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Die Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Abstandshalteranordnung zur Anordnung zwischen voneinander beabstandeten, relativ zueinander flexiblen und/oder beweglichen Flächen, beispielsweise zur Anordnung zwischen einer Innen- und einer Außensohle eines Schuhs.
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Stand der Technik
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Gemäß der
US 5 022 168 A kann eine zwischen einer Innen- und einer Außensohle eines Schuhs vorgesehene Zwischensohle im Wesentlichen aus zwei voneinander beabstandeten, relativ steifen Gewebelagen bestehen, zwischen denen als X-förmige Profile ausgebildete Gewebestege, die mit den vorgenannten Gewebelagen verwoben sind, als Abstandselemente angeordnet sind. Die Gewebe können beispielsweise aus Polypropylen, Polyvinyl oder Polyester bestehen.
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Die
DE 37 32 495 A1 zeigt eine Einlegesohle mit unterseitig angeordneten Noppen aus Elastomermaterial, wobei die Noppen im Fersenbereich größeren Durchmesser und größere Höhe aufweisen können als im Zehenbereich. Diese Noppen bilden nachgiebige Federelemente, die die Fußschale der Einlegesohle gegenüber der Außensohle abfedern.
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Aus der
US 4 815 221 A ist eine Schuhsohle mit stoßdämpfenden Abstandhaltern bekannt. Die Abstandhalter sind als Bogen ausgebildet und in einer Ausnehmung eines unteren Teils der Schuhsole angeordnet, wobei die Scheitel der Bogen von einem oberen Teil der Schuhsohle wegweisen.
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Aus der
US 4 713 854 A ist eine Kissen mit stoßdämpfenden Eigenschaften bekannt, wobei die stoßdämpfenden Elemente bogenförmig oder S-förmig ausgebildet sein können. Das Kissen besteht im Wesentlichen aus einer oberen und unteren Deckschicht und den dazwischen angeordneten Elementen.
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Aus der
AT 405 481 B ist ein Federkern für Matratzen und Sitzpolstern bekannt. Der Federkerb besteht aus einer Platte mit zahlreichen Durchbrüchen, aus deren Material die Federelemente mit einem oberen und einem unteren Federbügel geformt sind, wobei der untere Federbügel mit der Platte verbunden ist und der obere Federbügel mit dem unteren Federbügel.
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Aus der
US 5 311 674 A ist eine System zur Nutzung von Energie bekannt, wobei die beim Laufen in einen Sportschuh abgegebene Energie zur Unterstützung des Läufers zurückgewonnen wird. Der Energiespeicher besteht aus zwei miteinander verbundenen Platten, zwischen denen zwei Lagen von Bögen angeordnet sind. Die Bogen sind voneinander durch eine dritte Platte getrennt.
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In der
US 6 516 539 B2 wird eine stoßdämpfende Schuhsohle beschrieben, die im Wesentlichen aus einer Untersohle mit welliger Oberseite und einer Obersohle mit welliger Unterseite besteht, wobei die konkaven Zonen der Wellenstruktur der Untersohle die konvexen Zonen der Wellenstruktur der Obersohle aufnehmen. Durch unterschiedliche Wellenformen bzw. durch entsprechende Abstandselemente wird gewährleistet, dass die Wellenstrukturen einander vornehmlich an den Wellenflanken belasten und im Übrigen, zumindest in unbelastetem Zustand, voneinander beabstandet sind. Dadurch soll gewährleistet werden, dass die aus Elastomermaterial bestehenden Wellenstrukturen bei Belastung der Sohle im Bereich der Wellenflanken ausgeprägt auf Scherung belastet werden und eine gute Nachgiebigkeit gegeben ist.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine stoßdämpfende Abstandshalteranordnung zu schaffen, deren Dämpfungs- und Federungseigenschaften innerhalb eines äußerst weiten Bereiches vorgegeben werden können, wobei des Weiteren ein geringes Gewicht und eine gute Luftzirkulation möglich sein sollen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein nachgiebiges Tragstrukturteil mit über einer Basisfläche rasterartig neben- und hintereinander angeordneten offenen Bögen sowie in entsprechendem Raster angeordneten, die Basisfläche zumindest unterhalb der Bögen durchsetzenden Öffnungen.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, verformbare Tragbögen in rasterartiger Verbindung miteinander anzuordnen. Eine Belastung der Bogenmitte führt zu einer entsprechenden Verformung des Bogens, wobei die Seitenteile des Bogens seitwärts gedrängt werden und im Vergleich zur Höhe des unbelasteten Bogens verkürzte pfeilerartige Stützen mit relativ hoher Belastbarkeit bilden. Dadurch wird gegenüber einer auf den Bögen aufliegenden belasteten Fläche ein ausgeprägt progressiv ansteigender Widerstand ermöglicht, d. h. trotz anfänglicher hoher Nachgiebigkeit ist eine hohe Tragkraft ohne übermäßige Verformung möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Bögen in Bogenreihen quer zur Bogenachse nebeneinander angeordnet.
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Dabei besteht einerseits die Möglichkeit, die Bögen jeder Bogenreihe um eine halbe Bogenspannweite versetzt zu den Bögen der benachbarten Bogenreihe bzw. Bogenreihen anzuordnen.
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Stattdessen ist es auch möglich, die Bögen jeder Bogenreihe gleichachsig zu den Bögen der benachbarten Bogenreihe bzw. Bogenreihen anzuordnen.
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In der Basisebene können zwischen den Bogenreihen dazu parallele, durchlaufende Bänder angeordnet sein, die in Querrichtung miteinander über die in der Basisebene angeordneten Fußzonen der Bögen verbunden sind. Bei dieser Anordnung werden die Fußzonen der Bögen vergleichsweise stabil innerhalb der Basisebene festgehalten.
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Stattdessen ist es auch möglich, jede Fußzone zwischen benachbarten Bögen einer Bogenreihe mit jeweils einer Fußzone zwischen benachbarten Bögen der benachbarten Bogenreihe bzw. Bogenreihen über schmale nachgiebige Stege zu verbinden. Damit erhalten die Fußzonen jeder Bogenreihe in Längsrichtung der Bogenreihe eine vergleichsweise große Nachgiebigkeit.
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Ggf. kann aber diese Nachgiebigkeit durch ein Plattenteil ausgeräumt bzw. vermindert werden, welches eine Gitterstruktur mit rasterartig entsprechend den Bögen des Tragstrukturteiles angeordneten Fenstern aufweist, wobei an den Gitterstegen Konkavitäten oder Konvexitäten ausgebildet sind, in bzw. an denen die Fußzonen der Bögen des Tragstrukturteiles und/oder dessen Stege durch Formschluss festgehalten werden.
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Bei einer solchen Anordnung können für das Tragstrukturteil sowie das Plattenteil sehr unterschiedliche Materialien verwendet werden. Beispielsweise kann das Plattenteil aus flexiblem, jedoch im Wesentlichen undehnbarem Material bestehen, während das Tragstrukturteil aus einem Elastomer oder dgl. geformt ist. Durch eine solche Verbundkonstruktion lassen sich richtungsabhängig sehr unterschiedliche Belastbarkeiten gewährleisten.
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Es werden zwei Tragstrukturteile mit einander zugewandten Bögen angeordnet, die zum Beispiel eine Zwischenlage großer Mächtigkeit bilden.
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Hierbei ist gemäß der beanspruchten Ausführungsform vorgesehen, dass jeweils eine der aufeinander gelagerten Bogenreihen in Richtung der Bogenachsen vergleichsweise breite Bögen mit in den Bogenmittelschnitten angeordneten Fenstern aufweist, die die Bogenmittelschnitte der gegenüberliegenden Bogenreihe, deren Bögen in Richtung der Bogenachsen eine der Fensterbreite entsprechende Breite aufweisen, aufnehmen.
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Auf diese Weise greifen die Bogenreihen der beiden Tragstrukturteile formschlüssig ineinander ein, so dass zwischen den durch die Abstandshalteranordnung voneinander beabstandeten Flächen auch flächenparallele Kräfte unter entsprechender Verformung der Bögen übertragen werden können, wenn die beabstandeten Flächen mit den Basisflächen der Tragstrukturteile fest bzw. rutschfest verbunden sind.
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Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders vorteilhafte Ausführungsformen näher beschrieben werden.
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Schutz wird nicht nur für ausdrücklich angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern prinzipiell für beliebige Unterkombinationen der dargestellten bzw. beschriebenen Merkmale beansprucht.
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Ausführungsbeispiel
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht der fersenseitigen Hälfte einer Schuhsohlenanordnung mit erfindungsgemäßer Abstandshalteranordnung zwischen einer Fußschale bzw. Innensohle und einer Außensohle bzw., einem Außensohlenträger,
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2 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Schuhsohlenanordnung, wobei eine die Abstandshalteranordnung einschließende Verkleidungsfolie weggelaßen ist,
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3 eine perspektivische Ansicht eines auf der Außensohle bzw. dem Außensohlenträger angeordneten Tragstrukturteiles,
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4 eine Draufsicht auf dieses Tragstrukturteil,
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5 einen Vertikalschnitt entsprechend der Schnittebene V-V in 4,
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6 eine perspektivische Ansicht eines unter der Fußschale bzw. Innensohle angeordneten Tragstrukturteiles,
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7 eine Draufsicht auf dieses Tragstrukturteil,
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8 einen Vertikalschnitt entsprechend der Schnittlinie VIII-VIII in 7,
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9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Tragstrukturteiles,
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10 eine Draufsicht auf dieses Tragstrukturteil,
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11 eine perspektivische Ansicht eines unter dem Tragstrukturteil der 9 und 10 anbringbaren gitterartigen Plattenteiles,
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12 eine Draufsicht auf die Oberseite dieses Plattenteils,
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13 eine Draufsicht auf die Unterseite des Plattenteiles,
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14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Tragstrukturteiles mit dessen Basisfläche überdeckendem gitterartigen Plattenteil,
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15 eine Draufsicht auf die Oberseite dieses Plattenteils und
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16 eine Draufsicht auf die Unterseite des Plattenteiles.
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Gemäß den 1 und 2 besitzt ein nicht näher dargestellter Sportschuh zumindest innerhalb eines fersennahen Schuhbereiches eine fußschalenartige Innensohle 1 sowie eine davon in einer fersennahen Zone vertikal deutlich beabstandete Außensohle 2, deren Unterseite als Lauffläche ausgebildet oder mit einer Laufflächenschicht belegt ist. Zwischen Innensohle 1 und Außensohle 2 ist eine weiter unten näher erläuterte Abstandshalteranordnung angeordnet, die zur stoßdämpfenden Aufnahme von größeren Druckkräften geeignet ist. Diese weiter unten erläuterte Abstandshalteranordnung wird von einer ggf. transparent ausgebildeten Deckfolie 3 eingeschlossen, die an den Rändern der Innensohle 1 sowie der Außensohle 2 befestigt ist und den maximalen Abstand von Innensohle 1 und Außensohle 2 bestimmt. Gegenüber Druckkräften zwischen den Sohlen 1 und 2 ist die Deckfolie 3 nachgiebig.
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Die Innensohle 1 sowie die Außensohle 2 können jeweils zwar flexibel, jedoch mit größerer Steifigkeit ausgebildet sein, so dass punktuelle Belastungen immer auf größere Bereiche der jeweiligen Sohle abgetragen werden.
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Auf der Unterseite der Innensohle 1 ist ein Steg 4 angeformt, der eine den gesamten Fersenbereich überdeckende rechteckige Fläche auf der Unterseite der Innensohle 1 umschließt.
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Auf der Oberseite der Außensohle ist ein ähnlicher Steg 5 angeordnet, dessen Höhe jedoch deutlich geringer als die Höhe des Steges 4 ist. Darüber hinaus hat der Steg 5 in Draufsicht auf die Oberseite der Außensohle 2 eine rechteckige U-Form, wobei die bis in den Schuhmittelbereich erstreckten, zueinander parallelen U-Schenkel am fersenseitigen Ende der Außensohle 2 durch einen Querabschnitt des Steges 5 miteinander verbunden sind.
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Auf der vom Steg 5 auf der Oberseite der Außensohle 2 abgegrenzten Fläche ist ein randseitig vom Steg 5 umfasstes erstes Tragstrukturteil 6 fest angeordnet, welches in den 3 bis 5 näher dargestellt ist.
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Dieses Tragstrukturteil 6, welches aus steif-flexiblem Material geformt ist, besitzt eine mit der Außensohle 2 verklebte Basisfläche 7, auf der offene Bögen 8 bis 10 rasterartig angeordnet sind, unter denen die Basisfläche 7 von rechteckigen Fenstern 11 durchsetzt wird, das heißt die vorgenannten Fenster 11 werden von den Bögen 8 bis 10 überwölbt.
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Die Bögen 8 bis 10 sind im dargestellten Beispiel in drei parallelen Bogenreihen angeordnet, die jeweils aus quer zur Bogenachse nebeneinander angeordneten Bögen bestehen. Im Beispiel der 3 bis 5 umfasst jede Bogenreihe drei Bögen 8 mit mittlerer Spannweite, einen Bogen 9 mit großer Spannweite und einen kleinen Bogen 10 mit geringer Spannweite. Alle Bögen 8 bis 10 haben in Richtung der Bogenachse gleiche Breite, wobei jedoch die Bögen 8 im Bogenmittelbereich jeweils mit rechteckigen Fenstern 12 versehen sind.
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Zwischen den Bogenreihen und neben den beiden äußeren Bogenreihen bildet die Basisfläche 7 zu den Bogenreihen parallel durchlaufende Bänder, die an den Fußbereichen der Bögen 8 bis 10, das heißt an den ”Widerlagern” der Bögen 8 bis 10, in Querrichtung miteinander einstückig verbunden sind.
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Gemäß 2 ist das Tragstrukturteil 6 auf der Oberseite der Außensohle 2 so angeordnet, dass die Bögen 8 fersenseitig der Bögen 9 und die Bögen 10 zehenseitig der Bögen 9 angeordnet sind.
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Auf der vom Steg 4 auf der Unterseite der Innensohle 1 umrandeten Fläche ist ein weiteres Tragstrukturteil 13 angeordnet, welches in den 6 bis 8 näher dargestellt ist.
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Dieses Tragstrukturteil 13 besitzt eine vorn Steg 4 umrandete und mit der Unterseite der Innensohle 1 verklebte Basisfläche 14, auf der gleichartige offene Bögen 15 in drei parallelen Bogenreihen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Bögen 15 wiederum die Basisfläche 14 durchsetzende rechteckige Fenster 16 überwölben. Die Basisfläche 14 bildet also zwischen den Bogenreihen und seitwärts neben den beiden äußeren Bogenreihen durchlaufende streifenartige Bänder, die an den Bogenfüßen bzw. -Widerlagern in Querrichtung miteinander einstückig verbunden sind.
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Auch das weitere Tragstrukturteil 13 ist aus einem zähen, steif-flexiblen Kunststoff geformt.
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In Achsrichtung besitzen die Bögen 15 eine Breite, die der Breite der Fenster 12 in den Bögen 8 des ersten Tragstrukturteiles 6 auf der Außensohle 2 entspricht.
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Die Innensohle 1 sowie die Außensohle 2 und die Tragstrukturteile 6 und 13 sind so relativ zueinander angeordnet, dass die Bögen 15 des Tragstrukturteiles 13 an der Innensohle 1 mit ihren Mittelabschnitten von den Fenstern 12 der Bögen 8 des Tragstrukturteiles 6 auf der Außensohle 2 aufgenommen werden, wie aus 2 ersichtlich ist.
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Die Bögen 9 des Tragstrukturteiles 6 der Außensohle 2 liegen unmittelbar, etwas außerhalb der Bogenmitte, an der Unterseite der Innensohle 1 an. Gleiches gilt für die Bögen 10.
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Wenn beim Laufen bzw. beim Auftritt des Schuhs mit dem Fersenbereich zwischen Innensohle 1 und Außensohle 2 starke Druckkräfte übertragen werden, verformen sich die in die Fenster 12 der Bögen 8 des Tragstrukturteiles 6 an der Außensohle 2 eingreifenden Bögen 15 des Tragstrukturteiles 13 an der Innensohle 1 spitzbogenförmig, wobei die Schenkel der Bögen 8 an den zur Bogenachse parallelen Rändern der Fenster 12 etwas zur Seite gedrängt werden. Darüber hinaus können sich die Bögen 15 in den Fenstern 12 unter Reibung etwas verschieben.
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Die Bögen 9 und 10 werden von der sie beaufschlagenden Innensohle leicht seitwärts gedrängt.
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Insgesamt werden Stöße beim Auftritt wirksam gedämpft, gleichwohl wird eine vergleichsweise feste und harte Abstützung der Innensohle 1 gegenüber der Außensohle 2 geboten, das heißt ein schwammiges Auftrittsgefühl vermieden.
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Mit der Erfindung kann ein ähnliches Laufgefühl wie bei Barfußlauf auf fester Wiese geboten werden, das heißt extreme Stoßbelastungen werden vermieden, gleichwohl wird ein fester Auftritt mit guter Griffigkeit der Randbereiche der Außensohle 3 auf dem Untergrund gewährleistet.
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Das in den 9 und 10 dargestellte Tragstrukturteil 17 besitzt eine Vielzahl paralleler Bogenreihen mit gleichartigen offenen Bögen 18, wobei benachbarte Bogenreihen in Längsrichtung der Reihen jeweils um eine halbe Bogenspannweite zueinander versetzt sind. Abweichend von den vorangehend beschriebenen Tragstrukturteilen 6 und 13 besitzt das Tragstrukturteil 17 eine stark segmentierte Basisfläche, die im Wesentlichen nur aus kleinen Feldern 19, die jeweils zwischen aufeinander folgenden Bögen einer Bogenreihe angeordnet sind, und fischgrätenartig zwischen diesen Feldern 19 angeordneten flexiblen Stegen 20 besteht.
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Aufgrund dieser Ausbildung ist das Tragstrukturteil 17 sowohl in Längs- als auch Querrichtung vergleichsweise leicht dehnbar. Bei auf das Tragstrukturteil 17 in Längsrichtung der Bogenreihen wirkenden Zugkräften vergrößert sich die Spannweite der Bögen unter Abflachung der Bogenform. Bei quer zu den Bogenreihen wirkenden Zugkräften verformen sich die fischgrätenartigen Stege 20, wobei sich benachbarte Bogenreihen relativ zueinander in Längsrichtung der Bogenreihen zu verschieben suchen.
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Aufgrund der Nachgiebigkeiten in Längs- und Querrichtung kann das Tragstrukturteil 17 der 9 und 10 ohne weiteres auf in Längs- und Querrichtung dehnbaren Flächen, beispielsweise auf der Unterseite von dehnbaren Einlegesohlen angeordnet werden, wobei die Unterseiten der Felder 19 sowie der Stege 20 mit der zugewandten Seite der Einlegesohle verklebt werden können und die Bögen 18 auf der Unterseite der Einlegesohle eine nachgiebige Tragstruktur bilden.
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Ggf. kann das Tragstrukturteil 17 der 9 und 10 auf einem Plattenteil 21 angeordnet sein, wie es in den 11 bis 13 dargestellt ist.
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Dieses Plattenteil 21 besitzt rasterartig entsprechend den Bögen des Tragstrukturteiles 17 angeordnete Fenster 22.
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Wie aus den 11 und 12 ersichtlich ist, besitzen die Querstege 23 zwischen den in Reihen angeordneten Fenstern 22 im Vergleich zur Dicke des Plattenteiles 21 nur eine geringe vertikale Höhe. Darüber hinaus sind zwischen den Querstegen benachbarter Fensterreihen vertiefte, nach oben offene Kanäle 24 entsprechend dem Muster der Stege 20 des Tragstrukturteiles 17 ausgebildet.
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Im Ergebnis sind also an den Querenden der Fenster 22 vertikal dünne Bereiche des Plattenteiles 21 vorgesehen, die miteinander durch die Kanäle 24 verbunden sind. Damit lässt sich das Tragstrukturteil 17 der 9 und 10 mit seiner Unterseite formschlüssig in die vertieften Bereiche der in den 11 und 12 sichtbaren Oberseite des Plattenteiles 21 einsetzen, wobei die Stege 20 des Tragstrukturteiles 17 von den Kanälen 24 aufgenommen werden und die Unterseiten der Felder 19 des Tragstrukturteiles 17 auf den vertikal dünnen Querstegen 23 bzw. den entsprechend vertikal dünnen Zonen 25 an den Querenden der Fensterreihen des Plattenteiles 21 aufliegen.
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Wenn das Plattenteil 21 aus einem flexiblen, jedoch zähen und im Wesentlichen undehnbaren Material hergestellt ist, wird einerseits eine Versteifung des mit dem Plattenteil 21 verbundenen Tragstrukturteiles 17 in Längs- und Querrichtung erreicht. Andererseits bildet das Plattenteil 21 eine belastbare Plattform, die über das Raster der Bögen 18 des auf dem Plattenteil 21 angeordneten Tragstrukturteils 17 gegenüber einer gegenüber liegenden Fläche nachgiebig abstützbar ist.
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Gemäß den 14 bis 16 lässt sich ein prinzipiell dem vorangehend beschriebenen Plattenteil 21 entsprechendes Plattenteil 26 durch entsprechende Bemessung der Fenster 27, der Querstege 28, der Kanäle 29 und der Zonen 30 auch so ausbilden, dass es sich gemäß 14 von oben auf das Tragstrukturteil 17 aufliegen lässt, derart, dass die Bögen 18 des Tragstrukturteiles 17 durch die Fenster 27 des Plattenteiles 26 hindurch ragen.
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Auch bei dieser Ausführungsform wird das Tragstrukturteil 17 vorn Plattenteil 26 in Längs- und Querrichtung versteift.
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Gleichzeitig wird durch das Plattenteil 26 eine Mindestdicke vorgegeben, auf die sich die Kombination von Tragstrukturteil 17 und Plattenteil 26 bei vertikaler Druckbelastung zusammendrücken lässt.
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Die erfindungsgemäße Abstandshalteranordnung ist nicht auf einen Einsatz an oder in Teilen von Schuhen beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung beispielsweise auch für stoßdämpfende Polster oder Matten verwendet werden.
