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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schuhleisten.
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Schuhleisten werden zur Herstellung von Schuhen benötigt. Die Herstellung eines Originalleistens, der das Ausgangsmodell für weitere Schuhleisten bildet, erfolgt üblicherweise rein handwerklich und bedarf viel Erfahrung und Geschicks.
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In der Regel wird der Originalschuhleisten aus einem Holzblock herausgearbeitet. Erfahrungsgemäß führt die Bearbeitung von Holz zur Bildung von unerwünschtem Staub. Dieser unerwünschte Staub kann Feinstaub enthalten, der gesundheitsgefährdend ist.
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Da die Bearbeitung des Holzstückes klassischerweise per Hand erfolgt, liegt es im Erfahrungsbereich des Leistenbauers, wie genau der Originalleisten in Bezug auf den herzustellenden Schuh gearbeitet ist. Somit können Originalleisten durchaus Abweichungen vom ursprünglichen Schuhmodell aufweisen, so dass die auf Basis des Schuhmodells gefertigten Schuhe vom ursprünglichen Schuhmodell abweichen können.
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Üblicherweise variiert ein Schuhhersteller bei seinen Schuhmodellen nur den Vorderfußbereich. Den Rückfußbereich hält er konstant. Aus diesem Grund wird zur Herstellung eines Leistens eines neuen Schuhmodells mittels einer verformbaren Masse nur ein Innenabdruck des Vorderfußbereichs im Schuh angefertigt. Dieser Abdruck des Vorderfußes wird dann manuell auf einen bestehenden Leisten übertragen, so dass nicht der gesamte Leisten neu entworfen werden muss, sondern nur der Vorderfußbereich des Leistens.
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Ein Nachteil des eben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Leistens für ein neues Schuhmodell besteht darin, dass zur Herstellung eines Abdrucks des Vorderfußbereichs die eingefügte Masse nicht zerstörungsfrei aus dem Schuh entnommen werden kann, so dass ein Schuh-Prototyp in der Regel zerstört wird und ein nachträglicher Abgleich des Leistens mit dem Schuhprototyp nicht möglich ist.
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Schuhleisten werden üblicherweise von Schuhleistenmodelleuren hergestellt. Diese verfügen über eine einsprechende Ausbildung zur Herstellung von Leisten. In diesem Beruf wird heute jedoch nicht mehr ausgebildet, so dass das Wissen und die Erfahrung der Schuhleistenmodelleure nicht mehr weitergegeben werden können. Von daher ist es notwendig, Verfahren zur Herstellung von Schuhleisten bereitzustellen, die auch von nicht auf diesem Gebiet ausgebildeten Arbeitskräften durchgeführt werden können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Leistens anzugeben, bei dem der Leisten staubfrei herzustellen ist und mittels dessen ein Schuhprototyp möglichst exakt reproduzierbar ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Leistens bereitzustellen, bei dem der Schuhprototyp nicht zerstört werden muss.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Grundidee des Verfahrens besteht darin, zunächst eine dreidimensionale Abbildung eines Schuhs zu erstellen und dann den durch die Außenkontur gebildeten Rauminhalt in einem Polygonmodell für den Rauminhalt abzubilden. Der Datensatz des Polygonmodells für den Rauminhalt wird in einem Datenspeicher gespeichert. Weiterhin wird auf Basis des Datensatzes des Polygonmodells für den Rauminhalt eine polygonale Außenhülle des Schuhs erstellt, wobei die Dicke der Außenhülle der Materialdicke des Schuhs entspricht. Die Daten der polygonalen Außenhülle werden in einem Datenspeicher hinterlegt. Weiterhin wird eine dreidimensionale Abbildung der Schuhsohle erstellt und die Schuhsohle in einem Polygonmodell für die Schuhsohle abgebildet. Die Daten der polygonalen Außenhülle und die Daten der Schuhsohle werden in ein dreidimensionales polygonales Gesamtobjekt zusammengeführt, wobei der Datensatz des polygonalen Gesamtobjekts in einem Datenspeicher gespeichert wird. Die Daten des Datensatzes des polygonalen Gesamtobjekts werden von den Daten des Datensatzes des Polygonmodells für den durch die Außenkontur gebildeten Rauminhalt subtrahiert. Der aus der Subtraktion erhaltene Datensatz enthält die notwendigen Daten für die Herstellung eines Prototyps eines Schuhleistens.
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Auf diese Art und Weise ist es möglich, staubfrei ein Modell für einen Leisten des vermessenen Prototyps eines Schuhs zu erstellen.
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Die dreidimensionale Abbildung des Schuhs und/oder der Schuhsohle kann beispielsweise mittels Fotogrammetrie erstellt werden, wobei die erfassten Daten Ortskoordinaten aufweisen, die zu polygonalen Flächen verbunden werden.
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Das Abbilden des durch die Außenkontur gebildeten Rauminhalts des Schuhs auf Basis der dreidimensionale Abbildung des Schuhs in einem Polygonmodell für den Rauminhalt umfasst vorzugsweise die folgenden Schritte: Zunächst wird das Seitenprofil mit dreidimensionaler Projektion auf beiden Seiten des Schuhs extrudiert und die Datensätze für jedes extrudiertes Seitenprofil werden erfasst, insbesondere gespeichert. Danach wird die Schnittmenge aus den Datensätzen für jedes extrudierte Seitenprofil gebildet und die Daten der Schnittmenge erfasst, insbesondere gespeichert.
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Es sei angemerkt, dass unter dem Begriff Extrudierten eine Dimensionserhöhung eines Elementes durch Parallelverschieben im Raum verstanden wird.
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Die Erstellung der polygonalen Außenhülle des Schuhs auf Basis des Datensatzes des Polygonmodells für den Rauminhalt umfasst vorzugsweise folgende Schritte: Zunächst wird die Außenkontur des Schuhs in Form eines polygonalen Objekts variabler Oberflächendichte abgebildet. Anschließend wird die Oberflächendichte an die tatsächliche Materialdicke des Schuhs angepasst.
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Bei der Herstellung von Schuhleisten ist es üblich, auf bereits bestehende Schuhleisten zurückzugreifen und nur den Vorderfußbereich an ein neues Leistenmodell anzupassen. Der Rückfußbereich bleibt unverändert.
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Ist es somit erwünscht, dass nur die Form des Vorderfußbereiches auf einen bestehenden Leisten übertragen wird, sieht das Verfahren folgende Schritte vor:
Zunächst wird eine dreidimensionale Abbildung eines Basisleistens erstellt und der Basisleisten in einem Polygonmodell abgebildet. Die ermittelten Daten des Polygonmodells des Basisleistens werden dann in einem Datenspeicher gespeichert.
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Die dreidimensionale Abbildung des Basisleistens kann beispielsweise mittels Fotogrammetrie ermittelt werden, wobei die erfassten Daten Ortskoordinaten aufweisen, die zu polygonalen Flächen verbunden werden.
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Im nächsten Schritt wird der Vorderfußbereich des Basisleistens ausgenommen einer Schippe ausgeschnitten und gegen einen vergleichbaren Vorderfußbereich des Prototyps eines Schuhleistens ersetzt, indem die Daten, die den Vorderfuß des Basisleistens darstellen, ausgenommen einer Schippe aus dem Datensatz für den Basisleisten entfernt und gegen die vergleichbaren Daten des Vorderfußes des Prototyps eines Schuhleistens ohne Schippe ersetzt werden und daraus ein neues polygonales Leistenobjekt gebildet wird.
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Unter ”Schippe” wird hier eine Verlängerung des Sohlenbereichs des Basisleistens verstanden, um die dreidimensionale Kontur der Sohlenfläche des Basisleistens im neuen Leisten beizubehalten.
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Zur Anpassung der Form des Vorderfußes des Basisleistens an den Vorderfußbereich des Prototyps eines Schuhleistens werden die Daten des Basisleistens im Bereich des Vorderfußes räumlich verdichtet und/oder erweitert.
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In einem weiteren Schritt wird zur Glättung der Oberfläche des polygonalen Leistenobjekts ein Gitterobjekt über das Leistenobjekt gelegt. Die Übergänge zwischen dem Rückfußbereich und dem Vorderfuß des Prototyps eines Schuhleistens werden mittels des Gitterobjekts angepasst.
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Zur Kontrolle, ob der digital ermittelte Leisten, insbesondere ob der Prototyp eines Schuhleistens oder das polygonale Leistenobjekt dem Schuhprototyp entspricht, werden die Maße des mittels des beschriebenen Verfahrens erhaltenen Prototyps eines Schuhleistens oder das polygonale Leistenobjekt mit den Maßen des abgebildeten Schuhs verglichen.
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Insbesondere wird der Brandsohlenumriss auf den Prototyp eines Schuhleistens oder das polygonale Leistenobjekt projiziert werden.
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Zusätzlich können die Leistenmaße in Bezug auf Größe/Länge und Weite bestimmt werden.
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Der mittels des beschriebenen Verfahrens erhaltene Datensatz für den Prototyp eines Schuhleistens wird an eine Vorrichtung zur Erstellung eines Leistens, beispielsweise eine Fräsmaschine oder einen 3-D-Drucker weitergeleitet, um ein physisches Modell des Leistens herzustellen.
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Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
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1 ein Abbild eines Schuhs, für den ein Leisten anzufertigen ist;
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2 ein einseitig extrudiertes Seitenprofil eines abgebildeten Schuhs;
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3 einen gefüllten Schuh;
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4 einen Querschnitt durch eine Außenhülle;
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5 einen Querschnitt durch eine Außenhülle mit Schuhsohle;
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6 einen Prototyp eines Schuhleistens;
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7 einen Basisleisten mit abgeschnittenem Vorderfuß;
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8 ein Gitternetz über einen Prototyp eines Schuhleistens; und
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9 einen digitalen Leisten mit einem Brandsohlenabbild.
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1 zeigt ein Abbild eines Schuhs 10, für den ein Schuhleisten anzufertigen ist.
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Zur Herstellung eines solchen Schuhleistens wird zunächst ein Abbild eines Schuhs 10 erstellt. Zur Erstellung des Abbilds eines Schuhs kann beispielsweise ein fotogrammetrisches Verfahren eingesetzt werden. Das Abbild des Schuhs 10 ist in einem Datensatz gespeichert, wobei die Daten des Datensatzes Ortskoordinaten enthalten.
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Die erfassten Ortskoordinaten werden zu Flächeneinheiten verbunden, so dass ein polygonales Schuhmodell entsteht. Das Polygonmodell des Schuhs wird skaliert und an einem Raster ausgerichtet.
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Im nächsten Schritt wird der Rauminhalt der Außenkontur des Schuhs ermittelt. Hierfür werden, wie in 2 dargestellt, die Seitenprofile mit dreidimensionaler Projektion im 3-D-Raum auf beiden Seiten des Schuhs extrudiert und jeweils gespeichert. Aus den beiden Datensätzen für jedes extrudierte Seitenprofil wird die Schnittmenge gebildet und ein Polygonmodell für den Rauminhalt gebildet. Die Daten des Polygonmodells für den Rauminhalt werden in einem Datenspeicher gespeichert. Hierdurch entsteht ein Grundbasisschuh 12 oder gefüllter Schuh (siehe 3).
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Ausgehend von dem Polygonmodell für den Rauminhalt wird die Außenhülle 14 des Schuhs erstellt (siehe 4). Die Außenhülle 14 des Schuhs entspricht der Dicke des Schaftmaterials.
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Hierfür wird die Außenkontur des Schuhs in Form eines polygonalen Objekts mit variabler Oberflächendichte abgebildet. Die Oberflächendichte wird im nächsten Schritt der tatsächlichen Materialdicke des Schuhs angepasst, nämlich der Dicke des Schaftmaterials.
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Die Daten der so ermittelten polygonalen Außenhülle 14 werden in einem Datenspeicher gespeichert.
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In einem weiteren Schritt wird eine dreidimensionale Abbildung der Schuhsohle 15 erstellt, wobei die Schuhsohle 15 in einem Polygonmodell für die Schuhsohle abgebildet wird und die Daten des Polygonmodells für die Schuhsohle in einem Datenspeicher gespeichert werden.
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Schließlich werden die Daten der Außenhülle 14 und die Daten der Schuhsohle 15 wie in 5 dargestellt in ein dreidimensionales polygonales Gesamtobjekt zusammengeführt. Die Daten des Gesamtobjekts werden gespeichert.
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Die Daten des Datensatzes für das Gesamtobjekt werden von den Daten des Datensatzes für den Rauminhalt der Außenkontur abgezogen, so dass sich daraus ein Datensatz für einen Prototyp eines Schuhleistens ergibt. Dieser Datensatz wird als Prototyp eines Schuhleistens für das Schuhmodell gespeichert und kann einer Vorrichtung zur Erstellung eines Leistens zugeführt werden, wie beispielsweise einer Fräsmaschine oder einem 3-D-Drucker.
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Diese Vorrichtung kann aus den Daten des Prototyps eines Schuhleistens einen Schuhleisten des Schuhmodells staubfrei erzeugen.
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Dieser in 6 dargestellte Prototyp eines Schuhleistens wird im Folgenden als Hohlraumschuh 16 bezeichnet.
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Bei der Entwicklung von Schuhen wird üblicherweise der Rückfußbereich unverändert gelassen. Anpassungen an verschiedene Weiten und Schuhformen erfolgen in der Regel nur im Vorderfußbereich. Somit ist es im Bereich des Leistenbaus üblich, auf bereits vorhandene Leisten zurückzugreifen und nur den Vorderfußbereich anzupassen.
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Diese Art des Leistenbaus kann mittels des folgenden digitalen Verfahrens erreicht werden.
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Zu diesem Zweck wird zunächst ein dreidimensionales Abbild eines Basisleistens 17 erstellt und der ermittelte Datensatz in einem Datenspeicher gespeichert.
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Zur Bestimmung des Abbilds eines Basisleistens kann beispielsweise ein fotogrammetrisches Verfahren eingesetzt werden. Das Abbild des Basisleistens 17 ist in einem Datensatz gespeichert, wobei die Daten des Datensatzes Ortskoordinaten enthalten.
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Die erfassten Ortskoordinaten werden zu Flächeneinheiten verbunden, so dass ein polygonales Basisleistenmodell entsteht. Das Polygonmodell des Basisleistens wird skaliert und in einem Raster ausgerichtet. Hierbei entspricht die Skalierung des Basisleistens der Skalierung des Hohlraumschuhs 16.
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Im nächsten Schritt wird der Vorderfußbereich 18 des Basisleistens 17 ausgenommen einer Schippe 20 ausgeschnitten und gegen einen vergleichbaren Vorderfußbereich des Hohlraumschuhs 16 ersetzt, indem die Daten, die den Vorderfuß des Basisleistens darstellen, ausgenommen einer Schippe aus dem Datensatz für den Basisleisten entfernt und gegen die vergleichbaren Daten des Vorderfußes des Hohlraumschuhs 16 ohne Schippe ersetzt werden. Hierdurch entsteht ein neues polygonales Leistenobjekt.
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Die Schippe 20 stellt eine Verlängerung der Grundfläche der Sohle des Basisleistens 17 dar (siehe 7).
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Da sich die Sohlenschmiege des Basisleistens 17 nicht ändern soll, wird der Vorderfuß des Hohlraumschuhs 16 an die Schippe 20 des Basisleistens 17 angepasst.
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Die Anpassung des Basisleistens 17 an die Form der Schuhspitze des Hohlraumschuhs 16 erfolgt durch räumliche Verdichtung des Polygonnetzes analog einer Stauchung, wenn der Basisleisten 17 einen breiten Vorderfuß aufweist und die Schuhspitze des Hohlraumschuhs 16 schmal ausgebildet ist. Im umgekehrten Fall wird das Polygonnetz gedehnt bzw. erweitert.
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Im letzten Schritt wird zur Glättung und Anpassung der Oberfläche des neuen polygonalen Leistenobjekts ein Gitterobjekt über das Leistenobjekt gelegt (siehe 8). Die Übergänge zwischen dem Rückfußbereich des Basisleistens und dem Vorderfuß des polygonalen Leistenobjekts werden dem Gitterobjekt angepasst.
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Analog wie im ersten Ausführungsbeispiel wird der so gewonnene Datensatz für das Leistenmodell an eine Vorrichtung zur Erstellung eines Leistens weitergeleitet.
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Zur Überprüfung der Passgenauigkeit des digital erstellten Schuhleistens mit dem Schuhmodell wird ein Bild des Brandsohlenumriss auf den digital erstellen Schuhleisten 24 projiziert (9). Hierbei spielt es keine Rolle, ob der Schuhleisten der Prototyp eines Schuhleistens oder das polygonale Leistenobjekt ist.
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Weiterhin können die Leistenmaße in Bezug auf die Größe/Länge und Weite bestimmt werden.
