DE3346853C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Verstärkungen, Versteifungen oder Verzierungen für Trägermaterialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Verstärkungen, Versteifungen oder Verzierungen für Trägermaterialien.

In der Schuh- und Bekleidungsindustrie hat man seit langem Verstärkungen oder Versteifungen auf Produkte aufgebracht. Die Hersteller von Pyjamas, Blue-Jeans, Sportbekleidung und Sportartikel wie Handschuhen, Schirmmützen und dergl. sowie auch Schuhhersteller haben Schichten aus Verstärkungs­ material aus unterschiedlichen Gründen auf ihre Produkte aufgenäht, aufge­ klebt oder sonstwie aufgebracht. Bei einem Verfahren dieser Art werden aus Bogenmaterial gleichmäßiger Dicke ausgeschnittene, vorgeformte Versteifungs­ elemente oder Einlagen vor der Leistenbehandlung in den Schuhoberteil eingesetzt. Weiterhin ist bekannt, vor der Leistenbehandlung separate form­ bare Bogenmaterialien, die sich durch Erwärmen oder Lösungsmittel erwei­ chen lassen, in die Schuhoberteile einzusetzen und sie bei der Leistenbehand­ lung dann in die gewünschte Form zu bringen, die nach dem Aushärten und dem Abnehmen des Schuhoberteils vom Leisten erhalten bleibt. Schließlich ist es bekannt, Schuhoberteile zu versteifen, indem man sie mit einer Lösung oder einer Dispersion eines aushärtbaren Versteifungsmaterials in einer flüchtigen Trägerflüssigkeit vor der Leistenbehandlung imprägniert; das Schuhoberteil wird dann durch Aushärten des Imprägniermaterials nach der Leistenbehandlung versteift.

Ein weiteres Verfahren zum Versteifen von Schuhoberteilen ist in der US 3316573 angegeben, in der in einem Bereich eines Schuhoberteils Kunst­ stoffmaterial in fließfähigem Zustand aufgebracht, zur Formbarkeit erwärmt und in eine dreidimensionale Gestalt gebracht wird, die es nach dem Ab­ kühlen beibehält.

Eine Anordnung zum Beschichten von Schuhteilen ist in der US 3342624 gezeigt. Dabei liegt eine Schablonenplatte auf einem Schuhoberteil und eine konkave Stützfläche hält die Kombination. Eine Rakel streicht über die Platte und bringt dabei ein fließfähiges Versteifungsmaterial in eine Vertiefung im Schuhoberteil ein.

Eine weitere Anordnung zum Versteifen von Schuhbestandteilen ist in der US 3973285 angegeben; hier wird eine geschmolzene Menge eines thermo­ plastischen Materials auf einen Schuhoberteil aufgetragen, der mit dem Rand in einer Klemmeinrichtung eingespannt ist.

Die US 3880869 betrifft ein Verfahren zum Versteifen von Schuhoberteil­ material durch die Anwendung von thermoplastischen, versteifend wirkenden Stoffen im Zehenbereich des Schuhoberteils, die durch Wärme- und Druck­ behandlung in diesem Bereich des Schuhs eingearbeitet werden.

Die aus der DE 26 00 047 A1 bekannte Vorrichtung dient zum Aufbringen von Versteifungsmaterial, z. B. auf einen Teil eines Schuhschaftes, und besteht aus einem Werkstückhalter, einem Übertragungsglied, einer Ein­ richtung zur Steuerung der Temperatur einer besonders gestalteten Über­ tragungsfläche des Übertragungsgliedes, einer Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen einer Schicht eines Versteifungsmaterials im viskosen Zustand auf die Übertragungsfläche, sowie einer Andrückeinrichtung, um ein von dem Werkstückhalter gehaltenes Werkstück gegen die Versteifungsmaterialschicht auf die Übertragungsfläche zu drücken.

Aus der US 4249320 ist eine Vorrichtung zum Versteifen und Formen bestimmter Bereiche von Schuhoberteilen bekannt, mit der pelletförmiges Harzmaterial geschmolzen, unter Druck in die gewünschten Bereiche einge­ bracht, eingeformt und durch Abkühlen ausgehärtet wird.

Die bekannten Anordnungen arbeiten teilweise unter Umständen zufrieden­ stellend, lassen die Herstellung einer Versteifung gleichmäßiger Dicke über Nähten und Applikationen jedoch kaum zu. Die Haftung der Versteifungs­ elemente an den Kanten ist oft schlecht. Ungleichmäßige Kanten und die Fäden bzw. "Spinnweben", die für den Vorgang charakteristisch sind, können auftreten.

Bei der Verarbeitung von geschmolzenem Auftragsmaterial kann dieses an Verbindungsstellen aus den Maschinen ausfließen, die Auftragsvorrichtungen können nachtropfen und die Muster müssen in zeitraubender und geduldiger Arbeit ausgewechselt werden. Außerdem unterliegen die in diesen bekannten Maschinen verwendeten Auftragsmaterialien bestimmten Einschränkungen hinsichtlich der Fließeigenschaften und Wärmestabilität, die eine sorgfältige Abstimmung erfordern und oft die Qualität des Produkts beeinträchtigen; diese speziellen Materialien sind zudem relativ teuer.

Der Erfindung liegt deshalb die Problemstellung zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die eine Herstellung von Verstärkungen, Ver­ steifungen oder Verzierungen für Trägermaterialien auf einfache Weise und kostengünstig, ohne die oben erwähnten Nachteile, ermöglichen; unter den Begriff Trägermaterialien fallen hierbei Schuhoberteile, aber auch Tuch- oder Gewebematerialabschnitte.

Die Problemstellung wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 enthalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer nachstehend noch näher beschrie­ benen Ausführungsform umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Rahmen mit einer runden Aufnahmefläche, die horizontal an einer Vielzahl von entlang eines Kreisbogens beabstandet angebrachten Arbeitsstationen vor­ beiführbar ist. Die erste Station ist eine Auftragsstation. Die zweite Station umfaßt eine entlang eines Bogens angeordnete Gruppierung von Heizelemen­ ten, während die dritte Station eine Kühl- und/oder Preßstation einschließt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung in einer Zentral­ ebene;

Fig. 2 perspektivisch die Vorrichtung von der Vorderseite, wobei Teile weggelassen sind;

Fig. 3 perspektivisch einen Rahmen sowie Arbeitsstationen an der Vor­ derseite der Vorrichtung, wobei Teile zwecks klarer Darstellung fortgelassen sind;

Fig. 4 perspektivisch die Vorrichtung von der Rückseite;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung von der Rückseite; und

Fig. 6 eine vergrößerte Perspektivdarstellung einer Auftragsvorrichtung der Maschine.

Die Vorrichtung 10 (siehe hierzu Fig. 2) umfaßt einen im wesentlichen zylin­ drisch angeordneten Rahmen 12 mit einem waagerecht angeordneten Oberteil 14 und einem waagerecht angeordneten Mittelteil 16, welcher auf einem Unterteil 18 angeordnet ist. Der Rahmen 12 umfaßt eine Vielzahl von vertikalen Pfosten 20, die das Oberteil 14 am Mittelteil 16 festlegen. Auf dem Oberteil 14 ist eine Schalttafel 15 vorgesehen, und zwei Startschalter 17 und ein Stopschalter 19 sind an der Vorderseite des Oberteils 14 ange­ bracht.

Eine kreisförmige Stützvorrichtung 22 mit einem äußeren Tragring 24 ist horizontal um eine Nabe 23 drehbar, durch die eine keilverzahnte Welle 26 verläuft, wobei die Stützvorrichtung 22 in dieser Ausführungsform im Gegenuhrzeigersinn schrittweise durch eine Vielzahl von entlang eines Bogens unter dem Oberteil 14 und in Abschnitten des Mittelteils 16 angeordneten Behandlungsstationen drehbar ist.

Die erste Behandlungsstation 30 umfaßt eine Pulverauftragstation, die in Fig. 2, 4, 5 und 6 gezeigt ist. Die zweite Behandlungsstation ist eine Heizstation 32 mit einer Vielzahl von auf einem Bogen angeordneten unteren Heizele­ menten 34 und oberen Heizelementen 36, wie dies in Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist. Die dritte Behandlungsstation 38 weist eine Beschickungs- und Preßstation auf, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Beschickungsstation umfaßt auch eine Kühl- und Preß-/Transportvorrichtung.

Die kreisförmige Stützvorrichtung 22 besteht aus Glasfasergewebe oder aus dünnem Gewebe aus nichtrostendem Stahl in einer Dicke von etwa 0,25 mm, das beiderseits mit einer glatten verstärkten Schicht aus Polytetrafluor­ äthylen oder dergl. bedeckt ist, welches ein Ablösen des auf ihr verschmol­ zenen Pulvers erlaubt. Die dünne Bahn aus einem dieser Aufnahmeflächen­ materialien erlaubt einen raschen Temperaturwechsel von der Schmelzwärme zur Abkühlung in der Presse. Die Bodenseite der Stützvorrichtung 22 ist in Gleitkontakt mit der bogenartig angeordneten Gruppe der unteren Heizele­ mente 34.

Die Pulverauftragstation 30 ist von einer am Oberteil 14 befestigten hin- und herbewegbaren Einrichtung 31 getragen und weist einen rechteckigen Rahmen 40 auf, der mindestens teilweise über und parallel zur horizontalen Stützvorrichtung 22 liegt. Die Bodenseite der Pulverauftragstation 30 umfaßt eine Schablonenanordnung mit einer austauschbaren Schablone 42. Die Schablone 42 besteht aus einem in einem Rahmen angeordneten Maschen­ drahtgitter, auf dessen Oberseite eine glatte undurchlässige Auflage und auf dessen Unterseite eine folienartige Unterlage festgelegt ist, wobei die Auf- und die Unterlage jeweils einen Ausschnitt enthalten, die miteinander fluch­ ten. Der Ausschnitt ist in der gewünschten Gestalt konturiert, in der das Pulver auf die Aufnahmefläche aufgetragen werden soll. Ein Verteilerschlitten 44 ist verschiebbar im Rahmen 40 der Pulverauftragstation 30 angeordnet.

Ein Vorratsbehälter 46 ist in der Oberseite des Oberteils 14 gelagert und enthält schmelzbares Pulver P. Eine flexible Leitung 48 ist mit dem Boden des Vorratsbehälters 46 und mit dem Verteilerschlitten 44 zwecks Pulver­ zufuhr während des Betriebs der Pulverauftragstation 30 verbunden. Der Verteilerschlitten 44 enthält an jeweils einer Seite zwei Wischblätter bzw. Streichklingen 50; in Fig. 6 ist eine von ihnen gezeigt. Die Streichklingen 50 sind um eine gemeinsame Achse schwenkbar angeordnet. Sie werden von einer Kolben-Zylinder-Einheit 54 betätigt, deren Kolbenstange 56 an einen Kurbelzapfen 58 angelenkt ist. Jeder Kurbelzapfen 58 hat einen Hebel, der gegen die Lasche 60 der zugehörigen Streichklinge 50 gedrückt werden kann. Wird eine Streichklinge 50 abwärts gegen die glatte undurchlässige Oberfläche der Schablone 42 gedrückt, wird die andere Streichklinge 50 angehoben. Eine Anordnung von mit einer Steuerkurve betätigbaren Ventilen 62, 64 ist längs einer Seite des Rahmens 40 der Pulverauftragstation 30 an­ geordnet und steuert die Druckbeaufschlagung der die Streichklingen 50 betätigenden Kolben-Zylinder-Einheit 54. Als Antrieb für den Verteilerschlit­ ten 44 in seiner Schiebebewegung über die Schablone ist ein druckbeauf­ schlagbarer Seilzylinder 66 an einer Seite des Rahmens 40 gelagert und an Verteilerschlitten 44 gekoppelt.

Ein Pfosten 70 ist mit seinen unteren Enden an jedem Ende des Rahmens 40 der Pulverauftragstation 30 befestigt. Jeder Pfosten 70 verläuft durch ein rohrförmiges Lager 72, das an seinem oberen Ende an einer Platte 74 befestigt ist, die am Oberteil 14 des Rahmens 12 befestigt ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Jeder Pfosten 70 erstreckt sich über das obere Ende seines Lagers 72 hinaus zu einer Traverse 76, an der er befestigt ist. Eine Laufrolle 78 ist am unteren Ende eines kurzen Arms 80 befestigt, der einwärts von jedem Lager 72 beabstandet an der Traverse 76 befestigt ist. Ein Gehäuse 82 ist nahe des oberen Endes eines jeden Lagers 72 vorgese­ hen und lagert eine Drehwelle 84, wie dies in Fig. 2 und 4 gezeigt ist.

Ein Nockenelement 86 ist an jedem Ende der Welle befestigt, auf dem eine der Laufrollen 78 an den kurzen Armen 80 unter der Traverse 76 abrollt, wobei nur ein Arm gezeigt ist. Am Oberteil 14 des Rahmens 12 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 90 befestigt, deren Kolbenstange 92 in Schwenkkon­ takt mit einem Hebel 94 steht, der sich radial von der Drehwelle 84 erstreckt. Die Kolben-Zylinder-Einheit 90 ist - ähnlich den anderen Kolben- Zylinder-Einheiten - an Druckquellen angeschlossen, die so zeitgesteuert arbeiten, daß sich die entsprechende Hin- und Herbewegung ergibt.

Eine in Fig. 5 gezeigte untere Stützplatte 100 an dem Mittelteil 16 des Rahmens 12 ist zur Unterseite der Stützvorrichtung 22 hin und von ihr weg bewegbar. Die untere Stützplatte 100 wird von einer Kolben-Zylinder-Einheit 102 bewegt, die unter der Stützplatte 100 angeordnet ist und aus einer nicht gezeigten synchronisierbaren Druckquelle gespeist wird. Die Stützplatte 100 weist mehrere vertikale Führungspfosten 104 auf, von denen einer mit einer Steuerfläche 106 versehen ist, mit der er zum Eingriff in die Synchronisie­ rung der Vorrichtung 10 einen Folgeschalter 107 betätigen kann. Ein Zwi­ schenlageelement S kann an der Stützplatte 100 angeordnet sein, um einen Druck auszuüben, der die Aufnahmefläche der Stützvorrichtung 22 in be­ stimmten Bereichen verformt, so daß der Pulverauftrag C auf dieser Auf­ nahmefläche nach einer Seite zu einer scharfen Kante zulaufend verformt wird.

Die der Pulverauftragstation nachgeordnete Heizstation 32 weist eine Vielzahl von zu einem Bogen von etwa 240° auf dem Mittelteil 16 des Rahmens 12 angeordneten Heizelementen 34 auf. Jedes Heizelement 34 enthält eine Vielzahl von Öffnungen 112, die an ein nicht gezeigtes Unterdrucksystem angeschlossen sind. Die Heizstation 32 umfaßt weiterhin eine Vielzahl von rechteckigen Heizelementen 36, die jeweils in Art eines Scharniers mit einer Aufhängung 116 von der Unterseite des Oberteils 14 des Rahmens 12 abgehängt sind; diese Heizelemente sind über den Winkelbereich der Heizel­ emente 34 verteilt. Die Heizelemente 36 werden mit Strom gespeist. Soll die Vorrichtung 10 oder die kreisförmige Stützvorrichtung 22 gereinigt oder repariert werden, können die oberen Heizelemente 36 aufwärts geklappt werden, so daß die darunterliegenden Elemente leichter zugänglich sind, wie dies in Fig. 3 und 5 gezeigt ist.

Die dritte Behandlungstation 38 weist eine Kühl-, Preß- und Transport­ einrichtung an der Vorderseite der Vorrichtung 10 auf, wie dies in Fig. 1, 2 und 4 gezeigt ist. Eine bogenförmige Kühlplatte 120 liegt über einem Isolator 122 auf dem Mittelteil 16 des Rahmens 12, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Kühlplatte 120 weist eine eingebaute Kühleinrichtung 121 auf, die an eine geeignete Kühlanlage, die nicht gezeigt ist, angeschlossen ist.

Der Pressen- oder Transportteil der Vorrichtung ermöglicht Verfahrensschritte wie Stampfen von Materialteilen oder Aufeinanderpressen von zwei Sub­ straten, wie noch erläutert wird. Der Pressen- oder Transportteil der dritten Behandlungsstation 38 weist ein Getriebegehäuse 130 auf, das in Fig. 1 gezeigt ist. Die keilverzahnte Welle 26 verläuft vom Getriebegehäuse 130 abwärts und hin- und herbewegbar in die innen keilverzahnte Nabe 23 der Stützvorrichtung 22 zu einem Motor M. Im Getriebegehäuse 130 überträgt ein Zahnrad 131 eine im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehbewegung der keilverzahnten Welle 26 auf eine waagerechte Welle 134, die durch eine Nabe 136 verläuft, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Auf dieser ist drehbar ein Transferkubus 140 gelagert; vergl. Fig. 1. Das Getriebegehäuse 130 und die Nabe 136 sind als Gußstück mit zwei seitlichen Schultern 142 ausgebil­ det (Fig. 2). Von den Schultern 142 erstreckt sich nach Fig. 3 jeweils eine vertikale Säule 144 aufwärts, führt frei durch das Oberteil 14 des Rahmens 12 und ist an einem waagerechten Träger 150 über dem Oberteil 14 des Rahmens 12 festgelegt. Eine Druckfeder 152 mit einstellbarem Dämpfer 154 ist in der Mitte des Trägers 150 angeordnet. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 160 ist vertikal im Oberteil 14 des Rahmens 12 zwischen den Säulen 144 angeordnet und aus einer Druckquelle beaufschlagbar. Eine Kolbenstange 161 verläuft nach Fig. 1 abwärts und ist an einem nach unten offenen U-förmi­ gen Bauteil 162 befestigt, das an der Oberseite des Getriebegehäuses 130 angelenkt ist. Vom Bauteil 162 erstrecken sich Ansätze 164 auf der Vor­ derseite, zwischen denen ein waagerechter Bolzen 166 verläuft. Ein Treib­ hebel 168 sitzt mit einem Ende schwenkbar auf dem Bolzen 166 zwischen den Ansätzen 164. Das distale Ende des Treibhebels 168 weist einen Fuß­ abschnitt 170 auf. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 172 ist synchronisiert an eine nicht gezeigte Druckquelle angeschlossen und an der Oberseite des Getriebegehäuses 130 innerhalb der Schenkel des Bauteils 162 festgelegt, wie dies in Fig. 1 und 3 gezeigt ist. Eine Kolbenstange 174 der Kolben-Zylin­ der-Einheit 172 ist mit dem freien Ende in der Mitte des Treibhebels 168 angelenkt. Die vordere Nabe 136 nimmt drehbar den Transferkubus 140 auf, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, indem sie in eine ringförmige Fassung 167 in diesem einsetzbar ist. Der Transferkubus 140 weist zu seiner Drehachse R vier ebene Flächen parallel auf. Rechtwinkelig zur Hinterkante jeder Fläche verläuft eine Leiste 180, wie in Fig. 1 gezeigt, und jede Fläche weist ein Paar Leisten 182 auf, die rechtwinkelig zur Fläche und den Rändern an der Hinterkante verlaufen. In die Leisten 180, 182 ist nahe dem distalen Ende ein Schlitz 184 eingeschnitten, der parallel zu der jeweiligen Fläche verläuft. Auf jeder der zur Drehachse des Kubus 140 parallelen vier ebenen Flächen ist ein Rahmen 186 gleitbar in den Schlitzen 184 aufgenom­ men. Eine Druckplatte 187 ist an der Außenseite jeder ebenen Fläche des Kubus 140 innerhalb der Leisten 180, 182 bewegbar angeordnet und wird von einer in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung 190 aus gesteuert. Die Steuereinrichtung 190 weist einen ersten Hebel 192 auf, dessen eines Ende an einem Stutzen 189 in der Mitte der einwärts gewandten Seite jeder Druckplatte 187 angelenkt ist und sich durch eine Öffnung in der jeweiligen Fläche des Kubus 140 erstreckt. Das andere Ende dieses Hebels 192 ist gegabelt; die Schenkel lagern einen Bolzen 194. Dieses andere Ende steht mit einem innerhalb des Kubus 140 gelagerten Block 196 in Eingriff. Der Bolzen 194 erstreckt sich in Schlitze 195 in den Innenseitenwänden des Blocks 196, in denen die Enden des Bolzens 194 gleiten können. Ein zweiter Hebel 198 ist an dem Bolzen 194 zwischen den Schenkeln des ersten Hebels 192 angelenkt und mit seinem anderen Ende scharnierartig an einem innerhalb des Transferkubus 140 festgelegten zentralen Lagerelement 199 befestigt. Ein vorgespannter Stab 200 ist drehbar durch die rückseitige Wand des Kubus 140 geführt, wie in Fig. 1 gezeigt, liegt radial außerhalb der Fassung 167 und kann sich an die Rückseite des Blocks 196 anlegen. Ein unter Federvorspannung stehender Stab 201 drückt gegen die Vorder­ fläche des Blocks 196; eine Feder 203 ist zwischen seinem vorderen Ende und der Vorderfläche des Transferkubus 140 angeordnet. Das rückwärtige Ende Stabs 200 kann mit einem Reibring 202 in Kontakt gelangen (siehe Fig. 1 und 3), der um die Nabe 136 an der Vorderseite des Getriebegehäu­ ses 130 verläuft. Der Reibring fluchtet radial um die Drehachse R mit den aus dem Kubus 140 abragenden Stäben 200. Der vom distalen Ende des Treibhebels 168 abragende Fußabschnitt 170 ist ebenfalls mit dem Reibring 202 und der kreisrunden Umlaufbahn der Stäbe 200 radial ausgerichtet.

Die Stütze 208 aus einem elastischen Werkstoff wie Gummi oder dergl. ist auf die Außenfläche jeder Druckplatte 187 aufgeklebt. Für die in diesem Ausführungsbeispiel erläuterte Anwendung hat diese Stütze 208 jeweils die Gestalt eine Schuhoberteils.

Die Kühlplatte 120 unter dem Kubustransfer 140 auf dem Mittelteil 16 des Rahmens 12 ist mit der Kühleinrichtung 121 in Form von Kühlschlangen versehen, die an eine nicht gezeigte Kühleinheit angeschlossen sind und die Kühlplatte 120 auf etwa 0°C bis 38°C abkühlen.

Eine bogenförmige ortsfeste Platte 212 ist nach Fig. 3 an dem Mittelteil 16 zwischen der Kühlplatte 210 und der Auftragstation 30 fixiert und vervoll­ ständigt so die Anordnung der Arbeitsstationen an dem Rahmenmittelteil 16 längs der Umlaufbahn der Stützvorrichtung bzw. Aufnahmefläche 22.

Im Betrieb der Vorrichtung 10 wird ein Pulvermaterial - vorzugsweise ein Polymerisatpulver, bestehend aus einem Ionomeren, aus Polyäthylen, Äthylenvinylacetat, Polyvi­ nylchlorid, Nylon oder dergl. - in Kombination mit Farb- und Füllstoffen und anderen Additiven vorzugsweise in einer Teilchengröße von 0,5 mm lichter Maschenweite (35 mesh) oder auch 0,3 bis 0, 15 mm (50 mesh bis 100 mesh) für feiner gegliederte, dünne Verstärkungs- oder Verzierungs­ arbeiten verwendet, das durch eine Schablone aufgetragen, erwärmt, ver­ schmolzen und dann auf ein Substrat aufgebracht werden kann, beispiels­ weise auf ein Schuhoberteil, ein Gewebe- bzw. Tuchstück für einen Hemd­ kragen, Pyjamaknie oder -füße, Sportbekleidung oder dergl. Dieses Pulver­ material wird in den Vorratsbehälter 46 der Vorrichtung gefüllt und kann durch die Leitung 48 zwischen dem Vorratsbehälter 46 und dem Verteiler­ schlitten 44 auf die Pulverauftragstation 30 fallen. Das Pulver landet dabei auf der Oberseite der Schablone 42, wobei die Pulverauftragstation 30 in Kontakt mit der Oberseite der Stützvorrichtung 22 abgesenkt worden ist mit der Drehung der Welle 84 infolge einer synchronisierten Druckbeaufschla­ gung der Kolben-Zylinder-Einheit 90, die am Oberteil 14 des Rahmens 12 befestigt ist. Das Nockenelement 86 dreht sich, so daß die auf ihm abrol­ lende Laufrolle 78 die Traverse 76, an der die Laufrolle 78 befestigt ist, geringfügig absenkt. Die Pfosten 70 an jedem Ende der Traverse 76 sinken geringfügig ab, so daß die Pulverauftragstation 30 mit den jeweils eingesetz­ ten Abstandselementen auf die Stützvorrichtung 22 abgesenkt wird.

Die Kolben-Zylinder-Einheit 90 an dem Oberteil 14 des Rahmens 12 ist doppeltwirkend, so daß bei der synchronisierten Richtungsumkehr die Pulver­ auftragstation 30 langsam von der Stützvorrichtung 22 abgehoben werden kann, und zwar unter sorgfältiger Zeitsteuerung, so daß der auf der Stütz­ vorrichtung 22 befindliche dreidimensionale Pulverauftrag C stufenweise auf seiner Umlaufbahn weitergeführt werden kann. Die untere Stützplatte 100 wird aufwärts in Kontakt mit dem Boden der Stützvorrichtung 22 gehoben, und zwar unmittelbar bevor die Pulverauftragstation 30 in Kontakt damit abgesenkt wird und durch zeitgesteuerte Betätigung der Kolben-Zylinder- Einheit 102 an dem Mittelteil 16 des Rahmens 12. Die Stützplatte 100 wird in ihrer Sollage von Führungssäulen 104 gehalten, an denen sich auch Schalter befinden, mit denen gewährleistet ist, daß die Stützplatte 100 unmittelbar vor der Aufwärtsbewegung der Pulverauftragstation 30 abgesenkt wird, nachdem der dreidimensionale Pulverauftrag C auf die Oberfläche der Stützvorrichtung 22 aufgebracht worden ist.

Nachdem die untere Stützplatte 100 in Kontakt mit der Stützvorrichtung 22 ist und letztere gegebenenfalls vom Zwischenlageelement S verformt und die Pulverauftragstation 30 in Kontakt mit der Stützvorrichtung 22 abgesenkt worden ist, die Abstandselemente und das um den Ausschnitt auf der Unterseite der Schablone herumgelegte Einfaßelement sind auf die Stützvor­ richtung 22 aufgesetzt, wird der Verteilerschlitten 44 über den Rahmen 40 der Pulverauftragstation 30 durch Betätigung des doppeltwirkenden Seilzylin­ ders 66 verschoben, wenn ihm signalisiert ist, daß die Stützplatte 100 und die Pulverauftragstation 30 die Sollage erreicht haben. Die beiderseits des Verteilerschlittens 44 angeordneten Streichklingen 50 werden auf die Obersei­ te der Schablone 42 abgesenkt, so daß, während sich der Verteilerschlitten 44 bewegt, die in Bewegungsrichtung des Verteilerschlittens hintere Streich­ klinge 50, die von ihrer Kolben-Zylinder-Einheit 54 abgesenkt worden ist, das Pulver in den Ausschnitt in der Schablone 42 streicht. Die Streichklingen 50 sind um eine gemeinsame Achse schwenkbar gelagert, so daß, wenn der Verteilerschlitten 44 seine Laufrichtung umkehrt und erneut über die Schablone 42 fährt, ein Schalter ein Absenken der Stützplatte 100, das Anheben der Pulverauftragstation 30 und das stufenartige Weiterschalten der Stützvorrichtung 22 mit dem dreidimensionalen Pulverauftrag C in die Heizstation 32 bewirkt, wo in Schritten das Pulver von den um jeweils 45° beabstandeten Heizeinheiten erwärmt und zu einer Masse verschmolzen wird, wobei es jedoch seine dreidimensionale Form und gegebenenfalls verjüngte Ausbildung beibehält.

Der Pulverauftrag wird dann zur Behandlungsstation 38 bewegt, wo dieser etwa 1 bis 2 sec. gehalten und von einer Bodenseite aufwärts durch die Kühlplatte 120 auf eine Temperatur von etwa 0°C bis 38°C gekühlt wird. Dabei bleibt die Oberseite des dreidimensionalen verschmolzenen Pulverauf­ trags klebrig und kann erwünschtenfalls an ein Substrat geklebt werden, oder er kann beim Weiterlauf von der Stützvorrichtung abgezogen und an einer anderen Stelle später auf ein Substrat aufgebracht werden.

Der dreidimensionale Pulverauftrag C erhält das Substrat wie beispielsweise ein Schuhoberteil vom Transferkubus 140. Während die Stützvorrichtung in 45°-Schritten weitergeschaltet wird, dreht sich der Transferkubus 140 infolge der kämmenden Zahnräder 131 im Getriebegehäuse 130 in 90°-Schritten weiter und hält das Substrat U unmittelbar über einen Pulverauftrag C auf der Kühlplatte 120 (Fig. 1), so daß die Teile danach aufeinandergepreßt werden können. Dabei wird der Transferkubus 140 in zeitlicher Zuordnung mit der Ankunft des geschmolzenen Pulverauftrags C auf der Kühlplatte 120 durch Betätigung der doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 160 im Ober­ teil 14 des Rahmens 12 abgesenkt. Die Bedienungsperson schiebt ein fri­ sches, d. h. noch nicht verstärktes Substrat bzw. Trägermaterial in den Raum über der Druckplatte 187 und der Stütze 208 einerseits und dem Rahmen 186 andererseits ein, der in den Schlitzen 184 der Leisten 180, 182 fixiert ist. Wird die Druckplatte 187 zur Drehachse R des Transferkubus 140 zurückgezogen, indem die Bedienungsperson einen (nicht gezeigten) Fuß­ schalter auslöst, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 172 betätigt, deren Kolben­ stange 174 an den Treibhebel 168 hinter dem Transferkubus 140 angelenkt ist. Der Fußabschnitt 170 an dem distalen Ende des Treibhebels 168 schwenkt also zur Vorderseite des Transferkubus 140 und drückt gegen den jeweils in der 12-Uhr-Stellung befindlichen Stab 200, der von der rückwärti­ gen Fläche des Transferkubus 140 abragt und mit dem Reibring 202 radial ausgerichtet ist. Dabei ist für jede Druckplatte 186 an den Seitenflächen des Transferkubus 140 jeweils ein solcher Stab vorgesehen. Der Fußabschnitt 170 drückt den Stab 200 nach vorn, um auf den Bolzen 194 zu drücken, der die Hebel 192, 198 hält und in den Schlitzen 195 im Block 196 sitzt. Damit werden der Block 196 und der Stab 201 axial verschoben, die Feder 203 wird komprimiert, und die Druckplatte 187 wird radial verschoben. Mit der Betätigung des Startschalters 17 wird der Transferkubus 140 um die Achse R gedreht, so daß der Stab 200 aus der 12-Uhr-Stellung gegen den Uhrzeigersinn den Reibring 202 berührt, wobei die Hebel 192, 198 und die Druckplatte 187 die in Fig. 1 in der 6-Uhr-Stellung gezeigte Position unmittelbar vor der Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit 160 einnehmen, um den Transferkubus 140 mit dem jeweils daran gehaltenen Substrat (nach Fig. 1 ein Schuhoberteil U) abwärts auf den Pulverauftrag C auf der Stützvorrichtung 22 über der Kühlplatte 120 zu drücken. Die dreidimensiona­ le Form des geschmolzenen Pulverauftrags C kann dann von der elastischen Stütze 208 gepreßt und als Produkt ausgegeben oder an einem flexiblen Substrat zwischen der elastischen Stütze 208 und dem Ausschnitt im Rahmen 186 befestigt werden. Beim folgenden Voreilen des Transferkubus 140 um die Drehachse um 270° aus der 12-Uhr-Stellung in die 3-Uhr-Stellung in Gegenuhrzeigersinn wird der Stab 200 wieder vom Reibring 202 abgehoben, so daß die Druckplatten 187 nacheinander eingezogen werden, die elastische Stütze 208 hinter dem flexiblen Substrat und von dem Ausschnitt in dem Rahmen 186 weggezogen werden und die Bedienungsperson das frisch verstärkte und versteifte Substrat, d. h. Gewebe-, Leder- oder sonstiges Stück herausnehmen, herausnehmen kann. Ein nachfolgendes Drehen des Trans­ ferkubus 140 um 90° bringt eine unbeschickte unbeaufschlagte Druckplatte 187 in die 12-Uhr-Stellung, wo ein neues Substrat eingeschoben und zwi­ schen der Stütze 208 und dem Ausschnitt in dem Rahmen 186 festgelegt werden kann.

Beispiele für verwendbare Pulver sowie die Betriebsparameter der Maschine werden erläutert.

• A. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Schuhoberteil verstärkt bzw. versteift. Ein Pulver aus schmelzbarem Kunststoff in einer Teilchengröße von 0,5 mm bis 0,3 mm lichter Maschenweite des Prüfsiebs (35 mesh bis 50 mesh), einem Schmelzindex von 2,5, einem Biegemodul ("flexural modulus") von 3586 kp/cm² (51.000 p.s.i.) und einer Wärmeerweichungstemperatur (Vicat) von 63°C ist vorgesehen.
  Eine Schablone wird für die gewünschte Gestalt hergestellt und auf ein Gitter mit 2,4 mm Maschenweite (8-mesh-Maschendrahtgitter) aus nichtrostendem Stahldraht von 0,38 mm Dicke aufgebracht. Die Wahl der Maschenweite stellt einen Kompromiß zwischen den folgenden geläufigen Forderung dar:
  • a) Ein feinmaschiges Gitter wirkt gleichmäßiger auf die Streichklingen;
  • b) ein zu dicker Draht des Gitters führt zu einer zu dicken verjüngten Kante;
  • c) ein grobmaschiges Gitter aus dünnem Draht bietet Pulverresten weniger Fläche, an der sie haften oder die sie überbrücken könn­ ten.
  Abstandselemente an dem Boden der Schablone werden für ein etwa 1,02 mm dickes verschmolzenes Produkt verwendet. Angesichts der Schüttdichte und der Fließeigenschaften des Pulvers wird eine 2,54 mm dicke Abdichtung bzw. Einfaßleiste auf der Bodenseite der Schablone vorgesehen. Das Zwischenlageelement S auf der unteren Stützfläche wird so angeordnet, daß die Aufnahmefläche in deren ohne Abstands­ elemente belassenen Teil in Kontakt mit der Bodenfläche der Schablone angehoben wird, so daß sich im Pulverauftrag auf dem Aufnahmeband innerhalb der Umrandung durch die Einfaßleiste die zweckmäßige gewünschte Verjüngung ergibt.
  In der Heizstation sind die unteren Heizelemente auf etwa 254°C, die Strahlungsheizer über der Aufnahmefläche jeweils auf etwa 316°C Oberflächentemperatur eingestellt.
  Die Auftragsmechanik wird so betätigt, daß eine Gesamtzeit von etwa 25 Sekunden zum Verschmelzen des Pulvers auf der Stützvorrichtung verfügbar ist. Danach wird das Produkt zur letzten Station transportiert, wo es auf das Substrat, das hier ein Schuhoberteil ist, aufgebracht und dann für die Dauer von etwa 1-2 Sekunden von der Kühlplatte, wäh­ rend es gegen diese gedrückt wird, auf etwa -1°C bis 38°C gekühlt wird.
  Am fertigen Produkt für ein Schuhoberteil mit Spitzenverstärkung variiert die Dicke von der vollen Kante von 0,89 mm zu 0,3 mm an der verjüngten Kante.
• B. Ein weiteres Beispiel betrifft die oben erläuterte bevorzugte Verwen­ dung, aber mit Zusätzen von 0,3% Polyalkoxytertiäramin als Antistati­ kum und 0,3% feine Kieselerde als Trocken- und Fließmittel, woraus sich weniger Pulverreste auf dem Maschendrahtgitter und eine schwäche­ re elektrostatische Bewegung der Pulverteilchen während des Aufbring­ vorgangs ergeben. Weiterhin erhält man ein qualitativ höherwertiges Auftragsprodukt, das an der vollen Kante 1,02 mm dick sein kann.
  
• C. Entspricht dem Beispiel A, aber mit einem Zuschlag von 0,05% leitfä­ higem Ofenruß. Das Auftrags- und Fließverhalten sowie die Produkt­ ausführung sind ähnlich Beispiel B. Die Verschmelzungszeit in der Heizstation kann hier auf etwa 20 Sekunden verringert werden; das Produkt weist eine Dicke von etwa 1,02 mm auf.
• D. Für eine flexible Spitzenkappe für Herren- oder Damenschuhe wird ein zuschlagfreies Pulver von Polyäthylen niedriger Dichte in einer Teil­ chengröße von 0,5 mm (Maschenweite) (35 mesh) mit einem Schmelz­ index von 22, einem Biegemodul von 1336 kp/cm² (19.000 p.s.i.) und einer Wärmeerweichungstemperatur (Vicat) von 83°C verwendet. Der untere Heizblock wird auf eine Temperatur von etwa 204°C, der obere Strahlungsheizer auf etwa 260°C für ein von etwa 0,89 mm auf etwa 0,3 mm verjüngtes Produkt bei einer Schmelzzeit von etwa 18 Sekun­ den eingestellt.
• E. Für eine weiche Spitzenkappe für Slipper, Damen- und Kinderschuhe wird ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat in einer Teilchengröße von 9,5 mm (Maschenweite) (35 mesh), einem Schmelzindex von 9, einem Biegemodul von etwa 949 kp/cm² (13.500 p.s.i.) und einer Wär­ meerweichungstemperatur von etwa 59°C eingesetzt. Die Bedingungen entsprechen denen im Beispiel D; mit einer Heizzeit von 12 Sekunden erhält man ein Produkt mit einer Dicke von 0,89 mm bis 0,3 mm.
• F. F. Die Vorrichtung wird für Ösen-, Oberrand- oder sonstige Verstärkungen an einem Schuhoberteil verwendet. Hierzu ist das bevorzugte Pulver ein Nylon-12-Pulver von 0,15 mm (100 mesh) mit 0,3% Polyalkoxytertiära­ min. Das Schablonengitter hat eine Maschenweite von etwa 0,6 mm (30 mesh). Dieses spezielle Produkt ist nicht verjüngt; daher wird die Einfassung um den gesamten Ausschnitt herumgelegt und ist gleichmäßig dick; es handelt sich dabei um Abstandsscheiben in einer Dicke von 1 ,02 mm. Die Bedingungen entsprechen denen im Beispiel A. Die Wärmebehandlungszeit ist 12 Sekunden, und der Auftrag hat eine Dicke von 0,43 mm.
• G. Eine dünne Verstärkung entsprechend dem Beispiel F wird geschaffen, wobei ein Vinylpulver mit einer Teilchengröße von 0,15 mm (Maschen­ weite) (100 mesh) mit 0,3% Polyalkoxytertiäramin-Pulver, gegebenenfalls mit einem Wärmestabilisator eingesetzt wird.

Zum Färben von Kunststoffen können Einfärbpigmente wie z. B. Kohlenruß mit dem Pulver im Vorratsbehälter vorgemischt werden, um dekorative Effekte zu schaffen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Verstärkungen, Versteifungen oder Ver­ zierungen für Trägermaterialien, bestehend aus
einer Stützvorrichtung (22), welche eine Vielzahl von Aufnahme-Flächen­ abschnitten aufweist und bewegbar ist, so daß die Aufnahme-Flächen­ abschnitte nacheinander zu einer Vielzahl von Behandlungsstationen bringbar sind,
einer Auftragsvorrichtung (40-50), welche an einer ersten Behandlungs­ station (30) angeordnet ist, zum Auftragen eines schmelzbaren Kunst­ stoff-Pulvers in dreidimensionaler Konfiguration auf jeden an der Be­ handlungsstation (30) vorgesehenen Aufnahme-Flächenabschnitt,
einer an einer oder mehreren der weiteren Behandlungsstationen vor­ gesehenen Heizvorrichtung (34, 36) zum Erhitzen und Schmelzen des aufgetragenen Pulvers, so daß es unter Beibehaltung seiner Konfigura­ tion in eine kohäsive, klebrige Masse umgewandelt wird, und
einer an einer weiteren Behandlungsstation (38) angeordneten Kühlvor­ richtung (120) zum Abkühlen der geschmolzenen, von jedem Aufnahme- Flächenabschnitt getragenen Masse, um sie in ihrer dreidimensionalen Konfiguration zu verfestigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl­ vorrichtung (120) unter der Stützvorrichtung (22) angeordnet ist, so daß das Abkühlen der geschmolzenen Masse durch den Aufnahme-Flächen­ abschnitt erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ab­ nahmevorrichtung (140), welche eine Stütze (208) für ein Trägermaterial aufweist, und eine Andrückvorrichtung (160) vorgesehen ist, die die Stütze (208) gegen den Aufnahme-Flächenabschnitt drückt, so daß das von ihr getragene Trägermaterial gegen die von dem Aufnahme-Flä­ chenabschnitt getragene geschmolzene Masse gepreßt wird, während sich die freigelegte Oberfläche der Masse noch in einem klebrigen Zustand befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ nahmevorrichtung (140) an der weiteren Behandlungsstation (38) ober­ halb der Stützvorrichtung (22) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Aufnahme-Flächenabschnitt eine Schicht aus Polytetrafluorethylen oder aus einem anderen nicht-klebenden Material aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (22) ein ringförmiges Stützglied aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (34, 36) ein oder mehrere Heiz­ elemente (34) aufweist, welche unter der Stützvorrichtung (22) angeord­ net sind, und jeder Aufnahme-Flächenabschnitt an den Behandlungs­ stationen in Kontakt mit den Heizelementen steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Heizelement (34) eine ihm zugeordnete Vakuumvorrichtung auf­ weist, um den Aufnahme-Flächenabschnitt dagegen zu ziehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (34, 36) wenigstens einen an einer oder mehreren der Behandlungsstationen angeordneten Heizstrahler (36) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auftragsvorrichtung (40-50) eine Schablone (42) mit einem der gewünschten Konfiguration entsprechenden Ausschnitt und eine Auftragsvorrichtung (50) zum Aufstreichen von Pulver durch die Schablone auf einen darunter angeordneten Aufnahme-Flächenabschnitt umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verformungsvorrichtung an der ersten Behandlungsstation (30) vorgese­ hen ist, welche den Aufnahme-Flächenabschnitt verformt und somit die Schichthöhe des durch die Schablone (42) auf den Aufnahme-Flächen­ abschnitt aufgetragenen Pulvers steuert.

12. Verfahren zum Herstellen von Verstärkungen, Versteifungen oder Ver­ zierungen für Trägermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Menge eines schmelzbaren Kunststoffpulvers in gewünschter dreidi­ mensionaler Konfiguration auf einen Aufnahmeflächenabschnitt aufgetra­ gen wird,
das Pulver einer Wärmebehandlung unterworfen wird, bei welcher das Pulver unter Beibehaltung seiner Konfiguration in eine klebrige kohäsive Masse umgewandelt wird,
die geschmolzene Masse durch den Aufnahme-Flächenabschnitt abgekühlt wird, um sie zu verfestigen, jedoch ihre freigelegte Oberfläche in einem klebrigen Zustand gehalten wird, und
die geschmolzene Masse übertragen wird, indem gegen die freigelegte Oberfläche ein Trägermaterial gepreßt wird, an welchem die Masse anhaftet und welches zum Trennen der Masse von dem Aufnahme-Flächenabschnitt dient.