CN114760878A - 用于形成具有插入件的模制部件的系统和方法 - Google Patents

用于形成具有插入件的模制部件的系统和方法 Download PDF

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Abstract

用于形成具有插入件的模制物品的方法包括在模制过程期间使用可锻性插塞材料临时保护插入件的特征。在一个步骤中，该方法包括将包括插塞材料的塞子设置在插入件的容纳部内，其中每个容纳部包括接合特征。将插入件和插塞材料放置到模具中，并将液体模制材料施加到插入件的外表面。将液体模制材料固化，从而形成包括嵌入固化模制材料中的插入件的模制物品。从模具移除模制物品，并且从嵌入模制物品中的插入件的容纳部移除插塞材料，以暴露接合特征。

Description

用于形成具有插入件的模制部件的系统和方法
相关申请的交叉引用
本PCT国际申请要求于2020年12月4日提交的美国非临时专利申请第17/111,945号的优先权，该美国非临时专利申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2019年12月5日提交的美国临时专利申请第62/943,975号的优先权，这些专利申请的内容通过引用以其整体并入。
领域
本公开总体上涉及用于形成具有插入件的模制部件的方法和系统。
背景
本部分提供了有关于本公开的背景信息，其不一定是现有技术。
鞋类物品常规上包括鞋面和鞋底结构。鞋面可以由任何合适的材料形成，以将足部接纳、固定和支撑在鞋底结构上。鞋底结构通常包括在地面表面和鞋面之间延伸的分层布置(layered arrangement)。鞋类物品的一个或更多个部件并且特别是鞋底结构可以使用各种模制系统和过程(诸如注射模制和压缩模制系统)来形成。
在一些情况下，模制部件可以包括模制材料，该模制材料最初以流体状态被提供给模制系统，并且然后固化以形成模制部件。这里，可能希望向模制部件提供一个或更多个预成形的插入件，该插入件会结合到模制部件。例如，构造成用于附接周边部件(诸如鞋钉(cleat)或立柱(stud))的插入件可以嵌入模制部件的模制材料内。
附图
本文描述的附图仅仅是为了选定构型的说明的目的，并且不意图限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理形成的包括鞋底结构的鞋类物品的仰视透视图；
图2是在形成图1的鞋底结构中使用的插入件和附着摩擦力元件(tractionelement)的示例的分解透视图；
图3是根据本公开的原理的系统和方法的局部环境视图，示出了将插塞材料(plugging material)形成到多个坯件(blank)中；
图4是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了对图3的坯件的修剪；
图5是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了将图4的坯件中的一个形成为塞子；
图6A是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了将图5的塞子中的一个插入到插入件中；
图6B是图6A的插入件和塞子的横截面视图；
图7是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了图6A的插入件和塞子在模具内的放置；
图8是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了从插入件和塞子上移除飞边(flashing)；
图9是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了插入件和塞子到基底的附接；
图10是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了包括图9的基底、插入件和塞子的鞋底板的形成；
图11A-图11C是根据本公开的原理的模具的横截面视图，示出了用于形成图10的鞋底板的步骤；以及
图12是本公开的系统和方法的局部环境视图，示出了从鞋底板移除插塞材料。
在整个附图中，对应的参考数字指示对应的部分。
详细描述
本公开涉及制造模制物品的方法、用于在方法中使用的系统、使用方法和/或系统制成的模制物品、以及结合有模制物品的鞋类物品。在一些示例中，模制物品形成有插入件，以向模制物品的关键元件提供更耐用或更精确的特征。例如，在使用复合材料形成模制物品的情况下，可以在模制物品内提供金属或聚合物插入件，以为周边物品(诸如可拆卸的附着摩擦力元件)提供刚性且耐用的附接点。本公开的方法和系统旨在提供一种用于在单个模制过程期间模制包括插入件的模制物品的有效方式，由此，在模制过程期间，通过设置在插入件的关键特征中的可移除的插塞材料来保护插入件的关键特征(例如，螺纹)。具体地说，在模制过程期间，通过可移除的插塞材料的存在临时保护插入件的关键特征，由此一旦模制过程完成，插塞材料就可以从插入件中抽出，以暴露模制物品内的插入件的关键特征。本文所描述的系统和方法的使用已被发现通过显著减少在模制过程期间进入插入件的关键特征的不需要的模制材料的水平来改进模制物品的质量。这些系统和方法的使用还提高了模制物品的生产速度，因为在模制之后可移除的插塞材料可以从插入件中迅速抽出，并且模制物品的改进的质量导致从模制物品的关键特征清理不需要的模制材料所需的时间很少。
在一个方面中，本公开涉及一种用于形成模制物品的方法，其中模制物品包括具有接合特征的插入件。在模制物品的模制期间，包括插塞材料的塞子被临时设置在容纳部(receptacle)中，从而通过防止形成模制物品的材料接触接合特征而在模制过程期间保护接合特征。在一个示例中，模制物品是用于鞋类物品的鞋底结构，诸如鞋底板。方法包括以下步骤：将包括插塞材料的塞子设置在插入件的容纳部内，其中容纳部包括接合特征；将包括插塞材料的插入件放置到模具中；当在模具中时，使插入件的外表面与液体材料接触；将模具中的液体材料固化为固体材料，形成包括部分嵌入固体材料中的插入件的模制物品，其中插入件的表面保持暴露于模制物品中；从模具移除模制物品，并且从部分嵌入的插入件的暴露表面的容纳部中移除插塞材料，暴露所述接合特征。可选地，该方法还可以包括将插塞材料设置在插入件中的步骤。设置插塞材料可以包括在将插入件放置到模具中之前，将插塞材料的预成型的(例如预模制的)塞子插入到插入件的容纳部中。可选地，通过使插塞材料和插入件经受插塞模制操作(plug molding operation)，可以将插塞材料设置到插入件的容纳部中。在插塞模制操作中，插塞材料在与接合特征接触时被模制，以覆盖、填充或以其他方式保护插入件的接合特征。在某些情况下，该插塞模制操作可以包括在插塞材料被设置在插入件的容纳部内之前或在插塞材料被设置在插入件的容纳部内的同时软化或熔化插塞材料，或者在插塞材料被设置在插入件的容纳部内的同时固化插塞材料，或两者兼有。例如，设置插塞材料的步骤可以包括固化或部分固化插塞材料，从而增加其硬度。在一些示例中，容纳部是穿过插入件形成的孔，并且接合特征是阴螺旋螺纹(femalehelical thread)。这里，可锻性插塞材料的塞子可以形成为具有比阴螺旋螺纹的小直径大的直径，使得塞子被压入螺纹中以密封容纳部。可选地，在模制过程期间，诸如纺织品的基底可以被包括在模具中，并且可以被液体材料接触。当存在基底时，基底可以附接到插入件。
本公开的另一方面提供了一种用于形成包括插入件的模制物品的系统。该系统包括具有板模具腔的板模具。胎体设置在板模具的板模具腔内，并且包括柔性基底、附接到柔性基底并包括容纳部的插入件、以及设置在插入件的容纳部内的插塞材料。这里，插塞材料具有小于100肖氏(Shore)00的硬度，并且更具体地说，具有范围从10肖氏A到60肖氏A的硬度。在一些示例中，容纳部包括穿过插入件的至少一个端部形成并且包括接合特征的孔。这里，接合特征可以包括阴螺旋螺纹。在一些示例中，插塞材料形成为设置在孔内的塞子，与插入件的至少一个端部齐平。这里，塞子可以包括构造成与板模具的夹具过盈配合的对准特征。
现在将参考附图更充分地描述示例构型。提供了示例构型，使得本公开将是彻底的，并将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。阐述了特定的细节，诸如特定的部件、设备和方法的示例，以提供对本公开的构型的透彻理解。对于本领域普通技术人员来说将明显的是，不需要采用特定的细节，示例构型可以以许多不同的形式实施，并且特定的细节和示例构型不应该被解释为限制本公开的范围。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定的示例性构型的目的，并且不意图是限制性的。如本文使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数冠词“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也可以意图包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”是包含性的，并且因此指定特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。除非被特别标识为执行的顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所论述或所示出的特定顺序执行。可以采用另外的或可替代的步骤。
当一个元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“接合到”、“连接到”、“附接到”或“联接到”另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上、接合、连接、附接或联接到另一个元件或层，或者可以存在介于中间的元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”、“直接附接到”或“直接联接到”另一个元件或层时，可能不存在介于中间的元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应该以类似的方式解释(例如，“在......之间”对“直接在......之间”、“邻近”对“直接邻近”等)。如本文使用的，术语“和/或”包括相关的所列举项目中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述多种元件、部件、区域、层和/或区段。这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段。术语诸如“第一”、“第二”和其他数字术语不暗示序列或顺序，除非上下文清楚地指示。因此，下文论述的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一区段可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二区段，而不偏离示例构型的教导。
参照图1-图11，提供了用于形成具有鞋底结构14的鞋类物品10的方法和系统，鞋底结构14包括螺纹插入件或衬套18。通常，该方法包括将可模制的插塞材料102压入插入件18的螺纹容纳部22中，以有效地塞住容纳部22。然后在单独的模制步骤中将插入件18模制到鞋底结构14中，其中设置在容纳部22内的插塞材料102防止鞋底结构14的模制材料(例如，液体)流入到容纳部22中。在模制鞋底结构14之后，可以从插入件18中的每一个移除插塞材料102，以暴露容纳部22的内部。通过提供下面描述的系统和方法，使用常规的模制过程可以更容易地形成具有带有关键特征(例如，螺纹或配合表面)的插入件的模制部件，因为在模制过程期间提供的液体模制材料被阻止渗透到插入件18的关键特征中。
参考图1，鞋类物品10包括鞋面12和鞋底结构14。鞋面12可以是包括界定内部空腔的内部表面的常规鞋面12，内部空腔被构造成接纳并固定足部以用于支撑在鞋底结构14上。鞋面12可以由缝合或粘合性地结合在一起以形成内部空腔的一种或更多种材料形成。鞋面12的合适材料可以包括但不限于包括网眼或合成革的纺织品、泡沫和天然皮革。这些材料可以选择和定位成赋予耐用性、透气性、耐磨损性、柔性和舒适性的性质。
鞋底结构14附接到鞋面12的底部，并且界定鞋类物品10的地面接合表面。在所图示的示例中，鞋底结构14包括具有多个插入件18的鞋底板16。如下面更详细地描述的，可以使用各种模制方法(诸如压缩模制或注射模制)将插入件18嵌入或模制到鞋底板16中。如所示出的，鞋底板16和插入件18协作以界定鞋类物品10的地面接合表面。鞋底结构14还可以包括附接到鞋底板16的一个或更多个附着摩擦力元件20。一个或更多个附着摩擦力元件20可以永久地附接到鞋底板16，或者可以可移除地附接到鞋底板16。在所图示的示例中，附着摩擦力元件20形成为可以选择性地附接到鞋底板16和从鞋底板16分离的可移除的附着摩擦力元件20。特别地，附着摩擦力元件20可以是立柱20，该立柱被构造成与鞋底结构14的插入件18相接，如下面更详细地描述的。
参照图2，更详细地示出了鞋底结构14的插入件18和附着摩擦力元件20的示例。如所示，插入件18包括容纳部22，容纳部22具有穿过插入件18的至少一个端部延伸的孔。在所图示的示例中，容纳部22的孔完全延伸穿过插入件18的长度。这里，容纳部22被构造成与对应的部件相接，以将部件固定到插入件18。例如，在当前示例中，容纳部22构造成与附着摩擦力元件20相接。
如所示，插入件18的第一部分包括形成容纳部22的衬套24，以及从衬套24的周边横向向外突出的凸缘26。衬套24沿着插入件18的纵向轴线A18从第一端部28延伸到第二端部30。从第一端部28到第二端部30的距离界定衬套24的长度L24，并且在本示例中为插入件18的长度。衬套24还包括在第一端部28和第二端部30之间延伸并界定衬套24的外周边的周边侧表面32。在所图示的示例中，衬套24形成为圆柱形，使得衬套24的周边侧表面32具有圆形(即，恒定半径)的横截面，该横截面具有第一宽度W24。在其他示例中，衬套24可以具有多边形或不规则的横截面。
如图2中图示的，容纳部22形成为包括穿过衬套24的长度L24从第一端部28延伸到第二端部30的孔。可选地，容纳部22的孔可以仅形成在第一端部28或第二端部30中的一个中，并且部分地延伸穿过衬套24的长度L24使得容纳部22是盲孔。如上面所提供的，容纳部22被构造成与附着摩擦力元件20相接，以将附着摩擦力元件20固定到鞋底结构14。例如，容纳部22可以包括第一接合特征25a，该第一接合特征25a被构造为与形成在附着摩擦力元件20上的第二接合特征25b相接。在所图示的示例中，容纳部22包括呈阴螺旋螺纹的形式的第一接合特征25a，而附着摩擦力元件20包括形成在附着摩擦力元件20的轴44上的对应的阳螺旋螺纹(male helical thread)25b。在其他示例中，第一接合特征25a可以包括被构造成与附着摩擦力元件20的对应特征相接的止动件或键槽。如所示，容纳部22的阴螺旋螺纹25a的小直径界定容纳部22的内径或宽度W22。
如上面所提供的，凸缘26横向向外地(即，垂直于纵向轴线A18)从衬套24的周边侧表面32突出，以提供插入件18的具有明显宽度W26的部分。如所示，凸缘26包括顶部表面34和底部表面36，底部表面36形成在凸缘26的与顶部表面34相反的一侧上。顶部表面34和底部表面36之间的距离界定凸缘26的厚度或长度L26，该厚度或长度小于衬套24的长度L24。在所图示的示例中，顶部表面34和底部表面36中的每一个沿着纵向轴线A18的方向与衬套24的端部28、30偏移或间隔开相应的距离。在一些情况下，如所示，表面34、36中的每一个可以从衬套24的相应端部28、30相等地偏移。然而，在其他示例中，表面34、36可以偏移不同的距离，或者表面34、36中的一个可以与衬套24的相应端部28、30齐平。凸缘26的周边侧表面38从顶部表面34延伸到底部表面36，并且界定凸缘26的外周边轮廓。在所图示的示例中，凸缘26形成为圆柱形凸缘，使得凸缘26的周边侧表面38具有界定宽度W26的圆形(即，恒定半径)的横截面。
在一些示例中，凸缘26包括一个或更多个附接特征40、42，该附接特征40、42被构造成用于相对于鞋底板16的部件固定插入件18。例如，所图示的凸缘26包括围绕周边侧表面38的圆周径向间隔开的一系列凹部40和穿过凸缘26的厚度从顶部表面34延伸到底部表面36的一系列孔42。如下面更详细地描述的，当鞋底结构14形成时，鞋底板16的材料可以与附接特征40、42相接，以防止插入件18和鞋底板16的部件之间的相对移动。例如，凹部40被构造成在模制鞋底结构14时与鞋底板16的树脂或模制材料接合，以固定插入件18相对于鞋底板16的位置。孔42被构造成用于在模制鞋底板16之前接收用于将插入件18附接到基底(诸如纺织品)的缝合部。在其他示例中，附接特征可以实现为从表面34、36、38中的任何一个延伸的突起。
仍然参考图2，附着摩擦力元件20通常包括具有第二接合特征25b的轴44，以及附接到轴44的立柱或鞋钉45。如上面所提供的，包括第二接合特征25b的轴44被构造成与包括第一接合特征25a的容纳部22相接，以选择性地将附着摩擦力元件20固定到鞋底结构14。因此，重要的是，容纳部22的第一接合特征25a没有可能阻碍第一接合特征25a和第二接合特征25b之间的完全接合的碎片。
现在转向图3-图11，图示了用于形成上述鞋底结构14的方法和系统100。通常，系统100和方法提供用于在鞋底结构14的模制期间用材料102临时塞住插入件18的容纳部22以防止在形成鞋底板16中使用的材料污染容纳部22的接合特征25a的方式。在形成鞋底结构14之后，材料102可以从容纳部22移除以暴露第一接合特征25a。
参照图3，系统100设置有插塞材料102，该插塞材料可操作以被成形和模制，从而临时塞住插入件18的容纳部22。插塞材料102可以包括具有相对低硬度的弹性体。例如，可以使用具有小于100肖氏00的硬度的材料，并且更具体地说，可以使用具有范围从10肖氏A到60肖氏A的硬度的材料。插塞材料102可以包括热固性材料、可热固性材料(即，最初为热塑性但固化后变为热固性的材料)，或者固化时具有所需硬度的热塑性材料。在一个示例中，插塞材料102是可以在热施加下固化的可热固性材料。插塞材料102可以包括天然橡胶或合成橡胶(例如，树胶或绿色橡胶)，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶或其组合。
仍然参考图3，插塞材料102的片材102a以可锻性状态提供给系统100，并且具有大体上恒定的厚度T102a。如所示，系统100还包括模子104，该模子被构造成用于将片材102a形成为具有插塞材料102的多个坯件102c的预成形件102b。这里，模子104包括对应于插塞材料坯件102c的所需形状的多个模腔106。例如，所图示的示例的模腔106具有用于形成矩形坯件102c的矩形轮廓。在一个步骤中，模子104至少部分地压制穿过片材102a的厚度T102a(如由箭头D1所示)，使得模腔106的轮廓被赋予片材102a，以形成具有多个坯件102c的预成形件102b。
在所图示的示例中，模子104仅部分地压制穿过片材102a的厚度T102a，使得在坯件102c中的相邻坯件之间形成腹板区域108。腹板区域108具有的厚度小于坯件102c和片材102a的初始厚度T102a，以向预成形件102b提供一系列撕裂缝，沿着该撕裂缝，可以从预成形件102b移除坯件102c中的各个坯件。可选地，腹板区域108可以被穿孔以帮助撕裂或移除坯件102c。
现在参考图4，坯件102c可以被修剪，使得第一材料102被适当设定尺寸以便插入容纳部22内。特别地，每个坯件102c的体积可以被修剪成大于容纳部22的体积，使得当插塞材料102插入容纳部22内时，容纳部22将被插塞材料102填充以覆盖接合特征25a，如下面更详细地描述的。在所图示的示例中，通过使用切割工具(例如，剪刀)修剪预成形件102b的坯件102c来设定坯件102c的尺寸。然而，在其他示例中，坯件102c最初可以由模子104以期望的体积形成，由此坯件102c中的各个坯件可以从预成形件102b移除而无需额外的修剪。
在图5中，插塞材料102的坯件102c形成为塞子102d，塞子102d被构造成插入到插入件18的容纳部22中。通常，塞子102d中的每一个被设定尺寸以填充容纳部22，使得第一接合特征25a中的每一个被插塞材料102遮蔽或覆盖。如所示，每个塞子102d可以形成为具有长度L102d和直径或宽度W102d的大体上圆柱形的主体。这里，塞子102d的长度L102d和宽度W102d两者分别大于容纳部22的长度L24和宽度W22。特别是，由塞子102d的外径形成的塞子102d的宽度W102d大于形成第一接合特征25a的阴螺旋螺纹的小直径，使得当塞子102d设置在容纳部22内时，插塞材料102将至少部分地延伸到阴螺旋螺纹中。例如，塞子102d的宽度W102d(即外径)可以比容纳部22的宽度W22(即，小直径)大10％到25％(例如，5mm直径的塞子插入4.5mm直径的容纳部中)。
可选地，塞子102d可以形成有第一引导孔110，该第一引导孔110被构造成在模制步骤期间对准插入件18，如下面更详细地描述的。在所图示的示例中，第一引导孔110是沿塞子102d的长度L102d延伸的孔110。这里，孔110是由于坯件102c被卷成塞子102d的形状而界定的，由此坯件102c的内表面形成孔110。然而，孔110可以通过单独的操作形成，诸如通过使用冲头刺穿塞子102d形成。如下所述，孔110的横截面的尺寸(例如，直径)被选择成在塞子102d和插入件模具112的对应特征之间提供轻微的过盈配合。
尽管前面的步骤提供了一种用于由插塞材料102的片材102a形成塞子102d的方法，但在其他示例中，塞子102d可以由其他类型的材料原料形成。例如，插塞材料102可以作为已经具有塞子102d的所需直径W102d的棒料提供，由此可以从棒料切割出塞子102d中的所需长度L102d的各个塞子。因此，在塞子102d的图示示例示出了由坯件102c中的一个形成塞子102d而产生的接缝和孔110，在其他示例中，塞子102d可以是形状对应于容纳部22的实心主体。在这样的示例中，孔110可以沿着棒料的长度设置，或者在被切割成所需长度L102d之后随后形成在塞子102d中。
现在参考图6A和图6B，塞子102d被图示为插入到插入件18的容纳部22中。在所图示的示例中，插塞材料102以可锻性状态提供，并且可以通过螺纹25a被压入并进入容纳部22中。这里，当插塞材料102在螺纹25a上经过时，塞子102d的较大直径W102d将使插塞材料102符合于阴螺纹25a的轮廓，从而部分地填充螺纹25a，如图6B中最佳示出的。如上面所提供的，塞子102d的长度L102d和宽度W102d大于容纳部22的长度L24和宽度W22，使得塞子102d的一部分从衬套24的每个端部28、30突出。
参照图7，系统100还包括插入件模具112，该插入件模具112被构造成用于在容纳部22内形成和固化插塞材料102。例如，在塞子102d插入该插入件18的容纳部22中的情况下，插入件18定位在插入件模具112内。如所示，插入件模具112包括模具腔114，模具腔114具有用于接纳插入件18和塞子102d的一个或更多个座(socket)116。每个座116包括凹部118，以用于接收和对准模具腔114内的插入件18的位置。凹部118具有与衬套24的周边侧表面32的轮廓相对应的横截面形状，由此衬套24可以至少部分地插入凹部118内，以将插入件18和塞子102d定位在模具腔114中。
每个座116可以包括销120，该销从凹部118延伸并构造成至少部分穿过塞子102d插入，以形成至少部分穿过塞子102d的长度L102d的引导孔(图8)。在所图示的示例中，销120具有的宽度W120大于孔110的宽度W110(图6B)，使得当插入件18和塞子102d放置在座116处时，销120压入配合在孔110内以固定插入件18和塞子102d的位置。然而，在提供没有孔110的塞子102d的其他示例中，销120可以被构造成刺穿塞子102d。
在插入件18和塞子102d定位在模具腔114中的情况下，插入件模具112闭合，并且插入件18和塞子102d经受热和压力以在容纳部22内模制塞子102d。可选地，该模制过程可以完全或部分地固化插塞材料102。在一个示例中，当插塞材料102是硅树脂材料时，插入件18和塞子102d可以在大约170摄氏度的温度下压制持续大约五分钟，以便模制和至少部分地固化硅树脂材料，从而增加其硬度。在压制操作期间，插塞材料102被压入容纳部22的阴螺纹25a中，以完全密封螺纹。此外，销120的尺寸和形状将被赋予固化的塞子102d，使得当从插入件模具112移除插入件18时，塞子102d将保持至少部分地穿过塞子形成并且具有与销120的宽度W120类似的宽度W122的对准特征122的形状，如图8所示。
现在参考图8，在模制过程期间，多余的插塞材料102可以在插入件18的衬套24周围形成飞边102e。因此，图8图示了另一步骤，在该步骤中，飞边102e与模制塞子102d分离，仅留下模制塞子102d和插入件18。如所示，一旦移除飞边102e，模制塞子102d就与衬套24的第一端部28和第二端部30中的每一个齐平，使得容纳部22的所有螺纹25a被插塞材料102覆盖。可选地，当插塞材料102是可热固性材料并且在前面的步骤中尚未固化时，一旦容纳部22的所有螺纹25a都被插塞材料102覆盖，插塞材料102就可以固化。
在图9中，插入件18中的一个或更多个附接到基底46以用于形成鞋底板16。总的来说，基底46、附接的插入件18和塞子102d可以被称为鞋底板16的胎体47，其在提供模制材料54(例如，树脂)之前包括鞋底板16的物理部件。基底46可以是被构造成用于在形成复合材料中使用的织物或纤维材料。例如，基底46可以是单向带或多轴向织物，其具有用树脂浸渍的一系列纤维48。基底46可以包括碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、玻璃纤维和形成单向片材或多轴向织物的其他聚合物纤维中的至少一种。纤维48(诸如碳纤维、芳纶纤维和硼纤维)可以提供高的杨氏模量，而玻璃纤维(例如纤维玻璃)和其他聚合物纤维(例如合成纤维，诸如除芳纶以外的聚酰胺、聚酯和聚烯烃)提供中等模量。附加地或可替代地，基底46可以包括单向带。此外，基底可以包括多个片材，其中片材中的一个或更多个包括由相同材料形成的纤维，或者可替代地，片材中的一个或更多个包括由与其他片材的纤维48不同的材料形成的纤维48。
如所示，基底46包括一个或更多个开口50，以用于接纳插入件18中的相应一个插入件的一部分。开口50可以通过冲压或切割过程而形成在基底46中。在一些示例中，开口50可以被设定尺寸以用于穿过开口接纳衬套24的一个端部28、30，使得插入件18的凸缘26的表面34、36面向并邻接基底46的包围开口50的面。因此，每个开口50的宽度可以大于衬套24的宽度W24，但小于凸缘26的宽度W26。如图9所示，插入件18可以通过缝合部52附接到基底。例如，插入件18可以通过穿过凸缘26中形成的孔42缝合而被附接。
现在参考图10-图11C，系统100可以包括用于形成鞋底板16的板模具124。如图11A所示，板模具124包括由上模具表面128和下模具表面130界定的模具腔126。模具腔126被构造成在其中接纳和封闭胎体47。模具表面128、130中的一个或两个可以包括轮廓或特征，该轮廓或特征被构造成接纳基底46和插入件18，并将所需的轮廓赋予模制的鞋底板16。
如所示，板模具124可以包括定位在模具腔126内的一个或更多个夹具132，该夹具132构造成以期望的布置定位插入件18中的每一个。在所图示的示例中，夹具132被体现为从下模具表面130延伸的销132。这里，销132被设置为具有由外周边侧壁界定的直径或宽度W132的圆柱形主体。如图11B所示，每个销132的横截面的宽度W132被选择为大于形成在塞子102d中的对准特征122的横截面的宽度W122，使得当插入件18和塞子102d被压到销132上时，销132将提供与对准特征122的过盈配合。例如，销132的宽度W132(即外径)可以比对准特征122的宽度W122(即直径)大10％到50％(例如，2mm直径的销插入1.5mm直径的对准特征中)。通过在销132和塞子102d之间提供过盈配合，在模制过程期间保持了模具腔126内的插入件18的位置，从而在成品鞋底板16内提供了插入件18的一致定位。
如图11B中最佳示出的，当基底46和插入件18定位在板模具124内并与夹具132接合时，插入件18中的一个或更多个插入件的端部28、30中的至少一个端部可以被保护，以防止模制材料54覆盖端部28、30。例如，在所图示的示例中，插入件18中的每一个的第二端部30抵靠下模具表面130安置，以形成围绕插入件18的第二端部30的密封。因此，当模制材料54被提供到模具腔126时，插入件18的第二端部30将被下模具表面130遮蔽，使得当模制的鞋底结构14从模具124移除时(图12)，插入件18的第二端部30将通过鞋底结构14的底部表面暴露。在其它示例中，每个插入件18的第一端部28可以附加地或可替代地在模制过程期间被上模具表面128遮蔽。
参照图11C，在基底46和插入件18定位并固定在模具腔126内的情况下，将模具124移动到闭合位置以密封模具腔126，并且向模具腔126提供模制材料54。在一些示例中，模制材料54是可以通过施加热和/或压力而固化的液体模制材料54。模制材料54可以包括熔融的热塑性材料和/或液体材料、可固化的热固性材料。例如，模制材料54可以包括环氧树脂、聚氨酯、可聚合组合物、预聚合物或其组合中的至少一种。
当模制材料54被注射到模具腔126中时，模制材料54的高压使模制材料54填充模具腔126并浸渍基底46的纤维48。然而，通过向插入件18提供与容纳部22的接合特征25a密封接触的塞子102d，防止了模制材料54流入到容纳部22中。此外，板模具124的销132和对准特征122之间的密封界面防止模制材料54流入到对准特征122中。然后，模制材料54在预定温度和压力下在模具腔126中固化，以形成包括鞋底板16和插入件18的鞋底结构14。
现在转向图12，一旦鞋底板16的模制材料54固化，就从模具腔126移除鞋底结构14以进行一系列精加工步骤。如所示，在从模具腔126移除鞋底结构14之后，塞子102d保持在容纳部22内，并因此必须移除塞子。在所图示的示例中，系统100可以设置有冲头134，冲头134被设定尺寸以用于从容纳部22移除塞子102d。特别地，冲头134可以包括具有宽度W136的柱塞136，该宽度W136小于容纳部22的宽度并且大于对准特征122的宽度W122。因此，柱塞136被构造成压靠在塞子102d的端部上并穿过容纳部22，以从容纳部22移除塞子102d。可选地，冲头134可以包括构造成接合塞子102d的对准特征122的突起138。例如，突起138可以具有宽度W138，可操作以插入到对准特征122中，以保持塞子102d和冲头134之间的相对位置。在一些示例中，冲头134可以与机械压力机结合提供。然而，冲头134也可以手动操作。
随着塞子102d从容纳部22移除，容纳部22的第一接合特征25a(即，螺纹)可以被清洁，以确保所有的插塞材料102从容纳部22移除。如所示，在第一接合特征25a形成为螺旋螺纹的情况下，攻丝步骤可以包括使具有对应阳螺旋螺纹的丝锥140行进穿过容纳部22，以移除插塞材料102的任何剩余碎片。在其他示例中，在第一接合特征25a被提供为键槽或其他附接几何形状的情况下，不同的工具可以用于清洁第一接合特征25a。例如，可以使用诸如压缩空气或真空的流体来清洁第一接合特征25a。一旦鞋底结构14完成，就可以使用常规方法将鞋底结构附接到鞋类物品10的鞋面12。
上面提供的系统100和方法提供了用于形成包括嵌入其中的螺纹插入件的模制部件的有效方式。具体地说，系统100和方法允许在模制过程之前将插入件附接到模制部件的基底材料，并且然后将插入件精确地放置在模具内的预定位置。除了在模制过程期间为插入件提供固定之外，前述系统100和方法通过防止在模制过程期间对插入件的关键特征的污染来改进模制部件的质量。具体地说，模制塞子102d被构造成覆盖和/或密封关键特征(例如，螺纹)，使得能够容易地保护关键特征。尽管本公开是关于形成用于鞋类物品的鞋底结构而提供的，但将理解，本文讨论的方法可应用于形成其他类型的模制部件，包括具有在部件的使用期间必须无阻碍的关键特征的任何插入件。
以下条款提供了用于如上所述的方法、系统、鞋底结构和鞋类物品的示例性构型。
条款1.一种形成模制物品的方法，所述方法包括以下步骤：将包括第一材料的塞子设置在插入件的容纳部内，所述容纳部包括接合特征；将包括所述第一材料的所述插入件放置到模具中；将液体第二材料施加到所述插入件的外表面；将所述液体第二材料固化为固体，从而形成包括嵌入固体第二材料中的所述插入件的所述模制物品，其中所述插入件的表面暴露于所述模制物品中；从所述模具移除所述模制物品；以及从嵌入所述模制物品中的所述插入件的所述容纳部移除所述第一材料以暴露所述接合特征。
条款2.根据条款1所述的方法，还包括在所述塞子中形成对准特征，所述对准特征被构造成接合所述模具的对应夹具。
条款3.根据条款2所述的方法，其中形成所述对准特征包括将所述对准特征形成为具有与所述夹具的过盈配合。
条款4.根据前述条款中任一项所述的方法，还包括在所述容纳部内模制包括所述第一材料的所述塞子以覆盖所述接合特征。
条款5.根据条款4所述的方法，其中模制所述塞子包括在热和压力的作用下将所述塞子压入所述容纳部中。
条款6.根据前述条款中任一项所述的方法，还包括将所述插入件附接到柔性基底以形成胎体。
条款7.根据条款6所述的方法，其中所述柔性基底包括选自碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、聚合物纤维、玻璃纤维或其任何组合的多个纤维。
条款8.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第一材料是弹性体。
条款9.根据前述条款中任一项所述的方法，其中施加所述液体第二材料包括注射模制过程。
条款10.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述插入件包括衬套和从所述衬套横向向外延伸的凸缘。
条款11.根据条款10所述的方法，其中所述容纳部包括至少部分地穿过所述衬套形成的孔。
条款12.根据前述条款中任一项所述的方法，还包括在将所述第一材料放置到所述插入件中之前将所述第一材料形成到所述塞子中。
条款13.根据条款12所述的方法，其中所述塞子具有大于所述容纳部的第二宽度的第一宽度。
条款14.根据前述条款中任一项所述的方法，其中从所述容纳部移除所述第一材料包括从所述容纳部拉出所述第一材料。
条款15.根据前述条款中任一项所述的方法，其中从所述容纳部移除所述第一材料包括将真空施加到所述容纳部。
条款16.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述模制物品是鞋类物品的部件。
条款17.根据条款16所述的方法，其中所述鞋类物品的所述部件是鞋底结构。
条款18.根据条款17所述的方法，其中所述鞋底结构包括被构造成与地面接合的鞋底板。
条款19.一种模制物品，所述模制物品由根据前述方法条款中任一项所述的方法制成。
条款20.一种鞋类物品，所述鞋类物品包括条款19所述的模制物品。
条款21.一种用于形成鞋类物品的鞋底结构的系统，所述系统包括：板模具，所述板模具包括板模具腔；插入件，所述插入件设置在所述板模具腔内并且包括容纳部；塞子，所述塞子包括设置在所述插入件的所述容纳部内的第一材料，所述第一材料具有小于100肖氏00的硬度；以及第二材料，所述第二材料设置在所述板模具腔内并且接触所述插入件的外表面。
条款22.根据条款21所述的系统，其中所述容纳部包括穿过所述插入件的至少一个端部形成并且包括接合特征的孔。
条款23.根据条款22所述的系统，其中所述第一材料覆盖所述接合特征并且与所述插入件的所述至少一个端部齐平。
条款24.根据条款23所述的系统，其中所述第一材料是弹性体。
条款25.根据前述条款中任一项所述的系统，其中所述插入件通过缝合附接到基底。
条款26.根据条款25所述的系统，其中所述第二材料设置在所述板模具腔内并且浸渍所述基底。
条款27.根据条款26所述的系统，其中所述塞子的第一直径大于所述容纳部的第二直径。
条款28.根据条款27所述的系统，其中所述塞子包括对准特征。
条款29.根据条款28所述的系统，其中所述板模具腔包括被构造成与所述对准特征过盈配合的夹具。
条款30.根据前述条款中任一项所述的系统，其中所述第一材料延伸穿过所述插入件的整个长度。
条款31.一种模制物品，所述模制物品使用根据前述系统条款中任一项所述的系统制成。
条款32.一种鞋类物品，所述鞋类物品包括条款31所述的模制物品。
前述描述已经被提供以用于说明和描述的目的。该前述描述不意图是详尽无遗的或限制本公开。特定构型的单独的元件或特征一般不限于该特定构型，而是在适用的情况下是可互换的，并且可以在所选择的构型中使用，即使未被明确示出或描述。特定构型的单独的元件或特征还可以以许多方式变化。这样的变化不被视为脱离本公开，并且所有的这样的修改意图被包括在本公开的范围内。

Claims (32)

1.一种形成模制物品的方法，所述方法包括以下步骤：
将包括第一材料的塞子设置在插入件的容纳部内，所述容纳部包括接合特征；
将包括所述第一材料的所述插入件放置到模具中；
将液体第二材料施加到所述插入件的外表面；
将所述液体第二材料固化为固体，从而形成包括嵌入固体第二材料中的所述插入件的所述模制物品，其中所述插入件的表面暴露于所述模制物品中；
从所述模具移除所述模制物品；以及
从嵌入所述模制物品中的所述插入件的所述容纳部移除所述第一材料以暴露所述接合特征。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述塞子中形成对准特征，所述对准特征被构造成接合所述模具的对应夹具。
3.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述对准特征包括将所述对准特征形成为具有与所述夹具的过盈配合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述容纳部内模制包括所述第一材料的所述塞子以覆盖所述接合特征。
5.根据权利要求4所述的方法，其中模制所述塞子包括在热和压力的作用下将所述塞子压入所述容纳部中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所述插入件附接到柔性基底以形成胎体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述柔性基底包括选自碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、聚合物纤维、玻璃纤维或其任何组合的多个纤维。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一材料是弹性体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中施加所述液体第二材料包括注射模制过程。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述插入件包括衬套和从所述衬套横向向外延伸的凸缘。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述容纳部包括至少部分地穿过所述衬套形成的孔。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在将所述第一材料放置到所述插入件中之前将所述第一材料形成到所述塞子中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述塞子具有大于所述容纳部的第二宽度的第一宽度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述容纳部移除所述第一材料包括从所述容纳部拉出所述第一材料。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述容纳部移除所述第一材料包括将真空施加到所述容纳部。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述模制物品是鞋类物品的部件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述鞋类物品的所述部件是鞋底结构。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述鞋底结构包括被构造成与地面接合的鞋底板。
19.一种模制物品，所述模制物品由根据前述方法权利要求中任一项所述的方法制成。
20.一种鞋类物品，所述鞋类物品包括权利要求19所述的模制物品。
21.一种用于形成鞋类物品的鞋底结构的系统，所述系统包括：
板模具，所述板模具包括板模具腔；
插入件，所述插入件设置在所述板模具腔内并且包括容纳部；
塞子，所述塞子包括设置在所述插入件的所述容纳部内的第一材料，所述第一材料具有小于100肖氏00的硬度；以及
第二材料，所述第二材料设置在所述板模具腔内并且接触所述插入件的外表面。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述容纳部包括穿过所述插入件的至少一个端部形成并且包括接合特征的孔。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述第一材料覆盖所述接合特征并且与所述插入件的所述至少一个端部齐平。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一材料是弹性体。
25.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述插入件通过缝合附接到基底。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述第二材料设置在所述板模具腔内并且浸渍所述基底。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述塞子的第一直径大于所述容纳部的第二直径。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述塞子包括对准特征。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述板模具腔包括被构造成与所述对准特征过盈配合的夹具。
30.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一材料延伸穿过所述插入件的整个长度。
31.一种模制物品，所述模制物品使用根据前述系统权利要求中任一项所述的系统制成。
32.一种鞋类物品，所述鞋类物品包括权利要求31所述的模制物品。
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