CN107415098A - 用于制造鞋底的鞋底模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种鞋底模具和一种多个这样的鞋底模具的布置。根据本发明的一个方面,一种用于由多个颗粒制造鞋底的鞋底模具包括:(a)至少一个第一开口,用于供应所述颗粒,(b)至少两个第二开口,用于供应将所述颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质,其中(c)所述鞋底模具的至少一部分通过叠加制造方法制造。

Description

用于制造鞋底的鞋底模具
技术领域
本发明涉及用于由多个颗粒制造鞋底的鞋底模具。
背景技术
鞋底,特别是中底,通常由聚合物(诸如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA))制造。针对这样的聚合物的标准制造过程包括将鞋底材料注射模塑到常规鞋底模具内。
随着为了提供改进的性能属性(特别是增强的缓冲属性)而对鞋底(特别是用于运动鞋的鞋底)的要求变得更具有挑战性,已经开发了新的鞋底材料。例如,申请人在EP2786670、EP 2767183、EP 2767181、EP 2845504中公开了用于包括多个随机布置的颗粒的鞋底的变形元件。
然而,当模塑由颗粒制成的鞋底时,用于模塑鞋底的常规模具不适于特定要求。例如,使用常规模具的颗粒模塑过程要求大量的能量来加热模具,因为常规模具通常质量大。此外,这样的模具的冷却过程缓慢,因此导致循环时间延长。最后,由颗粒模塑鞋底需要将气体介质或液体介质均匀地供应到颗粒,以实现颗粒的同质互连。常规模具不适于这样的均匀介质供应。
US 2008/0277837公开了具有开孔孔隙率(open porosity)的透气模具和模具部段。在模具壁的外表面中的盲通风孔(blind vent)允许不间断的模塑表面,同时增强由开孔孔隙率提供的透气性。制造这样的透气模具的方法包括由激光熔结材料形成它们。从US2007/0029698、US 2013/0333950、US 2001/0048182、US 5937265和US 5518060已知其他模具。
在DE 102013002519A1、DE102007054723B4、DE102004028462A1、DE 19704700C1、DE 102014107847A1、EP 2684665A2和DE 102009030678A1中公开了另一些现有技术。
因此,本发明的根本问题是提供一种能够至少部分地克服用于由颗粒模塑鞋底的常规鞋底模具的上述缺陷的鞋底模具。
发明内容
上述问题通过根据本发明的鞋底模具至少部分地得以解决。在一个实施方案中,所述鞋底模具包括(a)至少一个第一开口,用于供应颗粒,(b)至少两个第二开口,用于供应将颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质,(c)其中所述鞋底模具的至少一部分通过叠加制造方法制造。
发明人已经发现,这样的鞋底模具为通过颗粒模塑制造的鞋底提供根本上新的方法。通过使用叠加制造方法,鞋底模具的质量可以被显著减小,且不会在模塑过程期间使鞋底模具的稳定性退化。因此,模具的热容量也被显著减少,且因此在加热模具时能量损失也被显著减少。鞋底模具的质量减小还改进了冷却过程,这是因为减少的热容量将加速由模具的开放结构进一步支撑的冷却,所述模具的开放结构可以通过叠加制造提供。当使用本发明的鞋底模具制造多个鞋底时,所有这些都导致循环时间减少。
模具的叠加制造还使得能够在鞋底模具的表面上设置定制结构/优化结构和/或精细结构,例如大量的小的第二开口,其中最高达50%、优选地最高达60%且更优选地最高达70%的表面可以被设置有这样的开口。这样的第二开口的界限清楚的分布可以改进气体介质和/或液体介质(诸如蒸汽)的流入的同质分布。结果,可以实现气体介质和/或液体介质的均匀供应,使得鞋底的颗粒均匀互连,形成高质量的鞋底。
在一个实施方案中,所述至少两个第二开口中的每一个的长度小于将在所述鞋底模具中模塑的颗粒在至少一个尺寸上的平均大小。例如,所述至少两个第二开口被设置有最高达5.0mm、优选地最高达4.0mm、优选地最高达3.0mm且更优选地0.1mm至1mm的最大尺寸。具有这样的尺寸的第二开口在液体和/或气体的有效供应和在模具中不具有大的无支撑的表面区域之间提供合理的折中,在模具中具有大的无支撑的表面区域可能导致最终的鞋底的表面不平坦。此外,已经发现,这样的第二开口还可以通过进一步减小模具的热容量来有利地有助于减少模塑过程的循环时间。最后,第二开口的这样的尺寸避免生产浪费,这是因为基本上没有颗粒可以通过第二开口离开所述鞋底模具。
在一个实施方案中,所述鞋底模具还可以在内表面上包括三维纹理,从而为中底表面提供结构特征。仅举例,这样的特征可以包括波状外形线(contoured line)、锯齿状线(indented line)、图案和本领域技术人员已知的其他这样的设计元素。
在一个实施方案中,所述鞋底模具的至少一部分的厚度等于或小于10mm、优选地等于或小于6mm且更优选地等于或小于3mm。这样的部分可以例如被设置在所述鞋底模具的侧壁中。在一个更具体的实施方案中,该部分可以基本上包括整个模具。在此文中以及在下文中,术语“基本上(essentially)”指的是本发明的技术领域中的典型产品公差。
通过叠加制造可以容易获得第二开口的厚度和尺寸的指示值。已经发现它们在减小模具的热容量和提供足够的稳定性的相矛盾的要求之间提供合理的折中,以使得模具可以在模塑期间持久地抵抗压力和热应力。
在一个实施方案中,鞋底模具包括一个顶部部分、一个底部部分和一个侧壁,其中第二开口被设置在所述侧壁中。在一个更具体的实施方案中,第二开口可以被设置在所述顶部部分、所述底部部分和所述侧壁中。
所述第二开口的这样的布置可以改进结合和/或融合颗粒的气体介质和/或液体介质的供应。这可以使得鞋底具有甚至更同质的属性,这是因为将颗粒结合/融合在一起在整个鞋底内不显著变化。介质通过所述顶部部分、所述底部部分和/或所述侧壁中的第二开口的流入可以被选择性地控制。例如,介质可以通过所述顶部部分和所述底部部分中的第二开口供应,并且可以通过所述侧壁中的第二开口去除,反之亦然。
在一个实施方案中,所述鞋底模具还包括将一个预制外底定位在所述模具中的至少一个凹陷和/或至少一个突起。所述第二开口可以被布置成邻近所述至少一个凹陷和/或至少一个突起。根据这样的实施方案的鞋底模具允许在单个加工步骤中使由颗粒模塑中底与将该中底结合到外底相组合。为此,外底可以被放置在一个或多个凹陷内和/或通过模具的一个或多个突起定位。然后可以通过所述至少第一开口供应颗粒,通过来自所述第二开口的气体介质和/或液体介质将所述颗粒结合和/或融合在一起以形成中底,其中它们同时被连接到预制外底。
在一个实施方案中,所述第二开口以一个基本上规则的样式布置。发明人已经发现,基本上规则的样式可以提供高质量的模塑颗粒,这是因为由气体介质和/或液体介质提供的基本上相同量的能量可以被整个鞋底区域中对应于规则样式的颗粒吸收。
在一个实施方案中,所述鞋底模具还包括一个用于关闭所述至少第一开口的装置。
在一个实施方案中,所述鞋底模具包括一个用于将支撑元件保持在所述模具内部的装置。所述鞋底模具还可以包括至少一个用于将已制造的鞋底从鞋底模具弹出的装置。例如,所述模具的顶部部分和/或底部部分可以包括用于保持支撑元件的装置,该支撑元件因此被放置在颗粒内部,以使得它被至少部分地包含在模塑的鞋底中,并且因此可以提高了最终的鞋底的稳定性。弹出装置可以支持模塑过程的自动化,这是因为在模塑之后已制造的鞋底可以被自动弹出以供进一步加工。
根据另一方面,本发明涉及一种多个根据本发明的鞋底模具的布置。组合若干个模具可以允许在单个生产步骤中自动制造多双鞋底。此外,为模具供应气体介质和/或液体介质的基础设施可以在若干个模具之间共享,从而降低自动制造大量鞋底的总体成本。
附图说明
将参考附图在随后的详细描述中更详细地描述本发明的可能的实施方案:
图1:示出了包括鞋底的鞋的侧视图,该鞋底包括由多个颗粒制造的中底;
图2a:示出了根据本发明的鞋底模具的一个示例性实施方案的顶部部分的俯视图;
图2b:示出了图2a的详细视图;
图2c:示出了根据本发明的鞋底模具的一个实施方案的底部部分的俯视图;以及
图3a-3b:示出了多个根据本发明的鞋底模具的布置的一个示例性实施方案的顶部部分和底部部分。
具体实施方式
下文特别参考鞋底模具来描述本发明的可能的实施方案和变体。然而,本发明的构思可以被相同地或类似地应用于用于模塑颗粒的任何模具。
此外,为了简洁起见,下文仅描述了有限数目的实施方案。然而,本领域技术人员将认识到,可以不同地修改和组合参考这些实施方案所描述的具体特征,并且还可以省略具体实施方案的某些方面。此外,应当注意,在随后的详细描述中所描述的方面可以与在上文的发明内容部分中所描述的方面相结合。
图1呈现了提供改进的性能属性(特别是增强的缓冲属性)的鞋100的侧视图。鞋100包括鞋面120和鞋底140。如可以看到的,鞋底140包括外底145和中底130。中底130由大量颗粒150制造。颗粒150可以由膨胀型材料(诸如膨胀型热塑性聚氨酯)制成。还可以想到,可以使用任何其它适当的材料,例如适用于制造鞋底的任何其它颗粒泡沫,例如ePEBA(膨胀型聚醚嵌段酰胺)或ePA(膨胀型聚酰胺)。此外,膨胀型颗粒150可以随机地或者以某种样式布置在中底130内。
图2a-图2c呈现了鞋底模具200的一个示例性实施方案的某些部分。图2a示出了鞋底模具200的顶部部分240和侧壁230的俯视图;图2b示出了图2a的更详细视图,最后图2c示出了鞋底模具200的对应的底部部分245的俯视图。
如从图2a中可以看到的,鞋底模具200包括用于供应颗粒的至少一个第一开口210。在图2a的实施方案中,两个第一开口210(用虚线圆圈指示)被布置在鞋底模具200的顶部部分240中。还可以想到,设置不止两个第一开口210,以加速将颗粒供应到模具内。此外,还可以以不同的形状设置第一开口210或者简单地通过打开模具的下部部分和上部部分和/或侧壁之间的间隙来设置第一开口210。此外,至少第一开口210还可以被布置在鞋底模具200的其它部分中。
鞋底模具200还包括用于供应气体介质和/或液体介质以将颗粒结合(bond)和/或融合(fuse)在一起的至少两个第二开口220,其中鞋底模具200的至少一部分通过叠加制造(additive manufacturing)方法制造。叠加制造可以形成传统模具生产技术无法获得的或者至少难以生产的或生产成本高昂的非常精细的结构。因此,一个优点是可以显著减小鞋底模具200的质量,且不会在模塑过程期间危及鞋底模具的稳定性。因此,获得较低热容量的鞋底模具200。这进而在加热模具200时减少能量损失,并且还导致冷却过程更快,原因是热容量减小会在过程循环结束时加速鞋底模具200的冷却。
在一个实施方案中,叠加制造方法可以涉及激光熔结(sintering)。然而,替代地或附加地,可以使用其它叠加制造方法(诸如3D印刷、立体平板印刷(SLA)、选择性激光熔化(SLM)或直接金属激光熔结(DMLS)、选择性激光熔结(SLS)、熔融沉积建模(FDM)等)来制造鞋底模具200。
鞋底模具200的叠加制造还能够在鞋底模具的表面上设置精细结构,例如每单位表面大量的小的第二开口220。这样的第二开口220的精确分布可以改进气体介质和/或液体介质(诸如蒸汽)的流入的同质分布。结果,鞋底的颗粒均匀地互连,形成高质量的鞋底。
将颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质可以是蒸汽。有利地,蒸汽不昂贵、相对易于处理并且为某些类型的颗粒的结合和/或融合过程提供所必需的温度。替代地或附加地,还可以想到,通过使用无质量介质(诸如电磁波)来提供必需的能量。
在一个实施方案中,所述至少两个第二开口220还可以在模塑之后供应气体介质和/或液体介质来冷却颗粒。此外,在一个实施方案中,第二开口还可用于去除未结合/融合的颗粒。这可以进一步减少模塑过程的循环时间。
在图2a的实施方案中,第二开口220被设置为规则样式的开口,开口的长度小于颗粒的尺寸,最高到5.0mm,优选地最高到4.0mm,优选地最高到3.0mm,且更优选地0.1mm至1mm。具有这样的尺寸的第二开口220一方面允许蒸汽或任何其它介质几乎到达待被模塑的鞋底的所有颗粒。另一方面,各个颗粒或甚至多个颗粒没有被无支撑地留在模具内,从而避免这些颗粒意外膨胀到较大的第二开口内,而这可能导致鞋底表面不平坦。此外,可以减少生产浪费,因为较少的颗粒通过第二开口220离开鞋底模具。另外,如图2a所示的致密形式的第二开口还可以通过去除模具材料且因此进一步减小模具的热容量来有利地帮助减少模塑过程的循环时间。
鞋底模具200还包括厚度等于或小于10mm、优选地等于或小于6mm且更优选等于或小于3mm的至少一部分。在图2a和图2b的实施方案中,这样的部分可以被设置在鞋底模具200的侧壁230和顶部部分240中。此外,如图2c所呈现的底部部分245也可以被设置有这样的部分。事实上,在一个实施方案中,所述部分可以基本上包括整个模具200。可以容易地实现指示的厚度值,并且可以通过使用叠加制造来容易地处理材料。
在一个实施方案中,该部分可以包括不锈钢合金、不锈热加工钢、沉淀硬化不锈钢、工具钢、铝合金、钛合金、商业纯钛、热加工钢、青铜合金、镍基合金、钴基合金,特别是钴铬钨合金、铜合金、贵金属合金。替代地或附加地,只要材料具有合适属性,诸如耐久性和/或传导性,可以使用任何其它材料或至少两种材料的混合物。
在图2a和图2b的实施方案中,第二开口220被设置在顶部部分240和侧壁230中。替代地,第二开口220还可以仅被设置在侧壁230中。第二开口220的这样的布置可以提供将颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质的选择性供应。此外,可以选择性地控制气体介质和/或液体介质的总流入。例如,可以通过顶部部分240和底部部分245中的第二开口220供应介质,并可以通过侧壁230中的开口220去除介质,反之亦然。这可以使得鞋底具有甚至更同质的属性,这是因为颗粒的结合/融合在整个鞋底中没有显著变化。此外,在这样的实施方案中可以实现最大的能量效率,这是因为通过一组界限清楚的第二开口离开模具的介质可以至少部分地被回收。
在图2a的实施方案中,鞋底模具200还包括用于关闭两个第一开口210的装置250。
鞋底模具200还包括用于将支撑元件(在图中未示出)保持在模具200内部的装置260。在图2a的实施方案中,用于保持支撑元件的装置260在模具200内大致居中地布置在两个第一开口210之间。因此,支撑元件将居中地布置在所制造的鞋底内部。此外,通过使用用于保持的装置,可以不需要任何粘合剂来将支撑元件与鞋底的颗粒结合。替代地或附加地,根据所期望的鞋底性能特性,可以将用于保持的装置260布置在鞋底模具200的脚跟部分和/或前脚部分中。此外,还可以提供多个用于保持的装置260,以为待要制造的鞋底提供不止一个支撑元件,从而在鞋底的某些部分中提供特定的性能特性。
图2b呈现了鞋底模具200的更详细视图。在图2b的实施方案中,鞋底模具200的侧壁230还包括小的第二开口220。侧壁230中的这些精细结构可以小于模具200的顶部部分240中的第二开口220。当从侧面看时,如图1所示,它们的大小和分布将确定鞋底和最终的鞋的外观。这样的非常小的第二开口将极其难以用标准模具制造技术制造。然而,它们是重要的,这是因为它们可以显著改进将鞋底的颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质的流入的同质分布。
在图2b的实施方案中,用于将支撑元件保持在模具内部的装置260还包括至少一个用于将已制造的鞋底从鞋底模具200弹出的装置270。例如,用于弹出的装置270可以是布置在用于保持的装置260的一端处的至少一个销。该销可以在用于保持的装置260内部被定位在第一位置。第二位置可以是至少一个销延伸出用于保持的装置260并且因此将已制造的鞋底推出鞋底模具200的位置。替代地或附加地,可以提供其他装置(诸如压缩空气或者甚至自动夹持器)来将模塑的鞋底移出模具。
图2c呈现了与如图2a和图2b所呈现的顶部部分240对应的底部部分245的俯视图。在图2c的实施方案中,另一些第二开口220被设置在底部部分245的表面上。它们与顶部部分240中的第二开口相比可以具有相同的或不同的形状和尺寸。
在图2c的实施方案中,鞋底模具200还包括至少一个凹陷280和/或至少一个突起290。在这样的实施方案中,多个凹陷280和/或突起290可以以如下的方式布置:基本形成可以在模塑过程之前定位在模具内的预制外底的阴底(negative)。第二开口220可以被布置成邻近凹陷280和/或突起290,以均匀地供应将颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质从而形成中底,其中该中底同时被连接到定位在模具中的预制外底。替换地或附加地,定位预制外底的至少一个凹陷280和/或至少一个突起290可以被设置在鞋底模具200的顶部部分中。因此可以在任何情况下提供用于制造鞋底的进一步优化的和自动化的过程。
外底可以是预制的,例如通过注射模塑、压缩模塑、热成型或本领域技术人员已知的将2D设计转换成3D模塑的任何其它方法。替代地,外底可以至少部分地形成或模塑在图2c的模具的底部部分中。例如,外底材料的未加工的带可以被定位在模具中,该带然后在模塑颗粒期间被加热,且然后仅呈现最终的外底形状,并且同时连接到模塑的颗粒。
在图2c的实施方案中,鞋底模具200还包括与如图2a和图2b中呈现的用于保持在顶部部分240内的装置260对应的用于将支撑元件保持在鞋底模具200内部的另一个装置275。
图3a-图3b呈现了多个根据本发明的鞋底模具300的布置的一个示例性实施方案。图3a呈现了顶部部分340和侧壁330,且图3b呈现了鞋底模具300的底部部分345。每个鞋底模具300可以包括上文在图2a-图2c中的实施方案中解释的特征中的一个或多个。
组合若干个鞋底模具300可以允许在一个单个过程中自动地制造多个鞋底,鞋底包括例如中底和外底。因此,根据本发明的鞋底模具的上述优点可以根据成本和能效鞋底生产的需要被扩展到任意多个。更具体地,为鞋底模具300供应气体介质和/或液体介质的基础设施可以在若干个鞋底模具300之间共享。例如,可以通过通向每个模具的顶部部分340和/或底部部分345和/或侧壁330中的第二开口的一个或多个公共通道供应气体介质和/或液体介质。类似地,在图3a和图3b的布置中若干个模具可以共享加热单元和冷却单元。这可以进一步减少大量鞋底的自动化制造的总体成本。
在下文中,描述了另一些实施方案以促进理解本发明:
1.一种用于由多个颗粒制造鞋底的鞋底模具,包括:
a.至少一个第一开口,用于供应所述颗粒;
b.至少两个第二开口,用于供应将所述颗粒结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质;
c.其中所述鞋底模具的至少一部分通过叠加制造方法制造。
2.根据实施方案1所述的鞋底模具,其中所述至少两个第二开口中的每一个的至少一个尺寸小于将在所述鞋底模具中模塑的颗粒的平均大小。
3.根据实施方案1或2所述的鞋底模具,其中所述第二开口被设置有最高达5.0mm、优选地最高达4.0mm、优选地最高达3.0mm且更优选地0.1mm至1mm的最小尺寸。
4.根据实施方案1-3中任一个所述的鞋底模具,其中鞋底模具的至少一部分包括等于或小于10mm、优选地等于或小于6mm且更优选地等于或小于3mm的厚度。
5.根据实施方案4所述的鞋底模具,其中该部分被设置在所述鞋底模具的侧壁中。
6.根据实施方案4或5所述的鞋底模具,其中该部分基本上包括整个模具。
7.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,其中所述鞋底模具包括一个顶部部分、一个底部部分和一个侧壁,其中第二开口被设置在所述侧壁中。
8.根据实施方案7所述的鞋底模具,其中第二开口还被设置在所述顶部部分、所述底部部分和所述侧壁中。
9.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,还包括定位预制外底的至少一个凹陷和/或至少一个突起。
10.根据实施方案9所述的鞋底模具,其中第二开口被布置成邻近所述至少一个凹陷和/或至少一个突起。
11.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,其中所述第二开口以一个基本上规则的样式布置。
12.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,还包括一个用于关闭所述至少一个第一开口的装置。
13.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,还包括一个用于将一支撑元件保持在所述模具内部的装置。
14.根据前述实施方案中任一个所述的鞋底模具,其中所述模具包括一个用于将已制造的鞋底从所述鞋底模具弹出的装置。
15.一种多个根据前述实施方案中的一个所述的鞋底模具的布置(arrangement)。

Claims (15)

1.一种用于由多个颗粒(150)制造鞋底(130)的鞋底模具(200;300),包括:
a.至少一个第一开口(210),用于供应所述颗粒(150);
b.至少两个第二开口(220),用于供应将所述颗粒(150)结合和/或融合在一起的气体介质和/或液体介质;
c.其中所述鞋底模具(200;300)的至少一部分通过叠加制造方法制造。
2.根据权利要求1所述的鞋底模具(200;300),其中所述至少两个第二开口(220)的长度小于将在所述鞋底模具(200;300)中模塑的颗粒(150)的平均大小。
3.根据权利要求1或2所述的鞋底模具(200;300),其中所述第二开口(220)被设置有最高达5.0mm、优选地最高达4.0mm、优选地最高达3.0mm且更优选地最高达0.1mm至1mm的最大尺寸。
4.根据权利要求1-3中一项所述的鞋底模具(200;300),其中鞋底模具(200;300)的至少一部分的厚度等于或小于10mm、优选地等于或小于6mm且更优选地等于或小于3mm。
5.根据权利要求4所述的鞋底模具(200;300),其中该部分被设置在所述鞋底模具(200;300)的所述侧壁(230;330)中。
6.根据权利要求4或5所述的鞋底模具(200;300),其中该部分基本上包括整个模具(200;300)。
7.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),其中所述鞋底模具包括一个顶部部分(240;340)、一个底部部分(245;345)和一个侧壁(230;330),其中第二开口(220)被设置在所述侧壁(230;330)中。
8.根据权利要求7所述的鞋底模具(200;300),其中第二开口(220)还被设置在所述顶部部分(240;340)、所述底部部分(245;345)和所述侧壁(230;330)中。
9.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),还包括定位一个预制外底(145)的至少一个凹陷(280)和/或至少一个突起(290)。
10.根据权利要求9所述的鞋底模具(200;300),其中第二开口(220)被布置成邻近所述至少一个凹陷(280)和/或至少一个突起(290)。
11.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),其中所述第二开口(220)以一个基本上规则的样式布置。
12.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),还包括一个用于关闭(250)所述至少一个第一开口(210)的装置。
13.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),还包括一个用于将一支撑元件保持在所述模具(200;300)内部的装置(260)。
14.根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300),其中所述模具(200;300)包括一个用于将已制造的鞋底(130)从所述鞋底模具(200;300)弹出的装置(270)。
15.一种多个根据前述权利要求中一项所述的鞋底模具(200;300)的布置。
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