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Formsohle für Schuhwerk
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Die Erfindung betrifft eine Formsohle für Schuhwerk mit einem nach
unten von einer profilierten Laufsohle abgeschlossenen Absatz, in dem als Dämpfungsorgan
ein Stützelement aus weichelastischem Kunststoff- oder Gummimaterial mit iloher
iCigendämpfun angeordnet ist, nach Patent (DE-Patentanmeldung P 28 45 171.0-26).
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Gegenstand des Hauptpatentes ist eine vorzugsweise vorgefertigte Formsohle
mit hohlem, nach oben offenem Absatz, der nach unten von einer profilierten Laufsohle
abgeschlossen 5st und in dessen Hohlraum senkrechte Stützelemen1;e angeordnet sind,
wobei in diesem Absatzhohlraum etwa unter der Mitte des Fersenbeinkn)chens ei zumindest
annähernd zylindrisches Stützelemeit aus weichelastischem Kunststoff-oder Gummimaterial
mit hoher EigendämpfunO angeordnet ist, dessen Durchmesser größer als ein Viertel
der Absatzbreite und dessen Höhe mindestens gleich seinem Durchmesser ist.
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Dieses Dämpfungselement kann unterschiedliche Formen aufweisen und
aus einem geschäumten Kunststoff oder Schaumgummi
bestehen. Durch
eine derartige Ausbildung des Formsohlenabsatzes werden Stoßbeanspruchungen des
Knochengerüstes und der Gelenke aufgrund des Energieaufnahme- und Absorptionsvermögens
des Dämpfungselementes wesentlich verringert. Durch die zentrale, freie Anordnung,
die Form und insbesondere durch die hohe Eigendämpfung des verwendeten Materials
für das Stütz- bzw. Dämpfungselement ergeben sich einerseits ein? ausreichende Lastaufnahme
des Absatzes im mittleren Fersfnbereich und zum anderen ein besonders günstiges
Verformungsverhalten des Absatzes gegenüber den beim Gehen, Springen oder Laufen
stoßartig auftretenden Belastungen.
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Mit dem Begriff "hoher Eigendämpfungt' des verwendeten Kunststoff-
oder Gummimaterials ist ein spezifisches Verformungsverhalten gemeint, nämlich eine
verzögerte elastische Rückformung des Stützelementes nach einer Stoßbelastung. Diese
ältere Formsohle ist in besonderer Weise für Sicherheitsschuhe geeignet, da ihr
hohes Energieaufnahmevermögen weit über dem durch die DIN-Norm 4843 geforderten
Wert liegt.
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Ferner haben sich mit derartigen Formsohlen versehene Schuhe als sog.
Bergschuhe besonders zweckmäßig erwiesen, da die beim Abstieg auftretenden außerordentlich
hohen Fersen-Belastungen wirksam gedämpft werden, was eine Schonung der Gelenke
zur Folge hat. Für andere Einsatzgebiete, bei denen es besonders auf die elastischen
Eigenschaften des Schuhes ankommt, sind diese zuvor entwickelten Formsohlen jedoch
weniger geeignet.
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Aus der GB-PS 1 278 989 ist eine einteilige Formsohle aus einem Kunststoffmaterial
für Damenschuhe bekannt, bei welcher ein über die gesamte Sohle reichender, abgeschlossener
Hohlraum von der Bodenwand, den Sohlenrändern und einer oberen Abdeckwand begrenzt
wird. Itr Absatzbereich der Sohle ist ein zur Aufstanzfläche hin offener, in den
Innenraum hineinragender Höcker angeformt. Die Seitenwände im Absatzbereich
sind
ziehharmonikaförmig ausgebildet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Formsohle der angegebenen Art in
der Weise weiterzubilden, daß neben den gesundheitsfördernden Dämpfungseigenschaften
im Absatzbereich noch zusätzlich eine gute Rückfederung nach einer Stoßbelastung
erreicht wird, wodurch sich weitere Einsatzgebiete von mit derartigen Formsohlen
ausgerüsteten Schuhen erschließen.
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Brfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Dämpfungselement
ein ebenfalls im Absatz angeordnet es Federelement mit hoher Rückstellkraft zugeordnet
ist.
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Beim Tragen eines mit dieser erfindungsgemäßen Formsohle ausgerüsteten
Schuhes treten die beiden StützelemenX im Absatzbereich, nämlich das Dämpfunselement
und das Federelement in ständige Wechselbeziehung, wobei durch geeignete Wahl der
Dämpfungs- bzw. Federeigenschaften beider Stützelemente spezifischen Anforderungen
an das Schuhwerk, die beispielsweise durch unterschiedliche Sportarten bedingt sind,
auf höchst einfache Weise nachgekommen werden kann. Dies gilt insbesondere für Lauf-
und Spring-Sportarten, bei denen eine vergleichsweise hohe Rückfederung im Absatzbereich
mit gleichzeitiger Dämpfung von Beanspruchungsspitzen erwünscht ist.
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Auf besonders einfache Art können die angestrebten Ziele dadurch erreicht
werden, daß die äußere Absatzwand durch entsprechende Formgebung eines federnden
Gummi- oder Kunstitoffmaterials das Federelement bildet, während im inneren wohlraum
des Absatzes ein ebenfalls aus einem Schaum- oder JXnststoff von hoher Eigendämpfung
bestehendes Dämpfunselement angeordnet ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die größte Rückgewinnung
der abgefangenen Auftrittsenergie möglich ist und bei welcher der Absatz gleichzeitig
seine notwendige Seitenstabilität beibehält, zeichnet sil:h dadurch aus, daß das
Federelement aus einer Schraubenfeder besteht, die im Absatz entweder innerhalb
des Dämpfungselementes befestigt ist oder das vorzugsweise zylindrische Dämpfungselement
umgibt. Im letzteren Fall kann zusätzlich die äußere Absatzwand durch entsprechende
Materialauswahl und/oder Formgebung als Dämpfungselement wirksam werden.
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Ferner kann das Federelement zweckmäßigerweise eine im Absatz gasdicht
ausgebildete Luftkammer sein, deren Begrenzungswandung allein oder in Verbindung
mit den Wandungen des Absatzes aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial mit hoher
Eigendämpfung besteht und damit als Dämpfungselement wirkt, während das in der Kammer
eingeshlossene Gas durch Kompression und anschließende Depression die Federaufgabe
übernimmt. Eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausführung zeichnet sich durch
ein Ventil aus, durch welches der Gasdruck in der Kammer mittels einer üblichen
Handluftpumpe eingestellt werden kann. Damit besteht für einen Sportler die Möglichkeit,
die Eigenschaften des Sportschlies an besonders gestaltete Belastungen durch Einstellen
des Gasdruckes anzupassen.
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In letzter Zeit wird für die Herstellung von Sportschuhen ein Verfahren
angewandt, bei dem nur der eigentliche Laufteil der Sohle aus einem verschleißfesten,
mechanisch widerstandsfähigen Material vorgefertigt wird, während die Befestigung
dieses Laufteils am Schuh und die gleichzeitige Ausbildung der Sohlenwände durch
Anschäumen oder Angießen von Polyurethanleichtschaum erfolgt. Auch bei nach diesem
Verfahren hergestellten Schuhen kann die Erfindung angewandt
werden,
und zwar dadurch, daß das Federelement und/oder das Dämpfungselement an dem verschleißfesten
taufsohlenteil angebracht werden und daß anschließend die Ausbildung der Sohlenseitenwände
und die Sohlenverbindung mit dem Oberschuh durch Anschäumen bzw. Angießen erfolgt.
Bei diesem Herstellungsvorgang können das Federelement und/oder das Dämpfungselement
vollständig von den Schaummaterialien eingeschlossen werden.
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Soll die Formsohle direkt an die Unterseite des Oberschuhes angeschäumt
werden, können das Dämpfungselement und/oder das Federelement an der Unterseite
der Brandsohle befestigt werden, woraufhin dann die Umschäumung dieser Stützelemente
mit dem Sohlenma;erial erfolgt. Durch entsprechende Materialauswahl und/oder durch
geeignete Formgebung des angeschäumten Sohlenmaterilils wirkt die angeschäumte Sohle
dann als jeweils anderes íJtützelement, d. h. federnd oder dämpfend.
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Für diese Varianten eignet sich besonders gut eine Schrauben- oder
Spiralfeder als Federelement, welches nach dem Ausschäumvorgang vollständig im Leichtschaummaterial
eingebettet ist.
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Das Wesln-tliche der erfindungsgemäßen Formsohle liegt in der geeigneten
Kombination von Feder- und Dämpfungselementen, wobei je nach den angestrebten Eigenschaften
entweder eine möglichst hohe Rückstellkraft oder eine größere Dämpfungswirkung zum
Tragen kommen soll. Zum Erhalt einer besonders hohen Rückstellkraft bieten sich
Schraubenfedern aus Stahl als Federelement an, da bei diesen die beim Einfedern
gespeicherte Energie fast verlustlos beim Ausfedern wieder frei wird. Für die Praxis
kann es jedochzweckmäßiOer sein, die Federelemente ebenso wie die Dämpfungselemente
aus unterschiedlichen Kunststoff-Schaummaterialien herzustellen, da sich die Eigenschaften
derartiger Schaummaterialien in weiten
Grenzen jeweils sehr genau
einstellen lassen. Pur die Federelemente sind z. B. RJR-Weichschäume auf Polyesterbasis
mit einer verhältnismäßig hohen Dichte von 0,5 bis 0,7, ggf.
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in Verbindung mit einer entsprechenden Formgebung (faltenbalgähnliche
Absatzwände) besonders geeignet. Diese Schaumstoff-Materialien gewährleisten vorzügliche
Federungseigenschaften mit hoher Rüekstellkraft und relativ geringer innerer Reibung.
Das vorzugsweise im Innenraum eines Absatzes angeordnete Dämpfungselement kann bevorzugt
aus' einem PUR-Weichschaum auf Polyätherbasis mit verhältnismäsig geringer Dichte
von etwa 0,2 bis 0,4 bestehen. Dieses Material besitzt eine relativ hohe Dämpfungswirkung,
d. h. es kann beim Einfedern relativ große stoßartig auftretende Belastungen durch
innere Reibung und verlangsamte Rückverformung wirksam dämpfen.
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Durch Variation der geeigneten leichtschaummaterialien innerhalb der
vorstehend angegebenen Grenzen läßt sich die Erfindung in jeder gewünschten oder
notwendigen Kombination von Federung und Dämpfung verwirklichen. Die vorstehend
genannten Materialangaben sind selbstverständlich nur beispielhaft, da entsprechende
Wirkungen auch noch durch verschiedene andere Materialien und/oder Formgebungen
erzielt werden können.
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Wenn man auf Stahlfedern innerhalb einer Sohle verzichten will, aber
trotzdem ähnlich hohe RUckstellkrätte fttr das Federelement benötigt, dann läßt
sich dieses auch aus einer hochvernetzten fUllstoffarmen synthetischen Gummiqualität
herstellen. Vulkanisierte Formkörper aus z.B. einem CIS-Polybutadien weisen bei
einer shore-H&rte A von 75 eine RUckprallelastizität von 97 % auf und eignen
sich dann besonders gut als Federelemente innerhalb des Absatzes der erfindungsgemäßen
Sohle, wobei die Absatzwand dann als Dämpfungselement ausgebildet ist.
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Im folgenden werden Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnung
im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schuhabsatz mit federnder Seitenwand
und einem mittleren Dämpfungselement im VertiZalschnitt; Fig. 2 einen Schuhabsatz
mit einer Schraubenfeder und einem mittleren Dämpfungselement im Vertikalschnitt;
Fig.
3 einen Schuhabsatz mit einer Schraubenfeder und den Seitenwänden als Dämpfungselement;
Fig. 4 einen Schuhabsatz mit integrierter Luftkammer im Vertikalschnitt; Fig. 5
einen Schuhabsatz mit einer gesonderter Luftkammer als Federelement im Vertikalschnitt;
Fig. 6 Schuhabsätze mit voll ausgeschaumtem Innenraum bis 3 aus verschiedenen Dämpfungs-
bzw. Federmaterialien jeweils im Vertikalschnitt.
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In der blgenden Beschreibung werden für jeweils gleiche Bauteile der
unterschiedlichen Schuh-Ausführungen gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Wie dargestellt, besteht der auf einen Leisten 1 gezogene Schuh aus
dem eigentlichen Oberschuh 2 mit Brandsohle 3 und dem Absatz 4, welcher bei der
Ausführung nach Fig. 1 ein zylindrisches Dämpfungselement 5 in seinem inneren Hohlraum
aufweist, welches durch einen Ringansatz 7 an dem unteren Laufsohlenteil sowie durch
eine Klebeverbindung an der Brandsohle 3 fixiert ist. Die Wände des Formsohlenabsatzes
sind in Form eines Faltenbalges 6 ausgebildet und stellen ein Federelement mit relativ
hoher Rückstellkraft dar. Durch entsprechende Wahl bzw. Einstellung des Materials
und/oder der Formgebung läßt sich die Steifigkeit dieses Federelementes 6 verändern.
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Der Schuh nach Fig. 2 entspricht in seinen wesentlichen Bauteilen
dem der Fig. 1. Das Federelement ist jedoch als Schraubenfeder 8 ausgebildet, welche
zwischen der Unterseite der Brandsohle 3 und der Oberseite der verschleißfesten
Profilsohle
im Hohlraum des Absatzes 4 ggf. mit einer geeigneten Vorspannung eingesetzt ist.
Das Dämpfungselement ist bei dieser Ausführung als zylindriches Schaumstoffteil
5 innerhalb der Feder angeordnet und durch den Ringansat-r, 7 sowie durch eine Klebeverbindung
im ilolllraum des Absatzes 4 lagefixiert. Um eine bessere Druckverteilung bei der
Beanspruchunfrj der Schraubenfeder 8 zu erreichen, können als Ringscheiben 9, 10
ausgebildete Metallplättchen zwischen dem Oberende der Schraubenfeder 8 und der
Brandsohle 3 einerseits sowie zwischen dem unteren Federende und dem Laufsohlenteil
vorgesehen werden.
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Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird als Federelement ebenfalls eine
Schraubenfeder 8 eingesetzt, die durch einen Ringansatz 7 am unteren Laufsohlenteil
lagefixiert ist.
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Die Dämpfungsfunktion übernehmen bei dieser Ausführung die Seitenwände
5, die nach innen gewölbt ausgebildet sind und aus einem Material mit hoher Eir7endämpfung
bestehen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 4 sind die Seitenwände 5 des Absatzes
4 senkrecht ausgebildet. Ferner sind mit der Laufsohle einstückig geformte Innenwände
11 vorgesehen, die zusammen mit einem auf ihr oberes Ende gasdicht aufgeklebten
Deckel 12 eine Gas- bzw. Luftkammer 13 begrenzen. Wird der Absatz durch die Auftrittsenergie
zusammengedrückt, dann wirken die Kammerwände 11 zusammen mit den Absatzwänden 5
als Dämpfungselemente, während Oleichzeitig die eingeschlossene Luft komprimiert
wird und als Federelement mit Rückstellkraft beim Entlasten wirkt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist die Luftkammer in Form einer gesonderten
Blase 14 ausgebildet, die zwischen der Brandsohle 3 und dem unteren verschleißfesten
Lauf..ohlenteil durch z. B. Klebeverbindungen festgelegt ist. Dieser
Behälter
14 kann völlig getrennt als z. B. gummiballähnliches Gebilde hergestellt werden
und einen oberen Ansatz 15 zur sicheren Abstützung des Fersenbeines sowie eine untere
Ringschulter 16 aufweisen, welche mit dem am unteren Laufsohlenteil angeformten
Ringansatz 7 zusammenwirkt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 6 besteht der Schuhabsatz 4 aus Vollmaterial
unterschiedlicher Konsistenz. Ein besonders verschleißfester Profilsohlenteil 16
weist an seiner Oberseite einen ringförmigen Ansatz 7 auf, welcher æur Lagefixierung
eines zylindrischen Dämpfungselemente. 5 aus einem geeigneten Schaumstoff dient,
dessen Oberfläche an der Unterfläche der Brandsohle 3 angestütt ist. Die Seitenwände
des Absatzes bestehen aus einem hocilelastischen Leichtschaum 17 von bis an das
Dämpfungselement 3 heranreichender Breite.
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Die Zusammensetzung dieses Leichtschaumes 17 ist so eingestellt, daß
der Schaum die Funktion des Federelementes erfüllt. Die Ausführung nach Fig. 7 entspricht
von ihrem Aufbau her im wesentlichen derjenigen nach Fig. 6, wobei jedoch zwischen
dem verschleißfesten Profilsohlenteil 16 und der Brandsohle 3 eine mittels des Ringansatzes
7 lagefixierte Schraubenfeder 8 angeordnet ist und die voll ausgeschäumten Seitenwände
6 des Absatzes durch entsprechende Einstellung der Schaummaterialien als Dämpfungselement
fungieren.
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Bei der Ausführung nach Fig. 8 ist die Formsohle in einem Herstellungsvorgang
an die Unterfläche des Oberschuhes 2 angeformt bzw. angeschäumt, wobei zuvor das
Dämpfungselement 5 an der Unterfläche der Brandsohle 3 fixiert wurde. Dieser Dämpfungsteil
hat an seiner Außenseite eine Wellenkontur 17.
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Die Seitenwände dieses Absatzes 4 sind als Faltenbalg 18 ausgebildet
und wirken damit als Federelement. Dieser Absatz ist insofern besonders zweckmäßig,
weil aufgrund der Ausfüllung des gesamten Absatzhohlraumes durch das Dämpfungselement
einerseits
sowie auch aufgrund der festen Verbindung zwischen den Seitenflächen des Dämpfungselementes
5 und der Seitenwände 6 eine hohe Stabilität und Trittsicherheit des hergestellten
Schuhes erreicht wird. Der gesamte Absatz 4 stellt damit einen Verbundkörper dar,
der in der Lage ist, auch punktuell auftretende Belastungen gleichmäßiger verteilt
aufzunehmen. Darüber hinaus kann eine derartige Formsohle auf besonders einfache
Weise hergestellt werden. Hierzu wird ein vorgefertigtes Dämpfungselement 5, dessen
Seitenfläcben dem Verlauf der Innenflächen der Sohlenseitenwände entspricht in 3iner
Sohlenform oder direkt an der Brandsohle 3 lagefixiert befestigt, woraufhin dann
die eigentliche Laufsohle des Absatzes 4 durch Gießen oder Ausschäumen angeformt
wi ni.
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rJie gewählte faltenbalgartige Kontur der Laufsohlenseitenwände 6
leOunstigt die Federeigenschaften des Absatzes, wobei die Iaftungsverbindung zwischen
dem Dämpfungselement 5 und den innenflächen der Laufsohle einen besonders frglstigen
Verlauf cer Dämpfungs-Federungs-Charakteristiken dieses Absatzes bewirkt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt,
von denen jeweils unterschiedliche lJerkmale und Maßnahmen miteinander zu neuen
Variationen komDiniert werden können. Aufgrund des hohen Standes der P*P.-Schaumtechnik
lassen sich die Eigenschaften der Fertigprodukte in großer Variationsbreite vorbestimmen.
Damit ist es ohne weiteres möglich, für die verschiedenen Formteile der erfindungsgemäßen
Formsohle jeweils die gewünschten Feder- und Dämpfungseigenschaften genau einnustellen.
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Diese genaue Einstellung der Feder- bzw. Dämpfungseigenschaften der
Frerwendeten Formteile gibt den Herstellern von Sportschuhen erstmalig die Möglichkeit,
Schuhe desselben Typs z. B. für eine bestimmte Sportart in jeder Einzel;röße
in
mehreren verschiedenen Feder- und Dämpfungskombinationen herzustellen. Der Schuhträger
erhält damit die Möglichkeit, unter mehreren Schulen der gleichen Größe sich diejenige
Ausführung auszuwählen, welche z. B. seinem Körpergewicht und/oder seiner körpereigenen
Technik am besten angepaßt ist.
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Dies gilt insbesondere für sog. Dauerlaufschuhe, die in jeweils gleicher
Größe von Benutzern mit stark unterschiedlichem Körpergewicht getragen werden und
aufgrund der Dauerbelastung zweckmäßigerweise besonders an die individuellen Eigenschaften
des Benutzers angepaßt sein sollten.
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Eine weitere Anpassungsmöglichkeit besteht insbesondere bei den Ausführungen
nach Fig. 4 und 5 noch darin, die Luftkammer 13 bzw. die Luftblase 14 mit einem
- nicht dargestellten - Ventil zu versehen,um den Innendruck in der Kammer mittels
einer einfachen Handpumpe einzustellen und damit den Schuh an z. B. besondere Kurzzeitbelastungen
anpassen zu können.
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