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J
BDM Ver 1.7.2 (20 November 2019) - 1100000/0
3738457
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
20201118
EP
19174048.9
20190513
de
de
de
20201118
202047
20201118
202047
A43B 3/00 20060101AFI20191031BHEP
A43B 7/08 20060101ALI20191031BHEP
de
SCHUH MIT EINER ZWISCHEN FRISCHLUFTZUFUHR UND UMLUFTBETRIEB UMSCHALTBAREN BELÜFTUNGSEINRICHTUNG
en
SHOE WITH A VENTILATION DEVICE SWITCHABLE BETWEEN FRESH AIR SUPPLY AND CIRCULATED AIR
fr
CHAUSSURE DOTÉE D'UNE ALIMENTATION EN AIR FRAIS ET MODE AIR FRAIS DU DISPOSITIF D'AÉRATION COMMUTABLE
3C
ATMOS airwalk ag
101744813
A 705 EP
Europa-Straße 19a
8152 Glattbrugg Zürich
CH
MÖHLMANN, Wilhelm
Giessereistraße 12
8005 Zürich
CH
HAUPT, Florian
Hauptstr. 40
66982 Zweibrücken
DE
SCHMIDT, Jens
Kirchstr. 11
66957 Obersimten
DE
Zenz Patentanwälte Partnerschaft mbB
101506742
Rüttenscheider Straße 2
45128 Essen
DE
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Ein Schuh weist eine Belüftungseinrichtung auf, die eine Luftpumpvorrichtung, eine Luft von der Luftpumpvorrichtung in den Schuhinnenraum transportierende Luftzufuhrleitung und eine Luft in die Luftpumpvorrichtung transportierende Luftansaugleitung aufweist. Die Luftansaugleitung umfasst eine erste Luftansaugleitung (7) mit einer am Außenbereich des Schuhs angeordneten ersten Ansaugöffnung zum Ansaugen von Frischluft, eine zweite Luftansaugleitung (9) mit einer im Schuhinnenraum angeordneten zweiten Ansaugöffnung und eine die erste (7) und die zweite (9) Luftansaugleitung mit der Luftpumpvorrichtung koppelnde Umschaltvorrichtung, die entweder die erste (7) oder die zweite (9) Luftansaugleitung mit wenigstens einer Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung verbindet. Erfindungsgemäß weist die Umschaltvorrichtung ein von einem Stellmotor (14) angetriebenes Ventilschließelement (17) auf, das bei Betätigen des Stellmotors (14) zwischen zwei Stellpositionen bewegbar ist, wobei es in der ersten Stellposition die erste Luftansaugleitung (7) und in der zweiten Stellposition die zweite Luftansaugleitung (9) mit wenigstens einer der wenigstens einen Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung verbindet. Der Stellmotor (14) ist über ein Koppelelement mit dem Ventilschließelement (17) verbunden, und der Stellmotor (14) und das Koppelelement sind so ausgebildet, dass das Ventilschließelement (17) in den beiden Stellpositionen ohne Energieverbrauch gehalten wird.
Die Erfindung betrifft einen Schuh mit einer Belüftungseinrichtung, wobei die Belüftungseinrichtung eine Luftpumpvorrichtung, eine Luft von der Luftpumpvorrichtung in den Schuhinnenraum transportierende Luftzufuhrleitung und eine Luft in die Luftpumpvorrichtung transportierende Luftansaugleitung aufweist, wobei die Luftansaugleitung aufweist: eine erste Luftansaugleitung mit einer ersten Ansaugöffnung, die zum Ansaugen von Frischluft am Außenbereich des Schuhs angeordnet ist, eine zweite Luftansaugleitung mit einer zweiten Ansaugöffnung, die im Schuhinnenraum angeordnet ist, und eine die erste und die zweite Luftansaugleitung mit der Luftpumpvorrichtung koppelnde Umschaltvorrichtung, die entweder die erste oder die zweite Luftansaugleitung mit wenigstens einer Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung verbindet.
Ein derartiger Schuh mit einer zwischen Frischluftzufuhr und Umluftbetrieb umschaltbaren Belüftungseinrichtung ist beispielsweise aus der Patentanmeldung EP 3 106 051 A1 bekannt. Darin wird unter anderem vorgeschlagen, als Umschaltvorrichtung zum Schalten vom Umluft- auf Frischluftbetrieb und umgekehrt ein elektromagnetisch steuerbares Ventil zu verwenden. Näheres zur Ausgestaltung einer mittels des elektromagnetisch steuerbaren Ventils realisierten Umschaltvorrichtung offenbart diese Druckschrift nicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine für die Umschaltung zwischen Frischluftzufuhr und Umluftbetrieb geeignete Umschaltvorrichtung in einem Schuh zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schuh der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Umschaltvorrichtung ein von einem Stellmotor angetriebenes Ventilschließelement aufweist, das bei Betätigen des Stellmotors zwischen zwei Stellpositionen bewegbar ist, wobei das Ventilschließelement in einer ersten Stellposition die erste Luftansaugleitung mit wenigstens einer der wenigstens einen Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung verbindet und die zweite Luftansaugleitung von der wenigstens einen Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung trennt und in einer zweiten Stellposition die zweite Luftansaugleitung mit wenigstens einer der wenigstens einen Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung verbindet und die erste Luftansaugleitung von der wenigstens einen Ansaugöffnung der Luftpumpvorrichtung trennt, wobei der Stellmotor über ein Koppelelement mit dem Ventilschließelement verbunden ist und der Stellmotor und das Koppelelement so ausgebildet sind, dass das Ventilschließelement in den beiden Stellpositionen ohne Energieverbrauch gehalten wird.
"Ohne Energieverbrauch gehalten" bedeutet in diesem Zusammenhang einerseits, dass die Energieversorgung sowohl des Stellmotors als auch einer diesen Stellmotor ansteuernden Steuerschaltung abgeschaltet sein können, weil keine Energiezufuhr erforderlich ist, um die jeweils eingenommene Stellposition beizubehalten. Andererseits bedeutet dies, dass die Kombination von Stellmotor, Koppelelement und Ventilschließelement mechanisch-konstruktiv so ausgebildet ist, dass auch bei den im Laufbetrieb auftretenden Erschütterungen keine wesentliche Änderung der Position des Ventilschließelements stattfinden kann. Dies bedeutet unter anderem, dass für eine geringe Masse des Ventilschließelements und der bewegbaren Teile des Koppelelements und des Stellmotors (z.B. Rotor) bei ausreichender Reibung, insbesondere Haftreibung, des Schließelements gegenüber den feststehenden Bestandteilen der Umschaltvorrichtung, an denen das Ventilschließelement in den Stellpositionen anliegt, und den feststehenden Teilen des Stellmotors (z.B. Stator) gesorgt werden muss. Grundsätzlich gilt, dass die Masse des Schließelements und der angekoppelten mitbewegten Teile der Umschaltvorrichtung so gering wie möglich sein sollte, um trägheitsbedingte Kräfte zu minimieren.
Diese Ausgestaltung der Umschaltvorrichtung mit einem Ventilschließelement, das in den beiden stabilen Stellpositionen ohne Energieverbrauch gehalten werden kann, hat den Vorteil eines geringen Energieverbrauchs, so dass ein die Energieversorgung gewährleistender Energiespeicher (beispielsweise ein wiederaufladbarer Akkumulator) in dem Schuh mitgeführt werden kann.
Das Ventilschließelement könnte beispielsweise ein in einem Zylinder geführter Kolben sein, der je nach Stellung in den Zylinder mündende Öffnungen der beiden Luftansaugleitungen verschließt oder freigibt. Alternativ könnte das Ventilschließelement eine Ventilklappe in Form einer Platte umfassen, die hin- und her geschwenkt wird und dabei in der ersten Stellposition mit ihrer einen Oberseite eine Öffnung der ersten Luftansaugleitung abdeckt und in der zweiten Stellposition mit ihrer gegenüberliegenden Oberseite eine Öffnung der zweiten Luftansaugleitung abdeckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Schuhs jedoch ist das Ventilschließelement um eine Achse schwenkbar und weist es eine Dichtfläche auf, wobei die Dichtfläche beim Schwenken des Ventilschließelement über eine Auflagefläche eines Gehäuses gleitet, wobei in die Auflagefläche eine erste Öffnung der ersten Luftansaugleitung und eine zweite Öffnung der zweiten Luftansaugleitung münden, wobei das Ventilschließelement in der ersten Stellposition die zweite Öffnung mit seiner Dichtfläche verschließt und die erste Öffnung freigibt und in der zweiten Stellposition die erste Öffnung mit seiner Dichtfläche verschließt und die zweite Öffnung freigibt. Diese bevorzugte Ausgestaltung des Ventilschließelements erlaubt eine konstruktiv einfache und somit kostengünstige und darüber hinaus robuste Gestaltung der Umschaltvorrichtung bei geringem Platzbedarf und geringer Masse. Außerdem sorgt das Gleiten der Dichtfläche auf der Auflagefläche für eine Haftreibung zum besseren Halten des Ventilschließelements in den jeweiligen Stellpositionen. Die erste und die zweite Öffnung können jeweils auch mehrere Teilöffnungen umfassen, die nebeneinander in die Auflagefläche münden und gemeinsam von der Dichtfläche verschlossen oder freigegeben werden.
Das Koppelelement könnte bei einer Ausführungsform ein Getriebe umfassen. Jedoch ist eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schuhs dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement lediglich eine Befestigung des Ventilschließelements direkt auf einer Welle des Stellmotors ist, wobei die Rotationsachse der Welle des Stellmotors der Achse entspricht, um die das Ventilschließelement schwenkbar ist. Die Befestigung umfasst beispielsweise eine Bohrung in dem Ventilschließelement, in der die Welle mittels Klebverbindung befestigt ist. Zur Erhöhung der Festigkeit kann die Welle mit Zähnen oder Vorsprüngen versehen sein, die in entsprechende Ausnehmungen der Bohrung des Ventilschließelement eingreifen. Diese durch die bevorzugte Gestaltung des Ventilschließelements ermöglichte einfache und preiswerte Ausgestaltung des Koppelelements gestattet eine noch weitergehende Verringerung der Baugröße und der Masse der bewegten Teile.
Vorzugsweise ist der Stellmotor ein Miniatur-Gleichstrommotor oder ein Miniatur-Schrittmotor, der von einer Steuerschaltung angesteuert wird, wobei die Steuerschaltung derart konfiguriert ist, dass der Stellmotor zum Bewegen des Ventilschließelements jeweils solange angesteuert wird, bis das Ventilschließelement die andere Stellposition erreicht hat. Die Verwendung eines Miniaturmotors, der vorzugsweise Maximalabmessungen von weniger als 10 mm hat, trägt ebenfalls zur geringen Gesamtbaugröße und geringen Masse der bewegten Teile bei. Darüber hinaus gibt es für diese Anwendung geeignete preiswerte Miniatur-Gleichstrommotoren (die gegenwärtig beispielsweise für Vibrationseinheiten in Mobiltelefonen eingesetzt werden) und Miniatur-Schrittmotoren.
Die Steuerschaltung ist bei einem Ausführungsbeispiel mit einer Sensorvorrichtung gekoppelt, die ein das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement anzeigendes Sensorsignal erzeugt. Die Sensorvorrichtung umfasst beispielsweise einen von dem Ventilschließelement oder dem Koppelelement betätigten mechano-elektrischen Wandler. Der mechano-elektrische Wandler umfasst beispielsweise einen oder mehrere mechanische Endlagenschalter oder andere Positionssensoren oder Kraft- oder Drucksensoren. Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst die Sensorvorrichtung wenigstens einen einen Motorstrom und/oder eine Motorspannung des Stellmotors erfassenden Sensor, mit dessen Hilfe ein von der Motorbelastung abhängiges Signal erzeugt wird, das das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement anzeigt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass diese Sensorvorrichtung integrierter Bestandteil eines die Steuerschaltung enthaltenden Bauelements sein kann, was die Gesamtkonstruktion vereinfacht und zur Miniaturisierung beiträgt, da keine separaten Sensoren an dem Ventilschließelement angeordnet zu sein brauchen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung derart konfiguriert, dass der Stellmotor zum Bewegen des Ventilschließelements jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer angesteuert wird, so dass das Ventilschließelement vor oder bei Ablauf dieser Zeitdauer die jeweils andere Stellposition erreicht hat. Dieser Verzicht auf eine Sensorvorrichtung führt zu einer konstruktiv einfachen und preiswerten Gestaltung.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist der Stellmotor ein Schrittmotor und ist die Steuerschaltung derart konfiguriert, dass der Schrittmotor zum Bewegen des Ventilschließelements derart angesteuert wird, dass er jeweils eine vorgegebene Drehposition derart erreicht, dass das Ventilschließelement die erste oder zweite Stellposition erreicht. Auch hier kann auf zusätzliche am Ventilschließelement angebrachte Sensoren verzichtet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schuhs ist die zweite Ansaugöffnung in einem sohlenfernen Schaftbereich des Schuhinnenraums angeordnet. Dies gestattet auch im Umluftbetrieb eine verbesserte Absenkung der Luftfeuchte im Sohlenbereich.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schuhs ist gekennzeichnet durch einen Energiespeicher zum Speichern der zum Betätigen des Stellmotors und zum Betrieb der Steuerschaltung erforderlichen Energie, eine Ladeschaltung zum Aufladen des Energiespeichers und einen mit der Ladeschaltung gekoppelten Energiegenerator zum Umwandeln von mechanischer in elektrische Energie, wobei die Energie durch Verformung oder Bewegung eines Elements des Energiegenerators während einer Laufbewegung gewonnen wird. In Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Gestaltung der Umschaltvorrichtung, die einen geringen Energieverbrauch gewährleistet, ermöglicht diese Weiterbildung einen Verzicht auf externe Anschlüsse zum Aufladen des Energiespeichers. Die für den Betrieb der Umschaltvorrichtung erforderliche Energie kann vollständig durch Umwandlung der bei der Laufbewegung zugeführten mechanischen Energie gewonnen werden. Das verformte oder bewegte Element des Energiegenerators, mit dessen Hilfe die Energie gewonnen wird, kann beispielsweise einen relativ zu einer Spule bewegten Permanentmagneten oder einen piezoelektrischen Verformungskörper umfassen.
Vorzugsweise weist der Schuh einen mit einer Steuerschaltung des Stellmotors gekoppelten Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur an einer vorgegebenen Stelle im Schuhinnenraum auf, wobei die Steuerschaltung so konfiguriert ist, dass bei einem Erfassen des Überschreitens einer vorgegebenen Temperatur im Schuhinnenraum der Stellmotor so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement in die erste Stellposition bewegt wird. Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Steuerschaltung ferner so konfiguriert, dass bei einem Erfassen des Unterschreitens einer zweiten vorgegebenen Temperatur im Schuhinnenraum der Stellmotor so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement in die zweite Stellposition bewegt wird. Dies gestatte eine automatisierte Umschaltung von Frischluftzufuhr auf Umluftbetrieb und umgekehrt.
Bevorzugt ist ferner, dass ein Feuchtesensor zum Erfassen eines Feuchtewerts an der vorgegebenen Stelle im Schuhinnenraum mit der Steuerschaltung des Stellmotors gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung so konfiguriert ist, dass der Stellmotor außerdem in Abhängigkeit von dem erfassten Feuchtewert angesteuert wird. Dies verbessert die automatisierte Umschaltung von Frischluftzufuhr auf Umluftbetrieb und umgekehrt und erhöht den Tragekomfort.
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schuhs,
- Figur 2 eine schematische Ansicht der Sohlenkonstruktion des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schuhs,
- Figuren 3A bis 3C schematische Ansichten der Umschaltvorrichtung des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schuhs und
- Figur 4 eine schematische Ansicht der Sohle mit der Anordnung eines Temperatur- und Feuchtesensors an der dem Schuhinnenraum zugewandten Sohlenoberseite.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schuhs 1. Der Schuh 1 weist eine Sohlenkonstruktion 2 mit einem darauf montierten Schaft 3 auf. Details der Sohlenkonstruktion 2 des erfindungsgemäßen Schuhs 1 sind in den Figuren 2 und 4 dargestellt. Der Schuh 1 weist eine Belüftungseinrichtung auf, mit deren Hilfe beispielsweise Frischluft in den Schuhinnenraum gepumpt werden kann. Die Belüftungseinrichtung umfasst hierzu eine Luftpumpvorrichtung 4, welche einen in einem Hohlraum innerhalb der Sohlenkonstruktion untergebrachten Balg umfasst, welcher eine Luftansaugöffnung 6 und eine Luftausblasöffnung aufweist und welcher durch eine Belastung durch den Fuß des Trägers komprimiert werden kann und beim Entlasten, das heißt beim Anheben des Fußes, wieder expandiert. Innerhalb einer in die Luftansaugöffnung 6 mündenden Luftansaugleitung und innerhalb der von der Luftpumpvorrichtung 4 ausgehenden Luftzufuhrleitung 5 sind jeweils Ventile angeordnet, die den Luftstrom nur in einer gewünschten Richtung durchlassen. Die Luftpumpvorrichtung 4 pumpt somit bei abwechselnder Belastung durch den Fuß des Trägers während einer Laufbewegung die Luft in die Luftzufuhrleitung 5, welche sich beispielsweise, wie es in Figur 2 dargestellt ist, innerhalb der Sohlenkonstruktion 2 verzweigt und in Auslassöffnungen zum Schuhinnenraum mündet. Die Belüftungseinrichtung ist beispielsweise so ausgestaltet, wie es in der Druckschrift EP 3 318 147 A1 beschrieben ist. Somit nutzt die Belüftungseinrichtung die abwechselnde Belastung der Sohlenkonstruktion dazu, schrittweise Luft über die Ansaugleitung in die Luftpumpvorrichtung 4 zu saugen und von dort ausgehend weiter über die Luftzufuhrleitung 5 in den Schuhinnenraum zu pumpen.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die in die Ansaugöffnung 6 mündende Luftansaugleitung eine erste Luftansaugleitung 7 (beispielsweise einen Schlauch, insbesondere Kunststoffschlauch) mit einer an der Außenwand des Schuhs 1 angeordneten Ansaugöffnung 8 und eine zweite Luftansaugleitung 9 (ebenfalls ein Schlauch) mit einer in den Schuhinnenraum mündenden zweiten Ansaugöffnung 10 auf. Die erste Luftansaugleitung 7 und die zweite Luftansaugleitung 9 münden in eine Umschaltvorrichtung 11, die entweder die erste oder die zweite Luftansaugleitung mit der Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4 verbindet. Wenn die Umschaltvorrichtung 11 die erste Luftansaugleitung 7 mit der zur Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4 führenden Leitung (z.B. Schlauch) verbindet, wird Frischluft über die Ansaugöffnung 8 angesaugt und über die Luftpumpvorrichtung 4 und die Luftzufuhrleitung 5 dem Schuhinnenraum zugeführt. Wenn dagegen die Umschaltvorrichtung 11 die zweite Luftansaugleitung 9 mit der zur Ansaugöffnung 6 führenden Leitung verbindet, so wird über die in den Schuhinnenraum mündende Ansaugöffnung 10 Luft aus dem Schuhinnenraum angesaugt und anschließend wieder über die Luftpumpvorrichtung 4 und die Luftzufuhrleitung 5 in den Schuhinnenraum zurückgeführt, was zu einem Umluftbetrieb führt.
Die Umschaltvorrichtung 11 umfasst erfindungsgemäß ein von einem Stellmotor angetriebenes Ventilschließelement, das bei Betätigen des Stellmotors zwischen zwei Stellpositionen bewegbar ist, wobei das Ventilschließelement in einer ersten Stellposition die erste Luftansaugleitung 7 mit der Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4 verbindet und die zweite Luftansaugleitung 9 von der Ansaugöffnung 6 trennt und in einer zweiten Stellposition die zweite Luftansaugleitung 9 mit der Ansaugöffnung 6 verbindet und die erste Luftansaugleitung 7 von der Ansaugöffnung 6 trennt. Der Stellmotor wird von einer in Figur 2 schematisch dargestellten Steuerschaltung 12 angesteuert und ist mit der Steuerschaltung 12 über die Steuer- und Versorgungsleitungen 15 verbunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, ist eine an der Ferse des Schuhs 1 montierte Luftansaug-Baugruppe 21 vorgesehen, welche die erste Luftansaugleitung 7 mit der Ansaugöffnung 8, die Umschaltvorrichtung 11 und die Steuerschaltung 12 aufnimmt. Diese Luftansaug-Baugruppe 21 wird bei der Montage der Sohlenkonstruktion derart befestigt, dass die Umschaltvorrichtung 11 mit der zweiten Luftansaugleitung 9 und der zu der Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4 führenden Leitung gekoppelt wird.
Figur 3A zeigt eine schematische Darstellung der Umschaltvorrichtung 11 mit jeweils einem Abschnitt der daran befestigten ersten Luftansaugleitung 7 zum Ansaugen von Frischluft und der zweiten Luftansaugleitung 9 zum Ansaugen von Umluft aus dem Schuhinnenraum. In Figur 3A ist diese Umschaltvorrichtung 11 im Unterschied zu der Darstellung in Figur 2 mit ihrer Unterseite nach oben weisend dargestellt. Die in Figur 3A dargestellte Umschaltvorrichtung 11 umfasst ein Gehäuse 13 und einen am Gehäuse befestigten Stellmotor 14 mit den Zuleitungen 15 zur Steuerschaltung 12.
Figur 3B zeigt die in Figur 3A dargestellte Umschaltvorrichtung mit geöffnetem Gehäuse 13. Das Gehäuse 13 umfasst einen Gehäusedeckel 13A und eine Gehäuseunterschale 13B. Der Gehäusedeckel 13A weist eine Bohrung auf, auf die ein Rückschlagventil 16 aufgesetzt ist und an die die Zuleitung zu der Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4, vorzugsweise in Form eines flexiblen Schlauchs, befestigt wird. An die Gehäuseunterschale 13B werden die Schläuche der ersten Luftansaugleitung 7 und der zweiten Luftansaugleitung 9 angesteckt. In der Gehäuseunterschale 13B ist ein Ventilschließelement 17 in einer ersten Stellposition dargestellt.
Figur 3C zeigt die in den Figuren 3A und 3B gezeigte Umschaltvorrichtung 11 in Explosivdarstellung, bei der die Schläuche der ersten Luftansaugleitung 7 und der zweiten Luftansaugleitung 9 sowie der Stellmotor 14 nach unten herausgezogen sind und bei der das Ventilschließelement 17 aus der Gehäuseunterschale 13B und das Rückschlagventil 16 aus dem Gehäusedeckel 13A nach oben herausgezogen sind. In dem Inneren der Gehäuseunterschale 13 erkennt man eine erste Öffnung 19 und eine zweite Öffnung 20, in die die erste Luftansaugleitung 7 bzw. die zweite Luftansaugleitung 9 münden. Die Öffnungen 19 und 20 wiederum münden an einer ebenen Auflagefläche 25 der Gehäuseunterschale 13B. Auf dieser Auflageflache 25 gleitet im montierten Zustand eine Dichtfläche 26 des Ventilschließelements 17.
In der in Figur 3B dargestellten ersten Stellposition verschließt die Dichtfläche 26 an der Unterseite des Ventilschließelements 17 die zweite Öffnung 20, an der die zweite Luftansaugleitung 9 in die Auflagefläche 25 im Innenraum des Gehäuses 13 mündet. In dieser ersten Stellposition des Ventilschließelements 17 ist die erste Öffnung 19, an der die Luftansaugleitung 7 in den Innenraum des Gehäuses 13 mündet, freigegeben, so dass sie mit der Öffnung im Gehäusedeckel 13A, auf der das Rückschlagventil 16 aufsitzt, und somit mit der Ansaugöffnung 6 der Luftpumpvorrichtung 4 verbunden ist.
Der Stellmotor 14 weißt eine Welle 18 auf, die in den Innenraum des Gehäuses 13 hineinragt und auf die das Ventilschließelement 17 mit der in den Figuren 3B und 3C sichtbaren Bohrung aufgesteckt und befestigt ist. Wenn sich die Welle entgegen des Uhrzeigersinns um einen vorgegebenen Winkel dreht, wird das mit der Welle 18 verbundene Ventilschließelement 17 verschwenkt, bis die Dichtfläche 26 an der Unterseite des Ventilschließelements 17 die erste Öffnung 19 verschließt und dabei die zweite Öffnung 20 freigibt. Während des Verschwenkens des Ventilschließelements 17 gleitet die Dichtfläche 26 auf der Auflagefläche 25 der Gehäuseunterschale.
Der Stellmotor 19 ist ein Gleichstrom-Miniaturmotor, der bei einer Ausführungsform durch Umpolen der Spannungsspeisung in eine Rotation entweder in die eine oder die entgegengesetzte Richtung versetzt wird. Zum Herabsetzen der Rotationsgeschwindigkeit kann der Motor ein einfaches Miniaturgetriebe enthalten. Mittels der Steuerschaltung 12 wird der Miniaturmotor so angesteuert, dass sich die Welle 18 entweder im Uhrzeigersinn oder in entgegengesetzter Richtung dreht, so dass das auf der Welle 18 befestigte Ventilschließelement 17 verschwenkt wird, bis es in der ersten bzw. der zweiten Stellposition an einer Seitenwand der Gehäuseunterschale 13b anschlägt. Anschließend wird der Motor 14 abgeschaltet, so dass das Ventilschließelement 17 in der eingenommenen Stellposition verbleibt. In der einfachsten Ausgestaltung erfolgt die Ansteuerung des Motors 14 mit einer fest vorgegebenen Zeitdauer, die ein vollständiges Verschwenken des Ventilschließelements 17 sicherstellt. Die Leistung des Motors 14 ist dabei so dimensioniert, dass sie einerseits zum Überwinden etwaiger Reibungskräfte ausreicht, aber andererseits so gering ist, dass der Motor 14 beim Anschlagen des Ventilschließelements 17 an die Seitenwandung der Gehäuseunterschale 13B abgebremst wird. Bei einer schaltungstechnisch aufwändigeren, aber mechanisch verbesserten Ausführungsform kann die Steuerschaltung 17 eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Motorstroms und/oder einer Motorspannung des Stellmotors 14 aufweisen, wobei mit Hilfe der erfassten Ströme und/oder Spannungen ein von der Motorbelastung abhängiges Signal erzeugt wird, welches das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement 17 anzeigt und in Abhängigkeit davon den Motor 14 bei Erreichen der Stellposition abschaltet. Bei anderen Ausführungsformen können im Gehäuse 13 Sensoren angeordnet sein, die das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement 17 erfassen und entsprechende Signale an die Steuerschaltung 12 übermitteln, so dass ein Abschalten des Stellmotors 14 bei Erreichen der Stellpositionen gewährleistet ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, wie sie insbesondere in den Figuren 1 und 4 gezeigt ist, erfolgt das Umschalten zwischen Frischluftzufuhr und Umluftbetrieb in Abhängigkeit von Temperaturen und/oder Feuchte-Werten, welche von Sensoren im Schuhinnenraum und/oder am Außenbereich des Schuhs erfasst werden. Figur 1 zeigt schematisch eine am Fersenbereich des Schuhs 1 angebrachte Kombination aus Temperatur- und Feuchtesensor 22. In Figur 4 ist schematisch ein im Schuhinnenraum in der Innensohle angeordneter Temperatur- und Feuchtesensor 23 dargestellt, der über Signalleitungen 24 mit der Steuerschaltung 12 verbunden ist. Beispielsweise erfolgt das Umschalten vom Frischluftbetrieb auf Umluftbetrieb in Abhängigkeit von einer durch den Sensor 23 erfassten Temperatur im Schuhinnenraum derart, dass bei einem Erfassen des Überschreitens einer vorgegebenen Temperatur der Stellmotor 14 so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement 17 in die erste Stellposition bewegt wird, und dass bei einem Erfassen des Unterschreitens einer zweiten vorgegebenen Temperatur der Stellmotor 14 so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement 17 in die zweite Stellposition bewegt wird. Zusätzlich zur Steuerung in Abhängigkeit von der im Schuhinnenraum gemessenen Temperatur kann eine Steuerung in Abhängigkeit von einer im Schuhinnenraum durch den Sensor 23 gemessenen Feuchte erfolgen. Hierbei kann beispielsweise das Umschalten vom Umluft- auf den Frischluftbetrieb mit zunehmender Feuchte bei einer geringeren im Innenraum gemessenen Temperatur angesteuert werden. Darüber hinaus kann das Umschalten von Frischluftbetrieb auf Umlaufbetrieb und umgekehrt zusätzlich in Abhängigkeit von einer Außentemperatur oder alternativ allein in Abhängigkeit von einer gemessenen Außentemperatur erfolgen, wobei in dem zuletzt genannten Fall der Sensor im Schuhinnenraum entfallen könnte. Bei einer Umschaltung in Abhängigkeit von einer Außentemperatur wird beispielsweise auf einen Umluftbetrieb umgeschaltet, wenn die Außentemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet, bei dem eine Frischluftzufuhr vom Träger des Schuhs als unangenehmen empfunden würde.
Der erfindungsgemäße Schuh weist einen in den Figuren nicht gezeigten Energiespeicher zum Speichern der zum Betätigen des Stellmotors 14 und zum Betrieb der Steuerschaltung 12 erforderlichen Energie auf, beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator. Vorzugsweise ist ferner eine Ladeschaltung zum Wieder-Aufladen des ganz oder teilweise entladenen Energiespeichers vorgesehen. Die Ladeschaltung ist vorzugsweise mit einem Energiegenerator zum Umwandeln von mechanischer in elektrische Energie gekoppelt. Die mechanische Energie wird durch Verformen oder Bewegen eines Elements des Energiegenerators während einer Laufbewegung gewonnen. Beispielsweise umfasst das Element einen Permanentmagneten und eine Spule, die mit Hilfe der Laufbewegung und einem entsprechenden Getriebe in eine Relativbewegung zueinander gebracht werden, wobei durch Induktion mechanische in elektrische Energie umgewandelt wird. Alternativ kann elektrische Energie mit Hilfe eines verformten piezoelektrischen Elements gewonnen werden. Alternativ und zusätzlich zu dem Energiegenerator, der mechanische in elektrische Energie umwandelt, kann auch ein weiterer Energiegenerator vorgesehen sein, der Wärmeenergie, beispielsweise durch Ausnutzen der Temperaturdifferenz zwischen dem Schuhinnenraum und der Umgebung des Schuhs, in elektrische Energie umwandelt.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alternative Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise können in einem Schuh auch mehrere Luftpumpvorrichtungen und/oder mehrere Luftansaugleitungen mit mehreren Umschaltvorrichtungen vorgesehen sein, die parallel zueinander wirken.
1. Schuh (1) mit einer Belüftungseinrichtung,
wobei die Belüftungseinrichtung eine Luftpumpvorrichtung (4), eine Luft von der Luftpumpvorrichtung (4) in den Schuhinnenraum transportierende Luftzufuhrleitung (5) und eine Luft in die Luftpumpvorrichtung (4) transportierende Luftansaugleitung aufweist,
wobei die Luftansaugleitung aufweist:
eine erste Luftansaugleitung (7) mit einer ersten Ansaugöffnung (8), die zum Ansaugen von Frischluft am Außenbereich des Schuhs (1) angeordnet ist,
eine zweite Luftansaugleitung (9) mit einer zweiten Ansaugöffnung (10), die im Schuhinnenraum angeordnet ist, und
eine die erste (7) und die zweite (9) Luftansaugleitung mit der Luftpumpvorrichtung (4) koppelnde Umschaltvorrichtung (11), die entweder die erste (7) oder die zweite (9) Luftansaugleitung mit wenigstens einer Ansaugöffnung (6) der Luftpumpvorrichtung (4) verbindet,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umschaltvorrichtung (11) ein von einem Stellmotor (14) angetriebenes Ventilschließelement (17) aufweist, das bei Betätigen des Stellmotors (14) zwischen zwei Stellpositionen bewegbar ist, wobei das Ventilschließelement (17) in einer ersten Stellposition die erste Luftansaugleitung (7) mit wenigstens einer der wenigstens einen Ansaugöffnung (6) der Luftpumpvorrichtung (4) verbindet und die zweite Luftansaugleitung (9) von der wenigstens einen Ansaugöffnung (6) der Luftpumpvorrichtung (4) trennt und in einer zweiten Stellposition die zweite Luftansaugleitung (9) mit wenigstens einer der wenigstens einen Ansaugöffnung (6) der Luftpumpvorrichtung (4) verbindet und die erste Luftansaugleitung (7) von der wenigstens einen Ansaugöffnung (6) der Luftpumpvorrichtung (4) trennt,
wobei der Stellmotor (14) über ein Koppelelement mit dem Ventilschließelement (17) verbunden ist und der Stellmotor (14) und das Koppelelement so ausgebildet sind, dass das Ventilschließelement (17) in den beiden Stellpositionen ohne Energieverbrauch gehalten wird.
2. Schuh (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (17) um eine Achse schwenkbar ist und eine Dichtfläche (26) aufweist, wobei die Dichtfläche (26) beim Schwenken des Ventilschließelements (17) über eine Auflagefläche (25) eines Gehäuses (13B) gleitet, wobei in die Auflagefläche (25) eine erste Öffnung (19) der ersten Luftansaugleitung (7) und eine zweite Öffnung (20) der zweiten Luftansaugleitung (9) münden, wobei das Ventilschließelement (17) in der ersten Stellposition die zweite Öffnung (20) mit seiner Dichtfläche (26) verschließt und die erste Öffnung (19) freigibt und in der zweiten Stellposition die erste Öffnung (19) mit seiner Dichtfläche (26) verschließt und die zweite Öffnung (20) freigibt.
3. Schuh (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement eine Befestigung des Ventilschließelements (17) direkt auf einer Welle (18) des Stellmotors (14) umfasst.
4. Schuh (1) nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (14) ein Miniatur-Gleichstrommotor oder ein Miniatur-Schrittmotor ist, der von einer Steuerschaltung (12) angesteuert wird, wobei die Steuerschaltung (12) derart konfiguriert ist, dass der Stellmotor (14) zum Bewegen des Ventilschließelements (17) jeweils solange angesteuert wird, bis das Ventilschließelement (17) die andere Stellposition erreicht hat.
5. Schuh (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) mit einer Sensorvorrichtung gekoppelt ist, die ein das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement (17) anzeigendes Sensorsignal erzeugt.
6. Schuh (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung einen von dem Ventilschließelement (17) oder dem Koppelelement betätigten mechano-elektrischen Wandler umfasst.
7. Schuh (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mechano-elektrische Wandler ein mechanischer Endlagenschalter oder ein anderer Positionssensor oder ein Kraft- oder Drucksensor ist.
8. Schuh (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung wenigstens einen einen Motorstrom und/oder eine Motorspannung des Stellmotors (14) erfassenden Sensor umfasst, mit dessen Hilfe ein von der Motorbelastung abhängiges Signal erzeugt wird, das das Erreichen der ersten und zweiten Stellposition durch das Ventilschließelement (17) anzeigt.
9. Schuh (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) derart konfiguriert ist, dass der Stellmotor (14) zum Bewegen des Ventilschließelements (17) jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer angesteuert wird, so dass das Ventilschließelement (17) vor oder bei Ablauf dieser Zeitdauer die jeweils andere Stellposition erreicht hat.
10. Schuh (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (14) ein Schrittmotor ist und dass die Steuerschaltung (12) derart konfiguriert ist, dass der Schrittmotor zum Bewegen des Ventilschließelements (17) derart angesteuert wird, dass er jeweils eine vorgegebene Drehposition derart erreicht, dass das Ventilschließelement (17) die erste oder zweite Stellposition erreicht.
11. Schuh (1) nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ansaugöffnung (10) in einem sohlenfernen Schaftbereich des Schuhinnenraums angeordnet ist.
12. Schuh (1) nach einem der Ansprüche 1 - 11, gekennzeichnet durch
einen Energiespeicher zum Speichern der zum Betätigen des Stellmotors (14) und zum Betrieb der Steuerschaltung (12) erforderlichen Energie,
eine Ladeschaltung zum Aufladen des Energiespeichers und
einen mit der Ladeschaltung gekoppelten Energiegenerator zum Umwandeln von mechanischer in elektrische Energie, wobei die mechanische Energie durch Verformung oder Bewegung eines Elements des Energiegenerators während einer Laufbewegung gewonnen wird.
13. Schuh (1) nach einem der Ansprüche 1 - 12, gekennzeichnet durch
einen mit einer Steuerschaltung (12) des Stellmotors (14) gekoppelten Temperatursensor (23) zum Erfassen einer Temperatur an einer vorgegebenen Stelle im Schuhinnenraum,
wobei die Steuerschaltung (12) so konfiguriert ist, dass bei einem Erfassen des Überschreitens einer vorgegebenen Temperatur im Schuhinnenraum der Stellmotor (14) so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement (17) in die erste Stellposition bewegt wird.
14. Schuh (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (12) ferner so konfiguriert ist, dass bei einem Erfassen des Unterschreitens einer zweiten vorgegebenen Temperatur im Schuhinnenraum der Stellmotor (14) so angesteuert wird, dass das Ventilschließelement (17) in die zweite Stellposition bewegt wird.
15. Schuh (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Feuchtesensor zum Erfassen eines Feuchtewerts an der vorgegebenen Stelle im Schuhinnenraum mit der Steuerschaltung (12) des Stellmotors (14) gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung (12) so konfiguriert ist, dass der Stellmotor (14) außerdem in Abhängigkeit von dem erfassten Feuchtewert angesteuert wird.
A 705 EP
EP
19174048.9
ATMOS airwalk ag
3C
DH
20191107
A43B
EP
3106051
A1
ATMOS AIRWALK AG [CH]
20161221
Y
1,4,10-15
A
2,3,5-9
* Absatz [0020] *
* Absatz [0030] - Absatz [0031] *
* Absatz [0039] - Absatz [0040] *
* Abbildung 2 *
CN
106942826
A
JING SULING
20170714
Y
1,4,10-15
A
2,3,5-9
* Seite 2, Absatz 8 - Absatz 11 *
* Seite 3, Absatz 6 *
* Seite 7, Absatz 2 - Seite 8, Absatz 1 *
AU
2658571
A
D W COWLING
19720921
A
1-15
* das ganze Dokument *
Ariza De Miguel, Jon
The Hague
20191029
EP
3106051
A1
20161221
KEINE
CN
106942826
A
20170714
KEINE
AU
2658571
A
19720921
KEINE

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
- EP
3106051
A1
[0002]
- EP
3318147
A1
[0020]