WO2018065407A1

WO2018065407A1 - Laufsohle mit horizontaler verformbarkeit

Info

Publication number: WO2018065407A1
Application number: PCT/EP2017/075065
Authority: WO
Inventors: Hans Georg Braunschweiler
Original assignee: Glide'n Lock Ag
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2018-04-12
Also published as: CH713004A2

Abstract

Bei einer Laufsohle umfassend mindestens ein Element mit zwei unter den beim Laufen auf sie einwirkenden Kräften zur gegenseitigen horizontalen Verschiebung sowie zur gegenseitigen flächigen Berührung ausgebildeten Lagen (2, 3), wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2, 3) relativ zueinander gegenüber einer Ruheposition eine elastische Deformation des Elements bewirkt, wobei mindestens eine der beiden Lagen aus einem elastomeren Material besteht oder an der Berührungsfläche mit einem solchen versehen ist, und wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2, 3) relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Abstossen durch Reibschluss verhindert ist, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2, 3) relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten durch eine unebene Strukturierung wenigstens einer der beiden Lagen (2, 3) an der Berührungsfläche zur Erzielung eines bei niedriger Normalkraft ausreichend kleinen, mit zunehmender Normalkraft grösser werdenden Reibungskoeffizienten ermöglicht ist.

Description

LAUFSOHLE MIT HORIZONTALER VERFORMBARKEIT

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Laufsohle umfassend mindestens ein Element mit zwei unter den beim Laufen auf sie einwirkenden Kräften zur gegenseitigen horizontalen Verschiebung sowie zur gegenseitigen flächigen Berührung ausgebildeten Lagen, wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander gegenüber einer Ruheposition eine elastische Deformation des Elements bewirkt, wobei mindestens eine der beiden Lagen aus einem elastomeren Material besteht oder an der Berührungsfläche mit einem solchen versehen ist, und wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Abstossen durch Reibschluss verhindert ist. Unter einer„horizontalen Verschiebung" soll im Rahmen der Erfindung eine Verschiebung verstanden werden, die tangential zur Auftrittsfläche der Laufsohle und damit zumindest beim Laufen auf einer horizontalen Unterlage im Wesentlichen horizontal orientiert ist. Abweichungen hiervon kommen vor allem vor beim Auftreten im Fersenbereich, wenn der Ballenbereich noch angehoben ist, beim Abstossen vom Ballenbereich, wenn der Fersen- bereich abgehoben ist und wenn die Sohle beim Abrollen durchgebogen wird. Als Normalrichtung wird demgegenüber die Richtung orthogonal zur Berührungsfläche bezeichnet, die bei horizontaler Ausrichtung der Berührungsfläche der Vertikalrichtung entspricht. Entsprechendes gilt auch hinsichtlich der Orientierung von Horizontal- und Normalkräften.

STAND DER TECHNIK

Aus WO03203430A1 sind Laufsohlen der vorgenannten Art mit horizontaler Verformbarkeit bekannt. Die bekannten Laufsohlen sind mit elastisch verformbaren Hohle!emen- ten versehen, die sich bei einem Auftreten mit horizontaler Komponente unter den dabei auf sie einwirkenden Kräften vertikal und horizontal unter anderem durch Scherung bis zum völligen Kollaps deformieren. Im kollabierten Zustand verhindert die gegenseitige Berührung von sich gegenüberliegenden Lagen der Hohlelemente durch Reib- und/oder Formschluss eine weitere horizontale Verschiebung dieser Lagen gegeneinander, so dass sich der Läufer von einem festen Stand aus zum nächsten Schritt abstossen kann.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung will diesen Stand der Technik weiterentwickeln und verbessern. Die Erfin- dung schlägt dazu eine Laufsohle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Die erfindungs- gemässe Laufsohle ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten durch eine unebene Strukturierung wenigstens einer der beiden Lagen an der Berührungsfläche zur Erzielung eines bei niedriger Normalkraft ausreichend kleinen, mit zunehmender Normalkraft grösser werdenden Reibungskoeffizienten ermöglicht ist. Beim Abstossen ist eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung durch Reibschluss jedoch wie beim Stand der Technik verhindert.

Die erfindungsgemässe Laufsohle erreicht dadurch, wie die vorbekannten Laufsohlen , eine horizontale Verformbarkeit zumindest beim Auftreten, wo sie vor allem benötigt wird, in Kombination mit einem festen Stand beim Abstossen. Hohlelemente, die zusätzlich erst vertikal bis zum Kollaps verformt werden müssen, sind jedoch nicht erforderlich. Die beiden Lagen können bei der Erfindung in ständigem gegenseitigem Kontakt sein. Vertikale Dämpfung beim Auftreten kann dabei, beispielsweise durch Einsatz einer geeignet elas- tisch kompressiblen Zwischensohle oder auch Innensohle oder Einlage, separat realisiert und dimensioniert werden. Auch kann die Laufsohle in vertikaler Richtung dadurch gegebenenfalls dünner ausgebildet werden.

Zur horizontalen Verschiebung der beiden Lagen in gegenseitiger Berührung relativ zuei- nander unter Belastung durch eine Normalkraft muss die zwischen ihnen vorherrschende Reibung durch die wirkenden Horizontalkräfte überwunden werden können. Andererseits soll ja beim Abstossen Reibschluss vorherrschen. Dazu muss die Reibung in der ersten Belastungsphase direkt nach dem Auftreten eher klein und in der Phase vor dem bzw. beim Abstossen eher gross sein. Diese Anforderung ist insofern ungewöhnlich, als in den meisten Fällen entweder nur eine hohe oder nur eine geringe Reibung verlangt wird, nicht aber beides zusammen. Entsprechend wird in der Regel ausschliesslich auf hohe oder geringe Reibung hin optimiert.

Dieser Anforderung kommt entgegen, dass die Reibung von der Normalkraft abhängt, welche beim Auftreten von praktisch null aus wegen der natürlichen Abfederung durch den Bewegungsapparat des Läufers sowie ggf. durch dämpfende Elemente in der Zwischensohle über eine gewisse Zeit hinweg zunimmt. Die Normalkraft ist dadurch in einer ersten Belastungsphase direkt nach dem Auftreten, wenn auch nur kurzzeitig, relativ klein. Beim Abstossen übersteigt die Normalkraft hingegen dynamisch meinst das Gewicht des Läufers und ist dadurch wesentlich grösser.

Bei der Reibung zwischen Festkörpern ist deren Abhängigkeit von der Normalkraft im Wesentlichen linear, was einem konstanten Reibungskoeffizienten entspricht. Dem entspricht weiter, dass die Reibung unabhängig von der Grösse der Reibfläche ist. Die Reibung ist dabei umso höher, je unebener und rauer die sich berührenden Oberflächen sind. Für die erfindungsgemässe Laufsohle ist diese Abhängigkeit nicht ausreichend. Die Erfindung erreicht eine ausreichend kleine Reibung beim Auftreten und eine ausreichend grosse Reibung beim Abstossen durch den Einsatz eines elastomeren Materials an der Berührungsfläche mindestens einer der beiden Lagen in Verbindung mit einer unebenen Strukturierung wenigstens einer der beiden Lagen. Die Reibung und der sie charakterisierende Rei- bungskoeffizient zeigt bei einer solchen Materialwahl und Gestaltung eine überproportionale Abhängigkeit von der Normalkraft. Bei niedriger Normalkraft besteht Kontakt praktisch nur an den vorstehenden Erhebungen bzw. zwischen Vertiefungen der Strukturierung, wobei sich allfällige Formschlüsse bei der Verschiebung durch Deformation des elastomeren Materials auflösen können. Mit zunehmender Normalkraft erhöht sich demgegenüber die Kontaktfläche, indem das elastomere Material sich durch Deformation den Unebenheiten anpasst. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Vergrösserung der wahren Kontaktfläche. Diese ist für die zumindest bei Reibschluss vor allem wirksamen Adhäsionskräfte massgebend.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Danach ist im Rahmen der Erfindung eine Strukturierung günstig, die eine Tiefenstruktur oder eine Höhenstruktur in einer glatteren Oberfläche umfasst. Die Tiefenstruktur kann hierbei insbesondere abgerundeten Dellen und die Höhestruktur abgerundete Buckel in der glatteren Oberfläche umfassen.

Die glattere Oberfläche kann eine Rauheit Ra kleiner als 3 μιη und/oder die Tiefenstruktur oder die Höhenstruktur eine Rauheit Ra im Bereich 4 - 9 μιτι aufweisen. Weiterhin günstig dabei ist, wenn die Tiefen- oder Höhenstruktur einen RPc-Wert im Bereich 50 - 1 00/cm aufweist. Der RPc-Wert wird auch Spitzenzahl genannt und entspricht (gemäss prEN 1 0049, ASME B46.1 ) der Anzahl Profilelemente (s. Rsm) pro cm einer unebenen bzw. rauen Oberfläche, die ein bestimmtes oberes Schnittniveau d überschreiten und nachfolgend ein bestimmtes unteres Schnittniveau c₂ unterschreiten, wobei für Ci und c₂ der Ra-Wert verwendet werden kann.

Die horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten sollte mindestens bis zu einer Normalkraft von 1 0N möglich sein. Wie schon bei den eingangs genannten, vorbekannten Sohlen sollte eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten gegenüber der Ruheposition um mindestens 4 mm, vorzugsweise um mindestens 4 - 8 mm, möglich sein. Ein abruptes Abstoppen in Horizontalrichtung und eine dadurch verursachte Belastungsspitze auf den Bewegungsapparat des Läufers wird dadurch vermieden. Die Normalkraft von mindestens 10N stellt dies sicher. Natürlich muss dazu das mit den beiden Lagen versehene Element selbst ausreichend gross und ohne eng begrenzende An^¬ schläge oder dergleichen bemessen sein. Zu berücksichtigen ist dabei auch, dass sich durch die Verschiebung und die elastische Deformation des Elements eine horizontale Rückstellkraft aufbaut, unter dem Einfluss von welcher und der Reibung die relative Bewegung der beiden Lagen nach einer gewissen Verschiebstrecke auch ohne einen Anschlag zum Stillstand kommt. Auch diese Rückstellkraft muss geeignet dimensioniert sein, dass beim Auftreten unter der Wirkung der dabei vorkommenden Horizontalkräfte eine deutlich spürbare Verschiebung von der genannten Grösse zustande kommen kann. Im Hinblick auf den Reibschluss beim Abstossen ist zu berücksichtigen, dass hierbei diese Rückstellkraft mit den beim Abstossen wirksamen Horizontalkräften gleichgerichtet sein kann und der Reibschluss insofern beiden Kräften einen ausreichend grossen Widerstand entgegensetzen muss. Im Rahmen der Erfindung sind weiter bevorzugt die beiden Lagen in ständiger gegenseitiger Berührung, so dass zur Ermöglichung des Reibschlusses beim Abstossen nicht erst ein gegenseitiger Abstand überwunden werden muss.

Unter anderem deswegen, weil die Laufsohle sowieso insgesamt flexibel sein muss, um sich der Abrollbewegung des Fusses beim Laufen anzupassen, ist es günstig, wenn beide Lagen aus einem elastomeren Material bestehen oder zumindest damit versehen sind. Der gewünschte Effekt der Vergrösserung der wahren Kontaktfläche kann wesentlich erhöht werden. Als elastomeres Material eignet sich insbesondere ein synthetischer Kautschuk wie NR, NBR oder SBR.

Um auch die Normalkräfte beim Auftreten abzudämpfen, kann die erfindungsgemässe Sohle eine unter der Wirkung einer Normalkraft elastisch kompressible, gegenüber Sehe- rung vergleichsweise, vorzugsweise sogar weitestgehend steife Zwischen- oder Innensohle umfassen. Insbesondere im Fall einer Zwischensohle kann diese mit einer Lage wenigstens eines Elements verbunden oder durch diese Lage gebildet sein.

Die erfindungsgemässe Laufsohle kann weiter eine Aussensohle umfassen, welche mit ei- ner der beiden Lagen wenigstens eines Elements verbunden oder durch diese Lage gebildet wird. Die Aussensohle kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.

Die beiden Lagen wenigstens eines Elements können Wandungen eines geschlossenen Volumens oder in einem geschlossenen Volumen angeordnet sein. Der Bereich zwischen ihnen und damit ihre gegenseitige Berührungsfläche sind in diesem Fall vor äusseren Einflüssen und insbesondere gegen Verschmutzungen geschützt.

Es können sich lediglich zwei Lagen im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Laufsohle erstrecken. Andererseits können auch mehrere, unabhängig voneinander durch horizon- tale Verschiebung ihrer beiden Lagen relativ zueinander gegenüber einer Ruheposition elastisch deformierbare Elemente vorhanden sein. Bei der Ausführung eines Schritts wird die Fläche der Laufsohle nicht gleichmässig belastet. Vielmehr werden, bedingt durch das in der Regel stattfindende Abrollen zwischen Auftreten und Abstossen und durch den speziellen Laufstil des Läufers, verschiedene Zonen der Laufsohle nacheinander sowie unter- schiedlich stark belastet. Durch mehrere Elemente lässt sich dem gegebenenfalls besser Rechnung tragen und das Abrollen unterstützen. Insbesondere sind wenigstens zwei Elemente vorgesehen, bei denen für eine gleiche horizontale Verschiebung ihrer beiden Lagen relativ zueinander gegenüber ihrer jeweiligen Ruheposition um mindestens einen Faktor 2 unterschiedlich hohe Horizontalkräfte erforderlich sind.

Herstellen lassen sich mit einer Unebenheit der beschrieben Art versehene Lagen aus elastomerem Material insbesondere durch Abformen von einer mit einer gegengleichen Struktur versehenen Oberfläche mit einer zunächst flüssigen oder pastösen Masse. Die dazu erforderlichen Oberflächen lassen sich wiederum herstellen und bezüglich ihrer Ei- genschaften geeignet variieren und einstellen, vorzugsweise mit dem sogenannten To- pochromO-Verfahren " 'nttp://www.topocrom.com/". Dieses Verfahren erzeugt galvanisch Buckel aus metallischem Chrom auf Metalloberflächen, so dass die davon abgeformten elastomeren Lagen Dellen aufweisen. Zur Herstellung von elastomeren Lagen mit Buckeln kann die Topochrom-Oberfläche in einem Zwischenschritt auf ein Element abgeformt werden, dass dann mit seinen Dellen als Form für die Herstellung von Lagen mit Buckeln dient.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen jeweils nur schematisch:

Fig. 1 einen Schuh mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen

Laufsohle mit lediglich einem Element im unbelasteten Zustand; Fig. 2 den Schuh von Fig. 1 bei einem Auftreten im Fersenbereich;

Fig. 3 den Schuh von Fig. 1 bei einem Auftreten im Ballenbereich;

Fig. 4 den Schuh von Fig. 1 bei einem Abstossen im Ballenbereich;

Fig. 5 einen Schuh mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen

Laufsohle mit mehreren Elementen im unbelasteten Zustand;

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Lauffläche einer erfindungsgemässen Laufsohle mit mehreren Elementen gemäss Fig. 5;

Fig. 7 im Schnitt eines der Elemente der Laufsohle von Fig. 5 oder 6 im unbelasteten

Zustand;

Fig. 8 das Element von Fig. 7 in einem belasteten Zustand;

Fig. 9 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer Berührungsfläche einer

Lage mit einer unebenen Strukturierung in Form von abgerundeten Dellen zur Erzielung eines variablen Reibungskoeffizienten gemäss der Erfindung; und Fig. 1 0 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer Berührungsfläche einer

Lage mit einer unebenen Strukturierung in Form von abgerundeten Buckeln zur Erzielung eines variablen Reibungskoeffizienten gemäss der Erfindung. WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Der in den Figuren 1 - 3 dargestellte Schuh weist ein Oberteil 1 sowie eine Laufsohle auf. Die Laufsohle umfasst eine Zwischensohle 2, eine sich unterhalb der Zwischensohle 2 und in Berührung mit dieser angeordnete Schicht 3 sowie mehrere an der Unterseite der Schicht 3 befestigte Beläge, von denen einer mit 4 bezeichnet ist.

Die Zwischensohle 2 besteht bevorzugt aus einem elastisch kompressiblen Material wie EVA und ist relativ dick (z.B. einige Zentimeter) ausgebildet. Sie hat die Aufgabe, die verti- kalen Kraftkomponenten beim Auftreten durch Deformation aufzunehmen und abzudämpfen. Gegenüber horizontalen Kraftkomponenten ist sie jedoch im Wesentlichen steif, indem sie u.a. durch ihre Formgebung durch Scheren praktisch nicht verformbar ist.

Die Schicht 3 besteht aus einem elastomeren Material wie insbesondere einem syntheti- sehen Kautschuk und ist gegenüber der Zwischensohle 2 relativ dünn (z.B. einige Millimeter) ausgebildet. Sie ist deshalb in vertikaler Richtung praktisch nicht kompressibel, in horizontaler Richtung und damit horizontal zu ihrer Berührungsfläche mit der Zwischensohle 2 durch Dehnung und Stauchung vergleichsweise jedoch erheblich elastisch deformierbar. Die Schicht 3 erstreckt sich wie die Zwischensohle 2 über den gesamten Sohlenbereich ist aber nur randseitig mit der Zwischensohle 2 verbunden. Im Übrigen ist sie insofern nur lose mit dieser in Berührung.

Die Beläge 4 bilden zusammen mit der Schicht 3, dort wo sie durch die Beläge 4 nicht abgedeckt ist, die Aussensohle des Schuhs. Sie können aus einem griffigen, eher insgesamt steifen sowie abriebfesten Material bestehen und auf ihrer Unterseite mit einem Profil (nicht dargestellt) sein.

Die Zwischensohle 2 und die Schicht 3 bilden zusammen ein sich über den gesamten Sohlenbereich erstreckendes Element mit zwei unter den beim Laufen auf sie einwirkenden Kräften zur gegenseitigen horizontalen Verschiebung in gegenseitiger flächiger Berührung ausgebildeten Lagen. Die Zwischensohle bildet hierbei die eine Lage und die Schicht 3 die andere Lage. Die horizontale Verschiebung der beiden Lagen in gegenseitiger flächiger Berührung relativ zueinander ist durch Dehnung und Stauchung der Schicht 3 in ihrer Ebene möglich, weil die Schicht 3 wie ausgeführt nur randseitig mit der Zwischensohle 2 verbun^¬ den, im Ü brigen aber nur lose mit dieser in Berührung ist. Natürlich bedarf es zur Verschie- bung auch der Überwindung der durch die gegenseitige Berührung wirkenden Reibung, wie dies noch erläutert wird.

Fig. 1 zeigt den Schuh im unbelasteten Zustand. Die Schicht 3 befindet sich in diesem Zustand gegenüber der Zwischensohle 2 in einer Ruheposition , in welcher sie beispielsweise weder gedehnt noch gestaucht ist.

Bei einem Auftreten im Vorwärtslaufen auf einem horizontalen Untergrund 5 im Fersenbereich, wie dies Fig. 2 zeigt und wie dies beispielsweise für Langstreckenläufer typisch ist, wirken Kräfte F auf die Laufsohle ein, die neben einer vertikalen F_v eine nach vorn gerich- tete horizontale Komponente F_H umfassen. Unter der Wirkung der horizontalen Komponente F_H sind in Fig. 2 die beiden hintersten Beläge 4.4 und 4.5 aus ihrer Position gemäss Fig. 1 etwas nach hinten verschoben, wobei es vor diesen beiden Belägen 4.4 und 4.5 zu einer Dehnung der Schicht 3 und jeweils hinter ihnen zu einer Stauchung der Schicht 3 gekommen ist. Die drei vorderen Beläge 4.1 , 4.2 und 4.3 sind zumindest im Wesentlichen unverschoben, da sie keine Berührung mit dem Untergrund 5 haben . Durch die Verschie^¬ bung der beiden Beläge 4.4 und 4.5 nach hinten wird die nach vorn gerichtete horizontale Kraftkomponente beim Auftreten abgedämpft, indem die elastische Deformation der Schicht 3 eine ihr entgegen gerichtete, mit der Verschiebung zunehmende Rückstellkraft erzeugt. Zusätzlich dämpfend wirkt die Reibung zwischen der Schicht 3 und der Zwischen- sohle 2. Die Reibung ist zwar unabhängig vom Verschiebeweg, nimmt während der Verschiebung wegen der dynamisch zunehmenden Vertikalkraft jedoch ebenfalls zu, jedenfalls im Bereich der beiden hintersten Beläge 4.4 und 4.5 , wo die Laufsohle in Kontakt mit dem Untergrund 5 ist und in welchem die Vertikalkraft Druck ausübt. Rückstell- und Reibungskraft zusammen bewirken nach einem gewissen Verschiebeweg, dass die Verschie- bung zum Stillstand kommt. Fig. 3 zeigt ein Auftreten im Vorwärtslaufen auf einem horizontalen Untergrund 5 im Ballenbereich, wie es beispielsweise für Kurzstreckenläufer typisch ist. Auch hierbei wirken Kräfte F auf die Laufsohle ein, die neben einer vertikalen F_v eine nach vorn gerichtete horizontale Komponente F_H umfassen. Unter der Wirkung der horizontalen Komponente F_H ist in Fig. 3 der vorderste Belag 4.1 aus seiner Position gemäss Fig. 1 etwas nach hinten verschoben, wobei es vor diesem Belag 4.1 zu einer Dehnung der Schicht 3 und hinter ihm zu einer Stauchung der Schicht 3 gekommen ist. Die dahinter angeordneten Beläge 4.2 - 4.5 sind zumindest im Wesentlichen unverschoben, da sie keine Berührung mit dem Untergrund 5 haben. Durch die Verschiebung des Belags 4.1 wird die nach vorn gerichtete ho- rizontale Kraftkomponente beim Auftreten in gleicher Weise wie bei Fig. 2 beschrieben abgedämpft.

Nach dem Auftreten verlagert sich der Schwerpunkt des Läufers beim Vorwärtslaufen bis zum Abstossen vom Untergrund 5 im Ballenbereich nach vorn, wobei es zu einem Abrollen über die Laufsohle kommt. Beim Auftreten auf dem Fersenbereich gemäss Fig. 2 ist dieses Abrollen natürlich ausgeprägter und wird über einen längeren Teil der Laufsohle ausgeführt als beim Auftreten im Ballenbereich gemäss Fig. 3. Beim Abrollen ändern sich die auf die Laufsohle einwirkenden Kräfte, wobei es insbesondere zu einer Umkehr der horizontalen Komponente kommt, die beim Abstossen im Vorwärtslauf nach hinten gerichtet ist, wie dies Fig. 4 zeigt.

Die Reibungseigenschaften zwischen der Schicht 3 und der Zwischensohle 2 sind erfin- dungsgemäss so gewählt, dass sie durch relativ hohe Horizontalkräfte bei gleichzeitig niedriger Normalkraft, wie sie in der Anfangsphase nach dem Auftreten vorherrschen, noch überwunden werden können. Danach ist die Vertikalkraft vorherrschend und bewirkt spätestens im Moment des Abstossens einen Reibschluss zwischen den beiden Lagen, jeweils dort, wo die Normalkraft auf sie wirksam ist. Vorzugsweise sind die Reibungseigenschaften zwischen der Schicht 3 und der Zwischensohle 2 so gewählt, dass unterhalb einer Normalkraft von 1 0N kein Reibschluss auftritt. Anderseits soll ein Reibschluss ab 1 0N bereits möglich sein. Nach dem Abstossen, wenn keine äusseren Kräfte mehr auf die Schicht 3 einwirken und die Reibung zwischen der Schicht 3 und der Zwischensohle 2 wenn überhaupt vorhanden, nur noch gering ist, bilden sich allfällige Deformation der Schicht 3 unter der Wirkung der dadurch verursachten elastischen Rückstellkräfte zurück, so dass die Laufsohle vor einem darauffolgenden Auftreten wieder den Zustand von Fig. 1 einnimmt. Entsprechendes gilt aber auch für unterschiedliche Sohlenpartien, die beim Auftreten zunächst belastet und beim Abrollen danach wieder entlastet werden. So könnten sich die in Fig. 2 nach hinten verschobenen, hintersten Beläge 4.4 und 4.5 beim Abrollen über den Ballenbereich in ihre Position gemäss Fig. 1 bereits zurückverschieben, sobald sie dabei wieder entlastet werden. Andererseits bleibt eine horizontale Verschiebung der Schicht 3 oder von Partien der Schicht 3 gegenüber der Zwischensohle 2 solange ^"eingefroren", solange die beiden Lagen mit einer ausreichend hohen Vertikalkraft belastet sind. Sofern im Beispiel von Fig. 3 die vertikale Belastung auf den vordersten Belag 4.1 beim Abrollen bis zum Abstossen erhalten bleibt, bleibt auch dessen Verschiebung bis zum Abstossen erhalten. Fig. 4 zeigt ein Ab- stossen vom Ballenbereich nach einem Auftreten ebenfalls im Ballenbereich gemäss Fig. 3. Durch den kurz nach dem Auftreten im belasteten Bereich des vordersten Belags 4.1 entstehenden Reibschluss ist die Position des vordersten Belags 4.1 gegenüber Fig. 3 unverändert. Der Läufer kann sich dadurch ohne Wegverlust hart vom Boden 5 abstossen. Erhalten bleibt unter der Wirkung einer ausreichend hohen Vertikalkraft natürlich auch die relative Stellung der beiden Lagen in der Ruheposition, sofern es zuvor durch eine Horizontalkraft gar nicht zur einer Verschiebung gegenüber der Ruheposition gekommen ist, wie beispielsweise bei einem rein vertikalen Auftreten oder beim Abrollen im Mittelfussbereich. Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Verschiebungen gegenüber der Ruheposition sind übertrieben dargestellt, sollten tatsächlich aber mindestens 4 mm, vorzugsweise sogar mindestens 6 - 8 mm betragen. Im Fersenbereich sind vorzugsweise längere Verschiebungen als im Ballenbereich möglich. Fig. 5 zeigt einen Schuh mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Laufsohle mit mehreren, in Längsrichtung hintereinander angeordneten Elementen im unbelasteten Zustand, von denen eines mit 6 bezeichnet ist. In Längsrichtung nebeneinander könnten, in zwei und/oder drei Reihen entsprechende Elemente 6 vorgesehen sein, so wie dies Fig. 6 in einer Aufsicht auf die Sohle von unten zeigt. Der Bereich zwischen den Elementen 6 könnte die Unterseite einer Zwischensohle 2 sein.

Fig. 7 zeigt eines der Elemente 6 der Laufsohle von Fig. 5 oder 6 im Schnitt (Fig. 5 : 1-1) im unbelasteten Zustand, wobei oberhalb des Elements eine Zwischensohle 2 angedeutet ist. Das Element 6 ist nach Art einer abgeplatteten Tasche ausgebildet, deren flacher Boden als eine Lage 6.2 flächig mit einer oberen Lage 6.1 in Berührung ist. Die obere Lage 6.1 ist lediglich auf einem Teil ihrer Fläche, hier etwa mittig, mit der Zwischensohle 2 verbunden. Die untere Lage 6.2 kommt im Gebrauch mit dem Untergrund (nicht dargestellt) in Kontakt.

Das Element 6 besteht aus einem elastomeren Material. Unter der Wirkung einer Horizontalkraft können sich dadurch unter Überwindung der Reibung seine beiden Lagen 6.1 und 6.2 gegenüber verschieben, beispielsweise so, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Reibungseigenschaften der beiden Lagen 6.1 und 6.2 aneinander sind dabei so wie vorste- hend beschrieben derart gewählt, dass die Reibung direkt nach dem Auftreten durch dabei wirksame Horizontalkräfte bei noch geringer Vertikalkraft überwunden werden kann, es danach aber zu einem Reibschluss unter "Einfrieren^" der Form des Elements 6 kommt, die es gerade einnimmt. Indem die Deformation des Elements 6 eine elastische Rückstellkraft erzeugt, nimmt das Element 6 seine in Fig. 7 dargestellte Form nach Entlastung stets wie- der ein.

Die Elemente 6 sind vorzugsweise, wie in den Fig. 5 und 6 auch dargestellt, so weit voneinander entfernt angeordnet, dass sie sich unabhängig voneinander in Horizontalrichtung jeweils maximal, insbesondere um einige Millimeter deformieren können. In Fig. 6 sind die Elemente 6 zudem rund ausgebildet, wodurch sie nach allen Seiten hin etwa in gleicher Weise deformierbar sind. Durch eine andere Formgebung kann dies jedoch variiert werden. um beispielsweise eine Verschiebung ihrer beiden Lagen in Längsrichtung gegenüber der in Querrichtung zu bevorzugen. Auch könnte der Bereich, in welchem die obere Lage der Elemente 6 mit der Zwischensohle 2 verbunden ist, nicht zentral ausserhalb der Mitte angeordnet sein, um dadurch unterschiedlich lange Verschiebwege in unterschiedlichen Richtungen zu erhalten. Auf ihrer Aussenseite können die Elemente 6 mit einem Profil 6.3 versehen sein, um einen guten Grip zum Untergrund 5 zu haben.

In Fig. 9 ist ein Ausschnitt der Berührungsfläche einer Lage aus einem elastomeren Material dargestellt, die mit einer unebenen Strukturierung in Form einer Tiefenstruktur mit abge- rundeten Dellen zur Erzielung des gewünschten, variablen Reibungskoeffizienten gemäss der Erfindung versehen ist. Die Dellen, von denen eine mit 7 bezeichnet ist, sind etwa halbkugelförmig mit etwas unterschiedlichem Durchmesser und etwas unterschiedlicher Tiefe. Der Bereich 8 zwischen den Dellen 7 bildet eine gegenüber den Dellen im Wesentlichen glatte Oberfläche.

Wenn eine Lage entsprechend Fig. 9 mit einer gegenüberliegenden Lage, insbesondere mit einer entsprechend gestalteten Lage, in Berührung ist, so beschränkt sich der Kontakt der beiden Lagen im Wesentlichen auf die Bereiche 8 zwischen den Dellen 7, jedenfalls solange die Normalkraft, mit der die beiden Lagen gegeneinander gedrückt werden, noch klein ist. Mit zunehmender Normalkraft verformt sich aber das elastomere Material, wodurch die Unebenheiten zunehmend ausgeglichen werden und die Kontaktfläche trotz unveränderter Gesamtfläche beider Lagen zunimmt. Damit nimmt auch der Reibungskoeffizient zwischen den beiden Lagen zu. Dies ermöglicht einerseits eine leichte, horizontale Verschiebbarkeit der beiden Lagen relativ zueinander in gegenseitiger Berührung bei niedriger Nor- malkraft sowie andererseits einen guten Reibschluss zwischen den beiden Lagen bei hoher Normalkraft.

In Fig. 1 0 ist ein Ausschnitt der Berührungsfläche einer Lage aus einem elastomeren Material dargestellt, die mit einer unebenen Strukturierung in Form einer Höhenstruktur mit abgerundeten Buckeln 9 zur Erzielung des gewünschten, variablen Reibungskoeffizienten gemäss der Erfindung versehen ist. Die Höhenstruktur ist im Wesentlichen komplementär zu der Tiefenstruktur von Fig. 9. Entsprechend sind die Buckel, von denen einer mit 9 bezeichnet ist, etwa halbkugelförmig mit etwas unterschiedlichem Durchmesser und etwas unterschiedlicher Höhe. Der Bereich 1 0 zwischen den Buckeln 9 bildet wieder eine gegenüber den Buckeln 9 im Wesentlichen glatte Oberfläche. Wie bei der Tiefenstruktur von Fig. 8 verformt sich zunehmender Normalkraft das elastomere Material und gleicht die vorhandenen Unebenheiten zunehmend aus, so dass die Kontaktfläche trotz unveränderter Gesamtfläche beider Lagen zunimmt.

Lagen mit einer Höhenstruktur gemäss Fig. 1 0 können alternativ zu Lagen mit einer Tie- fenstruktur gemäss Fig. 9 im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, wobei allerdings die Tiefenstruktur bevorzugt ist. Dies hat damit zu tun, dass sich Oberflächen mit Buckeln gemäss Fig. 10 wie bereits erwähnt durch das Topochrom®-Verfahren herstellen lassen und daraus dann Oberflächen mit Dellen durch Abformen dieser Oberflächen. Die konkreten Reibungseigenschaften der Strukturen von Fig. 9 oder 10 hängen von der Tiefe der Dellen oder bzw. Höhe Buckel einerseits sowie ihre Dichte bzw. Verteilung andererseits ab. Beim Topochrom-Verfahren sind diese Werte statistisch verteilt, lassen sich dennoch aber zumindest im Mittel variieren, was es wiederum erlaubt, die im Rahmen der Erfindung benötigten Reibungseigenschaften gezielt einzustellen. Eine mittlere Tiefe der Dellen bzw. Höhe der Buckel lässt sich dabei durch einen sogenannten Rauheitswert Ra- Wert charakterisieren und deren Dichte bzw. Verteilung durch einen sogenannten RPc- Wert, der einer mittleren Anzahl von Dellen oder Buckeln entlang gerader Messstrecken entspricht. Im Rahmen der Erfindung könnte eine durch die Dellen oder Buckel bewirkte unebene Struktur einen Ra-Wert im Bereich 4 - 9 pm aufweisen und einen RPc-Wert im Bereich 50 - 1 00/cm. Damit ergibt sich eine Struktur, bei der die Dellen 7 oder Buckel 9 wie in den Fig. 9 und 1 0 dargestellt teilweise voneinander beabstandet, teilweise aber auch in gegenseitiger Berührung sind bzw. sich teilweise überschneiden. Man spricht hierbei von einer "halboffenen Struktur" zur Unterscheidung von einer "geschlossenen Struktur", in der sich praktisch alle Dellen 7 gegenseitig überscheiden, und einer ^"offenen Struktur^", in der sich nur wenige Dellen 7 gegenseitig überschneiden und der Bereich 8 flächenmässig eher dem der Dellen 7 entspricht. Bei einer offenen Struktur wäre die Reibung tendenziell eher zu hoch, um nach dem Auftreten die gewünschte Verschiebung der Lagen zuzulassen während bei einer geschlossenen Struktur die Reibung tendenziell eher zu niedrig wäre, um beim Abstossen den gewünschten Reibschluss sicherzustellen . Der Bereich 8 zwischen den Dellen 7 bzw. 1 0 zwischen den Buckeln sollte gegenüber deren Grösse wesentlich glatter sein beispielsweise mit einer Rauheit Ra kleiner als 9 pm.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Oberteil

2 Zwischensohle

3 Schicht

4 Beläge

5 Untergrund

4.1 , 4.2 hinterste Beläge

4.2 - 4-5 vordere Beläge

6, 6a, 6b Elemente

6.1 obere Lage

6.2 untere Lage

6.3 Profil

7 Dellen

8 Zwischenbereich

9 Buckel

1 0 Zwischenbereich

Claims

Patentansprüche

1 . Laufsohle umfassend mindestens ein Element ( 2, 3 ; 6) mit zwei unter den beim Laufen auf sie einwirkenden Kräften zur gegenseitigen horizontalen Verschiebung sowie zur gegenseitigen flächigen Berührung ausgebildeten Lagen ( 2,3 ; 6.1 , 6.2), wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2,3 ; 6.1 , 6.2) relativ zueinander gegenüber einer Ruheposition eine elastische Deformation des Elements (2, 3; 6) bewirkt,

wobei mindestens eine der beiden Lagen aus einem elastomeren Material besteht oder an der Berührungsfläche mit einem solchen versehen ist, und

wobei eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2,3; 6.1 , 6.2) relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Abstossen durch Reibschluss verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass

eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen ( 2,3 ; 6.1 , 6.2) relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten durch eine unebene Strukturierung (7; 9) wenigstens einer der beiden Lagen ( 2,3; 6.1 , 6.2 ) an der Berührungsfläche zur Erzielung eines bei niedriger Normalkraft ausreichend kleinen, mit zunehmender Normalkraft grösser werdenden Reibungskoeffizienten ermöglicht ist.

2. Laufsohle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine Tiefenstruktur, vorzugsweise in Form von abgerundeten Dellen ( 7 ) oder eine Höhenstruktur, vorzugsweise in Form von abgerundeten Buckeln (8) , in einer glatteren Oberfläche (8; 0) umfasst.

3. Laufsohle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die glattere Oberfläche (8; 1 0) eine Rauheit Ra kleiner als 3 μιη aufweist und dass die Tiefen- (7) oder die Höhenstruktur (9) eine Rauheit Ra im Bereich 4 - 8 μιτι aufweist.

4. Laufsohle nach einem Ansprüche 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefen- (7) oder die Höhenstruktur (9) einen RPc-Wert im Bereich 50 - 1 00/cm aufweist.

5. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Verschiebung der beiden Lagen ( 2, 3; 6.1 , 6.2) relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten mindestens bis zu einer Normalkraft von 1 0N ermöglicht ist.

6. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine horizontale Verschiebung der beiden Lagen (2, 3 ; 6.1 , 6.2)relativ zueinander in gegenseitiger Berührung beim Auftreten gegenüber der Ruheposition um mindestens 4 mm, vorzugsweise um mindestens 4 - 8 mm, ermöglicht ist.

7. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagen (2, 3; 6.1 , 6.2) in ständiger Berührung sind.

8. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagen (2 , 3 ; 6.1 , 6.2) aus einem, insbesondere demselben, elastomeren Material bestehen oder damit versehen sind.

9. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Material ein synthetischer Kautschuk, insbesondere NR, NBR oder SBR ist.

1 0. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine unter der Wirkung einer Normalkraft elastisch kompressible, gegenüber Scherung demgegenüber vergleichsweise steife Zwischensohle ( 2) umfasst, welche mit einer Lage (3 ; 6.2) wenigstens eines Elements (2,3; 6) verbunden oder durch diese Lage (2) gebildet wird.

1 . Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 1 o, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Aussensohle umfasst (3, 4; 2, 6.1 ), welche mit einer der beiden Lagen (3; 6. 1 ) wenigstens eines Elements ( 2,3; 6) verbunden oder durch diese Lage (6.1 ) gebildet wird. 2. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagen (2,3; 6.1 , 6.2) wenigstens eines Elements Wandungen eines geschlossenen Volumens oder in einem geschlossenen Volumen angeordnet sind. 3. Laufsohle nach einem der Ansprüche 1 - 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unabhängig voneinander durch horizontale Verschiebung ihrer beiden Lagen (6.1 , 6.2 ) relativ zueinander gegenüber einer Ruheposition elastisch deformierbare Elemente (6) vorhanden sind. 4. Laufsohle nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Elemente (6) aufweist, bei denen für eine gleiche horizontale Verschiebung ihrer beiden Lagen relativ zueinander gegenüber ihrer jeweiligen Ruheposition um mindestens einen Faktor 2 unterschiedlich hohe Horizontalkräfte erforderlich sind.