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Trittelastische Schichtkonstruktion
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Die Erfindung betrifft eine trittelastische Schicht konstruktion
für insbesondere Schuhsohlen, Bodenbeläge u. dgl., die mindestens eine Schicht aus
gummielastischem Material aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus gummielastischem
Material bestehende Schicht durch konstruktive Maßnahmen so auszugestalten, daß
sie über das Maß ihrer materialspezifischen Elastizität hinaus Belastungskräfte
federnd aufnehmen und abfangen kann.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer
Seite der aus gummielastischem Material bestehenden Mittelschicht ein Netzwerk von
Stegen
und an ihrer anderen Seite in den den Zwischenräumen gegenüberliegenden
Bereichen Noppen angeordnet sind.
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Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß eine auf einen Noppen einwirkende
Belastungskraft in der gummielastischen Mittelschicht umgelenkt und in das diesen
Noppen umgebende Netzwerk von Stegen eingeleitet sowie von einem an den Stegen groß
flächig anliegenden Gegenlager aufgenommen wird. Dabei werden die Noppen von der
Belastungskraft geringfügig in den freien Stegzwischenraum hineingedrückt, was zu
einer zugelastischen Verformung der dann als Membrane wirkenden gummielastischen
Mittelschicht führt. Der maximal mögliche Federweg ist dabei so groß, wie die Tiefe
der freien Stegzwischenräume, die wenigstens der'Höhe der Stollen entsprechen sollte.
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Da sich ein gummielastisches Material durch Zug erheblich leichter
als durch Druck verformen läßt, ist die mögliche elastische Verformung der erfindungsgemäßen
Schichtkonstruktion in Querrichtung, d. h. in Richtung der Stollenachsen, erheblich
größer als bei einer gleichstarken kompakten oder nur einseitig profilierten Schicht
aus demselben Material. Wirksame Verformungen und damit Dämpfungs-Wirkungen ergeben
sich bereits bei relativ geringen Belastungskräften.
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Bevorzugte Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Schichtkonstruktion
sind beispielsweise Bodenbeläge und Schuhsohlen. Bei Verwendung als Bodenbelag wird
die mit dem Steg-Netzwerk versehene Seite der Schichtkonstruktion nach unten weisend
auf den Unterboden aufgelegt. In diesem Fall bilden die freien Steg zwischenräume
zusammen mit dem Unterboden allseitig geschlossene Luftkammern, die eine
außerordentlich
wirksame Wärmeisolation als auch eine intensive Trittschalldämmung bewirken. Bei
Verwendung als Laufsohle für Schuhwerk weisen die Stege nach oben und sind mit ihren
Stirnflächen z. B. durch Kleben oder eine andere Befestigungsart mit der Brandsohle
fest verbunden. Die Noppen weisen dabei nach unten und wirken als Stollen. In beiden
Anwendungsfällen sind die freien Zwischenräume des Steg-Netzwerkes durch eine Gegenlage
abgeschlossen und bilden Luftkammern, die eine gute Wärmeisolation und auch eine
intensive Trittschalldämmung bewirken. Beides sind Eigenschaften, die sowohl für
Bodenbeläge als auch für Schuhsohlen von großer Wichtigkeit sind.
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Die erfindungsgemäße Schichtkonstruktion zeichnet sich gegenüber
herkömmlichen vergleichbaren Konstruktionen durch eine hervorragende Rutschsicherheit
ihrer Noppenseite aus. Diese ist darauf zurückzuführen, daß die an der als Membran
wirkenden elastischen Mittelschicht befestigten Noppen nicht nur in Richtung ihrer
Achse elastisch beweglich sind, sondern auch um bestimmte Beträge unter seitlicher
oder schräger Krafteinwirkung horizontal elastisch federnd verschoben werden können.
Aus diesem Grunde können die beweglich gelagerten Noppen größere Seitenkräfte aufnehmen,
als gleichartige, an einem starren Untergrund befestigte Noppen. Dies liegt an dem
mehr gleitenden ttbergang von der Haftreibung in die Gleitreibung beim Erfindungsgegenstand.
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Die erfindungsgemäße Schichtkonstruktion in Form von Schuhsohlen
oder Bodenbelägen kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. So können
beispielsweise die
Noppen nachträglich auf die zuvor einseitig mit
Stegen versehene elastische Mittelschicht angeklebt oder anvulkanisiert werden.
Eine besonders einfache Herstellung zeichnet sich jedoch dadurch aus, daß die Stege,
die Mittelschicht und die Noppen einstückig aus einem weichelastischen Gummi oder
Kunststoff in einem einzigen Formungsvorgang hergestellt werden.
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Die Hauptanwendungsgebiete der neuen Schichtkonstruktion sind einmal
Bodenbeläge und zum anderen Schuhsohlen, wobei jedoch noch eine Vielzahl von anderen
Anwendungsmöglichkeiten besteht, bei denen stoßartig auftretende Kräfte elastisch
dämpfend abgefangen werden sollen. Unabhängig von dem jeweiligen Anwendungsgebiet
sind die Noppen zweckmäßig kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die Größe ihrer
Basisfläche geringfügig kleiner als die des zugeordneten freien Zwischenraums ist.
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Hierdurch wird einmal eine optimale elastische Ubertragung der Belastungskräfte
erreicht und zum anderen erleichtert sich die Reinigung der-Noppen-Zwischenräume.
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Um Dauerbiegebrüche zu vermeiden, die bei geradlinig verlaufenden
Laufprofilzwischenräumen quer zur Sohlenlängsachse auftreten können, sind bei einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung die Stege schräg zur Ballen- bzw. Sohlenlängsachse
angeordnet. Da ferner nach geltenden DIN-Normen die geradlinig verlaufenden Laufprofilzwischenräume
an Sohlen für Sicherheitsschuhe nicht senkrecht aufeinander stehen dürfen, bilden
die Stegzwischenräume seitlich abgeschlossene Rhomben, deren eine Diagonale, meist
die längere Diagonale dieser Rhomben, in etwa quer zur Ballen- bzw. Sohlenlängsachse
verläuft.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung im einzelnen beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Schichtkonstruktion
gemäß dieser Erfindung in Anwendung bei einer Lauf sohle; Fig. 2 den Ausschnitt
gemäß Fig. 1 in Draufsicht - ohne die Brandsohle; Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden
Ausschnitt einer Schichtkonstruktion in Anwendung als Bodenbelag; Fig. 4 den Umriß
einer Laufsohle mit im Ballenbereich in Draufsicht gezeichneter Schichtkonstruktion.
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Wie aus den wig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die erfindungsgemäße
Schichtkonstruktion aus einer elastischen Mittelschicht 1, daran in vorgegebenen
Abständen nach oben weisend angeformten Stegen 2 und an ihrer Unterseite ebenfalls
angeformten Noppen 3 aus Vollmaterial.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, begrenzen jeweils vier Stege 2 einen
freien Zwischenraum 4, der gemäß Fig. 1 nach oben von einer durchgehenden Brandsohle
5 abgeschlossen ist. Die Vielzahl der mit Luft gefüllten freien Zwischenräume 4
gewährleistet eine hervorragende Wärmedämmung, was einerseits bei schwererem Winter-Schuhwerk
von Bedeutung ist, da es für warme Füße sorgt, was jedoch
im gleichen
Maße für Arbeits- bzw. Sicherheitsschuhe besonders zweckmäßig ist, die häufig an
heißen Betriebspunkten, z. B. beim Asphaltieren von Straßen, getragen werden.
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Da bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung die Gewichtskraft
des Trägers über die Brandsohle 5 auf die relativ schmalen Stege 2 übertragen wird,
die sich zusammen mit der gummielastischen Mittelschicht 1 elastisch verformen können,
weist ein mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Schuhsohle versehener Schuh einen
hohen Tragekomfort auf, wie er bei herkömmlichen Laufsohlen gleicher Materialqualität
bisher nicht erreicht werden konnte. Darüber hinaus ergibt sich bei derartigem Schuhwerk
noch ein wesentlich höherer Grad an Rutschfestigkeit als bei Schuhen mit herkömmlichen
Profilsohlen. Wenn nämlich die auftretenden Gewichtskräfte schräg zur Laufsohle
gerichtet sind, d.
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h. horizontale Querkomponenten aufweisen, dann tritt bei den an der
Mittelschicht "elastisch aufgehängten" Noppen 3 eine Verkippung bzw. Verkantung
auf, mit der vorteilhaften Folge, daß die Griffigkeit des Noppen-Profils gesteigert
wird.
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In Fig. 1 sind durch die Pfeile die Angriffsrichtungen der Gewichts-
und Reaktionskräfte auf die Stege bzw. auf die Noppen im "Normalbetrieb" dargestellt.
Die an den Noppen angreifenden Kräfte werden versuchen, diese in den freien Steg
zwischenraum hineinzudrücken und die als elastische Membran wirkende Mittelschicht
entsprechend zu verformen. Die Höhe der Noppen 3 soll in etwa der Tiefe der freien
Zwischenräume 4 zwischen den Stegen 2 entsprechen und die Dicke der mittleren Materialschicht
wird so gewählt, daß einerseits eine ausreichende Elastizität und
andererseits
auch die notwendige hohe Festigkeit der Materialverbindung zwischen den Noppen 3
und den Stegen 2 gewährleistet wird. Wie ersichtlich, sind die Noppen 3 kegelstumpfförmig
ausgebildet, wobei ihre in Fig. 1 obere Basisfläche geringfügig kleiner als die
entsprechende Bodenfläche des zugeordneten freien Zwischenraums 4 ist, um die angestrebten
Umlenkungen der Richtungen der Gewichtskräfte herbei zum führen.
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Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht in ihren wesentlichen Merkmalen
derjenigen nach den Fig. 1 und 2, wobei jedoch entsprechend ihrer Verwendung als
Bodenbelag die Stege 2 auf dem Unterboden 6 aufliegen und die Noppen 3 frei nach
oben vorstehen. Die technischen Wirkungen dieser Schichtkonstruktion gleichen in
etwa der vorstehend beschriebenen. Der dargestellte Bodenbelag kann beispielsweise
in Form von Gummimatten von jeweils gewünschter Größe und Gestalt oder aber auch
zur großflächigen Bodenbedeckung in Werkhallen oder anderen industriellen Betriebspunkten
eingesetzt werden. Dabei ergibt sich gegenüber herkömmlichen Bodenbelägen, die in
der Regel an ihrer Oberseite ein durchgehendes Rasterprofil aufweisen, der besondere
Vorzug einer verbesserten Reinigungsmöglichkeit, weil der zwischen den Einzelnoppen
abgelagerte Schmutz aufgrund der konischen bzw. Kegelstumpf-Form der Noppen leicht
herausgespült werden kann.
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Fig. i zeigt im Umriß eine Laufsohle mit der erfindungsgemäß ausgebildeten
Schichtkonstruktion gemäß den Fig. 1 und 2, wobei diese Konstruktion lediglich im
Ballenbereich der Sohle schematisch dargestellt ist, sich aber in der Praxis über
die gesamte Sohlenfläche erstreckt.
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Die Stege 2 bilden ein rhombenförmiges Muster und verlaufen jeweils
schräg zur Längsachse 7 der Laufsohle, wobei die längere Diagonale der Rhomben in
etwa quer zur Längsachse 7 ausgerichtet ist.