专利名称：薄膜、制造该薄膜的方法和冲模装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的制造薄膜的方法。本发明还涉及一种为实现所述方法而设计的根据第一装置权利要求前序部分的薄膜，以及一种为制造所述薄膜而设计的模具。
背景技术：
根据现有技术，当制造用于加强薄膜的基体材料时，一个或多个加强层(例如由织物制造的)置于两个或多个橡胶弹性材料(特别是橡胶)层之间，并且这些层例如通过轧光结合在一起。或者这些不同层可以在模具中相互叠放用于薄膜的制造。在这两种情况下，这些层通过硫化加工而永久地相互结合。
在硫化期间，橡胶变成半液态并渗入到加强材料层中，这些不同的橡胶层(若有多个的话)通过例如极细织物相互结合。而加强层将至少基本保持在原位置。然而，当薄膜用这种方式硫化时，薄膜的最终成型同时进行。在这种较强的成型期间，带有例如小半径的急弯，变化的拉伸力和挤压力施加到加强层和半液态的橡胶层上。而后，一个层中的半液态橡胶可在平面方向被推开和/或穿过该加强层进入另一橡胶层，特别是当加强层包括细织物时。然后加强层以不期望的方式移动并在制成的薄膜中占据与所期望位置不同的另一位置。加强层的这种不期望的位移通常可导致加强物将被置于接近受压的液体或气体的位置，该液体或气体渗入加强层并在另一侧膨胀橡胶层形成气泡。此外，非常普遍的相对于期望位置的加强位移会导致例如由薄膜的期望可动性和其弹性变形性能的改变而引起的机能失调以及质量下降。
发明内容
本发明的目的是防止并且尽可能地消除上述缺点，以及在其它方面对该技术领域的技术进行发展并寻找新的应用可能性。就一切情况而论，一个或多个加强层的不期望位移将被抵消或防止，取决于薄膜设计和应用场合，或者一个或多个加强层的期望位移发生在一个或多个坯体(blank)内，或者不发生这种位移和/或获得一个或多个加强层的期望拉伸力或预加应力。
此目的可通过上述的根据本发明的方法达到，该方法在权利要求1中的特征部分提出。所述目的还通过薄膜而达到，所述薄膜主要根据第一方法权利要求的特征部分和根据第一成型工具权利要求而设计。
下面参照附图描述本发明的其它特征和优点，其中对一些优选实施例进行了说明，但并不局限于本发明的实施例。附图以径向的、部分示意性的横截面详细示出，其中图1示出传统薄膜的制造位置和应用位置；图2示出根据本发明的薄膜的制造位置；图3示出根据图2的薄膜的应用位置；图4和5示出根据本发明的另一薄膜的改进的制造位置和应用位置；图6和7示出根据本发明的第三薄膜的改进的制造位置和应用位置；图8和9示出根据本发明的第四薄膜的改进的制造位置和应用位置；图10到12示出当使用根据本发明的成型工具时，根据图4-9的本发明薄膜的制造连续步骤。
具体实施例方式
根据图1的薄膜1优选地与支承板2(例如由金属制成)共同制造，并可同时以所示出的薄膜形状或形态(也是应用形态)在支承板2上硫化。支承板具有例如环形部分3，带有径向延伸的上支承面4，周围还带有连在一起的、外面的、较长的轴向轮缘5和连在一起的、里面的、较短的轴向壁6，该轴向壁6的面对支承面的边缘连接到底部7，该底部7置于径向平面并具有中心圆孔8。轮辐9可在轮缘5和壁6之间延伸。
薄膜1叠置在孔8周围以与底部7的较低面接触，并抵靠在孔8周围的边缘区域。该薄膜然后沿着孔壁和底部的上面，即壁6和支承面4，以环形部分的短突出部10的形态向外延伸，该短突出部具有上弯曲部11和较低的、更强化的或尖的台阶12，这是实用的必需部分，以便能够将模具部件连接到支承板。薄膜沿着该弯曲部和突出部的轴向外侧13延伸，然后以大弧度运动的形态从所述台阶继续延伸，在横截面基本是圆弧形的弯道14中向下然后向上延伸，而后以轴向直立部分15的形态相对于所述弯道的初始位置向后继续延伸，直到高于或在轴向上面对支承面的适当位置，使得在此位置以珠状物16的形态终止此过程，珠状物16在其横截面上基本是圆形，并大体可置于由所述直立部分围住的区域之内，并以相同的方式继续延伸。
现在描述的设计显然是旋转对称的，并且目的是使珠状物16密封地夹紧在例如两个固定的阀部件(未示出)之间，但是孔8和邻接的薄膜部分将叠置在例如阀轴(未示出)上，并且可以提供相邻的底部专门的支承或固定装置(未示出)。此外，该薄膜与可选择的支承板联合，轴向可移动地安装，移动主要是为在弹性变形期间弯道14和相邻的薄膜部分吸收而设计。在典型示例中，如图1中所示，在薄膜的上或外固定侧17上的液体或气体中可至少周期性地存在较高的压力，因此弯道14的凹入部分主要面临压力下降。当使用或应用薄膜时以及当制造它时，固定侧17是压力侧，在后一情况下，因为设计成上模具的铸模部件用于制造弯道，所以不能避免上模具部分周围的薄膜坯体开始层的平面中存在一定张力。
图1的放大部分示出在硫化期间，薄膜的软化橡胶层18从弯道的凹入侧移开并通过薄膜的加强层19而到达凸出例，而加强材料几乎竖立在弯道里侧内的表面上。这可导致影响弯道里侧的受压的液体和气体将以几乎不可控的方式通过加强材料起作用并抵靠在加强材料另一侧上的橡胶层上，这使得橡胶层可膨胀形成一个或多个气泡，显然会导致严重的机能失调并且最终可能破裂并完全终止运行。
为了解决这些问题并减小所述的危险，根据本发明提供了形成或设计这些薄膜部件的方法，即，当薄膜叠置时，不接触支承面并且不改变位置或变形，当叠置时，至少部分地具有偏离所述部件形状的制造形态或形状。
根据本发明的第一实施例在图2和3中示出，图3外表上与图1基本一致。然而，当仔细观察图3的放大部分时，明显地，弯道14区域内的加强层基本置于接近凸出侧之下。这意味着，计算出的最大压降也不能将薄膜压力侧上的厚橡胶层穿过加强层压入薄膜的背面20。这通过在图2中示出的位置制造带有面对压力侧的凸出侧的弯道的薄膜而完成。该制造以与根据图1的设计方法一致的方法完成，然而下模具和上模具的位置改变，并且直立部分朝下而不是朝上。当薄膜在根据图2的位置上被硫化时，弯道14向下翻转，而直立部分15向上翻转，获得了如图3所示的应用形态，并得以保持，这是因为该薄膜形态是自稳定的，这是更紧密且更具有弹性的珠状物16所不能提供的。
然而，由于根据本发明的薄膜的翻转，其具有一定的固有弹性，有助于使弯道在径向向外延伸。这在某些情况中应当被考虑并补偿，这通过选择在制造阶段的较小弯曲半径的弯道而实现(参见图2的放大部分)。而后在翻转到应用位置期间，扩大部就不受控制地达到期望的尺寸(参见图3的放大部分)。
与根据图1的未预加应力的传统形态相比，根据图3的形态可导致弯道肩部区域自环形部分的外侧和轮缘的小位移，这是由于该肩部区域与制造形态相比几乎弯曲180°。然而，这可能没有实际意义。如果将一些重要的部件连接于它，则可行的对策将是使薄膜在弯曲部11区域内变得更细。
当选择根据图2和3的设计时，突出部10可以完全免除，这是因为在根据图2的制造位置上不需要成形部件位于弯道之下。
最后要指出，制造阶段的珠状物的径向内侧部分将是其应用位置的径向外侧部分。因此，期望的或现有的弯曲部和边缘在制造期间分别安装在相对于安装时的期望位置的径向相反侧。
然而，不必制造倒置的弯道然后再将它改造成这种翻转的弯道。根据图4到7的设计示出在制造期间延伸薄膜部分为预期的带有直立向下分支的弯道的方法，这可以用简单的方式描述，参照图10到12。支承板2位于下模具21之中或上面，通过向上突出尖环22的内侧与轴向轮缘5的外侧靠紧。轴向轮缘5允许相邻的环形部分3以类似阶梯的方式径向延伸，但在与环形部分相同的平面内，弯曲部23进一步在径向上向外突出并平稳地变化到支承面44。在弯曲部23和环22的接合点24之间形成一小切口25，该切口25在硫化期间将由橡胶材料填满。环22的外侧某种程度地偏离并基本直立向下，但带有与结合点相邻的小倾角或弯曲部26，以及与下模具21的适当径向向外延伸的停止面28相邻的类似倾角27，停止面在其内部具有环形空隙29，该空隙与倾角27相邻，并设计成形成珠状物16的一侧。因此，两个倾角26和27以与其间的优选直立的中间部分30成一小角度径向向内倾斜。
上模具31相对于下模具基本上是形状互补的，停止面32与停止面28邻接，具有相对于珠状物形状互补的空隙33，提供有与下模具相似的倾角34，该倾角34以等于薄膜厚度的距离与倾角27相对。然而，优选省去上倾角，而代之以直立部分35，该直立部分35以等于薄膜厚度的距离安置在模具的直立中间部分30上，一直延续到位于支承面4上方的上表面36。上表面36和直立部分35以平稳弯曲的形态相互连接，因此还在倾角26区域内为一定的薄膜扩大部37提供了空间。除此以外，两个模具以传统方式设计以获得期望的薄膜形状。
根据图10，支承板2已置于下模具上，以及例如刨平和切割薄膜坯体39，其带有中心孔38并包括两个橡胶层40和41，所述两个橡胶层可相互连接并优选地具有相同厚度，在橡胶层之间存在例如由较细织物制成的加强层19。
根据图11，上模具已部分地降低到下模具上，薄膜坯体开始变形。
根据图12，两个模具部分已完全聚合，在此位置进行薄膜的硫化和相应的成型。由于所描述和示出的设计，从图11的位置到图12的位置的最后转移阶段期间，进行薄膜坯体从支承面到珠状物的拉伸，由于这两个区域之间的模具不作相互直线运动，而是当它们相互接近时，上模具滑过下模具。最终，两个下倾角27和34以及相邻的空隙边缘使位于它们之间区域内的薄膜坯体保持夹子的形状，逆着下橡胶层41的运动拖拉并拉伸薄膜。然而，这种弹性在硫化期间被终止并变成软化，允许密实的加强层渗透到下橡胶层中，渗透过加强材料的软化后的材料与上橡胶层49结合，如图12所示。在该位置，橡胶硫化并且薄膜变得刚硬，从而得到了反置的加强层。这两个在相同方向逐渐成角的倾角26和27以及两倾角之间的直立中间部分30(该直立中间部分30在其轴向方向相对较长)，连同所述夹子和扩大部37区域内的两模具之间的较大距离，所有这些使得施加到加强材料的拉伸力适当(即，柔和且均匀)，这样就能以相应的方式作用，即，获得渗入下橡胶层中的相同位移，以及薄膜的令人满意和上述所有统一的运行功能。
根据图5的操作或安装位置来说明刚才提及的均匀性，其中加强材料在整个弯道中的均匀伸展清晰可见。仅在弯道肩部区域内存在危险，即加强材料将完全渗透到下橡胶层中。然而，扩大部37能够保护、稳定和防止上述危险导致任何机能失调或过早的材料疲劳。
根据图6和7的实施例相当于上述实施例的更高一级，即，扩大部37围绕弯曲部23比其他实施例中更完全，从而在弯道肩部区域内构成更大的薄膜支承。该实施例的形态在图10-12示出。
最后，根据图8和9的实施例示出通过仅提供部分弯道而获得中心放置的加强材料的方法，所述部分弯道即其外部与珠状物相邻、形状更显著、制造形态与应用形态相比不同。图中示出，在制造期间以变薄的形态位于接近支承面的弯道部分与期望应用形态一致，尽管外部与应用形态相比转到相反方向。这两个转到彼此相反方向的制造的弯道，能够防止单侧张力影响加强材料，而使加强材料仍保持置于中心，由图9可清楚看出。
本发明不限于上述和附图中示出的实施例，而是在本发明思想和所附权利要求的范围内能够作任意形态的修改和补充。因此，任何部分都可改变成任何设计，并代替和补充相应的部分。同样，支承板或其它支承件不是必要的。因此，根据本发明的薄膜可以单独制造或与补充部件一起制造。珠状物和弯道也不是必要的。此外，在补充方式的设计中，例如，在其全部构架中，包含本发明中的薄膜。在最简单形态中，根据本发明的薄膜可仅包括一个橡胶层和一个加强层。由于在硫化期间加强层结合到橡胶层的事实，因此加强层能够部分渗入橡胶层，由此形成了本发明的特征。
权利要求
1.一种通过硫化一个或多个薄膜坯体(39)而制造薄膜(1)的方法，该薄膜坯体包括至少一个橡胶层(40，41)和至少一个可渗透的加强层(19)，所述加强层例如由织物制成并与所述橡胶层相邻放置且位于两个或多个橡胶层之间，其特征在于，为了抵消和防止所述加强层(19)的不期望位移，一种薄膜部件(14)，即在应用位置不接触支承面并移动或变形的部件，以偏离应用形态的形态或形状而制造，并且通过将这些薄膜部件翻转而分别为这些薄膜部件提供了安装位置和应用位置中的期望形态。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，一个或多个加强层(19)在硫化期间受到穿过橡胶层伸展的拉伸，以便在所述薄膜部件(14)中产生所述加强层(19)穿过至少一个所述橡胶层(40，41)的一部分的位移，因此硫化期间的位置偏离坯体安装时的位置。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，具有在安装位置或应用位置是凸出的环形部件(14)的薄膜(1)被制造成所述部件具有凹入形态，并且橡胶层(18)穿过加强层(19)移到凸出的制造侧，而后薄膜被翻转至凸出形态，所述橡胶层移到凹入侧。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在具有在应用位置向着压力侧(17)凹入的环形部件(14)的薄膜(1)中，所述环形部件在上模具部分(21)上被制造，该上模具部分基本设计成渐缩的截锥形并与基本相应设计的下模具部分(31)配合。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，提供了截锥形的包络面，在基部和/或顶部带有倾角(分别是26和27)，以在加强层(19)中产生指向位于两倾角之间的直立中间部分(30)的张力，并在硫化期间部分渗透过下面的橡胶层(41)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，下模具部分(31)设计成沿着至少一个倾角(分别是26和27)区域内的形态延伸和/或分别具有扩大部(37)和变薄部。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，为了获得相对于坯体安装时基本不变的加强位置，在安装位置或应用位置是凹入的薄膜环形部分以部分凹入和部分凸出的形态制造，优选地带有凹入形态的内部和凸出形态的外部，并且外部在安装位置和应用位置是凹入的形态。
8.一种薄膜(1)，所述薄膜(1)根据权利要求1的方法制造，所述方法中薄膜通过硫化一个或多个坯体(39)而制成，并包括至少一个橡胶层(40，41)和至少一个可渗透的加强层(19)，所述加强层(19)由例如织物制成并与后一橡胶层相邻放置且处于多个橡胶层之间，其特征在于，为了抵消和防止所述加强层(19)的不期望位移，一种薄膜部件(14)，即在应用位置不接触支承面并改变位置或变形的部件，以偏离应用形态和形状的形态而制造，并且设计成通过翻转呈现在安装和应用位置的期望的形态或形状。
9.根据权利要求8的薄膜，其特征在于，由于一个或多个加强层(19)在硫化期间受到拉伸，因此所述加强层(19)在所述薄膜部件(14)中通过穿过至少一个所述橡胶层(40，41)的一部分的位移，相对于坯体安装被定位和/或被张力调节。
10.根据权利要求8的薄膜，其特征在于，具有在安装位置或应用位置相对于背面(20)是凹入的环形部件(14)的薄膜(1)被制造成该部件具有凹入形态，并且橡胶层(18)穿过加强层(19)移到凸出的制造侧；制造的具有凹入形态的环形部件(14)翻转到凸出形态，而所述橡胶层移到凹入侧。
11.根据权利要求8的薄膜，其特征在于，为了获得相对于坯体安装时基本不变的加强位置，在安装位置或应用位置是凹入的薄膜环形部分以部分地凹入形态和部分地凸出形态而制造，优选地带有内凹入部分和外凸出部分；外凸出部分在安装位置和应用位置翻转以呈现凹入形态。
12.一种模具，为实现根据权利要求1-8中任一项的方法和制造根据权利要求8-11中任一项的薄膜(1)而设计，所述模具具有上模具(21)和下模具(31)，所述模具设计成容纳例如至少一个橡胶层(40、41)和至少一个加强层形态的平面薄膜坯体以及通过硫化而软化所述橡胶层并形成薄膜，所述模具特征在于，为了抵消和防止所述加强层(19)的不期望位移，一种为薄膜部件(14)而设计的模具部件设计成具有偏离薄膜的安装或应用形态以及设计成通过翻转获得在其安装位置和应用位置的薄膜，所述薄膜部件(14)即在薄膜的安装位置或应用位置不接触支承面并改变位置或变形的部件。
全文摘要
本发明涉及一种由坯体(39)通过硫化而制造薄膜(1)的方法，所述薄膜包括两个橡胶层(40、41)和位于所述橡胶层之间的织物形成的加强层(19)。为了抵消和防止所述加强层(19)的不期望位移，在应用位置可移动的薄膜部件根据本发明而制造，其具有偏离应用形态的形态，和/或在硫化期间受到拉伸，以在所述薄膜部件内产生所述加强层(19)的穿过至少一个所述橡胶层(40、41)的一部分的位移，从而到达偏离硫化期间坯体安装时的位置。本发明还涉及一种根据该方法制造的薄膜和为实现所述方法和所述薄膜的所述制造而设计的模具。
文档编号B29K105/24GK1735505SQ200480002075
公开日2006年2月15日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年1月22日
发明者安德斯·恩格尔布里克森 申请人:图尔和安德森公司