DE2857084A1 - Self-contained fluid pressure foot support device - Google Patents

Description

In sich geschlossene Pluiddruck-Pußstützvorrichtung

Technisches C-e"bie-t

Die Erfindung "bezieht sich allgemein auf eine verbesserte Ausführung einer Fußstützvorrichtung. Insbesondere "betrifft die Erfindung ein pneumatisches Kissen "bzw. Polster, welches in verschiedene Arten von Schuhseug einsetzbs.r ist, um den menschlichen Fuß abzustützen und gegen Stöße, die sich im Verlauf, des menschlichen Gang- bzw. Schrittzyklus ergaben, abzupolstern bzw. abzupuffern bzw. abzufedern bzw. abzudämpfen.

Stand der Technik

Die Tatsache_;daß der individuelle Charakter von Fußstutzprablernen anerkannt ist, ergibt sich implizite aus medizinisch entwickelten orthopädischen Schuhen und ist ernsthaft erwünscht in Schuhen für Erholungszwecke und sportliche Unternehmungen. Obwohl schon einige Versuche unternommen v/orden sind, individuell anpaßbare stützen fin: Schuhe für die Massonpro:3uk-

0 3060 3/'00 13

tion besser geeignet zu machen, müssen "bisher zur Verfügung stehende Vorrichtungen mit großer Mühe für orthopädische Anwendungen an jede Verformung angepaßt v/erden und "besitzen nicht das Vermögen_;sich während irgendeiner Benutzung zweckentspre- _:_ chend-zu fügen und dynamisch anzupassen.

Biomechanische Studien des menschlichen Schrittzyklus haben die Aufmerksamkeit darauf gelenkt, daß es wünschenswert "·'-ist, zusätzliche ^.bpolsterung-und Abstützung in gewissen kriti- ' sehen Bereichen des Fusses zu schaffen. Eine Theorie erfordert.... beispielsweise von einer Fußstützvorrichtung, daß sie einen zusätzlichen Bruchteil einer Sekunde Abstützung der Ferse bietet, um den Stoß im "Auftreff"-Bereich des Schrittzyklus zu vermindern. Ferner haben diese Untersuchungen gezeigt, daß das Gewicht einer den Fuß abpolsternden vorrichtung einen sehr bedeutenden Anteil in der* Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades der Vorrichtung hat. Aus diesen und anderen Gründen besteht schon über jähre hinweg Interesse an der Entwicklung eines praktischen, wirksamen pneumatischen Kissens.

Das Konzept, den Sohlenbereich eines Schuhs so herzustellen, daß ein hohler^ aufblasbarer Leerraum darin verbleibt, ist schon vor langer Zeit offenbart worden, ohne jedoch kommerziell verwirklicht zu werden. Die US Patente 508 034 (Moore), 572 887 (Gallagher), 580 501 (Mobberley), 1 056 426 (Kenny), •1 148 376 (Gay), i 304 915 (Spinney),. .1 498 838 (Harrison, Jr.), 1 639 381 (Manelas), 2 605 560 (Gouabault), 2 863 230 (Cortina) , 3 120 712 (Menken), 3 785 069 (Brown)-, 4 012 854 (Berend), die britischen Patente 7507 (Crawford), 358 205 (Marling), und das französische Patent 996 111 (Milonas) offenbaren alle Stiefel oder Schuhe mit einer Sohle, in der ein Hohlraum zum Abstützen eines pneumatischen Kissens begrenzt ist. Perner offenbaren die TJS Patente 508 034 (Moore), 1 010 187 (Scott), 1 148 376 (Gay) und 2 682 712 (Owsen) AufblasÖffnungen oder Ventilanordnungen, die zum Zusammenwirken mit einem, innerhalb des Schuhs begrenzten Hohlraum angeordnet sind. Auch das US patent 3 871 117 (Eichmond) offenbart einen Schuh, bei dem die

03Q603/0G13

-ν

durch die Bewegung des Trägers "beim Gehen gelieferte Energie ein Kühlfluid durch einen Hohlraum pumpt, der innerhalb einer Sohle und einer damit in Verbindung stehenden rohrartigen Kühlrippenanordnung, die entlang den Seiten des Schuhoberteils angeordnet ist, pumpt.

Die früheren Versuche, den Fuß pneumatisch abzufedern, haben allgemein eine einzige, ein Fluid aufnehmende Blase von rohrförmiger Gestalt vorgesehen, die eine abgepolsterte stütze für den ganzen Fuß des Trägers bieten sollte. \!cnn solche rohrförmigen Teile oder Blasen auch in gewissem Ausmaß abgepolsterte Stützwirkung bieten, so werfen sie doch eine Anzahl Probleme auf. Beispielsweise muß bei Schuhen, die einen einzigen, ein Fluid aufnehmenden Hohlraum haben, der Benutzer sich an eine Kipp- und Taumelbewegung gewöhnen. Das bedeutet, daß bei jeglicher Gewichtsverlagerung,der Benutzer, der so ausgerüstete Sohuhe trägt, von Seite zu Seite schwankt und von vorn nach hinten schwingt, während das Fluid kontinuierlich verlagert wird. Weitere Probleme ergaben sich durch die Deflation und den Ersatz sowie die Größe und das Gewicht der Schuhe, die nötig sind, um solche Blasen aufzunehmen. Ferner hatten selbst die besten Ideen der aufblasbaren pneumatisehen Kissen begrenzten orthopädischen Wert, da sie nicht wirksam so angepaßt werden konnten, daß sie verletzte oder kranke Füße wirklich'abfedern konnten und dabei gleichzeitig für normales Gehen praktisch waren.

Es wäre von Vorteil, einen pneumatisch abgepolsterten Schuh zu schaffen, der die strukturelle Integrität der S0h.len.-7 oder Fersenbereiche des Schuhs nicht ändert und auch kein nennenswertes Gewicht hinzufügt, welches vom Träger anzuheben wäre. Um weitere orthopädische Vorteile und Vorteile hinsichtlich des Komforts durch das Gehen auf einem Volumen eines druckbeaufschlagten Fluids zu erreichen, wäre es vorteilhaft, ein Fußstützteil zu schaffen, welches entsprechend einem vorgewählten Design hergestellt wäre, um nur gewlHise Bereiche des Fusses je nach der Art der orthopädischen Bedürfnisse des 'JrIi-

030603/Ό013

gers zu kontaktieren. Ein solcher Schuh oder ein solches Fußstützteil sollte am besten leicht an Gewicht und ohne weiteres herstellbar sein.

Es scheint daß, außer v/ie hier erwähnt, in keiner der ~' oben genannten Vorveröffentlichungen eine Möglichkeit besteht, eine Blase (sofern vorgesehen) leicht zu ersetzen oder zu säur burn oder einen Bruch des das Fluid enthaltenden Volumens zu reparieren. Polglich wurden diese Schuhe, sobald sie nicht mehr funktionstüchtig sind, normalerweise weggeworfen. Zwar zeigt Scott, US-PS 1 010 187, daß Zugang zur Blase erhalten werden kann, \ienn man einen Teil des Schuhs an der Ferse aufschnürt und die Blase durch den Fersenbereich entnimmt, und Owsen, US-PS 2 682 712 beschreibt die Notwendigkeit, Klammern, die im Fersen- tind Zehenbereich des Schuhs- angeordnet sind, zu lösen, um die untere Sohle zu entfernen und dadurch Zugang zur Blase zu erhalten. Diese Mittel werden jedoch für umständlich und in der Praxis unvorteilhaft gehalten. Es wäre also vorteilhaft, einen Schuh mit einer darin angeordneten leicht und bequem austauschbaren Blase zu schaffen. Zusätzlich wäre es vorteilhaft, schnellen Zugang zur Blase zu schaffen, um den Austausch oder die Reparatur zu erleichtern, die unter anderem .aufgrund orthopädische!·"Erwägungen erforderlich sein können. Die Schaffung eines solchen aufblasbaren Teils im Schuh, des Trägers würde zusätzlich zum Vorteil des Gehens auf einer pneumatischen Schicht aus Fluid beispielsweise Luft den Fuß des Benutzers gegenüber Kälte und V7ärme isolieren. Außerdem kann der Komfort des Trägers bei jeder Art von Einsatz dadurch gefördert werden, daß ein Schuh benutzt wird, in welchem ein aufblasbares Stützten angeordnet ist.

Offenbarung der Erfindung

Im weitesten Sinn ist die vorliegende Erfindung eine in sich geschlossene Vorrichtung, die geeignet ist, den Fuß mittels Fluiddruck abaupolsteimuid zu stützen. Die Vorrichtung weist zwei übereinander gelagerte Schichten aus dünnem, leich-

030S03/0013

tem, unelastischem, flexiblem, fluidundurchlässigem gewebtem Gewebematerial in einer Form auf, die insgesamt zum Abstützen eines Fusses oder ausgewählter Bereiche eines Fusses geeignet ist, wobei die einander benachbarten Oberflächen um den Umfang herum versiegelt sind, um eine druckdichte, aufblasbare Blase zu bilden, die, wenn sie mit Fluid unter ausreichendem Druck zum angemessenen Abstützen und Abpolstern der vom menschlichen Fuß aufgebrachten Kräfte gefüllt ist, sich nicht dehnt oder ihre Form verliert.

■ Die Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die einander benachbarten Oberflächen des Gewebenaterials zusätzlich in vorher ausgewählten Bereichen innerhalb des Umfangs versiegelt sind, wodurch eine Vielzahl von Fluid enthaltenden 'Kammern innerhalb der Blase begrenzt wird, die jeweils als ein pneumatisches Kissen zum Abstützen eines Teils der Gewichtsbelastung des Fusses dienen. Die innere Abdichtung oder Versiegelung, die die Kammern innerhalb der Blase bildet, dichtet nicht jede Kammer so vollkommen ab, daß sic gegenüber den anderen isoliert ist (obwohl ausgewählte Kammern isoliert sein können). Im Gegenteil, es werden beim Versiegelungsprozeß Fluiddurchlässe am Umfang der Blase gebildet, die eine Fluidverbindung zwischen mindestens einigen benachbarten Kammern erlauben. Die .Fluiddurchlässe sind so bemessen, daß die Fluidströmung von einer Kammer zur anderen eingegrenzt wird, so daß ein plötzlicher Anstieg des Fluids von einer Kammer zur anderen vermieden wird, wenn auf die Außenfläche der Blase Kräfte aufgebracht werden und einen momentanen Druckaufbau innerhalb einer Kammer verursachen, wenn plötzliche starke Kräfte auf diese Kammer wirken, v/o durch ein zusätzliches Ausmaß an A-bpöls-herungswirkung erzielt wird.

Es sind Mittel vorgesehen, um die verschiedenen, Fluid aufnehmenden Kammern der Vorrichtung auf den zweckmäßigen in-, ■ nendruck aufzublasen und um, wenn nötig oder wünschenswert, ί Fluid aus der.Vorrichtung abzulassen. Dies kann in Form eines

\ oder mehrerer Ventile geschehen, die in eier Blaoenwand an ge-

\ 030603/Ό013

eigheter Stelle bzw.-"Stellen'befestigt sind. Es liegt auf der HandV daß wenn eine oder mehrere Kammern gegenüber den restlichen Kammern der Blase abgedichtet sind, so daß mindestens ein zusätzlicher aufblasbarer Bereich entsteht, ein gesondertes Ventil für jeden aufblasbaren Bereich vorgesehen sein muß.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bietet ein Maß an Abstützung und Ansprechvermögen im Abpolstern welches im Vergleich zu ihrer Größe und ihrem Gewicht außerordentlich ist. Es wird nicht nur die Energie der auf die Vorrichtung ausgeübten Kräfte absorbiert, sondern der größte Teil der Energie in diesen Kräften in einer nach oben verteilten V/eise zurückgegeben, wodurch der Träger nicht nur eine signifikante Abstützung sondern auch abgepolsterten Komfort erhält. Die Vorrichtung ist am nützlichsten als aufblasbarer Einsatz für Schuhe. Als solcher kann die Vorrichtung innerhalb eines Aufnahmebereichs angeordnet werden, der innerhalb eines Schuhteils begrenzt ist, kann zwischen Brandsohle und Außensohle des Schuhs angeordnet werden .oder-unmittelbar als Brandsohle benutzt werden. Die Vorrichtung kann auch als Kissen nur für ausgewählte.-Bereiche'des-Fusses beispielsweise die Ferse oder das Fußgewölbe'benutzt v/erden und muß in diesem Fall mit einer beliebigen^geeigneten Einrichtung innerhalb des Schuhs befestigt sein. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht jedoch darin, daß die Vorrichtung in sich selbst geschlossen ist, d. h. daß sie nicht innerhalb eines speziell konstruierten Bereichs des Schuhs oder der Fußbekleidung abgestützt oder enthalten sein mußyum voll'funktionsfähig-zu sein. Sie kann also ohne weiteres entfernbar und austauschbar gemacht werden. Sie kann-auch-allein bei der Herstellung außerordentlich leichten Schuhzeugs, wie Sandalen und/oder Pantoffeln verwendet werden, wobei an der Vorrichtung nichts weiter befestigt sein muß als nötig ist, um sie am Fuß zu halten und vor übermäßig starkem Verschleiß ::n schützen.'

Die■entgegengesetzten Oberflächen des Gewebematerials, die die Viände der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden, können

030603/Ό013

durch ein beliebiges Verfahren aneinander zum Haften gebracht werden, einschließlich der Benutzung von Klebstoff, denn das einzige Kriterium besteht darin, daß eine wirksame Abdichtung erhalten wird. Das bevorzugte Verfahren sieht ein Heißversiegeln gemäß anerkannter Techniken vor (einschließlich der Benutzung von HF-Radiosignalen). Durch das Versiegeln ausgewählter Bereiche innerhalb des Umfangs der Vorrichtung gemäß einem vorherbestimmten Muster und/oder Design, kann die Größe, Gestalt, Anzahl und Anordnung der Fluid aufnehmenden Kammern' innerhalb der Vorrichtung so angepaßt werden, daß die jeweiligen Bedürfnisse des individuellen Trägers Berücksichtigung finden. Beispielsweise können gewisse Fußverformungen an bestimmten Stellen des Fusses wenig oder gar keinen Druck erforderlich machen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann so angepaßt werden, daß sie abgedichtete_;vorher ausgewählte Bereiche hat, die nicht nur eine oder mehrere Fluid aufnehmende Kammern innerhalb der Vorrichtung begrenzen sondern auch ganze.gesonderte Abschnitte der Gesamtfläche der Vorrichtung bestimmen, die keinerlei Fluid enthalten. Wenn die Vorrichtung aufgeblasen ist, neigen diese Bereiche dazu, vertieft bzw. ausgespart zu sein, und ich habe für diese ausgesparten Bereiche den Ausdruck "Leerräume" gewählt. Diese Leerräume, die von pneumatischen Kissen ganz umgeben sind, sind besonders wertvoll bei der orthopädischen Behandlung des Fusses, wobei bestimmte Bereiche des Fusses durch ein vorherbestimmtes Muster gegenüber Druck und/oder Scheuern isoliert sind, um einen Heilprozeß zu fördern oder einen sonstigen ungesiinden Fußzustand zu korrigieren.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine fußförmige Blase auf, die in einen Blasenaufnahmebereich einsetzbar ist, welcher .zwischen der Laufsohle und dem Oberteil eines Schuhs bestimmt ist. Wenn die Blase im Blasenaufnahmebereich angeordnet ist, ist auf die Oberseite der Blase eine Brandsohle auflogbar, die einen Zugangsschlitz hat, der sich in Längsrichtung über eine vorherbestimmte Länge hinweg erstreckt, um Zugang.-zur-

030603/Ό013

285708Λ

Blase zu bieten. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels der die Blase an der Innenfläche der Laufsohle lösbar festgemacht wird. Außerdem kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mittels der die Brandsohle an der Oberseite der Blase befestigt wird.

XIm Verlagerungen des druckbeaufschlagten Fluids aufnehmen zu können, wenn das Fluid auf den vom Fuß des Trägers ausgeübten Druck anspricht, kann die Brandsohle längs der Längsachse der Laufsohle, längs der Querachse der Laufsohle und längs einer Achse der Laufsohle senkrecht zu einer die Längsund Querachse enthaltenden Ebene frei bewegbar sein. Gemäß einer Alternative kann die Brandsohle fest an der Laufsohle befestigt sein, wobei dann die Brandsohle längs einer Achse der Laufsohle senkrecht zu einer die Längs- und Querachsen der Laufsohle enthaltenden Ebene frei bewegbar ist, um wiederum Verlagerungen des Fluids zu entsprechen, wenn das Fluid auf Druck anspricht, der durch den Fuß des Trägers ausgeübt wird.

Die Laufsohle ist längs jeder Seite mit einer Lasche versehen, die zwischen die Brandsohle und die Oberseite der Blase gebracht werden kann und dann einem Bereich der Oberseite der Blase überlagert ist, um die Verbindung des Sohuhoberteils mit der Laufsohle zu erleichtern.

;Die Aufblaseinrichtung kann so angeordnet sein, daß sie sich durch die Laufsohle erstreckt, wodurch das Einführen eines druckbeaufschlagten Fluids in die Blase möglich ist, ohne daß die Blase aus dem Blasenaufnahmebereich innerhalb der Laufsohle entfernt werden muß. Gemäß einer Alternative kann die Aufblaseinrichtung an der Blase und innerhalb des Blasenaiifnahmebereichs angeordnet sein.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Besehreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen,

030603/Ό013

285708 A

die einen Seil dieser Anmeldung "bilden, besser verständlich. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine teilweise auseinandergezogene Darstellung eines Schuhs mit einer aufblasbaren Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in einem von einer Laufsohle, einem Oberteil und einer Brandsohle des Schuhs begrenzten Blasenaufnahmebereichs angeordnet wäre;

Pig«, 2 eine Draufsicht längs- der Linie 2-2 in Pig. T zur Darstellung des inneren Siegelmusters bei der bevorzugten Ausführungsform eines aufblasbaren, rohrförmigen Elements gemäß der Erfindung zur Benutzung als Abfederungseinlage (in Pig. 2A, 2b und 2C sind drei verschiedene lauster für die Pluid aufnehmenden Kammern gezeigt, die als pneumatische Kissen wirken);

\ Pig. 3 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter voller Druckbeaufschlagung zur Erläuterung, wie sich die Blase in den versiegelten Bereichen in eich selbst faltet, was zu einem weiter eingeengten Durchlaß für Pluid zwischen den miteinander in Verbindung stehenden inneren Kammern führt;

Pig. 4 eine Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches die Nützlichkeit des integralen, in sich geschlossenen Charakters der Vorrichtung zeigt, bei dem das Pußstützteil selbst auch die Aufgabe der Stützetruktur erfüllt}

Pig. 5 eine Reihe von Teilsclmitten zur Erläuterung, wie das Pluid bei einem Ausführungsbeispiel der erfindiuagsgemäßen Vorrichtung bewegt wird, wenn die Vorrichtung den unter-Bchiedlichen Kräften und Drücken axxsgesetzt ist, die für die aufeinanderfolgenden Stadien im menschlichen Schrittzyklus typisch sind.

Der beste Weg zur Verwirklichung der Erfindung

Im Verlauf der folgenden Beschreibung bezichen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente in allen Piguren

030803/Ό013

der Zeichnungen.

In Fig. 1 ist ein Schuh, der die lehren der Erfindung

verkörpert, in auseinandergezogener Darstellung gezeigt. Der

Schuh weist ein Oberteil 12 auf, welches an einer Laufsohle -_; 14 fest angebracht sein kann, die ihrerseits einen getrennten Hacken bei 13 aufweisen kann oder auch nicht. Das Oberteil 12 ..." ist mit einer Schließeinrichtung 15 versehen, bei der es sich ' : um irgendeine allgemein geeignete Einrichtung, beispielsweise Klammern, Schnallen oder ösen und eine Schnur handeln kann. """-.; Die Befestigung des Oberteils 12 an der Laufsohle 14 erfolgt ; ".: durch Verfahren gemäß dem Stand der Technik, wozu Vulkanisieren, Nähen, die Benutzung eines Klebstoffs oder dgl. zählen.

Die Laufsohle Ί4 und das Oberteil 12 bilden gemeinsam einen Blasenaufnähmebereich 16. Innerhalb des Bereichs 16 ist eine flexible Blasenvorrichtung 18 aufgenommen, die erfindungsgemäß hergestellt ist. Die gezeigte Vorrichtung ist mit einem Ventil 22 versehen, bei dem es sich vorzugsweise um ein Rückschlagventil handelt, um eine Menge eines druckbeaufschlagten Fluids in die Blase 18 einzuführen und/oder einzustellen. Wie gezeigt, ist das Ventil 22 vorzugsweise im Fersenbereich angeordnet, und erstreckt sich durch die Wand der Laufsohle, um I Zugang zu bieten, ohne daß die Vorrichtung vom Schuh entfernt j werden muß. Es liegt ohne weiteres auf der Hand, daß das Ven- ί

■·■■;^: ■■'■■■ ■ ■■■■■■.' ' ■ ' : t

til irgendwo an der Blase angeordnet sein kann und sich von ί

der Blase durch einen beliebigen Teil des Stützbereichs 16 erstrecken kann. Gemäß einer Alternative kann die erfindungsgemäße Vorrichtimg während des Herstellungsverfahrens druckbe-. aufschlagt und anschließend völlig abgedichtet werden, so daß das oben beschriebene Ventil nicht nötig ist, wobei allerdings auch die wertvolle. Punktion der Einstellbarkeit des Drucks aufgegeben wird.

Wie Fig. 1 zeigt, kann eine gesonderte Brandsohle 11 oberhalb der Blasenauf nahniekammer zwischen dem Oberteil und der Laufsohle angeordnet sein. Es kann eine beliebige Einrich-

030603/Ό013

-Al *

tung zum Befestigen vorgesehen sein, mittels der die Brandsohle am Blasenauf nahmeber eich befestigt sein kann. Gemäß einer Alternative kann die Brandsohle einfach oben drauf gelegt werden, wobei sie passend sitzt aber trotzdem eine gewisse Bewegungsfreiheit der Brandsohle gegenüber der Laufsohle erhalten bleibt. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist bevorzugt, eine Einrichtung vorzusehen, mittels der die Brandsohle sich nur bei Bewegung der aufblasbaren Blasenvorrichtung bewegt. Dies läßt sich ohne weiteres beispielsweise durch Anordnen einer VELCRO-Befestigung oder dgl. zwischen der Unterseite der Brandsohle und der Oberseite der aufblasbaren Blase erreichen. Es liegt auf der Hand, daß auch eine äquivalente Befestigungseinrichtung akzeptabel ist, mittels der die Blase und die Brandsohle fest aneinander anbringbar sind.

• In den meisten Fällen kann, wie Pig. 1 zeigt, die Brandsohle 11 weggelassen werden, wobei die Oberseite der aufblasbaren Vorrichtung gemäß der Erfindung unmittelbar zum Abstützen und Abpolsterndes Fusses dient. Wenn jedoch eine Brandsohle bevorzugt oder benötigt wird, kann diese mit einem oder mehreren Schlitzen versehen sein, wie bei 52 in Fig. 1 gezeigt, die sich in Längsrichtung ein geeignetes Stück längs der Achse der Brandsohle erstrecken. Der Schlitz 52 erleichtert das Anbringen der Blase 18 in ihrer Lage und das Entfernen der Blase, weil er durch die geschlitzte Brandsohle ohne weiteres Zugang zur Blase ermöglicht. λ

Anhand von Fig. 2 und 3 sind die Einzelheiten der neuartigen und einmaligen aufblasbaren Blasenvorrichtung gemäß der Erfindung besser verständlich. V/ie erkennbar, hat die Vorrichtung 18 eine Gestalt, die allgemein geeignet ist, einen Fuß oder ausgewählte Bereiche eines Fusses abzustützen. Die in den beigefügten Zeichnungen dargestellte/Vorrichtung 18 ist eine volle Fußstützvorriehtuiig. Es sei jedoch erwähnt," daß die Vorrichtung auch so hergestellt sein kann, daß sie nach dem Aufblasen nur bestimmte Bereiche, beispielsweise den per- · senbereich oder das Fußgewölbe abstützt oder daß wie solche

030603/0013

; -/13-

Größe und Gestalt hat, daß sie nur das Abstützen gewisser Be- ; reiche des Fusses ermöglicht. Im zuletzt genannten Fall müssen Einrichtungen vorgesehen sein, um die Vorrichtung unterhalb : des jeweils abzustützenden speziellen Bereichs des Fusses zu ;: befestigen«. Es wird jedoch bevorzugt, die Vorrichtung so zu gestalten, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, nämlich als insgesamt rohrförmige Blase 18, deren obere und untere einander gegenüberliegende Innenflächen in Bereichen 20 miteinander versiegelt sind, van eine Vielzahl von den Fuß abstützenden Kissen 21 zu bilden, wenn die Blase mit einem geeigneten Fluid, beispielsweise Luft, Wasser oder dgl. druckbeaufschlagt ist. -

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß das Material, aus dem die aufblasbare Vorrichtung hergestellt ist, ausreichende Festigkeit,hat, um integral und selbst-stützend zu sein, während es gleichzeitig leicht und flexibel ist. Zusätzlich ist es von entscheidender Bedeutung, daß die Blasenvorrichtung gemäß der Erfindung geeignet ist, ihre eigene Gestalt unter dem begrenzten Ausmaß an innerem Fluiddruck beizubehalten und zu stützen, dem sie bei normaler Funktion als Fußstützvorrichtung unterworfen ist. Mit anderen Worten heißt das, daß sie sich nicht streckt oder ballonförmig aus der Fasson gerät, wenn sie das Gewicht des Trägers abstützt oder wenn sie einem plötzlichen und krassen Anstieg des Innendrucks ausgesetzt ist, wie das im menschlichen Gangzyklus vorkommt. Zusätzlich kann sie ihre eigene Struktur abstützen oh- ν ne -notwendigerweise von einem festen Stützmäteriäl gehalten ■'! sein, welches entweder zusätzlich zu der Kammer oder integral mit der Kammer vorgesehen ist, in die die Vorrichtung eingesetzt wird. Die α 'jäuletzt genannte Merkmal gibt der Vorrich- ; ttmg die wertvolle 'Eigenschaft einer exakten Form entsprechend· gemacht zv sein. 'Beispielsweise können alle Fußgrößen berück- ' sichtigt werden. Außerdem kann die Vorrichtung mit keilförmi- ' gem Querschnitt hergestellt werden, d.h» sie kann entweder eine positive oder eine negative Ferse haben.

030603/Ό013

Das bevorzugte Material für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein gewebter Stoff aus einer entsprechend starken, unelastischen Faser, wie Nylon, Polyester oder Aramid, welches durch Beschichten an mindestens einer Seite mit einem natürlichen oder synthetischen elastomeren Material wie Kautschuk, Polyisopren oder Polyurethan fluidundurchlässig gemacht ist. Andere geeignete starke Fasermaterialien, die zu einem textlien Flachmaterial rechteckig verwebtar sind, welches unelastisch und stark genug ist, um einem Einstich und dgl. Stand zu halten, liegen für den Durchschnittsfachmann auf der Hand. Es können auch, wenn auch nicht bevorzugt, hydrophile Fasern, wie Baumwolle, Leinen und dgl. verwendet werden. In diesem Fall wäre vorzugsweise der Stoff durch und durch zu imprägnieren, indem beispielsweise beide Seiten mit dem elastomeren Material beschichtet v/erden. Wie stets, bestehen die entscheidenden Kriterien für die Geeignetheit des Materials im Gewicht und in der Stärke sowie dem Widerstand gegen die "Ballonbildung". Gemäß dem Stand der Technik benutzte Materialien, wie natürlicher Kautschuk, behalten ihre Form nicht bei. Andere Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC) oder dgl. verlieren ihre Flexibilität und werden zu schwer, wenn sie in Dicken benutzt v/erden, die geeignet sind, die ^!iBallonbildung" unter Druck zu vermeiden.

Die Vorrichtung wird so hergestellt, daß zunächst zwei Schichten des flexiblen fluidundurchlässigen Gev/ebematerials aufeinander gelegt und dann die einander benachbarten Flächen um den Umfang herum zu einer druckdichten, aufblasbaren Blase versiegelt, werden. Das Versiegeln kann gemäß einem bliebigen Verfahren vorgenommen werden, einschließlich der Benutzung eines Klebstoffs, der geeignet ist, das jeweils zum Beschichten des Gewebes benutzte Gummimaterial zum Haften zu bringen. Allerdings ist das bevorzugte Siegelverfahren das wohlbekannte j Heißversiegeln gemäß anerkannter Techniken. Das Heißversiegeln. bietet Flexibilität und Anpassungsfähigkeit bei der Herstellung, was wichtig- ist für die Schaffung der weiter, unten erörterten inneren Versiegelungsmuster. Es liegt auf der Hand, daß gleich-030603/0013

;■■-, ; - as-

gültig welches Siegelverfahren angewendet wird, die sich dabei ergebende Versiegelung im Stande sein muß, dem Innendruck Widerstand zu leisten, der entsteht, wenn die Vorrichtung aufgeblasen ist, wichtiger jedoch, wenn die aufgeblasene Vorrichtung den äußeren Kräften der beabsichtigten Benutzung ausgesetzt ist. Diese durch das sich verlagernde Gewicht des Trägers erzeugten Kräfte haben die neigung, die Vorrichtung zu- ' samraenzupressen, was den innendruck drastisch anhebt. Eine Vorrichtung die z.B. auf einen Innendruck von 5 psi oder ca. 1,34 atm aufgeblasen ist, was normalerweise ausreicht, um ein "Durchtreten" zu vermeiden, entv/ickelt Drücke von 25 psi oder ca. 6,7 atm oder mehr während der Benutzung.

Zusätzlich zur Versiegelung längs des Umfangs 24 werden vorher ausgewählte Bereiche 2O..im Innern des Umfanges gemäß einem Huster versiegelt, welches zumindest teilweise durch den beabsichtigten Endzweck der Vorrichtung bestimmt ist. Wie in den zeichnungen dargestellt ist, führt die innere Versiegelung der Vorrichtung zur Schaffung einer Vielzahl miteinander in Verbindung stehender Kammern 21, die jeweils als pneumatisches Kissen wirken, wenn die Vorrichtung druckbeaufschlagt ist. Zwischen Kammern erfolgt eine Fluidverbindung durch Durch lasse 23, die um den Umfang der Vorrichtung herum angeordnet und dadurch geschaffen sind, daß zwischen den versiegelten inneren Bereichen 20 und der Umfangsversiegelung 24 ein unversiegelter Bereich freigelassen ist. Es ist wesentlich, daß die Fluidverbindung am Umfang besteht, damit eine· gesteuerte eingegrenzte Fluidströmung erzeugt werden kann. Bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, die überhaupt eine Fluide strömung zwischen zwei oder mehr Kammern vorsahen, erfolgte die Verbindung zwischen Kammern typischerweise auf dem Wege über Kanäle und/oder Ventile, die in der Mitte der aufblasbaren Vorrichtung angeordnet waren. Solche bekannten Vorrichtungen hatten eine Neigung zum Druckverlust, tind folglich war es unvermeidbar, daß schließlich ein "Durchtreten" des Fusses erfolgen würde, womit ein Fluiddurchlaß zwischen Kammern blokkiert und die VentiIfunktion dieser Kanäle oder Durchlässe

030603/0013'

-M-

zerstört war. Wenn mechanische Ventilanordnungen vorgesehen waren, hatte dieser Verlust an Innendruck zur Folge.,,daß der Fuß auf das Ventil auftraf,was natürlich ein unerwünschter Zustand war. ■■·.■.., : _: . ^

Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung schalten diese Sorgen wirksam aus. Im Zusammenwirken mit der flexiblen anpassungsfähigen Versiegelungstechnik und dem Widerstand des Gewebes gegen Verformung unter Druck können die längs des Umfangs liegenden Pluiddurchlässe gemäß der Erfindung so angepaßt werden, daß die Luftströmung gemäß einem positiven Punktionsplan "begrenzt wird. Unter Hinweis auf Pig. 2A, 2B und 2C ist erkennbar, daß das Huster der inneren Versiegelung so anpassungsfähig ist, daß sich eine große Vielfalt innerer Fluidströmungsmuster ergibt. Um KräfteSchwankungen zu berücksichtigen, denen die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Tragen während des menschlichen Gangzyklus ausgesetzt ist, wird vorzugsweise die Anordnung und Größe der luftdurchlässe so gewählt, daß die Strömung allgemein von der Seite der Fersenkammer nach vorn, von den seitlichen Ballen- und Vorderfußkammern zur'Mitte und von den seitlichen und mittleren Ballen- und Vorderfußkammern nach vorn begrenzt ist. Gleichzeitig sollte die Pluidverbindung zwischen Kammern in Kombination mit der Kammergröße und Gestalt so gewählt sein, daß sich eine maximale Fluidströmung von allen Kammern nach hinten_;von der mittleren Seite der Fersenkammer nach vorn und von den,mittleren Ballen- und Vordorfußkammern seitlich ergibt* ;

Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß viele .unterschiedliche Muster anwendbar sind, in denen die Größe, Anordnung und das Muster der Pluiddurchlässe längs des Umfange mit der Anzahl, Größe, Gestalt und dem Muster der das Fluid axifnehmenden Kammern so kombiniert ist, daß sich eine entsprechende -pluidverbindung und ein Muster eingeengter Fluidströmung ergibt, welches den maximalen'Wirkungsgrad .der erfindungsgemäßen Vorrichtung für einen bestimmten Anwendungczwock garantiert. Wie Fig. 2C zeigt, kann z.B. eine besonders große

030603/0013

r ^285708/1

Hackenkämmer 30 vorgeseheri s e in, um den stärkeren Kräften Rechnung zu tragen, die unter gewissen Umständen ah der Ferse ausgeübt werden. Die Hackenkammer kann dadurch völlig gegen- über dem Rest der Vorrichtung abgedichtet sein, daß der Be- : reich 20b während des Heißversiegeins so ausgedehnt wird, daß er auf die Versiegelung 24 längs des Umfangs trifft, wodurch ·". eine verbindung zwischen der Kammer 30 und den anderen Kammernder Vorrichtung unterbunden ist. Bei dem in Fig. 2C gezeigten Muster ist auch eine größere Kammer 33 für den Gewölbebereich der Vorrichtung vorgesehen wobei eine zusätzliche Aufblasein- -_ richtung 22b so angeordnet ist, daß sie sich durch die Seitenwand der Vorrichtung erstreckt, damit die vorderen Bereiche aufgeblasen werden können. Wie erkennbar, kann das Muster der Versiegelung der Streifenbereiche 20 innerhalb des Urafangs der Vorrichtung auf die verschiedenste Weise angepaßt sein, tun Pluidströmungsmuster zu ergeben, die jeweils für bestimmte Endzwecke geeignet sind. Verschiedene Benutzungen, z.B. Stehen, Gehen, Laufen oder Anwendungsfälle der Erholung mit Stop und Start, wie Tennis erfordern offenkundig unterschiedliche Muster eingeengter Strömung. Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung lassen sich ohne weiteres so anpassen, daß diesen Anforderungen Genüge getan wird. ^{; :} - '■- ^!

Da dieIVorrichtung aus einem Gewebe hergestellt ist,Vvv; welches bestrebt ist, einer Ausdehnung und Streckung Widerstand zu leisten, wenn es aufgeblasen (oder besser druckbe- \: aufschlagt) wird,' ergibt sich eine natürliche seitliche Schrumpfung, die dazu führt, daß die Vorrichtung "Palten bildet" bzw. sich an Stellen geringerer innerer struktureller l· Abstützung ztisammcnlegt, · wenn eine Solche' Druckbeaufschlagung· ■ erfolgt. Dies ist in Ii¹Ig. 3 -der' Zeichnungen dargestellt. Bei ^; der in den Zeichnungen dargestellten Ausführung der Vorrich- " tting erfolgt dies :;r;aiseln an den Durchlässen 23, die die'"Verbindung IiW inch on Kammern herstellen, so daß die Durchlässe die Fluidströmung noch mehr einengeh. Die Größe des Durchlas-/ ses und die aufgrund der oben genannten Wirkung bestehende ΐ der wände, sich ti-n den Dtirchlaß zusammenzuziehen^ er-

030603/0013

1.

zeugen eine innere Ventilwirkung, welche dazu "beiträgt, einen scharfen Anstieg des Pluiddrucks innerhalb der Vorrichtung bei schwankendem auferlegtem äußeren.Gewicht, beispielsweise wäh- . rend des natürlichen Gangzyklus auf ein Minimum einzuschränken, Während des normalen menschlichen Gangzyklus fallen die tatsächlich durch das sich "bewegende Gewicht des Pusses erzeugten Kräfte nicht auf den Außenumfang des.Pusses, sondern eher auf eine etwas schräge Linie von der Ferse zu einer Stelle zwischen der großen und der zweiten Zehe. Da für Luftdurchläß von Kammer zu Kammer längs des Umfangs der Vorrichtung gemäß der Erfindung gesorgt ist, wird eine zusätzliche Abstützung von vorn nach hinten ebenso wie von Seite zu Seite geboten.· Die vom Fuß ausgeübten Kräfte wirken also nicht dem Fluiddurchtritt zwischen Kammern entgegen sondern bewirken,-im Gegenteil, daß Fluid natürlich in diejenigen Bereiche strömen kann, in denen es am meisten benötigt wird zum Zusammenpressen und Abpolstern des Gewichts des Pusses.

In einer zweiten Hinsicht schließt die innere Versiegelung der die Vorrichtung gemäß der Erfindung bildenden, übereinander gelagerten Schichten im voraus ausgewählte Bereiche 20 der Vorrichtung völlig gegenüber jeder Pluidströmung ab. Nach dem Aufblasen bestehen also Bereiche der Vorrichtung, die keine Abfederung bieten. Hierbei handelt es sich natürlich um. vertiefte Bereiche, wenn man die Vorrichtung von außen ansieht, und,dafür habe ich den Ausdruck "Leerräume" gewählt. Durch die vorherige Auswahl des Musters, der Größe und Gestalt dieser Leerräume, die während des Versiegeins geschaffen ..wer-.,. den,' können diese gemeinsam mit den abfedernden Bereichen der,_: Vorrichtung dazu benutzt werden, sehr wertvolle Merkmale zu , liefern. Es können z.B. größere Leerräume geschaffen werden, > wie bei 20a in Pig. 2A gezeigt, die besonders wertvoll für das Gebiet der Podiatrie sind, insbesondere für orthopädische Behandlungen des Pusses, wenn.gewisse Bereiche des Pusses gegenüber Druck und/oder Scheuern isoliert werden müssen, um den Heilungsprozeß zu fördern. Es ist ganz offensichtlich, daß die primäre Aufgabe der Streifenbereiche 20 darin besteht,

030803/0013

die Grenzen und die Gestalt der das Fluid aufnehmenden Kammern 21 zu bestimmen. Als solche braucht die Breite dieser Bereiche 20 im Gegensatz zu ihrer Länge nicht größer zu,sein als für " die Gewährleistung einer angemessenen Abdichtung unter den auftretenden Drücken nötig. Trotzdem haben vorläufige Untersuchungen ergeben, daß ein Minimum von ca. 20$ des Gesamtoberflächenbereiches der Fußstützvorrichtung von diesen heißver- ■: siegelten Bereichen eingenommen sein sollte, die ich als "Leerräume" bezeichnet habe. Mit anderen Worten heißt das, daß der Zweck des Leerraums niclrfc einfach darin besteht, die das Fliiid aufnehmenden Kammern zu umgrenzen und voneinander zu trennen. Die Leerräume sind eher als integraler Aspekt des Musters der ei-findungsgemäßen Vorrichtung zu betrachten. Zusammen mit den pneumatischen Kissen tragen die Leerraumbereiche zur gesamten abfedernden und abstützenden Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen bei. Die Größe, Gestalt und Anzahl dieser Leerräiune sollte ebenso wie die Größe, Gestalt und Anzahl der Fluidkissen und die Größe und Gestalt der Flviidverbindungskanäle berücksichtigt werden,* wenn das zur Schaffung einer wirkungsvollen Vorrichtung nötige Gesamtmuster der Fluidströmung und des Innendrucks entworfen wird. Die Ausführuiig der Heißversiegelung zum Herstellen der oben genannten Leerräume kann ganz speziell entsprechend den individuellen Erfordernissen eines Patienten erfolgen. Wie Fig. 2A-G derZeichnungen zeigen, ist eine beliebige Anzahl von Mustern denkbar, mittels derer die Innenbereiche der Vorrichtung so abgedichtet werden, daß einerseits "Leerräume" und andererseits im Innern miteinander in Verbindung stehende Kammern entstehen, die die pneümatische Federung der Vorrichtung schaffen." ^1λ;:--. ν ;■"■■■■■■- '-' '■ ^- ■ ■ : '-' .'':-'-.■- ■- ■· ""' - '"".''/

Das Aufblasventil 22 zur Benutzung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung spielt eine sehr wichtige Rolle. Das Ventil muß leicht, klein und imstande sein, einem starken, steilen Anstieg des Innendrucks ohne Leckverlust standzuhalten. Es sollte sich leicht handhaben lassen und an einer Stelle anzuordnen sein, an der es keinen Biegungen un-

030603Λ0013

terliegt oder mit der Unterseite des Fusses in Berührung ; kommt» Ich habe festgestellt, daß sich das Ventil besser dem Heißversiegelungsverfahren anpaßt, wenn es in ein geeignetes Kunststoffrohr gegeben wird, welches dann im Umfang der aufblasbaren Blase abgedichtet wird. Auf diese Weise kommt das Ventil nicht mit dem Fuß in Berührung und ist leichter von außerhalb eines Schuhs oder einer Laufsohle zugänglich. Ein besonders geeignetes Ventil, welches alle diese Kriterien erfüllt, ist das von der Firma Halkey-Roberts Company, Paramus, New Jersey hergestellte zweiteilige Auto-Rückschlagventil der 810 Serie, welches in der US-PS 3 8p1 629 beschrieben ist. Dies Ventil wird zweckmäßigerweise mit einer von Hand gehaltenen und betätigten Pumpe benutzt, die gleichfalls von der Firma Halkey-Roberts hergestellt wird und mit einem Ventil gemäß US-PS 3 429 338 arbeitet. Diese Kombination aus Pumpe und Ventil erlaubt eine Massenproduktion der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die dann jedoch durch Einstellen des inneren Luftdrucks an die individuellen Erfordernisse des Trägers angepaßt werden können..

In Fig. 4 der beigefügten Zeichnungen ist ein Beispiel eines Fußstützelements gezeigt, welches sich in vollstem Axismaß den in sich geschlossenen, selbst-stützenden Charakter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunutze macht. Die aufblasbare Vorrichtung 18 ist in ihrer Lage zwischen einer dünnen Obersohicht 17, bei der es sich um ein zxir Erhöhung der Verschleißeigenschaften mit einem elastomeren Material;imprägniertes. Gewebematerial handeln kann, und einer Laufsohle 19 gezeigt, - für die ein beliebiges Söhlenmaterial verwendet sein kann. Die drei Teile sind aneinander mit Hilfe einander gegenüberliegender Streifen aus VELCRO-Material befestigt, obwohl auch eine andere geeignete Einrichtmag dafür verwendbar ißt. Die Benutzung eines Befestigungsmittels wie VELCRO ist wün- V sehenswert^ da dies die Entfernung/und den Ersatz jedes der drei Teile ermöglicht. Fluid wird in die aufblasbare Vorrichtung 18 mittels des Ventils 22 eingepumpt» Der zxiria&mengesetzte Aufbau der drei Teile wird'am Fuß mittels einer beliebigen

■ - 030603/0013

■-■'■■ . ■ ■ .

geeigneten Anordnung, beispielsweise Streifen 51a und 51b gehalten, die an der Oberseite der Oberschicht 17 befestigt sind«

Als eine Alternative zur leicht möglichen Trennung der ; drei Schichten voneinander und der wunschgemäßen Aufblasbarkeit kann die zusammengesetzte Vorrichtung auch so geschaffen ■ sein, daß die drei Schichten 17, 18, 19 in der entsprechenden Weise aufeinander gelegt v/erden, die Vorrichtung 18 aufgeblasen wird und dann die drei Vorrichtungen um den Umfang herum versiegelt werden, wie bei 24 in-Fig. 4a gezeigt..

Die erfindtmgsgenäße Vorrichtung ist in einmaliger Weise geeignet, auf den menschlichen Gangzyklus anzusprechen. Wenn also die Vorrichtung in Fußbekleidung, beispielsweise einen Schuh eingeschlossen ist und der Träger sich in Vorwärtsrichtung bewegt, spricht die flexible abpolsterndeχ_ν± a_er vorrichtung entsprechend den dem menschlichen Gangzyklus innewohnenden, sich verlagernden Kräften an. Unter besonderem Hinweis auf Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen ist das Ansprechen der Vorrichtung gemäß der Erfindung in Beziehung zum menschlichen Gangzyklus erkennbar.

In Fig. 5A ist der Fersenkontakt bzw. die "Auftreff"-Phase gezeigt. In dieser Phase lastet nahezu das gesamte Gewicht des Trägers über die Ferse auf dem Fersenbereich der Vorrichtung, der ein Fersenpolster in Form eines pneumatischen "KissensH 30 und ein oder mehrere zusätzliche Kissen 28 aufweisen kann. Die Kraft des ¹^ftreffens" der Ferse ist^s "bestrebt, aus den Kammern, die diese Kissen bilden, in benachbarte Kammern zu pressen, die vor den die Kraft aufnehmenden Kammern angeordnet sind. Wegen der eingeengten Durchlässe zwischen miteinander in Verbindung stehenden Kammern bildet sich jedoch ein Staudruck in der Fersenkammer und den benachbarten die Kraft aufnehmenden Kammern, der zu einem momentanen zusätzlichen Widerstand gegen die Kraft und folglich zu einer zusätzlichen abpolsternden Wirkung führt. Wegen der flexiblen Uatür der Vorrichtung selbst haben in ähn3.icher V/eise die Ge-

030803/0013

lenke 26 zwischen den Kammern die neigung, sich zu "biegen, um dadurch eine zusätzliche momentane Einengung der Pluiddurchlässe zu erzeugen. Diese Biegewirkung setzt sich so lange fort, wie die Kräfte im Gangzyklus die !Phasen gemäß Pig. 5b (Pronationsphase), Pig. 5c (Supinationsphase), Pig. 5d (Pro-. pulsionsphase) und Pig. 5e (Zehenkontakt- und Abhebephase) durchlaufen. Es wird also eine Reihe von Einengungen erzeugt, die eine Ventil- "bzw, Umlenkungswirkung haben, welche bestrebt ist, die Bewegung des Pluids von Kammer zu Kammer einzuschränken und zusätzlichen Druck dort zu schaffen, wo er am meisten benötigt wird, d.h. in den die Kräfte von außen empfangenden Kammern.

Wenn. Druck unter einem winkel auf die Vorrichtung ausgeübt wird, wie es bei gewissen Manövern von Seite zu Seite vorkommt, die beispielsweise beim Skifahren eingegangen werden, wird durch diese Ventil-"bzw. Umlenkungswirkung die Pluidströmung in einer seitlichen Richtung eingeengt. Das Pluid wird aus dem unter dem Spann des Trägers liegenden Bereich der Blase in denjenigen Bereich der Blase gedrängt, der·unter dem Außenbereich des Pusses liegt, jedoch mit begrenzter Strömung. Polglich bietet der innere Bereich der Blase iiamer noch einezusätzliche schützende Abpolsterung um die Innenseite des Pusses des Trägers. Da das pluid vom inneren zum äußeren Bereich gepreßt wird, wird auch der äußere Bereich des Pusses abgestützt. In jedem Pail bewirkt die einengende Ventilfunktion der Pluidströmungskanäle das diejenigen Bereiche der Vorrichtung, die den zusätzlichen Außendruck empfangen, nicht so zusammengepreßt werden, daß sie "durchgetreten werden". Mit anderen Worten, der Träger hat stets während aller unterschiedlichster Bewegungen, die sich bei einer Routinebenutzung der Vorrichtung ergeben, sämtliche Bereiche seiner■Püsseauf einem Kissen aus Pluid abgestützt.

Gewerbsmäßige -Anwendbarkeit

Die'erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders'nützlich

030603/0013

'■;.;■.■ , . ~Γ:~.. 285708Α

in drei allgemeinen Sparten von Schuhzeug. Auf dem Gebiet von Sportschuhen oder Schuhzeug für Erholungszwecke liegt die Betonung auf der "Festigkeit und Wirksamkeit kombiniert mit leicht- : tem Gewicht. Ein Schuh, der zum laufen benutzt wird, muß ande--" · re Anforderungen erfüllen als ein Schuh der beispielsweise für Korbball oder Tennis benutzt-wird. Trotzdem erfordern alle :"' ; diese Gebrauchsarten einen leichten Schuh. Es ist gezeigt wor- ~"."". den, daß der Durchschnittsmensch, um eine Meile zu gehen oder ""_· zu laufen seinen Fuß ca. 1.500 mal hebt. Selbst das geringste Gewicht-führt also zu einem enorsien Ausmaß an Heben während „--. irgendeines ausgedehnten Gehens, Laufens oder Spielens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wiegt in ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel weniger als eine Unze und hat einen Pestigkeits- und strukturellen Integritätsfaktor_;der den stärksten Abpolsterungsvorrichtungen gleichkommt.

Auf dem Gebiet von Schuhzeug' für militärische Zwecke und von Arbeitssclruhen bleibt zwar das Gewicht auch wichtig, rangiert jedoch hinter der nötigen Fähigkeit der Vorrichtung langdauernde, .wirksame Abfederung zu bieten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerordentlich widerstandsfähig gegen Durchbruch-'-oder Einstich, läßt sich jederzeit auf den gewünschten Druck aufblasen oderdruckentlasten und kann ausgedehnten Perioden von Biege- und Reibbeanspruchungen Stand halten_;ohne eine merkbare -.Beeinflussung der·-strukturellen Integrität zu zeigend ■?'.: '-''γ-'.-. -■-■'■ ■ .'■'^;::: ■'"'' ■ ■■ ' '■" -; '.. ■ ,· ■.-.','' \'r' '^::^-:"';\ "^:\- '■ ^J' '- \ ^:>:

Auf dem Gebiet der Podiatrie, insbesondere der orthopädischen Behandlung des Pusses ist die Vorrichtung besonders nützlich, da sie sowohl; durch Einstellen des Innendrucks zum Verstärken oder Verringern der Abstützung in gewissen Bereichen und aufgrund eines vorherbestimmten Designs, welches ganze Bereiche ausschaltet, in dem keinerlei Berührung mit der ■.Untoröoito des Ri so es erfolgen soll, an die individuellen Erfordernisse des Patienten angepaßt werden kann. Da die Vorrichtung aus imelastischera Material hergestellt ist,-welches sich nicht ausdehnt, xrexm es steigendem Innendruck ausgesetzt ist,

030603/0013

kann der, Oberflächenbereich und der Aufbau der Vorrichtung exakt entsprechend dem beabsichtigten"Funktionszweck. ausgeführt werden. Die Vorrichtung kann auch genau an jede beliebige Größe und Gestalt des Pusses angepaßt werden und behält diese Gestalt und Größe bei.','-.-. ■ ^ ■ - ^;

Die Erfindung ist im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben worden, wie das die Patentgesetze erfordern. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß Abwandlungen und.Änderungen verschiedener Aspekte der gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele und Alternativen vorgenommen werden können, ohne, dabei den Geist oder Rahmen der Erfindung zu verlassen. Obwohl z.B. das bevorzugte Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung als .das. Übereinanderlegen von zwei Schichten imprägnierten, unelastischen. Gewebes, beschrieben wurde, sollte klar sein, daß auch eine einzige, entsprechend imprägnierte Schicht benutzt v/erden kann, die dann einfach in sich seibat umgeschlagen und entsprechend versiegelt wird. Außerdem ist hier zwar die Betonung auf eine Konstruktion gelegt worden, die ausschließlich zum Abstützen der Unterseite des Pusses benutzt v/erden soll, aber die Erfindung läßt sich auch in einer Konstruktion verkörpern, die geeignet ist, einen oder mehrere andere .Bereiche des Pusses abzustutzen und abzufedern, und zwar entweder allein oder zusammen mit der Unterseite des Fusses. Bei entsprechender Ausführungsform und Verfahren für die. Herstellung kann:, sogar ein ganzer Schuh, selbst ein Stiefel hergestellt werden, der nur das abgedichtete, aufblasbare, unelastische Stützelement gemäß der Erfindung benutzt. Viele verschiedene Kombinationen der unterschiedlichen'variablen Parameter, beispielsweise die kooperative Anordnung von Leerräumen/ und pneumatischen Kissen, die in der Konstruktion und Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Betracht gezogen sind, liegen für den ''Fachmann offen zutage. Es ist die Absicht des, Anmelders¹ in der Bestimmung-dös'Umfange der Erfindung lediglich durch die folgenden Ansprüche begrenzt .zu sein« ■'."'·.

030603/0013

Claims (1)

1. ■ν;: .. .. ^;''', , ■■·;'.. '..■,,■. :·■■■■ A ns ρ r ü c h e ^: v^T;: '-^f>:^r "^: ~ ^{:Γ :} :^v>:; ■

   ■■■■■: T · Fußpolsterungsvorrichtung mit: ^ ^{L ; :}

   zwei übereinanderliegenden Schichten aus einem leichten, unelastischen, fluidundurchlässigen gewebten Stoffmaterial in einer Gestalt, die insgesamt zum Abstützen eines Pusses oder ; ausgewählter Bereiche eines Pusses geeignet ist; deren einander benachbarte Oberflachen um den Umfang herum zur Schaffung einer druckdichten, aufblasbaren Blase versiegelt sind, welche, wenn sie mit Fluid unter ausreichendem Druck zum. angemessenen Abstützen und .Abpolsternder vom menschlichen Fuß ausgeübten Kräfte druckbeaufschlagt ist, nicht schwächer wird oder ihre Gestalt verliert;

   deren einander benachbarte Oberflächen auch in vorher ausgewählten Bereichen innerhalb des Umfangs miteinander versiegelt sind, um eine Vielzahl innerer Kammern innerhalb der Blase zu begrenzen; .

   von denen mindestens einige innere Kammern geeignet sind, mit benachbarten Kammern mittels eingeeng^bgr Flui'adurchlässe in Fluidverbindung zu treten, die am Umfang der Blase während des Versiegelungsverfahrens bestimmt und so bemessen sind, daß sie eine begrenzte Fluidströmung von einer Kammer zu einer anderen .erlauben," wodurch ein Druckausgleich zwischen Kammern erfolgen kann, wobei jedoch ein Gegendruckaufbau wirksam wird, der ausreicht, iim plötzliches Ausströmen von Fluid aus einer Kammer in gine andere zu verhindern_/und der zusätzlichen Druck schafft, welcher dem Aufprall plötzlicher schwerer Kräfte auf die Außenseite der Kammer Widerstand leistet und diesen abpolstert.- ' '■■ ; . ..... .. ' ._: ';v ■:■■■■·.-■■.■ ■'-■■.-■.■ ■."■ ■■■ .^;'■■■■■"-■ ■■■'■""■ ■■' ■ "■■:'■

   2 .■ Vorrichtung nach Anspruch 1, ν ν r:^r:-i^-:'· ■■- ■■'■ ^:'~-'^{: :}·^;'·^ν'■■- ^{: ;} die ferner eine Einrichtung umfaßt, welche an einer vorherbeßtiwmten stelle an der Blase angeordnet ist, um Druckfluid

   einzuführen. . . w V V , ^:

   J5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der da ο Stoff matex'ial aus gewebten Aramidfasern herge-

   .030603/Ό'01'3

   stellt ist und an mindestens einer Seite mit Polyurethan "beschichtet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, ? die einander benachbarten, "besä des Gewebes miteinander heißversiegelt sind.

   bei der die einander benachbarten, beschichteten Oberflächen

   5· Ein Fußstützelement mit:

   zwei übereinanderliegenden Schichten aus 'unelastischem'gewebter! Stoff, der an mindestens den*einander benachbarten, einander gegenüberliegenden Oberflächen mit einer fluidundurchlässigen Dicke eines heißversiegelbaren thermoplastischen elastomeren Materials beschichtet ist, wobei die Gewebelagen längs des Umfanges miteinander heißversiegelt sind, um eine allgemein rohrförmige, druckdichte, aufblasbare Blase zu schaffen, die sich, wenn sie aufgeblasen ist und den durch das sich verlagernde Gewicht des menschlichen Pusses ausgeübten, zusammenpressenden Kräften ausgesetzt ist, nicht ausdehnt oder ihre Porm verliert;

   wobei die Blase ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß im voraus ausgewählte Bereiche der oberen und unteren Wand miteinander in einem vorherbestimmten Muster versiegelt sind, um innerhalb der Blase eine Vielzahl innerer, Pluid enthaltender Kammern und eine Vielzahl von Bereichen zu bestimmen, die gegenüber Fluidströmung abgedichtet sind, wobei'die abgedichteten Bereiche mindestens 20$ der.dem. Fuß ausgesetzten Gesamtoberfläche der Blase ausmachen; von denen mindestens einige innere Kammern mit benachbarten Kammern mittels Fluiddurchlässen in Pluidverbindung "treten"- . können, welche um den Umfang der Blase herum angeordnet und zwischen der Umfangsabdichtung und den inneren abgedichteten Bereichen der Blase bestimmt sind, wobei'die Durchlas.οe so bemessen sind, daß sie eine begrenzte Fluidströmung von einer Kammer in eine andere erlauben,wodurch Druckausgleich zwischen -Kammern 'erfolgen kann, jedoch ein-Gegendruckaufbtiu aur Wirkung kommt, der ausreicht, um plötzliches Ausströmen von Fluid aus einer Kammer in eine andere zu verhindern und au--

   030603/0013

   sätzlichen·Druck schafft, der dem Aufprall plötzlicher schwerer Kräfte auf die Außenseite der Kammer Widerstand leistet und diesen abpolstert. ^:

   6. Fußstützelement nach Anspruch 5,

   welches ferner eine Einrichtung umfaßt, die an einer vorherbestimmten Stelle an der Blase angeordnet ist, um Druckfluid einzuführen. ·

   7. Fußstützelement nach Anspruch 5»

   hei dem das Stoffmaterial aus gewebter Aramidfaser hergestellt und an mindestens einer Seite mit Polyurethan be- . schichtet ist. .

   8. Fußstützelement nach Anspruch 5»

   welches ferner eine LaufSohleneinrichtung aufweist, die.an der Unterseite der aufblasbaren Blase angeordnet ist, sowie eine Einrichtung zum Befestigen des Stutζelements am menschlichen -Fuß..

   .9. Fußstützelement nach Anspruch 8, _; bei dem die LaufSohleneinrichtung von der Blase lösbar ist,

   10. Ein Schuh mit: ] '' :

   (a) einer Laufsohle, die an einem Oberteil fest angebracht ist, wobei Oberteil und Laufsohle so zusammenwirken, daß sie im Innern einen Blasenaufnahmebereich begrenzen;

   (b) eine flexible, unelastische, aufblasbare Blase, die innerhalb des Blasenaufnahmebereichs angeordnet ist und eine obere und untere Seite hat und die geeignet ist, ein Druckfluid zu enthalten und so angeordnet ist, daß an einer vorherbestimmten Anzahl von Stellen ein Bereich des Inneren der Oberseite an einem Bereich des Inneren der TJnterseite befestigt ist, um eine Vielzahl abgedichteter Bereiche zu begrenzen, die sich im'-wesentlichen längs der Querachse der Blase erstrecken und in einem vorherbestimmten Abstand von der Umfangskante der Blase enden, wobei die abgedichteten Bereiche eine Vielzahl

   030603/0013

   von Pluid aufnehmenden Kammern bilden, die geeignet sind, miteinander in Fluidverbindung zu treten, ywobei die Flexibilität der Blase ausreicht um zu bewirken, daß die abgedichteten Bereiche wie Gelenke wirke^sieh.falten "lassen und die Fluidverbindung von einem Fluid enthaltenden Bereich zu einem anderen beim Aufbringen von Druck auf im voraus ausgewählte Bereiche der Blase während des menschlichen Gangzyklus zu begrenzen;

   (c) einer Einrichtung zum lösbaren Anbringen der Blase an
   der Innenfläche der Laufsohle;

   (d) einer Brandsohle, die auf die Oberseite der Blase auflegbar ist und einen Blasenzugangsschlitz hat, der sich in Längsrichtung durch die Brandsohle erstreckt.

   030 60 3/0013