DE3212644A1 - Foot support and method for production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Fussstütze und Verfahren zu deren HerstellungFootrest and process for their manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fussstütze mit steifem Stützkern, der wenigstens auf seiner fussseitigen Oberfläche mit mindestns einer verformungsweichen Beschichtung versehen ist. Sie bezieht sich weiterhin auf eine Fussstütze dieser Art, bei der die zehenseitige Vorderkante des Stützkerns unter Bildung eines biegeweichen Randabschnitts der Fussstütze mit Abstand von der Fusstützen-Vorderkante verläuft. Die Erfindung bezieht sich sodann auch auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Fussstützen.The invention relates to a footrest with a rigid support core, which at least on its foot-side surface with at least one deformation-soft Coating is provided. It also relates to a footrest of this one Kind in which the toe-side leading edge of the support core forms a pliable Edge section of the footrest runs at a distance from the footrest front edge. The invention then also relates to a method for producing such Footrests.
Fussstützen der eingangs erwähnten Art sind allgemein bekannt.Footrests of the type mentioned are generally known.
Der steife Stützkern, dessen reliefartige Raumform an der Oberseite - gegebenenfalls unter Einschluss von besonderen Stütz-und Korrektur-Formelementen - der Fusssohle und an der Unterseite der Aufstandsfläche innerhalb des Schuhes angepasst ist, besteht bei diesen bekannten Ausführungen aus übereinanderliegenden, durch Klebstoff- oder Verbindungsmaterialschichten voneinander abgesetzten, jedoch schubfest und formsteif miteinander verbundenen Schichtelementen. Infolge dieses Aufbaues treten an den vielfach gewölbt und geneigt verlaufenden OberflS-chenabschnitten des Stützkerns unterschiedliche Biegesteifheiten und Verformungsverhältnisse im Verlaufe des Abrollvorganges beim Gehen in Erscheinung. Eine Zone mit besonders stark inhomogenen Verformungsverhältnissen ergibt sich bei den bekannten Fussstützen im Bereich der Stützkern-Vorderkante, wo der steife Stützkern unvermittelt in die unelastisch biegeweiche , im allgemeinen aus Gewebe oder Wirrfaservlies bestehende, durch die obere und gegebenenfalls untere Beschichtung des Stützkerns gebildete Randzone der Fussstütze übergeht. Im Gebrauch beim Abrollvorgang bildet sich hier rasch eine Knickstelle mit äusserst geringem Biegeradius aus, die vom Benutzer als unangenehm empfunden wird und weiterhin zu einer Faltenbildung in der vorderen Randzone mit möglicher Verletzung der Fusssohle durch Scheuern und Blasenbildung führen kann.The stiff support core, its relief-like spatial shape on the top - possibly including special support and correction form elements - the sole of the foot and on the underside of the contact area inside the shoe is adapted, consists in these known designs of superimposed, separated from one another by adhesive or bonding material layers, however Shear-proof and dimensionally stable interconnected layer elements. As a result of this Build-ups occur on the surface sections, which are often curved and inclined of Support core different bending stiffnesses and deformation ratios in the course the rolling process when walking becomes apparent. A zone with particularly highly inhomogeneous Deformation conditions result in the known footrests in the area of Support core leading edge, where the stiff support core suddenly plunges into the inelastic, pliable one , generally made of woven or random fiber fleece, through the upper and edge zone of the footrest formed if necessary lower coating of the support core transforms. In use during the unwinding process, a kink quickly forms here with an extremely small bending radius, which the user found uncomfortable will and will continue to cause wrinkling in the front edge zone with possible Injury to the sole of the foot through chafing and blistering.
Aufgabe der Erfindung ist daher zunächst die Schaffung einer Fussstütze, die sich durch gleichmässigere Verformungsverhältnisse im Uebergangsbereich zwischen der vorderen Randzone und dem anschliessenden Vorderkantenbereich des Stützkerns auszeichnet.The object of the invention is therefore initially to create a footrest, which is characterized by more uniform deformation conditions in the transition area between the front edge zone and the adjoining front edge area of the support core excels.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich dadurch, dass auf mindestens einer Oberflächenseite des Stützkerns wenigstens eine sich über dessen Vorderkante hinaus bis weniostens annähernd zur Fussstützen-Vorderkante erstreckende, im Vergleich zur mittleren Dicke des Stützkerns dünnere und biegeweichere, elastisch verformbare Stützschicht angeordnet ist. Diese Stützschicht bzw. mehrere derselben, die an der Unter- und Oberseite des Stützkerns nach vorn vorstehend angeordnet sein können, wirken nach Art einer sehr biegeweichen Blattfeder, welche die durch den Abrollvorgang gegebene Gesamtverformung des vorderen Fussstützen-Randabschnitts nicht beeinträchtigt, andererseits aber im genannten Uebergangsbereich für einen vergrösserten Krümmungsradius bei maximaler Abrollbiegung im Uebergangsbereich sorgt. Infolge der geringen Dicke einer solchen Stützschicht ergeben sich trotz des elastischen, also formbeständigen Biegeverhaltens nur sehr geringe Biegespannungen innerhalb der Stützschicht, sfdass vorzeitige Wechselverformungsbrüche im Uebergangsbereich vermieden werden.The inventive solution to this problem is characterized by that on at least one surface side of the support core at least one extends over the front edge of which extends at least approximately to the front edge of the footrest, Compared to the average thickness of the support core, it is thinner and more flexible, elastic deformable support layer is arranged. This support layer or several of the same, those at the bottom and top of the support core protruding forward can be arranged, act like a very flexible leaf spring, which the total deformation of the front footrest edge section given by the rolling process not impaired, but on the other hand in the transition area mentioned for one increased radius of curvature with maximum roll bending in the transition area. Due to the small thickness of such a support layer, despite the elastic, so dimensionally stable bending behavior only very low bending stresses within the supporting layer, so that premature alternating deformation fractures in the transition area be avoided.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Stützschicht an der unteren Oberflächenseite des Stützkerns angeordnet und mit diesem wenigstens teilweise schubfest verbunden. Dadurch wird die Uebergangssteifheit im Bereich der Stützkern-Vorderkante weiter verbessert. Insbesondere empfiehlt es sich auch, die Stützschicht im Bereich des biegeweichen vorderen Randabschnitts der Fussstütze mit einer sich über die obere Oberflächenseite des Stützkerns erstreckenden, beispielsweise unelastisch biegeweichen Beschichtung flächig zu verbinden. Dadurch wird eine Verschiebung zwischen den verschiedenen Schichtelementen im vorderen Fussstützen-Randbereich verhindert und damit die Formbeständigkeit dieses für den Abrollvorgang wichtigen Bereiches verbessert. In weitergehender Ausgestaltung der Erfindung kann dazu mit Vorteil eine Anordnung der Stützschicht im Bereich des vorderen Randabschnitts zwischen einer oberen und unteren, über die Stützkern-Vorderkante vorstehenden Beschichtung vorgesehen werden, wobei die Stützschicht mit diesen Oberflächenschichten flächig und schubfest verbunden wird. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale Formbeständigkeit des weichverformbaren Randabschnitts, dessen Biege-Verformungswiderstand, insbesondere im Uebergangsbereich, damit ebenfalls einstellbar und optimierbar ist.In an advantageous development of the invention, the support layer arranged on the lower surface side of the support core and with this at least partially shear-proof connected. This increases the transition stiffness in the area of Support core leading edge further improved. In particular, it is also recommended that the Support layer in the area of the flexible front edge section of the footrest with one extending over the upper surface side of the support core, for example inelastic pliable coating to connect flat. This creates a shift between the various layer elements in the front edge of the footrest prevents and thus the dimensional stability of this important for the unwinding process Area improved. In a further embodiment of the invention, this can be done with Advantage of an arrangement of the support layer in the area of the front edge section between an upper and lower, over the Support core leading edge protruding Coating can be provided, the support layer with these surface layers is connected flat and shear-proof. This results in an optimal one Dimensional stability of the softly deformable edge section, its flexural deformation resistance, especially in the transition area, so that it can also be adjusted and optimized.
Im Hinblick auf die eingangs erwähnten Nachteile eines geschichteten Stützkerns erstreckt sich die Erfindungsaufgabe weiterhin auf die Schaffung einer Fussstütze mit verformungsweicher Beschichtung, die sich durch sanfte und gleichmässige Uebergänge zwischen den Biegesteifheiten in den unterschiedlich dicken Bereichen des Stützkerns auszeichnet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser weiterführenden Erfindungsaufgabe kennzeichnet sich dadurch, dass der Stützkern wenigstens teilweise als über seine Querschnittshöhe homogener Körper aus elastisch verformbaren Kunststoff ausgebildet ist. Die Raumform des Stützkerns kann auf diese Weise ohne Rücksicht auf Schichtgrenzen zwischen über einanderliegenden Stützkernbestandteilen den orthopädischen Erfordernissen entsprechend ausgebildet werden, wobei insbesondere in den dünn auslaufenden Randbereichen sanfte Verformungsübergänge erreicht werden.With regard to the disadvantages of a layered one mentioned at the beginning The task of the invention extends to the creation of a support core Footrest with deformable coating, which is characterized by gentle and uniform Transitions between the bending stiffnesses in the areas of different thicknesses of the support core. The inventive solution to this further The object of the invention is characterized in that the support core is at least partially as a body made of elastically deformable plastic that is homogeneous over its cross-sectional height is trained. The three-dimensional shape of the support core can in this way without consideration on layer boundaries between superimposed support core components the orthopedic Requirements are designed accordingly, in particular in the thinly tapering Soft deformation transitions can be achieved at the edge areas.
Die verfahrensbezogene Erfindungsaufgabe besteht darin, eine kostengünstige und insbesondere ohne aufwendige Schmelz- und Spritz-oder Gusseinrichtungen ausführbare Herstellung einer Fussstütze mit homogenem Stützkern zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 9.The process-related object of the invention is to find a cost-effective and in particular without expensive melting and spraying or Casting facilities to enable feasible production of a footrest with a homogeneous support core. The solution to this problem is characterized by the features of claim 9.
Die danach vorgesehene Warmverpressung von übereinanderliegenden Schichtelementen aus thermoplastischem Kunststoff ermöglicht eine stufenförmige Voranpassung des durch die Schichtelemente gebildeten Pressrohlings an die endgültige Raumform des Stützkerns und damit eine vollständige und homogene Ausfüllung des Stützkern-Formraumes. Dabei können einfache Warmpressen, beispielsweise mit Hochfrequenzheizung, anstelle von aufwendigen Spritzgusseinrichtungen und dergleichen eingesetzt werden. Der Herstellungsvorgang wird insbesondere dadurch erleichtert, dass der Fliessverformungsgrad des thermoplastischen Materials vergleichsweise gering ist. Die Plastifizierung und Erwärmung braucht daher im Vergleich zu einem Spritzgussverfahren weniger hoch getrieben zu werden, weil vergleichsweise hohe Viskositäten des plastifizierten Materials zulässig sind. Die erstrebte Homogenisierung der Schichtelemente ist in einem solchen Fliesszustand erfahrungsgemäss leicht und zuverlässig zu erreichen.The then planned hot pressing of layer elements lying on top of one another made of thermoplastic enables a step-shaped pre-adjustment of the Pressed blank formed by the layer elements to the final three-dimensional shape of the Support core and thus a complete and homogeneous filling of the support core mold space. Simple hot pressing, for example with high-frequency heating, can be used instead can be used by complex injection molding equipment and the like. The manufacturing process is particularly facilitated by the fact that the degree of flow deformation of the thermoplastic Material is comparatively low. The plasticizing and heating needs therefore to be driven less high compared to an injection molding process, because comparatively high viscosities of the plasticized material are permissible. The desired homogenization of the layer elements is in such a flow state Experience has shown that it can be reached easily and reliably.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahn auf die in den Zeichnungen schematisch angedeuteten Ausführungsbei spiele erläutert. Hierin zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer Fussstütze mit homogenem Stützkern und beiderseitiger, weicher Oberflächenbeschichtung sowie an der Unterseite des Stützkerns eingefügter Stützschicht, Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt einer abgewandelten Ausführung einer Fussstütze, Fig. 3 eine Draufsicht eines aus übereinanderliegenden Schichtelementen gebildeten Stützkern-Pressrohlings und Fig. 4 einen Längsschnitt einer Pressform im Zustand vor Beginn des Pressvorganges mit eingelegten Schichtbestandteilen der Fussstütze.Further features and advantages of the invention are referenced explained on the Ausführungsbei games indicated schematically in the drawings. 1 shows a longitudinal section of a footrest with a homogeneous support core and double-sided, soft surface coating as well as on the underside of the support core inserted support layer, FIG. 2 shows a partial longitudinal section of a modified embodiment a footrest; formed support core press blank and FIG. 4 shows a longitudinal section of a press mold in the state before the start of the pressing process with inserted layer components of the Footrest.
Die in Fig. 1 dargestellte Fussstütze ist als aus verschiedenen, flächenhaften und miteinander stoffschlüssig verbundenen Bestandteilen bestehender, geschlossener Formkörper ausgebildet.The footrest shown in Fig. 1 is made of different, planar and cohesively connected components of existing, closed Shaped body formed.
Ein homogener Kunststoff-Stützkern SK ist an seiner unteren Oberflächenseite OF1 unter Einfügung einer Uebergangs schicht US mit einer über die Stützkern-Vorderkante VKK bis zur Fussstützen-Vorderkante VKS vorstehenden Stützschicht SS flächig verbunden. Darunter befindet sich, ebenfalls flächig und stoffschlüssig angeformt, eine im wesentlichen unelastisch biegeweiche, aus Gewebe oder Wirrfaservlies bestehende Unterbeschichtung BU. An der oberen Oberflächenseite OF2 des Stützkern ist eine unelastisch druck- und biegeweiche Beschichtung BO flächenhaft und stoffschlüssig angeformt, die ebenfalls aus Gewebe oder Wirrfaservlies besteht und sich bis zur Fussstützen-Vorderkante VKS erstreckt. Im Bereich zwischen den Kanten VKK und VKS ist somit ein infolge der Stützschicht SS elastisch biegeweicher Randabschnitt VR gebildet, der sich beim Abrollvorgang der Fusssohle anpasst und mit sanftem Uebergang in den Vorderkantenabschnitt des Stützkern SK übergeht. Die Uebergangsschicht US zwischen der Stützschicht SS und der unteren Oberflächenseite OF1 des Stützkerns von poröser oder durchbrochener Beschaffenheit hat vorwiegend technologische Zwecke, nämlich hinsichtlich Entlüftung und Vergleichmässigung der Druckverteilung bei der Herstellung der stoffschlüssigen Schichtverbindung durch Warmpressen.A homogeneous plastic support core SK is on its lower surface side OF1 with the insertion of a transition layer US with one over the support core front edge VKK up to the footrest front edge VKS projecting support layer SS connected over a large area. Underneath there is an im essentially inelastic bendable, made of woven or tangled fiber fleece Undercoating BU. On the upper surface side OF2 of the support core is a Inelastic, pressure and flexurally soft coating BO flat and cohesive molded, which also consists of fabric or random fiber fleece and extends up to Footrest front edge VKS extends. In the area between the edges VKK and VKS is thus an elastically flexible edge section VR due to the support layer SS formed, which adapts to the sole of the foot during the rolling process and with a gentle transition merges into the leading edge portion of the support core SK. The transition layer US between the support layer SS and the lower surface side OF1 of the support core porous or openwork has mainly technological purposes, namely with regard to venting and equalization of the pressure distribution in the Production of the cohesive layer connection by hot pressing.
Bei der Abwandlung nach Fig. 2 ist an der Unter- und Oberseite des Stützkerns SK je eine dünne, elastisch verformungsweiche Stützschicht SS mit zugehöriger Uebergangsschicht US vorgesehen. Der Vorderkanten-Randabschnitt VR gewinnt dadurch eine höhere, jedoch im Vergleich zum Vorderkantenabschnitt des Stützkerns noch wesentlich geringere Biegesteifheit, was für manche Anwendungsfälle erwünscht ist. Durch die beidseitige Stützbeschichtung im Bereich der Stützkern-Vorderkante VKK gestaltet sich der Uebergangsbereich UB noch stetiger als bei der Ausführung nach Fig. 1, was der gleichmässigen Verformung beim Abrollvorgang und einer erhöhten Biegewechselfestigkeit zugute kommt.In the modification of Fig. 2 is on the bottom and top of the Support core SK each has a thin, elastically deformable support layer SS with an associated Transition layer US provided. The leading edge edge portion VR thereby wins a higher one, but still substantially compared to the leading edge section of the support core lower bending stiffness, which is desirable for some applications. Through the Support coating on both sides in the area of the VKK support core front edge the transition area UB is even more steady than in the embodiment according to FIG. 1, what the uniform deformation during the unwinding process and an increased flexural fatigue strength benefits.
Für die Stützschicht SS kommt insbesondere ein biegesteifer Kunststoff in Betracht, erfahrungsgemäss vorzugsweise Hart-PVC. Die Schichtdicke ist wesentlich geringer als die mittlere Qurschnittshöhe h des Stützkerns, so dass sich der blattfederartige Charakter des Vorderkanten-Randabschnittes VR ergibt. Für die Stützschicht kommen Materialdicken zwischen o,l und o,5 mm, vorzugsweise von etwa 0,2 mm, in Betracht.In particular, a rigid plastic is used for the support layer SS into consideration, experience has shown that rigid PVC is preferred. The layer thickness is essential less than the mean cross-section height h of the support core, so that the leaf spring-like Character of the leading edge edge section VR results. Come for the support layer Material thicknesses between 0.1 and 0.5 mm, preferably about 0.2 mm, are considered.
Der in Fig. 3 dargestellte Pressrohling für die Herstellung des Stützkerns ist reliefartig und stufenförmig aus übereinanderliegenden Schichtelementen SE1 bis SE4 zusammengesetzt, wobei als unterstes Schichtelement eine Stützschicht SS mit darüberliegender Uebergangsschicht US vorgesehen ist. Innerhalb des Formhohlraumes der in Fig. 4 angedeuteten Pressform PF ist dieser Rohlings-Schichtaufbau, einschliesslich einer Unter- und Oberbeschichtung BU bzw. BO in Seitenansicht -der Deutlichkeit halber mit Schichtabständen - ersichtlich.The press blank shown in Fig. 3 for the production of the support core is relief-like and stepped from superimposed layer elements SE1 to SE4, the bottom layer element being a support layer SS is provided with overlying transition layer US. Inside the mold cavity the press mold PF indicated in FIG. 4 is this blank layer structure, including one Bottom and top coating BU or BO in side view - the For the sake of clarity, with layer spacing - visible.
Die Umrissformen der Stützkern-Schichtelemente SE1 bis SE4 haben in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise stufenförmig nach oben abnehmende Grösse' woraus sich insgesamt eine Volumenanpassung an die endgültige Raum form des Stützkernes ergibt.The outline shapes of the support core layer elements SE1 to SE4 have in FIG the manner shown in Fig. 3 stepwise upward decreasing size 'from which Overall, a volume adjustment to the final spatial shape of the support core results.
Das Herstellungsverfahren läuft mit Hilfe der Pressform PF und zugehörigem Ober-bzw. Untergesenk GO bzw. GU wie folgt ab: Zunächst werden die Schichtelemente SE1 bis'SE4 aus thermoplastischer Kunststofffolie oder entsprechenden Platten durch Stanzschnitte hergestellt. Diese Stanzarbeiten gestalten sich vergleichsweise wenig aufwendig, weil mit einfachem Kerb-Schneidwerkzeugen anstelle von vollständigen Scher-Stanzschnitten durchführbar. Auch die Bereitstellung eines entsprechenden Vorrats an gestuft unterschiedlichen Stanzwerkzeugen für die verschiedenen Fussgrössen gestaltet sich dadurch mit erträglichem Aufwand.The manufacturing process runs with the help of the press mold PF and associated Upper or Lower die GO or GU as follows: First, the layer elements SE1 to SE4 made of thermoplastic plastic film or corresponding plates Die cuts made. This punching work is comparatively little designed laborious because with simple notch cutting tools instead of full ones Shear punch cuts can be carried out. Also the provision of a corresponding Stock of different punching tools for different foot sizes is designed with a bearable effort.
Sodann werden die Schichtelemente SE1 bis SE4 sowie die Uebergangsschicht US und die Stützschicht SS zusammen mit den Aussenschichten BU und BO in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise in den Formhohlraum zwischen Unter- und Obergesenk eingelegt.Then the layer elements SE1 to SE4 and the transition layer US and the support layer SS together with the outer layers BU and BO in the from Fig. 4 inserted into the mold cavity between the lower and upper die, as can be seen.
Anschliessend erfolgt durch Absenken des Obergesenks GO geräss Pfeilrichtung P unter Wärmeeinwirkung das Verpressen der Schichtelemente zur fertigen Fussstütze in einem Arbeitsgang.This is followed by lowering the upper die GO in the direction of the arrow P under the action of heat, the pressing of the layer elements to form the finished footrest in one operation.
Dabei vereinigen sich die plastifizierten Schichtelemente SE1 bis SE4 unter Einfliessen in die vorgesehene Raumform zu einem homogenen Stützkern. Zwischen den übrigen Berührungsflächen bilden sich stoffschlüssige oder infolge Verzahnungswirkung zwischen den porösen Oberflächen formschlüssige Verbindungen. Durch Wahl entsprechend thermisch verschweissbaren Materials oder auch durch Einfügen von Klebstoffschichten kann die erforderliche Schubfestigkeit ohne weiteres hergestellt werden.The plasticized layer elements SE1 to unite SE4 flowing into the intended spatial shape to form a homogeneous support core. Cohesive or cohesive bonds are formed between the other contact surfaces Interlocking effect between the porous surfaces, form-fitting connections. By choosing the appropriate thermally weldable material or by inserting it Adhesive layers can easily produce the required shear strength will.
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