专利名称：在压力机中由热硫化网状橡胶材料制成的提升袋及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在压力机中由热硫化的网状橡胶材料制成的提升袋，所述提升袋包括具有管嘴的内侧气囊，其中通过管嘴可进入气囊内部；和位于气囊外侧并紧密包裹气囊的加强橡胶材料外壳，其中外壳包括用于管嘴的通道。例如，这种提升袋可从US 4，643，398中已知。在这种提升袋中，气囊和外壳稳固地彼此连接；提升袋通过单一热硫化步骤制成。另外，本发明涉及制作这种提升袋的方法。根据US 4，643，398，以往所知道的提升袋通过在压力机中单一的硫化加工步骤制成。
背景技术：
关于现有技术，也参照EP 40578AU US 4，036，472、US 4，143，854 和 FR 2 305 381。从这些文献或从说明书里所提到的文献中，我们可以知道这里所提到的这种类型的提升袋的重要技术术语、生产工艺、材料、使用领域和结构。至少在这点上，这些文献都合并入本方法。根据现有技术，将用于气囊的预切部分与外壳的部分编在一起(compile)并插入压力机中，以生产这种提升袋。在热硫化过程中，只有气囊的重叠区域与外壳部分的重叠区域连接，以形成气密整体。特别地，由文件EP 1 579 47B1显而易见的，在生产过程中，必须注意，此连接在袋子的全表面都实施，并且，特别地，在气囊和外壳部分之间不形成气穴或气泡。在实际操作中，提升袋受到了巨大的应力。通常其充满例如Sbar范围内的空气。 在制作过程中，袋壁内产生了大的张力。这引起了相当大的应力。根据经验，随着完全膨胀状态和放气状态之间载荷改变次数的增加，提升袋的破裂应力越来越小。在本文中所述类型的提升袋应当能够承受至少20，000次提升。这种情况下，破裂应力大约是49bar。在进一步实验中，发现将提升袋膨胀到试验压力，然后放气，发现在提升袋袋壁中产生了缺陷、 内部裂痕、断面和其他缺点。由被严重拉伸的提升袋袋壁的不同部件引起的内部损伤不能从外部识别，但能被探测到。在试验的情况下，特别地在自由膨胀过程中，提升袋遭受很大的应力；在这种情况下，袋壁被特别严重地拉伸。然而，如果提升袋在实际使用中，如在壁间隙中膨胀，这种拉伸就不会很大。通常地，在进行硫化步骤之前，橡胶材料不进行硫化；一般地，其是未硫化的。除了橡胶材料，也能够使用那些能够在压力机中连接、特别是硫化的其他材料。最初地，橡胶材料形式能够是网状的。在轮胎生产行业也很普遍的加强材料特别是纤维用来加强橡胶材料。例如使用钢绳、凯夫拉尔或其他塑料纤维如芳族聚酰胺作为碳纤维等。如果在几次测试循环或使用后破裂应力逐渐变小，就会在某个时间点达到临界极限值。是否在特定的提升袋中已经达到极限值，在不使用特定检测装置的情况下不能够从外部确定。如果破裂应力剧烈减小，在正常的使用中，提升袋可能会破裂。这可能会导致严重的事故。因此，人们正努力制造一种具有高破裂应力的提升袋，特别地，甚至在很多次的充胀和放气过程之后，都能够保持最初破裂应力。人们需要一种提升袋以及相应的生产方法，这种提升袋袋壁在膨胀和释放加压空气期间比根据现有技术的提升袋在同等条件下具有更大的抗应力性。
发明内容
基于此，本发明的目的是以下述方式开发以上说明书中所提到的类型的提升袋 即，使得其能更好地承受反复充胀和放气过程中产生的巨大应力，使得其具有更长的寿命， 使得其壁构造地更加坚固；并详细说明这种提升袋的相应生产方法。此目的能够通过一种在压力机中由热硫化网状橡胶材料制成的提升袋而实现。所述提升袋包括具有管嘴的内侧气囊和位于气囊外侧并紧密包裹气囊的、由加强橡胶材料制成的外壳，通过管嘴能够进入气囊内部，其中，外壳包括用于管嘴的通道，在第一硫化步骤中制作气囊，加设外壳，并在后续的第二硫化步骤中制作外壳，在外壳和气囊之间设有分隔装置，外壳不与气囊相连。与现有技术不同，这种提升袋是在一个压力机中或在两个不同的压力机中由一个硫化过程的两个独立步骤一个接着一个制成的。根据本发明，在提升袋中，气囊和外壳之间没有任何连接，特别地，没有平滑连接。最多，气囊和外壳在管嘴区域或是管嘴周围的特别从管嘴处延伸出最多3到5cm距离的一小块区域内连接。在根据本发明的提升袋中，气囊有基本上恒定的材料厚度。根据现有技术，这在提升袋中是不能实现的，因为在那种情况下， 气囊直接合并入外壳，而且在气囊各处的材料厚度不一致。根据本发明，提升袋中的气囊能够根据提升袋的要求而得以最优配置。优选地，气囊不被加强。它可以比外壳更容易地在很大程度上拉伸。特别地，通过它的可扩展性而实现这一目的，它的可扩展性是外壳的可扩展性的至少三倍、至少五倍。外壳与气囊紧密接触，但是没有任何连接。紧密接触应该意味着在气囊的全部表面、至少超过80%的气囊表面上基本是平面接触；超过气囊至少50%的接触也是充分的。 在根据本发明的提升袋中，当气囊放气时，气囊可能相对于外壳错位。根据现有技术，提升袋中产生的张力因此减小。使用液体和/或固体装置作为分隔装置。例如，在将用于制造外壳的预切部分附连或缠绕气囊前，将箔片包裹在气囊周围。分隔装置应确保在第二硫化步骤中外壳无论如何不能连接到已经生成的气囊上。在橡胶工程领域的普通技术人员都知道这样的分隔装置。分隔装置也能够具有润滑性能。除了这一点，有利地，在气囊和外壳预切部分之间注入润滑剂，使得促进外壳和气囊之间的相对运动。来自轮胎制造行业的本领域普通技术人员知道这种能够承受硫化温度的润滑剂。本发明之所以特别地提出轮胎制造行业的本领域的普通技术人员，是因为本领域的普通技术人员了解将加强线嵌入机动车轮胎的生产过程，并且也能够在根据本发明生产提升袋时进行相似的步骤。在这方面，具有分离内胎的机动车轮胎和形成外壳的轮胎是相对应的，其中分离内胎形成气囊。因此，气囊专门功能是提供气密性，外壳的功能是提供高破裂应力。在优选实施例中，提升袋形状为矩形。这种情况下，管嘴优选地设置在拐角处并位于对角线上。已经证明将管嘴设置在一个拐角处是有利的，因为在放气过程中各拐角变形相对较小。然而，也可能将管嘴设置在壁中心或其边缘区域。在成形过程中使用提升袋、如使用在模具中的提升袋的使用者特别地需要后一种设置方式。在优选开发中，外壳不是完全气密的。换句话说，外壳至少有一个小漏口。这样， 使得在外壳和气囊之间的空间不是以气密方式密封。因此，在放气状态保持袋子非常平滑是可能的。在放气到和/或膨胀到额定压强期间，气囊和外壳之间可能的气穴会被排除掉。在已知方式下，优选地，气囊没有任何加强件。给气囊装上一定的加强件是可能的。然而，应该选择加强件，使得气囊能够比外壳更容易地拉伸三倍。优选地，外壳由具有不同加强方向的两层形成。在这种情况下，可以采用从EP 157947B1中已知的外壳结构。根据本发明，在本方法中，首先要生产完整并可使用的气囊。制造气囊的地点可以与制造完整袋子的地点不同。因此气囊可以是采购件。其壁厚为0.5到5mm，所述壁厚适于不同用途。通常气囊由网状、非硫化橡胶材料的预切部分制得；在此方面，与现有技术提升袋的气囊的制作没有区别。在第二硫化步骤之前，将气囊由分隔装置包裹。随后，用于内层的预切部分、然后是用于外层的预切部分，绕着气囊紧密包裹。在这一步骤，要注意在气囊和预切部分之间没有气穴，至少没有相当多的气穴。预切部分绕着气囊包裹，以使得与气囊各处，如果可能的话，均以平滑方式接触。这一点特别适用于内层。外层也适用这一点，使得它的内表面与内层基本上各处都贴靠，也贴靠气囊还未被覆盖的表面。外壳中设置有用于管嘴的通道。优选地，外壳在管嘴处和/或在紧邻管嘴的附近连接到气囊。其只在那里连接。因此，保证了管嘴不能相对于外壳移动。优选地，外壳的材料在管嘴上硫化。在这种情况下，也使用了在前述已知提升袋中已经使用的方法。管嘴通常由金属制成；根据现有技术制成橡胶-金属连接。还可以使用不同的硫化工艺如冷硫化来代替热硫化。优选地，外壳厚度是气囊厚度的两倍。优选地，外壳和/或气囊的材料厚度是恒定的，并且至多改变1. 5倍，最多三倍。
从其他权利要求和以下对本发明的示例性实施方式的描述中，本发明的其他优点和特征将变得明显，本发明的示例性实施方式应当理解为不是限制性的并且以下将参照附图对本发明的示例性实施方式进行解释。图中图1所示为气囊的立体图，和图2所示为根据图1的气囊的立体图，其中，气囊尚未被外壳完全包裹；外壳没有完全封闭，第二硫化步骤尚未执行。
具体实施例方式气囊20由天然橡胶制成，其基本上由两个大小相同并且在边缘处相互结合的面板组成，其中这两个面板呈矩形，并且一个直接放在另一个的顶上。气囊的壁厚要尽可能地恒定；壁厚为3到3. 5mm。气囊20在第一模具中通过第一热硫化步骤制成。除了天然橡胶， 也可能是其他橡胶材料，例如共轭二烯聚合物、共轭二烯和乙烯基衍生物的共聚物。结构上类似的合成橡胶也被理解为天然橡胶。在根据现有技术的提升袋的情况中用于制造气囊的原材料也用于制造如图1所示的气囊20。在此方面，要参考说明书中提及的现有出版物； 关于它们的全部内容合并入本申请。现有技术中，气囊20由网状的生橡胶材料制成，因此，生橡胶材料被预切。优选地，只用了一个预切部分；然而，也可以使用多个预切部分来生产气囊20。一个预切部分形成两个连接面板，并且同时在三个边缘区域中形成重叠区域，在重叠区域处材料是折叠的， 该折叠从一个面板开始，到在另一个面板平面中，再到另一个面板之上，并与该另一个面板重叠。原材料厚度大约3到3. 5mm。通过第一硫化步骤形成优选恒定的壁厚；执行硫化步骤使得重叠区域的材料能够均勻地扩展到各处。硫化步骤以已知方式在第一模具中执行， 其中第一模具也决定了气囊20的外部形状。气囊20以已知方式设置有管嘴22，后者设置在拐角区域处。只有通过管嘴22才能进入气囊20的内部。例如，管嘴22包括外螺纹。已经证明，在拐角设置管嘴是有利的， 因为在膨胀过程中拐角变形最小。然而，也可以将管嘴22设置在面板上，并可以使管嘴垂直于面板延伸。在图1和图2中，管嘴22在矩形气囊22的对角线方向上向外伸出，并凸出至少几毫米，最多几厘米，例如3到7cm。气囊20本身已经能够用作提升袋了。它并未被加强，因此，如果允许在使用过程中在一个区域内无限膨胀的话，它就有破裂的危险。可将气囊20比作为用于机动车的、配备有内胎的轮胎的内胎。只是壁厚大于机动车轮胎的内胎的壁厚。可以通过与当前实际使用中的热水瓶相似的方法制造气囊20。图2示出了气囊20在第二个模具里进行第二热硫化步骤之前是如何逐步套入外壳M的。为此目的，形式为薄板、液体或其他形式如粉末或浆糊之类的分隔装置沈应用于气囊20。可以使用由机动车的轮胎制造业中已知的装置。例如，一种已知的分隔装置是滑石。同时，有利地，它也是各相邻连接层之间的润滑剂。通过分隔装置26，防止了外壳M连接到气囊20。外壳M和气囊20在管嘴区域独立连接。管嘴22也连接到外壳M，特别地，在外壳M的一个拐角处连接至外壳。其只在那里连接。这里，连接在第二硫化步骤进行。特别地，此连接在管嘴22周围的环形区域中进行，或是在气囊20的区域中相邻于管嘴22的环形区域中进行。此连接在环形表面上延伸。在轴向方向上，其长度从几毫米到优选的仅2cm。因此，能够避免管嘴22被压进外壳 24。将分隔装置沈施用到除了管嘴22附近的短环形区域或管嘴本身以外的、气囊20 的所有表面上之后，首先施用内层观作为第一层。因为在实施例中所示的气囊20呈矩形， 所以制成内层观的预切部分也是矩形。基本地，其具备以下尺寸其宽度对应于气囊的长度；其长度比气囊20宽度的两倍还多出一个凸出部分。凸出部分使得折叠预切部分的内层 28的端部重叠，例如重叠5到20cm，优选为12到18cm，并且特别为14cm。在根据图1的内层观的情况中，重叠部分位于气囊20的下侧，图1中看不到。现在绕着内层观包裹外层，所述外层30也紧密包裹着气囊20和内层观并在内层观上延伸。用于外层30的预切部分也是矩形。它的宽度对应于气囊20的宽度，相对于内层观多出大约1到5cm的部分，并且它的长度对应于气囊20长度的两倍再加上至少10cm， 优选高达25cm。由此，得到了长度为几厘米的弯折部分32，优选地，弯折部分32的长度为大约14cm，其稍后使得在气囊20顶侧的预切部分的两个端部重叠。外层30的重叠部分相对于内层观的重叠部分位于气囊20的另一侧。图2示出了外层30的弯折部分32。网状加强橡胶材料，例如天然橡胶，用于内层观和外层30的预切部分。被称为CR 的氯丁二烯橡胶能够用于外层30。其优点为抗油性。取决于提升袋的预期用途，也可以采用其他橡胶材料。加强是通过加强丝34、36实现的。加强丝34、36分别在预切部分的纵向方向上延伸。34代表内层观的加强丝，36代表外层30的加强丝。在示出的矩形提升袋的情况中，加强丝34、36以90°的角度交叉。以已知方式使用加强纤维。这种情况下，加强丝34、36构成经线，例如棉花或棉花-塑料混合物的之类任意简单线被用作纬线。使用纬线的目的仅是保持加强丝34、36平行，而其在加工完成的提升袋中是多余的。现有技术中用于提升袋的普通材料也用作加强材料。可以使用由钢绳、其他无机材料或塑料丝制作的加强丝34、36。加强丝34、36的撕裂强度是关键。在机动车轮胎的情况中也有相似的问题，本领域的普通技术人员能够在这方面获得并发现例如关于子午线轮胎的可靠信息。外壳M的唯一目的是允许提升袋按一定的预定量膨胀。外壳M限制气囊20在膨胀过程中的膨胀量。破裂压力由外壳M决定。提升袋的密封性由气囊20决定。内层观和外层30相互贴合，并尽可能分别与气囊20紧密地贴合。气囊20是密封体。外壳M是强化载体。根据经验，气囊20能够一直保持到加强载体M破裂。气囊20 不再如现有技术一样具有薄弱点。实验发现，现在加工完成的提升袋的破裂压力不再随着膨胀和放气过程次数的增加而逐渐减小，而是仍旧保持原值，即使在受了 20，000次提升后也是如此。在气囊20和外壳M之间的空间要尽可能地小。在加工完成的提升袋中，内层28 的内表面直接接触气囊20的外侧，在二者之间设置有极其平滑的分隔装置沈；其材料厚度小于1毫米，优选地，小于l/10mm。在边缘和拐角区域，层观或30紧密围绕外壳M，所以， 外壳M和气囊20之间几乎没有气穴。外壳24和气囊20之间的空气体积小于提升袋填充体积的1 %，优选地小于提升袋填充体积的0. 1 %，特别小于提升袋填充体积的0. 01 %。外壳M对外保持气密性。因此，在外壳M和气囊20之间的空间持续地与环境接触。特别地，在放气过程中，不会发生气室停留在外壳对和气囊20之间的情况。残存在那里的所有空气通过控制漏口被排出，例如，将控制漏口设在外壳M上未装有管嘴22的拐角处。在其他实施例中，省略了这样的漏口，因为外壳M无论如何也不可能被加工成完全气密封。两个层观、30通过第二热硫化步骤直接相互连接，使得它们形成了单一的单元。 第二硫化步骤在第二模具中进行，第二模具决定加工完成的提升袋的外形。执行第二热硫化步骤使得两个层的预切部分的材料变成液体，并且使得外壳M的厚度在外壳M的所有区域内尽可能均勻。然后，不再能看到重叠部分。执行第二热硫化步骤的温度比执行第一热硫化步骤的温度低至少10°c。
权利要求
1.一种提升袋，其由现有的热硫化网状橡胶材料在压力机中制成，所述提升袋包括-内侧气囊(20)，其具有管嘴0 和所述内侧气囊00)的内部，通过所述管嘴能够从外部进入所述气囊的内部；-位于所述内侧气囊OO)外侧、由加强橡胶材料制成并且紧密包裹所述内侧气囊OO) 的外壳(M)，所述外壳04)包括用于所述管嘴02)的通道；其中，所述内侧气囊OO)在第一硫化步骤中制成，所述外壳04)在所述第一硫化步骤之后并在后续的第二硫化步骤之前被加设，而且所述外壳04)在所述第二硫化步骤中制成，在所述外壳04)和所述内侧气囊OO)之间的空间中设置并定位有分隔装置( )，并且所述外壳04)不固定到所述内侧气囊00)。
2.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述内侧气囊OO)是矩形的。
3.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述外壳04)包括至少一个漏口，并且在所述外壳04)和所述内侧气囊OO)之间的所述空间没有以气密的方式对外密封。
4.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述内侧气囊OO)具有拐角，并且所述管嘴 (22)设置在所述内侧气囊OO)的拐角处。
5.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述内侧气囊OO)具有总表面，所述管嘴 (22)与所述外壳04)仅在局部区域连接，所述局部区域的表面比所述总表面小至少20倍或50倍。
6.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述外壳04)与所述内侧气囊OO)仅在所述管嘴02)附近连接。
7.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，在相同张力作用下，所述内侧气囊OO)的扩张量是所述外壳04)扩张量的至少1. 5倍。
8 根据权利要求1中所述的提升袋，其中，在相同张力作用下，所述内侧气囊OO)的扩张量是所述外壳04)扩张量的至少3倍。
9.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，在相同张力作用下，所述内侧气囊OO)的扩张量是所述外壳04)扩张量的至少5倍。
10.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述内侧气囊OO)没有加强件。
11.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，提供有润滑剂，并且所述润滑剂设置在在所述内侧气囊OO)和所述外壳04)之间。
12.根据权利要求11中所述的提升袋，其中，所述润滑剂是滑石。
13.根据权利要求1中所述的提升袋，其中，所述外壳04)包括内层08)和外层(30)， 所述内层08)和所述外层(30)都包括加强丝(34，36)，所述加强丝(34，36)分别在单一方向上延伸，并且所述内层08)和所述外层(30)的所述加强丝(34，36)相互交叉。
14.根据权利要求13中所述的提升袋，其中，所述内层08)和所述外层(30)的所述加强丝(34，36)彼此以90°的角度相互交叉。
15.一种由现有网状橡胶材料在压力机中通过至少一个热硫化步骤而制造提升袋的方法，所述方法包括以下步骤a.在压力机和在第一模具中通过第一热硫化步骤制造气密性内侧气囊(20)，所述内侧气囊OO)包括管嘴02)和所述内侧气囊OO)的内部，所述管嘴设置为用于从外部进入所述气囊的内部；b.将分隔装置06)施用在所述内侧气囊OO)的外侧上；c.在使得所述管嘴0 的通道敞开的情况下，将至少一层加强橡胶材料绕所述内侧气囊OO)包裹；d.在压力机和第二模具中执行第二硫化步骤，以绕着所述内侧气囊OO)制造所述外壳(24)。
16.根据权利要求15中所述的方法，进一步包括至少一个以下方法步骤-将所述管嘴0 连接到所述外壳(M)，和-在所述管嘴0 附近将所述外壳04)和所述内侧气囊OO)连接。
17.根据权利要求15中所述的方法，进一步包括以下方法步骤-在使用将来的外壳04)的加强橡胶材料包裹所述内侧气囊OO)之前，将润滑剂引入所述内侧气囊OO)上。
18.根据权利要求15中所述的方法，其中，所述的用加强橡胶材料包裹的方法步骤包括两个单独的步骤，g卩用内层Q8)包裹，然后用外层(30)包裹，其中，所述内层和外层 (28,30)包括在至少一个方向上延伸的加强丝(34，36)，施用所述层Q8，30)以使得所述加强丝(34，36)以直角交叉或相交。
全文摘要
一种提升袋，包括具有管嘴(22)的内侧气囊(20)；和位于内侧气囊(20)的外部并紧密包裹内侧气囊(20)的由加强橡胶材料制成的外壳(24)。外壳包括用于管嘴(22)的通道。内侧气囊(20)在第一硫化步骤中制成；增加有外壳(24)，并且该外壳在后续的第二硫化步骤中制成。分隔装置(26)位于外壳(24)和内侧气囊(20)之间；外壳(24)没有与内侧气囊(20)连接。提供了一种制造这种提升袋的方法。
文档编号B29D22/02GK102180425SQ201010585498
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月9日
发明者埃贡·博努斯 申请人:沃尔特有限责任公司