-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines individuell an einen Fuß angepassten nahtlosen Schuhs.
-
Die herkömmliche Konstruktion und Herstellung von Schuhen erfordern trotz der weitgehenden Mechanisierung zentraler Produktionsvorgänge sehr viel fachmännische Handarbeit. Fachmännisches Können ist z. B. bereits beim Ausstanzen oder Ausschneiden der für einen Schuhschaft erforderlich Oberflächenzuschnitte aus einem entsprechenden Rohmaterial notwendig. Weiterhin erfordert das Vernähen von Schuhelementen miteinander schuhfachmännische Fähigkeiten. Schließlich bedarf das Aufziehen eines Schuhschafts auf einen Leisten einen Fachmann, um eine einwandfreie Formgebung des Schafts zu gewährleisten.
-
Ein weiteres Problem besteht darin, dass neben der maschinellen Produktion von Schuhen in verschiedenen Größen insbesondere die individuelle, maßgefertigte Anfertigung von Schuhen sehr aufwendig ist. Insbesondere das Ausmessen der Füße ist schwierig und erfordert einen hohen Zeitaufwand. Weiterhin kann es bei der Übertragung der Messdaten auf die letztendlich zu fertigenden Schuhelemente zu Fehlern kommen.
-
Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2005 051 020 A1 ein Verfahren zur kostengünstigen kalibrierungsfreien 3D Digitalisierung von Körpern. Bei diesem Verfahren wird ein motorisch bewegte Kamera genutzt um einen Körper oder Körperteile aufzuzeichnen. Weiterhin werden Lichtmuster und Lichtmusterprojektoren genutzt, um den zu vermessenden Körper zu beleuchten und vermessen. Das Verfahren ermöglicht die Vermessung und Ermittlung von Messdaten im Zusammenhang mit dem Körperteil, jedoch ist es ausgesprochen aufwendig und kostenintensiv.
-
Auch ist die allgemeine Verwendung von dreidimensional arbeitenden Scannern bekannt, mit denen ebenfalls Körperformen ermittelt und berechnet werden können. Derartige Scanner sind zum einen kostenintensiv, zum anderen benötigen sie eine hohe Rechenkapazität und produzieren in großem Umfang Daten.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines individuell an einen Fuß angepassten Schuhs zu schaffen, das eine kostengünstige und einfache Herstellung eines solchen Schuhs ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines individuell an einen Fuß angepassten nahtlosen Schuhs gelöst, aufweisend die Verfahrenssch ritte:
- - Positionieren des Fußes relativ zu einem Größenreferenzobjekt,
- - Aufnahme von Bildern des Fußes und des Größenreferenzobjekts aus mehreren unterschiedlichen Perspektiven mithilfe einer digitalen Kamera, die einen Lagesensor aufweist,
- - Bestimmen von Referenzpunkten des Fußes und deren relativer Position zueinander aus den Bildern,
- - Herstellen eines flachen Leistens zur Schuhherstellung auf Basis der Referenzpu n kte,
- - Herstellen von Schuhelementen auf Basis der Referenzpunkte,
- - Zusammenfügen und Verbinden der Schuhelemente unter Verwendung des Leistens.
-
Die erfindungsgemäße Herstellung verzichtet demnach vollständig auf ein Vernähen von Schulelementen, stattdessen werden diese lediglich miteinander verklebt. Dies hat den Vorteil, dass auf eine Nähmaschine vollständig verzichtet werden kann. Hinzu kommt, dass ein Nähvorgang darüber hinaus verhältnismäßig schwierig ist und fachmännisches Können erfordert. Für einen automatisierten Nähprozess wird eine kosten-, und wartungsintensive Nähmaschine benötigt.
-
Weiterhin basiert das erfindungsgemäße Verfahren auf einer relativ einfachen und problemlos durchführbaren Ermittlung von Referenzpunkten des zu vermessenen Fußes. Dazu ist lediglich die Verwendung einer digitalen Kamera notwendig. Insbesondere eignet sich hierfür ein handelsübliches Smartphone oder vergleichbares Endgerät.
-
Es ist ein Größenreferenzobjekt notwendig, dessen Abmessungen bekannt sind. Das Größenreferenzobjekt kann beispielsweise durch einen Würfel oder Quader gebildet sein, es sind aber auch andere Objekte mit bekannten Abmessungen verwendbar.
-
Mithilfe der digitalen Kamera werden mehrere Bilder des dreidimensionalen Objekts aus verschiedenen Perspektiven aufgenommen. Wesentlich ist dabei, dass die Bilder gleichzeitig ein Größenreferenzobjekt umfassen, dass im Bereich des Objekts angeordnet ist. Neben dem Sichtwinkel der Perspektive ist es für die Berechnung der Dimensionen weiterhin notwendig, den Abstand der Kameralinse zum Größenreferenzobjekt zu kennen.
-
Im Folgenden wird die Erfindung für die Vermessung eines Fußes und die Fertigung eines Schuhs erläutert, wobei die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt sei soll. Vielmehr stellt der Fuß lediglich beispielhaft ein zu vermessendes dreidimensionales Objekt und der Schuh ein Fertigungsteil im Sinne der Erfindung dar.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Größenreferenzobjekt durch ein Blatt bestimmter Größe, beispielsweise ein DIN-A4 Blatt gebildet. Alternativ sind auch andere in ihrer Größe genormte Blätter verwendbar, weswegen im Folgenden stellvertretend der Begriff „Blatt“ verwendet wird. Dieses Blatt wird auf einen einem Untergrund abgelegt und der zu vermessenen Fuß darauf positioniert. Anschließend werden mit der digitalen Kamera Fotos aus verschiedenen Perspektiven gemacht und abgespeichert. Da die Abmessungen des Blatts bekannt sind, können daraus der Abstand der Kameralinse zum Blatt und die Abmessungen des Fußes berechnet werden.
-
Vorteilhafterweise kann die Berechnung bzw. Vermessung des Fußes dadurch erleichtert werden, dass die Bilder stets aus einem bestimmten Abstand und aus einem bestimmten Sichtwinkel bzw. einer bestimmten Perspektive aufgenommen werden. Beispielsweise kann der Abstand der Kameralinse zum Fuß 40-60 cm, vorzugsweise 50 cm betragen. Aus diesem Abstand werden beispielsweise fünf Fotos aus verschiedenen Perspektiven, also unter verschiedenen Sichtwinkeln aufgenommen.
-
Die Aufnahme von mehreren Fotos aus verschiedenen Perspektiven ist unter anderem deswegen notwendig, weil die Kamera nie zu allen Referenzpunkten des Fußes gleichzeitig lagerichtig ausgerichtet sein kann. Beispielsweise ist es notwendig, dass die Kamera zu bestimmten Referenzpunkten lotrecht ausgerichtet ist. Insofern müssen jeweils Fotos in Bezug auf mehrere Referenzpunkte aufgenommen werden.
-
Um die Aufnahme der Bilder mit dem gewünschten Abstand und den verschiedenen Perspektiven zu gewährleisten, kann auf dem digitalen Endgerät zumindest ein Programm bzw. eine Applikation installiert sein, die den Benutzer während der Nutzung sozusagen anleitet und hilft, die Kamera in die richtige Position im Raum zu bringen, um dann ein Bild aufzunehmen. Hierzu weist die Kamera vorzugsweise einen Lagesensor auf, beispielsweise einen Gyrosensor, mit dem ein Kippen oder Neigen des Smartphones registrierbar ist. Besonders vorteilhaft ist weiterhin die Nutzung eines integrierten Kompasses, der eine Drehung der Digitalkamera bzw. des Smartphones um dessen Hochachse registriert.
-
Die Applikation zeigt die vom Lagesensor ermittelte aktuellen Lage der Kamera im Raum in einer Lageanzeige dar. Dies kann beispielsweise durch eine wie bei einer Wasserwaage übliche Libelle erfolgen, die insbesondere virtuell auf einem Display dargestellt wird.
-
Weiterhin ist für jede der unterschiedlichen Perspektiven, aus denen Bilder aufgenommen werden sollen, jeweils eine vorgegebene Hilfsanzeige vorgesehen. Über diese ist die zur Aufnahme des jeweiligen Bildes korrekte Lage der Kamera in Verbindung mit der aktuellen Lageanzeige einstell- bzw. durch eine als Ausrichtungshilfsanzeige anzeigbar.
-
Es bietet sich beispielsweise an, dass ein Element, beispielsweise ein Punkt auf die Lage der Kamera reagiert. Dieses Element muss durch Veränderung der Lage der Kamera in einen bestimmten Bereich auf dem Display gebracht werden, beispielsweise einen ortsfesten Kreis. Befindet sich der Punkt innerhalb des Kreises, ist die Kamera lagerichtig ausgerichtet.
-
Es ist möglich, unterschiedliche Kreise an unterschiedlichen Stellen auf dem Display anzuzeigen, um darüber verschiedene Lagen der Kamera zu realisieren. Wird der Punkt also in einen ersten Kreis geführt, befindet sich die Kamera in einer ersten Lage, wird der Punkt dann in einen zweiten anderen Kreis geführt, befindet sich die Kamera in einer zweiten anderen Lage, usw.. Immer dann, wenn sich der Punkt in dem jeweiligen Kreis befindet, wird eine Aufnahme getätigt und ein Bild erzeugt.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass anstelle von mehreren Kreisen nur ein einziger Kreis stets an der gleichen Stelle angezeigt wird. Allerdings ist die Applikation derart programmiert, dass ein mehrmaliges in Deckung bringen des Punktes mit dem Kreis nacheinander jeweils zu unterschiedlichen Lagen der Kamera führt. Es wird also eine Abfolge mehrerer Bilder aufgenommen, wobei die Position des Punktes in dem Kreis jeweils eine andere Lage der Kamera repräsentiert. Beispielsweise kann die Applikation auffordern, ein erstes Bild aufzunehmen, wobei der Benutzer zunächst den Punkt der als Ausrichtungshilfsanzeige in den Kreis führen muss. Nach Aufnahme des Bildes erfolgt die Aufforderung ein zweites Bild aufzunehmen. Der Benutzer muss erneut den Punkt in den Kreis führen, wobei die Applikation hierbei berücksichtigt, dass sich die Lage der Kamera für das nächste Foto von der Lage der Kamera des zuvorigen Fotos unterscheidet. Der Punkt befindet sich also dann wieder im Kreis, wenn die Kamera entsprechend neu und korrekt ausgerichtet ist.
-
Zur Einstellung des korrekten Abstands der Kamera vom des Größenreferenzobjekt können weiterhin Hilfslinien auf dem Display der Kamera dargestellt werden. Die Hilfslinien entsprechen für jede der unterschiedlichen Perspektiven der Außenkontur des Größenreferenzobjekts aus der jeweiligen Perspektive, wobei die Hilfslinien zur Aufnahme des jeweiligen Bildes mit der Außenkontur des Größenreferenzobjekts in Deckung gebracht werden müssen.
-
Die Linien können beispielsweise rot dargestellt werden, wenn der Abstand der Kamera nicht korrekt ist. Sind die Hilfslinien mit den äußeren Abmessungen des Blatts lagerichtig positioniert, werden die Hilfslinien grün dargestellt und der Benutzer wird aufgefordert, ein Foto aufzunehmen. Dadurch ist gewährleistet, dass die anschließende Berechnung der Dimensionen des Fußes der konkrete Abstand und die konkrete Lage der Kamera gegeben sind.
-
Es hat sich als besonders einfach erwiesen, wenn die Applikation über die Ausrichtungshilfsanzeige zunächst die sicherstellt, dass sich die Kamera lagerichtig im Raum befindet. Dies kann ebenfalls durch einen Farbindikator, beispielsweise einen grünen Punkt im Kreis der Libelle symbolisiert werden. Anschließend wird dann die Kamera solange auf das Größenreferenzobjekt zubewegt, bis die Hilfslinien dieses bestimmungsgemäß umgeben. Erst dann wird das entsprechende Bild aufgenommen.
-
Erfindungsgemäß werden auf diese Weise ausreichend viele Bilder aus verschiedenen Richtungen bzw. Perspektiven zur anschließenden Bestimmung der Referenzpunkte und Berechnung der Dimensionen aufgenommen.
-
Ein besonderer Vorteil kann weiterhin dann erreicht werden, wenn das Blatt vorzugsweise diagonal gefaltet und hochgeklappt wird. Der zu vermessenen Fuß wird erneut auf dem Blatt ausgerichtet und die Kamera in seitliche bzw. schräge Position zum Fuß gebracht. Auch hierbei kann der Benutzer auf die Applikation und die damit verbundene Ausrichtungshilfsanzeige und die Hilfslinien zurückgreifen.
-
Die spätere Berechnung erfolgt somit nicht nur in zweidimensionaler Richtung in Bezug auf die Breite und Länge des Blatts, sondern über den hochgefalteten Bereich auch in Z-Richtung, also unter Berücksichtigung der Höhe zum Vordergrund bzw. zum Blatt.
-
Wird anstelle eines Blattes ein dreidimensionaler Körper verwendet, kann dessen Höhe als Referenz dienen.
-
Wesentlich ist, dass die Referenzpunkte relativ zueinander bestimmt werden, also den tatsächlichen realen Fuß abbilden. Es werden also nicht, wie im Stand der Technik üblich, Werte ermittelt und anschließend mit zuvor ermittelten und gespeicherten Daten verknüpft. Die Distanzen zwischen den Referenzpunkten werden dabei durch Inbezugnahme zum Größenreferenzobjekts ermittelt.
-
Als Referenzpunkte eignen sich bei einem Fuß beispielsweise das freie Ende des großen Zehs, der äußere Punkt des kleinsten Zehs, die Höhe des Fußgewölbesund/oder die Höhe des großen Zehs über dem Blatt und die Lage des Fußspanns. Darüber hinaus können je nach Bedarf auch weitere Referenzpunkte bestimmt und berechnet werden.
-
Die aufgenommenen Fotos werden in einem nächsten Schritt vorteilhafterweise an einen Computer übertragen, der die Lage der Referenzpunkte zueinander berechnet. Vorteilhafterweise kann alternativ auch das digitale Endgerät selbst die Berechnungen durchführen, wenn dieses eine ausreichende Rechenkapazität aufweist. Insofern kann auch auf einen Computer vollständig verzichtet werden.
-
Aus den Referenzpunkten kann sozusagen ein virtuelles Abbild des zuvor fotografierten Fußes rechnerisch erstellt werden.
-
Der Begriff „virtuelles Abbild“ ist nicht wörtlich zu verstehen, sondern vielmehr funktionell. Es ist also nicht notwendig, dass ein sichtbares, durch ein benutzererkennbares virtuelles Abbild erzeugt wird, vielmehr sollen die äußeren Abmessungen des Fußes bestimmt werden. Somit ist es letztendlich auch möglich, dass das virtuelle Abbild lediglich als Datensatz vorliegt.
-
In einem nächsten Verfahrensschritt wird aus dem dreidimensionalen virtuellen Abbild des Fußes ein Datensatz berechnet, der ein zweidimensionales Datennetz auf Basis der zuvor berechneten Referenzpunkte beinhaltet. Das dreidimensionale Abbild des Fußes wird in eine oder mehrere zweidimensionale Flächen umgerechnet. Diese zweidimensionalen Daten dienen als Fertigungs- oder Schneidmuster für die anschließende Fertigung von Schuhelementen. Bei der Berechnung der Flächen kann gegebenenfalls berücksichtigt werden, ob der Schuh einen engeren oder weiteren Sitz aufweisen soll. Auch können Toleranzen einfließen, die für die spätere Verbindung der Schuhelemente notwendig sein könnten. Die wesentlichen Schuhelemente sind dabei die für die Herstellung des Schuhschafts notwendigen Obermaterialzuschnitte und die zugehörige Zunge des zu fertigen Schuhs. Weiterhin ist die Schuhsohle ein wesentliches zu fertigendes Schuhelement.
-
Unabhängig von den Schuhelementen ist es weiterhin notwendig, einen Leisten für die Produktion des Schuhs zu fertigen. Mithilfe des Leistens werden die Schuhelemente miteinander verklebt. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es allerdings nicht notwendig, den ansonsten üblichen dreidimensionalen Leisten zu fertigen, vielmehr reicht ein flacher, im Wesentlichen zwei-dimensionaler Leisten aus. Der erfindungsgemäße Leisten legt lediglich die Dimensionen in X Richtung und Y Richtung fest, die Höhe dagegen ergibt sich aus den bereits gefertigten Schuhelementen von selbst. Um die Fertigung etwas zu vereinfachen, weist der Leisten dennoch eine gewisse Höhe von beispielsweise etwa 1 cm bis 2 cm auf.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Schuhsohle nicht nur eine flächige Laufsohle auf, sondern zusätzlich ein umlaufendes und nach oben in Richtung der Schnürsenkel überstehendes Sohlenband auf. Die Obermaterialzuschnitte, insbesondere der Schuhschaft und die Zunge werden mit diesen Sohlenband verklebt.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Sohlenband eine nach oben offene Aufnahmenut auf, in die die Obermaterialzuschnitte eingefügt und darin verklebt werden. Dies erhöht die Stabilität des Schuhs deutlich. Hinzu kommt, dass eine Verklebung auf beiden Seiten der Obermaterialzuschnitte innerhalb der Aufnahmenut erfolgen kann.
-
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Obermaterialzuschnitte in denjenigen Bereichen, die sich innerhalb der Aufnahmenut des Sohlenbandes befindet, Löcher oder zumindest Vertiefungen aufweisen. In diese Löcher kann Klebstoff hineinlaufen, sodass sich nicht nur eine Verbindung auf Basis von Adhäsion ergibt, sondern physikalische Brückenbildungen durch die Löcher hindurch entstehen.
-
Der Klebstoff kann vor dem Einfügen der Obermaterialzuschnitte in die Aufnahmenut eingefüllt werden und verteilt sich beim nachträglichen Einfügen der Obermaterialzuschnitte gleichmäßig in der Aufnahmenut bzw. in den Löchern und/oder Vertiefungen. In einer verbesserten Ausführungsvariante können im Sohlenband Kanäle vorgesehen sein, die in die Aufnahmenut enden. Somit ist es möglich, beispielsweise über eine einzige Öffnung Klebstoff in diese Kanäle zu injizieren, sodass dieser durch die Kanäle hindurch in die Aufnahmenut gelangt. Hierdurch ist eine weitere Automatisierung des Herstellungsprozesses möglich.
-
Der vom Computer berechnete Datensatz kann in einem automatisierten Herstellungsverfahren an zumindest eine Fertigungsmaschine übertragen werden, die dann die genannten Schuhelemente und den Leisten aus entsprechenden Rohmaterialien schneidet. Somit ist das Herstellungsverfahren schnell und bis zu diesem Herstellungspunkt vollautomatisch durchführbar.
-
In einem nächsten Verfahrensschritt wird mithilfe des Leistens das Sohlenband an der Laufsohle festgelegt und mit dieser verklebt. Der Leisten dient dabei als Widerlager für das an die Laufsohle zu drückende Sohlenband. Der Leisten wird aber auch für die anschließende Verbindung der Obermaterialzuschnitte mit dem Sohlenband als Widerlager genutzt. Erst nachdem die Schuhelemente vollständig miteinander verklebt sind, wird der Leisten entfernt. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik kann der Leisten anschließend entsorgt werden. Dies ist möglich, da dessen Herstellung schnell und einfach möglich ist und bei der Herstellung eines weiteren Schuhpaares für den gleichen Benutzer problemlos erneut und aktuell an die dann neu aufgenommenen Fotos mitproduziert werden kann.
-
Das Sohlenband kann als Endlosband mithilfe einer entsprechenden Form im Vorfeld hergestellt sein. In diesem Fall wird lediglich die Gesamtlänge bestimmt und das Sohlenband dementsprechend geschnitten. Alternativ ist es aber auch möglich, das Sohlenband jeweils individuell für einen zu fertigenden Schuh herzustellen.
-
Neben dem bevorzugten Schneidprozess ist es alternativ auch möglich, die Schuhelemente durch andere geeignete Verfahren herzustellen. Beispielsweise können diese aus flüssigem Kunststoff geformt oder auch im 3D-Druckverfahren gedruckt werden.
-
Selbstverständlich ist es weiterhin ebenfalls möglich, auch eine Innensohle auf Basis der ermittelten Datensätze zu fertigen.
-
Um die Stabilität und Lebensdauer des Schuhs zu erhöhen, kann der Einsatz von Verstärkungselementen vorteilhaft sein. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, Schnürsenkelöffnungen umlaufend zu verstärken. Hierfür können linsenförmige Scheiben, beispielsweise aus Holz oder Kunststoff mit einem Loch gefertigt werden, die dann jeweils im Bereich der Schnürsenkelöffnungen mit dem Obermaterialzuschnitt verbunden werden. Die Löcher in den verstärkten Elementen müssen dann mit den Schnürsenkellöchern in Deckung gebracht werden. Die Verstärkungselemente können einerseits innenliegend mit dem Obermaterial verklebt werden, sie können vorteilhafterweise aber auch zwischen zwei Lagen von Obermaterial angeordnet werden. Wesentlich ist, dass die Verstärkungselemente beim fertig produzierten Schuh von außen nicht sichtbar sind. Insofern sollten diese auch möglichst flach ausgeführt sein, etwa im Bereich von maximal 1 bis 2 mm, wobei deren Höhe in Richtung des äußeren Randbereichs abnimmt.
-
Die erfindungsgemäßen Verstärkungselemente im Bereich der Schnürsenkelöffnungen haben in Kombination mit der oberen Lage des Obermaterialzuschnitts auch den positiven Effekt, dass sich Zugkräfte optimal über den gesamten Fuß verteilen können. Da die Form des Fußes aufgrund der Vermessung exakt bekannt ist, kann der Schuh wie eine Art Trommel ausgeführt werden. Dabei hat die Schuhsohle die Funktion des Trommelfells, das Sohlenband die Funktion des Trommelrings, der das Trommelfell auf der Trommel hält. Der Obermaterialzuschnitt bildet sozusagen die zylinderförmige Zarge der Trommel. Es hat sich gezeigt, dass durch diesen Effekt ein sehr angenehmes Tragegefühl für den Benutzer entsteht. Der Druck bzw. die Spannung im Obermaterial verteilen sich optimal über den Fuß.
-
Der positive Effekt durch den trommelähnlichen Aufbau des Schuhs kann erfindungsgemäß dadurch weiter verbessert werden, dass auf der Innenseite des Obermaterialzuschnitts ein Innenband aufgebracht wird, das entlang des oberen Randes des Obermaterialzuschnitts, also um die Öffnung des Schuhs, die das Fußgelenk umgibt und beidseitig entlang der Schnürsenkelöffnungen bis zum vorderen Endbereich des Obermaterialzuschnitts entlang verläuft. Das Innenband deckt also beide Reihen der Schnürsenkelöffnungen von innen ab und weist deshalb auch selbst Schürsenkelöffnungen zum Durchführen der Schnürsenkel auf. Über dieses Innenband wird beim Zuschnüren des Schuhs gleichmäßig Spannung auf den Obermaterialzuschnitt gebracht.
-
Ein weiteres Verstärkungselement kann im Bereich der Fußspitze des Schuhs vorgesehen sein. An dieser Stelle eignet sich ein etwa sichelförmiges Verstärkungselement, das angrenzend an das Sohlenband mit dem Obermaterialzuschnitt verbunden wird. Dieses Verstärkungselement hat nicht nur die Funktion, dass Obermaterial dauerhaft zu stützen, sondern es führt aufgrund seiner Verformung beim Einsetzen auch dazu, dass sich der mit diesem verbundene Obermaterialzuschnitt im Bereich der Fußspitze nach oben wölbt. Dies führt zu einem optisch ansprechenderen Ergebnis. Vorteilhafterweise kann die Form des vorderen Schuhbereichs durch das Verstärkungselement auch asymmetrisch ausgeformt werden, um dem großen Zeh Platz zu geben, gleichzeitig aber die anderen Zehen eng zu umschlie-ßen.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist es auch möglich, einen zuvor produzierten und bereits getragenen Schuh ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu vermessen. Dadurch ist es möglich, beispielsweise Abnutzungen aufgrund des Gangbildes des Benutzers bei der Fertigung des nachfolgenden Schuhs zu berücksichtigen. Läuft der Benutzer den Schuh zum Beispiel auf der Außenseite der Sohle verstärkt ab, kann dies bei der Fertigung des nächsten Schuhs dadurch berücksichtigt werden, dass in diesem Bereich Verstärkungselemente oder härtere Materialien verwendet werden. Somit kann sich der Tragekomfort von Schuhgeneration zu Schuhgeneration durch Integration von rückübertragenden Daten kontinuierlich verbessern.
-
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist es möglich, die Sohle des Schuhs durch Auswahl eines geeigneten Materials und insbesondere durch einen spezifischen Aufbau der Sohle an zu erwartende Belastungen anzupassen. Beispielsweise ist es möglich, asymmetrische Verstärkungen in die Sohle einzubringen, beispielsweise zugfeste Fasern oder Fasern mit einer gegenüber dem umgebenden Material anderen Elastizität. Alternativ oder zusätzlich kann dies auch durch Anpassung der Form der Sohle, also des Zuschnitts erfolgen.
-
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese sind nur beispielhaft zu verstehen und sollen lediglich Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Sämtliche Merkmale der Beschreibung können miteinander kombiniert werden, auch wenn diese nicht unbedingt im Zusammenhang gezeigt sind. Dies gilt auch für die Merkmale in den nachfolgenden Patentansprüchen.
-
Es zeigen:
- 1: ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2: eine Prinzipdarstellung eines Fußes auf einem Blatt von oben,
- 3: eine Prinzipdarstellung eines Fußes auf einem gefalteten Blatt von schräg oben,
- 4: einen erfindungsgemäßen Leisten,
- 5: eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Schuhsohle mit Sohlenband im Querschnitt,
- 6: eine Prinzipdarstellung der Verwendung von Verstärkungselementen im Bereich von Schnürsenkelöffnungen,
- 7: ein Verstärkungselement im Bereich einer Schnürsenkelöffnung im Querschnitt,
- 8: eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer Verwendung eines Verstärkungselements im Bereich einer Schuhspitze,
- 9: eine vereinfachte Prinzipdarstellung der Verformung des Verstärkungselements aus 8,
- 10: ein digitales Endgerät mit Display,
- 11: eine Prinzipdarstellung des Schuhs von oben.
-
Im ersten Verfahrensschritt ist es notwendig, einen Fuß 20 relativ zu einem Grö-ßenreferenzobjekt 22 zu positionieren. Als Größenreferenzobjekt 22 kann beispielsweise ein DIN-A4 Blatt 24 (im Folgenden „Blatt“) oder ein anderes in der Größe genormtes Blatt dienen. In einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens wird der Fuß mit der Ferse in einer Ecke des Blatts 24 so positioniert, dass eine Außenseite des Fußes 20 an einer Seitenkante des Blattes ausgerichtet ist bzw. an diese angrenzt.
-
Anschließend werden Bilder des Fußes 20 auf dem Blatt 24 mithilfe einer digitalen Kamera 26 aufgenommen. Durch Bezugnahme auf das Größenreferenzobjekt 22 können anschließend Dimensionen abgeleitet bzw. errechnet werden.
-
Vorzugsweise werden die Bilder aber jeweils aus vorbestimmten Positionen aufgenommen (vgl. auch 2 und 3). Die vorbestimmten Positionen der digitalen Kamera 26 im Raum bzw. relativ zum Fuß 20 sind für eine vorteilhafte Berechnung der Dimensionen wesentlich, da so die Größenverhältnisse zuverlässig und schnell bestimmbar sind.
-
Zur Kontrolle und Einstellung der korrekten Position der Kamera 26 im Raum ist auf dieser eine entsprechende Applikation vorinstalliert, die unter Nutzung des integrierten Lagesensors der Kamera 26 beispielsweise eine Lageanzeige 60 auf einem Display 62 anzeigt (vgl. 10). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Lageanzeige 60 durch eine Libelle gebildet, die einen ortsfesten Kreis 64 und einen beweglichen Punkt 66 aufweist. Der Punkt 66 muss durch Bewegung der Kamera in den Kreis 64 geführt werden.
-
Weiterhin sind Hilfslinien 68 anzeigt, die mit dem Blatt 24 bzw. dessen Seitenrändern in Deckung gebracht werden müssen. Befinden sich diese in Deckung, hat die Kamera 26 den korrekten Abstand zum Blatt 24 und damit auch zum Fuß 20.
-
Die Hilfslinien 68 in 10 wirken verzerrt, weil sie die Umrisse des Blattes 24 in einer Perspektive von schräg oben zeigen.
-
Die Lageanzeige 60 und die Hilfslinien 68 bilden gemeinsam eine Ausrichtungshilfsanzeige aus.
-
Es ist notwendig, mehrere Bilder aus verschiedenen Richtungen aufzunehmen, um dadurch Referenzpunkte 28 am Fuß in ihrer Lage exakt bestimmen zu können. Die Referenzpunkte 28 sind dabei derart gewählt, dass sie sowohl die zweidimensionale Ausdehnung des Fußes 20 in X-Richtung und Y-Richtung als auch dessen Höhe in Z-Richtung ermöglichen. Beispielsweise es notwendig zu wissen, wie hoch ein Spann des Fußes 20 ist, welche maximale Höhe beispielsweise ein großer Zeh 32 hat oder wie lang der Zeh 32 ist. Selbstverständlich sind weitere Referenzpunkte 28 notwendig, die beispielsweise eine Breite des Fußes 20 im vorderen und hinteren Bereich und auch die Länge des Fußes 20 bestimmbar machen. Es hat sich gezeigt, dass für die Fertigung eines individuell angepassten Schuhs die Ermittlung von 9 bis 18 Referenzpunkten ausreicht.
-
Insbesondere 3 verdeutlicht, wie mithilfe des Blatts 24 auch die Höhe der Referenzpunkte 28 über dem auf einem Untergrund aufliegenden Blatt 24 bestimmbar ist. Zu diesem Zweck wird nach Aufnahme verschiedener Bilder aus verschiedenen Richtungen der Fuß 20 vom Blatt 24 genommen und das Blatt entlang einer Diagonalen gefaltet. Der Fuß 20 wird auf eine der beiden Hälften des Blatts 24 wieder aufgestellt und die andere Hälfte des Blatts 24 nach oben gefaltet und verbleibt in dieser Position. Dadurch ist es möglich, bei weiteren Aufnahmen die Seitenränder und die nach oben abstehende Spitze des Blatts 24 als Referenz für zu bestimmende Referenzpunkte 28 des Fußes 20 zu nutzen.
-
In den 2 und 3 sind beispielhaft einige Referenzpunkte 28 eingezeichnet.
-
Anhand der Bilder mit dem Größenreferenzobjekt 22 ist es im nächsten Schritt möglich, die exakten Referenzpunkte 28 des realen Fußes 20 in ihrer Lage in Bezug auf das Referenzobjekt 22, also das Blatt 24, und in Relation zueinander exakt zu bestimmen. Vorteilhafterweise wird hierzu ein geeignetes Computerprogramm genutzt, an das die aufgenommenen Bilder übertragen werden. In diesem Fall werden die Bilder an einen Computer übertragen. Über ein Bildanalyseprogramm werden die Referenzpunkte auf den Bildern vorzugsweise automatisch aufgefunden und in ihrer Lage bestimmt.
-
Aus den ermittelten Referenzpunkten 28 kann dann ein virtuelles Abbild des realen Fußes 20 erzeugt werden.
-
In einem nächsten Schritt wird dieses virtuelle dreidimensionale Abbild des Fußes 20 genutzt, um daraus ein Datennetz zu erzeugen, welches die äußeren Flächen des Fußes repräsentiert. Im Prinzip werden die äußeren Flächen des Fußes 20 also in eine Ebene abgewickelt.
-
Aus diesem zweidimensionalen Datennetz können dann in einem nächsten Schritt die gewünschten Schuhelemente bestimmt werden. Weiterhin dient dieser das Datennetz beinhaltende Datensatz zur Fertigung eines Leisten 34, der für die Herstellung des endgültigen Schuhs benötigt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es lediglich notwendig, dass der Leisten 34 die zweidimensionale Dimension des Schuhs abbildet, da zuvor die dreidimensionale Form des Fußes bereits bestimmt wurde. 4 zeigt in einer einfachen Prinzipskizze einen solchen Leisten 34. Dieser kann beispielsweise eine Höhe von etwa 1 bis 2 cm aufweisen. Die Höhe in Z-Richtung ist in der Regel über die Fläche konstant. Die Kanten, also der Übergang aus der Z-Richtung in die Ebene X-Y können abgerundet oder schräg ausgeführt sein. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können Sie auch bereichsweise variieren. Beispielsweise kann der Kantenbereich im Zehenbereich anders ausgeführt sein, als beispielsweise im Bereich der Fußwölbung.
-
Die Schuhelemente beinhalten üblicherweise Obermaterialzuschnitte 36 und eine Schuhsohle 38. Die Obermaterialzuschnitte 36 beinhalten dabei in der Regel einen Schuhschaft 40 und eine Zunge 42.
-
Die zuvor berechneten zweidimensionalen Daten der Schuhelemente und des Leisten 34 werden vorzugsweise an eine oder mehrere Fertigungsmaschinen übertragen. Diese schneiden dann die entsprechenden Schuhelemente und den Leisten 34 aus Rohmaterial. Alternativ ist es auch möglich, die Schuhelemente und den Leisten 34 von Hand aus Rohmaterial zu fertigen. In deisem Fall können beispielsweise lediglich eine Art Schablonen der Schuhelemente ausgedruckt werden, die dann für den Zuschnitt genutzt werden.
-
Nach Herstellung der Schuhelemente und des Leistens 34 wird der endgültige Schuh gefertigt. Dies erfolgt durch Zusammenfügen der Schuhelemente miteinander und mit der Schuhsohle 38, was ausschließlich durch Kleben, Schweißen oder einen anderen geeigneten Prozess erfolgt. Die Schuhelemente werden nicht miteinander vernäht, da dieser Prozess aufwendig, schwierig und die dafür notwendigen Maschinen wartungsintensiv sind. Das Ergebnis des Verfahrens ist also ein nahtloser Schuh, wobei sich der Begriff nahtlos darauf bezieht, dass die einzelnen Schuhelementen nicht miteinander vernäht sind.
-
5 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante einer Schuhsohle 38 im Querschnitt. Diese ist aus einer Laufsohle 44 und einem Sohlenband 46 gebildet. Das Sohlenband 46 ist mit der Laufsohle 44 verbunden und umschließt diese umlaufend in deren Seitenbereich. Erkennbar ist, dass das Sohlenband 46 eine nach oben offene Aufnahmenut 48 aufweist, in die der jeweilige Obermaterialzuschnitt 36 eingefügt und in dieser verklebt oder verschweißt wird.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind Kanäle 50 vorgesehen, durch die Klebstoff in die Aufnahmenut 48 injiziert werden kann. Zu diesem Zweck weisen die Kanäle 50 eine nicht gezeigte gemeinsame zentrale Öffnung auf, durch die der Klebstoff eingebracht wird und zur Aufnahmenut 48 geleitet werden kann.
-
Die in der Aufnahmenut 48 angeordneten Obermaterialzuschnitte 36 weisen vorteilhafterweise weiterhin Löcher 52 auf, durch die ebenfalls Klebstoff hindurchfließen kann. Dadurch wird erreicht, dass jeweils Klebstoffbrücken erzeugt werden, die die Obermaterialzuschnitte 36 zuverlässig in der Aufnahmenut 48 halten.
-
Zur Verbesserung des Tragekomforts, des optischen Aussehens und auch der Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Schuhs sind weiterhin Verstärkungselemente 54 vorgesehen, die an besonders strapazierten Stellen des Schuhs eingebracht werden. 6 zeigt beispielsweise exemplarisch den Bereich um Schnürsenkelöffnungen 56. Die Verstärkungselemente 54 sind dabei entweder zwischen zwei Lagen von Obermaterialzuschnitten 36 angeordnet, sie können aber auch auf der nicht sichtbaren Rückseite eines Obermaterialzuschnitts 36 angeordnet sein. Die Verstärkungselemente 54 sind durch Strichlinien angedeutet, sie sind von oben nicht sichtbar. Es eignen sich beispielsweise Plättchen oder Scheiben aus Holz oder Kunststoff. Werden diese im Bereich der Schnürsenkelöffnungen 56 eingebracht, müssen sie dementsprechend jeweils ein Loch zur Durchführung der nicht gezeigten Schnürsenkel aufweisen.
-
Die Verstärkungselemente 54 müssen nicht notwendigerweise rund ausgeführt sein, vielmehr ist ihre Form an die lokalen Belastungen angepasst. Beispielsweise entstehen im Bereich der Schnürsenkel Zugkräfte, die durch eine angepasste Form der Verstärkungselemente 54 abgefangen werden. Die Form kann dabei in Abhängigkeit des verwendeten Materials für verschiedene Schuhe unterschiedlich sein.
-
7 zeigt ein solches Verstärkungselement 54 im Bereich einer Schnürsenkelöffnung 56 im Querschnitt. Die Form des Verstärkungselements 54 ist dabei derart gewählt, dass die beim Verschnüren des Schuhs aufgebrachten Kräfte optimal in das umgebende Schuhmaterial eingeleitet werden. So hat sich beispielsweise in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante gezeigt, dass das Verstärkungselement 54 im Bereich zwischen einem eingefädelten Schnürsenkel 59 (in 6 und 7 im oberen Bereich) eine höhere Dicke bzw. Stärke aufweisen sollte, als der der Schuhsohle zugewandte Bereich (in 6 und 7 im unteren Bereich). Dies ist insbesondere in der Schnittdarstellung in 7 gut erkennbar. Die Pfeile deuten dabei die Kraftein- und ableitung an.
-
Aus 7 wird weiterhin deutlich, dass sich ein solches Verstärkungselement 54 vorteilhafterweise in Richtung seiner Außenabmessungen verjüngt.
-
8 zeigt ein weiteres Verstärkungselement 54 im Bereich einer Schuhspitze 58 des Schuhs. Dieses ist ebenfalls von außen nicht sichtbar und befindet sich entweder auf der Innenseite eines Obermaterialzuschnitts 36 oder zwischen zwei Obermaterialzuschnitten 36.
-
9 verdeutlicht in einer vereinfachten Prinzipdarstellung der Verformung des Verstärkungselements 54 aus 8. Das Verstärkungselement 54 ist sichel- bzw. halbmondförmig ausgebildet. Die maximale Breite des Verstärkungselements 54 übersteigt die Breite der Schuhspitze 58, weswegen die freien Enden beim Einfügen und Befestigen etwas aufeinander zu bewegt werden müssen. Dadurch stellt sich das Verstärkungselement 54 im vorderen Bereich etwas auf, wodurch es auch eine formgebende und stabilisierende Wirkung in der Höhe der Schuhspitze 48 bewirkt.
-
11 verdeutlicht die Wirkung eines erfindungsgemäßen Innenbandes 70, das entlang eines oberen Randes 72 des Obermaterialzuschnitts 36, also um eine Öffnung 74 eines erfindungsgemäßen des Schuhs 76, die ein Fußgelenk des Trägers umgibt und beidseitig unterhalb der Schnürsenkelöffnungen 56 bis zu einem vorderen Endbereich des Obermaterialzuschnitts 36 verläuft. Das Innenband 70 ist gestrichelt dargestellt, da es sich sozusagen im Inneren des Schuhs befindet.
-
Die dargestellten Pfeile verdeutlichen den positiven Effekt, dass sich Zugkräfte optimal über den gesamten Fuß 20 verteilen und den Schuh 76 um den Fuß 20 spannen. Das Innenband 70 deckt beide Reihen der Schnürsenkelöffnungen 56 von innen ab und weist deshalb auch selbst Schürsenkelöffnungen 56 zum Durchführen der Schnürsenkel 59 auf. Über das Innenband 70 wird beim Zuschnüren des Schuhs gleichmäßig Spannung auf den Obermaterialzuschnitt 36gebracht.
-
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt, sie umfasst auch weitere Ausführungsvarianten, die durch Nutzung der Erfindung realisierbar sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 20
- Fuß
- 22
- Größenreferenzobjekt
- 24
- DIN-A-Bltt
- 26
- Kamera
- 28
- Referenzpunkte
- 30
- Spann
- 32
- Zeh
- 34
- Leisten
- 36
- Obermaterialzuschnitte
- 38
- Schuhsohle
- 40
- Schuhschaft
- 42
- Zunge
- 44
- Laufsohle
- 46
- Sohlenband
- 48
- Aufnahmenut
- 50
- Kanäle
- 52
- Löcher
- 54
- Verstärkungselemente
- 56
- Schnürsenkelöffnungen
- 59
- Schnürsenkel
- 58
- Schuhspitze
- 60
- Lageanzeige
- 62
- Display
- 64
- Kreis
- 66
- Punkt
- 68
- Hilfslinien
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102005051020 A1 [0004]
