DE19854536A1 - Orthopädisches Stützteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines orthopädischen Stützteiles, und ein nach dem Verfahren hergestelltes Stützteil mit einem Kern (3) aus hartem Kunststoff und aus einem Mantel (2) aus einem weichen Kunststoff. Um die Stufenabzeichnung durch den Mantel weitestgehend zu verhindern, ist vorgesehen, daß der Kern (3) und der Mantel (2) kunststoffspritzgegossen und/oder geschäumt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein orthopädisches Stützteil und ein Verfahren zum Herstellen eines orthopädischen Stütz­ teiles gemäß der Gattungsbegriffe der Ansprüche 1 bzw. 6.

Orthopädische Stützteile mit einem Kern aus hartem Kunststoff und einem Mantel aus weichem Kunststoff sind im Stand der Technik bekannt. Diese insbesondere als Schuheinlagen bzw. Einlagenrohlinge bekannten Stütztei­ le werden aus mehreren Lagen unterschiedlichen Material­ eigenschaften aufweisender Kunststoffe zusammengeklebt. Dieser Sandwich-Aufbau ist zum einen sehr Arbeitsaufwen­ dig und führt zu einer nach außen dringenden Stufenaus­ bildung, da die einzelnen Lagen zufolge ihrer Bereit­ stellung als Stanzteile eine durchgehend gleiche Materi­ alstärke aufweisen. Man kann die Stufenausbildung mini­ mieren, indem man eine Mehrzahl, dafür aber dünnere Versteifungslagen auswählt. Bei dem bekannten Herstel­ lungsverfahren wird durch Aufeinanderkleben einer Viel­ zahl von Versteifungslagen zunächst ein harter Kern in eine vorbestimmte Rohlingsform gebracht. Dieser Kern ist thermoplastisch verformbar, so daß er individuell formanpaßbar ist. Das Material dieses Kernes ist so gewählt, daß es zwar elastisch nachgiebig ist, sich bei Verwendung, insbesondere durch Beaufschlagung mit dem Körpergewicht des Einlagenträgers, nicht wesentlich oder nur an dazu vorgesehenen Stellen verformt. Insbe­ sondere aus sprödem Material gefertigte Kerne müssen einen stumpfen, im wesentlichen nur verrundeten Rand aufweisen. Dies führt dazu, daß sich dieser Rand stufen­ artig durch die Ummantelung abzeichnet. Schuheinlagen bzw. Verfahren zur Herstellung von Schuheinlagen sind ferner aus der europäischen Patentschrift EP 0 198 951 bzw. in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE-GM 85 09 263.0 vorbekannt. Diese Schuheinlagen bestehen nur aus einer Komponente.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes orthopädisches Stützteil bzw. ein Verfahren zur Herstellung desselben anzugeben, bei dem die Stufenab­ zeichnung durch den Mantel weitestgehend verhindert ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch das im Anspruch 1 angege­ bene Verfahren bzw. durch den im Anspruch 6 angegebenen Gegenstand.

Die Aufgabe wird zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Kern und der Mantel kunststoffspritzge­ gossen oder aus Kunststoff geschäumt werden. Dabei kann der aus einem harten bzw. formstabilen Kunststoff, bspw. Polypropylen bestehende Kern in einem ersten Spritzgußschritt geformt werden. Dieser Spritzguß­ schritt kann in einer der Kernumrißkontur entsprechen­ den Form erfolgen. Das Kernstück wird dann einem zwei­ ten Spritzgußschritt von einem weichen Kunststoffmateri­ al. bspw. einem Elastomer ummantelt. Eine zweite Verfah­ rensvariante sieht vor, daß Kern und Mantel in einem einzigen Spritzgußschritt derart gefertigt werden, daß in ein Formnest, welches der Umrißkontur des fertigen Stützteiles entspricht, zunächst die den Mantel ausbil­ dende Kunststoffmasse eingespritzt wird und dann durch eine in diese Masse eingetauchte Injektionsnadel die den Kern ausbildende Masse eingespritzt wird. Durch die erfindungsgemäße Anwendung eines derartigen Intervall­ verfahrens oder Sandwichverfahrens ist es möglich, daß an den Kanten aller Mehrkomponenteneinlagen die Materi­ alstärke zum Rand hin abnimmt. Dies führt zu besseren Übergängen und zu einer höheren Elastizität an den Randzonen. Der Innenkern soll ein hohes Elastizitätsmo­ dul besitzen, gleichzeitig aber eine ausreichende Fe­ stigkeit. Die Ummantelung der Einlage soll einen hohen Reibungskoeffizienten haben, um eine ausreichende Haf­ tung auf der Brandsohle des Schuhs zu erzielen. Auch sollte die Ummantelung der Mehrkomponenteneinlage eine hohe Rückstellkraft besitzen. Sie soll eine ausreichen­ de Schockabsorptionsfähigkeit besitzen. Das gefertigte Spritzgußteil soll als Rohling, bspw. durch Aufkleben weiterer Einzelkomponenten an die individuelle Fußform anpassungsfähig sein. Gegebenenfalls kann die Anpassung auch durch Wärmebeaufschlagung erfolgen.

Um den Mantel beim Verfahren gemäß der zweiten Variante ringsum mit weichem Material zu schließen, kann vorgese­ hen sein, daß nach Beendigung der Kernmasseninjektion ein Nachspritzen von Mantelmasse eingeleitet wird. Es ist ferner möglich, daß eine Weichmaterialeinspritzung an anderer Stelle gleichzeitig mit der Kernmassenein­ spritzung erfolgt, um so eine vergrößerte Weichzone zu erzeugen. Das nach der erfindungsgemäßen Verfahrensan­ wendung gefertigte Stützteil soll in einem der Kernrand­ kante unmittelbar benachbarten Bereich eine vergrößerte Materialstärke im Mantel besitzen. Dies insbesondere dann, wenn der Kern nicht keilförmig ausläuft.

Die Erfindung umfaßt auch solche Verfahren und nach dem Verfahren hergestellte Produkte, bei denen bei den vorgehend beschriebenen Verfahren die Spritzgußschritte jeweils ausgetauscht werden gegen Schäumungsschritte. Dementsprechend umfaßt die Erfindung Mehrkomponenten­ spritzgußteile und Mehrkomponentenschaumteile.

Eine weitere Variante sieht dementsprechend vor, daß der Kern chemisch aufgeschäumt wird. Dabei kann der aus einem harten bzw. formstabilen Kunststoff, bspw. Poly­ propylen, bestehende Kern auf eine Materialplatte, bspw. ein Elastomer, welche der Umrißkontur des ferti­ gen Stützteiles entspricht, kunststoffspritzgegossen oder chemisch aufgeschäumt werden. Dieser Prozeßschritt kann in einer der Mantelumrißkontur entsprechenden Form erfolgen. Hierzu ist jedoch vor Prozeßbeginn eine, der Umrißkontur des fertigen Stützteiles entsprechende Materialplatte, in das obere Formnest und eine, der Umrißkontur des fertigen Stützteiles entsprechenden Materialplatte, in das untere Formnest einzulegen. Eine zweite Verfahrensvariante sieht vor, daß die Mantel­ ober- und Mantelunterseite, welche der Umrißkontur des fertigen Stützteiles entsprechen, bereits an den Randzo­ nen miteinander verbunden sind, bspw. durch Verkleben, wobei ein Einspritz- oder Aufschäumkanal für die Kern­ masse erhalten bleibt. Dieser Einspritzkanal kann nach dem Spritz- oder Aufschäumschritt des Kernes geschlos­ sen werden, bspw. durch Verkleben.

Es ist möglich, daß an den Kanten aller Mehrkomponenten­ einlagen die Materialstärke des Kernes zum Rand hin abnimmt. Dies führt zu besseren Ubergängen und zu einer höheren Elastizität an den Randzonen. Der Innenkern soll ein hohes Elastizitätsmodul besitzen, gleichzeitig aber eine ausreichende Festigkeit. Die Ummantelung der Einlage soll einen hohen Reibungskoeffizienten haben, um eine ausreichende Haftung auf der Brandzone des Schuhs zu erzielen. Auch sollte die Ummantelung der Mehrkomponenteneinlage eine hohe Rückstellkraft besit­ zen. Sie soll eine ausreichende Schockabsorptionsfähig­ keit besitzen. Das gefertigte Teil soll als Rohling, bspw. durch Aufkleben weiterer Einzelkomponenten an die individuelle Fußform anpassungsfähig sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Mehr­ komponenteneinlage in Form eines kurzsohligen Rohlings;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 2a einen vergrößerten Ausschnitt davon;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 4a einen vergrößerten Ausschnitt davon.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Rohling 1 einer Mehrkomponenteneinlage besitzt einen Kern 3, der aus einem relativ harten spritzgußfähigen Kunststoff, bspw. Polypropylen gefertigt ist. Der Kern besitzt über seine gesamte Erstreckungsfläche eine im wesentlichen gleich­ bleibende Materialstärke, die zum Rand 3' hin keilför­ mig nach außen abnimmt. An besonders belasteten Stel­ len, bspw. im Fersenbereich, kann der Kern aber auch eine größere Materialstärke ausbilden. Es ist ferner möglich, daß der Kern in bestimmten Bereichen eine dünne und elastische Zone ausbildet.

Der Kern 3 ist von einem Mantel 2 umgeben. Die Mantel­ randkante 2' kann ebenfalls keilförmig nach außen ver­ laufen, also eine nach außen hin abnehmende Material­ stärke ausbilden. In dem der Randkante 3' unmittelbar benachbart liegenden Bereich 5 besitzt der Mantel 2 eine vergrößerte Materialstärke. Die Materialstärken­ vergrößerung entspricht im wesentlichen der Randmateri­ alstärke des Kernes 3. Zusätzlich kann der Mantel eine Weichzone 4 ausbilden, die sich an den Bereich 5 an­ schließt und in den keilförmigen Mantelrand 2' ausläuft.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kernrand 3' verrundet.

Gefertigt werden die Ausführungsbeispiele zum einen dadurch, daß in einem ersten Spritzgußschritt der Kern in an sich bekannter Weise in einem ersten Formnest spritzgegossen wird. Danach kann der Kern in eine zwei­ te Spritzgußform gebracht werden oder die Spritzgußform kann durch Schieberbetätigung ihre Form ändern, so daß ein den Kern umgebender Raum verbleibt, in welchen weiches Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Dabei kann der Kern durch in die Form hineinragende Fixie­ rungsstifte in eine Abstandshaltung gehalten werden. Die Stifte können während oder nach dem Spritzvorgang des Mantels 2 zurückgezogen werden, so daß die Kunst­ stoffmasse in die verbleibenden Öffnungen expandieren kann. Bevorzugt werden die vorbeschriebenen Stützteile 1 aber durch das sogenannte Sandwich-Spritzgießverfah­ ren oder Intervall-Spritzgußverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine vorbestimmte Menge Kunststoff aus weichem Material in die Spritzgußform eingespritzt. Die Menge dieser Masse entspricht dabei vorzugsweise der gesamten, für die Mantelausbildung benötigten Kunststoffmenge. In diese, das Formnest nicht vollständig ausfüllende Masse wird sodann zeitver­ setzt eine Injektionsnadel gestochen. Durch diese Injek­ tionsnadel wird dann in die noch plastisch verformbare Weichmasse das den Kern ausbildende Kunststoffmaterial eingespritzt. Dabei wird die weiche Kunststoffmasse gegen die Formnestwandung gedrückt. Die Form des Kernes wird bei diesem Verfahren einerseits durch die Fließei­ genschaften der beiden Kunststoffmassen bestimmt und andererseits durch den Formwandungsabstand. Die Parame­ ter Zeit und Druck sind dabei so angepaßt, daß eine reproduzierbare Kernform entsteht.

Um die Form des Einlagenrohlinges, insbesondere dessen Umrißkontur in der Sohlenebene reproduzierbar einstel­ len zu können, kann vorgesehen sein, daß sich bestimmte Wandungsabschnitte des Formnestes während des Einbring­ ens des Kernmaterials bewegen und insbesondere dadurch während des Spritzvorganges den Wandungsabstand verän­ dern. Ferner kann vorgesehen sein, daß während des Einspritzens des Kernmaterials an einer anderen Stelle durch eine oder mehrere weitere Angußöffnungen Mantel­ kunststoff eingespritzt wird, um bspw. Weichzonen 4 zu erzeugen.

Sobald die gesamte Kernmasse eingespritzt ist, wird die Injektionsnadel aus der Form herausgezogen und die Einstecköffnung der Injektionsnadel durch Nachspritzen von weichem Mantelmaterial wieder verschlossen. Nach Verfestigung des thermoplastischen Rohlings wird er aus der Form geworfen.

Der erfindungsgemäße Einlagenrohling läßt sich zu einer Einlage mit einem erhöhten Tragekomfort bspw. durch Anpassung an den Patientenfuß umformen. Unkomfortabele Stufen zeichnen sich nicht mehr durch den Mantel ab. Zusätzliche Auspolsterungen sind nicht mehr notwendig.

Anstelle des zuvor beschriebenen Spritzgußverfahren kann auch ein Aufschäumverfahren verwendet werden. So ist es möglich, zunächst einen Kern zu schäumen und diesen dann in ein zweites Formnest einzubringen und um den Kern einen Mantel zu schäumen. Ferner ist es möglich, zunächst eine schaumfähige Masse in eine Spritzgußform hineinzugeben, wobei diese Masse dem Mantel entspricht. In diese Masse kann dann in einem zweiten Schritt eine schäumfähige Kunststoffmasse, die den Kern ausbildet, injiziert werden. Durch das Aufschäumen entsteht dann ein Einlagerohling mit einem harten, geschäumten Kern, der vollständig von einem weichen, geschäumten Mantel umgeben ist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß in das obere und/oder das untere Formnest eine Materialplatte eingebracht wird. Zwischen diese beiden Materialplatten wird dann der Kern gespritzt oder geschäumt. Die Materialplatten, die dann den Mantel ausbilden, werden randseitig mitein­ ander verbunden.

Sowohl die geschäumte Mehrkomponenteneinlage, als auch die spritzgegossene Mehrkomponenteneinlage soll vorzugs­ weise aus homogenen Komponenten bestehen. Der Kern soll insgesamt ein homogener Hartkörper sein, dessen Dicke über seine gesamte Fläche variieren kann. Ebenso soll der Mantel ein homogener Weichkörper sein. Auch dessen Dicke kann über die gesamte Mantelfläche variieren.

Die Erfindung wurde anhand eines kurzsohlingen Rohlings beschrieben. Gegenstand der Erfindung sind aber auch langsohlige Rohlinge.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen eines orthopädischen Stütz­ teiles, insbesondere einer Schuheinlage, aufweisend einen harten Kern und weichen Mantel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Kern (3) und Mantel (2) kunststoffspritz­ gegossen und/oder geschäumt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem ersten Spritz­ gußschritt spritzgegossene Kern (3) in einem zweiten Spritzgußschritt ummantelt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Kern (3) und Mantel (2) in einem einzigen Spritzgußschritt derart gefertigt werden, daß in ein Formnest, welches die Umrißkontur des Stützteiles (1) besitzt, zunächst die den Mantel (2) ausbildende Kunst­ stoffmasse eingespritzt wird und dann durch eine in diese Masse eingetauchte Nadel die den Kern (3) ausbil­ dende Masse in die Mantelmasse eingespritzt wird.

4. Verfahren nach oder insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Herausziehen der Injek­ tionsnadel deren Einstichöffnung durch Nachspritzen von Mantel-Kunststoff-Masse verschlossen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei, den Mantel ausbildende Materialplat­ ten in eine Spritzgußform eingebracht werden, in deren Zwischenraum ein den harten Kern ausbildender Kunst­ stoff eingebracht wird und anschließend die beiden Materialplatten in dem den Kern umschließenden Randbe­ reich miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ausbildung einer Weichzone (4) wäh­ rend der Kernmasseneinspritzung durch eine zweite Anguß­ öffnung Mantelkunststoffmasse eingespritzt wird.

7. Orthopädisches Stützteil mit einem Kern (3) aus hartem Kunststoff und aus einem Mantel (2) aus einem weichen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil ein Spritzgußteil oder Schäumungsteil ist, bei dem der Kern (3) stufenkompensiert vom Mantel (2) umgeben ist.

8. Orthopädisches Stützteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) in dem den Kernrand (3') unmittelbar benachbarten Bereich (5) eine vergrößerte Materialstärke besitzt.

9. Orthopädisches Stützteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernrand (3') keilför­ mig oder gerundet ausläuft.

10. Orthopädisches Stützteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelrand (2') im wesentlichen keilförmig ausläuft.

11. Orthopädisches Stützteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine Shore-Härte A von 95 bis 100 besitzt.

12. Orthopädisches Stützteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel eine Shore-Härte A von etwa 30 besitzt.