DE102016209045B4

DE102016209045B4 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen herstellen von schuhsohlen, sohlen und schuhe

Info

Publication number: DE102016209045B4
Application number: DE102016209045.3A
Authority: DE
Inventors: Huu Minh Tru Le; Carsten Landeck; Christopher Edward Holmes; Angus Wardlaw; Constantin Joachim Nikolas Kemmer; Victor Romanov
Original assignee: Adidas AG
Current assignee: Adidas AG
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: JP2019516593A; US20170341327A1; US20210362450A1; EP3462963B1; US11938697B2; CN109152440B; WO2017202840A1; EP3462963A1; EP4008207A1; DE102016209045A1; CN109152440A; JP6839211B2

Abstract

Verfahren zum automatischen Herstellen von Schuhsohlen, Sohlen und Schuhe aufweisend die Schritte:a. Beladen (107) einer Transfereinrichtung (105; 305) mit zumindest einem Außensohlenelement (110; 310) und zumindest einem Unterstützungselement (115; 215; 315);b. Positionieren (120; 320) der beladenen Transfereinrichtung (105; 305) benachbart eines ersten Teils (200) und eines zweiten Teils (125; 210) einer Sohlenform;c. Übergeben (127) des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem ersten Teil (200) und Übergeben (127) des zumindest einen Unterstützungselementes (115; 215; 315) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem zweiten Teil (125; 210) der Sohlenform;d. Befüllen (130) der Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln; unde. Anwenden (140) eines Mediums zum Verbinden und/oder Verschmelzen der Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement (110; 310).

Description

1. Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Schuhsohlen, Sohlen und Schuhe. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Schuhsohlen, Sohlen und Schuhe, welche durch solche Verfahren und Vorrichtungen hergestellt worden sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die herkömmliche Herstellung von Schuhsohlen, insbesondere für Sportschuhe, beinhaltet üblicherweise das Verarbeiten von verschiedenen Plastikkomponenten. Das Verarbeiten von Plastikkomponenten, z.B. durch Spritzgußgießen, kann jedoch schädlich für die Umwelt und gefährlich für Arbeiter sein aufgrund einer enormen Verwendung von Lösungsmitteln und/oder Klebemitteln in unterschiedlichen Produktionsschritten.
Eine Option, um den Gebrauch von solchen gefährlichen Substanzen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren ist Schuhsohlen von Partikeln bereitzustellen, die durch Anwendung von Dampf zusammen geformt werden können. Verschiedene Methoden zum Herstellen einer Schuhsohle von solchen Partikeln sind bekannt, z.B. von EP 2 649 896 A2 , WO 2005/ 066 250 A1 , WO 2012/ 065 926 A1 , DE 10 2011 108 744 A1 und EP 2 984 956 A1 . Weiterer Stand der Technik in dieser Hinsicht ist offenbart in EP 2 767 181 A1 , WO 2007/ 082 838 A1 , WO 2008/ 087 078 A1 .
Ein gemeinsamer Nachteil von diesem Produktionsverfahren ist jedoch, dass sie sehr kompliziert sind und arbeitsintensiv.
Um diese Nachteile zu überwinden hat die Anmelderin in EP 2 786 670 A1 ein Verfahren offenbart zum Herstellen eines Teils einer Schuhsohle von Partikeln, wobei die individuellen Schritte des Verfahrens an verschiedenen Verarbeitungsstationen einer automatischen Produktionsanlage ausgeführt werden können. Obwohl die offenbarte Anlage die Produktion der automatischen Herstellung einer Schuhsohle verbessert, ist die große Anzahl von automatisierten Herstellungsschritten immer noch kostspielig und schwierig zu implementieren.
US 2012 / 0 056 345 A1 zeigt eine polyurethanbeschichtete mit Spandexgewebe verschmolzene Mittelsohle und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben, die es ermöglichen, eine Schuhmittelsohle einfach und bequem durch einen einzigen automatischen Prozess herzustellen sowie ein PU-beschichtetes Spandex-Gewebe, das im Prozess der Herstellung der Mittelsohle leicht mit einer Oberfläche der Zwischensohle verschmolzen wird.
Daher ist das zugrundeliegende Problem der vorliegenden Erfindung verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum automatisierten Herstellen von Schuhsohlen von Partikeln bereitzustellen um zumindest teilweise die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Das oben genannte Problem ist zumindest teilweise gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte des (a) Beladens einer Transfereinrichtung mit zumindest einem Außensohlenelement und zumindest einem Unterstützungselement, (b) Positionieren der beladenen Transfereinrichtung benachbart oder sogar zwischen eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Sohlenform, (c) Übergeben des zumindest einen Außensohlenelements von der Transfereinrichtung zu dem ersten Teil und Übergeben des zumindest einen Unterstützungselementes von der Transfereinrichtung zu dem zweiten Teil der Sohlenform, (d) Befüllen der Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln und (e) Anwenden eines Mediums zum
Verbinden und/oder Verschmelzen der Partikel miteinander und mit dem zumindest einem Außensohlenelement.
Die beanspruchte Erfindung stellt zum ersten Mal ein hocheffizientes und automatisiertes Verfahren zur Herstellung von Schuhsohlen von Partikeln bereit. Das Positionieren der beladenen Transfereinrichtung mit den zwei Schlüsselelementen für die finale Sohle, nämlich der des zumindest eines Außensohlenelements und des zumindest eines Unterstützungselements, benachbart zum ersten Teil und zum zweiten Teil einer Sohlenform vereinfacht signifikant die Gesamtherstellung. Im Gegenteil zum Stand der Technik müssen die zwei Elemente nicht mehr länger manuell in der Form für die Schuhsohle angeordnet werden. Außerdem scheint eine Vielzahl von automatisierten Produktionsstationen für die zwei Elemente nicht mehr nötig zu sein. Außerdem können die zwei Elemente automatisch integriert und/oder verbunden zu der geformten Partikelsohle werden, wenn in dem finalen Schritt (e) das Medium, wie etwa Dampf, angewendet wird. Nochmals, nur ein einziger Produktionsschritt wird benötigt, welcher ein individuelles Befestigen der Außensohle und/oder die Integration des Unterstützungselementes in Herstellungsverfahren des Standes der Technik ersetzt. Dadurch werden die Gesamtzykluszeit und die Arbeitskosten signifikant reduziert.
Der Schritt des Beladens der Transfereinrichtung kann die Schritte umfassen Befestigen des zumindest einen Außensohlenelements auf einer ersten Seite der Transfereinrichtung, Rotieren der Transfereinrichtung und Befestigen des zumindest einen Unterstützungselements an einer zweiten Seite der Transfereinrichtung gegenüberliegend zu der ersten Seite.
Solch eine Befestigung der zwei Elemente kann weiter ihre Lieferung zum ersten Teil und zum zweiten Teil der Form vereinfachen, insbesondere wenn die Transfereinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Form positioniert wird. Außerdem kann die Stellfläche der Vorrichtung, welche das beschriebene Verfahren ausführt, reduziert werden, da das Positionieren des Außensohlenelementes und des Unterstützungselementes verbunden ausgeführt werden kann durch eine einzige Transfereinrichtung.
In einer Ausführungsform umfassen die Befestigungsschritte Ansaugen des zumindest eines Außensohlenelements und/oder des zumindest einen Unterstützungselements. Im Unterschied zu einer mechanischen Befestigung kann eine Ansaugeoperation weitgehendst unabhängig der Varianzen in Produktherstellungstoleranzen des individuellen Artikels sein und zusätzlich kann es weitgehendst unabhängig im Kontext der Schuhherstellung von der Differenz von Abmessungen aufgrund der Anforderung für einen Bereich von unterschiedlichen Schuhgrößen sein. Dieser Vorteil vereinfacht die automatisierte Herstellung von Schuhsohlen.
Zusätzlich hat eine Ansaugeoperation den weiteren Vorteil der verbesserten Befestigung von flexiblen Komponenten, z.B. insbesondere eine Schuhaußensohle, wenn flexible Komponenten in einem präzisen hergestellten Artikel, z.B. eine Sohlenform, übergeben werden. Dieser Vorteil vereinfacht weiterhin die automatische Herstellung von Schuhsohlen, insbesondere von Schuhsohlen mit unterschiedlichen Größen.
Der Schritt des Übergebens des zumindest einen Außensohlenelements kann das Platzieren des zumindest einen Außensohlenelements in zumindest einer entsprechend geformten Vertiefung, welche in dem ersten Teil der Form bereitgestellt ist, umfassen. Außerdem kann der Schritt des Übergebens des zumindest einen Unterstützungselements weiterhin das Platzieren des zumindest einen Unterstützungselementes in einem Halteelement, welches im zweiten Teil der Form bereitgestellt ist, umfassen.
Die Vertiefung und das Halteelement erlauben das sichere Positionieren der zwei Elemente für den folgenden Formzyklus. Dadurch führen die Schritte (d) des Befüllens der Form und (e) Anwenden des Mediums zum Verbinden und/oder Verschmelzen der Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement zu einer Schuhsohle mit einem richtig befestigten Außensohlenelement und einem richtig integrierten Unterstützungselement ohne, dass irgendwelche Kleber involviert werden müssen.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren weiterhin umfassen den Schritt des Auswerfens der geformten Schuhsohle von der Form mittels Auswerfeinrichtungen, welche in dem Halteelement für das Unterstützungselement integriert sind. Die Auswerfeinrichtungen können eine Automatisierung des Formprozesses unterstützen, da die herzustellende Sohle automatisch nach dem Formen ausgeworfen werden kann, um weiterverarbeitet zu werden. Die Integrierung der Auswerfeinrichtung in das Halteelement gewährleistet, dass es abgesehen vom Halteelement keine weitere Störung mit den Partikeln in der Sohlenform gibt. Zusätzlich ist keine weitere Robotereinrichtung nötig in dieser Ausführungsform, um die Sohle von der Form zu entfernen.
Der erste und/oder zweite Teil können bewegt werden, um die Form vor dem Schritt des Befüllens der Sohlenformen mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu schließen. Dementsprechend können der erste und der zweite Teil der Sohlenform nachdem das zumindest eine Unterstützungselement und das zumindest eine Außensohlenelement bereitgestellt wurden eine geschlossene Form bilden, in welche die individuellen Partikeln befüllt werden können. Jeglicher Verlust der Partikel ist daher zuverlässig vermieden. Das Medium, welches benutzt wird zum Verbinden/Verschmelzen der Partikel, kann auch nicht entfliehen, wenn es für die Partikel angewendet wird.
Das Verfahren kann weiterhin umfassen den Schritt des Kühlens des ersten Teils der Sohlenform, wenn das Medium angewendet wird und/oder nach Anwenden des Mediums.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Schritt des Verbindens und/oder Verschmelzens der Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement erhöhte Temperaturen benötigen kann, z.B. durch Verwendung von heißem Dampf als ein Medium. Falls jedoch das zumindest eine Außensohlenelement höheren Temperaturen ausgesetzt ist, kann es beginnen sich zu verformen oder sogar zu schmelzen, sodass feine Strukturen, z.B. des Profils der Außensohle, entstellt werden können oder sogar völlig verloren gehen können. Dieses Problem kann vermieden oder zumindest reduziert werden durch Kühlen des ersten Teils der Sohle, in welchem das zumindest eine Außensohlenelement platziert ist. Außerdem kann das Kühlen weiter erlauben die gesamte Zykluszeit zu verkürzen, sodass am Ende eine sogar effizientere Herstellung von Schuhsohlen erreicht werden kann.
Das Verfahren kann weiter aufweisen die Schritte des Entfernens der geformten Schuhsohlen und das Aushärten der geformten Schuhsohlen unter dem Einfluss von Hitze. Das Aushärten kann bereitgestellt werden außerhalb der Form, was vorteilhaft ist, da die Zeit zum Aushärten signifikant länger dauern kann als die Zeit zum Formen der Schuhsohlen. Ein neuer Formzyklus kann daher lange bevor der Aushärtungsschritt beendet ist starten.
In einer Ausführungsform umfasst das Medium Dampf. Dampf ist vorteilhaft nicht teuer, relativ einfach zu benutzen und stellt die benötigte Temperatur zum Verbindungs- und/oder Verschmelzungsprozess von bestimmten Typen von Partikeln miteinander und mit dem Außensohlen- und/oder Unterstützungselement bereit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Schuhsohlen. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einer Transfereinrichtung, welche dazu geeignet ist mit zumindest einem Außensohlenelement und zumindest einem Unterstützungselement beladen zu werden, eine Robotereinrichtung, welche dazu geeignet ist die beladene Transfereinrichtung benachbart oder sogar zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil einer Sohlenform zu positionieren, wobei die Robotereinrichtung weiter dazu geeignet ist um das zumindest eine Außensohlenelement von der Transfereinrichtung zu dem ersten Teil zu übergeben und dazu geeignet ist das zumindest eine Unterstützungselement von der Transfereinrichtung zu dem zweiten Teil der Sohlenform zu übergeben, eine Partikelversorgung, welche dazu geeignet ist die Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu befüllen und eine Mediumversorgung, wobei das Medium dazu geeignet ist die Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement zu verbinden und/oder zu verschmelzen.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen ersten und einen zweiten Teil der Sohlenform, wobei die zwei Teile bewegbar sind mittels zumindest einer geradlinigen Führungsstange. Solch eine Ausführungsform stellt einen sehr zuverlässigen und einfachen Weg zum Schließen der zwei Teile der Sohlenform bereit. Außerdem kann eine geradlinige Schließbewegung der zwei Teile mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, da die zumindest eine Führungsstange einen hohen Grad von direkter Stabilität bereitstellt. Nochmals, das Gesamtresultat ist eine Reduzierung der Zykluszeit sowie ein minimales Risiko von operativen Problemen während der automatisierten Herstellung von Schuhsohlen.
Schließlich ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung auf eine Schuhsohle gerichtet, welche durch ein der oben zusammengefassten Verfahren und/oder Vorrichtung hergestellt worden ist und auf einen Schuh, welcher solch eine Sohle aufweist.
Figurenliste
Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind weiter in der folgenden detaillierten Beschreibung erklärt mit Bezug zu den folgenden Figuren:

1: präsentiert eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum automatisierten Herstellen von Schuhsohlen;
2a-2b: präsentierten einen ersten Teil und einen zweiten Teil einer Sohlenform für eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
3: präsentiert eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum automatisierten Herstellen von Schuhsohlen gemäß der Erfindung.

5. Detaillierte Beschreibung von möglichen Ausführungsformen
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben. Jedoch liegt besondere Betonung auf dem Fakt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt ist. Das Verfahren, welches hierin beschrieben wird, kann verwendet werden zum Herstellen von Schuhsohlen im Allgemeinen wie etwa z.B. für Sportschuhe, Freizeitschuhe, Schnürschuhe oder Stiefel wie etwa Arbeitsstiefel.
Um Redundanzen zu vermeiden, werden Bezüge zu Erklärungen in den vorherigen Abschnitten genommen, welche auch zu den Ausführungsformen der folgenden detaillierten Beschreibung angewendet werden können.
1 präsentiert eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung zum automatisierten Herstellen von Schuhsohlen, z.B. für einen Sportschuh. Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung 100 beschrieben.
Der Prozess startet mit Beladen 107 einer Übergabeplatte 105 mit zumindest einem Au-ßensohlenelement 110 und zumindest einem Unterstützungselement 115. In der Ausführungsform von 1 sind eine beispielhafte Anzahl von sechs Stücken von jedem Element 110 und 115 auf die Übergabeplatte 105 beladen. Die Geometrie zum Anordnen der Elemente 110 und 115 auf der Übergabeplatte 105 kann frei gewählt werden abhängig von dem verfügbaren Platz. Außerdem kann der Beladeschritt 107 manuell durch Arbeiter und/oder automatisiert durch Maschinen, z. B. Roboter, ausgeführt werden.
In der Ausführungsform von 1 umfasst der Schritt des Beladens 107 der Übergabeeinrichtung 105 den Schritt des Befestigens der Außensohlenelemente 110 auf einer ersten Seite der Übergabeplatte 105, Rotieren 150 der Übergabeplatte 105 mittels eines Roboterarms 122 und Befestigten der Unterstützungselemente an einer zweiten Seite der Übergabeplatte 105 gegenüberliegend zu der ersten Seite. Somit kann die Stellfläche der Vorrichtung 100 reduziert werden, da nur eine einzelne Übergabeplatte 105 benötigt ist zum Beladen 107 von zwei Typen von Elementen für eine Vielzahl von Schuhsohlen, die geformt werden.
In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Übergabe nicht durch die Übergabeplatte 105 ausgeführt werden, aber durch ein komplexeres Übergabeobjekt, z. B. ein Würfel mit sechs gegenüberliegenden Seiten, um die Anzahl von Außensohlen- und/oder Unterstützungselementen zu erhöhen, die zu den Sohlenformen in einer einzigen Bewegung übergeben werden können.
In einer Ausführungsform umfasst der Befestigungsschritt weiter, dass die Übergabeplatte 105 dazu geeignet ist die Außensohlenelemente 110 und/oder die Unterstützungselemente 115 anzusaugen. Nochmals, im Kontrast zu einer mechanischen Befestigung kann eine Ansaugeoperation weitgehendst unabhängig von den Varianten in Produktionsherstellungstoleranzen des individuellen Artikels sein und kann zusätzlich weitgehendst unabhängig im Kontext der Schuhherstellung der Differenz von Abmessungen aufgrund der Anforderung für ein Bereich von unterschiedlichen Schuhgrößen sein. Dieser Vorteil vereinfacht die automatisierte Herstellung von Schuhsohlen und insbesondere die Herstellung von Schuhsohlen mit unterschiedlichen Größen.
Als ein nächster Schritt beinhaltet der Prozess einen Schritt 120 des Bewegens der beladenen Übergabeplatte 105 mittels einer Robotereinrichtung 122 in eine Position zwischen einer Vielzahl von ersten Teilen, einer Vielzahl von Sohlenformen (nicht in 1 gezeigt) und einer Vielzahl von zweiten Teilen 125 der Sohlenform. Die ersten Teile und die zweiten Teile werden unten mit Bezug zu 2a und 2b beschrieben. Da die Übergabeplatte 105 in der beschriebenen Ausführungsform in eine Position zwischen der Vielzahl von ersten und zweiten Teilen bewegt wird, ist es auch möglich die ersten und zweiten Teile initial in einer anderen Konfiguration anzuordnen, z.B. nebeneinander, bevor die Übergabe der Außensohlenelemente und Unterstützungselemente von der Übergabeplatte zu den ersten und zweiten Teilen stattfindet. Wie in 1 gesehen werden kann, umfasst die schematische Robotereinrichtung 122 einen rotierbaren Arm, welcher auch in andere Richtungen bewegt werden kann, um zu rotieren oder die Übergabeplatte in allen drei Raumrichtungen zu bewegen. Zusätzlich ist es auch möglich, dass die Robotereinrichtung 122 andere Komponenten umfasst wie etwa zusätzliche Arme, z.B. zum Befestigen einer Vielzahl von Übergabeplatten 105.
1 verdeutlicht auch den folgenden Schritt des Übergebens 127 der Vielzahl von Au-ßensohlenelementen 110 von der Übergabeplatte 105 zu den ersten Teilen (nicht in 1 gezeigt) der Sohlenform und des Übergebens 127 der Vielzahl von Unterstützungselementen 115 zu den zweiten Teilen 125 der Sohlenform. Z.B. kann sich die Robotereinrichtung 122 an die mittlere Stelle zwischen den zwei Teilen bewegen. Zwischen den zwei Formteilen kann die Robotereinrichtungskonfiguration so sein, dass die Übergabeplatte 105 linear in Bezug zu den Formoberflächen sich bewegt. Die Übergabeplatte 105 kann sich dann hoch zu den ersten Teilen bewegen, welche fixiert werden können und die Vielzahl von Außensohlenelementen 110 in die Kavität drückt. Da die Robotereinrichtung 122 die beladene Übergabeplatte 105 mit sechs Außensohlenelementen 110 und sechs Unterstützungselementen 115 zwischen den ersten und zweiten Teilen der Sohlenform positioniert, können die Elemente in einer kurzen Zeit in die entsprechenden ersten und/oder zweiten Formteile übergeben werden. Somit wird die Zykluszeit des Gesamtprozesses signifikant reduziert.
In der Ausführungsform von 1 umfasst der Schritt des Übergebens 127 des zumindest einen Außensohlenelementes 110 weiter das Platzieren der Unterstützungselemente 115 in einer entsprechenden Vielzahl von Halteelementen 160 (2b zeigt ein Beispiel solch eines Halteelementes 220 im Detail), welche in den zweiten Teilen 125 der Formen bereitgestellt werden. Die Außensohlenelemente 110 können in eine Vielzahl von entsprechend geformten Vertiefungen 235 (gezeigt in 2a) platziert werden, welche in den ersten Teilen der Form bereitgestellt sind. Es ist klar für den Durchschnittsfachmann, dass die Anordnungen und die Funktion der ersten und zweiten Teile der Sohlenform auch getauscht werden könnten.
Die Halteelemente 160 und Vertiefungen 235 erlauben das sichere Positionieren der zwei Arten von Elementen für das folgende Formen für jeden Prozess. Dadurch stellen die Schritte des Befüllens 130 der Formpartikel und Anwenden 140 des Mediums eine finale Schuhsohle bereit, die ein korrekt befestigtes Außensohlenelement 110 und ein korrekt integriertes Unterstützungselement 115 umfasst. Wie gesehen werden kann, kann der Gesamtprozess ohne jegliche Klebemittel durchgeführt werden, welche involviert wären.
Die ersten und die zweiten Teile 125 sind durch eine Bewegung 170 bewegbar, um die Sohlenformen vor einem Schritt 130 des Befüllens jeder Form mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu schließen. In anderen Worten stellen die ersten und die zweiten Teile 125 der Sohlenform einen Satz von sechs Formkavitäten bereit in welche die individuellen Partikel befüllt werden können. Vorteilhaft ist daher jeglicher Verlust von Partikeln zuverlässig vermieden. Alternativ kann nur ein Teil der Form bewegbar sein. In dem Befüllungsschritt 130 können eine hohe Anzahl von Partikeln in einer kurzen Zeit zugeführt werden, sodass die Produktionszykluszeit weiter reduziert wird.
Jede Sohlenform kann zumindest eine erste Öffnung 240 umfassen, welche in einem oder in beiden Teilen der Sohlenform angeordnet ist, zum Zuführen der Partikel. In der Ausführungsform von 2B ist die erste Öffnung 240 im zweiten Teil 210 der Form bereitgestellt. Bereitstellen von mehr als einer ersten Eröffnung kann weiter die Zuführung der Partikel in die entsprechende Form beschleunigen. Zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar, dass die erste Öffnung 240 einfach durch ein Öffnen einer Lücke zwischen den zwei Teilen der Form bereitgestellt werden könnte und das Befüllen der Partikel durch die Lücke stattfindet.
In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 bewegbare Bolzen zum Auswerfen der geformten Schuhsohlen (nicht in den Figuren gezeigt) umfassen. Zum Beispiel können zwei solcher bewegbaren Bolzen in die zumindest eine erste Öffnung 240 integriert werden, alternativ oder zusätzlich können zwei solcher Bolzen in jedes Halteelement 160 integriert werden. In einer ersten Position erstrecken sich die Bolzen nicht über die Oberfläche der Formkavität und in einer zweiten Position können sich die bewegbaren Bolzen aus der zumindest einen ersten Öffnung 240 oder dem Halteelement 160 erstrecken und somit die hergestellte Sohle aus der Sohlenform herausdrücken. Alternativ oder zusätzlich können andere Mittel bereitgestellt werden, um die geformte Sohle von der Form zu entfernen wie etwa Kompressionsluft oder sogar ein automatischer Greifer, welcher z.B. elektrostatische, zusammensetzbare oder mechanische Greifmittel benutzt. Es liegt auf der Hand, dass andere Greifmittel wie sie im Stand der Technik bekannt sind von automatischen Greifern auch verwendet werden können.
In einer Ausführungsform können die Partikel z.B. von einem expandierten Material wie etwa expandiertem thermoplastischen Polyurethan-Pellets (eTPU) oder von expandierten Polyamid-Pellets (ePA) oder expandierten Polyetherblockamid-Pellets (ePEBA) hergestellt werden. Es ist auch denkbar, dass jedes andere Material zum Zwecke von Schuhmittelsohlenherstellung verwendet werden könnte. Außerdem können die expandierten Partikel zufällig oder in einem bestimmten Muster in der Form angeordnet werden.
Wie schematisch in 1 gezeigt, wird ein Medium in einem nächsten Schritt 140 durch eine Mediumsversorgung 145 zugeführt, um die Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement 110 zu verbinden und/oder zu verschmelzen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird nur ein einzelner Produktionsschritt benötigt, welcher ein individuelles Befestigen jedes Außensohlenelements 110 nach der Herstellung der Mittelsohle ersetzt. Außerdem kann das Unterstützungselement 115 in der gleichen Zeit automatisch in die Sohle integriert werden, welche von den verbundenen/verschmolzenen Partikeln gebildet ist. Dadurch sind die Gesamtzykluszeit und die Arbeitskosten reduziert.
Während viele unterschiedliche Arten von Medien denkbar sind wie etwa spezielle Chemikalien oder masselose Medien, wie etwa elektromagnetische Strahlung, verwendet die Ausführungsform von 1 Dampf. Dampf ist günstig, leicht Hand zu haben und stellt die nötige Temperatur für Verbindungs- und/oder Verschmelzungsprozess von bestimmten Arten von Partikeln bereit, insbesondere die oben genannten Partikeln von expandiertem thermoplastischen Polyurethan.
Wie in 2A gesehen werden kann, umfassen die ersten Teile 200 zumindest eine Vertiefung 235, welche entsprechend zu dem zumindest einen Außensohlenelement 110 geformt sein kann. In solch einer Ausführungsform können die Vielzahl von Vertiefungen 235 angeordnet werden, sodass sie im Wesentlichen das Negativ einer kompletten Außensohle bilden. Die Außensohlenelemente 110 können durch die Robotereinrichtung 122 in die Vertiefungen der ersten Teile der Form platziert werden vor dem Formprozess mit den Partikeln.
Die Außensohlenelemente 110 können vorgefertigt sein, z.B. durch Spritzgußgießen, Kompressionsformen, Thermoformen oder jedes andere Verfahren zum Umwandeln von 2D-Designs auf 3D-Formen wie sie dem Durchschnittsfachmann bekannt sind. Alternativ können die Außensohlenelemente 110 zumindest teilweise gebildet oder geformt werden im ersten Teil 200 der Form. Zum Beispiel kann ein Rohstreifen von einem Außensohlenmaterial in der Form positioniert werden, welcher dann erhitzt wird während des Formens der Partikel und dann nur die finale Außensohlenform gewährleistet und zur gleichen Zeit die geformten Partikeln verbindet.
In der Ausführungsform in 2a umfasst jeder erste Teil 200 der Form zumindest zwei zweite Öffnungen 250. Die zweiten Öffnungen 250 können benachbart zu den Vertiefungen 235 angeordnet werden um gleichmäßig das Medium zum Verbinden und/oder Verschmelzen der Partikel miteinander zuzuführen, um die Mittelsohle zu formen, wobei die Mittelsohle gleichzeitig zu dem Außensohlenelement 110, welches in der Form positioniert ist, verbunden werden kann.
In der Ausführungsform in 2a umfasst der erste Teil 200 ein Mittel 260 zum Kühlen des ersten Teils 200 der Form und/oder der Außensohlenelemente die hierin angeordnet sind. Die Mittel zum Kühlen 260 können kleine Öffnungen auf der Oberfläche des ersten Teils 200 sein, welche mit Kanälen verbunden sein können, welche ein Kühlmedium wie etwa kalte Luft oder passende Flüssigkeit, z.B. Wasser, bereitstellen. Falls die vorgefertigten Außensohlenelemente höheren Temperaturen während des Formens der Partikel ausgesetzt werden, können sie beginnen sich zu deformieren oder sogar zu schmelzen, sodass feine Strukturen von z. B. dem Profil der Außensohlenelemente verzerrt werden können oder komplett verloren gehen. Dieses Problem kann vermieden oder zumindest reduziert werden durch Kühlen des ersten Teils 200 der Sohlenform, in welchem das zumindest eine Außensohlenelement 110 platziert ist. Außerdem kann dies auch weiter die Gesamtzykluszeit verkürzen.
In der Ausführungsform in 2b umfasst der zweite Teil 210 der Form eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 250 auf der Innenseite des zweiten Teils. Die zweiten Öffnungen 250 sind in einem im Wesentlichen gleichmäßigen Muster von länglichen Öffnungen angeordnet, welche eine kleinere Länge haben als die Durchschnittsgröße der Partikel. Zweite Öffnungen 250 mit solchen Dimensionen erlauben auf der einen Seite, dass das Medium wie etwa Dampf praktisch alle Partikel der Sohle, die zu formen ist, erreicht. Auf der anderen Seite werden individuelle Partikel oder sogar eine Vielzahl davon ohne Unterstützung in der Form hinterlassen, sodass eine ungewünschte Expansion von solchen Partikeln in eine größere zweite Öffnung vermieden wird, was eine unebene Sohlenoberfläche verursachen könnte. Zusätzlich können weniger oder keine Partikel die Sohlenform durch die zweiten Öffnungen 250 verlassen. Außerdem kann das dichte und gleichmäßige Muster von zweiten Öffnungen, wie in 2b gezeigt, eine hohe Qualität der geformten Partikeln bereitstellen, da im Wesentlichen die gleiche Menge von Energie, die durch Dampf bereitgestellt wird, durch die Partikel durch den Sohlenbereich absorbiert werden.
2b zeigt auch ein exemplarisches Halteelement 220 im Mittelfußbereich der finalen Sohle. Wie zuvor erwähnt, ermöglicht das Halteelement das sichere Platzieren eines Unterstützungselementes 215 im zweiten Teil. In der Ausführungsform von 2b wird dies durch zwei statische aber im Wesentlichen elastische Bolzen 230 erreicht. Die zwei statischen Bolzen 230 sind geformt, um der Form eines zentralen Bereiches des Unterstützungselementes 115 zu entsprechen. Es ist auch möglich, dass nur ein oder mehr als zwei Bolzen angeordnet werden können, um ein Unterstützungselement in einer vorbestimmten Position in dem zweiten Teil der Sohlenform zu fixieren. Dies kann von einer spezifischen Form des Unterstützungselementes 215 abhängen. In jedem Fall werden keine Klebemittel benötigt, um das Unterstützungselement 215 in der geformten Partikelsohle zu integrieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Halteelement 220 in einem Fersenbereich und/oder Vorderfußbereich der Sohlenform angeordnet werden abhängig von der gewünschten Leistungscharakteristik der Sohle. Zusätzlich ist es auch möglich, dass eine Vielzahl von Halteelementen 220 bereitgestellt werden, um mehr als ein Unterstützungselement 215 für die herzustellende Sohle bereitzustellen und dadurch spezifische Leistungscharakteristiken in bestimmten Teilen der Sohle bereitstellen.
2A zeigt, dass das Halteelement 220 des zweiten Teils der Form ein entsprechendes Gegenteil 265 im ersten Teil der Form haben kann. Dieses Gegenteil 265 kann zu einem sicheren Positionieren des Unterstützungselementes 215 beitragen, wenn die Form geschlossen wird.
In einer Ausführungsform können der erste Teil 200 und/oder der zweite Teil 210 der Form teilweise oder sogar komplett durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einer spezifischeren Ausführungsform kann das additive Herstellungsverfahren Lasersintern beinhalten. Andere additive Herstellungsverfahren wie etwa 3D-Drucken, Stereolithographie (SLA), selektives Laserschmelzen (SLM) oder direktes Metalllasersintern (DMLS), selektives Lasersintern (SLS), fusioniertes Entfernungsmodellieren (FTM), usw. können alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um die zwei Teile 200 und 210 herzustellen.
Der erste Teil 200 und der zweite Teil 210 können umfassen Edelstahllegierung, nichtrostender Warmarbeitsstahl, aushärtbarer Stahl, Werkzeugstahl, Aluminiumlegierung, Titaniumlegierung, kommerziell reines Titan, Warmarbeitsstahl, Bronzelegierung, nickelbasierte Legierung, kobaltbasierte Legierung, insbesondere Kobaltchromiumwolframlegierung, Kupferlegierung, Edelmetalllegierung. Alternativ oder zusätzlich können jedes andere Material oder eine Mischung von zumindest zwei Materialien verwendet werden, wobei das Material/die Materialien geeignete Eigenschaften wie etwa Haltbarkeit und/oder Leitfähigkeit haben.
Alternativ oder zusätzlich können jedes andere Material oder eine Mischung von zumindest zwei Materialien verwendet werden, wobei das Material/die Materialien geeignete Eigenschaften wie etwa Haltbarkeit und/oder Wärmeleitfähigkeit haben.
3 präsentiert eine Seitenansicht einer Vorrichtung 300 für das automatisierte Herstellen von Schuhsohlen gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung 300 kann ein oder mehrere der oben erklärten Merkmale der Ausführungsform in 1 und 2a-2b umfassen.
Wie in 3 gesehen werden kann, umfasst die Vorrichtung 300 auch eine Übergabeplatte 305, welche mit einer Vielzahl von Außensohlenelementen 310 und einer Vielzahl von Unterstützungselementen 315 auf gegenüberliegenden Seiten der Übergabeeinrichtung 305 beladen ist. Außerdem umfasst die Vorrichtung 300 eine Robotereinrichtung 317, welche dazu geeignet ist in einem Schritt 320 die beladene Übergabeplatte 305 zwischen einem ersten Träger 330 für eine Vielzahl von ersten Teilen der Sohlenform und einem zweiten Träger 340 für eine Vielzahl von zweiten Teilen der Sohlenform zu positionieren. Die ersten Teile des ersten Trägers 330 und zweiten Teile des zweiten Trägers 340 sind in einem Schritt 335 mittels einer Vielzahl von geradlinigen Führungsstangen 350 bewegbar.
Solch einer Ausführungsform stellt einen sehr zuverlässigen einfachen Weg zum Schließen der Sohlenform bereit. Falls eine große Anzahl von ersten und zweiten Teilen der Sohlenform zu den zwei Trägern befestigt werden, um eine hohe Anzahl von Schuhsohlen zu produzieren während jedem Produktionszyklus, können die geradlinigen Führungsstangen 350 eine verbesserte Stabilität und Präzision für die Gesamtvorrichtung 300 bereitstellen.
Außerdem kann eine geradlinige Schließbewegung der ersten und zweiten Teile 330 und 340 mit relativ hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, da die zumindest eine Führungsstange 350 einen hohe Grad an Richtungsstabilität bereitstellt. Nochmals, dies ermöglicht die Zykluszeit zu reduzieren und eine effizientere Herstellung von Schuhsohlen. In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 300 weiter ein Mittel zum Aushärten der geformten Schuhsohlen unter dem Einfluss von Hitze umfassen (nicht gezeigt). Z.B. können die geformten Schuhsohlen nach dem Auswerfen mittels der oben beschriebenen Auswerfbolzen auf ein Fließband fallen, das die Sohlen automatisch zu einem Ofen transportiert. Hier können die Sohlen ausgehärtet werden z.B. für mehrere Stunden bei einer erhöhten Temperatur von mehr als 60 °C, vorzugsweise bei 70 °C. Hitze kann zu dem Ofen durch eine Vielzahl von Mitteln bereitgestellt werden, z. B. konventionelle Ofenerhitzungsselemente wie sie im Stand der Technik bekannt sind, Hochfrequenz (HF), elektromagnetische Strahlung, Radiofrequenzstrahlung (RF), Mikrowellenstrahlung (MW) oder unterschiedliche elektromagnetische Strahlung oder elektromagnetische Felder im Allgemeinen um Wärmeenergie zuzuführen. Gleichzeitig kann die Vorrichtung 300 durch mehrere zusätzliche Produktionszyklen weiter arbeiten - welche so kurz wie ein paar Sekunden sein können - um weitere Schuhsohlen zu formen. In anderen Worten erhöht das Bereitstellen einer eigenständigen Aushärtestation weiter die Produktivität des Formprozesses und der entsprechenden Vorrichtung.

Claims

Verfahren zum automatischen Herstellen von Schuhsohlen, Sohlen und Schuhe aufweisend die Schritte: a. Beladen (107) einer Transfereinrichtung (105; 305) mit zumindest einem Außensohlenelement (110; 310) und zumindest einem Unterstützungselement (115; 215; 315); b. Positionieren (120; 320) der beladenen Transfereinrichtung (105; 305) benachbart eines ersten Teils (200) und eines zweiten Teils (125; 210) einer Sohlenform; c. Übergeben (127) des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem ersten Teil (200) und Übergeben (127) des zumindest einen Unterstützungselementes (115; 215; 315) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem zweiten Teil (125; 210) der Sohlenform; d. Befüllen (130) der Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln; und e. Anwenden (140) eines Mediums zum Verbinden und/oder Verschmelzen der Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement (110; 310).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Transfereinrichtung (105; 305) in Schritt b. zwischen einem ersten Teil (200) und einem zweiten Teil (125; 210) einer Sohlenform positioniert wird.
Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 oder 2, wobei der Schritt des Beladens (107) der Transfereinrichtung (105; 305) die Schritte aufweist: Befestigen des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) auf einer ersten Seite der Transfereinrichtung (105; 305); Rotieren (150) der Transfereinrichtung (105; 305); und Befestigen des zumindest einen Unterstützungselementes (115; 215; 315) an einer zweiten Seite der Transfereinrichtung (105; 305) gegenüberliegend zu der ersten Seite.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 3, wobei die Schritte des Befestigens aufweisen Ansaugen des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) und/oder des zumindest einen Unterstützungselements (115; 215; 315).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, wobei der Schritt des Übergebens (127) des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) aufweist Platzieren des zumindest einen Außensohlenelements (110; 310) in zumindest einer entsprechend ausgeformten Vertiefung (235), welche in dem ersten Teil (200) der Form bereitgestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei der Schritt des Übergebens (127) des zumindest einen Unterstützungselements (115; 215; 315) aufweist Platzieren des zumindest einen Unterstützungselements (115; 215; 315) in ein Halteelement (160; 220), welches im zweiten Teil (125; 210) der Form bereitgestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, weiter aufweisend den Schritt des Auswerfens der geformten Schuhsohle aus der Form mittels AuswerfEinrichtungen, welche in dem Halteelement (160; 220) für das Unterstützungselement (115; 215; 315) integriert sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, wobei der erste Teil (200) und/oder der zweite Teil (125; 210) bewegt werden (170) um die Form vor dem Schritt des Befüllens (130) der Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu schließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, weiter aufweisend den Schritt des Kühlens des ersten Teils (200) der Sohlenform wenn das Medium angewendet wird und/oder nach Anwenden (130) des Mediums.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-9, weiter aufweisend die Schritte: Entfernen der geformten Schuhsohlen; und Aushärten der geformten Schuhsohlen unter dem Einfluss von Hitze.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-10, wobei das Medium Dampf aufweist.
Vorrichtung (100; 300) zum automatischen Herstellen von Schuhsohlen, Sohlen und Schuhe aufweisend: a. eine Transfereinrichtung (105; 305), welche dazu geeignet ist mit zumindest einem Außensohlenelement (110; 310) und zumindest einem Unterstützungselement (115; 215; 315) beladen zu werden; b. eine Robotereinrichtung (122; 317), welche dazu geeignet ist die beladene Transfereinrichtung (105; 305) benachbart zu einem ersten Teil (200) und einem zweiten Teil (125; 210) einer Sohlenform zu positionieren; c. wobei die Robotereinrichtung (122; 317) weiter dazu geeignet ist um das zumindest eine Außensohlenelement (110; 310) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem ersten Teil (200) zu übergeben und dazu geeignet ist das zumindest eine Unterstützungselement (115; 215; 315) von der Transfereinrichtung (105; 305) zu dem zweiten Teil (125; 210) der Sohlenform zu übergeben; d. eine Partikelversorgung (135), welche dazu geeignet ist die Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu befüllen; und e. eine Mediumversorgung (145), wobei das Medium dazu geeignet ist die Partikel miteinander und mit dem zumindest einen Außensohlenelement zu verbinden und/oder zu verschmelzen.
Vorrichtung (100; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch 12, wobei die Robotereinrichtung (122; 310) dazu geeignet ist um die beladene Transfereinrichtung (105; 305) zwischen dem ersten (200) und dem zweiten Teil (125; 210) der Sohlenform zu positionieren.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Transfereinrichtung (105; 305) dazu geeignet ist mit zumindest einem Außensohlenelement (110; 310) und zumindest einem Unterstützungselement (115; 215; 315) auf gegenüberliegenden Seiten der Transfereinrichtung (105; 305) beladen zu werden.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-14, wobei die Transfereinrichtung (105; 305) dazu geeignet ist das zumindest eine Außensohlenelement (110; 310) und / oder das zumindest eine Unterstützungselement (115; 215; 315) anzusaugen.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-15, wobei die Robotereinrichtung (122; 317) dazu geeignet ist das zumindest eine Außensohlenelement (110; 310) in zumindest eine entsprechend ausgeformte Vertiefung (235), welche in dem ersten Teil (200) der Form bereitgestellt ist, zu platzieren.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-16, wobei die Robotereinrichtung (122; 317) dazu geeignet ist das zumindest eine Unterstützungselement (115; 215; 315) in ein Halteelement (160; 220), welches im zweiten Teil (125; 210) der Form bereitgestellt ist, zu platzieren.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-17, weiter aufweisend einen ersten Teil (200) und einen zweiten Teil (125; 210) einer Sohlenform, wobei Mittel zum Auswerfen der geformten Schuhsohle im Halteelement (160; 220) des zweiten Teils (125; 210) integriert sind.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-18, wobei der erste Teil (200) und / oder der zweite Teil (125; 210) bewegbar sind um die Form vor dem Befüllen der Sohlenform mit einer Vielzahl von individuellen Partikeln zu schließen.
Vorrichtung (100; 300) nach Anspruch 19, wobei der erste (200) und / oder der zweite Teil (125; 210) bewegbar sind mittels zumindest einer geradlinigen Führungsstange (350).
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-20, weiter aufweisend ein Mittel zum Kühlen (235) des ersten Teils (200) der Sohlenform.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-21, weiter aufweisend ein Mittel zum Aushärten der geformten Schuhsohlen unter dem Einfluss von Wärme nach der Entnahme aus der Sohlenform.
Vorrichtung (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-22, wobei die Mediumversorgung (145) dazu geeignet ist Dampf zu liefern.
Sohle, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-11.
Schuh aufweisend eine Schuhsohle nach Anspruch 24.