CN106738495B - 排气装置、其组装方法及具有该排气装置的轮胎模具 - Google Patents

Abstract

一种轮胎模具的排气装置包括外套、芯轴和弹簧，在外套中形成有内腔，芯轴容纳在内腔中，且能够沿着外套的轴向在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，芯轴的轴头和外套之间形成有间隙，在第二位置，轴头和外套之间密封配合。弹簧包括小直径端和大直径端，该小直径端连接在芯轴上。在内腔中靠近外套的与第一端相对的第二端处形成有弹簧保持部，弹簧保持部支承或固定弹簧的大直径端，以限制弹簧朝向外套的第二端的运动。还公开了包括该排气装置的轮胎模具和组装该排气装置的方法。该排气装置便于组装，组装稳定性佳，且进一步地可防止芯轴脱落，并可控制芯轴的行程范围。

Description

排气装置、其组装方法及具有该排气装置的轮胎模具

技术领域

本发明涉及一种轮胎模具，进一步地，本发明涉及一种用于轮胎模具的排气装置。本发明还公开了该排气装置的组装方法。

背景技术

目前对轮胎的生产过程大致如下：将橡胶材料通过一系列的工艺来实现胎胚成型。在胎胚成型之后，需要使用轮胎模具对轮胎的胎胚进行硫化处理。在硫化处理过程中，需要将轮胎模具的内腔中的空气排出。目前通常使用的方法是在轮胎模具上设置排气孔，轮胎模具中的空气经过该排气孔直接排出。

不过，这种方式存在一些问题，其中之一是在将空气排出轮胎模具的过程中，用来形成轮胎的橡胶材料也会从该排气孔中被挤出一部分。这些被挤出的橡胶材料会在轮胎胎面上形成胶毛，取胎时断裂的胶毛会堵塞排气孔，影响轮胎模具的排气性能。为了保证最终轮胎产品的质量，需要提供额外的工序来将形成在轮胎上的胶毛去除。因此，使得轮胎的制造工序变得复杂。

为了避免轮胎产品上胶毛的产生，开发了一种用于轮胎模具的排气装置。图4中示出了，排气装置100设置在轮胎模具200上的气孔210中的示意图，该排气装置100可允许轮胎模具200中的空气排出，同时阻止橡胶材料从轮胎模具200中被挤出。

图5中示出了该轮胎模具的排气装置100的截面图，该排气装置100包括外套110、弹簧120和芯轴130，弹簧120和芯轴130容纳在外套110的内腔111中，且弹簧120在芯轴130的轴头131上施加偏置力，使得轴头131与外套110之间存在间隙，允许轮胎模具中的空气排出。而当轮胎模具中的空气被排尽之后，橡胶材料会压靠到轴头131上，从而克服弹簧120的偏置力关闭轴头131和外套110之间的间隙，阻止橡胶材料被挤出。

不过，上述结构的气孔套也有一些问题。例如，在组装过程中，轴头的关闭行程的安装公差难以控制，无法将其控制在合理的范围内；而且，芯轴的固定工艺复杂，且即使固定好，芯轴也容易脱落。

因此，在轮胎模具的领域中，仍存在进一步改进其排气装置的需求，以能够简化对排气装置的组装，且进一步地，能够提高组装稳定性，优化芯轴行程的公差范围等。

发明内容

本发明是为解决现有技术中的上述技术问题而作出的。本发明的目的是提供一种用于轮胎模具的排气装置，该排气装置组装简单，且组装稳定性佳。本发明的进一步的目的是改进排气装置的芯轴行程公差范围。

本发明中用于轮胎模具的排气装置包括：

外套，外套中形成有内腔，且内腔在外套的第一端处开口；

芯轴，芯轴容纳在内腔中，且在芯轴的第一端处形成有轴头，芯轴能够沿着外套的轴向在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置处，在轴头和外套之间形成有间隙，在第二位置处，轴头和外套之间密封配合；以及

弹簧，弹簧与芯轴相连接，并向芯轴施加偏置力，将芯轴向着第一位置偏置，

其中，弹簧包括小直径端和大直径端，该小直径端连接在芯轴上，并且，在内腔中靠近外套的与第一端相对的第二端处形成有弹簧保持部，弹簧保持部支承或固定弹簧的大直径端，以限制弹簧朝向外套的第二端的运动。

在上述结构的排气装置中，弹簧包括小直径端和大直径端，在组装时，可以将小直径端从外套的一端插入，在将弹簧插入一定程度之后，弹簧的大直径端将卡入弹簧保持部中，从而将弹簧保持在外套的内腔中。该结构的排气装置组装方式简单，并且组装完成之后的结构稳定性也较佳。

较佳地，以上所述的弹簧保持部为形成在外套的第二端附近的台阶部或固定槽。

进一步地，在内腔中还形成有限制部，该限制部与弹簧和/或芯轴相接触，阻止芯轴进一步朝向外套的第一端的运动。通过该限制部，可以防止芯轴从内腔中掉出，并且能够改进芯轴相对于外套的运动的行程范围，使之处于合理的范围之内。

在一种具体结构中，上述限制部呈台阶部的形状。

较佳地，弹簧为锥形弹簧。

关于弹簧和芯轴之间的配合方式，在一种实施方式中，弹簧的小直径端过盈配合在芯轴上。

或者，在芯轴上形成有凹槽，弹簧的小直径端配合在凹槽中，从而将弹簧固定在芯轴上。

较佳地，为进一步方便弹簧的插入，在外套的第二端上形成有倒角部，倒角部的内径向着外套的第二端的方向渐增。由此，在插入弹簧的过程中，弹簧收到倒角部的引导，从而可以更容易地将弹簧组装到内腔中。

较佳地，在内腔中包括有小直径部，小直径部的内径小于内腔中的其余部分的内径，芯轴的第二端伸入或延伸穿过小直径部；弹簧紧固在芯轴的第二端上。

通过该小直径部的设置，在插入芯轴的过程中小直径部可以起到引导作用，从而使芯轴和弹簧能够更容易地对准，简化组装过程。而且，在该结构下，内腔的除小直径部以外的部分的内径可以设置得较大，从而实现快速排气的效果。

在芯轴的与小直径部相配合的部分的外周面上设置有至少一个通气槽部。该通气槽部能够增加排气通道的面积，从而进一步地快速排气。

在一种具体结构中，在小直径部的靠近外套的第二端一侧的端部处形成有内腔的台阶部，当芯轴运动到第一位置时，内腔的台阶部与芯轴的第二端和/或与弹簧相接触，以阻止芯轴进一步朝向外套的第一端的运动。

进一步地，在芯轴的第二端上形成有芯轴台阶部，当芯轴运动到第二位置时，芯轴台阶部与内腔的台阶部相抵靠，阻止芯轴进一步朝向外套的第一端的运动。在此情况下，较佳地，至少芯轴的第二端由弹性材料制成。

本发明还涉及一种轮胎模具，轮胎模具中设有至少一个排气孔，在该排气孔中安装有如上所述的排气装置。

本发明的排气装置的安装方法如下：

提供外套、弹簧和芯轴；

从外套的第二端将弹簧的小直径部插入内腔；

从外套的第一端将与芯轴的第一端相对的芯轴的第二端插入内腔；以及

继续使弹簧和/或芯轴向内腔的内部插入，以使弹簧的大直径端卡入弹簧保持部中，且弹簧的小直径端连接到芯轴上。

在以上所述的方法中，除非明确说明，或者根据实际情况被判断为不可能，对各个步骤的顺序并没有固定的规定，甚至其中一些步骤可以同时或几乎同时进行。

附图说明

图1示出了本发明的排气装置的第一实施例的截面图。

图2示出了本发明的排气装置的第二实施例的截面图。

图3示出了本发明的排气装置的第三实施例的截面图。

图4示意性地示出了排气装置在轮胎模具中的安装状态。

图5示出了一种现有技术的排气装置的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图1-3对本发明的较佳实施方式进行详细描述。应当了解，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，并且在不相矛盾的前提下，在以下所描述的不同实施例中的技术特征可以任意组合，而这些都落在本发明的保护范围之内。

<第一实施例>

图1示出了本发明的第一实施例的排气装置1的截面图。如图1所示，排气装置1包括外套10，在外套10中形成有两端开口的内腔11。弹簧20和芯轴30插入在外套10的内腔11中。

芯轴30的一端上形成有轴头31，该轴头31的外周面形成轴头锥面32的形式。与之相对应地，内腔11在外套10的第一端12(即在安装状态下面对轮胎模具内部的那一端)处的内周面上形成外套锥面13，与轴头锥面32形状相匹配。这样，芯轴30的轴头锥面32能够与外套10的外套锥面13相配合，形成密封。

轴头锥面32和外套锥面13可以是圆锥面，也可以是三棱锥、四棱锥等棱锥形状，只要它们的形状能够互相匹配既可。

进一步地，除了锥面以外，轴头31和外套10的第一端12之间相配合的面也可为其它形式。例如，轴头31可形成为柱体，该柱体的横截面尺寸大于内腔11的横截面尺寸，当芯轴30处于第二位置时，轴头31的一侧端面与外套10的第一端12处的端面互相紧密接触，从而形成密封配合。此处，所谓的横截面尺寸可以是多种形式，当横截面为圆形时，为该圆形的直径，当横截面为正方形时，为该正方形的边长，等等。

在图1所示的本发明的排气装置1中，弹簧20的两端具有不同的直径，即，弹簧20包括小直径端21和大直径端22，由此弹簧20呈例如锥形弹簧的形式。

弹簧20的小直径端21与芯轴30相连接。在图1所示的一种连接方式中，在芯轴30上、例如在芯轴30的与轴头31相对的一端附近形成用于容纳弹簧20的弹簧凹槽33，弹簧20的小直径端21固定配合在该弹簧凹槽33中，由此使弹簧20与芯轴30固定连接。

较佳地，在芯轴30的与弹簧20相面对的一端上形成有芯轴倒角部34，该芯轴倒角部34可用于引导弹簧20的小直径端21，以使弹簧20的小直径端21连接到芯轴30上。

弹簧20与芯轴30之间的连接结构还可采取其它形式，比如在弹簧20的小直径端21和芯轴30之间形成过盈配合。具体来说，在芯轴30的与弹簧20相面对的一端形成有芯轴倒角部34，该芯轴倒角部34的面对弹簧20的一端的直径小于弹簧20的小直径端21的内径，而其相反一端的直径则大于小直径端21的内径。这样，在将弹簧20装配到芯轴30的过程中，弹簧20的小直径端21会被引导到芯轴30的芯轴倒角部34上，并最终与芯轴30上的例如芯轴倒角部34的部分形成过盈配合。在此结构中，可以省略以上所提到的弹簧凹槽33。

芯轴30可沿着外套10的轴线方向在第一位置和第二位置之间运动，其中，在第一位置处，在轴头31的轴头锥面32与外套10的外套锥面13之间存在间隙，轮胎模具中的空气可从该间隙进入外套10的内腔11中，并随后排出，而在第二位置处，外套锥面13与轴头锥面32相接触并彼此压靠，从而形成密封配合。

弹簧20对芯轴30施加朝着第一位置的偏置力，从而在没有外力作用的情况下，轴头锥面32和外套锥面13之间的间隙打开，允许空气通过。

在图1所示的排气装置1中，在内腔11中靠近外套10的第二端14的位置处设置有固定槽15，在组装好的状态下，弹簧20的大直径端22被限制在该固定槽15中。

为便于将弹簧20组装到外套10的内腔11中，较佳地在外套10的第二端14上还形成有倒角部16，该倒角部16呈外扩的形状，其内径沿朝着外套10的第二端14的方向渐增，即，该倒角部16在外套10的第二端14的最末端处的内径最大，而随着倒角部16向着内腔11的内部延伸，其内径逐渐缩小。这样，在将弹簧20插入外套10的内腔11中的过程中，倒角部16对弹簧20起到引导作用。

较佳地，在外套10的内腔11中还可设置限制部，例如图1中所示的台阶部17，该台阶部17的尺寸被设置成在芯轴30处于第一位置时，能够与芯轴30的一部分以及固定在芯轴30上的弹簧两者中的至少一个相接触。该接触阻止芯轴30进一步朝着外套10的第一端12的方向运动而越过上述第一位置，即，将芯轴30的行程范围S限制在第一位置和第二位置之间。

通过设置台阶部17在内腔11中的具体位置，可以选择芯轴30的行程范围S的具体数值，由此能够将该行程范围S设置在合理的范围之内。

这样，由固定槽15来限制或固定住弹簧20的大直径端22，由台阶部17限制弹簧20和芯轴30朝向外套10的第一端12的方向运动，可以防止芯轴30从外套10脱落，并且能够将芯轴30的行程范围S设定在合理的数值范围内。此外，图1所示结构的排气装置1的组装也比较简单。

较佳地，为了避免台阶部17与弹簧20或者芯轴30的一部分的接触造成堵塞气流通道的结果，在该台阶部17附近可以设置至少一个、较佳地为多个的凹槽或者铣削平面(未在图中示出)，由此可形成气流通道，供气流通过。

下面将描述排气装置1的组装方法：

首先，制备具有上述结构的外套10、弹簧20和芯轴30。

接着，从外套10的第二端14将弹簧20的小直径端21插入内腔11中，以及从外套10的第一端12将芯轴30的与轴头31相对的那一端插入内腔11中。在此，将弹簧20和芯轴30插入内腔11中的步骤可以是先后进行，也可是同时进行。

随后，继续将弹簧20和芯轴30中的至少一个朝着内腔11的内部插入，以使弹簧20的大直径端22卡入到固定槽15中，并且弹簧20的小直径端21连接到芯轴30上。

对于以上所描述的方法，除非明确说明，或者根据实际情况被判断为不可能，可以根据实际情况和需要来调整各个步骤的顺序。例如，弹簧20和芯轴30可以先后插入内腔11中，也可同时插入内腔中。

<第二实施例>

图2中示出了本发明的第二实施例的排气装置1。下面将主要描述第二实施例与第一实施例之间不同的特征。除此之外，除非有相反的表述，在第一实施例中所描述的内容同样适用于第二实施例，在此不再作详细说明。

如图2所示，排气装置1的外套10在其第二端14附近也形成台阶部18，用于支承弹簧20的大直径端22，阻止弹簧20朝外套10的第二端14的方向运动。

此外，如图2所示，在外套10的第二端14上并没有形成如第一实施例中所述的倒角部。倒角部的省略并不会影响本发明的目的的基本实现。具体来说，本发明中的弹簧20具有小直径端21和大直径端22，例如为锥形弹簧，因此只要外套10的第二端14处的内径大于弹簧20的小直径端21的直径，从而在插入弹簧20的小直径端21时不会对小直径端21产生妨碍即可，弹簧20自身的锥形或类似锥形的形状也可以在插入弹簧20的过程中起到引导作用。

<第三实施例>

图3中示出了本发明的第三实施例的排气装置1。下面将主要描述第三实施例与第一和第二实施例之间不同的特征。除此之外，除非有相反的表述，在第一和第二实施例中所描述的内容同样适用于第三实施例，在此不再作详细说明。

为了使排气装置1的组装更方便，在外套10的内腔11中设置小直径部18，例如在内腔11的内壁上形成向内延伸的凸环，由此，该小直径部18的内径比内腔11的其它部分的内径小。在组装好的状态下，芯轴30的与弹簧20相面对的一端至少延伸到该小直径部18内，或者可以穿过该小直径部18。

通过设置该小直径部18，在将芯轴30安装到外套10的内腔11中的过程中，小直径部18可以对芯轴30起到引导作用，从而有助于定位芯轴30，进而有助于芯轴30和弹簧20之间的对准和装配。

而且，由于设置了小直径部18用于在组装芯轴30的过程中起到引导作用，因此可以将内腔11的其余部分的内径设置得比较大，从而增大排气通道，实现快速排气。

较佳地，可以在芯轴30的与小直径部18相配合的部分的外周面上设置至少一个、较佳地为多个用于排气的通气槽部19。这样，可以进一步增加芯轴30和内腔11的小直径部18之间的排气通道面积。

至少在该小直径部18的面对外套10的第二端14的那一侧端部形成有内腔的台阶部17，该台阶部17设置用于在芯轴30运动到第一位置时阻止芯轴30的进一步运动。具体来说，在图3所示的一种示例性结构中，在芯轴30的第二端上形成有芯轴的台阶部35，当芯轴30运动到第一位置时，该芯轴的台阶部35与外套10的内腔11中的台阶部17相抵靠，从而使得芯轴30无法进一步朝着外套10的第一端的方向运动，由此将芯轴30的行程范围S限制在第一位置和第二位置之间。

进一步地，台阶部17在内腔11中的具体位置可以根据具体的需要来设置，而通过选择内腔台阶部17在内腔11中的具体设置位置，可以选择芯轴30的行程范围S的具体数值，由此能够将该行程范围S设置在合理的范围之内。

在另一种未示出的实施方式中，当芯轴30运动到第一位置时，内腔台阶部17可以与配合在芯轴30上的弹簧20互相抵接，从而实现阻止芯轴30进一步运动的效果。在此情况下，芯轴台阶部35就不是必须的。

此外，为了更加便于将芯轴30插入外套10的内腔11中，芯轴30中至少第二端由弹性材料制成，这在芯轴30的第二端上形成有芯轴倒角部34的情况下尤其有利。较佳地，芯轴30可完全由弹性材料制成。

此外，从图3中可以看到，在排气装置1中，芯轴30上并没有如第一实施例中那样设置用于容纳弹簧的凹槽，而是在弹簧20与芯轴30之间形成过盈配合。具体来说，在图3中，芯轴30的与弹簧20相面对的一端形成有芯轴倒角部34，该芯轴倒角部34包括面对弹簧20的小直径端和背对弹簧20的大直径端，其中小直径端的直径小于弹簧20的内径，而大直径端的直径大于弹簧20的内径，由此在将弹簧20装配到芯轴30的过程中，会在弹簧20和芯轴30之间形成过盈配合。

本领域技术人员清楚，芯轴30中与弹簧20相配合的部分并不局限于图中所示的芯轴倒角部34的形状，也可采用其它形状或其它装配方法。举例来说，可将芯轴30设置成整体直径都略大于常温状态下弹簧20的内径，而在装配过程中，对弹簧20的至少一部分加热，例如浸浴在热油中，然后将弹簧20套设到芯轴30上。随着弹簧20冷却，由于热胀冷缩的效应，弹簧20的内径缩小，从而过盈配合在芯轴30上。

现有技术中的其它过盈装配方法也可用于弹簧20和芯轴30之间的装配。

Claims (10)

1.一种轮胎模具的排气装置，所述排气装置包括：

外套，所述外套中形成有内腔，且所述内腔在所述外套的第一端处开口；

芯轴，所述芯轴容纳在所述内腔中，且在所述芯轴的第一端处形成有轴头，所述芯轴能够沿着所述外套的轴向在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，在所述轴头和所述外套之间形成有间隙，在所述第二位置处，所述轴头和所述外套之间密封配合；以及弹簧，所述弹簧与所述芯轴相连接，并向所述芯轴施加偏置力，将所述芯轴向着所述第一位置偏置，

其特征在于，所述弹簧包括小直径端和大直径端，所述小直径端连接在所述芯轴上，并且，在所述内腔中靠近所述外套的与所述第一端相对的第二端处形成有弹簧保持部，所述弹簧保持部支承或固定所述弹簧的所述大直径端，以限制所述弹簧朝向所述外套的所述第二端的运动；

所述弹簧为锥形弹簧；

所述弹簧的所述小直径端过盈配合在所述芯轴上；

在所述芯轴的与弹簧相对面的一端上形成有芯轴倒角部，所述芯轴倒角部引导弹簧的小直径端，以使弹簧的小直径端连接到芯轴上；

所述内腔中包括小直径部，所述小直径部的内径小于所述内腔中的其余部分的内径，所述芯轴的第二端伸入或延伸穿过所述小直径部；所述弹簧紧固在所述芯轴的所述第二端上；

在所述小直径部的靠近所述外套的所述第二端一侧的端部处形成有所述内腔台阶部；在所述芯轴的所述第二端上形成有芯轴台阶部；通过台阶部在内腔中的位置，设置芯轴的行程范围。

2.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述弹簧保持部为形成在所述外套的所述第二端附近的台阶部或固定槽。

3.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，在所述内腔中还形成有限制部，所述限制部与所述弹簧和/或所述芯轴相接触，阻止所述芯轴进一步朝向所述外套的所述第一端的运动。

4.如权利要求3所述的排气装置，其特征在于，所述限制部呈台阶部的形状。

5.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，在所述外套的所述第二端上形成有倒角部，所述倒角部的内径向着所述外套的第二端的方向渐增。

6.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，在所述芯轴的与所述小直径部相配合的部分的外周面上设置有至少一个通气槽部。

7.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，当所述芯轴运动到所述第一位置时，所述内腔的所述台阶部与所述芯轴的所述第二端和/或与所述弹簧相接触，以阻止所述芯轴进一步朝向所述外套的所述第一端的运动。

8.如权利要求7所述的排气装置，其特征在于，当所述芯轴运动到所述第二位置时，所述芯轴台阶部与所述内腔的所述台阶部相抵靠，阻止所述芯轴进一步朝向所述外套的所述第一端的运动；以及至少所述芯轴的所述第二端由弹性材料制成。

9.一种轮胎模具，所述轮胎模具中设有至少一个排气孔，其特征在于，所述排气孔中安装有如权利要求1-8中任一项所述的排气装置。

10.一种组装如权利要求1-8中任一项所述的排气装置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

提供所述外套、所述弹簧和所述芯轴；

从所述外套的所述第二端将所述弹簧的所述小直径部插入所述内腔；

从所述外套的所述第一端将与所述芯轴的所述第一端相对的所述芯轴的第二端插入所述内腔；以及

继续使所述弹簧和/或所述芯轴向所述内腔的内部插入，以使所述弹簧的所述大直径端卡入所述弹簧保持部中，且所述弹簧的所述小直径端连接到所述芯轴上。