WO2023041587A1 - Footwear having an electrode arrangement for generating plasma - Google Patents

Footwear having an electrode arrangement for generating plasma Download PDF

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WO2023041587A1
WO2023041587A1 PCT/EP2022/075537 EP2022075537W WO2023041587A1 WO 2023041587 A1 WO2023041587 A1 WO 2023041587A1 EP 2022075537 W EP2022075537 W EP 2022075537W WO 2023041587 A1 WO2023041587 A1 WO 2023041587A1
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WO
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electrode
footwear
sole
dielectric
contact
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/075537
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jan-Hendrik Hellmold
Dirk Wandke
Ronny Lettke
Original Assignee
Cinogy Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B3/00Footwear characterised by the shape or the use
    • A43B3/34Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B17/00Insoles for insertion, e.g. footbeds or inlays, for attachment to the shoe after the upper has been joined
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B7/00Footwear with health or hygienic arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B3/00Footwear characterised by the shape or the use
    • A43B3/16Overshoes
    • A43B3/163Overshoes specially adapted for health or hygienic purposes, e.g. comprising electrically conductive material allowing the discharge of electrostatic charges

Definitions

  • the invention relates to footwear with an inner sole and an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge.
  • Shoes also called footwear or footwear, have the primary task of protecting the soles of the feet of a person wearing the footwear when walking or running.
  • Shoes have two main components for this purpose, namely the shoe upper (short upper), which forms the upper part of the shoe, and the shoe bottom, which is connected to a firm base, the shoe sole, and the upper part, the shoe upper .
  • the sole of the shoe thus forms a base that protects the sole of the foot from the surface to be walked on.
  • a generic shoe sole usually contains at least two layers in the form of an inner sole and the remaining part of the shoe sole, which also includes the outer sole.
  • the insole (fixed or replaceable) forms a layer of the shoe sole that is provided to support the sole of the foot and on which the sole of the foot is directly supported when walking.
  • the insole is usually inside the shoe and serves as a support for the sole of the foot (with or without intervening textiles such as stockings).
  • Such an insole of the shoe sole can also be an insert which, for example, follows an orthopedic indication and has certain properties in order to support the foot.
  • the remaining part of the shoe sole with the outsole forms the part of the shoe sole pointing towards the ground, which comes into contact with the running surface or the ground on which the person wearing the footwear walks.
  • the outsole primarily serves to protect the insole and the sole of the foot and can have a profile on the surface facing the ground.
  • the outsole as part of the entire shoe sole is usually included an integral part of the footwear and is in particular non-detachably connected to it.
  • the insole can be detachably connected to the footwear and is in particular a thin layer that contacts the sole of the foot.
  • shoes are often worn over a longer period of time, usually for several hours, without the shoes being removed.
  • the feet are usually additionally protected by additional textiles, such as stockings or socks.
  • additional textiles such as stockings or socks.
  • wearing shoes for a longer period of time can be hygienically problematic. Fungi and bacteria can not only settle in the additional textiles, but also on the skin of the foot or the sole of the foot.
  • work shoes in particular which the person in question has to wear daily, often several days in a row over a long period of time, there can be serious hygienic disadvantages for the foot health of the person in question.
  • work shoes cannot be changed and washed every day, like the protective textile layer, for example, in order to improve foot hygiene. The same applies to sports shoes and orthopedic shoes.
  • DE 102020 115 532 A1 discloses a device and method for cleaning and disinfecting items of clothing, in particular shoes.
  • the device has a chamber surrounding a housing in which the items of clothing to be cleaned and disinfected are placed and then irradiated with UV light by means of a UV radiation source in order to kill organic materials.
  • the disadvantage here is that the footwear has to be removed for the cleaning process and placed in the chamber provided for this purpose. The cleaning process is therefore local and not very practical.
  • foot hygiene can be maintained over the entire period cannot be optimally secured.
  • DE 10 2016 118 569 A1 discloses an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge, the electrode arrangement having two sub-electrodes arranged next to one another and insulated from one another by a dielectric, which are fed by means of a control device with mutually compensating alternating high voltages with regard to the waveform of the voltage level with the surface to be treated serving as the ground electrode.
  • a plasma forms in the air layer provided between the surface to be treated and the dielectric.
  • the plasma treatment not only promotes wound healing, but also serves in particular to disinfect the skin of human or animal bodies.
  • the electrode arrangement described there provides that the control device required for feeding in the alternating high voltage has a housing device which is required next to the electrode and in which the control device is accommodated.
  • Another aspect of the plasma treatment of human or animal skin areas consists in the safe handling of the electrode arrangement and the avoidance of sparks striking the skin.
  • the electrical contacting of the electrode with the AC high-voltage generator must be designed in such a way that accidental contact with electrically conductive elements or flashover to the skin is avoided.
  • footwear which has an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge between at least one electrode and a foot sole to be treated, with a at least one part of an inner sole, which completely covers at least one electrode towards the sole of the foot to be treated and forms a contact side pointing towards the sole of the foot to be treated, and wherein the electrode arrangement is connected or can be connected to a control device which, for feeding the at least one connected electrode, has a AC high voltage is designed to generate the dielectric barrier plasma discharge to treat the sole of the foot with a dielectric barrier plasma.
  • the control device comprises at least one high-voltage stage (high-voltage generator) and control electronics that are designed to correspondingly control the high-voltage stage for generating the alternating high voltage.
  • the control device can be partially or completely accommodated in the shoe sole of the footwear, with the high-voltage stage and control electronics not necessarily having to form a common component. It is also conceivable that the high-voltage stage is housed in the sole of the shoe, while the control electronics are arranged in the upper part of the shoe, for example in the shoe upper.
  • the dielectric which embeds the at least one electrode of the electrode arrangement, forms at least part of an inner sole that supports the sole of the foot when wearing a shoe with such a shoe sole.
  • the sole of the foot thus rests directly on at least part of the dielectric as the insole (possibly using a foot textile, for example in the form of a sock or a spacer fabric).
  • the insole of the footwear according to the invention not only takes on the task of supporting the sole of the foot when the shoe is worn, but also the task of a dielectric of an electrode arrangement in order to be able to form a plasma in an air space between the contact side of the dielectric and the sole of the foot.
  • This air space can be formed, for example, by wearing a foot textile or by a profiled surface on the contact side of the dielectric, in which corresponding air spaces are formed between elevations (spacer elements) on the contact side upon contact with the sole of the foot, in which the plasma can form.
  • the footwear can be based on the principle that the sole of the electrically conductive body to be treated is used as a ground electrode, so that in principle only a single electrode is required for the formation of a plasma field which interacts with the sole of the foot to be treated as a ground electrode to form the plasma.
  • a plasma field which interacts with the sole of the foot to be treated as a ground electrode to form the plasma.
  • an ideally homogeneous electrical field is created across the surface of the electrode, in which the field lines run parallel to one another.
  • curved or sloping field lines can arise only at the edge of the electrode.
  • an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge can be implemented, which is suitable for generating a plasma in one or more air spaces between the contact side of the dielectric and the sole of the foot of the person wearing the shoe
  • a person which can significantly improve foot hygiene. It has been shown that fungi, bacteria and germs in the shoe and on the skin surface of the sole of the foot can be significantly reduced when shoes are worn for a long time and foot hygiene can be improved.
  • the plasma treatment significantly improves the microcirculation in the blood vessels, so that the invention provides advantages in particular for people with diabetes or neuropathies.
  • the electrode arrangement and in particular the at least one electrode contained therein is or can be connected to the high-voltage stage of the control device, so that the alternating high voltage generated by the high-voltage stage can be transmitted to the electrode in order to generate a dielectrically impeded plasma discharge.
  • a contact device is now provided for electrically connecting the electrode to the control device, in particular the high-voltage stage of the control device, the contact device comprising a first contact element connected to the electrode, which is provided with a second contact element provided in a shoe sole of the footwear Contact element for the electrical connection interacts in such a way that the electrode is electrically connected or connectable to a high-voltage stage arranged in the shoe sole for transmission of the alternating high voltage to the electrode.
  • the contact device is designed to transmit a high voltage from the high-voltage stage to the electrode with the aid of the contact elements.
  • the high-voltage stage is housed in the sole of the shoe, preferably in the heel, of the footwear and can generate a corresponding high-voltage alternating current through appropriate activation by the control electronics of the control device and transmit this to the electrode for generating the dielectrically impeded plasma.
  • the contact elements of the contact device can be designed in such a way that they produce a detachable electrical connection, with a particularly positive, non-positive and/or magnetic connection being able to be provided for safe operation for transmission of the high-voltage potential to the electrode.
  • the contact elements of the contact device represent a plug-in connection, which are plugged into one another when the insole (dielectric with electrode) is inserted and are thus engaged for the transmission of the high-voltage potential.
  • a magnetic connection is also conceivable, for example, in which the electrical contact is held by a magnetic force.
  • a plug connection with a contact pin and a contact socket that engage in one another is also conceivable. Contacting a contact pin coated with a dielectric on the end face is also conceivable. It is certainly also conceivable that a fixed, non-detachable electrical connection is established.
  • the dielectric can completely form the insole, so that the contact side of the dielectric forming the insole completely covers the sole of the wearer's foot. This has the advantage that the entire sole of the foot can be treated with a plasma.
  • the dielectric only forms part of the insole and as a result the sole of the foot is not completely covered by the contact side.
  • only a part of the sole of the foot is treated with a plasma when the electrode embedded in the dielectric is subjected to an alternating high voltage by the control unit.
  • the dielectric can only be provided in the area of the heel of the sole of the foot. It is conceivable that the dielectric extends from the heel area into the area of the arch of the foot, for example up to the ball of the foot. However, it is certainly also conceivable that the dielectric only covers the area of the arch of the foot and/or the area of the ball of the foot.
  • the insole formed partially or completely by the dielectric can, for example, be an integral component of the shoe sole and is in particular firmly and non-detachably connected to the other components of the shoe sole or the footwear.
  • the electrode embedded in the dielectric is thus connected or electrically contacted to the high-voltage stage via a fixed, non-detachable connection.
  • the idea of the invention also includes the fact that the insole, which is at least partially formed by the dielectric, is detachably connected to the shoe sole and is therefore designed in particular to be exchangeable. This allows the insole with the electrode and the dielectric embedding the electrode to be replaced as required, for example to meet higher hygienic requirements or to be able to replace the electrode or the dielectric if the electrode or dielectric is defective without having to discard the entire shoe.
  • the insole formed from the dielectric and the at least one electrode can also be an insole that can be exchanged or exchanged if necessary.
  • the electrode arrangement has at least two electrodes which are insulated from one another by the dielectric and are arranged next to one another, with the contact device for each electrode comprising a first contact element and a second contact element in such a way that the electrodes are connected or can be connected separately from one another to the control device .
  • the control device contains only a single high-voltage stage for feeding the alternating high voltage for the individual electrodes is provided.
  • a single, separate high-voltage stage is provided for each electrode, as a result of which each electrode can be supplied with an alternating high voltage separately and independently of the other electrodes.
  • Electrodes Arranged next to one another means here that the electrodes are arranged next to one another in the dielectric in the direction of travel and are aligned in a common plane that lies essentially parallel to the plane spanned by the shoe sole.
  • the two electrodes arranged next to one another in the running direction are therefore essentially at the same distance from the common contact side of the dielectric.
  • the electrodes are preferably formed with such a surface area that the expansion of the electric field and the ideally parallel field lines is more than 50%, preferably more than 65% and more preferably more than 80% of the surface of the insole.
  • the electrodes are extended over a large area and are positioned parallel to the contact side of the dielectric and are preferably embedded in the dielectric in such a way that the electrodes are arranged next to one another at the same distance from the contact side and are insulated from one another by the dielectric.
  • the electrodes are connected to the control device separately from one another and can thus be supplied with the alternating high voltage separately from the control device.
  • Electrodes of one pair of electrodes can be implemented, with the electrodes of one pair of electrodes being arranged next to one another and next to one another in the dielectric in an electrically insulated manner.
  • Each electrode of a pair of electrodes can be connected to the control device separately from the other and fed separately with an alternating high voltage.
  • control device is set up to feed neighboring electrodes with mutually compensating partial alternating high voltages with regard to the waveform and the voltage level. This results in an increased effective voltage for the formation of the plasma compared to just one electrode with the same peak voltage of the partial alternating high voltages. Furthermore, there is no reference to earth potential required, so that an earth potential-independent power supply, for example from batteries, is possible.
  • the electrode arrangement with its at least two adjacent electrodes is therefore designed in such a way that the electrodes ideally form a substantially homogeneous field over their almost entire surface with the sole of the foot to be treated, which ideally generates a uniform plasma.
  • the half-waves can be identical in size and shape, so that a constant mid-potential, which does not change over the period of the AC voltage, is established in the separation region and forms a ground potential.
  • the identity of the opposite half-wave can only be approximated, so that there is a constant total potential in the separation region even if there is still a slight fluctuation in the total potential, which is less than 5% of the peak voltage, for example.
  • At least two electrodes are arranged next to one another in the longitudinal direction of the shoe sole.
  • the longitudinal direction here means the usual running direction.
  • the control device generates the alternating high voltage in the form of individual pulses, in the form of pulse trains and/or in the form of damped oscillations and delivers it to the respective electrode.
  • the initial half-wave In a pulse train with a damped oscillation, the initial half-wave has the highest amplitude, so the polarity of this pulse signal is primarily determined by the polarity of the initial half-wave.
  • the pulse signals can oscillate around a neutral line or zero line, so that starting from this neutral line, a positive half-wave is then followed by a negative half-wave, which can then be followed by a positive half-wave again, for example.
  • the ratio between the pulse duration of an individual pulse signal and the pulse interval between two pulse signals is preferably less than 1:10, preferably less than 1:20.
  • the pulse duration is therefore significantly smaller than the pulse interval between two pulse signals.
  • the duty cycle also called control degree as a
  • the ratio between the pulse duration and the period duration is less than 10%, preferably less than 5%.
  • the peak voltages of the AC high voltages used can be ⁇ 1 kV to ⁇ 100 kV, preferably between ⁇ 2 kV and ⁇ 25 kV.
  • the alternating frequencies of the alternating high voltages are expediently between a few 100 Hz and about 100 MHz.
  • the electrical power of the dielectric barrier plasma discharge is preferably less than 10 W, particularly preferably less than 5 W. However, the electrical power can also be 1 W or even less.
  • the alternating high voltage of the at least one electrode can be generated in the form of individual, bipolar voltage pulses which, for example, have a magnitude of 1 kV. This is possible with commercially available electronic semiconductor components.
  • the at least one electrode is in the form of a flat, flexible electrode which has a multiplicity of openings, the dielectric embedding the at least one electrode extending through these openings.
  • An electrode according to the invention can be made of spring steel, for example, so that the insole is given a certain stability (flexural rigidity).
  • the dielectric extending into the openings ensures that the electrode is held securely within the dielectric and, under constant load, prevents the electrode from slipping within the dielectric and thus a defect. Due to its openings and the dielectric extending into them, the electrode is held in the dielectric in the manner of a form fit.
  • the electrode embedded in the dielectric also has flexible properties so as not to impede the rolling of the foot when using the shoe sole.
  • the dielectric and electrode are designed to be flexible in such a way that the foot can roll off and the dielectric and electrode can be bent in the longitudinal direction while walking or running.
  • the first contact element of the contact device is a contact plug which is connected to the respective electrode at one end and is made of the dielectric at the opposite end. kum extends, wherein the contact plug positively and/or non-positively engages or can be engaged in a contact socket provided as a second contact element in the shoe sole.
  • each electrode has at least one contact pin which positively and/or non-positively engages in a corresponding contact socket in order to be able to connect the respective electrode separately to the control device and to be able to control it with an alternating high voltage.
  • the contact pins are preferably provided in an area that is in the immediate vicinity of the high-voltage stage, so that the connection between the electrodes and the high-voltage stage is as short as possible. It is preferred here if the high-voltage stage is arranged in the other layers of the shoe sole, in particular in the heel supporting the heel. However, the high-voltage stage can also be arranged in the insole of the shoe sole and thus become an integral part of the insole, which enables compact handling and integration of the electrode arrangement in a shoe.
  • the contact pins protrude from the side of the dielectric facing away from the contact side, with the contact sockets being arranged essentially completely in the shoe sole. This prevents accidental touching of the second contact elements, which carry the high-voltage potential. In this way, on the one hand, safe operation of the electrode arrangement can be implemented without having to fear the risk of a voltage flashover. In addition, contact with the high-voltage source in the shoe sole can be avoided when replacing the insole. For this purpose, provision can preferably also be made for electrical contact to take place only at the bottom of the socket, so that the contact pins of the dielectric are only electrically contacted with the control device from a certain penetration depth, which is suitable for avoiding accidental contact with the high-voltage source.
  • this plug-in connection consisting of a contact plug and contact socket, not only can the electrode be electrically connected to the high-voltage potential, but the inner lining can also be fixed. le inside the footwear. Because the plug-in connection creates a form fit that keeps the insole in the desired position. This is particularly advantageous if the insole is replaceable, for example with a replaceable insole.
  • a self-closing opening can be provided over the contact receptacles in order to prevent accidental touching of the contacts of the contact receptacle.
  • Such a self-closing opening can be realized, for example, by means of rubber lips that adjoin one another.
  • the dielectric consists of silicone or is formed from it.
  • the dielectric is formed from a flexible and/or gel-like material.
  • a gel-like material can, for example, be a sol-gel (for example produced in a sol-gel process).
  • the gel-like material can, for example, be a polyurethane-based gel, in particular without a plasticizer, and has the dimensional stability of a solid body with elastic properties. In particular, it cannot be a hydrogel. This is in particular a cast material which is approximately liquid in the manufacturing process and in particular can fill the openings provided in the electrode. Surprisingly, it has been shown that such a polyurethane gel is suitable as a dielectric.
  • the bearing surface of the dielectric can be produced by skin formation of the polyurethane gel or preferably by applying a film, which can consist of silicone or preferably of polyurethane, to the gel during a casting process for shaping the dielectric.
  • the soft and supple polyurethane gel can be produced from the reaction of at least one polyol with at least one suitable isocyanate, the immobilized disperse (liquid) phase of the gel being formed by the at least one polyol and not - as in the case of a hydrogel - by water. Rather, the water content of the polyurethane gel is preferably below 5% by weight, preferably below 3% by weight, due to the absorption of moisture after production.
  • the skin which can completely enclose the polyurethane gel, has a thickness of less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, more preferably less than 0.2 mm and is thus flexible designed so that the advantageous mechanical properties of the gel (softness, adaptability to curved surfaces, pleasant feeling of contact) are not impaired.
  • the insole is formed entirely from the dielectric and the at least one electrode embedded therein.
  • the footwear has an electrical energy store—in particular a chargeable one—which is connected to the control device and supplies it with electrical energy. Both the control device and the at least one electrode of the electrode arrangement are supplied with electrical energy from the electrical energy store.
  • a chargeable energy storage device is provided, then it is advantageous if a contacting interface is provided in the shoe sole in order to charge the electrical energy storage device by contacting it with an external electrical energy source via the contacting interface.
  • a contacting interface can, for example, correspond to the USB (for example USB-C) standard.
  • the mechanical force applied when walking or running is converted into electrical energy by means of a converter element (for example based on the piezoelectric effect).
  • a converter element for example based on the piezoelectric effect
  • the force acting on the sole of the shoe when walking or running can be converted into electrical energy, which either feeds the chargeable energy store or is used directly to feed an alternating high voltage.
  • both the control electronics and the at least one high-voltage stage of the control device are arranged in the shoe sole, in particular in the heel, of the footwear.
  • the contacts ELEMENTS of the contact device of the respective electrode are provided in the area of the heel in order to realize the shortest possible connection path.
  • the control device can be connected to an external energy source, for example to charge an electrical energy store provided in the paragraph. This enables autonomous operation over a certain period of time.
  • an external high voltage to be supplied to the control device in order to be able to dispense with energy stores in the footwear.
  • the dielectric is structured on the contact side in order to form a plurality of cavities in cooperation with the sole of the foot to be treated, or is smooth.
  • the structured dielectric is designed in relief on the system side, with elevations and depressions alternating. This can be realized, for example, by a lattice or nub structure. Due to the alternating peaks and valleys, an air space forms when the sole of the foot contacts the dielectric of the insole. The plasma can then form in the air space formed in this way.
  • Such spacer elements provided in the contact side of the dielectric form, in cooperation with the sole of the foot, cavities in which the plasma can form.
  • a smooth contact side is provided, with the formation of the cavities then being realized by wearing a foot textile (e.g. socks) or a spacer fabric which ensures a distance between the skin or the sole of the foot and the dielectric .
  • a foot textile e.g. socks
  • a spacer fabric which ensures a distance between the skin or the sole of the foot and the dielectric .
  • the insole designed as an insole partially or completely fills the length of the shoe interior and, in particular, has a width over the length that is adapted to the shape of a foot.
  • the electrode or electrodes embedded in the insole by the dielectric are preferably designed in such a way that they are also adapted to the shape of the foot and, in particular, have a greater width in the ball area than in the heel area.
  • the electrode arrangement has one or more through-openings (through-holes) for air exchange.
  • the through-openings extend through the electrodes and the dielectric.
  • the through openings of the electrode have a large re opening width than the corresponding through-openings of the dielectric, so that the electrode in the region of the through-opening is also completely covered by the dielectric.
  • FIG. 1 Schematic representation of footwear with a shoe sole according to the invention in a lateral sectional representation
  • Figure 2 shows the longitudinal section A-A
  • FIG. 1 shows footwear 10, which has a shoe sole 11 and a shoe upper 12 adjoining the shoe sole 11 in the upper part.
  • the shoe sole 11 and the shoe upper 12 form a cavity 13 into which an opening 14 can be reached.
  • the cavity 13 serves to accommodate a foot.
  • the shoe sole 11 has an inner sole 15 which is aligned with a contact side 16 in the direction of the cavity 13 .
  • the contact side 16 of the insole 15 is designed in such a way that it is intended to accommodate the sole of the foot located around the cavity 13 .
  • the insole 15 and in particular the contact side 16 are shaped accordingly in order to receive and support the sole of the foot accordingly.
  • the insole 15 forms a dielectric 20 in which at least one electrode 21 is embedded.
  • the dielectric 20 and the at least one electrode 21 embedded therein are flexible and can follow the resulting change in shape of the footwear 10 when the foot rolls during a walking or running movement.
  • control device 22 which includes a high-voltage stage 23 and control electronics 24 for controlling high-voltage stage 23 (FIG. 2). Both the high-voltage stage 23 and the control electronics 24 are arranged in the heel of the footwear 10 .
  • the electrode 21 is electrically connected to the control device 22 , in particular to the high-voltage stage 23 , by means of a contact device 25 , so that the alternating high voltage generated by the high-voltage stage 23 can be delivered to the electrode 21 .
  • the contact device 25 has a contact pin 26 as the first contact element, which positively engages in a contact socket 27 as the second contact element.
  • the contact pin 26 is electrically connected to the electrode 21 and leads out of the dielectric 20 at the point of contact.
  • the contact socket 27 is located in the heel 17 of the shoe sole 11 and is here in particular an integral part of the footwear 10. The contact socket 27 is then electrically connected to the high-voltage stage 23 of the control device 22 and can thus transmit the high-voltage potential to the electrode 21.
  • control device 22 can be supplied by a self-sufficient electrical energy source, for example a battery or an accumulator.
  • An accumulator can be charged via an external energy source 28 which can be contacted with the control device 22 as required.
  • the shoe sole 11 has a contacting interface 29 in the rear area of the heel 17, which is designed to be contacted with an external energy source 28.
  • a contacting interface 29 can, for example, follow a plug standard, such as the USB standard.
  • FIG. 2 shows a plan view through the longitudinal section AA, as shown in FIG. 1, the arrangement of dielectric 20 and electrodes 21a, 21b being shown in more detail in FIG. 3a.
  • the insole 15 with the dielectric 20 extends from the front part of the footwear 10 to the rear area of the footwear 10, where the heel of the sole of the foot is.
  • the dielectric 20 embeds two adjacent electrodes 21a and 21b arranged next to one another, which are arranged next to one another in the longitudinal direction of the footwear and are on average at the same distance from the contact side 16.
  • Each of the two electrodes 21a and 21b has a contact pin 26a and 26b, respectively, which engage in a contact socket (not shown) and separate the respective electrode with the control device 22 and connect it separately from the other electrode.
  • a contact socket not shown
  • both the first electrode 21a and the second Electrode 21b can be charged separately and separately from the other with an alternating high voltage.
  • FIG. 2 shows the control device 22 with an electronic control system 24 which includes a microprocessor-controlled or microcontroller-controlled or also FPGA-controlled arithmetic unit 30 and the chargeable energy store 31 .
  • FIG. 2 shows a control device 22 in which two transformers 23a and 23b are provided as high-voltage stages.
  • the first transformer 23a feeds the first electrode 21a with a first alternating high voltage
  • the second transformer 23b feeds the second electrode 21b with a second alternating high voltage.
  • each electrode can be supplied with a corresponding alternating high voltage independently and separately from one another. These can preferably be opposite in terms of waveform and voltage level.
  • the first, right electrode 21a can be subjected to a first alternating high voltage that is characteristic in terms of waveform and magnitude, which is opposite to the waveform and magnitude of the second alternating high voltage of the second, left electrode 21b.
  • the lower representation in FIG. 2 shows a control device 22 which has only a single transformer 23 in order to feed the electrodes with a corresponding alternating high voltage. It can be provided that the electrodes are connected to the two terminals of an alternating high voltage. It is also conceivable, however, for the two electrodes to be fed simultaneously with the phase of the alternating high voltage as a kind of one electrode.
  • FIG. 3b shows an embodiment in which only one electrode 21 is arranged in the dielectric 20.
  • FIG. here, too, there is a contact pin 26 in the heel area, which protrudes out of the dielectric 20 from the viewing plane.
  • the electrode 21, like the sub-electrodes 21a and 21b, has a plurality of openings 35, so that a type of perforation is created. These openings 35 are occupied by the material of the dielectric 20 and thus fix the electrode 21 in a form-fitting manner in the dielectric 20.
  • FIG. 4 shows a cross section CC through the rear heel area of the footwear 10. This can be seen as the insole. 15 formed dielectric 20, in which the first and second electrode is embedded.
  • a contact pin 26a, 26b extends from each of the two electrodes in the direction of the control device 22.
  • contact sockets 27a, 27b for the respective contact pin 26a, 26b of the respective electrode, into which the contact pins are each used and their respective electrode with the control device 22 electrically connects.
  • the contact sockets 27a, 27b together with the contact pins 26a, 26b form a type of plug-socket system or plug-in connection in order to be able to connect the respective electrode of the control device 22 and which can in particular be detachable.
  • an exchangeable insole 15 can be implemented, which can be exchanged as required and correspondingly safely connected to the control device 22 for applying an alternating high voltage to the electrodes.
  • the arrangement of the contact sockets 27a, 27b in the area of the control device 22 ensures that the electrical connection between the electrodes 21a, 21b and the control device 22 is kept as short as possible.
  • FIG. 4 shows that the control device 22 is arranged in a special cavity 33 in the shoe sole 11 under the insole 15 .
  • the control device 22 can thus be safely accommodated in the shoe sole 11 without having to fear that the high-voltage source can be accidentally touched.
  • a narrow web 34 which covers the cavity 33 is located between the cavity 33 and the insole 15 .
  • the heel of the foot exerts a force on the insole 15 in the direction of the control device 22 , which can lead to a deformation of the insole 15 and the web 34 .
  • the hollow space 33 is filled with a soft or flexible material, as a result of which the control device 22 is completely embedded in the shoe sole 11 .
  • This allows the inner sole to be replaced, for example in the form of an insole.
  • Footwear Shoe sole Shoe upper Cavity of the footwear Opening of the footwear Inner sole Contact side Heel of the sole of the shoe Dielectric Electrode Control device High-voltage stage/transformer Control electronics Contact device Contact pin Contact socket External energy source Contacting interface Computing unit Chargeable energy store Separation area Cavity of the sole of the shoe Web Openings of the electrode

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Abstract

The invention relates to footwear having an inner sole and an electrode arrangement for forming a dielectric barrier plasma discharge between at least one electrode and a sole of the foot to be treated, the insole having the electrode and a dielectric which completely covers the electrode towards the sole of the foot to be treated and forms a contact side facing towards the sole of the foot to be treated, and the electrode arrangement being connected or connectable to a control device which is designed to supply the electrode with an alternating high voltage in order to generate the dielectric barrier plasma discharge, characterised in that a contact apparatus is provided for electrically connecting the electrode to the control device, the contact apparatus comprising a first contact element which is connected to the electrode and interacts with a second contact element for electrical connection provided in a shoe sole of the footwear such that the electrode is electrically connected or connectable to a high-voltage stage arranged in the shoe sole in order to transmit the alternating high voltage to the electrode.

Description

Schuhwerk mit einer Elektrodenanordnung zum Erzeugen von Plasma Footwear with an electrode arrangement for generating plasma
Die Erfindung betrifft ein Schuhwerk mit einer Innensohle und einer Elektrodenanordnung zur Ausbildung einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung. The invention relates to footwear with an inner sole and an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge.
Schuhe, auch Fußbekleidung oder Schuhwerk genannt, haben primär die Aufgabe, die Fußsohle einer das Schuhwerk tragenden Person beim Gehen bzw. Laufen zu schützen. Schuhe weisen hierfür zwei Hauptbestandteile auf, nämlich zum einen den Schuhschaft (kurz Schaft), der den oberen Teil des Schuhs bildet, und zum anderen den Schuhboden, der mit einer festen Unterlage, der Schuhsohle, mit dem oberen Teil, dem Schuhschaft, verbunden ist. Die Schuhsohle bildet somit eine Unterlage, welche die Fußsohle gegenüber der zu begehenden Fläche schützt. Shoes, also called footwear or footwear, have the primary task of protecting the soles of the feet of a person wearing the footwear when walking or running. Shoes have two main components for this purpose, namely the shoe upper (short upper), which forms the upper part of the shoe, and the shoe bottom, which is connected to a firm base, the shoe sole, and the upper part, the shoe upper . The sole of the shoe thus forms a base that protects the sole of the foot from the surface to be walked on.
Eine gattungsgemäße Schuhsohle enthält dabei in der Regel wenigstens zwei Schichten in Form einer Innensohle und dem übrigen Teil der Schuhsohle, die auch die Außensohle umfasst. Die Innensohle (fest oder auswechselbar) bildet dabei eine zur Stützung der Fußsohle vorgesehene Schicht der Schuhsohle, auf der sich die Fußsohle des Fußes beim Gehen direkt abstützt. Die Innensohle liegt dabei in der Regel innerhalb des Schuhs und dient als Auflage für die Fußsohle (mit oder ohne zwischenliegenden Textilen wie bspw. Strümpfe). Eine solche Innensohle der Schuhsohle kann dabei auch eine Einlage sein, die beispielsweise einer orthopädischen Indikation folgt und bestimmte Eigenschaften besitzt, um den Fuß zu stützen. A generic shoe sole usually contains at least two layers in the form of an inner sole and the remaining part of the shoe sole, which also includes the outer sole. The insole (fixed or replaceable) forms a layer of the shoe sole that is provided to support the sole of the foot and on which the sole of the foot is directly supported when walking. The insole is usually inside the shoe and serves as a support for the sole of the foot (with or without intervening textiles such as stockings). Such an insole of the shoe sole can also be an insert which, for example, follows an orthopedic indication and has certain properties in order to support the foot.
Der übrige Teil der Schuhsohle mit der Außensohle, auch Laufsohle genannt, bildet dabei den zum Boden hin weisenden Teil der Schuhsohle, der mit der Lauffläche bzw. dem Untergrund, auf dem die das Schuhwerk tragenden Person geht, in Berührung kommt. Die Außensohle dient primär dazu, die Innensohle und die Fußsohle zu schützen und kann auf der zum Untergrund hinweisenden Fläche eine Profilierung aufweisen. Die Außensohle als Teil der gesamten Schuhsohle ist dabei in der Regel ein fester Bestandteil des Schuhwerks und ist insbesondere mit diesem nicht-lösbar verbunden. Die Innensohle kann dabei lösbar mit dem Schuhwerk verbunden sein und ist insbesondere eine dünne Schicht, welche die Fußsohle kontaktiert. The remaining part of the shoe sole with the outsole, also called outsole, forms the part of the shoe sole pointing towards the ground, which comes into contact with the running surface or the ground on which the person wearing the footwear walks. The outsole primarily serves to protect the insole and the sole of the foot and can have a profile on the surface facing the ground. The outsole as part of the entire shoe sole is usually included an integral part of the footwear and is in particular non-detachably connected to it. The insole can be detachably connected to the footwear and is in particular a thin layer that contacts the sole of the foot.
Je nach Art und Anwendungszweck des Schuhs sind noch weitere Zwischenschichten zwischen der Innensohle und der Außensohle denkbar, wie beispielsweise eine Ausballung. Diese dient oftmals dazu, eine dämpfende bzw. fehlende Eigenschaft dem Schuh beim Laufen zu verleihen, um den Tragekomfort zu erhöhen. Depending on the type and intended use of the shoe, other intermediate layers between the inner sole and the outer sole are also conceivable, such as a bulge. This often serves to give the shoe a cushioning or missing property when running in order to increase the wearing comfort.
Im Alltag werden Schuhe oftmals über einen längeren Zeitraum, meist für mehrere Stunden, getragen, ohne dass die Schuhe ausgezogen werden. Zwar werden die Füße in der Regel durch zusätzliche Textilien, wie beispielsweise Strümpfe oder Socken, zusätzlich geschützt. Allerdings kann das Tragen von Schuhen über einen längeren Zeitraum hygienisch problematisch sein. So können sich Pilze und Bakterien nicht nur in den zusätzlichen Textilien ansiedeln, sondern auch auf der Haut des Fußes bzw. der Fußsohle. Gerade bei Arbeitsschuhen, die täglich, oft mehrere Tage hintereinander von der betreffenden Person über einen langen Zeitraum getragen werden müssen, können sich ernsthafte hygienische Nachteile für die Fußgesundheit der betreffenden Person ergeben. Denn Arbeitsschuhe könne nicht, wie beispielsweise die schützende Textilschicht, täglich gewechselt und gewaschen werden, um die Fußhygiene zu verbessern. Selbiges gilt auch für Sportschuhe und orthopädische Schuhe. In everyday life, shoes are often worn over a longer period of time, usually for several hours, without the shoes being removed. The feet are usually additionally protected by additional textiles, such as stockings or socks. However, wearing shoes for a longer period of time can be hygienically problematic. Fungi and bacteria can not only settle in the additional textiles, but also on the skin of the foot or the sole of the foot. In the case of work shoes in particular, which the person in question has to wear daily, often several days in a row over a long period of time, there can be serious hygienic disadvantages for the foot health of the person in question. Because work shoes cannot be changed and washed every day, like the protective textile layer, for example, in order to improve foot hygiene. The same applies to sports shoes and orthopedic shoes.
Es besteht daher ein Bedürfnis, insbesondere bei langen Tragezeiten von Schuhwerken die Fußhygiene der das Schuhwerk tragenden Person zu verbessern. There is therefore a need, particularly when shoes are worn for long periods, to improve the foot hygiene of the person wearing the shoes.
Aus der DE 102020 115 532 A1 ist eine Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung und Desinfektion von Kleidungsstücken, insbesondere von Schuhen, bekannt. Die Vorrichtung weist eine ein Gehäuse umgebende Kammer auf, in die die zu reinigen und zu desinfizierenden Kleidungsstücke eingelegt und dann mittels einer UV- Strahlungsquelle mit UV-Licht bestrahlt werden, um organische Materialien abzutöten. Nachteil hierbei ist, dass das Schuhwerk für den Reinigungsprozess ausgezogen und in die dafür vorgesehene Kammer eingelegt werden muss. Der Reinigungsprozess ist daher ortsgebunden und wenig praktikabel. Außerdem kann bei langen Tragezeiten des Schuhwerkes die Fußhygiene über den gesamten Zeitraum hinweg nicht optimal sichergestellt werden. Außerdem ist es hiermit nicht möglich, die Fußgesundheit bzw. Fußhygiene des Fußes beim Tragen zu verbessern. DE 102020 115 532 A1 discloses a device and method for cleaning and disinfecting items of clothing, in particular shoes. The device has a chamber surrounding a housing in which the items of clothing to be cleaned and disinfected are placed and then irradiated with UV light by means of a UV radiation source in order to kill organic materials. The disadvantage here is that the footwear has to be removed for the cleaning process and placed in the chamber provided for this purpose. The cleaning process is therefore local and not very practical. In addition, if the footwear is worn for a long time, foot hygiene can be maintained over the entire period cannot be optimally secured. In addition, it is hereby not possible to improve the foot health or foot hygiene of the foot when wearing it.
Aus der DE 10 2016 118 569 A1 ist eine Elektrodenanordnung zur Ausbildung einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung bekannt, wobei die Elektrodenanordnung zwei nebeneinander angeordnete und durch ein Dielektrikum voneinander isolierte Teilelektroden hat, die mittels einer Steuereinrichtung mit bezüglich der Wellenform der Spannungshöhe gegengleichen, sich kompensierenden Wechselhochspannungen gespeist werden, wobei die zu behandelnde Oberfläche als Masseelektrode dient. Dadurch bildet sich in der Luftschicht, die zwischen der zu behandelnden Oberfläche und dem Dielektrikum vorgesehen ist, ein Plasma aus. Dabei fördert die Plasmabehandlung nicht nur die Wundheilung, sondern dient insbesondere auch der Desinfektion der Haut von menschlichen oder tierischen Körpern. DE 10 2016 118 569 A1 discloses an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge, the electrode arrangement having two sub-electrodes arranged next to one another and insulated from one another by a dielectric, which are fed by means of a control device with mutually compensating alternating high voltages with regard to the waveform of the voltage level with the surface to be treated serving as the ground electrode. As a result, a plasma forms in the air layer provided between the surface to be treated and the dielectric. The plasma treatment not only promotes wound healing, but also serves in particular to disinfect the skin of human or animal bodies.
Allerdings sieht die dort beschriebene Elektrodenanordnung vor, dass die für die Einspeisung der Wechselhochspannung erforderliche Steuereinrichtung eine neben der Elektrode notwendige Gehäuseeinrichtung aufweist, in der die Steuereinrichtung untergebracht ist. Ein weiterer Aspekt der Plasmabehandlung menschlicher oder tierischer Hautbereiche besteht in der sicheren Handhabung der Elektrodenanordnung und der Vermeidung eines Funkenschlags auf die Haut. Hierfür muss die elektrische Kontaktierung der Elektrode mit dem Wechselhochspannungsgenerator so ausgestaltet sein, dass ein versehentliches Berühren elektrisch leitender Elemente oder ein Überschlag auf die Haut vermieden wird. However, the electrode arrangement described there provides that the control device required for feeding in the alternating high voltage has a housing device which is required next to the electrode and in which the control device is accommodated. Another aspect of the plasma treatment of human or animal skin areas consists in the safe handling of the electrode arrangement and the avoidance of sparks striking the skin. For this purpose, the electrical contacting of the electrode with the AC high-voltage generator must be designed in such a way that accidental contact with electrically conductive elements or flashover to the skin is avoided.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, mit der die Fußhygiene insbesondere beim Tragen des Schuhwerkes, verbessert werden kann. It is the object of the present invention to specify an improved device with which foot hygiene can be improved, in particular when the footwear is worn.
Die Aufgabe wird mit dem Schuhwerk gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen. The object is achieved with the footwear according to claim 1 according to the invention. Advantageous configurations of the invention can be found in the corresponding subclaims.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Schuhwerk vorgeschlagen, das eine Elektrodenanordnung zur Ausbildung einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung zwischen mindestens einer Elektrode und einer zu behandelnden Fußsohle hat, wobei ein als zu- mindest einen Teil einer Innensohle ausgebildetes Dielektrikum die mindestens eine Elektrode zur zu behandelnden Fußsohle hin vollständig abdeckt und eine zur zu behandelnden Fußsohle zeigende Anlageseite bildet, und wobei die Elektrodenanordnung mit einer Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar ist, die zum Speisen der mindestens einen verbundenen Elektrode mit einer Wechselhochspannung zur Erzeugung der dielektrisch behinderten Plasmaentladung ausgebildet ist, um die Fußsohle mit einem dielektrisch behinderten Plasma zu behandeln. Die Steuereinrichtung umfasst hierfür mindestens eine Hochspannungsstufe (Hochspannungsgenerator) sowie eine Steuerungselektronik, die ausgebildet ist, die Hochspannungsstufe zum Erzeugen der Wechselhochspannung entsprechend anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann dabei teilweise oder vollständig in der Schuhsohle des Schuhwerkes untergebracht sein, wobei Hochspannungsstufe und Steuerungselektronik nicht zwangsläufig ein gemeinsames Bauteil bilden müssen. Ebenfalls ist denkbar, dass die Hochspannungsstufe in der Schuhsohle untergebracht ist, während die Steuerungselektronik im oberen Teil des Schuhwerkes, beispielsweise im Schuhschaft, angeordnet ist. According to claim 1, footwear is proposed which has an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge between at least one electrode and a foot sole to be treated, with a at least one part of an inner sole, which completely covers at least one electrode towards the sole of the foot to be treated and forms a contact side pointing towards the sole of the foot to be treated, and wherein the electrode arrangement is connected or can be connected to a control device which, for feeding the at least one connected electrode, has a AC high voltage is designed to generate the dielectric barrier plasma discharge to treat the sole of the foot with a dielectric barrier plasma. For this purpose, the control device comprises at least one high-voltage stage (high-voltage generator) and control electronics that are designed to correspondingly control the high-voltage stage for generating the alternating high voltage. The control device can be partially or completely accommodated in the shoe sole of the footwear, with the high-voltage stage and control electronics not necessarily having to form a common component. It is also conceivable that the high-voltage stage is housed in the sole of the shoe, while the control electronics are arranged in the upper part of the shoe, for example in the shoe upper.
Das Dielektrikum, welches die mindestens eine Elektrode der Elektrodenanordnung einbettet, bildet zumindest einen Teil einer Innensohle, die die Fußsohle beim Tragen eines Schuhs mit einer solchen Schuhsohle stützt. Die Fußsohle setzt somit beim Tragen des Schuhwerkes direkt auf zumindest einen Teil des Dielektrikums als Innensohle auf (ggf. unter Verwendung eines Fußtextils, beispielsweise in Form einer Socke oder eines Abstandsgewebes) auf. Damit übernimmt die Innensohle des erfindungsgemäßen Schuhwerkes nicht nur die Aufgabe, die Fußsohle beim Tragen des Schuhs entsprechend zu stützen, sondern auch die Aufgabe eines Dielektrikums einer Elektrodenanordnung, um in einem Luftraum zwischen der Anlageseite des Dielektrikums und der Fußsohle ein Plasma ausbilden zu können. Dieser Luftraum kann beispielsweise durch das Tragen eines Fußtextils oder durch eine profilierte Oberfläche der Anlageseite des Dielektrikums gebildet werden, bei der zwischen Erhebungen (Abstandselementen) der Anlageseite entsprechende Lufträume bei Kontakt mit der Fußsohle gebildet werden, in denen sich das Plasma ausbilden kann. The dielectric, which embeds the at least one electrode of the electrode arrangement, forms at least part of an inner sole that supports the sole of the foot when wearing a shoe with such a shoe sole. When the footwear is worn, the sole of the foot thus rests directly on at least part of the dielectric as the insole (possibly using a foot textile, for example in the form of a sock or a spacer fabric). The insole of the footwear according to the invention not only takes on the task of supporting the sole of the foot when the shoe is worn, but also the task of a dielectric of an electrode arrangement in order to be able to form a plasma in an air space between the contact side of the dielectric and the sole of the foot. This air space can be formed, for example, by wearing a foot textile or by a profiled surface on the contact side of the dielectric, in which corresponding air spaces are formed between elevations (spacer elements) on the contact side upon contact with the sole of the foot, in which the plasma can form.
Das Schuhwerk kann dabei auf dem Prinzip beruhen, dass die zu behandelnde Fußsohle des elektrisch leitfähigen Körpers als Masseelektrode verwendet wird, sodass prinzipiell für die Ausbildung eines Plasmafeldes nur eine einzige Elektrode benötigt wird, die mit der zu behandelnden Fußsohle als Masseelektrode zur Ausbildung des Plasmas zusammenwirkt. Dabei entsteht über die Fläche der Elektrode weitgehend ein idealerweise homogenes elektrisches Feld, in dem die Feldlinien parallel zueinander verlaufen. Lediglich am Rand der Elektrode können bekannterweise gekrümmte oder schräg verlaufende Feldlinien entstehen. The footwear can be based on the principle that the sole of the electrically conductive body to be treated is used as a ground electrode, so that in principle only a single electrode is required for the formation of a plasma field which interacts with the sole of the foot to be treated as a ground electrode to form the plasma. In this way, an ideally homogeneous electrical field is created across the surface of the electrode, in which the field lines run parallel to one another. As is known, curved or sloping field lines can arise only at the edge of the electrode.
Es wurde hierbei erkannt, dass sich durch die Verwendung eines Dielektrikums als Innensohle eines Schuhwerkes eine Elektrodenanordnung zur Ausbildung einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung realisieren lässt, die geeignet ist, ein Plasma in einem oder mehreren Lufträumen zwischen der Anlageseite des Dielektrikums und der Fußsohle der den Schuh tragenden Person auszubilden, wodurch die Fußhygiene deutlich verbessert werden kann. Es hat sich gezeigt, dass Pilze, Bakterien und Keime im Schuh und auf der Hautoberfläche der Fußsohle beim längeren Tragen der Schuhe deutlich reduziert und die Fußhygiene verbessert werden kann. Durch die Plasmabehandlung wird darüber hinaus die Mikrozirkulation in den Blutgefäßen deutlich verbessert, so dass die Erfindung insbesondere bei Menschen mit Diabetes oder Neuropathien Vorteile erbringt. It was recognized here that by using a dielectric as the inner sole of a shoe, an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge can be implemented, which is suitable for generating a plasma in one or more air spaces between the contact side of the dielectric and the sole of the foot of the person wearing the shoe Train a person, which can significantly improve foot hygiene. It has been shown that fungi, bacteria and germs in the shoe and on the skin surface of the sole of the foot can be significantly reduced when shoes are worn for a long time and foot hygiene can be improved. In addition, the plasma treatment significantly improves the microcirculation in the blood vessels, so that the invention provides advantages in particular for people with diabetes or neuropathies.
Es wurde darüber hinaus auch erkannt, dass trotz der bei der Verwendung der Schuhsohle entstehenden Stützkraft, die durch die Fußsohle auf die als Dielektrikum ausgebildete Innensohle wirkt, ein derartiger Luftraum zwischen Fußsohle und Anlageseite des Dielektrikums gebildet werden kann, der geeignet ist, ein Plasma zwischen Fußsohle und Anlageseite des Dielektrikums auszubilden, wenn die in dem Dielektrikum eingebetteten Elektrode mit einer Wechselhochspannung durch die Steuereinheit beaufschlagt wird. It was also recognized that, despite the supporting force that occurs when using the sole of the shoe, which acts through the sole of the foot on the insole designed as a dielectric, such an air space can be formed between the sole of the foot and the contact side of the dielectric that is suitable for generating a plasma between To form the sole of the foot and the contact side of the dielectric when the electrode embedded in the dielectric is subjected to an alternating high voltage by the control unit.
Die Elektrodenanordnung und insbesondere die darin enthaltene mindestens eine Elektrode ist mit der Hochspannungsstufe der Steuereinrichtung verbunden bzw. verbindbar, sodass die durch die Hochspannungsstufe generierte Wechselhochspannung an die Elektrode übertragen werden kann, um so eine dielektrisch behinderte Plasmaentladung zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist nun eine Kontaktvorrichtung zum elektrischen Verbinden der Elektrode mit der Steuereinrichtung, insbesondere der Hochspannungsstufe der Steuereinrichtung, vorgesehen, wobei die Kontaktvorrichtung ein erstes mit der Elektrode verbundenes Kontaktelement umfasst, welches mit einem in einer Schuhsohle des Schuhwerkes vorgesehenen zweiten Kontaktelement zur elektrischen Verbindung derart zusammenwirkt, dass die Elektrode mit einer in der Schuhsohle angeordneten Hochspannungsstufe zur Übertragung der Wechselhochspannung an die Elektrode elektrisch verbunden oder verbindbar ist. The electrode arrangement and in particular the at least one electrode contained therein is or can be connected to the high-voltage stage of the control device, so that the alternating high voltage generated by the high-voltage stage can be transmitted to the electrode in order to generate a dielectrically impeded plasma discharge. According to the invention, a contact device is now provided for electrically connecting the electrode to the control device, in particular the high-voltage stage of the control device, the contact device comprising a first contact element connected to the electrode, which is provided with a second contact element provided in a shoe sole of the footwear Contact element for the electrical connection interacts in such a way that the electrode is electrically connected or connectable to a high-voltage stage arranged in the shoe sole for transmission of the alternating high voltage to the electrode.
Die Kontaktvorrichtung des dabei ausgebildet, mithilfe der Kontaktelemente eine Hochspannung von der Hochspannungsstufe an die Elektrode zu übertragen. Die Hochspannungsstufe ist dabei in der Schuhsohle, vorzugsweise im Absatz, des Schuhwerkes untergebracht und kann durch entsprechende Ansteuerung durch die Steuerungselektronik der Steuereinrichtung eine entsprechende Wechselhochspannung generieren und diese an die Elektrode zur Erzeugung des dielektrisch behinderten Plasmas übertragen. The contact device is designed to transmit a high voltage from the high-voltage stage to the electrode with the aid of the contact elements. The high-voltage stage is housed in the sole of the shoe, preferably in the heel, of the footwear and can generate a corresponding high-voltage alternating current through appropriate activation by the control electronics of the control device and transmit this to the electrode for generating the dielectrically impeded plasma.
Die Kontaktelemente der Kontaktvorrichtung können dabei so ausgebildet sein, dass sie eine lösbare elektrische Verbindung herstellen, wobei für einen sicheren Betrieb zur Übertragung des Hochspannungspotentials an die Elektrode eine insbesondere formschlüssige, kraftschlüssige und/oder magnetische Verbindung vorgesehen sein kann. So ist es insbesondere denkbar, dass die Kontaktelemente der Kontaktvorrichtung eine Steckverbindung darstellen, die beim Einlegen der Innensohle (Dielektrikum mit Elektrode) ineinander gesteckt werden und so zur Übertragung des Hochspannungspotentials im Eingriff stehen. Ferner ist beispielsweise eine magnetische Verbindung denkbar, bei der die elektrische Kontaktierung durch eine magnetische Kraft gehalten wird. Denkbar ist aber auch eine Steckverbindung mit einem Kontaktstift und einer Kontaktbuchse, die ineinander eingreifen. Auch eine stirnseitige Kontaktierung eines mit einem Dielektrikum ummantelten Kontaktstiftes ist denkbar. Denkbar ist sicherlich auch, dass eine feste, nicht lösbare elektrische Verbindung hergestellt wird. The contact elements of the contact device can be designed in such a way that they produce a detachable electrical connection, with a particularly positive, non-positive and/or magnetic connection being able to be provided for safe operation for transmission of the high-voltage potential to the electrode. In particular, it is conceivable that the contact elements of the contact device represent a plug-in connection, which are plugged into one another when the insole (dielectric with electrode) is inserted and are thus engaged for the transmission of the high-voltage potential. A magnetic connection is also conceivable, for example, in which the electrical contact is held by a magnetic force. However, a plug connection with a contact pin and a contact socket that engage in one another is also conceivable. Contacting a contact pin coated with a dielectric on the end face is also conceivable. It is certainly also conceivable that a fixed, non-detachable electrical connection is established.
Das Dielektrikum kann dabei vollständig die Innensohle bilden, sodass die Anlageseite des die Innensohle ausbildenden Dielektrikums die Fußsohle des Trägers vollständig abdeckt. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass die gesamte Fußsohle mit einem Plasma behandelt werden kann. The dielectric can completely form the insole, so that the contact side of the dielectric forming the insole completely covers the sole of the wearer's foot. This has the advantage that the entire sole of the foot can be treated with a plasma.
Denkbar ist aber auch, dass das Dielektrikum nur einen Teil der Innensohle bildet und dadurch die Fußsohle durch die Anlageseite nicht vollständig abgedeckt wird. Hierbei wird nur ein Teil der Fußsohle mit einem Plasma behandelt, wenn die in dem Dielektrikum eingebettete Elektrode mit einer Wechselhochspannung durch die Steuereinheit beaufschlagt wird. So kann das Dielektrikum bspw. nur im Bereich der Ferse der Fußsohle vorgesehen sein. Denkbar ist dabei, dass sich das Dielektrikum von dem Fersenbereich bis in den Bereich des Fußbogens erstreckt, bspw. bis vor den Fußballen. Denkbar sicherlich aber auch, dass das Dielektrikum nur den Bereich des Fußbogens und/oder dem Bereich des Fußballens abdeckt. However, it is also conceivable that the dielectric only forms part of the insole and as a result the sole of the foot is not completely covered by the contact side. Here, only a part of the sole of the foot is treated with a plasma when the electrode embedded in the dielectric is subjected to an alternating high voltage by the control unit. For example, the dielectric can only be provided in the area of the heel of the sole of the foot. It is conceivable that the dielectric extends from the heel area into the area of the arch of the foot, for example up to the ball of the foot. However, it is certainly also conceivable that the dielectric only covers the area of the arch of the foot and/or the area of the ball of the foot.
Die durch das Dielektrikum teilweise oder vollständig gebildete Innensohle kann bspw. integraler Bestandteil der Schuhsohle sein und ist dabei insbesondere fest und nicht lösbar mit den übrigen Bestandteilen der Schuhsohle bzw. des Schuhwerkes verbunden. Hierdurch wird die Kontaktierung der in dem Dielektrikum eingebetteten Elektrode mit der Steuereinrichtung vereinfacht, indem diese Kontaktierung fest und nicht lösbar ausgebildet ist. Die in dem Dielektrikum eingebettete Elektrode ist somit über eine feste nicht lösbare Verbindung mit der Hochspannungsstufe verbunden bzw. elektrisch kontaktiert. The insole formed partially or completely by the dielectric can, for example, be an integral component of the shoe sole and is in particular firmly and non-detachably connected to the other components of the shoe sole or the footwear. This simplifies the contacting of the electrode embedded in the dielectric with the control device, in that this contacting is designed to be fixed and non-detachable. The electrode embedded in the dielectric is thus connected or electrically contacted to the high-voltage stage via a fixed, non-detachable connection.
Es ist ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst, dass die durch das Dielektrikum zumindest teilweise gebildete Innensohle lösbar mit der Schuhsohle verbunden ist und somit insbesondere auswechselbar ausgestaltet ist. Hierdurch lässt sich die Innensohle mit der Elektrode und dem die Elektrode einbettenden Dielektrikum nach Bedarf auswechseln, um so beispielsweise höhere hygienische Anforderungen zu erfüllen oder bei einem Defekt der Elektrode oder des Dielektrikums einen Austausch vornehmen zu können, ohne hierfür den gesamten Schuh auszusondern. Die aus dem Dielektrikum und der wenigstens einen Elektrode gebildete Innensohle kann dabei auch eine Einlegesohle sein, die bei Bedarf ausgewechselt bzw. ausgetauscht werden kann. The idea of the invention also includes the fact that the insole, which is at least partially formed by the dielectric, is detachably connected to the shoe sole and is therefore designed in particular to be exchangeable. This allows the insole with the electrode and the dielectric embedding the electrode to be replaced as required, for example to meet higher hygienic requirements or to be able to replace the electrode or the dielectric if the electrode or dielectric is defective without having to discard the entire shoe. The insole formed from the dielectric and the at least one electrode can also be an insole that can be exchanged or exchanged if necessary.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen dass die Elektrodenanordnung mindestens zwei durch das Dielektrikum voneinander isolierte und nebeneinander angeordnete Elektroden aufweist, wobei die Kontaktvorrichtung für jede Elektrode jeweils ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement derart umfasst, dass die Elektroden getrennt voneinander mit der Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung nur eine einzige Hochspannungsstufe enthält, die zur Speisung der Wechselhochspannung für die einzelnen Elektroden vorgesehen ist. Denkbar ist aber auch, dass für jede Elektrode eine einzelne separate Hochspannungsstufe vorgesehen ist, wodurch jede Elektrode separat und unabhängig von den anderen Elektroden mit einer Wechselhochspannung versorgt werden kann. Nebeneinander angeordnet meint hierbei, dass die Elektroden in Laufrichtung nebeneinander in dem Dielektrikum angeordnet sind und dabei in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind, die im Wesentlichen parallel zu der durch die Schuhsohle aufgespannten Ebene liegt. Die beiden in Laufrichtung nebeneinander angeordneten Elektroden weisen somit im Wesentlichen den gleichen Abstand zu der gemeinsamen Anlagenseite des Dielektrikums auf. According to one embodiment, it is provided that the electrode arrangement has at least two electrodes which are insulated from one another by the dielectric and are arranged next to one another, with the contact device for each electrode comprising a first contact element and a second contact element in such a way that the electrodes are connected or can be connected separately from one another to the control device . It can be provided that the control device contains only a single high-voltage stage for feeding the alternating high voltage for the individual electrodes is provided. However, it is also conceivable that a single, separate high-voltage stage is provided for each electrode, as a result of which each electrode can be supplied with an alternating high voltage separately and independently of the other electrodes. Arranged next to one another means here that the electrodes are arranged next to one another in the dielectric in the direction of travel and are aligned in a common plane that lies essentially parallel to the plane spanned by the shoe sole. The two electrodes arranged next to one another in the running direction are therefore essentially at the same distance from the common contact side of the dielectric.
Bei dieser Ausführungsform sind die Elektroden vorzugsweise in einer solchen Flächengröße ausgebildet, dass die Ausdehnung des elektrischen Feldes und der idealerweise parallelen Feldlinien mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 65 % und weiter bevorzugt mehr als 80 % der Fläche der Innensohle beträgt. Die Elektroden sind dabei flächig ausgedehnt und parallel zur Anlageseite des Dielektrikums positioniert und vorzugsweise so in dem Dielektrikum eingebettet, dass die Elektroden im gleichen Abstand zur Anlageseite nebeneinander angeordnet und durch das Dielektrikum voneinander isoliert sind. Die Elektroden sind dabei getrennt voneinander mit der Steuereinrichtung verbunden und können so separat von der Steuereinrichtung mit der Wechselhochspannung versorgt werden. In this embodiment, the electrodes are preferably formed with such a surface area that the expansion of the electric field and the ideally parallel field lines is more than 50%, preferably more than 65% and more preferably more than 80% of the surface of the insole. The electrodes are extended over a large area and are positioned parallel to the contact side of the dielectric and are preferably embedded in the dielectric in such a way that the electrodes are arranged next to one another at the same distance from the contact side and are insulated from one another by the dielectric. The electrodes are connected to the control device separately from one another and can thus be supplied with the alternating high voltage separately from the control device.
Dabei ist es denkbar, dass mehr als zwei Elektroden vorgesehen sind. So lassen sich beispielsweise mehrere Elektrodenpaare realisieren, wobei die Elektroden eines Elektrodenpaares benachbart und elektrisch isoliert nebeneinander in dem Dielektrikum angeordnet sind. Jeder Elektrode eines Elektrodenpaares kann dabei getrennt von der anderen mit der Steuereinrichtung verbunden sein und separat mit einer Wechselhochspannung gespeist werden. It is conceivable that more than two electrodes are provided. In this way, for example, a plurality of pairs of electrodes can be implemented, with the electrodes of one pair of electrodes being arranged next to one another and next to one another in the dielectric in an electrically insulated manner. Each electrode of a pair of electrodes can be connected to the control device separately from the other and fed separately with an alternating high voltage.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, benachbarte Elektroden mit bezüglich der Wellenform und der Spannungshöhe gegengleichen, sich kompensierenden Teil-Wechselhochspannungen zu speisen. Hierdurch ergibt sich bei gleicher Spitzenspannung der Teil- Wechselhochspannungen eine vergrößerte wirksame Spannung für die Bildung des Plasmas gegenüber nur einer Elektrode. Ferner wird kein Bezug zum Erdpotential benötigt, sodass auch eine erdpotentialunabhängige Spannungsversorgung, beispielsweise aus Batterien, möglich ist. According to a further embodiment, it is provided that the control device is set up to feed neighboring electrodes with mutually compensating partial alternating high voltages with regard to the waveform and the voltage level. This results in an increased effective voltage for the formation of the plasma compared to just one electrode with the same peak voltage of the partial alternating high voltages. Furthermore, there is no reference to earth potential required, so that an earth potential-independent power supply, for example from batteries, is possible.
Die Elektrodenanordnung mit ihren wenigstens zwei benachbarten Elektroden ist daher so ausgelegt, dass die Elektroden über ihre nahezu gesamte Fläche mit der zu behandelnden Fußsohle idealerweise ein im Wesentlichen homogenes Feld ausbilden, das idealerweise ein gleichmäßiges Plasma erzeugt. Dabei können die Halbwellen in Größe und Form identisch sein, so dass sich in dem Trenngebiet ein konstantes, sich über die Periode der Wechselspannung nicht ändern des Mittenpotential einstellt, das ein Massepotential bildet. In der Praxis kann die Identität der gegengleichen Halbwelle nur angenähert vorliegen, sodass ein konstantes Summenpotential im Trenngebiet auch dann vorliegt, wenn noch eine geringe Schwankung des Summenpotentials vorliegt, die beispielsweise weniger als 5 % der Scheitelspannungen beträgt. The electrode arrangement with its at least two adjacent electrodes is therefore designed in such a way that the electrodes ideally form a substantially homogeneous field over their almost entire surface with the sole of the foot to be treated, which ideally generates a uniform plasma. In this case, the half-waves can be identical in size and shape, so that a constant mid-potential, which does not change over the period of the AC voltage, is established in the separation region and forms a ground potential. In practice, the identity of the opposite half-wave can only be approximated, so that there is a constant total potential in the separation region even if there is still a slight fluctuation in the total potential, which is less than 5% of the peak voltage, for example.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens zwei Elektroden in Längsrichtung der Schuhsohle nebeneinander benachbart angeordnet sind. Die Längsrichtung meint hierbei die gewöhnliche Laufrichtung. According to one embodiment it is provided that at least two electrodes are arranged next to one another in the longitudinal direction of the shoe sole. The longitudinal direction here means the usual running direction.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die Wechselhochspannung in Form von Einzelimpulsen, in Form von Impulszügen und/oder in Form von gedämpften Schwingungen erzeugt und an die jeweilige Elektrode abgibt. Bei einem Impulszug mit gedämpfter Schwingung weist die Anfangshalbwelle die höchste Amplitude auf, sodass die Polarität dieses Impulssignales in erster Linie durch Polarität der Anfangshalbwelle bestimmt wird. According to one embodiment, it is provided that the control device generates the alternating high voltage in the form of individual pulses, in the form of pulse trains and/or in the form of damped oscillations and delivers it to the respective electrode. In a pulse train with a damped oscillation, the initial half-wave has the highest amplitude, so the polarity of this pulse signal is primarily determined by the polarity of the initial half-wave.
Die Impulssignale können dabei um eine Neutrallinie bzw. Nulllinie oszillieren, sodass ausgehend von dieser Neutrallinie auf eine positive Halbwelle anschließend eine negative Halbwelle folgt, auf die dann beispielsweise wieder eine positive Halbwelle folgen kann. The pulse signals can oscillate around a neutral line or zero line, so that starting from this neutral line, a positive half-wave is then followed by a negative half-wave, which can then be followed by a positive half-wave again, for example.
Das Verhältnis zwischen Impulsdauer eines einzelnen Impulssignals und dem Impulsabstand zweier Impulssignale ist vorzugsweise kleiner als 1 :10, vorzugsweise kleiner als 1 :20. Die Impulsdauer ist demnach deutlich kleiner als der Impulsabstand zwischen zwei Impulssignalen. Der Tastgrad (auch Ansteuergrad genannt) als Ver- hältnis zwischen Impulsdauer und Periodendauer beträgt dabei weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %. The ratio between the pulse duration of an individual pulse signal and the pulse interval between two pulse signals is preferably less than 1:10, preferably less than 1:20. The pulse duration is therefore significantly smaller than the pulse interval between two pulse signals. The duty cycle (also called control degree) as a The ratio between the pulse duration and the period duration is less than 10%, preferably less than 5%.
Die Scheitelspannungen der verwendeten Wechselhochspannungen kann ±1 kV bis ±100 kV liegen, vorzugsweise zwischen ±2 kV und ±25 kV liegen. Die Wechselfrequenzen der Wechselhochspannungen liegen dabei zweckmäßigerweise zwischen einigen 100 Hz und etwa 100 MHz. Die elektrische Leistung der dielektrisch behinderten Plasmaentladung beträgt vorzugsweise weniger als 10 W, besonders vorzugsweise weniger als 5 W. Die elektrische Leistung kann aber auch bei 1 W oder noch darunter liegen. Die Wechselhochspannung der wenigstens einen Elektrode kann in Form einzelner, bipolare Spannungsimpulse erzeugt werden, die bspw. eine Größenordnung von 1 kV aufweisen. Dies ist mit handelsüblichen elektronischen Halbleiterbaustein möglich. The peak voltages of the AC high voltages used can be ±1 kV to ±100 kV, preferably between ±2 kV and ±25 kV. The alternating frequencies of the alternating high voltages are expediently between a few 100 Hz and about 100 MHz. The electrical power of the dielectric barrier plasma discharge is preferably less than 10 W, particularly preferably less than 5 W. However, the electrical power can also be 1 W or even less. The alternating high voltage of the at least one electrode can be generated in the form of individual, bipolar voltage pulses which, for example, have a magnitude of 1 kV. This is possible with commercially available electronic semiconductor components.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Elektrode als flächige, flexible Elektrode ausgebildet ist, die eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei das die mindestens eine Elektrode einbettende Dielektrikum sich durch diese Öffnungen hindurch erstreckt. Eine erfindungsgemäße Elektrode kann beispielsweise aus Federstahl gebildet sein, sodass der Innensohle hierdurch eine gewisse Stabilität (Biegesteifigkeit) verliehen wird. Das sich in die Öffnungen hineinerstreckende Dielektrikum gewährleistet dabei einen sicheren Halt der Elektrode innerhalb des Dielektrikums und verhindert bei stetiger Belastung ein Verrutschen der Elektrode innerhalb des Dielektrikums und somit einen Defekt. Die Elektrode wird aufgrund ihrer Öffnungen und dem sich dahinein erstreckenden Dielektrikum in Art eines Formschlusses in dem Dielektrikum gehalten. According to one embodiment, it is provided that the at least one electrode is in the form of a flat, flexible electrode which has a multiplicity of openings, the dielectric embedding the at least one electrode extending through these openings. An electrode according to the invention can be made of spring steel, for example, so that the insole is given a certain stability (flexural rigidity). The dielectric extending into the openings ensures that the electrode is held securely within the dielectric and, under constant load, prevents the electrode from slipping within the dielectric and thus a defect. Due to its openings and the dielectric extending into them, the electrode is held in the dielectric in the manner of a form fit.
Die in dem Dielektrikum eingebettete Elektrode weist ebenfalls flexible Eigenschaften auf, um so das Abrollen des Fußes bei der Verwendung der Schuhsohle nicht zu behindern. Dielektrikum und Elektrode sind insbesondere derart flexibel ausgebildet, dass ein Abrollen des Fußes ermöglicht wird und Dielektrikum und Elektrode während des Gehens oder Laufens in Längsrichtung biegbar sind. The electrode embedded in the dielectric also has flexible properties so as not to impede the rolling of the foot when using the shoe sole. In particular, the dielectric and electrode are designed to be flexible in such a way that the foot can roll off and the dielectric and electrode can be bent in the longitudinal direction while walking or running.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Kontaktelement der Kontaktvorrichtung ein Kontaktstecker ist, der mit dem einen Ende mit der jeweiligen Elektrode verbunden und sich mit dem gegenüberliegenden Ende aus dem Dielektri- kum erstreckt, wobei der Kontaktstecker in eine in der Schuhsohle als zweites Kontaktelement vorgesehene Kontaktbuchse form- und/oder kraftschlüssig eingreift oder in Eingriff bringbar ist. According to one embodiment it is provided that the first contact element of the contact device is a contact plug which is connected to the respective electrode at one end and is made of the dielectric at the opposite end. kum extends, wherein the contact plug positively and/or non-positively engages or can be engaged in a contact socket provided as a second contact element in the shoe sole.
Sind mehrere Elektroden vorgesehen, so weist jeder Elektrode mindestens einen Kontaktstift auf, der in eine entsprechende Kontaktbuchse form- und/oder kraftschlüssig eingreift, um die jeweilige Elektrode separat mit der Steuereinrichtung zu verbinden und mit einer Wechselhochspannung ansteuern zu können. If several electrodes are provided, each electrode has at least one contact pin which positively and/or non-positively engages in a corresponding contact socket in order to be able to connect the respective electrode separately to the control device and to be able to control it with an alternating high voltage.
Die Kontaktstifte sind dabei vorzugsweise in einem Bereich vorgesehen, der in unmittelbarer Nähe zu der Hochspannungsstufe liegt, sodass eine Verbindung zwischen den Elektroden und der Hochspannungsstufe auf möglichst kurzem Wege erfolgt. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Hochspannungsstufe in den übrigen Schichten der Schuhsohle, insbesondere in dem die Ferste abstützenden Absatz, angeordnet ist. Die Hochspannungsstufe kann aber auch in der Innensohle der Schuhsohle angeordnet sein und somit integraler Bestandteil der Innensohle werden, was eine kompakte Handhabung und Integration der Elektrodenanordnung in einen Schuh ermöglicht. The contact pins are preferably provided in an area that is in the immediate vicinity of the high-voltage stage, so that the connection between the electrodes and the high-voltage stage is as short as possible. It is preferred here if the high-voltage stage is arranged in the other layers of the shoe sole, in particular in the heel supporting the heel. However, the high-voltage stage can also be arranged in the insole of the shoe sole and thus become an integral part of the insole, which enables compact handling and integration of the electrode arrangement in a shoe.
Die Kontaktstifte ragen aus der der Anlageseite abgewandten Seite des Dielektrikums heraus, wobei die Kontaktbuchsen im Wesentlichen vollständig in der Schuhsohle angeordnet sind. Hierdurch wird eine versehentliche Berührung der zweiten Kontaktelemente, welche das Hochspannungspotential tragen, verhindert. Hierdurch kann zum einen ein sicherer Betrieb der Elektrodenanordnung realisiert werden, ohne die Gefahr eines Spannungsüberschlages befürchten zu müssen. Außerdem kann so beim Auswechseln der Innensohle der Kontakt mit der Hochspannungsquelle in der Schuhsohle vermieden werden. Hierfür kann bevorzugt weiterhin vorgesehen sein, dass eine elektrische Kontaktierung erst am Grund der Steckbuchse erfolgt, sodass die Kontaktstifte des Dielektrikums erst ab einer gewissen Eindringtiefe mit der Steuereinrichtung elektrisch kontaktiert sind, die geeignet ist, ein versehentliches Berühren der Hochspannungsquelle zu vermeiden. The contact pins protrude from the side of the dielectric facing away from the contact side, with the contact sockets being arranged essentially completely in the shoe sole. This prevents accidental touching of the second contact elements, which carry the high-voltage potential. In this way, on the one hand, safe operation of the electrode arrangement can be implemented without having to fear the risk of a voltage flashover. In addition, contact with the high-voltage source in the shoe sole can be avoided when replacing the insole. For this purpose, provision can preferably also be made for electrical contact to take place only at the bottom of the socket, so that the contact pins of the dielectric are only electrically contacted with the control device from a certain penetration depth, which is suitable for avoiding accidental contact with the high-voltage source.
Mittels dieser Steckverbindung bestehend aus Kontaktstecker und Kontaktbuchse kann darüber hinaus nicht nur das elektrische Verbinden der Elektrode mit dem Hochspannungspotential realisiert werden, sondern auch das Fixieren der Innensoh- le innerhalb des Schuhwerkes. Denn die Steckverbindung realisiert einen Formschluss, der die Innensohle an der gewünschten Position hält. Dieses besonders vorteilhaft, wenn die Innensohle auswechselbar ist, beispielsweise bei einer auswechselbaren Einlegesohle. By means of this plug-in connection consisting of a contact plug and contact socket, not only can the electrode be electrically connected to the high-voltage potential, but the inner lining can also be fixed. le inside the footwear. Because the plug-in connection creates a form fit that keeps the insole in the desired position. This is particularly advantageous if the insole is replaceable, for example with a replaceable insole.
Dabei kann eine selbstverschließende Öffnung über den Kontaktaufnahmen vorgesehen sein, um ein versehentliches Berühren der Kontakte der Kontaktaufnahme zu vermeiden. Eine solche selbstverschließende Öffnung kann beispielsweise durch aneinander angrenzenden Gummilippen realisiert werden. A self-closing opening can be provided over the contact receptacles in order to prevent accidental touching of the contacts of the contact receptacle. Such a self-closing opening can be realized, for example, by means of rubber lips that adjoin one another.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dielektrikum aus Silikon besteht oder daraus gebildet ist. In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Dielektrikum aus einem flexiblen und/oder gelartigen Material gebildet ist. Ein derartiges gelartiges Material kann beispielsweise ein Solgel (bspw. hergestellt in einem Sol-Gel-Prozess) sein. Das gelartige Material kann bspw. ein po- lyurethan-basiertes Gel insbesondere ohne Weichmacher sein und weist die Formstabilität eines Festkörpers mit elastischen Eigenschaften auf. Es kann sich dabei insbesondere nicht um ein Hydrogel handeln. Es handelt sich hierbei insbesondere um ein gegossenes Material, welches im Herstellungsprozess annähernd flüssig ist und insbesondere die in der Elektrode vorgesehenen Öffnungen ausfüllen kann. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein solches Polyurethan-Gel als Dielektrikum geeignet ist. According to one embodiment it is provided that the dielectric consists of silicone or is formed from it. In another embodiment it can be provided that the dielectric is formed from a flexible and/or gel-like material. Such a gel-like material can, for example, be a sol-gel (for example produced in a sol-gel process). The gel-like material can, for example, be a polyurethane-based gel, in particular without a plasticizer, and has the dimensional stability of a solid body with elastic properties. In particular, it cannot be a hydrogel. This is in particular a cast material which is approximately liquid in the manufacturing process and in particular can fill the openings provided in the electrode. Surprisingly, it has been shown that such a polyurethane gel is suitable as a dielectric.
Die Auflagefläche des Dielektrikums kann durch Hautbildung des Polyurethangels oder bevorzugt durch das Aufbringen einer Folie, die aus Silikon oder bevorzugt aus Polyurethan bestehen kann, auf das Gel während eines Gießvorgangs zur Formgebung des Dielektrikums erzeugt werden. Das weiche und anschmiegsame Polyurethangel kann aus der Reaktion wenigstens eines Polyols mit wenigstens einem geeigneten Isocyanat hergestellt werden, wobei die immobilisierte disperse (flüssige) Phase des Gels durch das wenigstens eine Polyol gebildet wird und nicht - wie etwa bei einem Hydrogel - durch Wasser. Vielmehr liegt der Wassergehalt des Polyurethan-Gels vorzugsweise durch Aufnahme von Feuchte nach der Herstellung unter 5 Gew.%, vorzugsweise unter 3 Gew.%. Die Haut, die das Polyurethan-Gel vollständig einschließen kann, weist eine Stärke von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,2 mm, auf und ist so flexibel ausgebildet, dass die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Gels (Weichheit, Anpassbarkeit an gekrümmte Oberflächen, angenehmes Kontaktgefühl) nicht beeinträchtigt werden. The bearing surface of the dielectric can be produced by skin formation of the polyurethane gel or preferably by applying a film, which can consist of silicone or preferably of polyurethane, to the gel during a casting process for shaping the dielectric. The soft and supple polyurethane gel can be produced from the reaction of at least one polyol with at least one suitable isocyanate, the immobilized disperse (liquid) phase of the gel being formed by the at least one polyol and not - as in the case of a hydrogel - by water. Rather, the water content of the polyurethane gel is preferably below 5% by weight, preferably below 3% by weight, due to the absorption of moisture after production. The skin, which can completely enclose the polyurethane gel, has a thickness of less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, more preferably less than 0.2 mm and is thus flexible designed so that the advantageous mechanical properties of the gel (softness, adaptability to curved surfaces, pleasant feeling of contact) are not impaired.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innensohle vollständig aus dem Dielektrikum und der darin eingebetteten mindestens einen Elektrode gebildet ist. According to one embodiment, it is provided that the insole is formed entirely from the dielectric and the at least one electrode embedded therein.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schuhwerk einen - insbesondere aufladbaren - elektrischen Energiespeicher aufweist, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist und diese mit elektrischer Energie versorgt. Sowohl die Steuereinrichtung als auch die mindestens eine Elektrode der Elektrodenanordnung werden dabei mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist. Ist ein aufladbaren Energiespeicher vorgesehen, so ist es vorteilhaft, wenn eine Kontaktierungsschnittstelle in der Schuhsohle vorgesehen ist, um den elektrischen Energiespeicher aufzuladen, indem er mit einer externen elektrischen Energiequelle über die Kontaktierungsschnittstelle kontaktiert wird. Eine solche Kontaktierungsschnittstelle kann beispielsweise dem USB (beispielsweise USB-C) Standard entsprechen. According to one embodiment, it is provided that the footwear has an electrical energy store—in particular a chargeable one—which is connected to the control device and supplies it with electrical energy. Both the control device and the at least one electrode of the electrode arrangement are supplied with electrical energy from the electrical energy store. If a chargeable energy storage device is provided, then it is advantageous if a contacting interface is provided in the shoe sole in order to charge the electrical energy storage device by contacting it with an external electrical energy source via the contacting interface. Such a contacting interface can, for example, correspond to the USB (for example USB-C) standard.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels eines Wandlerelementes (beispielsweise basierend auf dem piezoelektrischen Effekt) die beim Gehen oder Laufen aufgebrachte mechanische Kraft in elektrische Energie umgewandelt wird. So kann beispielsweise mithilfe eines hierzu geeigneten Generators die beim Gehen oder Laufen auf die Schuhsohle einwirkende Kraft in elektrische Energie umgewandelt werden, die entweder den aufladbaren Energiespeicher speist oder direkt zum Speisen einer Wechselhochspannung genutzt wird. As an alternative or in addition to this, it can be provided that the mechanical force applied when walking or running is converted into electrical energy by means of a converter element (for example based on the piezoelectric effect). For example, with the help of a generator suitable for this purpose, the force acting on the sole of the shoe when walking or running can be converted into electrical energy, which either feeds the chargeable energy store or is used directly to feed an alternating high voltage.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, sowohl die Steuerungselektronik als auch die mindestens eine Hochspannungsstufe der Steuereinrichtung in der Schuhsohle, insbesondere im Absatz, des Schuhwerkes angeordnet ist. According to one embodiment, both the control electronics and the at least one high-voltage stage of the control device are arranged in the shoe sole, in particular in the heel, of the footwear.
Da insbesondere bei Arbeitsschutz- oder orthopädischen Schuhen in der Regel ein recht voluminöser Absatz der Schuhsohle vorhanden ist, eignet sich dieser für die Unterbringung der Steuereinrichtung einschließlich einer eventuellen autarken elektrischen Energiequelle besonders. In dieser Ausführungsform sind die Kontakte- lemente der Kontaktvorrichtung der jeweiligen Elektrode im Bereich des Absatzes vorgesehen, um so eine möglichst kurzen Verbindungsweg zu realisieren. Aber es ist denkbar, dass die Steuereinrichtung mit einer externen Energiequelle verbindbar ist, umso beispielsweise einen im Absatz vorgesehenen elektrischen Energiespeicher aufzuladen. Hierdurch kann ein autarker Betrieb über einen gewissen Zeitraum realisiert werden. Denkbar ist aber auch, dass der Steuereinrichtung eine externe Hochspannung zugeführt wird, um so auf Energiespeicher im Schuhwerk verzichten zu können. Since there is usually a fairly voluminous heel on the sole of the shoe, particularly in the case of protective work shoes or orthopedic shoes, this is particularly suitable for accommodating the control device, including any self-sufficient electrical energy source. In this embodiment, the contacts ELEMENTS of the contact device of the respective electrode are provided in the area of the heel in order to realize the shortest possible connection path. However, it is conceivable that the control device can be connected to an external energy source, for example to charge an electrical energy store provided in the paragraph. This enables autonomous operation over a certain period of time. However, it is also conceivable for an external high voltage to be supplied to the control device in order to be able to dispense with energy stores in the footwear.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dielektrikum an der Anlageseite strukturiert ist, um in Zusammenwirkung mit der zu behandelnden Fußsohle eine Mehrzahl von Hohlräumen zu bilden, oder glatt ist. Das strukturierte Dielektrikum ist an der Anlagenseite reliefartig ausgebildet, wobei sich dabei Erhöhungen und Vertiefungen abwechseln. Dies kann beispielsweise durch eine Gitter- oder Noppenstruktur realisiert werden. Aufgrund der sich abwechselnden Erhöhungen und Vertiefungen bildet sich ein Luftraum, wenn die Fußsohle das Dielektrikum der Innensohle kontaktiert. In dem so gebildeten Luftraum kann sich dann das Plasma ausbilden. Derartige in der Anlageseite des Dielektrikums vorgesehene Abstandselemente bilden dabei in Zusammenwirkung mit der Fußsohle Hohlräume, in denen sich das Plasma ausbilden kann. Denkbar ist aber auch, dass eine glatte Anlageseite vorgesehen ist, wobei die Ausbildung der Hohlräume dann durch das Tragen eines Fuß- textils (bspw. Socken) oder eines Abstandsgewirk realisiert wird, das für einen Abstand der Fußhaut bzw. der Fußsohle zu dem Dielektrikum sorgt. According to one embodiment, it is provided that the dielectric is structured on the contact side in order to form a plurality of cavities in cooperation with the sole of the foot to be treated, or is smooth. The structured dielectric is designed in relief on the system side, with elevations and depressions alternating. This can be realized, for example, by a lattice or nub structure. Due to the alternating peaks and valleys, an air space forms when the sole of the foot contacts the dielectric of the insole. The plasma can then form in the air space formed in this way. Such spacer elements provided in the contact side of the dielectric form, in cooperation with the sole of the foot, cavities in which the plasma can form. However, it is also conceivable that a smooth contact side is provided, with the formation of the cavities then being realized by wearing a foot textile (e.g. socks) or a spacer fabric which ensures a distance between the skin or the sole of the foot and the dielectric .
Vorteilhafterweise füllt die als Einlegesohle ausgebildete Innensohle die Länge des Schuhinnenraumes teilweise oder vollständig aus und weist insbesondere eine an eine Fußform angepasste Breite über die Länge auf. Die in der Innensohle durch das Dielektrikum eingebettete Elektrode oder eingebetteten Elektroden sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ebenfalls an die Fußform angepasst sind und insbesondere im Ballenbereich eine größere Breite aufweisen als im Fersenbereich. Advantageously, the insole designed as an insole partially or completely fills the length of the shoe interior and, in particular, has a width over the length that is adapted to the shape of a foot. The electrode or electrodes embedded in the insole by the dielectric are preferably designed in such a way that they are also adapted to the shape of the foot and, in particular, have a greater width in the ball area than in the heel area.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Elektrodenanordnung eine oder mehrere Durchgangsöffnungen (Durchgangslöcher) für einen Luftaustausch aufweist. Die Durchgangsöffnungen erstrecken sich dabei durch die Elektroden und das Dielektrikum. Die Durchgangsöffnungen der Elektrode weisen dabei eine große- re Öffnungsbreite auf als die hierzu korrespondierenden Durchgangsöffnungen des Dielektrikums, so dass die Elektrode im Bereich der Durchgangsöffnung ebenfalls vollständig von dem Dielektrikum abgedeckt wird. According to one embodiment, it is provided that the electrode arrangement has one or more through-openings (through-holes) for air exchange. In this case, the through-openings extend through the electrodes and the dielectric. The through openings of the electrode have a large re opening width than the corresponding through-openings of the dielectric, so that the electrode in the region of the through-opening is also completely covered by the dielectric.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail by way of example on the basis of the accompanying figures. Show it:
Figur 1 Schematische Darstellung eines Schuhwerkes mit erfindungsgemäßer Schuhsohle in einer seitlichen Schnittdarstellung; FIG. 1 Schematic representation of footwear with a shoe sole according to the invention in a lateral sectional representation;
Figur 2 Darstellung des Längsschnittes A-A; Figure 2 shows the longitudinal section A-A;
Figur 3a, 3b Darstellung des Längsschnittes D-D in zwei Ausführungsformen; Figure 3a, 3b representation of the longitudinal section D-D in two embodiments;
Figur 4 Darstellung des Querschnittes C-C. Figure 4 Representation of cross-section C-C.
Figur 1 zeigt ein Schuhwerk 10, das eine Schuhsohle 11 und einen sich an der Schuhsohle 11 im oberen Teil anschließenden Schuhschaft 12 hat. Die Schuhsohle 11 und der Schuhschaft 12 bilden dabei einen Hohlraum 13, in den durch eine Öffnung 14 eingegriffen werden kann. Der Hohlraum 13 dient dabei zur Aufnahme eines Fußes. FIG. 1 shows footwear 10, which has a shoe sole 11 and a shoe upper 12 adjoining the shoe sole 11 in the upper part. The shoe sole 11 and the shoe upper 12 form a cavity 13 into which an opening 14 can be reached. The cavity 13 serves to accommodate a foot.
Die Schuhsohle 11 weist eine Innensohle 15 auf die mit einer Anlageseite 16 in Richtung des Hohlraumes 13 ausgerichtet ist. Die Anlageseite 16 der Innensohle 15 ist dabei so ausgebildet, dass sie zur Aufnahme der Fußsohle des sich um Hohlraumes 13 befindlichen Fußes vorgesehen ist. Die Innensohle 15 und insbesondere die Anlageseite 16 sind dabei entsprechend geformt, um die Fußsohle des Fußes entsprechend aufzunehmen und zu stützen. The shoe sole 11 has an inner sole 15 which is aligned with a contact side 16 in the direction of the cavity 13 . The contact side 16 of the insole 15 is designed in such a way that it is intended to accommodate the sole of the foot located around the cavity 13 . The insole 15 and in particular the contact side 16 are shaped accordingly in order to receive and support the sole of the foot accordingly.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Innensohle 15 ein Dielektrikum 20 bildet, in das mindestens eine Elektrode 21 eingebettet ist. Das Dielektrikum 20 und die mindestens eine darin eingebettete Elektrode 21 sind dabei flexibel ausgebildet und können beim Abrollen des Fußes bei einer Gehbewegung oder Laufbewegung die dabei entstehende Formveränderung des Schuhwerkes 10 nachvollziehen. According to the invention, it is now provided that the insole 15 forms a dielectric 20 in which at least one electrode 21 is embedded. The dielectric 20 and the at least one electrode 21 embedded therein are flexible and can follow the resulting change in shape of the footwear 10 when the foot rolls during a walking or running movement.
Im Absatz 17 der Schuhsohle 11 befindet sich des Weiteren eine Steuereinrichtung 22, die eine Hochspannungsstufe 23 und eine Steuerelektronik 24 zur Ansteuerung der Hochspannungsstufe 23 umfasst (Fig. 2). Sowohl die Hochspannungsstufe 23 als auch die Steuerelektronik 24 sind dabei im Absatz des Schuhwerkes 10 angeordnet. Die Elektrode 21 ist dabei mittels einer Kontaktvorrichtung 25 mit der Steuereinrichtung 22, insbesondere mit der Hochspannungsstufe 23, elektrisch verbunden, sodass die durch die Hochspannungsstufe 23 generierte Wechselhochspannung an die Elektrode 21 abgegeben werden kann. Hierfür weist die Kontaktvorrichtung 25 einen Kontaktstift 26 als 1. Kontaktelement auf, der in eine Kontaktbuchse 27 als 2. Kontaktelement formschlüssig eingreift. Der Kontaktstift 26 ist dabei mit der Elektrode 21 elektrisch verbunden und führt an der Stelle der Kontaktierung aus dem Dielektrikum 20 heraus. Die Kontaktbuchse 27 befindet sich im Absatz 17 der Schuhsohle 11 und ist hier insbesondere integraler Bestandteil des Schuhwerkes 10. Die Kontaktbuchse 27 steht dann in elektrische Verbindung mit der Hochspannungsstufe 23 der Steuereinrichtung 22 und kann so das Hochspannungspotential an die Elektrode 21 übertragen. In heel 17 of shoe sole 11 there is also a control device 22, which includes a high-voltage stage 23 and control electronics 24 for controlling high-voltage stage 23 (FIG. 2). Both the high-voltage stage 23 and the control electronics 24 are arranged in the heel of the footwear 10 . The electrode 21 is electrically connected to the control device 22 , in particular to the high-voltage stage 23 , by means of a contact device 25 , so that the alternating high voltage generated by the high-voltage stage 23 can be delivered to the electrode 21 . For this purpose, the contact device 25 has a contact pin 26 as the first contact element, which positively engages in a contact socket 27 as the second contact element. The contact pin 26 is electrically connected to the electrode 21 and leads out of the dielectric 20 at the point of contact. The contact socket 27 is located in the heel 17 of the shoe sole 11 and is here in particular an integral part of the footwear 10. The contact socket 27 is then electrically connected to the high-voltage stage 23 of the control device 22 and can thus transmit the high-voltage potential to the electrode 21.
Die Steuereinrichtung 22 kann dabei durch eine autarke elektrische Energiequelle versorgt werden, beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator. Das Aufladen eines Akkumulators kann dabei über eine externe Energiequelle 28 erfolgen, die mit der Steuereinrichtung 22 bedarfsweise kontaktiert werden kann. Hierfür weist die Schuhsohle 11 im hinteren Bereich des Absatzes 17 eine Kontaktierungschnittstelle 29 auf, die ausgebildet ist, mit einer externen Energiequelle 28 kontaktiert zu werden. Eine solche Kontaktierungschnittstelle 29 kann dabei beispielsweise einem Steckerstandard folgen, wie beispielsweise dem USB-Standard. In this case, the control device 22 can be supplied by a self-sufficient electrical energy source, for example a battery or an accumulator. An accumulator can be charged via an external energy source 28 which can be contacted with the control device 22 as required. For this purpose, the shoe sole 11 has a contacting interface 29 in the rear area of the heel 17, which is designed to be contacted with an external energy source 28. Such a contacting interface 29 can, for example, follow a plug standard, such as the USB standard.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht durch den Längsschnitt A-A, wir in Figur 1 dargestellt ist, wobei in Figur 3a die Anordnung aus Dielektrikum 20 und Elektroden 21 a, 21 b detaillierter dargestellt ist. Die Innensohle 15 mit dem Dielektrikum 20 erstreckt sich dabei von dem vorderen Teil des Schuhwerkes 10 bis zum hinteren Bereich des Schuhwerkes 10, wo die Ferse der Fußsohle ist. Das Dielektrikum 20 bettet im Ausführungsbeispiel der Figur 2 dabei zwei nebeneinander angeordnete, benachbarte Elektroden 21a und 21 b ein, die in Längsrichtung des Schuhwerkes nebeneinander angeordnet sind und im Mittel einem gleichen Abstand zur Anlageseite 16 haben. Jede der beiden Elektroden 21 a und 21 b hat dabei einen Kontaktstift 26a bzw. 26b, die jeweils in eine nicht dargestellte Kontaktbuchse eingreifen und die jeweilige Elektrode mit der Steuereinrichtung 22 getrennt und separat von der jeweils anderen Elektrode verbinden. Hierdurch ist sowohl die erste Elektrode 21 a als auch die zweite Elektrode 21 b separat und getrennt von der jeweils anderen mit einer Wechselhochspannung beaufschlagbar. FIG. 2 shows a plan view through the longitudinal section AA, as shown in FIG. 1, the arrangement of dielectric 20 and electrodes 21a, 21b being shown in more detail in FIG. 3a. The insole 15 with the dielectric 20 extends from the front part of the footwear 10 to the rear area of the footwear 10, where the heel of the sole of the foot is. In the exemplary embodiment in FIG. 2, the dielectric 20 embeds two adjacent electrodes 21a and 21b arranged next to one another, which are arranged next to one another in the longitudinal direction of the footwear and are on average at the same distance from the contact side 16. Each of the two electrodes 21a and 21b has a contact pin 26a and 26b, respectively, which engage in a contact socket (not shown) and separate the respective electrode with the control device 22 and connect it separately from the other electrode. As a result, both the first electrode 21a and the second Electrode 21b can be charged separately and separately from the other with an alternating high voltage.
Figur 2 zeigt dabei die Steuereinrichtung 22 mit einer Steuerelektronik 24, die eine mikroprozessorgesteuerten oder mikrocontrollergesteuerten oder auch FPGA- gesteuerte Recheneinheit 30 sowie dem aufladbaren Energiespeicher 31 umfasst. FIG. 2 shows the control device 22 with an electronic control system 24 which includes a microprocessor-controlled or microcontroller-controlled or also FPGA-controlled arithmetic unit 30 and the chargeable energy store 31 .
Im oberen Teil der Figur 2 ist dabei eine Steuereinrichtung 22 gezeigt, bei der zwei Transformatoren 23a und 23b als Hochspannungsstufen vorgesehen sind. Der erste Transformator 23a speist dabei die erste Elektrode 21 a mit einer ersten Wechselhochspannung, während der zweite Transformator 23b die zweite Elektrode 21 b mit einer zweiten Wechselhochspannung speist. Damit kann jede Elektrode unabhängig und separat voneinander mit einer entsprechenden Wechselhochspannung beaufschlagt werden. Diese können vorzugsweise bezüglich der Wellenform und der Spannungshöhe gegengleich sein. The upper part of FIG. 2 shows a control device 22 in which two transformers 23a and 23b are provided as high-voltage stages. The first transformer 23a feeds the first electrode 21a with a first alternating high voltage, while the second transformer 23b feeds the second electrode 21b with a second alternating high voltage. This means that each electrode can be supplied with a corresponding alternating high voltage independently and separately from one another. These can preferably be opposite in terms of waveform and voltage level.
Die erste, rechte Elektrode 21a kann dabei mit einer bezüglich der Wellenform und Größe charakteristischen ersten Wechselhochspannung beaufschlagt, die zu der Wellenform und -große der zweiten Wechselhochspannung der zweiten, linken Elektrode 21 b gegengleich ist. The first, right electrode 21a can be subjected to a first alternating high voltage that is characteristic in terms of waveform and magnitude, which is opposite to the waveform and magnitude of the second alternating high voltage of the second, left electrode 21b.
In Figur 2 wird in der unteren Darstellung eine Steuereinrichtung 22 gezeigt, die lediglich einen einzigen Transformator 23 aufweist, um die Elektroden mit einer entsprechenden Wechselhochspannung zu speisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Elektroden mit den beiden Anschlüssen einer Wechselhochspannung verbunden werden. Denkbar ist aber auch, dass die beiden Elektroden als quasi eine Elektrode gleichzeitig mit der Phase der Wechselhochspannung gespeist werden. The lower representation in FIG. 2 shows a control device 22 which has only a single transformer 23 in order to feed the electrodes with a corresponding alternating high voltage. It can be provided that the electrodes are connected to the two terminals of an alternating high voltage. It is also conceivable, however, for the two electrodes to be fed simultaneously with the phase of the alternating high voltage as a kind of one electrode.
Figur 3b zeigt eine Ausführungsform, bei der nur eine Elektrode 21 in dem Dielektrikum 20 angeordnet ist. Auch hier befindet sich im Fersenbereich ein Kontaktstift 26, der aus der Betrachtungsebene heraus aus dem Dielektrikum 20 ragt. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Elektrode 21 , wie auch schon die Teilelektroden 21 a und 21 b eine Mehrzahl von Öffnungen 35 hat, sodass eine Art Perforation entsteht. Diese Öffnungen 35 sind dabei durch das Material des Dielektrikums 20 besetzt und fixieren somit die Elektrode 21 formschlüssig in dem Dielektrikum 20. Figur 4 zeigt einen Querschnitt C-C durch den hinteren Absatzbereich des Schuhwerkes 10. Zu erkennen ist das als Innensohle. 15 ausgebildete Dielektrikum 20, in das die erste und zweite Elektrode eingebettet ist. Von den beiden Elektroden erstreckt sich jeweils ein Kontaktstift 26a, 26b in Richtung der Steuereinrichtung 22. In der unter der Innensohle 15 liegenden Schicht der Schuhsohle 11 befinden sich Kontaktbuchsen 27a, 27b für den jeweiligen Kontaktstift 26a, 26b der jeweiligen Elektrode, in die die Kontaktstifte jeweils eingesetzt sind und ihre jeweilige Elektrode mit der Steuereinrichtung 22 elektrisch verbindet. Die Kontaktbuchsen 27a, 27b bilden zusammen mit den Kontaktstiften 26a, 26b eine Art Stecker-Buchsen-System bzw. Steckverbindung, um die jeweilige Elektrode der Steuereinrichtung 22 verbinden zu können und die insbesondere lösbar ausgebildet sein kann. Hierdurch lässt sich eine austauschbare Innensohle 15 realisieren, die bedarfsweise ausgewechselt und entsprechend sicher mit der Steuereinrichtung 22 zur Beaufschlagung der Elektroden mit einer Wechselhochspannung verbunden werden kann. Durch die Anordnung der Kontaktbuchsen 27a, 27b im Bereich der Steuereinrichtung 22 wird sichergestellt, dass die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 21a, 21 b und der Steuereinrichtung 22 so kurz wie möglich gehalten wird. FIG. 3b shows an embodiment in which only one electrode 21 is arranged in the dielectric 20. FIG. Here, too, there is a contact pin 26 in the heel area, which protrudes out of the dielectric 20 from the viewing plane. Furthermore, it can be seen that the electrode 21, like the sub-electrodes 21a and 21b, has a plurality of openings 35, so that a type of perforation is created. These openings 35 are occupied by the material of the dielectric 20 and thus fix the electrode 21 in a form-fitting manner in the dielectric 20. FIG. 4 shows a cross section CC through the rear heel area of the footwear 10. This can be seen as the insole. 15 formed dielectric 20, in which the first and second electrode is embedded. A contact pin 26a, 26b extends from each of the two electrodes in the direction of the control device 22. In the layer of the shoe sole 11 lying under the insole 15 there are contact sockets 27a, 27b for the respective contact pin 26a, 26b of the respective electrode, into which the contact pins are each used and their respective electrode with the control device 22 electrically connects. The contact sockets 27a, 27b together with the contact pins 26a, 26b form a type of plug-socket system or plug-in connection in order to be able to connect the respective electrode of the control device 22 and which can in particular be detachable. In this way, an exchangeable insole 15 can be implemented, which can be exchanged as required and correspondingly safely connected to the control device 22 for applying an alternating high voltage to the electrodes. The arrangement of the contact sockets 27a, 27b in the area of the control device 22 ensures that the electrical connection between the electrodes 21a, 21b and the control device 22 is kept as short as possible.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 gezeigt, dass die Steuereinrichtung 22 in einem speziellen Hohlraum 33 der Schuhsohle 11 unter der Innensohle 15 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung 22 kann so sicher in der Schuhsohle 11 untergebracht werden, ohne befürchten zu müssen, dass unbeabsichtigt die Hochspannungsquelle berührt werden kann. Zwischen dem Hohlraum 33 und der Innensohle 15 befindet sich dabei ein schmaler Steg 34, der den Hohlraum 33 abdeckt. Bei einer Gehbewegung oder Laufbewegung wird dabei durch die Ferse des Fußes eine Kraft auf die Innensohle 15 in Richtung der Steuereinrichtung 22 aufgebracht, die zu einer Verformung der Innensohle 15 und des Steges 34 führen kann. Hierdurch verkürzt sich der Abstand zwischen den Kontaktstiften 26a, 26b und der Steuereinrichtung 22, was durch eine flexible Verbindung zwischen Kontaktbuchse und Steuereinrichtung kompensiert werden muss. The exemplary embodiment in FIG. 4 shows that the control device 22 is arranged in a special cavity 33 in the shoe sole 11 under the insole 15 . The control device 22 can thus be safely accommodated in the shoe sole 11 without having to fear that the high-voltage source can be accidentally touched. A narrow web 34 which covers the cavity 33 is located between the cavity 33 and the insole 15 . During a walking or running movement, the heel of the foot exerts a force on the insole 15 in the direction of the control device 22 , which can lead to a deformation of the insole 15 and the web 34 . This shortens the distance between the contact pins 26a, 26b and the control device 22, which has to be compensated for by a flexible connection between the contact socket and the control device.
Dabei ist es denkbar, dass der Hohlraum 33 mit einem weichen bzw. flexiblen Material ausgefüllt wird, wodurch die Steuereinrichtung 22 vollständig in die Schuhsohle 11 Eingebettet wird. Hierdurch lässt sich realisieren, dass die Innensohle beispielsweise in Form einer Einlegesohle ausgewechselt werden kann. It is conceivable that the hollow space 33 is filled with a soft or flexible material, as a result of which the control device 22 is completely embedded in the shoe sole 11 . This allows the inner sole to be replaced, for example in the form of an insole.
Schuhwerk Schuhsohle Schuhschaft Hohlraum des Schuhwerkes Öffnung des Schuhwerkes Innensohle Anlageseite Absatz der Schuhsohle Dielektrikum Elektrode Steuereinrichtung Hochspannungsstufe/Transformator Steuerelektronik Kontaktvorrichtung Kontaktstift Kontaktbuchse externe Energiequelle Kontaktierungsschnittstelle Recheneinheit aufladbaren Energiespeicher Trenngebiet Hohlraum der Schuhsohle Steg Öffnungen der Elektrode Footwear Shoe sole Shoe upper Cavity of the footwear Opening of the footwear Inner sole Contact side Heel of the sole of the shoe Dielectric Electrode Control device High-voltage stage/transformer Control electronics Contact device Contact pin Contact socket External energy source Contacting interface Computing unit Chargeable energy store Separation area Cavity of the sole of the shoe Web Openings of the electrode

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Schuhwerk (10) mit einer Innensohle (15) und einer Elektrodenanordnung zur Ausbildung einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung zwischen mindestens einer Elektrode (21 ) und einer zu behandelnden Fußsohle, wobei die Innensohle (15) die Elektrode (21 ) und ein die Elektrode (21 ) zur zu behandelnden Fußsohle hin vollständig abdeckendes Dielektrikum (20) aufweist, das eine zur zu behandelnden Fußsohle zeigende Anlageseite (16) bildet, und wobei die Elektrodenanordnung mit einer Steuereinrichtung (22) verbunden oder verbindbar ist, die zum Speisen der Elektrode (21 ) mit einer Wechselhochspannung zur Erzeugung der dielektrisch behinderten Plasmaentladung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktvorrichtung (25) zum elektrischen Verbinden der Elektrode (21 ) mit der Steuereinrichtung (22) vorgesehen ist, wobei die Kontaktvorrichtung (25) ein erstes mit der Elektrode (21 ) verbundenes Kontaktelement umfasst, das mit einem in einer Schuhsohle (11 ) des Schuhwerkes (10) vorgesehenen zweiten Kontaktelement zur elektrischen Verbindung derart zusammenwirkt, dass die Elektrode (21 ) mit einer in der Schuhsohle (11 ) angeordneten Hochspannungsstufe (23) zur Übertragung der Wechselhochspannung an die Elektrode (21 ) elektrisch verbunden oder verbindbar ist. 1 . Footwear (10) with an inner sole (15) and an electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge between at least one electrode (21) and a foot sole to be treated, the inner sole (15) having the electrode (21) and the electrode (21) has a dielectric (20) that completely covers the sole of the foot to be treated, which forms a contact side (16) that faces the sole of the foot to be treated, and wherein the electrode arrangement is connected or can be connected to a control device (22) that is used to feed the electrode (21) with an alternating high voltage for generating the dielectric barrier plasma discharge, characterized in that a contact device (25) is provided for electrically connecting the electrode (21) to the control device (22), the contact device (25) having a first connection to the electrode (21 ) comprises a connected contact element which is connected to a shoe sole (11) of the footwear (10) second contact element provided for the electrical connection interacts in such a way that the electrode (21) is electrically connected or can be connected to a high-voltage stage (23) arranged in the shoe sole (11) for transmission of the alternating high voltage to the electrode (21).
2. Schuhwerk (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung mindestens zwei durch das Dielektrikum (20) voneinander isolierte und nebeneinander angeordnete Elektroden (21 ) aufweist, wobei die Kontaktvorrichtung (25) für jede Elektrode (21 ) jeweils ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement derart umfasst, dass die Elektroden (21 ) getrennt voneinander mit der Steuereinrichtung (22) verbunden oder verbindbar sind. 2. Footwear (10) according to Claim 1, characterized in that the electrode arrangement has at least two electrodes (21) which are insulated from one another by the dielectric (20) and are arranged next to one another, the contact device (25) for each electrode (21) having a first Contact element and a second contact element comprises such that the electrodes (21) are separately connected or connectable to the control device (22).
22 22
3. Schuhwerk (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) eingerichtet ist, benachbarte Elektroden (21 ) mit bezüglich der Wellenform und der Spannungshöhe im Wesentlichen gegengleichen, sich kompensierenden Teil-Wechselhochspannungen zu speisen. 3. Footwear (10) according to claim 2, characterized in that the control device (22) is set up to feed adjacent electrodes (21) with partial alternating high voltages that are essentially opposite in terms of waveform and voltage level.
4. Schuhwerk (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Elektroden (21 ) in Längsrichtung der Schuhsohle (11 ) nebeneinander benachbart angeordnet sind. 4. Footwear (10) according to claim 2 or 3, characterized in that at least two electrodes (21) are arranged next to one another in the longitudinal direction of the shoe sole (11).
5. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) die Wechselhochspannung in Form von Einzelimpulsen, in Form von Impulszügen und/oder in Form von gedämpften Schwingungen erzeugt und an die jeweilige Elektrode (21 ) abgibt. 5. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (22) generates the alternating high voltage in the form of individual pulses, in the form of pulse trains and/or in the form of damped oscillations and transmits it to the respective electrode (21). .
6. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (21 ) als flächige, flexible Elektrode (21 ) ausgebildet ist, die eine Vielzahl von Öffnungen (35) aufweist, wobei das die mindestens eine Elektrode (21 ) einbettende Dielektrikum (20) sich durch diese Öffnungen (35) hindurch erstreckt. 6. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrode (21) is designed as a flat, flexible electrode (21) having a plurality of openings (35), the at least one electrode (21) embedding dielectric (20) extends through these openings (35).
7. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement der Kontaktvorrichtung (25) ein Kontaktstecker ist, der mit dem einen Ende mit der jeweiligen Elektrode (21 ) verbunden und sich mit dem gegenüberliegenden Ende aus dem Dielektrikum (20) erstreckt, wobei der Kontaktstecker in eine in der Schuhsohle (11 ) als zweites Kontaktelement vorgesehene Kontaktbuchse (27) form- und/oder kraftschlüssig eingreift oder in Eingriff bringbar ist. 7. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact element of the contact device (25) is a contact plug which is connected to one end with the respective electrode (21) and is connected to the opposite end from the dielectric (20), the contact plug engaging or being engageable in a contact socket (27) provided as a second contact element in the shoe sole (11) in a positive and/or non-positive manner.
8. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (20) aus einem flexiblen und/oder gelartigen Material gebildet ist. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innensohle (15) vollständig aus dem Dielektrikum (20) und der darin eingebetteten, mindestens einen Elektrode (21 ) gebildet ist. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schuhwerk (10) einen - insbesondere aufladbaren - elektrischen Energiespeicher (29) aufweist, der mit der Steuereinrichtung (22) verbunden ist und diese mit elektrischer Energie versorgt. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Steuerungselektronik als auch die mindestens eine Hochspannungsstufe (23) der Steuereinrichtung (22) in der Schuhsohle (11 ) des Schuhwerkes (10) angeordnet ist. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (20) an der Anlageseite (16) strukturiert ist, um in Zusammenwirkung mit der zu behandelnden Fußsohle eine Mehrzahl von Hohlräumen zu bilden, oder glatt ist. Schuhwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innensohle (15) eine auswechselbare Einlegesohle ist. 8. Footwear (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the dielectric (20) is formed from a flexible and/or gel-like material. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the insole (15) is formed entirely from the dielectric (20) and the at least one electrode (21) embedded therein. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the footwear (10) has an - in particular chargeable - electrical energy store (29) which is connected to the control device (22) and supplies it with electrical energy. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that both the control electronics and the at least one high-voltage stage (23) of the control device (22) are arranged in the shoe sole (11) of the footwear (10). Footwear (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the dielectric (20) on the contact side (16) is structured to form a plurality of cavities in cooperation with the sole of the foot to be treated, or is smooth. Footwear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the insole (15) is an exchangeable insole.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110043030A (en) * 2009-10-20 2011-04-27 김덕재 Insole having plasma sterilizer and shoes having the same
DE102016118569A1 (en) 2016-09-30 2018-04-05 Cinogy Gmbh Electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge
EP3449950A1 (en) * 2016-08-26 2019-03-06 Creative Technology Corporation Shoe cleaner
DE102020115532A1 (en) 2019-06-10 2020-12-10 Infinity Startup Gmbh Device and method for cleaning and disinfecting objects, as well as application of the device and the method and objects cleaned therewith

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2001804C2 (en) 2008-07-15 2010-01-18 Sara Lee De Nv Carrier to allow or being positioned against a body part.
DE102009060627B4 (en) 2009-12-24 2014-06-05 Cinogy Gmbh Electrode arrangement for a dielectrically impeded plasma treatment
CN201798099U (en) 2010-09-16 2011-04-20 重庆市第三十七中学校 Deodorant shoe
DE102018122309A1 (en) 2018-09-12 2020-03-12 Coldplasmatech Gmbh Plasma applicator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110043030A (en) * 2009-10-20 2011-04-27 김덕재 Insole having plasma sterilizer and shoes having the same
EP3449950A1 (en) * 2016-08-26 2019-03-06 Creative Technology Corporation Shoe cleaner
DE102016118569A1 (en) 2016-09-30 2018-04-05 Cinogy Gmbh Electrode arrangement for forming a dielectrically impeded plasma discharge
DE102020115532A1 (en) 2019-06-10 2020-12-10 Infinity Startup Gmbh Device and method for cleaning and disinfecting objects, as well as application of the device and the method and objects cleaned therewith

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