DE2553231A1

DE2553231A1 - Orthopaedische schaleneinlagen aus thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE2553231A1
Application number: DE19752553231
Authority: DE
Inventors: Friedrich Hanstein; Kurt Krost
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1975-11-27
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1977-06-08

Description

Orthopädische Schaleneinlagen aus thermoplastischen Kunststoffen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von orthopädischen chaleneinlaen aus thermoplastischen Kunststoffen.
Als Fußstütze dienende Schuheinlagen werden bekanntlich aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt. Die dabei von dem Material zu erfüllenden Anforderunren sind im wesentlichen fol;#ende: Leichtes Gewicht, ausreichende Eigenfestigkeit bei dünnwandier Ausgestaltung der Einlage, eine gewisse federnde Elastizität und Korrosionsunempfindlichkeit. Während die genannten Forderungen bei der Herstellung von Flacheinlagen von bestimmten Kunststoffen und Leichtmetallen mehr oder weniger befriedigend erfüllt werden, bereitet die Herstellung sogenannter Schaleneinlagen und Einlagen mit hochgezogenen Innen- und Außenrändern bisher erhebliche Schwierigkeiten. Solche Einlagen unterstützen den Fuß nicht nur von der Sohle her, sondern umschließen ihn fixierend auch seitlich. - Der Arbeitsaufwand für die Herstellung solcher Einlagen aus Leichtmetall ist erheblich. Man verwendet deshalb für diesen Zweck in erster Linie einen thermoplastischen Kunststoff, der im thermoelastischen Zustand in aller Regel zwischen Matrize und Patrize verformt wird. Je höher die den Seitenhalt gebenden Teile der Einlage sind, umso stärker bildet der um#eklappte Kunststoffrand Fältelungen, die häufig durch spanabhebende Bearbeitung und anschießendes Polieren geglättet werden müssen.
Das im nachstehenden beschriebene Verfahren erlaubt es, in einfacher Weise aus thermoplastischen Kunststoffen Schaleneinlagen herzustellen, deren Sohle eine solche Dicke aufweist, die der dauernden Gewichtsbelastung standhält, während die Seitenwand der Einlage bei ausreichender mechanischer Festigkeit dünn ausgebildet ist, so daß die erfindungsgemäß hergestellten Schaleneinlagen in normalen, d.h. nicht orthopädisch ausgestalteten, Schuhen getragen werden können. Man geht dabei so vor, daß der Kunststoff über ein Fußmodell (2) der bisher zur Herstellung von Einlagen bereits verwendeten Art verformt wird. In aller Regel ist ein solches Fußmodell auswechselbar auf einen Sockel (1) montiert. Der in Form einer Platte zur Anwendung kommende Kunststoff (6) wird über seinen Erweichungspunkt, d.h. bis zur Erreichung des thermoelastischen Zustandes erhitzt und, wie in den Figuren 1 und 2 zeichnerisch dargestellt, zwischen die Aufnahmeplatte (3 a) des Druckrahmens (3) und der Konturplatte (5) mittels einer Einspannvorrichtung (4 a und 4 b)fixiert. Die Konturplatte (5) weist den Ausschnitt (5t) auf, der der Form der oberen Begrenzungsfläche des Fußmodells (2) entspricht, jedoch um die Dicke der Kunststoffplatte (6) größer als das Fußmodell ist. In der Verformungsvorrichtung (3) befindet sich das auf den Sockel (1) montierte Fußmodell (2) in einer justierten Stellung unterhalb der eingespannten Kunststoffplatte (6). Mittels einer Hubvorrichtung (7) werden Sockel und Fußmodell durch den Ausschnitt (5s) der Konturplatte (5) hindurchgefahren, und zwar so weit, daß die gewün-hte Höhe der Schaleneinlage erreicht wird.
Bei dem Ablauf des eben geschilderten Verformungsvorganges kühlt der im thermoelastischen Zustand vorliegende Kunststoff bei der Berührung mit der Oberfläche des Fußmodells ab, wobei seine Verformbarkeit herabgesetzt wird. In der von dem Fußmodell nicht abgedeckten Randzone hingegen erfährt der Kunststoff bei der Hubbewegung des Fußmodells eine Reckung, bei der die Wandstärke des Materials abnimmt, die mechanischen Festigkeitswerte des Kunststoffes jedoch gleichzeitig erheblich verbessert werden. Bekanntlich erfahren im thermoelastischen Zustand vorliegende Kunststoffe durch den Reckprozeß als Folge der Orientierung der Makromoleküle eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere eine Erhöhung des Widerstandes gegen Rißfortpflanzung und der Bruchfestigkeit, sowie eine Verbesserung des Korrosionsverhaltens -Eigenschaftsverbesserungen also, die im vorliegenden Fall besonders wertvoll sind. Für die Haltbarkeit von Einlagen ist die im Zug- und Biegeversuch ermittelte Dauerstandfestigkeit von besonderer Bedeutung. Bei Schaleneinlagen muß eine ausreichende mechanische Festigkeit auch dann erhalten bleiben, wefln die Seitenwände so dünn sind, daß mit dem Tragen solcher Einlagen keine Druckbescbwerden verbunden sind. Der weitaus größte Teil der erfindungsgemäß herzustellenden Einlagen wird zur Korrektur des Kinderfußes verwandt. Daß sdche Einlagen bei völlig ausreichender mechanischer Festigkeit mit einer Dicke der Bodenfläche von 2 mm und einer Dicke der Seitenwandfläche von etwa 1 mm hergestellt werden können, bedeutet gegenüber den bisher bekannten Einlagen aus Leichtmetall oder Kunststoff einen erheblichen Fortschritt. - Entsprechende Dickenverhältnisse liegen bei Einlagen für Erwachsene vor: Bei der Verformung bleibt die Dicke des Ausgangsmaterials von 2,5 - 3,5 mm im wesentlichen erhalten, während das gereckt Material des Schalenrandes eine Dicke von z.B.
1,2 - 1,5 mm aufweist. Solche Einlagen geben dem Fuß auch den gewünschten seitlichen Halt und sind in normalem Schuhwerk ohne Druckbelästigung zu tragen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können grundsätzlich alle thermoplastischen Kunststoffe verformt werden, jedoch verwendet man mit besonderem Vorteil solche, die zum überwiegenden Teil (> 50 %) aus Acrylnitril aufgebaut sind, da sich diese Kunststoffe durch hohe innere Zähigkeit aussich zeichnen, 'während/Einlagen aus anderen Kunststoffen, z.B.
die in der schweizer. Patentschrift 294 167 beschriebenen Einlagen aus Polymethylmethacrylat, nicht bewährt haben.
In großem Umfang werden heute bereits Einlagen aus Copolymerisaten hergestellt, die zu 65 - 75 Gewichtsprozent aus Acrylnitril und zu 35 - 25 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylat aufgebaut sind. Diese Kunststoffe verdienen, für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens besonders hervorgehoben zu werden.
Die beim Ablauf des Verfahrens erfolgende Bewegung des Fußmodells (2) durch den Ausschnitt (5') der Konturplatte (5) hindurch kann in beliebiger Weise bewirkt werden. Zum Anheben des Fußmodells kann ein hydrostatisch oder pneumatisch aufgebauter Druck angewendet werden. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, sich dabei eines sogenannten Balgzylinders zu bedienen, der aus einem durch Gewebeeinlagen verstärkten Gummi besteht und der durch Druckluft oder durch eine Flüssigkeit als Druckmittel seine Form im Sinne einer Verlängerung bei gleichzeitiger Verringerung des Durchmessers verändert. Balgzylinder dieser Art befinden sich im Handel, der aufzuwendende Druck beträgt etwa 6 bar - ein Druck also, der mit einem in der Werkstatt des Orthopädiemechanikers und -schuhmachers meist vorhandenen Kompressor als Luftdruck erzeugt werden kann.
Andererseits reicht häufig der in der Wasserleitung herrschende Druck aus, um den Balgzylinder mit Wasser Raurzupumpen'#.
Um eine Abkühlung des Kunststoffes in der zu reckenden Zone während des Durchtritts durch die Konturplatte zu verhindern, empfiehlt es sich, wie dies in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, die Begrenzungsfläche des Ausschnittes der Konturplatte schräg verlaufen zu lassen.
Figur 1 zeigt die zur Durchführung des neuen Verfahrens zu verwendende Vorrichtung in der Aus;#an##stellung, und zwar mit dem eben skizzierten Balgzylinder als Hubelement. - In Figur 2 ist der Balgzylinder unter der Einwirkung pneumatischen oder hydraulischen Drucks auseinandergefahren. Die Kunststoffplatte (6) hat sich dem Fußmodell formgetreu angepaßt, wobei die Bodenfläche der ursprünglichen Plattendicke entspricht, während die Seitenwand eine die Dicke des Materials verringernde Reckung erfahren hat. -Figur 3 zeigt die Aufsicht der Vorrichtung und des sich unter dem Ausschnitt der Konturplatte befindlichen Fußmodells.
Mit dem zeichnerisch dargestellten Fußmodell werden zwei spiegelbildlich gleiche Einlagen in einem Arbeitsgang hergestellt, die später an der Mittellinie (8) voneinander in zwei einzelne Einlagen getrennt werden. Die Schaleneinlage wird in der jeweils gewünschten Form aus dem der Vorrichtung entnommenen Rohling herausgesägt oder -geschnitten.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Vorrichtung, die von dem vorliegenden Schutzrecht umfaßt wird, besteht mithin aus einem Druckrahmen (3) mit der ausgeschnittenen Auflageplatte (3 a), einer Konturplatte (5) mit dem dem Fußmodell entsprechenden Ausschnitt (5'), der Einspannvorrichtung (4 a) und (4 b), dem auf einen Sockel (1) montierten Fußmodell (2) und einer Hubvorrichtung (7).
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 0 Verfahren zur Herstellung orthopädischer Schaleneinlagen durch Verformen eines im thermoelastischen Zustand vorliegenden plattenförmigen Kunststoffes über ein Fußmodell, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffplatte (6) unterhalb einer Konturplatte (5), deren Ausschnitt (5t) dem Fußmodell (2) entspricht, jedoch um die Dicke der Kunststoffplatte (6) größer als (2) ist, mittels einer Einspannvorrichtung (4 a und 4 b) fixiert, danach der Sockel (1) mit dem festverbundenen Fußmodell (2) mittels einer Hubvorrichtung (7) durch den Ausschnitt (5') unter Verformung der Platte (6) geführt, der dabei entstandene Einlagerohling nach Abkühlen des Kunststoffes unter seine Erweichungstemperatur durch Lösen der Einspannvorrichtung entnommen und die Einlage in an sich bekannter Weise aus dem Rohling herausgetrennt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verformende Kunststoff ein zu mehr als 50 Gewichtsprozent aus Acrylnitril und zum restlichen Anteil aus einem mit Acrylnitril copolymerisierenden Monomeren aufgebautes Copolymerisat ist.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zu 65 - 75 Gewichtsprozent aus Acrylnitril und zu 35 - 25 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylat aufgebaut ist.
4. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche des Ausschnittes (5') der Konturplatte (5) als Schräge verläuft.
5. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der für das Hindurchführen des Fußmodells durch die Aussprung (5') erforderliche Hub von einem unter pneumatischem oder hydrostatischem Druck stehende Gummibalgzylinder bewirkt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführun, des Verfahrens gemäß Hauptanspruch, bestehend aus einer Verformungsvorrichtung (#) mit der ausgeschnittenen Auflageplatte (v a), einer Konturplatte (5) mit dem dem Fußmodell entsprechenden Ausschnitt (51), der Einspannvorrichtung (4 a) und (4 o), dem auf einen Sockel (1) montierten Pußmodell (2) und einer Hubvorrichtung (7).