EP0185781B1

EP0185781B1 - Schuhsohle aus Kunststoff oder Gummi

Info

Publication number: EP0185781B1
Application number: EP19840115771
Authority: EP
Inventors: Herbert Dr.-Ing. Funck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1988-06-08
Also published as: DE3471870D1; EP0185781A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle aus Kunststoff oder Gummi, bestehend aus einer durchgehenden Laufschicht mit angeformtem Rand und aus elastisch verformbaren Stegen, die in dem vom Sohlenrand umschlossenen Fersen-und Ballenbereich über der Laufschicht schräg zur Sohlenoberfläche weisend angeordnet sind und deren Oberkanten in der Sohlenoberfläche liegen.
Es sind bereits Schuhsohlen aus Gummi oder Kunststoff bekannt, an deren abriebfester dünner Laufschicht oberseitig Stege angeformt sind, um das Sohlengewicht zu verringern und teures Sohlenmaterial einzusparen. Diese Stege erstrecken sich aus herstellungstechnischen Gründen senkrecht zur Laufschicht bis zur Schuhsohlenoberfläche in Sohlenlängs-und/oder Querrichtung und sind in dem vom durchgehenden Sohlenrand umschlossenen mittleren Sohlenbereich angeordnet. Ein Nachteil dieser Sohlenkonstruktion liegt darin, daß die Elastizität und damit der Tragkomfort von Schuhen mit derartigen Sohlen gegenüber Sohlen aus Vollmaterial nicht verbessert wird, weil die senkrechten Stege beim Gehen auf Stauchung beansprucht werden. Insbesondere bei geschäumten Materialien sind die Stege fester und damit härter als das Material der Laufschicht, weil sich in den relativ dünnen Stegen bei der Sohlenherstellung kein Schaum ausbilden kann, so daß dort ein relativ kompaktes Material entsteht.
Aus der gattungsgemäßen DE-A-3 247 686 ist eine belüftete Schuhsohle aus elastisch verformbarem Kunststoff bekannt, die wenigstens einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß aufweist und in deren mittlerem, vom Sohlenrand umschlossenen Bereich eine Vielzahl von zueinander parallelen schräg nach oben weisenden Querstegen angeordnet sind, die als wenigstens teilweise elastische Pumpwände eine entsprechende Anzahl von nebeneinander angeordneten Pumpkammern begrenzen. Diese bekannte Schuhsohle soll eine wirkungsvolle Belüftung des Fußes durch Volumenänderungen der Pumpkammern beim Gehen ermöglichen und gleichzeitig dem Fuß ein orthopädisch günstiges Bett bieten. Dies setzt jedoch voraus, daß die Pumpwände hochelastisch und schräg nach hinten aufsteigend angeordnet sind, damit eine ausreichend große Volumenänderung der einzelnen Pumpkammern zustandekommt. Diese hohe Elastizität kann zwar bei bestimmten Schuhtypen, z. B. bei Hallen-Turnschuhen od. dgl., erwünscht sein, sie ist jedoch bei festerem Schuhwerk, wie Wander- und Bergschuhen, Arbeitsschuhen u. dgl., nachteilig, weil dadurch die Trittsicherheit verringert wird und sie dem Träger ein "schwammiges" Trittgefühl vermittelt.
Eine ähnlich konzipierte Einlegesohle ist in der US-PS-3 274 708 beschrieben. Bei dieser Sohle sind die zungenförmigen Stege jedoch nach unten weisend an einer oberen durchgehenden Laufschicht angeformt.
Schließlich sind noch sog. Polstersohlen in verschiedenen Ausführungen bekannt, bei denen ein erwünschter Feder- und Dämpfungseffekt durch hochelastische Schaumstoffpolster erzeugt wird, die zwischen der Laufsohlenschicht und dem Oberschuh entweder als Zwischensohlen oder als in die Laufsohle eingebettete Polster ausgebildet sind. Diese Sohlen vernichten jedoch sowohl einen Teil der von oben hinten beim Auftreten erzeugten Stoßenergie, was erwünscht ist, als auch einen Teil der schräg nach aufwärts wirkenden Abstoßenergie, was unter keinen_.Umständen erwünscht ist, weil dieser Energieteil dem Träger, insbesondere Sportlern und Wanderern, als Vortrieb für das Fortkommen verlorengeht.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Elastizität bzw. Weichheit von Schuhsohlen aus Gummi oder Kunststoff mit angeformten Stegen gezielt zu verbessern, und zwar unter Beibehaltung der Vorteile des geringen Gewichtes und der Materialersparnis sowie der kostengünstigen Herstellung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stege in Form eines Gitterwerks angeordnet sind und zusammen mit ihren Kreuzungspunkten schräg nach vorn von der Laufschicht aufsteigen.
Durch die schräge Ausrichtung der gitterförmig angeordneten Stege und ihrer Kreuzungsstellen werden die Stege bei Trittbelastung auf Biegung und nicht auf Stauchung beansprucht und können dadurch die Belastungen elastisch federnd abfangen. Hierbei ist es besonders wichtig, daß auch die Kreuzungspunkte der Stege schräg stehen, da senkrechte Stellen die Federungsmöglichkeit des Netzwerks wieder aufheben würden. Dieser erfindungsgemäß angestrebte Biegeeffekt wird in allen beim Gehen auftretenden Belastungszuständen gezielt wirksam, da die Stege schräg nach vorn weisend ausgerichtet sind. Unter der von hinten oben kommenden Belastung durch den Träger verbiegen sich die schrägen elastischen Stege nach vorn unten und dämpfen dadurch Belastungsstöße federnd ab. Beim Abstoßen des Fußes mit den Zehenballen ergibt sich durch die schräg nach vorn aufsteigenden Stege ein Versteifungseffekt der Federwirkung, weil die Stege im Gegensatz zu den ersten Belastungsphasen eines Schrittes in der Abstoßphase nahezu in Richtung der Abstoßkraft stehen und damit die Abstoßkraft voll in Vortrieb umsetzen.
Das Netzwerk aus Stegen umschließt vorzugsweise schräge Ausnehmungen, die in der Oberschicht der Laufsohle in Sohlenlängsrichtung seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind. Durch diese Anordnung der schrägen Ausnehmungen steigen sowohl die Flanken als auch die Knoten- bzw. Kreuzungsstellen des Stegnetzes schräg aus der Lauffläche auf.
Zur Gestaltung verschiedener Netzwerkmuster können die schrägen Ausnehmungen quadratische, längliche oder ovale Querschnitte haben. Bevorzugt werden Stegmuster mit überwiegend quer zur Sohlenlängsrichtung verlaufenden schrägen Stegen, die sich in einem stumpfen Winkel zur Sohlenlängsrichtung und in einem spitzen Winkel zur Sohlenquerrichtung kreuzen und deren Ausnehmungen einen rhombischen Querschnitt mit der Längsachse quer zur Sohlenlängsrichtung aufweisen. Die bevorzugt überkippt ausgebildeten Stege sind mit ihren schrägen Flanken nahezu in Sohlenquerrichtung ausgerichtet. Die Kreuzungspunkte sind in Sohlenlängsrichtung wesentlich schmaler als in Sohlenquerrichtung und können sich dadurch besonders gut unter den beim Gehen auftretenden Belastungszuständen federnd verformen. Die Herstellung von Negativformen für die Schuhsohlen mit diesem Stegmuster ist einfacher als bei anderen erfindungsgemäßen Stegmustern mit schrägen Flanken und Kreuzungspunkten.
Da im Fersenbereich einer Sohle völlig andere Belastungsverhältnisse als im Ballenbereich auftreten, ist eine weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Sohle dadurch gekennzeichnet, daß die die Stege bildenden schrägen Höhlungen im Fersenbereich tiefer, in ihrem Querschnitt größer und in ihrem Abstand voneinander weiter als im Ballenbereich sind. Durch diese Ausführung ergeben sich im Absatzbereich weniger Stege mit größerer Wandstärke, wodurch eine höhere Belastbarkeit, eine verbesserte Trittsicherheit und ggf. ein größerer Federweg erreicht wird, was in diesem besonders hochbelasteten Bereich erwünscht ist.
Für sog. Gesundheits-Schuhsohlen, bei denen dem Trägerfuß durch entsprechende Ausgestaltung der Schuhsohle gewisse therapeutische Hilfen gegeben werden müssen, zeichnet sich eine Ausgestaltung der Erfindung durch in Schuhlängsrichtung drei verschiedene Stegmuster aus, wobei im Fersenbereich schräge Stege von relativ großer Tiefe und Stärke in weitem Abstand angeordnet sind, zwischen Fersen- und Ballenbereich senkrechte Stege von relativ großer Tiefe vorgesehen sind und im Ballenbereich schräg nach vorn überkippt angeordnete Stege mit kleinerem Zwischenabstand und geringerer Tiefe und Stärke vorhanden sind, wobei die Stegtiefen und -wandstärken nach den gewünschten orthopädischen Stützfunktionen variieren können.
Die Erfindung kann auch bei Schuhsohlen eingesetzt werden, deren Sohlenmaterial selbst sich nicht für die Ausbildung von elastisch verformbaren schrägen Stegen eignet oder deren Herstellungsart ein einstückiges Anformen der Stege an die Laufschicht nicht oder nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand zuläßt. In diesen Fällen werden Formteile mit den schräg nach vorn weisenden Stegen getrennt von der Sohle hergestellt und nachträglich in entsprechende Ausnehmungen der Formsohle eingebracht.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Fersen- und Ballenbereich ein schräges Steg-Netzwerk aufweisende Schuhsohle in Draufsicht;
Fig. 2 eine Schuhsohle im Längsschnitt mit senkrechten Stegen in der Gelenkpartie;
Fig. 3a- 3c verschiedene Belastungsphasen einer Schuhsohle gemäß der Erfindung;
Fig. 4 den vorderen Teil einer Schuhsohle mit ovalen Ausnehmungen im Längsschnitt und in perspektivischer Darstellung;
Fig. 5 den vorderen Teil einer Schuhsohle mit rechteckigen Ausnehmungen und Stegen von sich ändernder Neigung und Querschnitt in der Darstellung nach Fig. 4;
Fig. 6 den vorderen Teil einer Schuhsohle mit sechskantigen Ausnehmungen und Stegen von sich verändernder Länge in der Darstellung nach Fig. 4;
Fig. 7 eine Schuhsohle mit je einer Einlage im Fersen- und im Ballenbereich.

Die dargestellten Schuhsohlen bestehen aus einem elastisch verformbaren Kunststoff, vorzugsweise einem PUR-Schaum, oder aus Gummi. Eine durchgehende Laufschicht 1 weist an ihrer Unterseite ein herkömmliches Profil 2 sowie einen umlaufenden Rand 3 auf, der im Ballen- und Fersenbereich 4, 5 in eine schmale Zone 6, 7 der Sohlenoberfläche übergeht, an welcher die Zwischen- oder Brandsohle befestigt wird. Im Ballenbereich 4 ebenso wie im Fersenbereich 5 ist ein Gitterwerk 8, 9 aus schrägen Stegen 10, 11 mit Kreuzungspunkten 12 vorgesehen. Die Stege 11, 12 verlaufen unter einem Winkel a von ca. 20° zur Sohlenquerachse A und unter einem Winkel β von ca. 80° zur Sohlenlängsachse B. Die Stege 10, 11 mit ihren Kreuzungs- bzw. Knotenpunkten begrenzen Ausnehmungen 13, die im mittleren Netzwerk-Bereich einen rhombischen Querschnitt haben und in den äußeren Bereichen von der Wandzone abgeschnitten sind. Diese Ausnehmungen 13 und damit auch die Stege 11, 12 mit ihren Kreuzungspunkten sind bei den Sohlenausführungen gemäß Fig. 1 bis 3 unter einem Neigungswinkel y von etwa 45° zur horizontalen Aufstandsebene C der Schuhsohle schräg nach vorn weisend geneigt ausgebildet und mit dem Laufschicht-Material einstückig geformt. Die in Fig. 1 dargestellte Schuhsohle besteht aus einem für festes Schuhwerk geeigneten PUR-Schaumstoff. Die Breite b der Stege 10, 11 im Ballenbereich liegt bei etwa 2,0 mm und die Steglänge 1 beträgt von vorn nach hinten ansteigend 5,0 - 10,0 mm. Die längere etwa parallel zur Querachse A verlaufende Diagonale D von den beiden Mittelpunkten der Kreuzungsstellen 12 beträgt etwa 20 mm und die kürzere Diagonale d parallel zur Längsachse B beträgt zwischen den Kreuzungspunkten jeder rhombischen Ausführung etwa 10 mm.
Im Absatzbereich 5 liegt die Wandstärke b der Stege 10, 11 etwa bei 3 bis 4 mm und ihre Tiefe bzw. Länge liegt bei 20 bis 25 mm.
Durch die Anordnung und Formgebung der Stege 10, 11 im Ballenbereich 4 ebenso wie im Fersenbereich 5 entsteht jeweils ein Netzwerk 8 bzw. 9, das auf die Belastungsverhältnisse beim Gehen in bevorzugter Weise abgestimmt ist und eine hohe Elastizität mit einer hervorragenden Trittsicherheit verbindet. Die in Fig. 1 dargestellte Sohle eignet sich daher in besonderem Maße für festeres Schuhwerk, wie Arbeitsschuhe, Wander- und Bergstiefel.
Um die Elastizität der Schuhsohle im Ballen-und im Fersenbereich entsprechend den Belastungsverhältnissen von Spezialschuhen, wie z. B. Sandalen, Laufschuhen od. dgl., anzupassen, kann die Länge 1, die Breite b, der Neigungswinkel y sowie die Querschnittsform der Stege und schließlich auch die Stegrichtung geändert werden. So weisen beispielsweise die Stege im Ballenbereich der Schuhsohle nach Fig. 2 eine im Steggrund verbreiterte Form auf, wodurch ihre Vorderflanke eine überkippte Gestalt erhält. Dies gilt auch für die - aus Fig. 2 nicht ersichtlichen - Kreuzungspunkte 12. In Fig. 2 sind auch die - statischen - Belastungsverhältnisse der Schuhsohle im Fersen- und Ballenbereich sowie im dazwischenliegenden Bereich durch Pfeile dargestellt. Die Stege 10, 11 im Fersenbereich werden in relativ starkem Maße in Sohlenlängsrichtung belastet und elastisch verformt. Im innenseitigen Bereich zwischen Ballen und Ferse wirken aufgrund der Fußanatomie keine Belastungen, was durch den nach aufwärts gerichteten Pfeil gekennzeichnet ist. Im vorderen Ballenbereich wirken wiederum relativ große Belastungen, was zu einer Biegebeanspruchung der Stege 10, 11 zumindest in ihrem oberen hochelastischen Abschnitt führt. Eine schmale Zone im Bereich der Zehengelenke ist entlastet - vgl. den nach aufwärts weisenden Pfeil - und geht dann in den wiederum stärker belasteten Bereich unterhalb der Zehen über. Dementsprechend sind auch die Stege mehr oder weniger verformt.
Die wechselnden Belastungen und Verformungen der Stege einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schuhsohle sind in den Fig. 4, 5 im einzelnen dargestellt. Fig. 3 zeigt den Zustand bei Beginn eines Schrittes, in dem nahezu die gesamte Belastung stoßartig auf den Fersenteil wirkt, wodurch die relativ starken und tiefen Rippen weit nach vorn umgebogen werden. In diesem Belastungszustand steht eine möglichst gute Dämpfung im Vordergrund, was durch die größere Wandstärke der Rippen und insbesondere durch die größere Tiefe der von den Rippen begrenzten Ausnehmungen ermöglicht wird. Bei der in Fig. 4 gezeigten etwa vertikalen Belastung der Sohle im mittleren Ablauf eines Schrittes ist die Verformung der Rippen im Fersenbereich vermindert und die Rippen im Ballenbereich werden nach vorn gebogen, wie dies auch in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Ein wesentlicher Effekt der erfindungsgemäßen Schuhsohle wird aus Fig. 5 deutlich, in welcher die Belastungsvorgänge am Ende eines Schrittes, d. h. ein Abstoßvorgang, dargestellt sind. Wie ersichtlich, verlaufen in diesem Zustand die Rippen etwa parallel zu der durch einen Pfeil eingezeichneten Hauptbelastungskraft, wodurch sie nunmehr in erster Linie auf Stauchung beansprucht werden und demzufolge dem Schuh einen Versteifungseffekt verleihen, durch welchen die vom Träger ausgeübte Abstoßkraft besonders wirkungsvoll in einen "Vortrieb" umgesetzt werden kann.
Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Schuhsohlen entsprechen in ihrem grundsätzlichen Aufbau den Ausführungen nach Fig. 1, 2. Unterschiede bestehen im wesentlichen nur in der anderen Form der Ausnehmungen, die von den Stegen begrenzt werden. So sind bei der Ausführung nach Fig. 4 die Ausnehmungen in Form von Ovalen 15 ausgebildet, was zu einer unregelmäßigen Form der Stege führt. Es ist jedoch zu erkennen, daß auch bei dieser Ausführung die Stege trotz ihrer unregelmäßigen Form bevorzugt quer zur Sohlenlängsachse verlaufen.
Die Ausführung nach Fig. 5 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 4, wobei jedoch die Ausnehmungen 16 Rechteckform haben. Darüber hinaus ist in dieser Fig. 5 auch die Möglichkeit angedeutet, den Stegen einen sich zu ihrem Grund hin allmählich verbreiternden Querschnitt zu geben, um dadurch die je nach Sohlenart gewünschten Federungs- und Dämpfungseigenschaften gezielt einstellen zu können.
Die Ausführung nach Fig. 6 enthält Ausnehmungen 17 von kantiger Querschnittsform und Stege von nach hinten zunehmender Länge.
Fig. 7 zeigt eine Schuhsohle, bei welcher - aufgrund des Sohlenmaterials im Ballenbereich 4 und im Fersenbereich 5 - je eine Einlage 20, 21 in eine entsprechend geformte Ausnehmung in der Sohle fest eingesetzt ist, in welcher ein Steg-Netzwerk 8, 9 der vorstehend beschriebenen Art ausgebildet ist.
Wie bereits ausgeführt, können die Trageeigenschaften der erfindungsgemäßen Schuhsohlen an die besonderen Belastungsverhältnisse von unterschiedlichen Schuhtypen durch Formgebung und Anordnung der Stege 10, 11 sowie Größe der Ausnehmungen 13 angepaßt werden. Dies wird beispielsweise aus Fig. 2 deutlich, die eine Schuhsohle für Gesundheitsschuhe zeigt, welche dem Trägerfuß gewisse therapeutische Hilfen geben müssen. Hierzu dienen die drei verschiedenen Stegmuster, von denen in der Fersenpartie schräge Stege von großer Tiefe und Stärke in relativ weitem Abstand vorgesehen sind, in dem Bereich zwischen Ballen und Ferse die Stege von relativ großer Tiefe vertikal verlaufen und in der Ballenpartie wiederum die Stege nach schräg vorn weisend einen kleinen Zwischenabstand und geringe Tiefe und Stärke haben. Durch diese - wahlweise änderbaren - Stegmuster lassen sich ganz spezifische Dämpfungs- bzw. Federungseffekte erreichen. Die kräftigen tiefen Stege im Fersenbereich sorgen für eine gute Abfederung und Dämpfung des Fersenbeinknochens, während die senkrechten auf Stauchung beanspruchten Stege im Bereich zwischen Ferse und Ballen eine wirksame und steifere Unterstützung des Fußlängsgewölbes im Innen- und Außengelenk bewirken. In der Ballenpartie sorgen die schwächeren schrägen Stege mit geringerer Tiefe und kleinerem Abstand für eine federnde weiche Lagerung des Zehenballens kombiniert mit einem wirksamen Abstoßeffekt. An besonderen Punkten - z. B. im Bereich des Mittelfußknochens oder der Zehenbeuge - wird durch weniger tiefe schräge Stege eine Verhärtung der Federwirkung und damit eine zusätzliche Stützfunktion an diesen Stellen erreicht.
Durch relativ lange und vergleichsweise schmale Stege läßt sich auch ein besonderer Abstützeffekt erreichen, wenn deren Zwischenabstand relativ klein gewählt wird, so daß sich die Stege bei elastischer Druckverformung aufeinander abstützen. Dies zeigt beispielsweise Fig. 5, bei welcher die Stege insbesondere im rechten Teil dieser Figur sich nach unten verbreitern und nach vorn überkippt angeordnet sind. Aufgrund dieser Form und der relativ schmalen Ausnehmungen 16 wird sich bei einer vertikalen Belastung durch den Trägerfuß eine gegenseitige Auflage der nach vorn elastisch verformten Stege ergeben.

Claims

1. Schuhsohle aus Kunststoff oder Gummi, bestehend aus einer durchgehenden Laufschicht mit angeformtem Rand (3) und aus elastisch verformbaren Stegen (10, 11), die in dem vom Sohlenrand (3) umschlossenen Fersen- und Ballenbereich der Sohle (5 und 4) über der Laufschicht (1) schräg zur Sohlenoberfläche (6, 7) weisend angeordnet sind und deren Oberkanten in der Sohlenoberfläche (6, 7) liegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (10, 11) in Form eines Gitterwerks (8, 9) angeordnet sind und mit ihren Kreuzungspunkten (12) schräg nach vorn von der Laufschicht (1) aufsteigen.

2. Schuhsohle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Stegen (10, 11) umschlossenen schrägen Ausnehmungen (13) in Sohlenlängsrichtung (B) seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind.

3. Schuhsohle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die seitlich gegeneinander versetzt angeordneten Ausnehmungen (13) in Sohlenquerrichtung (A) länglich gestaltet sind, so daß auch das Netzwerk (8 bzw. 9) eine in Sohlenquerrichtung (B) gestreckte Gitterform aufweist.

4. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schrägen Stege (10, 11) sich unter einem stumpferen Winkel (ß) zur Sohlenlängsrichtung (B) und einem spitzeren Winkel (a) zur Sohlenquerrichtung (A) kreuzen und daß die zur Sohlenlauffläche schrägen Ausnehmungen (13) einen rhombischen Querschnitt mit der längeren Diagonalen (D) in Querrichtung (A) aufweisen.

5. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (10, 11) im Fersenbereich (5) tiefer und breiter sind und daß die Ausnehmungen (13) eine größere Weite als im Ballenbereich (4) haben.

6. Schuhsohle für insbesondere Gesundheitsschuhe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Fersen- und Ballenbereich der Sohle ein aus Stegen und Kreuzungsstellen gebildetes Gitterwerk vorgesehen ist, wobei die Stege von der Sohlenschicht (1) etwa senkrecht aufsteigen und eine größere Tiefe als in der Ballenpartie haben.

7. Sohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Netzwerk (8, 9) aus schrägen Stegen in Einlagen (20, 21) ausgeformt ist, die in entsprechende Ausnehmungen in der Laufsohle (1) eingesetzt sind.

8. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge (1) der Stege etwa 2- bis dreimal größer als die Stegbreite (b) ist.

9. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (y) der unbelasteten Stege (10, 11) zur Aufstandsfläche der Schuhsohle im Bereich von 20 bis 60° liegt.