-
1. Technisches Feld
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement.
-
2. Stand der Technik
-
In der Herstellung von Sportschuhen ist es oft nötig permanent individuelle Komponenten des Sportschuhs miteinander zu verbinden, z.B. eine Sohle mit einem Schuhoberteil. Eine Option ist es die Komponenten mechanisch zu verbinden, z.B. durch Verschrauben oder Vernieten der Komponenten. Dies kann jedoch nachteilhaft sein, z.B. in Bezug auf das Aussehen des Sportschuhs, seines Gewichtes und/oder der Haltbarkeit oder Widerstandsfähigkeit des Verbindens.
-
Eine weitere Möglichkeit ist es die Komponenten zusammenzukleben. Diese Option hat den Nachteil, dass Kleben typischerweise eine komplexe Vorbehandlung der Komponenten benötigt. Es kann notwendig sein, insbesondere im Fall von Plastikkomponenten, die Oberflächen der Komponenten zuerst anzurauen und zu grundieren und den verwendeten Kleber zum Verbinden der Komponenten in einem Ofen vorzutrocknen. Zusätzlich sind die verwendeten Kleber zum Verkleben der Plastikkomponenten oft schädlich für einen Arbeiter und/oder umweltschädigend.
-
Insbesondere zum Verbinden von Plastikkomponenten sind zahlreiche Schweißverfahren entwickelt worden. Die Anmelderin offenbarte zum Bespiel in
EP 3 053 471 A1 ein Verfahren zum Herstellen von Sportartikeln, insbesondere eines Schuhes, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des Bereitstellens einer ersten Komponente mit einer ersten Verbindungsoberfläche und einer zweiten Komponente mit einer zweiten Verbindungsoberfläche, Aktivieren von zumindest einem Bereich der ersten Verbindungsoberfläche durch Bereitstellen von Hitzeenergie ohne Kontakt und Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente durch Verbinden der ersten Verbindungsoberfläche und der zweiten Verbindungsoberfläche.
-
Ein gemeinsamer Nachteil der bekannten Verfahren ist jedoch, dass das Verbinden der Plastikkomponenten nicht mit genügender Qualität in einer genauen und reproduzierbaren Weise bereitgestellt werden kann. Außerdem involvieren viele Verbindungsverfahren des Standes der Technik eine hohe Menge menschlicher Arbeit, was das finale Produkt teuer macht und auch zu ungewünschten Produktabweichungen führt.
-
WO 99 / 56 578 A1 offenbart eine Maschine zum Dehnen von Schuhoberteilen und zum Anbringen derselben an entsprechenden Sohlen umfassend ein Karussell mit einer Reihe von Betriebsstellen, die entlang seiner Umfangsgrenze angeordnet sind. Diese Betriebsstellen haben jeweilige Leisten, die das zu dehnende Oberteil tragen, und entsprechende Stützen für entsprechende Sohlen, die mit diesem Oberteil zu verbinden sind.
-
DE 10 2015 202 014 A1 der Anmelderin betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sportartikels, insbesondere eines Schuhs, einen mit einem solchen Verfahren hergestellten Sportartikel, beispielsweise eine Schuh, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei das Verfahren ein Bereitstellen einer ersten Komponente mit einer ersten Verbindungsfläche und einer zweiten Komponente mit einer zweiten Verbindungsfläche, ein Aktivieren zumindest eines Teils der ersten Verbindungsfläche durch kontaktloses Zuführen von Wärmeenergie und ein Verbinden der ersten Komponente mit der zweiten Komponente durch Zusammenführen der ersten Verbindungsfläche und der zweiten Verbindungsfläche umfasst.
-
US 2015 / 0 201 709 A1 bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Sammeln dreidimensionaler Oberflächendaten eines geleisteten Schuhoberteils, das mit einer Sohle verbunden ist, die für das Oberteil konfiguriert ist. Die zusammengefügten dreidimensionalen Daten werden mit dreidimensionalen Daten des geleisteten Schuhoberteils in einer nicht zusammengefügten Konfiguration mit der Sohle verwendet, um eine Position einer Kante zu bestimmen, die durch den Schnittpunkt des geleisteten Schuhoberteils und der Sohle im zusammengefügten Zustand definiert ist. Die Beißlinie identifiziert eine Kante, an der sich das Schuhoberteil und eine Sohlenanordnung bei einem fertigen Schuh schneiden, was eine Begrenzungslinie zum Auftragen von Klebstoff auf das geleistete Schuhoberteil darstellen kann, um die Sohle damit zu verbinden.
-
Es ist daher das zugrundeliegende Problem der vorliegenden Erfindung verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement eines Sportschuhs bereitzustellen, um zumindest teilweise einige oder alle der oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
-
3. Zusammenfassung der Erfindung
-
Das oben genannte Problem ist zumindest teilweise gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement nach Anspruch 1.
-
Wohingegen im oben erwähnten Stand der Technik das Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement, z.B. eine Zwischensohle mit einem Schuhoberteil für eines Sportschuhs, einfach ausgeführt ist durch Bereitstellen von Hitzeenergie an die Oberfläche der Elemente und sofortiges Verbinden dieser danach, basiert die vorliegende Erfindung auf einem unterschiedlichen Ansatz: Hier kann in einem ersten Schritt ein Positionierungssystem betrieben, werden um das Sohlenelement und das Schuhoberteilelement in eine definierte erste Position in Bezug zueinander zu positionieren. Solch eine definierte erste Position kann bestimmt werden und somit als eine Referenz verwendet werden, sodass unterschiedliche Parameter für weitere Verfahrensschritte darauf basieren können, z.B. eine Kontaktkraft oder ein Druck, die durch das Positionierungssystem angewendet werden sollen für das Verbinden des Sohlenelements mit dem Schuhoberteilelement.
-
Es ist anzumerken, dass nachdem die definierte erste Position erreicht worden ist, es mehr als einen Verbindungsschritt geben kann, z.B. falls eine Anzahl von im wesentlichen identischen Sohlenelementen und Schuhoberteilelementen verbunden werden sollen.
-
Durch Betreiben des Positionierungssystems in die dritte Position, welche in Bezug zu der ersten Position definiert ist, so dass das Sohlenelement und das Schuhoberteilelement in Kontakt zueinander sind, kann eine genauere und zuverlässigere Verbindung zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement erreicht werden. Der Verbindungswirkstoff, z.B. Hitze, kann zumindest einen Teil des Sohlenelements und/oder des Schuhoberteilelements erweichen oder in einer anderen Art verändern. Die dritte Position, welche in Bezug zu der ersten Position definiert ist und wobei die zwei Elemente miteinander verbunden werden, kompensiert solch ein Erweichen oder andere Veränderungen der Elemente und gewährleistet somit einen verbesserten Verbindungsprozess. Zur gleichen Zeit vereinfacht sie eine Automatisierung des Verbindungsprozesses. Daher kann der gesamte Herstellungsprozess des Sportschuhs effizienter werden.
-
Ein anderer Vorteil ist, dass das Verfahren gemäß der Erfindung ein Schweißen von mehreren Schuhen in einem einzigen Produktzyklus ermöglicht. Das Verfahren ist einfach anpassbar an Sohlen, welche unterschiedlich in Größe und/oder Form sind.
-
Zum Definieren der ersten Position und dementsprechend der dritten Position können z.B. die verbleibenden Entfernungen zwischen einem Mittelpunkt des Sohlenelements und einem Mittelpunkt des Schuhoberteilelements gemessen werden. Da die Position des Sohlenelements und Schuhoberteilelements niemals völlig übereinstimmen während und nach dem Verbinden der zwei Elemente, erlauben solche Entfernungen eine reproduzierbare Definition der ersten und dritten Position. Andere Messungen sind auch denkbar, z.B. die verbleibende Entfernung zwischen einer unteren Seite des Sohlenelements und einer oberen Kante des Schuhoberteilelements. In anderen Ausführungsformen können die erste und/oder die dritte Position auch indirekt gemessen oder definiert werden, z.B. durch Erreichen einer bestimmten Kontaktkraft zwischen den zwei Elementen oder durch Beobachten ein gewisses Maß an Deformation von einem oder beiden Elementen.
-
Die definierte erste Position wird durch einen Kontakt zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement bestimmt. Außerdem kann das Positionierungssystem in der definierten ersten Position eine vorbestimmte Kontaktkraft zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement anwenden. Weiterhin kann die vorbestimmte Kontaktkraft weniger als eine maximale Kontaktkraft sein, welche vom Positionierungssystem verfügbar ist. Somit kann die Vorrichtung für den Verbindungsprozess zusätzliche Kontaktkraft bereitstellen, welche notwendig sein kann, um die dritte Position nach der Aktivierung des Verbindungswirkstoffes zu erreichen und, welche eine widerstandsfähige Verbindung gewährleistet.
-
In einigen Ausführungsformen kann der Verbindungswirkstoff eine Kontaktoberfläche des Sohlenelements und/oder das Schuhoberteilelements erweichen. Der Verbindungswirkstoff kann Hitze umfassen. Erweichen des Sohlenelements und/oder des Schuhoberteilelements kann die Möglichkeit bereitstellen, dass eine feste Verbindung zwischen zumindest einem Bereich des Sohlenelements und zumindest einem Teil des Schuhoberteilelements geformt werden kann, z. B. eine chemische Verbindung und/oder eine mechanische Verbindung. Was für eine Art von Verbindung geformt wird und wie stabil diese Verbindung ist, wird zum Beispiel von der Menge der Hitzeenergie abhängen, welche bereitgestellt wird, der Temperatur der Kontaktoberfläche, die zu erwärmen ist, dem Grad der Aktivierung, den involvierten Materialien, der Art von Nachbearbeitung oder Aushärtung, usw. Dadurch können Sportschuhe bereitgestellt werden, welche Sohlenelemente umfassen, die mit Schuhoberteilelementen zuverlässig verbunden sind.
-
In einigen Ausführungsformen kann Hitze durch eine Hitzequelle bereitgestellt werden, welche zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement nach Schritt b. eingeführt wird. Solch ein Einführen der Hitzequelle zwischen den zwei Elementen kann weiter den Prozess vereinfachen, da beide Elemente gleichzeitig erhitzt werden können. Zum Beispiel kann das Sohlenelement unter der Hitzequelle angeordnet werden und das Schuhoberteilelement kann über der Hitzequelle angeordnet werden und umgekehrt. Es ist auch denkbar, dass das Sohlenelement auf der linken Seite der Hitzequelle angeordnet wird und das Schuhoberteilelement auf der rechten Seite der Hitzequelle angeordnet wird und umgekehrt. Die Stellfläche der Vorrichtung in all diesen Ausführungsformen zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens kann jedoch reduziert werden, dann nur eine einzige Hitzequelle benötigt wird.
-
Der Verbindungswirkstoff kann eine Infrarot-Hitzequelle umfassen. Eine Infrarot-Hitzequelle kann unterschiedliche Wellenlängen bereitstellen, z.B.: nahes Infrarot, kurzwelliges Infrarot, mittleres Infrarot, langwelliges Infrarot und fernes Infrarot, wobei die spezifische Wellenlänge, die zu verwenden ist, abhängig von den Materialien der zwei Komponenten, die zu verbinden sind, angepasst werden kann. Ein Vorteil der Verwendung von Infrarotstrahlung ist somit, dass sie einfach zu produzieren ist und einfach zum Sohlen- und Schuhoberteilelement anzuwenden ist. Die Menge der Hitzeenergie, die zu einer Oberfläche durch Infrarotstrahlung bereitgestellt wird, kann z.B. durch Anpassen der Ausgangsleistung der Quelle kontrolliert gesteuert werden, sowie Intensität der Strahlung, der Größe oder ausgestrahlten Wellenlänge der infraroten Hitzequelle, der Entfernungen der Quelle zu der Oberfläche, dem Blickwinkel der Oberfläche, d.h. wie viel der ausgestrahlten Energie die Zieloberfläche empfängt, oder dem Emissionsgrad des Oberflächenmaterials, usw. Außerdem benötigt die Verwendung von infraroter Strahlung keine bestimmten Anforderungen, wie etwa elektronische Leitfähigkeit des Materials der zwei Elemente. Es ist daher besonders passend für das Verbinden von Plastikkomponenten.
-
In einigen Ausführungsformen kann die definierte erste Position und die dritte Position sich durch eine Distanz von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2 mm unterscheiden. Die Erfinder haben herausgefunden, dass solche Werte für den Unterschied zwischen der definierten ersten Position und dritten Position einen guten Kompromiss zwischen einem unbeabsichtigten Verbinden von einigen Bereichen des Sohlenelements mit dem Schuhoberteilelement bereitstellen kann, welche dann später sichtbar wären, und einer ausreichenden Kontaktkraft um zuverlässig das Sohlenelement mit dem Schuhoberteilelement zu verbinden.
-
In einigen Ausführungsformen kann das Positionierungssystem eines oder mehrere der folgenden Positionierungselemente umfassen: eine Basisplatte, welche das Sohlenelement unterstützt, einen lateralen Klemmmechanismus, um das Sohlenelement zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten zu halten, und einen Haltearm, welcher den Bereich des Schuhoberteilelements unterstützt. All diese Ausführungsformen folgen derselben Idee des Bereitstellens einer stabileren Art um das Sohlenelement und das Schuhelement zu sichern. Zum Beispiel kann das Sohlenelement auf der Basisplatte angeordnet werden und der laterales Klemmmechanismus kann es an seiner lateralen Seite und medialen Seite halten, sodass die auftretenden Kräfte während des Verbindungsprozesses gleichmäßig verteilt werden. Außerdem stellt der Haltearm, welcher den Bereich des Schuhoberteils unterstützt, die Möglichkeit bereit, dass das Schuhoberteilelement zuverlässig zwischen den verschiedenen Positionen bewegt werden kann, sodass die Automatisierung des Gesamtprozesses weiter verbessert werden kann.
-
In einigen Ausführungsformen kann das Positionierungssystems einen bewegbaren lateralen Klemmmechanismus umfassen, welcher dazu geeignet ist, das Sohlenelement vor Schritt a. und/oder Schritt c. zusammenzudrücken. Außerdem kann das Positionierungssystems einen Haltearm umfassen, welcher ein Ende mit einem Leisten hat um welchen das Schuhoberteilelement angeordnet ist. Diese Ausführungsformen folgen der gleichen Idee wie oben genannt um eine weitere Verbesserung der Automatisierung des Verbindungsprozesses bereitzustellen. Durch Verwenden eines bewegbaren lateralen Klemmmechanismus um lateral das Sohlenelement vor Schritt a. und/oder Schritt c. zusammenzudrücken, kann das Sohlenelement während der Positionierung in die definierte erste Position als Referenzposition besser gesichert werden. Außerdem kann das Sohlenelement durch den Druck des lateralen Klemmmechanismus gering deformiert werden, sodass das Sohlenelement sich leicht konvex zum Schuhoberteilelement biegen kann, was vorteilhaft für den Verbindungsprozess sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Sohlenelement auch besser während dem Kontakt während dem aktuellen Verbindungsprozess gesichert werden. Dadurch kann der Verbindungsprozess des Sohlenelements mit dem Schuhoberteilelement in einer genaueren und somit reproduzierbaren Art durchgeführt werden.
-
Das Verfahren kann weiter den Schritt des Bereitstellens eines Abdeckungselements umfassen, welches dazu geeignet ist einen Bereich des Sohlenelements vor dem Verbinden des Sohlenelements und des Schuhoberteilelements zu bedecken. Das Abdeckungselement kann sichtbare Bereiche des Sohlenelements schützen, z.B. im Randbereich, während dem Schritt des Anwendens des Verbindungswirkstoffes zum Sohlenelement und/oder Schuhoberteilelement. Das Abdeckungselement kann ebenso auch Bereiche des Schuhoberteilelements schützen.
-
In einigen Ausführungsformen kann das Sohlenelement eine Zwischensohle umfassen, vorzugsweise eine Zwischensohle umfassend expandiertes thermoplastisches Polyurethan, eTPU. Außerdem kann das Schuhoberteilelement ein Oberteil für einen Schuh umfassen.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Verbindens eines weiteren Sohlenelements mit einem weiteren Schuhoberteilelement durch Betreiben des Positionierungssystems, um das weitere Sohlenelement und das weitere Schuhoberteilelement in die dritte Position des Positionierungssystems zu positionieren. Dadurch kann der Gesamtprozess zum Verbinden einer Vielzahl von Sohlenelementen mit einer Vielzahl von Schuhoberteilelementen mit den oben genannten Vorteilen bereitgestellt werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement umfassend ein Positionierungssystems nach Anspruch 16.
-
Figurenliste
-
Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind weiter in der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug zu folgenden Figuren beschrieben, wobei:
- 1: ein Flussdiagramm präsentiert, welches exemplarische Verfahrensschritte zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung präsentiert zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement; und
- 3a: eine Draufsicht eines bewegbaren Klemmmechanismus präsentiert, welcher lateral eine Zwischensohle, die expandiertes thermoplastisches Polyurethan umfasst, zusammendrückt in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3b: eine Draufsicht eines optionalen Abdeckungselements zum Bedecken eines Bereiches der Zwischensohle präsentiert; und
- 3c: eine Seitenansicht eines Positionierungssystems präsentiert umfassend einen Haltearm, welcher ein Ende mit einem Leisten hat, wodurch ein Schuhoberteil über einer Hitzequelle angeordnet wird.
-
5. Detaillierte Beschreibung von möglichen Ausführungsformen
-
Mögliche Ausführungsformen und Variation der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit besonderem Bezug zu einem Sohlenelement und einem Schuhoberteilelement, insbesondere für einen Sportschuh, beschrieben. Das Konzept der folgenden Erfindung kann jedoch identisch oder ähnlich für jeden Sportartikel angewendet werden wie etwa T-Shirts, Hosen oder Sportausrüstung wie etwa einen Ball, Schläger, usw., wobei unterschiedliche Komponenten durch Verbindungsverfahren, z.B. Befestigen, Aushärten, Schweißen, usw. miteinander verbunden werden.
-
Es ist auch anzumerken, dass individuelle Ausführungsformen der Erfindung im näheren Detail unten beschrieben werden. Es ist jedoch klar für den Durchschnittsfachmann, dass Designmöglichkeiten und optionale Merkmale, die in Bezug zu diesen spezifischen Ausführungsformen beschrieben werden, weiter verändert werden können und miteinander in einer unterschiedlichen Art innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung verändert werden können, und dass individuelle Schritte oder Merkmale auch weggelassen werden können wo sie unnötig erscheinen. Um weitere Redundanzen zu vermeiden ist Bezug nur zu den Erklärungen in den vorherigen Abschnitten gemacht, welche auch für die folgende detaillierte Beschreibung angewendet werden können.
-
1 präsentiert ein Flussdiagramm, welches exemplarische Verfahrensschritte 100 zum Verbinden eines Sohlenelements mit einem Schuhoberteilelement gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die Verfahrensschritte 100 können z.B. durch eine oder mehrere Einheiten durchgeführt werden, welche Teil einer oder mehrerer Herstellungseinheiten sein können. Die Verfahrensschritte 100 können bei Schritt 110 beginnen mit Betreiben eines Positionierungssystems um das Sohlenelement und das Schuhoberteilelement in eine definierte erste Position in Bezug zueinander zu positionieren. Zum Beispiel kann die definierte erste Position ohne Kontakt des Sohlenelements und des Schuhoberteilelements bestimmt werden wie etwa durch ein Ultraschallverfahren und/oder ein 3D-Abtastverfahren. Alternativ oder zusätzlich kann die definierte erste Position durch einen Kontakt zwischen dem Sohlenelement und des Schuhoberteilelements bestimmt werden. Zum Beispiel kann das Positionierungssystem in der ersten Position eine vorbestimmte Kontaktkraft zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement anwenden, wobei die vordefinierte Kontaktkraft weniger als die maximale Kontaktkraft verfügbar vom Positionierungssystem sein kann.
-
In einer Ausführungsform kann das Sohlenelement eine Zwischensohle, vorzugsweise eine Zwischensohle umfassend expandiertes thermoplastisches Polyurethan, eTPU, umfassen und das Schuhoberteilelement kann ein Oberteil eines Schuhes umfassen.
-
Das Verfahren 100 geht weiter mit einem Schritt 120 des Betreibens des Positionierungssystems zum Positionieren des Sohlenelements und Schuhoberteilelement in einer zweiten Position zum Anwenden eines Verbindungswirkstoffes zum Sohlenelement und/oder Schuhoberteilelement. Zum Beispiel kann der Verbindungswirkstoff Hitze von einer Infrarot-Hitzequelle umfassen, welche zwischen dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement nach dem Trennungsschritt 120 eingefügt werden kann. Somit kann die Hitze der Infrarot-Hitzequelle eine Kontaktoberfläche des Sohlenelements und/oder des Schuhoberteilelements erweichen und somit aktivieren. Die Kontaktoberfläche zumindest eines der zwei Elemente kann ein Material umfassen, das klebrig wird, wenn es einer gewissen Menge von Infrarot-Hitzeenergie ausgesetzt wird, oder ein Material, das in eine chemische Reaktion mit einem Material der Oberfläche des anderen Elements eingeht, wenn es erwärmt wird über eine bestimmte Aktivierungsenergie. Solche Materialen können den Vorteil haben, dass sie einfach Hand zu haben sind, wenn sie nicht aktiviert werden und nur klebrig / reaktiv werden wahlweise nach Aktivierung.
-
Verfahren 100 geht weiter mit einem Schritt 130 des Verbindens des Sohlenelements mit dem Schuhoberteilelement durch Betreiben des Positionierungssystems um das Sohlenelement in Kontakt mit dem Schuhoberteilelement in einer dritten Position des Positionierungssystems zu positionieren, wobei die dritte Position in Bezug zur ersten Position definiert ist. Zum Beispiel können sich die definierte erste und dritte Position durch eine Entfernung von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2 mm unterscheiden. Verbinden des Sohlenelements mit dem Schuhoberteilelement kann weiter umfassen das Formen einer Verbindung zwischen zumindest einem Bereich der Oberfläche des Sohlenelements und zumindest einem Bereich der Oberfläche des Schuhoberteilelements. Die Verbindung kann eine chemische Verbindung und/oder eine mechanische Verbindung umfassen. Welche Art von Verbindung geformt wird und wie stabil diese ist hängt zum Beispiel von der Menge der Hitzeenergie ab, die bereitgestellt wird, der Temperatur der Oberfläche des Sohlenelements, welches zu erwärmen ist, dem Grad der Aktivierung, den involvierten Materialien, der Art der Nachverarbeitung oder Aushärtung, usw. Es ist auch denkbar andere Verfahren zu verwenden um ein Verbinden zwischen dem Sohlenelement und de, Schuhoberteilelement zu erreichen wie etwa: Verkleben, Schweißen, Hochfrequenzschweißen, Ultraschallschweißen, Laserschweißen, Crimpen, Vernähen, Verschrauben, Vernieten, Verschmelzen, Klammern, Verplomben, einer Druckwärmebehandlung unterwerfen, einer Dampfbehandlung aussetzen.
-
Wie in 1 gezeigt kann der Schritt 130 einen Schritt 132 des Bereitstellens eines Abdeckungselements umfassen, welches dazu geeignet sein kann einen Bereich des Sohlenelements vor dem Verbinden des Sohlenelements und des Schuhoberteilelements zu bedecken. Ein mögliches Abdeckungselement ist in 3b gezeigt.
-
Einige oder alle der oben genannten Verfahrensschritte können automatisch ausgeführt werden, um die Herstellung des Sportschuhs effizienter zu machen. Tatsächlich kann das beschriebene Verfahren in einer vollautomatischen Herstellung von Sportschuhen integriert werden.
-
Das Verfahren 100 reduziert die Gesamtprozesszeit zum Verbinden eines Sohlenelements und eines Schuhoberteilelements in einer reproduzierbaren Weise, wobei das Sohlenelement verbunden mit dem Schuhoberteilelement für einen Sportschuh hergestellt wird, welcher eine außergewöhnliche Qualität hat.
-
2 präsentiert eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Verbinden eines Sohlenelements 210 mit einem Schuhoberteilelement 220. Die Schritte, welche in 2 gezeigt werden, können zu einem oder mehreren Verfahrensschritten des Flussdiagramms, wie in 1 gezeigt, korrespondieren.
-
Entsprechend des Verfahrensschritts 110, kann eine definierte erste Position bestimmt werden, z.B. durch eine Bestimmungseinheit des Positionierungssystems, durch einen Kontakt zwischen dem Sohlenelement 210 und dem Schuhoberteilelement 220, durch Betreiben eines Positionierungssystems um die zwei Elemente (wie durch die zwei Doppellinienpfeile angedeutet) zu positionieren, z.B. durch zwei elektrische Zylinder (nicht gezeigt). Die Bestimmungseinheit kann einen oder mehrere Referenzpunkte auf dem Sohlenelement und dem Schuhoberteilelement benutzen oder irgendeine Unterstützung des entsprechenden Elements, um die definierte erste Position (nicht in 2 gezeigt) zu bestimmen. Zum Beispiel können Mittelpunkte auf der Außenseite des Schuhoberteilelements und auf der Seite des Sohlenelements markiert werden und die verbleibenden Entfernungen zwischen den zwei Mittelpunkten können verwendet werden, um die Entfernung zwischen den zwei Elementen zu bestimmen. Die Messung der Entfernungen von solch zwei Elementen zueinander kann durch einen Servomotor mit integrierter Wegmessung gemacht werden (z.B. durch Verwendung von Winkelschreibtischen oder direktes Messen auf einem Gestell).
-
In einer Ausführungsform kann eine Quick Response (QR) auf das Sohlenelement 210 gedruckt werden, sodass unterschiedliche Informationen über das Sohlenelement 210 (z.B. Materialeigenschaften, Form, Dichte, Schmelztemperatur, usw.) durch Lesen des QR-Codes erhalten werden können und die definierte erste Position des Positionierungssystems kann basierend darauf bestimmt werden. Ein Mittel zum Lesen des QR-Codes kann in der Bestimmungseinheit beinhaltet sein. Es ist auch denkbar, dass jeder andere Code verwendet werden kann wie etwa UPC- Codes, Mikro-QR-Codes, Sicherheit-QR-Code, iQR-Code oder Frame-QR, usw.
-
Die definierte erste Position des Positionierungssystems kann als eine Referenzposition verwendet werden (wie durch die gestrichelte Linie angedeutet) und kann auf einen einzigen Referenzwert gesetzt werden, z.B. 0,0 mm wie auf der rechten Skala angedeutet. Das Positionierungssystem kann zum Beispiel die erste Position als eine Position definieren, wobei eine vordefinierte Kontaktkraft zwischen dem Sohlenelement 210 und dem Schuhoberteilelement 220 erreicht wird. Die Kontaktkraft kann durch die Motorleistung durch Verwendung einer externen Ladezelle gemessen werden. In der beschriebenen Ausführungsform kann die vordefinierte Kontaktkraft weniger sein als die maximale Kontaktkraft, welche vom Positionierungssystem verfügbar ist. Dies stellte die Möglichkeit bereit, die Kontaktkraft während den weiteren Schritten des beschriebenen Verfahrens, wie unten erklärt wird, weiter zu erhöhen.
-
Entsprechend zum Verfahrensschritt 120 werden das Sohlenelement 210 und das Schuhoberteilelement 220 dann in eine zweite Position betrieben (wie durch die zwei vertikalen Doppellinienpfeile in der Mitte von 2 angedeutet), sodass eine Hitzequelle 230, wie etwa eine Infrarot-Hitzequelle, eingefügt werden kann (wie durch die horizontalen Doppellinienpfeile angedeutet) zwischen dem Sohlenelement 210 und dem Schuhoberteilelement 220. Die Infrarot-Hitzequelle 230 kann erhitzen und somit die Kontaktoberflächen des Sohlenelements 210 und des Schuhoberteilelements 220 erweichen.
-
Entsprechend zu Verfahrensschritt 130 kann des Sohlenelements210 in Kontakt mit dem Schuhoberteilelement 220 positioniert werden durch Betreiben des Positionierungssystems (wie durch zwei Doppellinienpfeile angedeutet) in eine dritte Position. Die dritte Position des Sohlenelements 210 und Schuhoberteilelements 220 ist in Bezug zur ersten Position definiert. Somit wird das Sohlenelement 210 zuverlässig mit dem Schuhoberteilelement 220 verbunden. Die erste und dritte Position können sich um eine Distanz von 0,1 mm - 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm - 2 mm, z.B. um 1 mm, unterscheiden. Dies bedeutet zum Beispiel, dass Teile des Positionierungssystems, z.B. die zwei elektronischen Zylinder sich um 1 mm mehr als die definierte erste Position als Referenzposition erstrecken können, um mehr Kontaktkraft bereitzustellen. Solch ein Unterschied von zwei Positionen zwischen dem Sohlenelement 210 und dem Schuhoberteilelement 220 kann genug Druck bereitstellen um die zwei Elemente zu verbinden nachdem eines oder beide der Wärmebehandlung der Infrarotquelle 230 oder irgendeiner anderen Art von Aktivierung unterzogen wurden. Es ist auch denkbar, dass andere Unterschiede zwischen der ersten und dritten Position verwendet werden um andere Drücke bereitzustellen abhängig von den Materialeigenschaften der zwei Elementen.
-
3a-c präsentieren unterschiedliche Positionierungselemente 300 a-c eines Positionierungssystems, welche in einem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie oben erwähnt, involviert werden können.
-
3a präsentiert eine Draufsicht eines bewegbaren Klemmmechanismus 300a umfassend zwei Paare von gegenüberliegenden Klammern 315, die lateral eine Zwischensohle 310, z.B. vor Schritt 110 und / oder Schritt 130, zusammendrücken. In 3a sind die Klammern 315 in einer offenen Konfiguration und die Zwischensohle 310 ist für einen linken Fuß. Außerdem können die Klammern 315 die Zwischensohle 310 in eine Geometrie zusammendrücken, z.B. in ihrer CAD-Geometrieform und/oder können ihre Seitenwände auf ein Schuhoberteilelement (nicht in 3a gezeigt) drücken um eine bessere Verbindung zwischen der Zwischensohle 310 und dem Schuhoberteilelement zu ermöglichen. Außerdem kann die Zwischensohle 310 expandiertes thermoplastischen Polyurethan umfassen.
-
In einer Ausführungsform kann das Positionierungssystem eine Basisplatte umfassen, welche die Zwischensohle 310 unterstützt, welches nicht gezeigt ist, aber daher unter der Zwischensohle 310 in 3a sein würde.
-
Außerdem kann der bewegbare Klemmmechanismus 300a mit sechs mechanischen Schiebern ausgerüstet werden (unter den Klammern 315 und somit nicht in 3a gezeigt), welche aus Aluminium oder anderen ausreichend stabilen Materialien gemacht sein können. Zusätzlich oder alternativ können die sechs mechanischen Schieber auf einer Adapterplatte zwischen den Klammern und den Schiebern befestigt werden. Es ist auch denkbar, dass zumindest eine veränderbare Klammer in dem bewegbaren Klemmmechanismus 300a beinhaltet werden kann zum einfachen Wechseln zwischen unterschiedlichen Größen und Seiten der Zwischensohlen, die mit dem Schuhoberteil verbunden werden sollen.
-
In einer Ausführungsform können die Klammern 315 durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Klammern 315 Aluminium oder andere geeignete Metalle umfassen.
-
3b präsentiert eine Draufsicht eines Abdeckungselements 317, welches einen Teil der Zwischensohle 310 bedeckt. Das Abdeckungselement 317 kann dazu geeignet sein einen Bereich der Zwischensohle 310 vor dem Verbinden der Zwischensohle 310 und eines Schuhoberteilelements (nicht in 3b gezeigt) zu bedecken. Wie oben bereits erwähnt, kann das Abdeckungselement 317 sichtbare Bereiche der Zwischensohle 310, wie etwa einen Grenzbereich, während des Schritts des Anwendens von Hitze von der Infrarot-Hitzequelle zur Zwischensohle 310 schützen. Somit kann eine ungewünschte Dissipation der Infrarothitze in andere Teile der Zwischensohle 310 vermieden werden oder zumindest teilweise beschränkt. Im Gegensatz dazu können Bereiche durch das Abdeckungselement 317 bedeckt werden, welche nicht mit der Infrarothitze behandelt werden sollen, sodass die Zwischensohle 310 mit einem Schuhoberteilelement verbunden werden kann wie oben erklärt.
-
In einer Ausführungsform kann das Abdeckungselement 317 durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Abdeckungselement Aluminium oder andere geeignete Metalle umfassen.
-
3c präsentiert eine Seitenansicht eines Positionierungssystems umfassend einen Haltearm 325, der ein Ende hat mit einem Leisten um welchen das Schuhoberteilelement 320, z.B. das Schuhoberteil für einen Schuh, über eine Infrarot-Hitzequelle 330 angeordnet werden kann. Unter der Infrarot-Hitzequelle 330 können der bewegbare Klemmmechanismus 315 und das Abdeckungselement 317 angeordnet werden (nicht in 3c gezeigt). Wie in 3c gezeigt, kann die gesamte untere Oberfläche des Schuhoberteils 320 durch die Infrarot-Hitzequelle 330 bestrahlt werden, aber es ist auch denkbar, dass nur bestimmte Bereiche der unteren Oberfläche des Schuhoberteils 320 bestrahlt werden können.
-
Wie in 3c gesehen werden kann, kann die Infrarot-Hitzequelle 330 eine Vielzahl von länglichen Heizelementen umfassen, welche rechtwinklig zur länglichen Achse des Schuhoberteils 320 angeordnet werden können. Es ist auch denkbar die länglichen Heizelemente parallel zur Längsachse des Schuhoberteils 320 und/oder mit einer anderen Richtung, die einen passenden Winkel zur Längsachse des Schuhoberteils 320 hat, anzuordnen. Es ist außerdem auch möglich, dass die Heizelemente eine runde Form umfassen, eine rechteckige Form oder eine schraubenförmige Form.
