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Die Erfindung betrifft einen Halbfertigartikel mit zwei aus qualitativ und/oder farblich unterschiedlichen elastomeren Materialien bestehenden Teilen, z. B. Polyurethan, Polyvinylchlorid, Gummi od. dgl., welche durch Anformung eines der beiden Teile im plastischen Zustand miteinander verbunden sind. Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung genannter Halbfertigartikel sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zuerst ein Teil mit einem überstehenden Rand hergestellt wird, welcher Rand bei der darauffolgenden Anformung des zweiten Teiles als Dichtung wirkt und verhindert, dass das den oberen Teil bildende Material auf den unteren Teil fliessen kann. Zur Herstellung des Fertigartikels aus dem Halbfertigartikel wird einfach der überstehende Rand entfernt und man erhält einen scharf abgegrenzten Verbindungsrand.
Für viele Zwecke ist es wünschenswert, einen Artikel aus zwei verschiedenen Materialien herzustellen. Eine Schuhsohle soll beispielsweise einerseits eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen, auf der andern Seite aber dem Träger des Schuhs ausreichenden Komfort bieten. Diese beiden Anforderungen sind von einem Material alleine nicht zu erfüllen. Ähnliche Forderungen liegen auch auf andern Gebieten der Technik vor. Zum Beispiel ist man bei der Herstellung von Schalensitzen für Kraftfahrzeuge bemüht, die Seitenteile etwas steifer auszugestalten als die eigentlichen Rückenlehne, um dem Fahrer beim Kurvenfahren eine grössere Seitenstabilisierung zu geben. Auch verschiedene Maschinenkonstruktionsteile, die eutzutage ebenfalls aus Kunststoff bestehen, sollen oft divergierende Eigenschaften aufweisen.
Um dieses Problem zu lösen, hat man - um beim Beispiel Schuhsohlen zu bleiben-schon vorgeschlagen, einfach einen ersten Teil, z. B. den Laufsohlenteil aus einem Material zu bilden, und sodann den andern Teil an den ersten Teil anzuformen. Bei dieser Vorgangsweise ist es unvermeidlich, dass das Material, aus dem der zweite Teil gebildet ist, über den Verbindungsrand auf die Oberfläche des ersten Teiles fliesst und somit dieser Verbindungsrand nicht-wie gewünscht-vollkommen scharf abgegrenzt und optisch entsprechend schön verläuft, sondern meistens eine etwas unregelmässige Kontur bildet.
Geht man so vor, dass man zuerst den Oberteil herstellt und sodann an diesen von unten her den Unterteil anformt, so tritt noch ein weiterer Fehler auf. Dieser besteht darin, dass entlang des unteren Randes des zuerst hergestellten Oberteiles ein geringer Austrieb vorhanden ist, der nun durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten hängt und beim Schliessen der Form und anschliessenden Ausformen des unteren Teiles wieder zu Unregelmässigkeiten im Bereich des Verbindungsrandes Anlass gibt.
Um diesen negativen Erscheinungen zu begegnen, hat man auch schon vorgeschlagen, auf den zuerst gebildeten Unterteil ein Gewebe aufzubringen und erst über Vermittlung dieses Gewebes den Oberteil anzuformen. Dadurch kann nun zwar erreicht werden, dass der Verbindungsrand gleichmässig ausgebildet ist, man nimmt dadurch aber natürlich einen etwas grösseren übergangsbereich in Kauf. Ausserdem hat dieses Verfahren noch einen weiteren wesentlichen Nachteil, der darin besteht, dass das Material des angeformten Oberteiles, insbesondere wenn es sich um Polyurethanschaum handelt, an dem Gewebe dazu neigt, Verhärtungen auszubilden, die nicht nur zu einem höheren Materialbedarf führen, sondern auch die gewünschten Eigenschaften beeinträchtigen.
Bei einer Fusssohle mit einem Polyurethanschaum-Fussbett sind solche Verhärtungen ein wesentlicher Nachteil, da sie den Komfort äusserst beeinträchtigen.
Eine andere Möglichkeit, den negativen optischen Eindruck einer ungerade verlaufenden Verbindungslinie zwischen den zwei Materialien des Formkörpers zu vermeiden, besteht darin, diesen Rand in eine normalerweise nicht sichtbare Zone zu verlegen. So ist es beispielsweise bei Schuhsohlen auch bekannt, die Laufsohle quasi auch seitlich mit dem das Fussbett bildenden Material zu ummanteln, so dass der Verbindungsrand der beiden Materialien auf die Unterseite der Sohle zu liegen kommt. Unregelmässigkeiten spielen dann nur mehr eine geringe Rolle. Allerdings haftet diesem Verfahren der Nachteil an, dass gerade die hochbeanspruchten Ränder der Schuhsohle aus dem weicheren Material gebildet sind und somit einem höheren Verschleiss unterliegen als eigentlich gewünscht.
Auch will man bei Sportsohlen insbesondere im Fersen- und Zehenbereich einen besonders geringen Materialabrieb erreichen, was mit diesem Verfahren ebenfalls nicht erzielbar ist. Im Gegenteil ist hier der Verschleiss an diesen Stellen natürlich besonders gross.
Das Problem, das die Erfindung zu lösen sich zum Ziel gesetzt hat, besteht demnach darin, einen aus zwei Teilen gebildeten Gegenstand herzustellen, wobei einerseits die Eigenschaften der Materialien, aus denen die beiden Teile gebildet sind, genau den gewünschten Anforderungen entsprechen, ohne dass das eine Material das andere beeinflusst und anderseits der Verbindungsrand, entlang dem die beiden Materialien zusammenstossen, optisch vollkommen scharf und gerade verläuft. Dies wird erfindungsgemäss
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dadurch erreicht, dass der zuerst hergestellte Teil entlang des Verbindungsrandes einen von der angestrebten Oberfläche des Fertigartikels abstehenden Rand aufweist. Ein Materialaustrieb, der bei der Anformung des zweiten Teiles an den bereits gebildeten ersten Teil entsteht, kann sich daher nur entlang des hinausragenden Randes ausbilden.
Bei der nachträglichen Herstellung des Fertigartikels aus dem Halbfertigartikel wird dieser Rand entfernt, z. B. weggeschnitten, und es wird dabei eine vollkommen scharfe gerade oder geschwungene Trennlinie erreicht, da diese ja durch die bei der Herstellung des ersten Teiles gebildete Oberfläche des Randes bestimmt ist, auf der gegebenenfalls der Austrieb von der Anformung des zweiten Teiles befindlich ist.
Um sicherzustellen, dass der hinausragende Rand die von ihm geforderte Funktion erfüllen kann, ist es zweckmässig, wenn er etwa 5 bis etwa 15 mm breit und etwa 0, 1 bis etwa 1, 5 mm dick ist. Bei einer Breite von unter etwa 5 mm besteht die Gefahr, dass bei der Verarbeitung von extrem niedrig viskosen Polyurethankomponenten eine Verunreinigung bis an die Unterseite des Randes gelangt. Eine Breite des Randes von über etwa 15 mm wieder ist funktionell nicht notwendig und führt nur zu einem erhöhten Materialverbrauch.
Ist die Dicke des Randes geringer als etwa 0, 1 mm, so ist die Gefahr, dass dieser irgendwo Durchbrechungen infolge Benetzungsfehlern aufweist, zu gross und die Sicherheit, dass der untere Teil nicht vom angeformten oberen Teil beschmutzt wird, nicht mehr gegeben. Eine Dicke über etwa 1, 5 mm führt nicht nur zu einem erhöhten Materialverbrauch, sondern bereitet auch schon Schwierigkeiten bei seiner Abtrennung zur Herstellung des Fertigartikels.
Um die Abtrennung des Randes zu erleichtern, ist es zweckmässig, wenn sich seine Dicke nach aussen zu vergrössert, d. h. dass die geringste Dicke in der Nähe der Oberfläche des Fertigartikels liegt. Diese Ausbildung ist sowohl vorteilhaft für die Führung des Messers zum Abschneiden des Randes, kann jedoch auch insbesondere dann günstig sein, wenn die Abtrennung nach einem Tieftemperaturverfahren erfolgt, d. h. dass der Halbfertigartikel gekühlt wird auf-20 bis-30 C und sodann der nunmehr spröde Rand abgebrochen werden kann. Die analogen Vorteile gelten auch dann, wenn der Rand in unmittelbarer Nachbarschaft zur angestrebten Oberfläche des Fertigartikels eine Kerbe aufweist.
Will man einen Fertigartikel herstellen, der aus zwei Teilen verschiedener Härte besteht, ist es zweckmässig, wenn der Halbfertigartikel derart ausgebildet ist, dass der abstehende Rand aus dem härteren Material gebildet ist.
Das hat zur Folge, dass bei der Anformung des zweiten Teiles das diesen bildende weichere Material infolge seines Herstellungsdruckes den bereits gebildeten ersten Teil nicht deformieren kann. Stellt man nämlich zuerst den Teil aus dem weicheren Material her und formt an diesen den Teil mit dem härteren Material an, so besteht die Gefahr - insbesondere wenn es sich um geschäumte Polyurethanmaterialien handelt-dass das härtere Material bei seiner Anformung das schon gebildete weichere Material infolge des Druckes, der bei der Herstellung herrscht, zusammendrückt. Dadurch weicht nicht nur die Verbindungsebene der beiden Teile von der gewünschten Form ab, sondern es erfolgt insbesondere auch durch Kompression des weicheren Teiles eine Erhöhung von dessen Härte, was wieder eine Abweichung vom gewünschten Eigenschaftsbild des Fertigartikels bedeutet.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung bei der Herstellung von Schuhsohlen-Halbfertigartikeln. Es ist zweckmässig, wenn Schuhsohle-Halbfertigartikel mit einem das Fussbett und einem die Laufsohle bildenden Teil derart ausgebildet sind, dass der abstehende Rand gemäss der Erfindung an dem Laufsohlenteil ausgebildet ist. Der Laufsohlenteil einer Schuhsohle ist meist härter und abriebfester als der Fussbett-Teil und es ist daher erforderlich, zuerst den Laufsohlenteil herzustellen und den Rand an diesem auszubilden und dann den Fussbett-Teil aus dem leichteren, weicheren Material anzuformen.
Dadurch ist vermieden, dass, wie bei der umgekehrten Vorgangsweise, der Fussbett-Teil in seinen Materialeigenschaften durch die Kompression bei der Anformung des Laufsohlenteiles in seinen Eigenschaften, insbesondere seiner Härte verändert wird.
Ein besonders zweckmässiges Verfahren zur Herstellung von Halbfertigartikeln mit zwei aus qualitativ und/oder farblich unterschiedlichen elastomeren Materialien bestehenden Teilen, z. B. Polyurethan, Polyvinylchlorid, Gummi, welche durch Anformung eines der beiden Teile im plastischen Zustand miteinander verbunden sind, besteht darin, dass der zweite, sich vom ersten Teil qualitativ und/oder farblich unterscheidende Teil unter Ausnutzung des Steges als Dichtung auf den ersten Teil aufgeformt und dass vor der Verwendung als Endprodukt bzw. als Teil des Endprodukts der gesamte über die angestrebte, eine gemeinsame Ebene der beiden Teile bildende Oberfläche herausragende Rand entfernt
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wird.
Die bereits genannten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens, nämlich die Möglichkeit der Ausbildung einer geraden oder geschwungenen, scharfen Verbindungsnaht zwischen den beiden Teilen aus verschiedenen Materialien, sind auch insbesondere dann nutzbar, wenn der herzustellende Halbfertigartikel aus verschiedenen Materialien, beispielsweise aus einer Kombination von Gummi und PVC oder Gummi und Polyurethan hergestellt ist. Insbesondere bei der Herstellung von Schuhsohlen kann es sich für manche Anwendungsfälle als zweckmässig erweisen, die Laufsohle aus Gummi herzustellen. In diesem Falle müsste gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zuerst, beispielsweise in einer Presse, ein Laufsohlenteil aus Gummi, der den erfindungsgemässen Rand aufweist, hergestellt werden.
Dieser Laufsohlenteil würde dann in eine zweite Form eingelegt und es könnte an diesen dann beispielsweise der Fussbett-Teil aus Polyurethanschaum angeformt werden.
Ein besonders zweckmässiges Verfahren zur Entfernung des abstehenden Randes des Halbfertigartikels besteht darin, dass man den Halbfertigartikel zuerst kühlt und dann den Rand mechanisch abbricht.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet sich insbesondere eine Vorrichtung, die einen Formunterteil und einen Formunterteildeckel zur Ausbildung des Unterteiles samt Rand, sowie einen auf den Rand aufsetzbaren Zwischenrahmen mit Zwischenrahmendeckel zur Anformung des Oberteiles aufweist. Es kann dabei der Formunterteil fix angebracht sein, während der Formunterteildeckel nach oben abhebbar und schwenkbar ist. Der Zwischenrahmen kann entweder abhebbar und seitlich entfernbar ausgebildet sein oder auch mittig geteilt sein, wobei in diesem Fall beide Teile nach verschiedenen Seiten entfernt bzw. zugeführt werden müssen. Der Zwischenrahmendeckel wieder muss vertikal bewegbar und schwenkbar ausgebildet sein. Die auszuführenden Heb- und Schwenkbewegungen können beispielsweise mittels Hydraulikaggregaten durchgeführt werden.
Um den Rand des Halbfertigartikels mit einer Kerbe zum nachträglichen Abtrennen zu versehen, ist es vorteilhaft, wenn der Zwischenrahmen entlang des dem Formunterteil zugewandten Forminnenwandungsrandes eine Erhöhung aufweist. Diese Erhöhung bildet bei der Herstellung des den abstehenden Rand aufweisenden Teiles in diesem eine Kerbe aus.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert : Es zeigen die Fig. l, 2 und 3 erfindungsgemässe Halbfertigprodukte, die Fig. 4, 5 und 6 Ausschnitte davon und die Fig. 7 bis 11 erfindungsgemässe Formausbildungen.
In Fig. 1 ist ein Halbfertigartikel-l--dargestellt, der aus einem Oberteil --2-- und aus einem Unterteil --3-- besteht, wobei der Unterteil --3-- angrenzend an den Oberteil --2-- einen rundumlaufenden, abstehenden Rand aufweist. Entsprechend ist auch der in Fig. 2 dargestellte Schuhsohlenhalbfertigartikel --5-- ausgebildet, der aus einem Fussbett-Teil --6-- und einem Laufsohlenteil --7-- be- steht, wobei am Laufsohlenteil --7-- ein rundumlaufender Rand --8-- ausgebildet ist. Der Fussbett-Teil - -6-- ist in Form einer Schalensohle ausgebildet und weist einen hochgezogenen Rand --9-- auf. Der Laufsohlenteil --7-- ist im Zehen- und im Fersenbereich verstärkt ausgebildet um den hohen Beanspruchungen einer Sportschuhsohle gerecht zu werden.
In Fig. 3 ist ein Autositz-Halbfertigartikel --10-- dargestellt, der zwei Seitenteile --11-- und einen Mittelteil --12-- aufweist. Die Seitenteile --11-- sind aus härterem Kunststoffmaterial gebildet als der Mittelteil-12--.
Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt aus dem Grenzbereich zwischen einem erfindungsgemäss ausgebildeten Oberteil --2-- und Unterteil --3-- mit abstehendem Rand --4--. Der in Fig. 5 dargestellte Rand --14-- verbreitert sich nach aussen, welche Ausbildung seinem nachträglichen Abtrennen entgegenkommt. Dasselbe gilt auch für den in Fig. 6 dargestellten Rand --15--, der eine Kerbe --16-aufweist.
In Fig. 7 ist schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung dargestellt. Diese besitzt einen Formunterteil --17--, in dem ein Formhohlraum --18-- ausgebildet ist. Der Formhohlraum weist eine rundumlaufende Randausnehmung --19-- auf. Bei der Herstellung des Unterteiles --3-- mit Rand --4-wird auf den Formunterteil --17-- der Formunterteildeckel --20-- aufgelegt, und sodann durch eine nichtgezeigte Materialöffnung beispielsweise eine Polyurethanmischung eingespritzt. Ebenso kann diese Polyurethanmischung auch eingegosssen werden oder auch ein entsprechender Gummirohling in der Form verpresst werden. Nach Erhärtung des Unterteiles --3-- mit Rand --4-- wird der Formunterteildeckel - abgehoben und zwischen Rahmen --21-- aufgelegt. Der in Fig. 7 dargestellte Rahmen --21-- ist ungeteilt. Der Zwischenrahmen kann jedoch auch zwei-oder mehrteilig ausgeführt sein.
Danach wird der Zwischenrahmendeckel --22-- aufgelegt, das den Oberteil --2-- bildende Material in den nunmehr
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gebildeten Formhohlraum eingeführt und dieser Oberteil --2-- dann an den Unterteil --3-- angeformt.
Nach Erhärtung des Materials kann der gebildete Halbfertigartikel entformt und der abstehende Rand --4-- beispielsweise mit einem Messer abgeschnitten werden.
In Fig. 8 ist der Formunterteil --17-- im Querschnitt noch einmal, herausgezeichnet. Man erkennt den Formhohlraum --18-- und die rundumlaufende Randausnehmung --19--. In Fig. 9 ist schematisch ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäss zusammengesetzte Vorrichtung aus Formunterteil --17--, aufgelegtem Zwischenrahmen --21-- und aufgelegtem Zwischenrahmendeckel --22-- dargestellt. Ebenso erkennt man in Fig. 9 den im Formhohlraum gebildeten Unterteil --3-- mit Rand --4-- und den daran angeformten Oberteil
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In Fig. 10 ist ein Zwischenrahmen --23-- dargestellt, der eine rundumlaufende Erhöhung-24aufweist, die zur Ausbildung einer Kerbe --16-- im Rand --15-- dienen kann.
In Fig. 11 ist eine andere erfindungsgemässe Vorrichtungsanordnung dargestellt. Diese Vorrichtung dient zur Herstellung von Schuhsohlen und zur direkten Anformung an einen Schaft --29--. Zuerst wird in dem aus dem Formunterteil --25-- und dem Formunterteildeckel --26-- gebildeten Hohlraum der Laufsohlenteil --7-- mit Rand --8-- gebildet. Als Material dazu dient beispielsweise eine relativ hart eingestellte Mischung aus halbhartem Polyurethanschaum. Danach wird der Formunterteildeckel --26--, der an einem Gelenk --30-- befestigt ist, zuerst vertikal mittels des Gelenks --30-- gehoben und sodann um das Gelenk --30-- geschwenkt. Dadurch ist Raum geschaffen zur Positionierung der Zwischenrahmenteile --27-- in der gewünschten Anordnung.
Danach wird um das Gelenk --30-- der ebenfalls an diesem befestigte Leisten --28-- mit Schaft --29-- in die vertikale Position gedreht und sodann dichtend auf den Zwischenrahmen --27-- gesetzt. Danach wird das Material zur Ausbildung des Fussbett-Teiles --6-- in den nunmehr gebildeten Formhohlraum eingeführt und beispielsweise eine Polyurethanmischung angespritzt, so dass die Schuhsohle direkt am Schaft --29-- angeformt wird. Nach Erhärten des Materials kann die Schuhsohle, die bereits am Schaft angeformt ist, entformt werden und der ausgebildete Rand --8-- entfernt, beispielsweise mit einem Rundmesser abgeschnitten werden. Die hergestellte Schuhsohle besitzt einen scharfen, geradlinigen bzw. den gewünschten Kurvenverlauf nehmenden Verbindungsrand zwischen den andersfarbigen Materialien der Laufsohle und des Fussbettes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Halbfertigartikel mit zwei aus qualitativ und/oder farblich unterschiedlichen elastomeren Materialien bestehenden Teilen, z. B. Polyurethan, Polyvinylchlorid, Gummi, welche durch Anformung eines der beiden Teile im plastischen Zustand miteinander verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass der zuerst hergestellte Teil (3,7, 12) entlang des Verbindungsrandes einen von der angestrebten Oberfläche des Fertigartikels (1, 5,10) abstehenden Rand (2,8, 13,14, 15) aufweist.