EP1909605A1

EP1909605A1 - Schuh, insbesondere schischuh, und ausrüstung zum schifahren

Info

Publication number: EP1909605A1
Application number: EP06760816A
Authority: EP
Inventors: Stefan Battlogg; Jürgen PÖSEL
Original assignee: Inventus Engineering GmbH
Current assignee: Inventus Engineering GmbH
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-04-16
Also published as: US20080155862A1; AT502918A1; CN101272707B; WO2007014413A1; AT502918B1; CN101272707A

Abstract

An einem Schuh mit einem veränderbaren Fußraum (1) sind mehrere strömungsverbundene Kammern (3) vorgesehen. Für die Veränderung des Fußraumes (1) ist die Fließfähigkeit einer magnetorheologischen Flüssigkeit mittels mindestens einer Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes beeinflussbar.

Description

Schuh, insbesondere Schischuh, und Ausrüstung zum Schifahren

Die Erfindung betrifft einen Schuh, insbesondere Schischuh, mit einem veränderbaren Fußraum und mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit, deren Fließfähigkeit für die Veränderung des Fußraumes mittels mindestens einer Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes beeinflussbar ist. Weiters betrifft die Erfindung auch eine Ausrüstung zum Schifahren, mit einem eine Schibindung aufweisenden Schi, einem Schistock und mit einem derartigen Schuh.

Ein derartiger Schuh ist beispielsweise der DE 19 62 632 A zu entnehmen. Durch die Nachgiebigkeit eines Polsters kann sich der geschlossene Schuh der Fußform dadurch anpassen, dass sich die fließfähige Masse aus Bereichen, in denen der Druck auf den Fuß größer ist, in Bereiche verlagert, in denen der Druck geringer ist. Da der Fuß vom Schuh möglichst fest umschlossen sein soll, um Relativbewegungen zwischen dem Schuh und dem Fuß zu vermeiden, darf sich die fließfähige Masse nur langsam verlagern. Die fließfähige Masse ist daher entweder eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität oder ist dünnflüssig und wird bei der Verlagerung durch strömungsdrosselnde Engstellen gezwungen.

Damit der Schuh nach seiner Anpassung beim Anziehen auch auf Volumenänderung des Fußes im Laufe der Zeit reagieren kann, kann beispielsweise die Innensohle höhenverstellbar sein bzw. insbesondere in der Sohle ein Vorratsbehälter für die Flüssigkeit vorgesehen sein, der mit dem Polster bzw. den Polstern über Leitungen strömungsverbunden ist, sodass die in den Polstern enthaltene Flüssigkeitsmenge verändert werden kann. Dafür nötige Steuer- und Stelleinrichtungen sind vorzugsweise ebenfalls in der Sohle des Schuhs untergebracht.

Aus der WO 00/47072 ist es bekannt geworden, in einem Schischuh oder Rollschuh einen Innenschuh oder eine Einlagesohle mit einem durchgehenden oder nur im Zehen- und Fersenbereich vorgesehenen Polster zu verwenden, in dem eine bei Einwirkung eines magnetischen Feldes ihre Fließfähigkeit ändernde Flüssigkeit enthalten ist. Vorzugsweise ist am oder im Schuh hiefür auch mindestens ein Teil einer Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes angeordnet. Im Falle eines Schischuhs können Teile der Einrichtung auch beispielsweise an der Schibindung vorgesehen sein.

Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Flüssigkeiten, die sich durch eine Erhöhung ihrer scheinbaren Viskosität unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes auszeichnen. Ohne Feldeinwirkung sind sie im Allgemeinen dünnflüssig und können unter Feldeinfluss bei NichtÜberschreitung der feldstärkeabhängigen Grenzscherspannung als Festkörper betrachtet werden.

Sie bestehen aus einer Basisflüssigkeit und Feststoffpartikeln, die ferromagnetisch sind. Der Volumenanteil der Feststoffpartikel liegt dabei zwischen 20% und 60%. Für die Erhöhung der Viskosität ist die Ausbildung von mehr oder weniger stark verzweigten Ketten dieser Feststoffpartikel verantwortlich. Diese werden durch magnetische Kräfte zwischen den Partikeln zusammengehalten. Eine Scherung des Fluides bewirkt zuerst eine Dehnung und bei höheren Schubspannungen den Abriss der Ketten. Durch ständige Rekombination der Kettenbruchstücke wird gewährleistet, dass die erhöhte Viskosität unter Feldeinfluss auch bei höheren Schergeschwindigkeiten prinzipiell erhalten bleibt. Versuche haben gezeigt, dass für die Verwendung in Schuhen eine dynamische Viskosität der Flüssigkeit von mehr als 10 Pa. s von Vorteil ist.

Beide Flüssigkeiten sind schon seit längerer Zeit bekannt und werden beispielsweise in Stoßdämpfern und Drehmomentkupplungen verwendet. In jüngerer Zeit ist eine magnetorheologische Flüssigkeit auch in Form eines Gels bekannt geworden.

Im Prinzip sind auch elektrorheologische Flüssigkeiten zu diesem Zweck verwendbar. Elektrorheologische Flüssigkeiten haben ein geringeres spezifisches Gewicht, erfordern aber für die Änderung der Fließfähigkeit eine höhere Spannung, die beispielsweise über Elektroden an die Flüssigkeit angelegt werden kann. Da höhere Spannungen im Falle von Schuhen entsprechende, unabhängige Energiequellen voraussetzen, eignen sich für diese und andere mobile Verwendungen magnetorheologische Flüssigkeiten wesentlich besser.

Die Verwendung von magnetorheologischen Flüssigkeiten würde in idealer Weise die gelegentliche oder auch häufige, rasche Anpassung des Fußraumes an die momentane Fußform, Fußhaltung bzw. Fußstellung ermöglichen, wobei der Fuß nach jeder Anpassung wieder ohne Druckstellen mit dem gewünschten Halt fest vom Schuh umschlossen ist. Die aus der WO 00/47042 bekannte Lösung erreicht dies aber nicht, da jene Variabilität nicht erzielbar ist, die für die Anpassung an die relativ komplizierte Geometrie und Raumform eines Fußes notwendig ist. Weiters weisen magnetorheologischen Flüssigkeiten aufgrund der ferromagnetischen Teilchen ein ziemlich hohes spezifisches Gewicht auf, sodass auch bei Schischuhen nur eine begrenzte Menge an Flüssigkeit verwendet werden kann. Die geschilderte Problematik lässt sich nun erfindungsgemäß dadurch lösen, dass anstelle einer einzigen wesentliche Teile des Fußes umschließenden Kammer mehrere strömungsverbundene Kammern vorgesehen sind. Da auch bei einer relativ dichten Anordnung Zwischenräume verbleiben, ist das Gesamtvolumen der Kammern in jedem Fall kleiner als das einer einzigen großen Kammer. Bevorzugt sind aber etwas größere Zwischenräume vorgesehen und die Kammern in Einheiten zusammengefasst, die beispielsweise für Verpackungszwecke verwendeten Luftpolsterfolien ähnlich sind.

Mehrere kleine Kammern ermöglichen nicht nur eine Gewichtsreduktion, sondern erlauben auch eine bevorzugte Ausführung, in der die Magnetfelder nur an den Leitungen oder den Strömungsverbindungen angelegt werden, sodass nur die in den Strömungsverbindungen befindliche magnetorheologische Flüssigkeit verfestigt wird, die dann die in den Kammern eingeschlossene Flüssigkeit an der Verlagerung hindert. Wenn die Strömungsverbindungen eine ausreichende Länge aufweisen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass die magnetorheologische Flüssigkeit in jeder Strömungsverbindung durch zwei in der Strömungsverbindung bewegliche Dichtglieder eingeschlossen und von einer unterschiedlichen fließfähigen Masse in den Kammern getrennt ist.

Die in den Kammern eingeschlossene Flüssigkeit kann in dieser Ausführung leichter sein, und beispielsweise eine magnetorheologische Basisflüssigkeit ohne magnetische Feststoffpartikel oder Wasser sein, wodurch nicht nur an Gewicht sondern auch an Kosten gespart werden kann, da magnetorheologische Flüssigkeiten relativ teuer sind. Die in den Kammern eingeschlossene Flüssigkeit kann auch leichte Füllpartikel, beispielsweise Kugeln aus Kunststoff oder dergleichen enthalten, die zusätzlich auch zur verbesserten Wärmeisolierung beitragen können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist eine Engstelle in der Strömungsverbindung ausgebildet, die etwa mittig im magnetischen Feld angeordnet wird, so dass die magnetorheologische Flüssigkeit sich zu einem die Engstelle beidseitig formschlüssig umgreifenden Propfen verfestigt. Die Fixierung in Strömungsrichtung lässt sich auch dadurch verbessern, dass die Innenwand der Strömungsverbindung uneben, rau bzw. mit Vorsprüngen versehen ist. Wesentlich ist, um die magnetischen Kräfte bzw. die vorhandene Energie mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu nützen, dass die Feldlinien die Strömungsverbindungen im rechten Winkel zur Fließrichtung der magnetorheologischen Flüssigkeit durchsetzen. Für die praktische Umsetzung bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Die Kammern können seriell verbunden sein, das heißt, eine Leitung erstreckt sich von einem Vorratsbehälter durch die Kammern zum Vorratsbehälter zurück. Die zu schaltenden Strömungsverbindungen liegen zwischen den Kammern bzw. dem Vorratsbehälter und der ersten und letzten Kammer. Dies erfordert eine größere Anzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von magnetischen Feldern, vorzugsweise an jeder Strömungsverbindung. Hiefür eignen sich Permanentmagnete besser, um elektrische Leitungen zu erübrigen. Selbstverständlich können aber auch Elektromagnete eingesetzt werden.

Eine andere Möglichkeit ist in der Weise ausgebildet, dass vom Vorratsbehälter pro Kammer eine Leitung ausgeht und jeder Leitung bzw. Strömungsverbindung eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zugeordnet ist. Diese Ausführung kann mit Permanentmagneten oder Elektromagneten gleich vorteilhaft umgesetzt werden, wenn alle zu beeinflussenden Strömungsverbindungen beispielsweise in einem Bereich nahe dem Vorratsbehälter vorgesehen werden.

Wenn Strömungsverbindungen gruppenweise gleich beeinflusst werden können, so können sie gemeinsamen Magnetfeldern ausgesetzt werden. Bei seriell angeordneten Strömungsverbindungen können beispielsweise längliche Permanentmagnete alle Strömungsverbindungen übergreifen, die in einer Reihe liegen. Verlaufen die Leitungen einzeln zu jeder Kammer, so kann die gemeinsame gleiche Beeinflussung, wie oben angegeben, in einem Bereich nahe des Vorratsbehälters erfolgen, in dem mehrere oder alle Leitungen nebeneinander parallel liegen, wenn dort zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes vorgesehen ist. Diese kann beispielsweise wiederum einen länglichen Permanentmagneten aufweisen, der die Leitungen übergreift. Selbstverständlich kann auch hier ein gemeinsamer Elektromagnet eingesetzt werden.

Werden Permanentmagnete vorgesehen, so befindet sich die magnetorheologische Flüssigkeit in einem konstanten Magnetfeld und die dem Magnetfeld ausgesetzten Strömungsverbindungen sind verfestigt.

Um nun den Fußraum bei Bedarf zu verändern, ist in einer ersten Ausführung vorgesehen, dass der Permanentmagnet zur Schwächung oder Deaktivierung des Magnetfeldes im Schuh relativ zur Strömungsverbindung bewegbar angeordnet ist. Für die Schwächung oder Deaktivierung des Magnetfeldes, die den Ausgleich zwischen den in der Form zu verändernden Kammern und dem Vorratsbehälter gestattet, kann der Permanentmagnet in einer stabförmigen, zylindrischen Ausführung verdreht werden, so dass die Feldlinien nicht mehr senkrecht durch die Strömungsverbindung verlaufen oder aus einer Tasche des Schuhs herausgenommen werden. Sobald der Fußraum angepasst ist, werden die Permanentmagnete zurückgedreht bzw. wieder eingesteckt.

Eine andere bevorzugte Möglichkeit sieht vor, dass dem Permanentmagneten zur Schwächung oder Deaktivierung seines Magnetfeldes eine bewegbare, magnetische Abschirmung zugeordnet ist. Der dadurch erzielbare Effekt ist ähnlich, jedoch wird statt des Permanentmagneten die beispielsweise plattenförmige Abschirmung verdreht oder herausgenommen.

Eine alternative Ausführung sieht vor, dass jedem Permanentmagneten ein schaltbarer Elektromagnet zugeordnet ist, der das Magnetfeld des Permanentmagneten neutralisiert, deaktiviert oder umlenkt, sodass nur für die für die Umformung der Kammer kurzzeitig notwendige Öffnung der Strömungsverbindungen elektrische Energie benötigt wird.

Wenn elektrische Energie in ausreichenden Mengen zur Verfügung gestellt werden kann, so können in einer weiteren Ausführung nur zumindest ein Elektromagnet vorgesehen sein, der nicht nur ein- und ausgeschaltet, sondern dessen Magnetfeld vorzugsweise in der Stärke insbesondere stufenlos verändert werden kann. Wenn der Schischuh angepasst werden soll, wird der Elektromagnet abgeschaltet, sodass die magnetorheologische Flüssigkeit sich verlagern kann. Ist die ideale Passform erreicht, wird der Elektromagnet wieder erregt.

Der Vorratsbehälter stellt bevorzugt ebenfalls eine Kammer dar, die insbesondere in der Sohle des Schuhs untergebracht und dem eine Pumpe oder ein sonstiger Druckerzeuger zugeordnet werden kann.

Als Quelle für elektrische Energie kann ein Erschütterungsbewegungen wandelnder Generator vorgesehen sein. Eine erste Ausführung eines derartigen Generators erzeugt gemäß dem Faraday'schen Induktionsgesetz eine eher niedere Spannung, die zur

Beeinflussung von magnetorheologischen Flüssigkeiten geeignet ist, dadurch, dass ein

Leiter relativ zu einem Magnetfeld hin- und herbewegt wird. Gerade beim Schifahren treten ständig Erschütterungen auf, die auf diese Weise mehr als ausreichend elektrische Energie für einen dauererregten Elektromagneten liefern. Jedem der beschriebenen „Schüttelgeneratoren" ist vorzugsweise eine Steuerelektronik und ein Energiespeicher, beispielsweise ein Akkumulator oder ein Kondensator, zugeordnet. Der Generator zur Erzeugung der elektrischen Energie kann insbesondere an der Hinterseite oder an der Oberseite des Schischuhs schräg nach oben angeordnet sein. Gerade beim Schifahren aufgrund der ständigen Erschütterung überschüssige elektrische Energie kann dabei auch zur Erwärmung des Schuhs oder Speisung anderer Verbraucher verwendet werden.

In einer weiteren Ausführung kann eine Kammer als Vorratsbehälter für die Flüssigkeit vorgesehen sein, der mittels einer Förderpumpe über zumindest eine Leitung mit der Kammer bzw. den Kammern in Verbindung steht, sodass auch der Druck in jeder Kammer eingestellt und geändert, und in verschiedenen Kammern vorzugsweise auch unabhängig voneinander geändert werden kann. Jeder Kammer kann dabei auch ein Sensor zugeordnet sein.

Die Steuerelektronik, der Energiespeicher, der Vorratsbehälter, die Förderpumpe usw. sind vorzugsweise in der Sohle des Schischuhs untergebracht. Anwender- und fahrstilspezifische Daten können in einem Datenspeicher abgelegt sein, sodass eine entsprechende Einstellung des Sitzes des Schischuhs am Fuß vorgegeben werden kann. Von den Sensoren abgegebene Signale können weiters auch zur automatischen Anpassung an äußere Bedingungen, wie Pistenzustand, Fahrumstände, Fahrbedingungen usw. verwendet werden.

Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil dieser Vorrichtungen im Schi, in der Schibindung oder einem anderen Teil der Schiausrüstung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, dass die Verkleinerung des Fußraumes später und nicht unmittelbar beim oder nach dem Anziehen des Schuhs erfolgt. Dies bewirkt bequemes Gehen mit dem Schuh trotz eines festen stabilen Sitzes während der Fahrt.

Um den Schischuh anzuziehen, kann beispielsweise eine Verschlussklappe od. dgl. im Fersen- oder Vorfußbereich vorgesehen sein. Wird die Verschlussklappe geschlossen, so kann der feste Sitz des Fußes im Schuh beispielsweise durch Betätigung einer üblichen Schnalle, eines Drehknopfes od. dgl. erreicht werden, wodurch der Druck in den Kammern erhöht wird, bevor die Magnetfelder angelegt werden. Elektromagneten lassen sich dabei durch eine weitere , anschließend betätigbare Schnalle oder dergleichen einschalten. Enthält der Schischuh eine Steuerelektronik, so kann diese natürlich auch in der Weise programmiert sein, dass das Schließen des Schuhs zuerst den Druck in den Kammern erhöht und anschließend die Elektromagneten erregt.

Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 und 2 schematische Schnitte durch zwei verschiedene Ausführungsbeispiele eines Schischuhs,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schaftoberteil eines Schischuhs einer dritten Ausführung,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines mechanisch schaltbaren Permanentmagneten,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines elektrisch schaltbaren Permanent- magneten,

Fig. 7 eine Schrägansicht einer Strömungsverbindung zwischen zwei Kammern mit einem zugeordneten Elektromagneten,

Fig. 8 eine schematische Anordnung mehrerer parallel beeinflussbarer

Kammern,

Hg. 9 einen schematischen Aufbau mehrerer parallel beeinflussbarer Kammern,

Fig. 10 vergrößert eine Strömungsverbindung mit einer Engstelle,

Fig. 11 die schematische Anordnung einer bewegbaren Abschirmung,

Fig. 12 eine Variante, in der die magnetorheologische Flüssigkeit ausschließlich in der Strömungsverbindung vorgesehen ist, und

Fig. 13 ein Ablaufschema für die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schischuhs.

Ein erfindungsgemäßer Schischuh weist vorzugsweise einen Außenschuh mit einer relativ dicken Sohle auf, an der vordere und hintere Bindungselemente angreifen, um die Verbindung mit dem Schi herzustellen. Innen kann der Schischuh in ausgewählten Bereichen auch mit einer Polsterung 5 aus Schaumstoff versehen sein, z.B. an der hinteren Verschlussklappe 2, die gemäß Fig. 1 um eine Achse 19 drehbar ist. Zumindest in druckempfindlichen Bereichen sind mehrere Kammern 3, beispielsweise zwischen zehn und zwanzig, vorgesehen, die mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt sind, die vorzugsweise eine dynamische Viskosität von zumindest 10 Pa. s aufweist und sich bei Anlage eines Magnetfeldes verfestigt. Es ist auch möglich, aber nicht erforderlich, dass der gesamte Fußraum von Kammern 3 eingeschlossen ist. Fig. 3 und 4 zeigen schematisch Einrichtungen 30 zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, die als Permanentmagneten 8 ausgebildet sind und in deren Magnetfeldern Strömungsverbindungen 7 zwischen den Kammern 3 liegen. Die Kammern sind in mehreren Ringen übereinander im Schaft angeordnet sind, sodass auch die in dieser Ausführung vorne vorgesehene Verschlussklappe 2 Kammern 3 aufweist. Die Permanentmagneten 8 sind in Taschen eingesteckt, die sich zum oberen Schaftrand erstrecken, sodass sie für die Veränderung des Fußraumes 1 und Verformung der Kammern 3 verdreht oder nach oben herausgezogen werden können. Sobald sich der Schischuh an den Fuß wieder angepasst hat, können die Permanentmagnete 8 wieder zurückgedreht oder eingeschoben werden, wodurch sich die magnetorheologische Flüssigkeit im Umkreis der Strömungsverbindungen 7 wieder verfestigt. Alternativ kann, wie aus Fig. 11 schematisch ersichtlich ist eine magnetische Abschirmung 32 zwischen die Permanentmagnete 8 und die Strömungsverbindungen 7 eingeschoben werden. In den Kammern 3 enthaltene magnetorheologische Flüssigkeit bleibt flüssig, kann sich aber aufgrund des kleinen, durch die Strömungsverbindungen 7 gesperrten Volumens der Kammer 3 nicht verlagern. Die Strömungsverbindungen können, wie Fig. 10 zeigt, jeweils eine Engstelle 29 aufweisen, sodass die verfestigte magnetorheologische Flüssigkeit einen die Engstelle formschlüssig umgreifenden Pfropfen bildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Innenwand der Strömungsverbindungen 7 auch uneben oder rau sein. Der Druck in den Kammern 3 kann beispielsweise händisch mittels zumindest eines nicht gezeigten Drehknopfes eingestellt und bei entsprechender variabler Beeinflussung der Strömungsverbindungen trotz nachträglicher Anpassung auch unterschiedlich beibehalten werden.

Die Kammern 3 können aus einem nachgiebigen, gegebenenfalls auch elastischem Material bestehen und wie aus Fig. 9 schematisch ersichtlich ist, an einer Seite einer Trägerplatte 28 oder dergleichen vorgesehen sein. Die Kammern 3 können gleiche oder auch, wie in Fig. 9 angedeutet, verschiedene Formen aufweisen. Die Leitungen 6 und die hier nicht gezeigten Strömungsverbindungen 7 sind auf der anderen Seite der Trägerplatte 28 angeordnet und durch jeweils eine Bohrung zu den Kammern 3 geführt. Die Kammern 3 können auch in mehreren insbesondere versetzten Lagen übereinander angeordnet werden.

Zurück zu Fig. 1 und 2, bei denen die nur schematisch angedeuteten Kammern 3 dem Fußraum 1 seitlich und vorne und gegebenenfalls auch hinten und/oder in der Innensohle 4 zugeordnet sind. Die Kammern 3 sind über Leitungen 6 untereinander und mit einem Vorratsbehälter 14 verbunden, der gemeinsam mit anderen Elementen 11, 12, 13, 15 und 16 in der bei Schischuhen üblicherweise dicken Sohle angeordnet sind. Der Vorratsbehälter 14 kann gegebenenfalls selbst eine weitere Kammer darstellen. Den Leitungen 6 sind nicht gezeigte Elektromagnete, beispielsweise ähnlich den Permanentmagneten 8 nach Fig. 3 und 4 zugeordnet, mittels denen die Fließfähigkeit der magnetorheologischen Flüssigkeit in der beschriebenen Weise verändert werden kann.

In Fig. 1 ist weiters ein Elektromotor 11 schematisch angedeutet, der über eine Antriebswelle 13 einen Kolben einer Pumpe 12 betätigt, mittels der die magnetorheologische Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 14 in die Kammer 3 gedrückt werden kann, um zumindest bei der Erstbenützung den Fußraum 1 an den Fuß anzupassen. Bei der späteren Änderung, beispielsweise bei zu losem Sitz des Fußes, bei Druckstellen bzw. Unbequemlichkeiten kann mit Hilfe der Pumpe 12 der Druck reduziert oder auch erhöht werden. Dem Motor 11 ist eine Steuerelektronik 15 und ein Energiespeicher 16, beispielsweise ein Kondensator oder ein Akkumulator, zugeordnet. Der Druck kann beispielsweise mittels mindestens eines Sensors überwacht werden, dessen Signale von der Steuerelektronik verarbeitet werden, sodass eine automatische Anpassung des Schischuhs an den Fuß erreicht wird.

Wie Fig. 1 zeigt, kann die für die Elektromagneten und andere elektrische Verbraucher, beispielsweise eine Schuhheizung, benötigte elektrische Energie auch im Schischuh erzeugt werden, wenn beispielsweise an der Hinterseite ein Erschütterungsbewegungen wandelnder Generator 9 vorgesehen ist, wobei durch die Erschütterungen ein Permanentmagnet und eine Induktionsspule relativ zueinander bewegt werden. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführung zeigt einen Generator 9, der zwei sich linear gegen federnde Endanschläge bewegende Permanentmagneten 18 aufweist, denen zwei Induktionsspulen zugeordnet sind. Der erzeugte Strom fließt über eine Leitung 10 zum Energiespeicher 16 bzw. zum Motor 11 in der Schuhsohle.

In Fig. 2, in der die Elemente 11 bis 16 in der Schuhsohle nicht einzeln eingezeichnet sind, ist an der Schuhvorderseite eine Neigungsverstelleinrichtung für den Schaft mit Dämpfung in Form einer ebenfalls eine magnetorheologische Flüssigkeit enthaltenden Kolben-Zylinder-Einheit 17 angeordnet, der über die Leitung 6 ebenfalls mit dem Vorratsbehälter 14 in der Sohle in Verbindung steht, und dem ebenfalls eine Einrichtung zur Erzeugung des entsprechenden Feldes zugeordnet ist. Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung eines Permanentmagneten 8, der drehbar innerhalb zweier Magnetpole bildenden Eisenkappen 24 angeordnet ist. In der dargestellten Position verlaufen die Feldlinien 27 des Magnetfeldes durch den polnahen Bereich. Die gesamte Anordnung wird einer Strömungsverbindung 7 zwischen zwei Kammern 3 so zugeordnet, dass sie innerhalb der Feldlinien 27 liegt. Wird der Permanentmagnet 8 um 90° gedreht, beispielsweise mittels eines äußeren Drehknopfes, verlagert sich das Magnetfeld, und die Feldlinien verlaufen innerhalb der beiden Eisenkappen 24. Die im polnahen Bereich verlaufende Strömungsverbindung 7 liegt daher außerhalb des Magnetfeldes und die in diesem Bereich verfestigte magnetorheologische Flüssigkeit wird wieder fließfähig, sodass eine Verlagerung der Flüssigkeit erfolgen kann. Eine gemeinsame Schaltung mehrerer hintereinander angeordneter Strömungsverbindungen 7 ist in einfacher Weise möglich, wenn der Permanentmagnet 8 stabförmig ist.

In Fig. 6 ist schematisch eine Strömungsverbindung 7 mit rechteckigem Querschnitt gezeigt, die ebenfalls unter dem Einfluss eines Permanentmagneten 8 steht. Der Magnetfluss ist durch die Feldlinien 27 dargestellt. Die beiden Eisenkappen 24 weisen ein erstes Polpaar 26 und an der gegenüberliegenden Seite ein zweites Polpaar auf. Einer der beiden Eisenkappen 24 ist eine Wicklung 25 zugeordnet. Nun kann elektrische Energie in der Weise zugeführt werden, dass das vom Permanentmagneten 8 erzeugte Magnetfeld neutralisiert wird, und der Magnetfluss nicht mehr über das erste Polpaar 26, sondern über das zweite Polpaar läuft, das abseits der Strömungsverbindung 7 ist. Die darin verfestigte magnetorheologische Flüssigkeit wird wieder fließfähig. Diese Ausführung benötigt wenig Energie, da diese nur zur Desaktivierung des Permanentmagneten 8 zugeführt werden muss.

Fig. 7 zeigt eine aufgeschnittene Schrägansicht einer Strömungsverbindung 7, der ein Elektromagnet 20 zugeordnet ist. Die die magnetorheologische Flüssigkeit enthaltende Leitung 6 ist beispielsweise mit einem kreuzförmigen Eisenkern 21 versehen, der vier Strömungskanäle freilässt. Eine Wicklung 23 umgibt die Leitung 6, die ihrerseits von einem Eisenmantel 22 umschlossen ist. Wird an die Wicklung 23 eine Spannung angelegt, so verfestigt sich durch das Magnetfeld die magnetorheologische Flüssigkeit und der Durchfluss ist nicht mehr möglich. Nach Abschalten des Stromflusses wird die Strömungsverbindung 7 wieder durchgängig.

Fig. 8 zeigt schematisch die parallele Anordnung von Kammern 3, zu denen vom Vorratsbehälter 14 jeweils eine Leitung 6 geführt ist. Dem Vorratsbehälter 14 ist eine Pumpe 12 zugeordnet, die von einem Motor 11 betätigt wird. Dem Kolben der Pumpe 12 kann als Kraftquelle auch statt des Motors 11 die schematisch gezeigte Druckfeder oder ein anderer Druckerzeuger, gegebenenfalls auch eine Handpumpe oder dergleichen zugeordnet sein. Nahe dem Vorratsbehälter ist den Strömungsverbindungen 7, an denen bevorzugt die bereits beschriebenen Engstellen 29 (Fig. 10) vorgesehen sind, eine gemeinsame Einrichtung 30, beispielsweise in der in Fig. 11 gezeigten Art, zur Erzeugung eines Magnetfeldes zugeordnet. Die Fig. 11 zeigt an der den Permanentmagneten 8 gegenüberliegenden Seite der Strömungsverbindungen 7, deren Querschnitt bevorzugt im Wesentlichen rechteckig bzw. wie gezeigt trapezförmig ist, eine Schicht 36 aus einem magnetischen Material, beispielsweise eine Eisenplatte bzw. ein Eisenblech, eine Magnetfolie od. dgl. angeordnet, sodass die Feldlinien 27 geschlossen sind und die Strömungsverbindungen 7 senkrecht zur Strömungsrichtung durchqueren. Die Stärke des Feldes des bzw. der Permanentmagneten 8 kann nun dadurch verändert werden, dass eine Abschirmung 32 zwischen die Strömungsverbindungen 7 und die Permanentmagneten 8 eingeschoben wird, was händisch oder durch einen beispielsweise motorischen Antrieb erfolgen kann. Dies ist an der rechten Seite der Fig. 11 dargestellt, in der die äußersten Feldlinien 27 bereits über die Abschirmung umgelenkt sind und nicht mehr die Strömungsverbindung 7 durchqueren. Vereinfacht ausgedrückt, ist im Bereich der abgeschirmten Feldlinien 27 die magnetorheologische Flüssigkeit flüssig und im Bereich der nicht abgeschirmten Feldlinien verfestigt. Die Verschiebung der Abschirmung 32 aus der gezeigten Position führt entweder zu einer vollständigen Öffnung der Strömungsverbindung 7 (Einschieben in Richtung des Pfeils) oder zu deren vollständigen Verschluss (Herausziehen in die entgegen gesetzte Richtung).

In der Ausführung nach Fig. 12 ist die magnetorheologische Flüssigkeit auf den Bereich der Strömungsverbindung 7 beschränkt und wird in der Leitung 6 beidseitig durch ein Dichtelement 31 gegen das in den übrigen Bereichen verwendete Medium, das insbesondere preiswerter und/oder leichter ist, abgedichtet.

Soll zwischen dem Vorratsbehälter 14 und der Kammer 3 ein Ausgleich erfolgen, beispielsweise um einen in der Kammer 3 durch Anschwellen des Fußes entstandenen Überdruck abzubauen, so wird das Magnetfeld der Einrichtung 30 geschwächt oder aufgehoben, und das überschüssige Medium wird in die Leitung 6 gedrückt. Die magnetorheologische Flüssigkeit kann sich zusammen mit den Dichtelementen 31 nach rechts verschieben. Die entsprechende Menge des Mediums in der zum Vorratsbehälter führenden Leitung 6 wird in diesen zurückgepumpt. Sobald der Ausgleich erreicht ist, wird das Magnetfeld wieder hergestellt und die magnetorheologische Flüssigkeit verfestigt sich in der Strömungverbindung 7. Der neue Zustand ist damit gesichert.

Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm der wesentlichen Schritte bei der Verwendung erfindungsgemäßer Schischuhe, die mit dem Öffnen der Heckklappe beginnen. In weiterer Folge wird der Skischuh angezogen und die Heckklappe geschlossen und verriegelt. Dabei wird durch den Verschlussmechanismus (Einrasten) oder durch einen Sensor (Schalter) ein sicheres Schließen gewährleistet. (z.B. Bolzen die seitlich einrasten, Klettband um Skischuh, Schnalle, Schnappverschluss, usw.) Anschließend werden anwenderspezifische Einstellungen vorgenommen: nämlich entsprechend dem Gewicht, dem Fahrstil (Anfänger, Normal, Sport, Gehen), den Pistenverhältnissen usw. Anschließend wird ein Druckknopf „Start" betätigt, wodurch der Innenschuh mit magnetorheologischer Flüssigkeit gefüllt wird, damit der Innenschuh ganzflächig am Fuß anliegt. Durch Betätigung des Ein/Aus-Schalters werden die Einrichtungen zur Erzeugung der Magnetfelder (MRF-Ventile) geöffnet und die Pumpe aktiviert, die magnetorheologischer Flüssigkeit vom Reservoir in den Innenschuh fördert. Dabei wird der Druck nach der Pumpe per Drucksensor gemessen und bis zum Erreichen des gewünschten Drucks (anwenderspezifische Einstellung) erhöht. Anschließend werden die Ventile automatisch geschlossen. Im Folgenden wird dann der Skischuh automatisch in einem Zeitintervall oder auf Betätigung durch den Benutzer neu angepasst (und beispielsweise der Druck konstant gehalten).

Der Tragekomfort eines erfindungsgemäßen Schischuhs ist wesentlich verbessert, da die Innenform des Fußraumes 1 sowohl bei händischer Bedienung durch Herausziehen und Einstecken der Permanentmagnete, durch Verstellung eines Drehknopfes, usw. als auch bei der Bedienung unter Verwendung von elektrischer Energie zumindest bei Bedarf unmittelbar verändert und an den Fuß angepasst werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schuh, insbesondere Schischuh, mit einem veränderbaren Fußraum (1) und mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit, deren Fließfähigkeit für die Veränderung des Fußraumes (1) mittels mindestens einer Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der

Schuh mit verformbaren, strömungsverbundenen Kammern (3) versehen ist.

2. Schuh nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine

Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes den Strömungsverbindungen (7) zugeordnet ist.

3. Schuh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes an

Strömungsverbindungen (7) zwischen den Kammern (3) vorgesehen ist.

4. Schuh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes an Strömungsverbindungen (7) zwischen einem Vorratsbehälter (14) und den

Kammern (3) vorgesehen ist.

5. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungsverbindung (7) eine Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zugeordnet ist.

6. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsverbindungen (7) zwischen mehreren Kammern (3) und dem Vorratsbehälter (14) eine gemeinsame Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zugeordnet ist.

7. Schuh nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung (30) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zumindest einen Permanentmagneten (8) umfasst.

8. Schuh nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (8) zur Schwächung oder Deaktivierung des Magnetfeldes im Schuh relativ zur Strömungsverbindung (7) bewegbar angeordnet ist.

9. Schuh nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet

(8) aus dem Schuh herausnehmbar ist.

10. Schuh nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Permanentmagneten (8) zur Schwächung oder Deaktivierung seines Magnetfeldes eine bewegbare, magnetische Abschirmung (32) zugeordnet ist.

11. Schuh nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Abschirmung (32) aus dem Schuh herausnehmbar ist.

12. Schuh nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische

Abschirmung (32) motorisch bewegbar ist.

13. Schuh nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Permanentmagneten (8) ein schaltbarer Elektromagnet (20) zur Schwächung oder Deaktivierung des Magnetfeldes des Permanentmagneten (8) zugeordnet ist

14. Schuh nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (30) zur Erzeugung des magnetischen Feldes zumindest einen schaltbaren Elektromagneten (20) umfasst.

15. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kammern (3) vorgesehen sind, in denen die Flüssigkeit unter unterschiedlichem Druck steht.

16. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetorheologische Flüssigkeit auch in den Kammern (3) enthalten ist.

17. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetorheologische Flüssigkeit in jeder Strömungsverbindung (7) durch zwei in der Strömungsverbindung (7) bewegliche Dichtglieder (31) eingeschlossen und von einer unterschiedlichen fließfähigen Masse in den Kammern (3) getrennt ist.

18. Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung (7) eine Engstelle (29) aufweist, die etwa mittig im magnetischen Feld vorgesehen ist.

19. Ausrüstung zum Schifahren, mit einem eine Schibindung aufweisenden Schi, einem Schistock und mit einem Schuh nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei zumindest ein Teil der Einrichtung (30) zur Erzeugung des magnetischen Feldes an der Schibindung oder am Schi vorgesehen ist. dadurch gekennzeichnet, dass eine Quelle (9) für elektrische Energie am Schuh, am Schistock, an der Schibindung oder am Schi vorgesehen ist.

20. Ausrüstung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle (9) für elektrische Energie ein Erschütterungsbewegungen wandelnder Generator vorgesehen ist.

21. Ausrüstung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerungssystem und mindestens ein Sensor vorgesehen sind.