EP3666108A1 - Shoe sole for a sports shoe and shoe, in particular sports shoe for running - Google Patents
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- A43B7/24—Insertions or other supports preventing the foot canting to one side , preventing supination or pronation
Definitions
- the invention relates to a shoe bottom for a sports shoe and a shoe, in particular a sports shoe for running.
- the shoe bottoms generally have a midsole or support sole with attached support and cushioning elements, by means of which foot misalignments, in particular a frequently present overpronation or a less frequent supination of the foot, are to be compensated.
- Such running shoes are therefore often manufactured by the manufacturer in so-called stable or Differentiated neutral shoes.
- the ground reaction force refers to the reaction force of the floor to the force that the body transfers to the ground through the shoe or bare feet.
- the so-called force application point marks the origin of the in the running direction (x direction according to a right-handed three-dimensional coordinate system with x, y and z axis), in the vertical direction (z direction) and in the lateral or medial direction ( y direction) acting force components of the resulting vector of the ground reaction force.
- the point of application of force is localized when the foot lands on the ground in the rear part of the foot or the shoe.
- the KAP moves from the back to the front in order to be located approximately in the middle of the forefoot when kicking off the ground.
- Runners who initially touch the heel d. H.
- Over 80% of all runners initially put the foot on the back laterally ( outside) and thus have the KAP emphasized on the back of the lateral foot or shoe bottom edge.
- Even runners with a flat foot attachment show the KAP laterally, only with less emphasis.
- the proportion of so-called forefoot runners is negligible, at less than 1%.
- the ground reaction force ie its anterior-posterior force component (x direction) and its vertical force component (z direction) on the ankle initially act (after the foot attachment) behind the axis of rotation of the ankle.
- the KAP is therefore behind (posterior) of the axis of rotation of the ankle.
- the direction of force towards the back creates an external torque which initiates plantar flexion of the foot in the ankle.
- the external torque on the ankle changes its sign and its direction.
- the ankle experiences accelerated dorsiflexion.
- This externally generated The dorsiflexion moment is balanced by the plantar flexion muscles, in particular the triceps surae muscle, the dorsiflexion is thereby slowed down and ultimately the ankle experiences the plantar flexion for the push off from the ground.
- the ground reaction force acts in the sagittal plane behind the knee joint and generates an external moment of flexion.
- the knee extension muscles i.e. the Mm, set this external flexion moment. vasti, and the rectus femoris muscle, counter an internal extension moment. As a result, the knee flexion is braked in the early support phase and the knee stretched to push off.
- the ground reaction force i.e. i.e., their medio-lateral (ml or in the y-direction) force component and their force component in the z-direction
- an external eversion moment at the ankle in the early support phase which tilts the rearfoot inwards and the ankle with the distal one Tibia pushes medially.
- the KAP In the push-off phase or in the second part of the stance phase while running, the KAP is initially located laterally and only finally medially under the forefoot.
- the KAP is lateral to the ankle (and knee joint) and generates one against the force of the inversion muscles (anterior tibial muscle, posterior tibial muscle, flexor hallucis muscle) Increasing eversion of the rearfoot and with forced medialization of the distal tibia an adduction of the knee joint.
- the external adduction torque (EAM) and the torque (ERM) in the transverse plane (ERM) at the knee joint are therefore further increased.
- the object relating to the shoe bottom is achieved by a shoe bottom with the features specified in claim 1.
- the shoe according to the invention has the features specified in claim 12.
- the support sole is essentially comparable to the classic insole of a shoe floor and can be made according to the invention, for example from a viscoelastic foam (for example from an ethylene-vinyl acetate polymer (EVA) or copolymer (EVAC), in particular with a density of approximately 55 Asker ShoreC), a fiber composite material (e.g. carbon) or the like.
- a viscoelastic foam for example from an ethylene-vinyl acetate polymer (EVA) or copolymer (EVAC), in particular with a density of approximately 55 Asker ShoreC
- EVA ethylene-vinyl acetate polymer
- EVAC copolymer
- the support sole can be flexibly deformed in any case.
- the support sole of the shoe bottom is therefore supported in the region of its edge section on the rear foot part and on the forefoot part in the direction of the vertical axis of the support sole and in a direction radially outward toward the vertical axis.
- the support sole is therefore in the loaded and also in the relieved operating state, i. H. at any time, arranged in sections between the support device.
- a force application point of the floor reaction force that is eccentrically located with respect to the longitudinal center axis of the support sole can be centered in the direction of the longitudinal center axis of the support sole at any time during the stance phase.
- the point of action of the ground reaction force can be directly in the center of the U-shaped rear foot part of the support device, regardless of the attachment point or direction the heel bone of the foot is pushed and thus centered under the heel bone and the still neutral ankle.
- the accompanying eccentric compression of the rearfoot part due to the mounting of the support plate according to the invention on the elastically deformable rearfoot part of the support device, leads to a corrective force directed in the ml direction towards the longitudinal center axis on the support plate section at which the KAP attacks.
- the point of application of force is thus found in the operational use of the shoe bottom below the knee joint.
- the posterior part, ie the U-shaped rear foot part, of the support device enables ap-control of the force application point.
- the ml centering of the force application point minimizes or eliminates the cause of the external eversion and adduction moments at the ankle.
- the front (anterior) opening of the rear foot part which is formed by the U-shaped rear foot part of the support device, controls the point of application of force as if through a funnel when the shoe bottom comes into contact with the floor, and is guided centrally to the front and directed to the forefoot part of the midsole.
- the forefoot part of the elastically deformable support device makes it possible to take over the force application point from the rear foot section of the shoe bottom and to guide it further anteriorly under the foot.
- the forefoot part is preferably opened anteriorly.
- the forefoot part can be U-shaped in a manner corresponding to the rear foot part and can grip around the forefoot section of the support sole (together with its front free end section or tip).
- the U-shaped forefoot part of the support device is then in the area of the apex, ie. H. in the area of the front free end section of the shoe bottom or the support sole, advantageously made of material weakened.
- the U-shaped forefoot part of the support device in the said area can in particular have a reduced overall height compared to the rest of the forefoot part (measured in the direction of the vertical axis of the shoe bottom).
- the shoe bottom according to the invention does not solely symptomatically counteract overpronation or eversion or knee adduction. Rather, the causes of these symptoms when running and thus the increased stress on the musculoskeletal system when running compared to the (everyday) stress can be reliably counteracted.
- the sole base according to the invention is also suitable for other shoes, in particular sports shoes.
- the support sole can have a receptacle or pocket for the support device, into which the support device engages.
- the support sole preferably has a contact or support surface for the support device in the area of the pocket that is curved (that is, complementary to the support surface, that is, concave, shaped) corresponding to the support surface.
- a push-off island with an outsole covering is arranged between the two legs of the forefoot part of the support device.
- the repelling island can, for example, consist of foamed soft rubber, preferably with a low density of approximately 40 Asker ShoreC.
- the surface of the outsole covering of the push-off island is preferably set back, ie lowered, relative to the surface of the outsole covering of the two legs of the forefoot part of the support device in the direction of the vertical axis (z direction) of the shoe bottom.
- the height difference mentioned is between 2 and 4 millimeters, in particular 3 millimeters.
- the transverse arch of the forefoot dissolves and the now flat row of metatarsal heads penetrates into the elastically deformable repelling island with a homogeneous load distribution but a central ml position of the force application point.
- the push-off island forms a stable impression platform for push-off while running.
- the repelling island is preferably segmented by flex zones in order to ensure the necessary flexibility of the shoe bottom when it is used.
- the course of the flex zones can, according to the invention, be adapted to an externally rotated foot attachment that is frequently found in runners.
- the leg of the rear foot part arranged medially on the support sole and the leg of the forefoot part arranged medially can merge into one another in the area of the coupling section (metatarsal bridge of the support sole).
- the two aforementioned legs can be made in one piece in this area.
- the cross section of the forefoot part of the support device is preferably smaller overall than the cross section of the rear foot part (RFT) of the support device.
- the overall height of the forefoot part decreases in the direction of the central axis of the shoe bottom toward the tip of the shoe bottom.
- the rear foot part and the forefoot part of the support device preferably comprise an elastomer or are formed from such an elastomer.
- the rear foot part and the forefoot part can each consist of solid material or a foamed elastomer or can comprise this.
- the rear foot part (RFT) and / or the forefoot part (VFT) of the support device can, for example be made from a (highly responsive) thermoplastic elastomer, such as low-density thermoplastic polyurethane (TPU) (45-50 Asker ShoreC).
- the support device can also consist of an elastically deformable fiber composite material.
- the rear foot part and the forefoot part of the support device are each tubular. As a result, a particularly high mechanical damping capacity of the support device can be achieved.
- the support means i.e. the rear foot part and the forefoot part, in total or over a large part of their (longitudinal) extension, a round, i.e. essentially circular or ellipsoidal, cross-sectional shape.
- the support device is preferably glued to the support sole.
- the support device can also be welded to the support sole or held in a press fit on the support sole.
- the support device can have at least two sections which differ from one another in their material properties.
- the two medial legs of the rear foot part and the forefoot part can be made of a less elastic material than the other areas of the support device. In this way, a desired support capacity of the support device can be adapted to the (individual) needs in some areas.
- the outsole covering of the shoe bottom can in particular be profiled according to the invention and preferably consists of an advantageously abrasion-resistant rubber or other suitable material.
- the outsole covering creates the necessary friction between the shoe bottom and the respective surface guaranteed and counteracts undesired slipping, especially when the foot attachment and the impression (push off).
- the shoe according to the invention has a sole bottom and, in a manner known per se, an upper part fastened to the sole bottom.
- the shoe can in particular be designed as a running shoe. It goes without saying that the shoe can also be designed for sports other than running, in particular for tennis, sqash, or as a so-called leisure shoe.
- Fig. 1 shows a schematic series image of a runner 10 during a natural running movement at different times from the beginning of the ground contact of a foot 12 to after the bounce phase of the foot 12 in question, with the ground reaction force f respectively shown, in a side view.
- Fig. 2 shows the foot 16 provided with a shoe 14 , the ankle 18 , the lower leg 20 and the knee joint 22 of the runner 10 ( Fig. 1 ) with ground contact in the early stance phase at successive times A, B, C with faded-in ground reaction force f in the frontal plane.
- the ground reaction force f (more precisely its medio-lateral (ml- / y-) component and z-component according to a right-handed three-dimensional coordinate system) causes an external eversion moment at the ankle 18 in the early support phase, which tilts the rearfoot inwards (B, C) and urges the ankle 16 medially with the distal tibia of the lower leg 18.
- the medialization of the distal tibia results in an increased adduction of the knee joint 20 and an increase in the lever of the floor reaction forces f in the frontal plane to the knee joint.
- the external adduction moment at the knee joint 20 increases (C). Leverage forces derived from the ground reaction forces f on the ankle and knee joints 18, 22 can lead to overloading and damage to the ankle joint 18 and the knee joint 20 and require unnecessary muscle work.
- Fig. 4 shows a shoe 14 according to the invention, here by way of example in the form of a jogging or running shoe, which has a shoe bottom 24 and a shoe upper 28 , which is connected in a suitable manner to the shoe bottom 24, for example glued, welded and / or sewn.
- the depiction of a lacing or a different type of closure system has been omitted here, especially since this is not essential for the presentation of the invention.
- the shoe bottom 24 is in the Fig. 5 and 6 each shown in a cropped view.
- the shoe bottom 24 has an elastically deformable support sole 30 which essentially corresponds functionally to an insole.
- the support sole 30 comprises a rear foot section 32 and a forefoot section 34 ( Fig. 6 ), which are connected to one another via a metatarsal or coupling section 36 .
- the support sole 30 is functionally essentially comparable to the classic insole of a shoe bottom 24.
- the support sole 30 can, for example, be made of a viscoelastic foam, e.g. B. an ethylene-vinyl acetate or an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVAC), for example with a density of about 55 Asker ShoreC.
- EVAC ethylene-vinyl acetate copolymer
- the support sole can comprise a flexibly deformable fiber composite material with natural fibers or synthetic fibers or consist of such a material.
- An elastically deformable support device 38 is fastened to the support sole 30.
- the support device 38 can in particular be glued to the support sole 30.
- the support device 38 can also be welded to the support sole 30 or held in a press fit in / on the support sole 30.
- the material of the support sole 30 is preferably stiffer, ie less elastically deformable, than the material of the support device 38.
- the support device 38 in turn comprises a U-shaped rear foot part 40 which surrounds the rear foot section 32 of the support sole 30.
- the rear foot part 40 has a first (lateral) and a second (medial) leg 42 , 44 which are connected to one another via a back section 46 .
- the rear foot part 40 thus frames the rear foot section 32 of the support sole.
- the elastically deformable support device 38 further comprises a forefoot part, generally designated 48 , with a first (lateral) and with a second (medial) leg 50, 52 , which are each arranged along mutually opposite edge sections 54 of the forefoot section 34 of the support sole 30.
- the forefoot part 48 is preferably fastened to the support sole in a manner corresponding to the rear foot part 40.
- the rear foot part 40 can in particular be made in one piece.
- the U-shaped rear foot part 40 of the support device 38 forms an opening 58 pointing forward in the direction of the longitudinal central axis 26 (x-axis) of the shoe bottom 24 toward the front end of the shoe bottom, ie toward the shoe bottom tip 56 .
- a free space 60 is delimited by the rear foot part of the support device in a direction radial to the vertical axis 59 (z-axis) of the shoe bottom 24, which space is delimited on the upper side in the vertical direction by the support sole 30.
- An outsole covering 62 is fastened on the underside of the support device 38, ie on the rear foot part 40 and the forefoot part 48.
- the outsole covering 62 consists of a material suitable for the respective area of use of the shoe 14 and can be provided with a profile 64 in a manner known per se.
- the outsole covering 62 is preferably glued to the support device 38 from a production point of view or is fastened to the support device 38 in another suitable manner.
- a repelling island 66 is arranged between the two legs 50, 52 of the forefoot part 48 of the support device 38.
- the repelling island 66 is elastically deformable and forms an imprint platform for pushing off while running.
- the kick island 66 is advantageously segmented by flex zones 68 in order to ensure the necessary flexibility of the shoe bottom 24 when running.
- the spatial configuration of the flex zones 68 relative to the support sole 30 can be adapted to an externally rotated foot attachment that is frequently encountered with runners.
- the repelling island 66 is not arranged flush with the surface 70 of its outsole covering 62 to the surface 70 of the outsole covering 62 of the two legs 50, 52 of the forefoot part 48 of the support device 38 in the direction of the vertical axis 59 (z direction).
- the repelling island 66 is rather set back with respect to the surface 70 of the outsole covering 62 of the forefoot part 48 by a few millimeters, for example 2 to 4 millimeters.
- FIGS 7 to 11 show the support sole 30 in FIGS 7 to 11 shown in more detail.
- Fig. 7 shows the shoe bottom 24 in a longitudinal section along the longitudinal center plane L of the shoe bottom 24, while in the Fig. 8 to 11 individual cross sections of the shoe bottom 24 are reproduced.
- the rear foot part 40 of the elastically deformable support device 38 has an almost round, here oval cross-sectional shape.
- the support device 38 can be made of a solid material that is foamed, if necessary, or alternatively can also be tubular.
- An elastically deformable fiber composite material is also conceivable.
- the support device 38 has a round or rounded cross-sectional shape.
- the rear foot part 40 and the forefoot part 48 each have a support surface 72 which is arranged in an inclined manner toward the underside of the shoe bottom or is convexly curved and on which the support sole 30 rests and in a lateral direction, ie in a direction to the vertical axis (z- Direction) radial direction towards the outside, is supported.
- the support surface of the support device is convex.
- the cross-section of the support sole has a concave contact or support surface 74 which is shaped or complementary thereto.
- the rear foot part 40 of the support device 38 positively engages in the receptacle or pocket 76 of the support sole 30 formed thereby.
- the forefoot part 48 of the support device has a lower overall height h than the rear foot part 40.
- the cross-sectional area of the forefoot part 48 of the support device 38 increases towards the tip of the shoe bottom 56 ( Fig. 7 ) down.
- the lateral extent of the support surfaces 72 of the forefoot part 48 of the support device 38 becomes progressively smaller along the longitudinal central axis 26 of the sole bottom in the direction of the shoe bottom tip 56.
- the coordinated elastic deformability of the support sole 30 and the support device 38 mediating the ground contact with the outsole covering 62 and the laterally supported mounting of the support sole 30 on the support device 38 make it possible to apply the force application point 23 when the shoe base 24 is placed with respect to the longitudinal center axis 26 or longitudinal center plane L. center in the ml direction and center in the ap- (anterior-posterior) direction anteriorly in the direction of the forefoot area, as this is very schematized with the arrows P in Fig. 12 as well as in a too Fig. 3 corresponding way in Fig. 13 is shown.
- external torques in the frontal and transverse planes at the ankle 18 and the knee joint 22 according to FIG Fig. 14 be minimized.
- the force application point 23 can be guided from the rear foot contact to the forefoot contact with improved use of the biomechanical potential of the biological coupling elements of the midfoot (ligaments, tendons, intrinsic foot muscles) in the ap direction to the front of the forefoot. Thanks to the ml centering and ap-leveling of the force application point when forefoot support and push-off, the Driving efficiency can be improved.
- the advantages of the shoe bottom 24 according to the invention are present in all forms of the foot attachment.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schuhboden (24) für einen Schuh (14), insbesondere für den Laufsport, mit einer elastisch verformbaren Tragsohle (30), die einen Rückfußabschnitt (32) und einen Vorfußabschnitt (34) aufweist, welche über einen Koppelabschnitt (36) miteinander verbunden sind, und mit einer an der Tragsohle (30) angeordneten elastisch verformbaren Stützeinrichtung (38), die einen Laufsohlenbelag (62) trägt, wobei die Stützeinrichtung (38) folgendes umfasst:- ein Rückfußteil 40), das den Rückfußabschnitt (32) der Tragsohle (30) U-förmig umgreift; und- ein Vorfußteil (48) mit zwei Schenkeln (50, 52), die an einander gegenüberliegenden Seitenrandabschnitten (54) des Vorfußabschnitts (34) angeordnet sind, wobei das Rückfußteil 40) und des Vorfußteil (48) jeweils eine Stützfläche (72) aufweisen, die nach innen zur Unterseite des Schuhbodens (24) hin schräg verlaufend angeordnet oder, bevorzugt konvex, gewölbt ist und an der die Tragsohle (30) aufliegt und in seitlicher Richtung abgestützt ist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Schuh mit einem solchen Schuhboden (24).The invention relates to a shoe bottom (24) for a shoe (14), in particular for running, with an elastically deformable support sole (30) which has a rear foot section (32) and a forefoot section (34), which has a coupling section (36) are connected to one another, and with an elastically deformable support device (38) which is arranged on the support sole (30) and which supports an outsole covering (62), the support device (38) comprising: - a rear foot part 40) which covers the rear foot section (32) the support sole (30) engages in a U-shape; and - a forefoot part (48) with two legs (50, 52) which are arranged on mutually opposite side edge sections (54) of the forefoot section (34), the rear foot part 40) and the forefoot part (48) each having a support surface (72) , which is arranged obliquely to the underside of the shoe bottom (24) or is curved, preferably convex, and on which the support sole (30) rests and is supported in the lateral direction. The invention also relates to a shoe with such a shoe bottom (24).
Description
Die Erfindung betrifft einen Schuhboden für einen Sportschuh sowie einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh für den Laufsport.The invention relates to a shoe bottom for a sports shoe and a shoe, in particular a sports shoe for running.
Bei herkömmlichen Sportschuhen, insbesondere solchen für den Laufsport, wird der Dämpfung und der Stabilisierung, d. h. dem Stützen und Führen des Fußes während der Stand- und Abstoßphase durch den Schuhboden eine entscheidende Bedeutung beigemessen. Die Schuhböden weisen in der Regel eine Zwischen- oder Tragsohle mit daran befestigten Stütz- und Dämpfungselementen auf, durch die Fußfehlstellungen, insbesondere eine häufig vorhandene Überpronation bzw. eine seltener anzutreffende Supination des Fußes ausgeglichen werden sollen. Derlei Laufschuhe werden deshalb herstellerseitig häufig in sogenannte Stabil- bzw. Neutralschuhe unterschieden. Bei diesem etablierten Schuhboden- bzw. Sohlenkonzept werden wesentliche biomechanische Aspekte des Laufens, insbesondere muskuloskelettale Effekte der beim Laufen auftretenden Bodenreaktionskräfte, bislang nicht ausreichend berücksichtigt. Die Bodenreaktionskraft bezeichnet beim Laufen bekanntlich die Reaktionskraft des Bodens auf die Kraft, die der Körper durch die beschuhten bzw. unbeschuhten Füße beim Auftreten auf den Untergrund überträgt. Der sogenannte Kraftangriffspunkt (KAP) kennzeichnet dabei den Ursprung des aus den in Laufrichtung (x-Richtung gemäß einem rechtshändigen dreidimensionalen Koordinatensystem mit x, y und z-Achse), in vertikaler Richtung (z-Richtung) und in lateraler bzw. medialer Richtung (y-Richtung) wirkenden Kraftkomponenten resultierenden Vektors der Bodenreaktionskraft.In conventional sports shoes, especially those for running, cushioning and stabilization, ie supporting and guiding the foot during the standing and pushing-off phase through the shoe bottom, is of crucial importance. The shoe bottoms generally have a midsole or support sole with attached support and cushioning elements, by means of which foot misalignments, in particular a frequently present overpronation or a less frequent supination of the foot, are to be compensated. Such running shoes are therefore often manufactured by the manufacturer in so-called stable or Differentiated neutral shoes. With this established shoe bottom or sole concept, essential biomechanical aspects of running, in particular musculoskeletal effects of the ground reaction forces occurring during running, have not been sufficiently taken into account to date. As is known, the ground reaction force refers to the reaction force of the floor to the force that the body transfers to the ground through the shoe or bare feet. The so-called force application point (KAP) marks the origin of the in the running direction (x direction according to a right-handed three-dimensional coordinate system with x, y and z axis), in the vertical direction (z direction) and in the lateral or medial direction ( y direction) acting force components of the resulting vector of the ground reaction force.
Der Kraftangriffspunkt ist bei der Landung (= "impact") des Fußes auf dem Untergrund im hinteren Teil des Fußes bzw. des Schuhes lokalisiert. Während des weiteren Bodenkontaktes wandert der KAP von hinten nach vorn, um beim Abstoß vom Boden etwa in der Mitte des Vorfußes lokalisiert zu sein. Läufer, die initial mit der Ferse aufsetzen, d. h. über 80% aller Läufer, setzen den Fuß zunächst hinten lateral (= außen) auf und haben somit den KAP betont hinten am lateralen Fuß- bzw. Schuhbodenrand. Auch Läufer mit einem flachen Fußaufsatz zeigen den KAP hinten lateral, nur entsprechend weniger betont. Der Anteil der sog. Vorfußläufer ist im Vergleich hierzu mit unter 1 % verschwindend gering.The point of application of force is localized when the foot lands on the ground in the rear part of the foot or the shoe. During further ground contact, the KAP moves from the back to the front in order to be located approximately in the middle of the forefoot when kicking off the ground. Runners who initially touch the heel, d. H. Over 80% of all runners initially put the foot on the back laterally (= outside) and thus have the KAP emphasized on the back of the lateral foot or shoe bottom edge. Even runners with a flat foot attachment show the KAP laterally, only with less emphasis. In comparison, the proportion of so-called forefoot runners is negligible, at less than 1%.
In der Sagittalebene wirkt die Bodenreaktionskraft (d. h. deren anterior-posteriore Kraftkomponente (x-Richtung) und deren vertikale Kraftkomponente (z-Richtung) am Sprunggelenk zunächst (nach dem Fußaufsatz) hinter der Gelenkdrehachse. Der KAP befindet sich also hinter (posterior) der Sprunggelenksdrehachse. Die Kraftrichtung nach hinten oben erzeugt ein externes Drehmoment, welches eine Plantarflexion des Fußes im Sprunggelenk initiiert.In the sagittal plane, the ground reaction force (ie its anterior-posterior force component (x direction) and its vertical force component (z direction) on the ankle initially act (after the foot attachment) behind the axis of rotation of the ankle. The KAP is therefore behind (posterior) of the axis of rotation of the ankle The direction of force towards the back creates an external torque which initiates plantar flexion of the foot in the ankle.
Sobald der KAP unter dem Sprunggelenk in Richtung der Fußachse (in x-Richtung) nach anterior, mithin nach vorn, wandert, ändert das externe Drehmoment am Sprunggelenk sein Vorzeichen und seine Richtung. Das Sprunggelenk erfährt dadurch eine beschleunigte Dorsiflexion. Dieses extern erzeugte Dorsiflexionsmoment wird durch die Plantarflexionsmuskeln, insbesondere den Musculus triceps surae, balanciert, die Dorsiflexion wird dadurch abgebremst und letztlich erfährt das Sprunggelenk die Plantarflexion für den Abstoß vom Boden.As soon as the KAP moves anteriorly, therefore forward, under the ankle in the direction of the foot axis (in the x direction), the external torque on the ankle changes its sign and its direction. The ankle experiences accelerated dorsiflexion. This externally generated The dorsiflexion moment is balanced by the plantar flexion muscles, in particular the triceps surae muscle, the dorsiflexion is thereby slowed down and ultimately the ankle experiences the plantar flexion for the push off from the ground.
Bezüglich des Kniegelenks wirkt die Bodenreaktionskraft in der Sagittalebene hinter dem Kniegelenk und erzeugt ein externes Flexionsmoment. Diesem externen Flexionsmoment setzen die Knieextensionsmuskeln, also die Mm. vasti, und der M. rectus femoris, ein internes Extensionsmoment entgegen. Als Resultat wird die Beugung des Kniegelenks in der frühen Stützphase gebremst und zum Abstoß das Kniegelenk gestreckt.Regarding the knee joint, the ground reaction force acts in the sagittal plane behind the knee joint and generates an external moment of flexion. The knee extension muscles, i.e. the Mm, set this external flexion moment. vasti, and the rectus femoris muscle, counter an internal extension moment. As a result, the knee flexion is braked in the early support phase and the knee stretched to push off.
In der Frontalebene erzeugt die Bodenreaktionskraft, d. h., deren medio-lateral (ml- bzw. in y-Richtung) gerichtete Kraftkomponente und deren in z-Richtung weisende Kraftkomponente) am Sprunggelenk in der frühen Stützphase ein externes Eversionsmoment, welches den Rückfuß nach innen kippt und das Sprunggelenk mit der distalen Tibia nach medial drängt.In the frontal plane, the ground reaction force, i.e. i.e., their medio-lateral (ml or in the y-direction) force component and their force component in the z-direction) an external eversion moment at the ankle in the early support phase, which tilts the rearfoot inwards and the ankle with the distal one Tibia pushes medially.
Durch das Kräftespiel der ml- Kraftkomponente und der ap-Kraftkomponente der Bodenreaktionskraft in der Transversalebene (=Horizontalebene) wird das Fersenbein (Calcaneus) nach innen um die Hochachse gedreht und adduziert. Mit der Eversion und der Adduktion des Rückfußes wird dem Talus und in Folge der Tibia eine Innenrotation vermittelt. Diese beschleunigte Innenrotation der Tibia resultiert in einem zunehmenden Drehmoment in der Transversalebene im Kniegelenk (= ERM). Die Medialisierung der distalen Tibia hat eine erhöhte Adduktion des Kniegelenks zur Folge. Mit der Medialisierung des Sprunggelenks verschiebt sich im weiteren Verlauf der KAP nach medial. Die Folge ist eine Vergrößerung des Hebels der Bodenreaktionskräfte in der Frontalebene bezüglich des Kniegelenks. Dadurch nimmt das externe Adduktionsmoment am Kniegelenk (= EAM) zu.Through the play of forces between the ml force component and the ap force component of the ground reaction force in the transverse plane (= horizontal plane), the calcaneus is rotated inwards around the vertical axis and added. With the eversion and the adduction of the rear foot, an internal rotation is imparted to the talus and, as a result, to the tibia. This accelerated internal rotation of the tibia results in an increasing torque in the transverse plane in the knee joint (= ERM). Medialization of the distal tibia results in increased adduction of the knee joint. With the medialization of the ankle, the KAP shifts medially in the further course. The result is an increase in the lever of the ground reaction forces in the frontal plane with respect to the knee joint. This increases the external adduction moment at the knee joint (= EAM).
In der Abstoßphase oder im zweiten Teil der Standphase beim Laufen findet sich der KAP zunächst lateral und erst final medial unter dem Vorfuß. Während des frühen Abstoßes (mit den größten externen und internen Kräften) ist somit der KAP lateral vom Sprunggelenk (und Kniegelenk) und erzeugt gegen die Kraft der Inversionsmuskeln (M. tibialis anterior, M. tibialis posterior, M. flexor hallucis) eine zunehmende Eversion des Rückfußes und bei damit erzwungener Medialisierung der distalen Tibia eine Adduktion des Kniegelenks. Das externe Adduktionsmoment (EAM) und das Drehmoment (ERM) in der Transversalebene (ERM) am Kniegelenk werden mithin weiter erhöht.In the push-off phase or in the second part of the stance phase while running, the KAP is initially located laterally and only finally medially under the forefoot. During the early rejection (with the greatest external and internal forces), the KAP is lateral to the ankle (and knee joint) and generates one against the force of the inversion muscles (anterior tibial muscle, posterior tibial muscle, flexor hallucis muscle) Increasing eversion of the rearfoot and with forced medialization of the distal tibia an adduction of the knee joint. The external adduction torque (EAM) and the torque (ERM) in the transverse plane (ERM) at the knee joint are therefore further increased.
Durch den Einsatz von Schuhen, insbesondere solchen mit kantigen Schuhsohlen, werden in der Regel die ml-Verschiebung (y-Richtung) und infolgedessen die Hebel der Bodenreaktionskräfte in der Frontalebene am Sprunggelenk und am Kniegelenk unnötig vergrößert. Demgegenüber wird beim unbeschuhten Fuß - durch den groben Fettpolsterring um das Fersenbein - frühzeitig eine ml-Zentrierung des KAP in der frühen Standphase unter dem Fersenbein und damit unter dem Sprunggelenk und dem Kniegelenk erreicht. Dadurch sind die externen Momente in der Frontalebene und in der Transversalebene gegenüber dem Laufen in Schuhen deutlich reduziert. In der Abstoßphase mit dem KAP unter dem Vorfuß wird beim unbeschuhten Fuß durch die Teilbewegungen der fünf Strahlen des Fußes und die bei unbelastetem Vorfuß vorhandene anatomische Querwölbung (bei Kontaktaufnahme der Metatarsalköpfchen mit dem Untergrund) eine physiologische ml-Zentrierung des KAP und folglich eine Reduktion des Hebels der Bodenreaktionskräfte in der Frontalebene am Sprunggelenk und am Kniegelenk realisiert.The use of shoes, especially those with angular soles, increases the ml displacement (y direction) and, as a result, the levers of ground reaction forces in the frontal plane at the ankle and knee unnecessarily. On the other hand, when the shoe is unprotected - due to the coarse fat cushion ring around the heel bone - an early ml centering of the KAP is achieved under the heel bone and thus under the ankle and knee joint in the early stance phase. As a result, the external moments in the frontal plane and in the transverse plane are significantly reduced compared to walking in shoes. In the rejection phase with the KAP under the forefoot, the partial movement of the five rays of the foot and the anatomical transverse curvature present when the forefoot is unloaded (physiological ml-centering of the KAP and consequently a reduction in the Lever of the ground reaction forces in the frontal plane realized on the ankle and on the knee joint.
Laufverletzungen sind bekanntlich vielfach chronische Verletzungen, die am häufigsten das Kniegelenk betreffen. Verantwortlich sind primär die beim Laufsport gegenüber weniger beanspruchenden Bewegungsformen höheren externen Adduktionsmomente (EAM) in der Frontalebene und transversalen Rotationsmomente (ERM). Wenn die externen Drehmomente in der Frontalebene und der Transversalebene durch die Schuhböden der herkömmlichen Laufschuhe gegenüber dem unbeschuhten Laufen auf einem weichen Untergrund, z. B. Gras, vergrößert sind, treten zwangsläufig höhere Belastungen an den passiven Strukturen der Gelenke sowie auch an denjenigen Muskeln auf, die diesen externen Momenten entgegenwirken. Das Laufen auf herkömmlichen Schuhböden ist infolgedessen häufig gelenkbelastender und gleichzeitig weniger effizient, da mehr Muskelarbeit notwendig ist und diese vermehrte Muskelarbeit zugleich nicht vortriebswirksam ist.As is well known, barrel injuries are often chronic injuries that most often affect the knee joint. Primarily responsible for the higher external adduction moments (EAM) in the frontal plane and transverse rotation moments (ERM) when running compared to less demanding forms of movement. If the external torques in the frontal plane and the transverse plane through the shoe bottoms of the conventional running shoes compared to walking without shoes on a soft surface, e.g. B. grass, are enlarged, inevitably occur higher loads on the passive structures of the joints and also on those muscles that counteract these external moments. As a result, walking on conventional shoe bottoms is often more stressful on the joints and at the same time less efficient, since more muscle work is necessary and this increased muscle work is also not effective for propulsion.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen Schuhboden für einen Laufschuh sowie einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh für den Laufsport anzugeben, die beim Laufen einen physiologischeren Bewegungsablauf mit verbessertem Laufkomfort bieten und insbesondere Ursachen einer Fehlbelastung am Sprunggelenk und am Kniegelenk entgegenwirken und welche sich nicht in einer Symptombeseitigung von Überpronation und Knieadduktion erschöpfen. Überflüssige Belastungen des Bewegungsapparates sollen mithin minimiert und nicht vortriebswirksame Muskelarbeit soll auf ein Minimum reduziert werden.It is therefore the object of the invention to provide a shoe bottom for a running shoe as well as a shoe, in particular a sports shoe for running, which offer a more physiological movement sequence with improved walking comfort and, in particular, counteract causes of incorrect loading on the ankle and knee joint and which do not counteract exhausting in symptom elimination from overpronation and knee adduction. Unnecessary loads on the musculoskeletal system should therefore be minimized and muscular work that does not promote propulsion should be reduced to a minimum.
Die den Schuhboden betreffende Aufgabe wird durch einen Schuhboden mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Der erfindungsgemäße Schuh weist die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale auf.The object relating to the shoe bottom is achieved by a shoe bottom with the features specified in
Der erfindungsgemäße Schuhboden umfasst eine elastisch verformbare Tragsohle, die einen Rückfußabschnitt und einen Vorfußabschnitt aufweist, die über einen Koppelabschnitt (Mittelfußbrücke) miteinander verbunden sind. An der Tragsohle ist eine elastisch verformbare Stützeinrichtung angeordnet, die unterseitig mit einem Laufsohlenbelag versehen ist, wobei die Stützeinrichtung folgendes umfasst:
- ein Rückfußteil, das den Rückfußabschnitt der Tragsohle U-förmig umgreift; und
- ein Vorfußteil mit zwei Schenkeln, die an einander gegenüberliegenden Seitenrandabschnitten des Vorfußabschnitts angeordnet sind,
- a rear foot part, which surrounds the rear foot portion of the support sole in a U-shape; and
- a forefoot part with two legs which are arranged on opposite side edge sections of the forefoot section,
Die Tragsohle ist im Wesentlichen vergleichbar mit der klassischen Brandsohle eines Schuhbodens und kann nach der Erfindung beispielsweise aus einem viskoelastischen Schaum (z.B. aus einem Ethylen-Vinylacetat-Polymer (EVA) bzw. -Copolymer (EVAC), insbesondere mit einer Dichte von ungefähr 55 Asker ShoreC), einem Faserverbundwerkstoff (z.B. Karbon) oder dergleichen, bestehen. Die Tragsohle ist in jedem Falle flexibel verformbar.The support sole is essentially comparable to the classic insole of a shoe floor and can be made according to the invention, for example from a viscoelastic foam (for example from an ethylene-vinyl acetate polymer (EVA) or copolymer (EVAC), in particular with a density of approximately 55 Asker ShoreC), a fiber composite material (e.g. carbon) or the like. The support sole can be flexibly deformed in any case.
Die Tragsohle des Schuhbodens ist mithin im Bereich ihres Randabschnitts am Rückfußteil und am Vorfußteil in Richtung der Vertikalachse der Tragsohle sowie in einer zur Vertikalachse radialen Richtung nach außen hin abgestützt. Die Tragsohle ist mithin im be- sowie auch im entlasteten Betriebszustand, d. h. zu jedem Zeitpunkt, abschnittsweise zwischen der Stützreinrichtung angeordnet. Bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Schuhbodens kann dadurch ein bezüglich der Längsmittelachse des Tragsohle exzentrisch lokalisierter Kraftangriffspunkt der Bodenreaktionskraft zu jedem Zeitpunkt der Standphase in Richtung auf die Längsmittelachse der Tragsohle zentriert werden. Durch die kreisbogenförmige Anordnung des Rückfußteils der elastisch verformbaren Stützeinrichtung im hinteren Bereich der Tragsohle kann beim Aufsetzen des auf der Tragsohle des Schuhbodens angeordneten Fußes der Angriffspunkt der Bodenreaktionskraft unabhängig vom Aufsatzpunkt oder der Aufsatzrichtung unmittelbar in das Zentrum des U-förmigen Rückfußteils der Stützeinrichtung und damit unter das Fersenbein des Fußes gedrängt und somit unter dem Fersenbein und dem noch neutral stehenden Sprunggelenks zentriert werden. Bei einem bezüglich der Längsmittelachse seitlich versetzt angreifenden Kraftangriffspunkt der Bodenreaktionskraft führt die damit einhergehende exzentrische Kompression des Rückfußteils aufgrund der erfindungsgemäßen Lagerung der Tragplatte an dem elastisch verformbaren Rückfußteil der Stützeinrichtung zu einer in ml-richtung zur Längsmittelachse hin gerichteten Korrektivkraft auf denjenigen Tragplattenabschnitt, an dem der KAP angreift.The support sole of the shoe bottom is therefore supported in the region of its edge section on the rear foot part and on the forefoot part in the direction of the vertical axis of the support sole and in a direction radially outward toward the vertical axis. The support sole is therefore in the loaded and also in the relieved operating state, i. H. at any time, arranged in sections between the support device. When the shoe bottom is used as intended, a force application point of the floor reaction force that is eccentrically located with respect to the longitudinal center axis of the support sole can be centered in the direction of the longitudinal center axis of the support sole at any time during the stance phase. Due to the circular arrangement of the rear foot part of the elastically deformable support device in the rear area of the support sole, when the foot arranged on the support sole of the shoe bottom is placed, the point of action of the ground reaction force can be directly in the center of the U-shaped rear foot part of the support device, regardless of the attachment point or direction the heel bone of the foot is pushed and thus centered under the heel bone and the still neutral ankle. At a laterally offset force application point of the ground reaction force with respect to the longitudinal center axis, the accompanying eccentric compression of the rearfoot part, due to the mounting of the support plate according to the invention on the elastically deformable rearfoot part of the support device, leads to a corrective force directed in the ml direction towards the longitudinal center axis on the support plate section at which the KAP attacks.
In Bezug auf die eingangs beschriebene ml-Auslenkung findet sich der Kraftangriffspunkt dadurch im Betriebseinsatz des Schuhbodens unterhalb des Kniegelenks. Durch den posterioren Teil, d. h. das U-förmige Rückfußteil, der Stützeinrichtung gelingt die ap-Kontrolle des Kraftangriffspunktes. Beim Laufen auf dem Schuhboden kann dadurch externen initialen Plantarflexionsmomenten am Sprunggelenk entgegengewirkt werden. Durch die ml-Zentrierung des Kraftangriffspunkts wird die Ursache für die externen Eversions- und Adduktionsmomente am Sprunggelenk minimiert bzw. eliminiert werden.With regard to the ml deflection described at the outset, the point of application of force is thus found in the operational use of the shoe bottom below the knee joint. The posterior part, ie the U-shaped rear foot part, of the support device enables ap-control of the force application point. When running External initial plantar flexion moments on the ankle can thus be counteracted on the shoe bottom. The ml centering of the force application point minimizes or eliminates the cause of the external eversion and adduction moments at the ankle.
Weiterhin ist zu beachten, dass die durch das U-förmige Ruckfußteil der Stützeinrichtung gebildete vordere (anteriore) Öffnung des Rückfußteils der Kraftangriffspunkt wie durch einen Trichter beim weiteren Bodenkontakt ders Schuhbodens kontrolliert und mittig nach anterior geführt und an das Vorfußteil der Mittelsohle geleitet werden kann.It should also be noted that the front (anterior) opening of the rear foot part, which is formed by the U-shaped rear foot part of the support device, controls the point of application of force as if through a funnel when the shoe bottom comes into contact with the floor, and is guided centrally to the front and directed to the forefoot part of the midsole.
Das Vorfußteil der elastisch verformbaren Stützeinrichtung ermöglicht, den Kraftangriffspunkt vom Rückfußabschnitt des Schuhbodens zu übernehmen und zentral unter dem Fuß weiter nach anterior zu führen.The forefoot part of the elastically deformable support device makes it possible to take over the force application point from the rear foot section of the shoe bottom and to guide it further anteriorly under the foot.
Zur Erleichterung der finalen Abwicklung des Abstoßvorgangs ist das Vorfußteil vorzugsweise nach anterior geöffnet. Das Vorfußteil kann nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung in einer zum Rückfußteil entsprechenden Weise U-förmig ausgeführt sein und den Vorfußabschnitt der Tragsohle (mitsamt deren vorderen freien Endabschnitts oder Spitze) umgreifen. Das U-förmig ausgeführte Vorfußteil des Stützeinrichtung ist dann im Bereich des Scheitelpunktes, d. h. im Bereich des vorderen freien Endabschnitts des Schuhbodens bzw. der Tragsohle vorteilhaft materialgeschwächt ausgeführt. In diesem Fall kann das U-förmige Vorfußteil der Stützeinrichtung in besagtem Bereich insbesondere eine gegenüber dem übrigen Vorfußteil verringerte Bauhöhe (gemessen in Richtung der Vertikalachse des Schuhbodens) aufweisen.To facilitate the final handling of the push-off process, the forefoot part is preferably opened anteriorly. According to an alternative embodiment of the invention, the forefoot part can be U-shaped in a manner corresponding to the rear foot part and can grip around the forefoot section of the support sole (together with its front free end section or tip). The U-shaped forefoot part of the support device is then in the area of the apex, ie. H. in the area of the front free end section of the shoe bottom or the support sole, advantageously made of material weakened. In this case, the U-shaped forefoot part of the support device in the said area can in particular have a reduced overall height compared to the rest of the forefoot part (measured in the direction of the vertical axis of the shoe bottom).
Entgegen der eingangs genannten Schuhoden- bzw. Laufschuhkonzepten wird mit dem erfindungsgemäßen Schuhboden nicht alleinig einer Überpronation oder Eversion bzw. einer Knieadduktion symptomatisch entgegengewirkt. Vielmehr kann den Ursachen dieser Symptome beim Laufen und damit den im Vergleich zu den (Alltags-)Belastungen erhöhten Belastungen des muskuloskelettalen Systems beim Laufen zuverlässig engegengewirkt werden.Contrary to the shoe-shoe or running shoe concepts mentioned at the beginning, the shoe bottom according to the invention does not solely symptomatically counteract overpronation or eversion or knee adduction. Rather, the causes of these symptoms when running and thus the increased stress on the musculoskeletal system when running compared to the (everyday) stress can be reliably counteracted.
Durch den erfindungsgemäßen Schuhboden können zusammengefasst folgende Vorteile realisiert werden:
- der KAP (Kraftangriffspunkt) kann beim Fußaufsatz (=impact) bezüglich der Längsmittelachse bzw. Längsmittelebene in ml-Richtung zentriert und in ap (anterior-porsterior) Richtung zentriert nach anterior in Richtung des Vorfußbereichs geführt werden. Bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Schuhbodens kann dadurch eine Minimierung der externen Drehmomente in den Frontal- und Transversalebenen an Sprunggelenk und Kniegelenk (und der Reduktion des initialen Plantarflexions Momentes am Sprunggelenkes in der Sagittalebene) gewährleistet werden;
- ml-Zentrierung und ap-Bahnung (Leitung) des KAP beim Vorfußstütz und Abstoß mit dem Ziel der Minimierung der externen Drehmomente in der Frontaleben an Sprunggelenk und Kniegelenk und der Verbesserung der Vortriebseffizienz durch Minimierung von Muskelarbeit in den Sekundärebenen (Frontal- und Transversalebene); überflüssige Belastungen des Bewegungsapparates werden minimiert und eine nicht vortriebswirksame Muskelarbeit kann auf ein Minimum reduziert werden;
- der KAP kann vom Rückfußkontakt zum Vorfußkontakt unter Nutzung des biomechanischen Potenzials der biologischen Koppelelemente des Mittelfußes (Bänder, Sehnen, intrinsische Fußmuskeln) in ap-Richtung geführt werden;
- die KAP- Zentrierung kann bei allen Formen des Fußaufsatzes (gerade, nach außen gedreht, deutlich nach außen gedreht) gewährleistet werden. Dies ist vor dem Hintergrund, dass über 90% aller Läufer den Fuß beim Fußaufsatz nicht in Laufrichtung positionieren, sondern den Fuß mindestens 7° und mehr außenrotiert aufsetzen, bedeutsam. Demgegenüber sind die heute verfügbaren Schuhe zum Laufen mit ihren Flexbereichen, Dämpfungs- und Stützelementen für den geraden Fußaufsatz und damit für eine exakte Schuhposition in Laufrichtung konstruiert;
- das Potenzial der Gelenke und der biologischen Strukturen des Vorfußes (u.a. Querwölbung des unbelasteten Vorfußes) kann optimal genutzt werden;
- der Bewegungsablauf ist physiologischer und gewährleistet einen verbesserten Laufkomfort.
- the KAP (force application point) can be centered in the foot direction (= impact) with respect to the longitudinal central axis or longitudinal central plane in the ml direction and centered in the ap (anterior-porsterior) direction anteriorly in the direction of the forefoot area. If the shoe bottom is used as intended, this can ensure a minimization of the external torques in the frontal and transverse planes at the ankle and knee joint (and the reduction in the initial plantar flexion moment at the ankle in the sagittal plane);
- ml centering and ap-leveling (management) of the KAP for forefoot support and push-off with the aim of minimizing the external torques in the frontal plane at the ankle and knee joint and improving the propulsion efficiency by minimizing muscle work in the secondary planes (frontal and transverse plane); superfluous loads on the musculoskeletal system are minimized and muscular work that does not advance can be reduced to a minimum;
- the KAP can be guided from the rear foot contact to the forefoot contact using the biomechanical potential of the biological coupling elements of the midfoot (ligaments, tendons, intrinsic foot muscles) in the ap direction;
- KAP centering can be guaranteed with all forms of the foot attachment (straight, turned outwards, clearly turned outwards). This is significant in view of the fact that over 90% of all runners do not position the foot in the direction of the foot attachment, but instead place the foot rotated at least 7 ° and more on the outside. In contrast, the shoes available for running today are designed with their flex areas, cushioning and support elements for the straight foot attachment and thus for an exact shoe position in the running direction;
- the potential of the joints and the biological structures of the forefoot (including transverse arching of the unloaded forefoot) can be optimally used;
- the movement sequence is more physiological and ensures improved walking comfort.
Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Sohlenboden auch für andere Schuhe, insbesondere Sportschuhe, geeignet ist.It goes without saying that the sole base according to the invention is also suitable for other shoes, in particular sports shoes.
Ist die Stützfläche der Stützeinrichtung, insbesondere des Rückfußteils der Stützeinrichtung, im Querschnitt konvex gewölbt ausgeführt, so kann die Tragsohle eine Aufnahme oder Tasche für die Stützeinrichtung aufweisen, in die die Stützeinrichtung eingreift. Die Tragsohle weist in diesem Fall im Bereich der Tasche vorzugsweise eine eine zur Stützfläche korrespondierend gewölbte (d. h. zur stützfläche komplementär, mithin konkav, ausgeformte) Kontakt- oder Auflagefläche für die Stützeinrichtung auf.If the support surface of the support device, in particular the rear foot part of the support device, is convex in cross-section, the support sole can have a receptacle or pocket for the support device, into which the support device engages. In this case, the support sole preferably has a contact or support surface for the support device in the area of the pocket that is curved (that is, complementary to the support surface, that is, concave, shaped) corresponding to the support surface.
Nach der Erfindung ist zwischen den beiden Schenkeln des Vorfußteils der Stützeinrichtung eine Abstoßinsel mit Laufsohlenbelag angeordnet. Die Abstoßinsel kann beispielsweise aus geschäumtem Weichgummi, bevorzugt mit geringer Dichte ca. 40 Asker ShoreC, bestehen.According to the invention, a push-off island with an outsole covering is arranged between the two legs of the forefoot part of the support device. The repelling island can, for example, consist of foamed soft rubber, preferably with a low density of approximately 40 Asker ShoreC.
Die Oberfläche des Laufsohlenbelags der Abstoßinsel ist relativ zur Oberfläche des Laufsohlenbelags der beiden Schenkel des Vorfußteils der Stützeinrichtung vorzugsweise in Richtung der Vertikalachse (z-Richtung) des Schuhbodens zurückversetzt, d. h. abgesenkt. In der Praxis hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der genannte Höhenunterschied zwischen 2 und 4 Millimeter, insbesondere 3 Millimeter beträgt. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Schuhbodens finden sich die Metatarsalköpfchen (anteriore Enden der Metatarsalia) des auf dem Schuhboden platzierten Fußes beim Aufsetzten des Vorfußfußes in einer leichten Wölbung. Damit beginnt der Vorfußkontakt mit Kontakt der Fußränder auf den medialen und lateralen Schenkeln des Vorfußteils der elastisch verformbaren Stützeinrichtung. Diese werden beim Laufen unmittelbar verformt und senken sich bei Krafteinwirkung ab. Bei Lastübernahme durch das Vorfußteil der Stützeinrichtung löst sich die Querwölbung des Vorfußes auf und die nunmehr flach stehende Reihe der Metatarsalköpfchen dringt bei homogener Lastverteilung aber zentraler ml-Lage des Kraftangriffspunktes in die elastisch verformbare Abstoßinsel ein. Nach entsprechender Kompression des Materials, insbesondere geschäumten Elasomers bzw. Gummis, bildet die Abstoßinsel beim Laufen eine stabile Abdruckplattform für den Abstoß.The surface of the outsole covering of the push-off island is preferably set back, ie lowered, relative to the surface of the outsole covering of the two legs of the forefoot part of the support device in the direction of the vertical axis (z direction) of the shoe bottom. In practice, it has proven to be particularly advantageous if the height difference mentioned is between 2 and 4 millimeters, in particular 3 millimeters. When the shoe bottom is used as intended, the metatarsal heads (anterior ends of the metatarsalia) of the foot placed on the shoe bottom are slightly arched when the forefoot is put on. This starts the forefoot contact with the contact of the foot edges on the medial and lateral legs of the forefoot part of the elastically deformable support device. These are immediately deformed while running and lower when force is applied. When taking over the load through the forefoot part of the support device, the transverse arch of the forefoot dissolves and the now flat row of metatarsal heads penetrates into the elastically deformable repelling island with a homogeneous load distribution but a central ml position of the force application point. After appropriate compression of the material, especially foamed elastomer or rubber, the push-off island forms a stable impression platform for push-off while running.
Nach der Erfindung ist die Abstoßinsel vorzugsweise durch Flexzonen segmentiert, um die notwendige Flexibilität des Schuhbodens bei dessen Einsatz zu gewährleisten. Die Flexzonen können nach der Erfindung in ihrem Verlauf an einen bei Läufern häufig anzutreffenden außenrotiertem Fußaufsatz angepasst sein.According to the invention, the repelling island is preferably segmented by flex zones in order to ensure the necessary flexibility of the shoe bottom when it is used. The course of the flex zones can, according to the invention, be adapted to an externally rotated foot attachment that is frequently found in runners.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können (insbesondere alleinig) der medial an der Tragsohle angeordnete Schenkel des Rückfußteils und der medial angeordnete Schenkel des Vorfußteils im Bereich des Koppelabschnitts (Mittelfußbrücke der Tragsohle) ineinander übergehen. Mit anderen Worten können die beiden vorgenannten Schenkel in diesem Bereich einstückig miteinander ausgeführt sein. Dadurch kann bedarfsweise eine besonders große Unterstützung des Fußes im Bereich des den Koppelabschnitt der überspannenden Längsgewölbes des auf dem Schuhboden aufstehenden Fußes erreicht werden.According to a preferred embodiment of the invention, the leg of the rear foot part arranged medially on the support sole and the leg of the forefoot part arranged medially can merge into one another in the area of the coupling section (metatarsal bridge of the support sole). In other words, the two aforementioned legs can be made in one piece in this area. As a result, a particularly large support of the foot can be achieved in the area of the longitudinal arch spanning the coupling section of the foot standing on the shoe bottom.
Das Vorfußteil der Stützeinrichtung ist nach der Erfindung vorzugsweise in seinem Querschnitt insgesamt kleiner bemessen, als der Querschnitt des Rückfußteils (RFT) der Stützeinrichtung. Nach einer bevorzugten Weiterbildung verringert sich die Bauhöhe des Vorfußteils in in Richtung der Mittelachse des Schuhbodens zur Schuhbodenspitze hin.According to the invention, the cross section of the forefoot part of the support device is preferably smaller overall than the cross section of the rear foot part (RFT) of the support device. According to a preferred development, the overall height of the forefoot part decreases in the direction of the central axis of the shoe bottom toward the tip of the shoe bottom.
Das Rückfußteil und der Vorfußteil der Stützeinrichtung umfassen vorzugsweise ein Elastomer bzw. sind aus einem solchen Elastomer gebildet. Dadurch kann ein gewünschtes Dämpfungsvermögen des Schuhbodens auf einfache und kostengünstige Weise eingestellt werden.The rear foot part and the forefoot part of the support device preferably comprise an elastomer or are formed from such an elastomer. As a result, a desired damping capacity of the shoe bottom can be set in a simple and inexpensive manner.
Der Rückfußteil und der Vorfußteil können jeweils aus Vollmaterial oder einem geschäumten Elastomer bestehen bzw. dieses umfassen. Das Rückfußteil (RFT) und/oder der Vorfußteil (VFT) der Stützeinrichtung können/kann beispielsweise aus einem (hoch responsiblem) thermoplastischen Elastomer, etwa thermoplastischem Polyurethan (TPU) mit geringer Dichte (45-50 Asker ShoreC) gefertigt sein. Alternativ kann die Stützeinrichtung auch aus einem elastisch verformbaren Faserverbundwerkstoff bestehen.The rear foot part and the forefoot part can each consist of solid material or a foamed elastomer or can comprise this. The rear foot part (RFT) and / or the forefoot part (VFT) of the support device can, for example be made from a (highly responsive) thermoplastic elastomer, such as low-density thermoplastic polyurethane (TPU) (45-50 Asker ShoreC). Alternatively, the support device can also consist of an elastically deformable fiber composite material.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind der Rückfußteil und der Vorfußteil der Stützeinrichtung jeweils schlauchförmig ausgeführt. Dadurch kann ein besonders großes mechanisches Dämpfungsvermögen der Stützeinrichtung erreicht werden.According to a particularly preferred development of the invention, the rear foot part and the forefoot part of the support device are each tubular. As a result, a particularly high mechanical damping capacity of the support device can be achieved.
Besonders bevorzugt weist die Stützeinrichtung, d.h. das Rückfußteil und der Vorfußteil, insgesamt oder über einen Großteil ihrer (Längs-)Erstreckung eine runde, d.h. im Wesentlichen kreisförmige oder ellipsoide, Querschnittsform auf. Die dadurch (funktionell) quasi punktuelle Auflage unter der strang- oder schlauchförmigen Stützeinrichtung ermöglicht bereits beim ersten Kontakt des Schuhbodens (= impact") mit dem Boden eine Minimierung der eingangs erläuterten unerwünschten gelenkseitigen Hebelwirkung der Bodenreaktionskräfte.Most preferably, the support means, i.e. the rear foot part and the forefoot part, in total or over a large part of their (longitudinal) extension, a round, i.e. essentially circular or ellipsoidal, cross-sectional shape. The thereby (functionally) almost punctiform support under the strand-like or tubular support device already enables the undesired joint-side leverage of the ground reaction forces to be minimized upon the first contact of the shoe bottom (= impact ") with the floor.
Die Stützeinrichtung ist an der Tragsohle vorzugsweise festgeklebt. Alternativ oder zusätzlich kann die Stützeinrichtung auch mit der Tragsohle verschweißt oder im Presssitz an der Tragsohle gehalten angeordnet sein.The support device is preferably glued to the support sole. Alternatively or additionally, the support device can also be welded to the support sole or held in a press fit on the support sole.
Die Stützeinrichtung kann zumindest zwei Abschnitte aufweisen, die sich in ihren Materialeigenschaften voneinander unterscheiden. So können beispielsweise die beiden medialen Schenkel des Rückfußteils und des Vorfußteils aus einem weniger elastischen Material bestehen, als die übrigen Bereiche der Stützeinrichtung. Dadurch kann ein gewünschtes Abstützvermögen der Stützeinrichtung bereichsweise dem (individuellen) Bedarf entsprechend angepasst werden.The support device can have at least two sections which differ from one another in their material properties. For example, the two medial legs of the rear foot part and the forefoot part can be made of a less elastic material than the other areas of the support device. In this way, a desired support capacity of the support device can be adapted to the (individual) needs in some areas.
Der Laufsohlenbelag des Schuhbodens kann nach der Erfindung insbesondere profiliert sein und besteht vorzugsweise aus einem, vorteilhaft abriebfesten, Gummi oder einem anderen geeigneten Material. Durch den Laufsohlenbelag wird die notwendige Reibung zwischen Schuhboden und dem jeweiligen Untergrund gewährleistet und einem unerwünschten Rutschen, insbesondere beim Fußaufsatz und beim Abdruck (Abstoßen), entgegengewirkt.The outsole covering of the shoe bottom can in particular be profiled according to the invention and preferably consists of an advantageously abrasion-resistant rubber or other suitable material. The outsole covering creates the necessary friction between the shoe bottom and the respective surface guaranteed and counteracts undesired slipping, especially when the foot attachment and the impression (push off).
Der erfindungsgemäße Schuh weist einen Sohlenboden und in an sich bekannter Weise einen an dem Sohlenboden befestigtes Schuhoberteil auf. Der Schuh kann insbesondere als Laufschuh ausgeführt sein. Es versteht sich, dass der Schuh auch für andere Sportarten als den Laufsport, insbesondere für Tennis, Sqash, oder auch als sogenannter Freizeitschuh ausgeführt sein kann.The shoe according to the invention has a sole bottom and, in a manner known per se, an upper part fastened to the sole bottom. The shoe can in particular be designed as a running shoe. It goes without saying that the shoe can also be designed for sports other than running, in particular for tennis, sqash, or as a so-called leisure shoe.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, according to the invention, the features mentioned above and those which have been elaborated further can be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.
In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematisierte Darstellung eines Läufers mit Darstellung der Bodenreaktionskräfte für zeitlich aufeinanderfolgende Zeitpunkte des Bewegungsablaufs;
- Fig. 2
- Rückfuß, Unterschenkel und Knie in der frühen Standphase mit Bodenreaktionskraft sowie resultierender Hebel der Bodenreaktionskraft zum Sprunggelenk und Kniegelenk bei Einsatz eines Schuhs mit herkömmlichen Schuhbodenkonzept, Darstellung jeweils in der Frontalebene;
- Fig. 3
- einen herkömmlichen Schuhboden eines Laufschuhs mit Darstellung der Bodenreaktionskräfte, dem räumlichen Bewegungsverlauf des Kraftangriffspunkts in der Ebene des Schuhbodens, in einer perspektivischen Ansicht;
- Fig. 4
- einen erfindungsgemäßen Laufschuh mit einem Schuhboden mit einer Tragsohle und mit einer elastisch verformbaren Stützeinrichtung, auf dem die Tragsohle mit ihrem Randabschnitt unterseitig abgestützt ist, wobei die Stützeinrichtung ein Rückfußteil aufweist, das das hinteren Sohlenabschnitt zumindest abschnittsweise U-förmig umgreift und mit einem Vorfußteil, der mit seinen beiden Schenkeln den Vorfußabschnitt der Tragsohle seitlich umrahmt;
- Fig. 5
- den Schuhboden in einer freigestellten Seitenansicht;
- Fig. 6
- den Schuhboden des Schuhs gemäß
Fig. 4 in einer Draufsicht auf den unteren Laufbelag; - Fig. 7
- den Schuhboden des Schuhs gemäß
Fig. 4 in einem Längsschnitt; - Fig. 8
- den Schuhboden gemäß
Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der inFig. 6 mit F-F bezeichneten Schnittlinie; - Fig. 9
- den Schuhboden gemäß
Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der inFig. 6 mit D-D bezeichneten Schnittlinie; - Fig. 10
- den Schuhboden gemäß
Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der inFig. 6 mit C-C bezeichneten Schnittlinie; - Fig. 11
- den Schuhboden gemäß
Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der inFig. 6 mit B-B bezeichneten Schnittlinie; - Fig. 12
- eine schematisierte Darstellung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen Schuhbodens gemäß den
Fign. 4 bis 11 ; - Fig, 13
- den erfindungsgemäßen Schuhboden gemäß
Fig. 4 mit Darstellung der Bodenreaktionskräfte sowie der Lokalisation des Kraftangriffspunkts am Schuhboden während einer Bodenkontaktphase, in einer perspektivischen Ansicht; und - Fig. 14
- Rückfuß, Unterschenkel und Knie in der frühen Standphase mit Bodenreaktionskraft sowie resultierender Hebel der Bodenreaktionskraft zum Sprunggelenk und Kniegelenk bei Einsatz eines Schuhs gemäß
Fig. 4 mit erfindungsgemäßem Schuhbodenkonzept, Darstellung jeweils in der Frontalebene.
- Fig. 1
- a schematic representation of a runner showing the ground reaction forces for successive points in time of the movement sequence;
- Fig. 2
- Rearfoot, lower leg and knee in the early stance phase with ground reaction force as well as the resulting leverage of the ground reaction force to the ankle and knee joint when using a shoe with a conventional shoe bottom concept, each shown in the frontal plane;
- Fig. 3
- a conventional shoe bottom of a running shoe with representation of the ground reaction forces, the spatial course of movement of the Force application point in the plane of the shoe bottom, in a perspective view;
- Fig. 4
- a running shoe according to the invention with a shoe bottom with a support sole and with an elastically deformable support device, on which the support sole is supported with its edge section on the underside, the support device having a rear foot part which engages around the rear sole section at least in sections in a U-shape and with a forefoot part which with both legs framing the forefoot section of the support sole on the side;
- Fig. 5
- the shoe bottom in an isolated side view;
- Fig. 6
- the bottom of the shoe according to
Fig. 4 in a top view of the lower tread; - Fig. 7
- the bottom of the shoe according to
Fig. 4 in a longitudinal section; - Fig. 8
- the shoe bottom according
Fig. 7 in a cross section along the inFig. 6 cut line marked FF; - Fig. 9
- the shoe bottom according
Fig. 7 in a cross section along the inFig. 6 cut line marked with DD; - Fig. 10
- the shoe bottom according
Fig. 7 in a cross section along the inFig. 6 cut line designated CC; - Fig. 11
- the shoe bottom according
Fig. 7 in a cross section along the inFig. 6 cut line labeled BB; - Fig. 12
- a schematic representation of the principle of action of the shoe bottom according to the invention
Fig. 4 to 11 ; - Fig. 13
- the shoe bottom according to the invention
Fig. 4 with a representation of the ground reaction forces and the location of the force application point on the shoe bottom during a contact with the ground, in a perspective view; and - Fig. 14
- Rearfoot, lower leg and knee in the early stance phase with ground reaction force as well as the resulting lever of the ground reaction force to the ankle and knee joint when using a shoe
Fig. 4 with inventive shoe bottom concept, representation in the frontal plane.
Die Bodenreaktionskraft f (genauer deren medio-lateral (ml-/y-) Komponente und z-Komponente gemäß einem rechtshändigen dreidimensionalen Koordinatensystem) bewirkt am Sprunggelenk 18 in der frühen Stützphase ein externes Eversionsmoment, welches den Rückfuß nach innen kippt (B, C) und das Sprunggelenk 16 mit der distalen Tibia des Unterschenkels 18 nach medial drängt. Die Medialisierung der distalen Tibia hat eine erhöhte Adduktion des Kniegelenks 20 und eine Vergrößerung des Hebels der Bodenreaktionskräfte f in der Frontalebene zum Kniegelenk zur Folge. Dadurch nimmt das externe Adduktionsmoment am Kniegelenk 20 zu (C). Aus den Bodenreaktionskräften f abgeleitete Hebelkräfte an Sprung- und Kniegelenk 18, 22 können zu Überbelastung und Schädigung des Sprunggelenks 18 und des Kniegelenks 20 führen und erfordern unnötige Muskelarbeit.The ground reaction force f (more precisely its medio-lateral (ml- / y-) component and z-component according to a right-handed three-dimensional coordinate system) causes an external eversion moment at the
In
Der Schuhboden 24 ist in den
An der Tragsohle 30 ist eine elastisch verformbare Stützeinrichtung 38 befestigt. Die Stützeinrichtung 38 kann mit der Tragsohle 30 insbesondere verklebt sein. In Abhängigkeit von der für die Tragsohle 30 und die Stützeinrichtung 38 eingesetzten Materialien kann die Stützeinrichtung 38 mit der Tragsohle 30 auch verschweißt oder im Presssitz in/an der Tragsohle 30 gehalten angeordnet sein. Das Material der Tragsohle 30 ist vorzugsweise steifer, d. h. weniger elastisch verformbar, als das Material der Stützeinrichtung 38.An elastically
Die Stützeinrichtung 38 umfasst ihrerseits ein U-förmiges Rückfußteil 40, das den Rückfußabschnitt 32 der Tragsohle 30 umgreift, Das Rückfußteil 40 weist einen ersten (lateralen) und einen zweiten (medialen) Schenkel 42, 44 auf, die über einen Rückenabschnitt 46 miteinander verbunden sind. Das Rückfußteil 40 umrahmt somit den Rückfußabschnitt 32 der Tragsohle.The
Die elastisch verformbare Stützeinrichtung 38 umfasst weiter ein insgesamt mit 48 bezeichnetes Vorfußteil mit einem ersten (lateralen) und mit einem zweiten (medialen) Schenkel 50, 52, die jeweils längs einander gegenüberliegender Randabschnitte 54 des Vorfußabschnitts 34 der Tragsohle 30 angeordnet sind. Das Vorfußteil 48 ist vorzugsweise in einer zum Rückfußteil 40 entsprechenden Weise and der Tragsohle befestigt.The elastically
Das Rückfußteil 40 kann insbesondere einstückig ausgeführt sein. Bei der gezeigten Ausführungsform bildet das U-förmige Rückfußteil 40 der Stützeinrichtung 38 eine in Richtung der Längsmittelachse 26 (x-Achse) des Schuhbodens 24 nach vorne zum vorderen Ende des Schuhbodens, d. h. zur Schuhbodenspitze 56, hin weisende Öffnung 58 auf. Durch das Rückfußteil der Stützeinrichtung ist in einer zur Vertikalachse 59 (z-Achse) des Schuhbodens 24 radialen Richtung ein Freiraum 60 begrenzt, der in vertikaler Richtung oberseitig durch die Tragsohle 30 begrenzt ist.The
An der Stützeinrichtung 38, d. h. an dem Rückfußteil 40 und dem Vorfußteil 48, ist unterseitig jeweils ein Laufsohlenbelag 62 befestigt. Der Laufsohlenbelag 62 besteht aus einem für den jeweiligen Einsatzbereich des Schuhs 14 geeigneten Material und kann in an sich bekannter Weise mit einer Profilierung 64 versehen sein. Der Laufsohlenbelag 62 ist unter fertigungstechnischen Aspekten an der Stützeinrichtung 38 vorzugsweise festgeklebt oder in anderer geeigneter Weise an dieser befestigt.An outsole covering 62 is fastened on the underside of the
Zwischen den beiden Schenkeln 50, 52 des Vorfußteils 48 der Stützeinrichtung 38 ist eine Abstoßinsel 66 angeordnet. Die Abstoßinsel 66 ist elastisch verformbar und bildet beim Laufen eine Abdruckplattform für den Abstoß. Die Abstoßinsel 66 ist vorteilhaft durch Flexzonen 68 segmentiert, um die notwendige Flexibilität des Schuhbodens 24 beim Laufen zu gewährleisten. Die Flexzonen 68 können in ihrem räumlichen Verlauf relativ zur Tragsohle 30 an einen bei Läufern häufig anzutreffenden außenrotiertem Fußaufsatz angepasst sein. Zu beachten ist, dass die Abstoßinsel 66 mit der Oberfläche 70 ihres Laufsohlenbelags 62 zur Oberfläche 70 des Laufsohlenfbelags 62 der beiden Schenkel 50, 52 des Vorfußteils 48 der Stützeinrichtung 38 in Richtung der Vertikalachse 59 (z-Richtung) nicht bündig angeordnet ist. Die Abstoßinsel 66 ist bezüglich der Oberfläche 70 des Laufsohlenbelags 62 des Vorfußteils 48 vielmehr um wenige Millimeter, beispielsweise 2 bis 4 Millimeter, zurückversetzt angeordnet.A repelling
Die Lagerung der Tragsohle 30 an der elastisch verformbaren Stützeinrichtung 38 ist in den
Gemäß den
Der große Außenradius des Rückfußteils 40 (
Das Rückfußteil 40 und des Vorfußteil 48 weisen jeweils eine Stützfläche 72 auf, die nach innen zur Unterseite des Schuhbodens hin schräg verlaufend angeordnet oder konvex gewölbt ist und an der die Tragsohle 30 aufliegt und in einer seitlichen Richtung, d. h. in einer zur Vertikalachse (z-Richtung) radialen Richtung nach außen hin, abgestützt ist.The
Im Bereich des Rückfußteils ist die Stützfläche der Stützeinrichtung konvex gewölbt ausgeführt. Die Tragsohle weist im Querschnitt eine dazu korrespondierend bzw. komplementär ausgeformte konkave Kontakt- oder Auflagefläche 74 auf. Das Rückfußteil 40 der Stützeinrichtung 38 greift in die dadurch gebildete Aufnahme oder Tasche 76 der Tragsohle 30 formschlüssig ein.In the area of the rear foot part, the support surface of the support device is convex. The cross-section of the support sole has a concave contact or
Das Vorfußteil 48 der Stützeinrichtung weist eine im Vergleich zum Rückfußteil 40 kleinere Bauhöhe h auf. Die Querschnittsfläche des Vorfußteils 48 der Stützeinrichtung 38 nimmt zur Schuhbodenspitze 56 (
In den
Durch die aufeinander abgestimmte elastische Verformbarkeit der Tragsohle 30 und der den Bodenkontakt vermittelnden Stützeinrichtung 38 mit Laufsohlenbelag 62 sowie der seitlich abgestützten Lagerung der Tragsohle 30 an der Stützeinrichtung 38 wird ermöglicht, den Kraftangriffspunkt 23 beim Aufsetzen des Schuhbodens 24 bezüglich der Längsmittelachse 26 bzw. Längsmittelebene L in ml-Richtung zu zentrieren und in ap- (anterior-posterior) Richtung zentriert nach anterior in Richtung des Vorfußbereichs zu führen, wie dies stark schematisiert mit den Pfeilen P in
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