Schuh mit Verstärkungen und/oder Versteifungen aus Kunststoffen Die Erfindung betrifft Schuhe mit Verstärkungen und/oder Versteifungen aus Kunststoff, die durch ein- gebettete Einlagen in Form von Fasern, Fäden, Profi len oder Drähten verstärkt sind.
Ziel der Erfindung ist, bei möglichst geringem Materialaufwand und daraus resultierendem leichten Gewicht des Schuhes eine möglichst hohe Steifigkeit und Dauerformstabilität des Schuhes oder von Teilen desselben. bei federnder Elastizität und physiologisch richtiger Fussumhüllung einschliesslich Lüftung des Fusses zu gewährleisten.
In der Regel müssen die Schuhbestandteile nicht in allen ihren Richtungen gleich grosse Steifigkeit haben. So sollen beispielsweise die Schuhsohle und auch das Schaftmaterial nur in einer Richtung, in der Regel in Schuhquerrichtung, eine grosse Steifigkeit besitzen, dagegen in Schuhlängsrichtung biegsam sein. Erfin- dungsgemäss ist im Schaft in der Richtung der ge wünschten grösseren Steifigkeit eine grössere Anzahl von Verstärkungseinlagen als in Querrichtung hierzu im Kunststoff vorgesehen. Durch diese Massnahme wird der Schuh versteift.
Praktisch können die Einla gen aus übereinandergelegten unidirektionalen Gewe ben, Rovinggeweben oder anderen Verstärkungssträn gen bestehen, die in Pressformen in Duroplaste einge bettet werden. Durch die grössere Anzahl von faden förmigen Einlagen in der einen: Richtung wird die Stei- figkeit der Duroplastverstärkungen in dieser Richtung erheblich erhöht.
Dieser Umstand kann zur Anpassung an alle an den Schuh gestellten Anforderungen hin sichtlich seiner Steifigkeit oder Elastizität entsprechend ausgenutzt werden, wobei in derjenigen Richtung, in welcher der Schuh bzw. der Schuhbestandteil elastisch sein soll, im Duroplast keine oder nur wenige Verstär kungseinlagen eingebettet werden.
Weitere Mittel, die Elastizität in den Schuhverstei- fungs.teilen zu modifizieren, bestehen in wechselnder Querschnittsdicke und zonenweisem Einsatz von: Ver stärkungseinlagen mit unterschiedlichem E-Modul.
Bei einer Ausführungsform können die Verstär- kungs- bzw. Versteifungsteile des Schuhes aus mehre ren Schichten bestehen., von welchen mindestens eine aus einlageverstärkten Duroplasten ausgebildet ist.
Ein mehrschichtiges Verstärkungs- bzw. Verstei fungsteil kann an der Innenseite aus einer luftdurchläs sigen Schaumstoffschicht aus unter Druck zonenweise dauerverformbaren Kunststoffen bestehen. Hierdurch ist es möglich, Druckstellen im Schuh, die zu Schmer zen im Fuss der den Schuh tragenden Person führen, durch entsprechendes Einbeulen der Schaumstoff schicht im Bereich der Druckstellen auszuschalten.
Um bei Stiefeln, insbesondere Skistiefeln eine Abwinkelung des Unterschenkels gegenüber dem Fuss nach vorn zu ermöglichen, also ein Abbiegen des oberen Schaftteils zu ermöglichen:, ohne die Wirkung der erfin- dungsgemässen vorzugsweise vertikalen Verstärkungen bzw. Versteifungen im Schaft zu beeinträchtigen, können bei solchen Stiefeln die Verstärkungen bzw.
Versteifun gen aus zwei übereinanderliegenden Teilen bestehen, von welchen der untere Teil v sich etwa vom unteren Sprunggelenk bis zum oberen Sprunggelenk (Fussknö- chel) erstreckt und die Ferse hintergreift und der obere Teil vom oberen Sprunggelenk (Fussknöchel) aus den Achillesbereich des Fusses hintergreifend bis zum obe ren Schaftrand sich erstreckt, und dass diese beiden Teile an mindestens einer Seite dies Fussknöchels mit tels Scharnieren miteinander verbunden sind,
deren Dreh.achsie koaxial zur in quer zur Laufrichtung sich erstreckenden Schwenkachse des Fusses oder geringfü- gig darüber angeordnet ist. Der obere Versteifungsteil oberhalb des Fussknöchels kann dabei in seinem vor deren Bereich elastisch aufweitbar sein. Als weiteres Verbindungsmittel kann ein vorzugsweise federndes Band,
das in den Fersen- bzw. Achillesbereich des Fusses hintergreifenden Abschnitt der beiden Teile angeordnet ist, dienen, welches Band dann in einem der beiden Teile unverschiebbar befestigt und im ande ren Teil längsverschiebbar gelagert wird, wodurch eine besonders dünne und in horizontaler Richtung elasti sche Ausführung des oberen;
Versteifungsteils möglich ist. Vorteilhaft ermöglichen. die verwendeten, Verstei- fungseinlagen in Form von Profilen, vorzugsweise hochkantig als Sohlentragteil und/oder in die Sohle eingesetzt,
die Verwendung von Schaumsüoffsohl@en aus Kunststoffhartschaum. Die Profile übernehmen die sta tische Festigkeit und der Schaumstoff dme thermische Isolierung, was vor allem bei Skischuhen zu Gewichts- ersparnissen von ca. 60 % gegenüber stabilen Lder- oder Gummisohlen führt.
Am vorteilhaftesten lassen sich erwähnte Schaumstoffsohlen an den Schaft an schäumen. Zur besseren Verankerung der Schaum stoffsohle können die Schuhschaftprofilc Hinterschnei- dungen, Einkerbungen und dgl., aufweisen.
In der Zeichnung und in der folgenden Beschrei bung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläu tert.
Fig. 1 zeigt ein dreischichtiges Versteifungsteil im Querschnitt, Fig.2 zeigt eine aus zwei Teilen bestehende Ver stärkung bzw. Versteifung eines Stiefels in Schrägan sicht, Fig. 3 veranschaulicht -diese zweiteilige Verstärkung bzw.
Versteifung in ihrer Lage im Schuh, Fig. 4 zeigt ein. Verstärkungs- bzw. Versteifungsteil in Form eines Gerippes, Fig. 5 zeigt eine Brand- oder Einlegesohle gemäss der Erfindung in gitterartiger Form, Fig.6 zeigt einen gemäss der Erfindung elastisch versteiften Schuhabsatz in Schrägansicht,
Fig. 7 zeigt in Seitenansicht einen Damenschuh mit erfindungsgemäss verstärktem bzw. versteiftem, federn dem Absatz, Fig.8 zeigt eine Seitenansicht eines Sohlengelen kes, Fig.9 ist ein Querschnitt durch ein ein Fussbett bildendes Verstärkungs- bzw.
Versteifungsteil, und Fig.10 veranschaulicht in einem Längsschnitt durch die Tragsohle die Anordnung einer in dieser angeordneten Be- bzw. Entlüftungseinrichtung.
Das Verstärkungs- bzw. Versteifungsteil kann aus mehreren, z. B. drei Schichten bestehen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht die Mit telschicht 1 aus einem Duroplastmaterial mit fadenför- migen Einlagen 2,
die in Richtung der gewünschten grösseren Steifigkeit in grösserer Anzahl als in Quer richtung dazu sich erstrecken oder höheren E-Modul haben. Die dem Schuhinnern zugewandte Schicht 3 besteht aus Kunststoffschaum, und die an der Aussen seite befindliche Schicht 4 aus einem beliebigen ande ren Material, z. B. einem kaschierten Gewebe.
Je nach den gegebenen Erfordernissen kann die Querschnitts dicke des Verstärkungs- bzw. Verteifungsteiles wech seln, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die an der In nenseite vorgesehene Schaumstoffächicht kann aus einem unter Druck zonenweise dauerverformbaren Kunststoff bestehen.
Damit ist es möglich, eine schmerzende Druckstelle im Schuh dadurch zu vermei den, dass an dieser Stelle die Schaumstoffschicht durch Druck etwas zusammengepresst ist, so dass sich eine Einwölbung (Fig. 1, Ziff. 5) ergibt.
Vorteilhaft besteht die Schaumstoffschicht aus mit Duroplast getränkten, vorwiegend offenzelligen, elastischen:
Schaumstoffen, so dass der Fuss von einer Luftschmcht umgeben ist, die zirkuliere, kann. Diese Luftschicht ist notwendig, da die Kunststoffschicht, die weitgehend luftundurchlässig ist, erfindungsgemäss verstärkt ist und:
den Fuss federnd elastisch umgibt. _ In den Fig. 2 und 3 ist eine Versteifung bzw. Ver- stärkung in Form eines nach vorn abbiegbaren Einbau teiles für einen Schuh oder Stiefel dargestellt, welches zweiteilig ausgebildet ist und von welchem:
der untere Teil 6 etwa vom unteren Sprunggelenk bis zum oberen Sprunggelenk (Fussknöchel) sich. erstreckt und den Fuss in diesem Bereich beidseitig umgreift sowie die Ferse hinterfasst und das obere Teil 7 vom oberen Sprunggelenk aus den Achillesbereich des Fusses hin- tergreifend,
bis zum oberen Schaftrand sich erstreckt. Ebenso wie der untere Teil kann auch der obere Teil den Fusis im Bereich oberhalb seines oberen Sprungge lenks beidseitig umfassen und hintergreifen. Diese bei- den. Teile 6 und 7 sind an beiden Seiten des. Fussknö- chels oder etwas darüber
gekenkig durch je ein Schar niergelenk 8 miteinander verbunden, dessen eines Scharnierteil 9 am unteren Versteifungsteil 6 und des sen anderes Scharnierteil 10 am. oberen Versteifungs teil 7 befestigt ist.
Diese Scharniergelenke ermöglichen eine leichte und absolut schmerzfreie Abwinkelung des Unterschenkels gegenüber dem Fuss nach vorne, wobei gleichzeitig eine seitliche Abnickung durch die Quer stabilität der Versteifungsteile 6 und 7 und die starre Verbindung zwischen den Scharniergelenken und die senRTI ID="0002.0228" WI="27" HE="4" LX="1197"LY="1595"> Versteifungsteilen ausgeschlossen:
ist. Um diese Seitensteifigkeit noch zu erhöhen, können die Schar nierteile 9 und 10 aus in die Versteifungsbeile eingebet teten Metallbändern bestehen.
Vorteilhaft besitzt Teil 6 von seiner vorderen Oberkante nach unten verlaufende senkrechte Ein schnitte (Fig. 2, Ziff. 11), um sich federn, rufweiten zu können, wenn der Schuh oben nicht fest verschlossen ist.
Dadurch wird einer Weitenausdehnung des Schuhes durch Erwärmung Rechnung getragen. Darüberhinaus ist bei dem Bargestellen Ausführungsbeispiel noch eine rückwärtige Verbindung zwischen den beiden Verstei fungsteilen 6 und 7 durch ein federndes Stehband 12 vorgesehen,
welches sich parallel zur Achillessehne etwa senkrecht erstreckt und im unteren Teil 6 unver- schiebbar befestigt ist, dagegen im oberen Teil 7 in einer Führung 13 längsverschiebbar gelagert ist.
Da mitunter nur ein begrenztes Verschwenken des oberen Verteifungsteiles um die Achse der Scharmergelenkte 8 erwünscht ist, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Aus- fübrungbeispiel das federnde Stahlband 12 mit einem Langloch 14 versehen, in welchem ein:
an der Führung 13 des oberen Versteifungsteiles 7 befestigter Zapfen 15 gleiten kann. Die Schwenkbewegung dieses oberen Teiles 7 ist damit durch die Bewegungsmöglichkeit des Zapfens 15 zwischen den beiden Enden des Langlo ches 14 begrenzt.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass sich das obere und das untere Versteifungsteil zu beiden Seiten des Fusses im Schuh erstreckt. Es genügt auch eine einseitige Anordnung, wobei jedoch sowohl das untere als auch das obere Versteifungsteil 6 und 7 sich bis zur Rückseite des Fersen- bzw.
Achillesberei- ches des Fusses erstrecken muss, um das elastische Band 12 aufnehmen zu können. In diesem Fall. ist natürlich nur auf einer Seite eine gelenkige Verbindung zwischen dem; oberen und unteren Versteifungsteil vor gesehen.
Die Versteifungsteile 6 und 7 gemäss den Fig.2 und 3 bestehen aus vorwiegend vertikal einlagenver- stärktem Duroplast. Der Sohlenbereich. ist zusätzlich zur Längsversteifung mit längsliegenden Versteifungs- einlagen versehen.
Die Versteifungsteile. können in Lederschuhe zwi schen Ober und Futterleder einsgebaut sein. Es ist er forderlich, dass der in seinem vorderen Ristbereich offene obere Versteifungsteil 7 mit -seinen beiden vor deren Kanten so elastisch auseinanderfedert, dass man mit dem Fuss von oben hineinfahren kann.
In den Versteifungsteilen aus verstärktem Duro- plast sind vertikal vorteilhaft etwa 20 mal mehr Ver stärkungsfasern als senkrecht dazu angeordnet, so dass z. B. das Teil 7 mit seinen Vorderkanten horizontal elastisch, aber vertikal steif ist.
Die gleiche Anordnung der Verstärkungseinlagen in Teil 6 führt bei geringem Gewicht zu einer grossen Seitensteif bkeit dieses Teiles.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Versteifungs teile 6 und 7 nicht in einen Schuh oder Stiefel einge baut werden, sondern selbst als Schaftmaterial dienen und sich an der Aussenseite des Schuhes bzw. Stiefels erstrecken, wobei lediglich .die, an diese anschliessenden elastischen Bereiche des Schaftes aus einem entspre chend elastischen Material, z. B. Leder, Gummi oder kaschiertem., gegebenenfalls mit Duroplasten getränk tem Gewebe bestehen.
Dieses Material kann: an bzw. in die Versteifungsteile an- bzw. eingeklebt sein.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere Versteifungsteil 6 seitlich bis zur dünnen Laufsohle 16 herabgezogen;, so dass innerhalb dieses Versteifungsteiles die Innensohle 18 angeordnet sein kann. Hierdurch wird das Versteifungsteil höher und erhält damit eine noch grössere Stabilität gegen seit liche Biegung.
Die Innensohle kann; dabei aus einer fussformgerechten. Schaumstoffschicht aus Duroplast bestehen, in welche gegebenenfalls zur weiteren Ver steifung Profile aus Stahl, Kunststoff oder dgl., einge setzt sein können. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Innensohle sehr leicht ist, ohne gegen Beschä- digungen gefährdet zu sdn, da sie nach aussen durch das sie umfassende Versteifungsteil 6 geschützt ist.
Die Innensohle kann als Fertigformteil eingeklebt oder ein geschäumt werden.
Um den Fuss unterhalb des Knöchels gut zu fixie ren., was z. B. bei Skischuhen, von Bedeutung ist, ist eine über den Rist laufende zu öffnende Verbindung der rechten mit der linken Schuhseite vorzugsweise bandförmig ausgebildet und so gelagert, dass das Band ende das rechte Scharnierunterteil 9 (Fig. 2 und 3) mit dem linken verbindet.
In Fig.4 ist ein elastisches Versteifungs- bzw. Stützgerippe für Schuhe aus erfindungsgemäss einla- genverstärktem Duroplast dargestellt. Dieses Verstei- fungs- bzw. Stützgerippe dient dazu, das Schaftmaterial z. B. Leder, Textilstoff, Kunststoff oder d'-I., sowie die Schuhsohle zu befestigen. Am praktischsten geschieht dies durch Zusammenpressen aller Teile in, Pressen.
Das aus derartigem Material bestehende Stützgerippe kann beliebig viele Versteifungsbänder 19 haben, wie es die Stabilität des Schuhes erfordert. Dies gilt auch für die Anordnung und Ausrichtung der im Duroplast angeordneten Verstärkungsfasern bzw. -fällen.
In Fig. 5 ist ein Verstärkungs- bzw. Versteifungsteil in Form einer Sohle dargestellt, deren seitliche Ränder im Fersenbereich so hochgezogen sind, dass sie die Ferse seitlich abstützen, so dass eine zusätzliche Ver stärkung der Schuhe in diesem Ferienbereich vollstän dig oder weitgehend entfallen kann.
Die Sohle besteht aus einem Gitterwerk aus Duroplast mit fadenförmigen Verstärkungseinlagen, mit im vorderen Sohlenbereich schmalen Querstegen 21 und im hinteren Sohlenbe reich breiteren Querstegen 20, während die diese ver bindenden Längsstege 22 besonders schlank gehalten sind. Damit ist erreicht, dass die Sohle in Längsrich tung biegsam, in: Querrichtung vor allem im Ferienbe reich jedoch relativ steif ist.
Die Zwischenräume zwi schen den Gitterstegen sind mit luft- und/oder wasser- dampfdurchlässigen Materialien, wie z. B. Leder, Tex tilstoff, Zellulose oder dgl., in Streifenform völlig oder teilweise ausgefüllt. Bei der in Fig.5 dargestellten Sohle handelt es sich um eine Brand- oder Einlege sohle, die orthopädisch geformt ist.
In Fig. 6 ist ein längs elastisch federnder Schuhab satz aus erfindungsgemäss einlagenverstärktem Duro- plast dargestellt, der im hinteren Bereich eine rück wärts und seitlich offene Aussparung 23 hat, deren untere Begrenzungswand 24 mit einer Flachstahlfeder 25 versteift bzw. verstärkt ist. Die Versteifung bzw. Verstärkung kann auch an der oberen Begrenzungs wand 26 der Aussparung 23 vorgesehen sein.
Diese Ausbildung des Schuhabsatzes hat den Vorteil, dass der Absatz beim Aufsetzen auf den Boden federn kann und damit ein elastisches und leichteres Gehen gewähr- leistet. Die Aussparung 23 ist vorteilhaft mit leichtge wichtigem, elastischem Schaumstoff ausgefüllt.
Fig.7 zeigt einen elastisch federnden Damenschuh mit hohem Absatz in Seitenansicht. Der Absatz besteht aus Duroplast mit fadenförmigen Verstärkungseinlagen 29, die vorwiegend vertikal und parallel zueinander liegen.. Der Absatz hat kurz oberhalb seiner Lauffläche so geringen Querschnitt und. ist in Richtung seiner Lauffläche 28 so weit nach vorn geneigt, dass er sich bei Belastung federnd nach vorn biegt.
Hierdurch wird ein weiches Gehen gewährleistet, was bisher bei Schu hen mit hohen Absätzen nicht möglich war. Die nach vorne gezogene Lauffläche 28 des Absatzes zwingt ausserdem dazu, bei entsprechender Vorverlagerung des Körpergewichtes während des Gehens über den Fussballen abzurollen.
In Fig. 8 ist in Längsschnitt ein sogenanntes Ge lenkstück 30 dargestellt, welches sich in der Schuh sohle befindet und dieses im Bereich zwischen dem Absatz und dem Ballenbereich der Sohle unterstützt. Dieses Schuhgelenk kann aus Duroplastmaterial mit fadenförmigen Einlagen bestehen, wobei diese Einlagen im unteren Gelenkteil, vorwiegend: parallel zueinander, sich in Gelenklängsrichtung erstrecken, wenn dieser Teil nicht aus Flachstahlband oder -gewebe ist.
Das Gelenk kann solche Breite haben, dass. es das untere Sprunggelenk des Fusses auf seiner ganzen Breite ab stützt. Der obere Bereich des Gelenkbügels ist mit zahlreichen sich in Querrichtung erstreckenden Einker bungen 31 in Form feiner Einschnitte versehen.
Hier durch wird erreicht, dass das Gelenk bei Belastung nach unten nur geringfügig federnd nachgibt, während es bei Entlastung im Falle des Hochwölbens des unteren Sprunggelenkes des Fusses infolge Aufweitung der Ein- kerbungen die Möglichkeit hat, sich relativ weit hochzu wölben.
Die Einschnitte haben zweckmässig eine Tiefe von etwa zwei Dritteln der Stärke des Gelenkes.. Das Ge lenk kann auch eine Brandsohle für den hinteren Schuh bereich (ca. zwei Drittel der Gesamtlänge der Brand sohle) abgeben, wenn es entsprechend. vergrössert ist.
Fig.9 ist im Querschnitt ein Versteifungs- bzw. Verstärkungsteil aus einlagenverstärktem Duroplast in, Form eines Fussbettes dargestellt, welches den Fuss unten sowie an, seinen beiden Seiten,
umgibt und oben geringfügig umfasst. Ein solches Fussbett verhindert weitgehend, dass sich der Fuss aus ihm herausdrehen kann, wie dies bei einem Fussbett mit vertikalen oder nach oben divergierenden Seitenwänden der Fall ist.
Das Fussbett kann. in horizontaler Richtung den Fuss völlig umgeben. Es kann. sich aber auch nur über einen Teil der Länge des Fusses erstrecken, also die-Fuss- spitze und evtl. auch die Hinterkante der Ferse freilas sen. Das Fussbett kann in horizontaler Richtung den Fuss völlig umgeben.
Es kann sich aber auch nur über einen Teil der Länge des Fusses erstrecken, also die Fussspitze und evtl. auch die Hinterkante der Ferse freilassen. Das Fussbett kann, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, zweischichtig sein, wobei die äus- sere Schicht 32 aus einlagenverstärktern Duroplast be steht, während die innere Schicht 33 aus Schaumstoff besteht.
Die Schuhversteifungsteile können vorteilhaft mit Textilgeweben als Aussenhülle verbunden oder überzo gen werden.. Es ist dann zweckmässig, diese Gewebe durch abriebfeste bzw. schneidfeste Materialien, z. B.
in Form von Stahlspänen, Drähten, Drahtgeweben oder dgl. dadurch: zu verstärken, dass die Drähte oder dgl. in das Gewebe eingewebt, bzw. mit Duroplasten aufgeklebt sind, um die Schnitt- bzw. Verschleissfestig- keit dieser Gewebe zu erhöhen.
In Fig. 10 ist im Querschnitt eine Skischuhsohle 34 dargestellt, welche einen Hohlraum 35 besitzt, der bei Belastung der Sohle von oben federnd zusammen- drückbar ist.
An diesen vorzugsweise im hinteren Soh lenbereich befindlichen Hohlraum schliesst sich ein wellenförmiger Kanal 36 -an, der mit seinem abfallen den Ende 37 aus dem Schuh herausführt.
Darüberhin- aus ist der Hohlraum 35 mit einem weiteren, in den Schuhinnenraum führenden Kanal 38 verbunden. Der Hohlraum 35 ist an der Einmündung des Kanals 38 mit einem Luftansaugventil 39 und an der Einmün dung des Kanals 36 mit einem Luftauslassventil 40 versehen.
Bei der beim Gehen ständig wechselnden Belastung der Schuhsohle wird der Hohlraum 35 zeitweilig federnd zusammengedrückt und anschliessend wieder rufgeweitet. Hierdurch. entsteht eine Pumpwirkung, durch welche bei Aufweitung des Hohlraumes 40 Luft über den Kanal 38 in den Hohlraum gesaugt wird, die dann beim Zusammendrücken des Hohlraumes über den Kanal 36 aus dem Schuh entweicht.
Selbstver ständlich kann eine Belüftung des Schuhes auch dadurch erreicht werden, dass das Luftansaugventil und das Luftauslassventil gegeneinander vertauscht sind. Es hat sich gezeigt, dass bei Schuhen, die zum grossen Teil aus luftundurchlässigen Kunststoffen be stehen, eine solche Ent- bzw. Belüftungseinrichtung ausserordentlich zweckmässig ist, besonders wenn, wie hier, die Schuhe fussformgerecht anliegen,
so dass auch ein schweissender Fuss stets trocken erhalten werden kann.
Der Hohlraum 35 in der Sohle 34 kann aus elasti schem Kunststoff, aus Gummi oder Stahl bestehen. Die wellenförmige Ausbildung des Kanals 36 und sein ab fallendes Ende 37 verhindern einen, Wassereintritt in den Pumphohlraum 35.