-
1. Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Sohlenelemente für Schuhe, sowie Verfahren zu
ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
Sohlenelemente für
Schuhe, die in transversaler Richtung über eine gewünschte Dichteverteilung
verfügen.
-
2. Hintergrund
der Erfindung
-
Im
Stand der Technik ist allgemein bekannt, dass bei einer starken
Beanspruchung des Bewegungsapparates beim Laufen und Gehen Verletzungen
auftreten können.
Derartige Verletzungen treten insbesondere beim Ausüben von
Sportarten auf, die mit einem großen Bewegungsaufwand verbunden
sind. Dies gilt sowohl für
die Kontaktsportarten, wie z. B. Fußball, als auch für die Nicht-Kontaktsportarten,
wie z. B. Laufen oder Joggen.
-
Insbesondere
Langstreckenläufer
haben häufig
mit Verletzungen bzw. Belastungen des Bewegungsapparates zu tun,
die die Leistungsfähigkeit
vermindern oder sogar zur Sportunfähigkeit führen können. Bei den verschiedenen
möglichen
Verletzungen des Bewegungsapparates zählen die Knie- oder Knorpelverletzungen
zu den ernsthaftesten. Derartige Verletzungen treten oft infolge
der Drehbewegung auf, die einen Laufzyklus begleitet, wenn der Fuß auf den
Boden auftrifft und sich von ihm abstößt.
-
Man
unterscheidet insbesondere zwei Arten von derartigen als gefährlich betrachteten
Drehbewegungen, nämlich
die Pronation und die Supination. Beide führen häufig zu Knieverletzungen. Bei
der Pronation handelt es sich um die Rotation oder Drehung des Fußes von
der lateralen oder außen
liegenden Seite des Fußes
zu der medialen oder innen liegenden Seite. Während des Laufzyklusses trifft
gewöhnlich
der Fuß auf den
Boden zuerst mit dem äußeren Teil
der Ferse auf. Das Gewicht wird dann zum Vorderfußbereich
hin verschoben, um den Abstoßvorgang
einzuleiten. Bei diesem Abstoßvorgang
setzt die Pronationsdrehbewegung zur medialen Fußseite ein. Bei der Supination
handelt es sich um die entsprechende Drehung des Fußes von der
medialen, d. h. innenliegenden Seite, zu der lateralen, d.h. außen liegenden
Seite.
-
Um
den oben angesprochenen Problemen zu begegnen, sind im Stand der
Technik verschiedene Lösungsansätze vorgeschlagen
worden. So beschreibt beispielsweise die US-A-4 615 126 eine Sohleneinheit insbesondere
für Sportschuhe,
die im Vorderfußbereich
bei den dritten bis fünften
Metatarsal-Phalangeal-Gelenken des Fußes über Einsätze verfügt, die im Vergleich zum verbleibenden
Teil der Sohleneinheit über
eine erhöhte
Flexibilität
verfügen.
Eine derartige Konfiguration reduziert den Widerstand der Sohleneinheit
im Hinblick auf die Verbiegung des Fußes entlang der dritten bis
fünften
Metatarsal-Phalangeal-Gelenke, wodurch sich Spannungen in den entsprechenden
Fußmuskeln
vermindern und die Abstoßbewegung
insbesondere durch die ersten und zweiten Metatarsal-Phalangeal-Gelenke des Fußes erreicht
wird. Die Bereitstellung des flexibleren Bereiches im Vorderfußbereich
führt dazu,
dass die Pronations- oder ggf. die Supinationsbewegung vermindert
wird.
-
Ein
weiterer vorbekannter Lösungsansatz,
wie er beispielsweise aus der US-A-S 025 573 bekannt ist, betrifft
eine Sohleneinheit insbesondere für Sportschuhe, deren verschiedene
Teile aus Substanzen gebildet sind, die unterschiedliche Elastizitätseigenschaften
aufweisen. Die beschriebene Sohleneinheit besteht aus zwei Lagen,
nämlich
eine unten liegende, festere Lage (die zugleich als Laufsohle dienen
kann), und eine darüber
liegende weichere Lage. Die unten liegende Lage weist im Fersenbereich
und im Fußgewölbebereich eine
erhöhte
Dicke auf, die als obere Stabilisierungsoberfläche für den Fuß dient. Die darüberliegende,
weichere Dämpfungslage
ist jeweils komplementär
zur unteren, härteren
Lage und zum Fuß ausgebildet,
wobei ihre Dicke in Abhängigkeit
der transversalen Position variiert.
-
Ein
weiterer, vorbekannter Lösungsansatz
ist beispielsweise in der WO 95/03719 beschrieben. Gemäß diesem
Lösungsansatz
wird einer Pronation entgegengewirkt, indem im Fersenbereich der
Sohleneinheit ein keilförmiges
Element eingefügt
ist, an das sich zum Boden hin die Laufsohle anschließt. Das
keilförmige Element
weist obere und untere Schichten aus einem Karbonfaserkompositmaterial
auf, zwischen denen sich ein federndes Kernmaterial befindet. Das
keilförmige
Element verjüngt
sich von der medialen zur lateralen Seite hin, sowie von der Ferse
zum Mittelfußbereich.
Anders ausgedrückt
verjüngt
sich das keilförmige
Element in zwei Richtungen.
-
Schließlich ist
aus der US-A-4 642 911 eine Sohlenkonstruktion bekannt, die im folgenden
anhand der 12 erläutert werden
soll.
-
Im
einzelnen beschreibt die US-A-4 642 911 eine Sohleneinheit, die
zur Pronationskontrolle dienen soll und hierzu aus einem Material
mit zweifacher Dichte (dual-density) besteht. Zu diesem Zweck wird
die Sohleneinheit aus zwei unterschiedlichen Materialien A und B
aufgebaut, wobei das Material A im Vergleich zum Material B eine
höhere
Dichte hat. Die 12 zeigt
eine derartige Sohleneinheit im Schnitt, die aus zwei keilförmigen Elementen 150 und 155 besteht,
die bevorzugt miteinander verklebt oder verschmolzen werden.
-
Gemäß der US-A-4
642 911 bedingt die Ausbildung des keilförmigen Elements 150 als
Material höherer
Dichte, dass die Dichte der Sohleneinheit von der me dialen Seite
zur lateralen Seite hin kontinuierlich abnimmt, wodurch eine Stützung der
medialen Fußseite
erreicht wird. Die US-A-4 642 911 beschreibt ferner, dass für eine Kontrolle
der Supinationsbewegung der Keil 150 aus dem Material mit
der höheren
Dichte auf der lateralen Seite der Sohleneinheit angeordnet werden
kann.
-
Im
folgenden soll ein Herstellungsverfahren für Sohleneinheiten nach dem
Stand der Technik erläutert werden,
die aus Bereichen unterschiedlicher Dichte bestehen. Hierzu wird
auf die 11 verwiesen.
Hierzu wird ein Werkzeug mit einem zu formenden Kunststoffmaterial 120 gefüllt, das
eine bestimmte erste Dichte aufweist. Der Materialblock (oder Blocker) 120 kann
im gewünschten
Bereich ein zweites Material höherer
Dichte 125 aufweisen. In 11 ist
dieses zweite Material 125 als vom ersten Material 120 eingeschlossen
dargestellt.
-
Alternativ
ist aber auch möglich,
zwei verschiedene Teilblöcke 120, 125 nebeneinander
in das Werkzeug zu legen. Schließlich wird das Werkzeug 100 geschlossen,
indem die zweite Werkzeughälfte 100' auf die erste
Werkzeughälfte 100 gelegt
wird. Daran anschließend
wird durch Aufbringung von Druck und Wärme aus den Materialblöcken 120 und 125 (die
auch Preform genannt werden) die Sohleneinheit in ihrer gewünschten Form
dem Werkzeug entsprechend geformt. Diese oben beschriebenen Techniken
weisen jedoch den gravierenden Nachteil auf, dass zur Erzielung
der gewünschten
Dichtevariation über
die transversale Fläche
der Sohleneinheit hinweg zwei unterschiedliche Materialien verschiedener
Dichte zunächst
gebildet und dann miteinander verbunden werden müssen. Dies führt neben
dem erhöhten
Arbeitsaufwand auch zu Verbindungsproblemen, da die zwei Materialien
unterschiedlicher Dichte miteinander kompatibel sein müssen.
-
Darüber hinaus
ist zu beachten, dass Schuhe und insbesondere Sportschuhe heutzutage
Massenprodukte sind, die maschinell hergestellt werden. Aus diesem Grunde
ist die komplexe Formung von zwei, miteinander zu verbindenden Materialien
zur Erzeugung von gezielten Dichtevariationen nur mit sehr großem Aufwand
möglich.
-
3. Zusammenfassung der
Erfindung
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine Sohleneinheit
für Schuhe
und insbesondere Sportschuhe zu schaffen, die zum einen sehr einfach
und daher produktionstechnisch günstig
herzustellen ist, und die zum anderen beliebige Dichtevariationen
in transversaler Richtung über
die gesamte Sohlenelementfläche
hin erlaubt.
-
Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch ein Verfahren zum Herstellen von Sohlenelementen nach
den Patentansprüchen
1 und 3, durch ein Sohlenelement nach Patentanspruch 12, sowie durch
ein Formgebungswerkzeug nach Patentanspruch 15 gelöst.
-
Im
Kern besteht die vorliegende Erfindung aus dem Konzept, zur Dichtevariation über das
Sohlenelement hinweg nicht zwei unterschiedliche Materialien mit
verschiedener Dichte zu verwenden, um diese dann nachfolgend miteinander
zu verbinden, sondern ein einheitliches Material, das als Preform
bereitgestellt eine Dikkeverteilung hat, die durch Druckformung
in die gewünschte
Dichteverteilung umgesetzt wird.
-
Der
Vorteil dieses erfindungsgemäßen Konzeptes
besteht darin, dass die gesamten nachfolgenden Probleme bei der
Verbindung von verschiedenen Sohlenelementen entfallen, und das
gesamte Sohlenelement in einem einzigen Herstellungsschritt fertiggestellt
wird. Ferner kann, da die sich ergebende Dichtevariation nur mit
den geometrischen Abmessungen der Preform korreliert ist, über die
gesamte Fläche der
Sohleneinheit hinweg eine beliebige Variation der Dichte und damit
der Elastizitätseigenschaften
ohne das komplementäre Ausbilden
zweier Materialschichten erreicht werden.
-
Das
erfindungsgemäße Formgebungswerkzeug
gemäß Patentanspruch
15 schließlich
wird erfindungsgemäß bevorzugt
für das
Herstellungsverfahren für
Sohlenelemente nach Patentanspruch 3 verwendet.
-
Gemäß dieses
erfindungsgemäßen Ansatzes
wird zur Erzielung der Dichtevariation keine Preform mit in transversaler
Richtung variierender Dicke verwendet, sondern eine einheitliche
Preform, die im Formgebungswerkzeug unter selektiver Zuführung von
Wärme unterschiedlich
stark geschäumt
wird.
-
Somit
wird die Dichteverteilung also durch örtlich unterschiedlich stark
aufgeschäumte
Bereiche im Kunststoffmaterial erreicht.
-
Die
Unteransprüche
haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. Die
vorteilhafte Ausführungsform
gemäß den Patentansprüchen 4 und
5 betrifft ein Sohlenelement, dessen Dichte von der lateralen Seite
zur medialen Seite zur Pronationskontrolle zunimmt. Ein entsprechend
umgekehrter Dichteverlauf kann zur Supinationskontrolle verwendet
werden.
-
Die
bevorzugte Ausführungsform
gemäß Patentanspruch
6 beschreibt Variationen im Dichteverlauf nicht nur von der lateralen
zur medialen Seite oder umgekehrt, sondern auch vom Fersenbereich
hin zum Vorderfußbereich.
Mit einem derartigen Verfahren hergestellte Sohlenelemente lassen
sich an die verschiedensten Sportarten und die jeweils unterschiedlichen
anatomischen Gegebenheiten des jeweiligen Trägers angepasste Schuhe herstellen.
Die bevorzugte Ausführungsform
ge mäß Patentanspruch
9 betrifft eine Sohleneinheit, die am lateralen und medialen Seitenbereich
zur zusätzlichen
Stützung
des Fußes über einen
Randbereich einheitlicher Dichte verfügt.
-
Die
bevorzugten Ausführungsformen
gemäß den Patentansprüchen 10
und 11 betreffen die Herstellung der Sohlenelement-Preform. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
wird die bevorzugt EVA aufweisende Preform zunächst zu einem quaderförmigen Block
vorgeschäumt,
der dann in Stücke
mit der jeweils gewünschten
variierenden Dicke zerschnitten wird. Die so geschnittenen Preforms
mit variierender Dicke werden anschließlich in das Sohlenelement,
um- bzw. endgeformt. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
ergibt sich, wenn die Preform nicht zunächst als quaderförmiger Block
hergestellt wird, sondern unmittelbar mit der entsprechenden Dickemodulation.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Preform
im Spritzgussverfahren hergestellt wird.
-
4. Kurze Beschreibung
der Zeichnung
-
Im
folgenden werden die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in
der zeigt:
-
1 eine
Draufsicht auf das Skelett eines menschlichen Fußes;
-
2a einen
Schnitt entlang der Metatarsalen aus 1 eines
zur Pronation neigenden Fußes;
-
2b einen
Schnitt entlang der Metatarsalen aus 1 eines
Fußes,
der zur Supination neigt;
-
3 a eine erfindungsgemäße Preform zur Herstellung
eines Sohlenelementes;
-
3b einen
Längsschnitt
durch die Preform aus 3a entlang der Linie A-A;
-
4a eine
perspektivische Sicht eines erfindungsgemäßen Sohlenelementes mit örtlich variierender Dichteverteilung;
-
4b einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Sohleneinheit
aus 4a entlang der Linie A-A;
-
5a–c eine
erfindungsgemäße Sohleneinheit
mit variierender Dichteverteilung sowohl von der lateralen zur medialen
Seite, als auch vom Hinterfußbereich
zum Vorderfußbereich;
-
6 eine
erfindungsgemäße Preform
mit einem ersten bevorzugten Profil;
-
7 eine
erfindungsgemäße Preform
mit einem zweiten bevorzugten Profil;
-
8 eine
erfindungsgemäße Preform
mit einem dritten bevorzugten Profil;
-
9 eine
erfindungsgemäße Preform
mit einem vierten bevorzugten Profil;
-
10 ein
erfindungsgemäßes Werkzeug
zur Herstellung von erfindungsgemäßen Sohlenelementen im Schnitt;
-
11 eine
zur Erläuterung
des Standes der Technik dienende Darstellung eines vorbekannten
Formgebungswerkzeuges; und
-
12 ein
Sohlenelement nach dem Stand der Technik.
-
5. Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausfertigungsformen
-
Bei
der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung wird auf ein Sohlenelement Bezug genommen. Es wird darauf
hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Sohlenelement gewöhnlich als
Teil eines Sohlenensembles Verwendung findet. Dies bedeutet, dass
das erfindungsgemäße Sohlenelement
gewöhnlich
als Mittelsohle ausgebildet wird, und das zusätzlich eine Laufsohle und eine
Innensohle zur Erhöhung
des Tragekomforts vorgesehen werden kann. Darüber hinaus ist es nicht notwendig,
dass sich das Sohlenelement in longitudinaler Richtung (d. h. von
der Ferse bis zum Vorderfuß hin) über die
gesamte Sohle erstreckt. Es ist auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Sohlenelement
nur im Fersenbereich, oder in Bereichen des Vorderfußes Verwendung
findet. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 die
menschliche Fußanatomie
erläutert,
um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Sohlenelementes zur Pronations-
und Supinationskontrolle klarzustellen.
-
In 1 ist
eine Draufsicht auf einen linken menschlichen Fuß dargestellt. Sichtbar ist
der Fersenknochen 11 (Calcaneus), an den sich die Metatarsalen 3 anschließen. Weiter
zum Vorderfußbereich
hin schließen sich
die Zehenknochen 4 (Phalangen) an, die über die Metatarsal-Phalangen-Gelenke 2 mit
den Metatarsalen 3 verbunden sind. Die einzelnen Zehenknochen 4 sind über die
Interphalangen-Gelenke 6 miteinander verbunden. Ferner
angedeutet ist die mediale Seite 10 und die laterale Seite 5 des
Fußes.
-
2a zeigt
den Fuß eines
Läufers,
der eine Pronationsbewegung erfährt,
unmittelbar in dem Augenblick, in dem der Fuß den Boden berührt. Wie
man erkennt, sind die Metatarsal-Knochen 3 entlang einer
Linie K ausgerichtet, die auf ebener Fläche mit dem Boden B einen Winkel
W bildet. Der Fersenknochen 11 und der fünfte metatarsale
Knochen 3 (der zum kleinen Zeh führt) berühren den Boden. Wenn der Läufer im
Laufzyklus die Pronationsbewegung durchläuft, verschiebt er sein Gewicht
derart, dass die verbleibenden Metatarsal-Knochen nachfolgend mit
dem Boden in Kontakt kommen, wodurch der Fuß von der lateralen Seite zu
der medialen Seite gedreht wird. Je in Abhängigkeit des Winkels W kann
es zur einer erheblichen Pronationsbewegung kommen, die zu der bereits
diskutierten Verletzungsgefahr, insbesondere im Kniebereich führt, wobei der
tibiale und der fibulare Sesamoidknochen 7a und 7b die
Auffangposition bildet.
-
2b zeigt
einen Fuß zu
Beginn des Bodenkontakts, der die gleichfalls unerwünschte Supinationsbewegung
erfährt.
Wie man erkennt, tritt bei dieser Situation zunächst der erste Metatarsale 3 (der
zum Zeh führt)
auf den Boden auf, wobei nachfolgend der Läufer sein Gewicht verschiebt,
wodurch die verbleibenden Metatarsalen mit dem Boden in Kontakt
gebracht werden. Dies führt
zu der Verdrehbewegung des Fußes
von innen nach außen.
-
Die
vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die oben beschriebene
Pronationsbewegung, sowie die seltener auftretende Supinationsbewegung
gezielt zu kompensieren, indem diejenigen Bereiche der Sohle, die
unter den „in
der Luft hängenden" Fußbereichen
liegen, mit einer erhöhten
Dichte und somit mit einer verminderten Elastizität versehen
werden.
-
Im
Stand der Technik ist es wohl bekannt, Sohlen oder Sohlenteile aus
geschäumten
Kunststoffen, wie beispielsweise aus Polyurethan (PU) herzustellen.
Hierzu wird der zu schäumende
Kunststoff zunächst
in Blöcke
vorgeschäumt,
die anschließend
in einzelne Preforms (oder sogenannte Blocker) zerschnitten werden. Diese
Blocker werden in ein Formgebungswerkzeug eingeführt, und dann unter Verwendung
von Druck und Zuführung
von Wärme
in die gewünschte
Sohlenelementendform geformt. Das so hergestellte Sohlenelement kann
entweder über
die Fußfläche hinweg
eine einheitliche Dicke aufweisen, oder je nach Bedarf auch mit
einem Fußbett
vorgeformt werden. Gemeinsames Merkmal der im Stand der Technik
bekannten Preforms war jedoch, dass sie entweder über eine
einheitliche Dicke verfügten
(wenn das herzustellende Sohlenelement eine einheitliche Dicke hatte),
oder aber über
einen Dickenverlauf, der dem Dickenverlauf der herzustellenden Sohle
entsprach.
-
Demgegenüber basiert
die vorliegende Erfindung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform auf
Preforms, die über
eine Dickenmodulation in transversaler Richtung verfügen, die
der später
zu erzielenden Dichteverteilung entspricht.
-
Zur
Erläuterung
wird zunächst
auf die bevorzugte Preform gemäß 3 verwiesen. Diese Preform ist vorzugsweise
aus EVA gefertigt. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung anderer
Schäume,
beispielsweise Polyurethan (PU). In 3a ist
eine bevorzugte Preform 20 dargestellt, die vorzugsweise
eine Breite a = 149 mm aufweist, eine Länge b = 250 mm, und eine von
links nach rechts kontinuier lich abnehmende Höhe h. In 3b ist
ein Längsschnitt
durch die Preform 20 entlang der Linie A-A aus 3a dargestellt.
Zur Erläuterung des
Prinzips wurden in Abhängigkeit
des Abstandes von der linken Seite 10 der Preform 20 verschiedene
Höhen h;
aufgetragen, wobei sechs beliebig herausgegriffene Messpunkte dargestellt
sind. Soll das sich ergebende Sohlenelement zur Pronationskontrolle
verwendet werden, entspricht die linke Seite 10 der Preform 20 der
späteren
medialen Seite des Sohlenelementes.
-
Die
entsprechenden Bemassungen sind im einzelnen der folgenden Tabelle
zu entnehmen, wobei die einheitliche Härte der Preform
40C (Shore
C) beträgt: Tabelle
1: Preform-Abmessungen vom medialen zum lateralen Rand in einem
ersten Ausführungsbeispiel
-
Wie
man der Tabelle entnehmen kann, weist die bevorzugte Preform an
der linken medialen Seite 10 eine Höhe von 25 nun auf. Dies entspricht
192 % der entsprechenden Höhe
des endgeformten Sohlenelementes (vgl. unten). An der äußersten
rechten Seite 5 (der lateralen Seite) weist die Preform
eine Dicke von 15 mm auf, was 115 % der späteren Dicke des Sohlenelementes
entspricht. Formt man eine derartige Preform 20 in einem
an sich bekannten Formgebungswerkzeug (das nicht im einzelnen erläutert ist),
ergibt sich das in 4 dargestellte Sohlenele ment 25.
Wie man der 4a entnehmen kann, weist das
Sohlenelement 25 eine Breite von a = 149 mm, eine Länge b von
250 mm, und eine einheitliche Höhe
h' von 13 mm auf.
In 4b ist erneut ein Längsschnitt durch das erfindungsgemäße fertige
Sohlenelement 25 dargestellt.
-
Untersucht
man die Härte
des sich ergebenden Sohlenelementes
25 in Abhängigkeit
des Abstandes von der medialen Seite
10, ergibt sich vorzugsweise
folgendes, der Tabelle 2 zu entnehmendes Bild: Tabelle
2: Härteverteilung
der geformten Sohleneinheit von der medialen 10 zur lateralen Seite
5 im ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
-
Wie
man erkennt, nimmt die Härte
(gemessen in Shore C) von 60 C auf 50 C ab. Es tritt also eine Verminderung
um 10 C auf, wenn man die in Tabelle 1 dargestellte und aus Polyurethan
bestehende Preform 20 zugrunde legt.
-
Die
lokal variierende Härte
in der Sohleneinheit 25 lässt sich dadurch erklären, dass
der Materialüberschuss
an der medialen Seite 10 bei der Endformung derart zusammengestaucht
wird, dass es zu einem kontinuierlich variierenden Dichte verlauf
in der Sohleneinheit 25 kommt. Die sich ergebende Dichte
wiederum beeinflusst die Härte
und somit die Elastizität
der Sohleneinheit.
-
In
den 5a–5c ist
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Preform 20 dargestellt.
Diese bereits in Sohlenform bereitgestellte Preform 20 weist
die Besonderheit auf, dass der Verlauf der Höhenlinie von der medialen Seite 10 zur
lateralen Seite 5 hin nicht einheitlich ist, sondern zusätzlich vom
Hinterfußbereich 28 zum
Vorderfußbereich 27 hin
variiert. Betrachtet man die Schnitte entlang der Linie A-A (5c)
und der Linie B-B (5c) erkennt man, dass der Höhenüberschuss
im Vorderfußbereich 27 auf der
medialen Seite 8 und auf der lateralen Seite 3 mm
beträgt,
während
er im Hinterfußbereich
auf der medialen Seite 10 mm und auf der lateralen Seite 5 mm
beträgt.
Mit einer derartigen Preform 20 lässt sich nicht nur eine Dichte-
und somit Härtemodulation
von der medialen Seite zur lateralen Seite hin erzielen, sondern
auch vom Hinterfußbereich 28 hin
zum Vorderfußbereich 27.
-
Im
folgenden werden unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 verschiedene
derzeit bevorzugte Ausführungsformen 20-1 bis 20-4 der
bevorzugten Preforms beschrieben.
-
Die
in 6 dargestellte Preform 20-1 entspricht
der in 3 dargestellten und erläuterten
Preform 20. Derartige Preforms haben den Vorteil, dass
sie besonders leicht aus einem großen Block vorgeschäumten Kunststoffmaterials
herausgeschnitten werden können,
um dann der Endformung zugeführt
zu werden. Die in 7 dargestellte bevorzugte Ausführungsform
trägt einem
Effekt Rechnung, der der erfindungsgemäßen Dichteverteilung von der
medialen Seite zur lateralen Seite 5 hin entgegenwirkt.
Da die Preform 20-2 im Formgebungswerkzeug nämlich nicht
nur gepresst, sondern auch erwärmt
wird, geht sie in einem fließfähigen viskosen
Zustand über.
Da im Bereich der medialen Seite 10 Material einer erhöhten Dichte
vorliegt, hat dieses Material die naturgemäße Tendenz, zur lateralen Seite 5 zu
fließen,
was dem gewünschten
Dichteprofil entgegenwirkt. Aus diesem Grund wird sowohl an der
medialen Seite 10, als auch an der lateralen Seite 5 ein
Plateaubereich vorgesehen, der als „Puffer" für
den Fließvorgang
wirkt. Bei der Ausführungsform
gemäß 8 handelt
es sich um eine Sohlenelementpreform, die bevorzugt für Schuhe
Verwendung findet, bei denen das Sohlenelement zusätzlich für eine seitliche
Stützung
des Fußes
sorgen soll.
-
Die
zur Herstellung derartiger Sohlenelemente verwendeten Formgebungswerkzeuge
weisen daher entsprechende Aussparungen auf, in die das Preformmaterial
während
der Druckformung hineingepresst wird. Dies gestaltet sich bei der
Verwendung von der beispielsweise in 6 gezeigten
Preform als schwierig, da das plastiline Preformmaterial eine hohe
Viskosität
hat. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß am Rand der Preform eine
Kante 22 vorgesehen, die in eine entsprechende Werkzeugaussparung
eingreift und zu einer entsprechenden Kante beim späteren Sohlenelement
führt.
-
Gleiches
gilt für
die in 9 dargestellte Ausführungsform, die der in 7 dargestellten
mit dem Rand 22 zur seitlichen Stützung des Fußes entspricht.
Insbesondere in Zusammenhang mit den in 8 und 9 dargestellten
Preforms 20-3 und 20-4 wird klar, dass sich derartige
Preforms mit komplexer Form nur mit Aufwand aus einem vorgeschäumten Block
herausschneiden lassen. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß alternativ
vorgesehen, die Preform 20 nicht aus einem vorgeschäumten Block
herauszuschneiden oder zu modulieren, sondern in einem einzigen
Schritt in der gewünschten
Form herzustellen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden,
dass die Preform im Spritzgussverfahren hergestellt wird, wodurch
eine anschließende
Nachbearbeitung zur Herstellung des gewünschten Dickeverlaufs entfällt. Die
so bereits vorgeformte Preform muss nur noch in das Sohlenelement
umgeformt werden, um aus der Dickemodulation die gewünschte Dichtemodulation
zu erzeugen.
-
Schließlich soll
unter Bezugnahme auf die 10 ein
zweites erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung von Sohlenelementen mit einer gewünschten
Dichteverteilung beschrieben werden. In 10 ist schematisch
eine Hälfte
eines Formgebungswerkzeuges 40 zur Herstellung von Sohlenelementen
dargestellt. Die obere Hälfte
des Werkzeuges wurde aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Bei
Formgebungswerkzeugen ist es an sich im Stand der Technik üblich, die
entsprechenden Preforms in der Formgebungsfläche nicht nur einem Druck auszusetzen,
sondern die Preform zur Umformung auch zu erwärmen. Allerdings werden hierzu
im Stand der Technik lediglich Werkzeuge mit einer leistungsfähigen Heizung
verwendet, die das gesamte Werkzeug auf eine gewünschte Temperatur erwärmt. Demgegenüber wird
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
ein Werkzeug verwendet, das bevorzugt über ein Array von Heizelementen 50 verfügt, die
gezielt bestimmte Flächenelemente
der Formgebungsfläche
auf eine bestimmte Temperatur erwärmen. Da die sich im Werkzeug
befindende vorgeschäumte
Preform in Abhängigkeit
der zugeführten
Wärmemenge
unterschiedlich stark aufschäumt
wird es möglich,
durch eine gezielte Ansteuerung der Heizelemente unterschiedliche
Bereiche der Preform unterschiedlich stark weiter zu schäumen. Als
ein Ergebnis hiervon stellen sich in den unterschiedlichen Bereichen
des sich ergebenden Sohlenelementes unterschiedliche Dichten und
somit unterschiedliche Härten
ein. Das Ergebnis dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit erneut
ein Sohlenelement, das örtlich
moduliert über
eine gezielt eingestellte Dichteverteilung verfügt.
