Sportschuh und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Sportschuh, insbesondere Fußballschuh oder Sprintschuh, mit einem Schaft und einer Sohle, die bodenseitig mit einem Muster von Traktionshilfen zum Eingriff in die Oberfläche eines Rasen- oder Hartplatzes versehen ist.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen

Sportschuhs, bei dem aus mindestens einem Schaftmaterial-Zuschnitt ein Schaft gebildet und mit einer Sohle verbunden wird, die auf ihrer Unterseite aus der Sohlenebene herausragende, in einem Muster angeordnete Traktionshilfen aufweist.

Bei Fußballschuhen versteht man unter „Traktionshilfen" in erster Linie Stollen und Spikes sowie komplex geformte Traktionselemente, wie sie beispielsweise in der DE-A-101 26 557 beschrieben sind. Als Traktionshilfen für Sprintschuhe werden üblicherweise Spikes verwendet. Alle diese Traktionshilfen können entweder einstückig mit der Sohle des Sportschuhs aus Kunststoff, beispielsweise durch Spritzgießen, hergestellt sein oder sie können als separate Teile aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein und lösbar oder unlösbar mit der Sohle verbunden sein. Die gängigste Art von lösbar mit der Sohle verbindbaren Traktionshilfen sind Schraubstollen, die einen Gewindebolzen tragen, der in Gewindebuchsen einschraubbar ist, die integraler Bestandteil der Sohle sind.

Bei traditionellen Sportschuhen ist der Schaft des Schuhs auf die Laufsohle (die nachfolgend im Gegensatz zu der im Inneren des Schafts befindlichen Brandsohle nur als „Sohle" bezeichnet wird) aufgesetzt und durch Nähen oder Kleben, Anspritzen oder Anvulkanisieren fest mit der Oberseite der Sohle verbunden. Da die Sohle eine geschlossene Fläche darstellt, braucht bei der herkömmlichen Schuhherstellung das Schaftmaterial sohlenseitig weder geschlossen zu sein noch die Oberseite der Sohle vollständig zu bedecken. Vielmehr genügt es, wenn das Schaftmaterial auf der Oberseite der Sohle nur zu einem schmalen Streifen umgebogen und auf der Sohle befestigt wird.

Um der Schuhkonstruktion die nötige Festigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der für das Gehen oder Laufen erforderlichen Biegsamkeit und Flexibilität zu verleihen, müssen bei einem mit Traktionshüfen versehenen Sportschuh die überwiegend aus Kunststoff bestehenden Sohlen verhältnismäßig massiv und schwer ausgebildet werden, und auch die Verbindung zwischen Schaftmaterial und Sohle muß in der Regel aufwendig verstärkt werden, um den hohen mechanischen Beanspruchungen bei der Ausübung der in Rede stehenden Sportarten über einen möglichst langen Zeitraum hinweg standhalten zu können.

In der nachveröffentlichten, aber früher angemeldeten Internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 2006/014776 A1 ist ein

Sportschuh mit einem Schaft und einer mit Traktionshilfen versehenen Sohle beschrieben, bei dem die Sohle im Inneren des Schaftes so angeordnet ist, daß nur die Traktionshilfen, die mit der Sohle vorzugsweise einstückig ausgebildet sind, durch entsprechende Löcher im Schaftmaterial nach außen ragen, wobei das Schaftmaterial die Unterseite der Sohle, mit Ausnahme der Traktionshilfen, vollständig bedeckt. Das Schaftmaterial besteht dabei aus Leder, Kunstleder, insbesondere Polyurethan, textilen Materialien oder Kombinationen daraus. Der

Schaft ist aus mindestens zwei Teilen so zusammengenäht oder auf andere

Weise verbunden, daß eine Naht um die gesamte Außenkontur der Sohle herum gebildet wird. Diese Naht ist nachteilig, weil sie beim Tragen des Schuhs den höchsten mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und die zwangsläufige

Perforation der Materialien in Bereich der Naht zum Eindringen von Wasser bzw.

Feuchtigkeit in das Innere des Schuhs führen kann.

Bei der Herstellung dieses Schuhs wird gemäß WO 2006/014776 A1 von einer fertigen Sohle und einem fertigen, aus zwei Teilen zusammengenähten

Schaft ausgegangen, die auf einem Leisten vereint werden, wobei der zunächst von innen nach außen umgestülpte Schaft über die auf dem Leisten befestigte und mit einer Kleberschicht versehene Sohle zurückgestülpt wird. Dieses

Verfahren ist noch mit zu vielen einzelnen störungsanfälligen Arbeitsschritten verbunden und eignet sich nicht besonders zur Großserienproduktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sportschuh der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der im Vergleich zu den bisher bekannten Schuhkonstruktionen insgesamt flexibler und elastischer ist, sich dabei aber

einfacher und kostengünstiger herstellen läßt, ohne seine mechanische Stabilität, insbesondere in bezug auf eine möglichst wasserdichte Verbindung zwischen Schaft und Sohle, einzubüßen.

Aufgabe der Erfindung ist darüber hinaus, ein einfaches und kostengünstiges, im industriellen Maßstab durchführbares, automatisierbares Verfahren zur Herstellung eines solchen Sportschuhs bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sportschuh mit einem Schaft und einer Sohle, die bodenseitig mit einem Muster von Traktionshilfen zum Eingriff in die Oberfläche eines Rasen- oder Hartplatzes versehen ist, wobei die Sohle aus thermoplastischem und/oder elastomerem Kunststoff besteht und im Inneren des Schaftes angeordnet ist, welcher aus Leder, Kunstleder, Textilverbundstoff oder Composite-Material besteht und Durchbrechungen in Form eines Musters aufweist, das dem Muster von Traktionshilfen entspricht, und wobei nur die Traktionshilfen durch die Durchbrechungen des Schaftmaterials nach außen ragen und der Schaft die Unterseite der Sohle, mit Ausnahme der Traktionshilfen, vollständig bedeckt, und wobei die Sohle an den Schaft direkt angespritzt ist und der Schaft mit der Unterseite der Sohle vollflächig verbunden ist.

Von der Sohle des erfindungsgemäßen Schuhs ist von außen nichts zu sehen, mit Ausnahme der durch den Schaft hindurchragenden Traktionshilfen.

Ein Träger des erfindungsgemäßen Sportschuhs berührt also nur mit den Spitzen der Traktionshilfen den Boden, üblicherweise also den Rasen eines Sportplatzes oder die Laufbahn eines Leichtathletikplatzes. Nur bei sehr weichem oder nassem Untergrund sinkt der erfindungsgemäße Sportschuh unter dem Gewicht seines Trägers so weit ein, daß die Außenoberfläche des Schaftmaterials, welches die Unterseite der innenliegenden Sohle bedeckt, mit dem Boden des

Sportplatzes direkt in Berührung kommt.

Durch die Verlagerung der Sohle in das Innere des Schaftes ist es wesentlich leichter, eine feste, vollflächige Verbindung zwischen Schaft und Sohle herzu- stellen, so daß es möglich ist, die Sohle leichter, dünner, weicher und flexibler zu gestalten, ohne die mechanische Festigkeit der Gesamtkonstruktion zu beeinträchtigen. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich, verglichen mit einer herkömmlichen Schuhkonstruktion, dieselbe mechanische Festigkeit mit einer geringeren

Sohlenstärke, und damit einem geringeren Gesamtgewicht des Schuhs erreichen. Außerdem läßt sich eine wesentlich festere und weniger störanfällige vollflächige Verbindung zwischen dem Schaftmateria! und der Sohlencberfläche erreichen als bei einem herkömmlichen Sportschuh mit außen angebrachter Sohle.

Das Material, aus dem der Schaft besteht, weist Durchbrechungen in Form eines Musters auf, das dem gewünschten Muster von Traktionshilfen entspricht. Das Schaftmaterial kann aus Leder, Kunstleder, Textilverbundstoff oder einem Composite-Material, auch mit mindestens teilweise geschäumten Schichten, bestehen; besonders bevorzugte Materialien sind thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyethylen (PE) und Ethylen-Vinylacetat-Polymere (EVA), an die sich Sohlen aus gleichem oder chemisch und physikalisch affinem Material besonders gut im Spritzgießverfahren anspritzen lassen.

Die Traktionshilfen ragen durch die Durchbrechungen des Schaftmaterials nach außen und der Schaft bedeckt und umschließt die Unterseite der Sohle vollständig, mit Ausnahme der Traktionshilfen.

Als Traktionshilfen kommen erfindungsgemäß alle Sorten von Spikes, Stollen, Griffelementen, aber auch Befestigungsnocken für Spikes, Stollen oder Griffelemente in Frage. Die Befestigungsnocken können ein Gewinde zum Aufschrauben der genannten Traktionselemente aufweisen, sie können mit Rastelementen versehen sein, mit deren Hilfe die Elemente aufgeklipst werden können, aber es kann sich auch um gewindelose Formkörper handeln, beispielsweise zylindrische oder polygonale Nocken, die in komplementär ausgebildete Ausnehmungen der aufzusteckenden Elemente eingreifen und entweder mit den Elementen fest verklebt werden, durch Erhitzen verschweißt werden oder über Auflaufflächen oder konisch ausgebildete Flächen lösbar oder unlösbar verklemmt werden.

Die Sohle des erfindungsgemäßen Sportschuhs besteht aus thermoplastischem und/oder elastomerem Kunststoff. Besonders bevorzugt weist die Sohle Zonen unterschiedlicher Härte und/oder unterschiedlicher Elastizität auf. Bevorzugte Beispiele für die genannten Kunststoffe sind thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyolefine, vorzugsweise mit elastomeren Anteilen, Silikone und Gemische aus den genannten Kunststoffen.

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Die Sohle des erfindungsgemäßen Sportschuhs ist spritzgegossen, also durch Spritzgießen oder Montagespritzgießen aus einem der genannten thermoplastischen und/oder elastomeren Kunststoffe hergestellt, wobei die Sohle an das Schaftmaterial direkt angespritzt ist.

Zur Versteifung und/oder Erhöhung der Elastizität kann die Sohle mindestens ein Bewehrungselement enthalten, beispielsweise in Form eines Flächengebildes aus Fasern (Glas-, Kunststoff- oder Metallfasern), Metall (Band, Blech oder Draht) und/oder aus Kunststoff (Band, Platte oder Platine).

Besonders bevorzugt enthält die Sohle zusätzlich mindestens ein Dämpfungselement zur Stoßdämpfung und damit zur Schonung der Knochen,

Bänder und Gelenke des die Schuhe tragenden Sportlers. Solche

Dämpfungselemente bestehen vorzugsweise aus Elastomeren, z. B. auf Basis von Silikonen, die als Formkörper, z. B. in Stäbchenform, in dafür vorgesehene

Ausnehmungen der Sohle eingesetzt werden können oder aber bei der Herstellung der Sohle aus unterschiedlichen Materialien

(Mehrkomponentenspritzguß) integraler Bestandteil der Sohle werden.

Wie bei herkömmlichen Sportschuhen auch, kann die Oberseite der Sohle im

Inneren des Schaftes zusätzlich mit einer Brandsohle abgedeckt sein, was sowohl die ästhetik des Schuhs erhöht als auch den Tragekomfort verbessert. Die Brandsohle kann lose eingelegt sein, vorzugsweise wird sie auf die Oberseite der Sohle aufgeklebt oder auf andere Weise befestigt, z.B., aufgenäht.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sportschuhs, bei dem aus mindestens einem Zuschnitt eines Schaftmaterials aus Leder, Kunstleder, Textilverbundstoff oder Composite- Material ein Schaft gebildet und mit einer Sohle aus thermoplastischem und/oder elastomerem Kunststoff verbunden wird, die auf ihrer Unterseite aus der Sohlenebene herausragende, in einem Muster angeordnete Traktionshilfen aufweist, wobei der Schaft so gebildet wird, daß er sich über die gesamte Sohlenfläche erstreckt, und das Schaftmaterial im Bereich der Sohlenfläche mit Durchbrechungen in Form eines Musters versehen wird, das dem gewünschten Muster von Traktionshilfen entspricht, und bei dem die Sohle im Spritzgießverfahren direkt auf die spätere Innenseite des Schaftmaterials so angespritzt wird, daß die Traktionshilfen mitgeformt werden und durch die

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Durchbrechungen des Schaftmaterials hindurch nach außen ragen und das Schaftmaterial mit der Unterseite der Sohle vollflächig verbunden wird.

Da der Schaft einen menschlichen Fuß, einschließlich Sohle, Zehen, Ferse, Knöchel und Beinansatz, umhüllen muß, ist für den Fachmann klar, daß die äußeren Kanten des Schaftmaterial-Zuschnitts - nach dem Anspritzen der Sohle auf die Innenseite des Schaftmaterials - direkt miteinander verbunden werden, um einen in etwa strumpfförmigen Schaft zu bilden, der eine Einstiegsöffnung besitzt, aber im übrigen geschlossen ist und sich außen über die gesamte Sohlenfläche erstreckt - im Gegensatz zu herkömmlichen Schuhkonstruktionen, bei denen das Schaftmaterial nur im Bereich eines schmalen Streifens um die Außenkontur der Sohle herum mit der Sohle fest verbunden wird. Die Verbindung der Schnittkanten des Schaftmaterials kann je nach Materialwahl durch Nähen, Kleben oder Verschweißen erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist kostengünstig durchführbar und automatisierbar, insbesondere in industriellem Maßstab, und es gestattet im

Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, eine dünnere, flexiblere und leichtere

Sohle zu verwenden, ohne die Festigkeit der Gesamtkonstruktion zu beeinträchtigen. Infolge des direkten Anspritzens wird das Schaftmaterial mit der

Unterseite der Sohle vollflächig verbunden. Das Verfahren ermöglicht es, eine homogene, dauerhaft feste und wasserdichte, aber zugleich flexible und elastische Verbindung zwischen Schaft und Sohle zu erhalten.

Es wird eine Sohle aus thermoplastischem und/oder elastomerem Kunststoff verwendet, wobei unter „elastomerem Kunststoff' auch Synthesekautschuk und Elastomere auf Butadien- oder Isoprenbasis, Silikone, Polyurethan-Elastomere und thermoplastische Kunststoffe mit elastomeren Anteilen zu verstehen sind.

Als Schaftmaterial werden Leder, Kunstleder, Textilverbundstoffe oder Composite-Materialien, insbesondere auch mit mindestens teilweise geschäumten Schichten, verwendet, wobei Schaftmaterialien bevorzugt werden, die zumindest Anteile aus thermoplastischem und/oder elastomerem Kunststoff enthalten, weil dies das direkte Spritzgießen ohne Verwendung von Primern oder haftvermittelnden Zwischenschichten erleichtert.

Das Spritzgießverfahren wird vorzugsweise mit einer zweiteiligen Gießform durchgeführt, wobei entweder der Schaft auf einem Leisten in die Form gefahren wird oder ein einziger flächiger oder bahnförrniger Schaftmaterialzuschnitt in die Gießform eingelegt wird, auf welchen die Sohle direkt angespritzt wird. Diese zweite Variante des Verfahrens ist besonders wirtschaftlich und daher besonders bevorzugt.

Bevorzugt wird als einer der beiden Teile der zweiteiligen Gießform ein Formdeckel verwendet, der Kavitäten für die Ausformung der Traktionshilfen enthält, so daß beim Spritzgießen die Sohle mit den Traktionshilfen einstückig ausgeformt und gleichzeitig mit dem Schaft verbunden wird. Wenn dabei mehrere unterschiedliche Materialien verwendet werden

(Mehrkomponentenspritzguß), können diese auch unterschiedlich gefärbt sein oder unterschiedliche physikalische Eigenschaften (z. B. Dämpfung, Elastizität) aufweisen, wodurch die Traktionshilfen und die Sohle unterschiedlich gefärbt oder mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften - aber dennoch einstückig - hergestellt werden können. Für unterschiedliche Muster von Traktionshilfen werden dann nur verschiedene Formdeckel gebraucht, während der zweite Teil der Form immer derselbe sein kann.

Als Alternative kann das Montagespritzgießen angewandt werden, bei dem als einer der beiden Teile der Gießform ein Formdeckel verwendet wird, in den separat hergestellte Traktionshilfen eingelegt werden, so daß sie beim Spritzgießen der Sohle integrale Bestandteile derselben werden und die Sohle gleichzeitig mit dem Schaft verbunden wird. Auch hierbei kann eine einzige Basisform für unterschiedliche Muster von Traktionshilfen verwendet werden, wenn unterschiedliche Formdeckel eingesetzt werden, was die Formkosten verringert und eine wirtschaftliche industrielle Massenproduktion gestattet.

Vorzugsweise ist der Schaft mindestens im Bereich der Sohle einstückig ohne Naht und Stoß ausgebildet und umschließt die Sohle vollständig, auch an deren Rändern. Falls Nähte im Schaftmaterial vorhanden sind, werden diese im Inneren des Schafts vor dem Spritzgießen mit einem Dichtband abgedichtet, damit die Gießmasse, die üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 180 und 220 ⁰ C spritzgegossen wird, nicht durch die Nähte hindurchgedrückt werden kann.

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Zur Verstärkung der Sohle kann in die Gießform ein an die Konturen der

Sohle angepaßtes Gewebe oder Gewirke aus Glas-, Metall- oder Kunststoffasern oder ein anderes geeignetes Bewehrungselernent aus Metall oder Kunststoff eingelegt werden, das beim Spritzgießen integraler Bestandteil der Sohle wird und sowohl die mechanische Festigkeit als auch die Elastizität der Sohle erhöht.

Wie bereits erwähnt, kann die fertige Sohle im Inneren des Schafts mit einer Brandsohle abgedeckt werden, um die ästhetik und den Tragekomfort des erfindungsgemäßen Sportschuhs zu verbessern.

Schließlich kann zur Verstärkung des Zehen- und/oder Fersenbereichs des Schuhs von außen eine Schutzkappe auf die entsprechenden Schaftbereiche aufgeklebt oder ebenfalls aufgespritzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert:

Figur 1 ist ein Schnitt (schematisch) durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fußballschuhs mit einstückig gespritzter Sohle;

Figur 2 ist ein vergrößertes Detail aus Figur 1 und zeigt die Verbindung zwischen Schaft und Sohle mit einem einstückig mit der Sohle gespritzten Traktionselement;

Figur 3 zeigt in vergrößertem, schematischem Schnitt die Verbindung zwischen Schaft und Sohle in einer anderen Ausführungsform mit einem in die Sohle eingespritzten Befestigungsnocken für einen Stollen.

Bei der gezeichneten Ausführungsform (Figur 1) besteht der Sportschuh 1 aus einem Schaft 2 und einer im Inneren des Schaftes 2 angeordneten Sohle 3, die bodenseitig mit einem Muster von Traktionshilfen zum Eingriff in die Oberfläche eines Rasen- oder Hartplatzes versehen ist, wobei die Traktionshilfen als Stollen 4 ausgebildet sind und durch den Schaft 2 hindurch nach außen ragen. Das Schaftmaterial weist Duchbrechungen 5 in Form eines Musters auf, das dem Muster entspricht, in welchem die Stollen 4 angeordnet sind. Die Unterseite der Sohle 3 ist mit Ausnahme der Stollen 4 vollständig vom Schaft 2 bedeckt, der die Sohle 3 auch an den abgerundeten äußeren Kanten der Sohle 3 umschließt.

Die Sohle 3 und die Stollen 4 sind einstückig im Spritzgießverfahren aus thermoplastischem Polyurethan hergestellt und in ein und demselben Spritzgießvorgang direkt an das Sehaftrnateriai, einem ebenfalls mit thermoplastischem Polyurethan beschichteten Textilverbundstoff, angespritzt und dadurch fest und vollflächig miteinander verbunden.

Die Oberseite der Sohle 3 ist im Inneren des Schaftes 2 mit einer Brandsohle 6 abgedeckt und verklebt.

Wie aus dem vergrößerten Detail (Figur 2) ersichtlich, ist der einstückig mit der Sohle 3 gespritzte Stollen 4 im Querschnitt hutförmig ausgebildet, also mit einem Rücksprung versehen, wodurch die Durchbrechungen 8 im Schaftmaterial 2 vollständig überdeckt und abgedichtet werden, so daß keine Feuchtigkeit von der Unterseite des Schuhs durch die Durchbrechungen 8 zur innenliegenden Sohle 3 vordringen kann.

Wenn die Sohle 3 im Montagespritzgießverfahren in einer zweiteiligen Gießform hergestellt wird, bei der ein Formdeckel verwendet wird, in den separat hergestellte Befestigungsnocken 9 eingelegt werden, so daß sie beim Spritzgießen integrale Bestandteile der Sohle 3 werden, ragen nur die Befestigungsnocken 9 durch die Durchbrechungen 8 im Schaft 2 hindurch (Figur 3). Bei dieser Ausführungsform wird von außen ein Stollen 10 mit dem Befestigungsnocken 9 fest verbunden, wobei die Befestigung lösbar oder unlösbar sein kann, beispielsweise durch Verkleben oder Verrasten, Verklemmen oder Verschrauben. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Stollens 10 größer als der Durchmesser der Durchbrechung 8, um eine Flächenpressung zwischen einer Stirnseite des Stollens 10 und der Oberfläche des Schafts 2 und damit eine sichere Abdichtung der Durchbrechung 8 zu erreichen.