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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schuh mit wärmespendender Schuhsohle bzw. eine derartige Schuhsohle mit Absatz, innerhalb welcher eine Sohlen-Heizeinrichtung angeordnet ist.
Die Problematik kalter Füsse in der kalten Jahreszeit ist hinlänglich bekannt und es existiert eine grössere Anzahl verschiedenartiger Vorschläge für energieversorgbare, Wärme abgebende Schuhsohlen, welche jedoch alle den Nachteil haben, dass sie einer sich bei deren Benutzung jeweils nach kürzerer oder längerer Zeit erschöpfender Energiequelle, wie z. B. eines Akkumulators, einer Batterie oder eines Wärmegenerators auf Basis einer thermochemischen Reaktion bedürfen.
Aus der US 4,756,095 ist eine auf Basis von Reibung beruhende mechanische FusswärmungsEinrichtung für Schuhe bekannt geworden, welche im Inneren des Schuhs im Abstand oberhalb der eigentlichen Schuhsohle angeordnet ist. Sie umfasst eine mit der Fusssohle des Schuhträgers in Kontakt kommende, sich im Wesentlichen über die gesamte Schuhlänge erstreckende, im Längsschnitt flach S-förmige, der Fusssohle angenäherte Form aufweisende obere Sohlenplatte, welche im Bereich der Schuhspitze mittels eines an der eigentlichen Schuhsohle befestigten Gelenkes schwenkgelagert ist.
Diese obere Sohlenplatte liegt auf einer mit ihr im Wesentlichen konform geformten unteren Sohlenplatte auf, welche ihrerseits auf einer ebenfalls an der Schuhsohle befestigten Blattfeder im mittleren bis vorderen Bereich des Schuhs und auf einer mehrere Windungen aufweisenden, in einer Ausnehmung der Schuhsohle mit ihrem Windungskörper hin und her gleitfähigen Feder mit einem zur Schuhspitze hin gerichteten längeren und einem zur Schuhferse hin sich erstreckenden Haltearm abgestützt ist.
Die beiden Haltearme der Spiralfeder sind - in Bezug auf die Erstreckung der Schuhsohle - in relativ geringem Winkel schräg nach oben gerichtet und der kürzere Federarm weist an seinem Ende eine Rolle od. dgl. auf, welche in einer Führung an der unteren Sohlenplatte geführt, dort hin und her bewegbar ist.
Die einander zugekehrten Flächen der oberen und der unteren Sohlenplatte stehen im flächigen Reibungskontakt miteinander. Werden nun beim Gehen die Sohlenplatten gegen die Kraft der Feder abwärts gedrückt.
Kommt es zu einer Relativ-Bewegung derselben gegeneinander in Schuh-Längsrichtung und somit zur Generierung von Reibungswärme.
Bei Entlastung der Sohle beim Gehen sorgt die Spiralfeder für eine Rückkehr der beiden Sohlenplatten in ihre Ausgangslage, wobei - durch die nun gegenläufige Relativ-Bewegung derselben - ebenfalls Reibungswärme erzeugt wird.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Fusswärmer-Einrichtung besteht - neben ihrer mehrere Einzelteile aufweisenden, relativ komplizierten Konstruktion - in dem geringen Abstand der beiden Reibungswärme generierenden Sohlenplatten von der eigentlichen Schuhsohle, was zu nur kleinen Weglängen der Relativ-Bewegung der beiden Platten gegeneinander und somit zur Erzeugung von nur sehr geringen Mengen an Reibungswärme führt, welche bei kälterem Wetter, z. B. bei Temperaturen unter 0 C, für eine zufriedenstellende Wärmung bzw. Warmhaltung der Füsse des Schuhträgers nicht ausreichen.
Die in der FR 1250059 A beschriebene, für die Generierung von Wärme in einem Schuh beim Gehen vorgesehene, etwa dreifach gefaltete, aus Federstahl od.dgl. gefertigte mit ihren jeweils frei endenden Flächen flächig aneinander reibende Arme aufweisende, einstückige federnde Einlage-Sohle ist zwar an sich sehr einfach gebaut, hat aber den - schon oben bei der Erörterung der US 4756095 A beschriebenen - Nachteil, dass - bedingt durch die eben - parallele Anordnung der beiden Reibungsflächen und durch den flachen Bau der federnden Einlagesohle die Weglänge bei der Relativbewegung dieser Reibungsflächen gegeneinander besonders gering ist und somit beim Gehen nur wenig Reibungswärme generiert wird, so dass bei tieferen
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Temperaturen die Wirkung dieser nur schwach Wärme generierender Einlage-Sohle kaum bemerkbar ist.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine wärmespendende bzw. durch die Benutzung des Schuhs sich selbst heizende Schuhsohle zu schaffen, welche sich von aussen her in Form und Aussehen von herkömmlichen, heute durchwegs üblichen und absatzbetonten und dickeren Schuhsohlen praktisch nicht unterscheidet und innerhalb welcher für die Generierung der erwünschten Wärme ein auf Basis der Reibung von zwei flächig aneinanderliegend und durch die Gehbewegung und durch den Druck der Fersenpartie des Benutzers aneinander gepresst gegeneinander verschiebbaren Reibungsflächen bzw.
Reibungsplatten funktionierender Reibungsgenerator besonders einfacher Bauart und ohne jegliche gesonderte Teile, mit Rückstell- und Anpressfedern od. dgl. angeordnet ist, bei welchem jedoch eine wesentlich grössere Weglänge der Relativ-Bewegung der Reibungsplatten als bisher und somit eine auch bei besonders niedrigen Temperaturen ausreichende Generierung von Reibungswärme gewährleistet ist und somit das angestrebte Wohlbefinden des Schuhträgers in der kalten Jahreszeit erreicht wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Schuh mit wärmespendender Schuhsohle bzw. eine derartige Schuhsohle mit Absatz, innerhalb welcher eine mechanische Sohlenheizeinrichtung angeordnet ist, wobei die Sohlen-Heizeinrichtung durch einen - zwei einander zugekehrte, flächig aneinanderliegende bzw. in geringem Abstand voneinander im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, durch das Gewicht des Trägers flächig aneinander pressbare und bei Benutzung des Schuhs beim Gehen, Laufen u.dgl. durch den Auftret-Druck im Fersen/Ansatz-Abschnitt der Sohle und/oder Biegen der Sohle und deren Abrollen beim Gehen, Laufen, Treten od.dgl. aneinander flächig reibend, gegeneinander relativ-verschiebbare, Reibungsflächen bzw.
Reibungsplatten aufweisende, die bei der Benutzung des Schuhs durch das Auftreten und/oder durch das Biegen der Sohle und deren Abrollen beim Gehen, Laufen, Treten od.dgl. generierte kinetische Energie im Wesentlichen in Reibungswärme umwandelnden Reibungswärme-Generator gebildet ist. Der neue Schuh bzw. dessen Sohle ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibungswärme-Generator durch ein - in einem im Wesentlichen die Kontur des Kleinbuchstabens "b" aufweisenden - einen im
Wesentlichen im Inneren des Absatzes des Schuhs angeordneten, im Längsschnitt im We- sentlichen der Kontur des gebauchten Teils des "b" entsprechenden, eine in Richtung zur
Schuh- bzw.
Sohlenspitze S hin schräg abfallende Gleitfläche aufweisenden, im Längsschnitt vorteilhafterweise etwa dreieckigen, Federgleit-Teilraum und einen von demselben aus sich in der Schuhsohle zur Schuhspitze hin erstreckenden, dem Balken des "b" entsprechenden, fla- chen Reibungsflächen-Teilraum aufweisenden
Wärmegenerator-Raum untergebrachtes, - im Längsschnitt im Wesentlichen einen zur Schuhspitze hin offenen, mit seinen beiden dort frei endenden Feder-Schenkeln sich in den bzw. im Reibungsflächen-Teilraum erstrecken- den, flächig aneinander liegend und aneinanderreibend gegeneinander im wesentlichen line- ar relativ-verschiebbare Reibungsflächen aufweisendes oder Reibungsplatten tragendes, im
Wesentlichen ebenfalls dem Balken eines "b" entsprechenden Reibungsflächen-Abschnitt und einen der bauchigen Wölbung eines "b" entsprechenden, mit seiner Konvexseite bzw.
mit deren Scheitel abwärts zum Absatz hin weisenden Betätigungsabschnitt aufweisendes, - etwa haarklammerartiges, wärmegenerierendes, einheitliches, bevorzugt einstückiges, Fe- derelement gebildet ist, - wobei der Betätigungsabschnitt des Reibungswärme-Generators durch den Druck beim
Auftreten auf den Absatz- bzw. Fersenabschnitt der Sohle gegen die Rückstellkraft des Fe- derelementes mit seinem Scheitel an bzw. entlang der schräg zur Schuhspitze S hin abfal- lenden Betätigungs-Gleitfläche im Federgleit-Teilraum zur Schuhspitze hin gegen die dem
Federelement innewohnende Federkraft abwärts gleitbar ist und die auf dem an den Betäti- gungs-Abschnitt des Federelements anschliessenden, beweglichen unteren Federschenkel
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befindliche untere Reibungsfläche bzw.
Reibungsplatte an der auf dem, bevorzugterweise mit der Sohle verbundenen, festen oberen Federschenkel befindlichen obere Reibungsfläche bzw. Reibungsplatte des Reibungsflächen-Abschnitts des Federelements flächig reibend zur
Schuhspitze hin vor-verschiebbar und beim Entlasten des Absatzes unter der Wirkung der
Feder-Rückstellkraft des Federelementes an bzw. entlang der genannten Betätigungs-
Gleitfläche im Federgleit-Teilraum von der Schuhspitze weg aufwärts zum Fersenende hin zurückgleitbar ist, und die am beweglichen, unteren Federschenkel befindliche, bewegliche
Reibungsfläche bzw. Reibungsplatte an der auf dem, bevorzugterweise mit der Sohle ver- bundenen, festen Federschenkel befindlichen festen Reibungsfläche bzw. Reibungsplatte wiederum flächig reibend von der Schuhspitze weg zum Schuh-Fersenende hin zurückver- schiebbar ist.
Mit der vorliegenden Erfindung ist zum ersten Mal ein Schuh mit einer Schuhsohle geschaffen worden, in welcher mittels einer praktisch einstückigen, ganz einfach geformten Feder durch die Geh- oder Laufbewegung sehr effektiv genügend Reibungswärme erzeugt wird, welche auch bei tiefen Temperaturen von beispielsweise unter -10 C für eine ausreichende Wärmung der Schuh-Innenseite von der Sohle her Sorge trägt.
Bei dem neuen, besonders einfachen und sehr kostengünstig fertigbaren ReibungswärmeGenerator ist der Vorteil einer ausgesprochen einfachen, einstückigen, problemlos produzierbaren und im Fall eines eventuellen Bruchs leicht auswechselbaren Konstruktion gegeben, welche sich problemlos in grossen Serien herstellen lässt.
Die Reibungsflächen bzw. Reibungsplatten können an die beiden Schenkel des die beim Gehen und Laufen entstehende kinetische Energie in Wärme umwandelnden Federelements gebunden sein, sie können jedoch, siehe dazu den Anspruch 2, vorteilhafterweise auch selbst integrale Bestandteile, also die entsprechenden Abschnitte des wärmegenerierenden Federelements, nämlich die beiden zueinander parallel laufenden, sich in die Schuhsohle zur Schuhspitze hin erstreckenden Schenkel dieses Federelements selbst bilden.
Günstig ist es, wenn die Abwärts-Gleitfläche in Federgleit-Teilraum im Absatzteil der Sohle mit einem gleitfreudigen Material gebildet bzw. beschichtet ist, wie dem Anspruch 3 zu entnehmen ist.
Um dem auf Grund der Kinematik des Auftretens beim Laufen und Gehen am Ende jedes Auftret-Vorganges absinkenden Druck Rechnung zu tragen, ist eine konvex gekrümmte Ausbildung in der genannten Gleitfläche, an welcher der Betätigungs-Abschnitt des wärmegenerierenden Federelements beim Auftreten auf den Absatz entlanggleitet, wie sie im Anspruch 4 geoffenbart ist, bevorzugt.
Günstig ist es weiters, wenn der untere, bewegliche, die entsprechende Reibungsfläche bzw.
Reibungsplatte tragende oder bildende Schenkel des wärmegenerierenden Federelements aus einem wärmeflusshemmenden und der zum Schuh-Inneren hin angeordnete, ebenfalls eine Reibungsfläche bzw. eine Reibungsplatte tragende oder bildende Federelement-Schenkel aus einem wärmeflussfördernden Material, insbesondere Metall, gebildet ist, wie dem Anspruch 5 zu entnehmen.
Im Sinne einer gezielten Lenkung des Wärmeflusses zum Schuh-Inneren hin ist es wie gemäss Anspruch 6 vorgesehen, vorteilhaft, den zum Inneren des Schuhs hin angeordneten Hauptbereich der Sohle mit einem wärmeflussfördernd modifizierten Polymermaterial gebildet ist.
Um eine möglichst wirkungsvolle Umwandlung der durch das Gehen oder Laufen beim Auftreten auf den Fersenbereich der Schuhsohle erzeugten kinetischen Energie zu erzielen, ist eine Ausbildung dieses Sohlenteils als - die kinetische Energie des Gehens, Laufens od.dgl. mit möglichst wenig Verlusten auf den Betätigungs-Abschnitt des wärmegenerierenden Federele-
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ments übertragende - flexible Membran auszubilden, wie dies dem Anspruch 7 zu entnehmen ist.
Was den soeben genannten Betätigungsabschnitt des wärmegenerierenden Federelementes betrifft, gibt der Anspruch 8 dafür besonders geeignete Ausbildungsformen an, wobei ergänzend zu bemerken ist, dass eine etwa halbkreisförmige oder dreieckige Form mit abwärts zur Gleitfläche im Wärmegenerator-Raum gerichteter abgerundeten Spitze besonders zu bevorzugen ist.
Um eine seitliche Verlagerung des sich beim Auftreten mittels des abwärts gleitenden Betätigungsabschnittes zur Schuhspitze hin etwa zungenartig verschiebenden und beim Entlasten sich wieder zurückverschiebenden beweglichen Schenkels des Federelementes zu vermeiden, ist es günstig, das Federelement in einer im Anspruch 9 geoffenbarten Art und Weise auszubilden, welche darin besteht, dass der feste obere Feder-Schenkel im Wesentlichen etwa als Führungshülse für den darin verschiebe-beweglichen, unteren Feder-Schenkel des wärmegenerierenden Federelementes fungiert.
Für die Erzielung eines möglichst hohen Reibungswärme-Effektes hat es sich als günstig erwiesen, die Reibungsflächen am beweglichen und am festen Federelement-Schenkel bzw. an den an diesen beiden Schenkeln angeordneten Reibungsplatten mit einer reibungswirkungserhöhenden Oberflächengestaltung, -textur oder -struktur zu versehen, wie z. B. mit Rippen- oder Wellen-Elementen, Reibungs-Partikeln od.dgl.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert: Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete selbstheizende Schuhsohle mit in ihrem Inneren angeordnetem Reibungswärmegenerator, die Fig. 2 bis 4 nacheinander eine Längsschnitt-, eine Schräg- und eine Querschnittsansicht des als Wärmegenerator in der Schuhsohle eingebauten Federelements und Fig. 5 eine spezielle, durch die Schuh- bzw. Umgebungstemperatur in ihrer Wärmegenerier-Kapazität steuerbare Wärmegenerator-Einrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Schuhsohle 2 mit einem Fersenabschnitt 201 oberhalb des mit der Sohle 2 integrierten ausgebildeten Absatzes 20 und einem Vorfussabschnitt 202. Im Inneren der Schuhsohle 2 ist ein den Wärmegenerier-Raum 4 bildender, im Längsschnitt etwa der Form eines auf seiner Bauchseite liegenden Kleinbuchstabens b entsprechender Hohlraum angeordnet. Dieser Hohlraum 4 weist einen im Absatz 20 angeordneten, im Längsschnitt im Wesentlichen etwa Dreiecks-Gestalt besitzenden Federgleit-Teilraum 41 auf, an welchen zur Schuhspitze S hin ein, dem Balken des Kleinbuchstabens b im Wesentlichen entsprechender Reibungsflächen-Teilraum 42 anschliesst.
Innerhalb des WärmegeneratorRaums 4 ist das wärmegenerierende Federelement 30, welches im Wesentlichen ebenfalls die Form eines liegenden b aufweist, so positioniert, dass sein der bauchigen Wölbung des b entsprechender Abschnitt 302 in dem im Längsschnitt etwa dreieckigen Federgleit-Teilraum 41 angeordnet ist, während sich die die Reibungsflächen 310,320 aufweisenden bzw. Reibungsplatten 312, 322 tragenden oder als solche ausgebildeten Schenkel 31, 32 des wärmegenerierenden Federelementes 30 sich in den Reibungsflächen-Teilraum 42 hinein erstrecken. Der Betätigungs-Abschnitt 302 des Reibungswärme-Generators 3, also des Federelementes 30, wird durch den Druck beim Auftreten auf den Absatz- bzw. Fersenabschnitt 201 der Sohle 20 gegen die Rückstellkraft des Federelements 30 mit seinem Scheitel 35 - also in der Fig. 1 mit der abwärts weisenden, abgerundeten Ecke bzw.
Kante des etwa Dreieckquerschnitt aufweisenden Betätigungs-Abschnittes 302 des Federelementes 30 entlang der schräg zur Schuhspitze (S) hin abfallenden Gleitfläche 45 im Federgleit-Teilraum 41 zur Schuhspitze S hin abwärts gleitend verschoben und die auf dem an den Betätigungsabschnitt 302 des Federelements 30 anschliessenden, beweglichen unteren Federschenkel 32 befindliche Reibungsfläche 320 bzw.
Reibungsplatte 321 entlang der und an der auf dem, beispielsweise mit Verankerungselementen 11, in der Sohle 2 verankerten und so mit ihr verbundenen, festen Federschenkel 31 befind-
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lichen Reibungsfläche 310 bzw. Reibungsplatte 311 des Reibungsflächen-Abschnittes 312 des Federelementes 30 flächig reibend zur Schuhspitze S hin nach vorne verschoben.
Beim Entlasten des Absatzes 20 gleitet unter Wirkung der eigenen Rückstellkraft des Federelementes 30 der Betätigungsabschnitt 302 an bzw. entlang der Gleitfläche 45 im FedergleitTeilraum 41 von der Schuhspitze S weg, nach aufwärts zum Fersenende F des Schuhs bzw. der Sohle 2 hin zurück und verschiebt dabei die am beweglichen, unteren Federschenkel 32 befindliche Reibungsfläche 320 bzw. Reibungsplatte 321 - an der auf dem mit der Sohle 20 verbundenen festen Federschenkel 31 befindlichen festen Reibungsfläche 310 bzw. die Reibungsplatte 311 nun in entgegengesetzter Richtung flächig reibend - von der Schuhspitze S weg zum Fersenende F der Sohle 2 hin zurück.
Bei der Reibung der beiden Federelement-Schenkel 31,32 mit ihren Reibungsflächen 310,320 bzw. Reibungsplatten 311,321 aneinander entsteht je - nach der Heftigkeit des Geh- oder Laufvorgangs - mehr oder weniger Reibungswärme, welche durch den zum Schuh-Inneren I hin gerichteten Sohlenabschnitt 202 hindurch an das Schuh-Innere I abgegeben wird, und so den sich im Schuh 1 befindlichen Fuss des Trägers des Schuhs erwärmt.
Die Fig. 2 bis 4 erläutern das den Wärmegenerator 3 der neuen Schuhsohlen-Heizeinrichtung bildende Federelement 30 näher. Sie zeigen deutlich den durch den Druck des Fusses auf den Absatz- bzw. Fersenteil des Schuhs deformierbaren Betätigungs-Abschnitt 302 des Federelements 30 und die beiden von den selben zur Schuhspitze S hin ausgehenden FederelementSchenkel 31 und 32 mit den Reibungsflächen 310,320 bzw. Reibungsplatten 311,321. Die Deformierung des Betätigungsabschnittes 302 und die Verschiebung insbesondere des unteren beweglichen Schenkels 31,32 des Reibungsflächen-Abschnittes 312 des Federelementes 30, ist in der Fig. 2 mit unterbrochenem Linienzug angedeutet.
Insbesondere aus der Schrägansicht der Fig. 3 und aus der Querschnitt-Ansicht der Fig. 4 ist ersichtlich, wie der feststehende Schenkel 31 mit Reibungsfläche 310 bzw. mit Reibungsplatte 320 den zungenartig linear zur Sohlenspitze S hin bzw. von derselben weg beweglichen bzw. verschieblichen Federschenkel 32 seitlich um- und übergreift und eine Querschnittsgestaltung aufweist, welche im Wesentlichen einem äusserst schmalen, langgezogenen C entspricht. Innerhalb dieses schmale C-Querschnittsform aufweisenden, feststehenden Schenkels 31 ist der bewegliche Schenkel 32 linear geführt und kann seitlich nicht ausweichen.
Schliesslich zeigt die Fig. 5 eine besondere Ausführungsform des wärmegenerierenden Federelements 30, wobei dessen Betätigungs-Abschnitt 302 als Bimetall 305,305' ausgebildet ist, und der innere Teil 305' des Betätigungs-Abschnittes 302 einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, als dessen äusserer Teil 305. Bei Erhöhung der Umgebungstemperatur oder zu starker Erhöhung der durch Reibung der beiden Schenkel 31, 32 bzw. von deren Reibungsflächen 310, 320 aneinander erzeugten Wärme, dehnen sich die beiden Metalle 305, 305' des Betätigungs-Abschnittes 302 unterschiedlich aus, u. zw. zu Gunsten des inneren Metalls 305', wodurch die Druckspannung zwischen den beiden Federelement-Schenkeln 31 und 32 bzw. deren Abstand zueinander abnimmt und demzufolge die Reibung bzw. die durch sie erzeugte Wärmeenergie-Menge reduziert wird.
Bei Temperaturerhöhung nimmt infolge verringerter Reibung die Wärmeproduktion ab und bei sinkenden Temperaturen zu, womit die Produktion an Reibungswärme temperatur-gesteuert automatisch regelbar ist.
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