Die Erfindung betrifft einen Schuh, insbesondere einen Sportschuh, der eine Sohle aufweist, die mit einem Schuhoberteil verbunden ist, wobei sich die Sohle in eine Schuhlängsrichtung, in eine zu dieser senkrecht und horizontal orientierte Querrichtung und in eine zu den beiden genannten Richtungen senkrecht und vertikal orientierte Vertikalrichtung erstreckt.

Schuhe dieser Art sind im Stand der Technik generell bekannt. Die Sohle erstreckt sich zunächst in Längsrichtung des Schuhs. Quer hierzu und horizontal ergibt sich eine Querrichtung der Sohlenerstreckung, wobei die horizontale Ausrichtung gegeben ist, wenn der Schuh auf dem Boden steht. Wiederum senkrecht zur Längsrichtung und zur Querrichtung ergibt sich eine vertikale Erstreckungsrichtung, wenn der Schuh auf dem Boden steht.

Es wird dabei generell angestrebt, dass für die Fertigung des Schuhs mit möglich wenig Material gearbeitet werden muss, was sich einmal aufgrund der Materialkosten und einmal hinsichtlich des Gewichts des Schuhs und insbesondere der Sohle empfiehlt. Weiterhin wird aber auch ein günstiges Feder- und Dämpfverhalten des Schuhs angestrebt, so dass ein hoher Tragekomfort erreichbar ist. Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, einen Schuh der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass bei geringem Materialeinsatz einerseits eine hinreichende Festigkeit der Sohle und andererseits ein hoher Tragekomfort erreicht werden kann.

Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Sohle zumindest abschnittsweise durch eine Schalenstruktur gebildet wird, für deren Lage ausgehend von einem Ursprungspunkt (Nullpunkt eines kartesischen Koordinatensystems) die Beziehung gilt: sin x cos y + sin y cos z + sin z cos x = 0

Eine solche Schalenstruktur ist als solche auch unter der Bezeichnung „Gyroid“ oder „Lidinoid“ bekannt. Insoweit wird ausdrücklich auf „https://en.wikipedia.org/wiki/Gyroid“ Bezug genommen, wo detaillierte Informationen zur geometrischen Ausgestaltung einer solchen Schalenstruktur gegeben werden.

Über die gesamte Erstreckung der Schalenstruktur ist demgemäß die genannte Gleichung erfüllt. Die Schale umfasst eine Vielzahl konkaver und konvexer zusammenhängender Oberflächenabschnitte.

Die Höhe der Schalenstruktur in Vertikalrichtung erstreckt sich dabei vorzugsweise über 1,5 bis 4 Perioden der Sinusfunktion; hierunter ist zu verstehen, dass der Funktionsanteil„sin z“ 1,5 bis 4 vollständige Perioden umfasst. Eine Periode der Sinusfunktion weist dabei vorzugsweise eine Erstreckung zwischen 8 mm und 25 mm, besonders bevorzugt zwischen 10 mm und 20 mm, auf. Die Dicke der Schalenstruktur liegt bevorzugt zwischen 0,6 mm und 2,0 mm. Hierbei sind vorteilhaft und mit besonderem Effekt spezielle Dickenbereiche in Abhängigkeit des verwendeten Materials der Sohle empfehlenswert, um optimale Federeigenschaften der Sohle zu erreichen, so dass diese einen hinreichenden Komfort aufweist, allerdings auch eine ausreichende Feder- Steifigkeit.

Hiernach besteht die Sohle nach einer Ausluhrungsform der Erfindung zumindest abschnittsweise aus Thermoplastischem Polyurethan (TPU). In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dicke der Schalenstruktur zwischen 1,2 mm und 1,4 mm beträgt. Bevorzugt ist aus dem genannten Material eine komplette Zwischensohle gefertigt.

Eine andere Ausluhrungsform der Erfindung sieht vor, dass die Sohle zumindest abschnittsweise aus Polyamid besteht, insbesondere aus PA 11 (Poly-Undecanolactam) . In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dicke der Schalenstruktur zwischen 0,8 mm und 1,4 mm beträgt. Auch hier ist bevorzugt aus dem genannten Material eine komplette Zwischensohle gefertigt. Die Sohle ist bevorzugt durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Hierbei ist besonders bevorzugt an das Selective Laser Sintering - Verfahren gedacht (d. h. das selektive Lasersintem, bei dem räumliche Strukturen durch Sintern mit einem Laser aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff hergestellt werden). Die Schalenstruktur der Sohle kann weiterhin mit einer Beschichtung versehen sein. Die Beschichtung kann durch einen Tauchvorgang hergestellt sein. Die Beschichtung besteht bevorzugt aus einer Polyurethandispersion oder aus einem Polyurethanlack; sie weist insbesondere eine Vergilbungs hemmende Wirkung auf.

Zwei spezielle bevorzugte Verfahren haben sich für die Aufbringung der Beschichtung bewährt:

Gemäß einer ersten bevorzugten Vorgehensweise wird die Schalenstruktur zunächst produziert, insbesondere 3-D-gedruckt. Anschließend wird es in einem nachgelagerten Tauchprozess mit einer wässrigen Polyurethan dispersion bzw. einem Polyurethanlack beschichtet. Eine Polyurethan dispersion ist ein fließfähiges Zweiphasensystem, bestehend aus Wasser und einem Polymer, d. h. einem dispergierten Kunststoff, der zu der Klasse der Polyurethane gehört, sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten.

Nach einer Verweilzeit wird der überschüssige Lack beispielsweise mittels Schleudern entfernt und das Bauteil getrocknet, was insbesondere bei einer erhöhten Temperatur von ca. 80 °C erfolgen kann.

Die so hergestellte Beschichtung zeichnet sich unter anderem durch eine hohe Elastizität aus. Die Beschichtung bewirkt zunächst ein Glätten der Oberfläche und ein dadurch einfaches Reinigen. Ferner wird die Wasseraufiiahme verhindert bzw. erschwert. Auch mögliche Mikrorisse in der Schalenstruktur werden so verhindert bzw. verzögert. Vorteilhaft ist auch ein Schutz vor UV- Strahlung, was eine Vergilbung verhindert bzw. erschwert. Nach einer zweiten Verfahrensweise kann ein chemisches Glätten als Veredelung der hergestellten, insbesondere 3-D-gedrackten Schalenstruktur vorgesehen werden. Hierbei wird die Schalenstruktur mittels Tauchen, Besprühen oder Einpinseln mit einer Chemikalie (beispielsweise Ameisensäure) benetzt. Diese löst die Oberfläche des Bauteils an und generiert somit eine geglättete hautähnliche Struktur.

Die Sohle ist bevorzugt eine Zwischensohle. Die Schalenstruktur erstreckt sich in diesem Falle vorzugsweise über die gesamte Länge, Breite und Höhe der Zwischensohle.

Beispielsweise kann die Schalenstruktur aber auch nur im Hinterfußbereich oder Fersenbereich der Sohle eingesetzt werden. In diesem Falle kann der restliche Bereich der Sohle in klassischer Weise ausgeführt sein.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die genannte Schalenstruktur als Einsatz in einer ansonsten klassisch hergestellten Sohle platziert wird; in diesem Falle weist die Sohle eine entsprechende Ausnehmungen zur Aufnahme der Schalenstruktur auf, die kongruent zur Schalenstruktur geformt ist.

Unter der Zwischensohle kann eine Außensohle angeordnet sein.

Die beschriebene Schalenstruktur in Form eines„Gyroids“ oder„Lidinoids“ ist im Stand der Technik als solche bekannt, sie wird allerdings nur als hochfeste Struktur eingesetzt, die üblicher Weise massive metallische und insbesondere Stahlbauteile ersetzen soll, da mit ihr eine hohe Festigkeit erzielt werden kann. Allerdings hat es sich überraschend gezeigt, dass mit einer solchen Schalenstruktur jedenfalls dann, wenn die beschriebenen Materialien mit den genannten Dicken der Schale verwendet werden, auch hervorragende Eigenschaften bei einer Schuhsohle erreicht werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in der Seitenansicht einen Sportschuh und

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen würfelförmigen Teil der

Schalenstruktur, durch die die Zwischensohle des Sportschuhs gebildet wird.

In Figur 1 ist ein Schuh 1 in Form eines Sportschuhs angedeutet, der ein Schuhoberteil 3 und eine Sohle 2 aufweist.

Der Schuh 1 steht bei bestimmungsgemäßer Verwendung auf dem Boden. Hieraus ergibt sich für den Schuh 1 und insbesondere für die Sohle 2 eine Schuhlängsrichtung x, die eine erste Richtung des kartesischen Koordinatensystems darstellt. Weiterhin ergibt sich eine Querrichtung y, die senkrecht auf der Schuhlängsrichtung x steht und in horizontale Richtung weist, wenn der Schuh auf dem Boden steht; hierdurch ergibt sich eine zweite Richtung des kartesischen Koordinatensystems. Schließlich gibt es eine Vertikalrichtung z, die sowohl auf der Schuhlängsrichtung x als auch auf der Querrichtung y senkrecht steht und in vertikale Richtung weist, wenn der Schuh auf dem Boden steht; hierdurch ergibt sich eine dritte Richtung des kartesischen Koordinatensystems. Die Sohle 2 ist hier als Zwischensohle ausgebildet, unter der noch eine Außensohle 5 angeordnet ist. Natürlich kann im Bodenbereich des Schuhoberteils 3 noch eine (nicht dargestellte) Einlegesohle angeordnet werden.

Die Zwischensohle wird durch eine Schalenstruktur 4 gebildet, deren Form als Gyroid bekannt ist. Dies ist in Figur 2 illustriert. Demnach werden die einzelnen Punkte der (zunächst unendlich dünn angenommenen) Schale durch eine Gleichung bestimmt, die sich aus der oben genannten Formel ergibt. Von einem Nullpunkt ausgehend (der beispielsweise der Ursprung des kartesischen Koordinatensystems in Figur 2 ist) ergibt sich somit die Struktur aus der Kombination konkaver und konvexer Flächen, wobei sich die Struktur mit der Periode der Sinus- bzw. Kosinus-Funktion wiederholt.

Diese sich so ergebende Schale ist mit einer gewissen Dicke d ausgebildet, die bevorzugt zwischen 0,6 und 2,0 mm liegt.

Als Material für die Schalenstruktur 4 können verschiedene Materialen verwendet werden, wobei sich zwei Ausgestaltungen besonders bewährt haben.

Im Falle der Verwendung von Thermoplastischem Polyurethan (TPU) als bevorzugtes Material ist eine Dicke d der Schale zwischen 1,2 mm und 1,4 mm bevorzugt.

Kommt Polyamid zum Einsatz (wobei insbesondere PA 11 bevorzugt ist), wird eine Dicke d der Schale zwischen 0,8 mm und 1,4 mm bevorzugt eingesetzt. Das Zusammenwirken der genannten Schalenform als Gyroid in Verbindung mit den genannten Materialien und Dicken der Schale fährt in überraschender Weise zu einem sehr guten Feder- und Dämpfverhalten, wobei vorteilhaft wenig Material für die Realisierung der Zwischensohle benötigt wird, was nicht nur zu entsprechend geringen Kosten fährt, sondern auch dazu, dass die Sohle insgesamt sehr leicht ist.

Dennoch wird eine hinreichende Federsteifigkeit der Sohle erreicht, wenn diese namentlich mit einer Kraft in vertikaler Richtung z beaufschlagt wird. Ferner ergibt sich in vorteilhafter Weise eine gute Rückstellfähigkeit der Sohle bei der vorgeschlagenen geometrischen Ausgestaltung.

Als Schuhoberteil können beliebige Ausgestaltungen vorgesehen werden. Insbesondere kann ein gestricktes Material vorgesehen werden.

Die Herstellung der Schalenstruktur erfolgt bevorzugt durch ein additives Fertigungsverfahren, insbesondere durch 3-D-Druck. Auch hat sich besonders das Selective Laser Sintering - Verfahren bewährt. Derartige Fertigungs verfahren sind im Stand der Technik als solche hinlänglich bekannt, so dass sie hier nicht näher beschrieben werden müssen.

Damit Vergilbungserscheinungen möglichst vermieden werden, kann die so hergestellte Schalenstruktur durch ein Tauchverfahren in einem Beschich tungsmaterial beschichtet werden. Dabei wird es in das Beschich- tungsmaterial eingetaucht, anschließend trocknet es. Bezueszeichenliste :

1 Schuh

2 Sohle (Zwischensohle)

3 Schuhoberteil

4 Schalenstruktur

5 Außensohle

x Schuhlängsrichtung

(erste Richtung des kartesischen Koordinatensystems) y Querrichtung

(zweite Richtung des kartesischen Koordinatensystems) z Vertikalrichtung

(dritte Richtung des kartesischen Koordinatensystems) d Dicke der Schalenstruktur