DE4138941A1 - Sportschuh und verfahren zum herstellen eines stollens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sportschuh mit einer Sohle sowie in einer Unterseite der Sohle angeordneten Stollen, die mit einem Spitzenabschnitt über die Unterseite vorstehen, wobei die Stollen teilweise aus einem keramischen Hartstoff bestehen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Stollens für einen Sportschuh, wobei der Stollen einen metallischen Spitzenabschnitt aufweist.

Ein Sportschuh der vorstehend genannten Art ist aus der DE-OS 32 33 900 bekannt.

Es ist bekannt, bei Sportschuhen an der Sohlenunterseite Stollen vorzusehen, damit der Sportler besser in der Lage ist, sich beim Laufen oder Starten gegen den Untergrund abzustützen. Je nach Sportart (Laufen, Fußballspielen, Baseballspielen u. dgl.) werden dabei unterschiedliche Arten von Schuhen und von Stollen verwendet, und die Stollen werden gelegentlich auch als Spikes, Greifelemente, Beschlagteile o. dgl. bezeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht insoweit kein Unterschied, weil die Erfindung sich für alle derartigen Elemente eignet. Es ist ferner bekannt, derartige Stollen auswechselbar zu gestalten, damit der Sportler mit einunddemselben Schuh je nach Sportart oder nach Witterungsbedingungen oder abhängig von der Bodenbeschaffenheit unterschiedliche Stollen einsetzen oder nach längerem Gebrauch verschlissene Stollen austauschen kann. Es ist aber auch bekannt, Stollen fest in Sportschuhen anzuordnen, beispielsweise durch Einspritzen mittels Kunststoff o. dgl. Auch insoweit besteht im Rahmen der vorliegenden Erfin­ dung kein Unterschied, weil sich die Erfindung für alle der­ artigen Anordnungen von Stollen eignet.

Bei der Auslegung von Stollen für Sportschuhe ist den diversen Anforderungen Rechnung zu tragen, die an derartige Stollen gestellt werden. Im Vordergrund steht naturgemäß die Forderung nach einer Formgebung, die dem Sportler ein optimales Laufen bzw. Starten gestattet. Darüber hinaus muß aber auch beachtet werden, daß Stollen erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden, da sie üblicherweise mit großer Kraft gegen mineralische Umgebungen gedrückt bzw. in diese hereingedrückt werden. Weiterhin sind auch Fragen der Sicherheit zu beachten, weil derartige Sportschuhe auch in Sportarten eingesetzt werden, beispielsweise Fußball, bei denen die Sportler absichtlich oder unabsichtlich miteinander in Berührung kommen und daher durch die Stollen Verletzungen verursacht werden können. Schließlich sind auch Gesichtspunkte der Fertigung und der Kosten zu berücksichtigen.

Aus der eingangs genannten DE-OS 32 33 900 ist nun eine Sport­ schuhsohle mit Greifelementen bekannt, die ganz oder teilweise aus Oxidkeramik bestehen. Soweit die Stollen insgesamt aus Oxidkeramik bestehen, sind sie so beschaffen, daß sie in die Sportschuhsohle eingeschraubt oder eingespritzt werden können. Soweit die Stollen nur teilweise aus Oxidkeramik bestehen, ist die Anordnung so getroffen, daß jeweils nur der die Lauf­ fläche bildende Endbereich der Stollen aus Oxidkeramik besteht. Dies bedeutet, daß die Stollen zweiteilig ausgebildet sind, und zwar aus einem metallischen Grundkörper, der zugleich zur Befestigung der Stollen in der Sportschuhsohle dient und andererseits aus einem Endkörper, der mit dem metallischen Grundkörper verbunden ist und den die Lauffläche bildenden Endbereich der Stollen darstellt.

Ähnliche Stollen für Sportschuhe sind auch aus der DE-OS 39 15 157 bekannt, wobei sich diese vorbekannten Stollen dadurch auszeichnen, daß ein keramischer Teil an einem Stollen­ grundteil befestigt ist, der aus Kunststoff besteht.

Bei allen vorstehend erläuterten bekannten Stollen bildet somit der keramische Teil ein wesentliches Bauteil des Stollens, das etwa ein Drittel oder die Hälfte oder noch mehr Volumen­ anteil des Stollens ausmacht und daher ein massives keramisches Bauelement darstellt.

Obwohl derartige Stollen, die ganz oder teilweise aus einem keramischen Hartstoff bestehen, eine sehr lange Standzeit aufweisen und darüber hinaus auch in einfacher Weise und preisgünstig hergestellt werden können, so ist ihnen doch folgender Nachteil gemeinsam:

Wenn nämlich die Keramik einen massiven Teil des Stollens ausmacht, so kann es insbesondere bei einer Stoßbelastung, namentlich dann, wenn Keramik auf Keramik schlägt, dazu kommen, daß Abschnitte der Keramikteile springen und abplatzen. Die dann entstehenden Kanten an dem am Stollen verbleibenden Keramikrumpf sind dann jedoch äußerst scharfkantig und spitz, mit der Folge, daß eine erhebliche Verletzungsgefahr besteht, wenn ein Sportler mit einem Sportschuh, dessen Stollen ganz oder teilweise abgeplatzte Keramikbauteile enthalten, während der Sportausübung mit einem anderen Sportler zusammenstößt.

Darüber hinaus haben die bekannten Stollen den Nachteil, daß eine zweiteilige Konstruktion der Stollen immer das Risiko mit sich bringt, daß sich die beiden Einzelteile voneinander lösen oder daß bei ausgeprägter formschlüssiger Verbindung zwischen den beiden Teilen Zonen geschwächten Materials ent­ stehen, die ein Abbrechen fördern.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Sportschuh bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Vorteile herkömmlicher metallischer Stollen beibehalten werden können, andererseits aber die Standzeiten von ganz oder teilweise aus Keramik bestehenden Stollen erreicht werden.

Gemäß dem eingangs genannten Sportschuh wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spitzen­ abschnitte aus einem metallischen Körper bestehen, der an seiner Oberfläche mit einer dünnen Hartstoffschicht aus kera­ mischem Material versehen ist.

Gemäß dem eingangs genannten Verfahren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spitzen­ abschnitt mittels thermischem Spritzen mit einer Hartstoff­ schicht versehen wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

So besteht nach der Erfindung der Stollen nämlich praktisch vollkommen aus Metall, so daß herkömmliche einschraub- oder einspritzbare Stollenkonstruktionen verwendet werden können, bei denen der Stollen ganz aus einem metallischen Werkstoff besteht. Lediglich die Oberfläche des vorstehenden Spitzen­ abschnittes wird zum Zweck der Standzeiterhöhung mit einer keramischen Hartstoffschicht versehen, was heutzutage mit an sich bekannten Mitteln möglich ist. Ein Abplatzen der Hartstoff­ schicht ist dabei nicht zu befürchten, und selbst dann, wenn bei übergroßer Belastung sich je ein Teil der aufgespritzten Hartstoffschicht ablösen würde, so entstünden dabei keine scharfen Kanten oder Spitzen, die zu Verletzungen von Mit­ spielern führen könnten.

Nach der Erfindung ist bevorzugt, wenn die Hartstoffschicht aus Wolframcarbid, aus Wolframcarbid mit Chrom, aus Aluminium­ oxid, aus Titanoxid oder aus Nickel-Chrom-Bor-Silicium besteht.

Diese Materialien sind an sich aus der Technik des thermischen Spritzens bekannt und haben sich dort bewährt.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn die Hartstoffschicht zwischen 15 und 100 µm dick ist. Auch dies ist ein in der Praxis bewähr­ ter Wert, bei dem einerseits hohe Standzeiten möglich sind, andererseits aber abplatzende Schichtstücke nicht zu makrosko­ pisch wahrnehmbaren Spitzen oder Kanten führen.

Weiterhin ist besonders bevorzugt, wenn zwischen der Oberfläche des metallischen Körpers und der Hartstoffschicht eine Haft­ vermittlungsschicht angeordnet ist, die vorzugsweise aus Nickelaluminium besteht.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Haftfestigkeit der Hartstoffschicht nochmals erheblich gesteigert wird, wie dies ebenfalls an sich bekannt ist.

Schließlich ist besonders bevorzugt, wenn die Hartstoffschicht an ihrer Oberfläche mit einer Antihaftschicht versehen wird, wobei vorzugsweise eine Antihaftschicht aus einem Fluorethylen­ polymer eingesetzt wird.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Schichtenaufbau an seiner Außenseite versiegelt und damit z. B. auch die Korro­ sionsfestigkeit erhöht wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist bevorzugt, wenn die Hartstoffschicht mittels Flammspritzen oder mittels Plasma­ spritzen oder mittels Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen oder -Plasmaspritzen aufgebracht wird.

Diese Beschichtungstechniken haben sich neben anderen Beschich­ tungstechniken für Einsatzfälle der vorliegenden Art besonders bewährt.

Eine besonders gute Wirkung wird weiterhin dann erzielt, wenn der Spitzenabschnitt vor dem Aufbringen einer Schicht vergütet wird, und zwar vorzugsweise auf eine Härte von 48-58 Rock­ well.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, von unten, auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sport­ schuhs;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1 und umfassend eine teilweise, nochmals stark vergrößerte Detail- Schnittdarstellung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 einen üblichen Sportschuh, wie er zum Laufen, zum Fußballspielen, zum Baseballspielen oder für andere Sportarten eingesetzt wird. Der Sportschuh 10 umfaßt eine Sohle 11, an deren Unterseite Stollen 12 in vorbestimmter Anordnung befestigt sind. Die Stollen 12 können dabei in die Sohle 11 eingeschraubt oder eingespritzt oder sonstwie befestigt sein.

In der vergrößerten Schnittdarstellung der Fig. 2 erkennt man, daß der Stollen 12 einen Spitzenabschnitt 20, einen Flanschabschnitt 21 sowie einen Gewindeabschnitt 22 aufweist. Der Gewindeabschnitt 22 ist in eine Gewindebohrung 23 der Sohle 11 eingeschraubt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Stollen 12 in der Sohle 11 befestigt wird, bis eine Oberfläche 24 des Flanschabschnitts 21 an eine Sohlenunterseite 25 der Sohle 11 anstößt.

Wie die in Fig. 2 enthaltene stark vergrößerte Detailansicht aus dem Spitzenabschnitt 20 zeigt, besteht diese aus einem metallischen Körper 30, auf dessen Oberfläche zunächst eine Haftvermittlerschicht 31, alsdann eine Hartstoffschicht 32 und schließlich eine Antihaftschicht 33 aufgebracht ist.

Die Stollen 12 werden wie folgt hergestellt bzw. montiert: Zunächst stellt man den metallischen Körper 30 her, wobei vorzugsweise eine einstückige Anordnung gewählt wird, die sowohl den Spitzenabschnitt 20 wie auch den Flanschabschnitt 21 und den Gewindeabschnitt 22 umfaßt. Soll der Stollen 12 statt eingeschraubt eingespritzt werden, so ist statt des Gewindeabschnitts 22 ein entsprechender, mit Vorsprüngen versehener Einspritzabschnitt vorzusehen.

Der Stollen 12 wird nun im Bereich seines Spitzenabschnitts 20 vorzugsweise mechanisch vorbehandelt, und zwar zunächst durch Vergüten, wodurch eine Härte von 48-58 Rockwell erreicht wird.

Der so vergütete Stollen 12 wird dann im Bereich des Spitzen­ abschnitts 20 vorzugsweise mechanisch vorbehandelt, und zwar durch Entfetten und/oder Sandstrahlen.

Auf die so vorbehandelte Oberfläche des metallischen Körpers 30 im Bereich des Spitzenabschnitts 20 wird nun eine Haftver­ mittlerschicht 31 aufgetragen.

Die Haftvermittlerschicht 31 besteht vorzugsweise aus einer Nickellegierung, beispielsweise Nickelaluminium, Nickelchrom o. dgl. Die Schichtdicke kann vorzugsweise zwischen 5 und 30 µm variieren.

Auf die Haftvermittlerschicht 31 wird alsdann eine keramische Hartstoffschicht 32 aufgetragen.

Die Hartstoffschicht 32 wird vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 15 und 100 µm aufgetragen.

Die Hartstoffschicht 32 besteht vorzugsweise aus einer Carbid- oder Oxidkeramik, z. B. aus Wolframcarbid (WoCo8812) oder aus Wolframcarbid mit Chrom, oder aus Aluminiumoxid, oder aus Titanoxid oder aus Nickel-Chrom-Bor-Silicium. Die Schichten 31 und 32 werden durch thermisches Spritzen auf die Oberfläche des metallischen Körpers 30 aufgebracht. Vorzugsweise geschieht dies durch Flammspritzen, durch Plasmasprühen oder durch ein Hochgeschwindigkeits-Verfahren, das mit dem Flammspritzen oder Plasmasprühen kombiniert wird.

Nachdem auf diese Weise eine Hartstoffschicht mit großer Haftung aufgebracht wurde, kann der Schichtenaufbau noch durch Auf­ bringen einer Antihaftschicht 33 versiegelt werden.

Die Antihaftschicht 33 besteht vorzugsweise aus einem Fluor­ ethylenpolymer, beispielsweise Polytetrafluorethylen o. dgl. Die Antihaftschicht 33 wird vorzugsweise so aufgetragen, daß ein entsprechender Antihaftlack aufgesprüht und dieser dann bei einigen 100°C eingebrannt wird. Dies geschieht bevorzugt in der Weise, daß nach dem Einbrennen der Antihaftschicht 33 ein Schichtenaufbau vorhanden ist, bei dem die Antihaftschicht 33 die Spitzen der Hartstoffschicht 32 nur dünn überzieht, deren Täler aber voll ausfüllt.

Nachdem der Stollen 12 auf diese Weise hergestellt und ober­ flächenbeschichtet wurde, kann er durch Eindrehen des Gewinde­ abschnitts 22 in die Gewindebohrung 23 (oder bei entsprechender Ausbildung auch durch Einspritzen) in der Sohle 11 des Sport­ schuhs 10 befestigt werden.

Wenn nun der Stollen 12 während der Sportausübung einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt wird, so ist diese in den allermeisten Fällen nicht in der Lage, die Hartstoffschicht 32 zu beschädigen oder gar zu zerstören. Selbst wenn aber einmal bei extremer Krafteinwirkung die Hartstoffschicht 32 bereichsweise beschädigt werden sollte, so lösen sich allenfalls nur wenige um dicke Schichtstückchen ab, die keinesfalls von sich aus zu merklichen Verletzungen führen können.

Claims (20)

1. Sportschuh mit einer Sohle (11) sowie in einer Unterseite (25) der Sohle (11) angeordneten Stollen (12) , die mit einem Spitzenabschnitt (20) über die Unterseite (25) vorstehen, wobei die Stollen (12) teilweise aus einem keramischen Hartstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenabschnitte (20) aus einem metallischen Körper (30) bestehen, der an seiner Oberfläche mit einer dünnen Hartstoffschicht (32) aus keramischem Material versehen ist.

2. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) aus Wolframcarbid besteht.

3. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) aus Wolframcarbid mit Chrom besteht.

4. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) aus Aluminiumoxid besteht.

5. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) aus Titanoxid besteht.

6. Sportschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) aus Nickel-Chrom-Bor- Silicium besteht.

7. Sportschuh nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) zwischen 15 und 100 µm dick ist.

8. Sportschuh nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ober­ fläche des metallischen Körpers (30) und der Hartstoff­ schicht (32) eine Haftvermittlungsschicht (31) angeordnet ist.

9. Sportschuh nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht (31) aus Nickelaluminium besteht.

10. Sportschuh nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) an ihrer Oberfläche mit einer Antihaftschicht (33) versehen ist.

11. Sportschuh nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaftschicht aus einem Fluorethylenpolymer besteht.

12. Verfahren zum Herstellen eines Stollens (12) für einen Sportschuh (10), wobei der Stollen (12) einen metallischen Spitzenabschnitt (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenabschnitt (20) mittels thermischem Spritzen mit einer Hartstoffschicht (32) versehen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) mittels Flammspritzen aufgetragen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) mittels Plasmaspritzen aufgetragen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (32) mittels Hochgeschwindig­ keits-Flammspritzen oder -Plasmaspritzen aufgetragen wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenabschnitt (20) vor dem Aufbringen der Hartstoffschicht (32) mit einer Haftvermittlerschicht (31) versehen wird.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenabschnitt (20) vor dem Aufbringen einer Schicht (31, 32) vergütet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenabschnitt (20) auf eine Härte von 48-58 Rockwell vergütet wird.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hartstoff­ schicht (32) eine Antihaftschicht (33) aufgebracht wird.

20. Verwendung des thermischen Spritzens zum Oberflächen­ beschichten eines Stollens (12) eines Sportschuhs (10) mit einer Hartstoffschicht (32) aus keramischem Material.