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Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Schuhe mit Sohlen, die aus einer
nachgiebig, kompressiblen Mittelsohle bestehen, welche oberhalb
einer im Wesentlichen flexiblen, abriebfesten Außensohle angeordnet ist, sind
bekannt. Solche Zwischensohlen werden aus konventionellen Schaummaterialien,
z.B. aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder aus Polyurethan hergestellt.
Die Außensohlen
sind aus konventionellen, abriebfesten Materialien, wie beispielsweise
einem Gummiverbund hergestellt.
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Die Techniken für die Polsterung von Schuhen
liegen im Wesentlichen in der Verwendung von verschiedenen Polymerschäumen oder
elastischen Kunstoffen, welche sich nur geringen Umfang zusammenpressen
lassen und über
eine geringe Energieabgabe ein Rückfedern
der Energie erreichen. Die üblichen
Schaummaterialien sind zum Teil elastisch zusammendrückbar und
zwar auf Grund dessen, dass im Schaum offene oder geschlossene Zellen eingeschlossen
sind. Hohlräume
werden seit langem in Schuhen als Polster verwendet, um die Bequemlichkeit
der Schuhe zu erhöhen,
den Halt des Fußes zu
verstärken,
die Gefahr von Verletzungen und anderen schädlichen Einwirkungen zu reduzieren
und eine schnelle Ermüdung
der Füße herabzusetzen.
Im Allgemeinen bestehen die Hohlräume aus elastomeren Materialien,
die derart geformt sind, dass sie wenigstens eine unter Druck stehende
Tasche oder Kammer definieren. Typischerweise definiert ein Hohlraum
tatsächlich
viele Kammern, die in einem Muster angeordnet sind, das derart aufgebaut
ist, dass eine oder mehrere der oben erwähnten Aufgaben gelöst werden.
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Die Kammern können mit verschiedenen Medien,
wie Luft, verschiedene Gase, Wasser oder anderen Flüssigkeiten,
unter Druck gesetzt werden.
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Diese vorgenannten Lösungen weisen
jedoch Nachteile in der Form auf, dass die verwendeten Schaummaterialien,
z.B. Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyurethan, einen Aufprall zwar
resorbieren, aber diese Energie nur träge oder zu einem geringen Maß, als Abstoßenergie
wieder abgeben. Des Weiteren haben diese Materialien den Nachteil, dass
sie durch häufiges
Zusammenpressen an Elastizität
verlieren und dadurch mehr oder weniger dauerhaft abflachen.
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Der Aufbau einer Sohle aus verschiedenen Materialien,
wie Schaummaterialien oder Gummi, hat den Nachteil, dass diese den
Aufprall nur gering resorbieren und die Energie nur träge oder
nur in einem geringen Maß,
als Abstoßenergie
wieder abgeben. Hohlräume
in elastomeren Materialien, welche mit Luft, verschiedenen Gasen,
Wasser oder anderen Flüssigkeiten
unter Druck gesetzt wurden, haben den Nachteil, dass sie ebenfalls
abflachen und „auf
Grund gehen" können, wenn
sie hohen Belastungsdrücken unterliegen,
wie beispielsweise bei sportlichen Aktivitäten. Weiterhin lassen sie nur
dicke Sohlenaufbauten zu, was mit eingeschränkten Designmöglichkeiten
einhergeht.
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Bei diesen Möglichkeiten der Aufprallresorption
wird im Allgemeinen das Beseitigen von Feuchtigkeit und Geruch nur
unzureichend oder durch eine aufwendige Mechanik erreicht. Die bislang
bekannten belüftbaren
Schuhe enthalten Elastomere und flexible luftundurchlässige Kissen,
welche aus Materialien wie z.B. Gummi hergestellt sind und eine
Vielzahl von Löchern
im Sohlenbereich aufweisen, die ein nach Aussendringen von Dampf
ermöglichen.
Sie weisen u.a. den Nachteil auf, dass sie nur passiv d. h. nur
unzureichend durch die Krafteinwirkungen, die beim Gehen oder Laufen
entstehen, einen Luftaustausch unterstützen. Hinzu kommt der Nachteil,
dass die Öffnungen
im Sohlenbereich, welche den Luftaustausch ermöglichen sollen, durch Schmutz schnell
verschlossen werden können.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe
zu Grunde, eine effektivere Polsterung und Belüftung für Schuhsohlen zu schaffen,
durch die in hohem Maße die
resorbierte Energie in Form von Abstoßenergie wieder abgegeben wird,
wobei jedoch der Sohlenaufbau flach gehalten werden kann. Ferner
soll eine bessere Luftzirkulation ermöglicht werden. Dabei sollen
derartige Schuhsohlen auf baulich einfache Weise und kostengünstig hergestellt
werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.
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Die erfindungsgemäße Schuhsohle, bestehend aus
Innensohle, Mittelsohle und Außensohle, ist
dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aussparung der Mittelsohle
ein elastisches Sohlenelement angeordnet ist, wobei die Aussparung
und das Sohlenelement Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen aufweisen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung
weist das elastische Sohlenelement einen Rahmen mit einer Bespannung
mit einem elastischen Material, ein nach unten gezogenen Verbindungsbogen,
welcher für
eine bessere Befestigung des Rahmens in dem Material der Mittelsohle
sorgt und aus dem Material des Rahmens hergestellte Stütze, die
am Rahmen befestigt ist, auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
die Schuhsohle dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Bespannung
mindestens eine Lufteintrittsöffnung und
eine Einweg-Luftaustrittsöffnung
befindet.
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Die in der Mittelsohle befindliche
Aussparung weist in einer Weiterbildung Auflagekanten auf.
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Vorteilhafterweise ist der Rahmen
mit einem weichen elastischen Material umschlossen bzw. gepolstert.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schuhsohle
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innensohle als anatomisch geformte,
atmungsaktive Einlegesohle ausgebildet ist, die vorzugsweise an
ihrer Unterseite über
Abstandshalter verfügt,
die ein von einer Krafteinwirkung unabhängiges Verschließen der
Lufteintrittsöffnung
verhindert.
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Der Rahmen des elastischen Sohlenelementes
besteht vorteilhafterweise aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen (Carbon),
Metall oder Nylon bzw. einer Kombination dieser Materialien oder
aus einem anderen Material mit ähnlichen
Eigenschaften.
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Die Bespannung des Rahmens des elastischen
Sohlenelementes besteht in einer weiteren Ausgestaltung aus Gummi
oder einem anderen Material mit elastischen Eigenschaften besteht.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
die Bespannung mindestens einschichtig aufgebaut.
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Der Rahmen des Sohlenelementes ist
mindestens einteilig zusammengesetzt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung
sind in der Mittelsohle mehrere elastische Sohlenelemente angeordnet.
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Die Bespannung des Rahmens und des Stützbogens
sowie der Stütze
sind mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen versehen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung besteht die Bespannung aus einer Kombination unterschiedlicher
elastischer Materialien.
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Es hat sich vorteilhaft herausgestellt,
dass das Sohlenelement durch die Ausbildung von Strukturen, Vorsprüngen, Ösen und
Haken sowohl in der Aussparung der Mittelsohle als auch am Rahmen
mit der Mittelsohle verbunden ist.
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Das Sohlenelement weist in einer
weiteren Ausgestaltung zwischen der Unter- und der Oberseite der
Bespannung einen Zwischenraum auf.
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In einer Weiterbildung weist der
Rahmen des Sohlenelementes mindestens einen Hohlraum auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung
besitzt das Sohlenelement mindestens eine Einweg-Luftaustrittsöffnung.
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Weiterbildend weist die Einweg-Luftaustrittsöffnung,
eine Lufteintrittsöffnung
und ein Luftaustrittskanal unterschiedliche Verschlussmöglichkeiten
wie Membranventile auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
der Zwischenraum im Sohlenelement durch Material der Mittelsohle
ausgefüllt.
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Luftaustrittskanäle sind in verschiedenen Bereichen
der Mittelsohle angeordnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind
die Einweg-Luftaustrittsöffnung,
die Lufteintrittsöffnung
und der Luftaustrittskanal in Abhängigkeit von einer Krafteinwirkung
schließbar
bzw. zum Öffnen
ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Schuhsohle ist darüberhinaus
dadurch gekennzeichnet, dass die Einweg-Luftaustrittsöffnung,
die Lufteintrittsöffnung und/oder
der Luftaustrittskanal eine luftdurchlässige Spezialmembranschicht
aufweist.
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Zur Verbesserung der Stabilität besitzt
das Sohlenelement weiterbildend Stützen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
das Sohlenelement zusätzlich
mit aufprallresorbierendem luftdurchlässigem Material wie grobporiges
aufgeschäumtes
Ethylenvinylacetat ausgefüllt.
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Die Innensohle besitzt in einer weiteren
Ausbildung mindestens eine Durchtrittsöffnung.
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Der Rahmen des aufprallresorbierenden elastischen
Sohlenelementes kann in den unterschiedlichsten Formen und Größen hergestellt
werden, wie beispielsweise hufeisenförmig, wodurch sich das elastische
Sohlenelement in dem Fersenbereich der Mittelsohle einpassen lässt.
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Ein Luftaustausch im Zwischenraum
bzw. im Hohlraum kann durch einen Luftaustrittskanal, welcher in
das Material der Mittelsohle integriert ist, sowie durch eine Einwegluftaustrittsöffnung bzw.
auch durch eine Lufteintrittsöffnung
stattfinden.
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Der Luftaustausch wird von der Krafteinwirkung
auf das elastische Sohlenelement, wie sie z.B. beim Laufen entsteht,
bewirkt.
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Es ist weiterhin möglich, den
Rahmen des aufprallresorbierenden elastischen Sohlenelementes aus
einem nachgiebigen Material herzustellen, um die Zugkraft der Bespannung
zu unterstützen.
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Vorteilhafterweise wird die aus dem
Schuhinneren angesogene Luft in einen Hohlraum, welcher sich im
Bereich des Mittel- bzw.
Vorderfußbereiches innerhalb
der Mittelsohle befindet, geleitet, von wo aus diese durch mindestens
eine Einwegluftaustrittsöffnung
nach außen
entweichen kann.
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Nachfolgend soll die Erfindung an
Hand eines Ausführungsbeispiels
und anhand der Zeichnungen erläutert
werden.
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Dabei zeigt
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines nach der Erfindung hergestellten Schuhs
in einer Schnittansicht,
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2 einen
Querschnitt des Sohlenaufbaus eines nach der Erfindung hergestellten
Schuhs,
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3 eine
Seitenansicht des elastischen Sohlenelements von vorn mit einer
Schicht der Bespannung, welche oberhalb des elastischen Sohlenelements
verläuft,
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4 eine
Draufsicht und eine Seitenansicht des elastischen Sohlenelements,
welches für
den Einsatz im Fersenbereich vorgesehen ist, mit der dazu gehörenden Seitenansicht,
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5 eine
Draufsicht und eine Seitenansicht des elastischen Sohlenelements,
welches für
den Einsatz im Mittel- und Fordfußbereich vorgesehen ist in
rechteckiger Ausführung
mit der dazu gehörenden Seitenansicht,
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6 eine
geschnittene, perspektivische Ansicht der Mittelsohle 11 inkl.
integriertem elastischem Sohlenelement, welche die Luftzirkulation
anhand der von Pfeilen der Erfindung verdeutlichen soll und
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7 eine
perspektivische Einzelansicht des elastischen Sohlenelements.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, besteht die
erfindungsgemäße Schuhsohle,
aus einer Innensohle 2, einer Mittelsohle 11 und
einer Außensohle 7. Über einer
Aussparung 9 die sich im Hinterfußbereich der Mittelsohle 11 befindet,
ist ein Sohlenelement 16 angeordnet, das auf Auflagekanten 10,
welche aus dem Material der Mittelsohle 11 bestehen, aufliegt
(6). Das Sohlenelement 16 weist
einen hufeisenförmigen
Rahmen 3 mit einer Bespannung 4 welche aus einem
elastischen Material besteht, die ober- und unterhalb des Rahmen 3 angebracht
wurde auf. Die hufeisenförmige
Ausgestaltung des Rahmen 3 eignet sich besonders für den Einsatz
im Fersenbereich (7).
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Ein dem Vorderfuß zugewandter, nach unten gezogener
Verbindungsbogen 5, der aus dem Material des Rahmens 3 besteht,
sorgt ferner für
eine höhere
Stabilität,
so wie für
eine bessere Befestigungsmöglichkeit
in Mittelsohle 11. des weiteren hält der Verbindungsbogen 5 bei
starken Belastungen, z.B. beim Springen, einen mindest Abstand zwischen
der Ober- und Unterseite
der Bespannung 4 und der Außensohle 7 (2, 6, 7).
Der Verbindungsbogen 5 wird von dem weichen elastischen
Material der Mittelsohle 11 umschlossen bzw. gepolstert
(2). Eine gegenüberliegende,
ebenfalls aus dem Material des Rahmen 3 ausgebildete Stütze 15,
hält ebenfalls
bei starken Belastungen einen mindest Abstand zur Außensohle 7 (7). Die sich unterhalb des
Sohlenelement 16 befindende Aussparung 9, bietet
der Bespannung 4 hinreichend Platz, wenn diese durch eine Kraft
z.B. durch den Aufprall nach einem Sprung nieder gepresst wird (6). Um direkte Berührungen mit
dem Fuß zu
vermeiden, wird die fußzugewandte Seite
des Rahmen 3 mit dem weichen elastischen Material der Mittelsohle 11 umschlossen
bzw. gepolstert (2).
Die oberhalb des Sohlenelements 16 verlaufende Bespannung 4 weist
auf Höhe
der Ferse eine Lufteintrittsöffnung 6 auf
(7), welche sich z.B.
beim Auftreten mit der Ferse verschließt (6). Um ein Verschließen der Lufteintrittsöffnung 6 zu
unterstützen,
wurde eine anatomisch geformte, atmungsaktive Innensohle 2 über der
Lufteintrittsöffnung 6 angebracht,
die ferner für
einen höheren
Tragekomfort sorgt (2).
Unterhalb der Innensohle 2 befinden sich Abstandshalter 13,
die so angeordnet sind, dass sie auf der Bespannung 4,
seitlich der Lufteintrittsöffnung 6 aufliegen
und so ein dauerhaftes von einer Krafteinwirkung z.B. Laufen unabhängiges Verschließen verhindern
(2).
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Durch das Niederpressen der Bespannung 4,
z.B. beim Auftreten mit der Ferse, wird die in einem Zwischenraum 12,
welcher sich zwischen der Ober- und Unterseite der Bespannung 4 befindet, liegende Luft
zusammengepresst (7).
Die unter Druck stehende Luft, entweicht durch die Einwegluftaustrittsöffnung 8,
welche sich seitlich an dem Sohlenelement 16 befindet,
sowie durch einen Luftaustrittskanal 14, der durch Materialaussparungen
der Mittelsohle 11 ausgebildet wurde nach außen (6).
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Um das Eindringen von Wasser und
oder Schmutz zu verhindern wurde die außen liegende Öffnung des
Luftaustrittskanal 14 (1),
sowie die Öffnung
der Lufteintrittsöffnung
mit einer luftdurchlässigen
Spezialmembranschicht abgedeckt (6).
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Wird die Bespannung 4 z.B.
durch den Aufprall nach einem Sprung, nach unten gepresst, fängt die
Ober- und Unterseite der Bespannung 4 einen Großteil dieser
Energie auf (2). Die übrige Energie,
wird von dem nachgiebigen, kompressiblen Material der Mittelsohle 11 bzw.
der Außensohle 7 aufgenommen
(2). Bei Wegnahme dieser
Energie z.B. durch Heben des Fußes
ziehen sich die Unter- und Oberseite der Bespannung 4 mittels
ihrer elastischen Materialeigenschaften in ihre Anfangsposition zurück, der
Fuß wird
abgefedert und die Lufteintrittsöffnung 6 wird
durch die Innensohle 2 freigegeben (2). Der zwischen Ober- und Unterseite
der Bespannung 4 gelegene Zwischenraum 12 dehnt
sich aus (7). Die dabei
entstehende Sogwirkung verschließt die Einweg-Luftaustrittsöffnung 8,
Luft wird durch die Lufteintrittsöffnung 6 aus dem Schuhinneren
in den Zwischenraum 12 eingesogen (6). Durch Wiederholungen dieser beschriebenen
Krafteinwirkungen, wie sie z.B. beim Laufen typischerweise entstehen,
wird eine Luftzirkulation ermöglicht. Entsprechend
der Wirkungsweise eines Blasbalgs.
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Das Schuhoberteil 1, welches
mit der Mittelsohle 11 und ggf. mit dem Rahmen 3 der
Sohle 16 fest verbunden ist, besteht aus den für diese
Anwendung charakteristischen Materialien, wie z.B.: Leder und oder
textilen Geweben (1).
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Je nach Einsatzbereich des Schuhs
kann das Sohlenelement 16 bzw. die Schuhsohle in ihrer Materialstärke unterschiedlich
sein. Beispielsweise ist es für
den Tragekomfort eines Freizeitschuhs wünschenswert, dass die aufprallresorbierenden
Eigenschaften der Bespannung 4, der Mittel- 11 und der
Außensohle 7 ihre
maximale Wirkung beim normalen Gehen erreichen (1). Dies wird durch eine dünnere bzw.
elastischere Materialwahl der Bespannung 4 erzielt (7). Dagegen ist es bei Sportschuhen
wünschenswert,
dass das Höchstmaß der Aufprallresorbierung
der Bespannung 4, der Mittel- 11 und der Außensohle 7 bei
einer sportlichen Betätigung,
wie z.B. beim Joggen, Sprinten erreicht wird (1). Dies wird durch Materialien ermöglicht,
die erst bei extremen Belastungen, wie beispielsweise beim Aufprall
des Fußes
nach einem Sprung, ihr Maximum der Elastizität bzw. der Energieaufnahme
erreichen.
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- 1
- Schuhoberteil
- 2
- Innensohle
- 3
- Rahmen
- 4
- Bespannung
- 5
- Verbindungsbogen
- 6
- Lufteintrittsöffnung
- 7
- Außensohle
- 8
- Einwegluftaustrittsöffnung
- 9
- Aussparung
- 10
- Auflagekante
- 11
- Mittelsohle
- 12
- Zwischenraum
- 13
- Abstandshalter
- 14
- Luftaustrittskanal
- 15
- Stütze
- 16
- Sohlenelement