WO1993014657A1 - Heizvorrichtung für schuhe, insbesondere skistiefel - Google Patents

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Rolf Biedert
Esther De Pommery
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Rolf Biedert
Esther De Pommery
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    • A43B3/35—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements with electric heating arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a heating device for shoes, in particular ski boots, with at least one heating resistor and at least one electrical energy coil that can be used in the shoe.
  • the electrical heating for shoes of people who are exposed to the cold for a long time, in particular for ski boots, has been known for a long time.
  • the electrical energy is generated by means of generators mounted in the shoe, which convert the kinetic energy into electrical energy.
  • the electricity supplier is carried in the form of batteries or accumulators in the shoe, on the shoe or on the body.
  • the shoe or the heat storage plate located in the shoe is heated by means of an electric current which is supplied via a cable, before being worn, but there is no further electrical heating during wear.
  • the third-class electric shoe heaters such as are described in CH-PS 488 418 and ÜE-OS 30 25 802, have a priori the disadvantage that these systems are suitable for heating the shoe before it is used, but that during use there is no further heating by supplying energy and consequently the temperature drops more or less rapidly depending on the heat storage capacity of the heat storage plate and the ambient temperature.
  • the object on which the invention is based was to provide a heating device for shoes, in particular ski boots, which is easy to handle, enables high heating power over a long period of time, can be temperature-stabilized, and can be regenerated quickly if necessary when heat is exhausted.
  • the solution to this problem according to the invention consists in that a heat storage plate that can be inserted into the shoe can be heated by means of the heating device consisting of at least one heating resistor and at least one electrical energy source that can be inserted into the shoe.
  • This inventive combination of a heat storage plate which can be inserted into the shoe and heating by means of electrical energy sources which can be inserted into the shoe achieves many advantages, which are described further below.
  • the heat storage plate with an advantageously high heat capacity in principle provides the basic heat for the heating by gradually releasing its stored heat to the shoe and the foot when the shoe is worn, and by the additional electrical heating by means of the heating resistor an increased or extended total heating output can be achieved.
  • the heating device is expediently designed in such a way that the electrical energy source is at least one rechargeable accumulator, since this enables the electrical energy store to be regenerated most advantageously.
  • the heating device is designed in such a way that a control device controlling the heating power can be inserted into the shoe.
  • a control device controlling the heating power can be inserted into the shoe.
  • the preheating temperature of the heat storage plate can be controlled and, on the other hand, while the shoe is being worn, the heat output of the electrical heating can be regulated by means of the heating resistor in such a way that a comfortable and constant temperature is established.
  • the control device expediently has a circuit which prevents the accumulator from being deeply charged.
  • the heating device is advantageously designed so that a power supply unit can be inserted into the shoe.
  • the wearer By carrying the power supply in the shoe, the wearer is independent of whether he finds a suitable power supply in the place where he wants to regenerate the heat and electricity.
  • a simple connection to a power supply is sufficient.
  • the power supply unit is expediently designed such that an automatic adaptation to the type of current and voltage level of the network is carried out by means of a switching circuit.
  • the user is independent of what type of power network he has available, that is to say whether the regeneration of the energy stores on a network with direct or alternating current and with what voltage level it takes place.
  • Such compact power supplies equipped with automatic adaptation are known, for example, from modern battery-operated shavers.
  • the accumulator is expediently rechargeable, in one advantageous embodiment a circuit controlling the charging of the accumulator and in a further advantageous embodiment one
  • Circuit that allows the battery to be cut.
  • the circuit prevents the battery from being overcharged.
  • the heat storage plate can expediently be heated by means of the heating resistor.
  • the heat storage plates, the regulating device and the power pack form a unit that can be inserted into the shoe.
  • This measure means several advantages unites and realizes.
  • the electrical energy source arranged in the structural unit, which can be at least one battery or at least one accumulator, is also prevented from cooling by this measure, which is particularly advantageous since the usable capacity of such ent is caused by cold .rgi eque11en is drastically reduced.
  • An N t connection is sufficient for the carrier to charge the accumulators and at the same time to heat up the heat-storing plate by means of the heating resistor.
  • the heat storage plate is naturally preheated on the network, expediently with a greater output than in the later, battery-operated heating mode, without the load on the battery thereby.
  • the accumulator can be charged before or after use of the shoe and at the same time intensive heating of the heat accumulator plate takes place. This has the advantage that the moisture is removed from the inside of the shoe.
  • the wearer of the shoe with the heating device according to this invention is thus in a position to ensure rapid regeneration of his heating device if necessary by removing the structural unit from a ski hut or another suitable location where a mains connection is present even in such a way that he can continue to use his shoes, for example his ski boots for skiing, during this time of recharging and reheating.
  • a mains connection is present even in such a way that he can continue to use his shoes, for example his ski boots for skiing, during this time of recharging and reheating.
  • the following exemplary embodiment of the invention reveals further advantageous features and special features which are described and explained in more detail below with reference to the illustration in the drawings.
  • the cavity 1 shows a view of a ski boot 1.
  • the cavity 2 which receives the heating device according to the invention, is indicated by lines.
  • the cavity extends from the heel area 3 to the toe area 4, which is particularly important since the toe area in particular must be kept warm, and can be closed watertight by means of a closure flap 5 which has a sealing profile 6 and a locking mechanism 7.
  • the cavity is wider in the heel area 3, where the shoe sole 8 is thickened by the heel, than in the toe area 4.
  • An additional layer of a heat-insulating material can be attached to the bottom surface of the cavity 2 or in the sole underneath. which inhibits the outflow of heat from the shoe over the sole.
  • Fi-T- 2 shows a view of the heating device according to the invention as a structural unit that can be inserted into the cavity 2.
  • the structural unit is composed of the heat storage plate 9 which can be heated by means of the heating resistor (not shown) and a housing 10 which contains the electrical components.
  • These components include inside the housing 10 the accumulators, not shown, control and regulating device for the electrical heating power, circuit to protect against deep discharge, power supply unit with automatic current type and voltage level adjustment with circuits for accumulator charging, also by charging, and to protect against overcharging and to quickly preheat the heat storage plate by means of the heating resistor.
  • the housing 10 On the housing 10 are the net junction box 11 for the power cord 12, a switch for Heater on-off 13, a switch for preheating on-off 14, a setting element J5 for the operating temperature and a setting element 16 for the preheating temperature door mounted.
  • the switches and setting elements can also be attached to the outer side of the ski boot 1 in a water-protected manner for constant adjustment, the connection to the housing 10 then being made via lines and suitable plug connections.
  • FIG. 3 shows in detail to FIG. 2 the mains connection socket 11 on the housing 10 with the plug of the mains cable 12.
  • the mains connection socket is provided on the side of the housing 10 facing away from the closure flap 5, so that it is not possible to supply a moist shoe with dangerous voltage, if there is no danger, for example because the mains connection 11, 12 and housing 10 are sufficiently watertight, or because the power supply takes place only via harmless low current, the mains connection socket 11 can also be on the flap 5 facing side of the housing 10.

Abstract

Heizeinrichtung für Schuhe, insbesondere Skistiefel, bestehend aus der Kombination einer Erwärmung eines stromdurchflossenen Heizwiderstandes mit einer Wärmespeicherplatte.

Description

Heizvorrichtung für Schuhe, insbesondere Skistiefel
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für Schuhe, insbesondere Skistiefel, mit mindestens einem Heiz¬ widerstand und mindestens einer in den Schuh e nse zbaren elektrischen Energiecjuel le.
Die elektrische Beheizung für Schuhe von Menschen, die längere Zeit der Kälte ausgesetzt ind, insbesondere für Skistiefel, ist seit längerem bekannt. Bei den bekannten elektrischen Schuh¬ heizungen gibt es drei wichtige Klassen. In der einen Klasse wird die elektrische Energie mittels im Schuh angebrachter Ge¬ neratoren, die die Bewegungsenergie in elektrische Energie um¬ wandeln, erzeugt. In einer anderen Klasse wird der Stromliefe¬ rant in Form von Batterien oder Akkumulat ren im Schuh, am Schuh oder am Körper mitgeführt. In der dritten Klasse werden der Schuh oder in dem Schuh befindliche Wärmespeicherplatteu mittels elektrischen Stromes, der über ein Kabel zugeführt wird, vor dem Tragen erhitzt, aber es erfolgt keine weitere elektrische Be¬ heizung während des Tragens. Daneben gibt es noch einzelne weitere Sonderlösungen, wie induktive Wirbelstromvorhei zung, elektrische Steuerung des Phasenüberganges eines Latentwärme- speichers oder Beheizung mittels Strom aus Solarzellen. Die der ersten Klasse angehörenden Probleml sungen, wie die CH- PS 525 639 und PCT-OS WO 89/09552, haben den Nachteil, daß sie einen sehr hohen feinmechanischen und elektrischen Aufwand zu ihrer Verwirklichung erfordern, um die Bewegungen des Schuhs für die Erzeugung von elektri chem Strom zu nutzen.
Bei den der zweiten Klasse angehörenden H izvorrichtungen, wie der EP-OS 0 084 789, EP-OS 0 251 084 und DE-OS 37 2t 79t, hat sich herausgestellt, daß die Handhabung der verwendeten Akkumu- latoren bzw. Batterien umständlich ist und deren Wärmeabgabe auf Grund der begrenzten Energiespeicherungskapazitat nicht ausrei¬ chend hoch ist oder aber nicht ausreichend lange anhält. Zur Er¬ zielung einer ausreichenden Beheizung des Schuhes ist es bei diesen Systemen erf rderlich, mehrere Akkumulatoren oder Batte- rien mitzufUhren, um die in den Schuhen im Gebrauch befindlichen und entleerten im Bedarfsfall gegen neue, aufgeladene austau¬ schen zu können.
Die elektrischen Schuhbeheizungen der dritten Klasse, wie sie etwa in der CH-PS 488 418 und ÜE-OS 30 25 802 beschrieben sind, haben a priori den Nachteil, daß diese Systeme zwar für die Er¬ wärmung des Schuhes vor seinem Gebrauch geeignet sind, daß aber während des Gebrauches keine weitere Erwärmung durch Energie¬ zufuhr mehr erfolgt und demzufolge die Temperatur je nach Wärme— Speicherkapazität der Wärmespeicherplatte und Umgebungstempera¬ tur mehr oder weniger schnell abfällt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik bestand die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine Heizvorrichtung für Schuhe, insbesondere Skistiefel zu verwirkl chen, die einfach handzu¬ haben ist, eine hohe Heizleistung über eine lange Zeitdauer er¬ möglicht, temperaturst abi 1 i sierbar ist und im Bedarfsfall bei sich erschöpfender Wärmeabgabe schnell wieder regenerierbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß mittels der aus mindestens einem Heizwiderstand und mindestens einer in den Schuh einsetzbaren elektrischen Energiequelle be¬ stehenden Heizvorrichtung eine in den Schuh einsetzbare Wärme- Speicherplatte beheizbar ist. Durch diese erfinderische Kombina¬ tion einer in den Schuh einsetzbaren Wärmespeicherpl tte mit der Beheizung mittels in den Schuh einsetzbarer elektrischer Ener¬ giequellen werden viele Vorteile, die weiter unten beschrieben sind, erzielt. Die Wärmespeicherplatte mit einer vortei lhaf er- weise hohen Wärmekapazität stellt durch die allmähliche Abgabe ihrer gespeicherten Wärme an den Schuh und den Fuß beim Tragen des Schuhs im Prinzip die Grundwärme für die Beheizung zur Ver¬ fügung, und durch die zusätzliche elektrische Beheizung mittels des Heizwiderstandes ist eine erhöhte oder zeitlich verlängerte Gesamtheizleistung erzielbar.
Zweckmäßigerweise wird die Heizvorrichtung so ausgeführt , daß die elektrische Energiequelle mindestens ein wiederaufladbarer Akkumulator ist, da hierdurch die Regenerierbarkeit des elektri- sehen Energiespeichers am vorteilhaftesten ermöglicht ird.
Die Heizvorrichtung wird in einer vorteilhaften Ausbildung so gestaltet, daß eine die Heizleistung steuernde Regeleinrichtung in den Schuh einsetzbar ist. Mit dieser Regeleinrichtung kann zum einen die Vorwärmtemperatur der Wärmespeicherplatte ge¬ steuert und zum anderen während des Tragens des Schuhs die Wärmeabgabe der elektrischen Beheizung mittels des Heizwider- standes so geregelt werden, daß sich eine behagliche und kon¬ stante Temperatur einstellt. Bei der Verwendung eines Akkumula- tors als elektrische Energiequelle weist die Regeleinrichtung zweckmäßigerweise einen Schaltkreis auf, der die Tief ut1 adung des Akkumulators verhindert. Die Heizvorrichtung wird vorteilhafterweise so ausgebildet, daß ein Netzteil in den Schuh einsetzbar ist . Durch das Mitführen des Netzteiles im Schuh ist der Träger davon unabhängig, ob er an dem Ort, wo er den Wärme- und Stromspei her regenerieren möchte, ein geeignetes Netzteil vorfindet. Eine einfache Λn- schlußmögl iehkeit an ein Stromnetz genügt. Dabei ist das Netz¬ teil zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß durch einen Schalt¬ kreis eine automatische Anpassung an die Stromart und Spannungs¬ höhe des Netzes erfolgt. Hierdurch ist der Benutzer davon unab- hängig, welche Art von Stromnetz er zur Verfügung hat, das heißt ob die Regenerierung der Energiespeicher an einem Netz mit Gleich- oder Wechselstrom und mit welcher Spannungshöhe sie er¬ folgt. Derartige kompakte und mit automatischer Anpassung ausge¬ stattete Netzteile sind beispielsweise aus modernen akkubetrie— benen Rasierapparaten bekannt.
Mittels des in den Schuh einsei baren Netzteiles ist zweckmäßi¬ gerweise der Akkumulator aufladbar, wobei in einer vorteilhaften Ausbildung ein Schaltkreis die Aufladung des Akkumulators steuert und in einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ein
Schaltkreis die Schnei1 adung des Akkumul ors ermöglicht. Vor¬ teilhafterweise wird durch einen Schaltkreis die Überladung des Akkumulators verhindert.
Mittels des in den Schuh einsetzbaren Netzteiles ist zweckmäßi¬ gerweise die Wärmespeicherpla te mittels des Heizwiderstandes aufheizbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Heizvorrichtung nach der Erfindung bilden die Wärmespeicherplat e, die Regelein¬ richtung und das Netzteil eine in den Schuh einsetzbare Bauein¬ heit. Durch diese Maßnahme werden gleich mehrere Vorteile ver- einigt und verwirklicht. Die in der Baueinheit angeordnete el k¬ trische Energiequelle, die mindestens eine Batterie oder minde¬ stens ein Akkumulator sein kann, wird durch diese Maßnahme eben¬ falls vor dem Abkühlen bewahrt, was besonders vorte lhaft ist, da durch Kälte die nutzbare Kapazität derartiger Ent.rgi eque11en drastisch herabgesetzt wird. Dem Träger genügt ein N t anschluß, um die Akkumul toren aufzuladen und gleichz it i die Wärm sp.. i— cherplatte mittels des Heizwiderstandes aufzuhei en. Die Vorhei¬ zung der WHrmespeicherplatte erfolgt natür lich am Netz zweck- mäßigerweise mit einer größeren Leistung als im späteren, akku¬ betriebenen Heizbetrieb, ohne daß hierdurch der- Akkumulator be¬ lastet wird. Der Akkumulator kann vor oder nach Gebrauch des Schuhs aufgeladen werden und dabei gleichzeitig eine intensive Aufheizung der Wärmespei cherplatte erfolgen. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Feuchtigkeit aus dem Innern des Schuhs be¬ seitigt wird.
Der Träger des Schuhs mit der Heizeinrichtung nach dieser Erfin¬ dung wird somit in die Lage versetzt, bei Bedarf durch Entnahme der Baueinheit auf einer Skihütte oder- einem anderen geeigneten Ort, an dem ein Netzanschluß vorhanden ist, für eine schnelle Regeneration seiner Heizvorrichtung so sorgen, und zwar sogar derart, daß er in dieser Zeit der Wiederaufladung und Wieder- aufheizung weiterhin die Schuhe, beispielsweise seine Skischuhe zum Skilaufen, benutzen kann. Für ganz eilige Benutzer könnte man auch daran denken, die Baueinheit nicht erst zu regenerieren und anschließend wieder in den Schuh einzusetzen, sondern gleich im Austausch gegen eine bereits aufgeladene und vorgewär ete Baueinheit auszutauschen. Das folgende Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt weitere vor¬ teilhafte Merkmale und Besonderhe ten erkennen, die anhand der Darstellung in den Zeichnungen im folgenden näher beschrieben und erläutert sind.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Skistiefels 1. Durch Striche ist der Hohlraum 2 angedeutet, der die Heizvorrichtung nach der Er¬ findung aufnimmt. Der Hohlraum reicht vom Absatzbereich 3 bis zum Zehenbereich 4, was besonders wichtig ist, da vor allem der Zehenbereich warm gehalten werden muß, und ist mittels einer Verschlußklappe 5, die ein Dichtungsprofil 6 und einen Ver¬ schlußmechanismus 7 aufweist, wasserdicht verschließbar. Der Hohlraum ist im Absatzbereich 3, wo die Schuhsohle 8 durch den Absatz verdickt ist, weiter als im Zehenbereich 4. An der Boden- fläche des Hohlraumes 2 oder in der darunter liegenden Sohle kann eine zusätzliche Schicht aus einem wärmeisolierenden Ma¬ terial angebracht sein, die den Wär eabfluß aus dem Schuh über die Sohle hemmt.
Fi-T- 2 zeigt eine Ansicht der Heizvorrichtung nach der Erfindung als Baueinheit, die in den Hohlraum 2 eingeschoben werden kann. Die Baueinheit setzt sich zusammen aus der mittels des nicht ge¬ zeichneten Heizwiderstandes beheizbaren Wärmespeicherplatte 9 und einem Gehäuse 10, das die elektrischen Komponenten beinhal— tet. Zu diesen Komponenten zählen im Innern des Gehäuses 10 die nicht dargestellten Akkumulatoren, Steuer- und Regeleinrichtung für die elektrische Heizleistung, Schaltkreis zur Sicherung gegen Tiefentladung, Netzteil mit automatischer Stromart- und Spannungshöhenanpassung mit Schaltkreisen für die Akkumulator- aufladung, auch per Schnei tadung, und zur Sicherung gegen Über¬ ladung, sowie zur schnellen Vorwärmung der Wärmespeicherplatte mittels des Heizwiderstandes. An dem Gehäuse 10 sind die Net — anschlußdose 11 für das Netzanschlußkabel 12, ein Schalter für Heizung ein-aus 13, ein Schalter für Vorwärmen ein-aus 14, ein Einstellelement J5 für die Betriebstemperatur und ein Einstell¬ element 16 für die Vorwärmlemper t υr angebracht . Die Schalter und Einstellelemente können auch für eine ständige Verstell- möglichkeit an der Außensei e des Skistiefels 1 in einer wasser¬ geschützten Art und Weise angebracht sein, wobei die Verbindung zu dem Gehäuse 10 dann über Leitungen und geeignete Steckverbin¬ dungen erfolgt.
Fig. 3 zeigt in einem Detail zu Fig. 2 die Netzanschlußdose 11 an dem Gehäuse 10 mit dem Stecker der Netzkabels 12. Die Netzan¬ schlußdose ist auf der von der Verschlußklappe 5 abgewandten Seite des Gehäuses 10 augebracht, damit es nicht mögl ich ist , einen feuchten Schuh mit gefährlicher Spannung zu versorgen, -Wenn hiervon keine Gefahr ausgeht, etwa weil Netzanschluß 11, 12 und Gehäuse 10 hinreichend wasserdicht, sind oder weil die Strom¬ versorgung nur über ungefährlichen Schwachstrom erfolgt, kann die Netzanschlußdose 11 auch auf der der Verschlußklappe 5 zu¬ gewandten Seite des Gehäuses 10 angebracht sein.

Claims

Ansprüche
1. Heizvorrichtung für Schuhe, insbesondere Skistiefel, mit mindestens einem Heizwiderstand und mindestens einer in den Schuh einsetzbaren elektrischen Energiequelle,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels der Heizvorrichtung eine in den Schuh einsetzbare Wärmespeicherplatte beheizbar ist.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiequelle mindestens ein wiederauflad¬ barer Akkumulator ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Heizleistung steuernde Regeleinrichtung in den
Schuh einsetzbar ist.
4. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Schaltkreis auf— weist, der die Tie entladung des Akkumulators verhindert.
5. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzteil in den Schuh einsetzbar ist.
6. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Schaltkreis eine automatische Anpassung an die Stromart und Spannungshöhe des Netzes erfolgt.
7. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Netzteils die Wärmespeicherplatte beheizbar ist.
8. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mittels des Netzteiles der Akkumulator auflad- bar ist.
9. Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis die Aufladung des Akkumulators steuert.
10. Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis die Schnei ladung des Akkumulators er- mögl icht.
11. Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis die Überladung des Akkumulators ver¬ hindert.
12. Heizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Netzteils die Wärmespeicherplatte beheizbar ist.
13. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die elektrische Energiequelle, die Wärme¬ speicherplatte, die Regeleinrichtung und das Netzteil eine in den Schuh einsetzbare Baueinheit bilden.
14. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherplatte ein ummanteltes, latente Wärme speicherndes Material beinhaltet, dessen bei einem Phasenüber¬ gang freiwerdende Wärme zur Beheizung des Schuhs nutzbar ist.
15. Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das latente Wärme speichernde Material ein Paraffin ist.
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