Stollenförmiges Greifelement für Sportschuhe

Abstract

 in stollenförmiges Greifelement für Sportschuhe mit einem Greifelementkörper (1) und einem die Auftrittsfläche des Greifelement bildenden, mit dem Greifelementkörper (1) verbundenen Keramikeinsatz (2). Der Greifelementkörper (1) besteht aus einem zentralen Metallteil (4) und einem diesen umgebenden Greifelementsockel (3). Der Keramikeinsatz (2) ist mit dem unteren Ende (6) des Metallteiles (4) durch Löten oder Kleben verbunden und ist flach linsenförmig mit einer gewölbten Ober- und Unterseite ausgebildet. Der Greifelementsockel (3) kann ein gesondertes, auf den Metallteil (4) passend aufsteckbares Teil sein (Fig. 1).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein stollenförmiges Greifelement für Sportschuhe mit den Merkmalen gemäß dem Oberbe- , griff des Anspruches 1. Unter stollenförmigen Greifelementen sind in diesem Zusammenhang solche zu verstehen, die insbesondere an Sportschuhen für Rasensportarten Anwendung finden und herkömmlicherweise als Stollen oder Nocken bezeichnet werden. Greifelemente, die an Rennschuhen Anwendung finden (sog. Dornen oder Spikes) sollen hier nicht einbegriffen sein.

[0002] Es gibt bereits zahlreiche Vorschläge, an Greifelementen von Sportschuhen Keramikeinsätze, z.B. aus Aluminiumoxid, Siliciumkarbid, Wolframkarbid usw., zu verwenden, um durch Ausnutzung der sehr hohen Verschleißfestigkeit der Keramik die Lebensdauer der Greifelemente wesentlich zu verlängern und das Auftreten von verschleißbedingten scharfen Kanten und Scharten an den Greifelementen, die eine Verletzungsgefahr hervorrufen, zu vermeiden. Bisher haben diese Vorschläge jedoch noch nicht zu einem praktischen Einsatz solcher Greifelemente geführt, weil es nicht gelungen ist, den Keramikeinsatz einerseits so fest mit dem Greifelementkörper zu verbinden, daß die Verbindung den bei der Benutzung des Sportschuhes darauf wirkenden Kräften sicher standhält, andererseits hierbei den Herstellungsaufwand so gering zu halten, daß sich ein Keramik-Greifelement im Vergleich zu den herkömmlich gestalteten Greifelementen tatsächlich lohnt. So ist es bei einem Greifelement (DE-OS 32 33 900) bereits bekannte einen auf seiner Oberseite kegelstumpfförmig ausgebildeten Oxidkeramikeinsatz unmittelbar in den aus Kunststoff bestehenden Greifelementkörper einzuspritzen oder in diesen einzukleben. Praktische Erfahrungen haben jedoch gezeigt, daß diese Verbindung des Keramikeinsatzes mit dem Greifelementkörper vor allem den senkrecht zur Greifelementlängsachse wirkenden Schubkräften auf Dauer nicht standhält, die beispielsweise bei seitlicher Belastung des Sportschuhes auf hartem Boden auftreten, so daß die Keramikeinsätze sich lösen und verlorengehen. Andererseits ist ein nicht zur eingangs angegebenen Gattung zählendes Greifelement bekannt (DE-OS 32 33 900, Fig. 1), das keinen Keramikeinsatz aufweist, sondern vollständig aus Keramik besteht, durch eine flanschartige Verbreiterung an seinem oberen Ende in einen Unterbau aus glas- oder karbonfaserverstärktem Polyamid eingebettet und über diesen Unterbau in der Sohle verankert ist. Dieser Aufbau des bekannten Greifelements ist so aufwendig und daher teuer, daß er für ein Greifelement, das um Pfennigbeträge gehandelt werden sollte, nicht in Frage kommt.

[0003] Weiterhin ist ein Greifelement der eingangs angegebenen Art bekannt, bei dem der Greifelementkörper einen zentralen Metallteil und einen diesen umgebenden Greifelementsockel, der aus Kunststoff bestehen kann, aufweist und ein die Auftrittsfläche des Greifelements bildender Keramikeinsatz direkt mit dem unteren Ende des Metallteiles durch Löten oder Kleben verbunden ist (GB-PS 12 77 684). Der Keramikeinsatz ist bei diesem bekannten Greifelement eine Kugel, die in einer Ausnehmung am unteren Ende des Metallteiles befestigt ist. Dieses bekannte Greifelement erbringt zwar den Vorteil einer wesentlich erhöhten Sicherheit gegenüber abtragendem Verschleiß, jedoch ist die gewählte Kugelform des Keramikeinsatzes gegenüber punktartigen Schlagbelastungen aufgrund der Sprödigkeit des Keramikwerkstoffes sehr empfindlich, so daß eine ausgeprägte Neigung zum Zerspringen oder Ausbrechen von Keramikstücken beim Begehen von harten Bodenflächen, z.B. von Betonboden, besteht.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein stollenförmiges Greifelement der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das einerseits einfach und billig herstellbar ist, zusätzlich jedoch auch gegenüber Schlagbelastungen eine erhöhte Sicherheit ergibt.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 9.

[0006] Die Erfindung gibt somit zwei grundsätzliche Lösungen an, von denen die erste darin besteht, daß der direkt mit der Unterseite des Metallteils verklebte oder verlötete Keramikeinsatz linsenförmig mit einer gewölbten Ober- und Unterseite ist, wobei das Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Dicke vorzugsweise etwa 2 : 1 beträgt. Vorzugsweise ist darüber hinaus an dem Keramikeinsatz eine Umfangsfläche in Form einer Zylinderfläche vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Formgestaltung des Keramikeinsatzes eine maximale Festigkeit gegenüber den bei der Benutzung des Sportschuhes auftretenden kombinierten Belastungen erzielbar ist. Bekanntlich entstehen in Keramikteilen beim Abkühlen nach dem Brennen Eigenspannungen, die zu einer beträchtlichen Versprödung und als Folge davon zu einer Schlagempfindlichkeit führen. Durch die hier vorgeschlagene Linsenform des Keramikeinsatzes können die Eigenspannungen und damit die Schlagempfindlichkeit so minimal gehalten werden, daß die Keramikeinsätze an den Greifelementen auch einem Schlag auf Betonboden standhalten. Damit ist ein wesentliches Problem beseitigt,das ebenfalls bisher in der Praxis der erfolgreichen Anwendung von Keramik in Greifelementen im Wege stand.

[0007] Die unmittelbare Klebe- oder Lötverbindung des Keramikeinsatzes mit dem Metallteil ergibt eine solche Festigkeit, daß nicht einmal ein formschlüssiges Eingreifen des Keramikeinsatzes in den Metallteil erforderlich ist, sondern eine flächige Verbindung ausreicht. Wichtig ist, daß die Klebeverbindung auch im ausgehärteten Zustand noch eine gewisse elastische Nachgiebigkeit besitzt. Eine solche wird beispielsweise durch Anwendung von Epoxidharz-Klebern erreicht. Bei einem Löten kann es infolge der Thermoschockempfindlichkeit der Keramikwerkstoffe zweckmässig sein, den Keramikeinsatz an der Verbindungsfläche zunächst zu metallisieren und dann mit niedrigschmelzenden Loten die Lötverbindung herzustellen.

[0008] Für die Ausbildung des Metallteiles als Teil des Greifelementkörpers gibt es verschiedene Möglichkeiten. In jedem Fall ist es jedoch zweckmässig, am unteren Ende des Metallteiles eine bezüglich der Form ihrer Unterfläche an die gewölbte Oberseite des Keramikeinsatzes angepasste, d.h. konkav gewölbte Platte vorzusehen, mit der der Keramikeinsatz dann verbunden ist. Diese Platte weist zweckmässigerweise eine solche Grösse auf, daß sie den grössten Teil der Oberseite des Keramikeinsatzes bedeckt. An seinem oberen Ende ist der Metallteil zweckmässigerweise mit einem Gewinde ver-sehen, wenn das Greifelement als Stollen in einen Gewindeeinsatz der Sohle eingeschraubt werden soll, oder er weist eine Platte zur direkten Einbettung und Verankerung in der Sohle auf, wenn das Greifelement als einstückig mit der Sohle des Sportschuhes ausoebildeter Nocken ausgestaltet ist. Da die bei der Benutzunc des Sportschuhes auftretenden Belastungen in der Hauptsache von dem Greifelementsockel aufgenommen werden, hat der Metallteil des Greifelements im wesentlichen die Aufgabe, den Keramikeinsatz mit dem Greifelementkörper zu verbinden. Er kann deshalb leicht und zierlich ausgelegt werden. Zweckmässigerweise ist somit der Metallteil, insbesondere wenn ein Gewinde vorgesehen ist, als Schaft ausgebildet. Bei einer Ausführung des Greifelements als einstückig mit der Sohle hergestellter Nocken kann der Metallteil jedoch auch eine Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder, sein, an deren beiden Enden die erwähnten Platten zur Verbindung mit dem Keramikeinsatz bzw. zur Verankerung in der Sohle befestigt sind. In dieser Form behindert der Metallteil des Greifelements die-bei Nocken erwünschte grössere Nachgiebigkeit nicht, sondern wirkt sich als parallel zu dem Greifelementsockel geschaltete Feder aus.

[0009] Gemäß der zweiten grundsätzlichen Lösung sieht die Erfindung vor, daß der Keramikeinsatz durch eine Mehrzahl von dicht nebeneinander angeordneten einzelnen Keramikkörpern gebildet ist, die in den Greifelementkörper eingebettet sind. Zweckmässigerweise haben die Keramikkörper Kugelform.

[0010] Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine Mehrzahl von separaten Keramikkörpern, beispielsweise bis zu 10, die jeweilige Kontakt- und Einbettungsfläche in dem Greifelementkörper erheblich vergrössert ist, so daß dadurch auch die Haltekräfte entsprechend gesteigert sind. Das Verhältnis der an jedem einzelnen Keramikkörper angreifenden Belastung zu der daran zur Verfügung stehenden Haltekraft ist daher günstiger als bei einem einzigen einteiligen Keramikeinsatz. Folglich kann trotz der an sich bekannten unmittelbaren Einbettung der Keramikkörper in den Greif- ' elementkörper durch Umgießen oder Umspritzen auf einfache Weise eine erhebliche Steigerung der Lebensdauer erzielt werden.

[0011] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Er- findun^g ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Stollen nach der Erfindung;

Fig. 2 einen zu Fig. 1 analogen Längsschnitt durch einen Nocken nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausgestaltung eines Nockens;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere modifizierte Ausgestaltung eines Nockens, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Stollen mit einem abgewandelten Keramikeinsatz.

[0012] Die in den Fig. 1 bis 5 in vergrössertem Maßstab dargestellten Greifelemente sind durchwegs in ihren wesentlichen Teilen und in ihrer Gestalt rotationssymmetrisch, so daß sich die Darstellung einer Stirnansicht erübrigt. Jedoch ist die rotationssymmetrische Form nicht zwingend für die Erfindung, sondern kann zugunsten einer beispielsweise ovalen Gestaltung abgewandelt werden.

[0013] Der in Fi^g. 1 dargestellte Stollen besteht aus einem im Ganzen mit 1 bezeichneten Greifelementkörper und aus einem Keramikeinsatz 2. Der Greifelementkörper 1 ist wiederum aufgebaut aus einem Greifelementsockel 3 und einem Metallteil 4 in Form eines Schaftes, der an seinem oberen Ende ein Gewinde 5 trägt. Am unteren Ende des Schaftes 4 ist einstückig eine Platte 6 ausgebildet, die flanschartig über den Schaft 4 hinaussteht und an ihrer Unterseite in Anpassung an die gewölbte Oberseite des Keramikeinsatzes 2 ebenfalls gewölbt ist. Der Durchmesser der Platte 6 beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 76 % des Durchmessers des Keramikeinsatzes 2.

[0014] Der Greifelementsockel 3 ist ein gesondertes Teil aus Kunststoff, Gummi, Aluminium od.dgl., das auf den Metallschaft 4 aufsteckbar ist und diesen sowie die Platte 6 eng passend umschließt. Außerdem stützt er sich, wie aus Fig. 1 hervorgeht, mit einer konischen oder vorzugsweise sogar der Rundung des Keramikeinsatzes 2 an dieser Stelle angepassten Ringfläche 8 an dem Keramikeinsatz 2 ab. An seiner Außenfläche weist der Greifelementsockel 3 übliche Kerben 9 als Angriffsflächen für ein Schraubwerkzeug auf, während an seiner der _Laufseite der (nicht gezeigten) Sohle zugewendeten Stützfläche 10 ein die Haftung an der Sohle gegenüber unwillkürlichem Verdrehen begünstigendes Fächerscheibenprofil 11 in bekannter Weise eingearbeitet ist. Die Stützfläche 10 des Greifelementsockels 3 ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, gegenüber dem unteren Teil des Greifelementsockels 3 verbreitert.

[0015] Der Keramikeinsatz 2 besteht beispielsweise aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliciumkarbid (SiC) oder Steatit. Er besitzt die aus der Zeichnung ersichtliche rotationssymmetrische Linsenform und weist ein Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Dicke von etwa 2,1 : 1 auf. Das Volumen des Keramikeinsatzes 2 für eine praktische Ausführung des Stollens gemäß Fig. 1 beträgt etwa 0,3 cm³. Mit dieser Gestaltung und diesem Volumen wird, wie eingangs bereits geschildert, eine maximale Festigkeit des Keramikeinsatzes 2 gegenüber den bei der Benutzung auftretenden Belastungen erzielt. Die Umfangsfläche 12 des Keramikeinsatzes ist über etwa die halbe Dicke des Keramikeinsatzes zylindrisch und geht kantenlos gerundet in die gewölbte Ober- bzw. Unterseite über.

[0016] Der Keramikeinsatz 2 ist mittels eines Epoxidharz-Klebers, der auch im ausgehärteten Zustand noch eine geringfügige Elastizität besitzt, oder mittels einer Lötung an der angepassten Unterfläche der Platte 6 befestigt. Zwischen der konischen oder teiltorusförmigen Ringfläche 8 und dem Keramikeinsatz 2 besteht keine Verbindung; vielmehr stützt sich dieser an der Ringfläche lediglich ab.

[0017] Der Metallschaft 4 und die zugehörige Öffnung des Greifelementsockels 3 sind vierkantig ausgebildet, so daß über eine Drehung des Greifelementsockels 3 auch der Metallschaft 4 verdreht und eingeschraubt werden kann. Auch bei einer festen Verbindung des Greifelementsockels 3 mit dem Metallschaft 4, beispielsweise durch unmittelbares Eingießen oder Einspritzen, empfiehlt es sich, den Metallschaft 4 im Querschnitt polygonal zu gestalten. Die Ausbildung des Greifelementsockels 3 als getrenntes Teil hat den Vorteil, daß durch Austausch des Greifelementsockels gegen einen solchen grösserer oder kleinerer Länge die Stollenlänge insgesamt variiert werden kann.

[0018] Der in Fig. 2 dargestellte Nocken ist einstückig mit der beispielsweise aus einem elastomeren Polyurethan bestehenden Laufsohle 20 verbunden, wobei der Greifelementsockel 23 materialeinheitlich mit der Laufsohle 20 ist und den Metallschaft 24, die an dessen unterem Ende befindliche Platte 26 und eine an dessen oberem Ende angeordnete Einbettungsplatte 27 umschließt. Der Keramikeinsatz 22 ist prinzipiell von gleicher Gestalt wie der Keramikeinsatz 2 gemäß _Fig. 1; sein Durchmesser/Dicken-Verhältnis beträgt hier etwa 2 : 1. Der Keramikeinsatz 22 ist auch hier entweder durch Klebung mittels eines Epoxidharz-Klebers oder durch Verlöten mit der Unterseite der Platte 26 verbunden. Die Herstellung des Nockens gemäß Fig. 2 vollzieht sich in der Weise, daß die aus dem Metallschaft 24 und dem Keramikeinsatz 22 bestehende feste Einheit in die Gießform für die Laufsohle 20 eingelegt und anschließend mit dem Kunststoffmaterial der Laufsohle 20 umspritzt oder umgossen, ggf. auch darin einvulkanisiert wird. Durch diesen Vorgang wird der Metallschaft 24 mit den Platten 26, 27 sowie der.aus der Fig. 2 ersichtliche obere Teil des Keramikeinsatzes 22 fest eingebettet.

[0019] Die Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des Nockens gemäß Fig. 2 in der Weise, daß an die Stelle des massiven Metallschaftes 24 eine Spiralfeder 34 tritt, mit deren Enden eine Platte 36 zur Fixierung des Keramikeinsatzes 32 bzw. eine Verankerungsplatte 37 durch Schweißen verbunden sind. Es versteht sich, daß die Platte 36 wieder aus Metall besteht, während für die Verankerungsplatte 37 auch ein anderer Werkstoff gewählt werden könnte. Der Keramikeinsatz 32 ist mit der Platte 36 in gleicher Weise verbunden, wie das in Zusammenhang mit Fig. 2 geschildert ist.

[0020] Bei der Herstellung des Nockens gemäß Fi^g. 3 wird die aus dem Keramikeinsatz 32, der Feder 34 und den Platten 36, 37 bereits vorgefertigte und fest verbundene Einheit in eine Gießform für die Laufsohle 30 eingelegt und mit dem noch fließfähigen Sohlenmaterial umgossen oder amspritzt. Dabei dringt das Sohlenmaterial bei der Bildung des Greifelementsockels 33 in das Innere der Feder 34 ein, so daß deren Windungen ganz von Sohlenmaterial umgeben sind. Dadurch wird die Nachgiebigkeit des Nockens in vertikaler (axialer) Richtung erheblich weniger herabgesetzt, als dies für den Nocken gemäß Fig. 2 gilt, so daß die elastischen Eigenschaften praktisch denen eines nur aus dem Sohlenmaterial bestehenden Nockens entsprechen.

[0021] Der Nocken gemäß Fig. 4 ist prinzipiell gleich aufgebaut, wie die Ausführungsform gemäß Fig. 3. Unterschiedlich ist die Art und Anordnung der Feder 34a, die eine konische Stahlform-Feder mit geschlossenen Wickelenden ist. Infolge der geschlossenen Wickelenden kann auf die Verankerungsplatte 37 sowie auf die Platte 36 verzichtet werden. Das geschlossene Wickelende 37a am oberen Ende wird von dem Kunststoffmaterial der Sohle umflössen, so daß hierdurch eine ausreichende Federbefestigung erfolgt. Dadurch, daß das geschlossene Wickelende 37a keine durchgehend steife Platte ist, kann sie Biegebewegungen der Sohle besser folgen. Das untere Wickelende 36a bietet eine ausreichende metallische Fläche zur direkten Verbindung mit dem Keramikeinsatz 32a.

[0022] Die Fig. 5 zeigt einen Stollen gemäß der eingangs beschriebenen zweiten grundsätzlichen Lösung nach der Erfindung. Dieser Stollen besteht aus einem Greifelementkörper 41, in den eine - ggf. mit einer Rändelung versehene - Schraube 44 unmittelbar eingebettet, z.B. eingegossen oder eingespritzt, ist. Die Schraube 44 besitzt an ihrem unteren Ende eine bundartige Erweiterung, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Nahe der Auftrittsfläche des . Greifelementkörpers 41 sind in diesen mehrere Keramikkugeln 42 direkt eingebettet, die dicht nebeneinander angeordnet sind und sich gegeneinander abstützen. Mit ihrer Unterseite erstrecken sich die Keramikkugeln 42 bis in die Auftrittsfläche des Stollens. Die Grösse der Keramikku^geln 42 ist so gewählt, daß in dem gezeigten Ausführungsbeispiel acht Keramikkugeln 42 vorgesehen werden können, die mit ihren nach unten ragenden Flächen bereits nach geringfügigstem Verschleiß des den Greifelementkörper 41 bildenden Kunststoffmaterials die Auftrittsfläche des Stollens bilden.

[0023] Anstelle der Kugelform können auch anders gestaltete Keramikkörper 42, z.B. würfelförmige, eingesetzt werden. Jedoch erweist sich die Kugelform deshalb als vorteilhaft, weil hierdurch keine Angriffskanten vorliegen, an denen bei seitlicher Belastung des Stollens sich grössere Kräfte aufbauen können.

[0024] Als Material für den Metallteil des Greifelements eignet sich am besten Stahl'oder Aluminium.

Ansprüche

1. Stollenförmiges Greifelement für Sportschuhe, mit einem Greifelementkörper (1), der einen zentralen Metallteil (4, 24, 34) und einen diesen umgebenden Greifelementsockel (3, 23, 33) aufweist, und mit einem die Auftrittsfläche des Greifelements bildenden Keramikeinsatz (2, 22, 32, 32a), der mit dem unteren Ende des Metallteiles durch Löten oder Kleben verbunden ist und eine gewölbte Unterseite aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Keramikeinsatz (2, 22, 32, 32a) linsenförmig mit einer gewölbten Ober- und Unterseite ist.

2. Stollenförmiges Greifelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Keramikeinsatzes (2, 22, 32, 32a) sich zu dessen Dicke wie etwa 2 : 1 verhält.

3. Greifelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (12) des Keramikeinsatzes eine Zylinderfläche ist.

4. Greifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die übergänge zwischen der gewölbten Ober- und Unterseite des Keramikeinsatzes und dessen Umfangsfläche gerundet sind.

5. Greifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil (4, 24, 34) an seinem unteren Ende eine bezüglich der Form ihrer Unterfläche an die Oberseite des Keramikeinsatzes (2, 22, 32) angepasste Platte (6, 26, 36) aufweist, mit der der Keramikeinsatz verbunden ist. r.

6. Greifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil an seinem oberen Ende ein Gewinde (5) zum Einschrauben in einen Gewindeeinsatz der Sohle oder eine Platte (27, 37) zur direkten Einbettung und Verankerung in der Sohle aufweist.

7. Greifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil als Schaft ausgebildet ist.

8. Greifelement nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil als Feder (34) ausgebildet ist.

9. Greifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifelementsockel (3) ein auf den Metallteil (4) aufsteckbares getrenntes, jedoch drehfest mit dem Metallteil verbindbares Teil ist.

10. Stollenförmiges Greifelement für Sportschuhe, mit einem Greifelementkörper und einem die Auftrittsfläche des Greifelements bildenden, in den Greifelementkörper eingebetteten Keramikeinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikeinsatz durch eine Mehrzahl von dicht nebeneinander angeordneten einzelnen Keramikkörpern (42) gebildet ist.

11. Greifelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Keramikkörper (42) Kugelform haben.

Zeichnung