Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laufsohle, insbesondere für Sportschuhe, mit elastischer Verformbarkeit auch in tangentialer Richtung.
Unter Verformung in tangentialer Richtung soll hierbei eine z.B. durch Scherung bewirkte Verformung in Richtung tangential bzw. parallel zur flächigen Ausdehnung der Laufsohle oder ihrer Lauffläche verstanden werden. Davon zu unterscheiden sind z.B. durch Kompression verursachte Verformungen in Richtung senkecht zur flächigen Ausdehnung der Laufsohle oder ihrer Lauffläche. Auf einem horizontalen Untergrund fallen die Richtungen tangential etwa mit horizontal und senkrecht etwa mit vertikal zusammen.
Laufsohlen mit elastisch nachgiebigen Laufsohlen sind in grosser Anzahl und in verschiedenster Ausbildung bekannt, wobei verschiedenste elastische Materialien mit den unterschiedlichsten Härten eingesetzt werden. Bekannt sind auch Laufsohlen mit eingelagerten Luft- oder Gel-Polstern. Sie sollen die beim Laufen auftretenden Belastungen abfedern und dadurch den Bewegungsapparat des Läufers, insbesondere dessen Gelenke, schonen und auch ein angenehmes Laufgefühl vermitteln.
Die meisten derzeit im Handel erhältlichen Laufschuhe für Sportzwecke weisen Federcharakteristiken auf, die eine Federung primär in vertikaler Richtung bzw. in Richtung senkrecht zur Lauffläche unter Kompression der Sohle erlauben, die in horizontaler bzw. tangentialer Richtung jedoch relativ steif sind und insofern bei schrägem und etwas schiebenden Auftreten nicht genügend nachgeben. Letzteres dürfte seinen Grund u.a. darin haben, dass eine grössere Verformbarkeit der Sohle in horizontaler Richtung zwangsläufig eine Art Schwimmeffekt erzeugen würde, der sich negativ auf die Standfestigkeit und Standsicherheit des Läufers auswirken würde. Zumindest würde der Läufer bei jedem Schritt ein gewisses Stück an Wegstrecke verlieren, da sich die Sohle beim Abstossen vom Auftrittpunkt in die gewünschte Bewegungsrichtung jeweils erst in der entgegengesetzten Richtung etwas verformen würde. In gewissem Ausmass tritt der Schwimmeffekt bei den bekannten Sportschuhen natürlich bereits auf.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Laufsohle anzugeben, die unter Vermeidung des beschriebenen Schwimmeffektes bei einfacher Ausbildung auch in tangentialer Richtung ausreichend weich und nachgiebig ausgebildet werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Laufsohle mit elastischer Verformbarkeit auch in tangentialer Richtung, gemäss Patentanspruch 1.
Bei geeigneter Wahl der mindestens einen kritischen Verformung sowie der dazu notwendigen Belastung der Laufsohle unter geeigneter Einstellung ihrer Härte bzw. Nachgiebigkeit kann erreicht werden, dass die erfindungsgemässe Sohle über einen weiten Verformungsbereich auch tangential weich und nachgiebig ist, und die kritische Verformung beim Laufen lokal begrenzt nur in der jeweils maximal belasteten Zone der Sohle sowie zeitlich nur rund um das Belastungsmaximum herum erreicht wird.
Damit wird einerseits eine ausreichende Abfederung auch bei schrägem und oder etwas schiebenden Auftreten erreicht, andererseits aber auch ein sicherer Stand auf dem jeweiligen Auftritts- bzw. Belastungspunkt, von dem sich der Läufer direkt und ohne Wegverlust wieder abstossen kann. Der beschriebene Schwimmeffekt wird vermieden.
Es versteht sich, dass je nach den konstruktiven Gegebenheiten die kritische Verformung, bei welcher die tangentiale Verformbarkeit der erfindungsgemässen Laufsohle sozusagen eingefroren wird, von der Art der Verformung anhängen kann. Die Verformung muss auch nicht nur tangential sein. Eine kritische Verformung kann auch bei rein senkrechter bzw. vertikaler Verformung erreicht werden.
Gemäss der Erfindung wird die kritische Verformung erst nach einem tangentialen und/oder senkrechten Verformungsweg erreicht, welcher grösser als 20 % der verformbaren Dicke der Sohle, ggf. sogar grösser als 50 % dieser Dicke ist. Absolut kann das durchaus einige cm ausmachen.
In konstruktiver und materialtechnischer Hinsicht lässt sich die erfindungsgemässe Lehre grundsätzlich in verschiedenster Weise realisieren. Verschiedene Beispiele hierfür werden nachfolgend unter bezug auf die Zeichnungen auch beschrieben. Als bevorzugte Ausführungsformen sollen hier nur solche hervorgehoben werden, bei welchen zwei Lagen der Sohle durch ein insbesondere elastisch verformbares Element getrennt sind und wobei das verformbare Element bei ausreichend grosser Verformung eine gegenseitige reib-, kraft- und/oder formschlüssige Berührung der beiden Lagen ermöglicht und weitgehender Unterbindung einer parallelen Verschiebbarkeit der beiden Lagen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Sohle mit Mitteln zu lösbaren Befestigung an einer Zwischensohle eines Schuhs versehen sein. Wenn die Sohle dabei mehrteilig ausgeführt ist, können ihre einzelnen Teile unabhängig voneinander angebracht und/oder, z.B. bei Abnutzung, einzelen ausgetauscht werden. Es könnten dabei auch unterschiedlich ausgebildete Teile zur Verfügung gestellt und/oder individuelle Muster erzeugt werden, die den jeweiligen Bedürfnissen und dem Laufstil des einzelnen Läufers besonders angepasst sind.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Anhand von Fig. 1 soll zunächst eine Ausführungsform beschrieben werden, welche zwar nicht unbedingt die bevorzugte ist, anhand von welcher die erfinderische Lehre aber gut darstellbar ist.
Fig. 1 zeigt einen mit einer Laufsohle 1 nach der Erfindung ausgerüsteten Laufschuh 2. Die Laufsohle 1 wird gebildet durch eine Mehrzahl von profilartigen Hohlelementen 3, welche Röhren 3.1 aufweisen und mit angeformten Stegen 3.2 an der Unterseite einer Zwischensohle 4 des Laufschuhs 1 z.B. durch Ankleben befestigt sind. Die Hohlelemente 3 sind aus einem Material wie einem Gummimaterial hergestellt, welches sich unter den beim Laufen auftretenden Belastungen zumindest teilweise elastisch verformen kann. Das Material weist bevorzugt auch eine hohe Haftreibung gegenüber anderen Materialien, vor allem aber auch gegenüber sich selbst auf. Mehrere der Hohlelemente 3 sind in Längsrichtung des Laufschuhs 2 hintereinander angeordnet, wobei im Bereich zwischen Ballen und Ferse eine Lücke belassen ist. Die Hohlelemente 3 können sich über die gesamte jeweilige Breite des Laufschuhs 2 erstrecken. Es könnten jedoch auch, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei oder auch noch mehr solcher Hohlelemente 3 seitlich nebeneinander angeordnet sein.
Wird der Laufschuh 2 wie in Fig. 1 b) dargestellt und durch den Belastungspfeil P1 veranschaulicht z.B. beim Auftreten schräg nach vorn belastet, kommt es nach anfänglicher elastischer Abfederung der Belastung unter vertikaler aber auch horizontaler Deformation der röhrenförmigen Teile 3.1 bei geeigneter Bemessung dieser Teile zu einem völligen Zusammendrücken derselben und dadurch zu einem Reibschluss zwischen deren oberer Halbschale 3.1.1 und deren unterer Halbschale 3.1.2 (siehe ig. 3). Der Reibschluss setzt einer weiteren horizontalen Verformung der Röhren 3.1 einen so hohen Widerstand entgegen, dass diese praktisch nur noch im Rahmen der verbleibenden Elastizität des Materials und damit in keinem nennenswerten Umfang mehr möglich ist. Der Läufer hat in dieser Position und bei diesem Zustand der Laufsohle 1 daher eine horizontal praktisch nicht mehr verschiebbare Verbindung zum Boden 5 und verfügt insofern über einen guten und sicheren Stand.
Zudem kann sich der Läufer, wie in Fig. 1 unter c) dargestellt, aus der Position gemäss Fig. 2 zur Ausführung des nächsten Schritts vor allem aber auch wieder abstossen, ohne hierbei einen Wegverlust in Kauf nehmen zu müssen, da sich wegen des beschriebenen Reibschlusses die röhrenförmigen Teile 3.1 in nennenswertem Umfang in Richtung der bei Abstossen neuen, durch den Pfeil P2 kenntlich gemachten Belastung horizontal praktisch nicht verformen können. Voraussetzung hierbei ist natürlich, dass zwischen dem Auftreten und dem Abstossen die Belastung auf dem defomierten Bereich der Sohle aufrechtehalten wird, was beim normalen Laufen aber der Fall ist.
Fig. 2 zeigt den Laufschuh 2 von Fig. 1 in Ansicht von hinten, unter a) unbelastet und unter b) seitlich schräg belastet. Auch hierbei kann es zu einem Zusammendrücken der röhrenförmigen Teile 3.1 der Hohlelemente 3 unter Herstellen eines Reibschlusses zwischen deren oberer 3.1.1 und unterer Halbschale 3.1.2 kommen, wodurch der Träger des Laufschuhs 2 auch seitlich eine stabile und praktisch unnachgiebige Verbindung zum Boden 5 bekommt.
Die vorstehend erläuterte Ausführungsform zeichnet sich durch extrem grosse Verformungswege aus, welche zwischen dem unbelasteten Zustand gemäss Fig. 1 a) und dem Zustand mit dem Reibschluss gemäss Fig. 1b) durchaus mehr als 20 %, ggf. sogar mehr als 50% betragen kann. Mit dem Schuh von Fig. 1 und 2 schwebt der Läufer "wie auf Wolken", hat dabei aber zu keinem Zeitpunkt ein unsicheres Standgefühl und im jeweiligen Auftrittsbereich stets eine direkte, feste und damit sichere Verbindung zum Boden.
Fig. 3 zeigt in einer Detaildarstellung nochmals die Hohlelemente 3 von Fig. 1 und zwar unter a) unbelastet und unter b) tangential belastet. Unter c) ist eine Deformation vertikal gerade nach unten gezeigt, woraus deutlich wird, dass die vorstehend erläuterten Vorteile bezüglich der Standfestigkeit und des Abstossens ohne Wegverlust auch bei rein vertikaler Belastung erreicht werden.
Bei der Laufsohle 6 von Fig. 4 sind wiederum röhrenförmige Hohlelemente 6.1 z.B. aus einem Gummimaterial vorgesehen, die hier jedoch zwischen einer oberen 6.2 und einer unteren Lage 6.3 angeordnet und mit diesen Lagen jeweils fest verbunden sind. Die beiden Lagen 6.2 und 6.3 erstrecken sich hier über die gesamte Fläche der Laufsohle. Die obere Lage 6.2 könnte grundsätzlich durch eine sowieso vorhandene Lage oder Zwischenlage des Schuhs gebildet werden. Die untere Lage 6.3 könnte auch noch mit einem Profil versehen sein. Funktionell verhält sich die Laufsohle 6 von Fig. 4, die unter a) im unbelasteten Zustand dargestellt ist, grundsätzlich ähnlich wie die zuvor beschriebene Laufsohle 1 von Fig. 2. Insbesondere wird auch hier, wie in Fig. 4 unter b) dargestellt, beim Zusammendrücken der röhrenförmigen Hohlelemente 6.1 ein Reibschluss zwischen deren oberer und deren unterer Halbschale zustande kommen. Über die durch die untere Lage 6.3 ausgeübte Schubwirkung wird sich die Deformation der Hohlelemente 6.1 unter Belastung ggf. aber über einen grösseren Bereich verteilen.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 sind zunächst einmal zwei getrennte Teile 7.1 und 7.2 für den Ballen und den Fersenbereich der Laufsohle 7 vorgesehen. Grundsätzlich könnte von dieser getrennten Ausbildung auch bei den anderen erläuterten Beispielen Gebrauch gemacht sein. Desweiteren sind hier zwischen jeweils einer oberen Lage 7.1.1 bzw. 7.2.1 und einer unteren Lage 7.2.1 bzw. 7.2.2 nur noch einfache elastisch deformierbare Stege 7.1.3 bzw. 7.2.3 angeordnet. Unter Belastung legen diese sich z.B. flach zwischen die beiden äusseren Lagen, wie beispielsweise in Fig. 5 unter b) dargestellt. Sofern für die äusseren Lagen und die Stege wieder ein Material mit hohem Reibungskoeffizienten verwendet ist, ergibt sich in der in Fig. 5 b) dargestellten Situation wieder ein Reibschluss ähnlich den bereits beschriebenen. Die oberen und unteren Lagen übernehmen damit teilweise die Funktion der vorbeschrieben oberen und unteren Halbschalen der röhrenförmigen Teile von Fig. 1, wohingegen die Stege funktionell etwa mit den Flanken der röhrenförmigen Teile gleichgesetzt werden können, von denen zwei sich gegenüberliegende in Fig. 3 mit 3.1.3 und 3.1.4 bezeichnet sind.
Bei der Laufsohle 8 von Fig. 6 sind zwischen jeweils einer oberen 8.1 und einer unteren Lage 8.2 keine körperlichen elastischen Elemente mehr vorgesehen. Vielmehr sind die obere und untere Lage durch umlaufende Seitenteile 8.3 zu einem geschlossenen Volumen 8.4 verbunden, welches mit einem Fluid befüllt ist. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas wie inbesondere um Luft aber z.B. auch um ein Gel handeln. Wichtig ist, dass sich die Laufsohle, wie wiederum unter b) dargestellt, unter den Laufen auftretenden Belastungen so weit deformieren lässt, dass sich die obere und die untere Lage 8.1 und 8.2 gegenseitig im jeweiligen Belastungsbereich berühren können. Sofern für die beiden Lagen ein Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten gewählt ist, ergibt sich wieder ein Reibschluss mit den beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften.
Bei Verwendung eines in sich inkompressiblen Gels als Füllmasse für das Volumen 8.4 muss dieses ggf. elastisch ingesamt oder partiell dehnbar sein, damit der gewünschte Effekt eintreten kann. Im Falle der Befüllung des Volumens 8.4 mit einem Gas könnte zusätzlich, z.B. im Fersenbereich, auch noch ein Ventil 8.5 vorgesehen sein. Durch Veränderung des Gasdrucks wäre es dann möglich, die elastischen Eigenschaften und die Nachgiebigkeit der Laufsohle zu verändern und dadurch z.B. dem Gewicht oder dem Laufverhalten des Läufers anzupassen.
Anstelle eines Reibschlusses könnte in den vorbeschriebenen Beispielen auch oder zusätzlich, wie in einer nur teilweisen Darstellung einer Laufsohle 9 in Fig. 7 dargestellt, von einem Formschluss Gebrauch gemacht werden, indem zwischen einer oberen und einer unteren Lage 9.1 und 9.2 z.B. eine Art Verzahnung vorgesehen wird.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Sohle mit Mitteln versehen sein, die ihre lösbare Befestigung an einer Zwischensohle des Schuhs erlauben. Die Sohle kann hierbei als Ganzes, in Teilen oder auch nur bezüglich einzelner Teile lösbar befestigt sein. Fig. 8 zeigt einen Laufschuh 2, bei welchem die gesamte Sohle 1, jedoch in einzelnen Teilen, lösbar an einer Zwischensohle 4 des Laufschuhs 2 befestigt ist. Die Sohle 1 wird hier wie im Beispiel von Fig. 1 gebildet durch eine Mehrzahl von profilartigen Hohlelementen 3, welche Röhren 3.1 aufweisen und mit angeformten Stegen 3.2 an der Unterseite der Zwischensohle 4 lösbar befestigt bzw. bezüglich der im Ballenbereich angeordneten Hohlelemente erst noch zur lösbaren Befestigung an der Unterseite der Zwischensohle 4 vorgesehen sind. Wie sich anhand der Ausschnittsvergrösserung A in Fig. 8 gut erkennen lässt, ist als Befestigungsmittel ein vielfach herstellbarer und wieder lösbarer sogenannter Klettverschluss (hook and loop fastener) 10 verwendet, wobei die Stege 3.2 der Hohlelemente 3 mit der hakenförmig ausgebildeten Lage 10.1 des Klettverschlusses 10 versehen sind. Entsprechend ist die Zwischensohle 4, vorzugsweise vollflächig, mit der komplementären, d.h. der schlingenförmig ausgebildeten Lage 10.2 des Klettverschlusses 10 versehen. Die beiden Lagen des Klettverschlusses können mit den Hohlelementen einerseits und der Zwischensohle andererseits jeweils fest verklebt sein.
Die lösbare Befestigung hat zunächst den Vorteil, dass die erfindungsgemässe Sohle ggf. nur bei Bedarf, z.B. unmittelbar vor und zu einem Trainingslauf an der Zwischensohle angebracht und der Schuh ansonsten auch ohne diese Sohle verwendet werden kann. Dies macht vor allem dann Sinn, wenn die erfindungsgemässe Sohle zur Erzielung langer Federwege z.B. mit relativ voluminösen Hohlelementen ersehen ist. Zum Schutz der Zwischensohle und der auf ihr vorzugsweise angebrachten Schlingenlage eines Klettverschlusses könnte in diesem Fall eine ebenfalls per Klettverschluss alternativ aufbringbare Schutzlage vorgesehen sein, die hier jedoch nicht dargestellt ist.
Die lösbare Befestigung hat zum anderen der Vorteil, dass eine abgenutze Sohle gegen eine neuwertige ausgetauscht werden kann. Im Falle einer mehrteiligen Ausbildung der Sohle wie im Beispiel von Fig. 8 könnten auch nur einzelne Teile ausgetauscht werden, wodurch z.B. der durch den individuellen Laufstil jedes Läufer bedingten ungleichen Abnutzung der Sohle Rechnung getragen werden könnte. Jeder Läufer könnte sich in diesem Fall aber auch z.B. durch eine spezielle Anordnung der einzelnen Teile seine eigene Sohle mit den für ihn optimalen Dämpfungseigenschaften zusammenstellen. Als Beispiel hierfür zeigt Fig. 9 den Laufschuh von Fig. 8 in zwei Ansichten von hinten, wobei unter a) zwei und unter b) drei Reihen von Hohlelementen 3 nebeneinander im Fersenbereich angeordnet sind. Für eine individuelle Gestaltung der erfindungsgemässen Sohle könnten aber auch herstellerseits unterschiedlich ausgebildete Teile mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Als Beispiel hierfür zeigt Fig. 8 ein im Hauptbelastungsbereich der Sohle angeordnetes Hohlelement 3', welches mit einer grösseren Wandstärke versehen und dadurch z.B. etwas steifer gegenüber Verformung als die übrigen Hohlelemente ist.
Fig.10 zeigt ebenfalls ein gegenüber den Hohlelementen von Fig. 3 etwas abgewandeltes Hohlelement 3" für eine Laufsohle nach der Erfindung, wobei dieses Hohlelement 3" mit einer ebenen Grundfläche versehen ist. Ausserdem ist die Wandstärke des Elementes nicht überall gleich ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass mit der dargestellten Form ein noch besseres Standgefühl sowie ein verbessertes Abstossen vom Auftrittspunkt aus erreichbar ist.
Fig. 11 zeigt schliesslich noch eine weitere Ausführungsform eines einzelnen Sohlenelements 11 für eine Laufsohle nach der Erfindung, welches an Stelle eines horizontalen ein vertikal ausgerichtetes Röhrchen aufweist.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsarten sind so zu verstehen, dass einzelne ihrer Elemente oder Merkmale ggf. auch bzw. in Kombination mit anderen der Ausführungsarten eingesetzt werden können. Dies gilt z.B. für die Aufteilung der Laufsohle in einen Ballen und einen Ferstenteil sowie das Vorsehen eines Profils. Genauso könnten Reibschluss- und Formschlussmittel alternativ oder auch in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die Ausführungsformen von Fig. 4 oder 5 könnten mit der von Fig. 6 kombiniert werden, in dem bei den Ausführungen von Fig. 4 oder 5 ein elastisches und/oder dämpfendes Medium oder Fluid in dort natürlich vorzugsehende Hohlräume eingebracht wird. Umgekehrt könnten bei Fig. 6 zusätzlich mechanische Federungs- oder Dämpfungselemente vorgsehen werden. Bei der Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die erfindungsgemässe Sohle als Ganzes oder zumindest Teile davon lösbar an einer Zwischensohle befestigt werden können, könnte anstatt eines Klettverschlusses mit einer hakenförmigen Lage und einer schlingenförmigen bzw. filzartigen Lage auch ein Klettverschluss mit zwei aufeinander angepassten hakenförmigen Lagen versendet werden, wobei ein solcher Klettverschluss eine höhere Haftkraft aufweist. Die lösbare Verbindung könnte alternativ oder ergänzend auch mit einem speziellen, wieder ablösbaren Klebstoff hergestellt werden.
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