DE3613153A1 - Sportschuh mit pneumatischer ladevorrichtung - Google Patents
Sportschuh mit pneumatischer ladevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sportschuh mit einer
Sohle, die mit zur Aufnahme von Luft unter Überdruck
dienenden Kammern und einer daran angeschlossenen
fußbetätigten pneumatischen Ladevorrichtung versehen
ist, die unter einem von einem balligen Fußbereich
zu belastenden Bereich eines Sohlenteiles angeordnet
ist und mit einem Kammerkörper sowie einem dem Sohlen
teil zugeordneten Kammerdach einer Stauchkammer be
grenzt, die über eine Einlaßöffnung sowie ein Einlaß
ventil mit der Außenatmosphäre und über eine Auslaßöff
nung sowie ein Auslaßventil mit den Kammern verbunden
ist.
Bei einem bekannten (DE-OS 30 31 818) Sportschuh
dieser Art ist die Stauchkammer im senkrechten Quer
schnitt im wesentlichen rechteckig. Die Einlaßöffnung
und die Auslaßöffnung sind an im wesentlichen vertika
len Wandungsbereichen dicht unter dem Kammerdach ange
ordnet. Wenn die Ladevorrichtung betätigt wird, indem
das Kammerdach und der Kammerkörper unter Verringerung
des Stauchkammervolumens gegeneinander gedrückt werden,
so bleibt auch bei starkem Druck ein relativ großer
Totraum übrig. Dieser verbleibende Totraum vermindert
die Leistungsfähigkeit der Ladevorrichtung, weil
sich nur relativ geringe Drücke erreichen lassen.
Wegen des unvermeidbaren großen verbleibenden Totraumes
muß eine relativ große Höhe der Stauch
kammer, d.h. ein großer Hubweg der Ladevorrichtung
in Kauf genommen werden, was mit Nachteilen bei der
Benutzung des Sportschuhes verbunden ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Sport
schuh der eingangs genannten Art zu schaffen, bei
dem eine verbesserte Wirkung der Ladevorrichtung
unter Minimierung des Totraumes der Stauchkammer
gegeben ist. Der erfindungsgemäße Sportschuh ist,
diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stauchkammer als halblinsenförmige, der Balligkeit
des belastenden Fußbereiches angepaßte Mulde ausgebildet
ist und die Einlaßöffnung sowie die Auslaßöffnung im
Mittenbereich der Kammer angeordnet sind.
Durch die halblinsenförmige Gestalt der Stauchkammer
ist bei zusammengedrückter Stauchkammer der Totraum
minimiert, da sich das Kammerdach dem Grund der Stauch
kammer anschmiegt. Dadurch läßt sich ein dem auf
tretenden Kraftstoß entsprechender pneumatischer
Überdruck erzeugen. Bei verringerter Hubbewegung
wird ein verbessertes Aufpumpen der Kammern erreicht.
Das Volumen der Stauchkammer läßt sich verringern,
wodurch das Verhalten des Sportschuhes beim Tragen
verbessert ist. Da der vertikale Querschnitt der
Stauchkammer zu deren Rand hin abnimmt, sind Einlaßöff
nung und Auslaßöffnung im Bereich der Mitte angeordnet,
damit sie auch bei stark zusammengedrückter Stauchkam
mer nicht von Stauchkammerwandungen versperrt sind.
Die Ladevorrichtung ist mit der Einlaßöffnung und
der Auslaßöffnung etwa im "Zenit" der Balligkeit
des belastenden Fußbereiches, der in der Regel die
Ferse ist, angeordnet.
Die Stauchkammer-Mulde muß im waagerechten Querschnitt
nicht unbedingt kreisrund sein, ist es aber in der
Regel. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es,
wenn die Stauchkammer-Mulde ein Verhältnis von Durch
messer zu Höhe von 5:1 bis 12:1 aufweist, was
die Flachheit der Stauchkammer des erfindungsgemäßen
Sportschuhes verdeutlicht. In der Praxis wird die
mittige Höhe bei 5-7 mm und der größte Durchmesser,
z.B. oben bei dem Kammerdach, bei 27-37 mm liegen.
Mit der Ladevorrichtung werden in der Regel Drücke
von 0,28-1,4 atm (= Atmosphärenüberdruck) erzeugt,
wobei beim Springen auch 2,4-2,8 atm erzeugt werden.
Darauf wird die Ladevorrichtung abgestellt. Die Lade
vorrichtung bzw. der Sportschuh wird in seiner Dimen
sionierung an die Durchschnittswerte des üblichen
Benutzers angepaßt. Die erfindungsgemäße Ladevorrich
tung stellt auch wegen der Stauchkammer-Mulde eine
verbesserte Abstützung der Ferse dar. Es findet ständig
eine leichte Entladung der Sohle-Kammern statt, da
diese nicht ganz dicht nach außen sind.
In der Regel ist das Einlaßventil dicht bei der Einlaß
öffnung angeordnet, um einen Kanal zwischen Einlaßöff
nung und Einlaßventil zu vermeiden. Besonders zweck
mäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn das Auslaßven
til dicht bei der Auslaßöffnung angeordnet ist, da
hierdurch ebenfalls Totraum vermieden ist.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin,
wenn das Einlaßventil und/oder das Auslaßventil in
vertikaler Richtung oberhalb der Einlaßöffnung bzw.
unterhalb der Auslaßöffnung angeordnet ist. Diese
Anordnung ergibt sich, wenn jeglicher Totraum zwischen
Öffnung und Ventil vermieden ist, und ist ermöglicht,
weil wegen der äußerst flachen Stauchkammer in vertika
ler Richtung genügend Platz für die Ventile zur Verfü
gung steht.
Bei der Verwirklichung des Einlaßventiles und des
Auslaßventiles sollten starre Teile und feste Verbin
dungen von Ventilteilen mit sonstigen Teilen der
Ladevorrichtung mit der Sohle vermieden sein, da
hierdurch in Verbindung mit der Elastizität des Sohlen
materials Schäden auftreten. Die Ventilteile sollten
den sonstigen Teilen der Sohle und der Ladevorrichtung
auch wegen der Materialschrumpfung angepaßt sein.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es daher,
wenn beim Auslaßventil der Ventilkörper als dünne,
biegbare Kunststoff-Scheibe und/oder wenn beim Einlaß
ventil eine randseitig dichtend befestigte Ventil
lamelle dichtend lose aufliegt, die mit seitlichem
Abstand angeordnete Öffnungen abschließt.
Diese Ventile sind ausnehmend flach gebaut und daher
für die Anordnung über und unter dem Stauchraum beson
ders geeignet. Die Ventil-Scheibe ist luftdicht aus
Kunststoff. Ein bei Zusammendrückung federnd elastischer
Schaumstoff-Block ist ein luftdurchlässiges Feder
element und dient als Druckfeder. Ein Mittenbereich der
Ventillamelle z.B. deckt bei einer Belastung durch
den Fuß die Einlaßöffnung ab. Die Rückstellbewegung
der Ventillamelle erfolgt aufgrund der ihr eigenen
Elastizität unterstützt durch die Rückstellelastizität
der Ladevorrichtung. Die Durchbrüche sind in der
Regel als feine Perforation ausgebildet.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenfalls,
wenn von den bei voll zusammengedrückter Stauchkammer
aneinander liegenden Flächen von Kammerdach und Kammer
körper zumindest die eine mit kleinen elastisch zu
sammendrückbaren Noppen besetzt ist, und/oder wenn
von den bei belasteter Ladevorrichtung aneinander
liegenden Flächen von Ventillamelle und Kammerdach
zumindest die eine mit kleinen elastisch zusammen
drückbaren Noppen besetzt ist. Diese z.B. 0,2 mm
dicken Noppen verhindern ein Verkleben und fördern
die Trennung der einander zugeordneten Flächen und
beschleunigen damit die Wirkungsweise der Ventile.
Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungs
form der Erfindung liegt vor, wenn die Ladevorrichtung
eine Baueinheit ist, welche den Kammerkörper, das
Kammerdach, das Einlaßventil und das Auslaßventil um
faßt und in eine Ausnehmung der Sohle eingesetzt
ist. Wegen der erfindungsgemäßen Ausbildung der Stauch
kammer ist die Herstellung von Kammerkörper und Kammer
dach aufwendiger. Dies läßt sich durch die Baueinheit
in etwa ausgleichen. Die Baueinheit vereinfacht auch
die Integrierung der Ventile. Es lassen sich nun
Kammerkörper und Kammerdach gemeinsam aus einem Kunst
stoff fertigen, der etwas unterschiedlich von dem
Kunststoff der sonstigen Sohle ist, zumal das Kammer
dach eine einer Pumpmembran ähnliche Funktion hat
und etwas dehnbar ist. Die Ladevorrichtung bzw. deren
Teile bestehen z.B. aus einem Silikon-Kautschuk.
Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungs
form der Erfindung liegt vor, wenn die Einlaßöffnung
seitlich neben der Auslaßöffnung angeordnet ist und
die Ventillamelle des Einlaßventiles sowie die Ven
tilscheibe des Auslaßventiles an einander entgegenge
setzten Seiten des gleichen Kammergehäuse -Bereiches
angeordnet sind. Hierdurch ist die Bauweise der Lade
vorrichtung vereinfacht, ist das Einlaßventil ge
schützter angeordnet und ist die seitliche Zufuhr
von Luft vereinfacht.
Bei dem eingangs erörterten bekannten Sportschuh
erstrecken sich die Kammern über nahezu die gesamte
Sohle und sich im waagerechten Querschnitt eckig,
wobei sie durch relativ schmale Wände voneinander
getrennt sind. Die Festigkeit dieser Sohle gegen
Knickungen und Zug in waagerechter Richtung ist rela
tiv gering. Die großen und sich weit erstreckenden
Ausnehmungen bilden auch ein relativ großes Volumen,
das von der Ladevorrichtung gefüllt werden und gefüllt
gehalten werden muß. Dies führt zu Schwierigkeiten,
wenn man mit einem möglichst kleinem Volumen der
Stauchkammer auskommen will.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher,
einen Sportschuh mit Sohle zu schaffen bei dem die
Kammern in der Gestaltung und Verteilung verbessert
sind. Ein erfindungsgemäßer Sportschuh ist, diese
Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern
auf die vom Fuß primär belasteten Bereiche der Sohle
beschränkt sind und als vereinzelte in waagerechter
Ebene abgerundete Ausnehmungen ausgebildet sind,
die durch durchgehend offene Kanäle miteinander verbun
den sind.
Durch Beschränkung der Kammern auf die Bereiche von
Ferse, äußerem Fußgewölberand und Mittelfuß-Ballenbe
reich ist der von Kammern besetzte Bereich der Sohle
verringert, ohne daß die erwünschten Feder- und Dämp
fungseigenschaften beachtlich beeinträchtigt sind.
Durch die Verringerung wird die Festigkeit der Sohle
verbessert, wozu ebenso entscheidend die Abrundung
der Kammern beiträgt, die z.B. ellipsenförmig sind.
Es ist auch eine Verringerung des Gesamtkammervolumens
erreicht, weshalb die erfindungsgemäße Kammergestaltung
in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Ladevorrich
tungs-Gestaltung von besonderem Vorteil ist, wobei
die erfindungsgemäße Ladevorrichtung bei kleinem
Stauchkammervolumen hohe Drücke ermöglicht.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und zeigt
Fig. 1 in einem vertikalen Schnitt einen Teil eines
Sportschuhes mit pneumatischer Ladevorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Sohle des
Sportschuhes gemäß Fig. 2,
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt einer weiteren pneu
matischen Ladevorrichtung eines Sportschuhes
und
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3
Der Sportschuh gemäß Fig. 1 besitzt einen Oberschuh
(1), dessen Sohlenteil (2) im Fersenbereich in nicht
näher gezeigter Weise luftdurchlässig ist. Der Sohlen
teil ist z.B. im Fersenbereich mit gekreuzten Schlitzen
versehen, um Luftdurchlässigkeit und Nachgiebigkeit
zur erreichen. Im Oberschuh (1) ist ein Fuß unterge
bracht, dessen Ferse (3) angedeutet ist, die nach
unten hin ballig ausgebildet ist. Der Oberschuh (1)
ist auf einer Sohle (4) befestigt, deren Absatz (5)
in Fig. 1 gezeigt ist und sich unter der Ferse (3)
befindet.
Die Sohle (5) besitzt unten eine Profillage (6),
darüber eine Kernlage (7) und darauf eine Oberlage
(8), die sehr viel dünner ist als die Kernlage (7).
Die Profillage (6) besteht aus einem relativ festen,
wenig zusammendrückbaren, vollen Kunststoff. Die
Kernlage (7) und die Oberlage (8) bestehen aus unter
einander gleichem Material und zwar aus einem elastisch
zusammendrückbaren, geschäumten Kunststoff. Die Sohle
bzw. die Summe von Kernlage und Oberlage ist im Absatz
bereich dicker als im übrigen Teil der Sohle. Die
Oberlage (8) besitzt im Bereich des Absatzes (5)
unter der Ferse (3) und dem luftdurchlässigen Bereich
des Sohlenteiles (2) als feine Perforation ausgebildete
Durchbrüche (9), die jeweils mit waagerechtem Abstand
von einer Mitte angeordnet sind.
Im Bereich dieser Durchbrüche (9) ist im Absatz (5)
und zwar in der Kernlage (7) eine im waagerechten
Querschnitt kreisförmige Ausnehmung (10) vorgesehen,
die nach unten hin geschlossen ist und zu der Oberlage
(8) hin offen ist. Die Ausnehmung (10) geht unten
mittig in eine kleine Aussparung (11) über und nimmt
eine eingesetzte Baueinheit (12) auf, auf der die
Oberlage (8) unverklebt lose aufliegt. Die Baueinheit
(12) umfaßt einen Kammerkörper (13), ein Kammerdach
(14) und eine auch mittig volle Ventillamelle (15),
die jeweils aus Silikon-Kautschuk hergestellt sind,
wobei die Ventillamelle auf dem Kammerdach (14) dicht
und lose aufliegt und entlang dem Umfangsrand (19)
mit dem Kammerdach (14) verklebt ist.
Der Kammerkörper (13) und das Kammerdach (14) bilden
ein Kammergehäuse, sind einstückig hergestellt und
begrenzen eine Stauchkammer (16), die halblinsenartig
ausgebildet und hier nach unten hin ausgewölbt ist.
Das Kammerdach (14), das eine Art Pumpmembran dar
stellt, besitzt mittig eine Einlaßöffnung (17), und
unter dieser bildet der Kammerkörper mittig eine
Auslaßöffnung (18). Das Kammerdach (14) bildet an
der der Ventillamelle (15) zugewandten Seite kleine,
elastisch zusammendrückbare Noppen (20) und auch
eine der beiden einander gegenüberliegenden Flächen
der Stauchkammer (16) ist mit solchen Noppen (20)
versehen, wobei die Noppen einstückig mit dem Kammer
deckel bzw. dem Kammerkörper sind.
Die Auslaßöffnung (18) geht in eine Höhlung (21)
über die in dem Kammerkörper (13) untergebracht
ist und eine unter der Auslaßöffnung angeordnete
Ventil-Scheibe (22) aufnimmt, die von unten von einem
Feder-Block (23) aus Schaumstoff beaufschlagt ist.
Die Höhlung (21) ist nach unten über einen Durchbruch
(24) mit der kleinen Aussparung (11) verbunden. Wenn
die Ladevorrichtung nicht arbeitet, dann ist die
Ventil-Scheibe (22) dichtend gegen die Auslaßöffnung
(18) gedrückt und zwar aufgrund Belastung durch den
Feder-Block (23) und durch Luftdruck, der von der
kleinen Aussparung (11) her wirkt.
Bei Belastung der Ladevorrichtung wird durch Druck
auf die Ventillamelle (15) die Einlaßöffnung (17)
versperrt und wird die Stauchkammer (16) zusammen
gedrück. Sobald der Druck in der Stauchkammer (16)
groß genug ist, wird die Ventil-Scheibe (22) abwärts
gedrückt und strömt Luft durch die Auslaßöffnung
(18) zur kleinen Aussparung (11). Bei Entlastung
schließt die Ventil-Scheibe (22) die Auslaßöffnung
(18) und wird Luft über die Durchbrüche (9), die
Durchbrüche (25) der Ventillamelle (15) und die mittige
Einlaßöffnung (17) in die Stauchkammer (16) nachge
saugt. Bei der Entlastung kommt die elastische
Rückstellkraft von Kammerkörper, Kammerdach und
Ventillamelle zur Wirkung.
Gemäß Fig. 2 ist die mit der kleinen Aussparung (11)
versehene Ausnehmung (10) in der Kernlage (7) und
zwar im Bereich des Absatzes 5 vorgesehen. Die Kernlage
(7) der Sohle ist in den die Last des Schuhbenutzers
primär aufnehmenden Bereichen mit Kammern (26) versehen,
die hier kreisrund und im Durchmesser kleiner als
die Ausnehmung (10) sind. Die nach unten geschlossenen
und nach oben offenen Kammern (26) weisen über die
Höhe gleichbleibenden Querschnitt auf. Die Kammern
sind untereinander und mit der Ausnehmung (10) durch
kleine, schmale Kanäle (27) verbunden und zwar in
Reihe. Die Kammern (26) sind gleich groß und die
Kanäle (27) erstrecken sich nur über einen Bruchteil
der Höhe der Kammern. Die Länge eines Kanales zwischen
zwei benachbarten Kammern ist kleiner als der Durch
messer der Kammern.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ist die
Ladevorrichtung ebenfalls als Baueinheit 12 ausge
bildet. In Abweichung von der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 ist das Kammerdach (14) durchgehend voll,
das heißt ohne Durchbruch und befinden sich seitlich
neben der mittigen Auslaßöffnung (18) noch im Mitten
bereich der Mulde dicht bei der Auslaßöffnung (2)
Einlaßöffnungen (17). Jede Einlaßöffnung befindet
sich am inneren Ende eines Kanales (28), der im Kammer
körper (13) radial nach außen führt. Die Ventillamelle
(15) bildet den gewölbten Boden der Stauchkammer
(16) und ist von der Mitte her radial nach außen
bis zu einem getrichelten Kreis (29) lose vom übrigen
Kammerkörper. Sie besitzt oberhalb der Auslaßöffnung
(18) einen Durchbruch (30) und besitzt eine radial
nach außen zunehmende Dicke. Zwischen dem Durchbruch
(30) und den Einlaßöffnungen (17) befindet sich jeweils
ein Bereich, in dem die Ventillamelle (15) dichtend
auf dem Ventilkörper (13) aufliegt.
Wenn die Ladevorrichtung sich entspannt und die
Stauchkammer (16) Luft ansaugt, so hebt die Ventil
lamelle (15) ab, so daß Luft durch den Kanal (28)
und den Durchbruch (30) in die Stauchkammer (16)
strömen kann. Die Ventillamelle (15) ist dort, wo
sie Dichtfunktion hat, sehr dünn, und dort, wo sie
den Kanal (28) abdeckt, dicker und damit fester.
Wenn Pumpdruck in der Stauchkammer (16) herrscht,
wird die Ventillamelle im Dichtbereich gegen den
Kammerkörper gedrückt, wodurch die Verbindung zwischen
Stauchkammer und Kanal (28) gesperrt wird. Die Höhlung
(21) ist nach unten durch eine perforierte Membran
(31) abgesperrt und die Ventil-Scheibe arbeitet ohne
besondere Druckfeder.
Claims (11)
1. Sportschuh mit einer Sohle, die mit zur Aufnahme
von Luft unter Überdruck dienenden Kammern und
einer daran angeschlossenen fußbetätigten pneumati
schen Ladevorrichtung versehen ist, die unter
einem von einem balligen Fußbereich zu belastenden
Bereich eines Sohlenteiles angeordnet ist und
mit einem Kammerkörper sowie einem dem Sohlenteil
zugeordneten Kammerdach eine Stauchkammer begrenzt,
die über eine Einlaßöffnung sowie ein Einlaßventil
mit der Außenatmosphäre und über eine Auslaßöffnung
sowie ein Auslaßventil mit den Kammern verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchkammer
(16) als halblinsenförmige, der Balligkeit des
belastenden Fußbereiches (3) angepaßte Mulde ausge
bildet ist und die Einlaßöffnung (17) sowie die
Auslaßöffnung (18) im Mittenbereich der Kammer
(16) angeordnet ist.
2. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauchkammer (16) - Mulde ein Verhältnis
von Durchmesser zu Höhe von 5:1 bis 12:1 auf
weist.
3. Sportschuh nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Auslaßventil (22) dicht bei
der Auslaßöffnung (18) angeordnet ist.
4. Sportschuh nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (15) und/oder
das Auslaßventil (22) in vertikaler Richtung ober
halb der Einlaßöffnung (17) bzw. unterhalb der
Auslaßöffnung (18) angeordnet ist.
5. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Auslaßventil
der Ventilkörper als dünne, biegbare Kunststoff-
Scheibe (22) ausgebildet ist.
6. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Einlaßventil
eine randseitig dichtend befestigte (19) Ventil
lamelle (15) dichtend lose aufliegt, die mit
seitlichem Abstand angeordnete Öffnungen abschließt.
7. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß von den bei voll
zusammengedrückter Stauchkammer (16) aneinander
liegenden Flächen von Kammerdach (14) und Kammer
körper (13) zumindest die eine mit kleinen ela
stisch zusammendrückbaren Noppen (20) besetzt
ist.
8. Sportschuh nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß von den bei belasteter
Ladevorrichtung aneinander liegenden Flächen
von Ventillamelle (15) und Kammergehäuse (14, 13)
zumindest die eine mit kleinen elastisch zusam
mendrückbaren Noppen (20) besetzt ist.
9. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ladevorrichtung
eine Baueinheit (12) ist, welche den Kammerkörper
(13), das Kammerdach (14), das Einlaßventil (15)
und das Auslaßventil (22) umfaßt und in eine
Ausnehmung (10) der Sohle (4) eingesetzt ist.
10. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Einlaßöffnung (17) seit
lich neben der Auslaßöffnung (18) angeordnet ist
und die Ventillamelle (15) des Einlaßventiles
sowie die Ventil-Scheibe (22) des Auslaßventiles
an einander entgegengesetzten Seiten des gleichen
Kammergehäuse (14, 14) Bereiches angeordnet sind.
11. Sportschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (26)
auf die vom Fuß primär belasteten Bereiche der
Sohle (4) beschränkt sind und als vereinzelte
in waagerechter Ebene abgerundete Ausnehmungen
ausgebildet sind, die durch durchgehend offene
Kanäle (27) miteinander verbunden sind.
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