DE2239702A1

DE2239702A1 - Verfahren zur oberflaechenbearbeitung von werkstuecken

Info

Publication number: DE2239702A1
Application number: DE19722239702
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Broadley; Ivan Percy Crouch; Nigel Roger Tout; Sydney Arthur Vinter
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1973-02-22
Also published as: FR2166892A5; GB1406422A; IE36805B1; JPS4826843A; AU4542372A; ES406309A1; IE36805L; AU476843B2; IT963931B

Description

Patentanwalt

D-8 München 26, Postfach 4 Telefon 06»/292555

München, den 11, August 1972

Mein Zeichen j

Anmelder; USM Corporation

Flemington/ilew Jersey Zustelladresse: Balch Street Beverly, Mass.01915 USA

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit wenigstens einer Oberflächenschicht aus wärmeformbarem Material, bei welchem die Oberfläche eines Werkstückes durch Wärme und Druck unter Verwendung eines Prägestempels mit Muster- und/oder Oberflächenstrukturmerkmalen, die auf die Oberfläche aufzubringen sind, geformt wird.

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Unter dem Ausdruck "wärmeformbareβ Material" ist ein Material zu verstehen, das bei erhöhten Temperaturen formbar ist. Der Ausdruck "formbares Material" bezieht sich auf ein Material, bei dem die Masse eines Teils in eine gewünschte Verteilung gebracht werden kann (im Gegensatz zu der blossen Formänderung ohne Beeinflussung der Masseverteilung) . Wenn das Material bei Umgebungstemperatur formbar ist, ist seine Masse bei einer derartigen Temperatur im allgemeinen amorph. Solch ein Material kann z.B. eine flüssige, pastenförmige oder pulverige Form haben. Wenn das Material wärmeformbar ist, kann seine Masse wie oben oder in einer definierten Form sein, wenn es Umgebungstemperatur hat, z.B. in Folien- oder Stangenform·

Bei der Herstellung von Schuhen ist es üblich, Verzierungen verschiedener Arten auf den Schuhschäften zu bilden. Solche Verzierungen weisen Stanzmuster, befestigte Streifen und dekorative Stiche bzw. Nähte auf. Mit der zunehmenden Verwendung von wärmeformbaren Materialien für Schuhschaftteile, insbesondere PVC-Uberzogenem Gewebe wurden die verschiedenen Verzierungen in bestimmten Fällen durch nachgebildete Ausführungsformen, z.B. nachgebildete Stiche oder Nähte ersetzt. Es wurden dahier Verfahren vorgeschlagen und werden verwendet, bei deren Durchführung die Oberfläche eines Werkstücks aus wärmeformbarem Material unter Verwendung eines Prägestempels aus Silicongummi durch Anwendung von Druck auf den Stempel und das Werkstück in einem elektrischen HF-Feld geformt wird. Das wärmeformbare Material wird veranlasst, durch Anwendung von Wärme in den fliessfähigen Zustand überzugehen und das Muster des Silicongummistempels anzunehmen.

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Bei üblichen Schaftverzierungen kann die Verzierung selbst eine gegenüber dem Schuhschaft unterschiedliche Farbe haben. Bei der Durchführung eines wie oben erwähnten'Formverfahrens wurde vorgeschlagen, einen zusätzlichen Teil des wärmeformbaren Materials in einer Vertiefung, die in der Oberfläche des Prägestempels ausgebildet ist und die einen Teil eines Musters des Stempels bildet, anzuordnen, bevor der Stempel und das Werkstück.zusammengebracht werden. Dieser Teil des wärmeformbaren Materials kann in Folien- oder Stangenform
oder in flüssiger,pastenförmiger oder pulveriger Form vor·» liegen. In jedem Fall bestehen jedoch erhebliche Beschränkungen. Wenn das Material z.B. in Folien- oder Stangenform vorliegt, ist es zur Bildung von nachgebildeten Stichen
bzw, Nähten nicht möglich, Teile mit ausreichend geringen
Abmessungen vorzusehen, während bei der Verwendung einer
Flüssigkeit, einer Paste oder eines Pulvers die Qesamtmustermerkmale eines Werkstücks erheblich beschränkt sind, z.B. bei der Herstellung eines Schuhschaftteiles mit einem insgesamt reptilhautartigen Muster mit nachgebildeten
Stichen bzw. Nähten unterschiedlicher Farbe, wenn eine
saubere Auftragung erzielt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese verschiedenen, oben erläuterten Nachteile zu beseitigen. Gelost wird diese Aufgabe dadurch, dass vor der Formung der Werkstückoberfläche eine zusätzliche Schicht aus wärmeformbarem
Material, die mit dem wärmeformbaren Material, das die
Werkstückoberfläche bildet, verträglich ist, auf die Werkstückoberfläche in einem Muster aufgebracht wird, das
wenigstens einem Teil des Musters des Prägestempels entspricht, dass die zusätzliche Schicht dann zusammen mit
der Werkstückoberfläche entsprechend dem Muster des Präge-

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stempeis geformt wird, und dass die zusätzliche Schicht mit der Werkstückoberfläche des-fertigen Werkstücks verschweisst wird. Durch Aufbringen einer zusätzlichen Schicht auf die Werkstückoberfläche vor dem Formvorgang anstelle der Einbringung der zusätzlichen Schicht in die Stempeloberfläche vor dem Formvorgang werden die oben erwähnten Nachteile leicht überwunden.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann die zusätzliche Schicht aus einem Material mit einer gegenüber der der Werkstückoberfläche unterschiedlichen Farbe sein. Ausserdem kann es in flüssiger Form, Paaten- oder Pulverform oder in Folienform vorliegen. Vorzugsweise ist das Material ein PVC-Plastisol, ein feinpulveriges PVC oder ein trägerloses PVC-Folienmaterial. In jedem Fall muss das Material mit dem wärmeformbaren Material verträglich sein, das die Werkstückoberfläche bildet, z.B. ein PVC-überzogenes Gewebe oder ein poromeres Material.

Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkstück ein Muster mit einer oder mehreren Vertiefungen und im übrigen eine glatte Oberfläche hat, und dass das Material in die Vertiefungen, die das Muster bilden, eingestrichen wird, so dass das Material, das die zusätzliche Schicht bildet, mit den umgebenden Teilen der Werkstückoberfläche bündig ist. Es ist ersichtlich, dass, da das Werkstück eine im übrigen glatte Oberfläche hat, das Auftragen bzw. Einstreichen des Materials derart, dass die übrigen Teile der Oberfläche sauber bleiben, leicht erreicht werden kann. Gegebenenfalls kann,nach-dem das Material,wie zuvor erwähnt,eingestrichen wurde, jedoch bevor das Werkstück mit dem Prägestempel zur Durchführung

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der Formgebung in Berührung gebracht wurde, die Werkstückoberfläche mit dem eingestrichenen Material erhitzt werden. Zweckmässigerweise kann das aus einer oder mehreren Vertiefungen bestehende Muster in der Werkstückoberfläche mittels eines weiteren Prägestempels unter Anwendung von Wärme und Druck gebildet werden. Dieser weitere Prägestempel und auch der zuerst erwähnte Prägestempel können aus Silicongummi bestehen und bei der Durchführung der Formgebung unter Anwendung des ersten Stempels oder eine Prägevorgangs unter Verwendung des zweiten Stempels kann Wärme durch Erzeugung eines elektrischen HF-Feldes zugeführt werden.

Bei der Durchführung dieser Ausführungsform der Erfindung besteht die zusätzliche Schicht vorzugsweise aus einem Material in flüssiger Form, Pasten- oder Pulverform.

Bei einer anderen Äusführungsform, bei der zusätzliche Schicht aus trägerlosem PVC-Foiienmaterial besteht, kann diese Schicht auf die Werkstückoberfläche durch einen Appliziervorgang aufgebracht werden,, bei dem die Schicht aus dem Folienmaterial^ausgeschnitten und an der Werkstückoberfläche durch eine Verbindung nahe der Schneidkante der Schicht unter Anwendung von Wärme und Druck befestigt wird. Bei der Durchführung des Appliziervorgangs kann ein Applizierstempel verwendet werden, der aus einem Metallblatt oder Metallblättern besteht. Um einen passenden Applizierstempel und einen Prägestempel sicherzustellen, kann der Prägestempel aus einem Modell gegossen sein, das durch Markierung eines Werkstückzuschnittes unter Anwendung des Applizierstempels hergestellt, wird, und ein gewünschtes Muster wird auf der Zuschnittoberfläche entsprechend der Markierung gebildet.

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Bei der Durchführung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine zusätzliche Schicht auf die Werkstückoberfläche unter Verwendung eines weiteren Prägestempels mit einem Muster aus einer oder mehreren Vertiefungen und einer im übrigen glatten Oberfläche aufgebracht werden. Bei der Durchführung dieser Ausführungsform wird ein Teil des Materials in die Vertiefung bzw. Vertiefungen eingestrichen. Das Werkstück wird dann mit dem weiteren Stempel in Berührung gebracht und das Material, das die zusätzliche Schicht bildet, wird mit der Werkstückoberfläche durch Anwendung von Wärme und Druck verbunden, bevor es, wie zuvor erwähnt, entsprechend dem Muster des ersten Prägestempels geformt wird. Vorzugsweise liegt bei der Durchführung dieses Verfahrens das Material der zusätzlichen Schicht in flüssiger Form, Pasten- oder Pulverform vor. Das Material wird auch vorzugsweise nach dem Einstreichen, jedoch bevor das Werkstück mit dem weiteren Stempel in Berührung gebracht wird, erwärmt. Wie bei der ersten Ausführungsform können der'erste und der weitere Stempel aus Silicongummi bestehen und bei der Durchführung eines Formvorgangs unter

erwendung des ersten Stempels oder eines ähnlichen Vorgangs bei Verwendung des weiteren Stempels wird Wärme durch Erzeugung eines elektrischen HF-Feldes zugeführt. Bei der Durchführung dieser weiteren Ausführungsform sind der erste und der weitere Stempel vorzugsweise mit Werkstückbefestigungseinrichtungen versehen, mittels derer ein Werkstück, das nach Verwendung des weiteren Stempels bearbeitet wurde, in Übereinstimmung mit dem ersten Stempel angeordnet werden kann. Somit ist die Beziehung zwischen den Einrichtungen des weiteren Stempels und seinem Muster die gleiche wie zwischen den Einrichtungen des ersten Stempels und seinem entsprechenden Muster.

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Zweckmässigerweise bestehen die Werkstückbef estigunge.e.inrichtungen aus wenigstens drei (vorzugsweise fünf) Vertiefungen, die in der das Muster tragenden Oberfläche eines jeden Stempels ausgebildet sind» Somit wird bei Durchführung eines Vorgangs unter Verwendung des weiteren Stempels Material in die Vertiefungen gestrichen, bevor ein Werkstück mit dem weiteren Stempel wie zuvor erwähnt in Berührung gebracht wird, so dass bei der nachfolgenden Anwendung von Wärme und Druck Befestigungselemente an der Werkstückoberfläche gebildet werden. Die Vertiefungen in der entsprechenden Anzahl, die in der Oberfläche des ersten Stempels ausgebildet sind, sind in der Lage,die so an der Werkstückoberfläche gebildeten Befestigungselemente aufzunehmen, so dass das Werkstück übereinstimmend mit dem Muster des ersten Stempels angeordnet werden kann.

Darüber hinaus sind bei der Durchführung dieser weiteren Ausführungsform die Genauigkeit der Übereinstimmung des Werkstücks mit dem ersten Stempel die "Breite und die Länge der Vertiefung bzw. Vertiefungen, die das Muster des weiteren Stempels bilden, geringer als die Breite und Länge des entsprechenden Musters des ersten Stempels. Um jedoch sicherzustellen, dass die zusätzliche Schicht ausreichend Material für die dekorative Oberflächenstruktur des fertigen Werkstücks hat, ist die Tiefe der Vertiefung bzw. Vertiefungen, die das Muster des weiteren Stempels bilden, grosser als die des entsprechenden Musters des ersten Stempels.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann die Oberfläche durch Aufbringung einer Menge wärmeformbaren Materials unabhängig von irgendeinem Muster und/ oder Oberflächenstrukturmerkmal, das auf die Werkstückober-

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fläche aufzubringen ist, bearbeitet werden. So kann z.B. ein SchuhschafUeil mit einer insgesamt reptilhautartigen Oberflächenstruktur mit einer Reihe von nachgebildeten

Stichen bzw. Nähten mit einer unterschiedlichen Farbe gegenüber der der umliegenden Teile der Oberfläche versehen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 12 erläutert. Es zeigt*

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung mit einem Teil in vergrössertem Maßstab, aus dem ein Schuhschaftzuschnitt nach Durchführung eines ersten Prägevorgangs bei der Durchführung der ersten Ausführungsform hervorgeht,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, ebenfalls mit

einem Teil in vergrössertem Maßstab, die der der Fig. 1 ähnlich ist, aus dem jedoch der Schaftzuschnitt nach Durchführung eines zweiten Vorgangs hervorgeht,

Fig. 3 einen Schnitt des Schaftzuschnitts der Fig. 2,

Fig. k eine schematische Schnittdarstellung, aus der ein Werkstück, ein Applizierstempel und eine dazwischen angeordnete Schicht eines Folienmaterials für die Durchführung des zweiten beispielsweisen Verfahrens hervorgeht,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung eines Werkstücks, auf das eine zusätzliche Schicht aufgebracht wurde,

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Fig. 6 einen Schnitt eines Werkstücks am Ende des zweiten beispielsweisen Verfahrens,

Fig. 7 eine allgemein Fig. k ähnliche Darstellung, jedoch mit einem anderen Applizierstempel,

Fig. 8 ein Werkstück, auf das eine zusätzliche Schicht unter Verwendung eines Applizierstempels wie in Fig. 7 aufgebracht wurde,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Schuhschaftes am Ende des zweiten beispielsweisen Verfahrens unter Verwendung des Stempels der Fig. 7»

Fig.10 einen Schnitt, aus dem ein weiterer Prägestempel-hervorgeht, in den Material eingestrichen wurde, sowie ein Werkstück vor Durchführung des ersten Prägevorgangs bei der Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens,

Fig.11 eine perspektivische Darstellung mit einem Teil in vergrössertem Maßstab, aus der ein Schuhschaftzuschnitt nach Durchführung eines ersten ^rägevorgangs bei der Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens hervorgeht, und

Fig.12 eine perspektivische, allgemein Fig. 11 ähnliche Darstellung, aus der jedoch ein Schuhschaftzuschnitt nach Durchführung.eines Formvorgangs bei der Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens hervorgeht .

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Bezugnehmend auf die Figuren 1 bis 3 werden zur Durchführung des ersten beispielsweisen Verfahrens zuerst zwei Prägestempel aus Silicongummi (nicht gezeigt) unter Verwendung einer geeigneten Form hergestellt. Ein' erster dieser Stempel, der den abschliessenden Formvorgang durchzuführen hat, wird durch ein Giessverfahren hergestellt, während ein weiterer Stempel, der einen Zwischenförmvorgang durchzuführen hat, von dem gleichen Modell hergestellt werden kann, z.B. durch photographische Mittel, Der weitere Stempel ist mit einem Muster versehen, das drei Reihen erhabener Teile aufweist, durch die in einem ersten Formvorgang ein erstes Muster, bestehend aus drei Reihen von Vertiefungen in die Oberfläche 12 eines Schuhschaf tzuschnittes B geprägt werden kann, wie Fig. 1 zeigt. Der erste Prägestempel hat ein Muster, bestehend aus drei Reihen Ausnehmungen, die in Grosse und Lage dem Muster de« weiteren Stempel entsprechen, so dass in einem zweiten Formvorgang der erste Stempel und der Zuschnitt B so angeordnet werden können, dass das Stempelmuster mit dem geprägten Muster des Zuschnitts übereinstimmt.

Bei der Durchführung des ersten beispielweisen Verfahrens wird nach dem ersten Formvorgang wie zu erwähnt ein Teil des Materials (das eine zusätzliche Schicht bildet), das bei Umgebungstemperatur formbar und mit dem wSrmeformbaren Material des Zuschnitts B verträglich ist, in die Vertiefungen 10 eingestrichen, so dass es bündig mit den umgebenden Teilen der Zuschnittoberfläche liegt. Abgesehen von den Vertiefungen 10 ist die Zuschnittoberfläche glatt, so dass das Einstreichen leicht durchgeführt werden kann. Mit dem so eingestrichenen Material wird ein zweiter Formvor-

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gang durchgeführt, bei dem die zusätzliche Schicht mit der Oberfläche des Zuschnittes verschwelest wird und die Zuschnittoberfläche und die zusätzliche Schicht entsprechend dem Muster des ersten Stempels geformt werden»

Zusätzlich zu den in der Oberfläche des ersten Stempels ausgebildeten Vertiefungen ist der erste Stempel insgesamt mit einer Gesamtoberflächenstruktur, z.B. einer körnigen Oberfläche, einer texturierten Oberfläche oder einem Reptilhautmuster versehen.. *

Bei der Durchführung des ersten beispielsweisen Verfahrens werden die Formvorgänge jeweils uiiter Verwendung einer HF-Plattenpresse (nicht gezeigt) durchgeführt. Die Energie des angewandten elektrischen HF-Feldes beträgt bis zu 10 KW, vorzugsweise 6 KW bei einer Frequenz von 27 MHz.

Beispiel I

Ein Schuhoberteilzuschnitt B aus einem PVC-überzogenen Gewebe wird in einer HF-Presse angeordnet, auf deren unterer Platte ein erster Prägestempel aus Silicongummi angeordnet wird. Die untere Platte wird so erhitzt, dass der Stempel auf einer Temperatur von 130 bis 14O° C gehalten werden kann. Der Zuschnitt B wird so auf den Stempel aufgelegt, dass er mit diesem übereinstimmt. Gegebenenfalls kann ein Silicongummipolster so angeordnet werden, dass es den Zuschnitt B stützt. Ein HF-Schweissvorgang wird dann durchgeführt und das sich ergebende Muster wird so in die Oberfläche des Zuschnitts B geprägt und besteht aus drei Reihen Vertiefungen 10.

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Eine Menge (nicht gezeigt) flüssigen PVC-Plastisols (das eine zusätzliche Schicht bildet) mit einer von der Oberflächenschicht des Zuschnitts B verschiedenen Farbe wird dann in die Vertiefungen 10 gestrichen, so dass das Niveau des flüssigen Plastisols in den Vertiefungen mit der umgebenden Oberfläche 12 des Zuschnitts B bündig ist. Der Zuschnitt wird dann durch eine Infrarotheizzone (nicht gezeigt) geführt, von der das Plastisol zur Gelbildung veranlasst wird. Danach wird der Zuschnitt B mit dem zweiten Prägestempel in Berührung gebracht, wobei dessen Muster mit dem gelierten, in die Vertiefungen 10 gestrichenen Plastisol übereinstimmt. Gegebenenfalls kann ein Stützpolster (nicht gezeigt) hinter dem Zuschnitt B angeordnet werden. Ein zweiter HF-Formvorgang wird dann durchgeführt.

Der fertige Zuschnitt B (Fig. 2) wird dann von dem zweiten Stempel entfernt. Die Oberfläche des Zuschnitts entspricht der Gesamtoberflächenstruktur und/oder dem Muster des zweiten Stempels und zusätzlich ist ein Muster von erhabenen Teilen 14 vorhanden, z.B. nachgebildeten Stichen, deren Oberfläche von dem zuvor flüssigen Plastisol gebildet wird, das in die Vertiefungen 10 eingebracht wurde. Die zusätzliche, von dem Plastisol gebildete Schicht wird mit der Oberfläche des Zuschnitts verschweisst. Da das Plastisol eine unterschiedliche Farbe gegenüber dem Zuschnitt hat, sind die erhabenen Teile 14 gegenüber dem von der Zuschnittoberfläche gebildeten Untergrund deutlich sichtbar.

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Beispiel II .

Bei der Durchführung dieses Beispiels wird allgemein das gleiche Verfahren wie bei dem Beispiel I ausgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass anstelle flüssigen Plastisols eine PVC-Plastisolpaste (oder ein Plastigel) verwendet wird. Diese wird vorzugsweise mit einer Spachtel od.dgl. aufgebracht. Bei Verwendung einer Plastisolpaste ist es nicht notwendig, das Plastisol vor dem zweiten Formvorgang zu erhitzen. Gegebenenfalls kann es jedoch erhitzt werden, um es zu verfestigen.

Beispiel III '

Dieses Beispiel ist allgemein dem Beispiel I ähnlich, jedoch mit der Ausnahme, dass feinpulveriges PVC anstelle von flüssigem Plastisol verwendet wird. Da das Pulver bei Umgebungstemperatur im wesentlichen "trocken" ist, kann es leicht in üblicher Weise eingestrichen werden. In diesem Falle ist keine Erhitzung vor Durchführung des zweiten Prägevorgangs erforderlich. Gegebenenfalls kann das Pulver jedoch erhitzt werden, um es zu schmelzen und es dadurch vor dem zweiten Formvorgang zu verfestigen.

Beispiel IV

Dieses Beispiel entspricht irgendeinem der vorherigen Verfahren, jedoch wird anstelle eines Schuhschaftzuschnitts aus PVC-überzogenem Gewebe ein Zuschnitt aus poromerem Material, z.B. "Clarino", "Porvair" (handelsübliche Bezeichnungen) verwendet. In diesem Fall muss

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das PVC-Plastisol bzw. das PVC-Pulver selbstverständlich mit dem poromerera Material in dem Sinne verträglich sein, dass es mit diesem verbunden werden kann.

Beispiel V

Bei der Durchführung dieses Beispiels wird ein Schuhschaftzuschnitt aus poromerem Material in einem ersten Formvorgang geformt, wie oben beschrieben wurde. Eine Materialmenge in flüssiger und mit dem poromerem Material verträglicher Form wird dann in die Vertiefungen des Zuschnitts gestrichen. Dieses Material wird aus einem Polyurethanplastisol, einem reaktionsfähigen Polyurethangemisch und einem reaktionsfähigen Epoxygemisch ausgewählt. Wenn das Material so eingestrichen ist, wird ein Erhitzungsvorgang und danach ein zweiter Formvorgang durchgeführt, wie zuvor erwähnt wurde.

Es ist ersichtlich, dass bei Anwendung des ersten beispielsweisen Verfahren ein Werkstück, z.B. ein Schuhschaftzuschnitt, hergestellt werden, der insgesamt ein teituriertes oder anderes Oberflächenmuster und zusätzlich ein aus ein oder mehreren erhabenen Teilen bestehendes Muster mit einer gegenüber der übrigen Oberfläche des Zuschnitts verschiedenen Farbe hat.

Bezugnehmend auf die Figuren k bis 9 wird bei der Durchführung des zweiten beispielsweisen Verfahrens ein erster Prägestempel (nicht gezeigt) ähnlich dem ersten Stempel, der bei der Durchführung des ersten beispielsweisen Verfahrens verwendet wird, vorgesehen, der ein auf die Oberfläche des fertiggestellten Werkstücks aufzubringendes

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Muster hat. Auch wird ein weiterer Stempel 1-16 in Form eines sogenannten Applizierstempels (der aus einem Metallschweiss- und Schneidwerkzeug besteht) vorgesehen. Bei Durchführung eines Appliziervorgangs wird ein Schuhschaftteil B aus PVC-überzogenem Gewebe in einer HF-Plattenpresse (nicht gezeigt) übereinstimmend mit einem Applizierstempel 116 angeordnet, der in der Presse getragen wird, wobei eine Folie 118 aus trägerlosem PVC darüber angeordnet wird. Eine zusätzliche Schicht 120 wird aus der trägerlosen Folie ausgeschnitten und durch eine Schweissnaht an der Oberfläche 112 des Schaftteile B befestigt.

.Der Schaftteil 112 wird dann mit der zusätzlichen Schicht 126 mit dem ersten Prägestempel· (nicht gezeigt) so in Berührung gebracht, dass die zusätzliche Schicht mit wenigstens einem entsprechenden Teil des Musters übereinstimmt, das an der Prägestempeloberfläche gebildet ist. Ein HF-Formvorgang wird dann durchgeführt und die Oberfläche des Schaftteils und der zusätzlichen Schicht wird dann entsprechend dem Muster und/oder,der Oberflächenstruktur des Prägestempels gefonirt. Die zusätzliche Schicht bildet erhabende Musterteile 114 in dem fertigen Werkstück.

Bei Durchführung des zweiten beispielsweisen Verfahrens kann der Zweifarbeneffekt leicht erzielt werden, der ein übliches Merkmal eines Appliziervorgangs ist, jedoch kann zusätzlich die Oberflächenformung des Teils und die Bildung einer zusätzlichen Schicht in einem einzigen Formvorgang durchgeführt werden. Dadurch kann jedes gewünschte Muster aufgebracht werden.

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Zur Erzielung von Applizier- und Prägestempel wird zuerst in üblicher Weise aus Metall ein Applizierstempel hergestellt. Der Stempel, der das gewünschte Oberflächenmuster hat, wird dann zur Markierung eines Schaftoberteils mit dem Appliziermuster verwendet und danach wird von dem markierten Schaftteil ein Modell hergestellt. Ein Silicongummiprägestempel wird dann von dem Modell in üblicher Welse durch diesen hergestellt.

Beispiel VI

Ein dünner Metallstreifen 122 mit einer Dicke von etwa 0,71 nun hat eine eingeschnittene Kante, um darin eine Nut 124 mit V-Querschnitt zu bilden. Die Tiefe der Nut an der Basis des V beträgt etwa 0,25 bis 0,39 mn»· Der so gebildete Streifen erhält eine gewünschte Form und wird dann an einer geeigneten Unterlage 126 befestigt» um so einenApplizierstempel zu bilden, der zur Aufbringung . einer Applizierschicht in Form eines dünnen Streifens oder dünner Streifen aus wärmeformbarem Material mit einer Dicke von etwa 0,63 mm auf die Oberfläche eines Teils aufzubringen. Das Metall des Streifens kann Weichstahl oder Messing sein.

Verwendet man den so hergestellten Stempel, dann wird die Oberfläche eines Schuhschaftteils (nicht gezeigt), der eine gewünschte Oberflächenstruktur hat, durch d»r Applizierstempel markiert, wobei die Markierung in diesem Falle in Form von zwei dicht verlaufenden parallelen Linien ist. Ein Modellhersteller näht dann den Schäftteil gegebenenfalls an einem weiteren Schaftteil (wenn der Schaft aus mehr als einem Teil bestehen soll) derart fest, dass die Stiche innerhalb der parallelen Linien liegen.

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Wenn das Modell fertiggestellt ist, wird von ihm durch Giessen ein- Silicongummiprägestempel (nicht gezeigt) hergestellt. .

Bei Durchführung des zweiten beispielsweisen Verfahrens wird dor Applizierstempel 116 an einer oberen Platte einer HF-Plattenpresse (nicht gezeigt) befestigt und auf etwa 12O°C erhitzt. Wenn ein Schuhschaftteil B aus PVC-überzogenem Gewebe in Übereinstimmung mit dem Stempel an der unteren Platte der Presse angeordnet und eine Schicht 118 einer trägerlosen PVC-Folie mit einer gegenüber dem Schaftteil unterschiedlichen Farbe zwischen dem Stempel und dem Schaftteil angeordnet ist, wird ein Appliziervorgang durchgeführt und eine Applizierschicht in Form eines dünnen Streifens (oder Streifen) mit einer Breite von etwa 6,3 mm (der eine zusätzliche Schicht 120 bildet) wird dann auf die Schaftteiloberfläche 112 aufgebracht.

Der Schaftteil B wird dann übereinstimmend mit dem Silicongummißrägestempel so angeordnet, das,s die zusätzliche Schicht 120 auf ein umgekehrtes Stichmuster ausgerichtet ist, das an der Musteroberfläche des Stempels vorgesehen ist. Die Stempeloberfläche hat auch eine gewünschte Oberflächenstruktur, z.B. ein Reptilhautmuster. Ein HF-Formvorgang wird dann durchgeführt und das Stichmuster dear Stempels wird dann in die zusätzliche Schicht eingeprägt. Dieses Muster ist als Vertiefungen in der Stempeloberfläche ausgebildet, so dass in dem fertigen Schaftteil erhabene nachgebildete Stiche mit einer gegenüber dem übrigen Schaftteil unterschiedlichen Farbe gebildet werden, wobei wenigstens, ein Teil der freiliegenden Oberfläche durch die

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Applizierschicht mit Stichen versehen ist. Gleichzeitig wird die restliche Oberfläche 112 des Schaftteils entsprechend dem Muster und/oder der Oberflächenstruktur der Stempeloberfläche geprägt.

Beispiel VII

Ein Fussballschuhschaft B in seinem fertiggestellten Zustand besteht aus einem ungeteilt geschnittenen Schaft, auf dem sechs Streifen mit einer Breite von 12,7 bis 19 und einer gegenüber dem Schaft unterschiedlichen Farbe durch einen Appliziervorgang aufgebracht sind. Die Streifen verlaufen, drei an jeder Seite des Spannteils, von oben nach unten.

Bei der Herstellung eines solchen Schaftes wird zunächst ein Applizierstempel 116 aus einem Metallstreifen hergestellt. Bei der Herstellung dieses Applizierstempels wird ein Streifen 122 mit einer einfach abgeschrägten Kante und einer Dicke von etwa O,71 mm verwendet, durch den ein Muster entsprechend den aufzubringenden Streifen festgelegt werden kann. Die Abschrägung weist in Jedem Falle "nach innen", d.h. zu dem Streifen, so dass eine Schweiss linie erzeugt wird, während die gegenüberliegende fluche Seite des Streifens einen einfachen Durchschnitt bildet. Unter Verwendung dieses Applizierstempels wird ein Modell hergestellt, das irgendein gewünschtes Muster hat. Bei diesem Beispiel werden bei der Herstellung des Musters Streifen entsprechend dem Applizierstempelmuster in üblicher Weise an einem Schaftteil an durch den Applizier stempel markierten Stellen angeheftet. Andere gewünschte Merkmale des fertiggestellten Schaftes werden ebenfalls in dieser Stufe an dem Modell angebracht. Ein Silicon-

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gummiprägestempel wird dann von dem Modell durch einen Giessvorgang hergestellt.

Bei der Herstellung von Schäften wird zunächst die Applizierschicht, die aus den sechs Streifen besteht (und die eine zusätzliche Schicht 120 bilden),durch einen Appliziervorgang wie beim Beispiel VI aufgebracht. Venn die Streifen so durch Linienschweissung auf der Schaftteiloberfläche 112 befestigt sind, werden der Schaftteil und der Prägestempel zusammen mit einem Stützpolster aus Silicongummi zwischen den Platten einer HF-Presse angeordnet und ein Formvorgang wird wie beim Beispiel VI durchgeführt.

Bei dem fertigen Fussballschuhschaft stehen die Streifen 114 deutlich über die Oberfläche des übrigen Schaftes vor (da die entsprechenden Musterbereiche des Prägestempels als Vertiefungen gebildet sind) und eine Linie nachgebildeter Stiche ist längs des Randteils eines jeden Streifens gebildet. Während die Streifen bei dem Appliziervorgang nur längs Linien geschweisst waren, sind sie nun über ihren gesamten Berührungsbereich mit der Oberfläche des Schaftteils verschweisst.

Während bei der Durchführung des zweiten beispielsweisen Verfahrens und den Beispielen das Material des Schaftteils ein PVC-überzogenes Gewebe ist, können auch andere wärmeformbare Materialien, z.B. poromere Materialien, verwendet werden.. In gleicher Weise kann die zusätzliche Schicht aus irgendeinem wärmeformbaren Material sein, das in dem Sinne mit dem Material verträglich ist, aus. dem der Schaftteil hergestellt ist, dass es mit ihm verschweisst oder in anderer Weise an diesem befestigt werden kann.

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Bezugnehmend auf die Figuren 10 bis 12 besteht das dritte beispielsweise Verfahren darin, dass ein erster Prägestempel (nicht gezeigt) hergestellt wird, der aus Silicongummi besteht und ein aufzubringendes Muster hat, um ein oberflächenbehandeltes Werkstück herzustellen· Der erste Stempel ist allgemein ähnlich dem ersten Stempel, der bei der Durchführung des ersten beispielsweisen Verfahrens verwendet wird. Ausserdem wird ein zweiter Stempel 216 hergestellt, der ebenfalls aus Silicongummi gefertigt ist und der an den ersten Stempel angepasst ist. Der weitere Stempel hat ein Muster, bestehend aus drei Reihen Vertiefungen, hat jedoch sonst eine glatte Oberfläche. Die Reihen Vertiefungen entsprechen drei Reihen Vertiefungen, die in der Oberfläche des ersten Stempels vorgesehen sind und die das Negativ von Reihen nachgebildeter Stiche und Streifen bildet, die auf der Oberfläche des fertigen Werkstücks gebildet sein sollen. Zwecks Übereinstimmung eines unter Verwendung de» weiteren Stempels bearbeiteten Werkstücks und eines Werkstücks, das unter Verwendung des ersten Stempels gerade bearbeitet wird, haben die Vertiefungen des weiteren Stempels in der Breite und Länge eine geringere Abmessung als die Vertiefungen des ersten Stempels, während die Tiefenabmessung der Vertiefungen des weiteren Stempels grosser ist als die der Vertiefungen des ersten Stempels.

Der erste und der weitere Prägestempel weisen auch weitere Vertiefungen in Form von fünf im Abstand angeordneten Vertiefungen mit geringem Durchmesser (etwa 5 mm) mit kreisförmigem Querschnitt und einer Tiefe von etwa 8 mm auf. Die Vertiefungen, die vorgesehen sind, um Befestigungselemente in Form von Zapfen 230 in der Oberfläche des Werk-

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stücks zu bilden, liegen in den Bereich eines jeden Stempels, der dem Teil des Schuhschaftes entspricht, der den Aufzwickrand des fertiggestellten Schaftes bildet.

Wie oben festgestellt wurde, hat der weitere Stempel eine glatte Oberfläche abgesehen von den Reihen Vertiefungen, während der erste Stempel zusätzlich zu den Reihen Vertiefungen weitere Muster- und/oder Oberflächenstrukturmerkmale aufweist, die auf den fertigen Schuhschaftteil aufzubringen sind.

Bei der Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens wird eine Menge 218 aus flüssigem PVC-Plastisol in die Reihen Vertiefungen und auch in die Vertiefungen für die Bildung der Befestigungselemente gestrichen, während die restliche Oberfläche sauber gehalten wird. Der Stempel wird dann etwa 5 Sekunden lang einer Infraroterhitzung ausgesetzt, so dass das Plastisol zum Gelieren veranlasst wird. Dann wird ein Schuhsehaftteil B aus PVC-überzogenem Gewebe, dessen Oberfläche 212 zu behandeln ist, mit der Oberfläche des weiteren Stempels in Berührung gebracht, wobei der Schaftteil z.B. mittels einer Einspannvorrichtung oder einer Lehre (nicht gezeigt) mit dem durch die Vertiefungen gebildeten Muster in Übereinstimmung gebracht wird. Ein HF-Formvorgang wird dann durchgeführt. Das Plastisol, das in die Vertiefungen des weiteren Stempels 216 eingebracht wurde, bildet nun ein erhabenes Muster 220 (das eine zusätzliche Schicht bildet) auf der Schaftteiloberfläche 212 und fünf Befestigungszapfen 23O sind im Abstand in dem Bereich des Schaftteils gebildet, der den Aufzwickrand des fertiggestellten Schaftes darstellt.

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Der Schaftteil B wird dann so angeordnet, dass seine fünf Befestigungszapfen 230 in geeignete Vertiefungen des ersten Stempels aufgenommen werden. Da die Beziehung zwischen den Vertiefungen, die die Befestigungszapfen bilden, und den Reihen der Vertiefungen des weiteren Stempels die gleiche ist wie die zwischen den entsprechenden Merkmalen des zweiten Stempels, iet, wenn die Zapfen richtig aufgenommen sind, das erhabene Muster 220 der .Schaftteiloberfläche mit den Reihen Vertiefungen des ersten Stempels in Übereinstimmung. Ein weiter« HF^Formvorgang wird dann durchgeführt, so dass die Schaftteiloberfläche und das erhabene Muster in die Muster- und/oder Oberflächenstrukturmerkmale einschliesslich eines erhabenen Musters 214 des ersten Stempels geformt und verfestigt werden.

Der fertige Schaftteil B wird dann von dem ersten Stempel entfernt. Die Befestigungszapfen 230 können dann von der Oberfläche entfernt werden. Irgendwelches restliches Material der Zapfen liegt an dem Aufzwickrand und beeinträchtigt dadurch nicht das Aussehen des fertigen Schuhs.

Bei der Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens weist das PVC des Schuhteils ein Blähmittel auf, so dass während der ersten Anwendung des elektrischen HF-Feldes das PVC expandiert. Durch Verwendung eine« expandierbaren PVC wurde festgestellt, dass das Problem des Lufteinschlusses vermindert und dadurch die Gefahr der Beeinträchtigung des Aussehens des Schuhteils,z.B. da ά,&β Aus*reissen der Plastisolteile aus den Reihen Vertiefungen des weiteren Stempels entfällt, beseitigt wird. Dieses Problem kann insbesondere dann auftreten, wenn man flussi-

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ges Plastisol verwendet, da der eingestrichene Teil eine Kuppe bildet, .so dass die Oberfläche dieses Teils nicht flach ist.

Ausserdem hat bei Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens dasPVC-Plastisol eine unterschiedliche Farbe gegenüber der Schaftteiloberfläche, so dass bei dem fertigen Schaft ein dekorativer Farbeffekt erreicht wird, in diesem Falle eine Reihe von nachgebildeten Stichen von mit dem restlichen Schaftteil kontrastierender Farbe.

Wie oben erwähnt wurde, hat'das erhabene Muster 220, das mit dem ersten Stempel auf die Schaftteiloberfläche aufgebracht wird, eine geringere Breite und Länge, jedoch eine grössere Tiefe als die entsprechenden Vertiefungen des zweiten Stempels. Durch diese Ausbildung wird die Genauigkeit der Übereinstimmung zwischen dem zweiten Stempel und dem Schaftteil begünstigt, während zugleich ausreichend unterschiedlich gefärbtes Material vorhanden ist, so dass die "Stiche"2i4 völlig mit einer gefärbten Oberfläche versehen sind.

Bei Durchführung des dritten beispielsweisen Verfahrens kann ein Werkstück nicht nur mit dekorativen Farbeffekten versehen werden, sondern mit weiteren Muster- und/oder Oberflächenmerkmalen entsprechend dem zweiten Stempel. Typische Muster können den sogenannten BrogueEffekt aufweisen, während typische Oberflächenmerkmale Reptilieneffekte aufweisen können. '

Während bei der Durchführung des dritten beipielsweisen Verfahrens PVC-Plastisol in flüssiger Form verwendet wird,

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kann auch Plastisol in Pastenform (Plastigel) oder feinpulveriges PVC (in plastizierter oder unplastizierter Form) verwendet werden. In gleicher Weise können anstelle eines PVC-überzogenen Gewebes Werkstücke aus anderen Materialien, z.B. poromere Materialien, verwendet werden.

Es ist somit ersichtlich, dass bei Durchführung irgendeines der obigen beispielsweisen Verfahren eine mehrfarbige Oberfläche auf ein Schuhschaftteil durch Aufbringung einer zusätzlichen Schicht aus wärmeformbarem Material auf die Oberfläche unabhängig von anderen Muster- und/oder Oberflächenstrukturmerkinalen, die auf die Oberfläche aufzubringen sind, geschaffen werden kann.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit wenigstens einer Oberflächenschicht aus wärmeformbarem Material, bei welchem die Oberfläche eines Werkstücks mittels Hitze und Druck unter Anwendung eines Prägestempels mit Muster- und/oder Oberflächertstrukturmerkmaleni die auf die Oberfläche aufzubringen sind, geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Formung der Werkstückoberfläche eine zusätzliche Schicht aus wärmeformbarem Material, die mit dem wärmeformbaren Material, das die Werkstückoberfläche bildet, verträglich ist, auf die Werkstückoberfläche in einem Muster aufgebracht wird, das wenigstens einem Teil des Musters des Prägestempels entspricht, dass die zusätzliche Schicht dann zusammen mit der Werkstückoberfläche entsprechend dem Muster des des Prägestempels geformt wird, und dass die zusätzliche Schicht mit der Werkstückoberfläche des fertigen'Werkstücks verschwelest wird..

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht aus einem Material besteht, das gegenüber der Werkstückunterfläche eine unterschiedliche Farbe hat.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, das die zusätzliche Schicht bildet _t flüssige', pastenartige oder pulverige Form hat.

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h. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die zusätzliche Schicht bildende Material ein PVC-Plastisol oder feinpulveriges PVC ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück aus PVC-überzogenem Gewebe oder einem poromerem Material besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück ein Muster mit einer oder mehreren Vertiefungen und im übrigen eine glatte Oberfläche hat, und dass das Material in die Vertiefungen, die das Muster bilden, eingestrichen wird, so dass das Material, das die zusätzliche Schicht bildet, mit den umgebenden Teilen der Werkstückoberfläche bündig liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem das Material in die Vertiefungen eingestrichen wurde, jedoch bevor das Werkstück mit dem Prägestempel in Berührung gebracht wird, um die Formung durchzuführen, die Werkstückoberfläche mit dem eingestrichenen Material erhitzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Muster, das aus einer oder mehreren Vertiefungen besteht, auf der Werkstückoberfläche mittels eines weiteren Prägestempels unter Anwendung von Wärme und Druck gebildet wird.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zuerst erwähnte Prägestempel und der weitere Präge-

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stempel aus Silicongummi hergestellt werden, und dass bei der Durchführung des Formvorgangs unter Verwendung

des ersten Stempels bzw. bei Durchführung eines Prägevorgangs unter Verwendung des weiteren Stempels durch Erzeugung eines elektrischen HF-Feldes Wärme angewandt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, das die zusätzliche Schicht bildet, trägerloses PVC-FoIienmaterial ist, und dass die zusätzliche Schicht durch einen Appliziervorgang auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird, bei dem die zusätzliche Schicht aus dem Folienmaterial ausgeschnitten und auf der Werkstückoberfläche durch eine Verbindung nahe der Schneidkante der zusätzlichen Schicht durch Anwendung von Wärme und Druck befestigt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Applizierverfahren unter Anwendung eines Applizierstempels durchgeführt wird, der ein Metallblatt bzw. Metallblätter aufweist, und dass der nachfolgende Formvorgang unter Verwendung eines Silicongummiprägestempels durchgeführt wird, wobei der Prägestempel von einem Modell gegossen wird, das durch Markierung eines Werkstückzuschnittes unter Verwendung des Applizierstempels hergestellt wird, und ein gewünschtes Muster auf der Zuschnittoberfläche entsprechend der Markierung gebildet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das PVC-überzogenes Gewebe verwendet wird, wobei das PVC ein Blähmittel enthält.

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13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht auf die Werkstückoberfläche unter Verwendung eines weiteren Prägestempels mit einem Muster mit einer oder mehreren Vertiefungen und einer im übrigen glatten Oberfläche aufgebracht wird, dass ein Teil des Materials in die Vertiefungen eingestrichen wird, dass das Werkstück dann mit dem weiteren Stempel in Berührung gebracht wird, und dass das Material, das die zusätzliche Schicht bildet, mit der Werkstückoberfläche durch Anwendung von Wärme und Druck verbunden wird, bevor es entsprechend dem Muster des ersten Prägestempels geformt wird.

Ik, Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass das die zusätzliche Schicht bildende Material nach dem Einstreichen,'jedoch bevor das Werkstück mit dem weiteren Stempel in Berührung gebracht wird, erwärmt wird.

15· Verfahren nach Anspruch 13 oder ^k_t dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der weitere Prägestempel aus Silicongummi hergestellt werden, und dass bei der Durchführung des Formvorgangs unter Verwendung des ersten Stempels bzw. ein ähnlicher Vorgang unter Verwendung des weiteren Stempels durch Erzeugung eines elektrischen HF-Feldes Wärme angewandt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der weitere Stempel mit Werkstückhalteeinrichtungen versehen sind, durch die ein Werkstück, das nach Anwendung des weiteren

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Stempels bearbeitet wurde, in Übereinstimmung mit dem ersten Stempel angeordnet werden kann, und dass die Beziehung zwischen den Halteelementen des weiteren Stempels und seinem Muster die gleiche ist wie die zwischen den Halteelementen des ersten Stempels und seinem entsprechenden Muster.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stempel wenigstens drei Vertiefungen aufweist, die die Werkstückhalteeinrichtungen bilden und die in der das Muster tragenden Oberfläche des Stempels ausgebildet sind, dass weiterhin bei der Durchführung eines Vorgangs unter Anwendung des weiteren Stempels Material in die Vertiefungen eingestrichen wird, bevor das Werkstück mit dem weiteren Stempel in Berührung gebracht wird, so dass bei nachfolgender Anwendung von '"'arme und Druck Befestigungselemente an der Werkstückoberfläche ausgebildet werden, und dass die entsprechende Anzahl von Vertiefungen, die in der Oberfläche des ersten Stempels gebildet werden, die so auf der Werkstückoberfläche gebildeten Befestigungselemente aufnehmen können, so dass das Werkstück übereinstimmend mit dem Muster des ersten Stempels angeordnet werden kann.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und Länge der Vertiefung bzw. Vertiefungen des Musters des weiteren Stempels geringer sind als die Breite und Länge' des entsprechenden Musters des ersten Stempels, und dass: die Tiefe der Vertiefung bzw. Vertiefungen grosser als die des entsprechenden Musters ist.

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