DE69632924T2

DE69632924T2 - Elastischer dämpfungsbelag mit komplexen konturen

Info

Publication number: DE69632924T2
Application number: DE69632924T
Authority: DE
Inventors: R. Daniel POTTER; L. Joel PASSKE; A. Michael AVENI
Original assignee: Nike International Ltd
Current assignee: Nike International Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: KR100427927B1; JP3432829B2; TW320553B; DE69632924D1; EP0963165A4; CA2222332A1; CN1192660A; US5755001A; CN1153530C; KR19990022459A; ATE270831T1; EP0963165A1; JPH11506625A; WO1996039884A1; US5802739A; EP0963165B1; CA2222332C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Polsterungselement und ein Verfahren zum Herstellen desselben und insbesondere eine mit Gas gefüllte Blase, die ein streckbares Element aufweist, das die Bildung komplex gekrümmter Umrisse und Formen erlaubt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist ein beträchtlicher Arbeitsaufwand getrieben worden, um den Aufbau von Polsterungselementen zu verbessern, die mit Gas gefüllte Blasen verwenden, wie sie beispielsweise in Schuhsohlen benutzt werden. Obwohl mit der jüngsten Weiterentwicklung der Materialien und der Herstellungsverfahren die Vielseitigkeit von mit Gas gefüllten Blasenelementen stark verbessert wurde, bleiben Probleme hinsichtlich ihrer optimalen Funktion und Dauerhaftigkeit. Mit Gas gefüllte Blasenelemente werden üblicherweise als „Gasblasen" bezeichnet und das Gas wird üblicherweise als „Luft" bezeichnet, ohne dass es beabsichtigt ist, die tatsächlich benutzte Gaszusammensetzung in irgendeiner Weise dadurch zu beschränken.
Fünf technische Hauptprobleme gibt es mit der Ausbildung von Gasblasen, die aus einer oberen und einer unteren Grenzschicht bestehen: (i) Erzielen von komplex gekrümmten konturierten Formen; (ii) Erzielen einer gewünschten komplex gekrümmten konturierten Form ohne die Bildung von großen Spitzen und Tiefen im Querschnitt, die das Einfüllen von Schaumstoffen oder Platten oder das Abschwächen damit erfordern; (iii) Sicherstellen, dass die Einrichtungen, die dazu benutzt werden, der Luftblase ihre komplex gekrümmte konturierte Form zu geben, den Polsterungsnutzen von Luft nicht beeinträchtigen; (iv) Vorsehen einer zuverlässigen Verbindung zwischen streck baren Elementen und den äußeren Grenzschichten der Luftblase und (v) Reduzieren der Ermüdungsdefekte der Blasen aufgrund zyklischer Faltung von Teilen der Blase.
Der Stand der Technik ist voll von Versuchen, mit diesen Schwierigkeiten umzugehen, hat jedoch nur ein, zwei oder drei der oben beschriebenen Probleme gelöst, wobei oft neue Schwierigkeiten im Prozess auftraten. Im Stand der Technik wird meistens eine gewisse Art eines dehnbaren Elementes beschrieben. Ein dehnbares Element ist ein Element, das zu einer Luftblase gehört und eine feste bleibende Beziehung zwischen der oberen und der unteren Grenzschicht sicherstellt, wenn die Luftblase vollständig aufgeblasen ist, und das oftmals als Halteeinrichtung wirkt, um die grundsätzliche Form der Luftblase beizubehalten.
Einige bekannte Konstruktionen sind zusammengesetzte Aufbauten von Luftblasen, die dehnbare Schaum- oder Textilelemente enthalten.
Eine Art eines derartigen zusammengesetzten bekannten Aufbaus betrifft Luftblasen, die einen offenzelligen Schaumkern verwenden, wie es in den US-PS 4874640 und 5235715 , Donzis beschrieben ist. Diese Polsterungselemente liefern einen Spielraum in ihrem Design insofern, als die offenzelligen Schaumkerne komplex gekrümmte und konturierte Formen der Blase ohne große Spitzen und Tiefen zulassen. Blasen mit Schaumstoffkerntextilelementen haben jedoch den Nachteil einer unzuverlässigen Verbindung zwischen dem Kern und den Grenzschichten. 1 und 2 zeigen eine Querschnittsansicht einer bekannten Blase 10, die einen offenzelligen Schaumstoffkern 12 als dehnbares Element verwendet. 2 zeigt den belasteten Zustand der Blase 10 mit Belastungspfeilen 14. Wie es in 2 dargestellt ist, besteht einer der Hauptnachteile der Blase 10 darin, dass der Schaumkern 12 der Blase ihre Form gibt und somit notwendigerweise als Polsterungselement wirken muss, was die überragenden Polsterungseigenschaften von Luft alleine schmälert. Der Grund dafür besteht darin, dass der Schaumkern eine hohe Festigkeit haben muss, die die Verwendung von Schaumstoffen höherer Dichte notwendig macht, damit er den hohen Aufblasdrucken von Luftblasen widersteht. Je höher die Dichte des Schaumstoffs ist umso kleiner ist der verfügbare Luftraum in der Luftblase. Folglich führt eine Herabsetzung in der Luftmenge in der Blase zu einer Schmälerung des Polsterungsnutzens.
Selbst wenn ein Schaumstoff mit niedriger Dichte verwandt wird, wird eine deutliche Menge an verfügbarem Luftraum aufgegeben, was bedeutet, dass aufgrund des Vorhandenseins des Schaumstoffes die Höhe der Durchbiegung der Blase vermindert ist, was den Effekt des sogenannten „Durchschlagens" beschleunigt. Das Durchschlagen ist ein frühzeitiges Versagen der Polsterungsvorrichtung, eine Stoßbelastung passend abzufangen. Die meisten Polsterungseinrichtungen, die in Fußbekleidungsstücken verwandt werden, sind nicht lineare Kompressionssysteme, die in ihrer Steifigkeit zunehmen, wenn sie belastet werden. Das Durchschlagen ist der Punkt, an dem das Polsterungssystem zu einer weiteren Kompression nicht mehr in der Lage ist. Die Stauchung bezeichnet die permanente Kompression des Schaumstoffes nach wiederholter Belastung, die die Polsterungsfähigkeit stark beeinträchtigt. In Schaumkernblasen tritt die Stauchung aufgrund eines inneren Zusammenbruchs der Zellenwände unter hohen zyklischen Kompressionsbelastungen, beispielsweise beim Gehen oder Laufen auf. Die Wände der einzelnen Zellen, die die Schaumstoffstruktur bilden, nutzen sich ab und reißen, wenn sie sich gegeneinander bewegen, und versagen. Der Zusammenbruch des Schaumstoffes setzt den Träger größeren Stoßkräften aus und führt im Extrem zur Ausbildung eines Aneu rysma oder einer Beule in der Blase unter dem Fuß des Trägers, die Schmerzen für den Träger verursacht.
Eine andere Art eines bekannten zusammengesetzten Aufbaus bezieht sich auf Luftblasen, die dreidimensionale Textilelemente als dehnbare Elemente verwenden, wie es in den US-PS 4906502 und 5083361 , Rudy beschrieben ist. Die in den Rudy-Patenten beschriebenen Blasen haben einen beträchtlichen wirtschaftlichen Erfolg bei Markenschuhen der NIKE, Inc. unter dem Namen Tensile-Air^® gefunden. Blasen, die dehnbare Textilelemente verwenden, schließen im Grunde genommen große Spitzen und Tiefen aus und die in den Rudy-Patenten beschriebenen Verfahren haben bewiesen, dass eine ausgezeichnete Verbindung zwischen den dehnbaren Fasern und den Grenzschichten besteht. Darüber hinaus sind die einzelnen dehnbaren Fasern klein und unter einer Belastung leicht biegsam, so dass das textile Material die Polsterungseigenschaften der Luft nicht beeinträchtigt.
Ein Mangel dieser Blasen besteht darin, dass es gegenwärtig kein Herstellungsverfahren zur Herstellung komplex gekrümmter konturierter Blasen unter Verwendung dieser dehnbaren Textilfaserelemente gibt. Die Blasen können verschiedene Höhen haben, die Ober- und Unterflächen bleiben jedoch eben ohne Konturen und Kurven. 3 und 4 zeigen einen Querschnitt einer bekannten Blase 20, die ein dreidimensionales Textilelement 22 als dehnbares Element verwendet. 4 zeigt den belasteten Zustand der Blase 20 mit Belastungspfeilen 24. Aus den 3 und 4 ist ersichtlich, dass die Außenflächen der Blase 20 eben ohne Konturen oder Senken sind.
Ein weiterer Nachteil ist die Möglichkeit des Durchschlagens. Obwohl Textilfasern unter einer Belastung leicht biegen und einzeln sehr klein sind, bedeutet die Scherzahl, die notwendig ist, um die Form der Blase beizubehalten, dass unter hohen Belastungen ein deutlicher Anteil der Gesamtbiegsamkeit der Luftblase durch das Faservolumen im Inneren der Blase reduziert wird und die Blase durchschlagen kann.
Das Hauptproblem, das sich bei Textilfasern ergeben hat, besteht darin, dass diese Blasen am Anfang während der Belastung steifer als herkömmliche Luftblasen sind. Das führt zu einem härteren Gefühl bei niedrigen Stoßbelastungen und einem Gefühl eines steiferen Ansatzpunktes als es ihrer tatsächlichen Polsterfähigkeit entspricht. Der Grund dafür besteht darin, dass Textilfasern eine relativ niedrige Dehnung haben, so dass sie die Form der gedehnten Blase passend beibehalten, und die additive Wirkung von Tausenden von derartigen relativ unelastischen Fasern zu einem Art „Trommelfelleffekt" führt. Die Trommelfellspannung der Außenfläche, die durch die niedrige Dehnung oder die Unelastizität des dehnbaren Elementes hervorgerufen wird, führt zu einer anfangs größeren Steifigkeit in der Luftblase bis die Spannung in den Fasern durchbrochen ist und die Einzelwirkung der Luft in der Blase zur Wirkung kommen kann, die das Gefühl des Ansatzpunktes eines eine Blase 20 enthaltenen Fußbekleidungsstücke beeinflussen kann. Die G-Spitzenkurve, d. h. die G-Spitze gegenüber der Zeit in Millisekunden, die in 5 dargestellt ist, gibt das Ansprechvermögen der Blase 20 auf einen Stoß wieder. Der mit 26 bezeichnete Teil der Kurve entspricht der anfänglichen Steifigkeit der Blase aufgrund der unter Spannung stehenden Fasern und der mit 28 bezeichnete Punkt gibt den Übergangspunkt wieder, an dem die Spannung in den Fasern des textilen Elementes 22 durchbrochen wird und Platz macht für einen stärkeren Polsterungseffekt der Luft. Der Bereich der Kurve, der mit 30 bezeichnet ist, entspricht Belastungen, die mit der stärker nachgiebigen Luft gepolstert werden. Die G-Spitzenkurve ist eine Graphik, die mit einem Stoßtest erzeugt wurde, wie er in Sport Research Review, Physical Tests von NIKE, Inc. als Special Advertising Section, Januar/Februar 1990 veröffentlicht wurde, wobei der Inhalt dieser Veröffentlichung durch Bezug hierfür herangezogen wird.
Eine weitere bekannte Klasse betrifft Luftblasen, die spritzgegossen, blas- oder vakuumgeformt sind, wie es in der US 4670995 , Huang und der US 4845861 Moumdjian beschrieben ist. Diese Herstellungstechniken können Blasen irgendeiner gewünschten Kontur und Form erzeugen, ohne dass im Wesentlichen große Spitzen und Tiefen auftreten. Der Hauptnachteil dieser Luftblasen besteht in der Bildung von vertikal ausgerichteten Säulen aus elastomerem Material, die innere streckbare Elemente bilden und die Polsterungswirkung der Luft stören. 6 und 7 zeigen Querschnittsansichten einer bekannten Blase 40, die durch Spritzgießen, Blasformen oder Vakuumformen gebildet wurde, wobei vertikale Säulen 42 als streckbare Elemente dienen. 7 zeigt die Blase 40 im belasteten Zustand mit Belastungspfeilen 44. Da diese inneren streckbaren Elemente in einer vertikalen Position geformt oder gegossen sind, besteht ein deutlicher Widerstand gegenüber einer Kompression bei einer Belastung, der die Polsterungseigenschaften von Luft deutlich verdecken kann. Die Säulen 42 neigen auch zu Ermüdungsversagen aufgrund der Kompressionsbelastungen, die die Säulen dazu zwingen, einzuknicken und zu falten. Unter zyklischen Kompressionsbelastungen kann das Einknicken zu einem Ermüdungsbruch der Säulen führen.
Eine weitere bekannte Klasse betrifft Blasen, die gewellte mittlere Folien als streckbare Elemente verwenden, wie es in der US 2677906 , Reed, beschrieben ist, die eine obere und eine untere Folie beschreibt, die durch eine gewellte dritte Folie verbunden sind, die dazwischen angeordnet ist. Die obere und die untere Folie sind um ihren Umriss herum und an gewählten Teilen der mittleren dritten Folie verschweißt. In dieser Weise wird eine konturierte Innensohle erzeugt, da jedoch nur eine einzige mittlere Folie verwandt wird, muss die erzielte Kontur über die Breite der Innensohle gleichförmig sein. Nur die Höhe der Innensohle von vorne nach hinten kann gesteuert werden und es sind keine komplex gekrümmten konturierten Formen möglich. Ein weiterer Nachteil von Reed besteht darin, dass aufgrund der Tatsache, dass die dritte mittlere Folie eine durchgehende Folie ist, alle verschiedenen Kammern unabhängig voneinander sind und einzeln aufgeblasen werden müssen, was für die Massenproduktion unpraktisch ist.
Das alternative Ausführungsbeispiel, das im Reed-Patent beschrieben ist, verwendet nur zwei Folien, wobei die obere Folie auf sich selbst gefaltet ist und an gewählten Stellen an der unteren Folie angebracht ist, um Rippenteile und parallele Taschen zu bilden. Der Hauptnachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Rippen vertikal orientiert und ähnlich den Säulen sind, die in den Patenten von Huang und Moumdjian beschrieben sind, einer Kompression widerstehen und den Polsterungsnutzen der Luft stören und beeinträchtigen. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel von Reed müssen die in dieser Weise geformten parallelen Taschen jeweils separat aufgeblasen werden.
Es besteht ein Bedarf an einer Luftblase mit einem geeigneten streckbaren Element, die alle die oben angegebenen Probleme beseitigt: Komplex gekrümmte konturierte Formen, keine großen Spitzen und Tiefen, keine Störung der Polsterung durch die Luft alleine und Vorsehen einer zuverlässigen Verbindung zwischen dem streckbaren Element und den äußeren Grenzschichten. Wie es oben beschrieben wurde, war der Stand der Technik zwar erfolgreich bezüglich einiger dieser Probleme, es beste hen jedoch jeweils Nachteile und eine komplette Lösung wird nicht gegeben.
Der Leser wird auf die französische Patentanmeldung 8012271 hingewiesen, die ein aufblasbares Produkt beschreibt, das einige Merkmale der unabhängigen Ansprüche der vorliegenden Anmeldung hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Luftblase und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die dehnbare Luftblase der vorliegenden Erfindung kann in eine Sohlenkonstruktion eines Schuhs eingebaut werden, um für eine Polsterung zu sorgen, wenn sie unter Druck steht. Die Blase und das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglichen komplex gekrümmte konturierte Formen ohne große Höhen und Tiefen, die die Polsterungseigenschaften der Luft nicht beeinträchtigen und für eine zuverlässige Verbindung zwischen dem streckbaren Element und den äußeren Grenzschichten sorgen. Eine komplex konturierte Form bezieht sich auf eine Änderung in der Form der Blase in mehr als einer Richtung. Die vorliegende Erfindung überwindet die zahlreichen Probleme des Standes der Technik während sie die Kompromisse im Design vermeidet, die zu den bekannten Versuchen gehören.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung besteht eine Luftblase aus vier Bahnen einer Begrenzungsfolie, die im Wesentlichen zueinander ausgerichtet sind. Um die Blase herzustellen werden zwei innere Folien zur Bildung eines streckbaren Elementes kombiniert und von zwei äußeren Folien umgeben, die die äußeren Grenzschichten bilden. Die inneren Folien sind entlang gewählter erster Teile aneinander angebracht und weisen Ausstanzungen an gewissen Stellen auf. Jede der äußeren Grenzschichten ist an der am nächsten liegenden inneren Folie an gewählten zweiten Anbringungsteilen angebracht, die mit den ersten Anbringungsteilen nicht zusammenfallen. Die äußeren Schichten sind dann um den Außenumfang herum dicht miteinander verbunden und die Blase ist mit einem Gas aufgeblasen, so dass die inneren Folien ein streckbares Element bilden, das sich zwischen den gewählten zweiten Teilen und den gewählten ersten Teilen erstreckt, derart, dass Gelenke gebildet sind, die zwischen den äußeren Schichten angeordnet sind. Unter Belastung ermöglichen es die Gelenke, dass das streckbare Element zusammengedrückt wird, ohne die Polsterungseigenschaften des Gases zu beeinträchtigen. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Gelenke, die es dem streckbaren Element erlauben, unter einer Kompression problemlos zusammengelegt zu werden, wird das Problem des Ermüdungsbruches der vertikalen Säulen bei den bekannten Blasen gelöst. Dieser Aufbau einer Blase erlaubt es komplex gekrümmte konturierte Formen zu bilden, indem in passender Weise die ersten Anbringungsteile und die zweiten Anbringungsteile und die Ausstanzungen gewählt werden.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Blase dadurch gebildet, dass vorgeformte streckbare Elemente verwandt werden, die durch Spritzgießen, Blasformen, Extrudieren oder Vakuumformen gebildet werden und dann zwischen den äußeren Grenzschichten angeordnet werden. Diese vorgeformten streckbaren Elemente haben im Allgemeinen die Form der streckbaren Elemente, die durch die inneren Folien des oben beschriebenen Verfahrens erzeugt werden, da sie jedoch vorgeformt sind, gleichen sie zusammenlegbaren Fachwerkkonstruktionen, die von der Blase umgeben sind. Es ist wichtig, dass die vorgeformten streckbaren Elemente Gelenke aufweisen, die darin vorgesehen sind und es den streckbaren Elementen der Blase erlauben, frei im belasteten Zustand zu knicken, was Ermüdungsspannungen an den Elementen ausschließt und eine Störung der Polsterungseigenschaften des Gases vermeidet.
Bei noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet eine einzige innere Materialbahn ein streckbares Element, das selektiv ausgestanzt ist und an den äußeren Schichten an gewählten Punkten angebracht ist, die im Wesentlichen zwischen den beiden äußeren Schichten abwechseln.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Blase und ein streckbares Element sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben, die die Produktion von komplex gekrümmten konturierten Formen ohne große Spitzen und Höhen erlauben, die Ausnutzung der Polsterungseigenschaften der Luft erleichtern und für eine zuverlässige Verbindung zwischen dem streckbaren Element und den äußeren Grenzschichten der Blase sorgen. Das streckbare Element ähnelt einem zusammenlegbaren Fachwerk und ist mit natürlichen Gelenken ausgebildet, die gegenüber einer Kompression vorgespannt sind, d. h. zusammendrückbar oder zusammenlegbar ist, so dass bei einer Belastung das streckbare Element problemlos an den Gelenken zusammengedrückt oder zusammengelegt wird und somit die Polsterungswirkung der Luft nicht beeinträchtigt. Der Grund dafür besteht darin, dass bei der Herstellung der Blase und des streckbaren Elementes das streckbare Element in einem ebenen Zustand angebracht wird, der die Form unter maximaler Kompressionslast an der Blase wäre. Das streckbare Element befindet sich daher im Zustand seiner geringsten Beanspruchung, wenn die Blase vollständig zusammengedrückt ist. Diese Ausbildung stellt sicher, dass das streckbare Element die Polsterungseigenschaften der Luft nicht beeinträchtigt, da es dazu neigt, in den Zustand der geringsten Spannung zu gehen, d. h. an den Gelenken zu biegen und sich flach zu legen, wenn die Blase zusammengedrückt wird.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung im Einzelnen ei nes bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer bekannten Blase, die einen offenzelligen Schaumkern als dehnbares Element verwendet.
2 zeigt eine Querschnittsansicht der bekannten Blase von 1 im belasteten Zustand.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer bekannten Blase, die Textilfasern als dehnbare Elemente verwendet.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der bekannten Blase von 3 im belasteten Zustand.
5 zeigt die Ansprechkurve der G-Spitze bei der bekannten Blase von 3.
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer bekannten Blase, die vertikale Säulen als streckbare Elemente verwendet, die durch Spritzgießen, Blasformen oder Vakuumformen gebildet sind.
7 zeigt eine Querschnittsansicht der bekannten Blase von 6 im belasteten Zustand.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer komplex gekrümmten konturierten Blase und eines streckbaren Elementes gemäß eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine Draufsicht auf die Blase von 8.
10 zeigt eine Seitenansicht der Blase von 8.
11 zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 11-11 von 9.
12 zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 12-12 von 9.
13 zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 13-13 von 9.
14 zeigt eine auseinander gezogene Montageansicht der Blase von 8 in einer Seitenansicht.
15 zeigt eine Draufsicht auf die inneren Materialbahnen der Blase von 8, wobei erste Anbringungsstellen dargestellt sind.
16 zeigt eine Draufsicht auf die inneren Materialbahnen von 15, wobei zweite Anbringungsstellen und Stanzlinien dargestellt sind.
17A zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 17A-17A von 9.
17B zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 17B-17B von 9.
17C zeigt eine Querschnittsansicht der Blase längs der Linie 17C-17C von 9.
18A zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts der Blase ähnlich wie 17A im unbelasteten Zustand.
18B zeigt eine schematische Darstellung des Blasenabschnittes von 18A im belasteten Zustand.
19 zeigt die Ansprechkurve der G-Spitze der Blase von 8.
20 zeigt eine detaillierte Ansicht eines alternativen Schweißverfahrens.
21 zeigt eine Draufsicht auf eine komplex gekrümmte konturierte Blase und ein streckbares Element gemäß eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
22 zeigt eine Seitenansicht der Blase von 21.
23 zeigt eine perspektivische Ansicht der Blase von 21.
24 zeigt in eine auseinander gezogenen perspektivischen Ansicht einen Schuh mit der Blase von 8 in der Sohlenanordnung.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN IM EINZELNEN
Anhand der 8 bis 13 wird im Folgenden ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezüglich einer komplex geformten dehnbaren Blase 50 beschrieben, die ein streckbares Element 52 enthält. Die Blase 50 ist im Wesentlichen eine konturierte Hülle, die äußere Grenzschichten 54 und 56 umfasst, die zur Erleichterung der Beschreibung als obere Außenschicht oder obere Grenze 54 und als untere Außenschicht oder untere Grenze 56 bezeichnet werden. In der Hülle sind zwei innere Materialbahnen, eine obere innere Materialbahn 58 und eine untere innere Materialbahn 60 kombiniert, um ein streckbares Element 52 zu bilden, das als Rahmen für die Blase 50 wirkt und der Blase ihre komplex konturierte Form gibt. Eine komplex konturierte Form bezieht sich auf die Änderung der Form und Stärke der Blase in mehr als einer Richtung, beispielsweise sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Alle Materialbahnen 54, 56, 58 und 60 sind vorzugsweise Polyurethanfolien mit einer Stärke von 0,030 Inch (0,00762 m).
Das streckbare Element 52 kann als ein zusammenlegbares Fachwerk angesehen werden, das zwischen den äußeren Grenzschichten der Blase verläuft und diese miteinander verbindet, wie es in einer Seitenansicht von 10 dargestellt ist. Alle vertikalen und diagonalen Linien geben Teile des streckbaren Elementes 52 wieder, die durch ihre Verbindungsstellen der Blase 50 die wellenförmigen Ober- und Unterflächen geben. Bei diesem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das streckbare Element 52 aus zwei ebenen Materialbahnen 58, 60, die in einem gewissen Muster miteinander verschweißt sind und in gewissen Bereichen ausgeschnitten sein können, um die gewünschte Form zu liefern.
Die Herstellungsschritte zum Herstellen der Blase 50 sind in den 14 bis 16 dargestellt. In einem ersten Schritt werden die nach innen gerichteten Seiten der inneren Materialbahnen 58 und 60 wahlweise mit einem Schweißverhinderungsmaterial 62 behandelt, das verhindert, dass Hochfrequenzschweißstellen gebildet werden. Beispiele für Schweißverhinderungsmaterialien sind Teflonbeschichtungen und Teflonm beschichtete Textilmaterialien oder Streifen, die dort, wo es notwendig ist, angeordnet werden können und nach dem Schweißen entfernt werden können. Die inneren Materialbahnen 58 und 60 werden an acht Schweißstellen oder Schweißraupen 64A bis 64H miteinander verbunden, die in Richtung der Breite in den Bereichen gebildet werden, an denen sich kein Schweißverhinderungsmaterial befindet. Die Breiten der Schläuche 66A bis 66G werden die endgültige Blasenhöhe in der Mitte jedes Schlauches bestimmen. Die gestrichelten Linien 68 in 16 geben die Positionen der Längsschnitte wieder, die durch die inneren Materialbahnen 58 und 60 geführt sind, um das dargestellte streckbare Element zu erzielen. Die gestrichelten Linien 69 geben die Positionen von Schlitzen wieder, die durch die Mitten der Schweißstellen 64B bis 64G gebildet sind, um die Schläuche zu trennen, die die Schweißlinien teilen, jedoch die Schläuche intakt zu lassen. In den Figuren sind nach dem Teilen der Schweißstellen 64B bis 64G die Teile als Schweißhälften 64B', 64C' usw. bezeichnet. Die 11 und 13 zeigen ganze und halbe Schweißstellen am besten. In 11 ist die Schweißstelle 64B ganz, während in 12 und 13, die Querschnittsansichten an verschiedenen Stellen zeigen, das Bezugszeichen 64B' zwei Hälften der Schweißstelle 64B zeigt, die sich ergeben, wenn die Schweißstelle geteilt wird. Geteilte Schweißstellen 64B bis 64G bilden freistehende streckbare Elemente im streckbaren Element 52 wie es später beschrieben wird.
Alternativ ohne Stanzungen bestimmen einzelne streckbare Elemente die Stärke der Blase. Als eine weitere Alternative kann die Anzahl der Schnitte erhöht werden, so dass jede parallele Linie der Schnitte weitere einzelne freistehende streckbare Elemente begrenzt. Für Blasen mit komplex konturierter Form ist es am besten Stanzungen zu verwenden, um zahlreiche unabhängige streckbare Elemente zu bilden.
Die Schweißlinien 64A bis 64H, die die inneren Materialbahnen 58 und 60 aneinander anbringen, können im weitesten Sinne als gewählte erste Anbringungsstellen bezeichnet werden. 16 zeigt das bevorzugte Muster der die Kontur bildenden Verbindungsbereiche 70A bis 70G, die im weitesten Sinne als gewählte zweite Anbringungsstellen bezeichnet werden können und die die Form oder das Muster von Schweißlinien haben. Die Kontur bildenden Verbindungsbereiche 70A bis 70G geben diejenigen Bereiche der inneren Materialbahnen 58 und 60 an, die an die äußeren Schichten 54 und 56 jeweils geschweißt werden. Um das streckbare Element 52 an der Hülle anzubringen wenn einmal die inneren Materialbahnen 58 und 60 verschweißt sind, um die Schläuche 66A bis 66G zu bilden, werden die Materialbahnen 58 und 60 entlang Längslinien 68 und Breitenlinien 69 ausgestanzt, wodurch die Schweißstellen 64 geteilt werden. Die äußeren Schichten 54 und 56 werden dann in ihre Position über und unter den geschweißten und gestanzten inneren Materialbahnen 58 und 60 jeweils gebracht. Vor dem Schweißen der Kontur bildenden Verbindungsbereiche 70A bis 70G wird ein Schweißverhinderungsmaterial in passender Weise in Bereichen zwischen den Schweißstellen 64A bis 64H aufgebracht, so dass dann, wenn die Verbindungsbereiche 70A bis 70G geschweißt werden, die einzigen gebildeten Verbindungen diejenigen sind, die die äußere Schicht 54 mit der inneren Materialbahn 58 verbinden und die die äußere Schicht 56 mit der inneren Materialbahn 60 verbinden. In dieser Weise bilden die inneren Materialbahnen 58 und 60 das streckbare Element 52, das in der Hülle der Blase 50 angeordnet und daran angebracht ist, derart, dass die Schweißraupen 64A bis 64H nicht mit den Schweißverbindungsbereichen 70A bis 70G zusammenfallen oder mit diesen inkoinzident sind. Das heißt mit anderen Worten, dass die gewählten ersten Anbringungsstellen 64A bis 64H nicht mit den zweiten gewählten Anbringungsstellen, den Außenumfängen von 70A bis 70G zusammenfallen, so dass das streckbare Element 52 als ein Rahmenwerk wirkt, das der Blase 50 eine komplex konturierte Form gibt, ohne die Polsterungseigenschaften der Luft zu beeinträchtigen. Die Seitenansicht von 10 und die Querschnittsansichten von 11 bis 13 zeigen am deutlichsten die Form des Rahmenwerks des streckbaren Elementes 52.
Um die Beziehung des streckbaren Elementes 52 zur Blase 50 vollständig zu beschreiben wird, auf die 9 bis 13 Bezug genommen, in denen der Verbindungsbereich 70B im Einzelnen dargestellt ist. Es versteht sich, dass die übrigen Verbindungsbereiche 70A und 70C bis 70G einen ähnlichen Aufbau haben und dass gleiche Bezugszeichen verwandt werden können, die mit einem entsprechenden Buchstaben versehen sind, um die genaue Stelle anzugeben.
Der eine Kontur gebende Verbindungsbereich 70B erstreckt sich über die Breite des streckbaren Elementes 52 in den Grenzen des Schlauches 66B, der zwischen den Schweißstellen 64B und 64C gebildet ist. Der Verbindungsbereich 70B schließt Endschweißstellen 72B, Seitenschweißstellen 74B und mittlere Schweißstellen 76B ein. Die Teile der inneren Materialbahn auf beiden Seiten der Endschweißstellen 72B sind als Endstreckelemente 78B und 80B bezeichnet. In ähnlicher Weise sind die Teile der inneren Materialbahn auf beiden Seiten der Seitenschweißstellen 74B als Seitenstreckelemente 82B und 84B bezeichnet. Die Teile der inneren Materialbahn auf beiden Seiten der mittleren Schweißstellen 76B sind als mittlere Streckelemente 86B und 88B bezeichnet. 16 zeigt das Schweißmuster für die eine Kontur gebende Verbindungsbereiche 70A bis 70G. Jeder dieser Bereiche liegt in den Grenzen seines jeweiligen Schlauches 66A bis 66G. Aufgrund der Form der Verbindungsbereiche und der Stanzlinien 68 und 69 weist das streckbare Element 52 der fertigen Blase eine Vielzahl von streckbaren Elementen auf, die oben aufgezählt wurden.
Der Querschnitt von 11 ist längs der Linie 11-11 in 9 genommen und zeigt die Endschweißstellen 72 und die den Schlauch bildenden Schweißstellen 64. An diesem speziellen Querschnitt ist erkennbar, dass die inneren Materialbahnen 58 und 60 im Wesentlichen diagonal zwischen den äußeren Schichten 54 und 56 verlaufen. Das beruht darauf, dass die den Schlauch bildende Schweißstelle 64 ganz geblieben ist, d. h. nicht gestanzt ist.
Der Querschnitt von 12, der längs der Linie 12-12 in 9 genommen ist, zeigt die Seitenschweißstellen 74 zwischen der Hülle und dem streckbaren Element. Dieser spezielle Querschnitt zeigt weiterhin die vertikalen streckbaren Elemente 82 und 84, die eine Folge der Aufteilung der den Schlauch bildenden Schweißstellen 64 sind, wie es oben beschrieben wurde. Anhand insbesondere des Verbindungsbereiches 70B ist erkennbar, dass das streckbare Element 82B aus der oberen inneren Materialbahn 58 und der unteren inneren Materialbahn 60 gebildet ist, die an der Halbschweißstelle 64B' verbunden sind, die ein Teil der Schweißstelle 64B nach dem Aufteilen ist. Die Halbschweißstelle 64B' bildet in gleicher Weise wie alle anderen Schweißstellen, die innerhalb der Hülle schweben, ein natürliches Gelenkelement, das als eine Stelle zum Zusammendrücken oder zum Zusammenlegen dient, wenn die Blase in diesem Bereich belastet wird.
Der Querschnitt von 13, der längs der Linie 13-13 in 9 genommen ist, zeigt die mittleren Schweißstellen 76 zwischen der Hülle und dem streckbaren Element. Ähnlich wie die streckbaren Elemente von 12 ergeben sich die mittleren streckbaren Elemente 86 und 88 daraus, dass die einen Schlauch bildenden Schweißstellen 64 geteilt sind. Insbesondere unter Bezug auf den Verbindungsbereich 70B ergibt sich, dass das streckbare Element 86B aus der oberen inneren Materialbahn 58 und der unteren inneren Materialbahn 60 gebildet ist, die an der Halbschweißstelle 64B' verbunden sind, die ein Teil der Schweißstelle 64B nach dem Teilen ist. Wiederum bildet die Halbschweißstelle 64B' ein natürliches Gelenk und einen Kompressionspunkt, wenn die Blase belastet wird.
Eine Gegenüberstellung der Umrisse der Hülle in 12 und 13 ergibt, dass der Umriss nähe der Mitte der Blase 50 in 13 im Wesentlichen stärker auf einer Höhe liegt und dass die Umrisse im Bereich der Seitenschweißstellen in 12 stärker schwanken. Das beruht auf dem Abstand der Schweißstellen, die das streckbare Element mit der Hülle verbinden: die Seitenschweißstellen 74 in 12 sind näher aneinander angeordnet als die mittleren Schweißstellen 76 in 13. Je größer der Abstand zwischen den Schweißstellen in einem Verbindungsbereich ist, umso gleichmäßiger und ebener ist die Form.
Wie es in 12 dargestellt ist, bestimmen die Abstände zwischen benachbarten Schweißstellen 74B und 74B auch den Abstand zwischen benachbarten Schweißstellen 74A und 74B. Allgemeiner heißt das, dass dann, wenn der Abstand zwischen den Seitenschweißstellen 74 verändert wird, sich das umsetzt in eine Änderung im Abstand zwischen benachbarten Verbindungsbereichen und in eine Änderung in der Dicke der Hülle. In 12 ist die Dicke der Hülle zwischen den streckbaren Elementen 84A und 82B mit 73 bezeichnet. In 13 ist die Dicke zwischen den streckbaren Elementen 88A und 86B mit 77 bezeichnet. Aufgrund des größeren Abstandes zwischen den mittleren Schweißstellen 76 verglichen mit den Seitenschweißstellen 74 ist die Dicke 77 kleiner als die Dicke 73. Das heißt mit anderen Worten, dass der größere Abstand zwischen den mittleren Schweißstellen 76 die Länge der äußeren Grenzschichtteile verringert, die sich nach außen wölben und daher die Dicke 77 der Hülle reduziert. Wenn die Schweißstellen stärker aneinander angeordnet sind, wie es bei den Seitenschweißstellen 74 der Fall ist, nimmt die Länge der äußeren Grenzschichtteile, die sich nach außen wölben, zu, was die Dicke 73 der Hülle erhöht. Aus den 11 bis 13 ist erkennbar, dass mit zunehmendem Abstand zwischen den Schweißstellen der Umriss stärker auf einer Höhe liegt, wohingegen dann, wenn der Abstand der Schweißstellen zunimmt, der Umriss stärker schwankt.
Die Blase 50 ist zum Einbau in eine Sohlenanordnung eines Schuhs ausgebildet, so dass die obere Außenfläche der Blase leicht becherförmig ausgebildet ist. Das zeigt sich an den Querschnitten von 11 und 12, die näher am Außenumfang der Blase liegen und dicker als der Querschnitt von 13 sind, der näher an der Mitte der Blase liegt. Dieser Unterschied zeigt, dass die Seiten der Blase einen größeren Umriss und eine größere Dicke haben. Der Abstand und die Form der verschiedenen Schweißstellen in jedem der eine Kontur gebenden Verbindungsbereiche 70 können so bestimmt werden, dass irgendeine gewünschte komplex konturierte Form erhalten wird.
Die 17A bis 17C zeigen diese Grundsätze. 17A und 17B sind Querschnittsansichten des Verbindungsbereiches 70B und 17C ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsbereiches 70F. Die 17A und 17B sind Ansichten der Querschnitte von 12 und 13 im Einzelnen und zeigen deutlicher die Gelenke, die durch die Halbschweißungen 64B' und 64C' gebildet sind. Wie es in 16 dargestellt ist, sind die Schweißstellen 64B und 64C weiter als die Schweißstellen 64F und 64G beabstandet, die den Verbindungsbereich 70F begrenzen. Das ist für den Unterschied in der Höhe zwischen den Querschnitten der Blase 50 im Bereich 70B und 70F in 17B und 17C verantwortlich.
Das streckbare Element 52 ist an gewählten zweiten Anbringungsstellen, d. h. an den eine Kontur gebenden Verbindungsbereichen 70 mit den jeweiligen äußeren Grenzschichten 54 und 56 verbunden und eine Umfangsschweißnaht 90 ist entlang der Ränder der Grenzschichten 54 und 56 gebildet. Das Verbinden an den zweiten Anbringungsstellen und das Verschweißen am Umfang können nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. An einem Ende der Blase 50 ist eine Aufblasleitung 92, die zu einer Aufblasstelle 94 führt, vorgesehen, durch die die Blase 50 aufgeblasen wird. Die Aufblasstelle 94 wird dicht geschlossen, wenn das Aufblasen einmal abgeschlossen ist.
Jeder Verbindungsbereich 70 kann nur eine gewünschte Form innerhalb der Grenzen seines entsprechenden Schlauches 66 einnehmen. In dem eine Kontur gebenden Verbindungsbereich 70B können beispielsweise die Schweißstellen 72B, 74B und 76B an einer gegebenen Stelle um irgendeine gewünschte Breite beabstandet sein, solange sie in den Grenzen der Schweißstellen 64B und 64C bleiben. Eine Schweißstelle, die vollständig von der Schweißstelle 64B bis 64C verläuft, würde eine Endblasenhöhe in diesem Bereich gleich Null plus der Folienstärke ergeben. Wenn die Schweißbreite in einem Bereich 70B gleich Null ist, dann wäre die endgültige Blasenhöhe in diesem Bereich annähernd die Breite zwischen 64B und 64C zuzüglich der Folienstärke. Durch eine Manipulation des Abstandes und der Anzahl der einen Schlauch bildenden Schweißstellen 64 und der Form der eine Kontur gebenden Schweißstellen 72, 74 und 76 ist eine endlose Vielzahl von Blasenformen mit komplexer Kontur möglich.
Ein weiterer Aspekt der Blase 50 besteht darin, dass die Schweißstellen 64 längs eines Teils jeder Schweißstelle 64 geteilt sein können, die den Seitenschweißstellen und den mittleren Schweißstellen 76 des Schweißbereiches 70 entsprechen. Diese Stanzlinien sind in den Figuren mit 69 bezeichnet und dieser Stanzschritt würde nach der Bildung der Schweißstellen des Verbindungsbereiches 70 erfolgen. Das Stanzen und das Schweißen können natürlich auch gleichzeitig mit einer passenden Ausrüstung durchgeführt werden. Einer der Hauptvorteile der Blase 50 ist eine Folge ihres Herstellungsverfahrens. Da das streckbare Element 52 aus inneren Materialbahnen 58 und 60 gebildet wird, die entlang Schweißstellen 64 in der ebenen Position, d. h. in der Position der vollen Kompression einer fertigen Blase zusammengeschweißt werden, liegt die höchste Spannung an den Schweißstellen 64 in einer aufgeblasenen Blase im unbelasteten Zustand. Der Grund dafür besteht darin, dass die Schweißstellen 64 als Gelenke zwischen den inneren Materialbahnen 58 und 60 wirken und es den Materialbahnen erlauben, vollständig in die flache Position zusammengedrückt zu werden, die auch der Zustand mit geringster Beanspruchung ist. Unter einer Belastung werden die streckbaren Elemente 52 daher problemlos entlang der Gelenke/Schweißstellen 64 zusammengedrückt, so dass sie die Polsterungseigenschaften der Luft in keiner Weise beeinträchtigen.
Die 18A und 18B zeigen diese Erscheinung bezüglich des Schweißbereiches 70B. Im unbelasteten Zustand in 18A haben die streckbaren Elemente 82B und 84B und folglich die Gelenke/Schweißstellen 64B und 64C ihre maximale Spannung. Im belasteten Zustand in 18B ist das streckbare Element 82B durch die Arbeit des Gelenkes 64B zusammengedrückt und ist das streckbare Element 84B durch die Arbeit des Gelenkes 64C zusammengedrückt. Aufgrund des Herstellungsverfahrens befinden sich die streckbaren Elemente 82B und 84B im Zustand ihrer geringsten Beanspruchung bei Last, wodurch sichergestellt ist, dass das streckbare Element nicht als Lastaufnehmer wirkt und daher die Polsterungseigenschaften der Luft nicht beeinträchtigt.
19 zeigt die Kurve der G-Spitze, aus der eine gleichmäßige Abfederung eines Stoßes des bevorzugten Ausführungsbeispiels ohne Durchschlagen hervorgeht. Dadurch, dass ein freies Auslenken der Gelenke/Schweißstellen 64 des streckbaren Elementes 52 möglich ist, ist sichergestellt, dass die Polsterungseigenschaften der Luft nicht behindert werden.
Das steht im Gegensatz zu den bekannten streckbaren Elementen, die bei einem Zusammendrücken beansprucht, gebogen oder gefaltet werden, so dass die bekannten Blasen weniger als den vollen Nutzen der Polsterungseigenschaften der Luft erfahren. Wenn darüber hinaus die bekannten streckbaren Elemente durchschlagen, besteht die Möglichkeit einer zusätzlichen Beschädigung an den Verbindungsstellen zu den Grenzschichten.
Bei einem alternativen Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist die sich ergebende Blase im Wesentlichen mit der Blase 50 identisch, statt vier separate ebene Materialbahnen zu verwenden, ist jedoch das streckbare Element separat durch Spritzgießen, Glasformen, Extrudieren oder Vakuumformen hergestellt, so dass es ein vorgeformtes Bauteil ist.
Bei diesem alternativen Verfahren ist das vorgeformte streckbare Element eigentlich ein zusammenlegbares Fachwerk zum Einsetzen in eine Hülle. Das vorgeformte streckbare Element hat im Wesentlichen die gleiche Form wie das streckbare Element, das dadurch gebildet wurde, dass innere Materialbahnen miteinander verbunden werden, und es ist wichtig, dass auch das vorgeformte streckbare Element Gelenke hat, damit die einzelnen streckbaren Elemente frei im belasteten Zustand ausgelenkt werden können. Das schließt Belastungen an den Elementen aus und vermeidet eine Störung der Polsterungseigenschaften der Luft in der Blase. Eine Grenze der Verwendung eines vorgeformten streckbaren Elementes besteht darin, dass das streckbare Element nicht so ohne weiteres an die äußeren Grenzschichten in einer ebenen Position geschweißt werden kann, wie es bei den vorhergehenden ebenen innern Materialbahnen der Fall ist. Es ist auch schwieriger, ein Schweißverhinderungsmaterial in der Mitte des streckbaren Elementes aufzubringen, während die eine Kontur gebenden Schweißstellen mit den äußeren Grenzschichten gebildet werden. Abgesehen von diesen Beschränkungen können vorgeformte streckbare Elemente in einigen Situationen ohne große Schwierigkeiten verwandt werden.
Eine Schweißtechnik, die verwandt werden kann, ohne dass es notwendig ist ein Schweißverhinderungsmaterial vorzusehen, umfasst die Verwendung von Metallschweißstäben, wie es in 20 dargestellt ist. Metallschweißstäbe oder -finger 100 und 102 werden im Inneren des streckbaren Elementes 52 neben der oberen, der inneren und der unteren Fläche angeordnet, wobei die innere Fläche von den inneren Materialbahnen 58 und 60 begrenzt wird. Hochfrequenzschweißwerkzeuge 104 und 106 werden über der äußeren Grenzschicht 54 und unter der äußeren Grenzschicht 56 jeweils angeordnet. Schweißstellen können nun nur zwischen den Schweißstäben 100 und den Schweißwerkzeugen 104 und zwischen den Schweißstäben 102 und den Schweißwerkzeugen 106 gebildet werden, derart, dass diese wirksam das streckbare Element mit den äußeren Grenzschichten 54 und 56 verbinden. Nachdem die Schweißstellen gebildet sind, werden die Schweißstäbe 100 und 102 entfernt. Das streckbare Element kann gleichzeitig an mehreren Stellen unter Verwendung von mehrfachen Paaren von Schweißstäben geschweißt werden. Irgendeine der oben beschriebenen Techniken der Verbindung und Verschweißung kann in Kombination verwandt werden, um dehnbare Blasen mit komplexer Kontur gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine komplex konturierte dehnbare Blase, die eine einzige innere Materialbahn verwendet. In den 21 bis 23 ist ein Beispiel der Form der Blase 120 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass das Prinzip des Aufbaus eines streckbaren Elementes aus einer einzelnen inneren Materialbahn angewandt werden kann, um eine Vielzahl verschiedener Formen und Konturen zu bilden. Grundsätzlich wird ein streckbares Element, das aus einer einzelnen Materialbahn gebildet ist, geschnitten und dann an den oberen und unteren Grenzschichten abwechselnd angebracht, so dass dann, wenn die Blase unter Druck gesetzt wird, das streckbare Element dazwischen verläuft.
Die Blase 120 umfasst eine obere Grenzschicht 122 und eine untere Grenzschicht 124 und das darin angeordnete streckbare Element 126. Das streckbare Element 126 umfasst eine einzelne Materialbahn aus einer Polyurethanfolie. Um die Blase 120 herzustellen, wird das streckbare Element 126, das wahlweise in die geeignete Form gestanzt worden ist, zwischen der oberen und der unteren Grenzschicht 122 und 124 angeordnet. Ein Schweißverhinderungsmaterial wird wahlweise zwischen der obe ren und der unteren Grenzschicht und dem streckbaren Element in der gewünschten Weise angeordnet, und die Anordnung wird so verschweißt, dass Schweißstellen 128 vorgesehen werden, wie es dargestellt ist. Die obere und die untere Grenzschicht 122 und 124 werden dann längs ihres Umfangs zusammengeschweißt, um die Blase 120 dicht zu verschließen, und eine Aufblasleitung 130, die zu einer Aufblasstelle 132 führt, wird vorgesehen. Die Blase 120 wird dann über die Aufblasstelle 132 aufgeblasen, wonach die Aufblasstelle dicht verschlossen wird. Ähnlich wie beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das streckbare Element 126 an die Grenzschichten geschweißt, die die Hülle der Blase 120 bilden, wenn die Folien sich im ebenen Zustand befinden, so dass der zusammengedrückte oder belastete Zustand der Blase 120 dem Zustand mit geringster Belastung des streckbaren Elementes 126 entspricht. Das streckbare Element 126 beeinträchtigt daher nicht die Polsterungseigenschaften der Luft, wenn die aufgeblasene Blase zusammengedrückt wird. Durch selektives Stanzen der inneren Materialbahn und selektives Anordnen des Schweißverhinderungsmaterials abwechselnd nahe an der oberen und der unteren Grenzschicht können viele verschiedene Blasenformen erhalten werden.
24 zeigt eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht eines Schuhs, der eine dehnbare Blase 50 enthält. Der Schuh 140 besteht aus einem Oberteil 142 zum Überdecken des Fußes des Trägers und einer Sohlenanordnung 144. Die Sohlenanordnung 144 umfasst eine Innensohle 146, die in den Oberteil 142 eingesetzt ist, eine mittlere Sohle 148, die an der Unterseite des Oberteils 142 angebracht ist, und eine Außensohle 150, die an der Unterseite der mittleren Sohle 148 angebracht ist. Die Blase 50 ist vorzugsweise in der Sohlenanordnung 144 so vorgesehen, wie es schematisch dargestellt ist. Die Blase 50 kann in die mittlere Sohle 148 über irgendein herkömmliches technisches Verfahren, beispielsweise durch Einschäumen oder Anordnen in einem ausgeschnittenen Teil der mittleren Schaumsohle angeordnet werden. Andere elastomere Folien können statt des Polyurethanmaterials der Grenzschichten und des streckbaren Materials verwandt werden, das oben beschrieben wurde. Es ist nicht wichtig, dass das Material des streckbaren Elementes Begrenzungseigenschaften wie die äußeren Grenzschichten hat oder die gleiche Stärke oder die gleiche Art des Materials oder die gleichen Eigenschaften wie diese hat. Obwohl ein Hochfrequenzschweißen beschrieben wurde, können auch andere Verbindungsverfahren wie Wärmeimpulsschweißverfahren, Klebverfahren, Ultraschallschweißverfahren, Magnetpulverversiegelungen und Ähnliches innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden.
Irgendein geeignetes Gas oder eine Kombination von Gasen kann dazu benutzt werden, die dehnbare Blase unter Druck zu setzen. Bevorzugte Gase sind in der US-PS 4 340 626 und 4 936 029, Rudy, beschrieben, die durch Bezug in die Beschreibung aufgenommen sind.
Die dehnbaren Blasen, die oben beschrieben wurden sind in ihrer Form und Gestalt exemplarisch. Streckbare Elemente können verwandt werden, um separate Kammern in einer Blasenhülle zu bilden, die im Übrigen so ausgestaltet ist, dass sie von einem einzigen Aufblaspunkt aus aufgeblasen werden. Dehnbare Blasen mit verschiedenen Größen und Formen, die in ein Fußbekleidungsstück eingesetzt werden können, können im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogen werden.

Claims

Dehnbare Blase (50; 120) mit komplexem Umriss für einen Fußbekleidungsgegenstand zum Bilden eines Kissens im Fußbekleidungsgegenstand (140), wenn sie unter Druck gesetzt wird, welche Blase (50; 120) eine Hülle mit einer oberen (54; 122) und einer unteren (56; 124) Grenzschicht, die einen Außenumfang bilden, und ein zusammenlegbares streckbares Element (52; 126) umfasst, das durchgehende Öffnungen aufweist und sich zwischen der oberen (54; 122) und der unteren (56; 124) Grenzschicht der Hülle an einer Vielzahl von ersten Verbindungspunkten (70A–70G; 128), die der oberen Grenzschicht (54; 122) zugeordnet sind, und einer Vielzahl von zweiten Verbindungspunkten erstreckt, die der unteren Grenzschicht (56; 124) zugeordnet sind, und das die Grenzschichten verbindet und Ränder aufweist, die von der Hülle umgeben sind und in der Hülle angeordnet sind, derart, dass der Außenumfang von den Rändern des streckbaren Elementes (52; 126) beabstandet ist, so dass sich ein Gitterwerk ergibt, das für eine Bewegung eines Fluids in der Hülle durch das streckbare Element offen ist und der Blase (50; 120) eine komplexe Umrissform gibt, wenn sie unter Druck gesetzt wird.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 1, bei der das streckbare Element (52) eine obere innere Materialbahn (58) mit Öffnungen und ein untere innere Materialbahn (60) mit Öffnungen umfasst, die an einer Vielzahl von dritten Verbindungspunkten (64A–64H) zusammengesetzt sind, derart, dass dann, wenn die Blase unter Druck gesetzt wird, die inneren Materialbahnen zwischen der oberen Grenzschicht (54) und der unteren Grenzschicht (56) der Hülle verlaufen, wobei an den ersten Verbindungspunkten (70A–70G) die obere Grenzschicht (54) an der oberen inneren Materialbahn (58) angebracht ist, und an den zweiten Verbindungspunkten die untere Grenzschicht (56) an der unteren inneren Materialbahn (60) angebracht ist.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 2, bei der die dritten Verbindungspunkte (64A–64H) nicht mit den ersten Verbindungspunkten (70A–70G) zusammenfallen.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 2, bei der die dritten Verbindungspunkte (64A–64H) nicht mit den zweiten Verbindungspunkten zusammenfallen.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 2, bei der die ersten (70A–70G), die zweiten und die dritten (64A–64H) Verbindungspunkte jeweils eine erste, eine zweite und ein dritte Schweißnaht bilden.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 5, bei der die dritten Schweißnähte (64A–64H) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und benachbarte Nähte eine Röhre (66A–66G) mit Öffnungen dazwischen bilden.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 6, bei der die ersten Schweißnähte (70A–70G) zwischen benachbarten dritten Schweißnähten (64A–64H) angeordnet sind derart, dass dann, wenn die Blase (50) unter Druck gesetzt wird, jede dritte Schweißnaht (64A–64H) zwischen der oberen Grenzschicht (54) und der unteren Grenzschicht (56) angeordnet ist.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 7, bei der Teile der dritten Schweißnähte (66A–66H) in Hälften (64A; 64B'–64G', 64H) unterteilt sind, um Teile der Röhren (66A–66G) voneinander zu trennen, wobei jeder getrennte Teil der Röhren ein stehendes streckbares Element (80–88) bildet, das aus einem Teil der oberen inneren Materialbahn (58) und einem Teil der unteren inneren Materialbahn (60) besteht, die über eine der Hälften (64A; 64B'–64G', 64H) der dritten Schweißnähte (64A–64H) verbunden sind, derart, dass eine Vielzahl von stehenden streckbaren Elementen (80–88) zwischen der oberen Grenzschicht (54) und der unteren Grenzschicht (56) der Hülle verläuft.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 8, bei der jede Hälfte (64A, 64B'–64G', 64H) einen Gelenkpunkt für ein entsprechendes stehendes streckbares Element (80–88) bildet, so dass dann, wenn die Blase (50) zusammengedrückt wird, das streckbare Element am Gelenkpunkt zusammengedrückt wird.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Blase in Kombination mit einer Zwischensohle eines Schuhs angeordnet ist.
Dehnbare Blase (50) mit komplexem Umriss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Blase in Kombination mit einem Schuh angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines dehnbaren Blase (50; 120) mit komplexem Umriss für eine Fußbekleidungsgegenstand, die zur Polsterung dient, wenn sie unter Druck gesetzt wird, welches Verfahren das Bilden einer oberen (54; 120) und einer unteren (56,124) Materialbahn einer Grenzschichtfolie, das Anordnen eines streckbaren Elementes (52; 126) mit Öffnungen im ebenen Zustand zwischen der oberen und der unteren Materialbahn, welche Öffnungen so ausgebildet sind, dass eine Fluidbewegung durch das streckbare Element (52; 126) möglich ist, das Verbinden einer Vielzahl von Bereichen des streckbaren Elementes (52; 126) mit der oberen Materialbahn (54; 122) an einer Vielzahl von ersten Stellen (70A–70B; 128), das Verbinden einer Vielzahl von Bereichen des streckbaren Elementes (52; 126) mit der unteren Materialbahn einer Vielzahl von zweiten Stellen im Abstand von den ersten Stellen, das Verschweißen der oberen (54; 122) und der unteren Materialbahn (56; 126) miteinander, um einen dicht geschlossenen Umriss zu bilden, der das streckbare Element (52; 126) umgibt und davon beabstandet ist, um eine dicht geschlossene Blase (50; 120) zu bilden, und das Beaufschlagen der dichten Blase unter Druck mit einem Fluid umfasst, um die obere (54; 122) und die untere (56; 124) Materialbahn im Abstand voneinander anzuordnen und das streckbare Element (52; 126) unter Zugspannung zu setzen, wobei die Form der Blase (50; 120) wenigstens teilweise durch das streckbare Element bestimmt wird und das streckbare Element in seinen ebenen Zustand zusammenlegbar ist, wenn eine Druckbeaufschlagung an der Blase liegt.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50; 120) mit komplexem Umriss nach Anspruch 12, welches den Schritt umfasst Anordnen der ersten (70A–70G; 128) und der zweiten Verbindungsstellen an derartigen Stellen, dass Teile des streckbaren Elementes (52,126) unter einem spitzen Winkel relativ zu der oberen und der unteren Materialbahn ausgerichtet sind, wenn die Blase unter Druck gesetzt ist.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 12, welches die Schritte umfasst: Anordnen der ersten und zweiten Verbindungsstellen an derartigen Stellen, dass Teile des streckbaren Elementes (52) im Wesentlichen senkrecht zu der oberen und der unteren Materialbahn verlaufen, wenn die Blase unter Druck gesetzt ist, und Bilden einer Gelenkeinrichtung (66A–66H) in den senkrechten Teilen des streckbaren Elementes (52), damit die senkrechten Teilen sich falten können, wenn eine zusammendrückende Belastung an der unter Druck stehenden Blase (50) liegt.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 12, welches den Schritt des Einbringens der Blase in eine Sohlenanordnung (154) eines Fußbekleidungsgegenstandes (140) umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 12, welches weiterhin die folgenden Schritte der Bildung des streckbaren Elementes umfasst, nämlich die Anordnung einer oberen inneren Materialbahn (58) einer elastomeren Folie oben auf einer unteren inneren Materialbahn (60) aus einer elastomeren Folie, die Verbindung der oberen inneren Materialbahn mit der unteren inneren Materialbahn durch Schweißen an einer Vielzahl bestimmter Bereiche (66A–66H), die in einer ersten Richtung voneinander beabstandet sind, um Schweißraupen der verbundenen inneren Materialbahnen zu bilden und Röhren (66A–66H) zu begrenzen, die quer über die inneren Materialbahnen in eine zweite Richtung verlaufen, und das Schneiden von Öffnungen in die obere innere Materialbahn (58) und die untere innere Materialbahn (60), um eine Fluidbewegung durch das streckbare Element (52) zu ermöglichen.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 16, welches die Schritte einschließt: Ändern des Abstandes zwischen der oberen und der unteren Grenzschicht (54) und (56) in der zweiten Richtung, die in Richtung der Röhren (66A–66G) verläuft, die zwischen den quer verlaufenden Schweißraupen begrenzt ist, um ein Kissen zu bilden, das sich in seiner Dicke in der zweiten Richtung ändert, indem wenigstens eine der Schweißraupen in wenigstens separate erste und zweite Schweißraupenteile unterteilt wird, die in der zweiten Richtung nebeneinander liegen, Bilden der Schweißnähte der oberen Grenzschicht (54) an der oberen inneren Materialbahn (58) und der unteren Grenzschicht (56) an der unteren inneren Materialbahn (60) neben dem ersten Schweißraupenteil an ersten Stellen und Bilden der Schweißnähte der oberen Grenzschicht (54) an der oberen inneren Materialbahn (58) und der unteren Grenzschicht (56) an der unteren inneren Materialbahn (60) neben dem zweiten Schweißraupenteil an zweiten Stellen, die von den ersten Stellen verschieden ist.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 17, bei dem der Schritt der Änderung des Abstandes zwischen der oberen (54) und der unteren (56) Grenzschicht in der zweiten Richtung weiterhin den Schritt der Aufteilung des ersten und/oder zweiten Schweißraupenteils in seiner Länge umfasst, um getrennte erste und zweite Halbschweißraupenteile zu bilden.
Verfahren zum Herstellen einer dehnbaren Blase (50) mit komplexem Umriss nach Anspruch 17, bei dem der Schritt der Änderung des Abstandes zwischen der oberen und der unteren Grenzschicht (54) und (56) in der zweiten Richtung weiterhin die folgenden Schritte einschließt: Aufteilen sowohl der ersten als auch der zweiten Schweißraupenteile längs ihrer jeweiligen Länge, um getrennte erste und zweite Halbschweißraupenteile in jedem ersten und zweiten Schweißraupenteil zu bilden, Bilden der Schweißnähte der oberen Grenzschicht (54) an der oberen inneren Materialbahn (58) und der unteren Grenzschicht (56) an der unteren inneren Materialbahn (60) mit einem ersten Abstand voneinander neben den ersten und den zweiten Halbschweißraupenteilen des ersten Schweißraupenteils und Bilden der Schweißnähte der oberen Grenzschicht (54) an der oberen inneren Materialbahn (58) und der unteren Grenzschicht (56) an der unteren inneren Materialbahn (60) mit einem zweiten Abstand voneinander neben den ersten und den zweiten Halbschweißraupenteilen des zweiten Schweißraupenteils, welcher erster Abstand vom zweiten Abstand verschieden ist.