DE19616460C2 - Formwerkzeug zur Herstellung von Schuhsohlen aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von Schuhsohlen aus Kunststoff mit einem die seitlichen Formbegren­ zungswände bildenden und die Sohlenrandkontur formenden Einsatz aus elastischem Kunststoff, der an einer Seite eine Trennfuge aufweist und an der dieser Trennfuge gegenüberliegenden Seite geschlossen ist und dort ein elastisches Gelenk bildet, wobei der Einsatz auf einem zweiteiligen Führungsrahmen befestigt ist, der V-förmig aufklappbar gestaltet ist, mit einem die un­ tere Formbegrenzung bildenden Bodenstempel und einem oberen Formbegrenzungselement, sowie mindestens einem Einspritzkanal, der den Formhohlraum mit einem Einspritzaggregat verbindet, wie es aus den Druckschriften AT 353 142, der US 3 838 956 sowie der US 5 435 959 bekannt ist, wobei in der letztge­ nannten Druckschrift jedoch im Unterschied zu den vorgenannten Druckschriften ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerk­ zeugs von einem Modell offenbart ist.

Derartige Formwerkzeuge sind beispielsweise zu mehreren an ei­ ner Rundtischmaschine angeordnet, wobei jedes Werkzeug durch entsprechende Verdrehung des Tisches an eine Spritzstation herangefahren wird, in der sich die Einspritzdüse des Einspritzaggregats an den Angußkanal des Werkzeugs anlegt. Nach dem Spritzvorgang wird das Werkzeug durch eine weitere Drehung des Tisches aus der Station heraus bewegt, und ein weiteres Formwerkzeug gelangt in dieselbe.

Die in Rede stehenden Werkzeuge können dabei so ausgestaltet sein, daß in ihnen lediglich eine Schuhsohle gefertigt wird, die in einem weiteren Arbeitsgang mit einem Schaft verbunden wird.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist jedoch so beschaffen, daß die im Werkzeug gespritzte Sohle sofort beim Spritzvorgang an den Schaft angeformt wird. Hierzu dient als obere Formbegrenzung ein mit dem Schaft versehener Leisten. Die untere Formbegren­ zung wird durch einen Bodenstempel gebildet, der die Sohlen­ lauffläche formt.

Bekannte Werkzeuge weisen als seitliche Formbegrenzungungen zwei Seitenformteile aus Metall auf, die jedoch den Nachteil haben, daß zwei Trennfugen existieren, die die seitlichen Kon­ turen der Sohle ungünstig beeinflussen.

Daher ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, die seit­ lichen Formbegrenzungen einteilig aus einem Kunststoffeinsatz zu bilden, wobei lediglich eine Trennfuge im Sohlenspitzenbe­ reich vorgesehen ist, während im Fersenbereich eine geschlos­ sene Kontur vorhanden ist. Durch die Elastizität des Kunst­ stoffmaterials ist somit in diesem Bereich ein Gelenk verwirk­ licht, um das der Einsatz beim Öffnen und Schließen der Form zangenartig auf- und zugeklappt wird.

Ein derartiges Werkzeug ist beispielsweise aus der AT 385 716 B bekannt. Der Nachteil bei dieser vorbekannten Ausführungs­ form liegt aber darin, daß beim Auf- und Zuklappen des zweitei­ ligen Führungsrahmens das Kunststoffmaterial des fest mit dem Führungsrahmen verbundenen Einsatzes nicht ausweichen kann und somit Kräfte in diesem Bereich auftreten, die zur frühen Zer­ störung des Einsatzes führen.

Es ist daher in der EP 0 273 028 A2 der Vorschlag gemacht wor­ den, bei geschlossener Form im Bereich des elastischen Gelenks zwischen Einsatz und Führungsrahmen einen Zwischenraum vorzuse­ hen, in den beim Öffnen des Führungsrahmens der praktisch band­ förmige Einsatz ausweichen kann.

Damit trotz dieser Schwachstelle reproduzierbare Spritzergeb­ nisse erreicht werden, muß der relativ dünn ausgeführte Einsatz auf komplizierte Weise am Führungsrahmen befestigt werden. Die Befestigungen sind als Federn ausgebildet, die an den elasti­ schen Einsatz mit etwa kreisförmigem Querschnitt angeformt sind und in Nuten der Führungsrahmenteile eingeschoben sind. Dabei besteht die Gefahr, daß beim fortwährenden Öffnen und Schließen des Führungsrahmens die die Federn bildenden Kunststoffnoppen abbrechen.

Ein weiterer Nachteil beider vorbekannten Ausführuhrungsformen besteht darin, daß lediglich einschichtige Sohlen gefertigt werden können. Das geschieht so, daß der Bodenstempel in die Form eingelegt wird und sich dort beim Schließen des Werkzeugs selbst zentriert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Beanspruchung des Einsatzes im Gelenkbereich minimiert wird, derart, daß trotz stabiler Verbindung von Einsatz und Führungsrahmen die bei der Dehnung und Stauchung auftretenden Kräfte in einfacher Weise abgeleitet werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Führungsrah­ men aus zwei in etwa L-förmigen Schenkeln besteht, wobei die kürzeren L-Balken im Bereich des elastischen Gelenks des Ein­ satzes aufeinander weisen und die Drehachsen der Schenkel im kür­ zeren L-Balken der Schenkel angeordnet sind und der Dehnung bzw. Stauchung des elastischen Gelenkteils beim Öffnen und Schließen folgend entlang einer definierten Kurve verschiebbar sind.

Durch diese Ausgestaltung sind die Drehachsen nicht fest mit dem Werkzeuggrundrahmen verbunden, sondern sie können entspre­ chend der Dehnung und Stauchung des elastischen Gelenkteils des Einsatzes ausweichen, so daß eine Überbeanspruchung dieses Ge­ lenkbereiches ausgeschlossen ist. Hierdurch ist es auch mög­ lich, den Einsatz stabiler als im Stand der Technik auszuge­ stalten, so daß die Formgeometrie auch nach längerem Betrieb stets gleich bleibt.

Eine einfache Möglichkeit zur Realisierung der ausweichenden Drehachsen schlägt der Patentanspruch 2 vor, indem die Drehach­ sen durch jeweils einen Bolzen gebildet sind, der in einer kreisbogenförmigen Langlochführung beim Öffnen und Schließen der Schenkel verschiebbar ist. Die Bolzen sind dabei fest mit den Führungsrahmenteilen verbunden. Die Langlöcher sind im Formgrundrahmen vorgesehen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist gemäß Patentanspruch 3 der Bodenstempel im Werkzeug integriert und heb- und senkbar ausgestaltet. Der Hub beträgt beispielsweise 40 mm, so daß die strukturierte Lauffläche der Sohle bzw. der nach unten vorste­ hende Absatz auf einfache Weise entformt werden kann.

Da der Kunststoffeinsatz zum besseren Formabschluß eine rundum­ laufende Hinterschneidung aufweisen kann, ist zusätzlich gemäß Anspruch 3 vorgesehen, daß das obere Formbegrenzungselement ne­ ben der Hub- und Senkbewegbarkeit horizontal in Formhohlraum­ längsrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

Der Verfahrensablauf ist folgender: Nach dem Einspritzen des Kunststoffmaterials in den Formhohlraum werden die Führungsrah­ menteile aufgefahren und damit auch der Kunststoffeinsatz. Der Bodenstempel wird nach unten verfahren, die obere Formbegren­ zung horizontal nach vorne und dann nach oben aus dem Werkzeug­ bereich herausgefahren.

Als obere Formbegrenzung kann dabei ein sogenannter Verdränger benutzt werden, der die der Lauffläche entgegengesetzte Ober­ fläche der Sohle formt, die dann in einem weiteren Verfahrens­ schritt mit einem Schuhschaft verbunden werden kann.

Gemäß Patentanspruch 5 kann die obere Formbegrenzung aber auch durch einen mit einem Schaft versehenen Leisten realisiert sein, an den die Sohle beim Spritzvorgang gleichzeitig ange­ formt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Patentanspruch 6 ist jedoch vorgesehen, daß der Verdränger und der Leisten an einer Verschwenkeinrichtung angeordnet sind und beide nacheinander durch Verschwenken um jeweils 180° die obere Formbegrenzung bilden, und im Formhohlraum zwei übereinander angeordnete Ein­ spritzkanäle münden.

Auf diese Weise können in einem einzigen Zyklus zweischichtige Sohlen direkt an einen Schaft angeformt werden. Das geschieht auf folgende Weise:

Zunächst wird ein Formhohlraum aus Bodenstempel, Kunststoffein­ satz und Verdränger gebildet, in den ein erstes abriebfestes Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Nach dem Öffnen der Form wird der Bodenstempel in seiner Stellung belassen, der Verdrän­ ger allerdings aus der Form heraus gefahren, um 180° gedreht, wodurch der mit dem Schaft versehene Leisten in den Formbereich gelangt, danach wird die Form wieder geschlossen, wobei sich jetzt zwischen der zuerst hergestellten Sohlenschicht und der Leistenunterseite ein Zwischenraum befindet, der mit einem zweiten, beispielsweise Stoßdämpfungseigenschaften aufweisenden Kunststoffmaterial gefüllt werden kann, welches sich zum einen mit der ersten Sohlenschicht verbindet und zum anderen mit dem auf dem Leisten sitzenden Schaft.

Zum Antrieb der Formträgerschenkel dient jeweils ein Druckmit­ telzylinder, der über jeweils ein Kniehebelgetriebe am längeren L-Balken des Schenkels angreift.

Um die Öffnungsbewegung der Trägerrahmenteile zu begrenzen, sind im Bereich der Kniehebelgetriebe am Formengrundrahmen ein­ stellbare Positionierelemente vorgesehen. Ähnliche Elemente sind auch im Bereich des Übergangs vom längeren L-Balken zum kürzeren L-Balken vorgesehen, die dazu dienen, daß sich die Trägerrahmenteile im geschlossenen Zustand der Form nicht nach außen weg bewegen können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Sohlenformwerk­ zeug,

Fig. 2 ein Formwerkzeug gemäß Fig. 1 in Draufsicht und teil­ weise im Schnitt,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung den Fersenbereich des Formwerkzeugs und

Fig. 4 ein Formwerkzeug gemäß den Fig. 1 bis 3 in Seitenan­ sicht.

In den Fig. 1, 2 und 4 ist ein Sohlenformwerkzeug dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Es besteht aus einem Grundrahmen 2, welcher über eine Haltevorrichtung 3 bei­ spielsweise am Rundtisch einer Rundtischmaschine befestigt ist, die jedoch nicht dargestellt ist. Im Grundrahmen 2 befinden sich in der Nähe der Haltevorrichtung 3 zwei kreisbogenförmige Langlöcher 4, welche symmetrisch zur Mittellängsachse a auf einer gemeinsamen Kreislinie verlaufen. In den kreisbogenförmigen Langlöchern 4 sind entlang dieser Kurven verschiebbare Bolzen 5 geführt, welche fest mit jeweils einem Führungsrahmenteil 6 verbunden sind. Die Führungsrahmenteile 6 sind in etwa L-förmig ausgebildet, wobei die kürzeren L-Balken 7 mit ihren freien Enden aufeinander zuweisen. Die Bolzen 5 sind im Bereich des freien Endes der L-Balken 7 angeordnet. An den Führungsrahmenteilen 6 ist ein einstückiger Kunststoffeinsatz 8 befestigt, welcher im Bereich der kürzeren L-Balken 7 der Formträger 6 eine geschlossene Kontur aufweist und an der in Längsrichtung gegenüberliegenden Seite eine Trennfuge 9 aufweist. Im zugefahrenen Zustand der Formträger 6 stoßen die Ränder dieser Trennfuge 9 aneinander. Der Einsatz 8 ist für die Formung der Sohlenseitenränder verantwortlich. Er besteht aus einem elastischen Kunststoff, so daß der Bereich, der sich bei den kürzeren L-Balken 7 der Formträger 6 befindet, als elastisches Gelenk ausgebildet ist.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist dieser Bereich nach oben verlängert und bildet einen nach innen vorspringenden Rand 10.

In der Fig. 2 ist auf der Seite links von der Längsachse a der Formöffnungszustand und auf der gegenüberliegenden Seite der Geschlossenzustand der Form dargestellt. Die Öffnungs- und Schließbewegung wird dabei von je einem Druckmittelzylinder 11, von denen lediglich der linke dargestellt ist, bewerkstelligt. Die Kolbenstange des Druckmittelzylinders 11 greift dabei am Kniegelenk 12 eines Kniehebelgetriebes 13 an, wobei das Kniehe­ belgetriebe einerseits am Grundrahmen 2 gelagert ist und ande­ rerseits an einer lagerbockförmigen Lasche 14, die an das Ende des längeren L-Balkens des Führungsrahmenteils 6 angeformt ist. Der Druckmittelzylinder bzw. die Druckmittelzylinder 11 sind dabei ebenfalls am Grundrahmen 2 befestigt. Zur Begrenzung des Öffnungswinkels der Trägerrahmenteile 6 befindet sich zwischen Druckmittelzylinder 11 und Kniehebelgetriebe 13 ein Positio­ nier- bzw. Anschlagelement 15, dessen Anschlagpunkt 16 mittels einer Stellschraube 17 verändert werden kann. Am entgegenge­ setzten Ende des längeren L-Balkens des Trägerrahmenteils 6 ist am Grundrahmen 2 ebenfalls eine Positionier- bzw. Anschlagele­ ment 18 angeordnet, welches so eingestellt ist, daß das Träger­ rahmenteil 6 in Geschlossenstellung an diesem Element 18 anliegt, wodurch verhindert wird, daß beim Spritzvorgang die Führungsrahmenteile 6 nach außen gedrückt werden. Am gegenüberliegenden Ende der längeren L-Balken der Formträgerteile 6 wird ein Auseinanderdrücken derselben durch den gestreckten Zustand der Kniehebelgetriebe 13 verhindert. Zur besseren Führung beim Öffnen und Schließen des Einsatzes 8 ist eine Abschlußplatte 19 vorgesehen, deren Innenkontur komplementär ist zur Außenkontur der auf die Trennfuge 9 zulaufenden Enden 20 der von den längeren L-Balken abgehenden und aufeinander zuweisenden Fortsätzen 20.

Wären die Bolzen 5 relativ zum Grundrahmen 2 unverschiebbar ge­ lagert, würde das durch die beim Öffnen und Schließen der Form­ trägerteile 6 entstehenden Stauchungen und Dehnungen im Kunst­ stoffmaterial des Einsatzes 8 auftretenden Kräfte zum einen zu Materialermüdungserscheinungen im Kunststoffmaterial selbst führen und zum anderen die Lager der Drehachsen stark be­ anspruchen.

Dadurch, daß die Bolzen 5 in den kreisbogenförmigen Langlöchern 4 verschiebbar gelagert sind, werden die Verformungskräfte im Einsatz 8 durch das Ausweichen der Formträgerteile 6 kompen­ siert.

Mit den Bezugszeichen 21 sind Kanäle bezeichnet, in denen ein Temperier- beispielsweise ein Kühlmedium in den Formseitenbe­ reich eingeleitet werden kann.

In der Fig. 1 ist als obere Formbegrenzung ein Verdränger 22 dargestellt, der in den geöffneten Einsatz 8 hineingefahren wird, wobei sich der Rand des Verdrängers 22 beim Schließen des Einsatzes 8 in eine umlaufende Nut im Rand des Einsatzes ein­ legt. Nicht dargestellt ist ein Bodenstempel 23, der den Form­ hohlraum nach unten abschließt und für die Formung der Sohlen­ struktur bzw. des Absatzes der Sohle zuständig ist. Der Ver­ dränger 22 ist Teil einer komplexeren Vorrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist. Der Verdränger 22 ist über eine Halterung 24 am Kopf 25 einer an der Rundtischmaschine angeordneten Ver­ schwenkvorrichtung 26 befestigt. Um 180° versetzt zum Verdrän­ ger 22 ist am selben Kopf 25 eine Halterung 27 für einen Lei­ sten 28 befestigt.

Im Sohlenspitzenbereich 29 sind zwei übereinander angeordnete Einspritzkanäle 30 vorgesehen, durch die aus einem nicht darge­ stellten Einspritzaggregat Kunststoffmaterial in den Formhohl­ raum eingespritzt wird.

Damit bei geöffneter Form sowohl der Verdränger 22 als auch der Leisten 28 frei aus dem Bereich des Einsatzes 8 herausgefahren werden kann, ist zwischen den Halterungen 24 und 27 des Ver­ drängers 22 einerseits und des Leistens 28 andererseits eine druckmittelbetätigte Schlittenführung 31, 32 vorgesehen. Diese Schlittenführungen bewirken, daß der Verdränger 22 bzw. der Leisten 28 horizontal nach vorne verschoben werden kann.

Der Verfahrensablauf beim Fertigen eines Schuhs ist dabei fol­ gender:
In den geöffneten Einsatz 8 wird zunächst der Verdränger 22 eingefahren. Von unten wird der heb- und senkbare, im Werkzeug 1 integrierte Bodenstempel 23 hochgefahren. Sodann wird mittels der Druckmittelzylinder 11 der Einsatz 8 geschlossen. In den so entstandenen Formhohlraum wird über einen der Einspritzkanäle 30 ein erstes, beispielsweise abriebfestes Kunststoffmaterial eingespritzt. Nach weitgehender Verfestigung der so entstan­ denen Laufsohle wird die Form geöffnet, der Verdränger horizon­ tal nach vorne gefahren und nach oben aus dem Bereich des Ein­ satzes herausgefahren. Dann wird mittels der Verschwenkvorrich­ tung 26 der Verdränger um 180° nach oben verschwenkt, wodurch nun der Leisten seine Position oberhalb des Werkzeugs einnimmt. Der Leisten wird in seine Formstellung verfahren und das Werk­ zeug wieder geschlossen. Zwischen der Unterseite des Leistens 28 und der zuvor hergestellten Laufsohlenschicht ist ein Hohl­ raum verblieben, der über den zweiten Einspritzkanal mit einem Kunststoff gefüllt wird, der beispielsweise Stoßdämpfungseigen­ schaften aufweist. Auf den Leisten aufgezogen ist ein nicht dargestellter Schaft, der beim Spritzvorgang mit der Zwischensohle, die sich beim Spritzvorgang mit der Laufsohle verbunden hat, verbunden wird. Nachdem der Anformvorgang beendet ist und das Material ausreichend verfestigt ist, wird die Form aufgefahren, indem mit Hilfe der Druckmittelzylinder 11 zum einen der Einsatz 8 aufgespreizt wird und der Bodenstempel 23 nach unten abgesenkt wird, damit auch die strukturierte Laufsohle bzw. deren Absatz entformt werden kann. Dann wird nach horizontaler Verschiebung nach vorne des Leistens derselbe nach oben aus dem Werkzeugbereich bewegt und der fertige Schuh kann vom Leisten abgezogen werden.

Claims (9)

1. Formwerkzeug zur Herstellung von Schuhsohlen aus Kunst­ stoff mit einem die seitlichen Formbegrenzungswände bil­ denden und die Sohlenrandkontur formenden Einsatz aus ela­ stischem Kunststoff, der an einer Seite eine Trennfuge aufweist und an der dieser Trennfuge gegenüberliegenden Seite geschlossen ist und dort ein elastisches Gelenk bil­ det, wobei der Einsatz auf einem zweiteiligen Führungsrah­ men befestigt ist, der V-förmig aufklappbar gestaltet ist, mit einem die untere Formbegrenzung bildenden Bodenstempel und einem oberen Formbegrenzungselement, sowie mindestens einem Einspritzkanal, der den Formhohlraum mit einem Ein­ spritzaggregat verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsrahmen (6) aus zwei in etwa L-förmigen Schenkeln (6) besteht, wobei die kürzeren L-Balken (7) im Bereich des elastischen Gelenks des Einsatzes (8) aufein­ ander weisen und die Drehachsen (4) der Schenkel (6) im kürzeren L-Balken (7) der Schenkel (6) angeordnet sind und der Dehnung bzw. Stauchung des elastischen Gelenkteils beim Öffnen und Schließen folgend entlang einer definier­ ten Kurve (5) verschiebbar sind.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen durch jeweils einen Bolzen (4) gebildet sind, der in einer kreisbogenförmigen Langlochführung (5) beim Öffnen und Schließen der Schenkel (6) verschiebbar ist.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenstempel (23) im Werkzeug (1) heb- und senkbar integriert ist und das obere Formbegrenzungselement (22, 28) neben der Hub- und Senkbewegbarkeit in Formhohl­ raumlängsrichtung (a) horizontal verschiebbar ist.

4. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Formbegrenzungselement ein Verdränger (22) ist.

5. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Formbegrenzungselement durch einen mit einem Schaft bezogenen Leisten (28) gebildet ist.

6. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger (22) und der Leisten (28) an einer Ver­ schwenkeinrichtung (26, 25) angeordnet ist und beide nach­ einander durch Verschwenkung um jeweils 180° die obere Formbegrenzung bilden, und im Formhohlraum zwei übereinan­ der angeordnete Einspritzkanäle (30) münden.

7. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (6) mittels Druckmittelzylinder (11), die über jeweils ein Kniehebelgetriebe (13) am längeren L-Bal­ ken des Schenkels (6) angreifen, um ihre jeweilige Drehachse (4) verdrehbar sind.

8. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der Schenkel (6) durch einstellbare Anschlagelemente (15) begrenzt ist.

9. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (6) beim Spritzvorgang durch jeweils ein Anschlagelement (18) einerseits und durch die Kniehebel des Kniehebelantriebs andererseits gegen Verschiebung nach außen gesichert sind.