WO1995013718A1 - Schuhsohle - Google Patents

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WO1995013718A1
WO1995013718A1 PCT/EP1994/003712 EP9403712W WO9513718A1 WO 1995013718 A1 WO1995013718 A1 WO 1995013718A1 EP 9403712 W EP9403712 W EP 9403712W WO 9513718 A1 WO9513718 A1 WO 9513718A1
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sole according
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channel
liquid
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Inventor
Christoph Mathis
Original Assignee
Engros-Schuhhaus Ag
Deichamnn-Schuhe Gmbh & Co. Vertriebs Kg
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00—Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14—Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/18—Resilient soles
    • A43B13/20—Pneumatic soles filled with a compressible fluid, e.g. air, gas
    • A43B13/203—Pneumatic soles filled with a compressible fluid, e.g. air, gas provided with a pump or valve
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00—Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14—Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/18—Resilient soles
    • A43B13/20—Pneumatic soles filled with a compressible fluid, e.g. air, gas

Definitions

  • the invention relates to a shoe sole according to the preamble of patent claim 1.
  • a shoe is known from US Pat. No. 4,446,634, the sole of which has two elastomeric containers communicating with one another in order to absorb shocks, such as occur during running.
  • the first container is located in the heel area and is connected to a second container located essentially in the ball area via two parallel channels.
  • Each of the channels has an adjustment option for changing the cross-section and has a check valve, so that the liquid is pumped through the one channel when the foot is placed from the heel into the ball area and when the foot rolls off the liquid from the ball area through the other is pumped back into the heel area.
  • a disadvantage of this known shoe is that the liquid is pumped back and forth between the two containers under pressure from the foot. This means energy when putting on the heel and also when the foot rolls off when placing the ball of the foot, absorbed.
  • This always energy-absorbing shoe sole acts like a loamy soil, so that the energy of the shocks is absorbed, but the movement is also hindered, since the liquid has to be pumped back through the ball of the foot into the heel area.
  • a liquid container according to the invention located in the area of the arch of the foot which can be expanded like a balloon against its material tension, automatically conveys the liquid back into the container located in the heel area when the heel is relieved, so that the rolling motion of the foot by pumping the liquid around into the latter container is not disabled, i.e. no kinetic energy is absorbed by the foot. Energy absorption occurs only when the heel is put on due to the compression of the liquid, the pumping over into the other container and the associated pumping up of this container located in the area of the foot end.
  • a further channel can be provided between the liquid containers, which channel closes in the direction of the other container by means of a check valve. is cash. This further channel then acts as a so-called "bypass" when the liquid flows back into the container located in the heel area.
  • the damping properties can be adjusted by means of adjustable channel cross sections. As the cross-section of the connecting channel becomes smaller, the damping effect of the container located in the heel area then increases.
  • the medium to be pumped is advantageously a liquid, since the compression of the liquid requires less spring energy and spring travel than the compression of a gas.
  • the liquid should have a relatively temperature-independent viscosity.
  • biodegradable oils or water mixed with an antifreeze can advantageously be used.
  • the first liquid container is cylindrical or rotationally symmetrical and cannot be deformed in the radial direction, so that it has the shape of an accordion-like bellows, for example, which can only be deformed in the vertical direction.
  • the recesses in which the liquid containers are located can, at the same time, be a pump chamber for a ventilation system, in which air can be conveyed into the interior of the shoe via air guide channels via the pump chamber, which can be connected to the atmosphere and can be deformed elastically by pressure.
  • a ventilation system in which air can be conveyed into the interior of the shoe via air guide channels via the pump chamber, which can be connected to the atmosphere and can be deformed elastically by pressure.
  • FIG. 1 shows a section of a first exemplary embodiment of a shoe sole according to the invention, seen along line I-I of FIG. 2,
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the shoe sole, seen along the line II-II in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1 of the heel area of a further embodiment of the invention.
  • a shoe sole 10 shown in the drawing consists of an outsole 12, an insole 14 and an intermediate midsole 16.
  • the midsole 16, which is shown in plan view in FIG. 1, has a first recess 20 in the heel area 18 and between the heel region 18 and the ball region 22 there is a second recess 26 on the medial side, that is to say in the region of the arch of the foot 24, which is connected to the first recess 20.
  • the first recess 20 serves to receive a first container 28 which can be axially compressed by pressure loading with the heel.
  • This first container 28 is preferably cylindrical or rotationally symmetrical and cannot be deformed in the radial direction.
  • this container 28 is a bellows which can be compressed in the vertical direction, as shown in FIG.
  • the second recess 26 serves to receive a second container 30 which can be expanded like a balloon against its material tension. In the relaxed state, the second container 30 takes up the smallest possible volume.
  • Both containers 28 and 30 are connected to one another via a first connecting channel 32, so that when the medium is pumped around, the second container 30 is inflated.
  • the cross section of the first channel 32 is preferably adjustable, for example by means of a screw 34 forming a throttle 33, which can be operated from the outside.
  • a screw 34 forming a throttle 33
  • means which are not shown can be provided which prevent the screw 34 from rotating and thus prevent a change in the cross section.
  • a second channel 36 is provided, parallel to the first channel 32.
  • the second channel 36 can be closed by means of a check valve 38 in the direction of the second container 30, so that the medium contained in the containers 28 and 30 can only be pumped via the first channel 32 from the first to the second container when the heel is under pressure, but can flow back into the first container 28 through relief of the heel through both channels 32 and 36.
  • the second channel 36 thus has a bypass function when the medium flows back into the first container 28.
  • the second channel 36 can have a larger cross-section than the first channel 32.
  • the first channel has a further check valve which opens in the direction of the second container. Then, when pressure is exerted by the heel, the medium is pumped from the first container through the first channel into the second container and, when the pressure is released, only flows back through the second channel into the first container. It is also provided that such a check valve can be pretensioned in the first channel, so that it only opens when a pressure determined by the pretension has built up in the first container. This enables greater energy absorption and thus better shock absorption. Means can also be provided with which the preload can be adjusted so that the damping properties of the shoe sole according to the invention can be adjusted on the one hand by the throttle 33 and on the other hand by the preload of the check valve in the first channel 32.
  • the medium to be pumped is preferably a liquid which has a relatively temperature-independent viscosity. Water mixed with antifreeze or biodegradable oils are preferred.
  • the recesses 20 and 26, in which the containers 28 and 30 are located form part of a pump chamber 40 of a ventilation system.
  • the pump chamber 40 is delimited on the one hand by the recesses 20 and 26 and on the other hand by the insole 14.
  • the insole 14 has air inlet openings 42 which can be closed by means of valve tongues 44. Air enters the pump chamber 40 via the air inlet openings 42, which is elastically compressed when subjected to pressure and presses the air into the air duct 50 through an air outlet opening 46 and a check valve 48.
  • the air guide channels 50 run in the midfoot area essentially parallel to the first and second channels 32 and 36 and along the second recess 26.
  • the insole 14 is perforated or designed with holes 51 so that the air pressed into the air duct 50 can escape into the front part of the shoe. All openings and channels of the ventilation system can have very large cross sections, since the ventilation system does not have to assume any damping properties.
  • the ventilation system not only causes ventilation of the foot, but also the removal of any heat that may occur in the sole of the shoe, for example by heating the liquid flowing back and forth between the containers 28 and 30 in each step.

Landscapes

  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle mit zwei über wenigstens einen Verbindungskanal (32) kommunizierenden und ein Medium enthaltenden Behältern (28, 30), von denen sich der eine im Fersenbereich (18) befindet und unter Druckeinwirkung durch die Ferse komprimierbar ist. Damit die Schuhsohle Stöße gut absorbiert und insbesondere beim Abrollen des Fußes keine Energie absorbiert und einen Teil der Energie wieder an den Fuß abgibt, wird vorgeschlagen, daß der zweite Behälter sich im Bereich des Fußgewölbes (24) befindet und gegen seine Materialspannung ballonartig aufweitbar ist.

Description

Schuhsohle
Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US 4,446,634 ist ein Schuh bekannt, dessen Sohle zwei miteinander kommunizierende, elastomere Behälter aufweist, um Stöße, wie sie beispielsweise beim Laufen auftreten, zu absorbieren. Der erste Behälter befindet sich im Fersenbereich und ist über zwei parallel verlaufende Kanäle mit einem zweiten, sich im wesentlichen im Ballenbe¬ reich befindenden Behälter verbunden. Jeder der Kanäle hat eine Einstellmöglichkeit zur Veränderung des Querschnittes und weist ein Rückschlagventil auf, so daß durch den einen Kanal die Flüssigkeit beim Aufsetzen des Fußes von der Ferse in den Ballenbereich gepumpt wird und beim Abrollen des Fußes die Flüssigkeit von dem Ballenbereich durch den ande¬ ren Kanal in den Fersenbereich zurückgepumpt wird.
Nachteilig bei diesem bekannten Schuh ist, daß die Flüssig¬ keit unter Druckbelastung durch den Fuß zwischen den beiden Behältern hin- und hergepumpt wird. Damit wird Energie beim Aufsetzen der Ferse und auch beim Abrollen des Fußes, also beim Aufsetzen des Fußballens, absorbiert. Diese stets ener¬ gieabsorbierende Schuhsohle wirkt wie ein lehmiger Boden, so daß die Energie der Stöße zwar absorbiert wird, aber die Be¬ wegung auch behindert ist, da die Flüssigkeit durch den Fu߬ ballen in den Fersenbereich zurückgepumpt werden muß.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schuhsohle bereitzustellen, die einerseits zwar Stöße gut absorbiert, aber andererseits, insbesondere beim Abrollen des Fußes, keine Energie absor¬ biert und die insbesondere einen Teil der Energie wieder an den Fuß abgibt.
Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Ein erfindungsgemäß im Bereich des Fußgewölbes gelegener Flüssigkeitsbehälter, der gegen seine Materialspannung bal¬ lonartig aufweitbar ist, fördert beim Entlasten der Ferse die Flüssigkeit automatisch wieder in den im Fersenbereich gelegenen Behälter, so daß die Abrollbewegung des Fußes durch ein Umpumpen der Flüssigkeit in den letzteren Behälter nicht behindert ist, also keine Bewegungsenergie vom Fuß absorbiert wird. Eine Energieabsorption tritt nur beim Auf¬ setzen der Ferse durch die Kompression der Flüssigkeit, das Umpumpen in den anderen Behälter und das damit verbundene Aufpumpen dieses im Bereich des Fußendes liegenden Behäl¬ ters auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.
Damit die Flüssigkeit schnell in den ersten Behälter zu¬ rückströmt, kann zwischen den Flüssigkeitsbehältern ein weiterer Kanal vorgesehen sein, der mittels eines Rück¬ schlagventils in Richtung des anderen Behälters verschließ- bar ist. Dieser weitere Kanal wirkt dann als sogenannter "Bypass" beim Rückströmen der Flüssigkeit in den im Fer¬ senbereich liegenden Behälter.
Durch einstellbare Kanalquerschnitte lassen sich die Dämp- fungseigenschaften einstellen. Mit kleiner werdendem Quer¬ schnitt des Verbindungskanals erhöht sich dann die Dämp¬ fungswirkung des im Fersenbereich liegenden Behälters.
Mit einem vorspannbaren Rückschlagventil im Verbindungskanal läßt sich eine größere Energiemenge absorbieren, da je nach Vorspannkraft zunächst ein gewisser Druck im einen Behälter aufgebaut werden muß, bevor die Flüssigkeit in den anderen Behälter verdrängt wird.
Vorteilhafterweise ist das zu pumpende Medium eine Flüssig¬ keit, da die Kompression der Flüssigkeit weniger Federener¬ gie und Federweg benötigt als die Kompression eines Gases. Die Flüssigkeit sollte eine relativ temperaturunabhängige Viskosität haben. Vorteilhafterweise sind vor allem biolo¬ gisch abbaubare Öle oder Wasser mit einem Frostschutzmittel vermischt einsetzbar.
In einer einfachen Ausgestaltung ist der erste Flüssigkeits¬ behälter zylindrisch oder rotationssymmetrisch und in radia¬ ler Richtung nicht verformbar, so daß er beispielsweise die Gestalt eines ziehharmonikaartigen Balgs hat, der sich le¬ diglich in vertikaler Richtung verformen läßt.
Die Ausnehmungen, in denen sich die Flüssigkeitsbehälter befinden, können, gemäß Anspruch 14, gleichzeitig Pumpenraum für ein Ventilationssystem sein, bei dem Luft über den mit der Atmosphäre verbindbaren und durch Druckbelastung ela¬ stisch verformbaren Pumpenraum über Luftführungskanäle in das Schuhinnere förderbar ist. Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt eines ersten Ausführungsbei- spiels einer erfindungsgemäßen Schuhsohle, entlang Linie I-I der Fig.2 gesehen,
Figur 2 einen Längsschnitt der Schuhsohle, entlang der Linie II-II der Figur 1 gesehen,
Figur 3 eine Darstellung ähnlich Figur 1 des Fer¬ senbereichs einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Eine in der Zeichnung dargestellte Schuhsohle 10 besteht aus einer Laufsohle 12, einer Brandsohle 14 und einer dazwischen liegenden Zwischensohle 16. Die Zwischensohle 16, die in Fi¬ gur 1 in der Draufsicht dargestellt ist, weist im Fersenbe¬ reich 18 eine erste Ausnehmung 20 auf und zwischen Fersenbe¬ reich 18 und Ballenbereich 22 ist auf der medialen Seite, also im Bereich des Fußgewölbes 24, eine zweite Ausnehmung 26, die mit der ersten Ausnehmung 20 verbunden ist.
Die erste Ausnehmung 20 dient zur Aufnahme eines ersten Behälters 28, der durch Druckbelastung mit der Ferse axial komprimierbar ist. Dieser erste Behälter 28 ist vorzugsweise zylindrisch oder rotationssymmetrisch und in radialer Rich¬ tung nicht verformbar. In einer einfachen Ausgestaltung ist dieser Behälter 28 ein in vertikaler Richtung komprimierba¬ rer Balg, wie in Figur 2 dargestellt. Die zweite Ausnehmung 26 dient zur Aufnahme eines zweiten Behälters 30, der gegen seine Materialspannung ballonartig aufweitbar ist. Im entspannten Zustand nimmt der zweite Behälter 30 ein mög¬ lichst kleines Volumen ein. Beide Behälter 28 und 30 sind über einen ersten Verbindungskanal 32 miteinander verbunden, so daß bei Umpumpen des Mediums in den zweiten Behälter 30 dieser aufgepumpt wird. Vorzugsweise ist der Querschnitt des ersten Kanals 32 einstellbar, beispielsweise mittels einer eine Drossel 33 bildende Schraube 34, die von außen bedien¬ bar ist. Es können einfachheitshalber nicht dargestellte Mittel vorgesehen sein, die ein Verdrehen der Schraube 34 und damit eine Änderung des Querschnittes verhindern.
In dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Kanal 36, parallel zum ersten Kanal 32, vorgesehen. Der zweite Kanal 36 ist mittels eines Rückschlagventils 38 in Richtung des zweiten Behälters 30 verschließbar, so daß das in den Behältern 28 und 30 enthaltene Medium nur über den ersten Kanal 32 vom ersten in den zweiten Behälter bei Druckbelastung durch die Ferse gepumpt werden kann, aber bei Entlastung der Ferse durch beide Kanäle 32 und 36 in den ersten Behälter 28 zurückströmen kann. Der zweite Kanal 36 hat somit Bypassfunktion beim Rückströmen des Mediums in den ersten Behälter 28.
Damit das Medium schnell zurückströmt, kann der zweite Kanal 36 einen größeren Querschnitt haben als der erste Kanal 32. Zur Beeinflussung der Rückströmgeschwindigkeit kann es vor¬ gesehen sein, auch den Querschnitt des zweiten Kanals 36 mit nicht dargestellten Mitteln einstellbar auszugestalten.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform weist der erste Kanal ein weiteres Rückschlagventil auf, das in Richtung des zweiten Behälters öffnet. Dann wird bei Druck¬ belastung durch die Ferse das Medium aus dem ersten Behälter über den ersten Kanal in den zweiten Behälter gepumpt und strömt bei Druckentlastung nur durch den zweiten Kanal in den ersten Behälter zurück. Weiterhin ist es vorgesehen, daß ein solches Rückschlagventil in dem ersten Kanal vorspann¬ bar ist, so daß es erst öffnet, wenn sich in dem ersten Behälter ein durch die Vorspannung bestimmter Druck aufge¬ baut hat. Dadurch ist eine größere Energieabsorption und damit eine bessere Dämpfung von Stößen möglich. Es können auch Mittel vorgesehen sein, mit denen die Vorspannung ein¬ stellbar ist, so daß die Dämpfungseigenschaften der erfin¬ dungsgemäßen Schuhsohle einerseits durch die Drossel 33 und andererseits durch die Vorspannung des Rückschlagventils in dem ersten Kanal 32 einstellbar ist.
Das zu pumpende Medium ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, die eine relativ temperaturunabhängige Viskosität hat. Was¬ ser mit Frostschutzmitteln vermischt oder biologisch abbau¬ bare Öle sind hierbei zu bevorzugen.
Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, bilden die Ausneh¬ mungen 20 und 26, in denen sich die Behälter 28 und 30 befinden, Teil eines Pumpenraums 40 eines Ventilations¬ systems. Der Pumpenraum 40 wird einerseits durch die Aus¬ nehmungen 20 und 26 und andererseits durch die Brandsohle 14 begrenzt. Die Brandsohle 14 weist Lufteintrittsöffnungen 42 auf, die mittels Ventilzungen 44 verschließbar sind. Luft tritt über die Lufteintrittsöffnungen 42 in den Pumpenraum 40 ein, der bei Druckbelastung elastisch komprimiert wird und die Luft über eine Luftauslaßöffnung 46 und ein Rück¬ schlagventil 48 in Luftführungskanäle 50 preßt. Die Luft¬ führungskanäle 50 verlaufen im Mittelfußbereich im wesent¬ lichen parallel zu dem ersten und zweiten Kanal 32 und 36 und entlang der zweiten Ausnehmung 26. Im Zehen- bzw. Bal¬ lenbereich ist die Brandsohle 14 perforiert oder mit Löchern 51 ausgestaltet, so daß die in die Luftführungskanäle 50 gepreßte Luft in den vorderen Teil des Schuhs entweichen kann. Sämtliche Öffnungen und Kanäle des Ventilatiorissystems können sehr große Querschnitte aufweisen, da das Ventila¬ tionssystem keinerlei Dämpfungseigenschaften übernehmen muß. Mit dem Ventilationssystem wird nicht nur eine Belüftung des Fußes bewirkt, sondern auch die Abfuhr von eventuell auftre¬ tender Wärme in der Schuhsohle, beispielsweise durch Erwär¬ mung der bei jedem Schritt zwischen den Behältern 28 und 30 hin- und herströmenden Flüssigkeit.

Claims

Patentansprüche
Schuhsohle mit zwei über wenigstens einen Verbin¬ dungskanal (32) kommunizierenden und ein Medium ent¬ haltenden Behältern (28 und 30) , von denen sich der eine (28) im Fersenbereich (18) befindet und unter Druckeinwirkung durch die Ferse komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Behälter (30) sich im Bereich des Fußge¬ wölbes (24) befindet und gegen seine Materialspan¬ nung ballonartig aufweitbar ist.
Schuhsohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Behältern (28 und 30) ein weiterer Kanal (36) vorgesehen ist, der mittels eines Rück¬ schlagventils (38) in Richtung des im Bereich des Fu߬ gewölbes (24) vorgesehenen Behälters (30) verschlie߬ bar ist.
Schuhsohle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verbindungskanal ein weiteres Rückschlag¬ ventil vorgesehen ist, das in Richtung des im Bereich des Fußgewölbes vorgesehenen Behälters öffnet.
4. Schuhsohle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil im Verbindungskanal vorspann¬ bar ist.
5. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ver¬ bindungskanals (32) einstellbar ist.
6. Schuhsohle nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kanal (36) einen grö¬ ßeren Querschnitt hat als derjenige des Verbindungs¬ kanals (32) .
7. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des weiteren Kanals (36) einstellbar ist.
8. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine Flüssig¬ keit ist.
9. Schuhsohle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine relativ temperaturunabhängige Viskosität hat.
10. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein biologisch abbaubares Öl ist.
11. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit einem Frostschutzmittel vermischtes Wasser ist.
12. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (28,30) in eine Zwischensohle (16) eingebracht sind.
13. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im Fersenbereich befindende Behälter (28) zylindrisch oder rotations¬ symmetrisch und in radialer Richtung im wesentlichen nicht verformbar ist.
14. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen (20 und 26) , in denen sich die Behälter befinden, Teil eines Pum¬ penraums (40) für ein Ventilationssystem sind, bei dem Luft über den mit der Atmosphäre verbindbaren und durch Druckbelastung elastisch verformbaren Pumpenraum (40) über Luftführungskanäle (50) in das Schuhinnere förderbar ist.
15. Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei kommunizierenden Behälter (28 und 30) auswechselbar sind.
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