鞋類模具加熱系統和方法

2023-05-16 08:22:51 3

專利名稱：鞋類模具加熱系統和方法
技術領域：
本發明的至少一些實施方案涉及用於壓模鞋類部件和/或其他產品的設備。本發 明的實施方案還涉及用於使用該設備的壓模產品的方法。
背景技術：
壓模是一種用於製造很多種產品的製造工藝。在壓模中，原材料通常放置進模具 的第一部分中的開放型腔中。原材料通常是固態的，其可以是橡膠或其他類型的熱固性材 料。原材料可以是單件的、可以是多件的、或甚至是粉。模具的第二部分然後連接至第一部 分(或者以其他方式放置成與第一部分接觸)。當加熱和加壓時，模具型腔中的原材料形成 為所期望的形狀。製造鞋類的時候經常使用壓模。特別是，鞋底夾層、鞋外底和各種其他鞋類部件通 常是由橡膠、塑料和/或其他加熱並壓成所期望的形狀的材料形成。圖1A-1C是根據現有 技術的用於壓模鞋類部件的典型工序的部分示意圖。圖IA顯示了用於一對鞋外底的第一 模具2和第二模具3。型腔4和5形成在第一模具2中。型腔4的底部相對應於左邊鞋外 底的底表面，以及型腔5的底部相對應於右邊鞋外底的底表面。第二模具3包括一對凸出 部6和7，其分別對應於左邊和右邊鞋外底的頂表面。用於鞋外底的一件或更多件原材料放置在各型腔4和5中。如圖IB中所示，第二 模具3然後放置在第一模具2上，使得凸出部6和7伸進型腔4和5中，凸出部和型腔之間 的空間形成相應於所生產的鞋外底的模具體積(mold volume)。如圖IC中所示，結合的模 具然後放置在壓機的兩個壓板8和9之間。壓板8和9然後被壓板內部的源加熱。當壓板 8和9被壓在一起的時候，來自壓板8和9的熱傳遞到模具2和3。壓力和熱保持足夠的時 間以使原材料填充所述模具體積並固定。根據所使用的材料，其可以是幾分鐘或更長。常規的壓模設備和方法(諸如以上所描述的那些)可存在一些難題。壓板通常是包含大量金屬的堅固的結構，以便經受住壓力。為了傳遞給模具充足的熱，必須對壓板施加 足夠量的熱。壓板還可比模具寬和/或長(如圖IC中所示)。在此情況下，壓板可能在不 與模具接觸的區域被加熱(因此不傳遞充足的熱給模具)。這些結構因此可能是熱效率低 的。而且從壓板傳遞充足的熱到模具可能需要相對長的時間。除了不方便之外，延長的加 熱時間可減慢生產。常規的裝置還可限制可控制模具加熱的精度。不同類型的材料必須加熱到不同的溫度。在圖IC的裝置中，由於熱源相對遠離模具，因此在特定的溫度範圍內加熱模具可能 是困難的。而且，不同的模具可具有不同的內部幾何結構。例如，一些模具可以在某些區域 較厚，且因此在那些區域需要更多的熱以達到所期望的溫度。壓板內的熱源通常是在固定 的(有時是未知的)結構中。因此根據特定模具的幾何結構重新布置那些熱源可能是不切實際的。常規的壓板-模具系統還可需要過多的時間來冷卻。一些材料(例如Phylon)需 要模具在壓板從模具釋放之前冷卻。因此當使用這樣的材料時，過多的冷卻時間可減慢生產。常規壓模技術所存在的另一個難題涉及在模具被壓之前(和/或之後)模具的處 理。對於很多類型的鞋類，需要相當大的時間來為生產準備模具。例如，由多種類型材料形 成某些鞋外底。其可能是出於美學原因(例如，用於形成多顏色鞋外底的顏色的「流行類 (pops) 」)，結構的原因(例如，在某些的鞋外底區域放置較硬或較軟的材料)，或其他原因。 當準備模製這樣的鞋外底的時候，不同原材料的分開的件必須仔細地放置在模具中適當的 位置。還可需要對原材料進行修整。增強操作者在一個模具被加熱和加壓的同時準備另一 個模具的能力的裝置可增加生產率。

發明內容
本發明內容以簡化的形式介紹原理，所述原理進一步在下面在詳細的描述中描 述。本發明內容不旨在確定權利要求的內容的關鍵或基本特徵，且不旨在用於輔助確定權 利要求的範圍。在至少一些實施方案中，加熱元件定位於靠近模具以及在壓板之間，所述壓板用 於將模具和相配的模具壓在一起。多個模具和加熱元件可放置在承載盤中以形成模具組 件。在一些實施方案中，模具組件可包括傳導板，其與加熱元件和模具相接觸。傳導板可具 有比模具高的熱導率值，其傳自加熱元件的熱。還可在傳導板和承載盤之間放置一層絕緣 材料。在某些實施方案中，模具組件被接納在連接到壓機壓板的夾具(fixture)內。當 模具組件安裝在夾具中時，模具組件內的加熱元件連接到夾具中的電觸點，從而給加熱元 件供電並加熱模具。在某些實施方案中，為相配的模具的上部部分和下部部分形成分開的 模具組件。那些模具組件的之一保持在連接到第一壓機壓板的第一夾具內。那些模具組件 的另一個滑進和滑出連接到第二壓機壓板的第二夾具。輸送器被定位以承載滑進和滑出第 二壓板的模具組件。本發明提供一種用於模製產品的系統，其包括第一模具；第二模具；和第一加熱 元件，其中所述第一模具和第二模具設置為放置在第一壓機壓板和第二壓機壓板之間，所 述第一模具和第二模具配合以當所述第一模具和所述第二模具在所述第一壓機壓板和第 二壓機壓板之間被壓在一起時至少部分地界定一模具體積，以及所述第一加熱元件設置為 放置在所述壓機壓板之間並靠近所述第一模具，使得在多次加壓操作期間，當所述第一模 具和第二模具被所述壓機壓板壓的時候，所述第一加熱元件加熱所述第一模具。所述系統中由所述第一模具和第二模具至少部分地界定的所述模具體積可相對 應於鞋類部件。本發明的系統還可包括第一承載器，以及其中所述第一模具、所述第一加熱元件和所述第一承載器形成第一模具組件，所述第一具組件設置為放置在所述第一壓機壓板和 第二壓機壓板之間。本發明的系統還可包括第一傳導元件，且其中所述第一傳導元件由熱導率值比形成所述第一模具的材料的熱導率值高的材料形成，所述第一傳導元件是所述第一模具組件的一部分，以及所述第一傳導元件與所述第一加熱元件和所述第一模具接觸。本發明的系統中，所述第一傳導元件可具有與所述第一模具鄰接的接觸面，所述 第一模具可具有與所述第一傳導元件鄰接的接觸面，以及每一所述接觸面可具有至少一個 在其中形成的凹槽，且接納所述第一加熱元件的至少一部分。本發明的系統中，所述第一傳導元件可包括上層和下層，所述上層可具有與所述 下層鄰接的接觸面，所述下層可具有與所述上層鄰接的接觸面，以及每一所述接觸面可具 有至少一個在其中形成的凹槽，且接納所述第一加熱元件的至少一部分。本發明的系統還可包括第一絕緣元件，且其中所述第一絕緣元件可由熱導率值比 形成所述第一承載器的材料的熱導率值低的材料形成，所述第一絕緣元件可是所述第一模 具組件的一部分，以及所述第一絕緣元件可在所述第一傳導元件和所述第一承載器之間。本發明的系統還可進一步包括第二加熱元件和第二承載器，且其中所述第二模 具、所述第二加熱元件和所述第二承載器可形成第二模具組件，所述第二模具組件可設置 為放置在所述第一壓機壓板和所述第二壓機壓板之間。本發明的系統還可包括第一傳導元件和第二傳導元件，以及其中所述第一傳導元 件和第二傳導元件可分別由熱導率值比形成所述第一模具和第二模具的材料的熱導率值 高的材料形成，所述第一傳導元件可以是所述第一模具組件的一部分，所述第一傳導元件 可與所述第一加熱元件和所述第一模具接觸，所述第二傳導元件可以是所述第二模具組件 的一部分，以及所述第二傳導元件可與所述第二加熱元件和所述第二模具接觸。本發明的系統還可進一步包括第三模具、第三加熱元件和第三承載器，以及其中 所述第三模具、所述第三加熱元件和所述第三承載器可形成第三模具組件，所述第三模具 組件可設置為放置在所述第一壓機壓板和所述第二壓機壓板之間，所述第二模具和第三模 具可配合成當所述第二模具和所述第三模具在所述第一壓機壓板和所述第二壓機壓板之 間被壓在一起時至少部分地界定一模具體積，所述第一模具組件和第三模具組件可設置為 與連接到所述第一壓機壓板的夾具滑動嚙合。本發明的系統還可進一步包括壓機和至少一個輸送器，以及其中所述第一壓機 壓板和第二壓機壓板可以是所述壓機的一部分，所述第一壓機壓板可具有加壓位置和退回 位置，在所述加壓位置，所述第一壓機壓板和所述第二壓機壓板可移動到一起以壓所述第 二模具與所述第一模具或所述第三模具之一，在所述退回位置，所述第一壓機壓板可移動 離開所述第二壓機壓板，以及所述輸送器被定位成當所述第一壓機壓板在所述退回位置 時，可從所述第一壓機壓板接納所述第一模具組件和第三模具組件之一，和可將所述第一 模具組件和所述第三模具組件之一傳輸到所述第一壓機壓板。本發明的系統中，所述夾具可以包括至少一個電觸點，所述至少一個電觸點可被 定位成當所述第一承載器滑動嚙合在所述夾具中時與所述第一加熱元件形成電連接，以及 所述至少一個電觸點可被定位成當所述第三承載器滑動嚙合在所述夾具中時與所述第三 加熱元件形成電連接。本發明的系統中，第一加熱元件可定位於所述承載器中，使得當所述第一模具組 件放置在所述第一壓機壓板上的位置時，所述第一加熱元件的一部分可與電源連接器相接。
本發明還提供一種用於模製產品的方法，所述方法包括以下步驟在第一壓板和第二壓板之間定位第一模具和第二模具；由位於所述第一壓板和第二壓板之間的一個或更多熱源加熱所述第一壓板和第二壓板；將所述第一壓板和第二壓板壓在一起，以致將所述第一模具和第二模具放置在配 合位置，從而所述第一模具和第二模具至少部分地界定一模具體積；以及將所述第一壓板和所述第二壓板彼此移動開，以使將所述第一模具和第二模具移 出所述配合位置。本發明的方法中，所述加壓步驟還可以包括壓所述第一壓板和第二壓板，以使將 所述第一模具和第二模具放置在配合位置，從而所述第一模具和所述第二模具至少部分地 界定一相應於鞋類部件的模具體積。本發明的方法還可包括將所述第一模具和第一加熱元件放置進第一承載器中，以 形成第一模具組件，以及其中所述定位步驟包括在所述第一壓板和第二壓板之間放置所述 第一模具組件。本發明的方法中，所述放置步驟可以包括將第一傳導元件放置進所述第一承載器 中，作為所述第一模具組件的一部分並與所述第一加熱元件接觸，所述第一傳導元件由熱 導率值比形成所述第一模具的材料的熱導率值高的材料形成。本發明的方法中，所述放置步驟可以包括將第一絕緣元件放置進所述第一承載器 中，作為所述第一模具組件的一部分並在所述第一傳導元件和所述第一承載器之間，所述 第一絕緣元件由熱導率值比形成所述第一承載器的材料的熱導率值低的材料形成。本發明的方法中，所述定位步驟可以包括將第一模具組件滑動進連接到所述第一 壓板的夾具中，所述第一模具組件包括所述第一模具和第一加熱元件，且還可以包括在所述加壓步驟和所述移動步驟之後，將所述第一模具組件滑動出所述夾具；將第三模具組件滑動進所述夾具中，所述第三模具組件包括第三模具和第三加熱 元件；以及再次將所述第一壓板和所述第二壓板壓在一起，同時以所述第三加熱元件加熱所 述第三模具，以致將所述第三模具和第二模具放置在配合位置，從而所述第三模具和第二 模具至少部分地界定一模具體積。本發明還提供一種模具組件，其設置為放置在兩個壓機壓板之間，所述模具組件 包括模具；承載器；傳導板，其與所述模具接觸，所述傳導板由熱導率值比形成所述模具的材料的熱 導率值高的材料形成；絕緣層，其在所述承載器和所述傳導板之間，所述絕緣層由熱導率值比形成所述 承載器的材料的熱導率值低的材料形成；和加熱元件。本發明的模具組件中，所述模具可以與另一模具配合，以形成用於鞋外底的模具 體積；所述加熱元件可以是電提供能量的且至少部分地位於所述傳導板中的互補的凹槽內，以及所述模具組件的一部分可以被定位成當所述模具組件放置在連接到壓機壓板的相應夾具中時連接到電源。


當結合附圖閱讀時，可更好地理解前述的發明內容以及下面詳細描述的優選實施 方案，其以舉例的形式而不是通過對所權利要求的發明的限制而包括。圖1A-1C是顯示了根據現有技術裝置的鞋類部件的壓模的部分示意圖。圖2顯示了用於根據至少一些實施方案模製鞋類部件的系統。圖3是自圖2的系統的各種元件的放大前透視圖。圖4顯示了從下定位夾具部分移開的下模具組件。圖5顯示了完全嚙合在下定位夾具中的下模具組件。圖6是完全嚙合在下定位夾具中的下模具組件的側透視圖。圖7是固定在上定位夾具中的上模具組件的下部前透視圖。圖8是上定位夾具的下部前透視圖。圖9是移去了一個模具的下模具組件的前透視圖。圖10A-10C顯示了用於定位加熱元件的可替換結構。圖IlA是下模具組件的橫截面視圖。圖IlB是根據另一實施方案的下模具組件的橫截面視圖。圖12是加熱元件的可替換裝置的局部示意頂視圖。圖13A-13E示出了使用模具組件，諸如結合前附圖所描述的那些模具組件的一系 列操作。
具體實施例方式通過參考構造模製鞋類的鞋外底的系統來描述本發明的實施方案，以便提供適宜 的實施例。然而本發明不限於用於模製鞋外底的系統或方法。在其他的實施方案中，本發明 包括用於模製鞋底夾層、鞋內底、組合的鞋外底/鞋底夾層和其他鞋類部件的系統和方法。 其實，本發明不限於鞋類，且包括可模製其他類型部件的實施方案。圖2顯示了根據本發明至少一些實施方案用於模製鞋類部件的系統。在圖2的系 統中包括壓機21。壓機21包括上壓板22和下壓板23。壓板22和23彼此相對移動，從而 壓放置在壓板22和23之間的相配的模具。在所示裝置中，上壓板22靜止且下壓板23通 過一或更多液壓缸(hydraulicram)(未示出)向上壓板22移動(沿軌道24)。從而下壓 板23在上壓板22的方向上的力被傳遞，以壓放置在上和下壓板之間的相配的模具。用於 壓機21的儀器、動力和控制設備包含在機殼25內。應注意壓機本身是眾所周知的且可在 市場上從各種渠道獲得。壓機21旨在一般性地表示可用於在兩個表面之間施加力的各種 不同類型的設備。本發明不依賴於所使用的壓機的特定類型。而是，本發明的實施方案可 使用任何各種不同的壓機類型來實現。雖然在圖2中有些不明顯，上定位夾具26連接到上壓板22的下側。相似地，下定 位夾具27連接到下壓板23。夾具26和夾具27均接納並定位模具組件。模具組件在下面 更詳細地描述，其包含模具元件，所述模具元件被壓在一起以生產一個或更多產品。在本實施例中，模具組件用於製造一對鞋外底。具體地，上夾具26定位上模具組件30。上模具組件30包括上模具32和33。下夾具27定位下模具組件31，其包括下模具34和35。下模具 34和35具有模具型腔80和81 (例如，參見圖3)。型腔80和81的表面分別相對應於所生 產的左邊和右邊鞋外底的下表面。上模具32和33具有凸出部94和95 (例如，參見圖7)， 所述凸出部94和95分別適合於型腔80和81，以及其分別相對應於所生產的左邊和右邊鞋 外底的上表面。在模製操作期間，下壓板23向上壓板22的運動導致下模具34和35移動 至使凸出部94和95被分別推入型腔80和81的位置。模具體積(即在凸出部和型腔壁之 間的空間)中的原材料從而經受壓力。模具同時被加熱(如下所述)，且原材料形成左邊和 右邊的鞋外底。還如圖2中所示，所述系統能夠以單個上模具組件和多個下模具組件而使用。具 體地，在多個模製循環中，夾具26保持上模具組件30。相反地，下夾具27在分別的模製循 環中交替地接納若干下模具組件31中的不同的一個。下模具組件31沿輸送器40和41滑 進和滑出下夾具27。如下面更詳細的描述，其允許操作者在一個下模具組件31被上模具組 件30壓的同時準備另一個下模具組件31。圖3是上和下夾具26和27、上和下模具組件30和31以及輸送器40和41的放 大前透視圖。為了簡單，壓板22和23以及所述系統的其他方面未示出。上夾具26包括多 個導銷42。在模製操作期間，導銷42接納在下夾具27的導向孔43中，並使上夾具26與 下夾具27對齊。當下壓板23在下位置(如圖2中所示)時，輸送器40和41定位在相應 於下夾具27內的下模具組件31的位置的高度。以此方式，通過使下模具組件31在輸送器 40和41的輥子44上滑動，下模具組件31可容易地從下夾具27移去(或插入到下夾具27 中)。把手45連接到下模具組件31的承載盤55的前邊緣，其允許下模具組件容易地從下 夾具27移去。圖3還顯示了至少一些實施方案如何不同於用於鞋類部件的壓模的常規裝置。與 以前的、通過加熱壓機壓板(諸如上和下壓板22和23)來給模具34和35施加熱的裝置不 同，用於加熱模具34和35的熱源包括在下模具組件31內的加熱元件50a-50d。相似地，用 於加熱模具32和33的熱源包括在上模具組件30內的加熱元件51a-51d。由於熱源在壓板 之間且靠近模具，因而必須加熱較少的金屬。因此，加熱模具所需的時間較少。因為較少量 的金屬被加熱，因此模具還可更迅速地冷卻。而且，多個熱源定位於靠近內部模具體積允許 對模製溫度的更精確的控制。圖4顯示了帶有部分移開的下模具組件31的下夾具27。所述系統的其他部分未 示出。下模具組件31的下承載盤55具有的外部形狀相配於，且通常相對應於，表面56a (下 夾具27的左側壁的內表面)、56b (夾具27的內部底表面)和56c (下夾具27的右側壁的 內表面)。託架57定位在下夾具27的後面，且其包括具有前邊緣59的凸緣58。當下模具 組件31滑進到下夾具27內的位置時，前邊緣59鄰接承載盤55的後側面，且防止下模具 組件31再進一步滑到後面。以此方式，前邊緣59和表面56a和56c為模製操作橫向地定 位下模具組件31。電連接器60a-60d也安裝在託架57上。當下模具組件31被推進下夾 具27內並完全嚙合時，電連接器60a-60d分別連接至加熱元件50a-50d的後端部61a_61d 上的相配的連接器(加熱元件50a的後端部61a在圖3中不明顯)。然後電能通過連接器 60a-60d供應給加熱元件50a-50d。為了簡單，電連接器60a-60d在圖中大體示出，且省略了在後端部61a-61d上的相配的連接器。市場上可獲得的各種類型的電連接器可用於電連接器60a-60d以及用於後端部61a-61d上的相配的連接器。在下面結合圖9給出加熱元件 50a-50d、到那些加熱元件的電連接以及加熱元件操作的另外的細節。圖5顯示了完全嚙合在下夾具27內的下模具組件31。在此結構中，電連接器 60a-60d連接到加熱元件50a-50d的後端部61a_61d上的相配的連接器。如圖3和4中所 示，所述系統的其他部分被省略。圖6是下模具組件31當完全嚙合在下夾具27內時的左 例透視圖。所述系統的其他部分也已從圖6中被省略。圖7是固定在上夾具26中的上模具組件30的下部透視圖，且省略了所述系統的 其他部件。如下模具組件31和下夾具27，上模具組件30包括承載盤65。雖然在圖7的實 施方案中沒有包括，然而承載盤65也可包括類似於把手45 (參見圖4)的把手。承載盤65 具有的外部形狀相配於，且通常相對應於，上夾具26的內表面66a-66c (參見圖8)。上模具 組件30保持在上夾具26內，使得當下壓板23向下移動且模具組件30和31不再嚙合的時 候上模具組件30保持在適合的位置。上模具組件30通過託架67固定在上夾具26內(在 圖7中僅左側壁上的託架67是可見的)。各託架67螺栓連接在上夾具26的側壁69上，使 得耳狀物(ear) 68延伸過承載盤65的側壁70。上模具組件可以多種其他方式固定在上夾 具內。在一些實施方案中，例如，形成在上部盤的側面上的舌片(tongue)滑進上夾具側壁 的內表面中形成的凹槽內(以及保持在其內)。圖8與圖7相似，不過移去了上模具組件30。與下夾具27相似，上夾具26包括具 有電連接器76a-76d的託架75。當上模具組件30安裝在上夾具26中時(參見圖7)，連接 器76a-76d分別連接到加熱元件51a-51d的後端部(未示出)上的相配的連接器。電能通 過連接器76a-76d供應給加熱元件51a-51d。在下面給出加熱元件操作的另外的細節。託 架75包括具有前邊緣78的凸緣77。當上模具組件30放置在上夾具26中時，前邊緣78鄰 接承載盤65的後側面並防止上模具組件30再進一步滑到後面。以此方式，前邊緣78和側 壁69的內表面66a、66c為模製操作橫向地定位上模具組件30。圖9是下模具組件31的前透視圖，其移去了模具34以顯示組件31內的各種元 件的設置的另外細節。如前所述，模具34(圖9中未示出)和35具有型腔80和81。型 腔80和81的表面相應於所模製的鞋外底的下表面。模具34和35可由鋼、鋁或常規用於 壓模的其他類型的金屬形成。加熱元件50a-50d直接定位於模具元件34和35下。在所 顯示的實施方案中，各加熱元件50a-50d是電能筒形加熱器。筒形加熱器是眾所周知的且 可在市場上從各種渠道獲得，其當被供電時產生熱。各加熱元件50a-50d通過其相應後端 部61a-61d上的電連接器(未示出)接收電能。後端部61a-61d上的電連接器接到連接 器60a-60d(參見圖6)。在至少一些實施方案中，各筒形加熱器包括兩導凹連接器(female two-lead connector),且各連接器 60a_60d 是兩導凸連接器(two-lead male connector)。 如筒形加熱器，此連接器是眾所周知的且可從多種渠道獲得。然而，在其他實施方案中，電 能以其他方式提供給加熱元件。如另一實施例中，每個加熱元件可在其後端部具有兩個露 出的端子。各電線通過將線端部螺栓連接到端子柱上、或以某種其他方式，而連接到具有彈 簧夾(alligator clip)的那些端子。在圖9的實施方案中，且如前所述，當模具組件31滑 進下夾具27內的位置時，端部61a到61d上的連接器連接到連接器60a-60d。連接器60a 到60d(參見圖4-6)又線連接到電源。可變電阻器或類似設備(未示出)可用於調整通過連接器60a到60d提供給加熱元件的電量，並因此調整由加熱元件所產生的熱量。下模具組件31進一步包括傳導板84。在至少一些實施方案中，傳導板84由黃銅、 青銅或具有高於模具34和35的熱導率值的一些其他材料形成。其允許來自加熱元件50a 到50d的熱更均勻且更快速地傳播過模具。在所示的實施方案中，加熱元件的形狀是圓柱 形的。在傳導板84和模具34和35的外表面上形成半圓形的凹槽，以保持加熱元件並設置 加熱元件的外表面與傳導板和模具直接接觸。換言之，半圓形凹槽的形狀和加熱元件的形 狀是互補的。半圓形凹槽可鑄在模具34和35中(例如，使用類似於2005年1月19日提 交的美國臨時專利申請60/644，512中所描述的方法，且其在此參考引入)。凹槽可替換地 以某種其他方式銑削(mill)或形成。如圖9中進一步顯示的，定位器49定位在加熱元件50a和50b之間。定位器49 是圓柱形的且放置在傳導板84中的互補的半圓形凹槽內。在模具34的外表面上也形成相 應於定位器49的互補半圓。相似的定位器定位在加熱元件50c和50d之間且放置在模具 35中的以及模具35下的傳導板84中的互補的凹槽內。這些定位器可以是簡單的金屬杆， 其用於相對於傳導板84正確地定位模具34和35，並防止模具和傳導板沿著加熱元件長度 方向彼此相對地滑動。在其他實施方案中，定位器可以不同的方式形成(例如，形成在模具 上的短柱和形成在傳導板上的相應的凹陷)或省略。圖10A-10C顯示了可替換的方式，其中加熱元件可相對模具組件的其他部分設 置。各圖IOA到IOC是模具、傳導板和加熱元件的橫截面。在圖IOA中，加熱元件220位於 凹槽221內，使得加熱元件220的上表面222與模具的外表面接觸，不過幾乎所有的加熱元 件都在凹槽221內。雖然潛在地低於圖9的裝置的熱效率，但是圖IOA的裝置不需要模具 中的凹槽。在圖IOB中，加熱元件220位於兩個垂直疊加的傳導板之間，此傳導板的每個都 具有形成在其內的互補的半圓形凹槽221』。在圖IOC中，使用具有方形橫截面的加熱元件 220』。在圖10A-10C的各個裝置中，可包括在傳導板和模具之間的(和/或圖IOB中傳導 板之間的)定位器。再返回參照圖9，下模具組件31還包括在傳導板84和承載盤55之間的絕緣材 料86的層。在至少一些實施方案中，絕緣材料86由其熱導率值低於形成承載盤55的材 料的熱導率值的材料形成。可用於絕緣材料86的材料的實例包括可從Michigan的D-M-E Co. of Madison Heights獲得的玻璃增強聚合物複合絕緣片(glass reinforced polymer composite insulatorsheet),以及 Michigan 的 Monoco, Inc. of Grand Rapids 以名 GLASTHERM出售的產品。絕緣材料86 (例如，其可為約0. 25英寸厚)允許自加熱元件的更 多的熱傳遞給模具34和35。模具34和35、加熱元件50a-50d、定位器49、傳導板84和絕緣材料86的層可由託架87和88保持在合適的位置。圖IlA是從圖9中所示的位置截取的下模具組件31的橫 截面，且包括了模具34。如圖IlA中所示，模具34和35包括沿其側面形成的凸緣89。為 了使附圖簡單，凸緣沒有在其他的附圖中示出。如前面結合圖9所描述的模具34和35中 的半圓形凹槽，凸緣89可鑄在模具34和35中或通過銑削或其他技術形成。託架87螺栓 連接到下承載盤55的側壁54。每個託架87包括保持凸緣89的耳狀物90。託架88螺栓 連接到中間間隔物53，並包括保持凸緣89的耳狀物91。在其他實施方案中，模具組件的部件以其他方式固定在一起。例如，可用螺栓代替諸如圖IlA中的託架87和88的託架。圖IlB是根據另一實施方案的下模具組件的橫截面，其從相似於圖9所示的位置截取。圖IlA和IlB中相似的部件使用相似的標號，不過包括 附加的撇號(例如，圖IlB中的模具組件31』對應圖IlA中的模具組件31)。在圖IlB中的 實施方案中，螺栓230通過盤55』中的埋頭螺孔231插入。螺栓230穿過絕緣材料層86』 和傳導板84』中相應的孔，並與模具34』和35』中相應的孔中的螺紋嚙合。返回到圖7，上模具組件30包括傳導板92和絕緣材料93的層，其基本上與下模 具組件31的傳導板84和絕緣材料86的層相同。上模具32和33、加熱元件51a-51d、與定 位器49相似的定位器(未示出)、傳導板92和絕緣材料93的層以與下組件31中類似元 件相同的方式設置。相似於託架87和88的圖12的託架(未示出)用於將上模具組件30 的部件保持在一起。在其他實施方案中，上模具組件的部件以其他方式(例如，使用類似於 圖IlB中所示的實施方案的螺栓)固定。加熱元件51a-51d以類似於下模具組件31的加 熱元件的方式操作(如前面結合圖9所描述的)。具體地，連接器76a到76d(圖8)線連接 到電源。電源通過連接器76a-76d提供到加熱元件51a到51d的端部(未示出)上相應的 連接器，其導致上模具組件30中的加熱元件產生熱。如前所述，模具元件32包括凸出部94，其相配於模具34的型腔80，且其相對應於 左邊的鞋外底的上表面。模具元件33包括凸出部95，其相配於模具35的型腔81，且其相 對應於右邊的鞋外底的上表面。模具32和33也由鋼、鋁或常規地用於壓模的其他類型的 金屬形成。在其他實施方案中，每個模具下的加熱元件的數量和位置是不同的。例如，用於某 些鞋外底的模具可能在某些區域需要額外的熱(或較少的熱)。作為說明，模具的一區域 可具有的金屬量不成比例地大於同一模具的其他區域所包含的金屬的量。為了將此模具均 勻地加熱到所希望的溫度，在具有更多金屬量的區域可能需要額外的和/或更高輸出量的 加熱元件。圖12顯示了根據至少一個可替換實施方案的傳導板84」和多個加熱元件。傳 導板84」以類似於圖3-5、9和IlA中傳導板84的方式定位在模具(未示出)和絕緣材料 層(也未示出)之間。傳導板84」可以是單件設計(例如，如圖IOA和10C)，或多件設計 (例如，如圖10B)。如可理解地，圖12的實施方案允許對模製系統改裝，以適應不同的內部 模具幾何結構。在圖12中，加熱元件200a和200b (由定位器207分開，可替換地其可被省 略)是類似於圖9的加熱元件50a-50d的筒形加熱器，且具有相對高的熱輸出。加熱元件 201是柔性加熱元件或特別製造的加熱元件，其相似於前面講述的筒形加熱器，不過其具有 所示的形狀以及較低的熱輸出。通過電通道(例如熱和電絕緣線)202給加熱元件201提供 電能。通過延伸過傳導板84」端部的元件200a和200b的端部上的連接器給加熱元件200a 和200b供應電能。如比較圖12和圖9所示，用於圖12的加熱元件的電源連接的位置不同 於用於圖9的裝置的電源連接的位置。因此，下夾具27的託架57 (參見圖4)可用在圖12 的裝置的適當位置具有電連接的不同的託架來代替。加熱元件201還可具有不同於加熱元 件200a和200b的電能需求，和/或可需要不同類型的電連接器硬體。替代的託架可相似 地裝備不同類型的連接器硬體。圖12的實施方案是可改變加熱元件的數量和位置的方式的一實施例。如又另一 實施例，螺旋形線圈或其他形狀的加熱元件可與筒形加熱器結合(或替代其)使用。如可理解的，上述實施方案提供優於常規壓模裝置的顯著優勢，特別是對於模製鞋類部件。當模製大量不同類型的產品時(例如，用於不同類型和/或尺寸的鞋的部件)， 使用大量不同的模具。這些模具中的一些由於，例如不同的模具幾何結構，可具有不同的加 熱要求。嘗試使壓機壓板適應那些不同的要求可能是困難的，可裝備分開的模具組件(具 有分開的加熱元件結構)用於一些或全部那些模具，而代替其。至少一些實施方案的另一優勢在圖13A-13E中顯示。在圖13A-13E中顯示了一系列操作(使用諸如結合圖2-12所描述的那些模具組件)。在圖13A-13E中顯示的操作中， 有多個下模具組件31(1)和31 (2)。此下模具組件的每個都與單個上模具組件30相配。雖 然上模具組件30在圖13A-13E中顯示的不清楚，但是其與前述的上組件30是相同的。下 模具組件31(1)和31(2)都與前述的模具組件31是相同的，加入後綴「(1)」或「(2)」以區 別兩個下組件。開始於圖13A，操作者通過將原材料放置在模具34(1)和35(1)的型腔80(1)和 81(1)內的適當的位置而準備好下模具組件31(1)。下模具組件31(1)然後沿輸送器40和 41滑進下夾具27。加熱元件50a(l)-50d(l)後端部上的連接器(未示出)連接到電連接 器60a-60d (在圖13A中未示出)，且電能供應給下模具組件31 (1)的加熱元件以加熱模具 34(1)和35(1)。上組件30的上模具32和33同樣地由上組件30中加熱元件加熱(在一 些實施方案中，可使用開關以在模製操作間將電能從上模具去除)。下壓板23然後向上移 動以將上模具組件30與下模具組件31 (1)嚙合(圖13B)。一旦壓板22和23被壓在一起，其在此狀態下保持預定量的加壓時間。在一些情 況下，且根據所模製的產品和/或所使用的材料，此加壓時間可能是相當長的(若干分鐘 或更多)。在此時間期間，操作者可多道操作且將原材料放置在下模具組件31 (2)的模具 34(2)和35⑵的型腔80⑵和81(2)內適當的位置。在適當的模具加壓時間之後，且如 圖13C中所示，下壓板23降低。然後下模具組件31(1)從下夾具27移去(圖13D)，且下 模具組件31 (2)移到下夾具27內的位置(圖13E)。對加熱元件50a (2) _50b (2)進行電連 接，從而使模具34(2)和35(2)被加熱。在此階段，下壓板23可向上壓板22移動，以將模 具組件31 (2)和30壓在一起，且操作者可開始準備下一個下模具組件。在一些情況下，操 作者可簡單地從下模具組件31 (1)移去剛模製的部件，並開始為下一加壓準備下模具組件 31(1)。在其他情況下，可有多個附加的下模具組件。鑑於本文提供的描述和附圖，上述系統和操作的許多其他的變化對於本領域技術 人員是顯而易見的。如前所述，本發明不限於與用於特定類型產品的模具結合使用。相似 地，本發明不限於具有諸如附圖所示的幾何結構的模具。在一些情況下，例如，結合以產生 模具體積的模具不包括在其之一上的凸出部。替代地，所有所述模具可具有在其中形成的 凹陷部。本發明也不限於與其中僅兩個模具結合以產生模具體積的系統結合使用。如另一 實施例，可設置三個模具，使得此模具安裝在一起以界定一模具體積。也可以使用其他類型 的加熱元件，包括除電之外的源提供動力的元件。可使用連接各種部件的其他方式。如其 的一例子，可使用錘鍛(例如，錘擊傳導板、加熱元件、模具和/或盤以稍微彎曲所述金屬並 保持其他部件)。上述設備和操作的這些和其他變化以及改變落入所附權利要求中所闡明 的本發明的主旨和範圍之內。應理解在所附權利要求中所界定的主題不一定限於上面所描 述的具體的特徵或動作。而是，上述具體的特徵和動作是作為實現權利要求中所闡明的本 發明的實施例形式而公開。
權利要求
一種模具組件，其設置為放置在兩個壓機壓板之間，所述組件包括模具；承載器；傳導板，其與所述模具接觸，所述傳導板由熱導率值比形成所述模具的材料的熱導率值高的材料形成；絕緣層，其在所述承載器和所述傳導板之間，所述絕緣層由熱導率值比形成所述承載器的材料的熱導率值低的材料形成；和加熱元件。
2.如權利要求1所述的模具組件，其中所述模具與另一模具配合，以形成用於鞋外底的模具體積；所述加熱元件是電提供能量的且至少部分地位於所述傳導板中的互補的凹槽內，以及 所述模具組件的一部分被定位成當所述模具組件放置在連接到壓機壓板的相應夾具 中時連接到電源。
全文摘要
用於鞋類部件壓模的模具組件，其包括模具、加熱元件、傳導板、絕緣層和承載盤。上模具組件放置在連接到上壓機壓板的夾具中。下模具組件滑進和滑出連接到下壓機壓板的夾具。當模具組件安裝在夾具中時，模具組件內的加熱元件連接到夾具中的電觸點，從而給加熱元件提供電能並加熱模具。輸送器被定位以當下壓板在降低的位置時，從下壓機壓板夾具接納模具組件(或將模具組件傳輸到下壓機壓板夾具)。
文檔編號B29C43/36GK101823311SQ20101015924
公開日2010年9月8日 申請日期2006年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者託得·A·瓦提 申請人:耐克國際有限公司