AT512715B1 - Feder- und Dämpfungselement anordenbar in oder benachbart zu einem Schuh - Google Patents

Abstract

Feder- und Dämpfungselement (1) anordenbar in oder benachbart zu einem Schuh (2) umfassend erste Magnete (3) mitsamt einem ersten Befestigungselement (4) zum Anbringen der ersten Magnete (3) an einem ersten Teilbereich (5) des Schuhs (2), zweite Magnete (6) mitsamt einem zweiten Befestigungselement (8) zum Anbringen der zweiten Magnete (6) an einem zweiten Teilbereich (7) des Schuhs (2) oder in einem Bereich benachbart zum Schuh (2), wobei zumindest ein erster Magnet (3) verschieblich zu zumindest einem zweiten Magneten (6) gelagert ist, wobei die ersten Magnete (3) und die zweiten Magnete (6) nach dem Halbach-Array- Prinzip angeordnet sind

Description

österreichisches Patentamt AT512 715B1 2014-02-15

Beschreibung [0001] Diese Erfindung betrifft ein Feder- und Dämpfungselement anordenbar in oder benachbart zu einem Schuh umfassend erste Magnete mitsamt einem ersten Befestigungselement zum Anbringen der ersten Magnete an einem ersten Teilbereich des Schuhs, zweite Magnete mitsamt einem zweiten Befestigungselement zum Anbringen der zweiten Magnete an einem zweiten Teilbereich des Schuhs oder benachbart zum Schuh, wobei zumindest ein erster Magnet verschieblich zu zumindest einem zweiten Magneten gelagert ist.

[0002] Feder- und Dämpfungselemente in Schuhen funktionieren nach dem Prinzip der Abstoßung zweier gleich gepolter Einzelmagnete bei hinreichend naher Annäherung der Einzelmagnete. Die Abstoßungskraft ist bei Anordnung der Magnete nach dem Stand der Technik abhängig vom Abstand der ersten Magnete und zweiten Magnete.

[0003] US7694440B1 offenbart ein Feder- und Dämpfungselement umfassend zwei Magnete für einen Schuh. Im Unterschied zu der im Folgenden offenbarten Erfindung sind die Einzelmagnete nicht nach dem Halbach-Array-Effekt angeordnet.

[0004] US20100011616 beschreibt ebenso die Verwendung eines Magneten umfassend Einzelmagnete als ein Feder- und Dämpfungselement eines Schuhs. Es ist ebenso in US20100011616 kein Hinweis auf eine spezielle Anordnung der Einzelmagnete gemäß Halb-bach-Array zu finden.

[0005] Die im Folgenden diskutierte Erfindung stellt sich die Aufgabe der Verwendung von Magneten als ein Feder- und Dämpfungselement in einem Schuh, wobei die Wirkungsweise der Magnete durch eine spezielle Anordnung der Magnete optimal ausgenützt werden soll, um die Anzahl der notwendigen Magnete zu minimieren.

[0006] Magnete weisen nach dem Stand der Technik ein hohes Gewicht auf, was einem Einsatz in einem Schuh, insbesondere einem Sportschuh entgegenstehen würde.

[0007] Die Anordnung von Magneten in einem Schuh kann auch den Effekt haben, dass metallische Gegenstände, welche beispielsweise auf einem Boden liegen, durch den im Schuh befindlichen Magneten angezogen werden.

[0008] Die im Folgenden offenbarte Erfindung überwindet diese Nachteile.

[0009] Ein erfindungsgemäßes Feder- und Dämpfungselement zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Magnete und die zweiten Magnete nach dem Halbach-Array-Prinzip angeordnet sind.

[0010] Die Anordnung von Einzelmagneten eines ersten Magneten und eines zweiten Magneten ist beispielsweise in J.E. Hilton, S.M. McMurry, An adjustable linear Haibach array, Journal of Magnetism and Magnete Materials, 324(2012), Seiten 2051-2056 beschreiben. Eine Anordnung nach Halbach-Array hat den Effekt, dass das Magnetfeld auf den Bereich zwischen den ersten und zweiten Magneten gebündelt wird. Dies ist für die erfindungsgemäße Aufgabe insofern vorteilhaft, als dass die Anzahl der ersten Magnete und zweiten Magnete im Vergleich zu den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik reduziert werden kann. Durch die Bündelung der Magnetfelder entfällt der Nachteil des Anziehens von metallischen Gegenständen an die im Schuh angeordneten Magnete.

[0011] Die Abstoßungskraft zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten wird durch die Anordnung gemäß Halbach-Array vorteilhaft beeinflusst, da das Magnetfeld gebündelt ist.

[0012] Das erfindungsgemäße Element kann so aufgebaut sein, dass jeweils ein erster Magnet und ein zweiter Magnet in einer Achse ausgerichtet sind, welche Achse im Wesentlichen parallel zu einer Belastungsachse einer Teilbelastung gerichtet ist.

[0013] Ein solcher Aufbau ist vor allem bei einer einheitlichen Belastung und einer daraus resultierenden Belastungsrichtung vorteilhaft. 1 /9 österreichisches Patentamt AT512 715B1 2014-02-15 [0014] Die Oberflächen der ersten Magnete und die Oberflächen der zweiten Magnete können eine polygonale, kongurente Formen aufweisen, sodass die ersten Magnete und die zweiten Magnete bei einer relativen Verschiebung zueinander Abstoßungskräfte - in Abhängigkeit von den Oberflächen der Magnete - in mehrere Richtungen generieren können.

[0015] Die ersten Magnete mitsamt dem ersten Befestigungselement und/oder die zweiten Magnete mitsamt dem zweiten Befestigungselement können lösbar am Schuh angebracht sein. Die Befestigungselemente können mittels Verbindungsmitteln nach dem Stand der Technik wie beispielsweise eine Steck- und/oder Schraubverbindung am Schuh angebracht sein.

[0016] Das erste Befestigungselement und/oder das zweite Befestigungselement kann eine Klebeschicht sein.

[0017] Vorteilhaft ist das Feder- und Dämpfungselement modulartig aufgebaut, sodass ein in einem Schuh befindliches Feder- und Dämpfungselement durch den Benutzer leicht durch ein anderes Feder- und Dämpfungselement ausgetauscht werden kann. Die lösbare Anbringung des Feder- und Dämpfungselementes erfolgt beispielsweise nach mechanischen Verbindungsmethoden nach dem Stand der Technik.

[0018] Ein Teilbereich des Schuhs, in welchem das erfindungsgemäße Element angeordnet ist, kann beispielsweise eine Einlage sein.

[0019] Der Schuh kann ein Sportschuh wie beispielsweise ein Laufschuh, Schischuh oder Langlaufschuh sein.

[0020] Die Erfindung schließt nicht aus, dass die ersten Magnete in einem Teilbereich des Schuhs, die zweiten Magnete in einem zu dem Schuh benachbarten Bereich angeordnet sind. Beispielsweise können die ersten Magnete im Sohlenbereich eines Langlaufschuhs, die zweiten Magnete in einem zum Schuh benachbarten Bereich wie beispielsweise einer Aufstandsfläche der Bindung am Ski angeordnet sein. Der hier beispielhaft beschriebene zum Schuh benachbart angeordnete Bereich steht in einem funktionellen Zusammenhang mit dem Schuh.

[0021] Das erfindungsgemäße Element kann auch in einer Vorrichtung zur Anpassung des Schuhs an den Fuß des Benutzers wie beispielsweise einer Schnalle eines Schischuhs angeordnet sein. Durch die Anordnung des Elementes kann die Spannkraft der Schnalle begrenzt werden.

[0022] Eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Elementes ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete in einem ersten Sohlenteilbereich und die zweiten Magnete in einem zweiten Sohlenteilbereich angeordnet sind.

[0023] Das erfindungsgemäße Element kann sowohl zum Federn und Dämpfen von vertikalen als auch horizontalen Belastungen im Sohlenbereich eines Schuhs angeordnet sein. Vertikale Kräfte können beispielsweise durch das Eigengewicht des Benutzers oder durch den Bewegungsgang des Benutzers hervorgerufen werden. Horizontale Belastungen entstehen beim Beschleunigen oder Bremsen des Benutzers.

[0024] Die hier offenbarte Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Belastung auf den Benutzer, insbesondere dessen Gelenke zu reduzieren.

[0025] Ein Schaft eines Schuhs erfährt beim Tragen des Schuhs durch den Benutzer Dehnungen. Diese Dehnungen können beispielsweise durch eine Verformung des Fußes, durch den Vorgang des Abrollens während des Gehens begründet sein. Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäßen Elementes kann sich dadurch auszeichnen, dass die ersten Magnete in einem ersten Schaftteilbereich und die zweiten Magnete in einem zweiten Schaftteilbereich des Schuhs angeordnet sind.

[0026] Die ersten Magnete und/oder die zweiten Magnete können Einzelmagnete mit unterschiedlichen Feldstärken aufweisen. Durch die unterschiedlichen Feldstärken werden Zonen mit unterschiedlichen Federungs- und Dämpfungseigenschaften im erfindungsgemäßen Element geschaffen. 2/9 österreichisches Patentamt AT512 715B1 2014-02-15 [0027] Die ersten Magnete und die zweiten Magnete können Einzelmagnete mit jeweils gleicher Polung umfassen.

[0028] Die ersten Magnete und die zweiten Magnete können Einzelmagnete mit jeweils unterschiedlicher Polung umfassen, wobei ein Einzelmagnet der ersten Magnete und ein Einzelmagnet der zweiten Magnete, welche Einzelmagnete unterschiedlich gepolt sind, gegenüberliegend angeordnet sind.

[0029] Die Anordnung der Einzelmagnete hat so zu erfolgen, dass Einzelmagnete mit gleicher Polung gegenüberliegend angeordnet sind, sodass durch das Magnetfeld eine Abstoßungskraft geschaffen wird.

[0030] Das erste Befestigungselement und das zweite Befestigungselement können zueinander entlang einer polygonalen Bewegungslinie verschieblich gelagert sein.

[0031] Das erste Befestigungselement und das zweite Befestigungselement können zueinander drehbar um einen Punkt oder eine Achse gelagert sein.

[0032] Die Art der möglichen Bewegungen ist in Bezugnahme auf die Situierung des erfin-dungsgemäßen Elementes im Schuh zu wählen. Die mögliche Bewegung der ersten Magnete relativ zu den zweiten Magneten soll im Wesentlichen parallel zu der Belastungsrichtung verlaufen.

[0033] Die Bewegung des ersten Magneten relativ zum zweiten Magneten kann - auch in Kombination mit Gelenken - durch Führungselemente und/oder durch eine mögliche Deformationsrichtung des Schuhs vorgegeben werden. Eine mögliche Deformationsrichtung des Schuhs kann durch bestimmte Eigenschaften der verwendeten Materialien, durch eine Kombination von Materialien definiert werden. Beispielsweise kann eine mögliche Deformationsrichtung eines Schuhs durch eine Kombination eines allseitig dehnbaren Materials mit einem Bewehrungselement erreicht werden.

[0034] Das erfindungsgemäße Element kann mit weiteren Feder- und Dämpfungselementen gekoppelt sein. Das weitere Feder- und Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem deformierbaren Material hergestellt sein.

[0035] Figur 1 veranschaulicht die Anordnung des erfindungsgemäßen Elementes im Fersen bereich einer Sohle.

[0036] Figur 2 zeigt die Anordnung des erfindungsgemäßen Elementes im vorderen Bereich einer Sohle.

[0037] In den Figuren kennzeichnen die folgenden Bezugszeichen die nachstehenden Elemente des Schuhs: 1. Feder- und Dämpfungselement 2. Schuh 3. erste Magnete 4. erstes Befestigungselement 5. erster Teilbereich 6. zweite Magnete 7. zweites Befestigungselement 8. zweiter Teilbereich 9. Achse 10. Belastungsachse 11. Erster Sohlenteilbereich 12. Zweiter Sohlenteilbereich 13. frei 14. frei 15. Weitere Elemente 16. Belastung 17. Gelenk 3/9 österreichisches Patentamt AT512 715B1 2014-02-15 [0038] Figur 1 zeigt einen Schuh 2 mit einem erfindungsgemäßen Feder- und Dämpfungselement 1 umfassend erste Magnete 3 und zweite Magnete 6. Die ersten Magnete 3 sind am ersten Befestigungselement 4, die zweiten Magnete 6 am zweiten Befestigungselement 7 angebracht. Mittels des ersten Befestigungselements 4 werden die ersten Magnete 3 in einem ersten Teilbereich 5 des Schuhs 2 angebracht. Analog hierzu erfolgt die Anbringung der zweiten Magnete 6 mittels des zweiten Befestigungselementes 7 am zweiten Teilbereich 8 des Schuhs 2.

[0039] Da - wie aus Figur 1 ersichtlich - das erfindungsgemäße Element 1 im Fersenbereich des Schuhs 2 angeordnet ist, sind die Befestigungselemente 4, 7 im ersten Sohlenbereich 11 beziehungsweise im zweiten Sohlenbereich 12 angeordnet.

[0040] Die Befestigungselemente 4, 7 sind so im Schuh 2 angebracht, dass eine Bewegung des ersten Magneten 3 relativ zum zweiten Magneten 6 - auch unter einer Deformation des Schuhs 2 - möglich ist. Die Befestigungselemente 4, 7 sind an einer Kante durch ein Gelenk 17 gekoppelt, wodurch die relative Bewegung der Befestigungselemente 4, 7 zueinander im Wesentlichen eine Drehbewegung beschränkt ist.

[0041] Die in Figur 1 dargestellte Anordnung stellt sich der Aufgabe des Federn und Dämpfens einer Belastung 16, welche über die Ferse auf den Schuh 2 aufgebracht wird. Die Belastungsachse 10 und die Achse 9 einer möglichen Bewegung der ersten Magneten 3 relativ zu den zweiten Magneten 6 sind im Wesentlichen parallel. Die Achse 9 verläuft im dargestellten Fall tangential zu der möglichen Drehbewegung der Magnete 3, 6 zueinander.

[0042] Die in Figur 1 dargestellte Anordnung des erfindungsgemäßen Feder- und Dämpfungselementes 1 ist für eine Belastung durch im Wesentlichen eine Belastung 16 in Richtung einer (vertikalen) Belastungsachse 10 ausgelegt. Aus diesem Grund sind die einander zugewandten Oberflächen der Magnete 3, 6 eben ausgebildet.

[0043] Im Vergleich zum Stand der Technik zeichnet sich die in Figur 1 dargestellte Anordnung des erfindungsgemäßen Elementes 1 dadurch aus, dass die ersten Magnete 3 und die zweiten Magnete 6 nach dem Halbach-Array-Prinzip angeordnet sind. Die Anordnung nach dem Halb-ach-Array Prinzip ist in Figur 2 dargestellt.

[0044] Das erste Befestigungselement 4 und/das zweite Befestigungselement 8 sind lösbar am Schuh (2) angebracht. Die lösbare Verbindung ist eine Schraub- oder Steckverbindung nach dem Stand der Technik, welche ein einfaches Austauschen des erfindungsgemäßen Elementes 1 erlaubt. Durch einen Austausch des Elementes 1 ist es dem Benutzer möglich, die Feder- und Dämpfungseigenschaften des Schuh 1 an seine temporären Anforderungen anzupassen.

[0045] Der Schuh 2 umfasst zusätzlich zum erfindungsgemäßen Element 1 ein weiteres Feder-und Dämpfungselement 15, welches zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Element 1 wirkt.

[0046] Figur 2 zeigt die spezielle Anordnung nach Halbach-Array von Einzelmagneten der ersten Magnete 3 und/oder der zweiten Magnete 6 (Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Halbach array) in Abhängigkeit der Magnetfeldströme der Einzelmagnete. Die in Figur 2 dargestellte Anordnung betrifft den Sonderfall der Anordnung der Einzelmagnete in einer Reihe.

[0047] Figur 3 zeigt eine mögliche Anordnung des erfindungsgemäßen Elementes 1 für eine Belastung 16 in einer horizontalen Belastungsrichtung 10. Eine solche Belastung auf den Schuh 2 beziehungsweise auf den Benutzer kann beim Abbremsen oder beim Beschleunigen des Benutzers hervorgerufen werden.

[0048] Das Element 1 ist - gleich wie in der in Figur 1 dargestellten Anordnung - in Sohlenbereich des Schuhs 2 angeordnet. Das erste Befestigungselement 4 ist in einem ersten Sohlenbereich 11, das zweiten Befestigungselement 7 in einem zweiten Sohlenbereich 12 angeordnet. Die Magnete 2, 6 sind zueinander verschieblich ausgebildet.

[0049] Die einander zugewandten Oberflächen der Magnete 2, 6 sind eben ausgebildet. Die Oberflächen der Magnete 2, 6 sind im Wesentlichen in einem Winkel von 90° zu der Bewegungsachse 10 und der Achse 9 gerichtet. 4/9 österreichisches Patentamt AT 512 715 B1 2014-02-15 [0050] Figur 4 zeigt eine mögliche Anordnung der Magnete 2, 6 in einem ersten Sohlenbereich 11 beziehungsweise zweiten Sohlenbereich 12, wobei die zueinander gewandten Oberflächen der Magnete 2, 6 eine polygonal ausgebildete und zueinander kongruente Oberfläche aufweisen. Die polygonalen Oberflächen der Magnete 2, 6 sind in dem in Figur 4 gezeigten Fall einer möglichen Anordnung pyramidenförmig oder (im Querschnitt gesehen) dreiecksförmig.

[0051] Die polygonale Ausbildung der Magnete 2, 6 ist durch die nicht einheitliche Belastung, gegeben durch die Belastung 16 und Belastung 16' bedingt, welche unterschiedliche Belastungsrichtungen 10, 10‘ aufweisen. Die in Figur 4 gezeigten Magnete 2, 6 generieren bei einer hinreichenden Annäherung Abstoßungskräfte in eine Richtung in Abhängigkeit der Form und der Verschiebung der Magnete 2, 6 zueinander.

[0052] Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung der erfindungsgemäßen Elemente. Der in Figur 5 dargestellte Schuh 2 umfasst weitere Elemente 15 als Feder- und Dämpfungselemente, die im Sohlenbereich angeordnet sind. Die weiteren Elemente 15 sind einen Hohlkörper umfassend ausgebildet, wobei im Hohlkörper jeweils ein erster Magnet 3 und ein zweiter Magnet 6 angeordnet sind. Das weitere Element 15 dient als erstes Befestigungselement 4 zur Anbringung der ersten Magnete 3 in einem ersten Sohlenbereich 11 und als zweites Befestigungselement 7 zur Anbringung der zweiten Magnete 6 in einem zweiten Sohlenbereich 12.

[0053] Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung sind in Figur 5 nur einige weitere Elemente 15 dargestellt.

[0054] Die oben angeführten Ausführungsformen beziehungsweise Anordnungen sind keinesfalls einschränkend auf den Gegenstand der Erfindung zu werten. Die oben angeführten Ausführungsformen beziehungsweise Anordnungen können auch miteinander kombiniert werden. 5/9

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT512 715B1 2014-02-15 Patentansprüche 1. Feder- und Dämpfungselement (1) anordenbar in oder benachbart zu einem Schuh (2) umfassend erste Magnete (3) mitsamt einem ersten Befestigungselement (4) zum Anbringen der ersten Magnete (3) an einem ersten Teilbereich (5) des Schuhs (2), zweite Magnete (6) mitsamt einem zweiten Befestigungselement (8) zum Anbringen der zweiten Magnete (6) an einem zweiten Teilbereich (7) des Schuhs (2) oder in einem Bereich benachbart zum Schuh (2), wobei zumindest ein erster Magnet (3) verschieblich zu zumindest einem zweiten Magneten (6) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) und die zweiten Magnete (6) nach dem Halbach-Array- Prinzip angeordnet sind.
2. 2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein erster Magnet (3) und ein zweiter Magnet (6) in einer Achse (9) ausgerichtet sind, welche Achse (9) im Wesentlichen parallel zu einer Belastungsachse (10) einer Teilbelastung (16, 16‘) gerichtet ist.
3. 3. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der ersten Magnete (3) und die Oberflächen der zweiten Magnete (6) polygonale, kongurente Formen aufweisen.
4. 4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) mitsamt dem ersten Befestigungselement (4) und/oder die zweiten Magnete (6) mitsamt dem zweiten Befestigungselement (8) lösbar am Schuh (2) angebracht sind.
5. 5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete(3) in einem ersten Sohlenteilbereich (11) und die zweiten Magnete (6) in einem zweiten Sohlenteilbereich (12) angeordnet sind.
6. 6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) in einem ersten Schaftteilbereich und die zweiten Magnete (6) in einem zweiten Schaftteilbereich des Schuhs (2) angeordnet ist.
7. 7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) und/oder die zweiten Magnete (6) Einzelmagnete mit unterschiedlichen Feldstärken aufweisen.
8. 8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) und die zweiten Magnete (6) Einzelmagnete mit jeweils gleicher Polung umfassen.
9. 9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Magnete (3) und die zweiten Magnete (6) Einzelmagnete mit jeweils unterschiedlicher Polung umfassen, wobei ein Einzelmagnet der ersten Magnete (2) und ein Einzelmagnet der zweiten Magnete (6), welche Einzelmagnete unterschiedlich gepolt sind, gegenüberliegend angeordnet sind.
10. 10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (4) und das zweite Befestigungselement (8) zueinander entlang einer polygonalen Bewegungslinie verschieblich gelagert sind.
11. 11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (4) und das zweite Befestigungselement (8) zueinander drehbar um einen Punkt oder eine Achse gelagert sind.
12. 12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsgemäße Element (1) mit weiteren Feder- und Dämpfungselementen (15) gekoppelt ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 6/9