DE102005006267B3

DE102005006267B3 - Schuhsohle und Schuh

Info

Publication number: DE102005006267B3
Application number: DE102005006267A
Authority: DE
Inventors: Matthew Daniel Chandler; Jan Hill; Robert Leimer; Timothy David Lucas; Gerd Rainer Manz; Angus Wardlaw; Charles Griffin Portland Wilson III; Mark Andrew Portland Henderson
Original assignee: Adidas International Marketing BV
Current assignee: Adidas International Marketing BV
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2025-02-12
Also published as: US7350320B2; EP1690460B1; CN1817261A; JP4651554B2; JP2006218308A; US20060265905A1; CN100563493C; US7644518B2; US20080155859A1; EP1690460A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schuhsohle mit einem Fersenteil. Das Fersenteil weist eine Fersenschale (51, 51') oder einen Fersenrand (51'') auf, wobei die Fersenschale bzw. der Fersenrand eine Form aufweist, die im Wesentlichen der Ferse eines Fußes entspricht. Ferner weist das Fersenteil eine Mehrzahl von unterhalb der Fersenschale bzw. des Fersenrands angeordneten Seitenwänden (52; 52', 52'', 52''', 70) auf und zumindest ein Zugelement (53; 53'', 53'''), das zumindest eine Seitenwand mit einer anderen Seitenwand oder der Fersenschale bzw. dem Fersenrand verbindet. Die Fersenschale bzw. der Fersenrand, die Mehrzahl von Seitenwänden und das zumindest eine Zugelement sind einstückig als ein einzelnes Bauteil gefertigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schuhsolhe mit einem Fersenteil sowie einen Schuh.

Bei der Konstruktion von Schuhen, insbesondere von Sportschuhen, wird versucht eine Vielzahl von teilweise gegensätzlichen Entwicklungszielen zu verwirklichen. Einerseits müssen Sportschuhe die auftretenden Belastungen auf den Körper dämpfen und den dabei einwirkenden Kräften dauerhaft standhalten können. Zum anderen soll ein Sportschuh so leicht wie möglich sein, um den Bewegungsablauf eines Sportlers so wenig wie möglich zu behindern.

Herkömmliche Sportschuhe verwenden üblicherweise aufgeschäumte Materialien im Sohlenbereich, um den erläuterten Anforderungen gerecht zu werden. Beispielsweise haben Schäume aus Ethylenvinylacetat (EVA) Deformationseigenschaften, die gut zur Dämpfung von Bodenreaktionskräften geeignet sind. Durch die Verwendung unterschiedlicher Dichten und die Veränderung anderer Parameter lassen sich die dynamischen Eigenschaften solcher Schäume über weite Bereiche variieren, um den unterschiedlichen Beanspruchungen in verschiedenen Arten von Sportschuhen oder auch unterschiedlichen Bereichen eines einzigen Sportschuhs Rechnung zu tragen.

Schuhsohlen mit aufgeschäumten Elementen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ändert sich das Dämpfungsverhalten eines EVA-Schaums deutlich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Ferner ist die Lebensdauer eines aufgeschäumten Dämpfungselements begrenzt. Durch die wiederholten Kompressionen relaxiert die Zellstruktur des Schaums und das Sohlenelement verliert seine ursprünglichen dynamischen Eigenschaften. Bei Laufschuhen tritt dieser Effekt erfahrungsgemäß bereits nach etwa 250 km auf Ferner ist die Herstellung eines Schuhs mit aufgeschäumten Sohlenelementen unterschiedlicher Dichte kostenaufwändig, so dass häufig darauf verzichtet wird und lediglich eine durchgehende Mittelsohle aus einem homogenen EVA-Schaum verwendet wird. Ein weiterer Nachteil ist das vergleichsweise hohe Gewicht, insbesondere von härteren Schäumen, die eine größere Dichte aufweisen. Schließlich lassen sich Sohlenbestandteile aus aufgeschäumten Materialien nur schwer aus unterschiedliche Schuhgrößen anpassen, da größere Bauformen gleichzeitig unerwünschte Veränderungen der dynamischen Eigenschaften mit sich bringen.

Es wird daher seit Jahren versucht, die bekannten aufgeschäumten Materialien durch andere Sohlenkonstruktionen zu ersetzen, die bei geringerem Gewicht, gleiche oder bessere Dämpfungseigenschaften ermöglichen, temperaturbeständig sind, sich kostengünstig herstellen lassen und eine hohe Lebensdauer aufweisen. Ansätze dazu finden sich beispielsweise in der DE 41 14 551 C2 , der DE 92 10 113 U1 der DE 40 35 416 A1 , der EP 0 741 529 B1 und der DE 102 34 913 A1 der Anmelderin der vorliegenden Patentamneldung. Ähnliche Sohlenstrukturen sind zudem in der DE 38 10 930 A1 von Cohen offenbart.

Allerdings haben sich die schaumfreien Sohlenkonstruktionen aus dem Stand der Technik bisher nicht durchsetzen können. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass es bisher noch nicht in ausreichender Weise gelungen ist, die hervorragenden Dämpfungseigenschaften von EVA-Schäumen zu erreichen. Dies gilt insbesondere für den Fersenbereich, in dem die auf die Sohle einwirkenden Bodenreaktionskräfte maximale Werte annehmen, die ein Mehrfaches des Gewichts eines Sportlers annehmen können.

Aus der DE 41 145 51 C2 ist ein Schuhboden, insbesondere für Sportschuhe, bekannt mit einer Vielzahl von einzelnen, quer zur Schuhlängsrichtung gerichteten, in Schuhlängsrichtung hintereinander angeordneten Tragelementen aus biegeelastischem Material, einer die Tragelemente fußseitig bedeckenden und damit verbundenen Deckplatte und einer die Tragelemente laufseitig bedeckenden und damit verbundenen Laufsohle. Die Tragelemente werden durch ein geschlossenes Kastenprofil mit einem quer zur Schuhlängsrichtung verlaufenen Obergurt, einem parallelen Untergurt, sowie die Enden der Gurte miteinander verbindenden seitlichen Stützwänden und den Obergurt gegen den Untergurt abstützenden Verstrebungen gebildet.

Aus der DE 695 31 279 T2 ist ein Schuh bekannt mit einer ein Fluid enthaltenden, elastomeren Dämpfungsvorrichtung, die einzelne Kammern aufweist, die durch sich horizontal zwischen zwei Seitenflächen erstreckende Trennflächen gebildet werden.

Aus der DE 102 34 913 A1 ist eine Schuhsohle insbesondere für einen Sportschuh bekannt, die Verformungselemente mit einer wabenähnlichen Struktur aufweist.

Aus der DE 28 528 67 C2 ist eine Fersenschale bekannt, wobei entlang der Außenseite der hinteren Wand der Fersenschale eine elastische Stoßaufnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die in Längsrichtung und Querrichtung verlaufende Rippen umfasst. Dadurch können Stöße durch Deformation und Ausbiegung der Rippen absorbiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine kostengünstig herstellbare Schuhsohle bereitzustellen, die auch ohne die Verwendung aufgeschäumter Materialien gute Dämpfungseigenschaften im Fersenbereich bereitstellt und damit gegebenenfalls ermöglicht vollständig auf die Verwendung dieser aufgeschäumten Materialien zu verzichten.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch eine Schuhsohle mit einem Fersenteil nach Anspruch 1.

Durch die erfindungsgemäße Kombination aus Fersenschale bzw. Fersenrand und der darunter angeordneten Seitenwänden sowie des verbindenden Zugelements wird die Belastung beim ersten Bodenkontakt eines Schrittzyklus wirksam gedämpft, nämlich sowohl durch die vorzugsweise elastische Biegesteifigkeit der Seitenwände als auch durch die vorzugsweise elastische Dehnbarkeit des Zugelements, die einer Biegung der Seitenwände entgegenwirkt.

Da die genannten Bestandteile des Fersenteils einstückig mit der Fersenschale bzw. dem Fersenrand verbunden sind, wird zum einen ein hohes Maß an struktureller Stabilität erreicht und zum anderen die Ferse während einer Deformationsbewegung des Fersenteils sicher geführt. Die Dämpfungsbewegung erfolgt daher kontrolliert, so dass Verletzungen im Fuß oder Knie durch eine zu starke Pronation oder eine Supination verhindert werden. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße einstückige Ausbildung eine äußerst kostengünstige Herstell lung, beispielsweise durch Spritzgießen eines einzigen Bauteils aus einem oder mehreren geeigneten Kunststoffen. Tests haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Fersenteil eine bis zu viermal längere Lebensdauer aufweist als Fersenkonstruktionen aus aufgeschäumten Dämpfungselementen.

Vorzugsweise umfasst das einstückige Fersenteil eine laterale und eine mediale Seitenwand, die durch das Zugelement miteinander verbunden sind. Eine Druckbelastung auf die beiden Seitenwände von oben wird damit in eine Zugbelastung des Zugelements umgewandelt. Die Veränderung der Materialeigenschaften des Zugelements ermöglicht daher in einfacher Weise das dynamische Antwortverhalten des Fersenteils auf Bodenreaktionskräfte zu beeinflussen. Die Anforderungen unterschiedlicher Sportarten oder besondere Bedürfnisse von bestimmten Anwendern können daher mit der erläuterten Schuhsohle leicht berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere bei einer Herstellung durch Spritzgießen des einstückigen Bauteils, da für Schuhsohlen mit unterschiedlichen Eigenschaften nur eine einzige Spritzgussform verwendet werden muss.

Das einstückie Fersenteil umfasst ferner eine von anderen Seitenwänden getrennte, hintere Seitenwand, die in einigen Ausführungsformen eine vorzugsweise zentrale Aussparung aufweist. Die Größe und die Anordnung der Aussparung beeinflussen das Dämpfungsverhalten beim ersten Bodenkontakt mit der erfindungsgemäßen Schuhsohle. Dabei verbindet das Zugelement vorzugsweise alle Seitenwände miteinander, einschließlich der hinteren Seitenwand. Das Dämpfungsverhalten kann darüber hinaus durch unterschiedlich dicke Seitenwände sowie eine Veränderung der Krümmung der Seitenwände angepasst werden. Eine weitere Möglichkeit ist die bereits erwähnte Verwendung unterschiedlicher Materialien, beispielsweise von Materialien mit verschiedener Härte.

Neben der erläuterten Aussparung in der hinteren Seitenwand können alternativ oder zusätzlich auch weitere Aussparungen in den anderen Seitenwänden angeordnet werden (nicht dargestellt). Neben einer Anpassung der Dämpfungseigen schaften lässt sich dadurch Gewicht einsparen. Die genaue Anordnung der Aussparungen sowie die Gestaltung der Seitenwände und der anderen Elemente des Fersenteils wird am besten mit einem Finite-Elemente-Modell optimiert.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Zugelement unterhalb der Fersenschale und ist in einem Zentralbereich mit der Fersenschale verbunden. Die Stabilität des einstückigen Fersenteils wird durch diese zusätzliche Verbindung mit der Fersenschale weiter erhöht.

Bevorzugt weist das einstückige Fersenteil ferner eine im Wesentlichen horizontale Grundfläche auf, die untere Ränder der zumindest zwei Seitenwände miteinander verbindet. Die Grundfläche erstreckt sich dabei vorzugsweise seitlich über die Ränder der Seitenwände hinaus. Ferner weist das einstückige Fersenteil bevorzugt zumindest ein Verstärkungselement auf, die sich in ansteigender Richtung von der Grundfläche zu einer Seitenwand erstreckt. Besonders bevorzugt ist eine vorzugsweise symmetrische Anordnung von vorzugsweise zwei Verstärkungselementen, die sich von einem Zentralbereich der Grundfläche zu den Seitenwänden erstrecken und vorzugsweise jeweils im selben Bereich wie das Zugelement enden. Insgesamt weist damit das einstückige Fersenteil eine fachwerkartige Struktur auf, die zu einer hohen Stabilität bei Kompressions- und Schwerbewegungen der Sohle führt.

Vorzugsweise ist das Fersenteil frei von aufgeschäumten Materialien. Allerdings ist es auch denkbar Hohlräume des einstückigen Fersenteils mit aufgeschäumten Materialien zu füllen, um zusätzlich die Dämpfungseigenschaften weiter zu verbessern.

Weitere Fortentwicklungen der erfindungsgemäße Schuhsohle sind in weiteren abhängigen Ansprüchen definiert.

Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung einen Schuh mit einer der oben erläuterten Schuhsohlen.

Im Folgenden werden Aspekte der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren genauer erläutert. Diese Figuren zeigen:
1a,b: Eine Seitenansicht und eine Ansicht von unten eines Ausführungsbeispiels eines Schuhs gemäß der vorliegenden Erfindung;
2: Eine Detailansicht von vorne eines ersten Ausführungsbeispiels des Fersenteils für eine Schuhsohle aus 1;
3: Eine perspektivische Ansicht des Fersenteils aus 2;
4: Eine Ansicht des Fersenteils aus 2 von hinten;
5: Eine Seitenansicht des Fersenteils aus 2;
6: Eine Ansicht von hinten einer weiteren Ausführungsform des Fersenteils;
7: Eine Ansicht von vorne einer weiteren Ausführungsform des Fersenteils;
8a–h: Schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen des Fersenteils;
9: Ein Schaubild zum Vergleich des vertikalen Deformationsverhaltens der Ausführungsformen des Fersenteils aus 2 und 6;
10: Ein Schaubild zum Vergleich des Deformationsverhaltens der Ausführungsformen des Fersenteils aus 2 und 6 bei einer Belastung auf die Auftreffkante des Fersenteils;
11a,b: Darstellungen einer weiteren Ausführungsform des Fersenteils, die insbesondere für einen Basketballschuh geeignet ist.
12: Eine schematische Abbildung einer weiteren Ausführungsform mit einem Fersenrand anstelle der Fersenschale; und
13: Eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit gewinkelt angeordneten Seitenwänden und Zugelementen, die sich zwischen den Seitenwänden und der Fersenschale erstrecken.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sohle und des darin enthaltenen Fersenteils am Beispiel einer Schuhsohle für einen Sportschuh näher erläutert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch für andere Arten von Schuhen verwendet werden kann, bei denen ein gutes Dämpfungsverhalten, ein geringes Gewicht sowie eine lange Lebensdauer erzielt werden soll.
1a zeigt eine Seitenansicht eines Schuhs 1 mit einer Sohle 10, die im Wesentlichen frei von aufgeschäumten Dämpfungselementen ist. Wie man erkennen kann, sind einzelne wabenförmige Dämpfungselemente 20 über die Länge der Sohle 10 hinweg angeordnet, die die Dämpfungs- und Führungsfunktionen übernehmen, die in herkömmlichen Sportschuhen von einer aufgeschäumten EVA-Zwischensohle übernommen werden. Die einzelnen Dämpfungselemente 20 sind mit ihrer Oberseite entweder an der Unterseite des Schuhoberteils 30 befestigt, oder an einer Lastverteilungsplatte (nicht dargestellt), die zwischen dem Oberteil 30 und den Dämpfungselementen 20 angeordnet ist. Die Befestigung erfolgt beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen, etc. Alternativ können die einzelnen Dämpfungselemente 20 auch einstückig zusammen mit der Lastverteilungsplatte hergestellt werden.
Die Unterseiten der separaten Dämpfungselemente 20 sind in ähnlicher Weise mit einer durchgehenden Außensohle 40 verbunden, die in 1b beispielhaft dargestellt ist. Anstelle der durchgehenden Außensohle 40 kann auch jedes der einzelnen Dämpfungselemente 20 einen separaten Außensohlenbereich (nicht dargestellt) aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Schuhsohle werden als Dämpfungselemente Strukturelemente verwendet, wie sie aus der DE 102 34 913 A1 der Anmelderin bekannt sind.
Die in den 1a und 1b dargestellte Sohlenkonstruktion ist den größten Belastungen beim ersten Bodenkontakt während jedes Schrittzyklus ausgesetzt. Die weitaus überwiegende Anzahl von Läufer berührt den Boden zunächst mit der Ferse, bevor der Fuß über den Mittelfußbereich abrollt und sich mit dem Vorderfußbereich abstößt. Das Fersenteil 50 der schaumlosen Sohle 10 aus den 1a und 1b ist daher den größten Belastungen ausgesetzt.
2 zeigt eine Detaildarstellung des Fersenteils 50 in einer ersten Ausführungsform. Das im Folgenden im Detail beschriebene Fersenteil SO kann unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung der Schuhsohle 10 verwendet werden, beispielsweise auch in Schuhsohlen, in denen anstelle der oben erläuterten Dämpfungselemente 20 ein oder mehrere herkömmlich aufgeschäumte Dämpfungselemente (nicht dargestellt) verwendet werden.
Unterhalb einer anatomisch geformten Fersenschale 51, die die Ferse (nicht dargestellt) von unten, auf der medialen und der lateralen Seite sowie von hinten umgibt, sind zwei im Wesentlichen senkrecht verlaufende Seitenwände 52 angeord net, eine auf der medialen und eine auf der lateralen Seite. Vorzugsweise sind die Seitenwände 52 bereits in der Ausgangskonfiguration des Fersenteils 50 leicht nach außen gewölbt, d.h. sie sind konvex bei einer Betrachtung von außen. Bei einer Kompression des gesamten Fersenteils 50 wird diese Wölbung weiter verstärkt.
Unterhalb der Fersenschale 51 ist eine im näherungsweise horizontal verlaufende Fläche als Zugelement 53 angeordnet, die sich im Wesentlichen von der Mitte der medialen zu der Mitte der lateralen Seitenwand 52 erstreckt. Bei einer Belastung des Fersenteils 50 (senkrechter Pfeil in 2), wird das Zugelement 53 einer Zugspannung (waagrechte Pfeile in 2) ausgesetzt, wenn sich die beiden Seitenwände 52 nach außen wölben. In erster Näherung wird daher das dynamische Antwortverhalten des Fersenteils 50 bei einer Druckbelastung, beispielsweise beim Aufsetzen mit der Sohle 10, durch die Kombination aus der Biegesteifigkeit der Seitenwände 52 und der Dehnbarkeit des Zugelements 53 bestimmt. Beispielsweise führt eine dickeres Zugelement 53 und/oder ein Zugelement 53, das aufgrund des verwendeten Materials nur mit größerer Kraft gedehnt werden kann, zu einem härteren Dämpfungsverhalten des Fersenteils 50.
Sowohl das Zugelement 53, als auch die weiter unten erläuterten Verstärkungselemente 61 sowie die Seitenwände 52 und weitere konstruktive Bestandteile des Fersenteils 50 sind in den erläuterten bevorzugten Ausführungsformen als flächige Elemente ausgebildet. Eine solche Bauform ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Im Gegenteil ist es durchaus denkbar einzelne oder mehrere der genannten Elemente in einer anderen Bauform, beispielsweise als eine Zugstrebe o.ä. auszubilden.
Vorzugsweise ist das Zugelement 53 mit einer Seitenwand 52 jeweils an einem Mittelpunkt der Krümmung der Seitenwand verbunden. An dieser Stelle würde ohne das Zugelement bei einer Belastung des Fersenteils die größte Ausbeulung nach außen entstehen, so dass das Zugelement hier seine größte Wirkung entfalten kann. Die Dicke des vorzugsweise flächigen Zugelements, die allgemein im einem Bereich von 5–10 mm liegt, nimmt in Richtung der Seitenwände vorzugsweise allmählich zu, beispielsweise um etwa 5% bis 15 %. Die geringste Dicke weist das Zugelement 53 in der Mitte zwischen den beiden Seitenwänden auf. Durch diese Verstärkung der Verbindungen zwischen dem Zugelement 53 und den Seitenwänden 52 wird die Gefahr eines Materialversagens an dieser Stelle verringert.
2 zeigt ferner, dass das Zugelement 53 und die Fersenschale 51 in der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform in einem Zentralbereich 55 miteinander verbunden sind. Dies erhöht die Stabilität der gesamten Anordnung. Insbesondere unter Scherbelastungen des Fersenteils 50, wie sie bei plötzlichen Richtungswechseln im Lauf auftreten (beispielsweise bei Sportarten wie Basketball), erweist sich eine Verbindung zwischen der Fersenschale 51 und dem Zugelement 53 als vorteilhaft. Eine andere Ausführungsform, die insbesondere für einen Basketballschuh geeignet ist, wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 11a, 11b beschrieben.
Die 2 und 3 zeigen darüber hinaus weitere Flächen, die wie in einem Fachwerk zur Stabilisierung des Fersenteils 50 unterhalb der Fersenschale 51 angeordnet sind. So erkennt man eine Grundfläche 60, die die unteren Ränder der medialen und der lateralen Seitenwände 52 miteinander verbindet. Die Grundfläche 60 definiert zusammen mit der Fersenschale 51 an den oberen Rändern und dem Zugelement 53 in der Mitte die Konfiguration der medialen und der lateralen Seitenwände 52 und trägt daher zusätzlich dazu bei einen Kollaps des Fersenteils 50 bei einer Spitzenbelastung, beispielsweise der Landung nach einem hohen Sprung zu verhindern.
Darüber hinaus lassen sich an der Grundfläche 60 weitere Sohlenschichten befestigen, z.B. die in den 1a und 1b dargestellte Außensohlenschicht 40, oder auch zusätzliche Dämpfungsschichten (nicht dargestellt). Solche weiteren Dämp fungsschichten können alternativ oder zusätzlich auch oberhalb des erläuterten Fersenteils angeordnet werden.
Die Grundfläche 60 des einstückigen Fersenteils 50 kann auch selbst unmittelbar die Funktion einer Außensohle übernehmen und dazu mit einem geeigneten Profil (nicht dargestellt) versehen werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein besonders leichter Schuh bereitgestellt werden soll. Wie in den 2 und 3 dargestellt, kann sich die Grundfläche 60 gegebenenfalls seitlich über die unteren Ränder der Seitenwände 52 hinaus erstrecken, beispielsweise, wenn für einen vergleichsweise schmalen Schuh ein breiterer Bereich für den Bodenkontakt bereitgestellt werden soll.
Die 2 und 3 zeigen darüber hinaus zwei Verstärkungselemente 61, die sich in etwa von der Mitte der Grundfläche 60 aus nach außen hin ansteigend zu den Seitenwänden 52 erstrecken und unmittelbar unterhalb des Zugelements 53 an den Seitenwänden 52 angreifen. Dies trägt einmal mehr dazu bei die Verformung der Seitenwände 52 bei einer Druckbelastung des Fersenteils 50 zu stabilisieren. Darüber hinaus haben Untersuchungen mit einer Finiten-Elemente-Analyse gezeigt, dass die Verstärkungselemente 61 auch bei den bereits oben erwähnten Scherbelastungen erheblich zur Stabilisierung der Fersenteils 50 beitragen.
Die 4 und 5 zeigen den hinteren Endbereich des Fersenteils 50 aus den 2 und 3. Dabei erkennt man insbesondere die im Wesentlichen vertikale Rückwand 70, die das Fersenteil 50 und damit die Schuhsohle 10 nach hinten abschließt. Ebenso wie die Seitenwände 52 wird auch die Rückwand 70 bei einer Kompression des Fersenteils 50 nach außen gewölbt. Das Zugelement 53 ist daher auch mit der Rückwand 70 verbunden, so dass eine weitere Wölbung der Rückwand 70 bei einer Belastung von oben (vgl. vertikaler Pfeil in 5) zu einer nach hinten gerichteten Dehnung des Zugelements 53 führt (vgl. horizontaler Pfeil in 5).
Auch im Fall der Rückwand 70 greift das Zugelement 53 im Wesentlichen in einem mittleren Bereich an. Obwohl die Verstärkungselemente 61 in der Ausführungsform der 2–5 keine Verbindung zur Rückwand 70 aufweisen, ist es denkbar die Verstärkungselemente 61 in ähnlicher Weise wie zu den Seitenwänden 52 auch zur Rückwand 70 zu führen, um das Fersenteil 50 zusätzlich zu verstärken.
5 zeigt zusätzlich ein weiteres Detail dieser Ausführungsform. Der hinterste Bereich 65 der Grundfläche 60 ist leicht nach oben abgewinkelt, um das Aufsetzen und das gleichmäßige Abrollen zu erleichtern.
In den 6–8 werden Abwandlungen der oben im Detail erläuterten Ausführungsform gezeigt. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede dieser Ausführungsformen gegenüber dem Fersenteil aus den 2–5 erläutert.
6 zeigt ein Fersenteil, bei dem sich in der Rückwand 70 eine Aussparung 71 befindet. Durch die Form und Größe der Aussparung 71 lässt sich die Steifigkeit des Fersenteils 50 beim Aufsetzen beeinflussen. Dies wird in den 9 und 10 illustriert. In 9 wird die Kraft (Y-Achse) dargestellt, die benötigt wird, um das Fersenteil 50 mit einem INSTRON-Messgerät vertikal um eine bestimmte Strecke zu komprimieren. Beim INSTRON-Messgerät handelt es sich um ein dem Fachmann vertrautes universelles Testgerät zur Untersuchung von Materialeigenschaften unter Zugspannung, Kompression, Biegung, Reibung etc.. Man erkennt zunächst für beide Ausführungsformen einen nahezu linearen Verlauf, d.h. das Dämpfungsverhalten ist gleichmäßig und es kommt auch bei hohen Auslenkungen um bis zu 6 mm nicht zur einem Zusammenbruch des Fersenteils. Eine genauere Betrachtung zeigt, dass das Fersenteil 50 aus 6 aufgrund der Aussparung 71 eine etwas geringere Steifigkeit aufweist, d.h. bei gleicher Auslenkung ergibt sich eine etwas kleinere Rückstellkraft.
Ein ähnliches Ergebnis erhält man auch bei einem Winkelbelastungstest, dessen Ergebnisse in 10 dargestellt sind. Dabei wird eine Platte zunächst unter einem Winkel von 30° relativ zur Sohlenebene an die hintere Kante des Fersenteils 50 angelegt. Daraufhin wird gemessen, welche Rückstellkraft das Fersenteil 50 einer Verringerung dieses Winkels entgegensetzt, wobei das Fersenteil 50 bezüglich dem Drehpunkt der Platte ortsfest verbleibt. Diese Testanordnung spiegelt realistischer als die ausschließlich vertikale Belastung die Situation beim Aufsetzen und Abrollen wieder.
Auch hier setzt die Ausführungsform mit der Aussparung 71 in der Rückwand 70 der Belastung eine etwas geringere Rückstellkraft als die Ausführungsform aus den 2–5 entgegen. Der Verlauf ist für beide Ausführungsformen über einen weiten Bereich (bis zu 23°) nahezu linear.
Während die Ausführungsformen aus den 2–6 im Wesentlichen symmetrisch zur Längsachse der Schuhsohle aufgebaut sind, zeigt 7 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der eine Seitenwand 52', höher ausgebildet ist als die andere Seitenwand 52. Dadurch kann je nachdem, ob die höhere Seitenwand 52' auf der medialen oder der lateralen Seite des Fersenteils angeordnet ist, der Fuß bei Aufsetzen in eine bestimmte Orientierung gebracht werden, beispielsweise um einer Pronation oder einer Supination entgegenzuwirken.
Die 8a–h, schließlich, zeigen Vorderansichten einer Vielzahl weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Abwandlungen der oben diskutierten Elemente:

– in 8a sind unterhalb der Fersenschale 51 zwei getrennte Strukturen für die mediale und die laterale Seite angeordnet. Man erhält damit neben der lateralen und der medialen Seitenwand 52 zwei zusätzliche zentrale Seitenwände 52'' sowie ein mediales und ein davon unabhängiges laterales Zug element 53''. Auch die Grundfläche 60'' ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt.
– 8b zeigt eine vereinfachte Ausführungsform ohne Verstärkungselemente 61 und ohne eine Verbindung zwischen der Fersenschale 51' und dem Zugelement 53'. Eine solche Anordnung ist leichter und weicher als die oben erläuterten Ausführungsformen. Sie weist jedoch eine geringere Stabilität gegen Scherbelastungen auf.
– Die Ausführungsform aus 8c ist umgekehrt besonders stabil, da insgesamt vier Verstärkungselemente 61' vorgesehen sind, die den Hohlraum zwischen der Fersenschale 51' und der Grundfläche 60 diagonal überspannen.
– Die Ausführungsformen in den 8d–8f entsprechen den oben erläuterten Ausführungsformen der 2–5. Allerdings sind zusätzliche Verstärkungselemente 61' angeordnet, die sich zwischen dem Zugelement 53' und einem Zentralbereich 55' der Fersenschale 51 erstrecken, der selbst nicht unmittelbar mit dem Zugelement 53' verbunden ist. Die drei Ausführungsformen unterscheiden sich durch die Verbindungen der Verstärkungselemente 61' mit dem Zugelement 53'. Während in der Ausführungsform aus 8d die Verbindungspunkte am lateralen und medialen Rand des Zugelements 53' liegen, sind sie in den Ausführungsformen aus 8e und insbesondere aus 8d weiter in die Mitte des Zugelements 53' gerückt.
– Die Ausführungsformen aus den 8g und 8h, weisen ein zweites Zugelement 53' unterhalb des ersten Zugelements 53 auf. Während das erste Zugelement 53 in diesen Ausführungsformen leicht bogenförmig nach oben gewölbt ist, weist das zweite Zugelement 53' eine Wölbung nach unten auf. In der Ausführungsform aus 8g überspannt das zweite Zugelement 53' ebenso wie das erste Zugelement 53 den gesamten Abstand zwischen der medialen und der lateralen Seitenwand. In der Ausführungsform aus 8h erstreckt sich das zweite Zugelement 53' im Wesentlichen zwischen den Mittelpunkten der Verstärkungselemente 61.

In den 11a und 11b wird ein weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert, das sich insbesondere zur Verwendung in einem Basketballschuh eignet. Wie man der 11a unmittelbar entnehmen kann, sind dabei zwei zusätzliche innere Seitenwände 56 vorgesehen, um den Aufbau gegen die erheblichen Kompressions- und Scherbelastungen zu verstärken, die beim Basketball auftreten. 11b zeigt, dass diese Ausführungsform eine durchgehende Rückwand 70 aufweist, womit, wie bereits oben ausgeführt, ebenfalls eine größere Kompressionsstabilität erreicht wird. Insgesamt erhält man somit bei einem vergleichsweise flachen Aufbau eine besonders stabile Konstruktion, die bei Bedarf durch die Anordnung zusätzlicher innerer Seitenwände 56 (nicht dargestellt) weiter verstärkt werden kann.
12 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform, bei der anstelle der durchgehenden Fersenschale 51 ein Fersenrand 51'' angeordnet ist. Ebenso wie die Fersenschale 51 aus den oben erläuterten Ausführungsbeispielen, weist der Fersenrand 51'' eine anatomische Formgebung auf, d.h. er weist eine Krümmung auf, die im Wesentlichen der Formgebung der menschlichen Ferse entspricht, um den Fuß bei der Dämpfungsbewegung des Fersenteils sicher zu führen. Auch der Fersenrand umgibt daher den Fuß auf der medialen und der lateralen Seite sowie von hinten. Er unterscheidet sich von der Fersenschale lediglich durch eine zentrale Aussparung 58, die je nach Ausführungsform eine unterschiedliche Größe aufweisen kann. Diese Abwandlung ermöglicht zusätzlich direkt unter dem Calcaneus-Knochen der Ferse ein weiteres Dämpfungselement anzuordnen, beispielsweise aus einem aufgeschäumten Material, um eine besondere Dämpfungscharakteristik zu erreichen.
In der Ausführungsform aus 13 schließlich werden anstelle der leicht gekrümmten Seitenwände 52 der oben erläuterten Ausführungsbeispiele gewinkelte Seitenwände 52''' verwendet. Zudem verbindet das Zugelement in dieser Ausführungsform nicht unmittelbar zwei Seitenwand 52''' miteinander, sondern insgesamt zwei Zugelemente 53''' verbinden jeweils eine Seitenwand 52''' mit der Fersenschale 51. Die gestrichelte Linie in 13 zeigt ebenso wie in 12 an, dass auch in diesen beiden Ausführungsbeispielen zusätzlich eine Grundfläche 60 vorgesehen werden kann.
Man erkennt, dass eine Vielzahl von Abwandlungen am erläuterten Fersenteil 50 denkbar sind. Die obigen Ausführungsformen sind daher nur beispielhaft zu verstehen und eine große Vielfalt weiterer Kombinationen aus Fersenschale, Seitenwänden, Zugelementen, Verstärkungselementen und Grundflächen ist möglich.
Schließlich können auch die zahlreichen Hohlräume, die sich zwischen den erläuterten Elementen ergeben, zur Dämpfung genutzt werden. Dazu können diese Hohlräume entweder luftdicht abgeschlossen werden, oder es werden zusätzliche Dämpfungselemente, beispielsweise aus aufgeschäumten Materialien, einem Gel o.ä. in den Hohlräumen angeordnet (nicht dargestellt).
Neben der geometrischen Ausgestaltung der Fachwerkstruktur unterhalb der Fersenplatte bestimmt die Materialauswahl die dynamischen Eigenschaften des Fersenteils. Vorzugsweise werden die einstückig verbundenen Bestandteile des Fersenteils durch Spritzgießen eines geeigneten thermoplastischen Urethans (TPU) gefertigt. Bei Bedarf können bestimmte Bestandteile, beispielsweise das Zugelement, die hohen Zugspannungen ausgesetzt werden, auch aus einem anderen Kunststoff als der Rest des Fersenteils 50 gefertigt werden. Die Verwendung eines weiteren Kunststoffs in dem einstückigen Fersenteil 50 lässt sich problemlos durch ein geeignetes Spritzgießwerkzeug mit mehren Angüssen, Koinjektion durch einen Anguss, oder durch sequentielles Spritzen der zwei oder mehr Kunststoffe ermöglichen.

Claims

Schuhsohle (10) mit einem Fersenteil (50), wobei das Fersenteil (50) aufweist: a. eine Fersenschale (51; 51') oder einen Fersenrand (51'') mit einer Form, die im Wesentlichen der Ferse eines Fußes entspricht; b. eine Mehrzahl von unterhalb der Fersenschale bzw. des Fersenrands angeordneten Seitenwänden (52, 52', 52'', 52''', 70), wobei die Mehrzahl eine von anderen Seitenwänden (52, 52'; 52''; 52''') getrennte hintere Seitenwand (70) umfasst; c. zumindest ein Zugelement (53; 53''; 53'''), das zumindest eine Seitenwand (52, 52', 52'', 52''', 70) mit einer anderen Seitenwand (52, 52'; 52'', 52''', 70) oder der Fersenschale (51; 51') bzw. dem Fersenrand (51'') verbindet; und d. wobei die Fersenschale (51; 51') bzw. der Fersenrand (51''), die Mehrzahl von Seitenwänden (52, 52', 52'', 52''', 70) und das zumindest eine Zugelement (53; 53''; 53''') gemeinsam als ein einstückiges Bauteil gefertigt sind.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 1, wobei das Fersenteil (50) eine laterale und eine mediale Seitenwand (52, 52', 52'') aufweist, die durch das Zugelement (53) miteinander verbunden sind.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 2, wobei zumindest eine der Seitenwände (52, 52', 52'', 52''', 70) eine Aussparung (71) aufweist.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 3, wobei zumindest eine Seitenwand (52, 52'; 52'', 52''', 70) mehr als eine Aussparung (71) aufweist.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (53; 53''') alle der Mehrzahl von unterhalb der Fersenschale bzw. des Fersenrands angeordneten Seitenwände (52, 52', 52'', 52''', 70) miteinander verbindet.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Seitenwand (52, 52', 52'', 70) eine Wölbung nach außen aufweist.
Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (53; 53''; 53''') an den zumindest zwei Seitenwänden (52, 52', 52'', 52''', 70) jeweils im Wesentlichen auf halber Höhe der jeweiligen Seitenwand (52, 52', 52'', 52''', 70) angreift.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (53) in einem Zentralbereich (55) der Fersenschale (51) mit ihrer Unterseite verbunden ist.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fersenteil (50) ferner eine im Wesentlichen horizontale Grundfläche (60, 60'') aufweist, die untere Ränder der zumindest zwei Seitenwände (52, 52', 52'', 52''', 70) miteinander verbindet.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 9, wobei die Grundfläche sich seitlich über die Ränder der Seitenwände (52, 52', 52'', 52''', 70) hinaus erstreckt.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Fersenteil (50) ferner zumindest ein Verstärkungselement (61; 61') aufweist, das sich in anstei gender Richtung von der Grundfläche (60, 60'') zu einer Seitenwand (52, 52', 52'', 52''', 70) erstreckt.
Schuhsohle (10) nach Anspruch 11, wobei das zumindest eine Verstärkungselement (61) sich von einem Zentralbereich der Grundfläche (60) zu den Seitenwänden (52, 52', 52'', 52''', 70) erstreckt.
Schuhsohle nach Anspruch 11 oder 12, wobei das zumindest eine Verstärkungselement (61; 61') an der Seitenwand (52, 52', 52'', 52''', 70) im Wesentlichen im selben Bereich wie das Zugelement (53) endet.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fersenschale bzw. der Fersenrand (51; 51', 51'') und/oder die Seitenwände (52, 52', 52'', 52''', 70) und/oder das Zugelement (53; 53''; 53''') und/oder, wenn rückbezogen auf einen der Ansprüche 11 bis 13, die Verstärkungselemente (61; 61') unterschiedliche Dicken aufweisen.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fersenteil (50) durch Spritzgießen eines thermoplastischen Urethans (TPU) herstellbar ist.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fersenteil (50) durch Mehrkomponentenspritzen aus mehreren Kunststoffmaterialien herstellbar ist.
Schuhsohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fersenteil (50) frei von aufgeschäumten Materialien ist.
Schuh (1) mit einer Schuhsohle (10) nach einem der Ansprüche 1–17.