DE69731487T2

DE69731487T2 - Sohlenaufbau

Info

Publication number: DE69731487T2
Application number: DE69731487T
Authority: DE
Inventors: Svante Berggren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: WO1998027839A1; US6393735B1; AU5506698A; DK0964625T3; DE69731487D1; EP0964625A1; EP0964625B1; ES2231900T3; ATE281086T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sohlenaufbau, vorzugsweise zum Laufen, mit einem Rahmen und einer darunter liegenden Sohle, die mit dem Rahmen verbunden ist, wobei der Rahmen einen Zehenteil und einen Bodenabschnitt umfasst, wobei der Zehenteil in Relation zu dem übrigen Teil des Rahmens nach oben gebogen ist und mit diesem einen Winkel bildet, wobei der Zehenteil darüber hinaus entlang der Längsachse in einer Richtung nach unten auf die darunter liegende Sohle zumindest im Wesentlichen starr ist, wobei die Sohle zwei Sohlenelemente umfasst, von denen eines ein vorderes Sohlenelement und das andere ein hinteres Sohlenelement ist, und wobei die Sohlenelemente in einem Abstand voneinander vorgesehen sind, wobei der vordere Teil des vorderen Sohlenelements eine Kippkante umfasst, um eine Absenkfunktion für den Sohlenaufbau im Gebrauch nach ihrem Kontakt mit und Abrollen entlang einer Oberfläche vorzusehen.
Heutzutage werden zum Laufen bei Wettkämpfen oder im Training Schuhe verwendet, die gewöhnlich eine im Wesentlichen flache und elastische Sohle umfassen und die auch ein hohes Gewicht aufweisen. Gemäß einer Untersuchung betrug das Durchschnittsgewicht pro Schuh 350 Gramm.
Das resultiert darin, dass das Verletzungsrisiko auf Grund z. B. falscher Positionierung der Schuhe beim Berühren des Bodens groß ist und dass die dynamischen Kräfte, die während der Zeit, in der die Schuhe zum Laufen verwendet werden, erzeugt werden, nicht maximal genutzt werden können.
Die US-A-1 021 142 zeigt einen pneumatisches Geh-Anbringungsteil, der eine Platte mit einem Sohlenabschnitt und einem Fersenabschnitt umfasst, wobei an jedem dieser Abschnitte eine Gummischale befestigt ist. Die Sohlenteile sind jedoch fest mit der Platte verbunden und darüber hinaus ist der Aufbau auf Grund seiner Steifigkeit, Flachheit und Form z. B. zum Laufen nicht geeignet.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in erster Linie darin, die erwähnten Probleme mit effizienten und sicheren funktionierenden Sohlenaufbauten oder Schuhen durch ihre Konstruktion zu lösen, so dass ihr/e Material, Form und Funktion für eine optimale Verwendung von biomechanischen Gesetzen, Winkeln, Formen und Kräften zusammenwirken.
Das vorstehend erwähnte Ziel wird mittels eines Sohlenaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, der in erster Linie dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sohlenelemente abnehmbar mit dem Bodenabschnitt des Rahmens verbunden sind, und dass die Sohlenelemente jeweils eine variierende Dicke in der Längsrichtung des Rahmens aufweisen, wobei die Dicke des vorderen Teils des vorderen Sohlenelements und des hinteren Teils des hinteren Sohlenelements geringer ist als die Dicke der übrigen Teile der Sohlenelemente, so dass der Sohlenquerschnitt in Längsrichtung entlang des Rahmens im Wesentlichen die Form eines Bogens annimmt, und mittels eines Schuhs mit einem solchen Sohlenaufbau.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den beiliegenden Nebenansprüchen angeführt.
Die besondere Geometrie der Erfindung im Hinblick auf den Kontakt des Sohlenaufbaus mit der Oberfläche und die allgemeine Konstruktion des Sohlenaufbaus wird unter anderem nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 perspektivisch den Hauptteil eines Sohlenaufbaus, diagonal von unten und von hinten betrachtet, zeigt;
2 eine schematische Seitenansicht des Sohlenaufbaus in einer Betriebsposition der Ruhe zeigt;
3 perspektivisch den Sohlenaufbau diagonal von unten und von vorne betrachtet zeigt;
4 den Sohlenaufbau in nach oben geschwenkter Betriebsposition des Kippens zeigt;
5 ein Beispiel des Sohlenaufbaus schematisch von unten gezeigt darstellt;
5A eine Seitenansicht des Bodenteils des Sohlenaufbaus zeigt;
5B Beispiele lose anbringbarer Verschleißsohlenelemente zeigt;
5C die Verschleißsohlenelemente von unten betrachtet zeigt;
5D eine Seitenansicht des Bodenteils des Sohlenaufbaus mit austauschbaren kreisförmigen Sohlenelementen zeigt;
6 schematisch ein abnehmbar verbundenes vorderes Sohlenelement zeigt;
6A und 6B verschiedene anbringbare kreisförmige Sohlenelemente und ihre variablen Anbringungen zeigen;
7 schematisch die Funktion eines herkömmlichen Schuhs während des Laufens zeigt;
8 schematisch die Funktion eines Schuhs gemäß der Erfindung während des Laufens zeigt;
9 die Gewichtsverteilung des Schuhs zeigt, und
10–12 das Prinzip des vorliegenden Schuhs mit einem Sohlenaufbau gemäß dem Laufrad, dem Gleichgewicht und dem Kreis zeigen.
Es sollte einzusehen sein, dass die Erfindung auf einen Sohlenaufbau beschränkt ist, bei dem die Sohlenelemente abnehmbar mit dem Bodenabschnitt des Rahmens verbunden sind, auch wenn die Abnehmbarkeit nicht explizit in allen Figs. veranschaulicht ist.
Gemäß der Erfindung, die einen Sohlenaufbau 1 für einen Schuh betrifft, der vorzugsweise zum Laufen vorgesehen ist und der einen Rahmen 3 und eine darunter liegende Sohle 4 aufweist, umfasst der Rahmen 3 einen Zehenteil 5, der zumindest im Wesentlichen starr ist und in bestimmten Fällen entlang der Längsachse des Rahmens 3 nach unten 6, vorzugsweise aber auch nach oben 11 vollständig starr ist. Ferner ist die Sohle 4 aus zwei Sohlenelementen 7, 8, einem vorderen Sohlenelement 7 und einem hinteren Sohlenelement 8 gebildet, wobei der vordere Teil 7A des vorderen Sohlenelements 7 mit einer Kippkante 9 versehen ist, die angeordnet ist, um eine Absenkfunktion für den Sohlenaufbau 1 des Schuhs nach ihrem Kontakt mit und Abrollen entlang einer Oberfläche 10 vorzusehen, z. B. wie 4 zeigt. Die Sohlenelemente 7, 8 sind in jeder der unten stehend beschriebenen Ausführungsformen abnehmbar (auch wenn nicht explizit in den Zeichnungen angezeigt) mit dem Bodenabschnitt des Rahmens 3 verbunden. Die Sohlenelemente 7, 8 weisen jeweils eine variierende Dicke in der Längsrichtung des Rahmens 3 auf, wobei die Dicke des vorderen Teils des vorderen Sohlenelements 7 und des hinteren Teils des hinteren Sohlenelements 8 geringer ist als die Dicke der übrigen Teile der Sohlenelemente 7, 8, so dass der Sohlenquerschnitt in Längsrichtung entlang des Rahmens 3 im Wesentlichen die Form eines Bogens annimmt.
Der Zehenteil 5 ist in Relation zu dem übrigen Teil 12 des Rahmens 3 vorzugsweise entlang einer in Bezug auf die Längsachse des Rahmens 3 quer verlaufenden geraden Linie 13 unter einem Winkel X von bis zu 50° nach oben gebogen. Der Zehenteil kann abnehmbar an dem in 6 gezeigten Rahmen 3 mittels z. B. einer Schraube 26 oder eines anderen Anbringungsmittels angebracht sein.
Die quer verlaufende gerade Linie 13 kreuzt das vordere Sohlenelement 7 zwischen ihrem mittleren und ihrem vorderen Teil 7A.
Die Sohle 4 ist durch zwei in einem Abstand A voneinander angeordnete, vorzugsweise kreisförmige Sohlenelemente 7, 8, deren Dicke H sich in Richtung des Zehenteils 5 und des Fersenteils 14 des jeweiligen Sohlenaufbaus verringert, gebildet. Überdies weisen die Sohlenelemente 7, 8 eine im Wesentlichen bogenförmige Form und einen deutlichen Niveauunterschied entlang ihrer Längsdimension auf und sind in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse des Rahmens 3 und der Ebene, in der die Sohlenelemente mit dem Rahmen verbunden sind, d. h., dem Bodenabschnitt, vergleichsweise elastisch, während der Rahmen starr ist. Der Rahmen 3 besteht vorzugsweise aus einem Verbundmaterial, einem so genannten Prepreg, das in mit Epoxidharz imprägnierten Kohle-, Gas oder Aramidfasern eingeschlossen ist. Insbesondere sind Deckel 15, 16 mit geeigneter Form angeordnet, um die Sohlenelemente 7, 8 in Richtung nach unten abzudecken. Vorzugsweise bestehen die Deckel aus einem Kohlefasermaterial oder einem anderen starren oder elastischen Material.
Dadurch ist insbesondere zumindest das vordere Sohlenelement 7 der beiden Sohlenelemente 7, 8 in einer solchen Weise verbunden, dass es, vorzugsweise mit Hilfe von Verbindungslagern 17, die kreisförmig und radial verteilt sind, um eine Aufnahme der Sohlenelemente 7, 8 mit variierenden Durchmessern zuzulassen und/oder die Anbringung an verschiedenen radial versetzten Positionen zuzulassen, gedreht werden kann. Der Rahmen 3 kann durch einen nicht gezeigten losen Einsatz eines Schuhschaftes 18 gebildet sein oder kann derart ausgebildet sein, dass er an einem Fuß 19 durch nicht gezeigte Fangriemen, eine Hülle oder ein schuhförmiges Aufnahmeelement angebracht werden kann. Es ist auch möglich, den Sohlenaufbau an bestehenden Schuhen anzubringen.
Die vorstehend erwähnten Sohlenelemente 7, 8 können in der Steifigkeit von im Wesentlichen starr bis zu vollständig starr variieren. Der Rahmen 3 ist vollständig steif.
Wie in den 8 und 9 veranschaulicht, wird die Kippwirkung des Schuhs wesentlich geringer als mit einem herkömmlichen Schuh sein, und der Schwerpunkt 20 liegt knapp neben der vertikalen Linie 21.
Ferner, wie in 5B veranschaulicht, können die Deckel 15, 16 derart ausgebildet sein, dass sie mittels eines rundherum laufenden Flansches 22 an die Sohlenelemente 7, 8 festgeklemmt oder alternativ durch ein Mittel wie z. B. Schrauben 23 angebracht werden.
Die Profile der Sohlenelemente 7, 8 können von einer kreisförmigen Form zu dazwischenliegenden geeigneten Formen wie z. B. eine Bogenform variieren.
Der gesamte Rahmen 3 oder zumindest sein Zehenteil 5 ist zumindest im Wesentlichen starr in Bezug auf die Längsachse des übrigen Rahmens 3 in Richtung nach unten, kann aber variieren bis zu vollständig starr und somit unbiegsam. Zu diesem Zweck kann der gesamte Rahmen 3 oder zumindest sein Zehenteil 5 auch von im Wesentlichen bis zu vollständig starr in Richtung nach oben 11 in Bezug auf die Längsachse des übrigen Rahmens 3 sein, um zu erlauben, dass der Rahmen 3 und sein Zehenteil 5 mit der Stütze zusammenzuwirken, wenn der Zehenteil mit der Oberfläche 10 in Kontakt kommt.
Darüber hinaus kann solch ein Rahmen 3, der gemäß dem oben Stehenden ausgeführt ist und den Zehenteil 5 umfasst, in einem herkömmlichen Schuh angeordnet sein, wobei die Sohlenelemente 7, 8 gemäß dem oben Beschriebenen unter solch einem herkömmlichen Schuh anbringbar sind.
Es kann auch eine Kombination der spezifizierten Merkmale innerhalb des Bereichs von Anspruch 1 auf mehr oder weniger herkömmliche Schuhe angewendet werden.
In 5D ist eine geformte Sohle 4 gezeigt, die paarweise nach unten gerichtete Ausnehmungen 24, 25 aufweist, in denen Teile von austauschbaren kreisförmigen Sohlenelementen 7¹ , 7² bzw. 8¹ , 8² mittels z. B. einer Schraube 23 angebracht sein können.
Die technischen Eigenschaften und Vorteile eines Schuhs mit einem Sohlenaufbau gemäß den speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unten stehend angeführt:
Gewicht
60–80 g/Schuh machen den Gegenstand der Erfindung wahrscheinlich zu dem leichtesten Laufschuh der Welt. Man vergleiche z. B. die Goldschuhe von Michael Johnson bei den Olympischen Spielen in Atlanta, die 95 g/Schuh wogen.
341 Gramm beträgt das Durchschnittsgewicht von 19 verschiedenen Laufschuhen der Modelle des Jahres 1996. Der Rad & Röns Schuhtest Nr. 6-7 1996 zeigt die besten Erzeugnisse der führenden Unternehmen am Markt. Mit diesen Schuhgewichten hebt der Marathonläufer ca. 8600 kg. Mit dem Gegenstand der Erfindung wird die entsprechende Summe nur etwa 1700 kg betragen. Der Unterschied ist enorm. Die Bedeutung des Gewichts wurde von der Schuhindustrie zweifellos unterbewertet. Das niedrige Gewicht führt naturgemäß zu Energieersparnissen und dadurch zu Ergebnis-/Zeitersparnissen. Das niedrige Gewicht ist auch ein sehr wichtiger Faktor, um Verletzungen zu vermeiden. Materialien und Aufbau gemäß dem Kreisprinzip sind die Voraussetzung für den extrem leichten Gegenstand der Erfindung.
Stabilität
Ein stabiler mit einem vollständig unbiegsamen bis im Wesentlichen unbiegsamen Sohlenaufbau. Das Laufradprinzip erfordert, damit es funktioniert, einen Schuh, der unbiegsam gemäß dem oben Stehenden ist. Das Profil der Sohle, ausgeglichen gemäß dem Gleichgewichtsprinzip und entworfen gemäß dem Kreisprinzip, resultiert in einem sehr effizienten Schuh. Der Schrittzyklus des Gegenstandes der Erfindung, die Schwebe phase, die Fußkontakt-Stützphase die Abstoßphase/Streckphase wird sehr schnell, energiesparend und verletzungsverhindernd sein.
Geschwindigkeit
0,70–0,80 Sek. schneller/100 m im Vergleich mit einem normalen Laufschuh ist der Gegenstand der Erfindung. Das Mindestgewicht und die Konstruktion gemäß den drei Grundprinzipien führt zu einer optimalen Nutzung der biomechanischen Gesetze. Dies sorgt für die erhöhte Geschwindigkeit. Es ist eine Tatsache, dass traditionelle Sohlenmaterialien Energie und Geschwindigkeit stoßdämpfen.
Die drei Grundprinzipien des Gegenstandes der Erfindung

A Das Laufradprinzip umfasst einen im Wesentlichen bogenförmigen Sohlenaufbauquerschnitt längs verlaufend entlang des Rahmens mit einer Kippkante. Der Bodenkontakt wird sehr schnell sein, da der Schwerpunkt des Körpers mit der vertikalen Linie über dem Stützpunkt zusammenfällt. Siehe 8–10.
B Das Gleichgewichtsprinzip. Der Gegenstand der Erfindung kann ausgeglichen werden, indem der Kreis des Vorderfußes und der Kreis der Ferse in Abstand, Winkel, Höhe und Durchmesser eingestellt werden. Es ist dann möglich, an einem so genannten „fallenden Schwerpunkt" zu laufen, was der Sprintläufer in dem Moment des Startens und Beschleunigens tut. Beim aufrechten Laufen überschreitet der Fuß in der Folge die vertikale Linie und ein Kippmoment wird erzeugt. Mit dem Gegenstand der Erfindung ist es möglich, den „fallenden Schwerpunkt" zu halten oder in dem Schwerpunkt/der vertikalen Linie zu bleiben, wo kein Kippmoment vorhanden ist. Siehe 11.
C Das Kreisprinzip. Die Kontaktflächen der Sohle gegen den Boden bestehen aus „liegenden Kreisen". Hier ist die Beziehung des Kreises zu der Kraft anwendbar. Unabhängig von dem Punkt, an dem der Kreis auf Kräfte trifft, während des Einsetzens – Stützens – oder der Phase des Abstoßens/Strecken des Fußes, erzeugt die Bewegungskraft eine Gegenkraft, die dann durch den Mittelpunkt des Kreises verläuft. Das Gefühl von Stabilität, Gleichgewicht und konzentrierter Kraft zu dem Mittelpunkt des Schuhs ist wesentlich. Dass die Kreise in Vorderfuß und Ferse unabhängig voneinander arbeiten, und dass die Formen genau Kreise sind, verringert wahrscheinlich die Stoßverteilung in dem Fuß, dem Unterschenkel, dem Knie und der Hüfte. Siehe 12.

Bodenkontakt

a) Einsetzen des Fußes Unabhängig davon, wo und wie das Einsetzen des Fußes in einem Schuh mit einem Sohlenaufbau gemäß den Ansprüchen erfolgt, normalisieren und stabilisieren die Kreise das Einsetzen des Fußes. Verletzungen an der Achillessehne können radikal verringert werden. Pronations- und Supinationsprobleme werden überhaupt nicht auftreten. Siehe Kreisprinzip der 12.
b) Stützphase Die kurze Stützphase ist das Resultat der drei Grundprinzipien. Die Stoßdämpfung ist die kurze Stützphase. Bei der traditionellen Stoßdämpfung sinkt der Schritt in der Stützphase zu lange ein, wie beim Laufen in Sumpf/Marsch. Der Gegenstand der Erfindung verwendet die inhärente Kraft des Laufschrittes, der Schritt hat keine Zeit einzusinken sondern erhält eine direkte Antwort, was beim Laufen auf Asphalt eine schnelle Stützphase zur Folge hat und für ein energiesparendes, schnelles und verletzungensverhinderndes Laufen sorgt.
c) Abstoß/Streckphase Das unbiegsame Material des Sohlenaufbaus trifft auf die Kräfte des Laufschrittes. Die vorzuziehende gleiche Höhe der Sohle am Vorderfuß wie auch an der Ferse sorgt für eine optimale Hebelwirkung. Beim Fersenaufbau von normalen Laufschuhen landet der Fuß in Kontakt mit dem Boden ständig „bergab" oder mit zu starkem Einsetzen der Ferse und dadurch mit einem großen Verletzungsrisiko. Das Sohlenprofil mit seiner Kippkante gibt dem Laufschritt eine horizontalere Richtung. Der Olympiasieger Vebjörn Rodal hat sich positiv über einen horizontaleren Schritt geäußert. Während der Weltmeisterschaften in Göteborg wurde biomechanische Studien mit den besten Dreispringern (Früdrott Nr. 10 1995, Erik Simonsen, Dänemark und anderen) durchgeführt. Die Studie zeigt die Bedeutung der horizontalen Bewegungsrichtung. Jonathan Edwards weist kleinere Projektionswinkel in den drei Schritten auf als seine Mitbewerber. Beim Kontakt mit dem Boden trifft der Sprungfuß die vertikale Linie oder neben diese. Dies resultiert in einer beibehaltenen Geschwindigkeit während des Sprungs und nebenbei in einem Weltrekord, wie erwartet. Der Aufbau des Gegenstandes der Erfindung führt naturgemäß zu der folgenden Kettenreaktion; hohe Ferse, das Gefühl „hoch zu laufen", kleine Abstoßwinkel – ebenerer, längerer Schritt – beibehaltene oder erhöhte Schrittfrequenz. Eine einfache Erklärung, warum die Zeitersparnisse 0,70–0,80 Sek./100 m betragen.

Verhinderung von Verletzungen
Die Beschreibungen in den obigen Punkten sind allesamt Beschreibungen der Verhinderung von Verletzungen. Das tägliche praktische Training mit dem Gegenstand der Erfindung zeigt keine Aufzeichnungen über Verletzungen. Ein wichtiger Zusatz besteht darin, dass die bogenförmige Form des Sohlenaufbaus in der Kontaktfläche gegen die Stütze Drehverletzungen z. B. beim Fußball verringern kann. Der Fuß kann leichter gedreht werden, ohne in der Oberfläche hängen zu bleiben. Der Gegenstand der Erfindung folgt auch leichter schnellen Richtungsänderungen wie zum Beispiel beim Indoorbandy. Hier ist das geringe Gewicht auch ein großer Vorteil. Je weniger Gewicht ein Teil des Körpers an seinen äußeren Positionen aufweist, umso geringer ist die Gefahr von Verletzungen in Bezug auf Überlastung. Eine altbekannte Tatsache, die die Schuhindustrie komplett vergessen hat. Diese Tatsache zeigen die insgesamt zu schweren Arbeitsschuhe, Freizeitschuhe und Laufschuhe. Es ist zu bedenken, dass der Fuß während großer Teile des Laufschritts in äußeren Positionen angeordnet ist, weit weg vom Körpermittelpunkt.
Material
Der Sohlenaufbau mit den beiden vorteilhaft kreisförmigen Sohlenelementen ist vorzugsweise aus einer dünnen Kohlefaser aufgebaut. Gewicht: 35–50 Gramm. Kohlefaser ist bestimmt kein endgültiges Produkt, vielmehr gibt es bestimmt leichtere Materialien mit der gleichen Stärke. Der Oberteil des Schuhs kann sehr einfach ausgebildet sein. Gewicht: 10–15 Gramm. Er kann aus einem verstärkten Strumpf, Velcro-Verschluss oder anderen einfachen Schnallen bestehen. Das Obige ergänzt mit Gummi oder Spikes an den Kontaktflächen resultiert in einem Gesamtgewicht von 60–80 Gramm/Schuh.
Das Grundmaterial aus Verbundmaterial ist ein so genannter Prepreg, d. h., eine imprägnierte Faser aus Kohlefaser, Glas- oder Aramidfaser, die mit einer bestimmten Menge an Epoxidharz imprägniert ist, um ein optimales Ergebnis sowohl im Hinblick auf das Gewicht als auch auf die Stärke zu erhalten. Das Aushärten erfolgt in einem Autoklav, d. h., einem Druckofen mit Steuerung von Unterdruck, Druck und Temperatur. Das Ergebnis stellt ein hinsichtlich Stärke wie auch Gewicht (extrem leicht) unschlagbares Laminat bereit.
Gummimaterial, so genanntes Trekollan disc 90, 2–3 mm, stellt die Verschleißfläche bereit, die den Kontakt zu der Stütze bildet. Velcro-Verschlüsse oder einfache Hüllen, die an die Form des Fußes angepasst sind, sind das Anbringungsmittel, das geeigneterweise für einen extrem leichten Aufbau verwendet wird. Gewicht

Herkömmliche Schuhe Gegenstand der Erfindung

Freizeit/Jogging 350 g 70 g

Wettkampf/Spikeschuhe 200–94 g 70 g

Wandern/Walking 1,5–2 kg 400 g
Ein um das Fünffache verringertes Gewicht bringt große Energievorteile und eine erhöhte Geschwindigkeit mit sich und verhindert Verletzungen.
Die vorteilhaft kreisförmigen Sohlenelemente stabilisieren das Einsetzen des Fußes und das Abstoßen, leiten die Kräfte durch den Mittelpunkt, normalisieren die Pronation und Supination.
Eine kurze Stützphase ist stoßdämpfend, was das traditionelle Stoßdämpfungsmaterial durch die schnelle Abroll- zu Abstoßphase und die harte unbiegsame Kohlefaser, die nicht ermüdet oder sich verstellt, ersetzt. Der Schwerpunkt verläuft durch die oder ist vor der vertikale/n Linie, was bedeutet, dass keine Bremswirkung erfolgt.
Das Abstoßen erfolgt schnell und energiesparend. Das Laufen kann mit „hohen Fersen" erfolgen, was in einem horizontaleren Laufen mit längeren Abstoßwinkeln resultiert. Darüber hinaus sorgt das Abrollen des Schuhs für einen Gewinn von 3 cm bei jedem Schrittabstand. Insgesamt für einen Zeitgewinn von zumindest 0,70 Sek/100 m.
Eine technische Revolution auch für das Laufen, ebenso wie die Verbesserungen, die beim Springen, Werfen und anderen athletischen Sportarten gemacht wurden. Das Laufrad-, Gleichgewichts- und Kreisprinzip sorgen für diese Möglichkeiten. Alle Winkel beim Einsetzen und Abstoßen des Fußes sorgen für eine optimale Wirkung.
Technik und Material zur Verhinderung von Verletzungen. Durch minimales Gewicht des mehr oder weniger kreisförmigen Weges des Fußes während eines Laufschritts wird die Belastung in den extremen Positionen verringert. Pronation (ungleiche Gewichtsverteilung der Fußinnenseite) oder Supination (ungleiche Gewichtsverteilung der Fußaußenseite) wird durch das bevorzugte Verbundmaterial des Rahmens, schnelles Abrollen und gleiche Sohlenhöhe an Ferse und Vorderfuß fast vollständig vermieden. Der Gegenstand der Erfindung sorgt für einen natürlichen leichten Schritt mit „Barfuß-Gefühl".
Vorteile

I. Leicht, 60–80 Gramm
II. Stabil, unbiegsam
III. Schnell, die schnellsten der Welt = Das Laufradprinzip bewirkt, dass das Einsetzen des Fußes an oder hinter der vertikalen Linie erfolgt, und dass man an einem „fallenden" Schwerpunkt läuft. Diese Beziehung bewirkt, dass der Fuß während des Einsetzens der Stütz phase sich selbst 3 cm nach vorne bewegt, zu einem vollen Abstoßeffekt. Der Zeitgewinn wird wie vorstehend erwähnt 0,70–0,80 Sekunden pro 100 m im Vergleich mit einem normalen Laufschuh betragen.
IV. Die Kräfte werden gleichmäßig in Richtung zum Mittelpunkt hin verteilt, und die bogenförmige Form macht dies möglich. Unabhängig von der Tatsache, dass die Richtung nach vorne verläuft, laufen die Kraftpfeile nach hinten durch den Mittelpunkt des Bogens. Dies verringert das Risiko von Drehverletzungen während der Fuß/Schuh sehr leicht die Richtung ändern kann.
V. Ein horizontalerer, flacherer Laufschritt.
VI. Messbare Änderungen im Gleichgewichtszentrum der vertikalen Schwerpunktlinie durch Änderungen in den Winkeln des Sohlenprofils, der Kreisdurchmesser, der Höhe und des Abstandes zwischen dem kreisförmigen vorderen Sohlenelement an dem Vorderfuß und dem kreisförmigen hinteren Sohlenelement an der Ferse.
VII. Optimale Hebelwirkung beim Abstoßen. Gleiche Sohlenhöhe Vorderfuß-Ferse, oder mit etwas niedrigerer Ferse.
VIII. Richtig entlastet, und die Idee des Strumpfes ist alles in allem möglich, was im leichtesten Schuh der Welt resultieren kann.
IX. Verletzungsverhindernd. Probleme mit Pronation und Supination treten nicht auf. Die starre unbiegsame Sohle mit einem effektiven Abrollen gemäß einem „kippenden", „Gleichgewichts-" oder „fallenden" Schwerpunkt verhindert Waden-, Achillessehnen- und Fußverletzungen.
X. Keine kostspielige Oberseite. Leichtestmögliches Material = ein Strumpf mit einem Sohlenaufbau gemäß der Erfindung.

Nachteile/Schwierigkeiten
Das Anpassen der Winkel, der Beziehung zwischen den Vorderfuß- und Fersenkreisen, der Höhe und des Durchmessers ist schwieriger als dies aus üblichen Lauftests bekannt ist. Daher sind Vorrichtungen erforderlich, die Vorteile bei unterschiedlichen Winkeln genauer aufzeichnen können.
Das Anpassen gemäß dem vorstehend Gesagten resultiert darin, dass man leicht in der Stützphase „hängen bleiben" kann.
Form und Funktion
Das Verbundmaterial gemäß dem vorstehend Gesagten ist ein Teil des Sohlenaufbaus des Schuhs, gegen den der Fuß ruht, so wie der Sohlenelemente 7, 8 die unter dem Rahmen 3 angebracht sind und in einem vorderen Teil 7A und einem Fersenteil angeordnet sind. Der vordere Teil 7A des vorderen Sohlenelements ist um z. B. 45–50° nach oben abgewinkelt, sozusagen eine „gebogene Zehe". Die Sohlenelemente 7, 8 sind kreisförmig, z. B. mit einem Durchmesser von 6–10 cm und mit einer Höhe von 0,5–3 cm.
Der untere Teil der (hier) kreisförmigen Sohlenelemente bildet die Verschleißfläche, d. h., die Fläche, die mit der Oberfläche in Kontakt ist.
Das Anbringungsmittel zur Anbringung an einem Schuhschaft, besteht aus einem Velcro-Verschluss oder einer Hülle.
Das bogenförmige Profil, die unterschiedlichen Höhen der Sohlenelemente 7, 8 und die „nach oben gebogene Zehe" verleihen dem Gegenstand der Erfindung die einzigartige Möglichkeit, biomechanische Gesetze als Grundprinzip zu nutzen.

A. Das Laufradprinzip und das Grundprinzip B zeigen, dass die Sohlenelemente 7, 8, z. B. die horizontal liegenden Kreise, die genau kreisförmig sind, einerseits die Stärke erhöhen, vor allem aber die optimale Nutzung biomechanischer Grundsätze zulassen. Sie wirken, um die Bremswirkung (Verzögerung) im Vergleich mit dem normalen Schuh um 50% zu verringern, so dass die Zeitspanne der Phase der Sohlenelemente 7, 8 um 25% reduziert ist und die Beschleunigungskraft um 60% zunimmt. Hier wirken die Kräfte und Winkel mit dem unbiegsamen Sohlenaufbau zusammen. An dieser Stelle wird erneut auf die Grundprinzipien und ihre Bedeutung für den gesamten Schrittzyklus, das Einsetzen des Fußes, die Stützphase und die Abstoßphase Bezug genommen.

Zusammenfassung

A. Extrem geringes Gewicht 60–80 Gramm pro Schuh, Energieersparnis d. h., während eines Marathonlaufes sind im Vergleich mit einem traditionellen Laufschuh etwa 6 Tonnen weniger zu heben.
B. Das Einsetzen des Fußes, das immer eine Bremswirkung zur Folge hat, ist hier um 50% verringert. Außerdem machen es insbesondere die bogenförmige Form und das harte Material unmöglich, dass der Fuß proniert = ungleichmäßige Gewichtsverteilung nach innen oder supiniert wird = ungleichmäßige Gewichtsverteilung für den Fuß nach außen.
C. Die Stützphase umfasst 300–400 Millisekunden, die ein Fuß das Gewicht des Körpers und die Bewegung trägt. Biomechanische Gesetze wirken hier mit einer 50% kürzeren Stützphasenzeit als mit einem traditionellen Schuh.
D. Die Abstoßphase beinhaltet die Stützphase sowie den späteren letzten Teil, wo der Fuß die Oberfläche verlässt. Hier erhöht sich die Beschleunigungskraft um 60%.
E. Verletzungsverhindernd. In vielen Fällen ist das Gewicht ein wichtiger Faktor in Bezug auf verletzungsverhindernde Aktivitäten. Dies gilt auch für einen Schuh, der weit weg vom Körpermittelpunkt arbeitet. Das extrem geringe Gewicht sowie die Form des Schuhs, das Material und die Funktion, die auf biomechanischen Prinzipien basiert, all das ist verletzungsverhindernd.

Die spezielle Geometrie der Erfindung in Bezug auf Kontaktflächen in Richtung der Bodenniveauebene sowie der allgemeine Aufbau werden nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
Der Sohlenaufbau gemäß den Ansprüchen soll eine geeignete Basis/Stütze für den Fußbogen bereitstellen. Er kann an dem Fuß mit Hilfe von Anbringungsmitteln, z. B. so genannten Velcro-Verschlüssen oder insbesondere, je nach vorhandenem Fuß, einer anatomisch angepassten Hülle, befestigt werden.
Die vorderen und hinteren Sohlenelemente 7, 8 können radial abgeflachte konische Elemente umfassen. Die vorderen und hinteren Sohlenelemente 7, 8 sind abnehmbar mit dem Bodenabschnitt des Rahmens 3 verbunden. Der Zweck der radialen Abflachung der Sohlenelemente 7, 8 wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Das vordere Sohlenelement 7 und das hintere Sohlenelement 8 sind gemäß einer vorbestimmten Beziehung orientiert/konstruiert, die auf dem – in Bezug auf die Bodenniveauebene – vertikalen Auftreffwinkel des Fußes/ Schuhs sowie die biophysikalische kinetische Energie betreffenden kinetischen Komponenten basiert.
Während des Einsetzens wird unter Bewegung gegen die Bodenniveauebene des vorderen Sohlenelements 7 und in einem späteren Stadium des hinteren Sohlenelements 8 mittels einer speziellen radialen Abflachung eine antreibende Kreisbewegung erzeugt, die den Fuß/Schuh in der vorgesehenen Richtung bewegt. Die Sohlenelemente 7, 8 können an der Kontaktfläche in Richtung des Bodenniveaus beschichtet sein und stoßdämpfende/aus vergleichsweise elastischem Material bestehende Deckel umfassen.
Auf diese Weise wird im Vergleich mit vorhandenen Schuhen eine selbstwirkende Bewegung erhalten, die mit Hilfe der vorhandenen kinetischen Energie, der kinetische Energie des Aufpralls sowie der radialen Formgebung der Sohlenelemente 7, 8 in Richtung des Bodenniveaus erzeugt wird.

Claims

Sohlenaufbau (1) mit einem Rahmen (3) und einer darunter liegenden Sohle (4), die mit dem Rahmen (3) verbunden ist, wobei der Rahmen (3) einen Zehenteil (5) und einen Bodenabschnitt umfasst, wobei der Zehenteil (5) in Relation zu dem übrigen Teil (12) des Rahmens (3) nach oben gebogen ist und mit diesem einen Winkel bildet, wobei der Zehenteil (5) darüber hinaus entlang der Längsachse des Rahmens (3) zumindest in einer Richtung (6) nach unten auf die darunter liegende Sohle (4) zu zumindest im Wesentlichen starr ist, wobei die Sohle (4) zwei Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² ; 8² ) umfasst, von denen eines ein vorderes Sohlenelement (7; 7¹ ; 7² ) und das andere ein hinteres Sohlenelement (8; 8¹ ; 8² ) ist, und wobei die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² ; 8² ) in einem Abstand (A) voneinander vorgesehen sind, wobei der vordere Teil (7A) des vorderen Sohlenelements (7) eine Kippkante (9) umfasst, um eine Absenkfunktion für den Sohlenaufbau (1) im Gebrauch nach ihrem Kontakt mit und Abrollen entlang einer Oberfläche (10) vorzusehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) abnehmbar mit dem Bodenabschnitt des Rahmens (3) verbunden sind, und dass die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) jeweils eine variierende Dicke (H) in der Längsrichtung des Rahmens (3) aufweisen, wobei die Dicke des vorderen Teils des vorderen Sohlenelements (7; 7¹ ; 7² ) und des hinteren Teils des hinteren Sohlenelements (8; 8¹ ; 8² ) geringer ist als die Dicke der übrigen Teile des Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ), so dass der Sohlenquerschnitt in Längsrichtung entlang des Rahmens (3) im Wesentlichen die Form eines Bogens annimmt.
Sohlenaufbau (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zehenteil (5) in Relation zu dem übrigen Teil (12) des Rahmens (3) entlang einer in Bezug auf die Längsachse des Rahmens (3) quer verlaufenden geraden Linie (13) nach oben gebogen ist.
Sohlenaufbau (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die quer verlaufende gerade Linie (13) das vordere Sohlenelement (7; 7¹ ; 7² ) zwischen ihrem mittleren und ihrem vorderen Teil (7A) kreuzt.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) kreisförmig sind.
Sohlenaufbau (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse des Rahmens (3) und zu der durch den Bodenabschnitt gebildeten Ebene elastisch sind.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) aus einem Verbundmaterial, einem so genannten Prepreg, besteht, das in mit Epoxidharz imprägnierten Kohle-, Glas- oder Aramidfasern eingeschlossen ist.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) kreisförmige Ausnehmungen (24, 25) zur Aufnahme kreisförmiger Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) umfasst.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Deckel (15, 16) vorgesehen sind, um die Sohlenelemente (7, 8; 7¹ , 8¹ ; 7² , 8² ) abzudecken, wobei die Deckel (15, 16) von dem Bodenabschnitt weg gewandt sind und entgegengesetzt zu diesem angeordnet sind.
Sohlenaufbau (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel (15, 16) aus einem Kohlefasermaterial bestehen.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das vordere Sohlenelement (7) eine Vielzahl von kreisförmig und radial verteilten Verbindungslagern (17) vorgesehen sind, die eine Verbindung von vorderen Sohlenelementen (7) mit unterschiedlichen Größen und Durchmessern zulassen, und dass ein vorderes Sohlenelement (7) unter Verwendung geeigneter Verbindungslager (17) verbunden ist, wobei das vordere Sohlenelement (7) darüber hinaus auf eine solche Weise verbunden ist, dass es gedreht werden kann.
Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Anbringungsmittel zur Anbringung an einem Fuß oder an einem oberen Teil eines Schuhs umfasst.
Schuh mit einem Sohlenaufbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.