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Die Erfindung betrifft allgemein eine Schuhsohle und insbesondere eine stoßabsorbierende Vorrichtung für die Schuhsohle.
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Für eine Schuhsole sind abpuffernde oder stoßabsorbierende Eigenschaften notwendig.
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Normalerweise erfolgt durch eine herkömmliche Schuhsohle das Ableiten und Absorbieren von Stoßenergie beim Aufsetzen, d. h. Stößen vom Fuß beim Gehen durch Druckumformung einer stoßabsorbierenden Vorrichtung, z. B. einer Mitten- bzw. Zwischensohle. Allerdings gewährleistet eine solche nur auf der Druckumformung beruhende Energieabsorption (Verlust) infolge ihrer allgemein kleinen Energieabsorptionsmenge keine ausreichenden stoßabsorbierenden Fähigkeiten.
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Dagegen kann eine vergrößerte Zwischensohlendicke zwecks Steigerung des Energieverlusts Leichtgewichtigkeit und Stabilität der Schuhsohle beeinträchtigen.
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Die
EP 0 966 895 A1 betrifft Aufbau und Ausgestaltung einer Turnschuhsohle. Hierbei wird insbesondere eine Zwischensohle beschrieben, die eine obere Zwischensohle und eine untere Zwischensohle aufweist. Zwischen dieser oberen Zwischensohle und der unteren Zwischensohle ist eine gewellte Schicht angeordnet, die in die obere und untere Zwischensohle integriert ist. Die gewellte Schicht
4 kann eine Doppelstruktur
41 aufweisen, wobei die gewellte Schicht in Dickenrichtung Durchlässe bzw. Öffnungen aufweist.
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Die
EP 0 878 142 A1 betrifft eine Zwischensohlenanordnung für einen Sportschuh mit einer Zwischensohle und einer gewellten Schicht an einem Fersenabschnitt der Zwischensohle, wobei die Amplitude und/oder Wellenlänge der Wellenkonfiguration der gewellten Schicht an einem mittleren und an einem seitlichen Abschnitt des Fersenabschnitts unterschiedlich sind. Insbesondere weist die Zwischensohle eine obere Zwischensohle und eine untere Zwischensohle auf, in die die Schicht integriert ist.
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Die
EP 0 963 711 A1 betrifft eine Zwischensohle für einen Sportschuh mit einer oberen Zwischensohle und einer unteren Zwischensohle zwischen denen eine gewellte Schicht angeordnet ist, wobei diese in die obere und untere Zwischensohle integriert ist. Ferner sind Löcher in Bereichen vorgesehen, in denen die Zwischensohle die gewellte Schicht kontaktiert, insbesondere im Bereich der Wellentäler der gewellten Schicht. Ferner können die Löcher auf den Kuppen der Wellungen der gewellten Schicht oder im Bereich der geneigten Flächen zwischen den Tälern und Kuppen der Wellungen der gewellten Schicht vorgesehen sein.
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Die
DE 33 29 742 A1 betrifft eine Sohlenanordnung für Sportschuhe mit einer Brand- bzw. Zwischensohle, die eine gewellte Einlage bzw. Zwischenschicht aufweist. Ferner werden bestimmte Ausgestaltungen wie Teilung und Höhe der Wellen der Einlage beschrieben.
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In der
US 4 798 010 A ist eine stoßabsorbierende Vorrichtung gemäß
19(a) offenbart.
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Bei dieser bekannten Technik ist eine Zwischensohle 102 zwischen einer Laufsohle 100 und einem Schaft 101 eingefügt. Die Zwischensohle 102 besteht aus einem flexiblen elastischen Teil 103 (Härtegrad 30 bis 50) und einem steifen elastischen Teil 104 (Härtegrad 60 bis 80), die über eine Verbindungsfläche 105 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsfläche 105 ist gewellt.
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In der
JP H06 17504 U ist eine stoßabsorbierende Vorrichtung gemäß
19(b) offenbart.
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Bei dieser bekannten Technik ist die Zwischensohle 102 mit einer stoßabsorbierenden Vorrichtung 106 versehen, die einen gewellten Schnitt hat.
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Bei diesen bekannten Techniken führen Lasten von oben zu Druckumformungen der gewellten Abschnitte. Allerdings gewährleisten solche Druckumformungen allein keine ausreichenden stoßabsorbierenden Eigenschaften.
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Die
US 5 915 819 A offenbart eine stoßabsorbierende Vorrichtung gemäß
20(a) und
20(b).
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Bei dieser bekannten Technik sind zahlreiche zusammendrückbare Kammern 202 zwischen einem unteren bahnenartigen Teil 200 und einem oberen bahnenartigen Teil 201 gebildet. Bei Ausübung eines Gewichts 203 von oben auf das bahnenartige Teil 201 werden die Kammern zusammengedrückt, wobei dieses Zusammendrücken ein stoßabsorbierendes Merkmal bildet.
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Bei dieser bekannten Technik werden das obere und untere bahnenartige Teil 200 und 201 an geneigten Seiten 204 in gegenseitige Druckberührung gebracht, was eine geringe Scherumformung bewirkt. Jedoch beinhalten das obere und untere Teil 200 und 201 zahlreiche scharfe Kanten- und Schulterabschnitte 205 (Punkte mit unmöglicher Differenzierung), an denen die Schnittkontur scharf variiert. Die beeinträchtigt die Durchgängigkeit der Umformung und unterdrückt somit die auf die Scherumformung zurückzuführende Energieabsorption.
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Wegen der Bildung ausgesparter Abschnitte 206 im unteren Teil 200 kann sich bei gegenseitiger Druckberührung der beiden Teile 200 und 201 an den geneigten Seiten 204 gemäß 20(b) das untere Teil 200 so verformen, daß konvexe Abschnitte 207 des unteren Teils 200 in die ausgesparten Abschnitte 206 wandern, was die Unterstützung für die geneigte Seite 204 reduziert. Dies senkt den Berührungsdruck auf die geneigten Seiten 204 und beeinträchtigt die auf die Scherumformung zurückzuführenden Energieabsorptionsfähigkeiten.
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Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen neuen Aufbau einer stoßabsorbierenden Vorrichtung für eine Schuhsohle bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
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Die Erfindung hat den Vorteil, das Auftreten einer Scherumformung zu erleichtern und dadurch eine Verbesserung der stoßabsorbierenden Eigenschaften zu erreichen.
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In einem Aspekt der Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe weist eine stoßabsorbierende Vorrichtung für eine Schuhsohle eine untere Schicht mit einer Oberseite und eine obere Schicht mit einer Unterseite auf.
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Die zwei Schichten sind beide aus einem Elastomer hergestellt.
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Die Oberseite der unteren Schicht und die Unterseite der oberen Schicht sind jeweils so ausgebildet, daß sie im wesentlichen einen gewellten Schnitt haben. (Nachfolgend werden die so ausgebildeten Seiten, daß sie im wesentlichen einen gewellten Schnitt haben, als ”gewellte Seiten” bezeichnet.)
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Die gewellten Seiten haben jeweils mehrere Kopfabschnitte, mehrere Bodenabschnitte und mehrere geneigte Abschnitte, die die Kopfabschnitte und Bodenabschnitte verbinden, wobei die gewellten Seiten jeweils im wesentlichen aus einer glatten und kontinuierlichen krummlinigen Oberfläche gebildet sind.
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Die gewellte Oberseite und Unterseite greifen ineinander ein.
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Die beiden in gegenseitigen Eingriff gebrachten Seiten (die beiden ineinandergreifenden Seiten) stehen an den geneigten Abschnitten der Seiten miteinander in Berührung.
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An den Kopf- und/oder an den Bodenabschnitten sind die beiden ineinandergreifenden Seiten voneinander beabstandet, wobei Spalte an den beabstandeten Abschnitten gebildet sind.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine stoßabsorbierende Vorrichtung für eine Schuhsohle eine untere Schicht mit einer Oberseite und eine obere Schicht mit einer Unterseite auf.
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Die zwei Schichten sind beide aus einem Elastomer hergestellt.
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Die Oberseite der unteren Schicht und die Unterseite der oberen Schicht sind jeweils so ausgebildet, daß sie im wesentlichen einen gewellten Schnitt haben.
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Die gewellten Seiten haben jeweils mehrere Kopfabschnitte, mehrere Bodenabschnitte und mehrere geneigte Abschnitte, die die Kopfabschnitte und Bodenabschnitte verbinden.
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Die Kopfabschnitte der Oberseite der unteren Schicht sind mit einer im wesentlichen aussparungsfreien, nach oben konvexen Oberfläche gebildet, die Bodenabschnitte der Unterseite der oberen Schicht sind mit einer im wesentlichen aussparungsfreien, nach unten konvexen Oberfläche gebildet.
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Die gewellte Oberseite und Unterseite greifen ineinander ein.
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Die beiden ineinandergreifenden Seiten stehen an den geneigten Abschnitten der Seiten miteinander in Berührung.
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An den Kopf- und/oder an den Bodenabschnitten sind die beiden ineinandergreifenden Seiten voneinander beabstandet, wobei Spalte an den beabstandeten Abschnitten gebildet sind.
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In einer Ausgestaltung weist eine stoßabsorbierende Vorrichtung für eine Schuhsohle eine untere Schicht mit einer Oberseite, eine obere Schicht mit einer Unterseite und eine zwischen der unteren Schicht und der oberen Schicht eingefügte Zwischenschicht auf.
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Die Oberseite der unteren Schicht und die Unterseite der oberen Schicht sind jeweils so ausgebildet, daß sie im wesentlichen einen gewellten Schnitt haben.
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Die gewellten Seiten haben jeweils mehrere Kopfabschnitte, mehrere Bodenabschnitte und mehrere geneigte Abschnitte, die die Kopfabschnitte und Bodenabschnitte verbinden.
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Die gewellte Oberseite und Unterseite greifen über die Zwischenschicht ineinander ein.
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Die beiden ineinandergreifenden Seiten stehen über die Zwischenschicht an den jeweiligen geneigten Abschnitten miteinander in Berührung.
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An den Kopf- und/oder an den Bodenabschnitten sind die beiden ineinandergreifenden Seiten voneinander beabstandet, wobei Spalte an den beabstandeten Abschnitten gebildet sind.
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Erfindungsgemäß sind zwischen der oberen und unteren Schicht mit gewellten Schnitten Spalte an den Kopfabschnitten und/oder an den Bodenabschnitten der Wellen gebildet. Dadurch bewirkt die Lastausübung von oben eine Scherumformung an den sich berührenden geneigten Abschnitten, wobei sich die Scherumformung aus Scherung von Texturen der geneigten Abschnitte entlang den geneigten Oberflächen ergibt. Dadurch erzeugen die Lasten von oben nicht nur die Druckumformung, sondern auch eine Scherumformung, die zu einer Verbesserung der stoßabsorbierenden Eigenschaften beiträgt.
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In der Erfindung sind die gewellten Seiten jeweils aus einer im wesentlichen glatten und kontinuierlichen krummlinigen Oberfläche so gebildet, daß keine scharf variierenden Punkte in den Schnittkonturen vorhanden sind, wodurch eine Scherumformung nicht nur an den Texturen der geneigten Abschnitte auftritt, sondern auch an den Kopfabschnitten und Bodenabschnitten, ohne die Durchgängigkeit der Scherumformung zu beeinträchtigen. Dadurch werden erheblich verbesserte stoßabsorbierende Eigenschaften erreicht.
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”Die gewellten Seiten sind jeweils aus einer im wesentlichen glatten und kontinuierlichen krummlinigen Oberfläche gebildet” bedeutet, daß die Schnittkonturen eine Kontur aufweisen, die aus einer Kurve und einer Kurve besteht, die glatt miteinander verbunden sind, sowie eine Kontur, die aus einer Kurve und einer Geraden besteht, die glatt miteinander verbunden sind, und daß mehrere Scheitel und Mulden ohne scharf variierende Punkte vorhanden sind, die die Differenzierung an ihnen erschweren.
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Andererseits sind in der Erfindung die Kopfabschnitte der Oberseite der unteren Schicht mit einer im wesentlichen aussparungsfreien, nach oben konvexen Oberfläche gebildet, und die Bodenabschnitte der Unterseite der oberen Schicht sind mit einer im wesentlichen aussparungsfreien nach unten konvexen Oberfläche gebildet. Wenn also die obere Schicht und die untere Schicht in direkte oder indirekte Druckberührung miteinander kommen, wandern die Texturen nicht in die Kopfabschnitte oder Bodenabschnitte, die die konvexen Oberflächen bilden, was den Berührungsdruck an den geneigten Abschnitten verstärkt. Dies führt zu einem erhöhten Energieabsorptionsvermögen, das auf die Scherumformung zurückzuführen ist.
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”Im wesentlichen aussparungsfrei” bedeutet, daß mehrere Kopfabschnitte der Oberseite und Bodenabschnitte der Unterseite vorhanden sind, die nicht ausgespart sind.
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Es ist bevorzugt, daß mindestens vier ineinandergreifende Scheitel und Mulden an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters bzw. Flächengitters in der oberen Schicht und unteren Schicht angeordnet sind. Beim Gehen oder Laufen neigt der Fuß dazu, von der Lateralseite zur Medialseite und von hinten nach vorn, von oben diagonal nach unten aufzusetzen. Auf diese Weise ist der Aufsetzstoß richtungsabhängig, und da die Richtung je nach der Gewichtsverlagerung nach Aufsetzen variiert (der Fuß setzt an der hinteren Lateralseite des Fersenabschnitts auf, und danach variiert die Bahn des Schwerpunkts als Funktion der Gewichtslagerung), ermöglicht die Anordnung der Scheitel und Mulden an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters eine Entlastung des beim Aufsetzen auftretenden Stoßes.
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Durch die gegenseitigen Trennungen der beiden gewellten Seiten an ihren Kopfabschnitten und Bodenabschnitten können zudem die Texturen der oberen Schicht und unteren Schicht diagonal nach unten wandern, was die Scherumformung erleichtert und einen Beitrag zur weiter verbesserten Abpufferung leistet.
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1(a) ist eine explodierte Perspektivansicht einer stoßabsorbierenden Vorrichtung für eine Schuhsohle und zeigt eine erste Ausführungsform, die auf dem Erfindungsgrundsatz beruht, und 1(b) ist eine Längsschnittansicht davon;
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2(a) ist eine vergrößerte schematische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgrundsatzes, 2(b) ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Scherumformzustands, und 2(c) ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Druckumformzustands;
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3(a) und 3(b) sind Längsschnittansichten, die jeweils eine Variante der auf dem Grundsatz beruhenden Ausführungsform zeigen, und 3(c) ist ein Diagramm der Beziehung zwischen Härte nach SRIS-C und Härte nach ASTM-B;
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4 ist eine Längsschnittansicht einer stoßabsorbierenden Vorrichtung für eine Schuhsohle und zeigt eine zweite Ausführungsform, die auf dem Erfindungsgrundsatz beruht;
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5 ist eine explodierte Perspektivansicht einer Zwischensohle und zeigt eine erste spezifische Ausführungsform, wobei ihre obere Schicht teilweise weggeschnitten ist;
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6 ist eine explodierte Längsschnittansicht davon;
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7 ist eine Längsschnittansicht davon;
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8(a) ist eine explodierte Längsschnittansicht einer Zwischensohle und zeigt eine zweite spezifische Ausgestaltung, und 8(b) ist eine Längsschnittansicht davon;
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9 ist eine explodierte Perspektivansicht einer Zwischensohle und zeigt eine Variante der zweiten spezifischen Ausgestaltung, wobei ihre Zwischenschicht teilweise weggeschnitten ist;
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10 ist eine Perspektivansicht und zeigt eine dritte spezifische Ausgestaltung;
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11(a) ist eine explodierte Perspektivansicht des hinteren Fußabschnitts davon, und 11(b) ist eine Perspektivansicht des hinteren Fußabschnitts im Blick von der Medialseite;
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12 ist eine explodierte Perspektivansicht einer Zwischensohle und zeigt eine vierte spezifische Ausführungsform;
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13 ist eine Schnittansicht an einer Linie XIII-XIII von 12;
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14 ist eine Perspektivansicht der zusammengesetzten Zwischensohle von 12;
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15 ist eine explodierte Perspektivansicht einer Zwischensohle und zeigt eine fünfte spezifische Ausführungsform;
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16 ist eine Perspektivansicht der zusammengesetzten Zwischensohle von 15;
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17(a) bis 17(d) sind schematische Schnittansichten, die jeweils ein Simulationsmodell zeigen;
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18 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Perspektivansicht einer Variante einer Wellenanordnung;
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19(a) ist eine Seitenansicht eines in der
US 4 798 010 A offenbarten Schuhs, und
19(b) ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer stoßabsorbierenden Vorrichtung für eine Schuhsohle, die in der
JP H06 17504 U offenbart ist; und
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20(a) und
20(b) sind Schnittansichten, die jeweils eine stoßabsorbierende Vorrichtung für eine Schuhsohle zeigen, die in der
US 5 915 819 A offenbart ist.
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Aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung klar verständlich. Jedoch ist zu beachten, daß die Ausführungsformen und Zeichnungen lediglich zur Veranschaulichung und Beschreibung dienen. Bei den Ausgestaltungen der stoßabsorbierenden Vorrichtung mit einer Zwischenschicht handelt es sich um Beispiele, die das Verständnis der Erfindung erleichtern. Der Schutzumfang der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen festgelegt. In den beigefügten Zeichnungen bezeichnen gleiche Zahlen durchweg gleiche oder entsprechende Teile in den mehreren Ansichten.
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Erste grundsätzliche Ausführungsform
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Im folgenden werden der Grundaufbau und Grundsatz der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform von 1 bis 3 beschrieben.
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In 1(a) ist eine stoßabsorbierende Vorrichtung 1 mit einer unteren Schicht 2 und einer oberen Schicht 3 versehen, die beide aus einem Elastomer hergestellt sind.
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Die untere Schicht 2 und die obere Schicht 3 haben Unterseiten 20 bzw. 30 und Oberseiten 21 bzw. 31. Die Oberseite 21 der unteren Schicht 2 und die Unterseite 30 der oberen Schicht 3 sind in Schnittkonfiguration jeweils allgemein gewellt. Die gewellten Seiten 21 und 30 verfügen jeweils über mehrere Kopfabschnitte 22 und 32, mehrere Bodenabschnitte 23 und 33 sowie mehrere geneigte Abschnitte 24 und 34, die die Kopfabschnitte 22 und 32 sowie die Bodenabschnitte 23 und 33 verbinden, wobei jede gewellte Seite mit einer im wesentlichen glatten und kontinuierlichen Oberfläche, vorzugsweise einer krummlinigen glatten Oberfläche gebildet ist.
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Gemäß 1(b) greifen die gewellte Oberseite 21 und Unterseite 30 ineinander ein. Die beiden ineinandergreifenden Seiten 21 und 30 stehen an den geneigten Abschnitten 24 und 34 der Seiten in Berührung miteinander. Die beiden ineinandergreifenden Seiten 21 und 30 sind voneinander über beabstandete Abschnitte beabstandet, die durch die beiden Seiten 21, 30 sowohl an den Kopfabschnitten 22, 32 als auch an den Bodenabschnitten 23, 33 festgelegt sind, wobei Spalte 4 an den beabstandeten Abschnitten gebildet sind.
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Wird nun in 1(b) eine Last von oben ausgeübt, werden die die untere Schicht 2 und obere Schicht 3 bildenden Elastomere oben und unten zusammengedrückt, während gleichzeitig ein gedachtes rechtwinkliges Parallelepiped 5, das durch eine strichpunktierte Linie in 2(a) dargestellt ist, versucht, sich diagonal nach unten mit dem Ergebnis zu bewegen, daß eine Seite 50 des rechtwinkligen Parallelepipeds 5 einer diagonal nach oben gerichteten Reibungskraft unterworfen wird. Das heißt, eine sich diagonal abwärts bewegende Kraft F und eine diagonal aufwärts gerichtete Reibungskraft F wirken auf das rechtwinklige Parallelepiped 5 so zusammen, daß die Scherumformung gemäß der strichpunktierten Linie in 2(b) stattfindet. Die sich aus der Scherumformung gemäß 2(b) ergebende Absorptionsenergie Ug ist weitaus größer als die sich aus der Druckumformung gemäß 2(c) ergebende Absorptionsenergie Ue.
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Dies soll näher beschrieben werden.
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Die Energien Ug und Ue sind durch die folgenden beiden Ausdrücke (1) und (2) gegeben: Ug = Gγ2/2 (1) Ue = Eε2/2 (2)
- G:
- Scherelastizitätskoeffizient (Schermodul)
- E:
- Längselastizitätskoeffizient (Elastizitätsmodul)
- γ:
- Scherbeanspruchung
- ε:
- Längsbeanspruchung
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Andererseits beträgt die Last je Flächeneinheit F = E·ε, F = G·γ(F = E·ε = G·γ), weshalb die Ausdrücke (1) und (2) wie folgt gegeben sind: Ug = F·γ/2 (11) Ue = F·ε/2 (12)
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In den Ausdrücken (11) und (12) ist die Scherbeanspruchung γ viel größer als die Längsbeanspruchung ε, das heißt, daß der Längselastizitätskoeffizient E weitaus größer als der Scherelastizitätskoeffizient G ist, weshalb die sich aus der Scherumformung ergebende Absorptionsenergie Ug viel größer als die aus der Druckumformung resultierende Absorptionsenergie Ue wird.
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Gemäß 3(a) und 3(b) können die Spalte 4 an den Kopfabschnitten 22 und 32 und/oder an den Bodenabschnitten 23 und 33 vorgesehen sein. Allerdings ist bevorzugt, die Spalte 4 sowohl an den Kopfabschnitten 22, 32 als auch an den Bodenabschnitten 23, 33 zu bilden, um die Scherumformung gemäß 1 zu erleichtern.
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Vorzugsweise sind die obere Schicht 3 und untere Schicht 2 aus Materialien mit unterschiedlichem Elastizitätsmodul hergestellt. Die Schichten 2, 3 sollten sich um einen Härtegrad von mindestens 2 nach SRIC (ein Wert in der Messung mit einem C-Härtemesser der Society of Rubber Industry, japanische Norm) voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann die untere Schicht 2 so ausgebildet sein, daß sie einen Härtegrad zwischen 40 und 80 nach SRIS-C, stärker bevorzugt in der Größenordnung zwischen 50 und 70 Grad hat, während die obere Schicht 3 so ausgebildet sein kann, daß sie einen Härtegrad von höchstens 35 nach SRIS-C, stärker bevorzugt zwischen 10 und 30 Grad hat.
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3(c) zeigt die Beziehung zwischen Härte nach SRIS-C und Härte nach ASTM-B. Zu beachten ist, daß
3(c) einen bloßen Standard zum Härtevergleich liefert und nicht zur Härteumrechnung zu nutzen ist. Grund dafür ist, daß die Beziehung zwischen Härtewerten, die man durch den unterschiedlichen Härtemessertyp erhält, je nach solchen verschiedenen Bedingungen wie Zusammensetzungen von Materialien und dadurch bestimmtes Fließverhalten, Abmessungen und Form sowie ferner Temperatur und Feuchtigkeit bei der Messung variieren kann. Zu den Materialien mit solcher Härte können Gummi- oder Harzschaumstoffe gehören, z. B. EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer), syndiotaktisches 1,2-Polybutadien usw. zur Bildung der unteren Schicht
2 sowie ein Elastomer geringer Härte zur Bildung der oberen Schicht
3. Normalerweise ist das Material geringer Härte Silikongel, kann aber auch ein Elastomer sein, das sich hauptsächlich aus Polyethylen und Polystyrol zusammensetzt (siehe z. B. die
JP H10 215909 A ).
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Zur Erhöhung der Energieabsorption auf der Grundlage der Scherumformung ist der Winkel θ der geneigten Abschnitte 24 und 34 vorzugsweise zwischen etwa 30 und 70 Grad eingestellt und hat am stärksten bevorzugt einen Winkel von etwa 45 Grad.
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Zweite grundsätzliche Ausgestaltung
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Nunmehr wird eine zweite Ausgestaltung beschrieben. In 4 ist die stoßabsorbierende Vorrichtung 1 mit der unteren Schicht 2, der oberen Schicht 3 und einer Zwischenschicht 6 versehen, wobei jede Schicht aus einem Elastomer hergestellt ist.
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Die untere Schicht 2 weist die Unterseite 20 und Oberseite 21 auf. Die obere Schicht 3 weist die Unterseite 30 und Oberseite 31 auf, die sich von der Unterseite 20 und der Oberseite 21 der unteren Schicht 2 unterscheiden. Die Zwischenschicht 6 tritt zwischen die beiden Schichten 2 und 3.
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Die Oberseite 21 der unteren Schicht 2 und die Unterseite 30 der oberen Schicht 3 sind im Schnitt allgemein gewellt. Die gewellten Seiten haben jeweils die mehreren Kopfabschnitte 22 und 32, mehreren Bodenabschnitte 23 und 33 sowie mehreren geneigten Abschnitte 24 und 34, die die Kopfabschnitte 22 und 32 sowie die Bodenabschnitte 23 und 33 verbinden.
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Die gewellte Oberseite 21 und Unterseite 30 greifen über die Zwischenschicht 6 ineinander ein.
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Die beiden ineinandergreifenden Seiten 21 und 30 stehen mit der Zwischenschicht 6 an den geneigten Abschnitten 24 und 34 in Berührung. Die beiden ineinandergreifenden Seiten 21 und 30 sind sowohl an den Kopfabschnitten 22, 32 als auch an den Bodenabschnitten 23, 33 voneinander beabstandet, wobei die Spalte 4 an den beabstandeten Abschnitten gebildet sind.
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Die Spalte 4 können an den Kopfabschnitten 22, 32 und/oder an den Bodenabschnitten 23, 33 gebildet sein.
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Es ist bevorzugt, daß die Härte der Zwischenschicht 6 auf einen Wert eingestellt ist, der mindestens 2 Härtegrade nach SRIS-C kleiner als die Härte der oberen Schicht 3 ist, und daß die Härte der Zwischenschicht 6 auf einen Wert eingestellt ist, der mindestens 2 Härtegrade nach SRIS-C kleiner als die Härte der unteren Schicht 2 ist. Zum Beispiel sind die untere Schicht 2 und die obere Schicht 3 so ausgebildet, daß sie einen Härtegrad nach SRIS-C zwischen 40 und 80, vorzugsweise etwa 50 bis 70 Grad haben, und die Zwischenschicht 6 ist so ausgebildet, daß sie einen Härtegrad nach SRIS-C von höchstens etwa 35, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 30 Grad hat. Zu den Materialien (Bestandteilen) mit solcher Härte können Gummi- oder Harzschaumstoffe gehören, z. B. EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) zur Bildung der unteren Schicht 2 und der oberen Schicht 3 sowie Silikongel für die Zwischenschicht 6.
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Erste spezifische Ausführungsform
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Anhand von 5 bis 7 wird eine erste spezifische Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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In 5 ist ein Zwischensohlenkörper 2A z. B. aus einem Harzschaumstoff wie EVA hergestellt und hat eine an seinem hinteren Fußabschnitt 25 gebildete Einsetz-(Anordnungs-)Vertiefung 8. In die Einsetzvertiefung 8 sind ein flexibles Polster 3A und eine Kappe 7 eingesetzt. Das heißt, das flexible Polster 3A und die Kappe 7 sind in der Einsetzvertiefung 8 angeordnet. Gemäß 6 bildet der hintere Fußabschnitt 25 des Zwischensohlenkörpers 2A die untere Schicht 2 dieser stoßabsorbierenden Vorrichtung 1. Das flexible Polster 3A ist z. B. aus Silikongel hergestellt und bildet die obere Schicht 3 der stoßabsorbierenden Vorrichtung 1.
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Gemäß 5 sind die Oberseite 21 der unteren Schicht 2 und die Unterseite 30 der oberen Schicht 3 im Schnitt in der Richtung gewellt, in der sich die beiden Seiten kreuzen (z. B. rechtwinklig schneiden). Insbesondere hat die Oberseite 21 der unteren Schicht 2 mehrere Scheitel 22a und Mulden 23a, die an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters angeordnet sind. Gemäß 7 passen sich die Scheitel 22a und 33a in die Mulden 32a und 23a ein.
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Gemäß 6, haben die Wellen der unteren Schicht 2 und oberen Schicht 3 jeweils eine gleiche Teilung P1 zwischen den Einpaßabschnitten. Allerdings brauchen in der Welligkeit der unteren Schicht 2 oder oberen Schicht 3 Teilungen P1 und P2 nicht gleichmäßig über die Schicht zu sein. Normalerweise sind die Teilungen P1 und P2 auf mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 6 mm, aber unter 30 mm eingestellt. Amplituden A1 und A2 der Wellen brauchen nicht gleichmäßig über die Schicht zu sein. Je größer die Amplituden A1 und A2 sind, um so höher wird die Abpufferung, während je kleiner die Amplituden A1 und A2 sind, um so höher wird die Stabilität.
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Die Kappe 7 hat eine Unterseite 70, die im Schnitt auch allgemein gewellt ist. Die Unregelmäßigkeiten der Kappe 7 stimmen mit den Unregelmäßigkeiten der Wellen des flexiblen Polsters 3A darunter überein. Das heißt, die Unterseite 70 der Kappe 7 hat mehrere Scheitel (konvexe Abschnitte) 73, die an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters wie das flexible Polster 3A angeordnet sind, wobei die Scheitel 7 in Positionsentsprechung mit den Bodenabschnitten 33 der oberen Schicht 3 gemäß 7 angeordnet sind. Dies erleichtert das Zusammendrücken der Scheitel 33a der oberen Schicht 3 relativ zum Zwischensohlenkörper 2A.
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Die Kappe 7 ist aus dem gleichen Material wie der Zwischensohlenkörper 2A hergestellt, d. h. aus EVA mit im wesentlichen der gleichen Härte wie der Zwischensohlenkörper 2A, und dient zum Verstopfen (Verschließen) der Einsetzvertiefungen 8.
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Gemäß 5 ist bevorzugt, daß die Ebenenkonfiguration und Richtung zur Bildung von Wellen der stoßabsorbierenden Vorrichtung 1 entlang der mit einem Pfeil B bezeichneten Richtung dort eingestellt sind, wo der Fuß nach Aufsetzen vom Boden gelöst ist. Unter dem Zwischensohlenkörper 2A ist eine Laufsohle (nicht gezeigt) mit einer Profilseite vorgesehen.
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Zweite spezifische Ausgestaltung
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Gemäß 8(a) ist eine aus EVA hergestellte Kappe 3B in dieser Ausgestaltung die obere Schicht 3. Ein Dickfilm 6A bildet die Zwischenschicht 6. Der Film 6A ist aus Silikongel hergestellt und befindet sich zwischen dem Zwischensohlenkörper 2A und der Kappe 3B. Im Zwischensohlenkörper 2A, der die untere Schicht 2 ist, sind kleine Aussparungen 23a an den gewellten Bodenabschnitten 23 gebildet. Gemäß 8(b) verstopft die Kappe 3B die Einsetzvertiefung 8 (paßt sich ihr an).
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Die anderen Konfigurationen ähneln denen der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung und der ersten spezifischen Ausführungsform von 5 bis 7, wobei gleichen oder entsprechenden Teilen gleiche Bezugszahlen gegeben sind und auf ihre nähere Beschreibung verzichtet wird.
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In der Ausgestaltung von 8(a) und 8(b) kann der Film 6A gemäß 9 geformt sein. Beschreibt man den Film 6A von 9 näher, so ist der Film 6A in eine gewellte Form geformt, die sich den Wellen der unteren Schicht 2 und oberen Schicht 3 anpaßt, und hat Rundkerbabschnitte 62, die den Kopfabschnitten der Wellen entsprechen. Dadurch lassen sich die Spalte 4 sowohl an den Kopfabschnitten 22, 32 als auch an den Bodenabschnitten 23, 33 der Wellen gemäß 4 bilden.
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Dritte spezifische Ausgestaltung
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Gemäß 10 ist in dieser Ausgestaltung die obere Schicht 3 aus einem oberen Zwischensohlenkörper hergestellt, während die untere Schicht 2 aus einem vorderen und hinteren unteren Zwischensohlenkörper 2F und 2B hergestellt ist. Die Zwischenschicht 6 ist aus Silikongelfragmenten gebildet.
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Gemäß 11(a) hat der hintere untere Zwischensohlenkörper 2B mehrere Scheitel 22a und Mulden 23a, die an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters angeordnet sind. Gemäß 10 hat der vordere untere Zwischensohlenkörper 2F auch mehrere Scheitel 22a und Mulden 23a, die an Gitterpunkten eines im wesentlichen ebenen Gitters angeordnet sind. Der obere Zwischensohlenkörper 3 ist mit Mulden 32a und Scheiteln 33a versehen, die sich in die Scheitel 22a und Mulden 23a einpassen.
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Gemäß 11(a) und 11(b) ist die Zwischenschicht 6 nur am Zwischensohlenumfang vorgesehen. Die Amplitude der Wellen ist auf einen größeren Wert auf der Lateralseite 10 des Fußes in 10 als auf der Medialseite 11 des Fußes in 11(b) eingestellt. Der Grund für eine solche Einstellung liegt darin, daß Abpufferung auf der Lateralseite des Fußes wichtig ist und Stabilität auf der Medialseite des Fußes nötig ist.
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Vierte spezifische Ausführungsform
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Gemäß 12 ist in dieser Ausführungsform die obere Schicht 3 aus dem oberen Zwischensohlenkörper gebildet, während die untere Schicht 2 aus dem unteren Zwischensohlenkörper gebildet ist.
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Der untere Zwischensohlenkörper 2 ist mit Einpaßlöchern (Öffnungen) 29 versehen. Gemäß 13 hat der obere Zwischensohlenkörper 3 einstückig ausgebildete Einpaßvorsprünge 39, die sich in die Einpaßlöcher 29 einpassen. Der obere Zwischensohlenkörper 3 bildet die Zwischensohle von 14, indem sich die Einpaßvorsprünge 39 in die Einpaßlöcher 29 von 12 einpassen können und indem er an einer Kante 28 mit dem unteren Zwischensohlenkörper 2 verbunden wird.
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In dieser Ausführungsform ist der untere Zwischensohlenkörper 2 mit mehreren Einpaßlöchern 29 versehen. Allerdings sind die Einpaßlöcher 29 nicht für jede der Mulden 23a vorgesehen, d. h., es verbleiben mehrere Mulden 23a ohne Einpaßlöcher 29, wobei an diesen Abschnitten die Durchgängigkeit der Scherumformung nicht beeinträchtigt ist, wodurch man hohe Abpufferungseigenschaften erreicht.
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Fünfte spezifische Ausführungsform
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Gemäß 15 ist in dieser Ausführungsform die obere Schicht 3 aus dem oberen Zwischensohlenkörper gebildet, während die untere Schicht 2 aus dem vorderen und hinteren unteren Zwischensohlenkörper 2F und 2B gebildet ist. Ähnlich wie in der vierten Ausführungsform ist der obere Zwischensohlenkörper mit dem vorderen und hinteren unteren Zwischensohlenkörper 2F und 2B verbunden, um die Zwischensohle gemäß 16 zu bilden.
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Zur Verdeutlichung der Effekte der Erfindung sind nachfolgend die Simulationsergebnisse (Computerberechnungen) im Zusammenhang mit der Erfindung dargestellt.
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Zunächst wurden Modelle gemäß 17(a) bis 17(d) angenommen. Für Typen 1 und 2, die Prüfbeispiele zeigen, wurden sieben unterschiedliche Amplitudenverhältnisse As/Am gemäß der nachfolgenden Tabelle 1 eingestellt. Die Teilung betrug konstant 12 mm.
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Die Wellen dieser Modelle basierten auf Sinuskurven, und für die Typen 1 und 2 wurden die gewellten Kopfabschnitte und Bodenabschnitte bogenförmig variiert. Eine geradlinig parallele Anordnung gemäß
1(a) kam für jede Wellenanordnung zum Einsatz. Um die Computerberechnungen durchführbar zu machen, wurden die Wellen einer Geradenannäherung unterzogen. Anschließend wurden die stoßabsorbierenden Eigenschaften beim Aufprall eines Gewichts von oben auf diese Modelle durch Simulation berechnet. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Ergebnisse dargestellt. TABELLE 1
| | Am | As | As/Am | P | Abpufferung |
| TYP 1 | Prüfbeispiel 1 | 6 | 3 | 0,5 | 12 | 0,0057 |
| | Prüfbeispiel 2 | 6 | 3,6 | 0,6 | 12 | 0,0067 |
| | Prüfbeispiel 3 | 6 | 3,9 | 0,65 | 12 | 0,007 |
| | Prüfbeispiel 4 | 6 | 4,2 | 0,7 | 12 | 0,0069 |
| | Prüfbeispiel 5 | 6 | 4,5 | 0,75 | 12 | 0,0061 |
| | Prüfbeispiel 6 | 6 | 4,8 | 0,8 | 12 | 0,0056 |
| | Prüfbeispiel 7 | 6 | 5,4 | 0,9 | 12 | 0,0045 |
| TYP 2 | Prüfbeispiel 11 | 7,8 | 3,9 | 0,5 | 12 | 0,0069 |
| | Prüfbeispiel 12 | 6,5 | 3,9 | 0,6 | 12 | 0,0076 |
| | Prüfbeispiel 13 | 6 | 3,9 | 0,65 | 12 | 0,0073 |
| | Prüfbeispiel 14 | 5,57 | 3,9 | 0,7 | 12 | 0,0071 |
| | Prüfbeispiel 15 | 5,2 | 3,9 | 0,75 | 12 | 0,0066 |
| | Prüfbeispiel 16 | 4,875 | 3,9 | 0,8 | 12 | 0,0061 |
| | Prüfbeispiel 17 | 4,588 | 3,9 | 0,85 | 12 | 0,006 |
| TYP 3 | Verg.-beispiel 1 | 6 | 6 | 1 | 12 | 0,0044 |
| TYP 4 | Verg.-beispiel 2 | 6 | keine | 0 | 12 | 0,0060 |
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Die Abpufferung in der Tabelle repräsentiert die quantisierte Dämpfung der Niederfrequenzkomponenten, die der menschliche Körper als unangenehm empfindet, wobei die Quantisierung jeweils durch frequenzbasierte Zerlegung von Stößen erreicht wird, die das dem Fuße entsprechende Gewicht beim Aufprall des Gewichts auf die Modelle erfährt. Anhand des Vergleichs mit sensorischen Prüfungen wurde nachgewiesen, daß größere Abpufferungswerte auf höhere stoßabsorbierende Fähigkeiten in der Tabelle verweisen.
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Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, haben die Prüfbeispiele 1 bis 7 und 11 bis 17 der Erfindung eine überlegene Abpufferung gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1.
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Andererseits ist das Vergleichsbeispiel 2 in der Abpufferung den Prüfbeispielen 1, 6 und 7 überlegen, leidet aber unter erheblichem Abpufferungsrückgang bei wiederholtem Gebrauch infolge der übermäßigen Druckumformung der Scheitel.
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Wie aus Tabelle 1 zeigt, ist es bevorzugt, das Amplitudenverhältnis As/Am auf einen geeigneten Wert einzustellen, wobei das Amplitudenverhältnis As/Am normalerweise auf einen Wert in der Größenordnung von 0,6 bis 0,75 eingestellt wird.
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In Fällen, in denen die oberen und unteren Wellen in den gleichen Konturen ausgebildet und Spalte 4 an den oberen und unteren Wellen gemäß 1(b) vorgesehen sind, läßt sich aber eine hohe Abpufferung unabhängig von der Einstellung des Amplitudenverhältnisses As/Am auf 1,0 oder nahe diesem Wert erreichen. Somit beabsichtigt die Erfindung nicht, das Amplitudenverhältnis As/Am einzuschränken.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen dargelegt wurden, wird dem Fachmann aus dieser Beschreibung leicht klar sein, daß sie innerhalb des naheliegenden Schutzumfangs auf verschiedene Weise geändert oder abgewandelt werden können.
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Zum Beispiel können die gewellten Kopfabschnitte 22 und 32 (oder Bodenabschnitte) konzentrisch angeordnet sein.
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Die untere Schicht kann aus einem Silikongel (geringe Harte) gebildet sein, und die obere Schicht kann aus einem Schaumstoffharz (hohe Härte) gebildet sein.
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Daher sind solche Änderungen und Abwandlungen als zum Schutzumfang der Erfindung gemäß der Festlegung durch die beigefügten Ansprüche zugehörig zu betrachten.
