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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Rollschuhe und insbesondere Inlineskates
mit einer flexiblen Sohle.
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Hintergrund der Erfindung
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Herkömmliche
Inlineskates umfassen einen Oberstiefel, der an einer steifen oder
halbsteifen Sohle befestigt oder mit dieser integral ausgebildet
ist. Die Sohle wiederum ist entlang ihrer Länge, einschließlich des
Fersen- und des Spitzenendes, an einem steifen Rahmen befestigt.
Eine Mehrzahl von Rädern
ist entlang einer gemeinsamen Längsachse zwischen
den Seitenwänden
des Rahmens achsgelagert. Bei der Verwendung tritt der Rollschuhfahrer abwechselnd
auf dem linken und dem rechten Rollschuh, wobei er sich mit einem
Rollschuh abstößt, während er
auf dem anderen Rollschuh gleitet. Die Fähigkeit, einen Stoß vollständig abzuschließen und dabei
einen maximalen Vorwärtsimpuls
zu erzielen, ist jedoch wegen des steifens Rahmen, der an der Ferse
und der Spitze des Fußes
des Rollschuhfahrers befestigt ist, begrenzt.
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Wegen
der steifen, nicht biegsamen Befestigung des Rahmens und der Sohle
solcher Rollschuhe kann ein Rollschuhfahrer, der versucht, beim
Rollschuhfahren eine optimale Geschwindigkeit zu erreichen, einen
Rollschuhfahrtritt annehmen, der während der Abdrück-Phase
des Tritts kein Plantarbiegen seines Knöchels erfordert. Der Begriff „Plantarbiegen" bezeichnet die Drehung
des Fußes
relativ zum Bein innerhalb einer durch das Bein festgelegten Ebene,
wobei sich der Vorderfuß vom
Bein abgewandt bewegt. Durch Vermeiden von Plantarbiegung am Knöchel bleiben
alle Rollschuhräder
am Boden, wobei die Rollschuhsohle und der Rahmen parallel zum Boden
sind. Der Rollschuh kippt somit auf dem vordersten Rad nicht signifikant.
Alternativ kann ein Rollschuhfahrer einen Trittstil annehmen, der
eine Plantarbiegung seines Knöchels
während
des Rollschuhtritts erfordert, was dem Vorderfuß erlaubt, sich vom Bein abgewandt
zu bewegen, was dadurch den Wadenmuskeln erlaubt, während des
Rollschuhtritts mehr Kraft zu erzeugen. Aufgrund der steifen Natur des
Rahmens und der Sohle bewirkt dies jedoch, dass der Knöchel des
Rollschuhfahrers übermäßig vom
Boden abhebt, und kann dies für
den Rollschuhfahrer unbequem sein. Dies erfordert außerdem eine übermäßige Bewegung
des Oberkörpers
und der Beine des Rollschuhfahrers und hat eine übermäßige Abnutzung des Vorderrads
zur Folge.
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Inlineskates
mit auf einem ersten und einem zweiten getrennten Rahmenbereich
gelagerten Rädern,
die unter der Spitze und der Ferse des Rollschuhs befestigt sind,
so dass sich der Fuß während des
Rollschuhfahrtritts biegen kann, sind vorgeschlagen worden. Z.B.
offenbart
US-Patent 5,634,648 einen
Rollschuh, der einen Stiefel umfasst, der einen steifen Spitzenabschnitt
besitzt, der an den Querseiten des Fußes kippbar mit einem steifen
Fersenabschnitt verbunden ist. Ein erstes Rahmensegment, das zwei
Räder lagert,
ist unter dem Spitzenbereich befestigt, und ein zweites Rahmensegment,
das zwei zusätzliche
Räder lagert,
ist unter dem Fersenbereich befestigt. Ein Streifen erstreckt sich
von der Sohle des Spitzenbereichs nach hinten und ist innerhalb
eines korrespondierenden Schlitzes aufgenommen, der in der Sohle
des Fersenbereichs ausgebildet ist. Bei der Verwendung ist der Rollschuhfahrer
in der Lage, den Fuß am
Seitenwand-Kipppunkt
des Oberteils zu biegen, wobei sich der Streifen entlang seiner
Länge biegt,
so dass die Ferse und der hintere Rahmenbereich vom Boden abheben
können.
Das Biegen des Fußes
wird zwar zugelassen, aber die Biegung ist nicht am Mittelfußkopf des
Fußes
des Rollschuhfahrers zentriert oder tritt nicht primär am Mittelfußkopf des
Fußes
des Rollschuhfahrers auf, wie es anatomisch bevorzugt ist. Ein derartiges
Biegen kann unbequem sein. Zusätzlich
wird, da sich der Stiefel hinter dem Vorderrahmen und den Vorderrädern biegt,
durch das Vordersegment des Rahmens während des Abstoßens mit
angehobener Ferse eine instabile Plattform bereitgestellt. Desweiteren gibt
es, da die zwei Rahmensegemente zu jedem Zeitpunkt getrennt und
nicht verbunden sind, keine Quersteifigkeit des Rahmens, selbst
wenn beide Rahmenbereiche auf dem Boden sind. Somit gibt es außer dem
von den Kippgelenken zwischen dem Fersen- und dem Spitzenbereich
des Oberteils und dem vorderen bis hinteren Streifen bereitgestellten
begrenzten Maß keine
Torsionssteifigkeit des Rollschuhs, wie es für ein gerades Spurhalten des
Rollschuhs erwünscht
wäre.
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Ein
anderer flexibler Rollschuh wurde in der Europäischen Patentanmeldung
EP 0 778 058 A2 vorgeschlagen.
Es ist ein Rollschuh mit einem Oberstiefel mit einem getrennten
Spitzensegment, das gleitfähig
innerhalb des vorderen Endes eines hinteren Stiefelsegements aufgenommen
ist, und das unmittelbar unterhalb der Sohle des Rollschuhs kippbar mit
dem hinteren Stiefelsegement verbunden ist, offenbart. Unterhalb
des Vorder- und des Hintersegments sind ein vorderer und hinterer
Rahmenbereich des Stiefels befestigt. Die hinteren Enden der Seitenwände des
Vorderrahmenbereichs überlappen
die vorderen Enden der Seitenwände
des Hinterrahmenbereichs. Ein zweiter Kippzapfen ist durch ausgerichtete Öffnungen
in den Vorderrahmenbereichseitenwänden und durch korrespondierende
Schlitze in den überlappten
Seitenwänden
des Hinterrahmenbereichs befestigt. Bei Verwendung kippt der Stiefel,
um zu erlauben, dass sich der Fuß während des Abstoßens biegt,
wobei sich der geschlitzte Hinterrahmenbereich auf dem vom Vorderrahmenbereich
gehaltenen zweiten Kippzapfen bewegt. Somit wird ein beschränkter Grad
an Biegung bereitgestellt, wobei die Kippverbindung der Rahmensegmente
auch einen Grad an Querstabilität
und Torsionssteifheit mit sich bringt.
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Der
Grad der Biegung eines solchen in der europäischen '058-Anmeldung offenbarten Rollschuhs
ist jedoch durch die verhältnismäßig geringe Länge der
im Hinterrahmenbereich ausgebildeten Schlitze beschränkt. Desweiteren
wird die obere oder untere Positionierung des hinteren Endes des
Rollschuhs allein durch Kraft, die vom Fuß und Bein des Benutzers aufgebracht
wird, gesteuert. Während
des Abschnitts des Rollschuhtritts, in dem der Benutzer sich wünschen würde, dass
die Räder
auf dem Boden normal in einer flachen Linie angeordnet sind, kann
somit die Hinterseite des Rollschuhs unerwünscht nach oben und nach unten
ausschlagen. Eine andere in derselben europäischen '058-Anmeldung offenbarte Ausführungsform
eines Rollschuhs besitzt über
die gesamte Länge
einen steifen Rahmen und einen nicht-befestigten hinteren Stiefelabschnitt,
der während
des Tritts zum Biegen vom Rahmen angehoben werden kann. Jedoch ist
keine Maßnahme
getroffen, um die Ferse des Stiefels relativ zum Rahmen in Querrichtung
zu stabilisieren, so dass eine unerwünschte Torsions- oder Querbewegung
des Stiefels relativ zum Rahmen auftreten kann. Außerdem kann
wie bei der segmentierten Ausführungsform
des Rahmens die Ferse zu unpassenden Zeitpunkten unerwünscht vom
Rahmen abheben.
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WO 9732637 A1 schlägt einen
Rollschuh vor, der einen biegsamen Schuhabschnitt besitzt, der eine
Sohle mit variierender Dicke einer Rippung oder eines Zusatzelements,
das an der Sohle befestigt ist, aufweist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Rollschuh bereit, der einen Schuhabschnitt
zum Aufnehmen eines Fußes
eines Rollschuhfahrers und eine Sohle besitzt, die eine obere Fläche besitzt,
die an einer Unterseite des Schuhabschnitts befestigbar ist, zum
Stützen
des aufgenommenen Fußes
des Rollschuhfahrers. Die Sohle umfasst einen Fersenbereich und
einen Vorderfußbereich,
wobei der Vorderfußbereich
einen Mittelfußkopfabschnitt
besitzt. Ein Rahmen ist an einer Unterseite der Sohle wenigstens unterhalb
des Vorderfußbereichs
der Sohle befestigt, so dass sich die Sohle während des Rollschuhfahrens
zwischen dem Fersenbereich und dem Vorderfußbereich biegen kann, um ein
Anheben der Ferse des Rollschuhfahrers zuzulassen. Der Rahmen erstreckt
sich unterhalb der Sohle und nimmt eine Mehrzahl von Rädern drehbar
auf. Wenigstens ein Vorderrad ist unterhalb des Vorderfußbereichs
der Sohle angeordnet und wenigstens ein Hinterrad ist unterhalb
des Fersenbereichs der Sohle angeordnet. Der Mittelfußkopfabschnitt
der Sohle definiert ein Spannungskonzentrationsprofil verringerter
Dicke, das sich im Wesentlichen quer über die Sohle erstreckt und
das eine Biegung der Sohle im Mittelfußkopfabschnitt fokussiert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Rollschuh ein
Vorspannelement auf, das mit der Sohle verbunden ist, um den Fersenbereich
der Sohle in eine untere Position vorzuspannen, in der der Fersenbereich
der Sohle auf dem Rahmen, dem Hinterrad und dem Boden aufliegt.
Das Vorspannelement übt
vorzugsweise eine nach unten gerichtete Vorlast auf den Fersenbereich der
Sohle aus, wenn der Fersenbereich in der unteren Position ist.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Rahmen des Rollschuhs ein an einer Unterseite
der Sohle unterhalb des Vorderfußbereichs der Sohle befestigtes
Vordersegment und ein an der Unterseite der Sohle unterhalb des Fersenbereichs
befestigtes Hintersegment auf. Das Vordersegment trägt das wenigstens
eine Vorderrad unterhalb des Vorderfußbereichs der Sohle, während das
Hintersegment das wenigstens eine Hinterrad unterhalb des Fersenbereichs
der Sohle trägt.
Von Vorder- und
Hinterrahmensegment weist eines einen ersten und einen zweiten stabilisierenden
Flansch auf, die sich zu einander gegenüberliegenden ersten und zweiten
Seiten des anderen von Vorder- und Hinterrahmensegment erstrecken
und diese gleitfähig überlappen.
Das Vorder- und Hinterrahmensegment gleiten frei und verschwenken
relativ zueinander während
eines Biegens der Sohle.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der Rollschuh einen Rahmen auf,
der an einer Unterseite der Sohle im Vorderfußbereich der Sohle befestigt
ist. Der Fersenbereich der Sohle liegt in einer unteren Position auf
dem Rahmen auf und hebt sich bei einer Biegung der Sohle während des
Rollschuhfahrens vom Rahmen fort in eine obere Position. Eine Führung ist
an einem von Rahmen oder Fersenbereich der Sohle befestigt und ragt
während
des Biegens der Sohle zum anderen von Rahmen und Fersenbereich der Sohle
und greift gleitend in diesen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt somit Rollschuhe bereit, die Sohlen
haben, die sich vorzugsweise unterhalb des Mittelfußkopfes
des Fußes
des Rollschuhfahrers entsprechend der Anatomie des Fußes biegen.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist der Rahmen in zwei Segmente aufgeteilt, die sich zur Querstabilität gegenseitig überlappen,
jedoch während
des Biegens relativ zueinander frei und gleitfähig verschwenken. In einer
anderen Ausführungsform
hebt sich die Ferse des Schuhabschnitts während des Biegens vom Rahmen
weg an, und ist vorzugsweise eine Führung vorgesehen, die während dieser
Bewegung die Querpositionierung des Oberteils relativ zum Rahmen
beibehält.
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Somit
sorgen die Rollschuhe der vorliegenden Erfindung wegen der Fähigkeit,
den Fuß zu
biegen, für
ein stärkeres
Abstoßen
während
des Rollschuhfahrtritts und konzentrieren das Biegen am Fuß an dem
Punkt, der anatomisch am meisten erwünscht und effizientesten ist.
Die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen ein Vorspannelement, wie etwa
eine Federplatte, das die Ferse des Rollschuhs in der unteren Position vorbelastet,
so dass die Fersen beim Rollschuhfahren nach jedem Tritt für einen
vollständigen
Eingriff mit dem Rahmen und dem Boden nach unten zurückschnappen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
zuvor genannten Aspekte und viele der dazugehörenden Vorteile dieser Erfindung
werden durch Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung
mit den zugehörigen
Zeichnungen besser verständlich.
Dabei ist:
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1:
eine Seitenansicht eines gemäß einer ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rollschuhs, der eine flexible
Sohle und einen geteilten Rahmen besitzt, wobei der Rollschuh in
der nicht-gebogenen und nicht-belasteten Stellung dargestellt ist;
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2:
eine Seitenansicht des Rollschuhs von 1, wobei
sich der Rollschuh in der gebogenen Stellung befindet;
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3:
eine perspektivische Explosionsansicht des Rollschuhs von 1;
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4:
eine Draufsicht der Sohle des Rollschuhs von 1;
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5:
eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Sohle, die geeignet
ist, in den Rollschuh von 1 mit austauschbaren
Federelementen eingearbeitet zu werden;
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6:
eine Seitenansicht eines in der ungebogenen Stellung gezeigten Rollschuhs,
der gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einem steifen Rahmen und einer flexiblen
Sohle aufgebaut ist, wobei das Fersenende der Sohle unabhängig vom
Rahmen ist;
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7:
eine Seitenansicht des Rollschuhs in 6 in der
gebogenen Stellung;
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8:
eine Seitenansicht einer anderen Gestaltung des Rollschuhs von 6,
die ein Bremsenelement umfasst, das an der Sohle des Rollschuhs angebracht
ist, in der ungebogenen Stellung; und
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9:
eine detaillierte Seitenansicht des Rollschuhs von 8 in
der gebogenen Stellung teilweise im Querschnitt mit freigelegt dargestelltem Führungselement.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
eines Rollschuhs 10 mit flexibler Sohle, der gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist, ist in den 1 und 2 dargestellt.
Der Rollschuh 10 umfasst einen oberen Schuhabschnitt 12,
der den Fuß und
den Knöchel
eines Rollschuhfahrers aufnimmt und umgibt, und der an einer Sohle 14,
die wenigstens an einer Stelle entlang ihrer Länge biegsam ist, angebracht
und an dieser befestigt ist. Die Sohle 14 liegt unter dem
Fuß des
Benutzers und stützt
ihn. Die Sohle 14 wiederum ist an einer geteilten Rahmenbaugruppe 16 befestigt,
die sich in Längsrichtung
unterhalb der Sohle 14 erstreckt. Eine Mehrzahl von Rädern 18a, 18b, 18c und 18d ist
zwischen der ersten und der zweiten longitudinalen Seitenwand der Rahmenbaugruppe 16,
die sich einander gegenüberliegen,
achsgelagert.
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Die
Sohle 14 umfasst einen Vorderfußbereich 20, der unter
dem Ballen und den Zehen des Fußes
des Benutzers liegt und sie stützt.
Der Vorderfußbereich 20 der
Sohle umfasst einen Mittelfußkopfabschnitt 22,
der unter der Zone liegt, die mit dem Mittelfußkopf des Fußes eines
Rollschuhfahrers korrespondiert. Die Sohle 14 erstreckt
sich nach hinten, wobei sie in einem Fersenbereich 24 endet,
der unter der Ferse des Rollschuhfahrers liegt. Die Rahmenbaugruppe 16 umfasst
ein Vorderrahmensegment 26, das am Vorderfußbereich 20 der
Sohle 14 befestigt ist und ein Hinterrahmensegment 28,
das am Fersenbereich 24 der Sohle 14 befestigt
ist. Wie hier durchgängig
benutzt, bezieht sich „Vorder-" auf die Richtung
des Vorderfußbereichs 20 des
Rollschuhs, während
sich der Begriff „Hinter-" auf die entgegengesetzte
Richtung des Fersenbereichs 24 des Rollschuhs bezieht.
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Das
Umfassen eines Vorderrahmensegments 26 und eines Hinterrahmensegments 28 und die
Ausbildung der Sohle 14, um eine Biegung zwischen dem vorderen
Ende und dem hinteren Ende des Sohle 14 zuzulassen, lässt zu,
dass sich der Fuß des
Rollschuhfahrers und der obere Schuhabschnitt 12 während des
Rollschuhfahrtritts biegen. Die Sohle 14 und der obere
Schuhabschnitt 12 biegen sich von einer in 1 dargestellten
unteren Position, in der das Vorder- und das Hinterrahmensegment 26, 28 in Längsrichtung
ausgerichtet sind, zu einer in 2 dargestellten
gebogenen, oberen Position, in der der Fersenbereich 24 der
Sohle 14 und das Hinterrahmensegment 28 relativ
zum Vorderfußbereich 20 der Sohle 14 und
dem Vorderrahmensegment 26 nach oben schwenken. Jede der
Komponenten des Rollschuhs 10 wird jetzt ausführlicher
beschrieben.
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Unter
Bezug auf die 1 und 2 ist der obere
Schuhabschnitt 12 herkömmlichen
Aufbaus und umgibt die Zehen, Seiten, Fersen und den Knöchel eines
Fußes
eines Benutzers. Der obere Schuhabschnitt 12 umfasst eine
Vorderkappe 29, eine Zunge und einen Verschluss, wie etwa
ein Schnürsenkelsystem.
Der dargestellte obere Schuhabschnitt 12 ist von einem
steifen oder halbsteifen inneren Fersenbecher und einer Knöchelmanschette
(nicht gezeigt) gestützt,
was dazu beiträgt,
den Rollschuh in vertikaler Richtung zu stabilisieren. Andere herkömmliche obere
Schuhabschnittkonstruktionen sind ebenso im Umfang der vorliegenden
Erfindung enthalten einschließlich
Oberteilen, die durch äußere Knöchelmanschetten
und Fersenbecher verstärkt
sind. Der obere Schuhabschnitt 12 ist wenigstens teilweise
aus biegsamen Materialien aufgebaut, so dass sich der obere Schuhabschnitt 12 zusammen
mit der Sohle 14 biegt.
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Die
Sohle 14 ist am besten in den 1, 3 und 4 zu
sehen. Die Sohle 14 besitzt eine obere Fläche 30 (4),
die die Unterseiten des oberen Schuhabschnitts 12 aufnimmt
und stützt.
Die Sohle 14 ist am oberen Schuhabschnitt 12 durch
ein beliebiges herkömmliches
Verfahren, einschließlich Schrauben,
Nieten, Nähen
und Klebeverbinden befestigt. Die Sohle 14 ist zwar getrennt
vom oberen Schuhabschnitt 12 dargestellt, es sollte aber
auch verständlich
sein, dass die Sohle 14 integral mit dem oberen Schuhabschnitt 12 ausgebildet
sein könnte, solange
sich der obere Schuhabschnitt 12 und die Sohle 14 auf
die Weise, wie sie hier desweiteren beschrieben werden soll, flexibel
anpassen. Die obere Fläche 30 der
Sohle 14 ist von einer erhabenen Lippe umrandet, die den
Umfang der Sohle 14 umgibt. Die Lippe 14 erstreckt
sich am vorderen und am hinteren Ende nach oben, um teilweise die
unteren Ränder der
Zehen und Fersen des Benutzers zu umgeben.
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Wie
am besten in den 1 und 3 dargestellt,
umfasst die Sohle 14 eine untere Fläche 39, die von longitudinal
ausgerichteten Rippen 40, die sich entlang der inneren
und äußeren Längsseite
der unteren Fläche 40 der
Sohle 14 erstrecken, gestützt wird. Die Rippen 40,
die als Bereiche erhöhter
Dicke der Sohle 14 ausgebildet sind, dienen dazu, den Fersenbereich 24 und
einen Vorderabschnitt des Vorderfußbereichs 20 der Sohle 14 zu
versteifen. Jedoch erstrecken sich die Rippen 40 nicht
unterhalb des Mittelfußkopfabschnitts 22 des
Vorderfußbereichs 20 der
Sohle in Längsrichtung.
Somit ist die effektive Dicke des Mittelfußabschnitts 22 der
Sohle 14 gegenüber
der Dicke der umgebenden Bereiche der Sohle 14 verringert.
Diese verringerte Dicke macht die Sohle 14 geeignet, sich
am Mittelfußkopfabschnitt 22 zu biegen
und fokussiert insbesondere die Biegung der Sohle 14 im
Mittelfußkopfabschnitt 22 in
einem leichten Bogen entlang der Länge des Mittelfußkopfabschnitts,
wie in 2 dargestellt ist.
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Die
Fähigkeit
des Mittelfußkopfabschnitts 22 sich
zu biegen ist weiter durch die Bildung einer länglichen Queröffnung 42 durch
den Mittelfußkopfabschnitt 22 erhöht. Diese Öffnung 42 erstreckt
sich quer und mittig über
ungefähr
die halbe Breite des Mittelfußkopfabschnitts 22 und
erstreckt sich auch über
den größten Teil
der Länge
des Mittelfußkopfabschnitts 22 nach
vorne und nach hinten. Diese Öffnung 42 dient
dazu, die Biegespannung weiter auf den Mittelfußkopfabschnitt 22 zu
konzentrieren. Darüber
hinaus ist die Öffnung 42 mit
einer quer verlaufenden länglichen
ovalen Gestaltung ausgebildet, die dazu dient, die Biegung weiter
entlang der Mittenlinie des Mittelfußkopfabschnitts 22 zu
fokussieren. Somit biegen sich, wie in 2 dargestellt,
die Sohle 14 und der obere Schuhabschnitt 12 an
der anatomisch bevorzugten Position gerade unterhalb des Mittelfußkopfes,
und folgen dabei der natürlichen
Kontur des Mittelfußkopfes,
wenn er sich biegt.
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Die
Aufmerksamkeit soll nun auf 3 gerichtet
werden, um den Aufbau der geteilten Rahmenbaugruppe 16 zu
beschreiben. Von Vorderrahmensegment 26 und Hinterrahmensegment 28 besitzt
jedes einen unabhängigen
Torsionskastenaufbau. Das Vorderrahmensegment 26 besitzt
eine Oberwand 31, die sich von unmittelbar unterhalb eines
vorderen Spitzenabschnitts des Vorderfußbereichs 20 der Sohle 14 nach
hinten bis gerade vor den Mittelfußkopfabschnitt 22 erstreckt.
Das Vorderrahmensegment 26 umfasst desweiteren eine linke und
eine rechte gegenüberliegende
Seitenwand 32, die relativ zur Länge der Sohle 14 in
Längsrichtung ausgerichtet
sind. Das Hinterrahmensegment 28 umfasst entsprechend eine
Oberwand 34 und in Längsrichtung
eine linke und rechte Seitenwand 36. Die Oberwand 34 verläuft von
unterhalb eines Bogenabschnitts des Fersenbereichs 24 der
Sohle 14 zum hinteren Ende des Fersenbereichs 24.
Eine Gewicht verringernde Öffnung 38 ist
aus der Mitte der Oberwand 34 ausgeschnitten.
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Die
Oberwände 31 und 34 des
Vorder- und des Hinterrahmensegments 26 und 28 sind
horizontal ausgerichtet, wobei die Seitenwände 32 und 36 von
diesen senkrecht nach unten hervorragen. Jedes Rahmensegment 26, 28 ist
durch eine Reihe unterer horizontaler Streben 40 ergänzt, die
sich zwischen der linken und der rechten Seitenwand 32 des
Vorderrahmensegments 26 und der linken und der rechten
Seitenwand 36 des Hinterrahmensegments erstrecken. Die
unteren Streben 40 sind parallel zu den Oberwänden 31 und 34 und
nach unten von ihnen beabstandet und zwischen den Rädern 18a, 18b, 18c und 18d ausgerichtet.
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Insbesondere
trägt das
Vorderrahmensegment 26 ein erstes Vorderrad 18a und
ein zweites Vorderrad 18b, die zwischen den gegenüberliegenden
Seitenwänden 32 achsgelagert
sind. Jedes Rad umfasst eine mittige Nabe und Lagerbaugruppe 44, die
drehbar auf einer Welle 45 angebracht ist, die durch fluchtenden Öffnungen 46 der
Seitenwände 32 eingebracht
ist, und wird durch Hutschrauben 48 gehalten. Im Vordersegment 26 des
Rahmens ist eine einzelne horizontale Strebe 40 (nicht
gezeigt) zwischen dem ersten Vorderrad 18a und dem zweiten Vorderrad 18b angeordnet.
Das Hinterrahmensegment 28 trägt auf ähnliche Weise ein erstes Hinterrad 18c und
ein zweites Hinterrad 18d, die zwischen seinen Seitenwänden 36 auf
Wellen 45 achsgelagert sind. Eine erste horizontale Strebe 40 ist
zwischen den Seitenwänden 36 gerade
vor dem ersten Hinterrad 18c ausgebildet, und eine zweite
horizontale Strebe (nicht gezeigt) ist zwischen dem ersten und dem
zweiten Hinterrad 18c und 18d ausgebildet. Die Oberwände, Seitenwände und
unteren horizontalen Streben des Vorder- und des Hintersegments 26, 28 vervollständigen somit
für jedes
Rahmensegment eine steife längliche,
kastenartige Struktur, die eine gute Torsionssteifigkeit besitzt.
Die von den horizontalen Streben 40 gelieferte Verwindungssteifheit
ist erwünscht,
aber ein Rahmen, der ohne Verstrebungen aufgebaut ist, läge auch
im Umfang der vorliegenden Erfindung. Ebenso könnten andere Verstrebungen,
wie etwa eine diagonale Innenverstrebung oder äußere Streben, die sich von
der Sohle 14 nach unten erstrecken, verwendet werden. Die
Rahmensegmente 26, 28 können aus jedem geeigneten steifen
Material, wie etwa Aluminium, Titan, anderen Metallen und Legierungen,
Konstruktionsthermoplasten und faserverstärkten Thermoplasten oder Duroplasten
ausgebildet sein.
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Immer
noch unter Bezug auf 3 umfasst das Vorderrahmensegment 26 einen
linken und einen rechten stabilisierenden Flansch 50, die
an den Seitenwänden 32 befestigt
oder integral mit ihnen ausgebildet sind, um hintere Verlängerungen
von ihnen zu bilden. Die stabilisierenden Flansche 50 erstrecken
sich hinter dem innersten, d.h. zweiten, Vorderrad 18b zum
innersten, d.h. ersten, Hinterrad 18c. Die stabilisierenden
Flansche 50 können
an den Seitenwänden 32 des
Vorderrahmensegments 26 angeschweißt (bei Metallmaterialien),
angeschraubt, geklebt oder genietet sein. Alternativ kann das Vorderrahmensegment 26,
das die stabilisierenden Flansche 50 umfasst, integral
gegossen, geformt oder maschinenbearbeitet sein. Die stabilisierenden
Flansche 50 besitzen einen inneren Zwischenraum, der die
zwei Flansche trennt, so dass sie eng anliegend und gleitfähig die
vorderen Enden der Seitenwände 36 des
Hinterrahmensegments 28 aufnehmen. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Zwischenraum zwischen den stabilisierenden Flanschen 50 des
Vorderrahmensegments 26 größer als der Zwischenraum zwischen
dem Rest der Seitenwände 32 des Vorderrahmensegments 26.
Somit erweitern sich die Seitenwände
effektiv nach außen,
indem sie sich zuerst in Querrichtung nach außen und dann nach hinten biegen,
um die stabilisierenden Flansche 50 zu definieren.
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1 stellt
die stabilisierenden Flansche 50 dar, die die vorderen
Enden der Seitenwände 36 des Hinterrahmensegments 28 überlappen.
Die Überlappungspassung
der stabilisierenden Flansche 50 und der Seitenwände 36 des
Hinterrahmensegments 28 ist eng, wobei die Breite von der äußeren Oberfläche der
linken Seitenwand 36 zur äußeren Oberfläche der
rechten Seitenwand 36 gerade geringfügig geringer als die Breite
zwischen den inneren Oberflächen der
stabilisierenden Flansche 50 ist. Die enge Passung ist
erwünscht,
so dass im Wesentlichen verhindert wird, dass das Hinterrahmensegment 28 in Querrichtung,
d.h. von der Längsrichtung
weg, relativ zum Vorderrahmensegment verkippt. Somit dienen die
stablisierenden Flansche 50 dazu, die unabhängigen Rahmensegmente 26 und 28 torsionsmäßig zu verbinden,
insbesondere wo die Sohle 14 wie in 1 dargestellt
nicht gebogen ist. Die Rahmensegmente 26 und 28 sind
nur durch diese Überlappung und
aufgrund dessen, dass beide an der Sohle 14 befestigt sind,
verbunden und sind vorzugsweise ansonsten unabhängig. Diese stabilisierende Überlappung
setzt sich wenigstens teilweise während aller Stufen des Biegens
der Sohle 14 fort.
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Um
die Torsionssteifigkeit der Rahmenbaugruppe 16 weiter zu
erhöhen,
sind die stabilisierenden Flansche 50 durch einen stabilisierenden
Querbolzen 52 verstärkt,
der durch fluchtende Öffnungen, die
durch untere Randabschnitte der Flansche 50 ausgebildet
sind, eingebracht ist. Der stabilisierende Bolzen 52 wird
durch einen Kopf an einem Ende und eine am anderen Ende ausgebildete
Hutschraube oder Erweiterung an der Stelle gehalten. Der stabilisierende
Bolzen 52 verhindert, dass die stabilisierenden Flansche 50 sich
bei der Verwendung unerwünschtermaßen nach
außen
erweitern oder voneinander wegbiegen, und hält sie in der beabstandeten parallelen
Anordnung.
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Die
vorderen Enden der Seitenwände 36 des Hinterrahmensegments 28 umfassen
jeweils eine kerbenartige Ausnehmung 54, die den stabilisierenden
Bolzen 52 aufnimmt und beinhaltet, wenn die Rahmensegmente 26 und 28,
wie in 1 gezeigt, in der nicht gebogenen Stellung in
Längsrichtung
ausgerichtet sind. Diese Kerbe 54 erlaubt, dass der stabilisierende
Bolzen 52 für
die maximale Querstabilisierung so weit wie möglich nach hinten angeordnet wird.
In der in 3 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform
verjüngen
sich die hinteren Enden der stabilisierenden Flansche 50,
während
sie sich nach hinten erstrecken, in der vertikalen Breite nach unten. Umgekehrt
verjüngen
sich die vorderen Enden des Seitenwände 36, während sie
sich nach vorne erstrecken, in der vertikalen Breite nach vorne
und oben. Dieser Aufbau erlaubt ein maximales Überlappen der stabilisierenden
Flansche 50 und Seitenwände 36. Jedoch
sind auch andere Gestaltungen, einschließlich stumpfer Enden sowohl
an den stabilisierenden Flanschen 50 als auch den Seitenwänden 36,
möglich.
Desweiteren könnten
anstatt, wie in 3 dargestellt, separate stabilisierende
Flansche 50 zu umfassen, die Seitenwände 32 des Vorderrahmensegments 26 einfach
eine größere Breite
besitzen, oder ein Hinterabschnitt der Seitenwände 32 kann gebogen
sein, um eine größere Breite
zu definieren, um das Hinterrahmensegment 28 zu beinhalten,
alles im Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Desweiteren
könnten
die stabilisierenden Flansche stattdessen am Hinterrahmensegment 38 angebracht
sein und das Vorderrahmensegment 26 überlappen. Außerdem könnte(n)
anstelle von Seitenflanschen ein sich unterscheidender Längsvorsprung
(sich unterscheidende Längsvorsprünge) auf dem
Vorder- oder dem Hinterrahmensegment 26 oder 28 enthalten
sein, um eng und gleitfähig
innerhalb eines korrespondierenden Schlitzes, einer Aussparung oder
eines Raums im anderen von Vorder- oder Hinterrahmensegment aufgenommen
zu werden.
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Anders
als beim Überlappen
der stabilisierenden Flansche 50 sind das Vorder- und das
Hinterrahmensegment 26 und 28 voneinander unabhängig. Somit
sind das Vorder- und das Hintersegment 26 und 28 frei,
während
des Biegens der Sohle 14 ohne Begrenzung relativ zueinander
zu verschwenken und zu gleiten. Um diese gleitende Kippbewegung
des Vorder- und des Hinterrahmensegments 26 und 28 weiter
zu erleichtern, ist vorzugsweise eine Oberfläche geringer Reibung, wie etwa
ein TeflonTM-Fluoridpolymerkissen 56 auf
die Außenseite
der vorderen Enden jeder der Seitenwände 36 des Hinterrahmensegments 28 aufgebracht.
Alternativ können
die Kissen geringer Reibung 56 auf die Innenseite der stabilisierenden
Flansche 50 oder sowohl auf die stabilisierenden Flansche 50 und
das Hinterrahmensegment 28 aufgebracht werden. Jedoch könnten auch Materialien
geringer Reibung, wie etwa Nylonkissen, oder Lager verwendet werden.
Somit ist der Reibungswiderstand zwischen der Bewegung des Vorder-
und des Hinterrahmensegments 26 und 28 minimiert.
Das Biegen der Sohle 14 ist statt durch die Rahmenbaugruppe 16 nur
durch die Positionierung und Aktivität des Fußes des Rollschuhläufers und
die Vorspannung der Sohle 14 (die unten erörtert wird) begrenzt.
-
Unter
Bezug auf die 1 und 3 umfasst
die Rahmenbaugruppe 16 einen Mechanismus zum selektiven
Verriegeln des Vorderrahmensegments 26 mit dem Hinterrahmensegment 28,
so dass die Rahmenbaugruppe 16 entlang ihrer Länge steif wird.
Dies kann beispielsweise bei Rollschuhfahranfängern erwünscht sein, die sich auf einem
steifen Rahmen wohler fühlen.
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann ein Verriegelungsbolzen 58,
der an einem Ende einen Kopf und am entgegengesetzten Ende eine
federgespannte Arretierungskugel besitzt, falls gewünscht durch
fluchtende Öffnungen 60,
die in jedem der stabilisierenden Flansche 50 ausgebildet
sind, und die vorderen Enden der Seitenwände 36 des Hinterrahmensegments 28 eingebracht
werden. Wenn die Sohle 14 nicht gebogen ist, so dass das
Vorder- und das Hinterrahmensegment wie in 1 gezeigt
in Längsrichtung
ausgerichtet sind, kann der Verriegelungsbolzen falls gewünscht eingebracht
werden. Ein Entfernen des Verriegelungsbolzens 58 durch
Schieben des Verriegelungsbolzens 58 mit einem Inbusschlüssel oder
anderen Werkzeug von der Arretierungsseite her bringt den Rollschuh
wieder in die flexible Gestaltung.
-
Wiederum
unter Bezug auf 3 ist von Vorder- und Hinterrahmensegment 26 und 28 für eine unabhängige Quer- und Horizontaleinstellung
jedes an der Sohle 14 angebracht. Für diesen Zweck umfasst die
Sohle 14 eine beabstandete Reihe von vier Montagequerschlitzen 62.
Jeder Montageschlitz 62 ist von einem nach unten hervorragenden
Wulst umrandet. Jeder Montageschlitz 62 ist durch eine
korrespondierende geschlitzte Metallplatte, die innerhalb der Sohle 14 geformt
oder geklebt ist, mittig zwischen der oberen Fläche 30 und der unteren
Fläche 40 verstärkt. Die
Verstärkungsplatten
können
aus einem Metall, wie etwa Aluminium, geeignet ausgebildet sein,
und jede definiert eine Lippe 63, die im Inneren um den
Umfang des korrespondierenden Schlitzes 62 herum hervorragt.
Der Kopf eines Stifts 64 ist innerhalb jedes Schlitzes
von der oberen Fläche
der Sohle 14 her aufgenommen und ruht auf der Lippe 63,
die von der Verstärkungsplatte
definiert ist. Jeder Stift 64 umfasst einen Schaft mit
Innengewinde, der sich durch den Schlitz 62 und die Lippe 63 nach
unten erstreckt. Die Stifte 64 können entlang der Länge der
Schlitze 62 quer von Seite zu Seite verschoben werden.
-
Die
Oberwand 31 des Vorderrahmensegments 26 umfasst
zwei longitudinal ausgerichtete Montageschlitze 66. Die
Oberwand 34 des Hinterrahmensegments 28 umfasst
ebenfalls zwei longitudinal ausgerichtete Montageschlitze 66.
Die longitudinalen Montageschlitze 66 am Vorderrahmensegment 26 sind
mit den in der Sohle 14 ausgebildeten zwei vordersten Montagequerschlitzen 62 fluchtend
ausrichtbar. Diese vordersten Montageschlitze 62 sind innerhalb
des Vorderfußbereichs 20 der
Sohle 14 gerade unterhalb der Zehen und gerade vor dem
Mittelfußkopfabschnitt 22 ausgebildet.
Montagebolzen 68 sind von der Unterseite des Vorderrahmensegments 26 durch
die Längsschlitze 66 in
die korrespondierenden Stifte 64 eingebracht, um das Vorderrahmensegment 26 am
Vorderfußbereich 20 der
Sohle 14 anzubringen. Wenn die Bolzen 28 locker
in den Stiften 64 aufgenommen sind, kann das Vorderrahmensegment 26 entlang
der Länge
des Schlitzes 66 nach vorne und nach hinten geschoben werden
und kann auch entlang der Länge
des Schlitzes 62 quer nach links oder rechts geschoben
werden. Wenn die gewünschte
Stelle vorne und hinten und von Seite zu Seite, sowie Winkelstellung
erzielt ist, werden die Bolzen 68 in die Stifte 64 hinein
angezogen, um das Vorderrahmensegment in dieser Position zu halten.
-
Auf ähnliche
Weise werden Montagebolzen 68 durch die Längsschlitze 66 in
das Hinterrahmensegment 28 und in die in den zwei hintersten
Querschlitzen 62 des Fersenbereichs 24 der Sohle 14 gehaltenen
Stifte 64 eingebracht. Die zwei hintersten Querschlitze 62 sind
unmittelbar unterhalb der Ferse und unterhalb der Wölbung der
Sohle 14 definiert. Das Hinterrahmensegment 28 kann
genau wie das Vorderrahmensegment 26 in Längsrichtung,
in Querrichtung und bezüglich
der Winkelstellung eingestellt werden. Das Vorder- und das Hinterrahmensegment 26 und 28 können unabhängig voneinander
eingestellt werden.
-
Die
einstellbare Montage des Vorder- und des Hinterrahmensegments 26 und 28 macht
die Verlängerung
und die Verkürzung
der Rahmenbaugruppe 16 des Rollschuhs 10 möglich. Für eine erhöhte Geschwindigkeit
kann ein längerer
Rahmen erwünscht
sein, während
für eine
erhöhte
Wendigkeit ein kürzerer
Rahmen erwünscht
sein kann. Ebenso kann für
individuelle Rollschuhfahrstile die Links- und Rechtspositionierung
der Rahmensegmente erwünscht
sein, um gerades Fahren oder Wenden zu erleichtern.
-
Unter
Bezug auf die 1 und 2 sorgt die
Montage des Vorderfußbereichs 20 der
Sohle 14 am Vorderrahmenbereich 26 für eine stabile
Plattform, von der man sich während
des Abstoßabschnitts
eines Rollschuhfahrtritts abdrücken
kann. Insbesondere ist der Punkt der Biegung der Sohle 14 am
Mittelfußkopfabschnitt 22 entweder
gerade oberhalb oder vor der Drehachse des innersten Vorderrads 18b des
Vorderrahmensegments 26 angeordnet. Die Drehachse des innersten
Vorderrads 18b ist durch die korrespondierende Welle 45 definiert
und korrespondiert mit dem Kontaktpunkt des innersten Vorderrads 18b mit
dem Boden. Somit wird während des
Biegens des Rollschuhs, wenn das Hinterrahmensegment 28 und
die Hinterräder 18c und 18d vom
Boden abgehoben sind, noch eine stabile Plattform bereitgestellt,
da der hinterste Kontaktpunkt mit dem Boden, der vom Rad 18b bereitgestellt
wird, sich entweder unmittelbar unterhalb oder hinter dem Biegepunkt
am Mittelfußkopfabschnitt 22 befindet.
Dies verhindert, dass das Vorderrahmensegment 26 unerwünschterweise
nach oben kippt, so dass sich das vorderste Vorderrad 18a während des
Abstoßabschnitts
des Tritts vom Boden weg anheben würde.
-
Unter
Bezug auf die 2 und 4 umfasst
der flexible Rollschuh 10 der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
ein Vorspannelement, um die Sohle 14 nach unten zur unteren
oder nicht gebogenen Stellung von 1 und weg
von der oberen oder gebogenen Stellung von 2 zu treiben.
Vorzugsweise wird dieses Vorspannen von einer in die Sohle 14 eingearbeiteten
Feder bereitgestellt, die mit der Sohle 14 koplanar ist.
Zum Beispiel kann die Sohle 14 aus einem elastischen Kompositmaterial
aufgebaut sein, wie etwa einem Duroplast- oder Thermoplastpolymer,
das mit Fasern verstärkt
ist. Ein geeignetes Material eines solchen elastischen Kompositmaterials
ist ein Epoxid, der mit Lagen von Kohlenstofffasern, die in 45°-Winkeln
bezüglich
der Längsachse
der Sohle 14 gewoben sind, verstärkt ist. Dieser Aufbau führt dazu,
dass der Quermittelfußabschnitt 22 noch
die Torsionssteifigkeit behält,
während
er sich auch in Längsrichtung
elastisch biegt.
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Eine
alternatives Verfahren, eine Feder in die Sohle 14 einzuarbeiten,
ist in 4 dargestellt. Insbesondere ist eine breite, längliche
Ausnehmung 70 in der oberen Fläche 30 der Sohle 14 ausgebildet. Die
Ausnehmung erstreckt sich über
einen Großteil der
Breite der Sohle 14 und vom vorderen Ende des Spitzenbereichs 20 der
Sohle 14 gerade hinter dem vordersten Montageschlitz 64 bis
zu ungefähr
der Mitte entlang der Länge
der Sohle 14, gerade vor den dritten Montageschlitz 64.
Diese flache Vertiefung 70 nimmt eine Federplatte 72 auf,
die sich über
die Breite und den größten Teil
der Länge
der Ausnehmung erstreckt. Die Federplatte 72 verläuft über den
Mittelfußkopfabschnitt 22 und
ist auf ihm zentriert. Die Federplatte 72 kann geeignet
als ein Streifen eines Federstahls ausgebildet sein oder kann stattdessen
ein Streifen eines anderen elastischen Materials wie etwa eines
verstärkten
Komposits sein. Die Federplatte 72 ist geeignet an der
Stelle festgeklebt oder kann mit Nieten gehalten werden. In der
bevorzugten Ausführungsform
wird die Federplatte zwischen der Sohle 14 und dem oberen
Schuhabschnitt 12 sowohl auf der oberen als auch der unteren
Fläche
während des
andauernden Vorgangs angeklebt. Darüber hinaus werden vier Nieten 74 durch
die Sohle 14 und jede Ecke der Federplatte 72 durch
in der Federplatte 72 ausgebildete korrespondierende kurze
Längsschlitze 76 eingebracht.
Dies erlaubt während
des Biegens der Sohle 14 ein gewisses Verschieben der Federplatte 72 relativ
zur Sohle 14 in Längsrichtung. Die
Ausnehmung 70 kann außerdem
zwei elastomere Querstreifen 78, die vor und hinter dem
vorderen und dem hinteren Ende der Federplatte 72 und an diese
anstoßend
positioniert sind, umfassen. Diese Elastomerstreifen 78 werden
komprimiert und absorbieren die Längsbewegung der Feder 72,
wie sie während
des Biegens der Sohle 14 von den Schlitzen 76 zugelassen
wird. Bei Rückkehr
der Sohle 14 in die nicht gebogene Stellung dehnen sich
die Elastomerstreifen 78 wieder aus, wobei sie die Feder 72 mit
zusätzlicher
Kraft weiter in ihre ursprüngliche
Stellung treiben.
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Unter
Bezug auf die 1 und 2 wirkt die
Federplatte 72 so, dass sie den Fersenbereich 24 des
Rollschuhs 10 nach unten zur nicht gebogenen Stellung von 1 treibt.
Darüber
hinaus ist die Federplatte 72 vorzugsweise mit einer Vorlast
versehen, so dass sie den Fersenbereich 24 der Sohle 14 nach
unten genügend
vorspannt, um in die Längsausrichtung
der Räder 18a,
b, c und d eine negative Wölbung
einzuführen.
Insbesondere stellt 1 eine ebene Bodenfläche 76 dar,
die ein Rollschuhfahrer überqueren
kann. Bevor das Gewicht des Körpers
des Rollschuhfahrers auf die Sohle 14 aufgebracht wird,
wird der Rollschuh 10 von der Federplatte 72 vorgespannt,
so dass die mittleren Räder 18b und
c relativ zum vordersten Rad 18a und zum hintersten Rad 18d leicht
angehoben werden. Somit definieren die unteren Flächen der
Räder eine Ebene,
die nach unten einen leichten Bogen bildet, wie in 1 mit
der Linie 78 dargestellt. Sobald das Gewicht des Benutzers
auf die Sohle 14 aufgebracht wird, bewegen sich die mittleren
Räder 18b und 18c nach
unten, während
die Vorbelastung der Federplatte 72 überwunden wird, bis sich alle
Räder in
einer geraden, ebenen Stellung auf dem Boden befinden. Die Vorbelastung
der Federplatte 72 schaltet auf diese Weise ein Wippen
des Rollschuhs 10 aus und kann verwendet werden, wenn ein
Anti-Wipp-Rollschuh gewünscht
ist. Während
jedes Tritts berühren, wenn
der Rollschuh beginnt, den Boden zu berühren, die mittleren Räder 18b und 18c anfänglich nicht
den Boden, was während
dieses Abschnitts des Stoßes ein
unerwünschtes
Spurhalten ausschaltet. Die anfängliche
Wölbung
der Räder 18 stellt
sicher, dass zu jedem Zeitpunkt ein guter Kontakt des Vorder- und des
Hinterrads mit dem Boden bleibt.
-
Die
bevorzugte Ausführungsform
in 1 ist zwar mit vier Rädern dargestellt worden, aber
es könnte
auch eine abweichende Anzahl von mehr oder weniger Rädern verwendet
werden. Zum Beispiel kann eine größere Anzahl von Rädern, wie
etwa fünf
Räder,
für eine
höhere
Geschwindigkeit erwünscht
sein.
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Während des
Rollschuhfahrens auf dem flexiblen Rollschuh 10 biegt sich
die Sohle 14 um eine sich seitwärts erstreckende Achse, die
quer zur Längsachse
der geteilten Rahmenbaugruppe 16 definiert ist. Jedoch
kann das Spannungskonzentrationsprofil verringerter Dicke des Mittelfußkopfabschnitts 22 anders
ausgerichtet sein, wie etwa mit einem leichten Winkel relativ zur
Längsachse
der Rahmenbaugruppe 16. Dies würde dadurch eine leicht verkippte
Drehquerachse definieren, die noch enger der Kontur des Mittelfußkopfes
des Fußes
des Rollschuhfahrers folgt. Der Drehmittelpunkt der Sohle 14 und
des Rollschuhs 10 liegt in einer Ebene unmittelbar unterhalb
des Mittelfußkopfes
des Fußes
des Rollschuhfahrers und ist bevorzugt, da eine Mittelpunktsdrehung
an anderen Stellen bewirken kann, dass sich der Fuß des Rollschuhfahrers
verkrampft. Während
des Rollschuhfahrens beim Eintreten des Rollschuhfahrers in die
Abschiebphase des Rollschuhfahrstritts kann der Rollschuhfahrer,
der den flexiblen Rollschuh 10 der vorliegenden Erfindung verwendet,
seinen Knöchel
plantarbiegen, während er
seinen Fuß oberhalb
des Mittelfußkopfabschnitts 22 der
Sohle 14 biegt. Das Vorderrahmensegment 26 bleibt
fest auf dem Boden, während
das Hinterrahmensegment 28 vom Boden abhebt. Das Gewicht des
Fußes
des Rollschuhfahrers kippt vom Mittelfußkopf des Fußes weg,
und das Gewicht des Rollschuhfahrers liegt auf dem Vorderrahmensegment 26 auf.
Durch die zwei vordersten Rädern 18a, 18b, von
denen aus der Rollschuhfahrer in der Lage ist, sich voranzutreiben,
wird eine stabile Plattform bereitgestellt. Dieser Rollschuhfahrvorgang
ist ausführlicher
in der Parallelanmeldung 08/957,436 beschrieben.
-
Während dieses
Abdrück-
oder Abstoßabschnitts
des Tritts, wenn die Ferse angehoben ist und sich der Fuß biegt,
lässt die
Federplatte 72 ein Abstoßen vom vorderen Ende des Rollschuhs
mit größerer Kraft
zu. Die Federplatte 72 biegt sich am Mittelfußkopfabschnitt 22 des
Rollschuhs, und die Rollschuhvorderseite lädt den Mittelfußkopf nach
vorne auf den Rest des Vorderfußbereichs 20 der
Sohle 14. Sobald der Tritt abgeschlossen ist, und der Benutzer
die Spannung von seinem Fuß lässt, bewirkt
die Feder, dass der Fersenbereich 24 der Sohle 14 in
die nicht gebogene Stellung von 1 zurückfedert,
wobei dem Rollschuh Energie für
einen fortgesetzten Vorwärtsschwung
zurückgegeben
wird. Darüber
hinaus bewirkt das Vorbelasten der Federplatte 72, dass
der Rollschuh fest und sicher in die ausgerichtete, nicht gebogene
Stellung hinunterschnappt.
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Die
Benutzung der flexiblen Sohle 14 des Rollschuhs 10 sorgt
für eine
bessere Steuerung, insbesondere während langer Tritte. Der Rollschuh bleibt
während
der gesamten Dauer eines Tritts fest unter dem Gewicht des Benutzers,
und der Benutzer ist besser in der Lage, seinen Schwerpunkt in einer geraden
Linie beizubehalten. Somit werden bringt die Verwendung des flexiblen
Rollschuhs 10 gegenüber einem
herkömmlichen
Rollschuh mit steifem Rahmen längere
Tritte und eine höhere
Geschwindigkeit mit sich. Darüber
hinaus bringen die geteilte Rahmenbaugruppe 16 und die
flexible Sohle 14 der vorliegenden Erfindung dem Rollschuhfahrer
die Fähigkeit
mit sich, vom Vorderrahmensegment 26 abzuspringen, wobei
die Sprungtätigkeit
seiner Beine und Füße genutzt
wird, wenn der Fuß während der
Aufwärtsspringbewegung
gebogen wird, und er in die nicht gebogene Stellung zurückschnellt, nachdem Gewicht
vom Rollschuh genommen worden ist. Somit ist ein Springen im Rollschuh 10 der
vorliegenden Erfindung selbst ohne die Verwendung einer Rampe oder
einer anderen Hebevorrichtung möglich.
Der Benutzer springt stattdessen einfach vom Vorderrahmensegment 26 ab.
-
Ein
zusätzlicher
Nutzen der geteilten Rahmengestaltung 16 und der flexiblen
Sohle 14 ist, dass der Rollschuh 10 dabei ein
integrales Federungssystem bereitstellt. Beim Passieren des Rollschuhs 10 über holprige
und vorspringende Stellen im Boden während des Rollschuhfahrens
kann sich von Vorderrahmensegment 26 oder Hinterrahmensegment 28 eines
relativ zum anderen anheben, wobei sich die Sohle 14 entsprechend
wie erforderlich biegt, um Stöße und Schläge auf den
Fuß des
Rollschuhfahrers zu dämpfen.
Somit sind eine bessere Steuerung und höhere Geschwindigkeiten möglich. Die
Ferse des Fußes
des Rollschuhfahrers ist in der Lage, sich unabhängig von der Spitze des Fußes des
Rollschuhfahrers auf und ab zu bewegen. Durch den Rollschuh der
vorliegenden Erfindung wird vollständig bogenförmiges Biegen des Fußes für verbesserte Wendigkeit,
Geschwindigkeit und Sprungmöglichkeiten
bereitgestellt.
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5 zeigt
eine Variation der Sohle 14 des Rollschuhs von 1. 5 zeigt
eine andere Sohle 80, die unter den meisten Gesichtspunkten
genauso wie die vorher beschriebene Sohle 14 gestaltet
ist. Jedoch sind anstelle einer einzelnen Längsausnehmung 70 und
Federplatte 72 ein linker und ein rechter schmaler länglicher
Federstreifen 82 und 84 innerhalb korrespondierender
länglicher
Ausnehmungen entlang des linken und des rechten Randes des Rollschuhs
wiederum im Vorderfußbereich 20 des
Rollschuhs und zentriert über
dem Mittelfußkopfabschnitt 22 angebracht.
Die schmalen Federstreifen 82 und 84 sind durch
im Umfang der Sohle 80 definierte Schlitze seitwärts in die
Sohle 80 eingebracht. Zu diesem Zweck kann jeder der Federstreifen 82 und 84 eine
Lasche 86 umfassen, die zum Entfernen und Montieren der
Federstreifen 82 und 84 mit der Hand gegriffen
wird oder mit einer Zange gegriffen wird. Sobald sie montiert sind,
sind die Federstreifen 82 und 84 enganliegend
innerhalb der Ausnehmungen aufgenommen, und das Vorbelasten der
Federn 82 und 84 hält sie in dieser Position.
Dieser Aufbau ermöglicht,
dass die Federstreifen 82 und 84 entfernt und
gegen sich unterscheidende Federstreifen, die eine größere oder
kleinere Federkonstante für
eine größere oder
geringere Vorspannkraft besitzen, ausgewechselt werden können, wie
es für
bestimmte Benutzer oder Anwendungen erwünscht sein kann. Andere Formen
von auswechselbaren oder einstellbaren Vorspannelementen können verwendet
werden, wie etwa piezoelektrische Wandler, alles innerhalb des Umfangs
der vorliegenden Erfindung. Piezoelektrische Wandler würden die
Funktionen des Dämpfens
von Schwingungen und des Steuerns des Betrags des Biegens und des
Betrags des Zurückbiegens
oder der Wölbungsvorlast
in Reaktion auf wechselnde Oberflächenbedingungen liefern und
dadurch eine reaktives Federungssystem bereitstellen.
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Eine
andere Ausführungsform
eines Rollschuhs 100 mit einer flexiblen Sohle ist in den 6 und 7 dargestellt.
Der Rollschuh 100 umfasst wiederum ein Oberteil 102,
das entlang seiner Unterseite an einer Sohle 104 befestigt
ist. Das Oberteil 102 und die Sohle 104 sind im
Wesentlichen ähnlich wie
das Oberteil 12 und die Sohle 14 der zuvor beschriebenen
Ausführungsform
des Rollschuhs 10 aufgebaut. Im in den 6 und 7 dargestellten Rollschuh
ist das Oberteil 102 als ein Rennrollschuhstiefel gestaltet;
jedoch können
stattdessen andere Gestaltungen von Rollschuhstiefeln, wie etwa
des in 1 dargestellten, verwendet werden. Die Sohle 104 ist ähnlich wie
die in 1 dargestellte Sohle 14 aufgebaut und
umfasst einen Vorderfußbereich 106, der
einen Mittelfußkopfabschnitt 108 besitzt,
und einen Fersenbereich 110. Die Sohle 104 beinhaltet eine
Feder, die geeigneterweise dieselbe wie die zuvor beschriebene Federplatte 72,
die im Hinblick auf die Ausführungsform
der 1 bis 4 dargestellt ist, sein kann.
Stattdessen ist auch ein abweichender Federaufbau, wie etwa die
Verwendung eines elastischen Kompositmaterials, für die Verwendung
in der Ausführungsform
von 6 geeignet, um die Sohle 104 und eine
integrale Feder zu bilden.
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6 stellt
eine solche Kompositsohle und -feder dar, die geeignet aus einem
Komposit mit Fasern, die mit 45° bezüglich der
Längsachse
des Rollschuhs ausgerichtet sind, aufgebaut sind. Somit ist die
Sohle 104 eines einstückigen
Aufbaus, wobei die Kontur der Sohle 104 am Mittelfußkopfabschnitt 108 für ein Biegen
der Sohle unterhalb des Mittelfußkopfes des Fußes sorgt,
und das Kompositmaterial, das verwendet wird, um die Sohle 104 zu
bilden, die Federkraft zum Vorspannen der Sohle 104 zur
in 6 gezeigten nicht gebogenen Stellung liefert.
Die Sohle 104 ist außerdem
vorzugsweise in Längsrichtung verstärkt, so
dass sie vor und hinter dem biegsamen Mittelfußkopfabschnitt 108 steif
ist. Eine Verstärkung in
Längsrichtung
kann durch das Einbringen von Rippen wie in der zuvor beschriebenen
Ausführungsform
erzielt werden. Alternativ können
syntaktischer-Schaum-Verstärkungsstreifen
oder andere Verstärkungselemente hinter
oder vor dem Mittelfußkopfabschnitt 108 in
die Struktur der Sohle 104 eingebracht sein.
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Der
Rollschuh 100 umfasst außerdem einen steifen Längsrahmen 112.
Anders als bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, besitzt der Rahmen 112 einen
einstückigen
Aufbau und erstreckt sich über
die gesamte Länge
des Rollschuhs. Der Rahmen 112 kann geeignet aus einem
Kompositmaterial ausgebildet sein, das einen sich nach unten öffnenden,
U-förmigen,
länglichen
Kanalaufbau besitzt, um eine sich gegenüberliegende linke und rechte Seitenwand
zu definieren. Andere Rahmenaufbauten, wie etwa ein Torsionskastenaufbau,
wie etwa der zuvor beschriebene, aber sich einstückig entlang der Länge des
Rollschuhs erstreckend, können
verwendet werden. Der Rollschuh 100 umfasst desweiteren eine
Mehrzahl von Rädern 114,
die auf Achsen 116 zwischen den sich gegenüberliegenden
Seitenwänden
des Rahmens achsgelagert sind.
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Der
Vorderfußbereich 106 der
Sohle 104 ist am vorderen Ende des Rahmens 112 befestigt.
Die Befestigung kann durch zwei Bolzen (nicht gezeigt) stattfinden,
die in Längsrichtung
beabstandet sind, und die durch Öffnungen,
die in der Oberwand des Rahmens 112 definiert sind, verlaufen,
und die innerhalb von Gewindeeinsätzen, die in die obere Fläche der
Sohle 104 geformt sind oder oberhalb davon gehalten werden,
aufgenommen sind. Andere Konstruktionen, wie etwa Stifte, die sich
von der Sohle 104 nach unten erstrecken, und die Muttern
aufnehmen, die innerhalb des Rahmens 112 aufgenommen sind,
oder Vernietungen können
verwendet werden. Die Sohle 104 ist nur am Vorderfußbereich 106 ortsfest
am Rahmen 112 befestigt. Die Sohle 104 ist nicht befestigt
und ist am Mittelfußkopfabschnitt 108 hinten hinter
dem Mittelfußkopfabschnitt 108,
einschließlich des
Fersenbereichs 104 frei vom Rahmen 112. Somit kann
der Fersenbereich 110 der Sohle 104 oberhalb des
Rahmens 112 und weg von ihm angehoben oder abgehoben werden,
wobei sich die Sohle 104 am Mittelfußkopfabschnitt 108 biegt,
wie in der gebogenen Stellung von 7 gezeigt.
Genau wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann der Benutzer während des
Rollschuhfahrstoßes
seinen Fuß biegen,
um seine Ferse abzuheben. Jedoch bleibt die gesamte Länge des
Rahmens 112 parallel zum Boden, wobei alle Räder 114 den
Boden berühren
und auf ihm rollen.
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Obwohl
der Fersenbereich 104 der Sohle in der Lage ist, während des
Rollschuhfahrens vom Rahmen 112 abzuheben, ist es dennoch
erwünscht, den
Fersenbereich 104 zentriert oberhalb der Sohle 112 beizubehalten
und ein Torsionsverwinden der Sohle 104 zu vermeiden, das
dazu führen
würde, dass
der Fersenbereich 110 zu einer Seite des Rahmens 112 seitwärts verschoben
werden würde.
Die Sohle 104 wird teilweise durch die Auswahl von Materialien,
die zum Aufbau der Sohle 104 verwendet werden, mit Torsionssteifigkeit
versehen. Somit liefern in der bevorzugten Ausführungsform durch Verwendung
eines Kompositmaterials die Verstärkungsfasern einen hohen Grad
an Torsionssteifigkeit, während
sie ein Biegen am Mittelfußkopfabschnitt 108 zulassen.
Weitere seitliche Stabilität
und Ausrichtung der Sohle 104 relativ zum Rahmen 112 wird
durch ein Führungselement 118 bereitgestellt,
das an der unteren Fläche
der Sohle 104 unmittelbar unterhalb des hinteren Endes
des Fersenbereichs 110 befestigt ist.
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Das
Führungselement 118 der
dargestellten bevorzugten Ausführungsform
besitzt eine längliche U-förmige Gestaltung,
die einen mittigen oberen Abschnitt 120 umfasst, der verschraubt,
genietet oder anderweitig an der Sohle 104 befestigt ist.
Die Führung 118 umfasst
desweiteren einen ersten und einen zweiten Seitenflansch 120,
die auf je einer Seite des Rahmens 112 vom oberen Abschnitt 120 senkrecht
nach unten hängen.
Der Rahmen 112 ist gleitfähig und eng anliegend zwischen
dem linken und dem rechten Seitenflansch 122 aufgenommen.
Die Führung 118 ist
vorzugsweise mit einem hohen Grad an Steifigkeit aufgebaut. Die
Führung 118 kann
geeigneterweise aus einem Laminat syntaktischen Schaums, der von
einer inneren und einer äußeren Schicht
aus verstärktem
Kompositmaterial umgeben und innerhalb dieser eingeschlossen ist,
aufgebaut sein. Alternativ können
andere Materialien, wie etwa Aluminium, verwendet werden. Vorzugsweise
ist entweder auf den Seitenwänden
des Rahmens 112 oder dem Inneren der Führung 118 eine Oberfläche geringer
Reibung ausgebildet, so dass die zwei Elemente relativ zueinander
leicht gleiten.
-
Während des
Biegens des Rollschuhs zwischen der unteren, nicht gebogenen Stellung
von 6 und der oberen, gebogenen Stellung von 7,
bleibt der Rahmen 112 vollständig oder teilweise zwischen
den gegenüberliegenden
Seitenflanschen 122 der Führung 118. Der Fersenbereich 110 der
Sohle 104 bleibt somit über
dem Rahmen 112 mit einem hohen Grad an Querstabilität zentriert.
Die Fähigkeit,
die Ferse dieses Rollschuhs 100 mit einer flexiblen Sohle
anzuheben, bringt eine ungehinderte Bewegung der Ferse aufgrund
des geringen von der Ferse getragenen Gewichts mit sich. Die in
die Sohle 104 eingebrachte Feder bringt dieselben Vorteile
wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit sich, indem
sie dazu dient, die Sohle 104 nach unten zur unteren Position
von 6 vorzuspannen. Die in die Sohle 104 eingebrachte
Feder ist vorzugsweise mit einer Vorlast versehen, so dass die Sohle 104 positiv
gegenüber
dem Rahmen 112 vorgespannt ist. Die Vorteile, die das Biegen
der Sohle 104 und des Rollschuhoberteils 102 im
Mittelfußkopfabschnitt
mit sich bringt, bringt auch diese Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit sich. Jedoch behalten in der Ausführungsform der 6-7 alle
Räder bis zum
letzten Ende des Rollschuhtritts den Kontakt mit dem Boden, was
für zusätzliche
Kraft und Stabilität sorgt,
und wodurch bei Fitness- und Rennanwendungen gut die Spur gehalten
wird.
-
8 zeigt
den Rollschuh 100 mit flexibler Sohle, der mit einer Bremsenbaugruppe 130 versehen
ist. Die Bremsenbaugruppe 130 umfasst einen Bremsenarm 132,
der ein oberes Ende besitzt, das am Fersenbereich 110 der
Sohle 104 befestigt ist, und der sich von diesem nach hinten
und nach unten erstreckt und hinter dem hintersten Rad 114 endet. Ein
elastomeres Bremskissen 134 ist etwa mit einer Schraube
am hinteren Ende des Bremsenarms 132 angebracht.
-
Der
Aufbau und die Anbringung des Bremsenarms 132 sind in 9 dargestellt.
Der Bremsenarm 132 besitzt einen abgeflachten oberen Abschnitt 136,
der mit einem Bolzen 138 am Fersenbereich 110 der
Sohle 104 befestigt ist. Die Führung 118 ist integral
mit dem Bremsenarm 132 ausgebildet. Somit dient der obere
Abschnitt 136 des Bremsenarms 132 als die obere
Fläche 120 des
Führungselements 118. Die
Seitenflansche 122 der Führung hängen von der oberen Fläche 136 auf
je einer Seite des Rahmens 112 nach unten. Um die Ausrichtung
der Sohle 104 bezüglich
des Rahmens 112 während
der Anfangsstufen des Biegens weiter zu führen, umfasst der Bremsenarm 132 außerdem einen
sich verjüngenden
zylindrischen Führungsvorsprung 140,
der mittig von der oberen Fläche 136 nach
unten hervorragt. Der Führungsvorsprung 140 erstreckt
sich nicht so weit nach unten wie die Seitenflansche 122.
Der Führungswulst 140 ist
gleitfähig
innerhalb einer geschlitzten Öffnung 142 aufgenommen,
die in der Oberwand des Rahmens 112 definiert ist. Somit
ist, wenn sich der Rollschuh in der nicht gebogenen Stellung von 8 befindet,
der Führungsvorsprung 140 innerhalb
der geschlitzten Öffnung 142 aufgenommen
und fixiert desweiteren die Sohle 104 bezüglich des
Rahmens 112 in Querrichtung. In dieser Stellung befindet
sich, wie in 8 gezeigt, das Bremskissen 134 benachbart
zum Boden. Durch Zurückkippen
auf dem hintersten Rad 114 kann der Benutzer das hissen 134 für einen
Bremsvorgang in Eingriff mit dem Boden bringen. Während des
Biegens des Rollschuhs 100 wandert die Bremsenbaugruppe 130 mit der
Ferse des Rollschuhs nach oben. Dieser Aufbau vermeidet den übermäßigen Hebelarmeffekt,
der sich ansonsten ergeben könnte,
wenn stattdessen die Bremsenbaugruppe am Rahmen 112 angebracht
wäre.
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Es
sollte direkt ersichtlich sein, dass der zentriert angeordnete Führungsvorsprung 140 sowohl bei
eingebrachtem als auch bei nicht eingebrachtem Bremsenarm 132 auch
in die Führung 118 der 6 und 7 eingebracht
sein könnte.
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Der
flexible Rollschuh mit freier Ferse der 6 bis 9 stellt
ein Stoßdämpfsystem ähnlich der
zuvor beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform bereit. Somit kann
die Ferse des Rollschuhs beim Passieren über Unebenheiten weg vom Rahmen 112 nach
oben kippen. Das Vorspannen der in den Rahmen 104 eingebrachten
Feder jedoch verhindert ein ungewünschtes Wackeln der Sohle 104 relativ
zum Rahmen 112. Eine weitere Stoßdämpfung kann durch ein zwischen
der Sohle 104 und dem Rahmen 112 angebrachtes
elastomeres Dämpfelement
bereitgestellt werden. Daher zeigt 9 eine elastomere Öse 144,
die um den Umfang der geschlitzten Öffnung 142 gepasst
ist und eine obere Lippe umfasst, die über den Rahmen 112 hervorragt. Wenn
die Sohle 104 nach unten in die untere Position gekippt
wird, berührt
sie die elastomere Öse 144,
die dazu dient, die zwei Elemente zu polstern und Schwingungen und
Stöße zwischen
ihnen abzudämpfen.
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Es
sollte für
den Fachmann direkt ersichtlich sein, dass in der oben beschriebenen
Ausführungsform Änderungen
durchgeführt
werden könnten.
Zum Beispiel könnte
ein elastomeres Element an anderen Stellen des Rahmens oder an der
Sohle 104 angebracht sein. Desweiteren könnte das
Führungselement
am Rahmen angebracht sein, um sich an einer Seite der Sohle nach
unten zu erstrecken, statt dass sich das Führungselement an einer Seite
des Rahmens nach unten erstreckt. Auch könnte stattdessen ein Führungselement
vom Rahmen nach oben hervorragen und in eine Öffnung greifen, die in einer
hinteren Erstreckung der Sohle definiert ist.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, sollte ersichtlich
sein, dass an diesen verschiedene Änderungen vorgenommen werden
können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen.