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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf wasserdichtes, atmungsaktives Schuhwerk sowie auf ein Verfahren
zu dessen Herstellung. Im Spezielleren betrifft sie Schuhwerk, das
wasserdicht ist, jedoch wasserdampfdurchlässig ist und eng anliegend sitzen
soll, wie dies für
Kleidung, Freizeitschuhe sowie andere ähnliche Schuhwerkanwendungen
erforderlich ist. Die Erfindung betrifft Schuhwerk mit einem Schaft,
der zumindest teilweise mit einer dauerhaft wasserdichten und vorzugsweise
wasserdampfdurchlässigen
Schicht versehen ist, die im Folgenden als „Funktionsschicht" bezeichnet wird,
sowie mit einer Laufsohle, insbesondere einer aufgeklebten Laufsohle,
sowie die Verwendung eines Abstandsstreifens und einer Dichtung
für Dichtungszwecke.
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Schuhwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ist aus der WO 00/24279 bekannt.
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HINTERGRUND
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Es gibt Schuhe, deren Schuhschaft
wasserdicht und wasserdampfdurchlässig ist, und zwar aufgrund
einer Auskleidung mit einer wasserdichten, atmungsaktiven Funktionsschicht.
Diese Art von Schuhschaft bleibt trotz seiner wasserdichten Ausführung atmungsaktiv.
Es sind besondere Anstrengungen erforderlich, um dauerhafte Wasserdichtigkeit
in dem Bereich zwischen dem sohlenseitigen Schaftende und dem Sohlenaufbau
sicherzustellen.
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Um dieses Ziel zu erreichen, sind
sockenartige Einsätze,
die in technischen Kreisen auch als „Booties" bezeichnet werden, zwischen dem Schaft und
dem Sohlenaufbau einerseits sowie einem Innenfutter andererseits
verwendet worden. Die Verwendung von Booties ist in der Herstellung
recht teuer, wenn die Booties in einem gewissen Ausmaß der jeweiligen
Schuhform entsprechen sollen und den gewünschten Sitz erreichen sollen.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren
besteht in der Abdichtung des unteren Bereichs des Schuhwerks sowie
der Brandsohle und des unteren Bereichs des Schafts, der mit der
Funktionsschicht ausgekleidet ist und wahlweise mit einer Brandsohle
vernäht
ist, mit Laufsohlenmaterial einer angeformten Laufsohle. Es läßt sich
jedoch nicht verhindern, dass Wasser das sohlenseitige Ende des
Schafts und somit das sohlenseitige Ende der Funktionsschicht erreicht,
und zwar im Allgemeinen an dem wasserleitenden Obermaterial des
Schafts über
Kapillareffekte, und über
Brücken,
insbesondere in Form von textilen Fasern an der Schnittkante des
sohlenseitigen Endes des Schafts, das im Allgemeinen sehr stark wasserabsorbierende
Innenfutter erreicht, das sich auf der Innenseite der Funktionsschicht
befindet.
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Dieses Problem ist bei einem Sohlenaufbau überwunden
worden, wie er aus der
EP
0 298 360 B1 bekannt ist, bei dem die Funktionsschicht
einen Überstand
in Bezug auf das Obermaterial in dem Bereich des sohlenseitigen
Endes des Schafts aufweist, der mit einem Abstandsstreifen von der
einen Seite an dem Obermaterial und von der anderen Seite an der
Funktionsschicht bedeckt ist und fest mit der Brandsohle vernäht ist.
Der Überstand
der Funktionsschicht ist durch das Laufsohlenmaterial abgedichtet,
das während
des Spritzgießens,
in dem es in flüssigem
Zustand vorliegt, den Abstandsstreifen durchdringt. Der Abstandsstreifen
stellt eine Barriere für
Wasser dar, das unter den von der Laufsohle bedeckten Bereich des
sohlenseitigen Endes des Schafts eingedrungen ist, insbesondere
wenn ein Abstandsstreifen aus monofitem Fasermaterial vorliegt,
so dass dieses Wasser nicht zu der sohlenseitigen Schnittkante der
Funktionsschicht vordringen kann und somit das Innenfutter des Schuhwerks
nicht erreichen kann.
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Die Lösung mit dem Abstandsstreifen
hat sich als erfolgreich erwiesen. Da das Abdichten des sohlenseitigen
Endbereichs der Funktionsschicht in diesem Fall das Anformen einer
Laufsohle voraussetzt, ist dieses bekannte Verfahren auf Schuhe
mit angeformten Laufsohlen begrenzt und ist nicht für Schuhe
mit angeklebten Laufsohlen verwendbar. Aus diesem Grund steht es
für elegantere
Schuhe nicht zur Verfügung.
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Es sind Schuhausbildungen bekannt,
bei denen die Funktionsschicht ebenfalls einen Überstand über das Obermaterial in dem
sohlenseitigen Endbereich aufweist, wobei jedoch kein Abstandsstreifen vorhanden
ist. In diesem Fall ist das Laufsohlenmaterial in dem Bereich des Überstands
direkt an die Funktionsschicht angeformt. Auch dieses Verfahren eignet
sich nur für
Schuhwerk mit angeformten Laufsohlen.
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Es sind Schuhausbildungen bekannt,
bei denen die Funktionsschicht ebenfalls einen Überstand über das Obermaterial in dem
sohlenseitigen Endbereich aufweist und bei denen die Sohle durch
Zementieren angebracht werden kann. Bei diesen Ausbildungen ist
jedoch kein Abstandsstreifen vorhanden. In diesem Fall werden das
Obermaterial und die Funktionsschicht an eine Brandsohlenplatte
gezwickt, und die wasserdichte Abdichtung erfolgt unter Verwendung
einer Dichtung oder eines Dichtmittels. Diese Konstruktionen machen
eine teuere Herstellung dahingehend notwendig, dass in einem ersten Schritt
die Funktionsschicht an die Brandsohlenplatte gezwickt wird und
in einem zweiten Schritt das Obermaterial an die Funktionsschicht
gezwickt wird, wobei dies mittels einer Zwickmaschine erfolgt. Dieser auf
der Zwickmaschine erforderliche zweistufige Vorgang führt zu einem
Engpass in dem Schuhwerk-Herstellungsprozess und verursacht eine
starke Erhöhung
der Herstellungskosten. Andererseits muss zur Schaffung einer zuverlässigen Zwickbefestigung
des Obermaterials eine beträchtliche
Menge an Obermaterial an die Unterseite der Brandsohle gezwickt
werden. Insbesondere bei dickeren Obermaterialien im Vergleich zu
der Dicke der Funktionsschicht werden starke Wellungen oder Falten
in dem Zwickbereich des Obermaterials gebildet. Es ist offensichtlich,
dass diese Wellungen oder Falten insbesondere an dem Schuhspitzenende
und dem Absatzende des Schuhwerks auftreten, wo die Biegeradien der
Sohlenkontur besonders klein sind. Die Falten oder Wellungen haben
dahingehend einen Nachteil, dass es extrem schwierig ist, diese
gefalteten Bereiche selbst mit einer Dichtung abzudichten. Offensichtlich
sind die Wellungen oder Falten um so kleiner, je kleiner die Zwicküberlappung
bzw. der Zwickeinschlag des Obermaterials ist. Andererseits führt eine
Verminderung des Zwickeinschlags des Obermaterials zu einer Reduzierung
der Stabilität
der Zwickbefestigung und somit der Lebensdauer des Schuhwerks.
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Die beschriebene Erfindung überwindet
diese Probleme und ermöglicht
dennoch die Bildung von dauerhaft wasserdichten Dichtungsstellen
unter Verwendung einer Dichtung gemäß einer herkömmlichen
Aufbringung der Laufsohle, die Anklebe- oder Anformtechniken der
Laufsohle beinhaltet, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Mit der vorliegenden Erfindung wird
Schuhwerk verfügbar
gemacht, bei dem der sohlenseitige Schaftendbereich unabhängig von
dem Typ der Laufsohle permanent wasserdicht gemacht werden kann.
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In ihrem breitesten Gesichtspunkt
betrifft die Erfindung Schuhwerk mit einem Schaft, einer Brandsohle
und einer Laufsohle, wobei:
Der Schaft eine Obermaterialschicht
mit einer Außenseite
und einer Innenseite sowie eine wasserdichte Funktionsschicht aufweist,
die zumindest an einen Teil der Innenseite der Obermaterialschicht
angrenzt, sowie einen sohlenseitigen Schaftendbereich aufweist,
der einen Obermaterialschicht-Endbereich und einen Funktionsschicht-Endbereich
umfasst, wobei der Funktionsschicht-Endbereich einen Überstand
aufweist, der sich über
den Obermaterialschicht-Endbereich
hinaus erstreckt;
ein Abstandsstreifen auf der einen Seite
mit dem Obermaterialschicht-Endbereich verbunden ist und auf der
anderen Seite mit dem Ende des Funktionsschicht-Endüberstandes
verbunden ist, so dass er an den Überstand angrenzt; wobei sich
der Funktionsschicht-Endbereich und der Abstandsstreifen auf der Unterseite
der Brandsohle befinden und der Funktionsschicht-Endbereich an der
Unterseite der Brandsohle mittels Zwickklebers angebracht ist; eine
Dichtung an der Unterseite von mindestens einem Teil des Abstandsstreifens
in einer derartigen Weise angeklebt ist, dass sich eine wasserdichte
Dichtungszone an der Funktionsschicht zumindest in einem Teil des
Abstandsstreifens ergibt; und
die Laufsohle die Unterseite
der Dichtung überlappt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäßes Schuhwerk weist einen Schaft,
Brandsohlenmaterial, einen Abstandsstreifen und eine Laufsohle auf,
wobei der Schaft mit einem Obermaterial und mit einer wasserdichten
Funktionsschicht ausgebildet ist, die zumindest an einen Teil des
Obermaterials auf dessen Innenseite angrenzt, sowie einen sohlenseitigen
Schaftendbereich aufweist, der einen Obermaterialschicht-Endbereich und einen
Funktionsschicht-Endbereich umfasst. Der Funktionsschicht-Endbereich
weist einen Überstand auf,
der sich über
den Obermaterialschicht-Endbereich hinaus erstreckt. Ein Abstandsstreifen
befindet sich zwischen dem Obermaterialschicht-Endbereich und dem
Ende des Funktionsschicht-Endbereichs. Der Funktionsschicht-Endbereich,
der Abstandsstreifen und möglicherweise
der Obermaterialschicht-Endbereich sind derart um den äußeren Randbereich
der Brandsohle herum gefaltet, dass sie die Unterseite der Brandsohle überlappen,
und sind durch einen Zwickkleber an der Unterseite der Brandsohle
angebracht. Eine Dichtungszone ist entlang des inneren Randbereichs
des Schaftendbereichs gebildet und weist einen Teil des Funktionsschicht-Endüberstandes
auf, der den Abstandsstreifen zumindest teilweise überlappt.
Die Dichtung überdeckt
zumindest die Dichtungszone und möglicherweise auch die Brandsohle
und/oder den gesamten Abstandsstreifen und möglicherweise auch den Obermaterialschicht-Endbereich.
Das Vorhandensein des Abstandsstreifens ermöglicht die Bildung einer dauerhaft
wasserdichten Abdichtung zwischen dem Funktionsschicht-Endbereich
und der Dichtung, während
es gleichzeitig eine zuverlässige Anbringung
des Obermaterialschicht-Endbereichs an der Brandsohle ermöglicht,
ohne dass der Obermaterialschicht-Endbereich an die Unterseite der
Brandsohle bzw. Funktionsschicht gezwickt wird. Dadurch wird die
relativ große
Zwick-Überlappung
der Obermaterialschicht über
der Unterseite der Brandsohle vermieden. Als Ergebnis hiervon werden
die Wellungen oder Faltungen beträchtlich vermindert oder sind überhaupt
nicht mehr vorhanden. Bei der Laufsohle kann es sich um einen beliebigen
Typ von Laufsohle handeln, z.B. eine angeformte Laufsohle oder eine herkömmliche
angeklebte Laufsohle. Bei einer herkömmlichen angeklebten Laufsohle
ist es bevorzugt, dass sich der Schaftendbereich zumindest über eine kurze
Distanz parallel zu der Unterseite der Brandsohle erstreckt. Andererseits
kann insbesondere bei angeformten Laufsohlen oder angeklebten, schalenartigen
Laufsohlen der Schaftendbereich senkrecht zu der Trägerfläche der
Laufsohle enden, d.h. ohne auf die Unterseite der Brandsohle gefaltet
zu sein. Die Laufsohle ist an der Unterseite der Dichtung und/oder
der Brandsohle und/oder dem Obermaterialschicht-Endbereich und/oder
einem Füllmaterial angebracht.
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Der Abstandsstreifen muss für den Dichtungskleber
oder das geschmolzene Dichtungsmaterial durchlässig sein (in dem breitesten
Sinn soll der Begriff "Dichtungsmaterial" den Dichtungskleber
sowie auch das schmelzbare Dichtungsmaterial mitumfassen). Vorzugsweise
handelt es sich bei dem Abstandsstreifen um ein offenes Gittermaterial,
das aus thermoplastischen Gittermaterialien gebildet ist, oder um
ein textiles Material oder um ein beliebiges anderes Material. Es
kann in beliebiger Form vorliegen, einschließlich Klammern, großen Schleifen
oder langen Stichen oder ähnlichen
Gebilden. Die Schlüsselattribute
bestehen in der Ermöglichung
eines ausreichenden Fließens
des Dichtungsmaterials, um die Bildung einer dauerhaft wasserdichten
Abdichtung zu ermöglichen
und die Übertragung
oder gemeinsame Aufnahme von Belastungen zwischen dem Obermaterial
und der Funktionsschicht zu ermöglichen. Ein
Netz oder ein Gitter aus monofilen Fasern ist besonders bevorzugt.
Eine geeignete Form des Abstandsstreifens ist ein Gitter, wie es
von der Gebr. Jaeger GmbH erhältlich
ist.
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Eine Dichtung ist zum Überdecken
der Dichtungszone sowie wahlweise des gesamten Brandsohlenbereichs,
der nicht von dem Funktionsschicht-Endbereich bedeckt ist, aufgebracht
und dient zum Bilden einer wasserdichten Abdichtung mit dem Funktionsschicht-Endbereich
(Dichtungszone) durch den Abstandsstreifen hindurch sowie zum Erzeugen
von dauerhafter Wasserdichtigkeit. Die Laufsohle wird dann mit dem
Schaftendbereich verbunden. In Fällen,
in denen der Brandsohlenbereich nicht von dem Dichtungsmaterial
bedeckt ist, wird eine wasserdichte Laufsohle und alternativ hierzu
eine wasserdichte Brandsohle verwendet, um die wasserdichte Ausrüstung des
Schuhs zu vervollständigen. Die
Brandsohle bzw. die Laufsohle können
aus einem wasser dichten Material hergestellt sein. Alternativ hierzu
können
seine Oberflächen,
die bei dem fertigen Schuh jeweils in Richtung auf die andere Sohle von
Laufsohle und Brandsohle des Schuhs weisen, vollständig oder
teilweise, d.h. in den relevanten Bereichen desselben, mit einer
Funktionsschicht bedeckt sein, um die Wasserdichtigkeit des Schuhs
zu gewährleisten.
Es ist auch möglich,
einen wasserdichten Kleber zum Anbringen einer nicht-wasserdichten
Laufsohle zu verwenden, um die Wasserdichtigkeit des Schuhs zu gewährleisten.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
eine Dichtung vorgesehen, die zumindest auf der der Dichtungszone
zugewandten Seite aus einem Festpolymerharz besteht oder ein Festpolymerharz aufweist.
Die Dichtung wird erwärmt,
z.B. durch Mikrowellenstrahlung oder in einer Infrarotblitz-Aktivierungseinrichtung
(Infrarot-Heizeinrichtung) oder einem Wärmetunnel, so dass die Seite
mit dem Polymerharz klebrig wird oder schmilzt. Die Dichtung wird dann über dem
Abstandsstreifen platziert. Die Dichtung an der gewünschten
Stelle wird dann zusammen mit dem Schuh in einer Presse platziert,
so dass die Dichtung an dem Funktionsschicht-Überstand angebracht wird.
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Die Dichtung kann eine Vielzahl von
Trägermaterialien
aufweisen, die mit einer Polymerharzbeschichtung (Dichtungskleber)
beschichtet sind, die vorzugsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt
als das Trägermaterial
aufweist. Das Trägermaterial kann
z.B. ein Filz, ein gewebtes oder anders geartetes textiles Material
oder ein Polymer mit einem höheren
Schmelzpunkt sein. Das Trägermaterial
sollte während
des Pressschrittes nicht fließen,
jedoch sollte das Polymerharz (Dichtungskleber) fließen, um eine
wasserdichte Barriere bilden zu können. Das Trägermaterial
sollte eine gewisse Durchstoßbeständigkeit
haben, so dass es während
des Pressschrittes nicht beschädigt
wird. Das Polymerharz wird weich und fließt während des Pressschrittes und
bildet eine Abdichtung gegenüber
dem Funktionsschicht-Überstand
durch Durchdringen des Abstandsstreifens. Der Zweck dieses Schrittes
besteht darin, das Harz durch den Abstandsstreifen hindurch fließen zu lassen
und eine Abdichtung mit dem Funktionsschicht-Überstand zu bilden. Das Harz
fließt
vorzugsweise auch in einem gewissen Ausmaß zwischen der Funktionsschicht
und dem Schaftmaterialschicht-Endbereich, um dazwischen eine Abdichtung zu
bilden und zusätzlich dazu
das Obermaterial an der Funktionsschicht anzubringen. Anschließend wird
das Schuhwerk aus der Presse entfernt. Wenn die Dichtung den gesamten
Brandsohlenbereich überdeckt,
wie dies vorstehend definiert worden ist, oder wenn die Brandsohle
wasserdicht ist, ist das Schuhwerk nunmehr wasserdicht, da die wasserdichte
Dichtung (möglicherweise
in Kombination mit der wasserdichten Brandsohle) eine Abdichtung
gegenüber
dem Boden des Schuhwerks schafft. Die Laufsohle wird über dieser
Konstruktion aufgebracht und an jeglicher Unterseite der Dichtung,
der Brandsohle, des Obermaterialschicht-Endbereichs sowie eines
Füllmaterials
angebracht. Wenn jedoch die Konstruktion des Schuhs ohne die Laufsohle
noch nicht wasserdicht ist, ist es notwendig, eine wasserdichte
Laufsohle zumindest an der Unterseite der Dichtung anrubringen.
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Der Dichtungskleber braucht nicht
thermoplastisch zu sein, und es könnte sich um ein aushärtendes
Material handeln, das fließfähig ist,
jedoch beim Aushärten
erstarrt, wobei jedoch thermoplastische Materialien die bevorzugte
Methode der Aufbringung sind. Bei dem Kleber kann es sich um Polyurethan,
Polyethylen, Silikon, Epoxy, Acryl, Latex oder thermoplastische
Elastomere oder Gummimaterialien handeln, vorausgesetzt sie können eine
Abdichtung gegenüber
dem Überstand
bilden und sind ausreichend flexibel für diese Anwendung.
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Die Abdichtfunktion, die bei normalem Schuhwerk
des vorstehend genannten Typs mit dem Laufsohlenmaterial erzielt
wurde, läßt sich
bei dem erfindungsgemäßen Schuhwerk
erzeugen durch Erwärmen
oder Infrarotblitz-Aktivieren des Dichtungsmaterials sowie Fließen lassen
desselben durch den Abstandsstreifen und Verbinden mit dem Überstand des
Funktionsschicht-Endbereichs auf der anderen Oberflächenseite
des Abstandsstreifens, wobei dies zu zuverlässiger Wasserdichtigkeit bei
dem fertigen Schuh führt.
Der Kleber oder das Dichtungsmaterial, das Bestandteil der Dichtung
ist, ist vorzugsweise ein PU oder ein thermoplastisches Urethan,
das einer Infrarotblitz-Aktivierung unterzogen wird oder erwärmt wird,
um fließfähig zu sein,
jedoch kann es sich um ein beliebiges von vielen verschiedenen Materialien handeln,
die als Kleber und Dichtungsmittel wirken.
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Die Wasserdichtigkeit des Sohlenaufbaus des
wasserdichten Schuhwerks läßt sich
somit in extrem einfacher Weise und mit extrem einfachen Verfahrensschritten
erzielen. Das erfindungsgemäße Verfahren
führt somit
zu niedrigeren Herstellungskosten für wasserdichte Schuhe.
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Das Verbinden und Abdichten der Dichtung zur
Bildung einer Abdichtung ist besonders innig, wenn das aktivierte
(geschmolzene) Material der Dichtung mechanisch gegen die Sohle
gepresst wird, und zwar unter Verwendung einer Pressvorrichtung, wie
einer Sohlenpresse, die vorzugsweise für diesen Zweck geeignet ist
und von USM, International, erhältlich
ist. Ähnliche
Gerätschaften
sind von anderen Herstellern für
Schuhwerkgerätschaften
erhältlich und
in der Industrie allgemein bekannt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
erstreckt sich der Obermaterialschicht-Endbereich im Wesentlichen
rechtwinklig zu der Trägerfläche der
Laufsohle (und wird im folgenden auch als vertikale Verlängerung
bezeichnet), und der Funktionsschicht-Endbereich ragt über den
Obermaterialschicht-Endbereich
parallel zu der Trägerfläche hinaus.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung erstreckt sich der Obermaterialschicht-Endbereich
im Wesentlichen parallel zu der Trägerfläche der Laufsohle (im Folgenden
auch als horizontale Verlängerung
bezeichnet), und der Funktionsschicht-Endbereich ragt über den
Obermaterialendbereich in Richtung auf die Mitte der Laufsohle hinaus.
Das erste Ausführungsbeispiel
ist besonders geeignet für
schalenartige Laufsohlen, die einen Rand aufweisen, der rechtwinklig
zu der Trägerfläche der
Laufsohle vorsteht. Letzteres Ausführungsbeispiel ist besonders
geeignet für
Schuhe mit flachen, plattenartigen Laufsohlen, wie sie beispielsweise
in eleganteren Schuhen verwendet werden.
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Die Verfahrensweise bei einem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Herstellen von erfindungsgemäßem Schuhwerk
ist wie folgt: Es wird ein Schaft gebildet, der mit einem Obermaterial
mit einer Außenseite
und einer Innenseite sowie mit einer wasserdichten Funktionsschicht
aufgebaut ist, die zumindest an einen Teil der Obermaterial-Innenseite
angrenzt, und die ferner einen sohlenseitigen Schaftendbereich aufweist.
Die Funktionsschicht wird mit einem sohlenseitigen Funktionsschicht-Endbereich versehen,
wobei der Funktionsschicht-Endbereich einen Überstand aufweist, der sich über den
Obermaterialendbereich hinaus erstreckt. Ein Abstandsstreifen wird
zwischen dem Obermaterialschicht-Endbereich und dem Ende des Funktionsschicht-Endbereichs
angebracht. Der Funktionsschicht-Endbereich wird zusammen mit dem
Abstandsstreifen durch einen Zwickvorgang an dem Brandsohlenmaterial
angebracht. Eine Dichtungszone wird in Laufsohlen-Umfangsrichtung
zwischen dem Obermaterialschicht-Endbereich und dem Funktionsschicht-Endbereich
gebildet, wobei dies zu Wasserdichtigkeit um die Dichtungszone und
den Umfang der Brandsohle führt,
wenn die Dichtung durch den Abstandsstreifen in der Dichtungszone
an dem Funktionsschicht-Endbereich befestigt wird. Wenn das Dichtungsmaterial das
gesamte Brandsohlenmaterial bedeckt, ist der Schuh an diesem Punkt
wasserdicht. Wenn es sich bei der gewählten Dichtung um eine der
Art handelt, die wasserdicht und nicht-saugend ist und die während des
Anzementierens der Sohle eine wasserdichte Abdichtung mit der Sohle
bilden kann, dann ist es möglicherweise
nicht notwendig, das gesamte Brandsohlenmaterial zu bedecken. Es
kann ausreichend sein, die Dichtungszone um den gesamten Umfang
des Schuhs abzudichten und dann eine dauerhaft wasserdichte Abdichtung
gegenüber
einer wasserdichten Laufsohle zu bilden, und zwar unter Verwendung
von Laufsohlen-Zement sowie die Verwendung einer wasserdichten Laufsohle.
Wenn die Dichtung in Form eines Rings vorliegt, der nur die Dichtungszone
bedeckt, wird Wasserdichtigkeit erzielt, wenn der Sohlenkleber aufgebracht
wird und eine Abdichtung zwischen der Dichtung und der Laufsohle
bildet. Es könnte
auch eine Reihe von Klammern oder großen Schleifenstichen für den vorstehend
beschriebenen Abstandsstreifen verwendet werden, wenn diese den
gleichen Bereich überspannen
und eine geteilte Aufnahme der Belastungen zusammen mit dem Schaft
ermöglichen:
Typische Temperaturen für
die Anbringung der Dichtung liegen im Bereich von 60 bis 140 °C, vorzugsweise
80 bis 120 °C.
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Die Herstellung von Schuhen gemäß der Erfindung
wird besonders einfach und kostengünstig aufgrund der Verwendung
von im Handel erhältlichen Dichtungen
und Laufsohlenklebern, die sich für Abdichtzwecke und die Sohlenbefesti gung
in einfacher Weise aufbringen lassen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Dichtung vorab an der Laufsohle angebracht. Die Herstellung
des Schuhs läßt sich
somit vereinfachen.
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Die Aktivierungstemperaturen für solche Laufsohlenkleber
liegen typischerweise im Bereich von ca. 60 bis 90 °C.
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Eine Funktionsschicht, die nicht
nur wasserundurchlässig
ist, sondern auch wasserdampfdurchlässig ist, ist besonders bevorzugt.
Dies gestattet die Herstellung von wasserdichten Schuhen, die trotz
der wasserdichten Ausbildung atmungsaktiv bleiben.
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Die Funktionsschicht, wahlweise einschließlich der
an der Funktionsschicht vorhandenen Nähte, wird als „wasserdicht" betrachtet, wenn
sie einen Wasserpenetrationsdruck von mindestens 0,13 bar gewährleistet.
Vorzugsweise gewährleistet
das Funktionsschichtmaterial einen Wasserpenetrationsdruck von über 1 bar.
Dabei wird der Wasserpenetrationsdruck nach einem Testverfahren
gemessen, bei dem destilliertes Wasser bei 20 + 2 °C auf eine
Probe von 100 cm2 der Funktionsschicht mit
ansteigendem Druck aufgebracht wird. Der Druckanstieg des Wassers
beträgt
60 + 1 cm H2O pro Minute. Der Wasserpenetrationsdruck
entspricht dann dem Druck, bei dem Wasser erstmals auf der anderen
Seite der Probe erscheint. Details der Vorgehensweise sind in der ISO-Norm
0811 aus dem Jahre 1981 vorgegeben.
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Als „wasserdampfdurchlässig" wird eine Funktionsschicht
dann betrachtet, wenn sie eine Wasserdampfdurchlässigkeitszahl Ret von unter
150 m2 × Pa × W–1 aufweist.
Die Wasserdampfdurchlässigkeitszahl
wird nach dem Hohenstein-Hautmodell getestet. Diese Testmethode
wird in der DIN EN 31092 (02/94) und der ISO 11092 (19/33) beschrieben.
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Ob ein Schuh wasserdicht ist, kann
z.B. mit einer Zentrifugenanordnung des in der US-A-5,329,807 beschriebenen
Typs getestet werden. Eine dort beschriebene Zentrifugenanordnung weist
vier schwenkbar gehaltene Halterkörbe zum Halten von Schuhwerk
auf. Damit können
gleichzeitig zwei oder vier Schuhe oder Stiefel getestet werden. Bei
dieser Zentrifugenanordnung werden zum Auffinden wasserundichter
Stellen des Schuhwerks Fliehkräfte
ausgenutzt, die durch schnelles Zentrifugieren des Schuhwerks erzeugt
werden. Vor dem Zentrifugieren wird in den Innenraum des Schuhwerks
Wasser eingefüllt.
Auf der Außenseite
des Schuhwerks wird saugfähiges
Material, wie beispielsweise Löschpapier
oder ein Papierhandtuch, angeordnet. Die Fliehkräfte üben auf das in das Schuhwerk
gefüllte Wasser
einen Druck aus, welcher bewirkt, dass Wasser zu dem saugfähigen Material
gelangt, wenn das Schuhwerk nicht wasserdicht ist.
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Bei einem derartigen Wasserdichtigkeitstest wird
zunächst
Wasser in das Schuhwerk eingefüllt. Bei
Schuhwerk mit einem Obermaterial, das keine ausreichende Eigensteifigkeit
aufweist, wird im Schaftinnenraum steifes Material zur Stabilisierung angeordnet,
um ein Kollabieren des Schafts während des
Zentrifugierens zu verhindern. In dem jeweiligen Haltekorb befindet
sich Löschpapier
oder ein Papierhandtuch, auf das das zu testende Schuhwerk gesetzt
wird. Die Zentrifuge wird dann für
eine bestimmte Zeitdauer in Drehung versetzt. Danach wird die Zentrifuge
angehalten, und das Löschpapier
oder Papierhandtuch wird daraufhin untersucht, ob es feucht ist.
Ist es feucht, hat das getestete Schuhwerk des Wasserdichtigkeitstest
nicht bestanden. Ist es trocken, hat das getestete Schuhwerk den
Test bestanden und wird als wasserdicht eingestuft.
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Der Druck, den das Wasser beim Zentrifugieren
ausübt,
hängt von
der von der Schuhgröße abhängenden
wirksamen Schuhfläche
(Sohleninnenfläche),
von dem Gewicht der in das Schuhwerk eingefüllten Wassermenge, von dem
effektiven Zentrifugenradius und von der Zentrifugendrehzahl ab.
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Geeignete Materialien für die wasserdichte, wasserdampfdurchlässige Funktionsschicht
beinhalten Polyurethan, Polypropylen und Polyester, einschließlich Polyetherester
und dessen Laminate, wie sie in den Druckschriften US-A-4,725,418 und US-A-4,493,870
beschrieben sind. Besonders bevorzugt wird jedoch gerecktes mikroporöses Polytetrafluorethylen
(ePTFE), wie es in den Druckschriften US-A-3,953,566 sowie US-A-4,187,390
beschrieben ist, und gerecktes Polytetrafluorethylen, das mit hydrophilen
Imprägniermitteln
und/oder hydrophilen Schichten versehen ist; siehe beispielsweise
die Druckschrift US-A-4,194,041. Unter einer mikroporösen Funktionsschicht
wird eine Funktionsschicht verstanden, deren durchschnittliche Porengröße zwischen
ca. 0,2 um und ca. 0,3 um liegt.
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Die Porengröße kann mit dem Coulter-Porometer
(Markenname) gemessen werden, das von der Coulter Electronics, Inc.,
Hialeah, Florida, USA, hergestellt wird.
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Das Coulter-Porometer ist ein Messgerät, das eine
automatische Messung der Porengrößenverteilungen
in porösen
Medien liefert, wobei die (im ASTM-Standard E 1298-89 beschriebene) Flüssigkeitsverdrängungsmethode
verwendet wird.
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Das Coulter-Porometer bestimmt die
Porengrößenverteilung
einer Probe durch einen auf die Probe gerichteten zunehmenden Luftdruck
und durch Messen der resultierenden Strömung. Diese Porengrößenverteilung
ist ein Maß für den Grad
der Gleichmäßigkeit
der Poren der Probe (d.h. eine schmale Porengrößenverteilung bedeutet, dass
eine geringe Differenz zwischen der kleinsten Porengröße und der
größten Porengröße besteht).
Sie wird ermittelt durch Dividieren der maximalen Porengröße durch
die minimale Porengröße.
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Das Coulter-Porometer berechnet auch
die Porengröße für die mittlere
Strömung.
Per Definition findet die Hälfte
der Strömung
durch die poröse
Probe durch Poren statt, deren Porengröße oberhalb oder unterhalb
dieser Porengröße für mittlere
Strömung
liegt.
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Verwendet man ePTFE als Funktionsschicht, kann
der Dichtungskleber während
des Aufbringvorgangs in die Poren dieser Funktionsschicht eindringen,
was zu einer mechanischen Verankerung des Dichtungsklebers in dieser
Funktionsschicht führt. Die
aus ePTFE bestehende Funktionsschicht kann auf der Seite, mit der
sie beim Abdichtvorgang mit dem Dichtungskleber in Berührung kommt,
mit einer dünnen
Polyurethanschicht (PU-Schicht) versehen sein. Bei Verwendung von
PU-Dichtungskleber in Verbindung mit einer solchen Funktionsschicht
kann es nicht nur zu einer mechanischen Verbindung sondern auch
zu einer chemischen Verbindung zwischen dem PU-Dichtungskleber und
der PU-Schicht auf der Funktionsschicht kommen. Dies führt zu einer
besonders innigen Verklebung zwischen der Funktionsschicht und der
Dichtung, so dass eine besonders dauerhafte Wasserdichtigkeit gewährleistet
ist.
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Als Obermaterial ist Leder oder ein
textiles Material geeignet. Bei den textilen Materialien kann es
sich z.B. um Gewebe, Gestricke, Gewirke, Vlies oder Filz handeln.
Diese textilen Materialien können aus
Naturfasern, beispielsweise aus Baumwolle oder Viskose, aus Kunstfasern,
beispielsweise aus Polyestern, Polyamiden, Polypropylenen oder Polyolefinen,
oder aus Mischungen von wenigstens zwei solcher Materialien hergestellt
sein.
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Auf der Innenseite der Funktionsschicht kann
ein Futtermaterial angeordnet sein, falls dies gewünscht ist.
Die gleichen Materialien, wie sie vorstehend für das Obermaterial angegeben
sind, sind als Futtermaterial geeignet, das normalerweise mit der
Funktionsschicht verbunden ist, so dass ein Funktionsschichtlaminat
gebildet ist. Das Funktionsschichtlaminat kann auch mehr als zwei
Schichten aufweisen, wobei ein textiler Rücken auf der Seite der Funktionsschicht
vorgesehen sein kann, die von der Futterschicht weg weist. Es ist
notwendig, dass der Dichtungskleber einen solchen textilen Rücken, wenn
er vorhanden ist, durchdringt.
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Die Laufsohle des erfindungsgemäßen Schuhwerks
kann aus wasserdichtem Material bestehen, wie z.B. Gummi oder Kunststoff,
beispielsweise Polyurethan, oder aus nicht-wasserdichtem Material,
wie z.B. Leder, unter der Annahme, dass das nicht-wasserdichte Material
mit einer Gummi- oder Kunststoffbeschichtung versehen ist, die den mit
dem Dichtungsbereich in Berührung
stehenden Bereich sowie die gesamte, der Brandsohle zugewandte Seite
wasserdicht macht. Wenn die Dichtung den gesamten Boden der Brandsohle
bedeckt (oder wenn die Brandsohle wasserdicht ist), dann braucht die
Laufsohle nicht wasserdicht zu sein oder eine wasserdichte Ausbildung
aufzuweisen.
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Das Brandsohlenmaterial des erfindungsgemäßen Schuhwerks
kann aus einem beliebigen Gewebe, Gestricke, Faserplattenmaterial
oder Gittermaterial bestehen, das sich als Brandsohlenmaterial eignet.
Der bevorzugte Typ des Brandsohlenmaterial ist eines vom Vlies-Typ,
wie es von der Firma Texon unter der Bezeichnung TL28FL oder von
der Firma Bontex unter der Produktbezeichnung BONPEL-350 erhältlich ist.
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Die Erfindung sowie zusätzliche
Aufgaben und Vorteile werden nun unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In
den Zeichnungen, die zum Teil in schematischer Schnittdarstellung und
zum Teil in einer perspektivischen Schnittdarstellung dargestellt
sind, zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schuhs
mit einer Brandsohle, einem horizontalen Schaftendbereich und einem
horizontalen Abstandsstreifen;
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2 eine
Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schuhs
mit einer Brandsohle, einem vertikalen Obermaterial-Endbereich,
einem horizontalen Funktionsschicht-Endbereich und einem horizontalen
Abstandsstreifen;
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3 eine
im Schnitt dargestellte Perspektivansicht des ersten Ausführungsbeispiels
noch ohne Dichtung und Laufsohle;
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4 eine
der 3 entsprechende
Ansicht, jedoch mit Dichtung und Laufsohle; und
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5 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht eines gesamten Schuhs
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden werden die Begriffe
vertikal und horizontal zum Beschreiben der Position von einzelnen
Schuhkomponenten verwendet. Dies bezieht sich auf die Darstellungen
in den Zeichnungen. Ferner entspricht es dem Gedanken, dass Schuhe
in den meisten Fällen
mit ihrer Laufsohle auf einem horizontalen Boden oder einer anderen
Art von horizontaler Basis angeordnet sind; diese Beschreibungen sollten
jedoch nicht als die Erfindung einschränkend betrachtet werden.
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1 zeigt
in einer stark schematisierten Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Schuhs
mit einem Schaft 11, der mit einer Obermaterialschicht 13 und
einer Funktionsschicht 15 aufgebaut ist, die an deren Innenseite
angrenzt. Bei der Funktionsschicht 15 kann es sich um ein
Funktionsschichtlaminat handeln, die die Funktionsschicht 15 und
eine Futterschicht 17 (siehe 3)
auf deren Innenseite aufweist. Die Funktionsschicht 15 kann
auch mit einem textilen Trägermaterial
(nicht gezeigt) versehen sein, das dem Obermaterial 13 zugewandt
ist. Es kann Ausführungsformen
dieser Konstruktionen geben, bei denen die Funktionsschicht und
das Futtermaterial und/oder das Trägermaterial separate Materialschichten
sind.
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1 zeigt
ferner eine Brandsohle 19 und eine plattenartige, vorgefertigte
Laufsohle 21, die aus Leder, Gummi, Kunststoff oder irgendeiner
Kombination davon gebildet sein kann. Die Obermaterialschicht 13 und
die Funktionsschicht 15 weisen einen Obermaterialschicht-Endbereich 23 und
einen Funktionsschicht-Endbereich 25 auf, die horizontal
enden (d.h. parallel zu der Trägerfläche der
Laufsohle 21). Der Funktionsschicht-Endbereich 25 weist
einen Überstand 27 gegenüber dem
Obermaterialschicht-Endbereich 23 auf. Ein Abstandsstreifen 29 erstreckt
sich über
den Überstand 27.
Eine erste Seite des Abstandsstreifens 29 ist mittels einer
ersten Naht 31 mit dem Ende des Obermaterialschicht-Endbereichs 23 vernäht. Eine
zweite Seite des Abstandsstreifens 29 ist mittels einer
zweiten Naht 33 mit dem unteren Ende des Funktionsschicht-Endbereichs 25 vernäht.
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Der Funktionsschicht-Endbereich 25 zusammen
mit dem Abstandsstreifen 29 und der Obermaterialschicht-Endbereich 23 sind
durch Zwickkleber 35 an die Brandsohle 19 gezwickt.
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Eine Dichtung 37, die in
dem fertigen Schuh für
Wasserdichtigkeit sorgt, ist über
die Fläche
aufgebracht, die von dem Obermaterialschicht-Endbereich 23 des
Schuhs begrenzt ist. Der Dichtungskleber wird geschmolzen, beispielsweise
durch Erwärmung oder
Infrarot-Aktivierung, so dass der Dichtungskleber den Abstandsstreifen 29 durchdringt
und in den Bereich des Überstands 27 eindringt
und eine wasserdichte Abdichtung mit dem Funktionsschicht-Endbereich 25 bildet.
Vorzugsweise dringt der Dichtungskleber auch in einem gewissen Ausmaß in den
Bereich zwischen dem Funktionsschicht-Endbereich 25 und
dem Obermaterialschicht-Endbereich 23 ein, um zusätzlich diese
Schichten miteinander zu verbinden. Bei dem abschließenden Schritt
wird Laufsohlenkleber 39 auf die Laufsohle 21 und/oder
die Dichtung 37 aufgebracht. Nach dem Trocknen werden die
Kleber während
des Sohlenbefestigungsvorgangs mittels Infrarotblitzen aktiviert
und verbunden. Die Dichtung 37 ist vorzugsweise derart
dimensioniert und in einem derartigen Umfang und in einer derartigen
Weise aufgebracht, dass sie auch die Schnittkante der Funktionsschicht 15 an
dem Ende des Funktionsschicht-Endbereichs 25 abdichtet.
Der an den Funktionsschicht-Endbereich 25 angrenzende Bereich
der Brandsohle 19 ist dann vorzugsweise ebenfalls abgedichtet.
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Wasser oder andere Flüssigkeit,
die entlang des wasserleitenden oder flüssigkeitsleitenden Obermaterials 13 zu
dem unteren Ende des Obermaterialschicht-Endbereichs 23 vorgedrungen
ist, kann aufgrund dieser Abdichtung mittels der Dichtung 37 die Innenseite
der Funktionsschicht 15 und somit das innere Futter 17 (siehe 3) nicht erreichen.
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Der Laufsohlenkleber 39,
bei dem es sich um einen normalen Laufsohlenkleber in Form eines wässrigen
oder lösungsmittelhaltigen
Klebers, z.B. Helmitin C2426 oder Upaco 2441, oder um einen heißschmelzenden
Kleber handeln kann, wird vorzugsweise auf die gesamte Innenseite
der Laufsohle 21 aufgebracht oder nicht derart flächig aufgebracht, wenn
die Laufsohle atmungsaktiv ist. Der Laufsohlenkleber 39 wird
auch auf die Außenseite
des Obermaterials 13 aufgebracht, die möglicherweise mit der Laufsohle 21 in
Berührung
kommt.
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Für
eine bessere Darstellung und mehr Klarheit in 1 sind die Beabstandungen zwischen den einzelnen
Komponenten des Schuhaufbaus größer dargestellt
als sie es in Wirklichkeit sind. Auch ist die Darstellung nicht
maßstabsge treu,
so dass die dimensionsmäßigen Beziehungen
der in den Zeichnungen dargestellten Elemente nicht notwendigerweise
denjenigen entsprechen müssen,
wie man sie bei echten Produkten vorfindet. Das gleiche gilt für alle weitere
Ausführungsformen,
die in den Zeichnungen dargestellt sind.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Schuhs,
das mit dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
im Großen und
Ganzen übereinstimmt,
jedoch von dem ersten Ausführungsbeispiel
dahingehend abweicht, dass sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
nur der Funktionsschicht-Endbereich 25 horizontal erstreckt, während der
Obermaterialschicht-Endbereich 23 bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel
vertikal endet, d.h. senkrecht zu der Trägerfläche der Laufsohle 21.
Der Überstand 27 des
Funktionsschicht-Endbereichs 25 und im Wesentlichen auch
der Abstandsstreifen 29 verlaufen horizontal. 2 zeigt ferner eine schalenartige,
vorgefertigte Laufsohle 21, die aus beliebigen Materialien
gebildet sein kann, wie z.B. Gummi, Leder, Kunststoff oder irgend
welchen Kombinationen. Die Laufsohle 21 weist einen Schalenrand 22 auf,
der vertikal wegsteht, d.h. parallel zu dem Obermaterial 13.
Die Innenseite des Schalenrands 22 ist ebenfalls mit Laufsohlenkleber 39 versehen,
um eine Verbindung zu der Außenseite
des Obermaterialschicht-Endbereichs 23 herzustellen.
Im Übrigen
besteht Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel,
so dass hinsichtlich weiterer Gesichtspunkte des zweiten Ausführungsbeispiels
auf die Ausführungen
verwiesen wird, die vorstehend in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel
gemacht wurden.
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Die 1 und 2 zeigen einen Herstellungszustand
des Schuhs des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels vor dem Pressen
der Laufsohle 21 in Richtung auf die Brandsohle 19,
um diese mit der Brandsohle 19 zu verkleben.
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3 ist ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel,
jedoch ohne die Dichtung und die Laufsohle. Insbesondere zeigt diese
Fig. einen Leisten 41, über dem
der Schaft 11 angeordnet ist. Der Funktionsschicht-Endbereich 25 ist
bereits auf die Brandsohle 19 gezwickt.
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4 ist
der 3 etwas ähnlich,
wobei die Dichtung 37 und die Laufsohle 21 bereits
an der Unterseite der Brandsohle 19 sowie des Abstandsstreifens 29 und
des Obermaterialschicht-Endbereichs 23 angebracht sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Dichtung 37 im Wesentlichen über die gesamte
Breite der Brandsohle 19 bzw. der Laufsohle 21.
Der zentrale Bereich zwischen der Brandsohle 19 und der
Dichtung 37 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Füllmaterial 43 gefüllt, um
eine planare Unterseite für
die Anbringung der Dichtung 37 und der Laufsohle 21 zu
schaffen. Das Füllmaterial 43 ist
an der Brandsohle 19 mit einem beliebigen normalen Kleber
angebracht. Anstatt der Anordnung von Füllmaterial 43 zwischen
der Brandsohle 19 und der Dichtung (oder Laufsohle) kann
der betreffende Bereich der Brandsohle 19 auch eine größere Dicke aufweisen.
Bei dem Füllmaterial
kann es sich um ein Fleecematerial, wie PES-Fleece, Sohlenmaterial oder
einen beliebigen anderen Materialtyp handeln. Auch sind Luftkammern 45 in
der Laufsohle dieses Ausführungsbeispiels
vorhanden. Alternativ kann die Dichtung 37 an der Brandsohle 19 auch
im Wesentlichen ohne jegliches Füllmaterial
dazwischen angebracht sein.
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In 4 ist
die Wasserdichtigkeitsfunktion des erfindungsgemäßen Schuhs veranschaulicht. Wasser
dringt in das nicht-wasserdichte Obermaterial 13 des Schuhs
ein. Die wasserdichte Funktionsschicht 15 hindert das Wasser
an einem Vordringen auf die Innenseite des Schuhs. Stattdessen fließt das Wasser
entlang des Obermaterials 13 ab, wie dies durch den Pfeil 80 dargestellt
ist, bis es die Naht 31 erreicht. Bei dem Schuh der 4 ist die Dichtung 37 im
Wesentlichen über
die gesamte Breite der Brandsohle 19 aufgebracht. Somit
hat das Dichtungsmaterial im Wesentlichen den gesamten Abstandsstreifen 29 durchsetzt
und steht in Berührung
mit der Funktionsschicht 15. Somit ist eine Dichtungszone
gebildet, die sich im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs
des Endes des Obermaterialschicht-Endbereichs 23 erstreckt.
Diese Dichtungszone stoppt jegliches Wasser und hindert dieses an
einem Fließen um
die Funktionsschicht 15 herum zu dem inneren Futter 17.
In entsprechender Weise blockiert die Dichtungszone in effektiver
Weise das Wasser und hindert dieses an einem Eindringen in das Innere
des Schuhs.
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5 zeigt
in einer Perspektivansicht einen ganzen Schuh, wobei ein Teil weggeschnitten
ist, um die Seite des Schuhs zu veranschaulichen, an der sich die
Schnittdarstellung gemäß 4 befindet.