DE60215995T2

DE60215995T2 - Versteifungselement für Sportschuh

Info

Publication number: DE60215995T2
Application number: DE60215995T
Authority: DE
Inventors: Benoit Saillet; Philippe Renard; Francois Girard
Original assignee: Salomon SAS
Current assignee: Salomon SAS
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: US6938362B2; FR2823076A1; ATE345062T1; DE60215995D1; FR2823076B1; EP1249184B1; US20020178615A1; EP1249184A1

Description

Das Gebiet der Erfindung ist dasjenige von Schuhen, welche dafür bestimmt sind, mit einem Langlaufski zusammenzuwirken, gemäß einer Bewegung, bei welcher die Spitze des Schuhs fest mit dem Gerät verbunden ist, wobei der Absatz zwischen einer auf dem Gerät abgestützten Position und einer im Verhältnis zum Gerät angehobenen Position verstellbar ist.
Diese Bewegung des Fußes ist diejenige, welche man insbesondere während des Ausübens des Skilanglaufens bei Fortschrittstechniken wiederfindet, welche als „abwechselnder Schritt" oder als „Skate-Schritt" bezeichnet werden. Diese Fortschrittsmodi bestehen auch für Sportgeräte von der Art Langlaufski mit Rollen.
Die für die Schuhe hauptsächlich gewünschten Eigenschaften, welche für diese Art einer Bewegung angepasst sind, sind eine Steifigkeit in transversaler Richtung (große Torsionssteifigkeit) verbunden mit einer longitudinalen Flexibilität, insbesondere in der metatarsophalangischen Zone (schwache longitudinale Steifigkeit).
Die vorliegende Erfindung betrifft somit noch genauer eine Verstärkung, welche darauf abzielt, die oben erwähnten mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
Eine derartige Verstärkung ist vorteilhafterweise dafür bestimmt, ein Element zu sein, welches den unteren Teil des Skilanglaufschuhs bildet. Zu Zwecken eines Beispiels weist ein derartiger unterer Teil herkömmlicherweise eine äußere Sohle auf, die dafür bestimmt ist, mit dem Sportgerät zusammenzuwirken, eine Montagebrandsohle und eine innere Sohle. Dieser untere Teil wird mit dem oberen Teil des Schuhs zusammengesetzt, welcher insbesondere ein Vorderblatt und gegebenenfalls einen Schaft aufweist. Der untere Rand des Vorderblattes ist im Allgemeinen mit der äußeren Sohle sowie mit der Montagebrandsohle vernäht und/oder verklebt und/oder verschweißt. Es bestehen auch andere Montagearten, insbesondere die als „Strobel" bezeichnete Technik.
Es ist tatsächlich wichtig, dass die Langlaufskischuhe starr oder steif in Torsion im Verhältnis zu der longitudinalen Achse des Schuhs sind. Dies erlaubt es, eine gute Stabilität des Schuhs zu gewährleisten, wobei diese Torsionssteifigkeit es erlaubt, eine optimale Führung des Skis im Verhältnis zum Schuh sicherzustellen.
Außerdem ist die Flexibilität in longitudinaler Richtung der Sohle des Schuhs für das Gehen wünschenswert und erweist sich als unablässlich während des Fortschreitens im „abwechselnden Schritt". Der Fuß und der Schuh müssen sich leicht und harmonisch im Verhältnis zu der vorderen, mit dem Schuh fest verbundenen Spitze aufrollen und abrollen können.
Der Fuß und die oberen und unteren (Besohlung) Teile des Schuhs werden während quasi der Gesamtheit der sportlichen Aktivitäten einer Biegung ausgesetzt. In der Praxis und im Sinne der vorliegenden Darstellung spricht man von Biegung, um dasjenige anzugeben, was während der Bewegung auf Höhe der metatarsophalangischen Anlenkung stattfindet. Der Schuh muss in seiner Konzeption perfekt die Positionierung dieser Anlenkung beachten, welche einen Winkel von in etwa 71/72° mit der inneren Tangente des Schuhs bildet und welche sich entlang dieser gleichen Tangente bei in etwa 73/74 % der Gesamtlänge des Fußes befindet.
Um die Biegung zu begünstigen, verwendet man klassischerweise Verstärkungen, die in dem oberen Teil (Schaft/Vorderblatt) oder in dem unteren Teil (Besohlung des Schuhs) integriert sind.
Außer den mechanischen Merkmalen der Torsionssteifigkeit und der longitudinalen Biegenachgiebigkeit gemäß der metatarsophalangischen Achse müssen andere Parameter in Betracht gezogen werden, und von denen insbesondere: die Leichtigkeit, die Kosten, die industrielle Machbarkeit...
Sofern es sich um Verstärkungen der Besohlung handelt, welches diejenigen sind, für welche man sich genauer im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessiert, gibt es eine gewisse Anzahl von technischen vorangegangenen Vorschlägen, welche bis heute keine vollständige Zufriedenstellung gegeben haben.
Das amerikanische Patent Nr. 5 406 723 betrifft eine Sohle eines Zweiradschuhs, die mit einer Mehrfachschichtstruktur versehen ist. Diese letztere ist vernünftig, um dem Zweiradschuh eine ausreichende longitudinale Steifigkeit zu bieten, damit er sich der Krümmungskraft entgegensetzen kann, welche auf die Sohle des Schuhs während dem Pedaltreten ausgeübt wird, wobei er gleichzeitig einer Leichtigkeitseinschränkung δ so stark genügt, um die Kräfte des Zweiradfahrers zu erleichtern. Die Mehrfachschichtstruktur dieser Sohle des Schuhs ist aus einem Kern aus einem Polyurethanschaum gebildet, welcher zwischen zwei Außenschichten gesetzt ist, die jede aus einer Mehrzahl von Verbundschichten auf Basis von Glasfasern oder Karbonfasern gebildet sind, die in einer Matrize aus einem polymeren, netzförmigen Harz (phenolisches Harz) eingebettet sind. Es ist klar, dass eine derartige sandwichförmige Verstärkung für die äußere Sohle des Schuhs zum Zweiradfahren eine derartige Biegesteifigkeit aufweist, dass sie praktisch jede longitudinale Biegebewegung unterbindet. Dies ist im Übrigen genau dasjenige, nach dem gestrebt wird. Folglich ist eine derartige Verstärkung selbst unangepasst für Schuhe, welche dafür bestimmt sind, eine Bewegung eines Aufrollens/Abrollens des Schuhs zu erlauben.
Das EP Nr. 0 931 470 beschreibt einen Sportschuh, welcher ein in dem unteren Teil (Besohlung des Schuhs) integriertes Versteifungselement aufweist. Dieses Versteifungselement ist eine innere Sohle oder eine äußere Sohle oder eine innere Verstärkung vom sandwichartigen Typ, welche einen Kern 15 aufweist, der aus plastisch expandiertem Schaum (aus leichtem Holz, aus vertikal plastischen Zylindern oder aus Bienenwaben) realisiert ist, wobei dieser Kern zwischen zwei Außenschichten 13 und 14 auf Basis von Polymer (Nylon, Polyurethan, Polypro pylen), aus Harz oder aus Verbundmaterial gesetzt ist, welches synthetische Harze aufweist, in welchen Karbonfasern, Aramidfasern oder Glasfasern eingeschlossen sind. Die Steifigkeit der Außenschichten 13 und 14 ist höher als diejenige des Kerns 15. Die Dicke dieses letzteren ist größer als diejenige der Außenschichten 13 und 14. Aus der 5 und dem Text der Spalte 3, Zeilen 41 bis 53 des EP Nr. 0 931 470 ergibt sich, dass das Versteifungselement Teile von variablem Querschnitt und verschiedenen Flexibilitäten aufweisen kann, insbesondere solche, welche eine größere longitudinale Flexibilität auf dem Vorderfuß aufweisen. Eine derartige Konstruktion einer Sohle bleibt jedoch im Wesentlichen starr und ist nicht für Sportarten angepasst, welche ein Abrollen des Fußes erfordern, wie das Langlaufskifahren, das Laufen etc. ... Außerdem zielt das EP Nr. 0 931 470 hauptsächlich auf eine Anwendung bei Schuhen ab, welche eine steife Sohle aufweisen, wie z.B. Fahrradschuhe, Bergstiefel etc.
Das französische Patent Nr. 2 600 868 (86 10130) betrifft eine Sohle eines Langlaufskischuhs, die in Torsion steif und in longitudinaler Richtung flexibel ist. Diese Sohle weist eine Verstärkung auf, welche mindestens in dem metatarsophalangischen Bereich angeordnet ist und welche einer Montagebrandsohle entspricht, die aus einer Verbundfolie (Glasfasern, Karbonfasern oder Aramidfasern, welche in Epoxidharzen oder Polyesterharzen eingebettet sind) gebildet ist. Diese Verbundfolie hat als Merkmal, Fasern aufzuweisen, welche in zwei oder drei Richtungen im Verhältnis zu der Längsachse der Sohle ausgerichtet sind (vieldirektionales Gewebe). Dies ist vernünftig, um das Erhalten von gewünschten Steifigkeiten in longitudinaler Richtung, in transversaler Richtung und in Torsion zu erlauben. Es handelt sich bei dieser Verstärkung nicht um eine sandwichförmige Struktur. Außerdem bleibt diese Schuhsohle perfektionierbar, was die transversale Steifigkeit, also das Fahren des Skis, die Flexibilität, die Haltbarkeit, die Leichtigkeit, die Leistungsfähigkeit, die Regelmäßigkeit und die Spürbarkeit der Aufroll-/Abrollbewegung und den Schutz des Fußes während Biegungen betrifft.
Die französische Patentanmeldung Nr. 2 682 011 (91 12376) betrifft einen Langlaufskischuh, dessen Torsionssteifigkeit und longitudinale Flexibilität in der metatarsophalangischen Zone verbessert sind und welcher eine äußere Sohle aufweist, die durch eine innere Montagebrandsohle überdeckt wird, welche zwischen sich eine periphere Montagezone definieren, bezeichnet als Montageanschlussstelle, welche es erlaubt, den Schaft und das Oberblatt mit dem inneren Teil des Schuhs fest zu verbinden. Die äußere Sohle weist in Torsion Steifigkeitseigenschaften auf, und sie wird in Kombination mit der Montagebrandsohle montiert, welche aus einem in Biegung nachgiebigen Material (Kautschuk) in einer Zone realisiert ist, welche dem vorderen Teil des Fußes entspricht. Die Montagebrandsohle ist außerdem aus Fasern aus Leder oder aus Zellulose in ihrem vorderen Endbereich entsprechend der Zone der Zehenglieder realisiert, wohingegen der hintere Teil z.B. aus Karton hergestellt ist.
Bei der Besohlung gemäß der FR 2 682 011 hat man nicht auf eine sandwichförmige Struktur zurückgegriffen, und es hat sich gezeigt, dass die Torsionssteifigkeit und somit die Steuerung des Skis perfektionierbar bleiben.
Des Weiteren kann dieser Schuh auch in der Hinsicht verbessert werden, was die Optimierung der Leistungsfähigkeit betrifft, welche sich aus der Federwirkung in dieser Zone der metatarsophalangischen Biegeachse ergibt.
Schließlich weisen die bei dieser Montagebrandsohle eingesetzten Materialien dieses Schuhs nicht die im Hinblick auf die Stabilität der mechanischen Eigenschaften über die Zeit gewünschten gesamten Garantien auf.
Zwangsweise gelangt man somit dazu festzustellen, dass die Vorschläge der vorangegangenen Techniken nicht vollständig zufriedenstellend sind oder für die Lösung des oder der technischen Probleme unangepasst sind, welche bestehen aus:

– Erhöhen der Torsionssteifigkeit, um das Fahren und die Steuerung des Sportgeräts zu verbessern, wobei gleichzeitig die Fähigkeit für die Biegung in der metatarsophalangischen Zone optimiert wird, derart, um eine regelmäßige und nachgiebige Aufroll-/Abrollbewegung des Schuhs zu erlauben und es des Weiteren zu erlauben, die Reaktionen des Sportgerätes und des Bodens wahrzunehmen und somit die Kräfte zu bestimmen;
– Verbesserung der Leistungsfähigkeit bzw. des Wirkungsgrades des Schuhs durch Optimierung der Federwirkung in der metatarsophalangischen Zone, ohne weder die Flexibilität noch die Torsionssteifigkeit zu beeinträchtigen;
– Einsetzen von Materialien, welche den oben angegebenen mechanischen Spezifikationen entsprechen und fähig sind, die Eigenschaften oder Qualitäten und somit die daraus folgenden Verhaltensweisen beizubehalten, und dies über einen verlängerten Zeitraum (langsame Verschlechterung – Erhöhung der Haltbarkeit);
– Gewinnen weiteren Gewichts hinsichtlich des Schuhs;
– Schutz der Füße während Biegungen unter einem Minimieren von Kompressionsbelastungen, welche durch den Fuß erduldet werden;
– Halten der Selbstkosten in akzeptierbaren Grenzen;
– Entwicklung einer Verstärkung, welche leicht auf industriellem Wege herstellbar ist.

Es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkung des Schuhs zu liefern, insbesondere eines Sportschuhs (z.B. Langlaufski), welcher beträchtliche Fortschritte insbesondere im Hinblick auf die oben angegebenen technischen Spezifikationen bietet.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstärkung eines Skilanglaufschuhs vorzuschlagen, welche eine Verbesserung des Wirkungsgrads des Fahrens des Skis, der Haltbarkeit, der Flexibilität, des Gewichtsgewinns, der Kosten, des Schutzes des Fußes und der industriellen Machbarkeit ermöglicht.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schuh bereitzustellen, insbesondere einen Sportschuh und noch genauer einen Skilanglaufschuh, welcher eine Verstärkung in der Besohlung aufweist, die fähig ist, besser dem oben erwähnten Lastenheft zu genügen.
Diese Aufgaben werden unter anderen Aufgaben durch die vorliegende Erfindung, welche insbesondere eine Verstärkung eines Schuhs betrifft, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, gelöst.
Entsprechend der Erfindung trägt die Wahl eines Materials, welches eine sandwichförmige Struktur mindestens in der hinteren Zone C entsprechend der Ferse und in der Zone B entsprechend der Fußwölbung aufweist, zu dem Erhalten der gewünschten Ergebnisse bei im Hinblick auf die longitudinale Flexibilität und die Torsionssteifigkeit in der vorderen, metatarsophalangischen Zone A. Gleichermaßen verhält es sich, was den Wirkungsgrad des Schuhs (Federwirkung in der Zone A), das Fahren des Skis, die Haltbarkeit, die Leichtigkeit, die Leichtigkeit und Präzision der Bewegung eines Aufrollens/Abrollens des Fußes und des Schuhs sowie den Schutz des Fußes während Biegungen betrifft.
Die vorliegende Erfindung hat ebenso einen Skischuh zum Gegenstand, welcher die Verstärkung aufweist, wie sie in dem Anspruch 1 definiert ist.
Die Erfindung wird besser verstanden werden im Lichte der nachfolgenden Beschreibung einer nicht-beschränkenden, bevorzugten Ausführungsform der betrachteten Verstärkung und des betrachteten Schuhs.
Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Langlaufskischuhs gemäß der Erfindung ist, welcher auf reversible Art und Weise über seine vor dere Spitze an einem Langlaufski befestigt ist und im Verhältnis zum Langlaufski gemäß einer Aufrollbewegung durch Biegung angehoben ist;
2 eine transversale Schnittansicht des Schuhs und des Skis ist, welche in der 1 dargestellt sind;
4A und 4B jeweils eine Ansicht von unten und von der Seite der äußeren Sohle des Schuhs zeigen, welcher in den 1 und 2 dargestellt ist;
5A und 5B jeweils eine Ansicht von unten und von der Seite der Montagebrandsohle zeigen, welche in der 2 erscheint;
6 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Ausführungsform der Verstärkung ist, welche nicht durch die Ansprüche abgedeckt ist;
7 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Ausführungsform der Verstärkung gemäß der Erfindung ist;
8 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Verstärkung gemäß der Erfindung ist;
9 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Ausführungsform der Verstärkung ist, welche nicht durch die Ansprüche abgedeckt ist;
10 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Ausführungsform der Verstärkung ist, welche nicht durch die Ansprüche abgedeckt ist;
11 eine Ansicht von unten einer Montagebrandsohle ähnlich zu derjenigen ist, welche in der 5A dargestellt ist, mit einem teilweisen Aufriss in der vorderen Zone A, eines ersten Herstellungsbeispiels der fasrigen Mantelfläche der Verstärkung gemäß der Erfindung;
12 eine Ansicht von unten einer Montagebrandsohle ähnlich zu derjenigen ist, welche in der 5A dargestellt ist, mit einem teilweisen Aufriss in der vorderen Zone A, eines zweiten Herstellungsbei spiels der fasrigen Mantelfläche der Verstärkung gemäß der Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Verstärkung eines Langlaufskischuhs, welcher in den Zeichnungen mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Dieser Langlaufskischuh 1 ist auf reversible An und Weise über sein vorderes Ende auf dem Langlaufski 2 befestigt, der mit einer Bindung 3 ausgestattet ist. Der Fuß und der Knöchel, welche in den Schuh 1 eingesetzt werden, sind in dieser 1 symbolisiert und durch das gemeinsame Bezugszeichen 4 bezeichnet. Der Schuh 1 weist eine äußere Sohle 5 und ein Vorderblatt/einen Schaft 6 auf. Der Schuh 1 ist in am Absatz im Verhältnis zum Ski 2 angehobener Position dargestellt.
Die 2 zeigt den Schuh 1 in Abstützungsposition auf der oberen Oberfläche des Langlaufskis 2. Wie dies aus den 1, 2 und 4A deutlich wird, weist die äußere Sohle 5 des Schuhs 1 eine Längsnut 7 auf, welche dafür bestimmt ist, mit einer Führungsrippe 8 zusammenzuwirken, welche fest mit der oberen Oberfläche des Skis 2 verbunden ist. Die Nut 7 und die Rippe 8 weisen komplementäre, trapezoide Querschnitte auf. Die Führungsnut 7 der äußeren Sohle 5 wird teilweise durch zwei parallele Längsträger 18 definiert, welche in ihrem vorderen Teil transversale Einschnitte 19 aufweisen, welche dafür bestimmt sind, die Biegenachgiebigkeit der Sohle zu verbessern, ohne in diesem Maße ihre Torsionssteifigkeit zu beeinträchtigen (4A).
Der Schuh 1 und der Fuß 4 gehen von der in Abstützung auf dem Ski der 2 aufgerollten Position zu der abgerollten (angehobenen) Position der 1 über durch Biegung um die metatarsophalangische Biegeachse, welche in der 11 dargestellt ist und welche mit dem Bezugszeichen α bezeichnet ist.
Wie sich dies aus der 2 ergibt, weist der untere Teil oder die Besohlung des Schuhs 1 die äußere Sohle 5 auf, auf welcher die Montagebrandsohle 9 ruht, welche durch eine innere Sohle 10 überragt wird und mit dem oberen Teil des Schuhs, welcher das Vorderblatt/den Schaft 6 bildet, mittels einer Montage durch Vernähung und/oder Verschweißung und/oder Verklebung des inneren Randes des Vorderblattes 6 fest verbunden ist, welches im vorliegenden Fall zwischen die Montagebrandsohle 9 und die äußere Sohle 5 gesetzt ist.
Entsprechend der Erfindung ist die Verstärkung in mindestens einem der konstitutiven Elemente 5, 9, 10 des inneren Teils des Schuhs 1 integriert, d.h.:

• innere Sohle 10, welche in den 2 und 3 dargestellt ist
• Montagebrandsohle 9, welche in den 2, 5A und 5B dargestellt ist,
• und äußere Sohle 5, welche in den 2, 4A und 4B dargestellt ist.

Gemäß einer Variante bildet die Verstärkung integral eines der konstitutiven Elemente 5, 9 und 10.
Die hier in Betracht gezogene Verstärkung des Schuhs ist symbolisch in Bezug auf die Anatomie des Fußes in drei Zonen aufgeteilt, d.h.:

– die vordere Zone A, welche sich beiderseits der metatarsophalangischen Biegeachse α erstreckt, wie in der 11 dargestellt, und der Positionierung der metatarsophalangischen Anlenkung entspricht, welche in etwa einen Winkel von 71/72° mit der inneren Tangente T zu dem Fuß bildet und welche sich entlang dieser gleichen Tangente bei in etwa 73/74 % der Gesamtlänge des Fußes ausgehend von dem hinteren Ende P befindet.
– die mittlere Zone B, welche sich von der hinteren Grenze L_A der Zone A entsprechend dem Vorderteil der Fußwölbung bis zu der Rückseite der Fußwölbung erstreckt.
– die hintere Zone C, welche sich von der hinteren Grenze L_B der Zone B bis zu dem Ende der Ferse erstreckt.

In der 5B hat man gestrichelt schematisch den Fuß 4 dargestellt, und man hat unter Bezugnahme auf die Anatomie des Fußes die Zonen A, B und C definiert.
Die Verstärkung gemäß der Erfindung kann in drei Zonen A, B und C unterteilt werden, welche in den 3, 4A, 4B, 5A und 5B angegeben sind.
Gleichermaßen ist es, was die 7 und 8 betrifft, welche schematisch zwei verschiedene Ausführungsarten der Verstärkung gemäß der Erfindung darstellen und die sandwichförmige Struktur, welche den Zonen B und C eigen ist, zeigen.
Diese sandwichförmige Struktur umfasst zwei Außenschichten 11 und 13, jeweils eine obere und eine untere, zwischen welchen ein Kern 12 gesetzt ist. Die Beschaffenheit der Materialien, welche die Außenschichten 11 und 13 und den Kern 12 bilden, in den beiden Ausführungsarten der 7 und 8 werden nachfolgend detailliert angegeben.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann die Verstärkung des Schuhs, welche sie betrifft, durch die longitudinalen Biegesteifigkeiten RfA, RfB und RfC der Zonen A, B und C gekennzeichnet werden.
Somit weist, entsprechend einer bevorzugten Vorkehrung der Erfindung, jede Zone A, B und C eine longitudinale Biegesteifigkeit RfA, RfB und RfC derart auf, dass:
RfA < RfB < RfC.
Auf noch weiter bevorzugte Art und Weise:

– weist die Zone A eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfA auf;
– weist die Zone B eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfB auf; und
– weist die Zone C eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfC auf.

Gemäß einer Ausführungsform der Verstärkung, welche in der 7 dargestellt ist:
RfA < RfB ≤ RfC, mit:

– konstanter RfA
– von vorne nach hinten zunehmender RfB
– von vorne nach hinten zunehmender RfC.

In dieser Ausführungsart der Verstärkung sind zwei Bereiche unterschiedlicher Steifigkeiten vorgesehen, d.h. der Bereich minimaler Steifigkeit entsprechend der Zone A und ein Bereich zunehmender Steifigkeit entsprechend den Zonen B und C.
Gemäß einer anderen Ausführungsart der Verstärkung gemäß der Erfindung, welche in der 8 dargestellt ist:
RfA < RfB ≤ RfC, mit:

– konstanter RfA
– von vorne nach hinten zunehmender RfB
– konstanter RfC.

Selbstverständlich wird die Steuerung der longitudinalen Biegesteifigkeit der Zonen A, B und C der Verstärkung erhalten unter Verändern der Beschaffenheit der Materialien, welche die Außenschichten 11 und 13 und den Kern 12 der sand wichförmigen Struktur bilden. Man kann diese longitudinale Biegesteifigkeit ebenso unter Einstellen der Dicke variieren lassen, indem man diese Steifigkeit der Verstärkung in den Zonen A, B und C zunehmend variieren lässt, wie sich dies aus den 7 und 8 ergibt.
Gemäß den verschiedenen Ausführungsvarianten der Beispiele der 7 und 8 sind die etwaigen Dickenvariationen der Verstärkung gemäß der Erfindung nicht linear, in dem Bewusstsein, dass es bevorzugt ist, dass es im Hinblick auf die Verbindungsebenen einerseits zwischen den Zonen A und B (hintere Grenze L_A der Zone A) und andererseits zwischen den Zonen B und C (hintere Grenze L_B der Zone B) keine abrupten Steigungsbrüche gibt.
Betreffend die Beschaffenheit der zum Realisieren der Verstärkung eingesetzten Materialien und noch genauer ihrer sandwichförmigen Struktur ist es anzumerken, dass die eine der Außenschichten 11, 13, vorzugsweise beide, dieser sandwichförmigen Struktur aus einem Verbundmaterial auf Basis von gewobenen oder nicht-gewobenen Fasern, welche in einer Matrize eingeschlossen sind, ist (sind).
Diese Fasern werden vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, welche umfasst: die Kohlenstofffasern, die Glasfasern, die metallischen Fasern, die textilen natürlichen oder synthetischen Fasern und ihre Mischungen; wobei die Kohlenstofffasern und die Glasfasern besonders bevorzugt sind.
Das die Matrize bildende Material wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, welche umfasst: die Epoxidharze, die Polyesterharze oder phenolischen Harze, die Thermoplaste – vorteilhafterweise Polyamide, Polyurethane, Polyolefine – und ihre Mischungen.
Zu Zwecken eines Beispiels von Fasern, welche bei der Realisierung der Verbundaußenschichten 11, 13 der Verstärkung gemäß der Erfindung verwendet werden können, kann man Fasern nennen, welche in der nachfolgenden Tabelle gege ben sind, welche ebenso die Art von umgesetzten Webflächen bzw. Webmantelflächen 15, 16, 15', 16' sowie die mechanischen Eigenschaften dieser fasrigen Netze oder fasrigen Mantelflächen angibt.
In dieser Tabelle bedeutet UD unidirektional (bzw. einfach gerichtet) Vorteilhafterweise ist der Kern der sandwichförmigen Struktur aus synthetischen Schäumen (vorzugsweise Polyurethanschaum, poly(methy)akrylischem Schaum, vinylpolychlorem Schaum) aus Holz oder aus Bienenwaben realisiert.
Die sandwichförmige Struktur nimmt nur die Zonen B und C in den in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen ein.
Die bevorzugte Ausführungsform der Verstärkung gemäß der Erfindung kann die dritte oben beschriebene Ausführungsform sein, bei welcher die Zone A der minimalen Steifigkeit RfA eine konstante minimale Dicke aufweist und die maximale Torsionssteifigkeit mit einer geringen Biegesteifigkeit verbindet.
In allen oben zu Zwecken von Beispielen definierten Ausführungsformen ist die mittlere Zone B eine Zone von einer sich entwickelnden Steifigkeit, von einer variablen Dicke und welche es erlaubt, die beiden Endzonen A und C zu verbinden unter einem Beitragen zur Zunahme an Steifigkeit der Verstärkung und des Schuhs.
Die hintere Zone C selbst weist eine maximale Torsionssteifigkeit und Biegesteifigkeit auf und besitzt (vorzugsweise) konstante Dicken- und Schichtungseigenschaften.
Gemäß Varianten kann jede Zone A, B und C eine oder mehrere Unterzonen aufweisen, welche longitudinale Biegesteifigkeiten aufweisen:

• identisch oder verschieden untereinander und
• konstant oder sich entwickelnd bzw. zunehmend für jede in Betracht gezogene Unterzone.

Wie dies aus den 7 und 8 entsprechend den zweiten und dritten Ausführungsformen der Verstärkung gemäß der Erfindung deutlich wird, weist die Zone A einer minimalen Steifigkeit RfA keine sandwichförmige Struktur auf und umfasst mindestens eine der beiden Außenschichten 11, 13 der Zonen B und C in ihrer Kontinuität und gegebenenfalls mindestens eine zusätzliche Schicht, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Bei der zweiten Ausführungsform der 7 wird die Zone A der Verstärkung durch die Verlängerung der oberen Außenschicht 11 der sandwichförmigen Struktur der Zonen B und C gebildet, welche an der unteren Außenschicht 13 dieser gleichen sandwichförmigen Struktur angefügt ist.
In der 8, dritte Ausführungsform, ist die Zone A der Verstärkung einfach durch die Verlängerung der unteren Außenschicht 13 der sandwichförmigen Struktur der Zonen B und C gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die obere Außenschicht 11 der sandwichförmigen Struktur der Zonen B und C durch einen Teil 11A bis in die Zone A verlängert für eine vorzugsweise teilweise Überdeckung mit der Außenschicht 13 in der Zone A, um die Widerstandsfähigkeit der Verstärkung in der an der Grenze zwischen A und B liegenden Zone sicherzustellen.
Die 11 und 12 zeigen zwei Arten eines Herstellens der Verstärkung gemäß der Erfindung, insbesondere wenn sie der Montagebrandsohle 9 entspricht. Diese 11 und 12 lassen teilweise die Verbundstruktur der Außenschichten 11 oder 13 der sandwichförmigen Struktur erkennen. Die Fasern 14 des oder der Verbundaußenschicht(en) 11 oder 13 der sandwichförmigen Struktur sind in einer oder mehreren Mantelflächen 15 und 16 (11) 15', 16' (12) aus parallelen Fasern 14 angeordnet, wobei diese Mantelfläche(n) 15, 16, 15', 16' in einer oder mehreren Richtungen (unidirektionale UD oder multidirektionale Ausrichtung) ausgerichtet ist (sind).
Bei den beiden Arten einer Herstellung der Außenschichten, die in den 11 und 12 gezeigt sind, umfasst die Verstärkung zwei Mantelflächen 15 und 16, 15' und 16' aus parallelen Fasern 14, wobei diese Mantelflächen gemäß verschiedener Richtungen ausgerichtet sind.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind diese beiden Mantelflächen 15, 16 und 15', 16' aus parallelen Fasern 14 symmetrisch im Verhältnis zu einer Achse, wobei diese letztere vorzugsweise die longitudinale Mittelachse β (12) der Verstärkung 9 oder die zu der metatarsophalangischen Biegeachse α senkrechte Achse δ (11) ist, welche einen Winkel von in etwa 19° + oder – 5° im Verhältnis zur longitudinalen Mittelachse β bildet.
Vorteilhafterweise ist der Winkel, welcher zwischen den beiden Mantelflächen 15, 16 und 15', 16' aus parallelen Fasern 14 besteht, in etwa 90° + oder – 10°.
Vorzugsweise ist jede Mantelfläche 15, 16, 15', 16' aus einem Gewebe aus Fasern gebildet.
Gemäß einer Variante ist die Verstärkung der Erfindung ein Einsatz 17, der übergossen ist, welchen man auf jede andere Art und Weise in mindestens einem der Elemente 5, 9 und 10 befestigt hat, welche den unteren Teil des Schuhs bilden, wobei dieses Element vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, welche die innere Sohle 10, die Montagebrandsohle 9 und die äußere Sohle 5 umfasst, wobei die äußere Sohle 5 noch mehr bevorzugt ist.
Die 4A und 4B stellen diese vorteilhafte Variante der Erfindung dar. Die Sohle 5 umfasst einen übergossenen Einsatz 17, welcher die Verstärkung gemäß der Erfindung bildet.
Vorteilhafterweise weist dieser Einsatz eine Verbundstruktur auf, z.B. von der Art, welche bei den Ausführungsformen der 7 und 8 beschrieben ist.
Gemäß einer anderen Variante der äußeren Sohle 5 der 4A kann der übergossene Einsatz 17 an einer oder mehreren Stellen der unteren Fläche von dieser äußeren Sohle 5 sichtbar gemacht werden. Der Einsatz 17 kann sich auch über die Gesamtheit oder einen Teil der Oberfläche der Besohlung erstrecken.
Entsprechend der Erfindung kann es in Betracht gezogen werden, besondere sandwichförmige Verbundmaterialien für die Herstellung des Einsatzes gemäß der Erfindung zu verwenden. So kann dieser Einsatz zumindest teilweise aus einer oder aus mehreren Mikro-Sandwich-Verbundfolien gebildet sein, wobei jede eine Dicke von weniger als oder gleich zu 3 mm aufweist und einen zwischengesetzten Verbundkern zwischen mindestens zwei Verbundaußenschichten umfasst, wobei die mechanische Widerstandsfähigkeit und die Kosten pro Gewichtseinheit des Kerns niedriger als diejenigen von mindestens einer der Außenschichten sind.
Um die Verstärkungen gemäß der Erfindung herzustellen, hat man auf klassische Verbundproduktionstechniken zurückgegriffen.
So werden die polymeren Schäume, welche fähig sind, die Kerne der sandwichförmigen Struktur zu bilden, z.B. durch Bearbeitung oder durch Spritztechnik erhalten.
Die Verbundaußenschichten der sandwichförmigen Strukturen werden durch Polymerisationstechniken unter Druck erhalten.
Die Montage der verschiedenen Verbundaußenschichten und des oder der Kerns (Kerne), sei es, ob er aus Schaum oder aus Verbundmaterial ist, wird durch Übereinanderlagerung und durch Unter-Druck-Setzen realisiert (Druck von der Größenordnung von 2 bis 10 bar bei Temperaturen von in etwa 100 bis 180°C).
Man kann auch auf Klebetechniken oder Thermo-Schweiß-Techniken zurückgreifen.
Gemäß einem anderen dieser Aspekte betrifft die Erfindung ebenso einen Langlaufskischuh (1 und 2), welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens eine Verstärkung 5, 9, 10, 17 gemäß der Erfindung aufweist, wie er oben beschrieben ist.
Dieser Schuh und diese Verstärkung erlauben es, die Federwirkung in der metatarsophalangischen Anlenkungszone und somit den Wirkungsgrad des Schuhs zu verbessern.
Die Optimierung des Kompromisses Nachgiebigkeit in Biegung und Steifigkeit in Torsion erlaubt es, beträchtlich die Steuerung und das Fahren des Skis zu verbessern.
Die verwendeten Materialien sind leicht und behalten über sehr lange Zeit ihre Eigenschaften bei. Sie bieten dem Langlaufskischuh ein derartiges Verhalten, dass die Aufroll-/Abrollbewegungen viel gleichmäßiger sind und bessere Empfindungen für den Sportler bieten.
Schließlich bietet die Verstärkung gemäß der Erfindung einen guten Schutz des Fußes während Biegungen, weil sie die Komprimierungsbelastungen verringert.

Claims

Verbundverstärkung eines Langlaufskischuhs, welcher eine Aufroll-/Abrollbewegung des Fußes erlaubt, wobei diese Verstärkung sich über mindestens einen Teil einer vorderen Zone A erstreckt, welche beiderseits der metatarsophalangischen Anlenkung (α) des vorderen Endes bis zum Beginn der Fußwölbung angeordnet ist, über mindestens einen Teil einer mittleren Zone B, welche der Fußwölbung entspricht, und über mindestens einen Teil einer hinteren Zone C, welche der Ferse entspricht und am Ende der Fußwölbung beginnt und am hinteren Ende endet, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung in den Zonen B und C mindestens eine „sandwichartige" Struktur (11, 12, 13) aufweist, welche aus mindestens einem Kern (12) besteht, welcher aus synthetischen Schäumen, aus Holz oder aus Bienenwaben realisiert ist, der zwischen mindestens zwei Außenschichten (11, 13) aus einem Verbundmaterial auf Basis von Fasern (14) gesetzt ist, welche gewoben sind oder nicht und welche in einer Matrize eingeschlossen sind, und dass die Verstärkung in der Zone A keine sandwichförmige Struktur aufweist und mindestens eine der beiden Außenschichten (11, 13) der Zonen B und C in ihrer Kontinuität derart aufweist, dass sie in einer im Wesentlichen longitudinalen Richtung flexibel ist, und dass jede Zone A, B, C eine longitudinale Biegesteifigkeit RfA, RfB, RfC jeweils derart aufweist, dass: RfA < RfB < RfC.
Verstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Zone A eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfA aufweist; – die Zone B eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfB aufweist; – die Zone C eine konstante oder von vorne nach hinten zunehmende Steifigkeit RfC aufweist.
Verstärkung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschichten (11, 13) der sandwichförmigen Struktur aus einem Verbundmaterial auf Basis von gewobenen oder nicht-gewobenen Fasern (14), welche in einer Matrize eingeschlossen sind, bestehen, – wobei die Fasern vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt sind, welche umfasst: Kohlenstofffasern, Glasfasern, metallische Fasern, natürliche oder künstliche Textilfasern und ihre Mischungen; wobei die Kohlenstofffasern und die Glasfasern besonders bevorzugt sind; – wobei das Material, welches die Matrize bildet, vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfasst: Epoxidharze, Polyester- oder phenolische Harze, Thermoplaste, vorteilhafterweise Polyamide, Polyurethane, Polyolefine und ihre Mischungen.
Verstärkung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (14) der Verbundaußenschichten der sandwichförmigen Struktur in einer oder mehreren Mantelflächen (15, 16, 15', 16') aus parallelen Fasern (14) angeordnet sind, wobei diese Mantelfläche(n) (15, 16, 15', 16') in einer oder mehreren Richtungen ausgerichtet ist (sind) (unidirektionale Ausrichtung – UD – oder multidirektionale Ausrichtung).
Verstärkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Mantelflächen (15, 16, 15', 16') aus parallelen Fasern (14) aufweist, – dass die beiden Mantelflächen (15, 16, 15', 16') gemäß verschiedener Richtungen ausgerichtet sind, – dass diese beiden Mantelflächen (15, 16, 15', 16') aus parallelen Fasern symmetrisch im Verhältnis zu einer Achse (β, δ) sind, wobei diese letztere vorzugsweise die longitudinale Mittelachse (β) der Verstärkung oder die zu der metatarsophalangischen Biegeachse (α) senkrechte Achse (δ) ist und einen Winkel von in etwa 19° +/– 5° im Verhältnis zur longitudinalen Mittelachse bildet, wobei der Winkel zwischen den beiden Mantelflächen aus parallelen Fasern vorzugsweise in etwa 90° +/– 10° ist.
Verstärkung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrer Zone A von minimaler Steifigkeit RfA eine Verlängerung der unteren Außenschicht (13) der sandwichförmigen Struktur der Zonen B und C und eine Verlängerung (11A) der unteren Außenschicht (11) der sandwichförmigen Struktur der Zonen B und C aufweist, welche Verlängerung vorzugsweise teilweise die Verlängerung der Außenschicht (13) in der Zone A abdeckt.
Verstärkung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Element aufweist, welches den unteren Teil des Schuhs (1) bildet, wobei dieses Element vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfasst: die Innensohle (10), die Montagebrandsohle (9) und die Außensohle (5).
Verstärkung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung ein Einsatz ist, welcher in mindestens einem der Elemente (5, 9, 10) umgossen ist, welche den unteren Teil des Schuhs (1) bilden, wobei dieses Element vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfasst: die Innensohle (10), die Montagebrandsohle (9), die Außensohle (5), wobei die Außensohle (5) noch spezieller bevorzugt ist.
Verstärkung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine variable Dicke aufweist, die vorzugsweise im Allgemeinen von der Vorderseite der Zone A zu der Rückseite der Zone C ansteigt, und dass diese Dickenvariation linear ist oder nicht, vorzugsweise ohne Unterbrechung der Steigung an der Stelle von Verbindungsebenen einerseits zwischen den Zonen A und B (hintere Grenze L_A der Zone A) und andererseits zwischen den Zonen B und C (hintere Grenze L_B der Zone B) es keinen abrupten Steigungsbruch gibt.
Verstärkung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens teilweise aus einer oder aus mehreren Mikro-Sandwich-Verbundfolien gebildet ist, welche jede eine geringere Dicke als oder eine Dicke gleich zu 3 mm aufweist und welche einen Verbundkern aufweist, der zwischen mindestens zwei Verbundaußenschichten gesetzt ist, wobei die mechanische Widerstandsfähigkeit des Kerns und die Kosten pro Gewichtseinheit des Kerns geringer sind als diejenigen von mindestens einer der Außenschichten.
Langlaufskischuh, welcher eine Aufroll-/Abrollbewegung des Fußes erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Verstärkung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.