DE202018103942U1

DE202018103942U1 - Vorrichtung zur Schrittweitenvariierung

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Publication number: DE202018103942U1
Application number: DE202018103942.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: EP3809904B1; WO2020011843A1; EP3809904A1

Abstract

Vorrichtung (10) zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers, insbesondere zur Schrittweitenvariierung, mit einem Reservoir (12), einem Übertragungsbereich (14) und einer Kammer (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) dazu ausgebildet ist, mit Druck beaufschlagt zu werden und der Übertragungsbereich (14) dazu ausgebildet ist, eine von dem Reservoir (12) ausgehende Druckwelle in die Kammer (16) zu übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers, insbesondere zur Schrittweitenvariierung, mit einem Reservoir, einem Übertragungsbereich und einer Kammer.
Die Erfindung betrifft ferner einen Schuh mit zumindest einem Obermaterial und einer Sohle und zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei der Entwicklung von Schuhen wird besonders im Laufsportbereich immer mehr Wert darauf gelegt, die Fußbelastung, das Abrollverhalten des Fußes sowie die Performance des Schuhs zu optimieren. Dafür werden entsprechende Materialien und Verfahren für die Herstellung der Sohlen und Obermaterialien der Schuhe ausgewählt.
Beispielsweise gibt es Kunststoffsysteme für Schuhsohlen, die derart ausgebildet sind, dass sie eine maximale Energierückgewinnung für den Träger der Schuhe gewährleisten. Ebenso gibt es Sportschuhe, die Rückstellfedern oder ähnliches in der Sohle aufweisen, die dazu ausgebildet sind, die Reaktionsfähigkeit und Energierückgabe des Schuhs zu verbessern. Zum selben Zweck werden auch Schuhe mit besonders harten und flachen Sohlen hergestellt, um einen direkteren Bodenkontakt und damit Schnelligkeit für den Läufer zu erreichen.
Andere Systeme die in den Sohlen der Schuhe vorgesehen sind, sind hingegen derart ausgebildet, dass sie mehr Dämpfung für die Füße der Läufer gewährleisten und damit einen verbesserten Komfort bieten können.
Die oben aufgelisteten Systeme haben prinzipiell alle die Funktion, die beim Laufen natürlich auftretenden Stöße abzufedern und möglichst viel der Energie an den Läufer zurückzugeben. Die Schuhsohle dient dabei als Dämpfungsmittel und deformiert sich bei jedem Schritt je nach Elastizität der Sohle mehr oder weniger. Nachdem der Läufer den Fuß wieder abhebt, ist die Sohle derart konzipiert, dass sie idealerweise die Form des nicht belasteten Ausgangszustandes vollständig wieder einnimmt. Die Beschleunigung des Läufers sowie das Laufverhalten Läufers sollen durch die Rückstellkraft der Sohle unterstützt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Schuh bereitzustellen, der die Energierückgewinnung bei der Fortbewegung eines Benutzers verbessert. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schuh bereitzustellen, der es ermöglicht die Laufleistung eines Benutzers derart zu beeinflussen, dass dieser bspw. im Wettkampf eine bessere Leistung erzielen kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kostengünstigen Trainingsschuh bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch einen Schuh mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers, insbesondere zur Schrittweitenvariierung, mit einem Reservoir, einem Übertragungsbereich und einer Kammer, zeichnet sich dadurch aus, dass das Reservoir dazu ausgebildet ist, mit Druck beaufschlagt zu werden und der Übertragungsbereich dazu ausgebildet ist, eine von dem Reservoir ausgehende Druckwelle in die Kammer zu übertragen. Beim Lösen der Beaufschlagung wird ein Unterdruck im Reservoir erzeugt und damit der gegenteilige Effekt erzielt.
Die Vorrichtung basiert somit auf dem Prinzip der Übertragung von Druckwellen. Dabei wird durch das Beaufschlagen des Reservoirs mit Druck eine Druckwelle erzeugt, die über den Übertragungsbereich in Richtung der Kammer transportiert wird und sich damit entlang der Vorrichtung bewegt bis sie an ein Ende der Vorrichtung stößt. Nach Beendigung der Beaufschlagung bildet sich im Reservoir ein Unterdruck, wodurch der gegenteilige Effekt erzielt wird. Damit wird eine Druckwelle in Richtung des Reservoirs bewegt. Die Bewegung der Druckwelle geschieht dabei hauptsächlich in der Sagittalebene des Benutzers.
Je nach Richtung der Druckwelle in oder entgegen einer Laufrichtung des Benutzers kann eine Schrittweite eines Benutzers somit gezielt verlängert oder verkürzt werden. Durch eine gezielte Variierung der Schrittweite kann bspw. zu Trainingszwecken die Schrittweite eines Benutzers verkürzt werden, um die Belastung im Training zu erhöhen. Umgekehrt kann dann bspw. im Wettkampf die Ausrichtung der Vorrichtung derart gewählt werden, dass eine Schrittweite verlängert wird, sodass der Benutzer für die gleiche Distanz weniger Schritte benötigt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kammer einen Hohlraum auf, wobei der Hohlraum zumindest eine bewegliche Masse enthält. Somit trifft die im Reservoir erzeugte Druckwelle in der Kammer auf die bewegliche Masse, versetzt diese dadurch in Bewegung und verlagert dabei die Position der beweglichen Masse im Hohlraum. Dies geschieht in Relation zu den Bodenkontakt- bzw. Flugphasen des Benutzers. Beim Bewegen der beweglichen Masse zu einem der zwei Enden des Hohlraums wird kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt. Beim Aufprall der beweglichen Masse am Ende der Vorrichtung wird diese Energie dann als kinetische Energie wieder freigegeben. Bei Beendigung der Beaufschlagung des Reservoirs mit Druck erzeugt das Reservoir den gegenteiligen Effekt und zieht die bewegliche Masse zurück in Richtung Reservoir. Diese Bewegung der beweglichen Masse geschieht während des Abhebens des Fußes des Benutzers. Bei der anschließenden Flugphase bzw. der Schwungphase des Fußes wird die bewegliche Masse wieder von dem dorsalen Ende der Kammer an das gegenüberliegende Kopfende geschleudert bis sie an das Kopfende der Kammer stößt. Dies geschieht während der letzten Phase des Abdrucks des Fußes und dem Beginn der Flugphase.
Die somit freigegebene Energie kann dann zu einem dynamischeren, gegebenenfalls auch längeren beitragen. Durch das Beaufschlagen bzw. das Lösen des Reservoirs mit Druck, kann die Bewegung der beweglichen Masse gezielt gesteuert werden. Dadurch wird es erreicht, dass sich die bewegliche Masse vor der Bewegungsphase des Fußes in Laufrichtung hinten befindet. In diesem Moment stößt die Masse an das dorsale Ende der Kammer und unterstüzt die Bewegung nach hinten und oben. Daher ist ein energetischer Effekt in dorsokranialer Richtung zu erwarten. Anschließend wird während der Schwungphase die Masse maximal weit nach vorne bewegt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Reservoir mit zumindest einem Medium gefüllt. Das Medium sorgt dafür, dass eine ausreichend große Druckwelle erzeugt wird, um die bewegliche Masse in Bewegung zu setzen. Dabei kann das Reservoir vollständig oder auch nur zum Teil mit dem Medium befüllt sein.
Es ist denkbar, dass das Medium ein Fluid, insbesondere ein Fluid mit hoher Viskosität, und/oder ein Festkörper, insbesondere ein schaumartiger Stoff, bspw. eine insbesondere offenporige PU Schaummatrix ist. Durch die Verwendung bspw. eines Schaumstoffs kann zumindest ein Teil der Vorrichtung kostengünstig hergestellt werden. Außerdem kann beispielsweise eine Schaummatrix gut als Pneumatikmittel dienen, welches es ermöglicht, die Druckwelle zur Kammer hin auszusenden bzw. durch einen Sog das Reservoir wieder mit Luft zu befüllen.
Gemäß einer Variante ist die Vorrichtung am Fuß des Benutzers zumindest abschnittsweise parallel zu einer Lauffläche des Fußes angeordnet oder anordenbar.
Sowohl beim Reservoir als auch bei der Kammer hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese jeweils zumindest abschnittsweise parallel zur Lauffläche des Fußes anordenbar sind. Durch eine parallele Anordnung des Reservoirs zur Lauffläche kann effektiv Druck durch den Fuß des Benutzers auf das Reservoir ausgeübt werden, ohne dass der Benutzer bzw. Läufer sich in seinem Laufverhalten von der Vorrichtung gestört fühlt oder durch diese negativ beeinflusst wird.
Gemäß einer weiteren Variante weist die Kammer eine längliche, insbesondere rohrförmige, Form auf. Durch die Beschränkung der Bewegung der beweglichen Masse auf einen länglichen Hohlraum, wird die Bewegungsrichtung der beweglichen Masse geometrisch vorgegeben.
Es ist auch denkbar, dass die Kammer eine gebogene Form aufweist. Durch die gebogene Form der Kammer soll die Bewegungsrichtung der beweglichen Masse dem natürlich Abrollverhalten des Fußes im Schuh angepasst werden, um die freigegebene Energie noch besser und effektiver nutzen zu können.
Wird also die Kammer beispielsweise zusätzlich parallel zur Lauffläche angeordnet, entspricht die vorgegebene Bewegungsrichtung der beweglichen Masse einer longitudinalen Richtung (also in sagittaler Ebene). Im Falle einer gebogenen Kammer entspricht die vorgegebene Bewegungsrichtung der beweglichen Masse der Bewegungsrichtung des Fußes während der Bewegung. Die freigegebene Energie wird somit auch in eine bestimmte Richtung gelenkt, sodass die beim Laufen, Gehen, Springen usw. wiedergewonnene Energie gezielt für eine Leistungssteigerung (längere Schrittweiten) oder eine Leistungsminimierung (kürzere Schrittweiten) genutzt werden kann.
Vorzugsweise ist die Kammer zumindest abschnittsweise aus einem starren Material, insbesondere aus Aluminium, geformt. Dadurch soll erreicht werden, dass bei einem Anschlag der beweglichen Masse am Ende der Kammer eine maximale Menge an Energie in Form von kinetischer Energie freigegeben wird. Zugleich sollte das Material aber auch nicht zu schwer sein, da es sich generell gezeigt hat, dass Schuhe als angenehmer und besser vom Läufer empfunden werden, je weniger Gewicht sie aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform stimmt die Längserstreckung der Kammer zumindest im Wesentlichen mit einer Laufrichtung parallel zu einer Längsrichtung der Lauffläche überein. Durch eine solche Anordnung der Kammer kann die wiedergewonnene Energie gezielt für eine Leistungssteigerung bzw. für eine Leistungsminimierung ausgenützt werden.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass die Längserstreckung der Kammer auch schräg zu der Laufrichtung bzw. zur Lauffläche des Fußes gestellt sein kann. Dies ermöglicht z.B. eine Verbesserung eines Schusses beim Treten eines Balles, wie es beispielsweise beim Fußball vorkommt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform stimmt die Längserstreckung der Kammer zumindest im Wesentlichen mit einer Laufrichtung quer zu der Längsrichtung der Lauffläche überein. Somit soll die wiedergewonnene Energie bei Sportarten genutzt werden können, bei denen der Fuß des Benutzers im Wesentlichen senkrecht zur Laufrichtung steht, wie es zum Beispiel in der Beschleunigungsphase beim Eishockey oder beim Eisschnelllauf der Fall ist.
Bevorzugt ist die bewegliche Masse in einer Längsrichtung oder Querrichtung des Hohlraums der Kammer hin und her bewegbar. Je nachdem welche Form die Kammer bzw. die bewegliche Masse aufweisen, kann sich die bewegliche Masse in Längs- oder in Querrichtung der Kammer bewegen.
Vorzugsweise ist die bewegliche Masse eine oder mehrere Kugeln oder weist eine andere geometrische Form auf. Damit bewegt sich beispielsweise die Kugel bzw. die Kugeln zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung der Kammer vor und zurück.
Es ist denkbar, dass der Durchmesser der Kugel bzw. der mehreren Kugeln jeweils im Bereich von 0,2 bis 20mm liegt, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10mm.
Bevorzugt ist die bewegliche Masse aus einem starren Material, insbesondere aus Stahl, geformt. Idealerweise führt die bewegliche Masse somit einen annähernd ideal elastischen Stoß am jeweiligen Ende der Vorrichtung aus, damit maximal viel Energie in Form von kinetischer Energie freigesetzt wird und so wenig wie möglich Energie in Form von Deformationen der Materialen usw. verloren geht.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kammer zumindest ein Loch auf. Eine Druckwelle ist in der Praxis auch immer mit einer Dichtewelle gleichzusetzen, da sich die Druckwelle in Luft (also einem Gas) ausbreitet. Damit die Dichtewelle, die sich aufgrund der Beaufschlagung des Reservoirs mit Druck durch die Vorrichtung bewegt, am Ende der Vorrichtung entweichen kann, ist zumindest ein Loch vorgesehen, durch das das in Bewegung gesetzte Gas entweichen kann. Ebenso ist das Loch auch notwendig, um im Anschluss wieder Luft anzusaugen, damit die Vorrichtung wieder ihren Ausgangszustand einnehmen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Außenwand des Reservoirs aus einem elastischen Material, insbesondere aus Silikon, geformt. Das elastische Material kann sich durch die Beaufschlagung mit Druck verformen und damit eine Druckwelle im Inneren des Reservoirs erzeugen. Im Anschluss kann sich das Material allerdings ohne Fremdeinwirkung wieder in seinen Ausgangszustand zurückformen, damit im Anschluss eine weitere Welle vom Reservoir angesaugt werden kann.
Vorzugsweise umfasst das Reservoir eine Silikonkammer. Eine aus Silikon gefertigte Kammer kann kostengünstig hergestellt werden und im Zusammenhang mit deren Füllung, bspw. einer PU Schaummatrix sowohl die gewünschte Abfederung in der Sohle als auch die gewünschte Erzeugung der Druckwelle positiv beinflussen.
Vorzugsweise ist der Übertragungsbereich aus einem flexiblen Material geformt. Somit kann die Vorrichtung individuell an den jeweiligen Benutzer oder den jeweiligen Schuh angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Übertragungsbereich eine längliche Form auf. Eine Verlängerung bzw. eine längliche Form des Übertragungsbereichs ermöglicht es, dass sich das Reservoir und die Kammer beispielsweise an zwei verschiedenen Orten am Schuh befinden können. So kann beispielsweise sogar das Reservoir in der Sohle angeordnet werden, während die Kammer in einem Oberteil des Schuhs angeordnet sein kann. Außerdem kann somit frei gewählt werden in welcher Orientierung zur Laufrichtung sich die bewegliche Masse bewegen soll.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Übertragungsbereich ein Schlauch. Ein Schlauch hat den Vorteil, dass dieser flexibel einsetzbar ist, da er beispielsweise gebogen oder in Kurven gelegt werden kann, ohne dabei zu brechen. Dadurch lässt sich die Vorrichtung flexibel je nach Anwendung am Schuh platzieren.
Erfindungsgemäß ist auch ein Schuh mit zumindest einem Oberteil aus zumindest einem Obermaterial und einer Sohle vorgesehen, wobei im Bereich der Sohle zumindest eine erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet oder anordenbar ist. Zumindest das Reservoir sollte derart im Bereich der Sohle angeordnet sein, dass der Träger der Schuhe, während der Bewegung mit seinen Füßen Druck auf das Reservoir ausüben kann.
Vorzugsweise ist das Reservoir an einem Vorderfußbereich, einem Mittelfußbereich und/oder einem Fersenbereich der Sohle angeordnet und/oder anordenbar. Je nachdem welchem Lauftyp ein Läufer entspricht, kann damit der passende Schuh gewählt werden, der das Reservoir an der entsprechenden Stelle aufweist. Denkbar wäre es auch, dass der Schuh lediglich das Grundgerüst darstellt und der Läufer selbst die Vorrichtung bzw. die mehreren Vorrichtungen seinen Bedürfnissen entsprechend am Schuh anordnen kann. Bspw. im Training wird die Anordnung derart gewählt, dass die erste Druckwelle in eine Richtung entgegen der Laufrichtung erzeugt wird. Umgekehrt kann im Wettkampf die Anordnung derart gewählt sein, dass die erste Druckwelle in eine Richtung mit der Laufrichtung erzeugt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Reservoir ein Bestandteil der Sohle. Schuhsohlen von Sportschuhen bestehen oftmals ohnehin aus mehreren verschiedenen Lagen, die zum Teil auch aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. Somit wäre es aus denkbar, dass das Reservoir direkt als Bestandteil der Sohle - beispielsweise als eine Zwischensohle - gefertigt wird, um die Herstellung zu vereinfachen.
Gemäß einer Variante erstreckt sich das Reservoir über den gesamten Bereich der Sohle. Mit Hilfe dieser Ausführungsform kann ein Schuh geschaffen werden, der einheitlich für alle Läufertypen eingesetzt werden kann, egal ob es sich im Vorder-, Mittel- oder Fersenfußläufer handelt. Erstreckt sich das Reservoir über den gesamten Bereich der Sohle, kann mit demselben Schuh jeder Laufstiltyp bedient werden. Dies erscheint auch in der Hinsicht besonders vorteilhaft, als dass sich bei vielen Läufern der Laufstil je nach Geschwindigkeit verändert.
In einer Ausführungsform stimmt die Längserstreckung der Kammer parallel mit der Längserstreckung der Sohle überein. Somit kann die Bewegung der beweglichen Masse zumindest im Wesentlichen auf die sagittale Ebene des Benutzers reduziert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Längserstreckung der Kammer quer zur Längserstreckung der Sohle. Somit können einerseits Sportarten bedient werden, bei denen der Fuß des Benutzers im Wesentlichen quer zur Laufrichtung steht, wie es in der Beschleunigungsphase beim Eislaufen bei Eishockeyspielern oder Eisschnellläufern der Fall ist. Andererseits ist aber auch denkbar, dass die bewegliche Masse eine längliche Form aufweist, die sich über die Breite der Sohle erstreckt, und sich in longitudinaler Richtung nach vorne und nach hinten bewegt.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung in die Sohle eingebettet. Aus Komfortgründen sowie aus optischen Gründen kann es vorteilhaft sein, wenn die gesamte Vorrichtung in der Sohle der Schuhe eingebettet ist. Somit ähnelt der Schuhe von außen einem herkömmlichen Schuh. Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart in der Sohle angeordnet, dass der Träger keinen Unterschied im Tragekomfort zu einem herkömmlichen Schuh merkt.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Ausrichtung, insbesondere eine Neigung, der Kammer einstellbar oder vorbestimmbar. Je nach Laufverhalten, Trainingseinheit oder auch Geschmack soll der Träger der Schuhe so damit flexibel eine Neigung der Kammer passend einstellen können, um den gewünschten Effekt auf das Laufverhalten des Benutzers besser abzustimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ausrichtung durch eine Verstellvorrichtung, insbesondere durch eine Stellschraube, einstellbar. Bspw. ist die Verstellvorrichtung derart in dem Schuh angeordnet, dass ein Benutzer vor dem Laufen den Schuh auf die gewünschte Neigung einstellen kann, sodass dieser für die gewünschte Anwendung voreingestellt wird. Bspw. ist wird bei einem Langstreckenläufer eine andere Neigung gewählt als bei einem Sprint oder beim Gehen.
Die Verstellvorrichtung kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie als Ein- bzw. Ausschaltvorrichtung dient. So kann ein Benutzer je nach Anwendung flexibel am Schuh einstellen, ob die Vorrichtung aktiv sein soll oder nicht. Beispielsweise kann der Benutzer beim einfachen Gehen die Vorrichtung inaktiv lassen, um beispielsweise ein eventuell vorhandenes unerwünschtes Klickgeräusch der Masse zu unterdrücken, welches beim Stoß der Masse gegen die Kammerwände entsteht.
Die Erfindung wird nachfolgend rein beispielhaft unter Bezugnahmen auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 einen schematischen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
3 einen schematischer Schnitt eines beispielhaften Schuhs.

Die in 1 in einer Draufsicht schematisch dargestellte Vorrichtung 10 zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers weist ein Reservoir 12, einen Übertragungsbereich 14 in Form eines Schlauchs und eine Kammer 16 auf.
Die Kammer 16 ist in der gezeigten Ausführungsform ein längliches Rohr, das an seinem einen Ende 38, das dem Übertragungsbereich 14 gegenüber liegt, ein Loch 26 aufweist (siehe 2). Es sind aber auch andere Formen und Ausgestaltungen für die Kammer 16 denkbar. Ebenso kann das Loch 26 auch an einer Seite bzw. Seitenwand 40 der Kammer 16 anstatt am Kopfende 38 der Kammer 16 angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Löcher 26 an der Kammer 16 vorgesehen sind.
Die schlauchförmige Ausgestaltung des Übertragungsbereichs 14 soll es ermöglichen, dass das Reservoir 12 prinzipiell an einer beliebigen Stelle an der Sohle 34 eines Schuhs 30 (siehe 3) eingesetzt werden kann, unabhängig davon an welcher Stelle der Sohle 34 oder des Oberteils 32 die Kammer 16 platziert werden soll.
Der Übertragungsbereich 14 dient dazu, dass eine im Reservoir 12 erzeugte Druckwelle in die Kammer 16 bzw. den Hohlraum der Kammer 16 transportiert werden kann. Der Übertragungsbereich 14 stellt also das Verbindungselement zwischen Reservoir 12 und Kammer 16 dar.
Das Reservoir 12 ist dabei derart ausgebildet, dass es mit Druck beaufschlagt werden kann, wenn beispielsweise der Läufer bei einem Schritt mit seinem Fuß auf das Reservoir 12 drückt. Dabei verformt sich das Gehäuse des Reservoirs 12 und das sich darin befindliche Medium 22 und erzeugt somit eine Druckwelle im Inneren des Reservoirs 12, welche sich über den Übertragungsbereich 14 in Richtung der Kammer 16 ausbreiten kann, um dort die bewegliche Masse in Bewegung zu versetzen.
Damit ist es beispielsweise denkbar, dass die Kammer 16 derart angeordnet wird, dass die sich im Hohlraum der Kammer 16 befindliche bewegliche Masse 20 von einem Fersenbereich FB in Richtung eines Vorderfußbereichs VB bewegt, wenn das Reservoir 12 mit Druck beaufschlagt wird. Anschließend wird die bewegliche Masse 20 zurück in Richtung Reservoir gezogen, wenn die Beaufschlagung beendet wird. Bei der anschließenden Schwungbewegung des Fußes wird die bewegliche Masse 20 erneut nach vorne in Richtung des Kopfendes 38 der Kammer 16 bewegt, bis sie an das Kopfende 38 stößt. Dies kann dazu beitragen, dass die Schrittweite eines Läufers, der Schuhe 30 mit den entsprechenden Vorrichtungen 10 trägt, aufgrund der wiedergewonnenen Energie verlängert wird, was sowohl zu einem dynamischeren als auch zu einem schnelleren Laufen führen kann.
Alternativ dazu, ist es auch möglich, die Kammer 16 derart anzuordnen, dass sich die bewegliche Masse 20 mit jedem Schritt von dem Vorderfußbereich VB in Richtung des Fersenbereichs FB bewegt. Dadurch wird insgesamt der gegenteilige Effekt erzielt und damit bewusst ein Widerstand - und somit eine kürzere Schrittweite - für den Läufer erzeugt. Dieser Effekt kann beispielsweise gezielt im Training als spezieller Trainingsreiz eingesetzt werden.
Der 2 ist des Weiteren zu entnehmen, dass das Reservoir 12 mit einem Medium 22 gefüllt ist. Das Medium 22 kann sowohl ein Feststoff als auch ein Gas und/oder eine viskose Flüssigkeit sein. Im Falle einer Flüssigkeit muss diese allerdings eine derart hohe Viskosität aufweisen, dass sie nicht in den Übertragungsbereich 14 läuft, wenn Druck auf das Reservoir 12 ausgeübt wird.
Alternativ hierzu kann eine Membran (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die es ermöglicht eine im Reservoir 12 erzeugte Druckwelle an den Übertragungsbereich 14 derart weiterzuleiten, dass die Druckwelle die gewünschte Beschleunigung der beweglichen Masse 20 in der Kammer 16 erzeugt.
Es wäre diesbezüglich aber auch denkbar, dass sich das die Flüssigkeit 22 zusätzlich in einem Kissen befindet, welches innerhalb des Reservoirs 12 angeordnet ist, damit sie nicht auslaufen kann.
Um das Medium 22 innerhalb des Reservoirs 12 effektiv mit Druck beaufschlagen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Außenwand 28 des Reservoirs 12 aus Silikon geformt ist. Ebenso ist es auch denkbar, dass das gesamte Gehäuse des Reservoirs 12 aus Silikon geformt ist. Dadurch kann sich das Reservoir 12 bei der Beaufschlagung mit Druck verformen und eine Druckwelle in Richtung des Übertragungsbereichs 14 aussenden und damit die Kugel 20 in Bewegung versetzen. Anschließend ziehen sich die Außenwand 28 bzw. die Außenwände 28 wieder in ihre Ausgangsposition zurück, damit die Kugel 20 wieder in Richtung des Reservoirs 12 gezogen wird.
3 zeigt einen Schnitt eines schematischen erfindungsgemäßen Schuhs 30. In der gezeigten Ausführungsform ist die gesamte Vorrichtung 10 eine Zwischensohle 34A des Schuhs 30 eingebettet, die auch für die Dämpfung des Schuhs 30 verantwortlich ist. Eine weitere Außensohle 34B ist unterhalb der Zwischensohle 34A angeordnet und dient dazu, dass der Schuh 30 die nötige Griffigkeit beim Laufen aufweist.
Das Reservoir 12 ist in dieser Ausführungsform im Mittelfußbereich MB des Schuhs 30 angeordnet. Der Übergansbereich 14 und die Kammer 16 sind derart eingebettet, dass sich die Kugel 20, die sich innerhalb der Kammer 16 befindet, bei jeder Kompression des Reservoirs 12 vom Fersenbereich FB aus in Richtung des Mittelfußbereichs MB bewegt und somit zur nächsten Phase übergeleitet ist. Ebenso wäre es auch aber denkbar, dass die Kammer 16 in einer anderen Orientierung in der Zwischensohle 34A eingebettet ist.
Unmittelbar über der Kammer 16 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auch eine Verstellvorrichtung 36 angeordnet, mit deren Hilfe eine Neigung der Kammer 16 individuell vom Träger der Schuhe 30 einstellbar ist. Eine derartige Verstellvorrichtung 36 kann prinzipiell auch an anderen Positionen am Schuh 30 angeordnet werden. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Verstellschraube 36, die über eine einfache (nicht dargestellte) Mechanik die Neigung der Kammer 16 verstellen kann. So kann die Kammer 16 über die Verstellvorrichtung 36 beispielsweise um eine horizontale Achse H verkippt werden, sodass das Kopfende 38 der Kammer 16 beispielsweise näher zur Außensohle 34B hin verstellt wird. Es wäre allerdings auch denkbar, dass die Kammer 16 um eine nicht dargestellte vertikale Achse verkippt wird, um eventuelle Fußfehlstellungen des Trägers zu kompensieren.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einem Schuh 30 wird bei jedem Schritt in der Bodenkontakphase des entsprechenden Fußes Druck über den Fuß des Läufers auf das Reservoir 12 ausgeübt. Dadurch wird eine Druckwelle erzeugt, welche sich über den Übertragungsbereich 14 in Richtung der Kammer 16 bewegt. An dem dem Übertragungsbereich 14 zugewandten Ende 42 der Kammer 16 trifft die Druckwelle schließlich auf die bewegliche Masse 20 und setzt diese damit in Bewegung.
Sobald der Läufer den Fuß vom Boden abhebt, zieht sich das Reservoir 12 in seine Ausgangsform zurück und saugt dabei durch das Loch 26 am Kopfende 38 der Kammer 16 Luft an. Dadurch wird auch die bewegliche Masse 20 wieder zurück in Richtung Ende 42 geführt bis sie an das Ende 42 der Kammer 16 stößt. In der anschließenden Schwungphase des Fußes wird die bewegliche Masse 20 letztendlich durch die Vorwärtsbewegung des Fußes vom dorsalen Ende 42 der Kammer 16 zum Kopfende 38 der Kammer 16 beschleunigt bis sie an deren Ende stößt. Bei entsprechender Wahl der Materialien von Kammer 16 und beweglicher Masse 20 kann in der Schwungphase ein annähernd ideal elastischer Stoß nach vorne zwischen Masse 20 und Kammer 16 erzeugt werden, wodurch eine maximale Menge an kinetischer Energie freigesetzt wird, die die Bewegung des Fußes unterstützt bzw. gegebenenfalls die Schrittweite verlängert.
In Abhängigkeit von der Orientierung der Kammer 16 - also ob das Kopfende 38 in Laufrichtung nach vorne (Mittel- bis Vorderfußbereich MB, VB) oder nach hinten (Mittelfuß- bis Fersenbereich MB, FB) zeigt, kann somit durch die Bewegung der beweglichen Masse 20 jeder Schritt des Läufers verkürzt oder verlängert werden.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Reservoir
14: Übertragungsbereich
16: Kammer
18: Hohlraum
20: bewegliche Masse
22: Medium
24: Lauffläche
26: Loch
28: Außenwand
30: Schuh
32: Oberteil
34: Sohle
34A: Zwischensohle
34B: Außensohle
36: Verstellvorrichtung
38: Kopfende
40: Seite
42: Ende
H: Horizontale Achse
VB: Vorderfußbereich
MB: Mittelfußbereich
FB: Fersenbereich

Claims

Vorrichtung (10) zur Unterstützung der Fortbewegung eines Benutzers, insbesondere zur Schrittweitenvariierung, mit einem Reservoir (12), einem Übertragungsbereich (14) und einer Kammer (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) dazu ausgebildet ist, mit Druck beaufschlagt zu werden und der Übertragungsbereich (14) dazu ausgebildet ist, eine von dem Reservoir (12) ausgehende Druckwelle in die Kammer (16) zu übertragen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) einen Hohlraum (18) aufweist, wobei der Hohlraum (18) zumindest eine bewegliche Masse (20) enthält.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) mit zumindest einem Medium (22) gefüllt ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (22) ein Fluid, insbesondere ein Fluid mit hoher Viskosität, und/oder ein Festkörper, insbesondere ein schaumartiger Stoff, bspw. eine insbesondere offenporige PU Schaummatrix, ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) am Fuß des Benutzers zumindest abschnittsweise parallel zu einer Lauffläche (24) des Fußes angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) eine längliche, insbesondere rohrartige, Form aufweist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) eine gebogene Form aufweist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) zumindest abschnittsweise aus einem starren Material, insbesondere aus Aluminium, geformt ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längserstreckung der Kammer (16) zumindest im Wesentlichen mit einer Laufrichtung parallel zu einer Längsrichtung der Lauffläche (24) übereinstimmt.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Kammer (16) zumindest im Wesentlichen mit einer Laufrichtung quer zu der Längsrichtung der Lauffläche (24) übereinstimmt.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Masse (20) in einer Längsrichtung oder Querrichtung des Hohlraums (18) der Kammer (16) hin und her bewegbar ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Masse (20) eine oder mehrere Kugeln ist oder eine andere geometrische Form aufweist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Masse (20) aus einem starren Material, insbesondere aus Stahl, geformt ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (16) zumindest ein Loch (26)aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Loch (26)an einem dem Übertragungsbereich (14) gegenüberliegenden Kopfende (38) der Kammer (16) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Außenwand (28) des Reservoirs (12) aus einem elastischen Material, insbesondere aus Silikon, geformt ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) eine gefüllte Silikonkammer umfasst.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsbereich (14) aus einem flexiblen Material geformt ist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsbereich (14) eine längliche Form aufweist.
Vorrichtung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsbereich (14) ein Schlauch ist.
Schuh (30) mit zumindest einem Oberteil (32) aus zumindest einem Obermaterial und einer Sohle (34), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Sohle (34) zumindest eine Vorrichtung (10) nach zumindest einem Ansprüche 1 bis 19 angeordnet oder anordenbar ist.
Schuh (30) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) an einem Vorderfußbereich (VB), einem Mittelfußbereich (MB) und/oder einem Fersenbereich (FB) der Sohle (34) angeordnet und/oder anordenbar ist.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (12) ein Bestandteil der Sohle (34) ist.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Reservoir (12) über den gesamten Bereich der Sohle (34) erstreckt.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Kammer (16) parallel mit der Längserstreckung der Sohle (34) übereinstimmt.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Kammer (16) quer zur Längserstreckung der Sohle (34) ist.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Vorrichtung (10) in die Sohle (34) eingebettet ist.
Schuh (30) nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung, insbesondere eine Neigung, der Kammer (16) einstellbar oder vorbestimmbar ist.
Schuh (30) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung durch eine Verstellvorrichtung (36), insbesondere durch eine Stellschraube, einstellbar oder vorbestimmbar ist.
Schuh (30) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (36) ein Ein- und Ausschalter ist.