DE69328867T2

DE69328867T2 - Schuhsohlenkonstruktion

Info

Publication number: DE69328867T2
Application number: DE69328867T
Authority: DE
Inventors: Frampton E. Ellis Iii
Original assignee: Anatomic Research Inc
Current assignee: Anatomic Research Inc
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: DE69328867D1; EP1002475B1; AU4999293A; DE69332510D1; JPH07509640A; WO1994003080A1; ATE227946T1; EP0653914B1; EP1002475A1; EP0653914A4; EP0653914A1; ATE193807T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft allgemein die Struktur von Schuhwerk. Insbesondere betrifft die Erfindung die Struktur von Sportschuhsohlen, die die zugrundeliegenden Stütz-, Stabilitäts- und Pufferstrukturen des menschlichen Fußes nachbilden. Noch spezieller betrifft die Erfindung die Verwendung relativ unelastischer und flexibler Faser im Material der Schuhsohle, um sowohl Flexibilität als auch Festigkeit unter Lastaufnahmedruck vorzusehen. Ferner betrifft sie die Verwendung von Lamellen, insbesondere jenen, die ungefähr parallel zur Fußsohle des Trägers in Frontalebenenquerschnitten verlaufen und in der Schuhsohle unter den Lastaufnahmestrukturen des Trägerfußes enthalten sind, um die Festigkeit und Flexibilität so vorzusehen, daß sie sich unter Gewichtsaufnahmelasten parallel zur Trägerfußsohle abflachend verformen. Schließlich betrifft sie das Bereitstellen zusätzlicher Schuhsohlenbreite, um jene Bereiche zu stützen, die als zwingend erforderlich identifiziert sind, um die natürlich feste Lateral- und Medialstütze der Trägerfußsohle bei extremer Seitwärtsbewegung unter Lastaufnahme beizubehalten.
Die GB-A-807305 offenbart eine Schuhsohle, die aus einer in Bahnenform produzierten, unvulkanisierten mikrozellulären Schwammgummizusammensetzung hergestellt ist, ohne ein Problem im Zusammenhang mit konturierten Seiten anzusprechen.
Die vorliegende Anmeldung baut auf den früheren Anmeldungen des Anmelders, speziell u. a. der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377, auf. Diese frühere Anmeldung zeigte, daß für natürliche Stabilität gesorgt ist, indem ein vollkommen flexibler, aber relativ unelastischer Schuhsohlenschaft direkt an der Lauf- bzw. Bodensohle befestigt ist und die Seiten der Zwischen- bzw. Mittensohle umhüllt, statt ihn direkt an der Oberseite der Schuhsohle zu befestigen. Damit wird die flexible Seite des Schuhschafts als Reaktion auf destabilisierende Seitwärtskräfte auf den Schuh, die ihn kippen lassen, unter Zug(spannung) gesetzt. Diese Spann- bzw. Zugkraft ist ausbalanciert und im Gleichgewicht, da die Bodensohle durch Körpergewicht fest verankert ist, so daß die destabilisierende Seitwärtsbewegung durch den Zug in den flexiblen Seiten des Schuhschafts neutralisiert ist. Noch spezieller betrifft die Erfindung ein Stützen und Abpuffern durch Schuhsohlenkammern, die mit einem Druckübertragungsmedium wie Flüssigkeit, Gas oder Gel gefüllt sind. Anders als ähnliche vorhandene Systeme kommt es zu direktem körperlichem Kontakt zwischen der Oberseite und der Unterseite der Kammern, was für feste, stabile Stütze sorgt. Das Puffern erfolgt durch das Übertragungsmedium fortschreitend bzw. progressiv, was Zug in den flexiblen und relativ unelastischen Schuhsohlenseiten bewirkt. Die Kammern zum Stützen und Abpuffern haben eine ähnliche Struktur wie die Fettpolster des Fußes, die gleichzeitig für sowohl feste Stütze als auch progressives Abpuffern sorgen.
Vorhandene Puffersysteme können nicht sowohl fest abstützen als auch progressiv abpuffern, ohne auch die natürliche Pronations- und Supinationsbewegung des Fußes zu behindern, da das Gesamtkonzept, auf dem sie beruhen, von sich aus mängelbehaftet ist. Die beiden kommerziell erfolgreichsten patentierten Systeme sind Nike Air, basierend auf den US-A- 4219945, erteilt am 2. September 1980, US-A-4183156, erteilt am 15. September 1980, US-A-4271606, erteilt am 9. Juni 1981, und US-A-4340626, erteilt am 20. Juli 1982; sowie Asics Gel, basierend auf der US-A-4768295, erteilt am 6. September 1988. Diese beiden Puffersysteme sowie alle anderen nicht so verbreiteten haben zwei wesentliche Mängel.
Zunächst ist bei all diesen Systemen die Oberseite der Schuhsohle direkt unter den wichtigen Strukturelementen des Fußes aufgehängt, besonders dem als Calcaneus bekannten kritischen Fersenbein, um es abzupuffern. Das heißt, zur guten Abpufferung und Energierückführung stützen all diese Systeme die Fußknochenstrukturen auf federnde Weise wie beim Schweben auf einem Wasserbett oder Springen auf einem Trampolin. Kei ser Fußstützstrukturen; die Schuhsohlenoberfläche über dem Puffersystem kommt unter Routinelasten wie normaler Gewichtsbelastung niemals mit der Schuhsohlenunterseite in Kontakt. In vorhandenen Puffersystemen sind feste Strukturstütze direkt unter dem Calcaneus und progressive Pufferung miteinander unvereinbar. Im markanten Gegensatz dazu machen die einfachsten Tests klar, daß der nackte Fuß eine sehr feste direkte Strukturstütze durch die Fettpolster unter den sohlenberührenden Knochen hat, während er zugleich effektiv abgepuffert ist, obschon diese Eigenschaft bei ständig beschuhten Füßen unterentwickelt ist.
Da zweitens solche vorhandenen patentierten Puffersysteme keine ausreichende Kontrolle bzw. Steuerung der Fußbewegung oder -stabilität vorsehen, sind sie allgemein durch steife Strukturen an den Seiten der Schuhschäfte und der Schuhsolen ergänzt, z. B. Absatzsteifen und Bewegungssteuervorrichtungen, um für Steuerung und Stabilität zu sorgen. Leider behindern diese steifen Strukturen die natürliche Pronations- und Supinationsbewegung stark und erhöhen geradezu die laterale Instabilität, was in den US-A-4989349 und US-A- 5317819 sowie in den PCT-Veröffentlichungen WO 90/00358, WO 91/04683, WO 91/05491, WO 91/10377, WO 91/11124, WO 91/11924, WO 91/19429, WO 92/07483 und WO 92/18024 des Anmelders festgestellt ist. Der Zweck der in diesen Anmeldungen offenbarten Erfindungen war primär, eine neutrale Gestaltung bereitzustellen, die die natürliche Biomechanik von Fuß und Knöchel möglich macht, die der zwischen Fuß und Erdboden möglichst nahekommt, und die vorhandenen Schuhen anhaftenden ernsten Störungen der natürlichen Biomechanik von Fuß und Knöchel zu vermeiden.
Im klaren Gegensatz zu den zuvor diskutierten patentierten Konstruktionen mit steifen Seiten sorgt der nackte Fuß für Stabilität an seinen Seiten, indem diese Seiten, die flexibel und relativ unelastisch sind, unter extremen Zug gesetzt werden, der durch den Druck der zusammengepreßten Fettpolster bewirkt wird; dadurch werden sie vorübergehend steif, wenn Außenkräfte diese Steifigkeit angemessen machen, und er zeugen keine der destabilisierenden Hebelarm-Drehkraftprobleme der permanent steifen Seiten bestehender Gestaltungen.
Die neue Erfindung des Anmelders versucht einfach, möglichst nahe die natürlich effektiven Strukturen des Fußes zu replizieren, die für Stabilität, Stütze und Pufferung sorgen.
Zudem beruht diese Anmeldung auf der früheren PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 des Anmelders. Diese frühere Anmeldung betraf die Verwendung von Verformungslamellen, z. B. Schlitzen oder Kanälen, in der Schuhsohle, um ihr genügend Flexibilität zu verleihen und die Verformung der Fußsohle in der Frontalebene parallel nachzuvollziehen, was eine stabile Basis schafft, die auch dann breit und flach ist, wenn sie bei natürlicher Pronations- und Supinationsbewegung seitwärts gekippt wird.
Der Anmelder führte den Lamelleneinsatz zur natürlichen Verformung parallel zum menschlichen Fuß in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 und PCT-Veröffentlichung WO 91/11924 in die Technik ein. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese früheren Anmeldungen fortzuführen, um ihre allgemeinen Grundsätze auf andere Schuhsohlenstrukturen anzuwenden, u. a. auf jene, die in anderen früheren Anmeldungen vorgestellt wurden.
Als Einführung befaßten sich die beiden früheren Anmeldungen fast ausschließlich mit der Verwendung von Lamellen, z. B. Schlitzen oder Kanälen, die vorzugsweise etwa senkrecht zur Horizontalebene und etwa parallel zur Sagittalebene sind, was ungefähr mit der Längsachse des Schuhs zusammenfällt; zudem gingen die Lamellen allgemein vom Boden der Schuhsohle aus. Die PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 führte die Verwendung von Lamellen weiter, die statt dessen allgemein von einer oder beiden Seiten der Schuhsohle ausgehen und vorzugsweise etwa senkrecht zur Sagittalebene und etwa parallel zur Horizontalebene sind; dieser Weg wurde in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 vorgestellt. Die PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 konzentrierte sich auf Lamellen, die allgemein von einer oder beiden Seiten der Schuhsohle und nicht von der Unter- oder Oberseite (oder beiden) der Schuhsohle ausgehen oder vollständig im Schuhsohleninneren enthalten sind.
Die frühere Anmeldung des Anmelders zur Erfindung der Lamellen und die Fortführungen in dieser Anmeldung sind Abwandlungen der in den früheren Anmeldungen offenbarten und beanspruchten Erfindungen und entwickeln die Anwendung des Konzepts der theoretisch idealen Stabilitätsebene auf andere Schuhaufbauten weiter. Somit besteht eine allgemeine Aufgabe der neuen Erfindung darin, die Anwendung des Prinzips der theoretisch idealen Stabilitätsebene auf andere Schuhstrukturen weiterzuführen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle nach Anspruch 1. Somit besteht eine allgemeine Aufgabe der Erfindung darin, die Anwendung des Prinzips der natürlichen Basis zur Abstützung, Stabilität und Abpufferung des nackten Fußes auf Schuhstrukturen fortzuführen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schuhwerk unter Verwendung relativ unelastischer und flexibler Faser im Material der Schuhsohle bereitzustellen, um sowohl für Flexibilität als auch für Festigkeit unter Lastaufnahmedruck zu sorgen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Schuhwerk bereitzustellen, das Lamellen verwendet, besonders solche, die etwa parallel zur Trägerfußsohle in Frontalebenenquerschnitten verlaufen und in der Schuhsohle unter lastaufnehmenden Fußstrukturen enthalten sind, um Festigkeit und Flexibilität so vorzusehen, daß sie sich unter Gewichtsaufnahmelasten parallel zur Trägerfußsohle abflachend verformen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, zusätzliche Schuhsohlenbreite bereitzustellen, um jene Bereiche zu stützen, die als die kritischsten identifiziert sind, um die natürlich feste Lateral- und Medialstütze der Trägerfußsohle bei extremer Seitwärtsbewegung unter Lastaufnahme zu wahren.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 bis 10 sind abgewandelte Versionen der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 des Anmelders.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines bekannten typischen Laufsportschuhs des Stands der Technik, auf den die Erfindung anwendbar ist.
Fig. 2 zeigt in einem nah dargestellten Frontalebenenquerschnitt des Absatzes am Fußgelenk den durch Körpergewicht nicht verformten typischen Schuh des Stands der Technik beim Seitwärtskippen auf der Unterkante.
Fig. 3 zeigt im gleichen nah dargestellten Querschnitt wie Fig. 2 die frühere Erfindung einer natürlich konturierten Schuhsohlengestaltung des Anmelders, die auch nach außen gekippt ist.
Fig. 4 zeigt eine Rückansicht einer barfüßigen Ferse, die 20 Grad lateral gekippt ist.
Fig. 5 zeigt in einem Frontalebenenquerschnitt am Fußgelenkbereich des Absatzes die neue Erfindung zugstabilisierter Seiten des Anmelders in der Anwendung auf seine frühere natürlich konturierte Schuhsohle.
Fig. 6 zeigt in einem nah dargestellten Frontalebenenquerschnitt die Gestaltung von Fig. 5, wenn sie auf ihre Kante gekippt, aber nicht durch Last verformt ist.
Fig. 7 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Fußgelenkbereich des Absatzes die Gestaltung von Fig. 5, wenn sie auf ihre Kante gekippt und durch Körpergewicht natürlich verformt ist, obwohl eine konstante Schuhsohlendicke nicht verformt bleibt.
Fig. 8 ist eine fortlaufende Folge von Frontalebenenquerschnitten der barfüßigen Ferse am Fußgelenkbereich. Fig. 8A zeigt den unbelasteten und aufrechten Zustand; Fig. 8B den durch volles Körpergewicht mäßig belasteten und aufrechten Zustand; Fig. 8C den mit Spitzenlandekraft beim Laufen stark belasteten und aufrechten Zustand; und Fig. 8D den stark belasteten und zu seinem Maximum von etwa 20 Grad lateral nach außen gekippten Zustand.
Fig. 9 zeigt die neue Schuhsohlengestaltung des Anmelders in einer fortlaufenden Folge von Frontalebenenquer schnitten des Absatzes am Fußgelenkbereich, die genau der vorstehenden Folge von Fig. 8 entspricht.
Fig. 10 zeigt zwei Perspektivansichten und eine nah dargestellte Ansicht der Struktur des Faserbindegewebes der Fettzellengruppen der menschlichen Ferse. Fig. 10A zeigt einen Viertelschnitt des Calcaneus und der Fettpolsterkammern darunter; Fig. 10B eine Nahdarstellung der Innenstruktur einer einzelnen Kammer in der Horizontalebene; und Fig. 10C einen Horizontalschnitt der Wirbelanordnung eines Fettpolsters unter dem Calcaneus.
Fig. 11A bis C zeigen eine bevorzugte Ausführungsform bei der Verwendung von Fasersträngen in den vorhergehenden Fig. 10A bis C.
Fig. 12A bis D zeigen den Einsatz flexibler und relativ unelastischer Faser in Form von Strängen als Gewebe oder Vlies (z. B. Preßbahnen), die in Mittensohlen- und Bodensohlenmaterial eingebettet sind. Fig. 12A ist eine Abwandlung von Fig. 5A, Fig. 12B eine Abwandlung von Fig. 6, Fig. 12C eine Abwandlung von Fig. 7, und Fig. 12D ist völlig neu.
Fig. 13A bis D sind Abwandlungen von Fig. 9A bis D, um die Verwendung flexibler unelastischer Faser oder Faserstränge als Gewebe oder Vlies (z. B. gepreßt) zu zeigen, um einen eingebetteten Kapselmantel herzustellen, der die Pufferkammer 161 umgibt, die ein druckübertragendes Medium, z. B. Gas, Gel oder Flüssigkeit, enthält.
Fig. 14A bis D entsprechen Fig. 9A bis D der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 und sind so abgewandelt, daß sie die Verwendung eingebetteter flexibler unelastischer Faser oder Faserstränge als Gewebe oder Vlies in verschiedenen Ausführungsformen zeigen, die Fig. 12A bis D ähneln. Fig. 14E ist eine neue Darstellung und zeigt einen Frontalebenenquerschnitt eines Faserkapselmantels 191, der die Oberfläche des Mittensohlenbereichs 188 direkt umhüllt.
Fig. 15A und B zeigen im Frontalebenenquerschnitt am Absatzbereich Schuhsohlenstrukturen wie Fig. 5A und B, wobei sie aber detaillierter sind und sich die Bodensohle 149 an der Seite der Mittensohle relativ weiter nach oben erstreckt.
Fig. 16 zeigt eine Perspektivansicht (das Äußere eines rechten Schuhs) eines herkömmlichen flachen Schuhs 20 mit der Gestaltung von Fig. 15A zur Befestigung des Schuhsolenbodens am Schuhschaft.
Fig. 17A bis D sind abgewandelte Versionen von Fig. 9A bis D der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 des Anmelders und zeigen eine Folge von Querschnitten durch herkömmliche Schuhsohlen in der Frontalebene am Absatz unter Nutzung von sowohl Sagittalebenen- als auch Horizontalebenenlamellen, wobei einige oder alle Lamellen nicht von einer Außenfläche der Schuhsohle ausgehen, sondern vollkommen im Inneren liegen; Fig. 17D zeigt eine ähnliche Möglichkeit, die auf die voll konturierte Gestaltung des Anmelders angewendet ist.
Fig. 18 entspricht Fig. 6 der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 und zeigt einen Frontalebenenquerschnitt am Absatz eines herkömmlichen Schuhs mit einer Sohle, die sowohl Horizontal- als auch Sagittalebenenschlitze nutzt; Fig. 18 zeigt eine andere herkömmliche Schuhsohle mit anderen Varianten von Verformungsschlitzen in der Horizontalebene.
Fig. 19 zeigt die Oberseite der Bodensohle 149 (unbefestigt) des in Fig. 16 perspektivisch gezeigten rechten Schuhs.
Fig. 20 zeigt die Bodensohlenstruktur 149 von Fig. 19 mit einem Vorderfußstützbereich 126, dem Fersenstützbereich 125 und dem Stützbereich 97 der Basis des fünften Mittelfußknochens. Diese Bereiche wären gemäß der zuvor gezeigten Konstruktion von Fig. 15 unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt, während die Seiten und die anderen Bereiche der Oberseite der Bodensohle an der Mittensohle und am Schuhschaft verklebt oder dauerhaft befestigt wären.
Fig. 21 zeigt eine ähnliche Bodensohlenstruktur 149, wobei aber nur die Vorderfußsektion 126 unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt ist, während alle (oder zumindest die meisten) anderen Abschnitte verklebt oder dauerhaft befestigt sind.
Fig. 22 zeigt eine ähnliche Bodensohlenstruktur 149, wobei aber sowohl der Vorderfußbereich 126 als auch der Bereich 97 der Basis des fünften Mittelfußknochenbereichs unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt sind, alle anderen Abschnitte (oder zumindest die meisten) aber verklebt oder dauerhaft befestigt sind.
Fig. 23 zeigt eine ähnliche Ansicht einer Bodensohlenstruktur 149, aber ohne Seitenbereiche, so daß die Gestaltung der von Fig. 18 entspräche.
Fig. 24 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 23, wobei aber nur der Bereich 126 unter dem Vorderfuß unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt ist; der Rest der Bodensohle 149 (oder ihr Großteil) ist verklebt oder dauerhaft befestigt.
Fig. 25 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 24, wobei aber der Vorderfußbereich 126 in einen Bereich unter den Köpfen der Mittelfußknochen und einen weiteren Bereich etwa unter den Phalangenköpfen unterteilt ist.
Fig. 26 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 25, wobei aber jeder der beiden Hauptvorderfußbereiche in einzelne Metatarsal- bzw. Mittelfußknochen- und einzelne Phalangenbereiche weiter unterteilt ist.
Fig. 27 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 21, wobei aber der Vorderfußbereich 126 über die Grenze 17 des flachen Bereichs der Bodensohle hinaus vergrößert ist. Diese Struktur entspricht der von Fig. 15A und B.
Fig. 28 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 27, aber mit einem zusätzlichen Bereich 127 in der Absatzfläche, wo Außensohlenverschleiß normalerweise übermäßig stark ist.
Fig. 29A und B zeigen den vollen Seitwärtsbewegungsbereich des Fußes. Fig. 29A zeigt den Bereich im Calcaneus- oder Fersenabschnitt, wo der Bereich durch das subtalare Fußgelenk bestimmt ist. Fig. 29B zeigt den viel größeren Seitwärtsbewegungsbereich im Vorderfuß. Fig. 29C vergleicht den Fußabdruck eines herkömmlichen Schuhs 35 mit den Relativpositionen der rechten Trägerfußsohle in der maximalen Supinationsposition 37a und maximalen Pronationsposition 37b. Fig. 29D zeigt eine Perspektive der tatsächlichen Fußknochenstrukturen von oben, die in Fig. 29C angegeben sind.
Fig. 30A bis E zeigen die Auswirkungen der relativen Bewegungsbereichsdifferenz zwischen Vorderfuß-, Mittelfuß- und Absatzabschnitten auf die Erfindung natürlich konturierter Seiten des Anmelders, die in seiner US-A-5317819 ("Patentschrift '819") vorgestellt wurde.
Fig. 30A bis D sind Abwandlungen von Fig. 7 der Patentschrift '819, wobei die linke Seite der Darstellungen den erforderlichen Bewegungsbereich für jeden Abschnitt zeigt. Fig. 30E entspricht Fig. 21 der Patentschrift '819.
Fig. 31 ähnelt Fig. 8 der PCT-Veröffentlichung WO 92/ 07483 des Anmelders dahingehend, daß sie eine neue Erfindung für eine Schuhsohle zeigt, die den vollen Bewegungsbereich der rechten Trägerfußsohle abdeckt.
Fig. 32 zeigt ein elektronisches Bild der Relativkräfte, die an den unterschiedlichen Bereichen der nackten Fußsohle in der maximalen Supinationsposition gemäß 37a in Fig. 29A und 31 vorliegen; die Kräftemessung erfolgte bei einer Simulation der am weitesten verbreiteten Verstauchungsposition des Fußgelenks im Stand.
Fig. 33A bis K zeigen Schuhsohlen mit nur einem oder mehreren der in der Patentschrift '819 festgelegten wesentlichen Stabilitätselemente (wobei die Verwendung aller immer noch bevorzugt ist), die aber auf der Grundlage von Fig. 32 große Stabilitätsverbesserungen gegenüber vorhandenem Schuhwerk darstellen. Alle lassen Änderungen im Absatzbereich aus.
Fig. 33A zeigt eine Schuhsohle mit einem ansonsten herkömmlichen Umfang 35, dem die kritischste Einzelstabilitätskorrektur 96a zugefügt wurde, um den Kopf des fünften Mittelfußknochens zu stützen.
Fig. 33B zeigt eine Fig. 33A ähnelnde Schuhsohle, wobei aber der einzige zusätzliche Schuhsohlenabschnitt eine Stabilitätskorrektur 97 ist, um die Basis des fünften Mittelfußknochens 16 zu stützen.
Fig. 33C zeigt eine Fig. 33A und B ähnelnde Schuhsohle, aber unter Kombination beider Stabilitätskorrekturen 96a und 97, wobei die die fünfte distale Phalanx 14 umgebende Strichlinie eine optionale Zusatzstütze darstellt.
Fig. 33D zeigt eine Fig. 33A bis C ähnelnde Schuhsohle, aber mit einer einzelnen Stabilitätskorrektur 96A, die sowohl den Kopf des fünften Mittelfußknochens 15 als auch die fünfte distale Phalanx 14 stützt.
Fig. 33E zeigt die wichtigste Einzelkorrektur auf der Medialseite (oder Innenseite) der Schuhsohle: eine Stabilitätskorrektur 96b am Kopf des ersten Mittelfußknochens 10; Fig. 33A bis D zeigten Lateralkorrekturen.
Fig. 33F zeigt eine Fig. 33E ähnelnde Schuhsohle, aber mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur 98 am Kopf der ersten distalen Phalanx 13.
Fig. 33G zeigt eine Schuhsohle, die die zusätzlichen Stabilitätskorrekturen 96a, 96b und 98 gemäß Fig. 33D und F kombiniert und den ersten und fünften Mittelfußknochenkopf sowie die distalen Phalangenköpfe stützt.
Fig. 33H zeigt eine Schuhsohle mit symmetrischen Stabilitätszusätzen 96a und 96b.
Fig. 33I und J zeigen Perspektivansichten typischer Beispiele für den Extremfall, d. h. hochhackige Damenpumps. Fig. 33I zeigt einen herkömmlichen hochhackigen Damenpumps ohne Abwandlung. Fig. 33J zeigt den gleichen Schuh mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur 96a.
Fig. 33K zeigt eine Fig. 33H ähnelnde Schuhsohle, wobei aber der Kopf der fünften distalen Phalanx 14 nicht durch die zusätzliche Stabilitätskorrektur 96a gestützt ist.
Fig. 33L zeigt eine Schuhsohle mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur in einem einzelnen kontinuierlichen Band, das sich ganz um den Vorderfußbereich erstreckt.
Fig. 33M zeigt eine Fig. 33A bis G sowie 33K und L ähnelnde Schuhsohle, stellt jedoch zusätzliche Stabilitätskorrekturen 97, 96a und 96b dar, behält aber einen herkömmlichen Absatzbereich.
Fig. 34 bis 44 stammen aus der früheren PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 des Anmelders.
Fig. 34 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatzabschnitt eines Schuhs einen herkömmlichen Sportschuh mit starrer Absatzsteife und verstärkender Bewegungssteuervorrichtung sowie einer herkömmlichen Schuhsohle. Fig. 34 zeigt diesen Schuh beim Auswärtskippen um 20 Grad an der normalen Knöchelinversionsgrenze.
Fig. 35 zeigt im Frontalebenenquerschnitt an der Ferse den menschlichen Fuß beim Auswärtskippen um 20 Grad an der normalen Knöchelinversionsgrenze.
Fig. 36 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatzabschnitt die frühere, in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 dargestellte Erfindung des Anmelders einer herkömmlichen Schuhsohle mit Lamellen in Form von Verformungsschlitzen, die in der Vertikalebene entlang der Längsachse der Schuhsohle ausgerichtet sind.
Fig. 37 ist eine Fig. 36 ähnelnde Ansicht, wobei aber der Schuh an der normalen Knöchelinversionsachse 20 Grad nach außen gekippt ist, und zeigt, daß sich die herkömmliche Schuhsohle in der Abwandlung gemäß der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 parallel zum Trägerfuß verformen kann, was eine breite und stabile Stützbasis in der Frontalebene schafft.
Fig. 38 ist eine Wiederholung der Ansicht in Fig. 9B der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 und zeigt Verformungsschlitze in der Anwendung auf die frühere Erfindung natürlich konturierter Seiten des Anmelders mit zusätzlichen Schlitzen etwa auf der Horizontalebene, um die natürliche Verformung der konturierten Seite zu unterstützen.
Fig. 39A ist ein Frontalebenenquerschnitt am Absatz eines herkömmlichen Schuhs mit einer Sohle, die sowohl Horizontal- als auch Sagittalebenenschlitze nutzt; Fig. 39B zeigt eine andere herkömmliche Schuhsohle mit anderen Varianten von Verformungsschlitzen in der Horizontalebene, die von den Seiten der Schuhsohle ausgehen.
Fig. 40 ist ein am Absatz gezeigter Frontalebenenquerschnitt eines Verformungsschlitze in der Horizontalebene nutzenden herkömmlichen Schuhs für den rechten Fuß, der etwa 20 Grad nach außen zur Normalgrenze der Knöchelbewegung gekippt ist.
Fig. 41 ist ein am Absatz gezeigter Frontalebenenquerschnitt eines herkömmlichen Schuhs mit Lamellen in der Horizontalebene in Form von Schlitzen, die zu Kanälen vergrößert wurden, die ein elastisches Stützmaterial enthalten.
Fig. 42 zeigt in einem Frontalebenenquerschnitt am Absatzabschnitt eines Schuhs die vom Anmelder früher gemachte Erfindung einer Schuhsohle mit natürlich konturierten Seiten auf der Grundlage einer theoretisch idealen Stabilitätsebene.
Fig. 43 zeigt wiederum im Frontalebenenquerschnitt den allgemeinsten Fall der vom Anmelder früher gemachten Erfindung einer voll konturierten Schuhsohle, die der natürlichen Kontur der Unterseite des Fußes sowie seiner Seiten folgt, ebenfalls auf der Grundlage der theoretisch idealen Stabilitätsebene.
Fig. 44 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz die Verwendung eines hochdichten (d') Mittensohlenmaterials an den natürlich konturierten Seiten und eines niedrigdichten (d) Mittensohlenmaterials an allen anderen Stellen, um die Seitenbreite zu reduzieren.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Schuhs, z. B. eines speziell zum Laufen bestimmten typischen Sportschuhs gemäß dem Stand der Technik, wobei der Laufschuh 20 einen Schaftabschnitt 21 und eine Sohle 22 aufweist.
Fig. 2 zeigt in Nahdarstellung eines Querschnitts eines typischen Schuhs der bestehenden Technik (nicht durch Körpergewicht verformt) auf dem Erdboden 43 beim Kippen auf der unteren Außenkante 23 der Schuhsohle 22, daß ein inhärentes Stabilitätsproblem bei vorhandenen Gestaltungen auch dann bleibt, wenn die abnorme Drehkraft erzeugende starre Absatzsteife und andere Bewegungsvorrichtungen entfernt sind, was in Fig. 5 der PCT-Veröffentlichung WO 90/00358 gezeigt ist. Das Problem ist, daß der übrige Schuhschaft 21 (mit der dickeren und dunkleren Linie gezeigt) zwar keine Hebelarmverlängerung bildet, da er flexibel und nicht steif ist, aber eine unnatürliche destabilisierende Drehkraft auf die Schuhsohle erzeugt. Die Drehkraft ist Folge der Zugkraft 155a längs der Oberseite der Schuhsohle 22, hervorgerufen durch eine Druckkraft 150 (zusammengesetzt aus der Schwerkraft auf den Körper und einer Seitwärtsbewegungskraft) auf die Seite durch den Fuß 27, was z. B. einfach Folge des Kippens des Schuhs zur Seite ist. Die resultierende destabilisierende Kraft wirkt so, daß sie die Schuhsohle in Drehung um einen Hebelarm 23a zieht, bei dem es sich um die Schuhsohlenbreite an der Kante handelt. Grob gesagt zieht die Kraft des Fußes auf den Schuhschaft den Schuh auf seine Seite, wenn der Schuh seitwärts gekippt wird. Außerdem erzeugt die Druckkraft 150 eine Zugkraft 155b, die das Spiegelbild der Zugkraft 155a ist.
Fig. 3 zeigt in einem nah dargestellten Querschnitt einer Schuhsohle 28 mit natürlich konturierter Gestaltung gemäß der Beschreibung in der US-A-5317819 (ebenfalls durch Körpergewicht nicht verformt dargestellt), daß beim Kippen auf der Unterkante dasselbe inhärente Stabilitätsproblem bei der natürlich konturierten Schuhsohlengestaltung verbleibt, wenn auch in geringerem Grad. Das Problem ist kleiner, da die Richtung des Kraftvektors 155 längs der Unterseite des Schuhschafts 21 parallel zum Erdboden 43 an der Außensohlenkante 32 statt winklig zum Erdboden wie bei einer herkömmlichen Gestaltung wie in Fig. 2 verläuft, so daß die resultierende Drehkraft, die durch den Hebelarm zustande kommt, der durch die Außensohlenkante 32 erzeugt wird, kleiner ist und die konturierte Schuhsohle 28 anders als herkömmliche Gestaltungen eine direkte Strukturstütze beim Kippen liefert.
Fig. 4 zeigt (in einer Rückansicht), daß dagegen der nackte Fuß natürlich stabil ist, da er beim Verformen durch Körpergewicht und Kippen zu seiner natürlichen lateralen Grenze von etwa 20 Grad keine destabilisierende Drehkraft infolge von Zugkraft erzeugt. Obwohl Zug parallel zu dem am Schuhschaft auf der Außenfläche 29 sowohl am Boden als auch an den Seiten des nackten Fußes durch die Druckkraft der Gewichtsaufnahme erzeugt wird, kommt es zu keiner destabilisierenden Drehkraft, da die unter Zug stehende Unterseite (d. h. die mit der dickeren Linie gezeigte Fußlaufsohle) in direkter Berührung mit dem Erdboden aufsitzt. Folglich ist kein künstlich erzeugter unnatürlicher Hebelarm vorhanden, gegen den zu ziehen ist. Das Körpergewicht verankert die Fußaußenfläche fest unter dem Fuß, so daß selbst erheblicher Druck auf die Außenfläche 29 der Fußseite zu keiner destabilisierenden Bewegung führt. Beim Kippen des Fußes gleiten die Stützstrukturen des Fußes, z. B. der Calcaneus, an die Seite der festen, aber flexiblen Außenfläche des Fußes und erzeugen einen ganz erheblichen Druck auf diese Außenfläche an den Seiten des Fußes. Allerdings trifft dieser Druck auf präzisen Widerstand und wird durch Zug längs der Fußaußenfläche ausgeglichen, was ein stabiles Gleichgewicht ergibt.
Fig. 5 zeigt im Querschnitt durch den aufrechten, durch Körpergewicht verformten Absatz das Prinzip der zugstabilisierten Seiten des nackten Fußes in der Anwendung auf die natürlich konturierte Schuhsohlengestaltung; das gleiche Prinzip läßt sich auf herkömmliche Schuhe anwenden, was aber nicht gezeigt ist. Die Hauptänderung gegenüber Schuhen des Stands der Technik besteht darin, daß sich die Seiten des Schuhschafts 21 (als dunklere Linien dargestellt) um die Außenkanten 32 der Schuhsohle 28 umschlagen müssen, statt unter dem Fuß an der Oberseite 30 der Schuhsohle befestigt zu sein, wie dies herkömmlich geschieht. Die Schuhschaftseiten können die Innen- (links gezeigt) oder Außenfläche (rechts gezeigt) der Bodensohle überlappen und daran befestigt sein, da diese Seiten wie gezeigt nicht ungewöhnlich lastaufnehmend sind; oder die Bodensohle, die wie gezeigt optimal dünn und zulaufend ist, kann sich nach oben um die Außenkanten 32 der Schuhsohle erstrecken, um die Schuhschaftseiten zu überlappen und daran befestigt zu sein (in Fig. 5B gezeigt); ihre Optimalposition fällt mit der theoretisch idealen Stabilitätsebene zusammen, so daß die Zugkraft auf die Schuhseiten direkt ganz nach unten zum Unterschuh übertragen wird, was ihn praktisch ohne störenden künstlichen Hebelarm am Erdboden verankert. Für Schuhe mit nur einer Sohlenschicht sollte die Befestigung der Schuhschaftseiten an oder nahe der unteren oder Bodenfläche der Schuhsohle erfolgen.
Die Gestaltung von Fig. 5 beruht auf einem grundsätzlich anderen Konzept: daß nämlich der Schuhschaft in die Schuhsohle integriert ist, statt oben auf ihr befestigt zu ein, und daß die Schuhsohle als natürlicher Fortsatz der Fußsohle behandelt wird und nicht gesondert daran befestigt ist.
Der Stoff bzw. das Gewebe (oder ein anderes flexibles Material wie Leder) der Schuhschäfte ist vorzugsweise nicht oder relativ nicht dehnbar, um nicht übermäßig durch den auf seine Seiten ausgeübten Zug beim Drücken verformt zu werden, wenn Fuß und Schuh kippen. In Bereichen mit besonders hohem Zug kann das Gewebe verstärkt sein, z. B. wie die wesentlichen strukturellen Stütz- und Propulsionselemente, die in den früheren Anmeldungen des Anmelders definiert sind (die Basis und Lateraltuberositas des Calcaneus, die Basis des fünften Mittelfußknochens, die Köpfe der Mittelfußknochen und die erste distale Phalanx); die Verstärkung kann viele Formen annehmen, z. B. die von Ecken des Klüversegels eines Regattasegelboots oder einfacherer Bänder. Weitgehend sollte sie die gleichen Leistungsmerkmale wie die stark schwielige Haut der Sohle eines ständig barfuß Laufenden haben. Die relative Dichte der Schuhsohle ist gemäß Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 90/00358 bevorzugt, wobei die weicheste Dichte am nächsten zur Fußsohle vorliegt, so daß die formanpassenden Seiten der Schuhsohle keinen steifen destabilisierenden Hebelarm bilden.
Die gegenüber dem Stand der Technik vorgenommene Änderung der zugstabilisierten Seiten gemäß Fig. 5 besteht darin, daß der Schuhschaft funktionell direkt in die Schuhsohle integriert ist, statt einfach oben auf ihr befestigt zu sein. Der Vorteil der zugstabilisierten Seitengestaltung ist, daß sie für natürliche Stabilität, die der des nackten Fußes möglichst nahekommt, auf wirtschaftliche Weise mit der kleinstmöglichen Schuhsohlenbreite sorgt.
Das Ergebnis ist eine Schuhsohle, die natürlich auf die gleiche Weise wie der nackte Fuß stabilisiert ist, was aus Fig. 6 hervorgeht, die einen nah dargestellten Querschnitt einer Schuhsohle 28 mit natürlich konturierter Gestaltung (nicht durch Körpergewicht verformt) beim Kippen auf die Kante zeigt. Die gleiche destabilisierende Kraft auf die Seite des Schuhs von Fig. 2 trifft jetzt auf stabilen Widerstand durch Zugausgleich in der Oberfläche des Schuhschafts 21, der sich nach unten an der Seite der Schuhsole erstreckt, so daß er durch das Körpergewicht verankert ist, wenn Schuh und Fuß gekippt werden.
Um die Erzeugung unnatürlicher Drehkraft auf die Schuhsohle zu vermeiden, können die Schuhschäfte nur mit der Bodensohle, nicht mit der Mittensohle, so verbunden oder zusam mengefügt sein, daß Druck an der Seite des Schuhschafts nur Seitenzug und nicht die destabilisierende Drehkraft aus dem Ziehen ähnlich wie in der Beschreibung von Fig. 2 erzeugt. Zur Vermeidung unnatürlicher Drehkraft sollten aber die oberen Bereiche 147 der Schuhmittensohle, die eine scharfe Ecke bildet, aus relativ weichem Mittensohlenmaterial bestehen; in diesem Fall würde das Verbinden der Schuhschäfte mit der Mittensohle keine sehr große destabilisierende Drehkraft erzeugen. Die Bodensohle ist vorzugsweise dünn, zumindest an den Stabilitätsseiten, so daß ihre Befestigungsüberlappung mit den Schuhschaftseiten möglichst eng mit der theoretisch idealen Stabilitätsebene zusammenfällt und Kraft auf der Außenschuhsohlenfläche zum Erdboden übertragen wird.
Zusammenfassend dient die Gestaltung von Fig. 5 für einen Schuhaufbau, der folgendes aufweist: einen Schuhschaft, der aus Material besteht, das flexibel und relativ unelastisch mindestens dort ist, wo der Schuhschaft die Bereiche der Strukturknochenelemente des menschlichen Fußes berührt, und eine Schuhsohle, die relativ flexible Seiten hat; wobei mindestens ein Abschnitt der Seiten des Schuhschafts direkt an der Bodensohle befestigt ist, während er die Außenseite der anderen Sohlenabschnitte der Schuhsohle umhüllt. Anwenden läßt sich dieser Aufbau auf herkömmliche Schuhsohlenstrukturen oder auf die früheren Schuhsohlenerfindungen des Anmelders, z. B. die natürlich konturierte Schuhsohle, die sich der theoretisch idealen Stabilitätsebene anpaßt.
Fig. 7 zeigt im Querschnitt am Absatz das Konzept zugstabilisierter Seiten in der Anwendung auf eine Schuhsohle mit natürlich konturierter Gestaltung, wenn Schuh und Fuß voll nach außen gekippt und durch Körpergewicht natürlich verformt sind (obwohl die konstante Schuhsohlendicke nicht verformt gezeigt ist). Aus der Zeichnung geht hervor, daß Form und Stabilitätsfunktion der Schuhsohle und des Schuhschafts fast genau die des menschlichen Fußes widerspiegeln.
Fig. 8A bis 8D zeigen die natürliche Pufferung des nackten menschlichen Fußes in Querschnitten an der Ferse. Fig. 8A zeigt die nackte Ferse aufrecht und unbelastet bei geringem Druck auf das subcalcaneale Fettpolster 158, das zwischen dem Calcaneus 159, also dem Fersenbein, und der Bodensohle 160 des Fußes gleichmäßig verteilt ist.
Fig. 8B zeigt die nackte Ferse aufrecht, aber unter dem mäßigen Druck von vollem Körpergewicht. Der Druck des Calcaneus auf das subcalcaneale Fettpolster erzeugt ebenmäßig ausgeglichenen Druck im subcalcanealen Fettpolster, da es in einer relativ undehnbaren Faserkapsel, der Laufsohle des Fußes, enthalten und davon umgeben ist. Unter dem Fuß, wo die Laufsohle direkt den Erdboden berührt, wird der durch den Calcaneus auf das subcalcaneale Fettpolster verursachte Druck direkt zum Erdboden übertragen. Gleichzeitig wird erheblicher Zug an den Seiten der Laufsohle des Fußes aufgrund der umgebenden relativ zähen bzw. festen Faserkapsel verursacht. Diese Kombination aus Laufsohlenddruck und Seitenzug stellt das natürlich Stoßdämpfungssystem des Fußes für Stützstrukturen wie den Calcaneus und die anderen Fußknochen dar, die mit dem Erdboden in Berührung kommen.
Von gleicher funktioneller Bedeutung ist, daß die Unterseite 167 dieser Stützstrukturen des Fußes, z. B. Calcaneus und andere Knochen, eine feste Berührung mit der Oberseite 168 der Laufsohle des Fußes darunter herstellt, wobei relativ wenig nicht komprimierte Fettpolster stören. Im Effekt setzen die Stützstrukturen des Fußes auf dem Erdboden auf und werden fest gestützt; sie werden nicht auf der Oberseite eines elastischen Materials auf federnde Weise analog zu einem Wasserbett oder Luftreifen schwebend gehalten, was bei den vorhandenen patentierten Puffersystemen für Schuhsohlen, z. B. Nike Air oder Asics Gel, der Fall ist. Diese gleichzeitig feste und doch abgepufferte Stütze durch die Fußsohle muß eine sehr günstige Auswirkung auf den energetischen Wirkungsgrad, auch Energierückführung genannt, haben und wird von vorhandenen Schuhkonstruktionen zur Pufferung nicht nachgebildet, die alle für eine stoßdämpfende Pufferung in den Lande- und Stützphasen der Fortbewegung sorgen, was zu Lasten einer festen Stütze in der Abhebephase geht.
Das erstaunliche und beispiellose Merkmal des natürlichen Systems des Fußes besteht darin, daß sobald der Calcaneus in relativ direktem Kontakt mit der Laufsohle steht und damit für feste Stütze und Stabilität sorgt, erhöhter Druck eine steifere Faserkapsel, die den Calcaneus schützt, und größeren Zug an den Seiten erzeugt, um Stöße zu absorbieren. Gewissermaßen gilt also, daß auch dann, wenn das Aufhängungssystem des Fußes unter normalem Körpergewichtsdruck scheinbar herkömmlich aufgesetzt hat, es weiterhin mit einem Mechanismus reagiert, um den Fuß sogar unter sehr viel extremerem Druck zu schützen und abzupuffern. Dargestellt ist dies ist in Fig. 8C, in der die menschliche Ferse unter dem schweren Druck einer etwa dreifachen Körpergewichtskraft beim Landen im normalen Lauf gezeigt ist. Dies läßt sich leicht überprüfen: Steht man barfuß auf einem harten Fußboden, fühlt sich die Ferse sehr fest gestützt an und kann dennoch angehoben und mit nur geringer Zunahme des Festigkeitsgefühls regelrecht auf den Fußboden geknallt werden; die Ferse wird einfach härter, wenn der Druck zunimmt.
Außerdem sollte vermerkt werden, daß es dieses System der relativ schmalen Basis des Calcaneus ermöglicht, bei normaler Pronations-/Supinationsbewegung frei von einer Seite zur anderen zu schwenken, ohne daß eine störende Verdrehung darauf wirkt, trotz der viel größeren Breite der komprimierten Fußsohle zum Schutz und zur Abpufferung; von entscheidender Bedeutung ist dies beim Aufrechterhalten der natürlichen Ausrichtung von Gelenken über dem Fußgelenk, z. B. Knie, Hüfte und Rücken, besonders in der Horizontalebene, so daß der gesamte Körper ordnungsgemäß gerichtet ist, um Stöße richtig zu absorbieren. Dagegen erzeugen vorhandene Schuhsohlengestaltungen, die zwecks Stabilität allgemein relativ breit sind, eine unnatürliche Frontalebenenverdrehung am Calcaneus, was seine natürliche Bewegung einschränkt und Fehlausrichtung der über ihm wirkenden Gelenke mit dem Ergebnis bewirkt, daß es zu Verletzungen durch Überbeanspruchung kommt, die bei solchen Schuhen ungewöhnlich verbreitet sind. Statt flexibler Seiten, die sich unter Zug verhärten, der durch Druck wie dem des Fußes verursacht wird, sind existierende Schuhsohlengestaltungen wegen fehlender anderer Alternativen gezwungen, relativ steife Seiten im Bemühen zu verwenden, für ausreichend Stabilität zu sorgen, um die ansonsten unkontrollierba re Auftriebs- bzw. Federwirkung und fehlende feste Stütze von Luft- oder Gelpuffern zu kompensieren.
Fig. 8D zeigt den nackten Fuß, der unter vollem Körpergewicht verformt und lateral etwa 20 Grad zur Normalbereichsgrenze gekippt ist. Erneut wird deutlich, daß das natürliche System für sowohl feste Lateralstütze als auch Stabilität sorgt, indem eine relativ direkte Berührung mit dem Erdboden erfolgt, während es gleichzeitig einen Puffermechanismus über Seitenzug und subcalcanealen Fettpolsterdruck bildet.
Ebenfalls in Querschnitten am Absatz zeigen Fig. 9A bis 9D eine natürlich konturierte Schuhsohlengestaltung, die das gesamte natürliche Puffer- und Stabilitätssystem des in Fig. 8 beschriebenen nackten Fußes möglichst weitgehend nachbildet, u. a. mit einer Pufferkammer 161 unter Stützstrukturen des Fußes, die ein druckübertragendes Medium wie Gas, Gel oder Flüssigkeit ähnlich wie das subcalcaneale Fettpolster unter dem Calcaneus und anderen Fußknochen enthält; somit entsprechen Fig. 9A bis D direkt Fig. 8A bis D. Das optimale Druckübertragungsmedium ist jenes, das den Fettpolstern des Fußes möglichst nahekommt; vermutlich ist Silikongel am optimalsten von derzeit leicht verfügbaren Materialien, wobei aber künftige Verbesserungen wahrscheinlich sind; da es Druck indirekt überträgt, weil sein Volumen unter Druck komprimiert wird, ist Gas wesentlich weniger optimal. Das Gas, das Gel oder die Flüssigkeit oder jedes andere wirksame Material kann ferner zusätzlich zu den Seiten der Schuhsohle selbst verkapselt sein, um Austritt zu steuern und Gleichmäßigkeit zu wahren, was herkömmlich verbreitet ist, und es kann in jede praktische Anzahl verkapselter Bereiche in einer Kammer unterteilt sein, was herkömmlich auch verbreitet ist. Die relative Dicke der Pufferkammer 161 kann variieren, was auch für die Bodensohle 149 und die obere Mittensohle 149 gilt, und sie kann in verschiedenen Bereichen der Schuhsohle durchgängig oder unterschiedlich sein; die optimalen Relativgrößen sollten jene sein, die dem durchschnittlichen menschlichen Fuß am nächsten kommen, was auf kleinere obere und untere Sohlen und eine größere Pufferkammer als in Fig. 9 verweist. Zur einfachen Herstellung und aus anderen Gründen kann die Pufferkammer aber auch sehr dünn, u. a. so dünn wie eine einfache Lamelle oder ein Horizontalschlitz, oder eine einfache Grenzschicht sein, z. B. ein Abschnitt oder der Großteil der Schicht zwischen der Bodensohle und der Mittensohle. Zudem können die Pufferkammern oder Polster 161 an beliebiger Stelle plaziert sein, direkt unter dem Fuß, wie eine Brandsohle, bis hin zu direkt über der Bodensohle. Optimal sollte die durch eine bestimmte Last in jeder Pufferkammer 161 erzeugte Druckmenge so abgestimmt sein, daß sie dem Druck unter dem entsprechenden Fettpolster des Fußes möglichst nahekommt.
Die Funktion des subcalcanealen Fettpolsters wird mit vorhandenen patentierten Puffersystemen nicht zufriedenstellend erfüllt, auch nicht mit denen, die Gas, Gel oder Flüssigkeit als druckübertragendes Medium haben. Im Gegensatz zu diesen künstlichen Systemen entspricht die neue Gestaltung von Fig. 9 der natürlichen Fußkontur und dem natürlichen Verfahren zur Überführung von Laufsohlendruck in Seitenzug in den flexiblen, aber relativ undehnbaren (die tatsächliche optimale Elastizität erfordert empirische Untersuchungen) Seiten der Schuhsohle.
Bei vorhandenen Puffersystemen wie Nike Air oder Asics Gel kommt es nicht zum Aufsetzen unter mäßigen Lasten und kaum, wenn überhaupt, unter extremen Lasten; die Oberseite der Puffervorrichtung bleibt über der Unterseite schwebend gehalten. Dagegen schafft die neue Gestaltung von Fig. 9 eine feste Unterstützung für die Fußstützstrukturen, indem sie für tatsächliche Berührung zwischen der Unterseite 165 der oberen Mittensohle 147 und der Oberseite 166 der Bodensohle 149 bei voller Last unter mäßigem Körpergewichtsdruck gemäß Fig. 9B oder unter maximaler normaler Spitzenlandekraft beim Laufen gemäß Fig. 9C genauso wie der menschliche Fuß von Fig. 8B und 8C sorgt. Je größer die durch den Fuß auf den Schuh übertragene Abwärtskraft ist, um so größer ist der Kompressionsdruck in der Pufferkammer 161 und um so größer ist der resultierende Zug der Schuhsohlenseiten.
Fig. 9D zeigt die gleiche Schuhsohlengestaltung bei voller Last und 20 Grad Kippen zur natürlichen Lateralgrenze wie Fig. 8D. Aus Fig. 9 geht hervor, daß ein zusätzlicher Stabi litätsvorteil des natürlichen Puffersystems für Schuhsohlen darin besteht, daß die effektive Schuhsohlendicke durch Kompression an der Seite reduziert ist, so daß der durch die Schuhsohlendicke repräsentierte potentielle destabilisierende Hebelarm auch reduziert ist, was Fuß- und Knöchelstabilität erhöht. Ein weiterer Nutzen der Gestaltung von Fig. 9 ist, daß sich die Mittensohlenoberseite des Schuhs in jede Horizontalrichtung bewegen kann, entweder seitwärts oder nach vorn und zurück, um Scherkräfte zu absorbieren; diese Scherbewegung wird durch Zug in den Seiten gesteuert. Zu beachten ist, daß die rechte Seite von Fig. 9A bis D abgewandelt ist, um eine natürliche Falte oder einen Aufwärtseinzug 162 zu bilden, damit eine vollständige Seitenkompression ohne Bindung oder Ballung zwischen den oberen und unteren Schuhsohlenschichten 147, 148 und 149 erfolgt; die Schuhsohlenfalte 162 bildet eine ähnliche Falte oder einen Einzug 163 im menschlichen Fuß genau nach.
Eine weitere mögliche Variante der Verbindung von Schuhschaft mit Schuhbodensohle ist rechts (an der Seite) in Fig. 9A bis D gezeigt, bei der die Tatsache genutzt wird, daß es für die zugaufnehmenden Schuhsohlenseiten, egal ob Schuhschaft oder Bodensohle, optimal ist, mit der theoretisch idealen Stabilitätsebene entlang der Seite der Schuhsohle jenseits jenes Punkts zusammenzufallen, der beim Kippen des Schuhs zur natürlichen Fußgrenze erreicht wird, so daß kein destabilisierender Hebelarm der Schuhsohle erzeugt wird, wenn der Schuh gemäß Fig. 9D voll gekippt ist. Die Verbindung kann etwas nach oben bewegt sein, so daß die Gewebeseite nicht mit dem Boden in Berührung kommt, oder sie kann mit einer Beschichtung zwecks Traktion und Gewebeschutz überzogen sein.
Zu beachten ist, daß die Gestaltung von Fig. 9 eine Strukturbasis schafft, damit sich die Schuhsohle sehr leicht an die natürliche Form des menschlichen Fußes anpaßt und leicht die natürliche Verformungsabflachung des Fußes bei lastaufnehmender Bewegung auf dem Erdboden nachvollzieht. Dies gilt auch dann, wenn die Schuhsohle mit Ausnahme der Gestaltung von Fig. 9 wie eine herkömmliche Sohle hergestellt ist, obwohl relativ starre Strukturen wie Absatzsteifen und Bewegungssteuervorrichtungen nicht bevorzugt sind, da sie die Fähigkeit der Schuhsohle stören würden, sich parallel zur natürlichen Verformung der Trägerfußsohle unter Last zu verformen. Wenngleich nicht optimal, würde ein solcher wie in Fig. 9 hergestellter herkömmlicher flacher Schuh die wesentlichen Merkmale der neuen Erfindung haben, was zu erheblich verbesserter Abpufferung und Stabilität führt. Die Gestaltung von Fig. 9 könnte auch auf Schuhsohlen mit Zwischenformen angewendet werden, die sich weder dem flachen Erdboden, noch dem natürlich konturierten Fuß anpassen. Außerdem läßt sich die Gestaltung von Fig. 9 auf die anderen Gestaltungen des Anmelders anwenden, z. B. die in seiner PCT-Veröffentlichung WO 91/04683 beschriebenen.
Zusammenfassend zeigt die Gestaltung von Fig. 9 einen Schuhaufbau für einen Schuh, der folgendes aufweist: eine Schuhsohle mit einer oder mehreren Kammern unter den Strukturelementen des menschlichen Fußes, u. a. mindestens der Ferse; wobei die Kammer(n) ein druckübertragendes Medium wie Flüssigkeit, Gas oder Gel enthält (enthalten); ein Abschnitt der Oberseite der Schuhsohlenkammer die Unterseite der Kammer bei normaler Lastaufnahme fest berührt; und Druck infolge der Lastaufnahme mindestens teilweise zu den relativ unelastischen Seiten, der Ober- und Unterseite der Schuhsohlenkammer(n) progressiv übertragen wird, was Zug erzeugt.
Während die Gestaltung von Fig. 9 die Makrostruktur des Fußes auf vereinfachte Weise kopiert, konzentrieren sich Fig. 10A bis C mehr auf die genauen Details der natürlichen Strukturen, u. a. auf der Mikroebene. Fig. 10A und 10C sind Perspektivansichten von Querschnitten durch die menschliche Ferse und zeigen die Matrix aus elastischem Faserbindegewebe, das in Kammern 164 angeordnet ist, die dicht gepackte Fettzellen enthalten; die Kammern sind als Wirbel strukturiert, die sich vom Calcaneus radial ausbreiten. Diese Fasergewebestränge sind fest an der Calcaneusunterseite befestigt und erstrecken sich bis zum Unterhautgewebe. Gewöhnlich sind sie U-förmig, wobei das offene Ende des U zum Calcaneus weist.
Am natürlichsten wäre eine Annäherung an diese spezifische Kammerstruktur die optimalste als genaues Modell für die Struktur der Schuhsohlen-Pufferkammern 161, zumindest letzten Endes, wenngleich die komplizierte Beschaffenheit der Gestaltung einer gewissen Zeit zur Überwindung der Schwierigkeiten in Konstruktion und Aufbau bedarf; dazu ist aber die Beschreibung der Struktur der Fersenbeinpolsterung von Erich Blechschmidt in "Foot and Ankle", März 1982 (Übersetzung des deutschen Originals von 1933) so detailliert und umfassend, daß das Kopieren dieser Struktur als Modell in der Schuhsohlengestaltung technisch unschwer ist, sobald man die entscheidende Verbindung herstellt, daß ein solches Kopieren dieses natürlichen Systems notwendig ist, um die innewohnenden Schwächen der Gestaltung vorhandener Schuhe zu überwinden. Andere Anordnungen und Orientierungen der Wirbel sind möglich, wären aber vermutlich weniger optimal.
In Fortführung dieser nahezu exakten konstruktiven Analogie entspräche die Unterseite 165 der oberen Mittensohle 147 der Außenfläche 167 des Calcaneus 159 und wäre der Ursprung der zuvor erwähnten U-förmigen Wirbelkammern 164.
Fig. 10B zeigt eine Nahdarstellung der Innenstruktur der großen Kammern von Fig. 10A und 10C. Aus dieser feinen Innenstruktur und den Kompressionskennwerten der Minikammern 165a wird deutlich, daß jene direkt unter dem Calcaneus infolge des hohen lokalen Drucks auf sie und des begrenzten Grads ihrer Elastizität recht leicht sehr hart werden, so daß sie in der Lage sind, den Calcaneus oder andere Knochen der Fußsohle sehr fest zu stützen; da sie recht unelastisch sind, werden die Druckkräfte auf diese Kammern zu anderen Bereichen des Fettpolsternetzes unter jeder gegebenen Stützstruktur des Fußes wie dem Calcaneus abgeleitet. Ist also eine Pufferkammer 161, z. B. die Kammer unter der Ferse von Fig. 9, in kleinere Kammern wie in Fig. 10 unterteilt, so wäre eine tatsächliche Berührung zwischen der Oberseite 165 und Unterseite 165 nicht mehr zur festen Stütze nötig, solange diese Kammern und das darin enthaltene Druckübertragungsmedium ähnliche Materialkennwerte wie der Fuß gemäß der vorstehenden Beschreibung haben; bei diesem Herangehen ist die Verwendung von Gas möglicherweise nicht zufriedenstellend, da seine Komprimierbarkeit womöglich keine ausreichend Festigkeit ermöglicht.
Zusammenfassend zeigt die Gestaltung von Fig. 10 einen Schuhaufbau, der folgendes aufweist: eine Schuhsohle mit einer oder mehreren Kammern unter den Strukturelementen des menschlichen Fußes, u. a. mindestens der Ferse; wobei die Kammern ein druckübertragendes Medium wie Flüssigkeit, Gas oder Gel enthalten; die Kammern eine Wirbelstruktur wie die der Fettpolster der menschlichen Fußsohle haben; Lastaufnahmedruck zumindest teilweise zu den relativ unelastischen Seiten, der Ober- und Unterseite der Schuhsohlenkammern progressiv übertragen wird, was Zug in ihnen erzeugt; die Elastizität des Materials der Kammern und des druckübertragenden Mediums so ist, daß die normalen Gewichtsaufnahmelasten ausreichend Zug in der Struktur der Kammern erzeugen, um für ausreichend Struktursteifigkeit zu sorgen, damit eine feste natürliche Stütze der Strukturelemente des Fußes wie jene erfolgen kann, die der nackte Fuß durch seine Fettpolster erfährt. Dieser Schuhsohlenaufbau kann Schuhsohlenkammern haben, die in Mikrokammern wie die der Fettpolster der Fußsohle unterteilt sind.
Da der nackte Fuß, der nie beschuht ist, durch sehr harte Schwielen ("Seri-Stiefel" genannt) geschützt ist, die dem beschuhten Fuß fehlen, scheint die Schlußfolgerung plausibel zu sein, daß das natürliche Schutz- und Stoßdämpfungssystem des beschuhten Fußes durch seine unnatürlich unterentwickelten Faserkapseln (die die subcalcanealen und andere Fettpolster unter der Fußknochen-Stützstruktur umgeben) beeinträchtigt ist. Eine Lösung wäre die Produktion eines Schuhs, der zum strumpflosen Gebrauch (d. h. mit glatten Oberflächen über der Fußlaufsohle) bestimmt ist und Brandsohlen verwendet, die mit der Fußlaufsohle, u. a. ihren Seiten, übereinstimmen. Die Oberseite dieser Brandsohlen, die mit der Laufsohle des Fußes (und ihren Seiten) in Berührung stünde, wäre ausreichend rauh, um die Bildung natürlicher Barfußschwielen anzuregen. Die Brandsohlen wären entfernbar und in unterschiedlichen gleichmäßigen Rauheitsgraden wie Sandpapier erhältlich, so daß der Benutzer von feineren Graden zu gröberen Graden übergehen kann, wenn sich seine Fußsolen im Gebrauch verhärten.
Ähnlich könnten Strümpfe zur Erfüllung der gleichen Funktion hergestellt werden, wobei die der Fußlaufsohle (und den Seiten der Laufsohle) entsprechende Strumpffläche aus einem ausreichend rauhen Material hergestellt ist, um die Schwielenbildung auf der Fußlaufsohle anzuregen, wobei unterschiedliche Rauheitsgrade von fein bis grob verfügbar sind, die weichen bis natürlich harten Füßen entsprechen. Mit einer Schlauchstrumpfgestaltung gleichmäßiger Rauheit anstelle der zuvor angenommenen herkömmlichen Strumpfgestaltung könnte der Benutzer den Strumpf an seinem Fuß drehen, um sich möglicherweise entwickelnde Reizpunkte an "kritischen Stellen" zu beseitigen. Da zudem die Zehen für Blasenbildung am anfälligsten sind und die Ferse beim Stoßdämpfen am wichtigsten ist, könnte der Zehenbereich des Strumpfs weniger abrasiv als der Fersenbereich sein.
Fig. 11A bis C zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Faserstränge in den vorhergegangenen Fig. 10A bis C. Der Fasereinsatz in existierenden Schuhsohlen ist nur auf die Außenfläche beschränkt, z. B. die Oberseite von Brandsohlen, bei der es sich normalerweise um Gewebe handelt, beispielsweise um Dellinger-Gewebe, das ein Stoffnetz oder -gewebe ist, das die Außenfläche der Mittensohle (oder Abschnitte von ihr wie den Absatzkeil, schichtartig in den Rest der Schuhsohle eingefügt) umgibt. Keine bestehende Faserverwendung in Schuhsohlen weist den Einsatz dieser Fasern im Schuhsohlenmaterial selbst auf.
Dagegen imitiert die Nutzung von Fasern in der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 den Fasereinsatz im menschlichen Fuß, weshalb sie wie bei der Fußsohle im anderen Material der Schuhsohle selbst integral suspendiert sind; d. h. bei typischen vorhandenen Sportschuhen im Polyurethan (PU) oder Ethylvinylacetat (EVA). Anders gesagt ist die Verwendung von Fasern in der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 eine Analogie zu Glasfasern (aber hochflexibel). Die Absicht der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 war die breite Erfassung jeder Nutzung von Faser, die im Schuhsohlenmaterial zu dessen Verstärkung suspendiert ist, um für Festigkeit und Flexibilität zu sorgen; insbesondere der Einsatz solcher Faser in der Mitten sohle und Bodensohle, da ein Gebrauch dort den U-förmigen Fasereinsatz in der menschlichen Fußsohle nachbildet. Die Faserorientierung in der menschlichen Fußsohlenstruktur gemäß Fig. 11 richtet sich streng nach der Form dieser Struktur, da die Fasern in den komplizierten Ebenenstrukturen liegen würden.
Die PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 beschreibt das Kopieren der spezifischen Struktur der Fußsohle gemäß der definitiven Darstellung von Erich Blechschmidt in "Foot and Ankle", März 1982, was hierin mit Fasern gezeigt ist, die in den neuen Fig. 11A bis C explizit dargestellt sind (Abwandlungen von Fig. 10A bis C). Wie die menschliche Fasern sollten solche Schuhsohlenfasern vorzugsweise flexibel und relativ unelastisch sein.
Fig. 12A bis D zeigen die Verwendung flexibler und relativ unelastischer Faser in Form von Strängen als Gewebe oder Vlies (z. B. Preßbahnen), die in Mittensohlen- und Bodensohlenmaterial eingebettet sind. Optimal verlaufen die Faserstränge (zumindest annähernd) parallel zur Ebenenoberfläche der Trägerfußsohle in der natürlich konturierten Gestaltung von Fig. 12A bis C und parallel zum flachen Erdboden in Fig. 12D, die einen Schnitt einer herkömmlichen, nicht konturierten Schuhsohle zeigt. Faserorientierungen in einem Winkel zu dieser Parallelposition schaffen immer noch Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Schuhsohlen ohne Faserverstärkung, besonders wenn der Winkel relativ klein ist; allerdings führen sehr große Winkel oder ungerichtete Orientierung der Fasern zu erhöhter Steifigkeit oder erhöhter Weichheit.
Durch diese bevorzugte Orientierung der Faserstränge parallel zur Ebene der Trägerfußsohle kann sich die Schuhsohle parallel zur natürlichen Fußsohlenabflachung unter Druck abflachend verformen. Gleichzeitig setzt die Zugfestigkeit der Fasern dem Abwärtsdruck des Körpergewichts Widerstand entgegen, das normalerweise das Schuhsohlenmaterial zu den Seiten drücken würde, so daß sich die Seitenwände der Schuhsohle nicht (oder weniger) ausbauchen. Das Ergebnis ist ein Schuhsohlenmaterial, das sowohl flexibel als auch fest ist. Diese einzigartige Kombination aus Funktionsmerkmalen steht im markanten Gegensatz zu herkömmlichen Schuhsohlenmaterialien, bei denen erhöhte Flexibilität zwangsläufig höhere Weichheit bewirkt und größere Festigkeit auch die Steifigkeit erhöht. Fig. 12A ist eine Abwandlung von Fig. 5A, Fig. 12B ist eine Abwandlung von Fig. 6, Fig. 12C ist eine Abwandlung von Fig. 7 und Fig. 12D ist völlig neu. Die dargestellte Position der Fasern wäre auch dann dieselbe, wenn das Schuhsohlenmaterial aus einem homogenen Material oder aus anderen als den hier gezeigten Schichten hergestellt ist.
Die Verwendung der Faserstränge, besonders bei gewebten, schützt vor Eindringen scharfer Objekte, ganz ähnlich wie die Fasern in Radialreifen von Kraftfahrzeugen. Die Faser kann jede Größe einzeln oder in Kombination zur Strangbildung haben; und sie kann aus jedem Material mit den Eigenschaften einer relativen Unelastizität (um Zugkräften zu widerstehen) und Flexibilität bestehen. Die Faserstränge können kurz oder lang, kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Die Fasern erleichtern die Fähigkeit jeder sie nutzenden Schuhsohle, wie die Fußsohle flexibel, aber unter Druck hart zu sein.
Zu beachten ist auch, daß die sowohl in der Abdeckung von Brandsohlen als auch im Dellinger-Gewebe verwendeten Fasern gewirkt oder lose geflochten und nicht verwebt sind, was nicht bevorzugt ist, da sich solche Faserstränge unter Zugbeanspruchung dehnen sollen, so daß ihre Fähigkeit zum Widerstand gegen Seitwärtsverformung im Vergleich zu ungewirkten Fasersträngen stark verringert wäre, die einzeln (oder in gezwirnten Garngruppen) verwebt oder zu Bahnen gepreßt sind.
Fig. 13A bis D sind Abwandlungen von Fig. 9A bis D zur Darstellung der Verwendung flexibler unelastischer Faser oder Faserstränge als Gewebe oder Vlies (z. B. gepreßt), um einen eingebetteten Kapselmantel herzustellen, der die Pufferkammer 161 umgibt, die ein druckübertragendes Medium wie Gas, Gel oder Flüssigkeit enthält. Der Faserkapselmantel könnte auch direkt die Oberfläche der Pufferkammer einhüllen, was leichter aufzubauen ist, besonders beim Zusammenbau. Fig. 13E ist eine neue Zeichnung und zeigt einen Faserkapselmantel 191, der die Oberfläche einer Pufferkammer 161 direkt umhüllt; die Schuhsohlenstruktur ist nicht wie in Fig. 13A voll konturiert, sondern wie in Fig. 10 der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 natürlich konturiert und hat einen flachen Mittelabschnitt, der dem abgeflachten Abschnitt einer lastaufnehmenden Trägerfußsohle entspricht.
Fig. 13F zeigt eine einzigartige Kombination der Gestaltung von Fig. 9 und 10 der PCT-Veröffentlichung WO 91/ 10377 des Anmelders. Die Oberseite 165 und Unterseite 166 enthalten die Pufferkammer 161, die in zwei Teile unterteilt ist. Die untere Hälfte der Pufferkammer 161 ist wie die Kammer von Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 10377 strukturiert und funktioniert auch so. Die obere Hälfte ähnelt Fig. 10 der PCT-Veröffentlichung WO/10377, ist aber in Kammern 164 unterteilt, die geometrisch eher regelmäßig sind, so daß der Aufbau einfacher ist; die Struktur der Kammern 164 kann wabenartig sein. Vorteilhaft bei dieser Gestaltung ist, daß sie die tatsächliche Struktur der Trägerfußsohle besser als die Gestaltung von Fig. 9 nachbildet, während sie viel einfacher als die Gestaltung von Fig. 10 aufzubauen ist. Wie die Trägerfußsohle ist die Gestaltung von Fig. 13F relativ weich und flexibel in der unteren Hälfte der Kammer 161, aber fester und schützender in der oberen Hälfte, wo sich die Minikammern 164 unter Lastaufnahmedruck schnell versteifen. Andere Anordnungen in mehreren Ebenen sind ebenfalls möglich.
Fig. 14A bis D gleichen Fig. 9A bis D der FCT-Veröffentlichung WO 91/19429 in ähnlicher Abwandlung, um die Verwendung von eingebetteter flexibler unelastischer Faser oder Fasersträngen als Gewebe oder Vlies in verschiedenen Ausführungsformen ähnlich wie in Fig. 12A bis D zu zeigen. Fig. 14E ist eine neue Darstellung und zeigt einen Frontalebenenquerschnitt eines Faserkapselmantels 191, der die Oberfläche des Mittensohlenbereichs 188 direkt umhüllt.
Im Frontalebenenquerschnitt am Absatzbereich zeigen Fig. 15A und B Schuhsohlenaufbauten wie in Fig. 5A urd B, aber detaillierter, wobei sich die Bodensohle 149 an der Seite der Mittensohle relativ weiter nach oben erstreckt.
Die rechte Seite von Fig. 15A und B zeigt die bevorzugte Ausführungsform, d. h. einen relativ dünnen und zulaufenden Abschnitt der Bodensohle, der sich über den Großteil der Mit tensohle erstreckt und an der Mittensohle sowie am Schuhschaft 21 befestigt ist, der ebenfalls vorzugsweise zuerst an der oberen Mittensohle 147 dort befestigt ist, wo beide bei 3 zusammentreffen, und dann an der Bodensohle befestigt ist, wo beide bei 4 zusammentreffen. Außerdem ist die Bodensohle an der oberen Mittensohle 147 dort befestigt, wo sie bei 5 zusammenkommen, sowie an der unteren Mittensohle 148 bei 6.
Die linke Seite von Fig. 15A und B zeigt eine eher herkömmliche Befestigungsanordnung, wo die Schuhsohle an einem voll geformten Schuhschaft 21 befestigt ist. Die Befestigung der Bodensohle 149 erfolgt an der unteren Mittensohle 148 dort, wo ihre Oberflächen bei 6 zusammenfallen, an der oberen Mittensohle 147 bei 5 und am Schuhschaft 21 bei 7.
Fig. 15A veranschaulicht eine Schuhsohle wie in Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429, aber mit einem vollständig verkapselten Bereich 188 wie in Fig. 9A und B dieser Anmeldung; darstellungsgemäß ist der verkapselte Bereich 188 von der Bodensohle 149 an einer Linie 8 und vom Rest der Mittensohle 147 und 148 an einer Linie 9 begrenzt. Fig. 15A stellt mehr Einzelheiten als frühere Zeichnungen dar, u. a. eine Brandsohle (auch Deckbrandsohle genannt) 2, die gemäß der Form der Trägerfußsohle genau wie der Rest der Schuhsohle konturiert ist, so daß die Fußsohle über ihren gesamten Seitwärtsbewegungsbereich von maximaler Supination bis maximaler Pronation gestützt ist.
Die Brandsohle 2 überlappt den Schuhschaft 21 bei 14; dadurch ist gewährleistet, daß die lastaufnehmende Oberfläche der Trägerfußsohle nicht mit Nähten in Berührung kommt, die Abrieb verursachen könnten. Obwohl nur der Absatzbereich in dieser Darstellung gezeigt ist, würde die gleiche Brandsohlenstruktur vorzugsweise auch anderswo verwendet, besonders am Vorderfuß; vorzugsweise würde sich die Brandsohle mit der gesamten lastaufnehmenden Oberfläche der Trägerfußsohle in Deckung befinden, u. a. mit der Vorderfläche der Zehen, um eine Stütze für Vorwärts-Rückwärts-Bewegungen sowie für Seitwärtsbewegungen zu bilden.
Die Gestaltung von Fig. 15 sorgt wie die Gestaltungen von Fig. 9 der beiden PCT-Veröffentlichungen WO 91/10277 und WO 91/19429 für feste Flexibilität durch teilweises oder völliges Verkapseln des ungefähren Mittelbereichs des relativ dicken Absatzes der Schuhsohle (oder anderer Sohlenflächen, z. B. beliebiger oder aller der wesentlichen Stützelemente des Fußes, u. a. die Basis des fünften Mittelfußknochens, die Köpfe der Mittelfußknochen und die erste distale Phalanx). Die Außenflächen an diesem (diesen) verkapselten Bereich(en) können sich relativ frei bewegen, indem der verkapselte Abschnitt nicht mit der umgebenden Schuhsohle verklebt wird.
Für Festigkeit in der Gestaltung von Fig. 15 sorgt der hohe Druck, der unter dem Vielfachen der Körpergewichtslast bei Fortbewegung in dem (den) verkapselten Bereich(en) erzeugt wird und sie unter extremem Druck relativ hart macht, etwa so wie die Fußferse. Anders als herkömmliche Schuhsohlen, die relativ inflexibel sind und dadurch lokale Punktdrücke erzeugen, besonders an der Außenkante der Schuhsohle, neigt die Gestaltung von Fig. 15 zur gleichmäßigen Druckverteilung über den gesamten verkapselten Bereich, so daß die natürliche Biomechanik der Trägerfußsohle gewahrt bleibt und Scherkräfte wirksamer gehandhabt werden.
In der Gestaltung von Fig. 15A wird für feste Flexibilität dadurch gesorgt, daß ungefähr der Mittelbereich des relativ dicken Absatzes der Schuhsohle oder andere Flächen der Schuhsohle verkapselt sind, während sich die Außenflächen dieses Bereichs relativ frei bewegen können, indem der verkapselte Bereich nicht wie herkömmlich mit der umgebenden Schuhsohle verklebt ist. Festigkeit kommt durch den unter Körpergewichtslasten im verkaspelten Bereich erzeugten hohen Druck zustande, was ihn unter extremem Druck relativ hart macht, etwa wie die Fußferse, da er von flexiblen, aber relativ unelastischen Materialien umgeben ist, besonders von der Bodensohle 149 (und in Verbindung mit dem Schuhsohlenschaft steht, der auch aus flexiblem und relativ unelastischem Material aufgebaut sein kann). Somit ist die gleiche U-Struktur durch die Schuhsohle auf einer Makroebene gebildet, die in der menschlichen Fußsohle auf einer Mikroebene aufgebaut ist, was definitiv von Erich Blechschmidt in "Foot and Ankle", März 1982 beschrieben wurde.
Zusammenfassend zeigt die Gestaltung von Fig. 15A einen Schuhaufbau für einen Schuh, der folgendes aufweist: eine Schuhsohle mit mindestens einer Kammer unter den Strukturelementen des menschlichen Fußes; wobei die Kammer ein druckübertragendes Medium enthält, das sich aus einem unabhängigen Bereich von Mittensohlenmaterial zusammensetzt, der nicht dauerhaft an der ihn umgebenden Schuhsohle befestigt ist; und Druck infolge normaler Lastaufnahme mindestens teilweise zu den relativ unelastischen Seiten, der Ober- und Unterseite der Schuhsohlenkammer progressiv übertragen wird, was Zug erzeugt. Die Gestaltung von Fig. 15A kann mit denen von Fig. 11 bis 14 so kombiniert sein, daß die Kammer von einer Verstärkungsschicht aus relativ flexibler und unelastischer Faser umgeben ist.
Fig. 15A und B zeigen eine konstante Schuhsohlendicke in Frontalebenenquerschnitten, wobei aber die Dicke in Frontalebenenquerschnitten etwas variieren kann (bis etwa 25% in einigen Fällen), was zuvor in der PCT-Veröffentlichung WO 91/ 04683 beschrieben wurde.
Fig. 15B zeigt eine Gestaltung genau wie in Fig. 15A mit der Ausnahme, daß der verkapselte Bereich nur auf die lastaufnehmende Grenzschicht zwischen der unteren Mittensohle 148 und der Bodensohle 149 reduziert ist. Einfach gesagt ist damit der Großteil oder die Gesamtheit der Oberseite der Bodensohle und der Unterseite der Mittensohle nicht befestigt oder zumindest nicht dauerhaft dort befestigt, wo sie an der Linie 8 zusammenfallen; die Bodensohle und Mittensohle sind nur entlang der nicht lastaufnehmenden Seiten der Mittensohle dauerhaft befestigt. Dieses Herangehen ist einfach und unschwierig. Die lastaufnehmende Grenzschicht 8 ist wie die interne Horizontallamelle in der PCT-Veröffentlichung WO 91/ 19429 des Anmelders beschriebenen.
Die Lamellenfläche 8 kann unverklebt sein, so daß Relativbewegungen zwischen den beiden Oberflächen nur durch ihre gemeinsame Strukturbefestigung an den Seiten gesteuert sind. Zusätzlich kann die Lamellenfläche geschmiert sein, um Relativbewegungen zwischen Oberflächen zu erleichtern, oder sie kann mit einer viskosen Flüssigkeit geschmiert sein, die Be wegungen einschränkt. Alternativ kann die Lamellenfläche 8 mit einem halbelastischen oder halbhaftenden Leim verklebt sein, der Relativbewegungen steuert bzw. eindämmt, gewisse aber ermöglicht; in diesem Fall würde der halbelastische oder halbhaftende Leim auch eine Stoßdämpfungsfunktion erfüllen. Unter Verwendung der in früheren Anmeldungen aufgestellten weitgefaßten Definition von Schuhsohlenlamellen kann die Lamelle ein Kanal sein, der mit flexiblem Material wie dem gefüllt ist, das in Fig. 5 der PCT-Veröffentlichung WO 91/11924 des Anmelders gezeigt ist, oder sie kann einfach eine dünnere Kammer als die sein, die in Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 dargestellt ist.
Zusammenfassend zeigt die Gestaltung von Fig. 15B einen Schuhaufbau für einen Schuh, der folgendes aufweist: einen Schuhschaft und eine Schuhsohle, die einen Bodenabschnitt mit Seiten hat, die relativ flexibel und unelastisch sind; wobei mindestens ein Abschnitt der Bodensohlenseiten direkt am Schuhschaft dauerhaft befestigt ist; der Schuhschaft aus Material zusammengesetzt ist, das flexibel und relativ unelastisch mindestens dort ist, wo der Schuhschaft an der Bodensohle befestigt ist; die befestigten Abschnitte die anderen Sohlenabschnitte der Schuhsohle umhüllen; und die Schuhsohle mindestens eine Horizontallamelle hat, die im Inneren der Schuhsohle enthalten ist. Die Gestaltung von Fig. 15B läßt sich mit denen von Fig. 11 bis 14 so kombinieren, daß sie einen Schuhsohlenbodenabschnitt aufzuweist, der sich aus Material zusammensetzt, das mit mindestens einer Faserschicht verstärkt ist, die relativ flexibel und unelastisch und die in der Horizontalebene orientiert ist.
Die Gestaltung von Fig. 16 ist flach und paßt sich der Form des Erdbodens wie eine eher herkömmliche Schuhsohle an, behält aber ansonsten die Seitenstrukturen gemäß Fig. 15A und B sowie die nicht befestigte Grenzschicht zwischen der Bodensohle 149 und Mittensohle 148. Fig. 16 zeigt eine Perspektivansicht (das Äußere eines rechten Schuhs) eines flachen Schuhs 20, in dem die Gestaltung von Fig. 15A zur Befestigung der Bodensohle am Schuhschaft eingearbeitet ist. Äußerlich scheint der Schuh herkömmlich zu sein, wobei Abschnitte der Bodensohle 149 nach oben um die Seiten der unteren Mittensohle 148 und oberen Mittensohle 147 umgeschlagen und daran befestigt sind; wie die Struktur von Fig. 5B ist die Bodensohle 149 auch um den Schuhschaft 21 umgeschlagen und daran befestigt, was aber auf eine flache herkömmliche Schuhsohle angewendet ist. Darstellungsgemäß ist die Bodensohle 149 um die Schuhmittensohle und den Schaft am Calcaneus 95, an der Basis des fünften Mittelfußknochens 97, am Kopf des fünften Mittelfußknochens 96 und am Zehenbereich umgeschlagen. Natürlich läßt sich die gleiche Umschlagmöglichkeit der Bodensohle auch mit der Gestaltung von Fig. 5 des Anmelders und seinen anderen konturierten Schuhsohlengestaltungen nutzen.
Fig. 17A bis D entsprechen Fig. 9A bis D aus der PCT- Veröffentlichung WO 91/19429 des Anmelders und zeigen eine Folge herkömmlicher Schuhsohlenquerschnitte in der Frontalebene am Absatz unter Nutzung sowohl von Sagittalebenen- als auch Horizontalebenenlamellen, wobei einige oder alle Lamellen nicht von einer Außenschuhsohlenfläche ausgehen, sondern völlig im Inneren liegen. Dadurch sind Relativbewegungen zwischen Innenfläche möglich, was die natürliche Verformung der Schuhsohle erleichtert. Die Absicht der allgemeinen Erfindung von Fig. 17 besteht darin, eine ähnliche, aber vereinfachte und eher herkömmliche Version einiger der Grundprinzipien zu schaffen, die in der unkonventionellen und stark anthropomorphen Erfindung gemäß Fig. 9 und 10 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 zum Einsatz kommen, so daß die resultierende Funktionsweise ähnlich ist.
Fig. 17A zeigt eine Gruppe von drei Laminierungsschichten, wobei aber anders als in Fig. 18 (Fig. 6C der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429) die Mittelschicht 188 nicht mit den anderen sie berührenden Oberflächen verklebt ist; diese Oberflächen sind Innenverformungsschlitze in der Sagittalebene 181 und in der Horizontalebene 182, die die Mittelschicht 188 vollständig oder teilweise verkapseln. Die Relativbewegung zwischen Laminierungsschichten an den Verformungsschlitzen 181 und 182 kann mit Gleitmitteln, entweder nassen wie Silikon oder trockenen wie Teflon, mit jedem Viskositätsgrad verstärkt sein; Schuhsohlenmaterialien können bei Bedarf ge schlossenzellig sein, um das Gleitmittel aufzunehmen, oder eine nichtporöse Oberflächenbeschichtung oder -schicht kann aufgetragen sein. Die Verformungsschlitze können zu Kanälen oder jeder anderen praktischen geometrischen Form als Lamellen vergrößert sein, die weitestgehend definiert sind.
Verringern lassen sich die Relativbewegungen durch Einsatz aufgerauhter Oberflächen oder andere herkömmliche Verfahren zum Erhöhen des Reibungskoeffizients zwischen Laminierungsschichten. Soll eine noch größere Steuerung der Relativbewegung der Mittelschicht 188 erfolgen, können nur ein Punkt oder wesentlich mehr Punkte an beliebigen Stellen an den Innenverformungsschlitzen 181 und 182 verklebt sein, was sie diskontinuierlich macht; und der Kleber kann in beliebigem Grad elastisch oder unelastisch sein.
In Fig. 17A ist die Außenstruktur der Sagittalebenen- Verformungsschlitze 181 durch den Schuhschaft 21 festgelegt, bei dem es sich normalerweise um flexibles und relativ unelastisches Gewebe oder Leder handelt. Bei Fehlen eines verbindenden Außenmaterials wie des Schuhschafts gemäß Fig. 17A oder des elastischen Kantenmaterials 180 von Fig. 18 können nur die Außenkanten der Horizontalebenen-Verformungslamellen 182 miteinander verklebt sein.
Fig. 17B zeigt eine weitere herkömmliche Schuhsohle im Frontalebenenquerschnitt am Absatz mit einer Fig. 17A ähnelnden Kombination aus sowohl Horizontal- als auch Sagittalebenen-Verformungslamellen, die einen Mittelbereich 188 verkapseln. Wie in Fig. 17A ermöglicht der Aufbau von Fig. 17B die Relativbewegung des Mittelbereichs 188 mit seinem verkapselnden Außenmittensohlenbereich 184, der seine Seiten sowie seine Oberseite umschließt, und der Bodensohle 128, die beide an ihren gemeinsamen Grenzen 183 befestigt sind.
Dieser Weg von Fig. 17B ist analog zu dem in Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 und dieser Anmeldung, bei der es sich um die Erfindung voll konturierter Schuhsohlen des Anmelders mit einer verkapselten Mittensohlenkammer aus einem Druckübertragungsmedium wie Silikon handelt; allerdings ist in diesem herkömmlichen Schuhsohlenfall das druckübertragende Medium ein eher herkömmlicher Bereich aus einem typi schen Puffermaterial für Schuhe wie PV oder EVA, das ebenfalls für Pufferung sorgt.
Fig. 17C zeigt auch eine weitere herkömmliche Schuhsohle im Frontalebenenquerschnitt am Absatz mit einer Fig. 17A und 17B ähnelnden Kombination aus sowohl Horizontal- als auch Sagittalebenen-Verformungslamellen. Statt aber einen Mittelbereich 188 zu verkapseln, ist in Fig. 17C ein oberer Bereich 187 durch Verformungslamellen teilweise so verkapselt, daß er zum Großteil wie der Mittelbereich 188 wirkt, aber stabiler ist und der eigentlichen Struktur des menschlichen Fußes näherkommt.
Diese Struktur wurde auf den Schuhsohlenaufbau in Fig. 10 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 und dieser Anmeldung angewendet; der obere Bereich 187 wäre analog zur integrierten Masse von Fettpolstern, die U-förmig und am Calcaneus oder Fersenbein befestigt sind; ähnlich ist die Form der Verformungslamellen in Fig. 17C U-förmig, und der obere Bereich 187 ist am Absatz durch den Schuhschaft befestigt, so daß er ähnlich wie die zusammengenommene Wirkung der Fettpolster funktionieren sollte. Der Hauptvorteil der Erfindung von Fig. 17C ist, daß dieser Weg so viel einfacher und daher unschwieriger und schneller als die hochkomplizierte anthropomorphe Gestaltung von Fig. 10 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 und dieser Anmeldung zu realisieren ist.
Eine Zusatzanmerkung zu Fig. 17C: Die Mittensohlenseiten 185 entsprechen dem Seitenabschnitt der verkapselnden Mittensohle 184 in Fig. 17B.
Fig. 17D zeigt in einem Frontalebenenquerschnitt am Absatz ein ähnliches Herangehen in der Anwendung auf die voll konturierte Gestaltung des Anmelders. Fig. 17D entspricht Fig. 9A der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 und dieser Anmeldung mit Ausnahme der Verkapselungskammer und einer unterschiedlichen Befestigungsvariante des Schuhschafts an der Bodensohle.
Die linke Seite von Fig. 17D zeigt eine Verkapselungsvariante eines Mittelbereichs 188 gemäß Fig. 17B, wobei die Verkapselung aber nur partiell ist und ein mittlerer oberer Bereich des Mittelbereichs 188 an der oberen Mittensohle äquivalent zu 184 in Fig. 17B entweder befestigt oder damit kontinuierlich ist.
Die rechte Seite von Fig. 17D zeigt eine Struktur von Verformungslamellen wie in Fig. 17C, wobei der obere Mittensohlenbereich 187 die Fähigkeit hat, sich relativ sowohl zur Bodensohle als auch zur Seite der Mittensohle zu bewegen. Die Struktur von Fig. 17D unterscheidet sich von der in Fig. 17C auch darin, daß die etwa in der Sagittalebene liegende Verformungslamelle 181 nur partiell ist und sich im Gegensatz zu Fig. 17C nicht zur Oberseite 30 der Mittensohle 127 erstreckt.
Fig. 18 entspricht Fig. 6C der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429 und zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz eine ähnliche herkömmliche Schuhsohlenstruktur mit Verformungslamellen 152 in der Horizontalebene, die sich ganz von einer Seite der Schuhsohle zur anderen Seite erstrecken, entweder in Deckungsgleichheit mit Laminierungsschichten - Absatzkeil 38, Mittensohle 127 und Bodensohle 128 - bei älteren Verfahren für Sportschuhsohlenaufbauten oder eingeformt bei moderneren Spritzgießverfahren. Wichtig bei der Gestaltung von Fig. 18 ist, daß wenn die laminierten Schichten, die herkömmlich in einer starr fixierten Position miteinander verklebt sind, statt dessen eine Gleitbewegung relativ zueinander vollführen können, sie dann flexibel genug werden, um sich der ständig ändernden Form der Fußsohle in Bewegung anzupassen und dabei gleichzeitig etwa den gleichen Grad an notwendiger direkter Strukturunterstützung zu liefern.
Solche getrennten Laminierungsschichten würden nur an der Außenkante durch eine Schicht aus elastischem Material oder Gewebe 180 zusammengehalten, das mit den Laminierungsschichten 38, 127 und 128 verbunden ist, was links in Fig. 18 gezeigt ist. Die Elastizität der Kantenschicht 180 sollte genügen, eine wesentliche Beschränkung der Gleitbewegung zwischen den Laminierungsschichten zu verhindern. Außerdem kann die elastische Kantenschicht 180 mit Horizontalverformungsschlitzen 152 verwendet werden, die sich nicht vollständig über die Schuhsohle erstrecken, z. B. die von Fig. 6A und 6B der PCT-Veröffentlichung WO 91/19429, und wäre zum Zusammen halten der Außenkante nützlich, was verhindert, daß sie abklappt und sich an Objekten verfängt, so daß man nicht stolpert. Die elastische Schicht 180 kann direkt mit dem Schuhschaft verbunden sein, wobei sie ihn vorzugsweise überlappt.
Die in herkömmlichen Schuhsohlen von Fig. 18 gezeigten Verformungsschlitzstrukturen lassen sich auch auf die Erfindungen mit Quadrantseiten, natürlich konturierten Seiten und voll konturierten Seiten des Anmelders anwenden, u. a. denen mit größerer oder kleinerer Seitendicke, sowie auf andere Schuhsohlenstrukturen in seinen bereits zitierten anderen früheren Anmeldungen.
Bei Nichtverwendung der elastischen Schicht 180 oder in Verbindung mit ihrem Einsatz können die Laminierungsschichten mit einem Kleber oder anderen Verbindungsmaterial ausreichender Elastizität befestigt sein, damit sich die Schuhsohle wie der Fuß natürlich verformen kann.
Fig. 19 zeigt die Oberseite der Bodensohle 149 (unbefestigt) des in Fig. 16 perspektivisch gezeigten rechten Schuhs. Die Bodensohle kann herkömmlich sein, mit einem flachen Bereich, der von der Grenze 17 umgeben ist, und mit Seiten, die an den Seiten der Mittensohle im Calcaneus- (Absatz-) Bereich 95, der Basis des fünften Mittelfußknochens 97, den Köpfen des ersten und fünften Mittelfußknochens 96 und dem Zehenbereich 98 befestigt sind. Der Außenumfang der Bodensohle 148 ist mit einer Linie 19 bezeichnet. Wie zuvor erläutert wurde, kann das Material der Bodensohle verstärktes Gewebe sein. Die Seiten können kontinuierlich sein, was durch die Strichlinien 99 gezeigt ist, oder mit anderen vergrößerten oder verkleinerten oder ineinander aufgehenden Flächen ausgebildet sein; vorzugsweise entsprechen die Seiten der Darstellung, um die wesentlichen strukturellen Stütz- und Propulsionselemente zu bilden, die in der US-A-5317819 des Anmelders als die Basis und Lateraltuberositas des Calcaneus 95, die Köpfe der Mittelfußknochen 96, die Basis des fünften Mittelfußknochens 97 und der Kopf der ersten distalen Phalanx definiert wurden.
Außerdem kann die Bodensohle 149 von Fig. 19 Teil der natürlich konturierten Schuhsohle 28 des Anmelders sein, wo bei die Grenze des flachen Bereichs die Umfangsausdehnung 36 des Lastaufnahmeabschnitts der aufrechten Trägerfußsohle wäre und die Seiten der Schuhsohle gemäß der Festlegung in der US- A-5317819 und PCT-Veröffentlichung WO 91/04683 des Anmelders konturiert sind. Zudem kann die Bodensohle 149 von Fig. 19 in den voll konturierten Versionen zum Einsatz kommen, die in Fig. 15 der Patentschrift '819 beschrieben sind.
Fig. 20 zeigt den Bodensohlenaufbau 149 von Fig. 19 mit einer Vorderfußstützfläche 126, der Fersenstützfläche 125 und der Stützfläche 97 für die Basis des fünften Mittelfußknochens. Diese Flächen wären unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt, was in der vorhergehenden Konstruktion von Fig. 15 gezeigt ist, die Lamellen verwendet, während die Seiten und die anderen Flächen der Bodensohlenoberseite an der Mittensohle und am Schuhschaft verklebt oder dauerhaft befestigt wären. Zu beachten ist, daß die mit 18 bezeichnete allgemeine Fläche, in der Metatarsalpolster normalerweise zum Stützen des zweiten Mittelfußknochens positioniert sind, verklebt oder dauerhaft befestigt wäre, um zusätzliche Stütze in dieser Fläche ähnlich wie gut gestützte herkömmliche Schuhsohlen zu verleihen, und daß die gesamte verklebte oder dauerhaft befestigte Ristfläche ganz ähnlich wie ein halbstarres Gelenkstück in einer gut gestützten herkömmlichen Schuhsohle funktioniert. Zudem ist zu beachten, daß Lamellen Schlitze oder Kanäle sein können, die mit flexiblem Material gefüllt sind und in früheren Anmeldungen umfassend definiert wurden. Ein Hauptvorteil der Gestaltung von Fig. 20 und der nachfolgenden Fig. 21 bis 28 ist, daß die stoßdämpfende Pufferwirkung der Sohle erheblich verstärkt ist, so daß weniger Dicke und damit Gewicht erforderlich ist.
Fig. 21 zeigt einen ähnlichen Bodensohlenaufbau 149, wobei aber nur der Vorderfußbereich 126 unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt ist und alle (oder zumindest die meisten) anderen Abschnitte verklebt oder dauerhaft befestigt sind.
Fig. 22 zeigt eine ähnliche Bodensohlengestaltung 149, wobei aber sowohl der Vorderfußbereich 126 als auch der Bereich 97 der Basis des fünften Mittelfußknochens unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt, alle (oder zumindest die mei sten) anderen Abschnitte aber verklebt oder dauerhaft befestigt sind.
Fig. 23 zeigt eine ähnliche Ansicht einer Bodensohlenstruktur 149, aber ohne Seitenbereiche, so daß die Gestaltung der von Fig. 18 entspräche. Die Flächen unter dem Vorderfuß 126', der Ferse 125' und der Basis des fünften Mittelfußknochens 97' wären nicht verklebt oder dauerhaft befestigt, während die anderen (oder die meisten) Flächen verklebt oder dauerhaft befestigt wären. Zudem zeigt Fig. 23 eine Abwandlung des Außenumfangs der herkömmlichen Schuhsohle 17: Die typische Einbuchtung an der Basis des fünften Mittelfußknochens ist entfernt und durch eine ziemlich gerade Linie 100 ersetzt.
Fig. 24 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 23, wobei aber nur der Bereich unter dem Vorderfuß 126 unverklebt oder nicht dauerhaft befestigt ist; der Rest der Bodensohle 149 (oder ihr Großteil) ist verklebt oder dauerhaft befestigt.
Fig. 25 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 24, wobei aber die Vorderfußfläche 126 in eine Fläche unter den Köpfen der Mittelfußknochen und eine weitere Fläche etwa unter den Köpfen der Phalangen unterteilt ist.
Fig. 26 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 25, wobei aber jede der beiden Hauptvorderfußflächen in einzelne Metatarsal- und einzelne Phalangenflächen weiter unterteilt ist. Sowohl diese Struktur als auch die von Fig. 25 könnten mit der Gestaltung von Fig. 21 verwendet werden.
Fig. 27 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 21, wobei aber die Vorderfußfläche 126 über die Grenze 17 des flachen Bereichs der Bodensohle hinaus vergrößert ist. Dieser Aufbau entspricht dem von Fig. 15A und B, die den unbefestigten Bereich 8 zeigen, der sich über den Großteil der konturierten Seite nach außen erstreckt. Diese Struktur hat eine wichtige Funktion, die darin besteht, die natürliche Verformung der Schuhsohle unter Gewichtsaufnahmelasten so zu erleichtern, daß sie sich parallel zur Abflachung der Trägerfußsohle unter diesen Lasten abflachen kann. Die in Fig. 20 und 22 gezeigten Gestaltungen körnten gemäß der Struktur von Fig. 27 abgewandelt sein.
Fig. 28 zeigt eine ähnliche Struktur wie Fig. 27, aber mit einem zusätzlichen Bereich 127 in der Absatzfläche, wo Außensohlenverschleiß normalerweise übermäßig stark ist. Zu beachten ist, daß zahlreiche andere Konfigurationen von verklebten und unverklebten (oder dauerhaft und nicht dauerhaft befestigten) Flächen möglich sind, die Verbesserungen gegenüber bestehenden Schuhsohlenstrukturen darstellen würden, aufgrund ihrer Anzahl aber nicht gezeigt sind.
Fig. 29A und B zeigen den vollen Seitwärtsbewegungsbereich des Fußes. Fig. 29A zeigt den Bereich im Calcaneus- oder Fersengebiet, wo der Bereich durch das subtalare Knöchelgelenk bestimmt ist. Der typische mittlere Bereich beträgt etwa 10 Grad Eversion bei lastaufnehmender Pronationsbewegung bis etwa 20 Grad Inversion bei lastaufnehmender Supinationsbewegung.
Fig. 29B zeigt den viel größeren Seitwärtsbewegungsbereich im Vorderfuß, wo der Bereich etwa 30 Grad Eversion bei Pronation bis etwa 45 Grad Inversion bei Supination beträgt.
Diese starke Zunahme im Bewegungsbereich vom Fersenbereich zum Vorderfußbereich deutet darauf hin, daß nicht nur die stützende Schuhsohle allgemein relativ breiter als herkömmlich sein muß, sondern daß auch die Zunahme im Rist- und Vorderfußbereich relativ größer als im Fersenbereich ist.
Fig. 29C vergleicht den Fußabdruck eines herkömmlichen Schuhs 35 mit den Relativpositionen der rechten Trägerfußsohle in der maximalen Supinationsposition 37a und der maximalen Pronationsposition 37b. Fig. 29C verdeutlicht die Darstellung von Fig. 29A und B, daß eine stärkere Relativseitwärtsbewegung im Vorderfuß und Mittelfuß als im Fersenbereich auftritt.
Gemäß Fig. 29C rollen an der Extremgrenze der Supinations- und Pronationsbewegung des Fußes der Calcaneus 19 und die laterale calcaneale Tuberositas 9 etwas von den Seiten der Außengrenze 35 der Schuhsohle ab. An der gleichen Extremgrenze der Supiration sind aber die Basis des fünften Mittelfußknochens 16 und der Kopf des fünften Mittelfußknochens 15 sowie die fünfte distale Phalanx alle vollständig von der Außengrenze 35 der Schuhsohle abgerollt.
Fig. 29D zeigt eine Perspektive der eigentlichen Knochenstrukturen des Fußes von oben, die in Fig. 29A angegeben sind.
Fig. 30A bis E zeigen die Auswirkungen der relativen Bewegungsbereichsdifferenz zwischen Vorderfuß-, Mittelfuß- und Fersenflächen auf die Erfindung natürlich konturierter Seiten des Anmelders, die in seiner Patentschrift '819 vorgestellt wurde. Fig. 30A bis D sind Abwandlungen von Fig. 7 der Patentschrift '819, wobei die linke Seite der Zeichnungen den erforderlichen Bewegungsbereich für jedes Gebiet zeigt.
Fig. 30A zeigt einen Querschnitt des Vorderfußbereichs und stellt daher auf der linken Seite die höchsten konturierten Seiten (verglichen mit der Schuhsohlendicke im Vorderfußgebiet) dar, um dem größeren Vorderfußbewegungsbereich Rechnung zu tragen. Die konturierte Seite ist ausreichend hoch, um den gesamten Bewegungsbereich der Trägerfußsohle zu stützen. Zu beachten ist, daß die Deckbrandsohle oder Brandsohle 2 gezeigt ist.
Fig. 30B zeigt einen Querschnitt des Mittelfußbereichs etwa an der Basis des fünften Mittelfußknochens, der einen etwas kleineren Bewegungsbereich hat, weshalb die konturierten Seiten (im Vergleich zur Schuhsohlendicke am Mittelfuß) nicht so hoch sind. Fig. 30C zeigt einen Querschnitt des Absatzbereichs, wo der Bewegungsbereich am kleinsten ist, so daß die Höhe der konturierten Seiten von den drei allgemeinen Gebieten am geringsten ist (verglichen mit der Schuhsohlendicke im Absatzbereich).
Jeder der drei allgemeinen Bereiche Vorderfuß, Mittelfuß und Absatz hat konturierte Seiten, die sich im Hinblick auf die Höhe dieser Seiten verglichen mit der Schuhsohlendicke im gleichen Bereich unterscheiden. Zugleich ist zu beachten, daß die Absoluthöhe der konturierten Seiten für alle drei Bereiche etwa gleich ist und die Konturen von außen ähnlich aussehen, wiewohl die tatsächlichen Strukturunterschiede gemäß der Querschnittdarstellung recht erheblich sind.
Weiterhin können die konturierten Seiten von Fig. 30A bis D verkürzt sein, um nur jene wesentlichen strukturellen Stütz- und Propulsionselemente zu stützen, die in Fig. 21 der Patentschrift '819 des Anmelders identifiziert sind, was hier als Fig. 30E gezeigt ist. Die wesentlichen Strukturstützelemente sind die Basis und laterale Tuberositas des Calcaneus 95, die Köpfe der Mittelfußknochen 96 und die Basis des fünften Mittelfußknochens. Das wesentliche Propulsionselement ist der Kopf der ersten distalen Phalanx 98.
Fig. 31 ähnelt Fig. 8 der PCT-Veröffentlichung WO 92/ 07483 des Anmelders dahingehend, daß sie eine neue Erfindung für eine Schuhsohle zeigt, die den vollen Bewegungsbereich der rechten Trägerfußsohle abdeckt. Während der volle Bewegungsbereich abgedeckt wird, ist es aber möglich, die konturierten Seiten der Schuhsohle nur auf die wesentlichen Struktur- und Propulsionselemente der Fußsohle zu verkürzen, was zuvor hier diskutiert und ursprünglich in der Patentschrift '819 des Anmelders in der Textbeschreibung von Fig. 21 jener Anmeldung festgelegt wurde.
Fig. 32 zeigt ein elektronisches Bild der Relativkräfte, die an den unterschiedlichen Flächen der nackten Fußsohle in der maximalen Supinationsposition gemäß 37a in Fig. 29A und 31 vorliegen; die Kräftemessung erfolgte bei einer Standsimulation der am meisten verbreiteten Verstauchungsposition des Fußgelenks. Die Maximalkraft war auf den Kopf des fünften Mittelfußknochers konzentriert, und die zweithöchste Kraft war auf die Basis des fünften Mittelfußknochens konzentriert. Kräfte im Fersenbereich waren insgesamt wesentlich kleiner und weniger auf einen spezifischen Punkt konzentriert.
Fig. 32 zeigt, daß zwischen den wesentlichen strukturellen Stütz- und Propulsionselementen gemäß der früheren Festlegung im Patent '819 relative Bedeutungsgrade vorliegen. Zur Verhinderung von Knöchelverstauchungen, der am weitesten verbreitete Sportverletzung (etwa zwei Drittel geschehen in der extremen Supinationsposition 37a von Fig. 29A und 31), geht aus Fig. 32 hervor, daß der Kopf des fünften Mittelfußknochens 15 der kritischste Einzelbereich ist, der durch eine Schuhsohle gestützt werden muß, um barfußartige Lateralstabilität zu wahren. Fig. 32 zeigt, daß die Basis des fünften Mittelfußknochens 16 fast genauso wichtig ist. Aus Fig. 29A wird deutlich, daß sowohl die Basis als auch der Kopf des fünften Mittelfußknochens durch eine herkömmliche Schuhsohle völlig ungestützt sind.
Fig. 33A bis K zeigen Schuhsohlen mit nur einem oder mehreren, aber nicht allen, der wesentlichen Stabilitätselemente gemäß der Festlegung in der Patentschrift '819 (wobei die Verwendung aller immer noch bevorzugt ist), die jedoch auf der Grundlage von Fig. 32 wichtige Stabilitätsverbesserungen gegenüber vorhandenem Schuhwerk darstellen. Dieser Weg zur Einschränkung der Strukturstütze auf wenige Elemente hat den wirtschaftlichen Vorteil, mit herkömmlichen Flachbahnen aus Schuhsohlenmaterial aufbaufähig zu sein, da die einzelnen Elemente mit gebührender Genauigkeit und ohne Schwierigkeiten zur Kontur der Trägerfußsohle hochgebogen werden können. Dagegen würde eine kontinuierliche natürlich konturierte Seite, die sich über den gesamten oder auch einen wesentlichen Abschnitt des Wegs um die Trägerfußsohle erstreckt, teilweise knicken, da sich eine flache Oberfläche nicht genau an eine konturierte Oberfläche anpassen kann; weshalb zur Genauigkeit Spritzgießen erforderlich ist.
Die Gestaltungen von Fig. 30A bis K können in Kombination mit den zuvor gezeigten Gestaltungen verwendet werden, besonders denen von Fig. 19 bis 22 sowie Fig. 27 und 28.
Fig. 33A zeigt eine Schuhsohle mit einem ansonsten herkömmlichen Umfang 35, dem die kritischste Einzelstabilitätskorrektur 96a zugefügt wurde, um den Kopf des fünften Mittelfußknochens 15 zu stützen. Tatsächlich ist gemäß Fig. 32 der Gebrauch dieser Stütze 96a für den Kopf des fünften Mittelfußknochens zwingend, um für Seitenstabilität ähnlich wie beim nackten Fuß zu sorgen; ohne Stütze an diesem Punkt ist der Fuß bei Lateral- oder Inversionsbewegung instabil. Dieser zusätzliche Schuhsohlenabschnitt, selbst wenn er allein zum Einsatz kommt, sollte laterale Knöchelverstauchungen wesentlich reduzieren und die Stabilität im Vergleich zu vorhandenen Schuhen stark verbessern. Vorzugsweise hätte der zusätzliche Schuhsohlenabschnitt 96a die Form einer natürlich konturierten Seite gemäß der Patentschrift '819 und der PCT- Veröffentlichung WO 91/04683 des Anmelders; kurz gesagt paßt er sich der Form der Trägerfußsohle an, verformt sich paral lel zu ihr und behält eine Dicke im Frontalebenenquerschnitt bei, die entweder konstant ist oder in einem Bereich von etwa 25 Prozent variiert.
Der Grad, in dem die Gestaltung von Fig. 33A und die folgenden Gestaltungen von Fig. 33 die natürlich feste Stabilität der nackten Trägerfußsohle wahren, läßt sich ähnlich wie bei der Simulationsprüfung von Verstauchungen im Stand prüfen, die in der US-A-4989349 des Anmelders, eingereicht am 15. Juli 1988 und erteilt am 5. Februar 1991, Seite 1, Zeilen 31 bis 68 vorgestellt und detaillierter in späteren Anmeldungen diskutiert ist. Für die Gestaltungen von Fig. 33, die nur Vorderfuß-Stabilitätsstützen aufweisen (alle außer Fig. 33B und 33M), kann die vergleichende Simulationsprüfung der Knöchelverstauchung durchgeführt werden, wobei nur der Vorderfuß in Lastaufnahmeberührung mit dem Erdboden steht. Zum Beispiel wahrt die Gestaltung von Fig. 33A die Stabilität wie der nackte Fuß beim Kippen seitwärts nach außen zur Extremgrenze seines Bewegungsbereichs.
Zusammenfassend zeigt die Gestaltung von Fig. 33A einen Schuhaufbau für einen Schuh, der folgendes aufweist: eine Schuhsohle mit einer Seite, die sich der Form des Lastaufnahmeabschnitts der Trägerfußsohle, u. a. ihrer Seiten, am Kopf des fünften Mittelfußknochens unter einer Last oder unbelastet anpaßt; wobei die Schuhsohle eine konstante Dicke in Frontalebenenquerschnitten beibehält; wobei sich die Schuhsohle unter Last genauso wie die Trägerfußsohle unter der gleichen Last verformt und abflacht.
Fig. 33B zeigt eine Fig. 33A ähnelnde Schuhsohle, wobei aber der einzige zusätzliche Schuhsohlenabschnitt eine Stabilitätskorrektur 97 ist, um die Basis des fünften Mittelfußknochens 16 zu stützen. Angesichts der bestehenden Praxis, die Schuhsohle im Bereich der Basis des fünften Mittelfußknochens einzubuchten, kann das Zufügen dieser Korrektur selbst eine sehr wesentliche Auswirkung auf die Verbesserung der Seitenstabilität vergleichen mit vorhandenen Schuhen haben, da Fig. 32 zeigt, daß die Basis des fünften Mittelfußknochens bei extremen Inversionsbewegungen kritisch ist.
Allerdings ist die Bedeutung der Basis des fünften Mittelfußknochens etwas dadurch eingeschränkt, daß in einigen Fortbewegungsphasen, z. B. der Zehenabhebephase beim Gehen und Laufen, der Fuß teilweise plantar flektiert und supiniert ist, wobei nur der Vorderfuß Bodenberührung hat (eine Situation, die auch dann vorliegt, wenn der Fuß nackt ist), so daß die Basis des fünften Mittelfußknochens dann auch nicht durch den Erdboden natürlich gestützt wäre. Mit stärkerer Plantarflexion des Fußes wird sein Ristbereich durch die Funktionssperre des subtularen und mitteltarsalen Gelenks steif; im Gegensatz dazu sind diese Gelenke nicht gesperrt, wenn sich der Fuß in einer neutralen Lastaufnahmeposition auf dem Erdboden befindet. Bei künstlicher Plantarflexion des Fußes durch den herkömmlichen Schuhabsatz oder -absatzfleck, besonders im Fall von hochhackigen Damenschuhen, wird daher die Stütze für die Basis des fünften Mittelfußknochens relativ weniger wichtig, solange der Kopf des fünften Mittelfußknochens bei Lateralbewegung gestützt ist, was die Gestaltung von Fig. 33A zeigt.
Fig. 33C zeigt eine Fig. 33A und B ähnelnde Schuhsohle, aber mit Kombination beider Stabilitätskorrekturen 96a und 97, wobei die die fünfte distale Phalanx 14 umgebende gestrichelte Linie eine optionale Zusatzstütze darstellt.
Fig. 33D zeigt eine Fig. 33A bis C ähnelnde Schuhsohle, aber mit einer einzelnen Stabilitätskorrektur 96A, die sowohl den Kopf des fünften Mittelfußknochens 15 als auch die fünfte distale Phalanx 14 stützt.
Fig. 33E zeigt die wichtigste Einzelkorrektur auf der Medialseite (oder Innenseite) der Schuhsohle: eine Stabilitätskorrektur 96b am Kopf des ersten Mittelfußknochens 10; Fig. 33A bis D zeigten Lateralkorrekturen. Genauso wie die Gestaltung von Fig. 33A zur lateralen Abstützung wie beim nackten Fuß zwingend erforderlich ist, ist die Gestaltung von Fig. 33E zwingend erforderlich, um für eine Medialstütze zu sorgen: Ohne Stütze an diesem Punkt ist der Fuß bei Medial- oder Eversionsbewegung instabil. Eversions- oder Medialknöchelverstauchungen, bei denen sich der Fuß nach innen dreht, machen etwa ein Drittel aller auftretenden aus, weshalb diese einfache Korrektur die Medialstabilität der Schuhsohle wesentlich verbessert.
Fig. 33F zeigt eine Fig. 33E ähnelnde Schuhsohle, aber mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur 98 am Kopf der ersten distalen Phalanx 13.
Fig. 33G zeigt eine Schuhsohle, die die zusätzlichen Stabilitätskorrekturen 96a, 96b und 98 gemäß Fig. 33D und F kombiniert und den ersten und fünften Mittelfußknochenkopf sowie die distalen Phalangealköpfe stützt. Die Strichlinie 98' stellt einen symmetrischen optionalen Stabilitätszusatz auf der Lateralseite für die Köpfe der zweiten bis fünften distalen Phalanx dar, die weniger stabilitätsbedeutsam sind.
Fig. 33H zeigt eine Schuhsohle mit symmetrischen Stabilitätszusätzen 96a und 96b. Neben einer wichtigen Stabilitätsverbesserung gegenüber vorhandenem Schuhwerk ist diese Gestaltung ästhetisch ansprechend und könnte sogar bei hochhackigen Schuhen verwendet werden, besonders Damenschuhen, aber auch jeder anderen Form von Schuhwerk, bei der ein relativ herkömmliches Aussehen beibehalten werden soll oder bei der die Scherhöhe des Absatzes oder Absatzflecks Stabilitätsseitenkorrekturen an der Ferse oder der Basis des fünften Mittelfußknochens aufgrund der erforderlichen extremen Dicke der Seiten ausschließt. Dieser Weg kann auch dann zum Einsatz kommen, wenn der Absatzbereich herkömmlich bleiben soll, da die Bereitstellung sowohl von Festigkeit als auch Flexibilität im Absatz schwieriger als in anderen Bereichen der Schuhsohle ist, weil die Schuhsohlendicke dort gewöhnlich viel größer ist; folglich ist es bei Abweichungen vom gut verstandenen Stand der Technik einfacher, änderungsmäßig billiger und risikoloser, einfach nur zusätzliche Stabilitätskorrekturen für den Bereich des Vorderfußes und/oder der Basis des fünften Mittelfußknochens vorzusehen.
Da die Schuhsohlendicke des Vorderfußes auch bei sehr hohen Absätzen relativ dünn bleiben kann, können die zusätzlichen Stabilitätskorrekturen relativ unauffällig bleiben. Sie können sogar über den lastaufnehmenden Bewegungsbereich der Trägerfußsohle hinaus erweitert werden, sogar so, daß sie ganz um den oberen Fußabschnitt als reine Zierde umgeschlagen sind (obwohl sie auch an der Struktur des Schuhschafts beteiligt sein können), zum Beispiel als Abwandlung des Riemens, den man häufig an herkömmlichen Halbschuhen sieht.
Fig. 33I und J zeigen Perspektivansichten typischer Beispiele für den Extremfall, d. h. hochhackige Damenpumps. Fig. 33I zeigt einen herkömmlichen hochhackigen Damenpumps ohne Abwandlung. Fig. 33J zeigt den gleichen Schuh mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur 96a. Zu beachten ist, daß die Basis des fünften Mittelfußknochens vorzugsweise durch eine steife gelenkstückartige Struktur im Ristbereich der Schuhsohle strukturell gestützt ist, wie dies bei soliden Damenschuhen häufig geschieht, so daß die Basis des fünften Mittelfußknochens gut gestützt ist, obwohl sie keine direkte Strukturstütze am Erdboden erfährt (also durch stützendes Schuhmaterial zwischen Erdboden und Basis des fünften Mittelfußknochens), was allgemein bevorzugt wäre.
Der Gebrauch zusätzlicher Stabilitätskorrekturen bei hochhackigen Schuhen läßt sich mit den Gestaltungen von Fig. 20 bis 27 kombinieren. Dadurch können selbst relativ dünne Vorderfußsohlen ausgezeichneten Schutz und Komfort sowie drastisch verbesserte Stabilität bieten.
Fig. 33K zeigt eine Fig. 33H ähnelnde Schuhsohle, wobei aber der Kopf der fünften distalen Phalanx 14 nicht durch die zusätzliche Stabilitätskorrektur 96a gestützt ist.
Fig. 33L zeigt eine Schuhsohle mit einer zusätzlichen Stabilitätskorrektur in einem einzelnen kontinuierlichen Band, das sich ganz um die Vorderfußfläche erstreckt. Dies ist nicht bevorzugt, kann aber akzeptabel sein, wenn die Schuhsohle im Vorderfußbereich dünn ist, so daß sie beim natürlichen Beugen des Vorderfußes nach Bedarf knicken kann, was nachfolgend für Fig. 33M diskutiert wird.
Fig. 33M zeigt eine Fig. 33A bis 6 sowie 33K und L ähnelnde Schuhsohle, stellt jedoch zusätzliche Stabilitätskorrekturen 97, 96a und 96b dar, behält aber eine herkömmliche Absatzfläche. Die Strichlinie um den großen Zeh 13 zeigt, daß ein breiterer Leisten mit einem größeren Zehenfach verwendet werden kann, um teilweise das Problem zu korrigieren, das mit der zusätzlichen Stabilitätskorrektur 98 von Fig. 33F und G gelöst wird.
Die zwischen dem Kopf des ersten Mittelfußknochens und dem Kopf der ersten distalen Phalanx dargestellte Hauptbiegeachse macht eine Verkürzung der Stabilitätsseitenkorrekturen 96b und 98 bevorzugt, so daß die normale Flexibilität des Trägerfußes gewahrt bleiben kann. Hierbei handelt es sich um ein kritisches Merkmal: Erstreckt sich die natürlich konturierte Stabilitätskorrektur durch die dargestellte Hauptbiegeachse, ist die natürliche Fußbewegung behindert. Würden sich natürlich konturierte Seiten durch die Hauptbiegeachse erstrecken, so müßten sie knicken, damit sich die Schuhsohle entlang der dargestellten Hauptachse biegt. Natürliche Flexibilität ist besonders auf der Medial- oder Innenseite wichtig, da der Kopf des ersten Mittelfußknochens und die erste distale Phalanx zu den kritischsten lastaufnehmenden Strukturen des Fußes gehören.
Fig. 34 zeigt einen herkömmlichen Sportschuh im Querschnitt am Absatz, wobei eine herkömmliche Schuhsohle 22 eine im wesentlichen flache Ober- und Unterseite sowie sowohl eine feste Absatzsteife 141 als auch eine zusätzliche Verstärkung in Form einer Bewegungssteuervorrichtung 142 hat. Speziell veranschaulicht Fig. 34 den Fall, in dem dieser Schuh 20 Grad lateral nach außen in einer Inversionsbewegung an der normalen natürlichen Grenze einer solchen Bewegung für den nackten Fuß gekippt ist. Fig. 34 weist nach, daß die herkömmliche Schuhsohle 22 im wesentlichen als starre Struktur in der Frontalebene funktioniert, ihre im wesentlichen flache, rechtwinklige Form beim Kippen behält und nur durch ihre untere Außeneckenkante 23 gestützt wird, um die sie beim Kippen eine Drehbewegung auf dem Erdboden 43 vollführt. Sowohl die Absatzsteife 141 als auch die Bewegungssteuervorrichtung 142 erhöhen und verstärken die Steifigkeit der Schuhsohle 22 beim Kippen erheblich. Alle drei Strukturen dienen zum Einschränken und Behindern der Verformung der Schuhsohle 22 unter Normallasten, u. a. beim Stehen, Gehen und Laufen. Tatsächlich reicht allein die Struktursteifigkeit der meisten herkömmli chen Straßenschuhmaterialien besonders im kritischen Absatzbereich aus, Verformung wirksam zu verhindern.
Fig. 35 zeigt einen ähnlichen Fersenquerschnitt eines nackten Fußes, der an der normalen maximalen Inversionsgrenze von 20 Grad lateral nach außen gekippt ist. Im deutlichen Gegensatz zu Fig. 34 demonstriert Fig. 35, daß eine solche normale Kippbewegung im nackten Fuß von einem sehr großen Maß an Abflachungsverformung der menschlichen Fußsohle begleitet wird, die eine ausgeprägte abgerundete Kontur im unbelasteten Zustand hat, was aus der Fußsohlenfläche 29 später in Fig. 43 deutlich wird.
Fig. 35 zeigt, daß der nackte Fuß im kritischen Fersenbereich eine fast so große abgeflachte Berührungsfläche mit dem Erdboden beim Kippen an seinem Maximum von 20 Grad wie im aufrechten Zustand behält, was Fig. 36 später zeigt. Im kompletten Gegensatz dazu geht aus Fig. 34 deutlich hervor, daß sich bei der herkömmlichen Schuhsohle eine sofortige Änderung von einer Kontaktfläche mit dem Erdboden 43, die wesentlich größer als beim nackten Fuß ist und in der Messung etwa in der Frontalebene sogar 100 Prozent betragen kann, zu einer sehr schmalen Kante vollzieht, die nur mit dem Erdboden in Berührung steht und eine um ein Vielfaches kleinere Kontaktfläche als der nackte Fuß hat. Als zwangsläufige Folge dieses Unterschieds gilt, daß die herkömmliche Schuhsohle von sich aus instabil ist und die natürliche Fuß- und Knöchelbewegung unterbricht, was einen hohen und unnatürlichen Verletzungsgrad, insbesondere traumatische Knöchelverstauchungen und zahlreiche Verletzungen aufgrund chronischer Überbeanspruchung, erzeugt.
Eindrucksvoll demonstriert wurde dieser kritische Stabilitätsunterschied zwischen einem nackten Fuß und einem herkömmlichen Schuh in der neuen und originellen Simulationsprüfung für Knöchelverstauchungen des Anmelders, die in der PCT- Veröffentlichung WO 90/00358 des Anmelders näher beschrieben und auch in beiden seiner hier zuvor genannten früheren Anmeldungen erwähnt wurde.
Fig. 36 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz die frühere Erfindung der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 des Anmelders, deren klarster Nutzen darin besteht, für inhärente Stabilität ähnlich wie beim nackten Fuß in der vorgenannten Simulationsprüfung für Knöchelverstauchungen zu sorgen.
Dies geschieht, indem herkömmliche Schuhsohlen mit ausreichender Flexibilität versehen sind, um sich parallel zur natürlichen Fußverformung zu verformen. Fig. 36A zeigt eine herkömmliche Schuhsohle, in die Verformungsschlitze 151, auch Lamellen genannt, eingearbeitet wurden, die in der Vertikalebene und auf der Längsachse der Schuhsohle oder etwa in der Sagittalebene optimal angeordnet sind, geht man von einer Geradeausorientierung des Schuhs aus.
Die Verformungsschlitze 151 können in verschiedenen Anzahlen beginnend mit eins vorhanden sein, da schon ein einzelner Verformungsschlitz eine Verbesserung gegenüber einer nicht abgewandelten Schuhsohle bietet, wobei aber klar ist, daß bei mehr Schlitzen die Oberfläche der Schuhsohle der Fußsohlenoberfläche auf natürliche reise besser entsprechen und sich parallel zu ihr verformen kann. Der Schlitzzwischenraum kann regelmäßig oder unregelmäßig oder ungeordnet variieren. Darstellungsgemäß können die Verformungsschlitze 151 gleichmäßige Abstände haben, oder sie können ungleichmäßige Zwischenräume oder unsymmetrische Zwischenräume haben. Die optimale Orientierung der Verformungsschlitze 151 fällt mit der Vertikalebene zusammen, aber sie können auch in einem Winkel zu dieser Ebene angeordnet sein.
Die Tiefe der Verformungsschlitze 151 kann variieren. Je größer die Tiefe, um so mehr Flexibilität ist gegeben. Optimal sollte die Schlitztiefe ausreichend tief sein, um den Großteil, aber nicht die Gesamtheit der Schuhsohle beginnend von der Bodenfläche 31 gemäß Fig. 36A zu durchdringen.
Ein Hauptelement in der Erfindung des Anmelders ist das Fehlen einer herkömmlichen starren Absatzsteife oder herkömmlicher starrer Bewegungssteuervorrichtungen, die beide proportional zu ihrer relativen Größe und Steifigkeit die Flexibilität in der Frontalebene wesentlich reduzieren, was zuvor anhand von Fig. 34 erwähnt wurde. Bei nicht zu übermäßigem Einsatz stellt die frühere Lamellenerfindung des Anmelders immer noch eine definitive Verbesserung dar.
Schließlich ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß sie Flexibilität für eine Schuhsohle auch dann schafft, wenn das Material, aus dem sie zusammengesetzt ist, zwecks guter Stütze relativ fest ist; ohne die Erfindung würden sich Festigkeit und Flexibilität gegenseitig ausschließen und könnten nicht gemeinsam in derselben Schuhsohle vorliegen.
Fig. 37 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz die frühere Erfindung der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 des Anmelders und veranschaulicht den klaren Vorteil der Verwendung der in Fig. 36 vorgestellten Verformungsschlitze 151. Ersetzt man Steifigkeit durch Flexibilität in der Frontalebene, kann die Schuhsohle die natürliche Verformung des menschlichen Fußes praktisch identisch nachvollziehen, auch wenn sie zur Grenze ihres Normalbereichs gekippt ist, was Fig. 35 zuvor zeigte. Die natürliche Verformbarkeit der Schuhsohle infolge der früheren Erfindung des Anmelders gemäß Fig. 37 steht im totalen Gegensatz zur herkömmlichen steifen Schuhsohle von Fig. 34, die sich nicht natürlich verformen kann und praktisch keine Flexibilität in der Frontalebene hat.
Anzumerken ist, daß aufgrund dessen, daß die Erfindung der Schuhsohle mit Verformungslamellen von Fig. 36 und 37 sowie andere Strukturen in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 und in dieser Anmeldung die Verformung einer abgewandelten herkömmlichen Schuhsohle so ermöglichen, daß sie der natürlichen Verformung des nackten Fußes eng folgt, sie die natürliche Stabilität und natürliche, ununterbrochene Bewegung des nackten Fußes über seinen Normalbereich der seitwärts gerichteten Pronations- und Supinationsbewegung beibehält.
Tatsächlich besteht ein Hauptmerkmal der früheren Erfindung des Anmelders darin, daß sie eine Möglichkeit zur Abwandlung vorhandener Schuhsohlen bietet, damit sie sich so einfach mit so geringem körperlichem Widerstand verformen können, daß die natürliche Bewegung des Fußes bei dessen natürlicher Verformung nicht unterbrochen wird. Möglich ist dieses überraschende Ergebnis, obwohl die flache, etwa rechtwinklige Form der herkömmlichen Schuhsohle gewahrt bleibt und weiter vorhanden ist, außer wenn sie, egal wie leicht, verformt wird.
Zu beachten ist, daß die Schuhsohlenerfindung mit Verformungslamellen von Fig. 36 und 37 sowie andere Strukturen in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 und in dieser Anmeldung in die Schuhsohlenstrukturen gemäß der Beschreibung der PCT-Veröffentlichung WO 91/11124 des Anmelders sowie die der früheren Anmeldungen des Anmelders Eingang finden können, außer dort, wo ihr Gebrauch naheliegend unmöglich ist. Speziell im Hinblick auf die PCT-Veröffentlichung WO 91/11124 können die Verformungslamellen an jedem Abschnitt der Schuhsohle von erheblichem Nutzen sein, der dick und fest genug ist, um natürlicher Verformung infolge von Steifigkeit zu widerstehen, z. B. im Vorderfuß einer Schuhsohle mit Negativabsatz.
Ferner ist zu beachten, daß die Hauptfunktion der Erfindung mit Verformungslamellen darin besteht, die ansonsten steife Schuhsohle leicht verformbar zu machen, um die natürliche Verformung des menschlichen Fußes unter Lastaufnahme und in Bewegung nachzuvollziehen und nicht zu behindern, besonders bei Lateralbewegung und speziell einer solchen Bewegung im kritischen Absatzbereich, die in der Frontalebene oder alternativ senkrecht zur Subtularachse auftritt, oder einer solchen Lateralbewegung im wichtigen Bereich der Basis des fünften Mittelfußknochens, die in der Frontalebene auftritt. Andere Lamellen existieren in einigen anderen Schuhsohlenstrukturen, die der hier beschriebenen Erfindung von Verformungslamellen in gewisser Weise ähneln, wobei aber keine die kritische Fähigkeit zum Nachvollziehen der natürlichen Verformungsbewegung der Fußsohle hat, insbesondere der kritischen Ferse und der Basis des fünften Mittelfußknochens, bei der es sich um den fundamentalen Prozeß handelt, durch den die Lateralstabilität des Fußes bei Pronations- und Supinationsbewegung gewährleistet ist. Die optimale Tiefe und Anzahl der Verformungslamellen ist jene, die den wesentlichen Stütz- und Propulsionsstrukturen der Schuhsohle ausreichend Flexibilität verleiht, um sich im wesentlichen parallel zur natürlichen Verformung des menschlichen Fußes zu verformen.
Abschließend ist zu beachten, daß es einen inhärenten technischen Kompromiß zwischen Flexibilität des (der) Schuhsohlenmaterials (-materialien) und Tiefe der Verformungsla mellen sowie ihrer Form und Anzahl gibt; je steifer das Sohlenmaterial, um so weiter müssen die Verformungslamellen erstrecken, um für natürliche Verformung zu sorgen.
Fig. 38 stellt in einem Abschnitt eines Frontalebenenquerschnitts am Absatz die Fig. 9B der früheren Erfindung des Anmelders in der PCT-Veröffentlichung WO 91/05491 dar und zeigt die Erfindung der neuen Verformungsschlitze in der Anwendung auf die Erfindung der natürlich konturierten Seiten des Anmelders in der US-A-5317819. Die Gestaltung der Verformungsschlitze des Anmelders findet Anwendung auf den Sohlenabschnitt 28b in Fig. 4B, 4C und 4D der früheren Anmeldung, denen ein Abschnitt einer natürlich konturierten Seite 28a zugefügt ist, dessen Außenfläche entlang einer theoretisch idealen Stabilitätsebene 51 liegt.
Ferner veranschaulicht Fig. 38 die Verwendung von Verformungsschlitzen 152, die grob gesagt in der Horizontalebene ausgerichtet sind, obwohl diese Ebenen nach oben gebogen sind und parallel zu den Seiten des Fußes sowie parallel zur theoretisch idealen Stabilitätsebene 51 verlaufen. Zweck der Verformungsschlitze 152 ist, das Abflachen des natürlich konturierten Seitenabschnitts 28b zu erleichtern, so daß er leichter der natürlichen Verformung der Trägerfußsohle bei natürlicher Pronation und Supination unabhängig davon folgen kann, wie extrem sie ist. Gemäß Fig. 38 würden die Verformungsschlitze 152 im Effekt mit den Laminierungsgrenzen einer Dreischicht-Schuhsohle in gleichmäßigen Abständen zusammenfallen, obgleich dieser Punkt nur Konzeptcharakter hat, und sie hätten vorzugsweise den Aufbau einer Spritzgußschuhsohle, um die Kontur besser zu halten.
Die Funktion der Verformungsschlitze 152 ist, daß sie es den Schichten ermöglichen, relativ zueinander horizontal zu gleiten, um Verformung zu erleichtern, statt einen Winkelspalt zu öffnen, was Verformungsschlitze oder -kanäle 151 funktionell machen. Folglich wären Verformungsschlitze 152 nicht miteinander verklebt, was auch für Verformungsschlitze 151 nicht der Fall ist, wogegen Verformungsschlitze 152 aber mit einem sehr elastischen, flexiblen Kleber lose miteinander verklebt sein könnten, der eine ausreichende relative Gleit bewegung ermöglicht, während nicht erwartet, aber möglich ist, daß ein Kleber oder ein anderes verformendes Material befriedigender Konsistenz verwendet werden könnte, um die Verformungsschlitze 151 zu verbinden.
Optimal verlaufen Verformungsschlitze 152 parallel zur theoretisch idealen Stabilitätsebene 51, könnten aber winklig dazu oder unregelmäßig statt in einer gewölbten Ebene oder flach liegen, um konstruktive Schwierigkeiten und damit Schneidekosten zu verringern, wenn die Seiten bereits gegossen wurden.
Das Herangehen mit Verformungsschlitzen 152 kann allein oder in Verbindung mit dem Schuhsohlenaufbau und der natürlichen Verformung gemäß Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 90/ 00358 genutzt werden.
Die Anzahl von Verformungsschlitzen 152 kann wie bei den Verformungsschlitzen 151 von eins bis zu jeder praktischen Zahl variieren, und ihre Tiefe kann über den gesamten konturierten Seitenabschnitt 28b variieren. Obwohl nicht gezeigt, ist es auch möglich, daß die Verformungsschlitze 152 von einem Innenspalt zwischen Schuhsohlenbereichen 28a und 28b ausgehen und kurz vor der Außenkante 53a der konturierten Seite 28b enden.
Fig. 39A zeigt in einem Frontalebenenquerschnitt am Absatz eine Schuhsohle mit einer Kombination aus sowohl Verformungsschlitzen 151 in der Sagittalebene als auch Verformungsschlitzen 152 in der Horizontalebene wie in Fig. 38. Sie zeigt Verformungsschlitze 152 in der Horizontalebene in der Anwendung auf einen herkömmlichen Schuh mit einer Sohlenstruktur mit mäßiger konischer Seitenaufweitung sowie ohne verstärkte Absatzsteife oder andere Bewegungssteuervorrichtungen, die die natürliche Verformung der Schuhsohle behindern würden. Die Verformungsschlitze 152 können sich ganz um den Umfang der Schuhsohle erstrecken oder auf einen oder mehrere anatomische Bereiche wie die Ferse begrenzt sein, wo die normalerweise größere Dicke der Schuhsohle sonst eine Verformung erschweren würde; aus dem gleichen Grund würde eine Schuhsohle mit Negativabsatz eine Verformungsverstärkung des dickeren Vorderfußes benötigen.
In Fig. 39A ist auch ein einzelner Verformungsschlitz 151 in der Sagittalebene gezeigt, der sich nur durch die Bodensohle 128 erstreckt; selbst als minimalistische Struktur hat eine solche einzelne Verformungslamelle allein schon eine erhebliche Auswirkung beim Erleichtern der natürlichen Verformung, kann aber vergrößert oder durch andere Lamellen ergänzt sein. Darstellungsgemäß liegt der tiefste Horizontalschlitz 152 zwischen der Bodensohle 128 und Mittensohle 127.
Fig. 39B zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz eine ähnliche herkömmliche Schuhsohlenstruktur mit mehr und tieferen Verformungsschlitzen 152, die ohne Verformungsschlitze 151 verwendet werden können.
Der Vorteil von Verformungsschlitzen 152 in der Horizontalebene vergleichen mit Verformungsschlitzen 151 in der Sagittalebene besteht darin, daß die normale Gewichtsaufnahmelast des Trägers so wirkt, daß sie die durch die Horizontalschlitze getrennten Bereiche zusammendrückt, so daß diese Bereiche durch die natürliche Kompression stabilisiert sind, als wären sie zu einer einzigen Einheit zusammengeklebt, so daß die Gesamtstruktur der Schuhsohle unter Kompression weitgehend wie eine ohne Verformungsschlitze reagiert, was Pufferung und Schutz in etwa gleichem Maß angeht. Anders gesagt werden diese lokalisierten Bereiche unter Druck relativ steif abstützend, während sie sich direkt unter dem abgeflachten Lastaufnahmeabschnitt der Fußsohle abflachen, obwohl die Verformungsschlitze 152 Flexibilität wie die der Fußsohle ermöglichen, so daß die Schuhsohle nicht als Einzelhebel gemäß der Diskussion in Fig. 34 wirkt.
Dagegen liegen Verformungsschlitze 151 parallel zur Kraft des Lastaufnahmegewichts des Trägers, weshalb die Schuhsohlenbereiche zwischen diesen Lamellen 151 nicht wie die Schlitze 152 durch dieses Gewicht direkt zusammengedrückt und inhärent stabilisiert werden. Kompensiert man dieses Problem durch Schuhsohlenmaterial, das fester als herkömmlich verwendetes ist, kann man eine gleichwertig steife Stütze herstellen, besonders an den Seiten der Schuhsohle, oder Verformungsschlitze 152 können an den Seiten bevorzugt sein.
Fig. 40 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz einen herkömmlichen Schuh mit Verformungsschlitzen 152 in der Horizontalebene, wobei der rechte Trägerfuß 20 Grad nach außen etwa an seiner natürlichen Bewegungsgrenze invertiert ist. Fig. 40 zeigt, wie durch den Einsatz von Verformungsschlitzen 152 in der Horizontalebene die natürliche Fußbewegung behinderungsfrei erfolgen kann. Die Befestigungen des Schuhschafts sind herkömmlich dargestellt, wobei aber zu beachten ist, daß solche Befestigungen eine Hauptursache für den akkordeonartigen Effekt der Innenkante der Schuhsohle sind. Wären die Befestigungen auf beiden Seiten näher zur Mitte der Schuhsohle nach innen bewegt, so würden die Schlitzflächen nicht hochgezogen, wodurch die Schuhsohle Verformungsschlitze in der Horizontalebene hätte, die etwa flach auf dem Erdboden mit einem herkömmlichen, nicht akkordeonartigen Aussehen liegen.
Fig. 41 zeigt erneut im Frontalebenenquerschnitt am Absatz eine herkömmliche Schuhsohlenstruktur mit Verformungsschlitzen 152, die zu Kanälen in der Horizontalebene vergrößert sind, was die Definition von Verformungslamellen 152 in der Horizontalebene auf die sehr weitgefaßte Definition ausweitet, die für Verformungslamellen 151 in der Sagittalebene in beiden früheren Anmeldungen, den PCT-Veröffentlichungen WO 91/05491 und WO 91/11924, gegeben ist. Im Gegensatz zu den Verformungslamellen 151 in der Sagittalebene müssen aber die durch die Verformungslamellen 152 in der Horizontalebene erzeugten Hohlräume durch ein Material gefüllt sein, das ausreichend elastisch ist, damit sich die Schuhsohle wie der Fuß natürlich verformen kann, während zugleich für Strukturstütze gesorgt ist.
Definiert man sie am einfachsten als Kanäle in der Horizontalebene, müssen die geschaffenen Hohlräume fraglos gefüllt sein, um eine direkte Strukturstütze zu bilden, weil sich sonst die Bereiche mit Verformungslamellen 152 durchbiegen würden. Wie im Fall der Verformungslamellen 151 in der Sagittalebene, die in den früheren Anmeldungen geometrisch weitestgehend definiert wurden, sollen aber die Verformungslamellen 152 in der Horizontalebene jede denkbare Form und sicher jede aufweisen, die in Form von vorhandenen Lamellen in Schuhsohlen oder Autoreifen bereits erwogen wurde. Beispielsweise würden Verformungslamellen in Form von Hohlzylindern, die parallel in der Horizontalebene ausgerichtet sind und ausreichend enge Abstände haben, einen Grad von Flexibilität und Strukturstütze bieten, der ausreicht, eine dem Fuß weitaus näherkommende Schuhsohlenverformung als herkömmliche Schuhsohlen bereitzustellen. Ähnlich könnten solche Zylinder, ob hohl oder mit elastischem Material gefüllt, auch mit Verformungslamellen in der Sagittalebene genutzt werden, was auch für jede andere Form gelten würde.
Zu betonen ist, daß die möglichst weitgefaßte geometrische Definition für Verformungslamellen in der Horizontalebene so gelten soll, wie sie bereits für Verformungslamellen in der Sagittalebene aufgestellt wurde. Möglich sind die gleichen sehr großen Variationen im Hinblick auf Verformungslamellentiefe, Häufigkeit, Form von Kanälen oder anderen Strukturen (regelmäßig oder anders), Orientierung in einer Ebene oder Schieflage zu ihr, Durchgängigkeit von Mustern oder Zufälligkeit, Relativ- oder Absolutgröße sowie Symmetrie oder deren Fehlen.
Die Gestaltung von Fig. 41 gilt auch für die früheren Erfindungen des Anmelders von natürlich konturierten und voll konturierten Seiten, u. a. jene mit größerer oder kleinerer Seitendicke; obwohl nicht gezeigt, könnte die Gestaltung von Fig. 41 genauso wie die von Fig. 39 und 40 eine Dichtevariation der Schuhsohle wie die in der PCT-Veröffentlichung WO 91/04683, gemäß Fig. 7 der PCT-Veröffentlichung WO 91/11924 des Anmelders nutzen.
Fig. 42 und 43 zeigen Ansichten von Frontalebenenquerschnitten einer Schuhsohle gemäß den früheren Erfindungen des Anmelders auf der Grundlage der theoretisch idealen Stabilitätsebene etwa am Knöchelgelenk, um den Absatzbereich des Schuhs darzustellen. In den Darstellungen ist ein Fuß 27 in einem natürlich konturierten Schuh mit einem Schaft 21 und einer Sohle 28 positioniert. Normalerweise berührt die Schuhsohle den Erdboden 43 etwa an ihrem unteren mittleren Absatzabschnitt. Das in den erwähnten früheren Anmeldungen entwic kelte Konzept der theoretisch idealen Stabilitätsebene definiert die Ebene 51 im Hinblick auf einen Ort von Punkten, die durch die Dicke(n) der Sohle bestimmt sind. Die Bezugszahlen entsprechen den in den früheren anhängigen Anmeldungen des Anmelders verwendeten, die zuvor erwähnt und durch Verweis zur Vollständigkeit der Offenbarung bedarfsweise eingefügt sind. Fig. 42 zeigt in einer Rückquerschnittansicht die Anwendung der früheren Erfindung unter Darstellung der Innenfläche der Schuhsohle, die sich an die natürliche Fußkontur anpaßt, und der Dicke der Schuhsohle, die in der Frontalebene konstant bleibt, so daß die Außenfläche mit der theoretisch idealen Stabilitätsebene zusammenfällt.
Fig. 43 zeigt eine voll konturierte Schuhsohlengestaltung der früheren Erfindung des Anmelders, die der natürlichen Kontur des gesamten Fußes, der Unterseite sowie der Seiten, folgt und dabei eine konstante Schuhsohlendicke in der Frontalebene beibehält.
Die voll konturierte Schuhsohle geht davon aus, daß sich der bei Nichtbelastung ergebende leicht abgerundete Boden unter Last verformt und abflacht, genau wie die menschliche Fußunterseite ohne Last leicht abgerundet ist, sich aber unter Last abflacht; daher muß Schuhsohlenmaterial eine solche Zusammensetzung haben, daß es die natürliche Verformung entsprechend der des Fußes ermöglicht. Die Gestaltung gilt besonders für den Absatz, aber auch für den Rest der Schuhsohle. Durch möglichst enge Übereinstimmung mit der natürlichen Fußform ermöglicht die voll konturierte Gestaltung dem Fuß, so natürlich wie möglich zu funktionieren. Unter Last würde sich Fig. 43 durch Abflachen verformen und im wesentlichen wie Fig. 42 aussehen. Vor diesem Hintergrund ist die natürlich konturierte Seitengestaltung von Fig. 42 eine eher herkömmliche, konservative Gestaltung, die ein Sonderfall der allgemeineren voll konturierten Gestaltung von Fig. 43 ist, die der natürlich Fußform am nächsten kommt, aber am wenigsten herkömmlich ist. Der in der Gestaltung von Fig. 42 genutzte Betrag der Abflachungsverformung, der unter unterschiedlichen Lasten natürlich variiert, ist kein wesentliches Element der Erfindung des Anmelders.
Fig. 42 und 43 zeigen beide in Frontalebenenquerschnitten das der Erfindung zugrundeliegende Konzept, die theoretisch ideale Stabilitätsebene, die auch für effiziente natürliche Bewegungen jeder Art theoretisch ideal ist, u. a. Laufen, Joggen oder Gehen. Fig. 43 zeigt den allgemeinsten Fall der Erfindung, die voll konturierte Gestaltung, die sich an die natürliche Form des unbelasteten Fußes anpaßt. Für jede Person erfolgt die Bestimmung der theoretisch idealen Stabilitätsebene 51 erstens anhand der gewünschten Dicke(n) der Schuhsohle in einem Frontalebenenquerschnitt und zweitens anhand der natürlichen Form der Fußoberfläche 29 dieser Person.
Für den Sonderfall von Fig. 42 erfolgt die Bestimmung der theoretisch idealen Stabilitätsebene für eine spezielle Person (oder ein Größenmittel von Personen) ersten anhand der gegebenen Schuhsohlendicke(n) im Frontalebenenquerschnitt; zweitens anhand der natürlichen Fußform der Person; und drittens anhand der Breite des Fußabdrucks 30b der Person unter Lastaufnahme, die als Oberseite der Schuhsohle definiert ist, die in körperlicher Berührung mit der menschlichen Fußsohle steht und diese stützt.
Als Konzept setzt sich die theoretisch ideale Stabilitätsebene für den Sonderfall aus zwei Teilen zusammen. Gemäß Fig. 42 ist der erste Teil eine Strecke 31b gleicher Länge wie eine Linie 30b und parallel zu ihr in einem oder mehreren konstanten Abständen, die gleich der Schuhsohlendicke sind. Dies entspricht einer herkömmlichen Schuhsohle direkt unter dem menschlichen Fuß, und es entspricht auch dem abgeflachten Abschnitt der Unterseite der lastaufnehmenden Fußsohle 28b. Der zweite Teil ist die natürlich konturierte stabilisierende Seitenaußenkante 31a, die sich auf jeder Seite des ersten Teils, der Strecke 31b, befindet. Jeder Punkt auf der konturierten Seitenaußenkante 31a liegt in einem genau der (den) Schuhsohlendicke(n) entsprechenden Abstand vom nächstgelegenen Punkt auf der konturierten Seiteninnenkante 30a.
Zusammenfassend ist die theoretisch ideale Stabilitätsebene der Grundgehalt dieser Erfindung, da sie dazu dient, eine geometrisch präzise Unterseitenkontur der Schuhsohle auf der Grundlage einer Oberseitenkontur zu bestimmen, die an die Kontur des Fußes formangepaßt ist. Speziell beansprucht die Erfindung die eben beschriebene exakt bestimmte geometrische Beziehung.
Eindeutig läßt sich feststellen, daß jede Schuhsohlenkontur, selbst eine ähnliche Kontur, die die theoretisch ideale Stabilitätsebene überschreitet, die natürliche Fußbewegung einschränkt, während jede, die kleiner als diese Ebene ist, die natürliche Stabilität beeinträchtigt, und zwar direkt proportional zum Betrag der Abweichung. Als theoretisches Ideal gilt jenes, das den natürlichen Gegebenheiten am nächsten kommt.
Der zentrale Mittensohlenbereich 188 und obere Bereich 187 in Fig. 17 müssen eine Pufferfunktion erfüllen, die häufig relativ weiches Mittensohlenmaterial nötig macht. Anders als die Schuhsohlenstruktur von Fig. 9 der PCT-Veröffentlichung WO 91/10377 verringert sich die Schuhsohlendicke in der Erfindung von Fig. 17 gemäß dieser Anmeldung, wenn der weiche Mittelbereich unter Gewichtsaufnahmedruck stärker als die relativ festen Seiten verformt wird.
Um diesen Effekt zu steuern, muß er gemessen werden. Erforderlich ist eine Methodik zum Messen eines Abschnitts einer statischen Schuhsohle im Ruhezustand, die die resultierende Dicke unter Verformung anzeigt. Eine einfache Möglichkeit ist, tatsächliche kleinste Abstandsdicke an einem Punkt zu messen und sie mit einem Verformungs- oder "Nachgiebigkeits"-Faktor zu multiplizieren, den man normalerweise in Härte(messer)werten (auf der Shore-A-Skala) mißt, um eine resultierende Dicke unter einer Standardverformungslast zu erhalten. Unter Annahme einer linearen Beziehung (die in der Praxis empirisch justiert werden kann) würde dieses Verfahren bedeuten, daß ein 1 Inch dicker Schuhsohlen-Mittelabschnitt mit einem ziemlich weichen Härtewert von 30 unter äquivalenter Lastaufnahmeverformung funktionell etwa einem Schuhmittensohlenbereich von 1/2 Inch und einem relativ harten Härtewert von 60 entsprechen würde; beide würden gleich einem Faktor von 30 Inch-Härtewerten sein. Die genaue Methodik läßt sich empirisch ändern oder verbessern, wobei aber der Grundaspekt ist, daß die statische Schuhsohlendicke eines dynami schen Äquivalents unter äquivalenten Lasten je nach Dichte des Schuhsohlenmaterials bedarf.
Da die theoretisch ideale Stabilitätsebene 51 schon allgemein teilweise so definiert wurde, daß sie eine konstante Frontalebenendicke hat und eine gleichmäßige Materialdichte bevorzugt, um sich willkürlich ändernde natürliche Fußbewegungen zu vermeiden, ist es logisch, eine nichtstatische Definition zu entwickeln, die einen Ausgleich für die Materialdichte der Schuhsohle schafft. Die dynamisch definierte theoretisch ideale Stabilitätsebene würde die konstante Dicke zu einem konstanten Multiplikationsprodukt aus Dicke mal Dichte abwandeln.
Der Einsatz dieser neugefaßten Definition der theoretisch idealen Stabilitätsebene bietet eine interessante konstruktive Möglichkeit: Die etwas erweiterte Breite der Schuhsohlenseiten, die nach der statischen Definition der theoretisch idealen Stabilitätsebene erforderlich ist, ließe sich durch Verwendung eines Mittensohlenmaterials mit höherer Dichte in den natürlich konturierten Seiten reduzieren.
Fig. 44 zeigt im Frontalebenenquerschnitt am Absatz die Nutzung eines hochdichten (d') Mittensohlenmaterials an den natürlich konturierten Seiten sowie eines niedrigdichten (d) Mittensohlenmaterials an allen anderen Stellen, um die Seitenbreite zu reduzieren. Zur Veranschaulichung des Prinzips ist in Fig. 44 angenommen, daß die Dichte (d') doppelt so groß wie die Dichte (d) ist, was den Effekt etwas übertreibt, wobei aber der Hauptpunkt darin besteht, daß die Schuhsohlenbreite durch Verwendung der theoretisch idealen Stabilitätsebene mit einer Dickendefinition, die dynamische Kraftlasten kompensiert, erheblich verringert sein kann. Im Beispiel von Fig. 44 spart man mit der überarbeiteten Definition etwa ein Viertel Inch Breite auf jeder Seite bei einer gesamten Breitenreduzierung von einem halben Inch, während annähernde funktionelle Äquivalenz so gewahrt bleiben sollte, als würden sich die Frontalebenendicke und -dichte nicht ändern.
Gemäß Fig. 44 ist die Grenze zwischen Bereichen unterschiedlicher Dichte mit der Linie 45 bezeichnet, und die Li nie 51' verläuft parallel im halben Abstand von der Außenfläche des Fußes 29.
Zu beachten ist, daß die Gestaltung von Fig. 44 niedrigdichtes Mittensohlenmaterial, das wirksam puffert, im gesamten Abschnitt der Schuhsohle verwendet, der von etwa 10 Grad Inversion bis etwa 10 Grad, dem normalen maximalen Bewegungsbereich beim Laufen, direkt lastaufnehmend wäre; das Mittensohlenmaterial höherer Dichte ist von etwa 10 Grad bis 30 Grad auf beiden Seiten nach innen verdünnt, wobei in diesen Bereichen die Polsterung weniger kritisch als die stabilisierende Stütze ist.
Die dargestellten Schuhgestaltungen erfüllen die zuvor genannten Aufgaben der Erfindung. Dennoch wird dem Fachmann klar sein, daß die obige Beschreibung den bevorzugten Ausführungsformen galt und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Claims

1. Schuhsohle (28) für einen Schuh (22) mit mindestens:

einer Innensohlenfläche (30) benachbart zu einem Trägerfuß (27), die mindestens einen ersten konkav abgerundeten Abschnitt im Blick in einer Frontalebene vom Trägerfuß (27) und während eines unbelasteten, aufrechten Schuhzustands hat;

einer Außensohlenfläche (31), die sich von der Innensohlenfläche (30) erstreckt und mindestens eine Sohlenseite bildet;

mindestens einem zweiten konkav abgerundeten Abschnitt, der die Außensohlenfläche (31) der Sohlenseite unterhalb eines ersten Punkts an einer ersten Seitenausdehnung (A) der Außensohlenfläche (31) im Blick in der Frontalebene vom Trägerfuß (27) und während eines unbelasteten, aufrechten Schuhzustands bildet;

gekennzeichnet durch mindestens eine Schicht aus Fasersträngen, die in der Schuhsohle (28) eingebettet sind;

wobei die Faserschicht relativ flexibel und unelastisch ist; und

die Faserschicht im wesentlichen parallel zu mindestens dem zweiten konkav abgerundeten Abschnitt der Außensohlenfläche (31) der Sohlenseite verläuft.

2. Schuhsohle (28) nach Anspruch 1, wobei der erste konkav abgerundete Abschnitt der Innensohlenfläche (30) eine natürlich konturierte Form hat, die sich der natürlich gewölbten Form mindestens einer Seite einer Sohle (29) eines unbelasteten Trägerfußes (27) anpaßt.

3. Schuhsohle (28) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Faserschicht in einer Bodensohlenstruktur (149) der Sohle (28) eingebettet ist.

4. Schuhsohle (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Faserschicht in einer Mittensohle (147, 148) der Sohle (28) eingebettet ist.

5. Schuhsohle (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich der zweite konkav abgerundete Abschnitt durch einen Mittelpunkt (B) der Außensohlenfläche (31) im Blick in der Frontalebene gemessen an der Ferse eines Trägerfußes (27) erstreckt.

6. Schuhsohle (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Faserstränge einen eingebetteten Kapselmantel (191) bilden, der im wesentlichen eine Pufferkammer (161) umgibt, die ein druckübertragendes Medium wie Gas, Gel oder Flüssigkeit enthält.

7. Schuhsohle (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Faserstränge einen Kapselmantel (191) bilden, der im wesentlichen direkt eine Pufferkammer (161) umhüllt, die ein druckübertragendes Medium wie Gas, Gel oder Flüssigkeit enthält.

8. Schuhsohle (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Faserstränge einen Kapselmantel (191) bilden, der im wesentlichen direkt die Oberfläche eines internen Mittensohlenbereichs (188) umhüllt.