DE8508599U1

DE8508599U1 - Federnder Lauf- und Springschuh

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Publication number: DE8508599U1
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Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1985-06-27

Description

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Dr.Joachim Schnell J 009 Ameelwec 7 _ηΛ , „_Λα.

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Federnder Lauf- und Springschuh

Die Neuerung bezieht sich auf einen feiernden Lauf- und Springschuh mit einer oberen und einer unteren Sohle, die durch eine Blattfeder elastisch miteinander verbunden sind. Schuhe dieser Art werden in SP G1U3041 beschrieben und verbessern das Lauf- und Springverraöeen des Menschen. Es zeigt sich, daß die Schuhe bei Verwendung von Stahlfedern ein relativ großes Gewicht haben, in der oben angeführten Patentschrift wird deshalb schon die Verwendung von faserver- stärkten Kunststoffen als Federmaterial erwähnt.

Aufgabe der Neuerung ist die Entwicklung von möglichst leichten federnden Lauf- und Springschuhen.

Die Neuerung löst die Aufgabe, wie im Schutzanspruch 1 festgehalten, durch einen federnden Lauf- und Springschuh mit einer oberen und einer unteren Sohle, die durch eine Blattfeder elastisch miteinander verbunden sind, wobei die beiden Sohlen und die Blattfeder ein z-förmiges Federteil aus faserverstärktem Kunststoff bilden, bei dem die Fasern überwiegend in Längsrichtung angeordnet sind. Weitere Ausführungen der Neuerung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 10 festgehalten.

Der Vorteil der Neuerung liegt außer im geringen Gewicht der Schuhe in den einfachen Übergängen von der Blattfeder zu den Sohlen und in der preisgünstigen Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen. Die Neuerung wird im folgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen beschrieben und enthält folgende Zeichnungen:

Figur 1.: Federnder Lauf- und Springschuh mit z-förmigera Federteii. Figur 2: Federnder Lauf- und Springschuh, bei dem das Federteil Anlehnbögen und Haltebänder enthält und mit dem Vorderschuh eine Einheit bildet.

Figur 3: Federnder Lauf- und Springschuh wie in Figur 2, aber mit

elastischen Sohlen.

Figur 4: Federnder Lauf- und Springschuh mit einer Manschette. Figur 5: Federnder Lauf- und Springschuh mit schützenden Elastomer-Formteilen.

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Beispiel 1

In Figur 1 ist ein neuerungsgeraäßer federnder Lauf« und Springschuh skizziert, der einen den Fuß umhüllenden Schuh 1 und ein z-förraiges Federteil 2 von ungefähr Schuhlange und Schuhbreite enthält. Das Federteil 2, das eine obere Sohle 3, eine Blattfeder 4 und eine untere Sohle 5 enthält, ist aus einem Stück aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Schuh 1 und Federteil 2 sind durch eine lösbare Halterung 6 miteinander verbunden, die den bei Langlaufskiern Üblichen Halterungen ähnlich ist. Die untere Sohle 5 enthält eine iJlastomerauflage 7 für den Bodenkontakt.

Zur Herstellung des z-förmigen Federteils 2 kommen alle hochbelastbaren Fasern infrage, z.B. Kohlenstoffasern, Glasfasern und Kunststoffasern. Um eine möglichst große Federkraft zu erreichen, muß der Faseranteil möglichst groß sein. Mit Faseranteilen von 60 bis 70 Volumprozent erreicht man gute Ergebnisse. Eine Vielzahl von Kunststoffen kommt als Einbettungsmaterial infrage, z.B. Polyesterharze, Epoxydharze, Polyurethanharze, verschiedene Thermoplaste und in begrenztem Maße auch Elastomere. Der Kunststoff muß im Verarbeitungszustand möglichst dünnflüssig sein und in ausgehärtetem Zustand möglichst hohe Zug- und Druckfestigkeit haben. Wie bei der Herstellung von faserverstärkten Blattfedern kommen verschiedene Herstellungsverfahren infrage, die zu einem möglichst blasenfreien Material führen, z.B. Druck- oder Vakuumgußverfahren. Die Herstellung des z-förmigen Federteils durch Zusammenpressen von mehreren vorgefer tigten dünnen Bändern von der für das Federteil vorgesehenen Breite ist eine besonders preisgünstige Methode.

Die Fasern in den z-förmigen Federteilen 2 verlaufen hauptsächlich in Längsrichtung. Bei starker Belastung der Blattfeder wird die Festigkeit des Kunststoffs quer zur Faserrichtung häufig über schritten und es kommt insbesondere in der Randzone zu Beschädi gungen. Das kann durch Schichten mit quer liegenden Fasern oder durch ein Umwickeln der Blattfeder mit Fasern in Querrichtung verhindert werden. Diese und andere bei faserverstärkten Blattfedern bekannte Techniken können auch bei den neuerungsgeaäßen z-förmigen Federteilen angewendet werden. Da die Bereiche 8 des z-förmigen Federteils 2, wo die Sohlen 3 und τ in die Blattfeder 4 übergehen, besonders stark belastet werden, ist hier eine zusätzliche Verstärkung angebracht.

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Aus EP 0103041 ist bekannt, die Belastung in den besonders stark beanspruchten Gebieten durch Anlehnbögen 9 zu begrenzen, wie sie in Figur 2 skizziert sind. Diese Anlehnbügen 9 bestehen ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff und sind Teil der Sohlen 3 und 1, die dadurch eine zusätzliche Steifigkeit erhalten. Cs ist aber auch möglich, die Sohlen 3 und 5 ähnlich elastisch herzustellen wie die Blattfeder 4 und die Anlehnbögen 9 beidseitig gebogen zu gestalten und nur in dem Bereich 8 des z-förmigen Federteils 2 zu befestigen, wo Uie obere Sohle 3 oder die untere Sohle 5 in die Blattfedor 4 übergeht, wie es in Figur 3 skizziert ist. Die Anlehnbögen 9 können die volle Breite des Federteils 2 einnehmen, für eine einwandfreie Funktion genügen aber zwei schmale Bögen 9 in den Randbereichen des Federteils 2. ISs wurde ein z-förmiges Federteil mit Anlehnbögen aus Kohlenstoff fasern und Epoxydharz hergestellt, das bei einer Länge von 28C men, einer Breite von 90 ran», einer Blattfederdicke von 5 min und einem Gewicht von knapp 800 g eine Kraft von 3000 N bei einem Federweg von 75 ram aufnehmen kann. Kin Mensch mit einem Gewicht zwischen 60 und 90 kg kann damit gut laufen und springen.

Beispiel 2

In Figur 2 ist ein neuerungsgemäßer federnder Lauf- und Springschuh skizziert, bei dem etwa ein drittel der oberen Sohle 3 mit dem Vorderteil des den Fuß umhüllenden Schuhs 1 fest verbunden ist, also Schuh 1 und Federteil 2 eine Einheit bilden. Natürlich kann auch die ganze obere Sohle 3 Bestandteil des den Fuß umhüllenden Schuhs 1 sein, insbesondere bei Schuhen, die speziell zum Springen konzipiert sind. Bei Laufschuhen ist es von Vorteil, wenn der F\iß im Bereich der Fußballen abknicken kann und damit eine natürliche Abrollbewegung möglich ist. Versuche haben gezeigt, daß die Seitenstabilität kaum leidet, wenn der Schuh 1 nur am vorderen Drittel fest mit dem Federteil 2 verbunden ist.

Bei plötzlichem Entlasten des vorher belasteten federnden Laufund Springschuhs kann das Federteil 2 über die Ruhelage hinaus auffedern, wobei insbesondere die Bereiche 8, wo die Sohlen 3 und 5 in die Blattfeder 4 übergehen, stark belastet werden. Durch Bänder 10, die das z-förraige Federteil 2 zusammenhalten, kann das Auffedern verhindert werden. Die Bänder IC können arc vorderen und

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tr hinteren Ende der Sohlen 3 und 5 oder in der Mitte der beiden

'v. Sohlen angebracht sein, wie es in Figur 3 skizziert ist. Die

Bänder IC können auch Sohlen und Blattfeder zusammenhalten; in

J Figur 2 befinden sich solche Bänder 10 im Bereich der Anlehnbögen V.

;/> 3 Am wenigstens auffällig sind die Bänder 10, wenn sie in der Nähe

% der Bereiche 8 angebracht sind, wo die Sohlen 3 und 5 in die Blatt-

\i feder 4 übergehen. Sie können dort voll im z-förmigen Federteil 2

$ integriert sein und wie dieses aus faserverstärktem Kunststoff

. f; bestehen. Durch die Bänder 10 kann das Federtei¹. 2 eine Vorspannung

ι 10 erhalten. Die Vorspannung erhöht die Stabilität des federnden Lauf-

und Springschuhs; bei geringer Beanspruchung, z.B. im Stand, federt

i| der Schuh dann nicht oder nur wenig.

Beispiel 3

Der Bereich, in den sich die Blattfeder 4 bei Belastung an die Anlehnbögen θ anlehnt, ist empfindlich gegen Verschmutzung durch harte Partikel, z.B. durch Sandkörner. Zum Schutz dagegen kann man das z-förmige Federteil 2 mit einer Manschette 11 oder einer elastischen Hülle 11 umgeben, die die obere Sohle 3 mit der unteren

Sohle 5 verbindet und das Federteil 2 bis auf sin Luftloch zum

Druckausgleich staubdicht verschließt, wie es in Figur 4 skizziert ist. Die Umhüllung 11 kann auch bis zu dem den Fuß umhüllenden Schuh 1 hochgezogen sein und so auch den Bereich zwischen Schuh 1 und Federteil 2 schützen.

Man kann auch den empfindlichen Bereich durch Forrateile 12 aus weichelastischen oder geschäumten Elastomeren schützen, die in den von dem z-förmigen Federteil 2 gebildeten Tinkeln angebracht sind. Diese Ausführungsform ist in Figur 5 skizziert und kann recht elegant aussehen. Die elastischen Formteile 12 können so ausgeführt sein, daß sie die im Beispiel 2 beschriebenen Bänder 10 enthalten oder diese umhüllen und schützen. Natürlich können die elastischen Formteile 12 auch so gestaltet werden, daß sie nicht nur die empfindlichen Teile, sondern das ganze Federteil 2 umhüllen und schützen. Bei starker Belastung der Ferse oder der Fußspitze können sich die Sohlen 3 oder 5 und die Blattfeder 4 an den Enden berühren. Dansit diese Berührung nicht zu hart ausfällt, wird in diesem Bereich eine Elastomerauflage 13 angebracht, die auch mit dem 5oMenbelag 7 verbunden sein kann, wie es in den Figuren 2 und 3 skizziert ist.

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In den drei Beispielen können nicht erschöpfend alle vorteilhaften Ausführungsformen der Neuerung beschrieben werden. So kann z.B. das z-förmige Federteil 2 recht unterschiedlich ausgebildet sein:

- Die obere Sohle 3 kann eben oder der Fußforra angepaßt sein, sie kann flach sein oder Verstärkungsrippen enthalten.

- Die untere Sohle 5 kann eben sein oder eine für den Bodenkontakt L

und für den Sohlenbelag 7 günstige andere Form haben und auch

Yerstärkungsrippen enthalten. =

- Die Blattfeder 4 kann eben oder bogenförmig oder s-fönaig ge— $■'' IC krümmt sein. £i

- Die Form der Anlehnbögen 9 kann je nach der Fon» der Sohlen 3 und fj. 5 und der Blattfeder 4 unterschiedlich sein. |

- Die Federwege und/oder die Federkraft im Fersenbereich und im t

Fußspitzenbereich können gleich oder unterschiedlich sein. \ IU - Die Höhe des z-förraigen Federteils 2 kann unterschiedlich sein; '·:■

wir bevorzugen 'A'erte zwischen 3 und 13 cm. ?

- Die Stärke und das Gewicht des z-förraigen Federteils 2 richtet j sich nach dem verwendeten Fasermaterial und nach dem Gewicht und dem Laufstil des Benutzers.

- Das Federteil 2 kann Teile oder Vorrichtungen zur Aufnahme des \

den Fuß umhüllenden Schuhs 1, der Halterung 6, des Sohlenbelages 7, .

der Bänder 10, der Umhüllung 11 oder der elastischen Formteile 12 *

enthalten. _:

- Wir bevorzugen die Befestigung des Vorderteils des den Fuß umhiil- ;i lenden Schuhs 1 am freien Ende der oberen Sohle 3 wie in den ί

Figuren 1 bis 5 skizziert. Das Schuhvorderteil kann aber auch am f

anderen Ende der oberen Sohle 3 angebracht sein. |

Der neuerungsgemaße federnde Lauf- und Springschuh ist ein Spezial- J

fall des in EP 0103041 beschriebenen federnden Lauf- und Spring- f

schuhe.

Claims

- 6 - J C09 Schutzansprüche

1. Federnder Lauf- und Springschuh mit einer oberen (3) und einer unteren Sohle (5), die durch eine Blattfeder (4) elastisch *siteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sohlen (3,5) und die Blattfeder (4) ein z-förraiges Federteil (2) aus faserverstärktem Kunststoff bilden, bei dem die Fasern überwiegend in Längsrichtung angeordnet sind,

2. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekenazeichnet, daß das z-förraige Federteil (2) auch querliegende Fasern enthält.

3. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das z-förmige Federteil (2) Anlehnbögen (9) enthält, die an der oberen und der unteren Sohle (3,5) oder an den Bereichen (8), wo die Sohlen (3,5) in die Blattfeder (4) übergenen, mit dem Federteil (2) verbunden sind, sodaß sich bei Belastung dec Federteils (2)_# die am stärksten beanspruchten Teile an die Anlehnbö^en (3) anlehnen.

4. Federnder Lauf und Springschuh nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das z-förraige Federteil (2) durch ein Band (10) oder Bänder (1O) zusammengehalten wird, die ein Auffedern beim Entlasten des Federteils (2) verhindern und/oder dem Federteil (2) eine Vorspannung geben.

5. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnety daß die Bänder (1O) in der Nähe der Bereiche (3), wo die Sohlen (3,5) in die Blattfeder (4) übergehen, angeordnet sind, aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und mit dem Federteil (2) fest verbunden sind.

6. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Sohle (3,5) durch eine Manschette (11) oder eine elastische Hülle (11) miteinander verbunden sind, die das z-förmige Federteil (2) schützend umhüllt.

7. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den von dem z-förmigen Federteil (2) gebildeten · Winkeln Formteile (12) aus weichelastischen oder geschäumten Elastomeren angebracht sind, die das Federteil (2) oder wenigstens die Teile des Federteils (2), die sich bei Belastung aneinander anlehnen, vor Verschmutzung und Beschädigung schützen.

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8. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr ein Drittel der oberen Sohle (3) des z-förraicen Federteils (2) fest mit dem den Fuß umhüllenden Schuh (1) verbunden ist oder einen Bestandteil des den Fuß umhüllenden Schuhs (l) bildet.

9. Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das z-förraige Federteil (2) am vorderen und hinteren £nde, wo sich bei voller Belastung Sohlen (3,5) und Blattfeder (4) berühren, eine Elastoraerauflage (13) enthält.

10.Federnder Lauf- und Springschuh nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das z-förraige Federteil (2) im wesentlichen aus mehreren Lagen vorgefertigter faserverstärkter Kunststof fb:»nder besteht, die mit einem Preßverfahren in die vorgesehene z-Form gebracht werden.

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