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Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem geschäumten Kunststoff bestehende Einlegesohle mit mindestens einem darin integrierten Stützelement.
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Derartige Einlegesohlen werden für vielfältige Zwecke benötigt. Ein Hauptanwendungsgebiet liegt im Bereich der Orthopädie. Durch individuell angepasste Einlegesohlen können Haltungsschäden und dergl. ausgeglichen werden. Einlegesohlen werden auch für die Diabetesversorgung gebraucht. An Diabetes erkrankte Personen benötigen eine weiche Fußbettung, damit Verletzungen der Fußsohle möglichst vermieden werden. Ein weiterer Bereich ist die Anpassung von Sportschuhen an die individuellen Bedürfnisse eines Sportlers.
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Derartige Einlagen werden häufig manuell gefertigt, wobei ein Spezialist Lagen aus unterschiedlichen Materialien, wie Polyurethan, Ethylen-Vinylacetat (EVA), Kork und Filz, sowie Stützelemente, z. B. Pelotten zusammenklebt. Dabei ist ein wiederholtes Anprobieren notwendig, um eine möglichst genaue Anpassung an den Fuß und den Schuh der jeweiligen Person zu erreichen.
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Um den Aufwand hierfür zu verringern, ist schon vorgeschlagen worden, Einlegesohlen aus einem thermoplastischen Schaum im Spritzgussverfahren herzustellen. Ein solches Herstellungsverfahren ist in der
EP 2 953 592 B1 beschrieben. Dazu wird zuvor die Geometrie der Fußsohlen der Person, für die die Einlegesohle bestimmt ist, gescannt, und ggf. auch die Geometrie der Innenseite der Schuhsohlen der Schuhe, in die die Einlegesohlen eingelegt werden sollen. Auf Basis dieser so gewonnenen Daten werden die Schalen einer Spritzgussform individuell für eine bestimmte Person erzeugt.
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Obwohl auf diese Weise die Geometrie der Einlegesohlen schon individualisiert ist, wird es fast immer notwendig sein, die so gefertigte Einlegesohle nachzuarbeiten, da erst bei der Benutzung durch die jeweilige Person der Tragekomfort bestimmt werden kann. Eine Nachbearbeitung ist jedenfalls dann notwendig, wenn die Einlegesohle nicht individualisiert, sondern konfektioniert ist.
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Um der Einlegesohle eine ausreichende Stabilität zu geben, und um den Fuß in bestimmten Bereichen zu unterstützen, werden vor dem Spritzvorgang noch individuell angepasste Stützelemente, z. B. zur Rückfußstabilisierung, in die Spritzgussform eingebracht und dort fixiert. Diese werden dadurch zum integralen Bestandteil der Einlegesohle.
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Solche Stützelemente werden ebenfalls in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei können die Stützelemente aber nicht in einer hinreichend genauen Präzision hergestellt werden, so dass eine aufwendige Nachbearbeitung der Stützelemente erfolgen muss, bevor sie in die Spritzgussform für die Einlegesohle eingebracht werden. Die Nachbearbeitung der Stützelemente bedarf einer großen Erfahrung, da sie nicht mehr bearbeitet werden können, wenn sie im Schaum der Einlegesohle eingebettet sind.
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Es wurde schon vorgeschlagen, die Einlegesohle nicht im Spritzgussverfahren herzustellen, sondern im 3D-Druck-Verfahren. Ein Beispiel hierfür ist in der
DE 10 2013 224 142 A1 gezeigt. Auch hier wird die Geometrie der Fußsohlen zunächst gescannt. Aufgrund der gewonnenen Daten wird der 3D-Drucker angesteuert, so dass individualisierte Einlegesohlen hergestellt werden können. Dabei können je nach ihrer Struktur in den verschiedenen Bereichen der Einlegesohle unterschiedliche Härtegrade erzeugt werden. In dem genannten Dokument wird eine Gitterstruktur vorgeschlagen, wobei die Gitterabstände dem jeweiligen gewünschten Härtegrad angepasst werden. Es hat sich jedoch auch bei solchen gedruckten Einlegesohlen gezeigt, dass eine Nachbearbeitung notwendig ist. Die Nachbearbeitung einer solchen Einlegesohle ist aber schwierig bis unmöglich, da das gedruckte Material wegen seiner löchrigen Struktur beim Bearbeiten zum Aus- und Abreißen neigt.
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Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine geschäumte Einlegesohle zu schaffen, die nachbearbeitet werden kann.
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Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass das Stützelement aus einem Gitter mit einer Vielzahl von Zwischenräumen besteht, in die der geschäumte Kunststoff eingedrungen ist, wobei das Gitter mit zumindest einem Teilbereich einer seiner Oberflächen in einer Oberfläche der Einlegesohle endet und dort zusammen mit dem geschäumten Kunststoff eine durchgehende Oberfläche bildet.
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Auf diese Weise werden zumindest Teilbereiche der Oberfläche der Einlegesohle vom Schaum und vom Material des Gitters gebildet. Die Bereiche, in denen das Gitter in der Einlegesohle endet, können somit leicht auf verschiedene Art und Weise, z. B. durch Fräsen oder Schleifen nachbearbeitet werden. Da das Gitter und der Schaum sich gegenseitig in Form halten, wird bei einer Nachbearbeitung die Oberfläche nicht beschädigt, vielmehr bleibt sie auch in den bearbeiteten Bereichen glatt.
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Vorzugsweise besteht das Gitter aus einer Vielzahl von Säulen, wobei die Säulen vertikal zur Einlegesohle ausgerichtet und über Stege miteinander verbunden sind.
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Die Säulen selbst sind geeignet, das Gewicht der Person zu tragen, wodurch je nach ihrer Größe und Ausgestaltung, eine bestimmte Nachgiebigkeit festgelegt werden kann. Die die Säule miteinanderverbindenden Stege stützen die einzelnen Säulen sowohl bei einer Nachbearbeitung der Oberfläche der Einlegesohle als auch beim Laufen mit der Einlegesohle gegen eine Querbelastung.
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Diese Stützfunktion und die Haltbarkeit werden weiter verbessert, wenn die Stege, soweit sie sich kreuzen, im jeweiligen Kreuzungspunkt miteinander verbunden sind.
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Beim Herstellen der Einlegesohle in einer Spritzgussform wird das Schaummaterial in die Zwischenräume zwischen den Säulen eindringen. Um aber eine noch bessere Verankerung des Gitters in der Einlegesohle zu erreichen, kann vorgesehen werden, dass die Säulen einen in vertikaler Richtung verlaufenden Längskanal aufweisen.
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Der 3D-Druck des Gitters ist besonders einfach, wenn sich die Säulen zumindest lokal in einer regelmäßen Ordnung befinden.
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Des Weiteren können verschiedene Höhen für die Säulen vorgesehen werden, so dass z. B. die der Fußsohle zugewandte Oberseite des Gitters an die Geometrie der Fußsohle angepasst ist.
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Da üblicherweise zumindest eine Seite der Einlegesohle nachgearbeitet werden muss, werden ein oder mehrere Gitter so in der Einlegesohle angeordnet, dass sie an die Oberseite und/oder die Unterseite der Einlegesohle anschließen.
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Das Gitter kann, wie gesagt, im einfachsten Fall im 3D-Druck-Verfahren hergestellt werden.
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Zur Herstellung einer Einlegesohle wird daher wie folgt vorgegangen:
- Zunächst wird das Gitter im 3D-Druck-Verfahren hergestellt. Danach wird das Gitter in eine aus zwei Schalen bestehende Spritzgussform eingelegt, wobei das Gitter mit zumindest einer Seite an einer Innenseite der Spritzgussform anliegt. Danach kann die Spritzgussform mit einem Kunststoffschaum gefüllt und anschließend die Einlegesohle aus der Form entnommen werden.
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In den Bereichen, in denen das Gitter an einer Seite, vorzugsweise der Unterseite der Einlegesohle, anliegt, kann in einfacher Weise die Einlegesohle manuell nachgearbeitet werden, wobei Teile des Gitters und des Schaumes durch Schleifen, Fräsen oder in anderer Weise abgetragen werden. Dadurch ist es möglich, eine nachträgliche individuelle Anpassung an das Schuhwerk der Person zu erreichen, für die die Einlegesohle bestimmt ist.
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Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Einlegesohle gemäß dem Stand der Technik bestehend aus einer Schaumschicht mit einem darin eingebetteten Stützelement zur Rückfußstabilisierung,
- 2 in einer vergrößerten Darstellung die Draufsicht auf eine exemplarische Gitterstruktur, aus der gemäß der Erfindung das Stützelement geformt sein kann, und
- 3 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch den Rückfußbereich der Einlegesohle gemäß 1, bei der das Stützelement eine Gitterstruktur gemäß 2 besitzt.
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Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen.
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Diese zeigt eine Einlegesohle 1 mit einer Oberseite 2 und einer Unterseite 3.
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Die Unterseite 3 ist in der Regel flach, da sie auf die flache Schuhinnenseite einer Schuhsohle aufgelegt wird. An der Oberseite schließt sich im Allgemeinen ein hochgezogener Rand 4 an, der u. a. eine Fersenschale 5 bildet. Im Bereich der Fußwölbung ist die Einlegesohle 1 im Allgemeinen erhöht ausgeführt, um das Fußgewölbe zu stützen.
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Die Einlegesohle 1 besteht aus einer Schaumschicht 6 aus einem druckumverteilenden Spezialdämpfungsschaum und einem Stützelement 7 in Form einer Rückfußstabilisierung.
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Nachdem die Einlegesohle 1 hergestellt und durch Nachbearbeitung individuell anpasst worden ist, erhält sie - was hier im Einzelnen nicht dargestellt ist - an der Unterseite noch einen unteren Schutzbezug und an ihrer Oberseite zunächst eine hochelastische Polsterschicht und darüber einen hygienischen Textilbezug.
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Zur Herstellung einer Einlegesohle 1 wird eine zweischalige Spritzgussform mit einem Kunststoff ausgeschäumt. Die eine Schale der Spritzgussform ist gemäß der Geometrie der Fußsohle einer Person geformt, während die andere Schale einen flachen Boden hat oder der Geometrie der Schuhinnenseite angepasst ist, so dass in der Regel schon durch den Spritzguss eine weitgehend individuelle angepasste Einlegesohle 1 entsteht.
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Vor dem Spritzguss werden in die Spritzgussform noch ein oder mehrere Stützelemente 7 eingesetzt, so dass bestimmte Bereiche der Einlegesohle 1 - je nach den gewählten Eigenschaften der Stützelemente - härter oder weicher sind. In der Regel werden die Stützelemente 7 aber so angeordnet, dass sie vom Schaum überdeckt sind, also bei der fertigen Einlegesohle 1 als solche nicht mehr erkennbar sind. Im Ausführungsbeispiel ist ein einziges Stützelement 7 in Form einer gitterförmigen Rückfußstabilisierung vorgesehen, deren Oberseite der Geometrie der Fußsohle einer bestimmten Person angenähert und deren Keilwinkel der Körperhaltung dieser Person angepasst ist. In der Spritzgussform dringt das Schaummaterial der Schaumschicht 6 in das Gitter ein.
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Auch wenn durch den Spritzguss schon eine weitgehende Anpassung an die Geometrie der Fußsohle einer bestimmten Person erreicht wird, wird es fast immer notwendig sein, manuelle Nachbearbeitungen vorzunehmen.
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Das Stützelement 7 hat dazu generell die Form eines Gitters 10, wobei ein Ausschnitt aus einer möglichen Gitterform in der 2 dargestellt ist. Die Gitterform bewirkt, dass das Schaummaterial der Schaumschicht 6 während des Spitzgusses in das Gitter 10 eindringt und dessen Öffnungen vollständig ausfüllt. Da das Gitter 10 im vorliegenden Fall an die Unterseite der die Einlegesohle formenden Schale der Spritzgussform angrenzt, wird die Unterseite im Bereich des Gitters, sowohl vom Material des Gitters 10 als auch der Schaumschicht 6 gebildet.
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Wie aus 2 zu ersehen ist, besteht das Gitter 10 demnach aus einer Vielzahl von Säulen 11, die einen quadratischen Querschnitt haben. Im Zentrum der Säulen 11 befindet sich jeweils ein durchgehender Längskanal 12, der von der einen zur anderen Stirnseite der jeweiligen Säule 11 verläuft.
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Die Säulen 11 sind in einer regelmäßigen Anordnung vorgesehen. Ihre Ecken sind über Stege 13a, 13b miteinander verbunden, wobei jeweils zwei sich kreuzende Stege 13a, 13b in ihrem Kreuzungspunkt 14 miteinander verbunden sind.
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Einige Säulen des Gitters sind in der 1 aus Übersichtsgründen nur für einen Teilbereich des Stützelementes 7 angedeutet. Generell weist das Stützelement 7 aber eine durchgehende Gitterform auf.
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Bei einer anderen, hier nicht dargestellten Form des Stützelementes 7 besteht dieses aus einem flachen Gebilde, das von einer Vielzahl von Öffnungen durchbrochen ist. Dadurch wird ein Gitter geformt, wobei die Größe und die Verteilung der Öffnungen die lokale Härte bzw. Nachgiebigkeit des Gitters bestimmen.
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Die Geometrie der Oberseite des Gitters kann an die Geometrie der Fußsohle angenähert werden.
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Das Gitter 10 ist in der 2 im Verhältnis zur Darstellung der Einlegesohle in 1 stark größer dargestellt. Im Allgemeinen sind die Abmessungen so gewählt, dass zehn oder mehr Säulen quer über der Einlegesohle 1 vorhanden sind.
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In 3 ist ein Zweck des Gitters 10 erläutert. Die 3 zeigt einen Querschnitt durch die Einlegesohle 1 entlang der Linie III-III der 1. Über der Breite der Einlegesohle 1 befindet sich eine Vielzahl von Säulen 11 des Gitters 10, die jeweils von der Unterseite 3 und ggf. zur Oberseite 2 der Einlegesohle 1 reichen. In der Darstellung sind aber nur vier vergrößert dargestellt gezeigt, um die Wirkungsweise zu verdeutlichen. Es wird außerdem deutlich, dass das Material der Schaumschicht 6 das Gitter 10 durchdrungen hat.
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Wenn sich bei einer Nachbearbeitung herausstellen sollte, dass die Unterseite 3 an dieser Stelle nicht gerade verlaufen sollte, sondern z. B. angeschrägt, kann diese entsprechend ausgefräst werden, wozu bis zu der schräg verlaufenden Linie 15 das Material abgetragen wird. Das abgetragene Material ist weiß gepunktet dargestellt. Dabei wird sowohl das Schaummaterial der Einlegesohle 1 als auch das feste Material des Gitters 10 abgetragen.
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Dies ist aber ohne Beschädigung des verbleibenden Materials möglich, da mit dem Werkzeug weder das Schaummaterial noch das Gittermaterial ausgerissen wird. Vielmehr stützen sich Gitter- und Schaummaterial gegenseitig, so dass eine saubere, glatte Oberfläche verbleibt.
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Das Gitter 10 kann sich auch bis an den Rand der Einlegesohle 1 erstrecken. Dadurch kann auch die Außenkontur der Einlegesohle 1 nachgearbeitet werden, ohne dass es zu Ausrissen kommt.
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Die Gitter können zum Beispiel standardmäßig in einer Anordnung von 12 x 12 Säulen hergestellt werden. Diese können auch übereinandergelegt werden, um Höhen in der Einlegesohle zu überbrücken. Sie können auch seitlich beschnitten werden, um eine Anpassung an die Außenkontur der Einlegesohle zu erreichen.
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Das Gitter 10 erfüllt somit zwei Funktionen: Zum einen dient es als Stützelement in der Einlegesohle 1, zum anderen erleichtert es die Nachbearbeitung der in einem Spritzgussverfahren hergestellten Einlegesohle 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einlegesohle
- 2
- Oberseite
- 3
- Unterseite
- 4
- Rand
- 5
- Fersenschale
- 6
- Schaumschicht
- 7
- Stützelement
- 10
- Gitter
- 11
- Säulen
- 12
- Längskanal
- 13a
- Stege
- 13b
- Stege
- 14
- Kreuzungspunkt
- 15
- Linie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2953592 B1 [0004]
- DE 102013224142 A1 [0008]
