit der Mittelsohle selektiv beeinflusst.
  • 18 Schematische Darstellung möglicher Ausgestaltungsbeispiele für Außensohlen, welche die Scher- und Biegefähigkeit einer Mittelsohle selektiv beeinflussen.
  • 19, 20 Schematischer Querschnitt in ML Richtung durch zwei Ausführungsbeispiele einer Mittelsohle, welche ein erstes und eine zweites Plattenelement aufweist, die relativ zueinander eine Gleitbewegung ausführen können;
  • 21a–b Ausführungsform eines Schuhs gemäß der Erfindung mit einer Ausführungsform einer Sohle gemäß der Erfindung mit einem Kontrollelement, das aus einem Rohling lasergeschnitten ist; und
  • 22a–d Weiter gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen von Schuhen gemäß der Erfindung mit Ausführungsformen von Schuhsohlen gemäß der Erfindung.
  • 5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung werden gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf Sportschuhe beschrieben. Es wird jedoch betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf Arbeitsschuhe, Freizeitschuhe, Trekkingschuhe, Golfschuhe, Winterschuhe oder andere Schuhe sowie für Schutzkleidung und Polsterungen in Sportbekleidung und Sportartikeln angewendet werden.
  • 1 zeigt eine Sohle 100 gemäß einem Aspekte der vorliegenden Erfindung. Die Sohle 100 weist ein Dämpfungselement 110 auf, welches zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials aufweist, sowie ein Kontrollelement 130, das die Scherfähigkeit des Dämpfungselements selektiv beeinflusst.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dämpfungselement 110 wie in 1 gezeigt als eine Mittelsohle bzw. als Teil der Mittelsohle ausgebildet. Das Dämpfungselement 110 weist zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials auf. In einem Ausführungsbeispiel besteht das ganze Dämpfungselement 110 aus expandiertem Material. Hierbei können jedoch verschiedenen expandierte Materialien, oder Mischungen aus mehreren verschiedenen expandierten Materialien, in verschiedenen Teilbereichen des Dämpfungselements 110 zum Einsatz kommen. In einer weiteren Ausführungsform bestehen nur ein oder mehrere Teilbereiche des Dämpfungselements 110 aus expandiertem Material während der Rest des Dämpfungselements 110 aus nicht expandiertem Material besteht. Beispielsweise kann ein Dämpfungselement 110 einen zentralen Bereich aus Partikeln eines oder mehrere expandierter Materialien aufweisen, welcher durch einen Rahmen aus nicht expandiertem Material umgeben ist, um die Formstabilität der Sohle zu erhöhen. Durch eine geeignete Kombination von verschiedenen expandierten und/oder nicht expandierten Materialien kann ein Dämpfungselement 110 mit den gewünschten Dämpfungs- und Stabilitätseigenschaften hergestellt werden.
  • Die Partikel des expandierten Materials können dabei insbesondere eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: expandiertes Ethylen-Vinyl-Acetat (eEVA), expandiertes thermoplastisches Urethan (eTPU), expandiertes Polypropylen (ePP), expandiertes Polyamid (ePA), expandiertes Polyetherblockamid (ePEBA), expandiertes Polyoxymethylen (ePOM), expandiertes Polystyrol (ePS), expandiertes Polyethylen (ePE), expandiertes Polyoxyethylen (ePOE), expandiertes Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (eEPDM). Jedes dieser Materialien weist bestimmte charakteristische Eigenschaften auf, die je nach Anforderungsprofil an die Sohle vorteilhaft zur Herstellung der Schuhsohle eingesetzt werden können. So weist insbesondere eTPU hervorragende Dämpfungseigenschaften auf, die auch bei tieferen oder höheren Temperaturen bestehen bleiben. Ferner ist eTPU sehr elastisch und gibt die bei Kompression, z. B. beim Auftreten auf dem Boden, gespeicherte Energie bei anschließender Expansion fast vollständig an den Fuß zurück. Dem gegenüber zeichnet sich z. B. EVA durch eine große Festigkeit aus und eignet sich deshalb zum Beispiel zur Konstruktion eines Rahmens, welcher Bereiche aus expandiertem Material oder das gesamte Dämpfungselement 110 umgibt, um dem Dämpfungselement 110 eine große Formstabilität zu geben.
  • Die Verwendung verschiedener Materialien oder Mischungen verschiedener Materialien zur Herstellung des Dämpfungselements 110 erlaubt es ferner Dämpfungselemente 110 bereitzustellen, die Bereiche mit verschiedenen intrinsischen Scherwiderständen aufweisen. In Verbindung mit einem Kontrollelement 130 wie hierin beschrieben vergrößert dies deutlich den Gestaltungsspielraum bei der Konstruktion von Schuhsohlen 100 und damit die Möglichkeiten der selektiven Einflussnahme auf das Scherverhalten der Schuhsohle 100.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kontrollelement 130 wie in 1 dargestellt als eine Außensohle oder als ein Teil einer Außensohle ausgebildet. Das Kontrollelement 130 weist dabei vorzugsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: Gummi, nicht expandiertes thermoplastisches Urethan, textile Materialien, PEBA sowie Folien und Folienmaterialien. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltungsform, in der das Dämpfungselement 110 und das Kontrollelement 130 aus Materialien derselben Materialklasse, insbesondere expandiertem und/oder nicht expandiertem thermoplastischem Urethan, herstellbar sind. Dies erleichtert erheblich den Herstellungsprozess, da sich zum Beispiel Dämpfungselement 110 und Kontrollelement 130 einstückig ohne zusätzliche Verwendung von Klebstoffen in einer einzigen Form herstellen lassen.
  • Zur selektiven Einflussnahme auf das Scherverhalten des Dämpfungselements 110 weist das Kontrollelement eine Reihe von Vorsprüngen 132 unterschiedlicher Größe, Härte und Ausdehnung, Stegen oder Wülsten 135 verschiedener Länge, Dicke und Struktur, sowie Öffnungen und Aussparungen 138 mit verschiedenen Durchmessern auf. Durch Variation dieser Ausgestaltungsmöglichkeiten lässt sich die Einflussnahme des Kontrollelements 130 auf das Scherverhalten des Dämpfungselements 110 selektiv steuern.
  • Beispielsweise zeigen die 16a–b ein Ausführungsbeispiel 1600 einer erfindungsgemäßen Sohle 1610 für einen Schuh, welche ein als Mittelsohle ausgebildetes Dämpfungselement 1630 aufweist, welches zufällig angeordnete Partikel 1635 eines expandierten Materials aufweist. 16a zeigt hierbei den unbelasteten Zustand und 16b den belasteten Zustand nach dem Auftreten 1650 auf dem Boden. Die Sohle 1610 weist ferner ein als Außensohle ausgebildetes Kontrollelement 1620 auf, welches eine Reihe von Vorsprüngen 1622 und eine Reihe von Aussparungen/Vertiefungen 1628 aufweist. Dabei weist das Material des Kontrollelements 1620 bevorzugt eine höhere Festigkeit/Steifigkeit auf, als das Material der Mittelsohle 1630.
  • Beispielsweise kann das Kontrollelement 1620 als Folie ausgebildet sein, auf welche die Vorsprünge 1622 punktuell aufgebracht werden. Zum Beispiel kann es sich bei dem Kontrollelement 1620 um eine Folie aus TPU handeln, auf die Vorsprünge 1622 ebenfalls aus TPU aufgebracht werden. Eine solche bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Folie und die Vorsprünge ohne den Einsatz von zusätzlichen Verbundstoffen zum Beispiel eine chemische Bindung eingehen können, welche äußerst beständig und widerstandsfähig ist. In anderen Ausführungsbeispielen weist das Kontrollelement andere/zusätzliche Materialien auf.
  • Wie in 16b gezeigt, drücken sich nach dem Auftreten 1650 die Vorsprünge 1622 in das Material der Mittelsohle 1630, da das Material des Kontrollelements 1620, wie bereits erwähnt, bevorzugt eine höhere Steifigkeit/Festigkeit aufweist, als das Material der Mittelsohle 1630. Hierdurch entstehen Bereiche 1660 und 1670, in denen das Material der Mittelsohle 1630 unterschiedlich stark komprimiert wird.
  • Insbesondere wird das Mittelsohlenmaterial in den Bereichen 1670, in denen die Vorsprünge 1622 unter Belastung in die Mittelsohle 1630 hineindrücken, stärker komprimiert als in den Bereichen 1660, in denen das Kontrollelement Aussparungen/Vertiefungen 1628 aufweist. Die hierdurch hervorgerufenen unterschiedlichen Kompressionen des Mittelsohlenmaterials beeinflussen selektiv die Dehn- und/oder Scherfähigkeit des Mittelsohlenmaterials in den entsprechenden Bereichen 1660 und 1670. Zum Beispiel nimmt die Dehnfähigkeit des Mittelsohlenmaterials in den stärker komprimierten Bereichen 1670 im Verglich zu den weniger stark komprimierten Bereichen 1660 ab. Ferner führt dies zu einer Verankerung der Mittelsohle 1630 an der Außensohle 1620 und damit zu einer erhöhten Bodenhaftung.
  • Somit lässt sich durch verschiedenartige Ausgestaltungen des Kontrollelements 1620 mit verschiedenartigen Vorsprüngen 1622 und Aussparungen/Vertiefungen 1628 die Dehn- und/oder Scherfähigkeit der Mittelsohle 1630 selektiv in einzelnen Teilbereichen aktivieren oder unterdrücken.
  • Die Vorsprünge 1622 können dabei verschiedenartig ausgestaltet sein. Beispielsweise können die Vorsprünge 1622 spitz, kegelförmig oder pyramidenförmig ausgestaltet sein, die Vorsprünge 1622 können zylindrisch sein, sie können in Form einer Halbkugel ausgebildet sein, das Kontrollelement 1620 kann wellenförmig ausgebildet sein und dergleichen mehr. Die Vorsprünge 1622 dienen dabei als eine Art Ankerpunkte, die es ermöglichen, das Mittelsohlenmaterials zielgerichtet lokal zu komprimieren. Weit auseinanderliegende Vorsprünge 1622 erlauben dabei zum Beispiel größere Dehn-bewegungen des Mittelsohlenmaterials als näher beieinanderliegende Vorsprünge 1622. Auch die Scherfähigkeit der Mittelsohle 1630 lässt sich hierdurch selektiv beeinflussen.
  • 17 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel 1700 einer erfindungsgemäßen Sohle 1710 für einen Schuh, welche ein als Mittelsohle ausgebildetes Dämpfungselement 1730 aufweist, welches zufällig angeordnete Partikel 1735 eines expandierten Materials aufweist, im unbelasteten Zustand. Die Sohle 1710 weist ferner ein als Außensohle ausgebildetes Kontrollelement 1720 auf, welches eine Reihe von Vorsprüngen 1722 und eine Reihe von Aussparungen/Vertiefungen 1728 aufweist. Dabei weist das Material des Kontrollelements 1720 bevorzugt eine höhere Festigkeit/Steifigkeit auf, als das Material der Mittelsohle 1730. Die in 17 gezeigte symmetrische, wellenförmige Ausgestaltung des Kontrollelements ermöglicht zum einen eine besonders gute Verankerung der Mittelsohle 1730 an der Außensohle 1720 unter Belastung, wie oben beschrieben, und damit eine besonders gute Bodenhaftung. Des Weiteren ist ein derart ausgestaltetes Kontrollelement 1720 problemlos während des Herstellungsprozesses in eine zur Herstellung benutzte Form einzubringen.
  • 18 zeigt schematisch weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kontrollelemente 1800a, 1800b, 1800c und 1800d. Die bevorzugt als Außensohle oder Teilen hiervon ausgebildeten Ausführungsbeispiele 1800a, 1800b, 1800c und 1800d weisen dabei eine Anzahl von Vorsprüngen 1810, sowie Vertiefungen und/oder Verstärkungsstegen 1820 auf, welche zum Beispiel zwei Vorsprünge 1810 miteinander verbinden können. Die Vorsprünge 1810 können dabei eine Anzahl von unterschiedlichen Formen, Größen, Höhen, etc. aufweisen, wie bereits weiter oben diskutiert. Gleiches gilt für die Vertiefungen und/oder Verstärkungsstege 1820. Beispielsweise kann deren Breite/Dicke und/oder Tiefe/Höhe, sowie ihre Position und Ausrichtung auf den Kontrollelementen 1800a, 1800b, 1800c und 1800d den jeweiligen Anforderungen an die Sohle angepasst werden, um die Eigenschaften der Sohle selektiv zu beeinflussen. Auch wird hier ausdrücklich darauf verwiesen, dass die Vertiefungen und/oder Verstärkungsstege 1820 nicht zwangsläufig zwischen zwei Vorsprüngen 1810 angeordnet sein müssen, sondern als eigenständige Möglichkeiten zur Ausgestaltung von erfindungsgemäßen Kontrollelementen dienen. Insbesondere kann ein solcher Verstärkungssteg vorteilhaft im medialen Mittelfußbereich Einsatz finden (vgl. 1455), um dort die Stabilität der Sohle zu erhöhen und die Scher- und Dehnfähigkeit des Mittelsohlenmaterials in diesem Bereich zu verringern.
  • Zusätzlich kann ein Kontrollelement gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zusätzliche funktionale Elemente, wie zum Beispiel ein Torsions- und/oder Verstärkungselement oder dergleichen mehr, als Bestandteil enthalten und einstückig mit diesem hergestellt sein.
  • Ferner kann ein Kontrollelement als komplette Außensohle ausgestaltet werden. In einer anderen Ausführungsform hingegen weist eine Außensohle eine Anzahl von einzelnen unabhängigen oder miteinander verbundenen Kontrollelementen auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der erste Bereich, mit einer im Verhältnis zum zweiten Bereich verringerten Scherfähigkeit, im medialen Bereich des Mittelfußes, während sich der zweite Bereich im lateralen Bereich der Ferse befindet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Kontrollelement 130 insbesondere einen stabilisierenden Wulst 135 am medialen Rand des Mittelfußbereichs auf, sowie eine Anzahl von Öffnungen mit zur Ferse und Fußspitze hin zunehmendem Durchmesser. Das so eingestellte Scherverhalten des Dämpfungselements 110 unterstützt die natürlichen physiologischen Abläufen im Bewegungsapparat eines Läufers vorteilhaft und erhöht somit dem Tragekomfort und die Leistung des Läufers bei gleichzeitiger Minimierung des Verletzungsrisikos.
  • Zusätzlich zur Beeinflussung des Scherverhaltens des Dämpfungselements 110, kann das Kontrollelement auch Einfluss haben auf die Biegefestigkeit des Dämpfungselements. Ist das Kontrollelement 130 zum Beispiel in einem Bereich fest mit dem Dämpfungselement 110 verbunden, so beeinflusst die Biegefestigkeit des Kontrollelements 130 auch die Biegefestigkeit des Dämpfungselements 110. Die Biegefestigkeit des Kontrollelements 130 hängt ihrerseits zum Beispiel von den oben genannten Ausgestaltungsmöglichkeiten des Kontrollelements 130 ab. So ist in dem in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel die Biegefestigkeit des Kontrollelements 130 im Fersen- und Zehenbereich kleiner als in dem mit dem Verstärkungswulst 135 stabilisierten Mittelfußbereich.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sohle 100 ferner einen Entkopplungsbereich 160 auf. In diesem Bereich sind das Dämpfungselement 110 und das Kontrollelement 130 nicht direkt miteinander verbunden. In einem Ausführungsbeispiel besteht überhaupt keine Verbindung zwischen dem Dämpfungselement 110 und dem Kontrollelement 130 in diesem Bereich. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Dämpfungselement 110 und das Kontrollelement 130 in diesem Bereich durch ein scherfähiges Material verbunden. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist dieses scherfähige Material zum Beispiel eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: eTPU, Schaumstoff oder ein Gel. Dies ermöglicht eine weitere Scherbewegung des Dämpfungselements 110 gegenüber dem Kontrollelement 130 und somit eine zusätzliche Möglichkeit der Einflussnahme auf das Scherverhalten der Sohle 100. Bevorzugt befindet sich ein solcher Entkopplungsbereich 160 im lateralen Fersenbereich, da hier wie weiter unten noch näher gezeigt die größten Scherkräfte während des Laufens auftreten.
  • 19 zeigt einen Querschnitt in medial-lateraler Richtung durch ein Ausführungsbeispiel einer Mittelsohle 1900 gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zufällig angeordnete Partikel 1910 eines expandierten Materials aufweist und welche mit den anderen hierin beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung vorteilhaft kombiniert werden kann. In dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die ganze Mittelsohle 1900 aus expandiertem Material. Es ist für den Fachmann jedoch klar, dass dies lediglich ein spezielles Beispiel einer erfindungsgemäßen Mittelsohle 1900 darstellt und dass in anderen Ausführungsformen nur ein oder mehrere Teilbereiche der Mittelsohle 1900 Partikel 1910 eines expandierten Materials aufweisen können. Die Mittelsohle weist ferner ein erstes Plattenelement 1920 und ein zweites Plattenelement 1930 auf, welche relativ zueinander gleiten können. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, in der die Plattenelemente 1920 und 1930 eine Gleitbewegung in mehrere Richtungen ausführen können. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Plattenelemente 1920 und 1930 dabei vollständig vom Material der Mittelsohle 1900, besonders bevorzugt vom expandierten Material 1910 der Mittelsohle 1900, umgeben. In anderen Ausführungsformen sind die Plattenelemente 1920 und 1930 hingegen nur teilweise vom Material der Mittelsohle 1900 umgeben.
  • Bevorzugt sind die beiden Plattenelemente 1920 und 1930 dabei im Fersenbereich der Mittesohle 1900 wie in 19 gezeigt so angeordnet, dass sie einander direkt gegenüberliegen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen den beiden Plattenelementen 1920 und 1930 eine Schmierflüssigkeit oder ein Gel oder dergleichen, was einer Abnutzung der Plattenelemente 1920, 1930 durch die Gleitbewegung entgegenwirkt und das Gleiten erleichtert.
  • Durch die Gleitbewegung der beiden Plattenelemente 1920 und 1930 kann eine solche Anordnung zum Beispiel die beim Auftreten des Fußes auf dem Boden auf den Bewegungsapparat des Trägers wirkenden horizontalen Scherkräfte aufnehmen bzw. abmildern. Dies beugt Gelenkverschleiß und Verletzungen des Trägers, insbesondere bei schnellem Laufen/Gehen vor. In anderen Ausführungsformen kann die gezeigte Anordnung sich jedoch auch in einem anderen Bereich der Mittelsohle 1900 befinden, zum Beispiel um das Abrollen des Fußes während eines Schrittes weiter zu unterstützen.
  • In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) weisen die beiden Plattenelemente 1920 und 1930 ferner jeweils eine gewölbte Gleitfläche auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wölbung der beiden Gleitflächen dabei so gewählt, dass die beiden Gleitflächen formschlüssig zueinander passen. Durch geeignete Wahl der Stärke und Orientierung der Wölbung lässt sich beeinflussen, in welche Richtung die Gleitbewegung des ersten Plattenelements 1920 gegenüber dem zweiten Plattenelement 1930 z. B. beim Auftreten auf dem Boden bevorzugt stattfindet. Dies wiederum hat Einfluss auf die Scherkräfte, welche von der Mittelsohle absorbiert bzw. an den Träger weitergegeben werden.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele solcher Plattenelementen, die relativ zueinander gleiten können, und die vorteilhaft mit einer oder mehreren der hierin beschriebenen, zur Erfindung gehörenden Ausführungsformen kombiniert werden können, finden sich in DE 102 44 433 B4 und DE 102 44 435 B4 .
  • Für die soeben beschriebene Funktionalität ist es weiter vorteilhaft, wenn das Material der Mittelsohle 1900 der Gleitbewegung der beiden Plattenelemente 1920 und 1930 eine Rückstellkraft entgegensetzt. Bevorzugt entsteht diese Rückstellkraft dadurch, dass die beiden Plattenelemente 1920 und 1930 vom Material der Mittelsohle 1900, insbesondere vom expandierten Material 1910 der Mittelsohle 1900, umgeben sind und dass das Material der Mittelsohle 1900 in den Bereichen, welche in Richtung der Gleitbewegung an die beiden Plattenelemente 1920 und 1930 angrenzen, durch die Bewegung des ersten bzw. zweiten Plattenelements 1920, 1930 komprimiert wird. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials, insbesondere des expandierten Materials 1910 der Mittelsohle 1900, entsteht hierbei eine Rückstellkraft, die der Gleitbewegung des ersten bzw. zweiten Plattenelements 1920, 1930 entgegenwirkt, ohne dass hierfür eine komplizierte Mechanik nötig wäre.
  • 20 zeigt einen Querschnitt in medial-lateraler Richtung durch eine Abwandlung des soeben diskutierten Ausführungsbeispiels mit einer Mittelsohle 2000, welche zufällig angeordnete Partikel 2010 eines expandierten Materials aufweist. Die Mittelsohle weist ein Plattenelement 2020 und ein zweites, schlittenförmig ausgestaltetes Element 2030 auf. Die beiden Elemente 2020, 2030 können hierbei relativ zueinander eine Gleitbewegung ausführen. Durch die schlittenartige Ausgestaltung des zweiten Elements 2030 wird hierbei eine Vorzugsrichtung für eine solche Gleitbewegung vorgegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen dem ersten Element 2020 und dem zweiten, schlittenförmigen Element 2030 allerdings Zwischenräume 2040 vorhanden, welche auch kleine Gleitbewegungen der beiden Elemente 2030 und 2040 relativ zueinander erlauben, welche nicht in der oben genannten Vorzugsrichtung liegen. Durch Anpassen der Größe der Zwischenräume 2040 lässt sich das Ausmaß solcher nicht in Vorzugsrichtung liegender Gleitbewegungen den Bedürfnissen und Anforderungen der Sohle individuell anpassen. So ermöglichen sehr kleine Zwischenräume 2040 Gleitbewegungen der beiden Elemente 2020 und 2030 fast ausschließlich in Vorzugsrichtung, was zu einer erhöhten Stabilität der Sohle führen kann. Größere Zwischenräum 2040 erlauben hingegen merkliche Gleitbewegungen auch in Nicht-Vorzugsrichtung. Dies ermöglicht zum Beispiel eine bessere Aufnahme der beim Auftreten auf den Boden wirkenden horizontalen Scherkräfte durch die Sohle.
  • In der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform umgibt das Dämpfungselement 110 ferner zumindest teilweise ein Element 120, zum Beispiel ein Torsions-oder Verstärkungselement. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Element 120 eine höhere Verwindungssteifigkeit als das expandierte Material des Dämpfungselements 110. Das Element 120 kann somit der weiteren Einflussnahme auf die Elastizitäts- und auch Schereigenschaften der Sohle 100 dienen. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem Element 120 z. B. auch um ein der optischen Gestaltung dienendes Element und/oder ein Element zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder ein elektronisches Bauteil oder um irgendein anderes funktionales Element handeln. Dient das Element 120 der Aufnahme eines weiteren Elements, wie zum Beispiel eines elektronischen Bauteils, so ist es vorzugsweise in einem Bereich hohl ausgebildet und dieser Bereich ist von außen zugänglich. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte sich eine solche Aufnahme z. B. im Bereich der Aussparung 140 befinden. Das Element 120 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht stoffschlüssig, z. B. durch eine Klebeverbindung, mit dem Dämpfungselement 110 verbunden. Insbesondere weist das Element in einer bevorzugten Ausführungsform keine stoffschlüssige Verbindung zum expandierten Material des Dämpfungselements 110 auf. Da das Dämpfungselement 110 das Element teilweise umgibt, ist eine solche stoffschlüssige Verbindung zur Fixierung des Elements 120 nicht von Nöten. Daher können auch nicht verklebbare Materialien zur Herstellung der Sohle eingesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Element 120 auch mit dem Kontrollelement 130 in einzelnen Bereichen verbindbar/verbunden sein, zum Beispiel durch eine stoffschlüssige Verbindung wie zum Beispiel eine Klebeverbindung, oder mit diesem einstückig ausgebildet sein.
  • In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Sohle 100 ferner eine Fersenkappe 150 auf. Bevorzugt umfasst die Fersenkappe 150 einen lateralen Finger und einen medialen Finger, welche jeweils unabhängig voneinander die laterale und mediale Seite der Ferse umgreifen. Dies ermöglicht eine gute Fixierung des Fußes auf der Sohle 100 ohne gleichzeitig den Bewegungsspielraum des Fußes übermäßig einzuschränken. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Fersenkappe 150 ferner eine Aussparung im Bereich der Achillessehne auf. Dies verhindert ein Reiben oder Scheuern insbesondere der Oberkante der Fersenkappe 150 an der Achillessehne im Bereich oberhalb der Ferse. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ist die Fersenkappe 150 ferner, zum Beispiel stoffschlüssig, mit dem Kontrollelement 130 und/oder dem Element 120 verbunden sein oder mit diesem einstückig ausgebildet sein.
  • 2 zeigt vier verschiedene Schuhe 200, 220, 240 und 260, mit denen Messungen der Elastizitäts- und Schereigenschaften von Sohlen aus verschiedenen Materialien vorgenommen wurden. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Messungen sind in den nachfolgenden 3–9 zusammengefasst.
  • Bei Schuh 200 handelt es sich um einen Schuh mit einem Schuhoberteil 205, sowie einer Schuhsohle 210 und einem Gleitelement 212 wie zum Beispiel in der DE 102 44 433 B4 und der DE 102 44 435 B4 beschrieben.
  • Der Schuh 220 weist ein Schuhoberteil 225 sowie eine Mittelsohle 230 aus eTPU auf, welche von einem Rahmen aus EVA umgeben ist. Bei dem EVA kann es sich beispielsweise um ein compression molded 020 55C CMEVA handeln, welches eine Dichte von 0,2 g/cm^3 und eine Härte von 55asker C aufweist.
  • Schuh 240 weist ein Schuhoberteil 245 sowie eine Mittelsohle 250 aus EVA auf.
  • Ferner weist der Schuh 260 ein Schuhoberteil 265 sowie eine Mittelsohle 270 aus eTPU auf.
  • Die 3a, 3b und 4 zeigen die vertikale (d. h. in Richtung vom Fuß zum Boden) Kompression der Sohlen aus eTPU (Schuh 260) und EVA (Schuh 240).
  • Zur Messung dieser und der weiter diskutierten Eigenschaften der verschieden Materialien und Sohlenausgestaltungen wurde für jede Messung im Laufe eines Schrittzyklus eine große Anzahl (> 100) von Bildern, sogenannten „Stages” aufgenommen. Diese sind durchgängig von 1 ab durchnummeriert. Für jede Messung besteht somit eine eins-zu-eins Korrespondenz zwischen der Nummer oder „Stage” einer Aufnahme und dem Zeitpunkt dieser Aufnahme innerhalb des jeweiligen Schrittes. Es ist jedoch zu beachten, dass zwischen verschiedenen Messungen ein gewisser Zeitversatz der einzelnen Stages herrschen kann. D. h. Stages mit gleicher Nummer aus verschiedenen Messungen entsprechen nicht zwangsläufig dem gleichen Zeitpunkt während des in der jeweiligen Messung vermessenen Schrittes.
  • Die Aufnahmen 300a und 300b der 3a und 3b wurden während des Auftretens mit der Ferse gemacht. Die 3a und 3b zeigen die Kompression in Prozent der jeweiligen Mittelsohlenbereiche im Vergleich zum unbelasteten Zustand der Sohle. Wie erwartet tritt während des Auftretens mit der Ferse keine Kompression im Vorderfußbereich auf (vgl. 320a, 320b). Im Fersenbereich hingegen sind bei der Sohle aus eTPU deutliche Kompressionen sichtbar (vgl. 310a). Die Messungen zeigen also, dass eTPU deutlich stärker unter vertikaler Belastung nachgibt als EVA. Ferner wird die während der Kompression der eTPU-Sohle gespeicherte Energie im Laufe des Schrittes im Wesentlichen wieder an den Läufer zurückgegeben. Dies erhöht deutlich die Effizient des Laufens.
  • Dies wird auch durch 4 bestätigt. Auf der horizontalen Achse ist die Nummer der jeweiligen Stage, d. h. die Zeit, aufgetragen und auf der vertikalen Achse ist die vertikale Kompression der Mittelsohle aufgetragen. Gezeigt sind die Messwerte 410 für eine Sohle 270 aus eTPU und die Messwerte 420 für eine Sohle 250 aus EVA. Zum Zeitpunkt der maximalen vertikalen Belastung lässt sich die EVA-Mittelsohle 250 nur um etwa 1,3 mm eindrücken, während die eTPU-Mittelsohle 270 sich um etwa 4,3 mm eindrücken lässt. Generell liegen die Werte der vertikalen Kompression für eTPU im Vergleich zu EVA im Bereich von 2:1 bis 3:1, in manchen Ausführungsformen sogar darüber.
  • Die 5a und 5b zeigen die lokale Materialdehnung des Mittelsohlenmaterials im Vergleich zum unbelasteten Zustand der Sohle innerhalb der lateralen Seitenwand der eTPU-Mittelsohle 270 (Messung 500a) und der EVA-Mittelsohle 250 (Messung 500b), ebenfalls zum einem Zeitpunkt während des Auftretens mit der Ferse. Zusätzlich zu einer prozentualen Angabe der Materialdehnung im Vergleich zum unbelasteten Zustand der Sohle zeigen die Aufnahmen der 5a und 5b jedoch auch die Richtung der Materialdehnung in Form von Dehnungsvektoren an. Den Bildern lässt sich entnehmen, dass in der eTPU-Mittelsohle 270 deutlich größere Materialdehnungen auftreten als in der EVA-Mittelsohle 250. Dies ist auf die bessere Scherfähigkeit des eTPUs im Vergleich zum EVA zurückzuführen. Daher eignet sich eTPU besonders zur Herstellung eines Dämpfungselements zur Aufnahme von Scherkräften während des Laufens. In dem hier diskutierten Beispiel ist die Materialdehnung bei eTPU 2–3 mal höher als bei EVA. Genauer liegt die Materialdehnung für eTPU im Durchschnitt bei 6–7% Dehnung; die maximale Dehnung beträgt 8–9%; die Materialdehnung für EVA liegt im Durchschnitt bei 2% Dehnung; die maximale Dehnung bei 3–4%.
  • Ferner zeigt sich aus den Messungen, dass die Materialdehnungen in der lateralen Seitenwand der eTPU-Mittelsohle 270 und der EVA-Mittelsohle 250 während des Laufens der natürlichen Form des Mittelfußgewölbes während des Abrollen des Fußes folgen, d. h. der Schuh folgt der Abrollbewegung des Fußes. Dies ist vorteilhaft für den Tragekomfort und den Sitz des Fußes.
  • Die 6a–6c zeigt die Messungen 610a, 610b und 610c des relativen Versatzes zweier Messpunkte in Millimetern, welche jeweils an den gegenüberliegenden Enden der in den 7a–7c dargestellten Messstrecken 710a, 710b und 710c liegen. Die Messungen 610a, 610b und 610c umfassen jeweils eines kompletten Schrittzyklus. In den 7a–c sind die für die jeweiligen Messungen verwendeten Schuhe in einer Ausgangsposition dargestellt.
  • Die 6a, 7a zeigen die Messergebnisse und die Messpunkte für einen Schuh 200 mit einer Schuhsohle 210 und einem Gleitelement 212 wie in der DE 102 44 433 B4 und der DE 102 44 435 B4 beschreiben.
  • 6b, 7b zeigen die Messergebnisse und die Messpunkte für einen Schuh 220 mit einer Mittelsohle 230 aus eTPU mit EVA-Rand.
  • 6c, 7c zeigen die Messergebnisse und die Messpunkte für einen Schuh 240 mit einer EVA-Sohle 250.
  • Deutlich erkennbar erlauben das Gleitelement 212 des Schuhs 200 und die eTPU-Mittelsohle mit EVA-Rand 230 erheblich größere Versätze zwischen den beiden Messpunkten als die EVA-Mittelsohle 250. Dies bedeutet eine bessere Scherfähigkeit der unteren gegenüber der oberen Mittelsohlenfläche und damit eine bessere Aufnahmefähigkeit der beim Laufen auftretenden Scherkräfte. Bemerkenswert ist, dass der konstruktiv einfachere Schuh 220 sogar Versatzwerte bis zu ca. 2,5 mm erlaubt (vgl. 6b), während der Schuh 200 mit Gleitelement 212 nur Versatzwerte bis zu ca. 2 mm erlaubt (vgl. 6a). Der Schuh 240 mit EVA-Mittelsohle 250 hingegen erlaubt nur Versatzwerte bis zu ca. 0.5 mm (vgl. 6c).
  • Die 8a–8c zeigen weitere Messungen des Scherverhaltens des Schuhs 200 mit Gleitelement 212 (Messung 800a), des Schuhs 220 mit eTPU-Mittelsohle mit EVA-Rand 230 (Messung 800b) und des Schuhs 240 mit EVA-Mittelsohle 250 (Messung 800c). Gezeigt ist der lokale Versatz des Sohlenmaterials im Verglich zum unbelasteten Zustand zu einem Zeitpunkt während des Auftretens mit der Ferse.
  • Deutlich sichtbar weisen der Schuh 200 mit Gleitelement 212 und der Schuh 220 mit eTPU-Mittelsohle mit EVA-Rand 230 eine wesentlich höhere Scherfähigkeit im Bereich der Ferse auf, als der Schuh 240 mit EVA-Mittelsohle 250.
  • 9 zeigt erneut Messergebnisse von Messungen der Scherung im Mittelsohlenmaterial in longitudinaler Richtung (AP Richtung) während eines kompletten Schrittzyklus für vier verschiedene Schuhe.
  • Die Kurve 910 zeigt erneut die Messergebnisse aus 6a für den Schuh 200 mit Gleitelement 212, mit einer maximalen Scherung von ca. 2 mm während des Auftretens mit der Ferse. Die Kurve 930 zeigt erneut die Messergebnisse aus 6b für den Schuh 220 mit eTPU-Mittelsohle mit EVA-Rand 230, mit einer maximalen Scherung von ca. 2,5 mm während des Auftretens mit der Ferse. Die Kurve 940 zeigt erneut die Messergebnisse aus 6c für den Schuh 240 mit EVA-Mittelsohle 250, mit einer maximalen Scherung von ca. 0,5 mm während des Auftretens mit der Ferse. Die Kurve 920 schließlich zeigt die Messergebnisse einer in gleicher Weise durchgeführten Messung für den Schuh 260 mit eTPU-Mittelsohle 270, mit einer maximalen Scherung von ca. 1,8 mm während des Auftretens mit der Ferse.
  • Man erkennt somit, dass der Schuh 260 mit eTPU-Mittelsohle 270 und insbesondere der Schuh 220 mit eTPU-Mittelsohle mit EVA-Rand 230 eine sehr gute Scherfähigkeit aufweisen und somit grundsätzlich gut für die Konstruktion von Mittelsohlen geeignet sind.
  • Die 10–13 zeigen weitere Messungen der Scherfähigkeit verschieden ausgestalteter Sohlen.
  • 10a–10d zeigen Messungen der Längenänderungen jeweils einer in longitudinaler Richtung (AP-Richtung) und einer in medial-lateraler Richtung (ML-Richtung) angeordneten Messstrecke auf dem Fersenbereich der Sohle während eines Schrittzyklus. Diese Längenänderungen geben Auskunft über die plantare Scherfähigkeit der jeweiligen Sohle.
  • 10a zeigt die Längenänderung 1010a der in AP-Richtung liegenden Messtrecke 1015a und die Längenänderung 1020a der in ML-Richtung liegenden Messtrecke 1025a für einen Schuh mit einer EVA-Mittelsohle ohne Außensohle, wie zum Beispiel Schuh 240. Die Messungen zeigen eine maximale Längenänderung in AP-Richtung von ca. 1,2 mm und in ML-Richtung von ca. 0,3 mm.
  • 10b zeigt die Längenänderung 1010b der in AP-Richtung liegenden Messtrecke 1015b und die Längenänderung 1020b der in ML-Richtung liegenden Messtrecke 1025b für einen Schuh mit einer eTPU-Mittelsohle ohne Außensohle, wie zum Beispiel Schuh 260. Die Messungen zeigen eine maximale Längenänderung in AP-Richtung von ca. 3,5 mm und in ML-Richtung von ca. 1,5 mm.
  • 10c zeigt die Längenänderung 1010c der in AP-Richtung liegenden Messtrecke 1015c und die Längenänderung 1020c der in ML-Richtung liegenden Messtrecke 1025c für einen Schuh mit Gleitelement, wie zum Beispiel Schuh 200. Die Messungen zeigen eine maximale Längenänderung in AP-Richtung von ca. 3,2 mm und in ML-Richtung von ca. 0,7 mm.
  • 10d zeigt die Längenänderung 1010d der in AP-Richtung liegenden Messtrecke 1015d und die Längenänderung 1020d der in ML-Richtung liegenden Messtrecke 1025d für das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Schuhs 1400 gemäß der 1 und 14a–14c, welcher eine Mittelsohle, welche eTPU aufweist, sowie ein als Außensohle ausgebildetes Kontrollelement 1450 aufweist (vgl. unten). Die Messungen zeigen eine maximale Längenänderung in AP-Richtung von ca. 3,4 mm und in ML-Richtung eine negative Längenänderung von ca. 0,5 mm. Insbesondere die negative Längenänderung in ML-Richtung bedeutet eine sehr gute Stabilität des Schuhs im Mittelfußbereich, welche den Einfluss der medialen Verstärkung 1455 des Kontrollelements 1450 widerspiegelt.
  • 11 und 12 zeigen die Mittelwerte einer Reihe von Messungen die analog zu den in 10a–10d gezeigten Messungen durchgeführt wurden.
  • 11 zeigt die durchschnittliche Längenänderung der in AP-Richtung liegenden Messstrecke währende eines kompletten Schrittzyklus für einen Schuh mit Gleitelement, wie zum Beispiel Schuh 200 (vgl. Kurve 1110), für einen Schuh mit einer eTPU-Mittelsohle, wie zum Beispiel Schuh 260 (vgl. Kurve 1120), für einen Schuh mit EVA-Mittelsohle, wie zum Beispiel Schuh 240 (vgl. Kurve 1130) und für den Schuh 1400 gemäß der 14a–14c (vgl. Kurve 1140).
  • 12 zeigt die durchschnittliche Längenänderung der in ML-Richtung liegenden Messstrecke währende eines kompletten Schrittzyklus für einen Schuh mit Gleitelement, wie zum Beispiel Schuh 200 (vgl. Kurve 1210), für einen Schuh mit einer eTPU-Mittelsohle, wie zum Beispiel Schuh 260 (vgl. Kurve 1220), für einen Schuh mit EVA-Mittelsohle, wie zum Beispiel Schuh 240 (vgl. Kurve 1230) und für den Schuh 1400 gemäß der 14a–14c (vgl. Kurve 1240).
  • Wie den 11 und 12 zu entnehmen ist, weist der Schuh 1400 gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel von allen getesteten vier Schuhtypen mit einer maximalen Längenänderung in AP-Richtung von über 3 mm die beste longitudinale Scherfähigkeit auf. Gleichzeitig weist der Schuh 1400 eine ausreichende Stabilität in ML-Richtung auf, wie 12 zu entnehmen ist. Da während des Laufens hauptsächlich Scherkräfte in AP-Richtung auftreten und ein Abknicken/Verrutschen des Fußes in ML-Richtung möglichst zu vermeiden ist, ist diese Eigenschaftskombination des Schuhs 1400 besonders vorteilhaft.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ermöglicht das Dämpfungselement eine Scherbewegung in AP-Richtung von einer unteren Sohlenfläche relativ zu einer oberen Sohlenfläche von mehr als 1 mm, bevorzugt mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt mehr als 2 mm. Eine Wahl zwischen verschiedenen Werten der Scherfähigkeit des Dämpfungselements erlaubt es, die Schuhsohle individuell an die Bedürfnisse und physiologischen Gegebenheiten eines Läufers anzupassen. Die hier diskutierten Werte dienen dem Fachmann hierbei jedoch nur als Richtschnur, um einen Eindruck von typischen bevorzugten Werten der Scherfähigkeit eines Dämpfungselements zu erhalten. Im Einzellfall sind diese Werte idealerweise gezielt an die Wünsche und Bedürfnisse des Trägers anzupassen.
  • Die 13a–13d zeigen die prozentuale plantare Materialdehnung in der Sohle verschiedener Schuhe, verglichen mit dem unbelasteten Zustand des Schuhs, zum Zeitpunkt des Abstoßens des Fußes vom Boden über den Vorderfuß, wie in 13e schematisch gezeigt. Die 13a–13d zeigen ferner die Dehnungsvektoren, welche lokal die Richtung der Materialdehnung angeben. 13a zeigt eine Messung 1300a für einen Schuh 240 mit einer EVA-Mittelsohle, 13b zeigt eine Messung 1300b für einen Schuh 260 mit einer eTPU-Mittelsohle, 13c zeigt eine Messung 1300c für einen Schuh mit Gleitelement, wie zum Beispiel Schuh 200, und 13d zeigt eine Messung 1300d für die bevorzugte Ausführungsform eines Schuhs 1400 gemäß der 1 und 14a–14c, welcher eine Mittelsohle, welche eTPU aufweist, sowie ein als Außensohle ausgebildetes Kontrollelement 1450 aufweist (vgl. unten).
  • Wie den Figuren deutlich zu entnehmen sind, tritt in dieser Position des Fußes/Schuhs (d. h. beim Abtreten über den Vorderfußbereich, vgl. 13e) die Hauptbelastung und Verformung des Materials bei den Schuhen 240 und 260 punktuell in der Mitte des Vorderfußbereichs auf (vgl. 13a und 13b) (in anderen Positionen des Fußes sind Hauptbelastung und Verformung auch im Fersenbereich zu beobachten). Bei dem Schuh mit Gleitelement und dem Schuh 1400 hingegen folgen die Materialdehnungen der Form der Außensohle. Insbesondere zeichnet sich in 13d deutlich die Struktur der Außensohle 1450 mit ihren Öffnungen 1452, Stegen 1458 und Vorsprüngen 1459 ab. Ferner zeigt 13d, dass die Dehnungsvektoren im Bereich des Vorderfußes alle parallel in AP-Richtung verlaufen, d. h. das Material dehnt sich fast ausschließlich in AP-Richtung, während es in ML-Richtung eine gute Stabilität aufweist. Dies ist wünschenswert für einen dynamischen Abdruck des Fußes ohne dabei die Stabilität zu verlieren. Bei ungenügender Stabilität der Sohle in ML-Richtung drohte sonst ein seitliches Verrutschen oder Umknicken des Fußes, insbesondere bei höherem Lauftempo und zum Beispiel in Kurve oder auf unebenem Terrain.
  • Das Kontrollelement 1450 z. B. in Form einer Außensohle trägt dazu bei, vordefinierte Zonen zu bilden, in denen ein gewisses Scher- und/oder Stretchverhalten oder eine gewisse Stabilität erforderlich ist. Die Ausgestaltung des Kontrollelements 1450 kann dabei sportspezifisch angepasst werden. Lineare Sportarten haben andere Anforderungen an das Scherverhalten und die Stabilität der Sohle als zum Beispiel laterale Sportarten. Daher können Kontrollelemente 1450 und Sohlenkonzepte für spezielle Sportarten individuell ausgestaltet werden. Z. B. können für (Hallen)Fußball, Basketball oder Laufsportarten die jeweils besten/wichtigsten Scher- und Stabilitätszonen festgelegt und individuell angepasst werden. Beispielsweise befinden sich solche bevorzugten Scher- und/oder Stretchzonen in vielen Anwendungsbereichen unterhalb des großen Zehs und im Fersenbereich. Ferner können mit Hilfe der hierin beschriebenen, zur Erfindung gehörenden Aspekte Sohlen hergestellt werden, die das Abrollen des Fußes wie beim Barfußlaufen ideal nachahmen.
  • Die 14a–14c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Schuhs 1400 mit einem als Teil einer Mittelsohle oder als Mittelsohle ausgebildeten Dämpfungselements 1410, welches zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials, insbesondere Partikel aus eTPU aufweist, und einem als Teil einer Außensohle oder als Außensohle ausgebildeten Kontrollelements 1450, welches die Scherfähigkeit der Mittelsohle 1410 im medialen Bereich des Mittelfußes im Vergleich zum lateralen Bereich der Ferse verringert. Ferner weist der in den 14a–14c gezeigte Schuh ein Schuhoberteil 1420 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schuh 1400 zudem eine Fersenkappe 1430 sowie ein zusätzliches Torsions- oder Versteifungselement 1440 auf, wie bereits im Zusammenhang mit 1 und den entsprechenden Ausführungsbeispielen weiter oben besprochen wurden.
  • Das als Außensohle ausgebildete Kontrollelement 1450 weist in einer bevorzugten Ausführungsform kein expandiertes Material auf. Besonders bevorzugt wird das Kontrollelement aus Gummi, thermoplastischem Urethan, textile Materialien, PEBA oder Folien und Folienmaterialien bzw. einer Kombination solcher Materialien hergestellt. Es ist ferner von Vorteil, wenn das Kontrollelement 1450 und das Dämpfungselement 1410 aus Materialien derselben Materialklasse hergestellt sind, wie bereits weiter oben erwähnt. Des Weiteren weist das Kontrollelement 1450 vorzugsweise eine Reihe von Öffnungen 1452 unterschiedlicher Größe, einen Wulst 1455 im medialen Bereich des Mittelfußes, sowie eine Anzahl von Stegen 1458 und Vorsprüngen 1459 auf. Diese Elemente dienen, wie bereits diskutiert der Beeinflussung der Flexibilitäts- und Steifigkeitseigenschaften des Kontrollelements 1450, welche ihrerseits Einfluss auf die Scherfähigkeit und die Biegesteifigkeit der Sohle und insbesondere der Mittelsohle 1410 haben. Die Vorsprünge 1459 und Stege 1458 können ferner die Bodenhaftung des Schuhs erhöhen, insbesondere da das Kontrollelement 1450 in vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel als Teil einer Außensohle ausgebildet ist.
  • Die in 14a–14c gezeigte bevorzugte Ausführungsform mit einem Wulst 1455 im medialen Bereich des Mittelfußes, sowie einer Anzahl von Öffnungen 1452 variierenden Durchmessers erlaubt eine besonders gute Scherfähigkeit im Bereich der Ferse, insbesondere im lateralen Fersenbereich, sowie eine gute Stabilität im medialen Mittelfußbereich. Wie bereits mehrfach erwähnt ist diese Kombination von Eigenschaften besonders vorteilhaft für die Verwendung in Laufschuhen. Andere Eigenschaftskombinationen sind aber ebenfalls denkbar und die hierein vorgestellten Ausgestaltungsmöglichkeiten und Ausführungsformen ermöglichen es dem Fachmann, einen Schuh mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.
  • Die 15a–15c zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schuhs 1500 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Schuh 1500 weist ein als Teil einer Mittelsohle oder als Mittelsohle ausgebildetes Dämpfungselement 1510 auf, welches zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials, z. B. eTPU aufweist. Ferner weist der Schuh 1500 ein als Teil einer Außensohle oder als Außensohle ausgestaltetes Kontrollelement 1540 auf, welches auf die bereits mehrfach diskutierte Art und Weise die Scherfähigkeit und Biegefestigkeit des Dämpfungselements 1510 selektiv beeinflussen kann. Der Schuh weist weiter ein Schuhoberteil 1520 sowie eine Fersenkappe 1530 auf.
  • 21a–b zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schuhs 2100 gemäß der Erfindung. Der Schuh 2100 weist eine Sohle auf, welche ein Dämpfungselement 2110 mit zufällig angeordneten Partikeln aus einem expandierten Material aufweist. In dem hier gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel, wird das Dämpfungselement 2110 als Mittelsohle 2110 bereitgestellt. Es kann jedoch auch zum Beispiel nur ein Teil dieser sein.
  • Der Schuh 2100 weist weiterhin ein Schuhoberteil 2120 auf. Das Schuhoberteil 2120 kann aus vielen verschiedenen Materialien und mittels vieler verschiedener Herstellungsverfahren hergestellt sein. Insbesondere kann das Schuhoberteil 2120 gewirkt sein, gestrickt sein (warp-knitted, weft-knitted), gewebt oder geflochten sein, und es kann natürliche oder synthetische Materialien aufweisen, es kann Fasern oder Garne aufweisen, Multilaminat-Materialien (multilaminate materials), Compound-Materialien und so weiter.
  • Die Sohle des Schuhs 2100 weist außerdem ein Kontrollelement 2150 auf, das im vorliegenden Fall als eine Außensohle 2150 bereitgestellt wird. In anderen Fällen kann es lediglich Teil einer Außensohle sein oder es kann Teil der Mittelsohle sein. Das Kontrollelement 2150 weist kein expandiertes Material auf. Geeignete Materialien für das Kontrollelement/die Außensohle 2150 können folgende Materialien beinhalten: Gummi, nicht-expandiertes thermoplastisches Urethan, textile Materialien, PEBA sowie Folien und folienartige Materialien.
  • Das Kontrollelement 2150 verringert Scherbewegungen in einem ersten Bereich des Dämpfungselements 2110 im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des Dämpfungselements 2110. Verringerte Scherung kann zum Beispiel in den Bereichen 2160, 2165 auftreten, wo das Kontrollelement 2150 durchgehende Bereiche mit Material aufweist. Sie kann auch in den Bereichen der „Materialnetze” 2170, 2175 auftreten, welche mit Löchern 2152, 2155, 2158 im Kontrollelement 2150 versetzt sind. In den Bereichen dieser Löcher 2152, 2155, 2158 kann die Scherbewegung zum Beispiel vergleichsweise erhöht sein.
  • Wenn die Erläuterungen hinsichtlich des erfinderischen Konzepts des Kontrollierens der Scherbewegung eines Dämpfungselements, wie vorliegend beschrieben, in Betracht gezogen werden, dann ist dem Fachmann klar, dass durch ein Wählen verschiedener Gestaltungen und Anordnungen der durchgehenden Materialbereiche (wie die Bereiche 2160, 2165), der ”Materialnetze” (wie Netz 2170) und der Löcher (wie Löcher 2152, 2155, 2158), die Scherung und andere Eigenschaften, wie z. B. die Biegesteifigkeit, die Torsionssteifigkeit, oder das allgemeine Abrollverhalten der Mittelsohle 2110 des Schuhs 2100 auf vielfältige Arten und Weisen wie gewünscht beeinflusst werden können. Der Einfluss kann optional noch weiter dadurch feinabgestimmt werden, dass Wülste, Stege, Vorsprünge im Kontrollelement 2150 vorgesehen werden, wie bereits vorher beschrieben.
  • Im vorliegenden Fall, wird das Kontrollelement 2150 aus einem Rohling lasergeschnitten (nicht gezeigt). Dies kann erfolgen, bevor das Kontrollelement 2150 an den verbleibenden Teilen der Sohle des Schuhs 2100, insbesondere der Mittelsohle 2110, befestigt wird, und dies erfolgt vorzugsweise auf automatisierte Weise, zumindest zu einem hohen Maße. Im Prinzip kann der Rohling jedoch auch zuerst z. B. an der Mittelsohle 2110 angeordnet werden, bevor der Rohling geschnitten wird, und schließlich die ausgeschnittenen Abschnitte des Rohlings entfernt werden. Zu diesem Zwecke kann ein Haftmittel zwischen die Mittelsohle 2110 und den Rohling aufgetragen werden, das nicht sofort vollständig aushärtet, aber noch ausreichend Adhäsion bereitstellt, dass der Rohling an der Mittelsohle 2110 (oder anderen Teilen des Schuhs 2100) sicher befestigt wird, so dass er geschnitten werden kann. Zum Schneiden kann der Schuh 2100 einschließlich dem Rohling z. B. auf einem Leisten angeordnet werden, um ein dreidimensionales Positionieren innerhalb einer Schneidevorrichtung zu erlauben. Nach dem Entfernen der ausgeschnittenen Stücke des Rohlings, was noch immer möglich ist, da das Mittel noch nicht vollständig ausgehärtet ist, kann das Haftmittel dann vollständig aushärten gelassen werden, oder dies kann durch Heizen, Kühlen, Energiezuführen oder andere Mittel gefördert werden.
  • In der einfachsten Form kann der Rohling z. B. als eine Materialschicht bereitgestellt werden, die z. B. eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweist, die zur Herstellung eines Kontrollelements/einer Außensohle geeignet sind. Es ist auch möglich, dass die Rohlinge z. B. in verschiedenen Größen, verschiedener Dicke, mit vorherbestimmten Löchern, Wülsten, Stegen, Vorsprüngen und so weiter bereitgestellt werden, die bereits ein Basismuster bereitstellen können, welches dann durch den Laserschneidprozess feinabgestimmt werden kann. So ein Basismuster kann z. B. an spezifische Bewegungsmuster angepasst werden, die z. B. während einer spezifischen Sportaktivität auftreten, und unterschiedliche Rohlinge können zur Herstellung von Schuhen 2100 für die unterschiedlichen Sportaktivitäten verwendet werden. Beispiele können Rohlinge für Laufschuhe, Tennisschuhe, Basketballschuhe, Fußballschuhe, etc. beinhalten. Dieser Ansatz kann den Vorteil haben, dass die Rohlinge schnell und in großer Stückzahl vorab produziert werden können, und die individuelle Anpassung dann effizienter und schneller durchgeführt werden kann. Zu diesem Zweck können die Rohlinge auch bereits den generellen Umriss eines Fußes oder einer Sohle aufweisen.
  • Dies kann insbesondere wichtig werden, wenn die individuelle Anpassung, insbesondere durch Laserschneiden, vor Ort geschieht, z. B. in einem Verkaufsraum, einem Verkaufsstand bei einem Sportereignis oder ähnlichem, wo nur begrenzt Platz für ein Schneidegerät und eine Herstellungsvorrichtung zur Verfügung steht.
  • Ein Laserschneiden des Kontrollelements 2150 kann große Freiheit in der Gestaltung des Kontrollelements 2150 bereitstellen. Es kann auch die Möglichkeit einer individuellen Anpassung des Kontrollelements 2150, der Sohle und des Schuhs 2100 bereitstellen, wie bereits erwähnt. Zum Beispiel kann es unzählige modische Gestaltungen und eine entsprechende Individualisierung jeder Sohle oder jedes Schuhs 2100 ermöglichen. Die Individualisierung kann sportspezifisch sein oder typischen Bewegungen eines Kunden entsprechen oder anderweitig kundenbezogen sein. Zudem kann das Laserschneiden in einem hohen Maße automatisiert werden und kann z. B. auf online Hilfsmittel oder andere Bestellverfahren hin erfolgen.
  • Obwohl in der Beschreibung der 21a–b durchgehend auf Laserschneiden Bezug genommen wurde, sind im Prinzip auch andere Techniken möglich. Beispiele sind CNC Schneiden, Stanzen, Wasserstrahlschneiden.
  • Schließlich zeigen die 22a–d weitere gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen von Schuhen 2200a, 2200b, 2200c, und 2200d gemäß der Erfindung.
  • Die 22a–d dienen hauptsächlich dem Zweck, dem Fachmann ein besseres Verständnis der Tragweite und weiterer möglicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Daher werden die Ausführungsformen 2200a, 2200b, 2200c, und 2200d nur kurz erläutert werden. Hinsichtlich einer genaueren Erläuterung der einzelnen Aspekte wird Bezug genommen auf die Erläuterung der Ausführungsformen von Schuhen, Sohlen, Mittelsohlen, Dämpfungselementen, und Kontrollelementen gemäß der Erfindung, wie sie bereits dargelegt wurde, insbesondere die Erläuterung der Ausführungsformen 100, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800a–d, 1900, 2000 und 2100. Die Merkmale, Optionen und die Funktionalität, die in Bezug auf diese Ausführungsformen erläutert wurden, finden auch auf die Ausführungsformen 2200a, 2200b, 2200c, und 2200d Anwendung, soweit anwendbar.
  • Die Schuhe 2200a, 2200b, 2200c, 2200d haben jeweils eine Sohle, die ein jeweiliges Dämpfungselement 2210a, 2210b, 2210c und 2210d aufweist, das zufällig angeordnete Partikel aus einem expandierten Material aufweist. Während sich die Dämpfungselemente 2210a und 2210b der Schuhe 2200a und 2200b nur über die Vorderfußbereiche erstrecken, erstrecken sich die Dämpfungselemente 2210c und 2210d der Schuhe 2200c und 2200d über die gesamten Sohlen der Schuhe 2200c, 2200d. Die Dämpfungselemente 2210a, 2210b, 2210c und 2210d, die hier gezeigt werden, werden als Teil einer jeweiligen Mittelsohle bereitgestellt. Andere Anordnungen der Dämpfungselemente sind jedoch auch vorstellbar.
  • Die Sohlen der Schuhe 2200a, 2200b, 2200c und 2200d weisen zudem jeweils ein Kontrollelement 2250a, 2250b, 2250c und 2250d auf, das kein expandiertes Material aufweist. Die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d verringern jeweils Scherbewegungen in einem ersten Bereich des jeweiligen Dämpfungselements 2210a, 2210b, 2210c und 2210d im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des jeweiligen Dämpfungselements 2210a, 2210b, 2210c und 2210d. In den Ausführungsformen 2200a, 2200b, 2200c und 2200d, die hier gezeigt werden, sind die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d als Teil einer jeweiligen Außensohle bereitgestellt.
  • Die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d können weiterhin dem Zweck dienen, den Biegewiderstand des jeweiligen Dämpfungselements 2210a, 2210b, 2210c und 2210d selektiv zu erhöhen.
  • Um die Scherbewegungen und die Biegesteifigkeit des jeweiligen Dämpfungselements 2210a, 2210b, 2210c, 2210d oder der jeweiligen Sohle zu beeinflussen, weisen die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d eine Anzahl von Löchern oder Öffnungen 2252a, 2252b, 2252c, 2252d in unterschiedlichen Anordnungen, Formen, Größen, Sohlenbereichen, etc. auf. Die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d weisen zudem ein ”Netz” oder Materialgeflecht (material mesh) 2258a, 2258b, 2258c, 2258d zwischen den einzelnen Öffnungen 2252a, 2252b, 2252c, 2252d auf.
  • Während die Öffnungen 2252a, 2252b, 2252c und die Materialgeflechte 2258a, 2258b, 2258c in den Ausführungsformen 2200a, 2200b und 2200c in einer Diamant-Form konfiguriert sind, bilden die Öffnungen 2252d und das Materialgeflecht 2258d grob Parallelogramme. Andere Konfigurationen sind jedoch auch möglich, wie bereits mehrfach in diesem Dokument erläutert und wie z. B. im Fersenbereich des Schuhs 2200d gezeigt. Außerdem können die Kontrollelemente 2250a, 2250b, 2250c und 2250d auch weitere Vorsprünge, Stege, etc. aufweisen. Zum Beispiel weist das Kontrollelement 2250a, wie in 22a gezeigt, eine Anzahl von Vorsprüngen 2259a auf.
  • Die wiederkehrende Anordnung der Öffnungen 2252a, 2252b, 2252c, 2252d und Materialgeflechte 2258a, 2258b, 2258c, 2258d in Diamant- oder Parallelogramm-Form kann insbesondere in eine oder mehrere bevorzugte Richtungen resultieren, entlang der oder entlang derer sich die Sohlen vorwiegend scheren oder biegen können. Durch die genauen Muster und die Anordnung der Löcher und Materialbereiche können diese bevorzugten Richtungen an ein gegebenes Anforderungsprofil für eine bestimmte Sohle oder einen bestimmten Schuh angepasst werden.
  • Nachfolgend werden weitere Beispiele beschrieben, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern:
    • 1. Sohle für einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh, aufweisend: a. ein Dämpfungselement, das zufällig angeordnete Partikel aus einem expandierten Material aufweist, b. ein Kontrollelement, das kein expandiertes Material aufweist, c. wobei das Kontrollelement Scherbewegungen in einem ersten Bereich des Dämpfungselements im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des Dämpfungselements verringert.
    • 2. Sohle nach Beispiel 1, wobei die Partikel aus expandiertem Material eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: expandiertes Ethylen-Vinyl-Acetat, expandiertes thermoplastische Urethan, expandiertes Polypropylen, expandiertes Polyamid, expandiertes Polyetherblockamid, expandiertes Polyoxymethylen, expandiertes Polystyrol, expandiertes Polyethylen, expandiertes Polyoxyethylen, expandiertes Ethylen-Propylen-Dien-Monomer.
    • 3. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–2, wobei das Kontrollelement eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Gummi, thermoplastisches Urethan, textile Materialien, Polyetherblockamid, Folien oder folienartige Materialien.
    • 4. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–3, wobei der erste Bereich des Dämpfungselements einen größeren intrinsischen Scherwiderstand aufweist als der zweite Bereich des Dämpfungselements.
    • 5. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–4, wobei das Kontrollelement in einem ersten Kontrollbereich, der die Scherbewegungen des ersten Bereichs des Dämpfungselements steuert, eine größere Dicke und/oder weniger Löcher aufweist als in einem zweiten Kontrollbereich, der die Scherbewegungen des zweiten Bereichs des Dämpfungselements steuert.
    • 6. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–5, wobei das Dämpfungselement als ein Bestandteil einer Mittelsohle ausgebildet ist.
    • 7. Sohle nach Beispiel 6, wobei das Kontrollelement als Bestandteil einer Außensohle ausgebildet ist.
    • 8. Sohle nach Beispiel 7, wobei die Außensohle einen Entkopplungsbereich aufweist, der nicht direkt mit dem zweiten Bereich des Dämpfungselements der Mittelsohle verbunden ist.
    • 9. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–8, wobei das Kontrollelement und das Dämpfungselement aus Materialien derselben Materialklasse, insbesondere aus thermoplastischem Urethan hergestellt sind.
    • 10. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–9, wobei der erste Bereich sich im medialen Bereich des Mittelfußes befindet und der zweite Bereich sich im lateralen Bereich der Ferse befindet.
    • 11. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–10, wobei das Kontrollelement ferner den Biegewiderstand des Dämpfungselements im ersten Bereich gegenüber dem zweiten Bereich erhöht.
    • 12. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–11, wobei die Sohle einen Rahmen aus nicht expandiertem Material, insbesondere aus Ethylen-Vinyl-Acetat aufweist, der zumindest einen Teil des Dämpfungselements umgibt.
    • 13. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–12, wobei das Dämpfungselement Scherbewegungen in Längsrichtung von einer unteren Sohlenfläche relativ zu einer oberen Sohlenfläche von mehr als 1 mm, bevorzugt mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt mehr als 2 mm ermöglicht.
    • 14. Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–13, wobei das Kontrollelement aus einem Rohling lasergeschnitten ist.
    • 15. Schuh, insbesondere ein Sportschuh, mit einer Sohle nach einem der vorhergehenden Beispiele 1–14.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • US 2011/0047720 A1 [0006]
    • WO 2006/015440 A1 [0006]

Claims (8)

  1. Sohle für einen Schuh (1400; 1500; 2100; 2200a–d), insbesondere einen Sportschuh, aufweisend: a. ein Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d), das zufällig angeordnete Partikel (1635; 1735) aus einem expandierten Material aufweist, b. ein Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800–d; 2150; 2250a–d), das kein expandiertes Material aufweist, c. wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) Scherbewegungen in einem ersten Bereich des Dämpfungselements (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) im Vergleich zu Scherbewegungen in einem zweiten Bereich des Dämpfungselements (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) verringert; d. wobei die Partikel (1635; 1735) aus expandiertem Material expandiertes thermoplastisches Urethan aufweisen; e. wobei das Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) als eine Mittelsohle (1410; 1630; 1730) ausgebildet ist; f. wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) als Bestandteil einer Außensohle (1450; 1620; 1720) ausgebildet ist.
  2. Sohle nach Anspruch 1, wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Gummi, thermoplastisches Urethan, Polyetherblockamid oder folienartige Materialien.
  3. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) und das Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) aus Materialien derselben Materialklasse, insbesondere aus thermoplastischem Urethan herstellbar sind.
  4. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollelement (130; 1450; 1540; 1620; 1720; 1800a–d; 2150; 2250a–d) ferner den Biegewiderstand des Dämpfungselements (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) im ersten Bereich gegenüber dem zweiten Bereich erhöht.
  5. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontrollelement eine Reihe von Vorsprüngen aufweist.
  6. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sohle keinen Rahmen aus nicht expandiertem Material aufweist.
  7. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dämpfungselement (110; 1410; 1510; 1630; 1730; 2110; 2210a–d) eine Scherbewegung in Längsrichtung von einer unteren Sohlenfläche relativ zu einer oberen Sohlenfläche von mehr als 1 mm, bevorzugt mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt mehr als 2 mm ermöglicht.
  8. Schuh (1400; 1500; 2100; 2200a–d), insbesondere ein Sportschuh, mit einer Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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