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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine stoßabsorbierende und druckverringernde
Einlegesohle des Typs, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben
ist. Die Erfindung betrifft außerdem
einen Herstellungsprozess sowie die Verwendung einer Einlegesohle.
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Es
ist eine größere Anzahl
von Einlegesohlen für
Schuhwerk bekannt, wobei die Einlegesohle mit einem Fluid, z. B.
mit Gas, Flüssigkeit
oder Gel gefüllt
ist. Die Einlegesohle wird typischerweise hergestellt, indem zwei
Lagen entlang des Rands der Einlegesohle z. B. durch Schweißen oder
Kleben miteinander verbunden werden. Auf diese Weise wird ein geschlossener
Hohlraum erzeugt, der vor oder während
des Verbindens mit Fluid gefüllt
wird.
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Außer der
Verbindung längs
des Rands kann die Einlegesohle mit zusätzlichen Verbindungen in einem
bestimmten Muster versehen sein, um eine massierende oder druckverringernde
Wirkung zu erhalten.
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Derartige
Sohlen werden in der internationalen Patentanmeldung WO94/23603
und in den US-Patenten Nr. 4.123.855, 5.778.561, 5.979.086, 4.567.677
und 5.067.255 beschrieben. Diese massierenden Einlegesohlen sind
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Flüssigkeitshohlräume vorgesehen
sind, die sich vom hinteren Ende der Einlegesohle zum vorderen Ende
der Einlegesohle erstrecken. Die massierende Wirkung entsteht als
ein Ergebnis der Bewegung der Flüssigkeit
zwischen dem Fersenbereich und dem Bereich unter dem Vorderfuß, wenn
sich die Belastung auf dem Fuß ändert. Diese
Sohlen können
mit Verbindungsmustern versehen sein, die entworfen sind, um die
Bewegung der Flüssigkeit
zu hemmen, wodurch sich die Reaktionszeit der Sohle verlängert und
somit eine stoßabsorbierende
Wirkung erzeugt wird. Ferner verhindern Verbindungen an der Einlegesohle
unter dem Mittelfuß,
dass die Flüssigkeit
diese spezielle Stelle erreicht. Der Nachteil dieser Sohlen besteht
darin, dass eine ständige
Last auf der Ferse oder dem Vorderfuß bewirkt, dass die Flüssigkeit
zu dem entgegengesetzten Ende der Einlegesohle fließt und dadurch
die unterstützende
Flüssigkeit
unter der Ferse bzw. dem Vorderfuß entfernt wird.
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Um
die Flüssigkeitsunterstützung unter
der Ferse bzw. dem Vorderfuß aufrechtzuerhalten,
wurde eine Einlegesohle entwickelt und im US Patent Nr. 4.115.934
beschrieben, in dem eine Einlegesohle unter der Ferse und unter
dem Vorderfuß mit
kleineren Hohlräumen
versehen wurde. Eine derartige Konstruktion besitzt jedoch große Nachteile.
Durch eine Last, die auf einen Hohlraum ausgeübt wird, der sich z. B. mittig
unter der Ferse befindet, wird die Flüssigkeit von dem Zentrum zu
dem Umfang des Hohlraums verlagert. Dieses Prinzip ist für dünne Einlegesohlen
nicht geeignet, da die gesamte Flüssigkeit infolge der Belastung
von der Mitte des Hohlraums zum Umfang verlagert wird. Diese Wirkung
ist bei der langfristigen Verwendung noch signifikanter, da eine wiederholte
Last eine so genannte Kriechdehnung des Lagenmaterials bewirkt,
was eine leichtere Verlagerung der Flüssigkeit zu dem Umfang des
Hohlraumes zur Folge hat. Demzufolge wird eine Belastung durch die
Ferse das Fehlen der Flüssigkeit
unter der Ferse bewirken. Dieser Wirkung kann entgegengewirkt werden,
indem sehr dicke Einlegesohlen verwendet werden, bei denen die Hohlräume große Mengen
von Fluid enthalten oder bei denen ein Teil der Flüssigkeit
wie im US-Patent Nr. 5.313.717 durch ein Schwammmaterial ersetzt
wird. Es kann jedoch schwierig sein, dicke Einlegesohlen in vorhandenes Schuhwerk
einzulegen. Ferner verringert eine hohe, mit Flüssigkeit gefüllte Einlegesohle
die Unterstützung
des Fußes
durch das Schuhwerk.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die Last durch die Ferse bewirkt,
dass die Flüssigkeit
innerhalb einer sehr kurzen Zeit von der Mitte des Fersenbereichs
zu dem Umfang des Fersenhohlraums fließt, wodurch die Stoßabsorption
beträchtlich
eingeschränkt
wird. Außerdem
besitzt das wohlbekannte langfristige Problem der Kriechdehnung
des Materials die Wirkung, dass sowohl die Stoßabsorption als auch die Druckverringerung
mit der Zeit wesentlich nachlassen. Außerdem bewirkt die Verlagerung
der Flüssigkeit
zu dem Umfang des Hohlraums Probleme für größere Unterstützungsbereiche
z. B. unter der Ferse, da sich dieser Umfangsbereich außerdem über den
Fuß in
die Nähe
des Fersenknochens erstreckt, wo demzufolge ein Flüssigkeitswulst
nach oben gegen die Sehnen und Muskeln des Fußes drückt, was sehr unangenehm und
schmerzhaft ist. Die gleiche Wirkung entsteht unter dem Vorderfuß, wo sich
der Flüssigkeitswulst
insbesondere im Übergangsbereich
zwischen der Fußsohle
und den Zehen festsetzt. Deswegen besitzen kommerziell verfügbare Einlegesohlen
lediglich Hohlräume
mit sehr begrenzten Unterstützungsbereichen.
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Es
gibt einen bedeutenden Bedarf an großen druckverringernden Oberflächen im
Schuhwerk, insbesondere im orthopädischen Bereich, wenn z. B.
bei einem Fersendorn eine wirkungsvolle Entlastung des gesamten
Fersenbereichs erforderlich ist. Dementsprechend wird eine Plattfüßigkeit
des Vorderfußes am
besten durch eine große
druckverringernde Fläche
behoben. Da die Stoßabsorption
ferner eine Funktion der Kollisionsdauer und des Kollisionsbereichs
ist, gewährleistet
eine große
Fläche
eine bessere Stoßabsorption.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einlegesohle zu schaffen, die
stoßabsorbierend
und gleichzeitig druckverringernd ist und bei der bekannte Nachteile
vermieden werden. Es ist insbesondere die Aufgabe der Erfindung,
eine dünne
Einlegesohle mit verbesserten stoßabsorbierenden und druckverringernden
Eigenschaften zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit einer stoßabsorbierenden
und druckverringernden Einlegesohle für Schuhwerk des Typs, bei dem
die Einlegesohle eine obere Lage und eine untere Lage umfasst, die längs eines
geschlossenen Weges miteinander verbunden sind, um wenigstens einen
geschlossenen Hohlraum zu schaffen, der mit wenigstens einem Fluid
gefüllt
ist, wobei in dem geschlossenen Hohlraum zusätzliche Verbindungen vorgesehen
sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Verbindungen unterschiedliche
Höhen besitzen,
um das Vorhandensein von Flüssigkeit
in der Nähe
der höheren
der zusätzlichen
Verbindungen zu begünstigen,
wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist.
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Bei
einer Einlegesohle gemäß der Erfindung wird
eine Unterstützung
des Fußes
durch einen oder mehrere geschlossene Hohlräume erreicht, die um jene Bereiche
angeordnet sind, auf die eine Last durch den Fuß ausgeübt wird, z. B. in dem Fersenbereich
oder in dem Bereich unter dem Vorderfuß. Um zu verhindern, dass sich
infolge einer ständigen
Last durch einen Teil des Fußes,
z. B. die Ferse, unter diesem bestimmten Teil des Fußes kein
Fluid, z. B. Gas, Flüssigkeit
oder Gel, mehr befindet, werden diese Hohlräume in der Weise hergestellt,
dass sie sich nicht von dem hinteren Ende des Schuhwerks zu dem
vorderen Ende des Schuhwerks erstrecken, wodurch verhindert wird,
dass die Flüssigkeit
von dem hinteren Ende des Schuhwerks zu dem vorderen Ende des Schuhwerks
verlagert wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit dem Schwerpunkt auf die Bereiche
um die Ferse und den Vorderfuß erläutert, obwohl
es im Umfang der Erfindung liegt, dass geschlossene Hohlräume unter
anderen Teilen des Fußes
hergestellt werden können, falls
dies zweckmäßig sein
sollte.
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Die
Einlegesohle gemäß der Erfindung
ist mit zusätzlichen
Verbindungen in einem derartigen geschlossenen Hohlraum versehen.
Diese Verbindungen werden vorzugsweise entlang offenen Wegen hergestellt.
Der Ausdruck offener Weg wird für
Wege verwendet, die nicht geschlossen sind, was bedeutet, dass die
Herstellung dieser Verbindungen keine neue geschlossene, Fluid enthaltende
Hohlräume zur
Folge hat. Der vereinfachte Ausdruck offener Weg enthält nicht
nur lang gestreckte Wege, sondern außerdem punktartige Verbindungen.
Durch diese zusätzlichen
Verbindungen werden mehrere Vorteile erreicht, was im Folgenden
beschrieben wird.
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Wie
Experimente für
dünne Einlegesohlen gezeigt
haben, die in vorhandenes Schuhwerk eingelegt werden sollen, ist
es von großem
Vorteil, dass die zusätzlichen
Verbindungen unterschiedliche Höhen
besitzen. Dadurch kann das Fluid in der Einlegesohle an bestimmten
Stellen konzentriert werden, indem in der Umgebung dieser Stellen
höhere
zusätzliche
Verbindungen angeordnet werden. Es ist z. B. bevorzugt, dass die
Verbindungen, die am nächsten zu
dem Druckbereich liegen, die höchsten
sind, um das Vorhandensein von Flüssigkeit in dem Druckbereich
zu begünstigen,
wenn an dieser bestimmten Stelle durch den Fuß keine Last ausgeübt wird.
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Eine
derartige Verbindung wird in einfacher Weise erreicht, wenn die
Verbindung durch Schweißen
erfolgt. Beim Schweißen
wird das Lagenmaterial geschmolzen und zu dem Rand der Schweißnaht geschoben.
Indem die Schweißnaht
an einer Stelle dichter zusammengeschoben wird als an einer anderen
Stelle, z. B. durch wiederholtes Schweißen an der gleichen Stelle,
wird an dieser Stelle ein Rand an der Schweißnaht erreicht, der höher ist
als die anderen.
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Durch
eine Belastung wird die Flüssigkeit von
diesen Bereichen verlagert und in die Bereiche, die die Verbindungen
umgeben, gedrückt,
wo der Hohlraum der Einlegesohle infolge niedrigerer zusätzlicher
Verbindungen dünn
ist. Deswegen wirkt die Flüssigkeit,
um die obere Lage und die untere Lage nahe an diesen niedrigeren
Verbindungen auseinander zu drücken.
Dadurch wird verhindert, dass die Flüssigkeit rasch fließt, wodurch
die Kollisionsdauer sowie der Kollisionsbereich vergrößert werden.
Ferner passt sich die Flüssigkeit
unabhängig von
dem Winkel, unter dem der Fuß auf
die Grundfläche
gesetzt wird und unabhängig
von dem Design der inneren Sohle des Schuhs, der insgesamt eine optimale
Stoßabsorption
gewährleistet,
immer an die individuelle Fußform
und die Belastung durch den Knochen an.
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Während eine
Stoßabsorption,
wie oben erwähnt
wurde, bei einer momentanen Belastung erreicht wird, besitzt eine
kontinuierliche Last eine druckverringernde Wirkung, da die Flüssigkeit
die Einlegesohle formen wird, damit sie z. B. unter der Ferse mit
den Konturen des Fußes übereinstimmt.
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Eine
Einlegesohle gemäß der Erfindung
besitzt nicht die gleichen Probleme wie bekannte Einlegesohlen,
bei denen die Flüssigkeit
z. B. in einem runden Hohlraum unter der Ferse infolge der Last aus
der Mitte des Hohlraums zum Umfang des Hohlraums gedrückt wird
mit der Wirkung, dass die Ferse nicht mehr durch Flüssigkeit
unterstützt
wird. Gemäß der Erfindung
können
die zusätzlichen
Verbindungen in einer solchen Weise hergestellt werden, dass sie verhindern,
dass der Hohlraum am Umfang zu dick wird, und somit ständig einen
Teil der Flüssigkeit
innerhalb des Bereichs halten, in dem der Fuß den größten Druck verursacht. Deswegen
wird die gewünschte
druckverringernde Wirkung beibehalten und gleichzeitig wird der
schädliche
Querwulst vermieden. Folglich kann eine Einlegesohle gemäß der Erfindung
sehr dünn
hergestellt werden und kann trotzdem die gewünschte stoßabsorbierende und druckverringernde
Wirkung beibehalten.
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Ferner
besitzen die zusätzlichen
Verbindungen die Wirkung, dass die Struktur der Einlegesohle stabiler
ist als die von anderen bekannten Produkten, da die obere Lage und
die untere Lage an vielen Stellen und nicht nur längs des
Rands verbunden sind. Das schließt ein, dass der Druck der
Flüssigkeit, wenn
darauf eine Last ausgeübt
wird, längs
einer viel längeren
Schweißnaht
verteilt wird, die die Summe aus mehreren punktähnlichen Schweißnähten sein kann,
so dass die Last pro Längeneinheit
der Schweißnaht
stark verringert ist, wodurch die Festigkeit der Sohle gemäß der Anzahl
und der Länge
von zusätzlichen
Verbindungen vergrößert wird.
Gleichzeitig wird ein weiterer großer Vorteil erreicht, indem eine
Kriechdehnung nicht in dem gleichen Ausmaß wie bei Sohlen des Standes
der Technik auftritt.
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Die
zusätzlichen
Verbindungen werden vorteilhaft in einem Bereich außerhalb
eines Druckbereichs hergestellt, wobei der Druckbereich jener Bereich
unter der Ferse oder dem Vorderfuß ist, der dem größten Druck
von der Ferse bzw. dem Vorderfuß unterworfen
ist. Das gewährleistet,
dass die Einlegesohle in dem Druckbereich bei einer guten absorbierenden
und druckverringernden Wirkung verhältnismäßig hoch ist.
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Eine
Einlegesohle gemäß der Erfindung
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sie Flüssigkeit oder Gas unter einem
höheren
Druck als atmosphärischem
Druck enthält.
Das war bei bekannten Sohlen nicht in der gleichen Weise möglich. In
diesem Zusammenhang sind die zusätzlichen
Verbindungen, die eine zu starke Krümmung der Oberfläche der
Einlegesohle verhindern, äußerst wichtig.
Durch die Verwendung eines höheren
Drucks als in ähnlichen
Sohlen des Standes der Technik kann die Einlegesohle sehr dünn hergestellt
werden und trotzdem eine sehr wirkungsvolle Stoßabsorption und eine gute druckverringernde
Wirkung gewährleisten,
die normalerweise lediglich bei viel dickeren Konstruktionen erreicht
werden können.
Die Verwendung von dünnen Einlegesohlen
hat den Vorteil, dass diese in vorhandenes Schuhwerk passen und
dadurch das bereits vorhandene Schuhwerk des Benutzers beträchtlich verbessern.
Das bewirkt ferner, dass der Benutzer eine größere Stabilität von dem
Schuhwerk fühlt,
was nicht immer der Fall ist, wenn die Einlegesohle sehr dick ist,
da die obere Lage von dicken, mit Flüssigkeit gefüllten Einlegesohlen
dazu neigt, in Bezug auf die untere Lage und die äußere Sohle
des Schuhwerks zur Seite zu gleiten.
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Es
ist im Allgemeinen ein großes
Problem Einlegesohlen herzustellen, bei denen das Fluid einen Druck
besitzt, der über
dem Druck der Atmosphäre
liegt, da das Verbinden im Stand der Technik in einer mit Druck
beaufschlagten Kammer erfolgen muss. Alternativ erfolgt im Stand
der Technik das Verbinden erst nachdem die Hohlräume mit Fluid, das mit Druck
beaufschlagt ist, gefüllt
wurden, was außerdem
ein sehr schwieriger und teurer Prozess ist. Deswegen waren Einlegesohlen
mit unter Überdruck stehenden
Fluid bisher nicht kommerziell verfügbar, obwohl sie viele Vorteile
bieten.
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Es
hat sich jedoch erwiesen, dass die Herstellung von zusätzlichen
Verbindungen in einer Einlegesohle gemäß der Erfindung als ein einfacher
und wirtschaftlicher Weg verwendet werden kann, um bei dem Fluid
in einer Einlegesohle gemäß der Erfindung einen Überdruck
zu erzeugen. In einem ersten Schritt werden eine obere Lage und
eine untere Lage längs eines
geschlossenen Verbindungsweges miteinander verbunden, um einen geschlossenen
Hohlraum zu schaffen, wobei der Hohlraum mit einer bestimmten Fluidmenge
bei atmosphärischem
Druck gefüllt wird.
Dieser erste Schritt ist wohlbekannt. Im nächsten Schritt, der für die Erfindung
kennzeichnend ist, werden zusätzliche
Verbindungswege in dem geschlossenen Hohlraum hauptsächlich durch
Schweißen
längs offener
Wege geschaffen, um das Volumen des geschlossenen Hohlraums zu verringern. Dadurch
wird in dem Hohlraum ein Druck erreicht, der über dem atmosphärischen
Druck liegt. Je mehr zusätzliche
Verbindungen hergestellt werden, desto kleiner ist das Volumen des
geschlossenen Hohlraums und desto höher ist der Druck in dem Hohlraum.
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Es
ist allgemein bekannt, dass die meisten Probleme bei Schmerzen unter
der Ferse oder dem Vorderfuß ein
Ergebnis dessen sind, dass das Körpergewicht
auf sehr kleine Bereiche der Fußsohle konzentriert
ist, wodurch schmerzhafte Druckkonzentrationen bewirkt werden. Heutzutage
sollten diese Probleme orthopädisch
gelöst
werden, indem eine feste dicke Einlegesohle modelliert wird, bei
der durch geometrisch erhöhte
Bereiche an der Fußsohle
versucht wird, einen Teil der erwähnten Druckkonzentration auf
andere Teile des Fußes
zu verlagern. Diese Einlegesohlen haben jedoch viele Nachteile, von
denen die Folgenden erwähnt
werden können: Sie ändern die
Positionierung des Fußes,
indem sie den Fuß zwingen,
eine größere Last
auf den äußeren Rand
des Fußes
auszuüben,
wodurch häufig
Probleme mit den Knien, den Hüften
und dem Rücken
verursacht werden; sie verhindern eine natürliche Bewegung des Fußes, da
der Fuß in
nur eine Position gezwungen wird, was einerseits häufig unangenehm
ist und andererseits die Blutzirkulation in dem Fuß verringert;
sie erfordern einen bestimmten Raum, was bedeutet, dass der Benutzer
gezwungen ist, sehr teuere Schuhe zu kaufen, in Verbindung mit der
Tatsache, dass diese Schuhe, insbesondere aus der Sicht von Frauen,
nicht modisch sind, was für
viele Frauen ein echtes Problem darstellt. Außerdem sind diese Einlegesohlen
selbst sehr teuer. In Bezug auf den ökonomischen Aspekt ist es wichtig,
sich über
die Tatsache im Klaren zu sein, wenn die Benutzung dieser festen
Einlegesohlen einmal begonnen wird, werden die zusätzlichen
Ausgaben sowohl für
Schuhe als auch für
Einlegesohlen während
des restlichen Lebens des Benutzers ständig anfallen.
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Durch
die druckverringernde Wirkung ist eine Einlegesohle gemäß der Erfindung
in starkem Maße
schmerzverringernd. Die zusätzlichen
Verbindungen können ferner
leicht in einer Weise angebracht werden, um die vorhandenen Schmerzbereiche
bestmöglichst
zu entlasten, was in vielen Fällen die
Wirkung hat, dass die Einlegesohle eine größere Hilfe darstellt als die
gegenwärtig
bekannten Einlegesohlen. Das wird mit der Tatsache kombiniert, dass die
druckverringernde Wirkung von dem vorhandenen Druckbereich der Sohle
während
jeder denkbaren Fußbewegung
immer der individuellen Fußform dynamisch
folgt, insbesondere weil die druckverringernden Bereiche gemäß der Erfindung
mit einer großen
Fläche
hergestellt werden können.
Ferner verändert
die Einlegesohle nicht die natürliche
Positionierung des Fußes,
wodurch eine schädliche
Belastung an Knien, Hüften
und Rücken
verhindert wird; die Einlegesohle blockiert die Fußbewegung
nicht, wodurch die Blutzirkulation in dem Fuß nicht verringert wird; die
Einlegesohle ist dünn,
wodurch die Einlegesohle in die normalen Schuhe des Benutzers passt, sogar
in Damenschuhe mit hohem Absatz, was für den Benutzer sowohl in Bezug
auf Bequemlichkeit als auch finanziell einen großen Vorteil darstellt.
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Die
Einlegesohle hat sich für
Sportschuhe besonders vorteilhaft erwiesen. Auf dem Gebiet des Sports
sind im Allgemeinen maximale Leistungsmerkmale gewünscht. In
Bezug auf Sportschuhe bedeutet dies die Forderung nach maximaler
Stoßabsorption
und bestmöglicher
Anpassung in Bezug auf die Innensohle des Schuhs, derart, dass die
lastaufnehmenden Bereiche unter der Ferse und dem Vorderfuß möglichst
groß sind.
Eine Stoßabsorption
wird in der Regel durch Elastomere erreicht. Elastomere sind jedoch
verhältnismäßig schwer,
deshalb beinhaltet die Konstruktion von Sportschuhen immer einen
Kompromiss zwischen der gewünschten
Stoßabsorption
und dem Gewicht des Schuhs, da ein Schuh, der zu schwer ist, die
Leistungsfähigkeit
des Athleten verringert. In vielen Disziplinen, wie etwa Sprint,
Basketball oder Tennis, werden speziell geformte Einlegesohlen für den einzelnen
Spitzenathleten hergestellt, wobei die Einlegesohle den belastbaren
Bereich so weit wie möglich
vergrößert, um
den Kollisionsbereich zu vergrößern und
dadurch die Nutzung der stoßabsorbierenden
Eigenschaften der Elastomere zu verbessern und das Gewicht des Schuhs
zu verringern. Geformte Einlegesohlen besitzen eigentlich nur eine
Form, was bedeutet, dass sie niemals in der Lage sind, allen Bewegungen
des Fußes
zu folgen. Es ist insbesondere schwierig, die Einlegesohlen in Bezug
auf den Winkel, unter dem der Fuß auf die Grundfläche gesetzt
wird, optimal zu formen, da dieser Winkel sowohl von der Geschwindigkeit
des Athleten als auch vom Zustand der Grundfläche abhängt.
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Durch
die Einkapselung von Fluid und die physikalischen Gesetze für eine Fluidbewegung
in den geschlossenen Hohlräumen
wird sich die Einlegesohle gemäß der Erfindung
immer an die individuelle dynamische Fußform des Athleten anpassen. Das
bedeutet, dass die Einlegesohle unabhängig von der Fußform des
Athleten, der Innensohle des Schuhs, dem Winkel, unter dem der Fuß auf die Grundfläche gesetzt
wird, und von den Eigenschaften der Grundfläche immer die größtmögliche Kollisionsfläche schaffen
wird. Außerdem
macht das sehr geringe Gewicht der dünnen Einlegesohle sie für den Sport
besonders geeignet. Es ist folglich möglich, Einlegesohlen für allgemeine
Sportschuhe herzustellen, die jenen Einlegesohlen entsprechen, die
heutzutage individuell für
Spitzenathleten geformt werden, und viel besser als diese sind.
Das hängt
mit der Tatsache zusammen, dass es möglich ist, die geschlossenen
Hohlräume
und die zusätzlichen
Verbindungen an Spitzenathleten anzupassen, so dass die Einlegesohle
die Möglichkeit
der Stoßabsorption
und der dynamischen Entlastung auf einem bisher unbekannten Niveau
bietet.
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Das
Fluid für
eine Einlegesohle gemäß der Erfindung
kann zwei oder mehrere Flüssigkeiten
mit unterschiedlichen Viskositäten
umfassen, um die stoßdämpfenden
Eigenschaften zu optimieren. Das Fluid kann außerdem kleine feste oder elastische
Kugeln enthalten, die beispielsweise mit Gas gefüllt sind, um das Gewicht der
Einlegesohle zu verringern. Außerdem
können
Teilchen in dem Fluid in Suspension vorliegen, um Fließ- und Dämpfungseigenschaften
einzustellen. Es ist z. B. bekannt, dass sich die Viskosität bei Flüssigkeiten
mit gallertartigen Teilchen in Abhängigkeit der mechanischen Wirkung,
die auf die Flüssigkeit
ausgeübt
wird, ändert.
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Beschreibung
der Zeichnung
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer beschrieben,
in der
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1 eine
Einlegesohle zeigt, die aus einer Richtung senkrecht zur Oberfläche betrachtet
wird;
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2 einen Querschnitt der Einlegesohle längs der
Linie A-A zeigt;
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3 Schweißverbindungen mit unterschiedlicher
Höhe veranschaulicht;
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4 eine andere Ausführungsform eines geschlossenen
Hohlraums im Fersenbereich veranschaulicht;
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5 den
Querschnitt C-C durch den Hohlraum im Fersenbereich zeigt;
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6 eine
weitere Ausführungsform
mit einem großen
Entlastungsbereich an der Ferse zeigt; und
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7 eine weitere Ausführungsform zeigt, bei der zusätzliche
Verbindungen gemäß einer
individuellen Stoßabsorption
angeordnet sind.
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1 zeigt
eine Einlegesohle 1, die aus einer Richtung senkrecht zur
Oberfläche
betrachtet wird. Die obere Lage und die untere Lage sind längs des
Rands 2 der Einlegesohle 1 z. B. durch Kleben, Warmschweißen oder
Ultraschallschweißen
miteinander verbunden. Ferner ist ein mit Fluid gefüllter Hohlraum 6 in
dem Bereich unter der Ferse durch die Einkapselung eines ersten
geschlossenen Weges 3, 3' vorgesehen. Ein zweiter mit Fluid
gefüllter
Hohlraum 7 ist in dem Bereich unter dem Vorderfuß durch die
Einkapselung eines zweiten geschlossenen Weges 4, 4', 4'', 4''' vorgesehen.
In diesen beiden Hohlräumen 6, 7 sind
zusätzliche
Verbindungen 5 längs offener
Wege vorgesehen.
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Wie
in 1 dargestellt ist, sind die zusätzlichen
Verbindungen 5 in einem Bereich außerhalb eines Druckbereichs 8', 8 vorgesehen,
der durch eine gestrichelte Linie angegeben ist. Der Druckbereich ist
einerseits der Bereich 8 unter der Ferse, der dem größten Druck
von der Ferse unterworfen ist, und andererseits der Bereich 8' unter dem Vorderfuß, der dem
größten Druck
von dem Vorderfuß unterworfen ist.
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Ferner
können
die zusätzlichen
Verbindungen 5 in einem Muster angeordnet sein, das die
freie Bewegung des Fluids in dem Hohlraum 6, 7 behindert.
Wenn der Hohlraum 6, 7 einer Last unterworfen wird,
die bewirkt, dass das Fluid von dem Druckbereich 8, 8'' verlagert wird, werden die verengten Durchlässe zwischen
den zusätzlichen
Verbindungen 5 die Bewegung des Fluids dämpfen, wobei
die Bewegung mit den gekrümmten
Pfeilen 24, 24' angegeben
ist.
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2 zeigt einen Querschnitt durch die Einlegesohle 1 längs der
Linie A-A, die in 1 angegeben ist. Wenn die Einlegesohle 1 nicht
unter der Belastung eines Fußes
steht, ist die Einlegesohle 1 in der Weise geformt, die
in 2a gezeigt ist. Am äußeren Rand 11, 11' der Einlegesohle 1 sind
die obere Lage 9 und die untere Lage 10 miteinander
verbunden. Ferner besitzt der Hohlraum 6, der durch den äußeren Rand 11, 11' eingeschlossen
ist, zusätzliche Verbindungen 5.
In der Mitte des Hohlraums 6 befindet sich der Druckbereich 8.
Die äußeren Bereiche 13, 13', 14, 14' sind nicht
so hoch wie der mittlere Bereich 12, da die zusätzlichen
Verbindungen 5 und die Elastizität der Lagen 9, 10 dies
verhindern. Die Form der äußeren Bereiche 13, 13', die in 2a asymmetrisch
dargestellt sind, ist durch das Muster der zusätzlichen Verbindungen festgelegt.
Infolge von elastischen Kräften,
die durch Pfeile 15 dargestellt sind, zwischen der oberen
Lage 9 und der unteren Lage 10 wird bewirkt, dass
das Fluid zu dem mittleren Bereich 12 fließt, was
durch Pfeile 16 dargestellt ist.
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2b veranschaulicht
die Folge eines äußeren Stoßes mit
einem Druck 17 auf die Einlegesohle 1. Der mittlere
Bereich 12 wird dabei zusammengedrückt. Der Druck überträgt sich
auf das restliche Fluid, was mit den Pfeilen 19 angezeigt
ist, wodurch eine Ausdehnung der äußeren Bereiche 13, 13', 14, 14' bewirkt wird,
die mit Pfeilen 18 angegeben ist. Während dieser Ausdehnung wird
eine mechanische Arbeit geleistet, indem die obere Lage 9 von
der unteren Lage 10 weggeschoben wird, was eine Absorption
des Stoßes
zur Folge hat.
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2c veranschaulicht,
wie eine sehr lokale Last, die in 2b gezeigt
ist, eine Druckverringerung in einem sehr großen Bereich 21 unter
der Ferse 20 bewirkt.
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3 veranschaulicht Schweißverbindungen 22, 23 mit
unterschiedlichen Höhen.
Bei der ersten Schweißverbindung 22 sind
die obere Lage 9 und die untere Lage 10 bei einer
verhältnismäßig kleinen Änderung
der Lagendicke an der Position der Schweißnaht miteinander verbunden,
was in 3a gezeigt ist. Deswegen wurde
nur sehr wenig Material zu dem Rand 26 geschoben, wie mit
Pfeilen 25 angegeben ist. Wegen des kleinen Winkels 28 zwischen der
oberen Lage 9 und der unteren Lage 10 ist deshalb
die Höhe 27 der
Einlegesohle in einem Abstand von dem Rand verhältnismäßig klein, deshalb ergibt dieser
Typ der Schweißverbindung
eine niedrige Verbindung.
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3b zeigt
eine so genannte tiefe Schweißverbindung 23.
Die Lagendicke wurde wesentlich verändert und deshalb wurde viel
mehr Material zu dem Rand 26' verschoben,
was durch Pfeile 25' angegeben
ist. Wegen des steilen Winkels 28' zwischen der oberen Lage 9 und
der unteren Lage 10 ist die Höhe 27' der Einlegesohle somit in einem
Abstand von dem Rand 26' der
Verbindung 23 verhältnismäßig groß, deshalb
hat dieser Typ der Schweißverbindung
eine hohe Verbindung zur Folge.
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Durch
die Anwendung dieser Technologie ist es möglich, eine Einlegesohle gemäß der Erfindung zu
entwerfen und herzustellen, bei der sich eine verhältnismäßig große Fluidmenge
in bevorzugten Bereichen befindet. Es ist somit vorteilhaft, die
Höhe der zusätzlichen
Verbindungen 5, vorzugsweise die Höhe 28, 28' der Schweißverbindungen 22, 23 so
zu verändern,
dass die Verbindungen infolge der Schweißverbindungen 23,
die am nächsten
zu dem Druckbereich 8, 8' sind, die Höchsten sind, um das Vorhandensein
von Fluid im Druckbereich 8', 8 zu
begünstigen,
wenn dieser Bereich nicht durch den Fuß belastet ist.
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Die
hohen Verbindungen infolge von tiefen Schweißverbindungen 23 und
die niedrigen Verbindungen infolge des ersten Typs der Schweißverbindung 22 sind
in den 1 und 6 zur Veranschaulichung ebenfalls
angegeben.
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4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform
eines geschlossenen Hohlraums 6 in dem Fersenbereich. Die
zusätzlichen
Verbindungen 5 erstrecken sich vom Druckbereich 8 radial
und ihre Höhe
vergrößert sich
mit dem Abstand von dem Druckbereich. Das ist in 4b dargestellt,
wobei die Einlegesohle in einem Querschnitt längs der Linie B-B gezeigt ist,
wobei die Perspektive zum vorderen Ende der Einlegesohle verläuft, so
dass die zusätzlichen
Verbindungen 5', 5'', 5''' ebenfalls sichtbar
sind. in diesem Zusammenhang muss hervorgehoben werden, dass die
veränderliche
Höhe der
zusätzlichen
Verbindungen in 4b zur Vereinfachung nicht dargestellt
ist. Da die zusätzlichen
Verbindungen 5 mit dem Abstand von dem Druckbereich 8 niedriger
werden, wird das Fluid in dem Druckbereich 8 konzentriert.
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Das
Profil des geschlossenen Hohlraums in dem Querschnitt längs der
Linie C-C ist in 5 genauer dargestellt. Wegen
den zusätzlichen
Verbindungen 5, die sich radial erstrecken, ist das Profil
in dem Druckbereich 8 flach, wenn die Wirkung des äußeren Drucks
fehlt, und konkav in dem Bereich 29, der sich vom Druckbereich 8 und
zu dem Rand 3 erstreckt. Die konkave Form ermöglicht im Unterschied zu
einer konvexen Form die größtmögliche Fluidmenge
im Druckbereich 8.
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Die
konkave Form bewirkt ferner eine Dämpfung des Stoßes. Das
ist in 5 dargestellt. Wenn die Last 17 ausgeübt wird,
wird das Fluid vom Druckbereich 8 weggedrückt, wie
durch Pfeile 19 angegeben ist, wodurch die obere Lage 9 und
die untere Lage 10 auseinander geschoben werden. Die Kraft 30,
die von der unteren Lage 10 nach unten gerichtet ist, wird
auf das Schuhwerk übertragen,
während
die Kraft 31, die in der oberen Lage 9 nach oben
gerichtet ist, eine elastische Verformung des Hohlraums 9 zur
Folge hat. Diese Verformung wird durch die mechanische Arbeit erreicht,
die durch die Flüssigkeit
an der Einlegesohle ausgeführt
wird, wodurch die mechanische Energie, die durch den Stoß verursacht wird,
absorbiert wird. Als eine Folge der konkaven Form des Bereichs 29,
die ermöglicht,
dass vor dem Stoß die
größtmögliche Fluidmenge
in dem Druckbereich 8 zur Verfügung steht, muss eine verhältnismäßig große Fluidmenge
aus dem Druckbereich nahezu augenblicklich verlagert werden. Dadurch
wird bewirkt, dass die Stoßabsorption
und die Druckverringerung durch eine Einlegesohle 1 gemäß der Erfindung
viel besser sind als bei bisher bekannten Einlegesohlen.
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6 zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer Einlegesohle gemäß der Erfindung,
bei der der Druckbereich 8 verhältnismäßig groß gewählt ist.
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Die 7a und 7b veranschaulichen zwei
Fälle,
bei denen die stoßabsorbierenden
und druckverringernden Bereiche 8', 8'' für zwei unterschiedliche
Benutzer jeweils individuell geformt sind. Höhere Verbindungen 23 sind
mit dickeren Umrissen angegeben. Eine Einlegesohle gemäß der Erfindung ermöglicht eine
stark vereinfachte Optimierung einer individuellen Einlegesohle.
Eine Einlegesohle kann ohne zusätzliche
niedrige Verbindungen 22 und hohe Verbindungen 23 hergestellt
werden, woraufhin in Übereinstimmung
mit dem Bedarf des Benutzers zusätzliche
Verbindungen in die Einlegesohle geschweißt werden, so dass die Druckbereiche 8', 8'' gebildet werden und die Strömungsgeschwindigkeit durch
die Verbindungen 22, 23, die die Durchflussmenge
einschränken,
eingestellt wird. Durch die Bildung der Verbindungen kann außerdem der
Druck in der Sohle auf einen optimalen Wert für den Benutzer, z. B. den Sportler,
eingestellt werden.
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In
den 7a und 7b besitzen
die zusätzlichen
niedrigen Verbindungen 22, 22' unterschiedliche Abmessungen,
was außerdem
einen Faktor bei dem Optimierungsprozess darstellt. Das gesamte
Fluidreservoir erstreckt sich von der vorderen Schweißverbindung 4' zur hinteren
Schweißverbindung 4''',
die sich unter dem Fußgewölbe befindet, wo
ein minimaler Druck ausgeübt
wird. Die Einlegesohle kann in der Praxis z. B. durch Schneiden
längs der
hinteren Schweißverbindung 4''' verkürzt sein, um
eine kurze Einlegesohle lediglich für den Vorderfuß zu erhalten.
Diese Verkürzung
kann durch den Benutzer nach dem Kauf der Einlegesohle durchgeführt werden,
um die Einlegesohle in das Schuhwerk, z. B. einen Damensommerschuh
einzupassen. In diesem Fall kann der hintere Abschnitt 32 ohne
Flüssigkeitsfüllung sein.
Gleichfalls kann lediglich ein hinterer Abschnitt der Einlegesohle
durch den Benutzer für
eine Stoßabsorption
an der Ferse verwendet werden. Eine derartige Einlegesohle kann
z. B. an dem Schuh des Benutzers durch Kleben oder mit Klebeband
befestigt werden.
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Eine
Einlegesohle gemäß der Erfindung
wird hauptsächlich
mit einer Höhe
von 2 mm hergestellt, die Einlegesohle kann jedoch eine andere Höhe, z. B. zwischen
0,5 mm und 10 mm besitzen.