DE102016225335A1 - Sohle für einen Schuh und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sohle für einen Schuh, insbesondere eine Sohle für einen Sportschuh, einen Schuh mit einer solchen Sohle, ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle für eine Schuh und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Sohle für einen Schuh bereitgestellt, insbesondere eine Sohle für einen Sportschuh, mit zumindest einem Bereich, der eine Vielzahl von im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sohle für einen Schuh, insbesondere eine Sohle für einen Sportschuh, einen Schuh mit einer solchen Sohle, ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle für einen Schuh und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
  • Stand der Technik
  • Schuhe, insbesondere Sportschuhe wie beispielsweise Laufschuhe, weisen im Allgemeinen eine Schuhsohle und ein Schuhoberteil auf.
  • Das Schuhoberteil dient zum einen der Fixierung des Fußes innerhalb des Schuhs und auf der Sohle. Weiterhin kann ein Schuhoberteil dem Fuß zusätzliche Stabilität verleihen, um beispielsweise ein Umknicken des Fußes beim Auftreten auf unebenem Terrain zu verhindern. Zudem kann das Schuhoberteil den Fuß vor äußeren Einflüssen wie Wasser, Schmutz, Hitze, UV-Strahlung, usw. schützen. Das Schuhoberteil sollte möglichst so ausgestaltet sein, dass das Tragen des Schuhs für den Träger, auch bei längerem Tragen des Schuhs, angenehm und komfortabel ist. Zudem sollten Druckstellen möglichst vermieden werden und für gute Belüftung gesorgt werden, insbesondere bei Sportschuhen.
  • Die Sohle des Schuhs dient zum einen dem Schutz des Fußes vor Verletzungen, welche beispielsweise beim Auftreten auf spitze oder scharfe Gegenstände hervorgerufen werden könnten. Die Sohle kann ferner die beim Auftreten wirkenden Aufprallkräfte auf den Bewegungsapparat des Trägers dämpfen und auch dadurch dazu beitragen, Verletzungen vorzubeugen. Außerdem kann eine abriebbeständige Schuhsohle die Lebensdauer eines Schuhs erhöhen und die Bodenhaftung verbessern. Die Sohle sollte auch in der Lage sein, zumindest einen Teil der Energie, welche sie zum Abfedern der Aufprallkräfte absorbiert, wieder an den Fuß des Trägers zurückzugeben, um so die Ausdauer des Trägers und die Effizienz der Schrittbewegung zu erhöhen.
  • Um diesen Aufgaben gerecht zu werden, sind verschiedene Kunststoffmaterialien zur Herstellung von Schuhsohlen aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreiben die DE 10 2012 206 094 A1 und die EP 2 649 896 A2 Schuhsohlen, die Partikel aus expandiertem thermoplastischem Polyurethan (eTPU) aufweisen und die gute Dämpfungs- und Energierückgabeeigenschaften über einen breiten Temperaturbereich aufweisen.
  • Zu beachten ist jedoch neben diesen Anforderungen an Schuhsohlen, dass während eines Schrittzyklus unterschiedliche Belastungen in unterschiedliche Richtungen auf die Sohle einwirken können. Beispielsweise können sich Belastungen der Sohle in Richtung von der Ferse zur Fußspitze, d.h. in Längsrichtung der Sohle, deutlich von Belastungen der Sohle in medial-lateraler Richtung unterscheiden. So kann es beispielsweise wünschenswert sein, dass die Sohle in Längsrichtung flexibel ist, um ein gutes Abrollen des Fußes zu ermöglichen, während die Sohle in medial-lateraler Richtung vergleichsweise steif sein soll, um ein Umknicken des Fußes zu vermeiden.
  • Um solche anisotrope, d.h. richtungsabhängigen Eigenschaften der Sohle zu erreichen, ist aus dem Stand der Technik die Verwendung zusätzlicher Stütz- oder Verstärkungselemente für Schuhsohlen bekannt. So beschreiben beispielsweise die DE 10 2013 202 306 A1 und die EP 2 767 181 A1 eine Schuhsohle mit einer Mittelsohle, welche zufällig angeordnete Partikel eines expandierten Materials, etwa eTPU, aufweist. Das Material der Mittelsohle umgibt ein Element, das in zumindest einer Richtung eine größere Verwindungssteifigkeit aufweist als das expandierte Material der Mittelsohle und somit der richtungsabhängigen Beeinflussung und Steuerung der Eigenschaften der Sohle dienen kann. Eine solche Sohlenkonstruktion kann jedoch die Anzahl der zu verarbeitenden Einzelteile und damit den Herstellungsaufwand erhöhen. Zudem kann das Gewicht der Sohle durch die Verwendung zusätzlicher Stütz- oder Verstärkungselemente deutlich ansteigen.
  • Der Stand der Technik, zum Beispiel in den Druckschriften US 4,824,720 A , US 7,300,612 B2 , US 7,951,449 B2 , EP 0 279 668 A2 , EP 0 921 148 A1 , EP 0 922 554 B1 , EP 1 954 466 A1 und WO 2002/034823 A2 , beschreibt verschiedene Kunststoffmaterialien und Verfahren zu deren Herstellung, die in einem gewissen Maße richtungsabhängige Eigenschaften aufweisen. So beschreibt beispielsweise die US 7,951,449 B2 hochfeste, chemisch und thermisch stabile, geschlossen-porige Schäume, welche als Kernmaterialien in Kompositmaterialien in SandwichStruktur zur Anwendung im Transportwesen oder im Konstruktionswesen eingesetzt werden können. Die Kernmaterialien weisen dabei anisotrope Eigenschaften auf.
  • Jedoch sind die aus dem Stand der Technik bekannten Materialien und Herstellungsverfahren auf die dort genannten Anwendungsbereiche, also zum Beispiel die Verpackungsindustrie, das Transportwesen, das Konstruktionswesen oder die Wärmedämmung, abgestimmt, nicht jedoch auf die Anforderungen oder komplexen dreidimensionalen Formen, wie sie bei einer Schuhsohle gegeben sein können.
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es daher eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Schuhsohle und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, wobei die Eigenschaften der Sohle richtungsabhängig verschieden sein können, um so den während eines Schrittzyklus auftretenden verschiedenen Belastungen besser Rechnung tragen zu können. Dabei soll die Sohle einfach herzustellen sein, zum Beispiel indem die Anzahl an separaten Bauteilen möglichst gering gehalten wird. Außerdem soll die Sohle ein möglichst geringes Gewicht und gute Dämpfungseigenschaften haben.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Aufgaben werden zumindest teilweise gelöst durch eine Sohle für einen Schuh nach Anspruch 1. In einer Ausfiihrungsform weist die Sohle zumindest einen Bereich auf, der eine Vielzahl von im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen auf.
  • „Im Wesentlichen gemeinsam extrudiert“ kann dabei zunächst bedeuten, dass die Kunststoffstränge in einem einzigen, kontinuierlichen Extrusionsvorgang extrudiert werden. Es werden also nicht zunächst in mehreren Extrusionsvorgängen separate Teilbereiche extrudiert und dann nachfolgend in weiteren Bearbeitungsschritten zu einem zusammenhängenden Bereich der Sohle zusammengefügt. Allerdings kann beispielsweise die Extrusion einzelner Kunststoffstränge früher oder später beginnen und / oder enden als die Extrusion anderer Kunststoffstränge des Bereichs der Sohle. Die Extrusion der Kunststoffstränge kann also gestaffelt erfolgen. Die Extrusion einzelner oder sogar aller Kunststoffstränge kann sogar kurzzeitig unterbrochen werden, wenn jedoch das Extrudieren so schnell weiter fortgesetzt wird, dass nach Abschluss des im Wesentlichen gemeinsamen Extrudierens ein zusammenhängender Bereich der Sohle entstanden ist.
  • In jedem Fall kann mit dem im Wesentlichen gemeinsamen Extrudieren also gemeint sein, dass die Extrusion benachbart liegender Kunststoffstränge sich zeitlich derart überlappt, dass zwischen zwei benachbarten Kunststoffsträngen ohne Verwendung zusätzlicher Klebstoffe o.Ä. eine Verbindung erzeugt werden kann. Die Verbindung zwischen zwei benachbarten Kunststoffsträngen kann dabei zum einen ohne weiteres Zutun erzeugt werden, etwa indem benachbarte Kunststoffstränge nach dem im Wesentlichen gemeinsamen Extrudieren ineinander schäumen oder ineinander fließen, also passiv miteinander verbunden werden. Oder es kann auf die Erzeugung der Verbindung eingewirkt werden, z.B. mit Druck oder Wärme, d.h. die Stränge können aktiv verbunden werden. Hierzu folgen weiter unten noch detailliertere Ausführungen. All dies wird von dem Ausdruck „im Wesentlichen gemeinsam extrudiert“ mit umfasst.
  • Durch das gemeinsame Extrudieren der Kunststoffstränge erhält der Bereich der Sohle, der die Kunststoffstränge aufweist, anisotrope Eigenschaften. Diese Richtungsabhängigkeit kann zumindest teilweise daher rühren, dass sich an den Oberflächen der Kunststoffstränge direkt nach dem Extrudieren eine Art Haut bildet. Diese Haut kann dann zu einer Veränderung der Eigenschaften des Bereichs der Sohle führen, verglichen mit z.B. einem an einem Stück extrudierten Block aus demselben Ausgangsmaterial. Beispielsweise kann der Bereich der Sohle mit den Kunststoffsträngen in Richtung der extrudierten Kunststoffstränge andere Eigenschaften aufweisen als in einer Richtung senkrecht zu den Kunststoffsträngen. Beispielsweise kann der Bereich in Richtung der Kunststoffstränge eine höhere Zugfestigkeit aufweisen als in eine Richtung senkrecht zu den Kunststoffsträngen.
  • Durch die Steuerung der Prozessparameter kann auch gesteuert werden, in welchem Maße sich diese Haut an den Oberflächen der Kunststoffstränge ausbildet. Hierdurch kann auch das Maß an Anisotropie der Eigenschaften des Bereichs der Sohle mit den Kunststoffsträngen gesteuert und beeinflusst werden.
  • Die so erzeugte Anisotropie ist also eng mit der im Wesentlichen gemeinsamen Extrusion der Kunststoffstränge verbunden und es könnte schwer oder gar unmöglich sein, die erzeugte Anisotropie auf eine Art und Weise, die nicht auf die im Wesentlichen gemeinsame Extrusion Bezug nimmt, angemessen zu beschreiben.
  • Der Bereich der Sohle kann ferner auch noch weitere Materialien aufweisen, welche die Eigenschaften des Bereichs, insbesondere die Anisotropie der Eigenschaften, weiter beeinflussen und steuern können.
  • Es ist möglich, dass zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge sich nicht in einer Längsrichtung der Sohle erstreckt.
  • Als zumindest eine Teilmenge kann dabei im Rahmen dieser Druckschrift sowohl lediglich ein einzelner Kunststoffstrang als auch alle Kunststoffstränge verstanden werden, sowie alle dazwischenliegenden Fälle.
  • In Längsrichtung der Sohle, d.h. in Richtung von der Ferse zur Fußspitze, sollte die Sohle möglichst solche Eigenschaften aufweisen, die ein natürliches Abrollen des Fußes während des Schrittzyklus erlauben. Insbesondere kann die Sohle in Längsrichtung eine vergleichsweise kleine Zugfestigkeit aufweisen, um der natürlichen Abrollbewegung des Fußes nicht entgegenzuwirken. In einer anderen Richtung kann es aber durchaus wünschenswert sein, dass die Sohle eine höhere Zugfestigkeit und generell eine höhere Stabilität aufweist, um den Fuß vor ungewollten Roll- oder Kippbewegungen in diese Richtungen zu schützen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Teilmenge der Kunststoffstränge in diese andere Richtung, d.h. nicht in Längsrichtung der Sohle ausgerichtet ist. Je größer der Anteil der Teilmenge an der Gesamtmenge der Kunststoffstränge ist, desto ausgeprägter kann die so erreichte richtungsabhängige Beeinflussung der Sohleneigenschaften sein.
  • Die Teilmenge der Kunststoffstränge kann im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Sohle ausgerichtet sein.
  • Insbesondere in medial-lateraler Richtung, d.h. in einer Richtung von der Fußinnenseite zur Fußaußenseite, kann eine hohe Stabilität und Zugfestigkeit der Sohle wünschenswert sein, um die Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Sohle durch gesteigerte Stabilität zu verbessern und damit das Risiko einer Verletzung, wie zum Beispiel ein Umknicken des Fußes, zu verringern. Daher kann die Teilmenge der Kunststoffstränge beispielsweise in dieser Richtung angeordnet sein.
  • Zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge kann ein geschäumtes Kunststoffmaterial, insbesondere geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und / oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan (TPU) und / oder geschäumtes Polyamid (PA) oder andere im Stand der Technik bekannte Kunststoffmaterialien aufweisen, welche aufgeschäumt werden können.
  • Kunststoffstränge aus diesen Materialien eigenen sich auf Grund ihrer guten elastischen Eigenschaften besonders gut für die Herstellung einer Sohle, welche den eingangs erwähnten Aufgaben gerecht wird.
  • Die extrudierten Kunststoffstränge können nach dem Extrudieren durch Druck miteinander verbunden werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann also die Erzeugung der Verbindung der Kunststoffstränge aktiv vorgenommen werden. Hierdurch kann z.B. die Dichte, die Zugfestigkeit, Steifigkeit oder Elastizität des Bereichs der Sohle, welche die Kunststoffstränge aufweist, beeinflusst und gesteuert werden.
  • Die extrudierten Kunststoffstränge können nach dem Extrudieren durch ein Zuführen von Wärmeenergie, insbesondere in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung, miteinander verbunden werden.
  • Durch das Zuführen von Wärmeenergie können die Oberflächen der einzelnen extrudierten Kunststoffstränge miteinander verschweißt werden, um so die Stabilität und Widerstandsfähigkeit des Bereiches zu erhöhen. Auch kann ein Verschweißen der Oberflächen miteinander dazu führen, dass beispielsweise die Dichte, die Steifigkeit oder die Härte des Bereichs zunimmt. Es kann aber auch möglich sein, durch das Zuführen von Wärme die Oberflächen der Kunststoffstränge, an denen sich wie oben erwähnt beispielsweise eine Haut gebildet haben kann, wieder zumindest teilweise mit dem Inneren der Stränge zu „homogenisieren“. Hierdurch kann das Maß der Anisotropie der Eigenschaften des Bereichs wieder verringert und wie gewünscht angepasst werden. Dies kann sogar lokal unterschiedlich erfolgen.
  • Zudem können die extrudierten Kunststoffstränge nach dem Extrudieren aktiv heruntergekühlt werden.
  • Ein aktives Kühlen der Kunststoffstränge direkt nach dem Extrudieren kann die Ausbildung einer Haut an den Oberflächen der einzelnen Kunststoffstränge fördern und so zu einer stärker ausgeprägten Anisotropie in der fertigen Sohle führen oder z.B. die Ausbildung von Zwischenräumen zwischen den Kunststoffsträngen begünstigen.
  • Die Sohle kann Zwischenräume zwischen und / oder innerhalb zumindest einer Teilmenge der Kunststoffstränge aufweisen, wobei sich die Zwischenräume zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen erstrecken können.
  • „Im Wesentlichen parallel“ kann dabei bedeuten, dass die Zwischenräume sich in derselben Richtung erstrecken wie auch die Kunststoffstränge, jedenfalls soweit sich dies im Rahmen der Herstellung beeinflussen und realisieren lässt.
  • Zwischenräume innerhalb einer Teilmenge der Kunststoffstränge können beispielsweise durch die Verwendung entsprechend gestalteter Düsen erzeugt werden. Zwischenräumen zwischen einer Teilmenge der Kunststoffstränge können beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Kunststoffstränge mit einem gewissen Abstand voneinander extrudiert und nachfolgend nur leicht und ohne Druckeinwirkung in Kontakt gebracht werden. Hierdurch können zwischen den einzelnen Kunststoffsträngen Leerräume verbleiben, wobei die Gestalt und Größe der Zwischenräume von der Gestalt, insbesondere dem Querschnitt, der Kunststoffstränge abhängen kann. Beispielsweise werden im Allgemeinen zwischen Kunststoffsträngen mit rundem oder ovalem Querschnitt merkliche Zwischenräume verbleiben, während zwischen rechteckig extrudierten Kunststoffsträngen kleinere oder gar keine Zwischenräume verbleiben werden. Der Druck mit dem die Kunststoffstränge ggf. zusammengeführt werden, ein nachfolgendes Zuführen von Wärmeenergie oder ein aktives Kühlen der Kunststoffstränge nach dem Extrudieren kann außerdem die Gestalt, Größe oder Häufigkeit der Zwischenräume beeinflussen.
  • Solche Zwischenräume können beispielsweise dazu dienen, Gewicht zu sparen, die Atmungsaktivität, Wärmeisolierung der Sohle zu erhöhen oder die elastischen Eigenschaften der Sohle zu beeinflussen.
  • Die Kunststoffstränge können innerhalb der Sohle mehrere im Wesentlichen parallele Lagen ausbilden.
  • Durch die Anordnung der Kunststoffstränge in mehreren im Wesentlichen (d.h. soweit herstellungsbedingt realisierbar) parallelen Lagen können die einzelnen Kunststoffstränge gut aneinander gefügt werden, um so einen widerstandsfähigen und haltbaren Verbund zu bilden. Zudem kann eine solche Anordnung die Herstellung vereinfachen.
  • Zumindest zwei der Lagen können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können sich die Kunststoffstränge in den zwei Lagen mit unterschiedlichen Eigenschaften in einer Materialzusammensetzung und / oder in einer Elastizität der und / oder in einem Querschnitt unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich können sich die Eigenschaften der Kunststoffstränge innerhalb einer bestimmten Lage ändern.
  • Durch Variation des Materials der Kunststoffstränge, Variation der Elastizität der Kunststoffstränge und / oder Variation des Querschnitts der Kunststoffstränge (zwischen den Lagen oder innerhalb der einzelnen Lagen) können die Eigenschaften der Sohle an die während des Tragens auftretenden Belastungen und Anforderungen angepasst werden.
  • Die Lagen können im Wesentlichen (d.h. soweit herstellungsbedingt realisierbar) horizontal in der Sohle angeordnet sein. „Horizontal“ kann zum Beispiel als parallel zum Boden in einer Situation definiert werden, in der der Schuh mit der Sole auf dem Boden ruht, ohne dass Kraft darauf ausgeübt wird.
  • Dies kann es erlauben, dass beispielsweise an der Oberseite der Sohle, also der Oberfläche der Sohle, welche am Fuß des Trägers anliegt, besonders weiche und dämpfend ausgestaltete Lagen vorgesehen werden, um ein angenehmes Tragegefühl hervorzurufen und um die Aufprallkräfte beim Auftreten gut abzufedern. An der Unterseite der Sohle, also an der Oberfläche, welche in Bodennähe ist, können hingegen besonders stabil ausgestaltete Lagen angeordnet sein, um vor Verletzungen zu schützen und die Haltbarkeit zu erhöhen
  • So können beispielsweise eine oder mehrere Lagen an einer Unterseite der Sohle ein nicht-geschäumtes Material aufweisen.
  • Solche nicht-geschäumten Materialien können widerstandsfähiger, zäher und abriebbeständiger sein als geschäumte Materialien, sodass nicht-geschäumte Materialien, beispielsweise Gummi o.Ä., die oben genannten Aufgaben an der Unterseite der Sohle besonders gut wahrnehmen können.
  • Die Kunststoffstränge können eine oder mehrere der folgenden Querschnittsformen aufweisen: rund, oval, X-förmig, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig.
  • Die Querschnittsformen der Kunststoffstränge, die sich auch zwischen einzelnen Kunststoffsträngen oder Teilmengen von Kunststoffsträngen unterscheiden können, können beispielsweise durch entsprechend gewählte Ausgestaltungen des für den Extrusionsvorgang verwendeten Werkzeugs, beispielsweise durch die Gestalt der Extrusionsdüse und /oder deren Öffnungen, beeinflusst und gesteuert werden.
  • Die Querschnittsform der Kunststoffstränge (kurz: der Querschnitt) kann einen Einfluss haben auf das Maß an Anisotropie der Eigenschaften des Bereichs der Sohle mit den Kunststoffsträngen und z.B. die Biegesteifigkeit, Zugfestigkeit und Elastizitätseigenschaften der Kunststoffstränge selbst.
  • Die Kunststoffstränge können so innerhalb der Sohle angeordnet sein, dass sich die Dicke der Sohle zur Spitze oder zum Zehenbereich der Sohle hin verjüngt.
  • Eine sich zum Zehenbereich der Sohle hin verjüngende Dicke der Sohle kann wünschenswert sein, damit der Fußspitze eine größere Flexibilität ermöglicht wird, um das Abrollen und ein dynamisches Abstoßen des Fußes über die Zehen zu fördern. Im Mittelfuß- und insbesondere im Fersenbereich kann hingegen eine größere Dicke der Sohle bzw. des die Kunststoffstränge enthaltenden Bereichs wünschenswert sein, um die beim Auftreten einwirkenden Aufprallkräfte abzufedern, um den Bewegungsapparat des Trägers zu schonen.
  • Die Sohle kann weiter eine Außensohle und / oder ein Sohlenverstärkungselement, insbesondere eine Mittelfußstütze, aufweisen.
  • Solche zusätzlichen Sohlenverstärkungselemente können die Beeinflussung der Sohleneigenschaften durch die extrudierten Kunststoffstränge komplementieren und ergänzen. So kann es insbesondere möglich sein, dass der Mittelfußbereich besonders gut stabilisiert und gestützt wird, um Verletzungen des Fußgewölbes zu vermeiden. Das Fußgewölbe stellt einen besonders empfindlichen Teil des Fußes dar, der während des Laufens starken Belastungen ausgesetzt sein kann und daher schnell Ermüdungs- oder Reizerscheinungen zeigen kann, was letztendlich zu Überbelastungen und Verletzungen führen kann. Eine solche Methode zur Stabilisierung des Fußgewölbes und zur Vermeidung von Überbelastung und Verletzung ist zum Beispiel die Verwendung einer Mittelfußstütze.
  • Außerdem kann eine Außensohle die Haftung verbessern und so schnellere Bewegungen und Richtungswechsel ermöglichen. Auch kann eine verbesserte Haftung das Verletzungsrisiko vermindern, indem ein Wegrutschen des Fußes vermieden werden kann. Außerdem kann eine abriebbeständige Außensohle die Lebensdauer eines Schuhs mit einer solchen Sohle erhöhen.
  • Das Sohlenverstärkungselement kann zumindest teilweise als Resultat davon ausgebildet sein, dass zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge jeweils eine oder mehrere Verstärkungsfasern aufweisen.
  • Beispielsweise können während des Extrudierens Metall- oder Gewebefasern in die (Teilmenge der) Kunststoffstränge eingearbeitet werden, welche beispielsweise die Zugfestigkeit oder Biegesteifigkeit der Kunststoffstränge beeinflussen können. Solche verstärkten Kunststoffstränge können dann so in der Sohle angeordnet sein, dass sie den entsprechenden Sohlenbereich wie gewünscht verstärken oder stützen.
  • Einen weiteren Aspekt der Erfindung bildet ein Schuh, insbesondere Sportschuh, mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sohle.
  • Bei einem Schuh mit einer solchen Sohle können die oben aufgezeigten optionalen Ausgestaltungsmerkmale für erfindungsgemäße Schuhsohlen derart miteinander kombiniert werden, dass die gewünschten Eigenschaften für die Sohle und den Schuh erzielt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle für einen Schuh, insbesondere für einen Sportschuh. In einer Ausführungsform weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: (a) im Wesentlichen gemeinsames Extrudieren einer Vielzahl von Kunststoffsträngen und (b) Verbinden der Vielzahl von extrudierten Kunststoffsträngen.
  • Bezüglich der Bedeutung des Ausdrucks „im Wesentlichen gemeinsames Extrudieren“ wird auf die entsprechenden Ausführungen und Erklärungen zum Ausdruck „im Wesentlichen gemeinsam extrudiert“ weiter oben verwiesen, welche auch hier Gültigkeit bewahren.
  • Es soll allerding noch einmal die Tatsache hervorgehoben werden, dass das Verbinden der Kunststoffstränge nach dem Extrudieren zum einen „passiv“ und ohne weiteres Zutun geschehen kann. Beispielsweise können die Kunststoffstränge in vertikaler Richtung nach unten aus einer Extrusionsvorrichtung eng nebeneinander extrudiert werden. Die extrudierten Kunststoffstränge können sich nach Verlassen der Extrusionsvorrichtung dann weiter ausdehnen und teilweise ineinander schäumen oder ineinander fließen, wodurch das Verbinden der Kunststoffstränge erreicht werden kann. Hierdurch kann eine besonders leichte Sohle gefertigt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Kunststoffstränge horizontal extrudiert und dann durch die Gravitationswirkung miteinander verbunden werden.
  • Das Verbinden der Kunststoffstränge kann aber auch „aktiv“ erfolgen, zum Beispiel durch Druckeinwirkung und / oder durch Verschweißen der Kunststoffstränge durch Zuführen von Wärmeenergie. Zudem können vor und / oder während des Verbindens der Kunststoffstränge die Kunststoffstränge heruntergekühlt werden.
  • Die extrudierten und miteinander verbundenen Kunststoffstränge können sowohl die ganze Sohle ausmachen oder auch nur einen Teilbereich der Sohle. Die Sohle kann also zusätzlich weitere Materialien und / oder Bauteile aufweisen.
  • Weitere mögliche Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Insofern sich die möglichen Ausgestaltungsoptionen des Verfahrens in entsprechenden Eigenschaften einer damit hergestellten Sohle widerspiegeln, wird auf die entsprechenden Ausführungen bezüglich einer erfindungsgemäßen Sohle weiter oben verwiesen, die auch hier Geltung bewahren.
  • Das Extrudieren kann beispielsweise durch zumindest eine Düse mit einer Vielzahl von Öffnungen erfolgen.
  • Durch eine geeignete Auswahl der Anzahl der Öffnungen, deren Größe und Form, den Abstand zwischen den einzelnen Öffnungen, usw. können dabei die Eigenschaften des Extrudats und damit der hergestellten Sohle beeinflusst werden.
  • Zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge kann nach dem Extrudieren ein geschäumtes Kunststoffmaterial, insbesondere geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und / oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan (TPU) und / oder geschäumtes Polyamid (PA) und / oder andere im Stand der Technik bekannte Kunststoffmaterialien aufweisen, welche geschäumt werden können.
  • Diese Materialien lassen sich gut in einer Extrusionsvorrichtung verarbeiten. Beispielsweise können diese Materialien gut mit einem oder mehreren Treibmitteln vermischt werden, die zu einem Aufschäumen des Materials nach Verlassen der Extrusionsvorrichtung führen können.
  • Das Verbinden der Kunststoffstränge kann zumindest teilweise durch Druck erfolgen.
  • Beispielsweise können die extrudierten Kunststoffstränge durch eine Art Trichter o.Ä. geleitet werden, der die Kunststoffstränge unter Druckeinwirkung verdichtet und so zu einem kompakteren Endprodukt mit z.B. einer höheren Steifigkeit und geringeren Elastizität führt.
  • Das Verbinden der Kunststoffstränge kann ein Zuführen von Wärmeenergie, insbesondere in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung, umfassen.
  • Durch das Zuführen der Wärmenergie kann beispielsweise ein weiteres Aufschäumen oder Expandieren der extrudierten Kunststoffstränge bewirkt werden, sodass die extrudierten Kunststoffstränge ineinander fließen oder ineinander schäumen, sodass ein innigerer Verbund der Kunststoffstränge erzielt werden kann. Andere mögliche Auswirkungen des Zuführens von Wärmeenergie wurden bereits oben besprochen.
  • Das Verbinden kann zudem ein Kühlen der Kunststoffstränge umfassen. Es kann hierbei auch nur eine Teilmenge der Kunststoffstränge gekühlt werden, um deren Eigenschaften selektiv zu beeinflussen. Möglich Auswirkungen des Kühlens der Kunststoffstränge wurden bereits erläutert.
  • Das Verbinden der Kunststoffstränge kann so erfolgen, dass nach dem Verbinden Zwischenräume zwischen und / oder innerhalb zumindest einer Teilmenge der Kunststoffstränge vorhanden sind, wobei sich die Zwischenräume zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen erstrecken können.
  • Im Wesentlichen parallel kann hier erneut bedeuten, soweit sich die Parallelität herstellungsbedingt realisieren lässt.
  • Zwischenräume innerhalb einzelner Kunststoffstränge können beispielsweis durch entsprechend geformte Düsen der Extrusionsvorrichtung zur Extrusion der entsprechenden Kunststoffstränge erreicht werden. Passende Düsenformen sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können einige oder alle der Kunststoffstränge röhrenförmig hergestellt werden.
  • Auf die Erzeugung von Zwischenräumen zwischen einigen oder allen Kunststoffsträngen wurde bereits erläutert. Gleiches gilt für den Einfluss der gewählten Prozessparameter auf die Zwischenräume.
  • Die Kunststoffstränge können so extrudiert und verbunden werden, dass sie innerhalb der Sohle mehrere im Wesentlichen parallele Lagen ausbilden, wobei die Lagen im Wesentlichen horizontal in der Sohle angeordnet sein können.
  • Dies kann beispielsweise mit einer Extrusionsdüse erreicht werden, die mehrere parallel angeordnete Reihen von Öffnungen aufweist, durch welche die Kunststoffstränge extrudiert werden. Die Reihen der Öffnungen können so in der Extrusionsdüse angeordnet sein, dass die parallelen Lagen in der fertigen Sohle horizontal angeordnet sind.
  • Zumindest zwei der Lagen können verschiedene Eigenschaften aufweisen.
  • Die Kunststoffstränge in den zwei Lagen können sich zum Beispiel in Materialzusammensetzung und / oder Elastizität und / oder Querschnitt unterscheiden. Auch Unterschiede in anderen Parametern sind möglich. Alternativ oder zusätzlich können sich die Eigenschaften der Kunststoffstränge innerhalb einer bestimmten Lage ändern.
  • Solche Unterschiede können beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Extrusionsvorrichtung wie oben erwähnt eine Düse mit einer Vielzahl von Öffnungen aufweist, die verschiedene Querschnittsformen aufweisen können. Auch können den verschiedenen Öffnungen verschiedene Ausgangsmaterialien zugeführt und durch die Öffnungen extrudiert werden. Durch eine solche Variation der Querschnittsformen der Extrusionsöffnungen und dem ihnen zugeführten Material kann dann die Elastizität der extrudierten Kunststoffstränge beeinflusst werden.
  • Nach dem Extrudieren und Verbinden können eine oder mehrere Lagen an einer Unterseite der Sohle ein nicht-geschäumtes Material aufweisen.
  • Bei dem nicht-geschäumten Material kann es sich um ein Treibmittel-freies Material handeln. Es käme z.B. Gummi oder Treibmittel-freies thermoplastisches Polyurethan in Frage. Es ist möglich, dass solche Materialien nach dem Extrudieren nicht oder nur vergleichsweise wenig aufschäumen bzw. sich ausdehnen. Daher können Kunststoffstränge aus solchen nicht-geschäumten Materialien beispielsweise ein größere Dicht und Festigkeit aufweisen, als Kunststoffstränge aus geschäumtem Material, und dies kann auch zu größeren Traktion führen.
  • Nach dem Extrudieren und Verbinden kann die resultierende Sohle ein Material aufweisen, das für weitere Verarbeitungsschritte geschmolzen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein weiteres Material der Sohle hinzugefügt werden, um weitere Schmelzverarbeitungsschritte zu ermöglichen.
  • Dies kann es erlauben, die eine oder mehreren Lagen an der Sohlenoberseite und das Material eines Schuhoberteils mit ähnlicher Schmelztemperatur in einem zur Verbindung mit der Sohle vorgesehenen Bereich zumindest teilweise anzuschmelzen. Nach Zusammenführen von Sohle und Oberteil und Abkühlung und Aushärtung der beteiligten Materialien kann eine dauerhafte Verbindung entstanden sein. Es wird Bezug genommen auf die Patentanmeldungen DE 10 2015 202 014 A1 und EP 3 053 471 A1 , in denen Verfahren beschrieben werden, welche angewandt oder mit Aspekten und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können.
  • Die Öffnungen der Düse können eine oder mehrere der folgenden Geometrien aufweisen: rund, oval, X-förmig, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig.
  • Die Geometrien könne dabei unmittelbaren Einfluss auf die Querschnittsformen der durch die Öffnungen extrudierten Kunststoffstränge haben. Somit kann es möglich sein, durch eine geeignete Auswahl der Geometrien der Öffnungen der Extrusionsdüse auf konstruktiv einfache Art und Weise Einfluss auf die Eigenschaften der hergestellten Sohle, wie z.B. deren Elastizität, Zugfestigkeit oder Durchbiegesteifigkeit, zu nehmen.
  • Alle oder eine Teilmenge der Öffnungen der Düse können vor und / oder während des Verfahrens geschlossen und / oder geöffnet werden.
  • Durch das Öffnen und Schließen einzelner Öffnungen der Düse kann die dreidimensionale Gestalt der hergestellten Sohle beeinflusst werden. Auch kann es möglich sein, durch das zeitweise Schließen von Öffnungen der Düse Hohlräume innerhalb der Sohle herzustellen, da das zeitweise Schließen dazu führt, dass an den entsprechenden Stellen ein Kunststoffstrang „fehlt“. Als einfaches Beispiel wäre es möglich, dass zu Beginn des Extrudierens alle Öffnungen geöffnet sind, dann kurzzeitig einige der Öffnungen in der Mitte der Düse geschlossen werden und abschließend wieder alle Öffnungen geöffnet sind. In dem Bereich der Sohle, der den zeitweise geschlossenen Öffnungen entspricht, kann sich dann ein Hohlraum im Inneren der Sohle befinden, da dort Abschnitte der entsprechenden Kunststoffstränge fehlen.
  • Beispielsweise kann die Teilmenge der Öffnungen der Düse, die vor und / oder während des Verfahrens geschlossen werden, dabei so gewählt sein, dass die Dicke der Sohle sich zur Spitze oder dem Zehenbereich der Sohle hin verjüngt.
  • Das Schließen einiger Öffnungen der Düse kann also dazu dienen, eine dreidimensionale Formgebung der Sohle zu erreichen oder zumindest grob vorzugeben. Dies kann dazu führen, dass ein nachträgliches Zuschneiden der Sohle vermieden oder erleichtert werden kann und es kann Abfall und Ausschuss eingespart werden.
  • Das Verfahren kann weiter den Schritt des Zuschneidens der Sohle umfassen.
  • Ein solches Zuschneiden kann beispielsweise erforderlich sein, um der Sohle ihre endgültige dreidimensionale Formgebung zu geben. Während durch das Öffnen und / oder Schließen einzelner Öffnungen der Extrusionsdüse bereits eine dreidimensionale Formgebung im Groben vorgegeben sein kann, kann ein Zuschneiden auf Grund der Größe und Anzahl der zur Verfügung stehenden Öffnungen, welche eventuell nicht ausreichend sind, um die geforderte dreidimensionale Form ohne einen weiteren Zuschneideschritt zu erhalten, dennoch notwendig sein. Das Zuschneiden kann beispielsweise ein Zuschneiden durch zumindest einen Laser umfassen. Das Zuschneiden kann auch die Verwendung eines Stanzwerkzeugs umfassen.
  • In jedem Fall kann das Zuschneiden es erlauben, die dreidimensionale Form der Sohle genauer zu bearbeiten.
  • Das Verfahren kann zudem den Schritt des Formens der Sohle in einem Formwerkzeug umfassen, was weiter Druckeinwirkung und/oder Wärmezufuhr beinhalten kann.
  • Zusätzlich oder alternativ zu einem Zuschneiden der Sohle kann die Sohle auch in einem Formwerkzeug weiter bearbeitet und in ihrer dreidimensionalen Gestalt beeinflusst werden. Hierzu kann die Sohle beispielsweis in ein als Negativ ausgeformtes Formwerkzeug hineingepresst werden oder das Formwerkzeug kann zwei bewegliche Teilbereiche aufweisen, die aufeinander zu und voneinander weg gefahren werden können und in die die Sohle zur Bearbeitung eingelegt werden kann. Um eine Formänderung der Sohle innerhalb des Formwerkzeugs zu begünstigen, kann ferner Wärme zugeführt werden, um die Sohle für die Bearbeitung anzuschmelzen oder zumindest zu erweichen. Das Zuführen von Wärme kann aber auch direkt zur Oberflächenbehandlung der Sohle dienen, beispielsweise indem einzelne Oberflächenbereich verschmolzen werden, um die Oberflächeneigenschaften zu ändern und die Oberfläche z.B. steifer und / oder härter zu machen.
  • Die Öffnungen der Düse können während des Extrudierens über einer Gießform angeordnet sein, die der Gestalt der Sohle im Wesentlichen entspricht.
  • Es ist also auch möglich, dass die Sohle direkt in eine Gießform hinein extrudiert wird. Hierdurch kann zum einen Materialausschuss und Abfall eingespart werden. Zum anderen kann auch ein Weiterbewegen der Sohle und beispielsweise ein Einlegen in ein Formwerkzeug wie oben beschrieben vermieden werden. Dies kann die Herstellung merklich erleichtern und eine Automatisierung begünstigen. Selbstverständlich kann aber auch eine direkt in eine Gießform extrudierte Sohle noch zugeschnitten und / oder in einem Formwerkzeug weiterbearbeitet werden.
  • Die Öffnungen der Düse können dabei während des Extrudierens über der Gießform bewegt werden.
  • Beispielsweise können die Öffnungen der Düse während des Extrudierens über der Gießform hin und her bewegt werden. Hierdurch können die extrudierten Kunststoffstränge parallel zueinander die Gießform von unten nach oben ausfüllen. Ein so extrudierter Kunststoffstrang kann dann beispielsweise mehrere aufeinanderliegende Schlingen in der Gießform ausbilden. Oder das Extrudieren der Kunststoffstränge wird kurz unterbrochen, wenn eine entsprechende Öffnung der Extrusionsdüse einen Rand der Gießform erreicht hat. Das Extrudieren kann dann nach Umkehr der Bewegungsrichtung der Düse unverzüglich fortgesetzt werden, sodass sich die so durch eine Öffnung der Düse erzeugten Abschnitte jeweils zu einem einzigen extrudierten Kunststoffstrang verbinden können.
  • Die Öffnungen der Düse können z.B. in einer oder mehreren Seitenwänden der Gießform angeordnet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Extrudieren zum Beispiel von oben in eine Gießform hinein können die Kunststoffstränge auch direkt durch Öffnungen in den Seitenwänden in die Gießform extrudiert oder eingespritzt werden. Dies kann helfen, die Herstellungsvorrichtung zu verkleinern. Außerdem kann die Anzahl, Größe und Anordnung der Öffnungen der Düsen direkt an die jeweilige Gießform angepasst werden, sodass ein besonders gutes Ergebnis und eine besonders gute Feinabstimmung der gewünschten Eigenschaften erzielbar sein kann.
  • Vor dem Extrudieren der Kunststoffstränge können ein oder mehrere erste Elemente, insbesondere eine Außensohle und / oder ein Sohlenverstärkungselement, in die Gießform eingelegt und / oder eingespritzt werden.
  • Bei dem zumindest einen ersten Element kann es sich beispielsweise um ein dreidimensionales Element wie in den Druckschriften DE 10 2013 202 306 A1 und EP 2 767 181 A1 beschreiben handeln. Dieses kann dann von den Kunststoffsträngen umflossen und nach Aushärten innerhalb der Sohle fixiert werden. Auf der anderen Seite ist es auch möglich, dass das zumindest eine erste Element selbst durch Extrusion oder Einspritzen, z.B. in einem Spritzgießvorgang, hergestellt wird. Dies kann in einer separaten Spritzgießform erfolgen. Alternativ kann dies in der Gießform, in die die Kunststoffstränge extrudiert werden, erfolgen.
  • Das Verfahren kann weiter ein Hinzufügen eines oder mehrerer zweiter Elemente, insbesondere eines Schuhoberteils, umfassen.
  • Das zumindest eine zweite Element kann beispielsweise mit der Sohle verschweißt oder verklebt werden. Jedoch ist es auch möglich, dass das zumindest eine zweite Element bereits während der Extrusions- und Verbindungsschritte mit den Kunststoffsträngen verbunden wird und damit auch mit der Sohle verbunden wird. Dies kann Klebstoff o.Ä. und weitere Herstellungsschritte einsparen.
  • Das zweite Element kann nach dem Extrusionsschritt unter Druck auf die extrudierten Kunststoffstränge aufgepresst werden und so zum Verbinden der Kunststoffstränge beitragen.
  • Dies kann besonders günstig sein, da hierbei in einem einzigen Schritt sowohl eine gute Verbindung der Kunststoffstränge untereinander als auch eine gute Verbindung des zweiten Elements mit den Kunststoffsträngen und damit mit der Sohle erzielt werden kann.
  • Einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Vorrichtung kann dabei so ausgestaltet sein, dass sie die Eigenschaft besitzt optionale Verfahrensschritte wie oben beschrieben bei Bedarf zu ermöglichen oder nicht zu ermöglichen und es somit erlaubt, die hergestellte Sohle den Wünschen und Anforderungen anzupassen. Zudem kann die Vorrichtung weitestgehend automatisiert werden und damit die Effizienz erhöhen und Arbeitskosten einsparen.
  • Die Vorrichtung kann beispielsweise eine Gießform mit einer Vielzahl von Öffnungen in einer oder mehreren Seitenwänden zum Extrudieren einer Vielzahl von Kunststoffsträngen umfassen.
  • Auf die besonderen Vorzüge, die ein direktes Extrudieren oder Einspritzen der Kunststoffstränge in die Gießform mit sich bringen kann, wurde bereits weiter oben eingegangen.
  • Zusammenfassend erlaubt es die Erfindung, Sohlen für Schuhe bereitzustellen, die anisotrope, d.h. von der Richtung abhängige, und lokal steuerbare Eigenschaften aufweisen und gleichzeitig die Dämpfungs- und Elastizitätseigenschaften haben, wie sie für einen Schuhsohle wünschenswert sind. Außerdem können die Sohlen ein geringes Gewicht aufweisen und leicht und kostengünstig herstellbar sein.
  • Figurenliste
  • Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren weiter beschrieben:
    • 1a-h: Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schuhs und Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sohle;
    • 2: Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
    • 3a-c: Weitere mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
    • 4: Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mit einer über einer Gießform beweglichen Düse; und
    • 5: Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mit einer Gießform mit einer Vielzahl von Öffnungen in zumindest einer Seitenwand.
  • Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
  • Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung hauptsächlich mit Bezug auf Sohlen für Sportschuhe beschrieben. Jedoch wird betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann sie auch Anwendung finden bei Sohlen für andere Arten von Schuhen und noch allgemeiner für Dämpfungselemente in Sportbekleidung.
  • Zudem wird darauf hingewiesen, dass im Folgenden lediglich einzelne Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden können. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die im Bezug zu diesen Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung auch weiter verändert und anderweitig miteinander kombiniert werden können und dass einzelne Merkmale auch weggelassen werden können, sofern diese jeweils entbehrlich erscheinen. Um Redundanzen zu vermeiden, wird deshalb insbesondere auf die Ausführungen in den vorhergehenden Abschnitten verwiesen, welche auch für die nun folgende detaillierte Beschreibung Gültigkeit bewahren.
  • Die 1a-h zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schuhs 10 sowie mögliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sohle 100. Der Schuh 10 weist ein Schuhoberteil 20 auf. Ferner weist der Schuh 10 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sohle 100 auf. Vorliegend handelt es sich bei dem Schuh 10 um einen Sportschuh, beispielsweise einen Laufschuh. Abermals wird darauf verwiesen, dass die vorliegende Erfindung jedoch auch bei anderen Arten von Schuhen zum Einsatz kommen kann. Ferner wird darauf verwiesen, dass es sich bei den Abbildungen lediglich um schematische Abbildungen handelt und dass die in den Abbildungen gezeigten Größenverhältnisse nicht notwendigerweise den Größenverhältnissen entsprechen müssen, die in realen Ausführungsformen der Erfindung anzutreffen sein können.
  • Die Sohle 100 umfasst einen Bereich 110, der eine Vielzahl von im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen 120 aufweist. Auf die Bedeutung des Ausdrucks „im Wesentlichen gemeinsam extrudiert“ wurde bereits weiter oben eingegangen. Im vorliegenden Fall umfasst der Bereich 110 die ganze Sohle 100. Es ist jedoch auch möglich, dass der Bereich 110 nur einen Teilbereich der Sohle 100 ausmacht; die Sohle 100 kann dann weitere expandierte oder nicht expandierte Materialien aufweisen. Die Sohle 100 kann auch mehrere separate Bereiche 110 mit im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen 120 aufweisen. Ferner kann die Sohle 100 weitere Elemente wie beispielsweise eine Außensohle oder ein Sohlenverstärkungselement (zum Beispiel eine Mittelfußstütze) aufweisen, die hier jedoch der Einfachheit halber nicht gezeigt werden.
  • Die Kunststoffstränge 120 können beispielsweise nach dem Extrudieren aktiv durch Druckeinwirkung miteinander verbunden worden sein, sie können durch Zuführung von Wärmeenergie, etwa in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung, verbunden worden sein oder sie können heruntergekühlt worden sein, was die Ausbildung einer Haut an den Oberflächen der Kunststoffstränge 120 begünstigt haben kann. Oder die Kunststoffstränge 120 können passiv ohne weiteres Zutun nach dem Extrudieren verbunden worden sein. Auf diese Punkte wird im Rahmen der Diskussion von Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens weiter unten noch näher eingegangen.
  • Eine Teilmenge der Kunststoffsträngen 120, vorliegend alle Kunststoffsträngen 120, erstrecken sich nicht in einer Längsrichtung (d.h. in einer Richtung von der Ferse zur Fußspitze) der Sohle 100. Vielmehr sind die Kunststoffstränge 120 im Wesentlichen, d.h. soweit sich dies im Rahmen der Herstellung realisieren lässt, senkrecht zur Längsrichtung der Sohle 100 ausgerichtet. Die Kunststoffstränge 120 erstrecken sich also im Wesentlichen von der medialen Seite der Sohle 100 zur lateralen Seite.
  • Des Weiteren bilden die Kunststoffsträngen 120 innerhalb der Sohle 100 mehrere im Wesentlichen parallele Lagen 140,141 und 142 aus. Zur Vereinfachung sind in den 1a-h lediglich drei solche Lagen 140,141 und 142 gezeigt. Dem Fachmann ist jedoch auch klar, dass jede andere Anzahl von im Wesentlichen parallelen Lagen in Betracht kommt. Es können also zum Beispiel auch 2, 4, 5 oder 10 Lagen usw. vorliegen. Die Lagen 140, 141 und 142 sind im Wesentlichen horizontal in der Sohle 100 angeordnet.
  • Zumindest einige der Lagen 140, 141 und 142 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können sich die Kunststoffstränge in den Lagen 140, 141, 142 in ihrer Elastizität oder ihrer Querschnittsform unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich können die Lagen aus unterschiedlichen Materialien oder Materialmischungen bestehen, zum Beispiel können die Kunststoffstränge in der Lage 140 sich von den Kunststoffsträngen in der Lage 141 und / oder der Lage 142 unterscheiden. Es wird für den Fachmann ersichtlich sein, dass andere Kombinationen möglich sind.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, dass sich das Material der Kunststoffstränge 120, die Elastizität der Kunststoffstränge 120 und / oder der Querschnitt der Kunststoffstränge 120 innerhalb einer Lage selbst unterscheiden, zum Beispiel innerhalb der Lage 140.
  • Konkret unterscheiden sich bei den in den 1a-h gezeigten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sohle 100 die verschiedenen Lagen 140,141 und 142 zunächst in dem Material der jeweiligen Kunststoffstränge 120. Dies ist, wie bereits erwähnt, jedoch optional und muss nicht bei allen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sohle der Fall sein.
  • Beispielsweise kann die Lage 142 an der Unterseite der Sohle 100 ein nicht-geschäumtes Material aufweisen. Solch ein Material wäre beispielsweise Gummi oder nicht-geschäumtes thermoplastisches Polyurethan und könnte somit als Außensohle fungieren. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Lagen an der Unterseite der Sohle 100 ein solches nicht-geschäumtes Material aufweisen.
  • Die Lage 140 an der Oberseite der Sohle 100 (oder aber auch mehrere Lagen an der Oberseite der Sohle 100) kann hingegen ein Material aufweisen mit einer Schmelztemperatur in einem passenden Verarbeitungsbereich. Ein solches Material kann besonders gut geeignet sein, um die Sohle 100 mit dem Schuhoberteil 20 zu verbinden, beispielsweise durch Verschweißen, wie bereits mehrfach erwähnt wurde.
  • Die Lage 140 an der Oberseite der Sohle 100 kann insbesondere auch ein geschäumtes Material aufweisen, um so die beim Auftreten wirkenden Aufprallkräfte abzufedern und damit den Bewegungsapparat eines Trägers zu schonen.
  • Generell gesprochen kann zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge 120 ein geschäumtes Kunststoffmaterial aufweisen, beispielsweise geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und/oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan (TPU). Andere Materialien können zumindest für eine Teilmenge der Kunststoffstränge 120 verwendet werden, einschließlich expandiertes Polyamid (PA) und / oder andere im Stand der Technik bekannte Materialen, welche geschäumt werden können. Solche geschäumten Materialien eignen sich besonders gut zur Aufnahme der zuvor genannten Aufprallkräfte. Ferner können diese Materialien den Vorteil haben, dass sie auch einen Großteil der von der Sohle 100 während des Abfederns der Aufschlagskräfte aufgenommen Energie wieder an den Fuß eines Trägers zurückgeben können.
  • Bei der in 1a gezeigten Sohle 100 unterscheidet sich ferner innerhalb der mittleren Lage 141 sowohl das Material einzelner Teilmengen von Kunststoffsträngen 120 als auch deren Querschnitt. So weist die mittlere Lage 141 im Fersenbereich eine Teilmenge 121 von Kunststoffsträngen 120 auf, die in ihrem Inneren jeweils einen Zwischenraum 135 aufweisen. Die Zwischenräume 135 erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120 in der Teilmenge 121. Solche „Belüftungskanäle“ können beispielsweise Gewicht sparen oder die Elastizität der Sohle 100 beeinflussen.
  • Wie in 1a zu erkennen ist, sind die Kunststoffstränge 120 ferner so in der Sohle 100 angeordnet, dass sich eine Dicke der Sohle 100 zur Fußspitze hin verjüngt. Dies kann dem Sachverhalt Rechnung tragen, dass im Vorderfußbereich der Sohle 100 eine größere Flexibilität für ein dynamisches Abrollen und Abstoßen wünschenswert sein kann, während im Fersenbereich eine höhere Dämpfung wünschenswert sein kann.
  • Die 1b-f zeigen weitere Möglichkeiten, wie das Material, der Querschnitt, die Anordnung oder die Packungsdichte der Kunststoffstränge 120 zwischen den verschiedenen Lagen 140,141 und 142 oder aber auch innerhalb einzelner Lagen 140, 141 oder 142 variiert werden kann oder wie weitere Elemente wie beispielsweise Verstärkungsfasern 160 in oder zwischen die Kunststoffstränge 120 eingearbeitet werden können.
  • Gezeigt ist dabei jeweils lediglich ein kleiner Abschnitt des Bereichs 110 der Sohle 100, da es hier vorwiegend darum geht, dem Fachmann die verschiedenen möglichen Variationen, die im Rahmen der Erfindung liegen, aufzuzeigen. Die folgenden Aussagen gelten daher ganz generell für jegliche Ausführungsformen erfindungsgemäßer Sohlen.
  • In 1b haben die Kunststoffstränge 120 alle annähernd den gleichen Querschnitt. In dem in 1b gezeigten Fall ist der Querschnitt eines jeden Kunststoffstranges 120 grundsätzlich quadratisch aber mit abgeschrägten Ecken. In die aus den abgeschrägten Ecken resultierenden Zwischenräume wurde während des Extrudierens jeweils eine Verstärkungsfaser 160 eingearbeitet. Die Verstärkungsfasern 160 erstrecken sich beispielsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120. Es ist auch möglich, dass nur zwischen einigen Kunststoffsträngen 120 solche Verstärkungsfasern 160 eingearbeitet werden. Bei den Verstärkungsfasern 160 kann es sich beispielsweise um Metalldrähte oder textile Verstärkungsfasern handeln. Die Verstärkungsfasern 160 können dabei so innerhalb der Sohle 100 angeordnet sein, dass sie als Sohlenverstärkungselement fungieren oder zumindest einen Teil eines solchen darstellen. Dies kann das Erfordernis des Einsatzes eines separaten Sohlenverstärkungselements entbehrlich machen und damit den Aufbau der Sohle 100 und deren Herstellung vereinfachen. Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, kann auch eine Vielzahl von Fasern innerhalb eines einzigen Strangs angeordnet sein.
  • In 1c haben die Kunststoffstränge 120 denselben Querschnitt wie in 1b. Jedoch sind hier die Verstärkungsfasern 160 innerhalb der Kunststoffstränge 120 und nicht zwischen diesen angeordnet. Die abgeschrägten Ecken der Kunststoffstränge 120 führen deshalb dazu, dass sich zwischen den Kunststoffsträngen 120 Zwischenräume 130 ausbilden, die sich im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120 erstrecken können.
  • In 1d haben die Kunststoffstränge 120 hingegen einen annähernd rechteckigen, z.B. einen annähernd quadratischen Querschnitt ohne abgeschrägte Ecken. Dies kann dazu führen, dass die Kunststoffstränge 120 eng aneinander liegen, so dass sich zwischen den Kunststoffsträngen 120 hier keine Zwischenräume befinden. In diesem Fall weisen die Kunststoffstränge 120 der mittleren Lage 141 Zwischenräume 135 in ihrem Inneren auf.
  • Bei den in den 1e-f gezeigten Ausführungsformen weisen die Kunststoffstränge 120 der mittleren Lage 141 einen anderen Querschnitt auf, als die Kunststoffstränge 120 der oberen bzw. unteren Lage 140 und 142. Letztere haben jeweils einen annähernd quadratischen Querschnitt. In 1e weisen die Kunststoffstränge 120 der mittleren Lage 141 beispielsweise einen X-förmigen Querschnitt auf. In 1f weisen die Kunststoffstränge 120 der mittleren Lage 141 einen Querschnitt in Form eines gekippten dicken Plus - Zeichens („+“) auf. In beiden Fällen führt der Querschnitt der Kunststoffstränge 120 der mittleren Lage 141 dazu, dass sich zwischen diesen Zwischenräume 130 ergeben, die sich im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120 erstrecken.
  • Wie bereits mehrfach erwähnt ist eine Variation der Querschnittsform der Kunststoffstränge 120 nicht auf eine bestimmte Lage der Sohle 100, beispielsweise die Lage 141, beschränkt. Gleiches gilt für eine Variation des Materials der Kunststoffstränge 120, der Elastizität der Kunststoffstränge 120, usw. Zudem ist auch eine Variation der oben genannten Parameter direkt innerhalb einer oder mehrerer der einzelnen Lagen 140, 141, 142 der Sohle 100 möglich.
  • Es kommen beispielsweise die folgenden Querschnittsform für die Kunststoffstränge 120 in Betracht: rund, oval, X-förmig oder in Form eines Plus-Zeichens, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig oder Doppel-T-förmig.
  • Eine geeignete Wahl der Querschnittsform der Kunststoffstränge 120 (und der Herstellungsparameter; dazu unten mehr) kann also dazu führen, dass die Sohle 100 Zwischenräume 130, 135 zwischen und/oder innerhalb zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge 120 aufweist, wobei sich die Zwischenräume 130, 135 zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120 erstrecken können, wie dies oben anhand verschiedenster Beispiele erklärt wurde.
  • Die 1g-h illustrieren noch einmal den Effekt, der durch die Konstruktion des Bereichs 110 der Sohle 100 durch im Wesentlichen gemeinsam extrudierte Kunststoffstränge 120 erreicht werden kann. Gezeigt ist jeweils schematisch eine Aufbau zur Messung der Durchbiegesteifigkeit der Sohle 100, genauer gesagt des Bereichs 110, in einem so genannten 3-Punkt-Durchbiegetest. Dazu wird der Bereich 110 der Sohle 100 in einer festgelegten Art und Weise auf zwei Lager 180 aufgelegt und sodann in einem Bereich zwischen den beiden Lagern 180 von oben mit einer Kraft 185 belastet und die Durchbiegung der Sohle 100 in dem Bereich 110 in Abhängigkeit von der Kraft 185 aufgezeichnet.
  • Wird die Sohle 100 dabei so aufgelegt, dass sich die einzelnen Kunststoffstränge 120 in dem Bereich 110 wie in 1g gezeigt parallel zu den Lagern 180 erstrecken (d.h. in 1g in die Bildebene hinein), so kann sich eine geringere Durchbiegesteifigkeit (d.h. eine größere Durchbiegung bei gleich bleibender Kraft) ergeben als wenn die Sohle 100 wie in 1h gezeigt so aufgelegt wird, dass sich die Kunststoffstränge 120 in dem Bereich 110 senkrecht zu den Lagern 180 erstrecken (d.h. in 1h in der Bildebene) und damit jeweils den Abstand zwischen den Lagern 180 „überbrücken“.
  • Die genauen Unterschiede in der Durchbiegesteifigkeit zwischen den beiden Orientierungen des Bereichs 110 der Sohle 100 während des 3-Punkt-Durchbiegetests wird dabei im Allgemeinen von einer Vielzahl von Faktoren abhängen. Relevant können beispielsweise die Querschnittsform der Kunststoffstränge 120 sein sowie das Maß, zu dem sich nach dem Extrudieren an den Oberflächen der Kunststoffstränge 120 jeweils eine Haut bildet (dazu unten mehr).
  • Die 2, 3a-c, 4 und 5 zeigen mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 200 sowie Vorrichtungen, welche dafür in Frage kommen. Bei den Darstellungen in den 2, 3a-c, 4 und 5 wird der Einfachheit halber stets davon ausgegangen, dass die gesamte herzustellende Sohle 100 aus einem einzigen Bereich 110 mit im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen 120 besteht. Wie jedoch bereits erwähnt, muss dies aber nicht der Fall sein. Es ist auch möglich, dass der Bereich 110 mit den Kunststoffsträngen 120 lediglich einen Teil der Sohle 100 ausmacht. In einem solchen Fall können gegebenenfalls weitere Verarbeitungsschritte notwendig sein, und diese Schritte wären für den Fachmann ersichtlich. Die folgenden Aussagen behalten aber auch für diesen Fall ihre Gültigkeit.
  • In der in 2 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 200 ist der grundlegende Ablauf des Verfahrens 200 illustriert. Das Verfahren 200 umfasst ein im Wesentlichen gemeinsames Extrudieren einer Vielzahl von Kunststoffsträngen 120. Das Extrudieren kann beispielsweise durch zumindest eine Düse 220 erfolgen. Die Düse 220 kann hierzu eine Vielzahl von Öffnungen 225 aufweisen.
  • Die Öffnungen 225 können verschiedene Geometrien aufweisen, die sich in verschiedenen Querschnittsformen der durch sie extrudierten Kunststoffstränge 120 niederschlagen können. So können die Öffnungen 225 der Düse 220 beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Geometrien aufweisen: rund, oval, X-förmig, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig. Dabei ist es möglich, dass sich die Geometrien der Öffnungen 225 von Öffnung zur Öffnung oder zwischen verschiedenen Teilmengen der Öffnungen 225 unterscheiden.
  • Ferner kann es möglich sein, alle oder zumindest eine Teilmenge der Öffnungen 225 der Düse 220 vor und / oder während des Verfahrens 200 zu öffnen und / oder zu schließen. Hierdurch kann in vielfältiger Art und Weise Einfluss genommen werden auf die Geometrie des extrudierten Sohlenrohlings 240. Beispielsweise kann die Teilmenge der Öffnungen 225 der Düse 220, die vor und / oder während des Verfahrens 200 geschlossen sind, so gewählt sein, dass der extrudierte Sohlenrohling 240 in seiner dreidimensionalen Formen bereits annähernd der endgültig gewünschten Form der Sohle 100 entspricht. Dies kann eine aufwändige Nachbearbeitung entbehrlich machen. Im einfachsten Falle kann der Sohlenrohling 240 bereits die fertige Sohle 100 darstellen. Insbesondere können die geschlossenen Öffnungen 225 so gewählt sein, dass sich eine in Längsrichtung (bezogen auf die fertige Sohle 100) orientierte Querschnittsfläche durch die Kunststoffstränge 120 zur Fußspitze hin verjüngt, wie dies bereits im Zusammenhang zur 1a diskutiert wurde.
  • Als Ausgangsmaterialien 210 für das Verfahren 200 kommt eine Vielzahl von Materialien in Betracht. Es ist dabei insbesondere möglich, dass verschiedenen Öffnungen 225 der Düse 220 verschiedene Ausgangsmaterialien 210 oder verschiedene Materialgemische zugeführt werden. Somit ist es möglich, Kunststoffstränge 120 aus verschiedenen Materialien 210 in einer einzigen Sohle 100 zu verwenden.
  • Es kann insbesondere möglich sein, dass zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge 120 nach dem Extrudieren ein geschäumtes Kunststoffmaterial aufweist, beispielsweise geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und / oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan (TPU) und / oder geschäumtes Polyamid (PA) und / oder andere im Stand der Technik bekannte Kunststoffmaterialien, die geschäumt werden können. Um ein solches Aufschäumen des Materials der Kunststoffstränge 120 nach dem Extrudieren zu erreichen, kann das jeweilige Ausgangsmaterial 210 mit einem oder mehreren Treibmitteln versehen worden sein. Je nach Gehalt der Treibmittel in dem Ausgangsmaterial 210, kann ein stärkeres oder schwächeres Aufschäumen nach dem Verlassen der Öffnungen 225 der Düse 220 erreicht werden. Ferner kann beispielsweise der Extrusionsdruck oder die Extrusionstemperatur einen Einfluss auf das Maß des Aufschäumens haben.
  • Das Verfahren 200 umfasst ferner ein Verbinden 230 der Vielzahl von extrudierten Kunststoffsträngen 120 zu dem Sohlenrohling 240 oder direkt zur Sohle 100. Dieses Verbinden 230 kann im einfachsten Falle „passiv“ ohne weiteres Zutun erfolgen, etwa dadurch, dass die Kunststoffstränge 120 nach dem Verlassen der Öffnungen 225 der Extrusionsdüse 220 derart stark aufschäumen, dass sie ineinander schäumen und sich dadurch „von selbst“ miteinander verbinden.
  • Es ist aber auch möglich, dass das Verbinden 230 „aktiv“ erfolgt. Beispielsweise können die extrudierten Kunststoffstränge 120 durch geeignete Vorrichtungen miteinander verbunden werden. Das Verbinden 230 kann ferner zumindest teilweise unter Druckwirkung erfolgen. Hierdurch ist es möglich, die Dichte der hergestellten Sohle 100 zu erhöhen. Ferner kann hierdurch die Ausbildung von Zwischenräumen innerhalb oder zwischen den einzelnen Kunststoffsträngen 120 verringert oder gänzlich vermieden werden.
  • Das Verbinden 230 kann auch ein Zuführen von Wärmeenergie umfassen. Wärmeenergie kann beispielsweise in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung zugeführt werden. Durch das Zuführen von Wärmeenergie kann beispielsweise die Oberfläche der extrudierten Kunststoffstränge 120 „klebriger“ gemacht werden, so dass die einzelnen Kunststoffstränge 120 besser aneinanderhaften. Auch kann durch die Zuführung von Wärmeenergie eine Haut, welche sich gegebenenfalls an den Oberflächen der Kunststoffstränge 120 nach Verlassen der Düse 220 gebildet haben kann, wieder auf- oder zumindest an geschmolzen werden. Hierdurch kann die Anisotropie der Eigenschaften der hergestellten Sohle 100 beeinflusst, beispielsweise verringert werden.
  • Auf der anderen Seite ist es auch möglich, dass die Kunststoffstränge 120 vor und/oder während des Verbindens 230 aktiv heruntergekühlt werden. Dies kann die Ausbildung einer Haut an den Oberflächen der Kunststoffstränge 120 begünstigen. Auch hierdurch kann die Anisotropie der Eigenschaften der hergestellten Sohle 100 beeinflusst, beispielsweise vergrößert werden. Auch kann dies die Ausbildung von Zwischenräumen innerhalb und / oder zwischen den Kunststoffsträngen 120 unterstützen.
  • Das Verfahren 200 und insbesondere das Verbinden 230 kann nämlich so erfolgen, dass nach dem Verbinden 230 Zwischenräume zwischen und/oder innerhalb zumindest einer Teilmenge der Kunststoffstränge 120 vorhanden sind, wobei sich die Zwischenräume bevorzugt zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen 120 erstrecken. Hierauf wird im Rahmen der Diskussion der 3a noch einmal näher eingegangen. In jedem Fall ist für den Fachmann aber ersichtlich, wie die oben genannten Möglichkeiten zur Einflussnahme auf das Verbinden 230 auch Einfluss auf die Ausbildung solcher Zwischenräume haben kann.
  • Ferner kann das Extrudieren und das Verbinden 230 der Kunststoffstränge 120 so erfolgen, dass sie innerhalb des Sohlenrohlings 240 / in der Sohle 100 mehrere im Wesentlichen parallele Lagen ausbilden. Die Öffnungen 225 der Düse 220 können dabei so angeordnet sein, dass diese Lagen in der fertig hergestellten Sohle 100 im Wesentlichen horizontal angeordnet sind. Beispielsweise durch das Zuführen unterschiedlicher Ausgangsmaterialien 210 an die verschiedenen Öffnungen 225 der Düse 220 oder durch verschiedene Geometrien der Öffnungen 225 der Düse 220 kann erreicht werden, dass sich zumindest einige der Lagen in einem Material der Kunststoffstränge 120 und/oder in einem Querschnitt der Kunststoffstränge 120 unterscheiden. Eine Variation dieser Parameter kann auch zu einem Unterschied in der Elastizität der Kunststoffstränge 120 führen. Ferner ist eine Variation dieser Parameter von Öffnungen 225 zu Öffnung 225 oder zwischen beliebigen Teilmengen der Öffnungen 225 möglich.
  • Beispielsweise können verschiedene Ausgangsmaterialien 210 den Öffnungen 225 so zugeführt werden, dass nach dem Extrudieren und Verbinden 230 eine oder mehrere Lagen an der Unterseite der Sohle 100 ein nicht-geschäumtes Material aufweisen werden, während eine oder mehrere Lagen an der Oberseite der Sohle 100 ein Material mit einer Schmelztemperatur in einem für die weitere Verarbeitung passenden Bereich aufweisen werden.
  • Die 3a-c zeigen noch einmal mögliche Ausführungsformen des Verfahrens 200 mit weiteren technischen Details. Die oben bei der Beschreibung der 2 getätigten allgemeinen Aussagen behalten jedoch weiterhin sinngemäß ihre Gültigkeit.
  • Wie in 3a, welche eine mögliche Ausführungsform des Verfahrens 200 zeigt, zu sehen ist, werden zunächst ein oder mehrere polymerbasierte Materialien 210 einer Zuführung und dann der Extrusionsvorrichtung 220 zugeführt, wo sie während des Erhitzens durch eine Schnecke eingespeist werden. Ein Treibmittel kann hinzugefügt oder aktiviert werden. Das geschmolzene Polymer wird dann durch die Düse gepresst. Die Düse 220 weist eine Vielzahl von Öffnungen 225 auf. Aus den Öffnungen 225 der Düse 220 werden eine Vielzahl von Kunststoffsträngen 120 im Wesentlichen gemeinsam extrudiert. Die Öffnungen 225 sind dabei so in der Düse 220 angeordnet, dass die Kunststoffstränge 120 mehrere im Wesentlichen parallele Lagen 140, 141 und 142 ausbilden. Dabei können den verschiedenen Öffnungen 225 verschiedene Ausgangsmaterialien 210 zugeführt werden und / oder die Öffnungen 225 können verschiedene Geometrien aufweisen. Vorliegend werden den Öffnungen 225 verschiedene Ausgangsmaterialien 210 derart zugeführt, dass die Kunststoffstränge 120 in jeder der hier gezeigten drei Lagen 140, 141 und 142 verschiedene Materialien aufweisen. Wie bereits mehrfach erwähnt ist dies jedoch optional.
  • Wie durch den Querschnitt 221 durch die Kunststoffstränge 120 direkt nach Verlassen der Düse 220 angedeutet, haben die Öffnungen 225 vorliegend einen runden Querschnitt und sie sind so in Relation zueinander angeordnet, dass die extrudierten Kunststoffstränge 120 in diesem Stadium des Verfahrens 200 noch sehr große Zwischenräume untereinander aufweisen.
  • Nachfolgend erfolgt das Verbinden 230 der Kunststoffstränge 120. Dies kann die Einwirkung von Druck, ein Zuführen von Wärmeenergie, ein Herunterkühlen der Kunststoffstränge 120 umfassen, wie bereits erwähnt. Zudem kann beim Verbinden 230 der Kunststoffstränge 120 die Querschnittsform der Kunststoffstränge 120 verändert werden und daher können die Gestalt und Größe etwaiger Zwischenräume innerhalb und/oder zwischen den Kunststoffsträngen 120 beeinflusst werden. So zeigen etwa die Querschnitte 231 und 232 mögliche Resultate des Verbindens 230 der Stränge. Zum Erreichen des Querschnitts 231 werden die Kunststoffstränge 120 während des Verbindungsschritts 230 beispielsweise stark komprimiert, was zu einem Entfernen der Zwischenräume zwischen den Kunststoffsträngen 120 und einer Veränderung ihres einzelnen Querschnitts hin zu einem quadratischen Querschnitt führt. Wird während des Verbindungsvorgangs 230 nur ein geringerer Druck ausgeübt, so kann beispielsweise der Querschnitt 232 erzeugt werden. Hierbei werden die Zwischenräume zwischen den Kunststoffsträngen 120 im Vergleich zum Querschnitt 221 vor dem Verbindungsvorgang 230 zwar reduziert; sie sind jedoch nicht vollständig entfernt worden. Auch wird die Querschnittsform der einzelnen Kunststoffstränge 120 nur an den Rändern abgeflacht, so dass die Kunststoffstränge 120 nun statt eines runden Querschnitts einen annähernd quadratischen Querschnitt mit abgeschrägten Ecken aufweisen.
  • Inwieweit sich die Querschnittsform und Packungsdichte der Kunststoffstränge 120 während des Verbindungsschritts 230 ändert, kann beispielsweise von dem aufgewendeten Druck, der Menge an zugeführter Wärmeenergie und / oder dem Maß des Kühlens der Kunststoffstränge 120 vor und / oder während des Verbindungsschritts 230 abhängen.
  • Optional kann nach dem Verbindungsschritt 230 ein Abtrennen eines Sohlenrohlings 240, 241 erfolgen, sofern das Verfahren 200 eine kontinuierliche Extrusion der Kunststoffstränge 120 umfasst.
  • Die Öffnungen 225 können dabei so in der Düse 220 angeordnet sein oder einzelne Öffnungen 225 können während des Extrudierens so geschlossen werden, dass die extrudierten und verbundenen Kunststoffstränge 120 bereits einen dreidimensional vorgeformten Sohlenrohling 241 ergeben. Sind hingegen beispielsweise alle Öffnungen 225 während des Extrudierens geöffnet, so kann dies einen Sohlenrohling 240 in Blockform ergeben, der gegenüber einem bereits dreidimensional vorgeformten Sohlenrohling 241 eine größere Anzahl von weiteren Bearbeitungsschritten notwendig machen kann.
  • Beispielhaft ist eine solche Weiterbearbeitung eines Sohlenrohlings 240 in Blockform in 3b gezeigt. Zur Herstellung einer fertigen Sohle 100 oder eines Schuhs 10 kann das Herstellungsverfahren 200 weiterhin einen Zuschneideschritt 250 der Sohle 100 bzw. des Sohlenrohlings 240 umfassen. Daraus resultiert ein zugeschnittener Sohlenrohling 260, dessen Umrisse bereits im Wesentlichen mit der fertig herzustellenden Sohle 100 übereinstimmen können. Um die dreidimensionale Gestalt des zugeschnittenen Sohlenrohlings 260 weiter zu bearbeiten, kann die Sohle 100 bzw. der zugeschnittenen Sohlenrohling 260 in einem Formwerkzeugs 270 weiter geformt werden, beispielsweise unter Druck, wie durch den Pfeil 271 angedeutet, und / oder unter Zufuhr von Wärme.
  • Im Vergleich hierzu ist eine beispielhafte Weiterverarbeitung eines bereits dreidimensional vorgeformten Sohlenrohlings 241 in 3c gezeigt. Ein Zuschneiden des bereits dreidimensional vorgeformten Sohlenrohlings 241 kann entweder vollständig entfallen oder aber weniger aufwändig sein und mit weniger Abfall verbunden sein als dies für den Rohling 240 in Blockform der Fall sein kann. Auf jeden Fall kann auch ein bereits dreidimensional vorgeformtes Sohlenrohling 241 in einem Formwerkzeug 270 weiter geformt werden, beispielsweise unter Druckeinwirkung 271 und / oder unter Zufuhr von Wärme.
  • In beiden Fällen kann eine auf diese Weise hergestellte Sohle 100 dann beispielsweise mit einem Schuhoberteil 20 verbunden werden, um einen fertigen Schuh 10 zu erhalten.
  • 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 200. Das Besondere an der in 4 gezeigten Ausführungsform ist, dass die Öffnungen der Düse 220 über einer Gießform 280 angeordnet sind, die der Gestalt der herzustellenden Sohle 100 im Wesentlichen entspricht. Die Extrusion der Kunststoffstränge 120 erfolgt hierbei direkt in die Gießform 280 hinein, wobei das Verbinden der Kunststoffstränge 120 durch die Schwerkraft erledigt werden kann. Dies kann dazu führen, dass aufwändige Nachbearbeitungsschritte entfallen können.
  • Um beispielsweise ein gleichmäßiges Ausfüllen der Gießform 280 mit den extrudierten Kunststoffsträngen 120 zu erreichen, können die Öffnungen der Düse 220 während des Extrudierens über der Gießform 280 bewegt werden. Hierzu kann die Düse 220 beispielsweise in einer Ebene parallel zur Gießform 280 (in 4 in der xy-Ebene) bewegt werden. Wird die Düse 220 beispielsweise während des Extrudierens der Kunststoffstränge 120 in x-Richtung hin und hergefahren, so können die extrudierten Kunststoffstränge 120 wie in dem Ausschnitt 281 angedeutet aufeinander gefaltet in die Gießform 280 eingebracht werden.
  • Nach Extrudieren der Kunststoffstränge 120 in die Gießform 280 hinein können ein oder mehrere zweite Elemente wie beispielsweise ein Schuhoberteil 20 aufgebracht werden. Insbesondere kann das Oberteil 20 direkt nach dem Extrudieren der Kunststoffstränge 120 unter Druck auf diese aufgepresst werden, wie durch den Pfeil 282 angedeutet. Dies kann zum einen zum Verbinden der Kunststoffstränge 120 untereinander führen. Auf der anderen Seite können die „frisch extrudierten“ Kunststoffstränge 120 auch noch derart klebrig und haftend sein, dass durch das Aufpressen des Schuhoberteils 20 dieses sich direkt und ohne Zugabe weiterer Klebemittel mit den Kunststoffsträngen 120 verbindet.
  • 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 200, wobei die zur Extrusion der Kunststoffstränge 120 verwendeten Öffnungen 225 der Düse in einer oder mehreren Seitenwänden der Gießform 280 angeordnet sind. Die Kunststoffstränge 120 werden in dieser Ausführungsform also direkt in die Gießform 280 extrudiert. Dies kann unter anderem Bauraum sparen und Verunreinigungen der Herstellungsvorrichtung vermeiden. Das Verbinden der Kunststoffstränge 120 untereinander kann hierbei dadurch erreicht werden, dass die Kunststoffstränge 120 unter Druck in den räumlich begrenzten Formraum der Gießform 280 eingeschossen werden und dadurch zumindest teilweise aneinandergepresst werden bzw. sich in Richtung aufeinander zu ausdehnen.
  • Auch in dieser Ausführungsform können nach dem Einschießen der Kunststoffstränge 120 ein oder mehrere zweite Elemente wie beispielsweise ein Schuhoberteil 20 aufgebracht werden. Insbesondere kann das Oberteil 20 direkt nach dem Extrudieren der Kunststoffstränge 120 unter Druck auf diese aufgepresst werden, wie durch den Pfeil 282 angedeutet.
  • Zudem ist es aber auch möglich, dass vor dem Extrudieren / Einschießen der Kunststoffstränge 120 ein oder mehrere erste Elemente wie beispielsweise eine Außensohle 290 oder ein Sohlenverstärkungselement in die Gießform 280 eingespritzt werden, wie durch den Pfeil 295 angedeutet. Alternativ können solche ersten Elemente auch separat hergestellt werden und vor dem Extrudieren / Einschießen der Kunststoffstränge 120 in die Gießform 280 eingelegt werden. Durch das nachfolgende Extrudieren / Einschießen der Kunststoffstränge 120 können solche Elemente direkt in die Sohle 100 integriert werden.
  • Schließlich wird darauf verweisen, dass auch mehrere der hierin beschriebenen Ausführungsformen, etwa die im Bezug zu den 4 und 5 beschriebenen Ausführungsformen, im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden können.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen Ausführungsformen einer Herstellungsvorrichtung zur Durchführung eines solchen Herstellungsverfahrens 200, insbesondere eine Herstellungsvorrichtung welche eine Gießform 280 aufweist, die in einer oder mehreren ihre Seitenwände Öffnungen zum Einschießen von Kunststoffsträngen 120 aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (40)

  1. Sohle (100) für einen Schuh (10), insbesondere einen Sportschuh (10), mit zumindest einem Bereich (110), der eine Vielzahl von im Wesentlichen gemeinsam extrudierten Kunststoffsträngen (120) aufweist.
  2. Sohle (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge (120) sich nicht in einer Längsrichtung der Sohle (100) erstreckt.
  3. Sohle (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Teilmenge der Kunststoffstränge (120) im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Sohle (100) ausgerichtet ist.
  4. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge (120) ein geschäumtes Kunststoffmaterial, insbesondere geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat, EVA, und / oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan, TPU, und / oder geschäumtes Polyamid, PA, aufweist.
  5. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die extrudierten Kunststoffstränge (120) durch Druck miteinander verbunden sind.
  6. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die extrudierten Kunststoffstränge (120) durch ein Zuführen von Wärmeenergie, insbesondere in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung, miteinander verbunden sind.
  7. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sohle (100) Zwischenräume zwischen (130) und / oder innerhalb (135) zumindest einer Teilmenge (121) der Kunststoffstränge (120) aufweist, wobei sich die Zwischenräume (130; 135) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen (120) erstrecken.
  8. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststoffstränge (120) innerhalb der Sohle (100) mehrere im Wesentlichen parallele Lagen (140; 141; 142) ausbilden.
  9. Sohle (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest zwei der Lagen (140; 141; 142) unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
  10. Sohle (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kunststoffstränge in den zumindest zwei Lagen (140; 141; 142) sich in einer Materialzusammensetzung und / oder in einer Elastizität und / oder in einem Querschnitt unterscheiden.
  11. Sohle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 8-10, wobei die Lagen (140; 141; 142) im Wesentlichen horizontal in der Sohle angeordnet sind.
  12. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8-11, wobei eine oder mehrere Lagen (142) an einer Unterseite der Sohle (100) ein nicht-geschäumtes Material aufweisen.
  13. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststoffstränge (120) eine oder mehrere der folgenden Querschnittsformen aufweisen: rund, oval, X-förmig, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig.
  14. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststoffstränge (120) so innerhalb der Sohle (100) angeordnet sind, dass sich eine Dicke der Sohle (100) zur Fußspitze hin verjüngt.
  15. Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine Außensohle (290) und / oder ein Sohlenverstärkungselement, insbesondere eine Mittelfußstütze.
  16. Sohle (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Sohlenverstärkungselement zumindest teilweise als Resultat davon ausgebildet wird, dass zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge (120) jeweils eine oder mehrere Verstärkungsfasern (160) aufweisen.
  17. Schuh (10), insbesondere Sportschuh (10), mit einer Sohle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-16.
  18. Verfahren (200) zur Herstellung einer Sohle (100) für einen Schuh (10), insbesondere für einen Sportschuh (10), aufweisend: a. Im Wesentlichen gemeinsames Extrudieren einer Vielzahl von Kunststoffsträngen (120); und b. Verbinden (230) der Vielzahl von extrudierten Kunststoffsträngen (120).
  19. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch 18, wobei das Extrudieren durch zumindest eine Düse (220) mit einer Vielzahl von Öffnungen (225) erfolgt.
  20. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 oder 19, wobei zumindest eine Teilmenge der Kunststoffstränge (120) nach dem Extrudieren ein geschäumtes Kunststoffmaterial, insbesondere geschäumtes Ethylen-Vinyl-Acetat, EVA, und / oder geschäumtes thermoplastisches Polyurethan, TPU, und / oder geschäumte Polyamid, PA, aufweist.
  21. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-20, wobei das Verbinden (230) zumindest teilweise durch Druck erfolgt.
  22. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-21, wobei das Verbinden (230) ein Zuführen von Wärmeenergie, insbesondere in Form von Wasserdampf und / oder elektromagnetischer Strahlung, umfasst.
  23. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-22, wobei das Verbinden (230) so erfolgt, dass nach dem Verbinden (230) Zwischenräume zwischen (130) und / oder innerhalb (135) zumindest einer Teilmenge (121) der Kunststoffstränge (120) vorhanden sind, wobei sich die Zwischenräume (130; 135) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu den Kunststoffsträngen (120) erstrecken.
  24. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-23, wobei die Kunststoffstränge (120) so extrudiert und verbunden (230) werden, dass sie innerhalb der Sohle (100) mehrere im Wesentlichen parallele Lagen (140; 141; 142) ausbilden, wobei die Lagen (140; 141; 142) bevorzugt im Wesentlichen horizontal in der Sohle (100) angeordnet sind.
  25. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest zwei der Lagen (140; 141; 142) unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
  26. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kunststoffstränge in den zumindest zwei Lagen (140; 141; 142) sich in einer Materialzusammensetzung und / oder in einer Elastizität und / oder in einem Querschnitt unterscheiden.
  27. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 24-26, wobei nach dem Extrudieren und Verbinden (230) eine oder mehrere Lagen (142) an einer Unterseite der Sohle (100) ein nicht-geschäumtes Material aufweisen.
  28. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19-27, wobei die Öffnungen (225) der Düse (220) eine oder mehrere der folgenden Geometrien aufweisen: rund, oval, X-förmig, rechteckig, quadratisch, Trapez-förmig, Parallelogramm-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig.
  29. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19-28, wobei alle oder eine Teilmenge der Öffnungen (225) der Düse (220) vor und / oder während des Verfahrens (200) geschlossen und / oder geöffnet werden.
  30. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Teilmenge der Öffnungen (225) der Düse (220), die vor und / oder während des Verfahrens (200) geschlossen werden, so gewählt ist, dass eine Dicke der gefertigten Sohle (100) sich zur Fußspitze hin verjüngt.
  31. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-30, weiter umfassend den Schritt des Zuschneidens (250) der Sohle (100).
  32. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-31, weiter umfassend den Schritt des Formens (260) der Sohle (100) in einem Formwerkzeug (270), bevorzugt unter Druck und / oder unter der Zufuhr von Wärme.
  33. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19-32, wobei die Öffnungen (225) der Düse (220) während des Extrudierens über einer Gießform (280) angeordnet sind, die der Gestalt der Sohle (100) im Wesentlichen entspricht.
  34. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Öffnungen (225) der Düse (220) während des Extrudierens über der Gießform (280) bewegt werden.
  35. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19-34, wobei die Öffnungen (225) der Düse (220) in einer oder mehreren Seitenwänden der Gießform (280) angeordnet sind.
  36. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-35, wobei vor dem Extrudieren ein oder mehrere erste Elemente, insbesondere eine Außensohle (290) und / oder ein Sohlenverstärkungselement, in die Gießform (280) eingelegt und / oder eingespritzt (285) werden.
  37. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-36, weiter umfassend ein Hinzufügen eines oder mehrerer zweiter Elemente, insbesondere eines Schuhoberteils (20).
  38. Verfahren (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zweite Element nach dem Extrudieren unter Druck auf die extrudierten Kunststoffstränge (120) aufgepresst (282) wird und so zum Verbinden (230) der Kunststoffstränge (120) beiträgt.
  39. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18-38.
  40. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine Gießform (280) mit einer Vielzahl von Öffnungen (225) in einer oder mehreren Seitenwänden zum Extrudieren einer Vielzahl von Kunststoffsträngen (120).
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