专利名称：挤压模制方法
技术领域：
本发明涉及一种以挤压模制的方式制成一个具有空心镶嵌件的物品的方法。
在挤压模制过程中，一定量的未硫化橡胶(这里所用的“橡胶”包括天然橡胶材料和合成橡胶材料)在高压(例如，大约每平方英寸7．5吨)和足以使橡胶硫化的高温(例如，大约140℃)下被封闭在一个模型内。当模制材料的压力和温度升高时，所述材料的流动性增强，并且所述材料流动并充填所述模腔。通常大约在10分钟的时间里，所述材料硫化并且再次凝固，接着可打开所述模型并且取出被模制的产品。
需要将空心镶嵌件模制到被挤压模制的物品中是很普遍的。例如，诸如高尔夫鞋或足球鞋的运动鞋可能需要在鞋底中设置插孔以固定诸如防滑钉或栓钉的可更换的抓地元件。通常利用螺纹联接或卡口连接的方式将所述防滑钉固定到所述空心插孔中。许多模制材料工程部件也需要具有空心镶嵌件。这样，一个机动车车门密封件可能需要使螺母被模制于其中，或者一种引擎安装台可能需要使一个阴螺纹部件被模制于其中。类似的部件广泛地用于航空工业。
利用钢或其它金属镶嵌件可毫不费力地进行挤压模制。但是，人们发现空心塑料镶嵌件在挤压模制过程中会由于受热和受压而受到损坏。这样的镶嵌件会变形并且形成在所述镶嵌件内的螺纹或类似结构会严重受损，甚至完全被破坏。因此，至今还不能在大量生产的基础上将空心塑料镶嵌件结合到挤压模制的物品中。
根据本发明，在一种利用橡胶模制材料以挤压模制的方式制成一个物品的方法中，所述物品至少具有一个镶嵌件，所述镶嵌件具有一个腔，所述物品是在一种高压条件下在一个封闭的模型中模制成形的，所述方法包括在模制过程中在所述镶嵌件的所述腔内产生一个压力，所述压力基本上平衡所述模型中的橡胶模制材料施加在所述镶嵌件上的压力。
现已发现，对所述镶嵌件内部进行加压能够抵消施加在镶嵌件外部的模制压力的压碎作用，因此可避免对镶嵌件造成损坏。
可使用各种用于对所述镶嵌件的腔进行加压的技术方案。例如，通过引油以液压方式施加压力。或者，可在所述腔内使用一种可膨胀的镶嵌件定位销，该销膨胀以充填所述腔并施加压力。
但是，一种优选的技术方案是将一些橡胶模制材料(或者一种具有适合的类似性能的材料)引入到所述镶嵌件的腔中。在模制过程中，这些材料本身增压，从而在内部支承所述镶嵌件以防止所述镶嵌件由于受到外部压力作用而被破坏。
通过在所述模制工具中设置一个适合的通道可使模制材料在模制过程中被供给到所述镶嵌件的腔中。但是，这会在所述腔内留下一个由模制材料所形成的塞子，所述塞子被一个联接部件固定在所述被模制物品的其余部分上。然后，当将所述物品从模型中取出时，必须使所述联接部件与所述物品分离。因此，最好将适量的模制材料分别引入到所述镶嵌件的腔中，所述模制材料是在封闭所述模型和开始进行模制之前被引入的。当进行模制时，热量和压力被传递到所述镶嵌件的腔内的材料上，所述材料流动以充填所述腔并且保护所述腔内的螺纹和／或其它结构。最好，在所述镶嵌件的腔中提供足够的模制材料以保证所述腔的所有部分被模制材料保护。还可提供多余的材料以使这些多余的材料能够溢流到设置在所述模制工具中的一个溢流腔中。在所述镶嵌件的腔中的材料形成一个塞子，同时在所述溢流腔中的模制材料形成一个手柄，利用所述手柄可在模制后很容易地将所述塞子从腔中去除。
在模制过程中，最好使每一个镶嵌件支承在一个定位装置上，所述定位装置包括一个用于插入到所述腔中的销子和一个用于使所述镶嵌件外部定位的管。所述销子可是所述模制工具的一部分。当所述镶嵌件被放在所述定位装置上时，被引入到所述腔中的模制材料可由一个被所述定位装置切割的模制材料片提供。或者，所述销子本身是由模制材料制成的以在所述镶嵌件的腔中提供必需的材料。
本发明特别适用于对具有包括镶嵌件的鞋底进行模制，所述镶嵌件包括形成承口的插孔，所述插孔用于将一种抓地元件固定到所述鞋底上。利用本发明方法，所述插孔可由塑料预制并且在不受到损坏的情况下被模制到鞋底中。
现将参照附图利用实施例对本发明的一种挤压模制方法进行详细地描述。
在附图中
图1示出了以一种常规方法安装在一个模制工具的定位销上的一个镶嵌件(现有技术)；图2示出了装有两个利用本发明方法所引入的模制材料元件的镶嵌件；图3示出了将图2中所示的镶嵌件在模制后从模型中取出的状态；图4示出了一种引入图2中所示模制材料元件的方法；以及图5示出了安装在一个改进工具中的另一个镶嵌件，所示镶嵌件具有不同的模制材料元件。
图1示出了一种常规的模制工具，该模制工具用于模制一个带有一个镶嵌件10的鞋底，所述镶嵌件10包括一个用于固定防滑钉的插孔。在这种常规的鞋底模制过程中，所述用于固定防滑钉的插孔10(它是同时设置在一个被模制鞋底中的多个插孔中的一个)位于模制工具14的一个定位销12上，所述定位销12限定了一个模腔16。所述插孔带有内螺纹(在这个示例中)以用于接收一个防滑钉的带有螺纹的插头，螺纹形状18限定了一个腔，所述腔包括一个用于接收插头的承口20，所述用于接收插头的承口20在所述插孔的上端处被一个端壁22封闭。所述插孔的底端部分24以紧配合的方式安装在所述模制工具的一个浅槽25内，所述浅槽25由包围所述定位销12的一个直立短管23所限定。所述定位销12和管23形成了用于使所述插孔10定位的定位装置。在使用该模制工具时，所述管23将所述承口20与模腔16隔开。例如在利用注射模制方法模制一个鞋底的过程中，模制材料将充填到包围所述插孔的模腔16中并且所述插孔将持久地设置在所述鞋底中。模制材料不会进入到所述承口20中。
图2说明了本发明方法。一个模制材料圆片26设置在所述承口20内，所述模制材料圆片26在所述定位销12的上端表面28和所述插孔的端壁22之间。所述定位销12的上端直径较小或具有一个引入端以有助于使所述插孔10定位。设置另一个环形的模制材料垫圈元件30，该环形垫圈元件30在所述插孔的底端部分26下方的浅槽25内抵靠着所述模制工具。利用一种常规的方式将未硫化的橡胶材料放入到所述模腔16中(覆盖所述插孔10)。接着封闭温度在大约140℃的所述模制工具，并且使所述模腔16内的模制材料受到压力作用。所述模制材料的流动性增强并且完全覆盖所述插孔(到所述模制材料从所述模腔露出的程度)。此时，压力和温度环境使两个与所述承口20相关联的模制材料元件26，30流化，所述圆片26向下流动以充填承口螺纹形状18和在所述插孔和定位销12之间的环形承口腔。所述另一个元件30在所述承口20内不足弥补所述圆片26的容积并且还流入到一个溢流腔中，所述溢流腔包括在所述定位销的根部处形成在所述模制工具中的一个环形凹槽32。在封闭所述模腔后大约10分钟的时间里，所述模制材料(在所述插孔内部和外部的模制材料)硫化并且可打开所述模型以取出所述产品。
如图3中所示，当第一次将所述产品从模型中取出时，模制材料塞31留在所述插孔10内。流入到所述凹槽32中的材料形成常规的握环(手柄)33，利用所述握环(手柄)33能够容易地将所述模制材料塞31从承口20中拔出。
可预制所述两个元件(即圆片26和垫圈30)，并且在将所述插孔10放在所述定位销12上之前将所述两个元件(即圆片26和垫圈30)放置在所述定位销12上和所述定位销12的周围。另外，如图4中所示，当所述插孔向下压到所述定位销12上时，可通过将一个未硫化模制材料薄片34(例如，厚度为2毫米-3毫米)引入到所述插孔和模制工具14之间而将所述元件26，30引入到所述插孔的下面。以适当的方式形成所述插孔10和所述定位销12的顶表面以保证所述这些元件从所述薄片上被剪下。对于在所述模腔内的所有插孔，可使用一个单一的薄片。在所有的插孔被定位之后，在封闭所述模型之前，在计算接着必须被引入到所述模型中的材料的附加质量时应该考虑到留在所述模腔内的薄片质量。但是，如果需要的话，在开始模制之前可将薄片34的剩余部分去除。如果需要使被模制在所述挤压模制产品中的镶嵌件10从所述产品的表面凸出的情况下，在开始模制之前可将薄片34的剩余部分去除可能是必须的。对于鞋底中的插孔，这是不适用的，但对于在一种机动车车门密封件中的螺母或者其它工程部件，可能是必须的。
图5示出了本发明的另一个实施例，其中一个具有带螺纹的腔36的镶嵌件35将被模制到一个密封件37中。这种情况下，所述模制工具14没有与之一体形成的销子12，仅具有与之一体形成的定位管23，所述镶嵌件35的外部以紧配合的方式安装在所述定位管23中。应该注意的是，所述镶嵌件35从所述密封件37的表面凸出。为了使所述镶嵌件35定位，定位销包括一个模制材料圆柱体38。该模制材料圆柱体38被引入到所述镶嵌件的腔36或者所述模制工具14中。所述模制工具14是这样设置的，即，将一个用于所述圆柱体38材料的溢流腔39设置在所述镶嵌件35的下面。
在使用中，将圆柱体38和镶嵌件引入到所述模型16中，接着将未硫化的橡胶材料引入到所述模型16中。然后，封闭所述模型并且使所述模型受到压力作用。所述圆柱体38流化并且充填所述腔36，集中在所述溢流腔39中的多余材料形成一个塞子。在模制过程完成后，打开所述模型并且取出所述密封件37。然后，可去除留在所述腔36中的模制材料塞。
本发明方法可用于挤压模制各种不同的要求带有空心镶嵌件的物品，特别是要求带有塑料材料空心镶嵌件的物品。
权利要求
1．一种利用橡胶模制材料以挤压模制的方式制成一个物品的方法，所述物品至少具有一个镶嵌件(10，35)，所述镶嵌件(10，35)具有一个腔(20，36)，所述模制是在一种高压条件下在一个封闭的模型中进行的，其特征在于，所述方法包括在模制过程中在所述镶嵌件(10，35)的所述腔(20，36)内产生一个压力，所述压力基本上平衡所述模型中的橡胶模制材料施加在所述镶嵌件(10，35)外部的压力。
2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的压力是以液压方式提供的。
3．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的压力是由在所述腔中的一个可膨胀的镶嵌件定位销产生的。
4．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的压力是由被引入到所述腔(20，36)中的橡胶模制材料产生的。
5．一种如权利要求4所述的方法，其特征在于，在模制过程中，所述模制材料被供给到所述镶嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中。
6．一种如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述模型被封闭之前，所述模制材料被引入到所述镶嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中。
7．一种如权利要求4至6中任何一项所述的方法，其特征在于，被引入到所述镶嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中的模制材料足以保证所述腔的所有部分被模制材料保护。
8．一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模型具有一个溢流腔(32)，在模制过程中，被引入到所述腔(20，36)中的多余模制材料溢流到所述溢流腔(32)中。
9．一种如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，在模制过程中，所述镶嵌件(10，35)被支承在一个定位装置上，所述定位装置包括一个用于插入到所述腔(20，36)中的销子(12，38)和一个用于使所述镶嵌件外部定位的管(23)。
10．一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述销子(12)是所述模制工具(14)的一部分。
11．一种如权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述镶嵌件(10，35)被放在所述定位装置上时，被引入到所述腔(20，36)中的模制材料是由一个被所述定位装置切割的模制材料片提供的。
12．一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述销子(38)是由模制材料制成的。
全文摘要
本发明涉及一种利用橡胶模制材料以挤压模制的方式制成一个物品的方法,所述物品具有空心镶嵌件(10,35),该方法能够避免所述镶嵌件受到损坏。当在高压环境下在一个封闭的模型中进行挤压模制时,所述压力会损坏所述空心镶嵌件(10,35)和使之变形,特别是当所述镶嵌件是由塑料制成的情况下。为了避免所述镶嵌件变形和被破坏,本发明方法包括在模制过程中在所述镶嵌件(10,35)的所述腔(20,36)内产生一个压力,所述压力基本上平衡所述模型中的橡胶模制材料施加在所述镶嵌件上的压力。在所述腔(20,36)中的压力最好是利用将一些模制材料引入到所述镶嵌件(10,35)的所述腔(20,36)中而产生的。在模制过程中,所述材料增压并且在内部支承所述镶嵌件(10,35)。
文档编号B29C43/36GK1278756SQ98811148
公开日2001年1月3日 申请日期1998年11月10日 优先权日1997年11月15日
发明者保罗·安德鲁·凯利 申请人:特利运动有限公司