铣削成的皮革鞋帮的制作方法

文档序号:12661532阅读:523来源:国知局
铣削成的皮革鞋帮的制作方法与工艺

本发明涉及鞋的部件,特别是鞋帮,具有这样部件的鞋以及制造鞋的部件的方法。

现有技术

鞋子通常由多个单独的部件,类似于鞋底单元和鞋的鞋帮(或简称为“鞋帮”)组装而成。

鞋底单元或鞋底可以例如在与地面接触期间为脚部提供缓冲,以便减轻作用在穿着者的肌肉骨骼系统上的冲击力。其还可以增加鞋在地面上的牵引力并且提供许多其它功能。

提供特别适合于穿着者的解剖结构和步态特征的鞋底单元是有利的。国际申请WO 2014/049379A1公开一种全自动数控机,用于根据软件生成的CNC命令来制造定制足部矫形器。

另一方面,鞋帮可用于将穿着者的脚固定在鞋内。其还可以为穿着者的脚提供改善的稳定性,以便防止例如由扭转踝关节造成的伤害。同时,通常有利的是鞋帮被构造为能够为穿用者提供舒适的穿着感觉。可能对此具有影响的示例性因素可以是充足的透气性和避免穿着者脚上的擦伤或压迫点。

长期以来,皮革由于其天然的高弹性被用于构造鞋帮,且可以提供良好的一般稳定性。其通常也对皮肤友好,有助于避免脚过度出汗。此外,皮革可以产生鞋帮和鞋子的高品质外观。

现有技术中已知几种处理皮革并影响其外观的技术。

美国专利US6,533,885B2公开一种用于制造鞋的鞋帮的工具,包括压花模具和设置在所述压花模具中的多个可移除的纹理插件,所述纹理插件用作压花辅助器。

欧洲专利申请EP 1 884 572A1公开一种用于优化皮革切割工艺的使用皮革的方法和系统。该系统包括计算机数控(CNC)皮革切割台。

然而,现有技术已知的皮革加工技术和所得到鞋帮的缺点是:鞋帮的各个区域的机械和功能特性,已知技术不能提供影响其的充足的可能性,如其刚度/柔性、其透气性或外表面的表面摩擦力。



技术实现要素:

因此,本发明的发明目的是提供至少部分地克服上述缺点的改进的制造方法和改进的鞋帮。

所述目的至少部分地通过根据权利要求1所述的鞋的部件来解决。尤其是,所述部件可以是鞋帮。

在一个实施方式中,鞋的部件包括:a)包括邻接的天然和/或合成的皮革片的区域,其中b)该区域包括第一子区域和第二子区域,各个子区域具有大于3cm2,尤其是大于4cm2的尺寸,其中c)与第一子区域相比,在所述第二子区域中的皮革具有减小的厚度,并且其中d)减小的厚度通过铣削整个第二子区域中的皮革的第一表面层而获得。

首先应当注意,本文上下文中的术语“铣削”是指通过旋转工具以机械方式去除材料。这不应与在皮革本身的制造期间的皮革的(干)铣削相混淆——其中皮革在鞣制过程中滚磨以使其更软。

通过为所述部件提供邻接的天然和/或合成的皮革片,所述部件的一般稳定性和弹性可以很高。包括皮革的区域可以形成鞋的整个部件(例如鞋帮)或至少是所述部件的主要部分。或者该区域可以仅形成鞋的部件的较小部分,并且所述部件还可以包含其它部分中的其他材料,例如纺织材料(针织物、网等)或塑料材料。

通过铣削整个第二子区域中的皮革的第一表面层,使得与第一子区域相比,第二子区域中皮革的厚度减小,部件的机械和功能特性可以在各个子区域中受到影响而不显着损害该部件的一般稳定性和弹性。与第一子区域相比,移除第一表面层可以使第二子区域具有例如更高的柔性、降低的刚度,较高的透气性或较粗糙的表面纹理(并且因此增加所述部件的表面摩擦力)。移除第一表面层的还可以有助于减小部件的重量。此外,与第一子区域相比,铣削还可在部件的第二子区域中产生不同的外观。如果在所述部分的第一表面层被铣削的侧面在鞋组装之后朝向鞋的外侧,则情况尤其如此,这通常是这种情况。然而还可能的是,所说部件以这样的方式设置在鞋内:即使得材料被铣削的侧面朝向鞋的内侧,或者所述部件可以设置在鞋的其他构件之间,例如从外部看不到铣削的表面。例如,可以通过在用于部件的皮革的肉侧(即底侧)上铣削或通过在皮革的皮肤侧(即顶部)上铣削来控制皮革的柔性/刚度,然后在鞋的组装状态下皮肤侧或肉侧布置成朝向鞋的外侧或内侧。

虽然通常在第一子区域中不会铣削皮革,但是也可以在第一和第二子区域中铣削表面层,其中与第二子区域相比,第一子区域中的皮革被铣削掉的深度小于第二子区域,以实现第二子区域中的皮革的剩余厚度减小。

作为一般说明,可能的是在给定的子区域内(特别是第二子区域),整个子区域中的皮革被铣削掉恒定的深度(在技术上尽可能的)。然而,还可能的是在整个子区域中铣削掉的皮革的深度(或铣削掉的表面层的厚度)是变化的。铣削可以例如沿着特定方向逐渐缩小。在这种情况下,铣削掉的表面层的厚度以及因此剩余皮革的厚度可以指定为各个子区域中的平均厚度或最小或最大厚度。

例如,可能的是在整个第二子区域中被铣削掉的第二表面层的厚度是变化的,使得第二子区域包括周期性或非周期性的图案。就第二子区域中的皮革的平均厚度或最大厚度小于第一子区域中的皮革的厚度的意义而言,与第一子区域相比,第二子区域中的皮革具有减小的厚度。

由于第一和第二子区域都具有大于3cm2,尤其是大于4cm2的尺寸,它们对于提供特性显著不同的子区域而言是足够大。如果其中一个子区域过小(例如,仅是装饰性表面结构),则在此子区域中厚度变化的影响将被其他更大的子区域完全“遮蔽”,如此所需的机械和功能特性的变化将不能实现(至少不能达到足够的程度)。

在这一点上,所强调的是所述第二子区域可以被连接或包括若干断开的区域。

换而言之,第一选择是所述第二子区域包括若干分离的次级子区域,其中所有这些次级子区域的尺寸总和大于3cm2,尤其是大于4cm2

还可能的是将第二子区域连接。这意味着第二子区域由尺寸大于3cm2,尤其是大于4cm2的单个区域组成。在数学意义上,第二子区域可以是路径连接的。它也可以简单连接。路径连接的区域是这样的区域,即在该区域中人们可以通过沿着该区域行进,从该区域的任何点到该区域的任何其他点,而不必穿过该区域的任何边界。简单连接区域的特征还在于,区域内的任何闭合曲线可以收缩到一点,即该区域不包含任何“孔”或“岛”。

上述拓扑选择可以应用于另外的第三子区域(下文描述)或其他附加子区域,并且还适用于第一子区域。

可能的是第一子区域和第二子区域可以各自包括至少一个多边形,其中在相应多边形的两个相对边上的两个点彼此之间的间距总是大于5毫米,尤其是大于1厘米。

换而言之,第一和第二子区域以这样的方式提供:即具有不小于5毫米,或特别是不小于1厘米的“最小对边”的多边形可以内接到各个子区域中。通常,对于给定的子区域,将有许多可能的多边形满足这样的条件,但是一个就足够。基本思路是子区域足够“庞大的”并且不仅仅形成装饰的凹槽或线。这又有助于在两个子区域之间提供足够的机械和功能特性的差异。

关于制造所述部件用的铣削工具(下文将更详细的描述),第二子区域可以具有比铣削头的直径更宽的形状。然而,这种特征在某种程度上取决于所使用的铣削头的类型,上述定义的“多边形的标准”以绝对术语定义第二子区域的最小对径。

此外,本发明不排除存在着所述鞋的所述部件的其他区域中,由于装饰性或其它原因而铣削皮革的情况,这些区域的尺寸也可小于3cm2和/或不满足上述“多边形的标准”。

在铣削之前,邻接的皮革片可以具有1毫米至4毫米的厚度,尤其是1.5毫米至3毫米的厚度。

这样的厚度可以是有利的,因为其可以提供足够的基本厚度以确保部件的期望的总体稳定性和弹性,同时又不会太厚以致所述部件过于僵硬和笨拙,这可能不利于穿着的舒适性。上述范围也适用于鞋帮。而且,所提及的厚度可以提供用于铣削的“足够使用的材料”。合适的厚度通常还取决于所使用的皮革的种类,例如是否是天然或合成的皮革,是否是植物或铬鞣制的,或者是否已经滚磨。

如果部件的预期用途,例如主要用于加强目的,例如足跟盖或脚趾盖等,则被铣削前的厚度也可以处于2.5毫米至6毫米的范围内。

铣削掉的第一表面层的厚度可以为至少0.2毫米,尤其是至少0.5毫米。

这些值可以足够大以与第一子区域相比实现第二子区域中特性的所需变化。

如已经提到的,整个第二子区域中的铣削掉的第一表面层的厚度也可以是变化的,使第二子区域包括周期性或者非周期性的图案。

这种图案可以用于进一步增加影响所述部件的机械和功能特性的可能方式。图案可以例如用于限定某些柔性的线,并且因此为部件提供一种优选的弯曲方向。随后,与垂直于其的方向相比,柔性可以沿着该方向变化。这也可以应用于第二子区域中的所述部件的抗拉强度或其他机械特性。

该区域还可以包括位于皮革下方的至少一个材料附加层。

此附加层(或甚至若干附加层)可以增加部件的总体稳定性,并且因此允许铣削掉更多的材料,特别是更深的深度,而不必担心所述部件变得过于不稳定。特别是,如果是在成品鞋内部件与脚/皮肤直接接触,它还可以用于改善部件的磨损感觉和触感。

例如,整个第二子区域中的皮革被完全铣削掉以暴露下方的材料附加层。

通过在整个第二子区域中完全铣削掉皮革(即厚度=0),在第一和第二子区域之间所实现的机械和功能特性的差异可以非常显着。同时,由于下方的材料附加层,能够保持所述部件的足够稳定性。整个第二子区域中的皮革被完全铣削掉以暴露下方的层的选择也可以用于影响所述部件或鞋的外观。

附加层的材料例如可以是聚酰胺(PA)和/或聚氨酯(PU)和/或纺织材料。

这种材料对皮肤而言是舒适的,它们可以用作低重量的增强材料等。附加层的材料还可以包括另外的皮革材料。

第一子区域和/或第二子区域也可以至少部分地由部件外侧上的涂层覆盖。

这种涂层(例如光泽涂层或纳米涂层)可以改变部件或鞋的外观,例如其对光的反射性。它还可以保护位于下方的皮革免受外部影响,例如污垢、水、UV辐射等的影响。如果涂层是透明的,皮革仍然可以保持为可见的以实现高质量的外观。

此外,可能的是在第二子区域中,部件的另外构件设置在皮革的顶部上。

这种另外构件可以用于装饰目的,它们可以用作加强元件,它们可以连接到鞋带系统或者作为鞋带系统的一部分等。这样构件的另外实例是:附接条、鞋头盖、鞋跟盖或缓冲元件。特别是,这些构件可以插入到通过在整个第二子区域中铣削掉皮革的第一表面层而形成的“凹部”中。这可以有助于将构件固定在其位置并且增加构件与周围皮革连接的稳定性。

此外,这样的构件还可以设置在第一子区域中或在鞋的部件(例如鞋帮)的任何其他区域中,并且它们通常还可以延伸穿过鞋的部件的若干子区域或部分。

纤维材料可以设置在第二子区域中以增加其撕裂强度。

例如,纤维材料可以包括纺织或者非纺织的纤维。纤维可以沿着某一优选方向或若干优选方向排列,以增加该方向的撕裂强度。它们可以设置在部件的内侧(相对于鞋内部件的最后设置)或外侧上或甚至设置在两侧上。当然,纤维还可以设置在部件的第一子区域或部件的任何其它部分中。

增强纤维或线的应用的另外实施例可以在德国专利DE 10 2015 205 751中找到,并且这些实施例也可以应用于根据本发明的鞋的部件,只要在技术上是可能的。

如上所述,与部件的第一子区域相比,部件的第二子区域可以提供更高的柔性和/或更小的刚度和/或更高的透气性和/或更大的表面摩擦力。

此外,所述区域还可以包括第三子区域,整个第三子区域中的皮革的第二表面层已经被全完铣削掉,其中铣削掉的第二表面层的厚度与铣削掉的第一表面层的厚度不同。

通过提供三个子区域(而不是两个子区域),在每个子区域中的皮革的厚度不同,甚至可以实现更灵活的调整鞋的部件的机械和功能特性。为此,第三子区域的尺寸也可以大于3cm2,尤其是大于4cm2。第三子区域还可以包括至少一个多边形,其中多边形的两个相对边上的两个点彼此之间的间距总是大于5毫米,尤其是大于1厘米。换而言之,还可能的是,“最小对径”不小于5毫米或不小于1厘米的至少一个多边形可以内接到第三子区域中。

关于第三子区域的进一步构造选择以及相应的优点/效果,在技术上可行的情况下,参考第一和第二子区域的相应解释也可应用于第三子区域。

还可能的是,所述区域包括甚至更大数量的子区域,例如四个子区域或五个子区域或六个子区域等,这些子区域中的皮革厚度有所不同。

所述部件可以是一件式鞋帮。特别地,所述区域可以包括整个鞋帮。

因此,如果在皮革下方设有附加的材料层,则整个鞋帮可以由单个邻接皮革片的皮革件制成,或者由包含单个邻接皮革片的层压材料制成。这可以便于制造,例如简化组装,并且增加鞋帮的总体稳定性。它还可以改善产品的外观。鞋帮可以具有或可以不具有鞋舌,并且鞋舌可以集成在真正的一件式鞋帮中,或者鞋舌可以是与一件式鞋帮分开的部件。

本发明的另一方面涉及一种具有如本文所述的根据本发明的部件的鞋。

这样的部件可以包括在运动鞋或另外类型的鞋中,例如跑鞋或休闲鞋等。

在这种情况下,本发明的另一方面是为用户提供获得定制鞋的选项的可能性。人们可以通过计算机程序(或智能电话或平板电脑上的App等)设计具有创新型的部件(例如鞋帮)的鞋,通过服务器将数据传送到机器,然后机器根据所创建的设计执行铣削操作(下文将更详细地描述)和鞋的组装。在设计过程中,客户可以选择以下参数中的一个或多个:使用哪种皮革、皮革的颜色、中底材料(例如,发泡热塑性聚氨酯(eTPU)的熔融颗粒,或者发泡聚醚酰胺嵌段共聚物(ePEBA)、乙烯基乙酸乙烯酯(EVA)或其混合物)、外底材料、外底构造、封闭系统(例如鞋带或者钩环紧固件)及其颜色或材料,以及是否施加覆盖层,如果是的话,其材料或颜色等等。

本发明的另一方面涉及一种用于制造鞋的部件(特别是鞋帮)的方法。

该方法包括以下步骤:a)提供坯件,其具有包括邻接的天然和/或合成的皮革片的区域,其中b)所述区域包括第一子区域和第二子区域,各个子区域具有大于3cm2,尤其是大于4cm2的尺寸,和c)铣削掉整个第二子区域中的皮革的第一表面层。

在最简单的情况下,坯件完全由邻接的天然和/或合成的皮革片组成,其包括具有两个子区域。然而坯件也可以是多层的层压材料,其包括在皮革下方的如上所述的一个或多个的附加的材料层。此外,坯件可以包括附加区域。这些附加区域也可以不含皮革,但包括例如纺织材料等。

关于第一和第二子区域的形状、大小和尺寸,参考上下文中的鞋的本发明的部件的解释,其也适用于本文所述的本发明方法,并且为了简明的目的不再重复。这同样适用于皮革材料的合适厚度和所移除的第一表面层的合适厚度,这些也已经在上文描述。

此外,采用所述方法还可以制造包括多于两个子区域的部件,其中通过分别去除在整个第二子区域和第三子区域(对于四、五、六个子区域也是如此)中的第一表面层和第二表面层,皮革被铣削不同的深度。再次参考上述相应的解释。

铣削可以通过多轴数控铣削工具来进行,特别是具有3-6个轴的数控铣削工具。

例如,可以基于使用CAD系统创建的鞋部件的设计来控制多轴数控铣削工具的操作。

铣削工具能够以50,000转/每分(rpm)的最大转速进行操作,特别是以15000-45000rpm的转速,更特别地以17000-22000rpm的转速进行操作。

工具的这种转速值已经证明适合于加工皮革,因为较低的转速可能导致皮革在铣削过程中破裂或撕裂。这可能对材料的外观和完整性是不利的。另一方面,如果转速太高,皮革则可能被烧毁或以其它方式损坏,这也可能对成品的部件是不利的。

除了转速之外,可能必须考虑的另一因素是铣削头在皮革上移动的平移速度。例如,对于35毫米/秒的平移速度,使用18500rpm的转速。

铣削头可以在增量平行路径中移动穿过皮革,其中在路径之间的增量为0.2毫米至0.8毫米,尤其是0.3毫米至0.6毫米的范围。合适的值可以取决于铣削头的直径、所使用的皮革类型、铣削掉的表面层厚度等。例如,铣削头的直径可以在0.5毫米至15毫米之间。

铣削头可以沿顺时针或逆时针方式在皮革上移动,例如以顺时针或逆时针螺旋运动。这可能导致铣削头在皮革上向上或向下推,这取决于铣削头的切削刃设置在其上的方式,以及铣削头围绕其自身轴线旋转的方向(顺时针或逆时针)。

第一表面层可以例如通过连续铣削掉若干表面亚层而进行铣削。

与同样可能的“一口气”铣削掉整个第一表面层相比,铣削掉若干连续子层中的第一表面层可以有助于避免皮革在铣削过程中撕裂,特别是当铣削的第一表面层超过某一临界深度时,例如1毫米或2毫米。

此外,如已经讨论的,在第二子区域内铣削的第一表面层的厚度可以变化,以为第二子区域提供周期性或非周期性的图案。

在铣削期间,坯件可以例如通过可调节的颊板固定在台上。也可以使用真空台或绑带。在这种情况下,在铣削完成之后,可以将部件与坯件分离并安装在鞋楦上。安装在鞋楦之前或之后,还可以存在另外的处理步骤,例如连接到部件的其它构件或施加涂层等。

然而,也可能的是,在步骤c)中,在铣削掉第一表面层之前,所述部件与坯件分离,并被安装在鞋楦上。

在这种情况下,所述部件进行铣削时已被安装在鞋楦上。这在以下情况是有利的:在安装在鞋楦上随后铣削期间的第一子区域和第二子区域中的皮革变形,以及特别是在安装期间的变薄的第二子区域中的皮革撕裂可以被避免,因为当部件已经呈现其基本的三维形状的同时皮革被铣削掉。

铣削工具可以包括具有可移动的铣削臂的机器人。

以这种方式,铣削头可以围绕安装的部件移动,以在第二子区域中铣削皮革,同时所述部件已被安装在鞋楦上。然而,在铣削过程中将坯件固定在工作台上时,也可以使用可移动机器人臂。

所述方法可以根据从定制用户输入端生成的指令来执行。

如上所述,用户可以例如选择使用哪种皮革、皮革颜色、中底材料(例如发泡热塑性聚氨酯(eTPU)的熔融颗粒、或者发泡的聚醚酰胺嵌段共聚物(ePEBA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或它们的混合物)、外底材料、外底构造、封闭系统(例如鞋带或钩环紧固件)及其颜色或材料、是否施加覆盖层,如果是,其材料或颜色等等。根据此输入,可以例如在CAD系统辅助下创建用于该部件或整个鞋子的设计。由该设计可以生成控制铣削工具的操作的控制文件。

铣削工具和执行所描述的本发明方法所需的其它工具可以集成到自动化生产线中。

最后,应当指出,在制造过程中,铣削工具还可以用于通过铣削掉皮革,或者在坯件中钻孔而得到鞋带孔,或者增加部件的某些区域的透气性等来产生装饰性设计。作为示例,可以在皮革中钻出具有与所使用的铣削头相同的直径的孔。较大的孔也是可能的。这些孔可以贯穿皮革,或者它们可以仅部分地穿过皮革。还可以产生切口,其可以宽于或可以不宽于铣削头的直径,并且这些切口也可以贯穿皮革或者仅部分地穿过皮革。

附图说明

在下文的详细描述中,参考以下附图进一步描述本发明的可能实施方式:

图1a-b:包括本发明的鞋帮的实施方式的鞋的实施方式;

图2a-b:本文所使用的术语“相对边”在多边形中的含义的图示;

图3:可以在本发明范围内使用的纤维材料的应用的图示;

图4:包括本发明鞋帮的实施方式的鞋的另一实施方式;

图5:包括本发明鞋帮的实施方式的鞋的另一实施方式;和

图6a-f:本发明的制造方法和所得部件的实施方式。

优选实施方式的说明

在下文的详细描述中,主要就运动鞋的鞋帮来描述本发明的可能的实施方式。然而,重点在于本发明不限于这些实施方式。对本领域技术人员显而易见的是,本发明可以容易地应用于其它类型的鞋或鞋的部件。

还应注意,下文更详细地描述本发明的单个实施方式,并且可以明确地讨论由本发明提供的不同构造选项并非所有可能的组合和排列。然而,本领域技术人员清楚的是,关于以下具体实施方式描述的选项和特征可以进一步修改,并且还可以在本发明的范围内以不同的方式彼此组合。如果认为不必要,也可以省略单个特征。为了避免冗余,参考前文的说明保持适用于以下详细描述。

图6 1a-b示出本发明的鞋1的实施方式。鞋1包括鞋底单元10和本发明部件的实施方式。图1a示出鞋1的脚内侧,图1b示出脚外侧。

图1和图2所示的情况下,如图1a-b所示,本发明的部件形成鞋1的鞋帮100。鞋帮100包括区域110,该区域110包括邻接的皮革片,本实施例中所述皮革是天然皮革。然而合成皮革也是可能的。鞋帮100是一件式的鞋帮,即整个鞋帮100由连续的皮革片制成,所述皮革片包括鞋帮100的鞋舌102。然而可选地,鞋舌102也可以是单独的部分,其在鞋1的组装期间被连接到鞋帮100。它可以例如编织或缝合到鞋帮100。

应当注意,尽管在图1和图2中的鞋帮100上可以看到若干接缝。如图1a-b所示,这与鞋帮100的一件式的特性不矛盾,因为鞋帮100是从单个连续的皮革片切割而成的,该皮革在某些位置折叠并且通过接缝连接,以产生鞋帮100的期望的三维形状。

鞋1还包括内鞋101或袜子或衬里。其中内鞋101可以或可以不连接到皮革鞋帮100。例如其可以用缝合、缝合、胶合或以其他方式连接到鞋帮100,或者其可以可拆卸地设置在鞋帮100内部。

区域110包括第一子区域120和第二子区域130。两个子区域120和130都具有大于3cm2的尺寸,在这里所示的实施方式中甚至大于4cm2。第一子区域120主要设置于鞋帮100的脚内侧的脚趾部分,且第二子区域130设置在鞋帮100的脚外侧的翼部。类似于第二子区域120的另一子区域131设置于鞋帮100的脚内侧的翼部。

在整个第二子区域130中,皮革的第一表面层被铣削掉,因此与第一子区域120相比,第二子区域130中的皮革具有减小的厚度。对于子区域131也是如此。

在进行铣削加工之前,用于鞋帮100的邻接的皮革片具有3毫米的厚度。通常在1毫米至4毫米,尤其在1.5毫米至3毫米的范围内的值是合适的。

在鞋帮的脚外侧的第二子区域130和脚内侧的子区域131中,皮革被铣削掉0.5毫米的深度,即厚度为0.5毫米的第一表面层被铣削掉。因此,在这些子区域中剩余的皮革具有2.5毫米的厚度。铣削在增量的平行路径进行,路径间的增量是0.6毫米。然而,这些值仅被认为是合适的实例,并非要将本发明的范围限制到这些具体值。例如,另一个实施方案中,皮革片在铣削之前可以是2.8毫米的厚度,而铣削掉的第一表面层的厚度可以是0.5毫米。铣削在增量的平行路径进行,路径之间的增量是0.3毫米。

通常,铣削掉的第一表面层的厚度可以是至少0.2毫米,特别是至少0.5毫米。

虽然在此实施例中所示的鞋帮100的情况下,在整个第二子区域130和整个子区域131内铣削掉恒定厚度的皮革(在技术上尽可能的)。通常还可能的是,第二子区域130或子区域131中被铣削掉的第一表面层的厚度是变化的,即可以铣削掉不同深度的皮革。

提供尺寸大于3cm2的(本实施例中甚至大于4cm2)的各个子区域120、130和131,第一子区域120的功能和机械性能明显不同于第二子区域120的功能和机械性能。通过在整个第二子区域130/子区域131中铣削掉皮革的第一表面层,鞋帮100在第二子区域130/子区域131中比在第一子区域120中柔性更大/刚度更小,并且具有更高的透气性和更大的表面摩擦力。

各个子区域120、130和131皆路径连接和简单连接,即它们皆包括其中不存在“岛或孔”的单个的邻接的子区域。

再次指出,在其它实施方式(未示出)中,第二子区域还可以包括若干单独的次级子区域,其中所有这些次级子区域的尺寸总和大于3cm2,尤其是大于4cm2

为了进一步促进子区域120和子区域130/131之间的功能和机械性能的改变,子区域120、130和131也具有“笨重”形状,即它们不仅仅是线或凹槽。以更加量化的方式,第一子区域120、第二子区域130和另一子区域131可以各自包含至少一个多边形,在相应多边形的两个相对边上的两个点彼此的间距大于5毫米,尤其是大于1厘米。

为了读者更好地理解本发明,此概念在图2a-b示出。图2a-b示出子区域S,其可以是第一子区域120或者第二子区域130或者子区域131。图2a示出内接在子区域S中的多边形P1,即子区域S包围多边形P1。

图2a示出本文的上下文中使用的术语“相对边”的含义:多边形P1具有A、B、C、D、E、F、G和H边。多边形P1的这些边中的一个给定边——即C边,相对边意味着多边形P1的指定边,其是“穿过多边形P1的体积/中心”位于多边形P1的另一侧上的那一边。因此,本文使用的术语的含义内,与C相对的边是D边,而不是G边。

尽管这在严格的数学意义上可能不是唯一的定义,但本领域技术人员无疑能够理解其含义,特别是当记住通过内接的多边形而表征的基本思想是要求“大体积”的子区域,其不仅仅形成线或凹槽。换言之,内接的多边形具有至少5毫米或至少1厘米的最小“对径”。本发明中上下文中应注意到的是,内接多边形的尺寸不必大于3cm2(或4cm2),因为它们仅用于限定上述最小对径。3cm2(或4cm2)的最小尺寸仅适用于子区域本身。

因此,在图2a中相对边是,例如A&B、C&D或E&F。这样的两个相对边上的两个点彼此之间的间距总是大于5毫米或大于1厘米,这取决于所述鞋的部件的具体要求。

换而言之,A边上的任何给定点总是与B边上的所有点的距离D1总是大于5毫米(或1厘米)。C边上的任何给定点总是与D边上所有点的距离D2总是大于5毫米(或1厘米)。E边上的任何给定点总是与F边上所述点的距离D3总是大于5毫米(或1厘米)。

如果存在对给定边的相对边有疑问的情况,还应该记住以下内容:根据本发明,如果存在可以内接给定的子区域的一个多边形就足够了,且其具有5毫米(或1厘米)的最小对径。例如,如图2b所示,在子区域S的情况下,除了以上所述的多边形P1(实际上有更多),存在另一个多边形P2内接到子区域S中。多边形P2仅具有四个边a、b、c和d,并且很明显,边a&b和边c&d是相对边。因此,只要a和b边上的所有点具有最小距离d1,且c和d边上的所有点具有最小距离d2,其中d1和d2大于所需的最小值(例如5毫米或1厘米),则子区域S满足“多边形要求”,不管P1是否有问题。同样应注意,P2本身的尺寸不限于大于3cm2(或4cm2),只要S子区域的尺寸满足该要求即可。

回到图1a-b的讨论,鞋帮100还包括第三子区域140,该第三子区域140中皮革的第二表面层被铣削掉,其中铣削掉的第二表面层的厚度不同于铣削掉的第一表面层的厚度。第三子区域140设于脚趾上方,主要在脚外侧上。鞋帮100还包括附加子区域141和142,分别被设置于鞋帮100的脚踝部分的脚内侧和脚外侧。在所有三个子区域140、141和142中,皮革的表面层被铣削掉1.8毫米的深度,即在这些子区域中剩余皮革的厚度为1.2毫米。再次,铣削在增量的平行路径进行,路径之间的增量是0.3毫米。然而这些仅作为合适值的实例。

所有三个子区域140、141和142的尺寸大于3cm2,甚至大于4cm2,并且它们可以各包括最小对径为5毫米的至少一个多边形,甚至在此实施方式所示的情况下最小对径为1厘米。

为了保护皮革免受诸如污垢、水或UV辐射的外部影响和/或为鞋帮100提供高质量的表面处理,涂层(未示出)还可以施加在皮革的外部上(和/或在内侧)、子区域120、130、131、140、141、142中的任一个或其部分中。此外,在第二子区域130和/或第一子区域120和/或任何附加子区域131、141中,在皮革的顶部上设置附加的一个或多个构件(也未示出)。这种附加的构件的实例包括:附接条、脚趾盖、脚跟盖或缓冲元件。

此外,纤维材料可以设置在被铣削成的子区域130、131、140、141、142之一中(并且潜在地也可以设置在第一子区域120中),以增加这个子区域中的鞋帮100的撕裂强度。这个概念在图3中示出。

图3示出邻接的皮革311的片,其中纺织纤维材料313被施加到皮革311,所述皮革311将作为由其所制造的鞋帮的脚趾区域。纤维材料313沿着径向方向r和极化方向φ设置以增加沿相应方向的撕裂强度。这种纤维材料的应用的其它实例可以在德国专利DE 10 2015 205 751中找到。

图4示出鞋的本发明的部件的另一个实施例。所述部件是鞋帮400。鞋帮400包括具有邻接的天然皮革片的区域410。同样,合成革也是可能的。区域410包括整个鞋帮400,即鞋帮400是完全由邻接的皮革片(潜在地,除了接缝或其它连接方式之外)制成的一件式鞋帮400。

区域410包括第一子区域420、第二子区域430和第三子区域440。所有三个子区域420、430和440的尺寸大于3cm2,在本文所示的特定情况下甚至大于4cm2。此外,各子区域420、430和440可以包括至少一个多边形,其中在各个多边形的两个相对边上的两个点彼此之间的距离总是大于5毫米,在此实施方式的情况下甚至是大于1毫米。也就是说,所有三个子区域都具有不小于1厘米的“最小对径”。参考上面相应的解释,其在此处也适用。

在整个第二子区域430中皮革的第一表面层已被铣削掉,并且在整个第三子区域440中皮革的第二表面层已被铣削掉。因此,在没有铣削皮革的第一子区域420中,皮革的厚度最大,在第二子区域430中皮革较薄,在第三子区域440中皮革更薄,在第三子区域440中被铣削掉的皮革深度最大。换而言之,铣削掉的第二表面层的厚度大于铣削掉的第一表面层的厚度。

鞋帮还包括与鞋帮400的其余部分一体形成的鞋舌450。可选地,鞋舌450也可以是单独的部件,其在组装过程中连接到鞋帮400。例如,它可以被缝合到鞋帮400。

同样在此实施方式,可以施加涂层、一种或更多种的另外的构件和/或纤维材料,如以上关于鞋帮100所述。关于皮革的厚度和去除的表面层的适当值等,参考关于鞋帮100做出的解释,这些在这里也适用。

图5示出本发明的鞋5的又一个实施方式。鞋5包括鞋底单元50。鞋5还包括鞋5的本发明的部件的实施方式,在本实施方式中为鞋帮500。

鞋帮500包括具有邻接的天然皮革511(也可能是合成皮革)的片的区域510。区域510包括整个鞋帮500,因为鞋帮500是一件式鞋帮500。

然而,在此处所示的情况下,区域510包括位于皮革511下方的附加的材料层。换而言之,区域510包括多层的层压件。在这种情况下,外部的皮革511下方具有一个附加的材料层,该附加的材料层由第二皮革材料512提供。第二皮革材料512的颜色与外部的皮革材料511的颜色不同。然而在其他实施方式中不必是这种情况。此外,取代第二皮革层,一个或多个附加的材料层还可以包括聚酰胺(PA)和/或聚氨酯(PU)和/或纺织材料。

这样的多层构造还可以允许将另外的功能元件结合到鞋帮500中。例如,可以在多个层之间设置缓冲或加强元件。作为一个实例,这种缓冲或加强元件可以设置在鞋跟区域中的层之间以提供鞋跟盖,或者设置在脚趾区域中以提供鞋头盖等。

区域510包括第一子区域520和第二子区域530。第一子区域因此而形成鞋帮500的前脚区域和脚中部区域的主要部分。第二子区域530围绕穿着者腿的背部设置,从脚踝之下开始向上延伸到鞋跟区域中的鞋帮500的上边缘。这有助于提供鞋帮500的柔性和可调节的鞋跟区域,其可以例如减少擦伤或水泡的产生。

在整个第二子区域530中,皮革511已经被完全铣削掉以暴露下面的材料附加层,即在当前情况下是在下方的第二层皮革512。

应当注意,鞋帮500还包括另一部分550,其中皮革511已经被完全铣削掉以暴露下方的一层皮革512。然而,铣削掉的部分550主要用于装饰目的,因此无需满足关于其尺寸或形状的任何特定要求。另一方面,第一子区域520和第二子区域530的尺寸都大于3cm2,并且此实施方式的情况下甚至大于4cm2。此外它们可以包括最小对径不小于5毫米的至少一个多边形,在此实施方式中甚至不小于1厘米。

关于另外的选择(皮革的厚度、附加子区域等)和附加特征(涂层、其他构件、纤维材料的使用等),再次参考关于鞋帮100和400所做的解释,这些也适用于鞋帮500,因此为了简洁的目的不再此重复。

最后,图6a-f示出用于本发明的制造鞋的部件(例如鞋帮100、400或500)的方法6的实施方式。

坯件60设置有区域610,该区域610包括邻接的天然和/或合成皮革的片。在此实施方式所示的情况下,坯件60完全由邻接的皮革片构成。坯件60(特别是通常可以仅形成坯件60的一部分的区域610)还可以包括在皮革下方的包含另外附加层或者附加材料层的多层的层压件。坯件60还可以包括其它部分,其包括例如纺织材料等。在这方面参考上述说明。

所述区域610包括第一子区域620和第二子区域630,所述第一子区域620和第二子区域630都具有大于3cm2或甚至大于4cm2的尺寸。关于第一子区域620和第二子区域630的潜在形状,再次参考上文的说明。

整个第二子区域630中的皮革的第一表面层被铣削掉。区域610可以包括尺寸大于3cm2,或甚至大于4cm2的附加子区域,例如示于图6b和6e中的第三子区域640,其中第二表面层也被完全铣削掉,其具有与第一表面层不同的厚度。例如,可见于图6b中,在第三子区域640中铣削掉的第二表面层可以比在第二子区域630中铣削掉的更厚,使得在第三子区域640中,皮革的剩余厚度最后。另外的子区域是可能的。

此外,在尺寸小于3cm2的坯件60的某些部分中,皮革也被铣削掉(例如用于装饰目的),孔可以钻到坯件60中。

关于用于坯件60中的皮革的合适厚度和铣削掉的表面层的合适厚度,以上所述的考虑范围也适用,因此不再重复。

可以用铣削工具62执行铣削,同时将坯件60固定在工作台或机床上。坯件60可以通过使用例如可调节的颊板、真空台或胶带固定在台上。在铣削完成之后,如果需要,可以将所述部件(包括区域610和潜在的其它部分)与所述坯件60分离,并安装在鞋楦(未示出)上。安装在鞋楦上之前或之后,还可以存在进一步的处理步骤,类似于连接到所述部件的另外构件或施加的涂层等。

图6b-d示出方法6的具体实施方式,其中坯件60通过胶带67固定在台上。在该实施方式中,坯件60仅由单个连续的皮革片构成。坯件被预切割成箭头形状,如图6c所示,从2.8毫米厚的皮。然后将预切割的坯件60切成2.5毫米,以确保整个坯件60的平均厚度。这可能是必要的,因为皮革可能在其厚度上具有一定变化,例如在+/-0.2毫米的范围内。为了获得均匀和精确的厚度,坯件60可以通过本领域已知的刮削机重新分割,否则因为坯件60的不均匀厚度可能不利地影响方法6的结果。

坯件通过双面胶带67被固定在夹具65上,夹具65被放置并固定在铣削工具的机床上。夹具65包括凹部66,其中胶带67设置在凹部66中。选择这些凹部66的深度,使得当坯件放置在夹具65和胶带67的顶部上时确保坯件60的恒定厚度。凹部66被设置在坯件的不进行铣削的部分中。

如已经提及的,坯件60还可以用另一种方式例如通过真空抽吸系统固定在台或机床上,并且在这种情况下,可以不需要使用夹具65。

然而,所述部件也可以与坯件60分离,并且在铣削之前安装在鞋楦上(该选项未示出)。在这种情况下,铣削工具62可以例如包括具有可移动铣削臂的机器人。以这种方式,铣削头63可以围绕安装部件移动以铣削掉相应子区域中的表面层。

例如,分离可以通过合适的切割装置等进行。此外还可能的是,坯件60也可能已经具有部件的最终形状或轮廓,使得不需要分离步骤。

通常的,铣削工具62可以是多轴数控铣削工具,例如具有三、四、五或六个轴的数控铣削工具,根据子区域和铣削掉的表面层的形状和复杂性,以及制造部件本身的(预期)最终三维形状。例如,当进行铣削时坯件60已被安装到鞋楦上,可以使用三轴、四轴或五轴的数控铣削工具62。

铣削工具62的最大操作转速可以是50000rpm,特别是15000-45000rpm。转速可以例如在17000rpm至22000rpm的范围内。这样的转速已经证明有利于避免在铣削期间皮革的破裂或撕裂以及燃烧。

合适的铣削速度通常将取决于皮革的具体情况以及所使用的铣削头63的种类。

铣削头63可以例如在其技术规格上有所变化。球头铣削头可以使用和/或精加工端铣刀可以使用。可以使用的铣削头63的实例包括以下类型的铣头:两齿、长颈、圆柱形、中心切割、30度螺旋,球头。直径可以例如为3毫米或6毫米。

例如,在图6b-d所示的方法6的实施方式中,使用三轴CNC铣削工具。转速是20000rpm。采用铣削头63沿着X轴和Y轴的不同移动速度。使用直径为6毫米的球头铣削头作为铣削头。这些工具和参数也可以用在方法6的其他实施例中,例如图6e-f中所示的实施方式,并且不仅仅是图6b-d所示的具体实施例。

根据皮革材料、铣削工具62和铣削头63的种类以及待铣削的表面层的厚度,铣削可以单个顺序进行,或者通过连续地铣削掉给定子区域内的若干子层。

在实施方式中,皮革被一次铣削1.5毫米至1.7毫米的深度。在这些实施方式中,相应子区域的轮廓首先以0.5毫米的深度铣削以将边缘清洁,然后整个子区域以“推进模式”进行一次铣削,即以增量平行路径。例如,使用具有3毫米或6毫米的球头工具、0.3毫米的增量获得平滑的抛光。为了减少处理时间,或者在较浅区域上,当具有稍微纹理化的抛光是可接受的,例如,0.6毫米的增量可以与相同球头工具一起使用。

在给定的子区域内,铣削掉的表面层的厚度可以恒定,如图6a-b中的子区域630和640所示。

然而,铣削掉的表面层的厚度也可以在给定的子区域内变化。例如,可以是从深到浅的铣削梯度,以实现制造所述部件的柔软区域和刚性区域之间的平滑过渡。还可能的是提供具有图案的子区域。在给定的子区域内,图案可以是周期性的或非周期性的。图案还可以包括周期性部分,在相应子区域的不同部分中的非周期性部分。图案还可以仅占据子区域的一部分。此选项的示例性实施方式在图6e-f中示出。

在图6e的实施方式中,在第二子区域630和第三子区域640这两个区域中,改变相应的铣削掉的表面层的厚度,以提供带有图案的子区域630和640。在第三子区域640中铣削掉的表面层平均厚度大于在第二子区域630中铣削掉的表面层的平均厚度。或者换而言之,在第三子区域640中被铣削掉的材料比在第二子区域630中更多。

甚至可能存在另外的子区域,其中皮革也已被铣削不同深度以向这些另外的子区域提供图案。

在此阶段已经提及的是,为了便于理解,在图6a-f中示出的本发明方法6的实施方式中讨论的相同附图标记用于表示功能等同或类似的特征。特别地,在所讨论的实施方式中,相同的附图标记620、630和640用于指定相应的第一、第二和第三子区域。然而,这并不意味着在本发明方法的所有实施方式中,这些子区域必须以相同的方式设置或包括相同的形状、图案、厚度等。例如,图6e和6f示出相对于其他子区域的相应的第二子区域630的不同设置。本领域技术人员将理解,本讨论主要用于示出方法6的不同选项,并且子区域620、630和/或640的所示具体细节因此不应被解释为限制本发明方法6的范围。

图6f所示的实施方式中,第二子区域630包括图案660,通过铣削工艺提供到第二子区域630。图案660包括多个平行走向的波纹或波浪661,即周期性图案。然而,如在图6f中可见的,这些平行波纹661在图片的右上角中彼此合并,即,仅第二子区域630的一部分被周期性图案占据,并且在另一部分中图案可以是非周期性的或者可能根本没有任何图案。此外,波纹或波浪661由在第二子区域630的边缘处的较深通道662包围。这些选项当然也可应用于如本文所讨论的第三子区域640和/或皮革被铣削掉的其它子区域中。

最后,可以根据基于在CAD系统的帮助下创建的设计而生成的指令来执行铣削。这可以允许根据由定制用户的输入端生成的指令来制造所述部件。

例如,使用者可以选择使用哪种皮革、皮革颜色、中底材料(例如发泡热塑性聚氨酯(eTPU)的熔融颗粒、或者发泡聚醚酰胺嵌段共聚物(ePEBA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或其混合物)、外底材料、外底构造,封闭系统(例如鞋带或钩环紧固件)及其颜色或材料、是否要施加覆盖层,以及如果是,则其材料或颜色,等等。根据该输入,例如可以在CAD系统辅助下创建用于所述部件或整个鞋子的设计。由该设计,可以生成控制铣削工具的操作的控制文件。

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