WO1997011619A1 - Anlage zur herstellung von einlagen in schuhe - Google Patents

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WO1997011619A1
WO1997011619A1 PCT/CH1996/000337 CH9600337W WO9711619A1 WO 1997011619 A1 WO1997011619 A1 WO 1997011619A1 CH 9600337 W CH9600337 W CH 9600337W WO 9711619 A1 WO9711619 A1 WO 9711619A1
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foot
sensors
sole
measurement
tool
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PCT/CH1996/000337
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English (en)
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Inventor
Hans-Rudolf Rickli
Original Assignee
Rickli Hans Rudolf
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43D—MACHINES, TOOLS, EQUIPMENT OR METHODS FOR MANUFACTURING OR REPAIRING FOOTWEAR
    • A43D1/00—Foot or last measuring devices; Measuring devices for shoe parts
    • A43D1/02—Foot-measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43D—MACHINES, TOOLS, EQUIPMENT OR METHODS FOR MANUFACTURING OR REPAIRING FOOTWEAR
    • A43D39/00—Machines for making foot-supporting pads or instep-raisers for flat feet

Definitions

  • the present invention relates to a system for producing shoe inserts according to the preamble of claim 1, in particular also a device for
  • a device is known from EP-A-0 071 386 in which the shape of the sole of the foot is first scanned on a measuring device.
  • the measuring device essentially consists of a large number of measuring pins which are pressed upwards under spring pressure.
  • a foot is placed from above on this area covered with pins, whereby the pins are pressed down according to the shape of the sole of the foot.
  • the pins are now fixed in this position by a clamping device, after which the surface formed by the upper ends of the pins represents a negative of the sole of the foot.
  • the templates thus obtained are then inserted into a device and scanned line by line in the XY plane by a sensor.
  • a milling device is moved over a blank shoe insert in synchronism with this movement in the XY plane of the sensor.
  • the one sensed by the sensor Height information of the template is mechanically transferred to the milling device.
  • the shoe insert is also milled out line by line from the blank.
  • This known device has various disadvantages.
  • the template with its large number of pins and the clamping device is quite complicated. Among other things, it is necessary that the pins run as well as possible and are under the same spring pressure in order to obtain matching measuring conditions at all measuring points. Any errors are transferred directly to the shoe insert due to the mechanical coupling to the milling device and, if recognizable, have to be eliminated laboriously by hand.
  • the templates must be inserted in the fixed form in the manufacturing facility. This presupposes that the measuring process takes place in close proximity to the manufacturing facility in order to avoid the risk of the templates being changed during transport.
  • An object of the present invention is to provide a system for the production of shoe insoles, in which the result of the measurement of the sole of the foot is obtained in a form which is easier to transfer and process and which, after largely automatic implementation, serves to control a device for the production of shoe insoles.
  • Another object is to provide a measuring device which has a simpler structure and preferably delivers the measurement result in the form of electrical signals.
  • Another object of the present invention is to provide a device for the production of shoe insoles, in which at least one of the disadvantages of the known devices of this type is avoided.
  • FIG. 1 shows an isometric representation of the entire manufacturing device
  • FIG. 2 shows an isometric representation of the actual manufacturing device
  • FIG. 3 shows an isometric representation of a sensor and its surroundings
  • FIG. 4 shows an isometric representation with a section of a support model
  • FIG. 5 shows a simplified top view with indicated feet
  • FIG. 6 shows an isometric representation of the electromechanical function of the manufacturing device
  • FIG. 7 shows an isometric representation of the electromechanical function of the manufacturing device
  • FIG. 8 is an isometric representation of the workflow
  • FIG. 9 shows a representation of the geometry of the tool engagement
  • Figure 11 is an isometric view of the processing from the inside or outside.
  • Figure 12 Disadvantages of line-by-line machining on a cross table.
  • the external shape of the measuring device results from two side boxes 1, 2, the actual measuring device that lies between them, and front and rear covers 3 and 4.
  • the wire rope grating A consists of a tension axis 5, a deflection axis 6, two directional axes 7, 8 and a wire rope 9.
  • the adjustability serves to pretension the wire rope 9, which is anchored in the tensioning axis 5 and the deflection axis 6, and is pulled into a tight grid.
  • the straightening axes 7, 8, profiled with recesses, ensure the parallel running of the run of the rope 9, so that a regular grid pattern of rope runs 9 and spaces is created.
  • This wire rope grating A forms the measuring platform on which the foot to be measured comes to be centered and the longitudinal axis of the foot is aligned with the wire rope axis. The other foot of the test person is placed on one of the two boxes 1, 2 next door.
  • sensors measure 13 longitudinal footbed sections.
  • the sensors 13 are part of the underlying sensor unit B, which operates as follows:
  • a base body 14 designed as a slide with ball bushings 15, running on two guide axes 16, 17 and pulled by a toothed belt 18, carries two bearing plates 19 with an axis 20 on which the twenty-four sensors 13 are rotatably mounted.
  • each individual sensor 13 connects a linkage 24 to a linear potentiometer 25.
  • the guide axes 16, 17 are screwed at their ends to angles 26, 27, which in turn are mounted on the boxes 1, 2 with screws and nuts.
  • One of the angles 26 also carries the stepper motor 28, the other 27 the deflection wheel 29 (see Figure 1).
  • the rollers 38, 39 are mounted with screws on one of the two box walls 2.
  • each sensor 13 records the foot profile of its cut on the longitudinal potentiometer 25.
  • the measurement data are read out synchronously with the stepper motor 28 and converted from analog to digital.
  • the other foot 44 is placed on one of the boxes 1 or 2.
  • the device stores the topography of a foot in the form of the cuts in a file.
  • the feet can be placed orthopedically corrected for measurement with thin-walled support models 40 which are open at the bottom.
  • the sensors 13 also detect the inner shape of the support models 40 and read in the correction.
  • Conceivable are other than the specified electromechanical sensors such.
  • B. contactless in which the measurement is carried out by light reflection or by sound, and / or other type of converter of the height values into electrical signals, for.
  • the measured values supplied by the measuring device which are initially still analog, are recorded by a data processing system (not shown) and converted into control data for the manufacturing device described below.
  • a data processing system not shown
  • Standard components are used, such as A / D converters and small computers (PCs).
  • PCs small computers
  • a processing system to the measuring device, the data being stored on a portable data carrier. This data is read in on a suitably equipped control which is connected to the manufacturing device. The necessary conversions and possibly post-processing of the data are carried out on one or the other system.
  • a portable data carrier any type of data transmission can also take place.
  • programs known per se can also be used to carry out a visual check on a screen, post-processing in the sense of orthopedic corrections of the footbed and / or Smoothing or other meaningful data manipulation.
  • the machine stand consisting of a base 101 and two tower-like structures 102, 103, is screwed closed by four covers 104, 105, 106, 107 and takes the functional groups

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

Eine Anlage zur weitgehend automatischen Herstellung von Schuhsohlen für orthopädische Anwendungen umfasst eine Vorrichtung zum Vermessen von Fusssohlen, eine Vorrichtung zum Herstellen der Schuheinlagen aus den Resultaten der Messung sowie einer Datenverarbeitungsanlage, die das Messresultat der Messeinrichtung entgegennimmt, gegebenenfalls überarbeitet, z.B. glättet, und in Steuerdaten für die Herstellungsvorrichtung umwandelt. Die Messeinrichtung tastet die Fusssohle im wesentlichen zeilenweise ab, wodurch sich die Topographie der Fusssohle in Form von Höhenschnitten ergibt. Dazu fahren ein oder mehrere, elektromechanische Sensoren (13) in Längsrichtung über die Fusssohle und folgen dabei deren Höhenverlauf. Die Bewegung der Sensoren (13) wird über Linearpotentiometer (25) in elektrische Signale umgewandelt. Die Herstellungsvorrichtung weist einen Bearbeitungskopf, z.B. einen Fräser, auf, der spiralförmig über den Schuheinlagenrohling bewegt wird. Die Höheninformation des Fräsers wird aus dem Resultat der Messvorrichtung weitgehend automatisch durch die Datenverarbeitungsanlage ermittelt.

Description

ANLAGE ZUR HERSTELLUNG VON EINLAGEN IN SCHUHE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Schuheinlagen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auch eine Vorrichtung zur
Erfassung der Topographie von Füssen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 2 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von derartigen Schuheinlagen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 8.
Für die Herstellung orthopädischer Schuheinlagen werden einerseits Vorrichtungen zum Ausmessen der Füsse, insbesondere der Topographie der Fusssohle, und andererseits Geräte zur Herstellung der Schuheinlagen gemäss der Messung, gegebenenfalls unter Einbezug von angestrebten Korrekturen, benötigt. Für eine rationelle Herstellung von Schuheinlagen ist es wünschenswert, Messverfahren und Herstellung aufeinander abzustimmen.
Aus der EP-A-0 071 386 ist ein Gerät bekannt, bei dem die Form der Fusssohle zunächst auf einer Messvorrichtung abgetastet wird.
Die Messvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Vielzahl Messstifte, die unter Federdruck nach oben gedrückt werden. Ein Fuss wird von oben auf diese mit Stiften besetzte Fläche gestellt, wodurch die Stifte entsprechend der Form der Fusssohle nach unten gedrückt werden. Durch eine Klemmvorrichtung werden die Stifte nun in dieser Position fixiert, wonach die Oberfläche, die durch die oberen Stiftenden gebildet wird, ein Negativ der Fusssohle darstellt. Die so erhaltenen Vorlagen werden dann in ein Gerät eingesetzt und zeilenweise in der XY-Ebene von einem Fühler abgetastet. Im Gleichlauf mit dieser Bewegung in der XY-Ebene des Fühlers wird eine Fräsvorrichtung über einen Schuheinlagen-Rohling bewegt. Die vom Fühler abgetastete Höheninformation der Vorlage wird mechanisch auf die Fräsvorrichtung übertragen. Im Gleichlauf mit der Abtastung der Vorlage durch den Fühler wird so ebenfalls zeilenweise die Schuheinlage aus dem Rohling herausgefräst.
Diese bekannte Vorrichtung weist verschiedene Nachteile auf. Die Vorlage mit ihrer Vielzahl Stifte und der Klemmvorrichtung ist recht kompliziert. Unter anderem ist es nötig, dass die Stifte möglichst gleich gut laufen und unter gleichem Federdruck stehen, um an allen Messpunkten übereinstimmende Messbedingungen zu erhalten. Etwaige Fehler werden wegen der mechanischen Kopplung zur Fräseinrichtung direkt auf die Schuheinlage übertragen und müssen, soweit erkennbar, aufwendig manuell beseitigt werden.
Die Vorlagen müssen in der fixierten Form in die Herstellungseinrichtung eingesetzt werden. Dies setzt voraus, dass der Messvorgang in räumlicher Nähe zur Herstellungseinrichtung erfolgt, um das Risiko einer Veränderung der Vorlagen während eines Transportes zu vermeiden.
Die Herstellung durch zeilenweises Ausfräsen birgt die Gefahr, dass jeweils am Ende einer Zeile, wenn der Fräser vom Material in das Freie übertritt, ein Ausbrechen des Rohmaterials erfolgt. Zeilenweise arbeitende Fräseinrichtungen weisen weiterhin den Nachteil auf, dass bei qualitativ hochwertiger Bearbeitung die Arbeit nur in einer Vorschubrichtung erfolgt und nach jedem Fräsen einer Zeile zunächst ein leerer Rücklauf der Fräseinrichtung eingeschaltet werden muss. Schliesslich besteht insbesondere auch die Gefahr, dass die zuletzt verbleibende Rippe des Rohlings am Rand der Einlagenform vom Fräser mitgerissen wird. Der dabei entstehende, eingerissene Rand der Schuheinlage muss dann ebenfalls einer Nachbearbeitung unterzogen werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anlage zur Herstellung von Schuheinlagen anzugeben, bei der das Ergebnis der Vermessung der Fusssohle in einer leichter übertragbaren und verarbeitbaren Form anfällt und nach weitgehend automatischer Umsetzung der Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von Schuheinlagen dient.
Eine andere Aufgabe besteht darin, eine Messvorrichtung anzugeben, die einen einfacheren Aufbau aufweist und bevorzugt das Messresultat in Form elektrischer Signale liefert.
Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von Schuheinlagen anzugeben, bei der mindestens einer der Nachteile der bekannten Einrichtungen dieser Art vermieden wird.
Eine derartige Anlage ist im Anspruch 15 angegeben. Die für diese Anlage besonders geeigneten Einrichtungen zur Vermessung von Fusssohlen und zur Herstellung von Schuheinlagen bilden den Gegenstand der Ansprüche 1 bzw. 8. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Demgemäss besteht die Anlage aus der erfindungsgemassen Messvorrichtung, der erfindungsgemassen Schuhsohlen- Herstellungsvorrichtung und einer Datenverarbeitungsanlage, die die von der Messeinrichtung gelieferten Daten in Steuerdaten für die Herstellungsvorrichtung umwandelt und dabei gegebenenfalls noch eine Nachbearbeitung erlaubt, z. B. Glätten oder auch orthopädische Korrekturen. Die Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fusssohle zeilenweise durch einen oder mehrere, über die Fusssohle gleitende Sensoren abgetastet wird. Bevorzugt erfolgt ein einziger Durchgang z. B. von der Ferse zu den Zehen, wozu eine entsprechend grosse Anzahl Sensoren nebeneinander angeordnet ist.
Die Herstellungsvorrichtung arbeitet erfindungsgemäss im wesentlichen spiralförmig. Das beschriebene Problem der am Ende noch abzutragenden, dünnen Rippe reduziert sich dadurch auf einen zentralen, wenig kritischen Kegel.
Die Erfindung soll weiter an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben werden.
Figur 1 eine isometrische Darstellung der ganzen HersteilungsVorrichtung,
Figur 2 eine isometrische Darstellung der eigentlichen Herstellungsvorrichtung,
Figur 3 eine isometrische Darstellung eines Sensors und seiner Umgebung,
Figur 4 eine isometrische Darstellung mit Schnitt eines Stützmodells,
Figur 5 eine vereinfachte Draufsicht mit angedeuteten Füssen,
Figur 6 eine isometrische Darstellung der elektromechanischen Funktion der Herstellungsvorrichtung, Figur 7 eine isometrische Darstellung der elektromechanischen Funktion der Herstellungsvorrichtung,
Figur 8 eine isometrische Darstellung des Arbeitsablaufes,
Figur 9 eine Darstellung der Geometrie des Werkzeugeingriffes,
Figur 10 eine isometrische Darstellung des Details der
Bearbeitung auf dem Rundtisch mit stumpfem Kegel als Abschluss,
Figur 11 eine isometrische Darstellung der Bearbeitung von innen oder aussen, und
Figur 12 Nachteile bei zeilenweiser geradliniger Bearbeitung auf einem Kreuztisch.
Die Aussenform der Messvorrichtung ergibt sich aus zwei seitlichen Kästen 1, 2, dem eigentlichen Messapparat, der zwischen ihnen liegt, und stirn- und rückseitigen Abdeckungen 3 bzw. 4.
Die einander zugewandten Wände der Kästen 1, 2 tragen den Messapparat, bestehend aus den im folgenden beschriebenen Funktionsgruppen Drahtseilgitter A und Sensoreinheit B.
Das Drahtseilgitter A besteht aus einer Spannachse 5, einer Umlenkachse 6, zwei Richtachsen 7, 8 und einem Drahtseil 9.
Umlenkachse 6 und die Richtachsen 7, 8 lagern mit ihren Endzapfen in Bohrungen in den Wänden der Kästen 1, 2. Die Spannachse 5 ist dort in Längslöchern aufgenommen und über zwei Schrauben 10 gegenüber Rippen 11, 12 an den Kästen 1, 2 verstellbar.
Die Verstellbarkeit dient dem Vorspannen des Drahtseils 9, welches in Spann- 5 und Umlenkachse 6 verankert, zu einem straffen Gitter gezogen wird. Die Richtachsen 7, 8 mit Einstichen profiliert, gewährleisten den parallelen Lauf der Trumme des Seils 9, so dass ein regelmässiges Gitterraster von Seiltrummen 9 und Zwischenräumen entsteht. Dieses Drahtseilgitter A bildet die Messplattform, auf welcher der zu messende Fuss mittig und Fusslängsachse zu Drahtseilachse fluchtend zu stehen kommt. Dabei wird der jeweils andere Fuss der Testperson auf einen der beiden Kästen 1, 2 nebenan gesetzt.
Durch die Zwischenräume des Drahtseilgitters A vermessen Sensoren 13 Fussbettlängsschnitte.
Die Sensoren 13 sind Bestandteil der darunterliegenden Sensoreinheit B, welche wie folgt arbeitet:
Ein Grundkörper 14, als Schlitten mit Kugelbüchsen 15 ausgebildet, auf zwei Führungsachsen 16, 17 laufend und von einem Zahnriemen 18 gezogen, trägt zwei Lagerplatten 19 mit einer Achse 20, auf der die vierundzwanzig Sensoren 13 drehbar gelagert sind.
Die Sensoren 13, von Distanzstücken 21 distanziert, werden von Zugfedern 22 in die Arbeitslage gezogen. Die Zugfedern sind gegen eine Achse 23 vorgespannt. Zum Messen verbindet jeden einzelnen Sensor 13 ein Gestänge 24 mit einem Linearpotentiometer 25.
Die Führungsachsen 16, 17 werden an ihren Enden auf Winkeln 26, 27 verschraubt, die ihrerseits mit Schrauben und Muttern an die Kästen 1,2 montiert sind. Der eine der Winkel 26 trägt auch den Schrittmotor 28, der andere 27 das Umlenkrad 29 (siehe Figur 1) .
Zwei Hebel 30, 31, die mit zwei Stangen 32, 33 verbunden und durch Bolzen 34, 35 in Stehlagern 36, 37 schwenkbar sind, werden in den beiden Endlagen von Rollen 38, 39 umgelenkt und versenken dadurch während des Leerhubes des Sensorsystems B die Sensoren 13. Die Rollen 38, 39 sind mit Schrauben auf einer der beiden Kastenwände 2 montiert.
Zieht der Schrittmotor 28 das Sensorsystem B von der Ferse 41 her unter dem Fuss durch bis über die Zehen 43 hinaus, zeichnet jeder Sensor 13 das Fussprofil seines Schnittes auf dem Längspotentiometer 25 ab. Die Messdaten werden zum Schrittmotor 28 synchron getaktet ausgelesen und analog - digital gewandelt. Der jeweils andere Fuss 44 wird auf einen der Kästen 1 oder 2 gestellt.
Der Apparat legt die Topographie eines Fusses in Form der Schnitte in einem File ab.
Die Füsse können mit nach unten offenen, dünnwandigen Stützmodellen 40 zur Messung orthopädisch korrigiert hingestellt werden. Die Sensoren 13 erfassen auch die Innenform der Stützmodelle 40 und lesen die Korrektur mit ein.
Denkbar sind u. a. andere als die angegebenen elektromechanischen Sensoren, z. B. berührungslose, bei denen die Messung durch Lichtreflexion oder durch Schall erfolgt, und/oder andersartige Umsetzer der Höhenwerte in elektrische Signale, z. B. durch berührungslos arbeitende, inkrementell oder absolut messende, nach induktivem, optischem, oder kapazitiven Prinzip arbeitende. Denkbar ist auch, eine geringe Anzahl, im Extremfall nur einen Sensor vorzusehen, der bzw. die dann mehrfach die Messstrecken durchlaufen und dabei jeweils eine andere Zeile auf der Fusssohle abtasten.
Denkbar ist auch, anstelle von Drähten 9 Stränge aus anderem Material, oder auch stärkere Stäbe für das Gitter A zu verwenden.
Die von der Messvorrichtung gelieferten Messwerte, die zunächst noch analog vorliegen, werden von einer Datenverarbeitungsanlage (nicht dargestellt) aufgenommen und in Steuerdaten für die nachfolgend beschriebene Herstellungsvorrichtung umgerechnet. Für diese Datenverarbeitungsanlage können an sich bekannte
Standardkomponenten eingesetzt werden, wie A/D-Wandler und Kleinrechnern (PCs) . Im einfachsten Fall wird hierzu ein marktgängiger Kleinrechner mit ebenfalls marktüblichen Schnittstellen-Karten für Messwerterfassung und Maschinensteuerung verwendet. Denkbar ist es auch, eine Verarbeitungsanlage mit der Messvorrichtung zu verbinden, wobei die Daten auf einem portablen Datenträger gespeichert werden. Auf einer entsprechend ausgerüsteten Steuerung, die mit der Herstellungsvorrichtung verbunden ist, werden diese Daten eingelesen. Auf der einen oder anderen Anlage werden die nötigen Umrechnungen und gegebenenfalls Nachbearbeitungen der Daten vorgenommen. Statt eines portablen Datenträgers kann auch eine irgendwie geartete Datenübertragung stattfinden.
Zusätzlich zur reinen Umrechnung der Messwerte in die Steuerinformationen für die Herstellungsvorrichtung kann auch mit an sich bekannten Programmen eine visuelle Kontrolle auf einem Bildschirm, eine Nachbearbeitung im Sinne orthopädischer Korrekturen des Fussbettes und/oder Glättung oder anderweitige, sinnvolle Datenmanipulationen erfolgen.
Die Herstellungsvorrichtung für die Schuheinlagen ist in den Figuren 6 bis 12 dargestellt.
Der Maschinenständer, bestehend aus einem Sockel 101 und zwei turmartigen Aufbauten 102, 103, ist durch vier Abdeckungen 104, 105, 106, 107 geschraubt verschlossen und nimmt die Funktionsgruppen
- Rundtisch mit Antrieb C
- Radiale Achse mit Antrieb D und
- Interpolationsachse mit Antrieb E geschraubt auf.
Ausserdem trägt die Abdeckung 106 ein Feld Bedientasten 108 und hinter der Abdeckung 105 verbirgt sich der Kasten mit der elektrischen Steuerung 109.
Der Rundtisch mit Antrieb C wird von einem zweistufigen
Zahnriementrieb angetrieben. Ein Schrittmotor 110, der auf einem Trägerwinkel 111, gegenüber dem Sockel 101 verschraubt ist, treibt mit dem Antriebsrad 112 den Zahnriemen 113 der ersten Übersetzungsstufe. Getrieben wird ein zweistufiges Zwischenrad 114, das auf einem festen Lagerzapfen 115 läuft. Der Lagerzapfen 115 ist über seinen Flansch im Aufbau 103 verschraubt. Das Zwischenrad 114 wird axial von einem Stellring 116 gehalten. In der zweiten Getriebestufe verbindet der Zahnriemen 117 das Zwischenrad 114 mit dem Antriebsrad 118 der Rundtischwelle 119.
Zwei Kugellager 120 tragen die Rundtischwelle 119 im Aufbau 103. Sie ist als Hohlwelle ausgeführt und besitzt am vorderen Ende einen Planflansch 121, auf welchen man den Rundtisch 122 auflegt, indem man ihn durch sein Zentralloch 170 über eine Scheibe mit Innengewinde 123 setzt, die durch eine Spindel mit Sterngriff 124 gespannt werden kann.
Den Rundtisch 122 stützt im Arbeitsbereich eine Stützrolle 125 mit ihrem Träger 126, der aussen auf den Aufbau 103 montiert ist. Der gleiche Träger 126 nimmt auch einen Sensor 127 auf, der der Indexierung des Winkels des Rundtisches 122 mittels eines Loches 171 in diesem dient.
Die radiale Achse mit Antrieb D wird von einem Schrittmotor 128, über einen Trägerwinkel 129 mit Schrauben am Sockel 101 befestigt, angetrieben. Der Antriebsmechanismus besteht aus Trapezgewindespindel 130 und Mutter 131. Erstere ist auf der Motorwelle verstiftet und wird von einem Axiallager 132 auf der Motorstirn gestützt, letztere ist an einem Schlitten 133 verschraubt, der die radiale Bewegung führt.
Der Schlitten 133 läuft mittels Gleitlagern 134 auf zwei Führungswellen 135, 136, die an Rippen im Maschinensockel 101 verschraubt sind, und trägt auf einem Standrohr 137 den Schrittmotor 138, welcher die Interpolationsache E antreibt. Die radiale Lage des Bearbeitungswerkzeuges wird an einen Endschalter 39 durch den Schlitten 33 indexiert.
Die Interpolationsache mit Antrieb E besteht aus einer Wippe 140, die auf der einen der Führungswellen 135, 136 in Gleitlagern 134 schwenkbar gelagert ist und zwischen den Lagerplatten 133a des Schlittens 133 axial geführt wird. Auf dem unteren Ende trägt die Wippe 140 eine Plattform, auf welcher der Spindelantriebsmotor 141 angebracht ist.
Auf der Welle des Motors 141 ist eine Flachriemenscheibe 142 montiert, die über einem Flachriemen 143 das Riemenrad 144 auf der Werkzeugspindel 145 treibt. Die Werkzeugspindel 145 ist hohl und auf zwei Kugellagern im Spindelgehäuse 146 gelagert, welches auf einer Plattform 140a auf der Wippe 140 mit zwei Schrauben 147 befestigt wird. Die Werkzeugspindel 145 nimmt in einer Fassung an ihrer Stirn das Bearbeitungswerkzeug 148, einen zylindrischen Hartmetallschleifkörper mit kugeliger Stirn, auf, der durch eine Schraube 149 in die Spindel 145 gezogen wird.
Der Schrittmotor 138, über ein Gabelstück 150 am Standrohr 137 des Schlittens 133 mittels einer Achsschraube 151 schwenkbar verschraubt und stirnseitig mit einem Axiallager 152 versehen, dreht die auf seiner Welle verstiftete Trapezgewindespindel 153, die ihrerseits eine schwenkbare Mutter bewegt, die in den Lagern 154 in der Wippe 140 schwenkbar gelagert ist.
Das Gabelstück 150 auf dem Standrohr 137 trägt den Endschalter 155, welcher die Lage der Wippe 140 und damit der Interpolationsache E indexiert.
Der Rundtisch 122 kann zum Beschicken der Rohlinge auf einfache Weise von der Maschine auf einen Arbeitstisch genommen werden. Die Rohlinge 156 werden auf die Markierungen für die entsprechenden Einlagegrössen am Rundtisch 122 mittels doppelseitigem Klebband fixiert. Danach wird der Rundtisch 122 in die Maschine eingesetzt und mittels Spindel 124, Scheibe 123, festgezogen.
Ein File mit den Topographien zweier Füsse wird über eine Datenschnittstelle in die Steuerung geladen.
Startet man den Arbeitsprozess, so werden zuerst alle Achsen genullt, worauf die Steuerung 109 zuerst den Spindelmotor 141, danach den Rundtisch 122 und schliesslich die radiale Achse D in Betrieb setzt. Während sich der Rundtisch C mit den beiden Rohlingen 56 langsam dreht (Pfeil 157), läuft gleichzeitig die radiale Achse D von der Peripherie 159 des Rundtisches 122 langsam dessen Zentrum 160 entgegen: Der Bearbeitungsprozess beschreibt auf dem Rundtisch C eine Spirale (ähnlich der Arbeitsweise eines Plattenspielers).
Sobald die Bahn des Werkzeuges die Geometrie der Fussbetttopographien tangiert, fängt die Interpolations- Achse E an, die vorgegebene Fussbettung in die Rohlinge 156 einzuarbeiten.
Damit das Bearbeitungswerkzeug 148 die Rohlinge 156 nicht vom Rundtisch 122 herunter zu reissen vermag, ist die Achse der Spindel 145 mit einem Winkel 161 von mindestens 15° zur Rundtischachse geneigt, so dass die zylindrische Partie des Bearbeitungswerkzeuges 148 die Rohlinge 156 durch eine Kraftkomponente 162 des Spandruckes 172 auf den Rundtisch 122 drückt.
Die Bearbeitung kann je nach Eignung des Materials der Rohlinge 156 im Gleich- 157 oder Gegenlauf 158 von Vorschub und Werkzeugdrehrichtung erfolgen.
Am Ende des Arbeitsprozesses wird die im allgemeinen höchste Stelle des Rohlingspaares 156, der stumpfe Kegel 163, gebildet aus den beiden Fussgewölben, bearbeitet, so dass wegen der geringen Spantiefe auch eine geringe Neigung zum Hineinreissen des Materials besteht. Ausserdem bildet die letzte zu bearbeitende Partie eine Bogen 164 und ist damit auch stabiler auf dem Rohling 156 als ein gerader Streifen 165 bei einer zeilenweisen geradlinigen Bearbeitung auf einem Kreuztisch 166. Das Bearbeiten auf dem Rundtisch erlaubt aber auch Arbeitsprozesse von innen 167 oder aussen 159 beginnend.
Denkbar ist es auch, das Werkzeug spiralförmig zu bewegen und die Rohlinge auf einem ruhenden Tisch zu behalten. Die spiralförmige Bewegung könnte auch durch Kombination von zwei linearen Bewegungen realisiert werden, die bevorzugt senkrecht zueinander gerichtet sind. Dabei könnte auch die Bewegung von Werkzeug und die andere vom Tisch angepasst werden.
Aus der vorangehenden Beschreibung der
Herstellungsvorrichtung ergibt sich auch der Vorteil, dass nun zwei Schuheinlagen in einem Vorgang anstatt einer einzigen Schuheinlage gefertigt werden können.
Die vorangehende Beschreibung macht dem Fachmann Abwandlungen der Erfindung zugänglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erfassung der Topographie eines Fusses (42) mit mindestens einem Sensor (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor längs im wesentlichen parallel verlaufender Bahnen in einer Messfläche verfahrbar ist und während einer solchen Bewegung vom Sensor Werte für den Abstand der Fusssohle eines Fusses (42), der sich im Erfassungsbereich des Sensors (13) befindet, von einer vorgegebenen Grundfläche bestimmbar sind, um die Topographie der Fusssohle des Fusses (42) in Form von Daten zu bestimmen, die im wesentlichen parallel verlaufende Schnitte durch den Fuss darstellen.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl gleichartiger Sensoren (13) vorhanden sind und eine Messung dadurch durchführbar ist, dass die Sensoren (13) gleichzeitig ein einziges Mal die Messfläche vom einem Anfang zu einem Ende durchlaufen.
3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sensor (13) während einer Messung an der Fusssohle anliegt, beweglich angeordnet ist und an die Fusssohle angedrückt wird, bevorzugt durch ein Federelement (22), so dass der Sensor (13) eine dem Verlauf der Fusssohle folgende Bewegung ausführt und die Bewegung des Sensors von einem Wandler (25) in ein elektrisches Signal umwandelbar ist.
4. Vorrichtung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (25) ein analoges Signal erzeugt und mindestens ein Analog-Digital-Wandler vorhanden ist, der das analoge Signal von einem oder mehreren Sensoren (13) in ein digitales Signal umwandelt.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gitter (A) vorhanden ist, das im wesentlichen aus parallel verlaufenden, gespannten oder starren Strängen, bevorzugt gespannten Drähten (9), besteht und auf dem der zu vermessende Fuss (42) abstellbar ist, und dass jeder Sensor (13) durch einen Spalt zwischen zwei Strängen im Gitter (A) hindurchragt und längs des Spaltes bewegbar ist, um die Messung durchzuführen.
6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang und am Ende der Bahnen der Sensoren (13) je ein stationäres Steuerelement (38 bzw. 39) vorhanden ist, die Sensoren (13) einen Fortsatz aufweisen und ein mit den Sensoren mitlaufendes, bewegliches Betätigungselement (30-38) vorhanden ist, das durch das
Überfahren des einen (38) oder anderen Steuerelements (39) in die eine bzw. andere von zwei Lagen bringbar ist und dabei mit dem Fortsatz der Sensoren (13) in Wirkverbindung tritt, wodurch die Sensoren (13) zwischen einer aktiven Messteilung und einer passiven Stellung hin und her bewegbar sind, wobei die Sensoren (13) in der passiven Stellung bei der Bewegung längs ihrer Bahn einen auf der Vorrichtung in Messposition befindlichen Fuss nicht berühren, so dass ein freier Rücklauf der Sensoren (13) in die Ausgangsstellung einer Messung möglich ist.
7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch ein Drahtseilgitter (A) , auf welchen der zu messende Fuss (42) gestellt werden kann, wobei ein Umlenk- (6) und eine Spannachse (5) von Schrauben (10) gezogen das Drahtseilgitter A spannen und zwei Richtachsen (7, 8) die Drahtseiltrumme (9) im Raster halten, durch eine Sensoreinheit (B) , die von einem Schrittmotor (28) über einen Zahnriemen (18) entlang zwei Führungsachsen (16, 17) von der Ferse her bis über die Zehen hinaus gezogen wird, wobei Sensoren (13) , auf einer gemeinsamen Achse (20) gelagert, über Gestänge (24) auf Längspotentiometern (25) Fusslängsschnitte abzeichnen, welche analog - digital gewandelt abgespeichert werden, durch zwei Hebel (30, 31), die mit zwei Achsen (32,
33)verbunden, über Bolzen (34, 35) in Stehlagern (36, 37) schwenkbar sind und in den beiden Endlagen des Messhubes von Rollen (38, 39) umgelenkt werden, so dass die Sensoren (13) während des Leerhubes im Drahtseilgitter (A) versenkt bleiben, durch unten offene dünnwandige Stützmodelle (40) , die dem
Fuss zur orthopädischen Korrektur vor dem Messen unterlegbar sind, so dass die Sensoren beim Messen die Korrektur miterfassen und der Apparat korrigierte Fussbettdaten aufzeichnet.
8. Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Schuheinlagen aus mindestens einem Rohling (156) mit einer Materialabtragseinrichtung (148), dadurch gekennzeichnet, dass ein abtragend wirkendes Werkzeug (148) gegenüber dem Rohling (156) auf einer im wesentlichen spiralförmigen Bahn in einer Ebene bewegbar ist und in einer Richtung zumindest schräg und bevorzugt im wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene anheb- und absenkbar ist, um eine vorgegebene Topographie der Schuheinlagen auf dem Rohling zu erzeugen.
9. Vorrichtung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar von Rohlingen (156) derart angeordnet werden können, dass das Werkzeug (156) auf der Spiralbahn alle Rohlinge (156) während eines 360"-Umlaufs überfährt, um Paare von Schuheinlagen gleichzeitig herzustellen.
10. Vorrichtung gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge (156) derart auf einem Tisch (122) befestigbar sind, dass die dem Fussgewölbe eines Fusses eines Menschen entsprechende Partie der Schuheinlagen zuletzt vom Werkzeug (156) bearbeitet wird.
11. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge auf einem Tisch
(122) befestigbar sind und die abtragend wirkende Fläche oder Kante des Werkzeugs (156) in einem Winkel von mindestens 15° zum Lot auf dem Tisch steht, um während der Bearbeitung eines Rohlings eine Kraftkomponente zu erzeugen, die den Rohling (156) auf den Tisch (122) drückt.
12. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tisch (122) mit Drehantrieb (C) für die Aufnahme der Rohlinge (156) vorhanden ist und das Werkzeug mit einem Interpolationsantrieb (E) für eine Bewegung zumindest näherungsweise senkrecht zum Tisch (122) und einem Radialantrieb für eine Hin- und Herbewegung zwischen Peripherie (159) und Zentrum (160) des Tisches ausgestattet ist.
13. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorhanden ist, von der ein Datensatz über einen Eingang bevorzugt von einem Datenträger einlesbar ist und gemäss dem Datensatz eine automatische Bearbeitung der Rohling (156) durchführbar ist.
14. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 13 zum vollautomatischen Bearbeiten von Fussbetten an
Schuheinlagepaaren, gekennzeichnet durch einen Rundtisch mit Antrieb (C) , welcher die Rohlinge (156) aufnimmt und rotiert, durch eine radiale Achse mit Antrieb (D) , welche die Werkzeugspindel (145) in radialer Richtung des Rundtisches
(122) führt, durch eine Interpolationsachse mit Antrieb (E) , welche Werkzeugspindel (145) und Spindelantriebsmotor (141) trägt, wobei durch Variieren des Abstandes zwischen Bearbeitungswerkzeug (148) und Rundtisch (122) den Rohlingen
(156) die Topographie der Fussbetten übertragen wird und wobei das Bearbeitungswerkzeug (148) zur Achse des Rundtisches (122) einen Winkel (161) aufweist, welcher mit einer Kraftkomponente (162) des Spandruckes die Rohlinge
(156) auf den Rundtisch (122) drückt.
15. Anlage zur Herstellung von Schuheinlagen mit einer ersten Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 zur
Erfassung der Topographie von menschlichen Füssen (42) und einer zweiten Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 - 13 zum Erstellen von Einlagen durch materialabtragende Bearbeitung von Rohlingen (156), dadurch gekennzeichnet, dass
- durch die erste Vorrichtung die Topographie durch eine im wesentlichen zellenförmige Abtastung der Fusssohle des Fusses (42) erfassbar und in Form von Messdaten, insbesondere digitaler Natur, ausgebbar ist, - durch die zweite Vorrichtung eine im wesentlichen spiralförmige Bearbeitung des Rohling gemäss eingebbarer Steuerdaten erfolgt,
- und dass eine Datenverarbeitungsanlage vorhanden ist, welche die Messdaten der ersten Vorrichtung in Steuerdaten für die zweite Vorrichtung umwandelt.
16. Verwendung der Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Rohlingen in etwa gemäss der natürlichen Fussstellung und symmetrisch zum Zentrum der Spiralbahn des Werkzeugs (148) im Bearbeitungsbereich des Werkzeugs (148) angeordnet werden.
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