Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schuhs, insbesondere eines Sportschuhs, umfassend die Schritte:
Ein solches Verfahren ist aus der
Die Herstellung von Sportschuhen ist eine hinlänglich bekannte Technologie. Dabei wird angestrebt, nicht nur einen wirtschaftlichen Prozess für die Fertigung bereitzustellen, sondern auch die Möglichkeit zu haben, auf das Feder- und Dämpfverhalten der Schuhsohle und damit des Schuhs möglichst gut Einfluss nehmen zu können. Hierfür spielt auch das zum Einsatz kommende Material eine wesentliche Rolle. Weiterhin wird ein angenehmes Traggefühl angestrebt.
In der
Auch in der
Die
Die damit erzielbaren Eigenschaften des Schuhs, insbesondere mit Blick auf dessen Feder- und Dämpfungsverhalten, sind nicht in jedem Falle voll befriedigend. Des weiteren ist der Herstellungsprozess der genannten Sohle mitunter relativ aufwendig und somit kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Schuh kostengünstig hergestellt werden kann, wobei ein besonders angenehmes Traggefühl erreicht werden soll. Weiterhin sollen das Feder- und Dämpfungsverhalten des Schuhs in einfacher Weise beeinflussbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut in Form einzelner loser Körper sowie teilweise auch in Form miteinander verbundener Körper eingebracht wird.
Der obere Bereich und der untere Bereich des Schuhoberteils werden dabei bevorzugt als einstückige Struktur ausgebildet. Das Schuhoberteil kann als sockenartige Struktur ausgebildet werden. Das Schuhoberteil ist dabei nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Strickteil hergestellt, so dass es auf einer Strickmaschine hergestellt wird.
Der obere Bereich und der untere Bereich des Schuhoberteils werden bevorzugt als einteiliges, vorzugsweise nahtloses, Strickteil hergestellt. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass Zirkular-Strickmaschinen eingesetzt werden, mit denen ein umlaufend geschlossenes Gestrick hergestellt werden kann.
Natürlich sind auch andere Möglichkeiten gegeben, mit denen das Schuhoberteil hergestellt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass der obere Teil des Schuhoberteils in klassischer Weise produziert wird, wobei der untere Bereich, der unterhalb der Fußsohle des Trägers des Schuhs verläuft, beispielsweise eine Strobelsohle ist, die mit dem oberen Teil des Schuhoberteils beispielsweise vernäht wird. Dies kann insbesondere in Kombination mit einem gestrickten oberen Bereich des Schuhoberteils erfolgen.
Der untere Bereich des Schuhoberteils ist vorzugsweise als textiles Gewirk mit einer maximalen Dicke von 5 mm, vorzugsweise mit einer maximalen Dicke von 3 mm, ausgebildet. Damit hat der Träger des Schuhs ein besonders vorteilhaftes Traggefühl, da er - nur durch den dünnen unteren Bereich des Schuhoberteils getrennt - auf dem Schüttgut läuft.
Das Sohlenteil wird bevorzugt als Spritzgießteil oder als Thermoformteil hergestellt.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass auf dem Bodenbereich mindestens eine stegartige Struktur ausgebildet wird, die in den Aufnahmeraum hineinreicht. Diese stegartige Struktur bildet innerhalb des Aufnahmeraums Wandungsbereiche, die der freien Verschieblichkeit des lose eingefüllten Schüttguts entgegenwirkt und dieses in gewissen Bereichen des Aufnahmeraums hält. Damit kann das Laufgefühl beim Tragen des Schuhs positiv beeinflusst werden.
Die genannte stegartige Struktur erlaubt es, dass die Sohle bei bestimmungsgemäßer Benutzung unter Belastung den Fuß bei gewissen Anwendungen optimal stützen kann. Dies kann unter dem Aspekt relevant sein, da ansonsten die sich im Inneren des Aufnahmeraums des Sohlenteils befindlichen (Kunststoff)Körper infolge dessen, dass sie nicht miteinander verbunden, sondern lose angeordnet sind, keine große Stützfunktion für den Fuß bieten.
Beim oben genannten Befestigen des Schuhoberteils am Sohlenteil kann ein Vernähen und/oder ein Verkleben der beiden Teile erfolgen.
Als Schüttgut werden bevorzugt kugelförmig oder ellipsoid ausgebildete Körper verwendet. Die Körper des Schüttguts sind bevorzugt als Hohlkörper ausgebildet. Die Abmessungen der Körper des Schüttguts in den drei Raumrichtungen liegen bevorzugt zwischen 1 mm und 13 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 6 mm.
Die Körper des Schüttguts bestehen bevorzugt aus geschäumtem (also expandiertem) thermoplastischen Elastomer.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Körper des Schüttguts aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), aus thermoplastischem Polyamid (TPA) und/oder aus thermoplastischem Elastomer auf Olefinbasis (TPO) bestehen, wobei die genannten Materialien insbesondere expandiert (aufgeschäumt) sind.
Die Kunststoffkörper weisen bevorzugt eine Härte zwischen 75 bis 90 Shore A auf, vorzugsweise zwischen 80 und 85 Shore A. Sie haben bevorzugt eine Schüttdichte zwischen 100 und 300 kg/m3.
Zu dem bevorzugt zum Einsatz kommenden expandierten thermoplastischen Polyurethan (E-TPU) für die Kunststoffkörper, die in den Aufnahmeraum des Sohlenteils eingebracht werden, sei folgendes erwähnt: Dieses Material ist an sich bekannt und wird in Schuhen eingesetzt. Es ist beispielsweise unter der Bezeichnung "PearlFoam" von der Huntsman International LLC oder unter der Bezeichnung "Infinergy" von der BASF SE erhältlich. Zu diesem Material wird ausdrücklich auf die
Zum Vorbekanntsein von thermoplastischem Elastomer auf Urethanbasis sei weiterhin ausdrücklich auf die
Der Sohlenteil besteht bevorzugt aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), aus thermoplastischem Elastomer (TPE), aus Polyamid (PA) und/oder aus Gummimaterial.
Nachdem von Schüttgut im Zusammenhang mit den in den Aufnahmeraum einzubringenden Körpern gesprochen ist, handelt es sich hierbei um einzelne Partikel, die keine Verbindung zueinander aufweisen. Insbesondere werden nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Kunststoffkörper ohne Verbindung zueinander im Aufnahmeraum des Sohlenteils platziert. Demgemäß werden die einzelnen Kugeln oder Elipsoide nicht durch irgendwelche Maßnahmen miteinander verbunden, sondern sie sind lose im Aufnahmeraum des Sohlenteils platziert.
Das Schüttgut wird dabei bevorzugt in voller Packung und vorzugsweise unter leichtem Druck im Aufnahmeraum des Sohlenteils platziert.
Vorteilhaft ist, dass das vorgeschlagene Verfahren die kostengünstige Produktion eines Schuhs erlaubt, der ein angenehmes Tragegefühl aufweist, wobei vorteilhaft auf den Einsatz einer Innen- bzw. Einlegesohle verzichtet werden kann.
Das erwähnte Sohlenteil kann bei Bedarf an der Unterseite noch mit einer Außensohle versehen werden.
Es hat sich gezeigt, dass bei Ausgestaltung eines Schuhs, insbesondere eines Sportschuhs, in der oben spezifizierten Weise bezüglich des Kompressionsverhaltens des Schuhs sowie hinsichtlich dessen Rückstelleigenschaft (nach Wegnahme der komprimierenden Kraft durch den Fuß des Trägers) sehr vorteilhafte und komfortable Trageeigenschaften des Schuhs erreicht werden können. Dies gilt insbesondere unter dem Aspekt starker Temperaturschwankungen.
Werden die vorgeschlagenen thermoplastischen Elastomere (im Unterschied zu üblichen Polymeren) als loses Schüttgut im Hohlraum der Sohle eingesetzt, ergeben sich aufgrund der Reibungseigenschaften zwischen den einzelnen Partikeln günstige Verhältnisse, da diese nicht in unerwünschter Weise aneinander entlang gleiten, sondern trotz loser Anordnung eine gewisse Festigkeit bieten, wenn der Fuß des Trägers das Schüttgut verformt. Somit wird ein optimaler Kompromiss zwischen einem gewissen Massageeffekt auf der einen Seite und einem hinreichenden Halt des Fußes während der Benutzung des Schuhs auf der anderen Seite erzielt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
In
In einer ersten Phase der Produktion des Schuhs 1 wird einmal das Schuhoberteil 2 und einmal das Sohlenteil 5 hergestellt.
Im Falle des Schuhoberteils 2 kommt nach einer bevorzugten Lösung ein Strickverfahren zum Einsatz, bei dem eine sockenartige Struktur produziert wird, wie sie aus
Das Sohlenteil 5 kann beispielsweise durch einen Spritzgießprozess oder durch einen Thermoformprozess hergestellt werden. Wie aus
Nachdem das Schuhoberteil 2 sowie das Sohlenteil 3 hergestellt sind (was gleichzeitig erfolgen kann oder in beliebiger Reihenfolge zeitlich versetzt), erfolgt eine Füllung des Aufnahmeraums 8 mit Schüttgut 9, was in
Wie aus den weiteren Figuren ersichtlich ist, wird das Schüttgut 9 in vollständiger Packung und gegebenenfalls unter leichtem Druck in den Aufnahmeraum 8 eingebracht. Auf das so vorbereitete Sohlenteil 3 wird dann das Schuhoberteil 2 platziert und das Sohlenteil 5 mit dem Schuhoberteil 2 verbunden. Dies kann durch Nähen und/oder Kleben erfolgen.
Demgemäß liegt nunmehr der untere Bereich 4 des Schuhoberteils 2 direkt auf dem Schüttgut 9 auf, so dass bei der Benutzung des Schuhs ein angenehmes Laufgefühl entsteht.
Als Schüttgut 9 kommt generell beliebiges Material zum Einsatz (beispielsweise auch Sand), während bevorzugt an Kugeln oder Ellipsoide aus geschäumtem Kunststoffmaterial gedacht ist; Details hierzu sind oben vermerkt.
Damit das Schüttgut 9 im Aufnahmeraum 8 eine gewisse Stabilität aufweist, wenn es infolge der Gewichtskraft durch den Fuß des Trägers verdrängt wird, können stegartige Strukturen 10 im Bodenbereich 6 des Sohlenteils 5 angeformt werden. Diese Strukturen 10 behindern das Schüttgut 9 an einer seitlichen Verschiebung, so dass insoweit die Stabilität des Schuhs und insbesondere der Sohle erhöht werden kann.
In
In dieser Figur ist auch zu sehen, dass der untere Bereich 4 des Schuhoberteils 2 relativ dünn ausgebildet ist. Eingetragen ist die Dicke D, die bevorzugt maximal 3 mm beträgt. Hierdurch wird ein angenehmes Tragegefühl realisiert, da der Fuß des Trägers des Schuhs quasi wie auf Sand läuft, da die einzelnen Partikel des Schüttguts 9 keine Verbindung zueinander haben.
Durch Wahl der materialspezifischen und geometrischen Parameter (Abmessungen der Partikel des Schüttguts, Abmessungen der einzelnen Bereiche des Schuhoberteils und des Sohlenteils, Materialwahl, etc.) kann auf das Feder- und Dämpfungsverhalten des Schuhs und insbesondere der Sohle Einfluss genommen werden.
Dies gilt insbesondere auch für die optionale Wahl und Gestaltung der stegartigen Struktur 10, für die auch nach oben offene runde oder polygonartig gestaltete Kammerabschnitte vorgesehen werden können.
Nicht illustriert ist, dass zwecks gezielter Verstärkung bestimmter Bereiche der Sohle gegebenenfalls Einlegeteile gefertigt und mit dem Sohlenteil 5 verbunden werden können. Damit können spezielle Bereiche der Sohle mit einer höheren Stabilität versehen werden, wobei insbesondere die Stützfunktion des Schuhs und insbesondere der Sohle beeinflusst werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung kann wie folgt aussehen:
Als Schüttmaterial können Hohlkörper (insbesondere Kugeln oder Ellipsoide), die aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) bestehen (eventuell auch aus expandiertem TPU) eingesetzt werden, die einen Durchmesser vorzugsweise zwischen 3 und 15 mm haben; besonders bevorzugt ist ein Durchmesserbereich zwischen 5 und 8 mm.
Die Herstellung dieser Hohlkörper kann beispielsweise durch Spritzgießen, Blasformen oder Lasersintern erfolgen.
Die Oberfläche der Hohlkörper kann teilweise offen oder komplett geschlossen sein. Bei geschlossenen Hohlkörpern enthält dieser Luft. Die Körper zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie bei Kompression einen stark nichtlinearen Verlauf der Verformungskraft über der Verformung aufweisen. Demgemäß lässt sich der Hohlkörper bis zu einem gewissen Grad relativ leicht verformen bzw. zusammendrücken, ab einem gewissen Grad der Deformation nimmt der Widerstand gegen weitere Verformung dann stark zu, d. h. es fällt nun schwerer, den Hohlkörper weiter zu verformen.
Dieses Verhalten kann sehr vorteilhaft bei Dämpfungssystemen im Bereich des Sports und hier speziell bei Schuhsohlen (auch Zwischen- bzw. Einlegesohlen) verwendet werden.
Die Körper des Schüttguts können transparent sein.
Die Härte des Ausgangsmaterials der TPU-Hohlkörper liegt bevorzugt im Bereich zwischen 70 bis 95 Shore A.
Die Hohlkörper nehmen nach Wegnahme der äußeren Kraft wieder vollständig ihre ursprüngliche Form ein. Ein Mischen mit anderen Materialien (z. B. PU-Schaum oder E-TPU- bzw. E-TPE-Materialien) ist möglich, um die Dämpfungseigenschaften vorteilhaft zu beeinflussen. Die Kombination mit anderen Materialien kann mittels eines "PU Casting Prozess" erfolgen. In diesem Falle kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die Hohlkörper zu 80 % aus TPU und zu 20 % aus PU-Schaum als Binder bestehen. Insbesondere ist auch eine Kombination mit E-TPU- bzw. E-TPE-Material möglich.
Die Hohlkörper können mittels Verschweißen oder durch Einsatz von Mikrowellen hergestellt werden, indem zwei Halbkugeln bzw. Halbschalen miteinander verbunden werden. An der Nahtstelle können sich dabei zirkulär umlaufende Stege ausbilden, was die Steifigkeit in durchaus gewünschter Weise positiv beeinflussen kann.
Wie oben dargestellt, ein loses Einbringen einzelner Körper in Form von Schüttgut vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, dass die genannten Körper aus den genannten Materialien auch zumindest teilweise miteinander gekoppelt bzw. verbunden werden. Insoweit ist es vorgesehen, eine Struktur zu erzeugen, bei der eine Anzahl von Körpern, bevorzugt von Hohlkörpern, miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Mikrowellenverschweißen.
Ein ähnlicher Verbund einzelner Körper kann auch dadurch erzeugt werden, dass die einzelnen Körper, insbesondere Hohlkörper, in einen Kunststoffschaum, insbesondere Polyurethan-Schaum, eingebettet werden und so eine Struktur entsteht, die zum Aufbau der Schuhsohle genutzt werden kann.
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