DE19645099A1 - Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Schuhs aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs aus Kunststoff, bspw. Badeschuhs, Sandale, Slipper, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Spritzgußwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Bei Schuhen aus Kunststoff, wie bspw. Badeschuhen, die im Spritzgußverfahren hergestellt werden, ist es bspw. bekannt, Segmente des Schuhoberteils andersfarbig auszugestalten. Diese Segmente werden in einem gesonderten Arbeitsvorgang hergestellt und nachträglich auf die betreffende Stelle oder Stellen des Schuhoberteils aufgeklebt. Nachteilig hieran ist einerseits der aufwendige Vorgang des nachträglichen Aufklebens und andererseits das Problem, das oder die Segmente auch genau an die vorgesehene Stelle des Schuhoberteils zu bringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs aus Kunststoff, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Segmente unterschiedlicher Materialeigenschaften in einem Vorgang hergestellt und mit dem restlichen Schuhoberteil verbunden werden können. Außerdem soll ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Werkzeug geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren zum Herstellen eines Schuhs aus Kunststoff, der eingangs genannte Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und bei einem Spritzgußwerkzeug der eingangs genannten Art zum Durchführen des Verfahrens die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Auf diese Weise ist es erstmals möglich, das Oberteil eines Kunststoffschuhs mit verschiedenen Segmenten in einem Arbeitsgang in Spritzgußtechnik herzustellen. Dies spart insbesondere Arbeitsaufwand und führt darüberhinaus zu einem hinsichtlich Genauigkeit zufriedenstellenderem Produkt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Spritzgußwerkzeug ist es möglich, nicht nur andersfarbige Gestaltungen der Segmente vorzusehen, sondern auch Segmente unterschiedlichen Materialtypus zu verwenden, die dem betreffenden Schuh nicht nur ein anderes Aussehen sondern auch andere bzw. angepaßte Eigenschaften verleihen, wie bspw. zu einem gewünschten Tragekomfort für unterschiedliche Einsatzbereiche führen bzw. beitragen.

Die Schuhsohle könnte in einem separaten Arbeitsgang hergestellt werden und vor dem Herstellen des Restoberteils des Schuhs in die Werkzeugform miteingelegt werden. Es ist aber auch möglich, im selben Arbeitsgang wie das Spritzgießen des Restoberteils die Schuhsohle mitherzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird jedoch gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 die Schuhsohle bereits mit dem Spritzgießen des oder der Segmente hergestellt. Dies ist verfahrenstechnisch und vom konstruktiven Aufbau des Werkzeugs her am vorteilhaftesten.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind die Merkmale gemäß Anspruch 3 vorgesehen.

Eine weitere bevorzugte verfahrensmäßige Ausgestaltung ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 4.

Zur Erhöhung der Reißfestigkeit des Schuhs bzw. dessen Oberteil und/oder zur Vermeidung von Schweißbildung im Schuh bzw. unter dem Obermaterial sind die Merkmale gemäß Anspruch 5 bzw. 6 vorgesehen.

Eine werkzeugseitige bevorzugte Ausgestaltung ergibt sich mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6. Dabei kann der Dreharm nach den Merkmalen des Anspruchs 7 ausgebildet sein, obgleich es auch möglich ist, bspw. einen winkligen Dreharm vorzusehen.

Der Dreharm bzw. die einzelnen Leisten können bspw. mittels eines Roboters gehandhabt werden. Eine kostengünstige Ausgestaltung hierzu ergibt sich jedoch dann, wenn die Merkmale gemäß Anspruch 8 vorgesehen sind, was den Vorteil hat, daß der Dreharm mit Hilfe eines ortsfesten pneumatischen oder hydraulischen Antriebsaggregats bewegbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Spritzgußwerkzeuges ergeben sich nach den Merkmalen des Anspruchs 9 und/oder 10.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer, teilweise geschnittener Seitenansicht ein Spritzgußwerkzeug zum Herstellen von mit andersfarbigen Segmenten versehenen Schuhen aus Kunststoff gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung in geschlossenem Zustand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkzeug nach Fig. 1, jedoch ohne oberem Werkzeug-Außenformteil,

Fig. 3 in einer der Fig. 1 vergleichbaren Ansicht das Spritzgußwerkzeug in Offenstellung und

Fig. 4 einen mit dem Spritzgußwerkzeug nach den Fig. 1 bis 3 hergestellten Schuh aus Kunststoff.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spritzgußwerkzeug 10 dient zum Herstellen eines bspw. in Fig. 4 dargestellten Schuhs 11 aus Kunststoff mit mehreren Segmenten 12, 13 unterschiedlicher Materialeigenschaften, die sich hier auf die Farbe beziehen, in einem Arbeitsgang.

Der Schuh 11 besteht im wesentlichen aus einer Kunststoffsohle 14 und einem zweifarbigen Oberteil 15, dessen die Schuhform bildendes Grundteil 16 mit der Sohle 14 beim Spritzgießen festverbunden wird und außenseitig eine Vertiefung 17 aufweist, in der die gegenüber dem Grundteil 16 andersfarbigen Segmente 12, 13 aufgenommen sind. Damit ist das Grundteil 16 in dem Bereich, in dem außenseitig die Segmente 12, 13 vorgesehen sind, dünnwandiger ausgebildet. Es versteht sich, daß die Segmente 12, 13 sich statt in der Farbe oder zusätzlich dazu in anderen Materialeigenschaften, wie Elastizität, Härte u. dgl. vom Kunststoff des Grundteils 16 des Schuhoberteils 15 unterscheiden können.

Das Spritzgußwerkzeug 10 besitzt eine öffnenbare Werkzeug- Außenform 21 mit einem oberen und einem unteren Außenformteil 22, 23 und eine Innenformanordnung 24, die zwei unterschiedlich ausgebildete und bei der Herstellung des Schuhs 11 nacheinander zum Einsatz kommende Leisten 26 und 27 besitzt.

Die beiden jeweils ein Schuhsohlenformteil 28, 29 aufweisenden Außenformteile 22 und 23 der Werkzeug-Außenform 21 sind am einen Ende eines Armes 31 bzw. 32 angeordnet, dessen andere Enden über eine Klappachse 33 gelenkig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist die Werkzeug-Außenform 21 öffnenbar, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel das untere Formteil 23 mit dem Schuhsohlenformteil 29 am unteren Arm 32 ortsfest bleibt, während der obere Arm 31 mit dem oberen Formteil 22 und dem Schuhsohlenformteil 28 zur Öffnungs- und Schließbewegung verschwenkt wird. Die Schuhsohlenformteile 28, 29 können mit den Außenformteilen fest oder nicht fest verbunden sein. Üblicherweise sind die Schuhsohlenformteile 28, 29 in nicht dargestellter Weise an einer separaten Sohlenplatte, die sich horizontal verfahren läßt, gehalten.

Die Innenformanordnung 24 besitzt einen Dreharm 36, an dem in diametral gegenüberliegender Lage die Leisten 26 und 27 derart gehalten sind, daß sie in Drehrichtung A des Dreharmes 36 hintereinander, also gleichgerichtet liegen. Der Dreharm 36 ist um eine Mittelachse 37 drehbar. Dazu greift in eine zentrisch zur Mittelachse 37 angeordnete Ausnehmung 38 eine zylindrische Achse 39 ein, die am einen Ende eines Schwenkarmes 41 senkrecht abstehend befestigt ist. Der Schwenkarm 41 ist an seinem dem Dreharm 36 abgewandten Ende L-för­ mig ausgebildet und in einer Schwenkachse 42 schwenkbar gehalten, welche am unteren Arm 32 der Werkzeug-Außenform 21 ortsfest ist. Der Abstand der Schwenkachse 42 vom unteren Formteil 23 ist derart, daß die Leiste 26 bzw. 27 in das bzw. aus dem unteren Formteil 23 schwenkbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Bewegungsverbindung 43 zwischen dem mit dem oberen Formteil 22 versehenen Arm 31 und dem Schwenkarm 41 der Innenformanordnung 24 angedeutet. Dadurch ist es möglich, die beiden Schwenkbewegungen der Arme 31 und 41 miteinander zu koppeln und von einem einzigen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb abzuleiten.

Das Spritzgußverfahren mit dem dargestellten Spritzgußwerkzeug 10 zum Herstellen des Schuhs 11 mit Segmenten unterschiedlicher Materialeigenschaften läuft folgendermaßen ab:
In einem ersten Verfahrensschritt ist gemäß Fig. 1 die Leiste 26 der Innenformanordnung 24 in der geschlossenen Werkzeug- Außenform 21 angeordnet. Über zwei in der Zeichnung nicht dargestellte Einspritzöffnungen am Spritzgußwerkzeug 10 werden zwischen der Außenform 21 und der Innenform 26 sowohl die Sohle 14 als auch die Segmente 12 und 13 gespritzt bzw. hergestellt. Fig. 1 zeigt schematisch die entsprechend ausgebildete Leiste 26. Ist dies erfolgt, wird die Außenform 21 durch Verschwenken des mit dem oberen Außenformteil 22 versehenen Armes 31 geöffnet, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Zusammen mit dieser Öffnungsbewegung erfolgt ein Verschwenken der Innenformanordnung 24 durch Bewegen des Schwenkarmes 41 in derselben Richtung wie der Außenformarm 31. Dabei gelangt die Leiste 26 aus dem unteren Formteil 23. Die spritzgegossenen Segmente 12 und 13 verbleiben durch hier nicht dargestellte geeignete Mittel im betreffenden Außenformteil 22, 23. Gleiches gilt für die spritzgegossene Sohle 14, die bspw. in den Schuhsohlenformteilen 28, 29 verbleibt. Ebenso ist es möglich, daß die Schuhsohlenteile 28, 29 an einem nicht dargestellten Sohlenträger befestigt sind und horizontal zu dem Arm 32 aus der Form in Gegenrichtung zum Leisten ausfahren.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird durch Verschwenken des Dreharmes 36 bspw. in Richtung des Pfeiles A die Leiste 26 aus dem Bereich der Außenformteile 22, 23 ausgeschwenkt und die andere Leiste 27 eingeschwenkt. Danach wird die Werkzeugaußenform 21 durch Abschwenken des oberen Außenformteils 22 wieder geschlossen, wobei gleichzeitig die andere Leiste 27 zwischen die beiden Außenformteile 22 und 23 gelangt. Die andere Leiste 27 ist derart geformt, daß nunmehr zwischen ihr und der Werkzeugaußenform 21 über eine dritte ebenfalls nicht dargestellte Einspritzöffnung das Grundteil bzw. restliche Oberteil 16 des Schuhoberteils 15 aus einem anderen Material und/oder Farbe gespritzt bzw. hergestellt wird. Beim Spritzgießen des Grundteils 16 verbindet sich dieses sowohl mit der Sohle 14 als auch mit den Segmenten 12 und 13, so daß der einstückige und einheitliche Kunststoffschuh 11 entsteht. Nach dem Öffnen des Spritzgußwerkzeuges 10 kann der fertige Schuh 11 entnommen werden. Nach einem erneuten Verschwenken der Innenformanordnung 24 kann mit dem Spritzgießen eines weiteren Schuhs 11 begonnen werden.

Es versteht sich, daß die Schuhsohle 14 statt im ersten Verfahrensschritt auch erst im zweiten Verfahrensschritt mit dem Grundteil 16 hergestellt werden kann. Es ist ferner möglich, die Innenformanordnung 24 statt in gekoppelter Weise mit der Werkzeugaußenform 21 durch Anheben und Drehen über ein roboterartiges Bauteil umzusetzen. Desweiteren kann es sinnvoll sein, das Öffnen der Außenform 21 statt durch Verschwenken durch ein vertikales Anheben des oberen Außenformteils 31 zu bewirken.

Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung wird für die beiden Verfahrensschritte eine einheitliche Leiste verwendet, während als Werkzeugaußenform zwei unterschiedliche Formteilpaare Verwendung finden. Dabei ist es möglich, die Formteilpaare entweder durch Verschwenken mit der einen Leiste jeweils in Verbindung zu bringen oder in festem örtlichem Abstand zueinander anzuordnen und die einheitliche Leiste von einem Formteilpaar zum anderen zu bewegen.

Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden zur Erhöhung der Reißfestigkeit textile Materialien ganz flächig oder in Teilflächen in das Außenformteil 22 und/oder 23 oder über die Leiste 27 gelegt. Das textile Material geht dann beim Überspritzen eine feste Verbindung mit dem Obermaterial ein. In entsprechender Weise kann zur Vermeidung von Schweißbildung in Teilflächen, z. B. in Form von Bullaugen oder Querstreifen, ein Netzmaterial eingelegt werden, um damit eine Luftzirkulation zu erzielen.

Wenn im Vorstehenden von Schuhen die Rede ist, versteht es sich, daß darunter auch Sandalen, Slipper u. dgl. verstanden werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schuhs aus Kunststoff, bspw. Badeschuhs, Sandale, Slipper, in einem Spritzgußwerkzeug, wobei das Schuhoberteil ein oder mehrere Segmente unterschiedlicher Materialeigenschaften, wie Farbe, Elastizität, Härte u. dgl. besitzt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Spritzgießen des oder der Segmente zwischen einer Außenform und einer Leiste des geschlossenen Spritzgußwerkzeuges, Öffnen der Form des Spritzgußwerkzeuges, wobei das oder die Segmente in den Formteilen oder an der Leiste gehalten werden, Austauschen der Leisten oder der Außenform des Spritzgußwerkzeuges gegen einen anderen bzw. eine andere, Schließen der Form und Spritzgießen des Restoberteils des Schuhs unter Verbindung mit dem oder den Segmenten und der Schuhsohle.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhsohle während des ersten Schrittes des Spritzgießens des oder der Segmente im selben Spritzgußwerkzeug hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Öffnen der Form des Spritzgußwerkzeuges ein die beiden unterschiedlichen Leisten haltender Dreharm angehoben, gedreht und wieder abgesenkt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die beim ersten Schritt des Spritzgießens hergestellten und in der Form verbleibenden Segmente die Außenseite des Schuhoberteils zumindest teilweise bilden.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spritzgießen des Restoberteils des Schuhs in bzw. auf das Spritzgußwerkzeug ein die Reißfestigkeit erhöhendes Material gelegt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spritzgießen des Restoberteils des Schuhs in bzw. auf das Spritzgußwerkzeug ein eine Luftzirkulation ermöglichendes Netzmaterial gelegt wird.

7. Spritzgußwerkzeug (10) mit einer öffnenbaren Außenformvorrichtung (21) und einer Innenformanordnung (24), wie einer Leistenvorrichtung, zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenformvorrichtung (21) durch zwei Formteilpaare oder die Leistenvorrichtung (24) durch zwei wechselbare Leisten (26, 27) gebildet ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistenvorrichtung (24) zwei an einem Dreharm (36) angeordnete Leisten (26, 27) aufweist und daß der Dreharm (36) bei geöffneter Außenform (21) anhebbar und um eine Drehachse (37) rotierbar ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (36) an diametral gegenüberliegenden Enden je eine der Leisten (26, 27) trägt.

10. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (36) am einen Ende eines Hebels (41) rotierbar gehalten ist, der um sein anderes Ende in Öffnungsrichtung der Außenform (21) schwenkbar ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Dreharmes (36) parallel zur Öffnungs- und Schließbewegung der beiden Formteile (22, 23) der Außenform erfolgt.

12. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (37) des Dreharms (36) senkrecht zu dessen Schwenkachse (42) verläuft und in Öffnungsrichtung der Außenform (21) zeigt.