CN105073372B - 具有用于分离比率外材料的同心通道的浇口设计 - Google Patents

Abstract

本发明大体上涉及一种用于铸造轮胎或其它制品的一部分的设备，且更具体地说，涉及一种具有浇口设计的设备，所述浇口设计具有圆形流道和同心通道或废料储集池，用于在比率外材料进入形成所述轮胎或其它制品的一部分的型腔前将其分离。所述设计可进一步包括将所述流道连接到所述废料储集池的过道以及允许捕获的气体或空气在所述废料储集池充满废料后退出所述废料储集池的通风孔、与所述过道可操作地关联以用于在适当时间关闭和打开所述过道的阀门、和用于起初将材料引入到所述废料储集池内且随后引入到流道内的喷嘴。

Description

具有用于分离比率外材料的同心通道的浇口设计

技术领域

本发明大体上涉及一种用于铸造轮胎或其它制品的一部分的设备，且更具体地说，涉及一种具有浇口设计的设备，所述浇口设计具有圆形流道和同心通道或废料储集池，用于在比率外材料进入形成轮胎或其它制品的一部分的型腔前将其分离。所述设计可进一步包括将所述流道连接到所述废料储集池的过道以及允许捕获的气体或空气在所述废料储集池充满废料后退出所述废料储集池的通风孔、与所述过道可操作地关联以用于在适当时间关闭和打开所述过道的阀门、和用于一开始将材料引入到所述废料储集池内且随后引入到所述流道内的喷嘴。

背景技术

轮胎发展的新兴领域涉及制造和使用不仅仅依赖于气体在结构上支撑轮胎的非充气或混合轮胎，因为这些轮胎不容易放气，而放气会导致标准充气轮胎不可操作。此类轮胎的一实例由美国专利第7,201,194号公开，所述美国专利由本申请的申请人共同拥有。为了所有目的，此专利的内容通过引用以其全文结合于此。在'194专利的示范性实施例中，非充气轮胎包括外环形剪切带和多个轮辐，所述多个轮辐横跨环形剪切带并从环形剪切带径向向内延伸且锚定在车轮或轮毂中。在某些实施例中，环形剪切带可进一步包括剪切层、粘附到剪切层的径向向内延伸部的至少一个第一薄膜和粘附到剪切层的径向向外延伸部的至少一个第二薄膜。除了能够在没有所需的充气压力的情况下操作之外，美国专利第7,201,194号的发明还提供其它优势，包括贯穿接触区长度的更均匀的地面接触压力。因此，此轮胎模仿充气轮胎的性能。

图1示出界定径向方向R的此种轮胎。为了参考，本文中使用的所有100多号的参考数字是指轮胎部件，而本文中使用的所有200多号的参考数字是指用于制作此种轮胎的模制设备，且本文中使用的300多号的参考数字是指根据本发明的第一实施例的浇口、流道和废料储集池设计的部件，且本文中使用的400多号的参考数字是指本发明的第二实施例的部件。轮胎100包括轮胎面102，其附接到轮辐106的向外延伸部104，轮辐106反过来又通过本领域中已知的装置(例如，通过在轮毂108与轮胎面102之间模制轮辐，所述轮辐已准备用于适当地结合到聚氨酯)在其向内延伸部110处连接到轮毂或车轮108。外环形带105位于轮辐的向外延伸部与轮胎面之间，且内环形带107存在于轮辐的向内延伸部处，将它们连接在一起。此内环形带107可用以将轮胎附接到轮毂或车轮上。

对于所示出的轮胎100的型式，通过将聚氨酯液体倒入到旋转模具内来形成环形带105、107和轮辐106，在旋转模具中，液体经由离心而散开且然后固化或硬化(一实例请参见公开的专利申请WO 2012094005A1)。还可看出，轮辐106被成对地分组，且每一对内的单个轮辐106'、106”一致地相互间隔开，且每一对与在轮胎的圆周周围的邻近对一致地间隔开。每一对内的间距和每一邻近对之间的间距无需相同。如由'194专利的摘要和第2栏第28～41行所描述，轮辐106支撑轮胎100在轮胎100的顶部附近承受张力而不是承受压力。相反地，处于轮胎底部的靠近接地面(其为轮胎100的轮胎面102与路面相接触的位置)的轮辐106容易压缩或弯曲。这有助于轮胎模拟充气轮胎的充气支撑功能。

归因于环形带105、107所起到的敏感且重要的作用(即产生轮胎面与轮毂或车轮之间的结合)以及美学问题，需要环形带的厚度保持恒定。图2示出了存在于底部半模234上的模具型芯238”，其形成轮辐和环形带的内表面101。这些模具型芯被画草图于形成轮辐自身的表面237上，因为来自模具的一侧的模具型芯与来自另一半的类似配置的模具型芯互相关节相连，使得轮辐的厚度可保持恒定，即使目前只是草图。然而，这些模具型芯未画草图于形成环形带的内表面的表面235上。在外环形带105的内表面的情况下，轮胎面的内表面大体上为圆柱形，从而需要外环形带的内表面也是圆柱形以维持环形带的厚度且避免外环形带从轮胎的一侧到另一侧的美学不一致。对于内部环形带，存在类似情形。

归因于轮辐和环形带的结构要求，优选的是，其在无气泡、渗坑、空隙或其它模制或铸造缺陷的情况下形成，因为这些缺陷会对轮胎的性能产生不利影响。另外，需要形成轮胎的这些部分的聚氨酯的质量良好，使得一旦经固化，这些结构在使用轮胎时不会出故障。换句话说，轮胎的轮辐结构和环形带需要在这些区域中使用的所有聚氨酯都符合最低性能。在喷射开始时的短时间内，从多数市售机器或混合头分配的聚氨酯目前固有地在起初输出一定量的劣质或比率外材料。这导致喷射的初始部分被丢弃。通常，这通过将材料分配到在模具外的单独容器内且然后在分配时在模具型腔上将注入喷嘴向后移动来进行，这可能比较麻烦。

另外，当使用低压混合头时，在分配完喷射后移动混合头时，存在当混合头移动离开模具时滴落聚氨酯的问题。这之所以会发生是由于这些混合头具有经重力进料且缺乏截止阀的喷嘴。在其中存在与用于填充模具的混合头相关联的某一类型的阀门的应用中(例如，当使用球阀时)，液流瞬间被阻止或阻断，从而导致液流的中断，这引起分配机器的计量不准确。也就是说，材料组分的比率受到不当影响且因此不准确。

使用市售注入系统的又一问题为，当浇口位于最后一层聚氨酯下方时(当使用底部填充方案时情况便是如此)，需要防止通过浇口从模具型腔的回流和通过进料系统的回流。

因此，需要找到一种设备和方法，其允许在已分离和丢弃劣质材料之后并且在不需要混合头的移动、材料的滴落或任何其它类型的麻烦的情况下，使用将聚氨酯或其它材料送入到模具型腔内的进料系统来制造所述轮胎或其它制品。如果可设计出防止在已填充模具型腔后通过浇口回流的此种设备和方法，那么将是特别有用的。最后，如果所提出的设备和方法可与旋转或非旋转铸造或模制一起使用，那么将为理想的。

发明内容

本发明的具体实施例包括一种用于模制或铸造制品的设备，其具有模具型腔和用流体材料填充所述模具型腔的进料系统。所述进料系统可具有界定一系列空隙的结构件，包括废料储集池、流道、将所述废料储集池连接到所述流道从而允许所述废料储集池与所述流道之间的流体连通的过道。还可提供用于将流体引入到所述废料储集池中的注入点，以及提供所述流道与所述模具型腔之间的流体连通的浇口。

在一些情况下，所述过道的空隙容积小于所述废料储集池、所述流道或两者的空隙容积。在多数情况下，所述注入点容纳截止喷嘴。

在其它实施例中，从注入点沿着废料储集池的流动路径选取的从注入点到过道的直线距离小于或等于沿着废料储集池的流动路径选取的从过道到废料储集池末端的直线距离。在一些情况下，从注入点到过道的距离为从过道到废料储集池末端的距离的至少一半。

在进一步实施例中，流道和浇口具有环形结构，两者皆围绕中心轴旋转。在一些情况下，这些环形结构围绕中心轴进行完整的360度绕转。类似地，废料储集池也可具有围绕中心轴旋转的环形结构，其可围绕所述中心轴旋转至少270度，但小于360度。对于所有三个空隙，浇口、流道和废料储集池的中心轴可相同。

本发明的具体实施例包括用于制造物品的方法，其包括提供具有结构件和进料系统的设备的步骤，所述结构件界定包括模具型腔的空隙。进料系统可包括注入点、废料储集池、流道、将废料储集池连接到流道的过道和将流道连接到模具型腔的浇口。所述方法可进一步包括以下步骤：将流体材料注入到废料储集池内，直到其被部分填充，且然后在其被完全填充前停止填充废料储集池。还可提供能够接收、处理和发送信号的控制系统。信号可由在某些事件发生后产生信号的传感器发送到控制系统，且信号可由控制系统发送到阀以用于控制其打开和关闭。

在某些实施例中，所述方法可进一步包括在废料储集池已被完全填充之前提供废料储集池与流道之间的流体连通的步骤。在许多情况下，储集池将已经被大部分填充。当废料储集池已经部分地填充合适的量时，传感器可产生信号，意味着仅优质的材料正在通过引向流道的过道流动。然后，可将信号发送给与通风孔(该通风孔与废料储集池连通)相关联的阀门，以关闭阀门。大约在同时，可打开与过道相关联的阀门以建立废料储集池与流道之间的流体连通。在一些情况下，在关闭通往通风孔的阀门之前打开通往过道的阀门以有助于防止流动停滞不前。

类似地，在其它实施例中，所述方法可进一步包括产生指示模具型腔被填充的时间的信号的步骤。然后，与过道相关联的阀门可被关闭，以防止通常从模具型腔到浇口和进料系统的回流。并且，可提供容纳或放置于注入点内的截止喷嘴。在已关闭与过道相关联的阀门后，此喷嘴可被关闭。然后，存在于用于制造物品的模具型腔中的流体材料以及存在于进料系统中的材料可硬化和固化。最后，可从设备去除硬化或固化的物品或硬化或固化的进料系统。

根据本发明的具体实施例的以下更详细的描述，本发明的前述和其它目标、特征和优点将是显而易见的，所述具体实施例在附图中加以阐明，其中相似的参考标号表示本发明的相似零件。

附图说明

图1为具有可使用根据本发明的实施例的设备模制的轮辐的非充气轮胎的透视图；

图2为形成图1的轮胎的轮辐的半模和相关型芯的透视图；

图3为使用根据本发明的第一实施例的方法和设备的测试设备的透视图；

图4为沿着图3的线4-4截取的本发明的第一实施例的废料储集池、流道和浇口的放大截面图，其示出了材料从流道通过浇口到模具型腔内的流动；

图5为从图4截取的透视图，为了清晰起见，仅示出了关闭将废料储集池连接到流道的过道的截止阀门组件和由上部构件和下部构件界定的浇口；

图6为图5的放大图，其较清晰地示出将废料储集池连接到流道的过道和在脊或密封垫上截止的过道阀门；

图7为图5的上部构件的透视图，其示出了在上部构件上机械加工的流道和扇形过道；

图8为图5的下部构件的透视图，其示出了在下部构件上机械加工的废料储集池和密封垫通道；

图9为上部和下部构件的放大截面图，其更详细地示出了由这些构件界定的浇口；

图10为沿着测试设备的径向平面截取的本发明的第一实施例的部分截面图，其示出了废料储集池的填充，直到劣质材料已从注入设备清除；

图11为在与废料储集池流体连通的通风孔已经关闭从而引起使材料流入到过道内且通过其已打开的截止阀(从而允许流道、浇口和模具型腔依次用材料填充)的压力的流体静力积累后的图10的部分截面图；

图12为使用插入喷嘴和振动膜状阀门的本发明的第二实施例的截面图；

图13示出了在允许用劣质材料填充废料储集池的结构和位置中的图12的喷嘴；

图14示出了在允许用优质材料填充废料储集池和过道、流道、浇口和模具型腔的结构和位置中的图12的喷嘴；

图15示出了在关断废料储集池的填充且仅允许优质材料流入到过道、流道、浇口和模具型腔内的结构和位置中的图12的喷嘴；

图16示出了在已填充模具型腔后关断过道、流道、浇口和模具型腔的填充的结构和位置中的图12的喷嘴；

图17示出了用于本发明的第二实施例的交替底部填充选项，其中喷嘴从模制设备的顶侧插入；和

图18阐明了用于本发明的第二实施例的又一底部填充选项，其中喷嘴从模制设备的底侧插入。

具体实施方式

见图3，可清晰地看到使用根据本发明的一个实施例的方法和设备的测试设备300的透视图，其证明本发明形成仅五个轮辐，如以上参考图1和图2所示出和描述的。其包括平台302、有助于形成连接轮胎轮辐的内环形带的中央轮毂304、具有用于形成轮辐内表面的互相关节相连型芯的模具306的扇区、和形成也连接轮胎轮辐的外环形带的环形裙套308。中央轮毂、模具扇区和环形裙套连接到平台。直角臂310用以将向下延伸以用于形成轮辐的模具核心附接到平台，同时将向上延伸的模具型芯直接附接到平台302，如图4中更清晰所示。还示出了从中央轮毂304延伸的阀门组件312的一部分，其选择性地打开和关闭将废料储集池连接到进料系统的流道的过道，如稍后将进一步描述。此测试设备不自旋或旋转，但预计其可与围绕任一轴线或围绕多个轴线旋转的模制或铸造设备结合使用。

图4为沿着图3的线4-4截取的截面图，其描绘进料系统相对于形成轮辐的型芯以及形成轮胎的内环形带和外环形带的型腔的位置。示出了进料系统具有顶部填充选项和底部填充选项，且预计可使用任一者，或可同时或以某一种类的计时方式使用两者。用于顶部填充选项和底部填充选项的进料系统包括相对于彼此分离的两个构件。第一构件314具有经机械加工到其内部的废料储集池或通道318的一部分以及流道320。第二构件316具有经机械加工于其上的储集池318的其余部分，以及防止聚氨酯在这些构件之间泄漏的O形环或密封垫凹槽322。优选地，O形环或密封垫凹槽经机械加工到下部构件上以允许将O形环或密封垫放置于其中，从而使组装容易。进料系统进一步包括在构件之间的窄间隙，其充当浇口324。进料系统的所有部件(包含废料储集池、流道和浇口)大体上围绕轮毂的圆形外围延伸，从而允许模具型腔326大体上以环形方式被填充，如稍后将更好地描述。箭头阐明了从流道通过浇口到达模具型腔内的此流动。

现转而参见图5，描绘了在图4中示出的底部填充选项的进料系统的第一构件或上部构件314、第二构件或下部构件316以及阀门组件312的透视截面图。上部构件314以半透明状态示出，使得流道320和浇口324可以作为完全围绕一半上部构件的圆形外围延伸的虚线被看到。废料储集池318可被视为与流道和浇口同心且存在于这些部件的径向内部且不完全围绕上部构件的圆形外围延伸的通道(最佳地见于图6中)。可看出阀门组件312具有通过充气装置或液压装置提供动力的常规柱塞设计。或者，阀门可由螺线管供电。可使用其它类型的阀门，包括旋转打开和关闭的球阀或其它阀门。进一步预计所述阀门可使用某一种类的薄膜，类似于关于稍后将论述的本发明的第二实施例的特征所示出和描述的薄膜。阀门的功能为打开和关闭从废料储集池到流道的过道328，如接下来将关于图6所论述。

现关注图6，可看出，此特定阀门组件具有截止阀杆330，其撞击分离外O形环或密封垫通道与废料储集池的脊332。根据设计，截止阀杆330的一部分也可在O形环或密封垫自身上截止。此外，可看出，存在于进料系统的上部构件上的废料储集池的上部部分开始远离打开和关闭废料储集池与流道之间的过道的阀门组件预定距离334。见图7和图8，可更清晰地看到容纳进料系统的上部构件314和下部构件316的构造，且还可看出，从废料储集池318引向流道320的过道328具有扇形形状。见图6和图7，过道在废料储集池的顶表面338下方，且与以直角从顶表面向下延伸的表面340间隔开预定距离S。这些表面充当气体捕捉器或气泡捕捉器，从而有助于防止当填充废料储集池时产生的所捕获空气或气体进入过道和污染流过流道和将最终经由浇口进入模具型腔的材料。注意，示出含有注入喷嘴或用于将材料注入到进料储集池内的其它装置的孔隙336的仅一部分。

图9示出关闭浇口，且即，具有成漏斗形向下至最终0.5毫米的厚度T的厚度，且其远离流道弯曲(对于如此处所阐明的底部填充情境，其在向上方向上，且对于顶部填充情境，其在向下方向上)到分别形成轮胎的内环形带的型腔的底表面或顶表面上。阶梯式分割线346有助于使上部构件314居中到下部构件316，而定向孔348与定位销一起有助于建立上部构件与下部构件之间的恰当角定向。

图10和图11为示出进料系统的部分顶部截面图，从而允许所属领域的技术人员看到用于将材料引入到进料系统内的注入点336、用于打开和关闭在废料储集池318与流道320之间存在的过道328的阀门342以及位于废料储集池末端处的通风孔344的相对位置。通风孔可包括本领域中已知的任一简单阀门，或还可包括允许空气而非材料本身穿过的多孔介质，如在注入模制行业中所常用的那样。可通过使用在本领域中所使用的注入喷嘴(包括使用压缩密封件或锥形密封件的喷嘴)来实现材料的注入。

或者，注入喷嘴可具有与稍后将关于本发明的第二实施例描述的构造类似的构造。已讨论了可用于打开和关闭用于容纳比率外材料的废料储集池与流道之间的过道的各种形式的阀门组件。预计在某些情况下，如果过道尺寸合适使得废料将不会过早地进入流道，直到将优质材料引入到废料储集池的开始部分为止，那么可省略此阀门组件。此设计可特别适合于顶部填充情形或一旦模具型腔经填充那么回流将不成为问题的其它情境。在多数情况下，优选地，具有阀门组件以有助于确保劣质材料不进入流道且防止一旦模具型腔已经填充时的回流。

现关注图10，废料储集池318的初始填充由箭头表示。首先，将材料注入到废料储集池内，且打开通风孔344。此步骤可包括打开与在注入点336处存在的喷嘴相关联的阀门，且可包括先前关闭的位于废料储集池318与流道320之间的阀门342。材料继续填充废料储集池，直到足够的材料已填充废料储集池，这允许所属领域的技术人员确信劣质材料已通过流道与废料储集池之间的过道，使得其最终将不进入到模具型腔内。一旦足够的初始材料已进入到废料储集池内，那么关闭通风孔344，且打开存在于废料储集池318与流道320之间的阀门342(如果存在一个)。这使压力积累发生在废料储集池中，使得不再有材料在废料储集池中流动，且流道开始填充。

在一些情况下，在关闭通风孔344前，打开废料通道318与流道320之间的阀门342，且在其它情况下，通风孔缺少阀门，因此，不存在通风孔的关闭。优选地，在关闭通风孔前打开废料储集池与通道之间的阀门，以避免流动停滞不前。如由箭头的终点所示，对进行计时以有助于确保材料不到达通风孔344，这可潜在地弄脏通风孔且防止其在制造工艺的未来周期或喷射中工作。

对于本实施例，通过使用计时器来实现填充和阻止材料流动至废料储集池内的计时。发明者已计算了用100克材料填充废料储集池所需的时间量，但可根据应用而变化。预计可通过使用本领域中已知的其它装置，包括压力开关、温度传感器和电容传感器，来触发计时。关于温度传感器的使用，发明者注意到，典型的模具温度为100℃且聚氨酯的温度为80℃。因此，如果传感器一开始检测空气温度，那么可利用温度的上升来关闭通风孔阀门和/或打开允许材料流动到流道内的阀门。另一方面，如果传感器一开始检测模具温度，那么可利用温度的降低来关闭通风孔阀门和/或打开允许材料流动到流道内的阀门。

现转而参见图11，阐明了填充流道320、浇口324和随后模具型腔的过程。在打开引向流道320的阀门342且关闭通风孔344后，优质材料完全沿着流道的圆形外围流动到流道内，因为流体静压(由图11中的交叉影线区表示)使材料不再流动穿过过道328。因为与流道相比，浇口受到极大限制，所以只有极少甚至无材料流动到型腔内，直到整个流道被填充，在此处，材料将沿着轮胎的整个圆周基本上以环形方式流动到型腔内。在模具型腔、浇口、流道、过道和废料储集池318中的材料已经固化或硬化后，从模制设备去除轮胎和附接的进料系统，其中浇口经修整使得进料系统与轮胎分离。对于测试设备，这需要手动进行，然而，预计形成进料系统的构件将自动地打开且将自动地去除或排除零件和进料系统，如在注入模制行业中通常所进行的那样，使得可在无手动干预的情况下进行所述过程。大约在同时，将材料注入到进料系统内的喷嘴将在滚筒上用溶剂冲洗以使其准备用于下一个周期或喷射。

根据应用，可对本发明的本实施例进行调整。例如，长度、位置、尺寸和包括流动路径的结构以及浇口、流道、废料储集池和废料储集池与流道之间的过道的横截面形状可按需要以及其被界定或机械加工到容纳形成进料系统的空隙的结构件内的方式来调整。同样地，可修改这些部件相对于彼此的位置以及其位于哪个结构件中。在多数情况下，与靠近废料储集池末端相比，流道与废料储集池之间的过道位置更靠近注入点。事实上，在多数应用中，从过道到废料储集池末端(通常为通风孔所在之处)的直线距离是沿着流动路径从注入点到过道的直线距离的至少两倍，从而允许将大量材料容纳在废料储集池中以有助于确保劣质材料不会使其进入到流道内和稍后经由浇口到模具型腔内。类似地，流道、浇口和废料储集池无需具有弯曲的流动路径，但可根据应用或待制造的物品的形状而更改，且可为直的或沿着任何所需的流动路径流动。

进一步预计一旦劣质材料已穿过过道，那么可使用位于沿着废料储集池的流动路径刚好通过过道的截止阀来截止到废料储集池的流动。在此情况下，可操作地关联于与废料储集池流体连通的通风孔的截止阀可能是不必要的。

图12示出了根据本发明的第二实施例的模制设备400。所述设备包括两件式注入喷嘴446，其能够在垂直方向上来回插入且经由注入点436插入到该设备中；同心位于喷嘴周围且位于中央轮毂404(图13中所示出)和模具型腔426(也在图13中所示出)上方的废料储集池418；斜坡式阀门构件442；以及由与用以模制轮胎的聚氨酯兼容的固化材料制成且可由相同材料制成的薄膜448。薄膜的厚度可为2.6毫米，但可根据应用而变化。使用用于将聚氨酯附着到金属的底漆，将薄膜附着到斜坡式阀门构件442的弯曲表面且附着到下部构件416的弯曲表面，从而产生可与斜坡式阀门构件一起上下移动的振动膜型阀门(见在以实线示出的关闭位置处的阀门构件442和薄膜448的位置，而打开位置是使用参考数字442'和448'以虚线示出)，同时防止液体聚氨酯渗漏到设备的缝隙内并弄脏设备，这是使用传统密封件或密封垫难以实现的。

压缩弹簧(未示出)对阀门构件施加偏压使得其顶部截止表面454将上部构件414密封，从而有效地从流道420关闭浇口424。当然，当如将描述的阀门构件442降低时，流道变得较大，但在阀门构件与上部构件之间始终存在间隙以有助于确保阀门构件442的顶表面在上部构件414上截止。此弹簧力可经抵消以实现阀门的打开，如将描述。流道厚度可变化，但发明者已发现，根据应用，例如0.5毫米到1毫米的厚度是合适的。当然，浇口的尺寸减小了，以限制流动到型腔内。

现在见图13，两件式喷嘴446包括滑动内部构件450和也能够独立于内部构件平移的外套筒452。用于填充模具型腔426的本实施例的过程中的第一步骤为外套筒452向上移动，同时内部构件450与将废料储集池418连接到流道420的过道428的开口齐平，从而产生从喷嘴446到废料储集池内的环形开口，同时还阻挡了流道内的任何流动。这允许在提供通风孔444以允许空气发生位移时劣质材料填充废料储集池的盆槽。该过程一直持续到已将预定量的材料注入到废料储集池内。这可使用放置在废料储集池中的策略性高度的计时器、压力开关、电容开关或温度传感器来实现，类似于已针对第一实施例所描述的内容。发明者将此步骤称作部分喷嘴插入以对流入到废料储集池内的材料进行分流。喷嘴的移动可通过本领域中公知的装置，包括充气装置、液压装置、螺线管装置等，来实现。

预计为了实现喷嘴的外套筒452和内部构件450的独立运动，可使用在图13中以虚线452'和450'示出的交替结构，其中后阀杆部分延伸穿过外套筒的肘形部分的顶表面，且可使用本领域中已知的装置，包括齿条与齿轮、液压装置、充气装置和螺线管装置，来实现每一部件的相对移动。此外，可使用在模制行业中的本领域中已知的用于移动截止销的其它装置，包括导引构件用于引导导引销移动的导引构件，销具有围绕导引构件的外围排列的孔以允许流体通过导引构件传送。

如图14所示，一旦已将足够材料分流到废料储集池418内，那么纵向地移动喷嘴446的内部构件450和外套筒452，直到废料储集池与喷嘴之间的环形开口减小，从而开始掐断废料储集池内材料的流动。同时，喷嘴的内部构件450在阀门构件442上下推，从而克服对阀门构件施加偏压使其关闭的弹簧力，导致过道428与喷嘴446之间形成环形开口，这允许材料开始流入到流道420内。喷嘴和阀门构件的各种零件的移动的计时有助于防止气泡在材料中的形成以及避免任何流动停滞不前。

接下来，如图15所示，喷嘴的外套筒452和内部构件450在最大程度上进入到设备400内，从而使外套筒452截止废料储集池418内的所有流动，同时产生从喷嘴446到过道428和流道系统420的大环形开口。流道将自然地以同心方式填充且将以相同方式送入同心成形的浇口，从而允许对称且一致地填充轮胎的轮辐和环形带(指定为模具型腔426)。如可看出，两件式喷嘴和内部构件与外套筒的相对运动允许其充当可使废料储集池内的流动停止的截止阀，同时还充当可与斜坡式阀门构件一起打开和关闭到流道的过道的截止阀。

如图16所阐明，在模具填充的末尾，通过将喷嘴446的内部构件450完全收缩到其在外套筒452上的所处位置来阻止材料的流动，这反过来又允许阀门构件442关闭(因弹簧力的偏压)，从而从流道420将过道428密封。同时，喷嘴446的外套筒452的位置可保持相同以防止劣质材料离开废料储集池418并返回进入到过道428。

大约在同时或稍在阀门构件关闭从废料储集池到流道的过道后，当内部构件撞击外套筒时，关闭喷嘴。并且，薄膜迫使一些剩余材料从流道通过浇口进入到型腔内，从而减少了废料量。在材料固化前，可用溶剂冲洗喷嘴以使其准备用于下一个周期或喷射。然后需要手动去除废料储集池中存在的材料。同样地，在浇口中存在的材料类似于沿着轮胎的内环形带的圆周径向向内延伸的伞形结构，且需要从轮胎修整。预计此设备可为自动化的，使得轮胎以及进料系统在每一个周期或喷射后可自动地去除或排除。

对于本实施例，可以与注入模制行业中使用的常规三板式模具中使用的方式类似的方式将存在于废料储集池和浇口中的材料以及轮胎本身相互分离并与设备分离。如前面的实施例，可修改结构、尺寸和各种空隙的相对位置以及喷嘴的类型(例如，其构造，为单件还是多件)，以及填充步骤的计时及其实现方式，以适合应用。例如，预计插入的单件喷嘴可用以在打开阀门以允许材料填充流道、浇口和模具型腔前首先填充废料储集池。

图17示出了本实施例的底部填充形式，且除了喷嘴446从模制设备400上方插入外，基本上以相同方式工作。所有其它部件以及喷嘴446的移动件及其各种零件以相同方式工作。基本差异在于，流道420向上弯曲到浇口424内，且废料储集池418的位置和结构被改变使得其位于模具型腔426的底部附近。另一方面，图18描绘第二实施例的底部填充形式，其基本上与图17相同，除了以下情况外：喷嘴446在向上垂直方向上插入以实现阀门构件442和喷嘴446的部件的打开，与在此论述的第二实施例的任何其它形式相比，斜坡式阀门构件442和薄膜448具有围绕水平轴旋转180度的方向。并且，提供充当用于容纳废料的盆槽456的额外部件，其位于于模具型腔426下方。

对于所述实施例中的任一者，进一步预计喷嘴可具有插入的能力，但内部构件和外套筒将不具有相对于彼此平移的能力，如当内部构件压配合到外套筒内时的情况将如此。在此情况下，因为废料储集池的流动被掐断且到流道的流量增大，所以可产生流动中的更多湍流。并且，当将喷嘴移动到滚筒以在模制周期之间冲洗时，一些轻微的滴落发生。换句话说，术语“插入喷嘴”意指喷嘴的外壳能够沿着轴线移动，使得可在喷嘴与进料系统的一个或多个空隙之间建立流体连通。

虽然本文中已仅具体描述为由作为非充气轮胎的一部分的轮辐形成的轮胎面，但预计此工艺可供使用气体连同轮辐的轮胎使用(常常被称作混合轮胎)，以支撑施加到轮胎的负荷。所述轮胎不需要配置有剪切层或具有如在美国专利第7,201,194号中含有的轮胎的其它性质或特征。并且，可使用其它材料(例如，合适的耐用且有强度的任何热固性材料)替代聚氨酯来支撑施加到轮胎的负荷。此外，本文中论述的实施例重点在于将轮辐添加到轮胎上，但本发明还适用于形成轮胎的其它区域。两个实施例的测试已表明，两个解决方案都适合于将优质材料提供给模具型腔，而没有在合理的程度上引入劣质材料。

虽然已经参照本发明的具体实施例描述了本发明，但是应理解，这样的描述是借助于举例说明而并非仅限举例说明。例如，已描述了垂直模制按压，但预计也可使用水平模制按压。以相同方式，已将模具描述为具有圆柱形形状，但其可具有其它形状，例如正方体或长方体。并且，除了轮胎之外，本发明也可用于其它制品上，且这些物品可具有不同于圆柱形或圆形的形状。此外，可修改或优化本发明实施例的部件的尺寸和结构以适合应用。

最后，本文中论述的实施例中的一些的不同方面和特征可用其它实施例的其它特征取代以产生进一步实施例，如已经提到。因此，本发明的范围和内容仅由所附权利要求书的条款来界定。

Claims (21)

1.一种用于模制或铸造制品的设备，其具有模具型腔和用于用流体材料填充所述模具型腔的进料系统，所述进料系统包括：

界定一系列空隙的结构件，包括废料储集池、流道、将所述废料储集池连接到所述流道从而允许所述废料储集池与所述流道之间的流体连通的过道；用于将流体直接引入到所述废料储集池内的注入点；和提供所述流道与所述模具型腔之间的流体连通的浇口；

所述设备进一步包括截止阀，所述截止阀与所述过道可操作地关联以用于打开和关闭所述过道；

所述设备其进一步包括与所述废料储集池流体连通的通风孔，所述通风孔包括截止阀。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述注入点容纳截止喷嘴。

3.根据权利要求1所述的设备，其中从所述注入点到所述过道的直线距离小于或等于从所述过道到所述废料储集池的末端的直线距离。

4.根据权利要求3所述的设备，其中从所述过道到废料井的末端的直线距离为从所述注入点到所述过道的直线距离的至少两倍。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述废料储集池具有部分界定所述废料储集池的至少一个表面，所述废料储集池经配置成一旦所述废料储集池被大部分地填充，防止捕获的空气或其它气泡到达所述过道。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述废料储集池具有两个表面，即顶表面和以直角从所述顶表面向下延伸的另一表面，所述两个表面经配置用于捕获空气或其它气泡。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述流道和所述浇口具有环形结构，两者皆围绕中心轴旋转形成。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述流道和浇口的所述环形结构围绕所述中心轴进行完整的360度绕转形成。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述废料储集池具有围绕中心轴旋转形成的环形结构。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述废料储集池的所述环形结构围绕所述中心轴旋转形成大于270度，但小于360度的角度。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述过道具有扇形结构。

12.根据权利要求1所述的设备，其中界定所述空隙的所述结构件包括在所述结构件之间具有分割线的单独构件。

13.一种用于制造物品的方法，包括以下步骤：

提供具有结构件和进料系统的设备，所述结构件界定包括模具型腔的空隙，所述进料系统包括注入点、废料储集池、流道、将所述废料储集池连接到所述流道的过道和将所述流道连接到所述模具型腔的浇口；其中，所述注入点用于将流体直接引入到所述废料储集池内；

将流体材料直接注入到所述废料储集池内，直到其被部分填充；以及

在所述废料储集池被完全填充前停止填充所述废料储集池，

进一步包括在所述废料储集池的末端附近提供通风孔的步骤；

进一步包括提供与过道可操作地关联以用于打开和关闭所述过道的截止阀的步骤；

进一步包括产生指示所述废料储集池已被部分填充的时间的信号的步骤；

进一步包括在已产生指示所述废料储集池已被部分填充的所述信号之后关闭所述通风孔的步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述废料储集池已被完全填充前提供所述废料储集池与流道之间的流体连通的步骤。

15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括打开与所述过道可操作地关联的所述截止阀以允许所述废料储集池与所述流道之间的流体连通的步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述打开与所述过道可操作地关联的所述截止阀的步骤发生在所述关闭所述通风孔以有助于防止流动停滞不前的步骤之前。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括产生指示所述模具型腔被填充的时间的信号的步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括关闭与所述过道可操作地关联的所述截止阀以防止从所述模具型腔回流到所述浇口内的步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括提供截止喷嘴以用于放置在所述注入点中的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括在关闭与所述过道可操作地关联的所述截止阀的所述步骤已实现之后关闭所述喷嘴的步骤。

21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括从所述设备去除固化或硬化的物品和固化或硬化的进料系统的步骤。