用于可充气软管部分的阀门的制作方法

用于可充气软管部分的阀门的制作方法
【专利摘要】一种用于可充气软管部分的阀门，其包括管状轴以及阀座，所述阀座以一种粘附及整体的方式被连接至所述轴的末端，其中所述阀座由热塑性聚氨酯制成。
【专利说明】用于可充气软管部分的阀门
[0001] 本发明涉及一种用于可充气软管部分的阀门，其包括管状轴以及阀座，所述阀座 围绕整个周边被粘附性地连接至所述轴的末端。本发明还涉及一种可充气挠性管部分，其 由热塑性聚氨酯制成并被连接至本发明的阀门。本发明还包括用于制备所述阀门及其连接 至挠性管部分的方法。
[0002] 用于轮胎（例如自行车轮胎）的挠性管通常主要由橡胶制成。还已知由热塑性塑 料例如由热塑性聚氨酯制备的挠性管。由热塑性塑料制备的挠性管的特点是与主要使用橡 胶的挠性管相比能承受的负载更高，且其重量明显降低。然而，当与主要使用橡胶的挠性管 相比时，其制备目前仍相当地昂贵。
[0003] 公开说明书DE 10 2009 007 163 Al记载了一种具有成型为环状的挠性管以及插 入至挠性管中的孔的阀门的挠性管系统。挠性管和阀门之间存在连接，以使环绕所述孔的 挠性管壁紧固于阀门的末端与位于阀门上的压力套筒之间。
[0004] 充气轮胎已知不仅使用成型为圆环状的挠性管还使用两端密封的挠性管部分：文 献EP 0 090 221 Al公开了一种由热塑性弹性体制成的挠性管部分，其可用于代替轮胎中 的常规挠性管。为将阀门固定至挠性管部分，提出阀轴可通过挠性管壁上的孔从内部插入 且其用溶剂进行粘合固定。或者，阀门可在没有粘合固定情况下借助于两个橡胶垫圈和螺 纹的螺母（screw-threaded nut)固定于挠性管壁上。
[0005] 公开说明书DE 36 20 503 Al记载了另一种将阀门固定于挠性管部分上的方法。 所述阀门包含轴和底板，其由橡胶类的塑料制成。所述轴由硬度明显高于底板材料的塑料 制成，并通过分子法（molecular method)连接至底板上。底板可在制备挠性管的过程中制 备并可整体连接至挠性管上。
[0006] 在所有的已知挠性管中，将阀门固定于挠性管壁上的方法均复杂且易受破坏，例 如相对于在紧固变型的情况下意外拔出阀门的可能性。
[0007] 本发明的目的是提供一种用于挠性管部分并可简单且牢固地固定于挠性管部分 上的阀门。本发明的另一目的是提供一种具有相应阀门的挠性管部分。
[0008] 所述目的通过如权利要求1所给出的本发明的主题而实现。本发明的其他主题在 权利要求7中给出。权利要求8、9及12给出用于制备本发明制品的方法。各个从属权利 要求提供本发明的其他有利的实施方案。
[0009] 因此本发明涉及一种可充气挠性管部分的阀门，其包括管状轴以及阀座，所述阀 座围绕整个周边被粘附性地连接至所述轴的末端，其中所述阀座由热塑性聚氨酯制成。 [0010] 本发明还涉及一种由热塑性聚氨酯制成的可充气挠性管部分，其具有孔并围绕所 述孔及整个周边被粘附性地连接至实施方案1至6中任一项的阀门的阀座，以使所述挠性 管的内部空间和所述轴的内部空间之间的连接与环境密封隔离。
[0011] 本发明的阀门适于连接在可充气挠性管部分上。所述挠性管部分可包含封闭的环 状挠性管或两端密封的管部分。在本发明中，所述阀门包含管状轴以及由热塑性聚氨酯制 成的阀座。所述阀座围绕整个周边粘附性地连接至所述轴的末端。
[0012] 在本文中表述"围绕整个周边"意指阀座沿着其整个周边完全包围所述轴的末端 且没有空隙。"粘附性连接"意指由于所述轴表面与阀座材料间的物理和/化学相互作用而 在组件间产生的连接，且并不仅仅为联锁（interlock)。
[0013] 本发明的阀门适于填充有气体特别是空气的挠性管或挠性管部分，例如已知于自 行车、手推车、机动化车辆或拖车中的那些。阀轴及阀门嵌件的尺寸优选对应于已知阀门的 那些，例如相对于所述轴的长度和直径。
[0014] 在本发明的一个实施方案中，所述轴由金属材料，特别是由铁、钢、黄铜或铝制成。 所述轴还可由多种不同的材料而制成，例如由黄铜制成的下部及由铝制成的上部而制成， 其中两部分彼此牢固地连接。在本文中，"下部"是指在安装条件下朝向挠性管的轴部，而 "上部"远离挠性管。
[0015] 在一个优选的实施方案中，所述轴由铝制成，且至少连接至阀座的轴部分在其外 周表面被阳极化。铝组件的电解氧化是已知的，且其通常为了防腐蚀的原因而进行。在阳 极化过程中，组件通常还被着色，例如以便识别出经阳极化的部分，或是为了设计原因而被 着色。已经发现所述轴的阳极化对轴与阀座的连接具有有利的影响。所述表面处理确保了 铝与制成阀座的热塑性聚氨酯的良好粘附性。
[0016] 在另一个优选的实施方案中，至少连接至阀座上的轴部分被等离子体处理，以便 改进其与阀座的粘附性。
[0017] 在另一个优选的实施方案中，所述轴由热塑性塑料制成。主要为圆柱状或部分为 圆柱状的所述轴可例如通过注射成型法或挤出法而制备。通常用于连接其他阀门组件所需 要的内部和/或外部螺纹可在生产过程结束前制备或随后例如通过已知的车削（turning) 法或螺纹（threading)法而制备。
[0018] 用于制备所述轴的热塑性塑料的韧性和延展性优选确保所述轴在低温下不断裂。 合适的热塑性塑料的实例为刚性级（tough grade)或改性韧性级（grade modified for toughness),其选自苯乙烯类塑料（styrenics)、苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酯、聚醚（例如 聚甲醛）、聚烯烃及聚氨酯。特别优选为适于温度降至-30°C的热塑性塑料。当与铝轴相 比时，由热塑性塑料制成的轴的特点是生产过程所产生的能源成本明显更低且制造时间更 短。
[0019] 热塑性聚氨酯（TPU)为特别优选的材料，且在硬化状态下具有用作阀轴所需的强 度及允许所述轴在没有断裂的情况下弯曲的弹性。所述类型的阀门在涉及广泛的各种设计 变型方面以及在易用性和操作方面具有优势，例如当轮胎通过泵送（pumping)充气时。
[0020] 合适的热塑性聚氨酯例如基于聚酯或聚醚。
[0021] 根据一个实施方案，热塑性聚氨酯的邵氏硬度（shore hardness)范围优选为70A 至95D，更优选范围为90A至90D且特别地范围为98A至85D。
[0022] 根据本发明的另一实施方案，热塑性聚氨酯优选具有低硬度且阀门的轴为挠性 的。这改进了阀门用于某些应用的易用性。
[0023] 所述热塑性聚氨酯为熟知的。其制备方法为，任选地在（d)催化剂和/或（e)常 规助剂和/或添加剂的存在下，将（a)异氰酸酯与（b)对异氰酸酯具有活性且数均摩尔质 量为0. 5 X 103g/mol至100 X 103g/mol的化合物，及任选地与（c)摩尔质量为0. 05 X IO3g/ mol至0· 499X 103g/mol的扩链剂反应。
[0024] 组分（a)异氰酸酯、(b)对异氰酸酯具有活性的化合物，及（c)扩链剂也单独或共 同地称作结构组分。
[0025] 所用的有机异氰酸酯（a)优选包含脂族、环脂族、芳脂族和/或芳族异氰酸酯，更 优选三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸 酯、七亚甲基二异氰酸酯和/或八亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基1，5-二异氰酸酯、 2-乙基亚丁基1，4-二异氰酸酯、五亚甲基1，5-二异氰酸酯、亚丁基1，4-二异氰酸酯、1-异 氰酸基-3, 3, 5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯，iroi)、1，4-双（异 氰酸基甲基）环己烷和/或1，3_双（异氰酸基甲基）环己烷（HXDI)、环己烷1，4-二异氰酸 酯、1-甲基环己烷2, 4-二异氰酸酯和/或1-甲基环己烷2, 6-二异氰酸酯、和/或二环己 基甲烷4, 4' -二异氰酸酯、二环己基甲烷2, 4' -二异氰酸酯及二环己基甲烷2, 2' -二异氰 酸酯、二苯甲烷2, 2' -二异氰酸酯、二苯甲烷2, 4' -二异氰酸酯和/或二苯甲烷4, 4' -二 异氰酸酯（MDI)、萘1，5-二异氰酸酯（NDI)、甲代亚苯基2, 4-二异氰酸酯和/或甲代亚苯基 2, 6-二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、3, 3' -二甲基二苯基二异氰酸酯、1，2-二 苯基乙烷二异氰酸酯和/或亚苯基二异氰酸酯。另外合适的二异氰酸酯为例如六亚甲基二 异氰酸酯（HDI)或1-异氰酸基-4-[(4-异氰酸基己基）甲基]环己烷（H12MDI)。特别优 选使用4, 4' -MDI。
[0026] 所用的对异氰酸酯具有活性的化合物（b)优选为聚酯醇（polyesterol)或聚 醚醇（polyetherol)，通常也统称为"多元醇（polyol)"。所述多元醇的数均摩尔质量为 0· 5X103g/mol 至 8X103g/mol，优选 0· 6X103g/mol 至 5X103g/mol，特别是 0· 8X103g/mol 至3X103g/mol。所述多元醇的平均官能度优选为1. 8至2. 3,优选1. 9至2. 2,特别为2。 多元醇（b)优选仅具有伯羟基。平均摩尔质量根据DIN 55672-1而测定。
[0027] 可用的扩链剂（c)优选包含摩尔质量为0. 05kg/mol至0. 499kg/mol的脂族、芳脂 族、芳族和/或环脂族化合物，优选双官能化合物，例如二胺和/或亚烷基部分中具有2至 10个碳原子的链烷二醇，特别是1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、和或具有3至8个碳原子的二 亚烷基二醇、三亚烷基二醇、四亚烷基二醇、六亚烷基二醇、七亚烷基二醇、八亚烷基二醇、 九亚烷基二醇或十亚烷基二醇，并优选其相应的低聚丙二醇和/或聚丙二醇，且在本文中 还可使用扩链剂的混合物。化合物（c)优选仅具有伯羟基。
[0028] 在一个优选的实施方案中，尤其加速二异氰酸酯（a)的NCO基团与对异氰酸酯具 有活性的化合物（b)和扩链剂（c)的羟基之间的反应的催化剂（d)为叔胺，特别是三乙胺、 二甲基环己胺、N-甲基吗啉、Ν，Ν' -二甲基哌嗪、2-(二甲氨基乙氧基）乙醇或二氮杂双环 (2. 2. 2)辛烷。在另一个优选的实施方案中，催化剂（d)为有机金属化合物，例如钛酸酯 (titanic ester)、铁化合物，优选乙酰丙酮铁（III )、锡化合物，优选二乙酸锡、二辛酸锡、 二月桂酸锡、或脂族羧酸的二烷基锡盐，优选二乙酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡。催化剂 (d)的优选用量为每100重量份的对异氰酸酯具有活性的化合物（b) 0.0001至0. 1重量份。 优选使用锡催化剂，特别是二辛酸锡。
[0029] 还可将助剂（e)与催化剂（d) -起加入结构组分（a)至（C)中。可提及例如表面 活性物质、填料、阻燃剂、成核剂、氧化稳定剂、润滑剂及脱模助剂、染料、及颜料、及任选地 其他稳定剂，例如相对于水解、光、热、或变色的稳定剂、无机和/或有机填料、增强剂、以及 增塑剂。所用的优选的水解稳定剂为低聚物和/或聚合的脂族或芳族碳二亚胺。优选通 过加入稳定剂使本发明的TPU避免老化。为了本发明的目的，稳定剂为保护塑料或塑料混 合物免受有害环境影响的添加剂。实例为主抗氧化剂和辅抗氧化剂、位阻胺光稳定剂、紫 外线吸收剂、水解稳定剂、淬灭剂和阻燃剂。市售的稳定剂的实例见于Plastics Additive Handbook,第 5 版，H. Zweifel, ed.，HanserPublishers, Munich，2001 ([1])，第 98-136 页。
[0030] 原则上，任何热塑性聚氨酯都适于制备阀轴。硬度通过使用结构组分（a)至（c) 而调节，且在本文中硬度水平由比例（a) + (c) : (b)决定。TPU的熔融指数可通过使用相当宽 范围摩尔比用量的结构组分（b)和（c)而改变，其中扩链剂（c)的含量增加导致熔体粘度 升高，而熔融指数下降。相应TPU的邵氏硬度为30A至100D，优选50A至80D。且特别优选 60A 至 7?。
[0031] 制备热塑性聚氨酯的其他常规信息可特别见于以下标准文本：Polyurethane Handbook,由 Giinter Oertel 所编，第 2版，Hanser Publisher, Munich，第 421-433 页。 具有低至高结晶度的TPU的具体方法可见于EP 0 922 552 A1，且具有透明外观的TPU的 具体方法可见于EP 1 846 465 Al。特别透明的TPU可见于例如WO 2010/076224 Al及WO 2007/118827 Al，其全部公开内容在此纳入本说明书中。
[0032] 阀轴可例如由热塑性聚氨酯通过注射成型法、挤出法和/或烧结法而制备。优选 通过注射成型法或挤出法制备。根据本发明，可在制备后于阀门的轴上切割出螺纹以便固 定帽盖（cap)。还可在制备过程中例如在通过注射成型法制备轴的过程中制备螺纹。
[0033] 因此，本发明还涉及一种用于制备如上所公开的阀门的方法，其中所述轴置于模 具中并且所述阀座在围绕模具中的轴进行铸造时制备。
[0034] 在本发明的优选实施方案中，所述阀座在轴向上包围所述轴至少3mm，特别优选至 少5mm的程度。为进一步改进阀座和轴之间的连接，优选在连接至阀座的轴部分中存在从 圆柱形外表面向内延伸的凹槽。一旦所述阀座施加于轴上,则阀座的材料填充所述凹槽，由 此在阀座与轴之间提供额外的联锁。凹槽的深度（其从圆柱形表面向内测量）及其形状优 选以这样一种方式选择，一方面使得阀座的材料完全填充至所述凹槽中且另一方面使得凹 槽处阀座的材料的厚度保持足够的强度。0. 1至0. 7mm，特别是0. 3至0. 5mm的深度已被证 明为这些要求之间的良好折衷。
[0035] 此外，在本发明的优选实施方案中，阀座的尺寸为使得所述阀座在所述轴的末端 处的每个径向上突出超过所述轴的外缘的程度对应于至少所述轴的下端直径的一半。特别 优选所述阀座在所述轴的末端处的每个径向上突出超过所述轴的外缘的程度对应于至少 轴的下端直径。例如，如果所述轴的下端直径为5mm，所述阀座在所述轴的末端处的每个径 向上突出超过所述轴的外缘的程度优选为2. 5_，特别优选至少5_。因此在该实例中阀座 的外径优选为至少l〇mm，特别优选至少15_。
[0036] 表述"轴向"和"径向"是指所述轴的轴线，所述轴通常为圆柱形。轴向及径向上 的最小尺寸确保了一旦所述轴固定于挠性管部分上，所述轴牢固地连接至挠性管部分且通 过该链接没有产生例如空气可从挠性管的内部逸出至环境中的泄漏。
[0037] 用于固定于挠性管部分上的阀门-基底的接触面可具有各种形状。在一个实施 方案中其为圆形，且因此所述阀座在每个径向上突出超过所述轴的下端外缘的程度完全相 同。在另一个实施方案中，接触面为椭圆形，且在本文中，上述对于突出程度的最小尺寸涉 及横轴。所述横轴为用于椭圆形的较短轴线的术语，较长的轴线称为纵轴。阀座的接触面 的纵轴尺寸优选为其横轴尺寸的1. 5至3倍。
[0038] 在将具有椭圆形接触面的阀座固定于挠性管部分上的优选方法中，纵轴的方向与 挠性管部分的纵向相同。挠性管部分的纵向对应于其中可使用挠性管部分的轮胎的运转方 向。
[0039] 此外，已证明有利的是选择其机械特性（例如弹性及伸长率）对应于挠性管材料 的机械特性的热塑性聚氨酯作为用于制备阀座的材料。特别有利的是用于制备阀座的材料 与用于制备其上固定有阀座的挠性管部分的材料相同。通过选择合适的材料，可实现显著 降低不同特性的材料在充气的泵送过程中或在挠性管部分运转过程中负载的结果而产生 应力开裂或分离现象的可能性。
[0040] 用于由热塑性聚氨酯制成的阀座的原料和制备方法对应于上述用于由热塑性聚 氨酯制备阀轴的材料。
[0041] 对于阀座而言，优选使用邵氏硬度为40A至70D，优选50A至50D，更优选70A至 90A的热塑性聚氨酯。除所提及的添加剂外，TPU的加工有利地使用润滑剂。这些来自以下 物质：脂肪酸酰胺、褐煤酸酯、甘油衍生物、聚烯烃及其结合。各化合物可见于EP 1 826 225 A2中及其所引用的文献。加工助剂的含量在本发明方法中必须最小化以便确保阀轴与自行 车内胎的粘附性最大。基于整个制剂计，润滑剂的比例为〇. 001至2重量％，优选0. 01至 1重量％，且特别优选0.05至0.5重量％。
[0042] 用于制备本发明的阀门的优选方法包括将所述轴插入至模具中并在围绕所述轴 的模塑过程中在模具中制备所述阀座。在由金属材料制成的轴的情况下，优选至少预处理 用于连接至阀座上的轴部分，特别是通过使用等离子体处理或当材料包含铝时通过阳极化 处理。在由热塑性聚氨酯制成的轴的情况下，很少需要任何预处理，因为制成阀座的材料对 所述轴材料具有良好的粘接。
[0043] 在本方法的一个优选的实施方案中，阀座在压力下以注射成型法而制备。所述轴 插入至模具中，闭合模具，并将熔体形式的热塑性聚氨酯注入至轴的下部。一旦塑料组合物 硬化，就将成品阀门以复合组件的形式从模具中移除。聚氨酯熔体优选在温度为150°C至 250°C及模具压力为100至400巴下加工。
[0044] 在本方法的另一个实施方案中。阀座在环境压力下通过使用基于聚氨酯的模塑系 统代替熔体而制备。所述模塑系统可包含一个或多个，特别是两个组件。这种制备变型与 熔体法相比较为廉价，但生产周期较长。
[0045] 用于模塑系统的原料基本上与上述用于热塑性聚氨酯的那些相同。主要使用的 材料也为具有多于两个羟基的多元醇和/或交联剂，由此制备具有高的机械强度的交联聚 氨酯。优选的交联剂为短链二醇或二胺，其优选分别计量加入，特别是在热的模塑系统的 情况下。模塑系统的其他信息及相应的制备方法可特别见于以下标准文本：Polyurethane Handbook,由 Giinter Oertel 所编，第 2 版，Hanser Publisher, Munich，第 388-421 页。
[0046] 本发明还提供一种可充气挠性管部分，其由热塑性聚氨酯制成并具有孔，通过所 述孔空气可进入到挠性管中。在所述孔周围，挠性管部分围绕整个周边被粘附性地连接至 本发明的阀门的阀座上，使得挠性管的内部空间与轴的内部空间之间存在防漏连接。用于 制备挠性管部分的合适的材料是已知的，用于制备挠性管部分的方法（例如挤出法、注射 成型法或吹塑法）同样也是已知的。
[0047] 在本发明的上下文中，挠性管部分的材料可与所述阀门的材料具有相同的组成。 挠性管部分与阀门还可具有不同的组成或由不同的材料组成。
[0048] 在本发明的上下文中，挠性管部分与阀门优选由热塑性聚氨酯组成，其中用于挠 性管部分及阀门的热塑性聚氨酯的硬度通常不同。
[0049] 存在多种制备阀座与围绕所述孔的挠性管部分表面之间的耐久性连接的方法。适 于该目的的材料的实例为已知的粘合剂，特别是基于聚氨酯的粘合剂。
[0050] -种用于将阀门连接至挠性管部分的优选方法包括用溶剂浸湿阀座的底面并 然后将阀座的底面强压于挠性管部分的表面上。所述方法还称为"溶剂焊接（solvent welding) "，其中一旦阀座的硫酸化表面压至挠性管表面上，就会发生粘合剂联锁粘结。特 别优选的溶剂选自醚、环醚、胺、酰胺、醇及卤代烃。特别地，溶剂包含甲醇、乙醇、异丙醇、二 甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和/或四氢呋喃。同样优选所提及的物质的混合物。
[0051] 因此，本发明还涉及一种用于制备如上所公开的挠性管部分的方法，其包括用溶 剂浸湿阀座的底面并然后将阀座的底面强压于挠性管部分的表面上。
[0052] 在另一优选的变型中，阀座与挠性管部分之间的连接通过焊接法而形成。热焊接 法、高频焊接法或超声波焊接法是特别合适的。
[0053] 因此，本发明还涉及一种用于制备如上所公开的挠性管部分的方法，其包括通过 焊接法，特别是通过热焊接法、高频焊接法或超声波焊接法，将阀座连接至挠性管部分。
[0054] 在本发明的上下文中，可在挠性管部分上形成允许对所获得的挠性管充气的孔， 且随后阀门或阀门的轴分别与所述孔齐平地连接。阀门还可首先与挠性管部分连接并随后 通过阀门的轴形成所述孔。
[0055] 本发明的阀门可以简单且低成本地制备，随其配备的所述挠性管部分也能够简单 且低成本地制备。一方面，阀轴与阀座间的连接坚固且牢固，并且另一方面，阀门与挠性管 部分间的连接也是坚固且牢固的，因此本发明的主题适于广泛的可能的用途。
[0056] 本发明的阀门或可充气挠性管部分分别例如适于制备内胎，特别是制备自行车的 内胎。
[0057] 在下文中，示例性地公开了本发明的实施方案且其不限制本发明。本发明包括以 下实施方案，其中这些实施方案包括如其中所定义的各自相互依赖关系所示的实施方案的 特定组合。
[0058] 1. -种用于可充气挠性管部分的阀门，其包括管状轴以及阀座，所述阀座围绕整 个周边被粘附性地连接至所述轴的末端，其中所述阀座由热塑性聚氨酯制成。
[0059] 2.实施方案1的阀门，其中所述轴由热塑性塑料，特别是由热塑性聚氨酯制成。
[0060] 3.实施方案1的阀门，其中所述轴由金属材料，特别是由铁、钢、或铝制成。
[0061] 4.实施方案1的阀门，其中所述轴由铝制成，其中至少连接至所述阀座的轴部分 在其外周表面被阳极化。
[0062] 5.实施方案1至4中任一项的阀门，其中所述阀座在轴向上包围所述轴至少3mm 的程度。
[0063] 6.实施方案1至5中任一项的阀门，其中所述阀座在所述轴的末端处的每个径向 上突出超过所述轴的外缘的程度对应于至少所述轴的下端直径的一半。
[0064] 7. -种由热塑性聚氨酯制成的可充气挠性管部分，其具有孔并围绕所述孔及整个 周边被粘附性地连接至实施方案1至6中任一项的阀门的阀座，以使所述挠性管的内部空 间和所述轴的内部空间之间的连接与环境密封隔离。
[0065] 8. -种用于制备实施方案1至6中任一项的阀门的方法，其包括将所述轴插入至 模具中并在围绕所述轴的模塑过程中在模具中制备所述阀座。
[0066] 9. 一种用于制备实施方案7的挠性管部分的方法，其包括用溶剂润湿阀座的底面 并然后将阀座的底面强压于挠性管部分的表面上。
[0067] 10.实施方案9的方法，其中溶剂选自醚、环醚、胺、酰胺、醇及卤代烃。
[0068] 11.实施方案10的方法，其中溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基 吡咯烷酮和/或四氢呋喃。
[0069] 12. -种用于制备实施方案7的挠性管部分的方法，其包括通过焊接法，特别是通 过热焊接法、高频焊接法或超声波焊接法，将阀座连接至挠性管部分。
[0070] 以下实施例用于进一步阐释本发明。被认为是描述本原理的实施例及图1均不表 示对本发明进行任何限制，例如在组件的具体尺寸或设计变型上。图1为本发明的阀门示 意图，其包含轴10及阀座20。 实施例
[0071] 本实验使用市售可得的Sclaverand型阀轴，其总长度为58mm且外径为6mm。用于 固定所述阀座的轴部分的直径大于7mm，其长度约为4mm。在这一区域的中央，存在深度约 为0. 5mm且具有U-形纵剖面环绕的圆周槽。
[0072] 对比实施例
[0073] 阀轴的直径如上所述并由铝制成，将其插入至注塑模具中，闭合模具，并将邵氏硬 度为 80A 的热塑性聚氛醋（购自 BASF Polyurethanes GmbH 的 Elastollan 1180 A 10， Lemf6rde)注入到材料上，以形成阀座。一旦熔体固化，就将成品阀门从模具中移出并 在8〇°C下保存15小时。该过程赋予材料最终的强度。在由此制备的阀门中，阀座可易于 手动从所述轴脱离。其粘附性不足。确保一定稳定性的唯一要素是借助于凹槽的联锁。然 而，在压力下发生负载时，例如在用泵给自行车轮胎打气后空气将不可避免地逸出，因为联 锁不提供密封。
[0074] 本发明实施例1
[0075] 在相同的工艺条件下将对比实施例中所述的另一个阀轴连接至相同的热塑性聚 氨酯。所述轴由铝制成并被完全阳极化。在该阀门中，阀座与所述轴之间的粘附力如此好 以致于阀座在对所述轴没有损坏的情况下无法脱离所述轴。轴与阀座间的连接耐用且不漏 气。
[0076] 本发明实施例2
[0077] 在相同的工艺条件下将上述两个实验所述的另一个阀轴连接至相同热塑性聚氨 酯上。所述轴由邵氏硬度为7?的热塑性聚氨酯制成。其长度同样为58mm且其外径为6mm。 与两个铝轴相比，其用于固定阀座的部分的直径没有增大。在距离其下端4mm处有一个宽 度为Imm且深度约为0. 5mm的凹槽，其纵剖面为矩形。阀座与轴之间具有非常好的粘附力， 如本发明实施例1中的情况。轴与阀座间的连接耐用且不漏气。
[0078] 在上述所有三个实施例中，阀座为椭圆形的，其沿着纵轴的尺寸为40mm而沿着横 轴的尺寸为18mm。其高度剖面图对应于图1中所定性描述的那样。起始于边缘处，然后其 高度缓慢增加，且所述轴处的总高度为5mm。在覆盖所述轴的部分中阀座的材料的厚度约为 2-0. 5mm，在向上远离底座的所述轴的轴向上减小。
[0079] 本发明实施例3
[0080] 将与阀门内径尺寸相同的孔冲压至由热塑性聚氨酯（Firma Eclipse Microsystems GmbH，Ebmatingen，Switzerland)制成的市售可得的自行车内胎。将如本发 明实施例1的本发明的阀门的底座浸入作为溶剂的液体四氢呋喃中少于一秒。然后将阀门 置于自行车内胎上的孔的中心处，然后手动压入至材料上。在约15秒的等待时间后，在阀 座的底面与挠性管表面间存在粘附力。在室温下空气干燥约60秒后，在其过程中四氢呋喃 挥发，获得最终的粘附力水平。所述阀门与挠性管间的连接不漏气且稳固。
【权利要求】
1. 一种用于可充气挠性管部分的阀门，其包括管状轴以及阀座，所述阀座围绕整个周 边被粘附性地连接至所述轴的末端，其中所述阀座由热塑性聚氨酯制成。
2. 权利要求1的阀门，其中所述轴由热塑性塑料，特别是由热塑性聚氨酯制成。
3. 权利要求1的阀门，其中所述轴由金属材料，特别是由铁、钢、或铝制成。
4. 权利要求1的阀门，其中所述轴由铝制成，其中至少连接至所述阀座的轴部分在其 外周表面被阳极化。
5. 权利要求1至4中任一项的阀门，其中所述阀座在轴向上包围所述轴至少3mm的程 度。
6. 权利要求1至5中任一项的阀门，其中所述阀座在所述轴的末端处的每个径向上突 出超过所述轴的外缘的程度对应于至少所述轴的下端直径的一半。
7. -种由热塑性聚氨酯制成的可充气挠性管部分，其具有孔并围绕所述孔及整个周边 被粘附性地连接至权利要求1至6中任一项的阀门的阀座，以使所述挠性管的内部空间和 所述轴的内部空间之间的连接与环境密封隔离。
8. -种用于制备权利要求1至6中任一项的阀门的方法，其包括将所述轴插入至模具 中并在围绕所述轴的模塑过程中在模具中制备所述阀座。
9. 一种用于制备权利要求7的挠性管部分的方法，其包括用溶剂润湿阀座的底面并然 后将阀座的底面强压于挠性管部分的表面上。
10. 权利要求9的方法，其中溶剂选自醚、环醚、胺、酰胺、醇及卤代烃。
11. 权利要求10的方法，其中溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯 烧酮和/或四氢呋喃。
12. -种用于制备权利要求7的挠性管部分的方法，其包括通过焊接法，特别是通过热 焊接法、高频焊接法或超声波焊接法，将阀座连接至挠性管部分。
【文档编号】B60C29/04GK104395113SQ201380032369
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】S·马特费尔德, G·肖尔茨, G·比尔格斯, H·科沙克 申请人:巴斯夫欧洲公司