防卡死弹簧气孔套的制作方法

本实用新型属于轮胎硫化技术领域，具体涉及轮胎模具在硫化时将型腔内气体排出的一种防卡死弹簧气孔套。

背景技术：

轮胎成型需要经过密练生胶、制作成胎胚、安装模具到硫化机、胎胚放入模具、加热硫化、轮胎成型等几个阶段。在加热硫化阶段需要将模具型腔内的气体排出，普通的排气孔套会在轮胎表面留下胎毛，不但需要修剪而且影响外观。有鉴于此，弹簧气套得以被研发出来。弹簧气套通常包括套筒状外套，外套内同轴套设芯轴，芯轴上套设弹簧。芯轴底部与外套一端间构成向下的单向档位配合，且芯轴顶端与外套另一端间则具备可构成向上的单向档位配合的密封配合面。实际应用时，利用在模具上开设的贯穿模具型腔和外部排气设备的排气孔，将弹簧气套嵌入排气孔内，并使外套的密封配合面所在端与型腔壁平齐。在硫化过程中，胎坯受热膨胀，胎坯与模具型腔壁间隙逐步缩小。由于在弹簧作用下，芯轴与外套的密封配合面处于打开状态，因此上述间隙内空气沿前述密封配合面的间隙而溢出并排除。直至轮胎完全硫化完成，轮胎与模具型腔壁无间隙，此时芯轴与外套的密封配合面被轮胎挤压，使得上述密封配合面完全贴合密封。在轮胎硫化完成并取出后，在弹性作用下，芯轴复位，即可准备进行新一轮硫化操作。

上述弹簧气套的出现，显然大大改善了轮胎的外观，也节省了修剪胎毛的工序；但是其自身仍旧存在亟待改善的缺陷，主要表现在：首先，弹簧气套是作为气动件而直接镶嵌在排气孔内的，一方面因橡胶渗入或弹性疲劳等因素，而导致弹簧易于出现卡死和损坏状况；另一方面又因一个模具内往往存在大量排气孔，而导致逐一的维修和整体的拔出并更换弹簧气套变得极为繁琐和不现实，其逐一整体更换所带来的成本骤升问题也是始终困扰厂家运营的一大难题。其次。弹簧气套工作于高温和高压环境，在型腔高压下会使弹簧气套内的弹簧发生弹性疲劳等状况，进而使得芯轴过深的陷入外套的孔腔内，进而导致卡死状况。该卡死状况不但会造成弹簧气套直接损坏，同时也会造成芯轴无法及时弹回和弹簧气套无法排气，进而导致轮胎硫化缺胶问题，最终对产品的最终成品率及成品质量产生重大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简洁的防卡死弹簧气孔套，其可在确保自身初始使用性能的前提下，还能实现外套形变时的芯轴防卡死功能，从而有效提升产品的成品率及成品质量。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种防卡死弹簧气孔套，包括套筒状的外套以及同轴穿设于外套孔腔中的芯轴，芯轴上端同轴固接锥台状上盖而下端固接有止口部，外套孔腔外形呈二段式的阶梯孔状；外套孔腔的大孔径段所在的孔腔端布置内倒角以与锥台状上盖的锥面间构成单向止口配合，外套孔腔的小孔径段所在的孔腔端与止口部间构成单向止口配合，且上述两个单向止口配合的限位方向彼此反向；芯轴轴身处同轴套设压缩弹簧，压缩弹簧一端抵靠在锥台状上盖的小直径端处而一端抵靠于外套孔腔的孔肩处；其特征在于：内倒角上沿锥台状上盖的闭合动作方向而凹设有台阶状止位点，锥台状上盖的锥面上和/或小直径端处沿轴向凸设与所述台阶状止位点间构成单向止口配合的止位凸起；在芯轴的动作方向上，台阶状止位点上的台阶面相对止位凸起上的配合面的行程等于锥台状上盖的锥面相对内倒角的行程。

所述台阶状止位点上的台阶面垂直芯轴轴线。

所述台阶状止位点为沿外套孔腔周向环绕而形成的环形沉槽构造；锥台状上盖上的与芯轴的配合端沿芯轴轴向而延伸有圆柱台，该圆柱台构成上述止位凸起。

所述外套孔腔的小孔径段的两端处均布置有便于芯轴拔插的倒角结构。

芯轴外形呈直圆柱状，止口部外形呈具备锥台状尖端的圆柱体状构造，该锥台状尖端的锥度为18°～19°。

本实用新型的有益效果在于：

1)、一方面，继续沿用了传统的筒状外套配合带弹簧部的芯轴结构，从而通过芯轴沿外套的往复动作，实现锥台状上盖的锥面对于外套孔腔处的内倒角的面贴合式单向启闭密封目的。另一方面，通过在原本光滑的内倒角所形成的环面处加工出台阶状止位点，搭配锥台状上盖上对应加工出的止位凸起，从而在锥台状上盖相对内倒角的锥面止口配合的同时，又以止位凸起相对台阶状止位点的配合而实现了二重止口配合目的。实际使用时，由于台阶状止位点是凹设在内倒角上的，也即其作为止口配合面的台阶面必然与锥台状上盖的锥面间为不同角度设计，因此在锥台状上盖发生相对内倒角的受压卡死状况时，由于台阶状止位点相对止位凸起的二次止口功能，因此有有效防止锥台状上盖相对内倒角的持续下压，进而也就解决了传统弹簧气套的外套与芯轴容易卡死的固有缺陷。

通过上述方案可知，本实用新型可在确保自身初始使用性能的前提下，通过二重止口，明确的实现了外套形变时的芯轴防卡死功能，从而有效提升产品的成品率及成品质量。

2)、实际上，对于台阶状止位点的台阶面角度布置，使用时只需与锥台状上盖的锥面角度间存有差异，即可实现上述的双重止口配合功能。本实用新型优选采用台阶面垂直芯轴轴线的布置，从而更为可靠的实现芯轴相对外套的动作卡死的预防目的。台阶状止位点可以为多个点状凸起并环绕的间隔均布在内倒角上。更优选则如本实用新型所述，直接采用环形沉槽构造，搭配形成止位凸起的圆柱台，从而实现环面上的稳定单向限位功能。圆柱台配合环形沉槽的止口限位方式，不仅加工起来更为简单，加工及制作成本均可得到有效降低，同时两者间的止口配合面得以最大化，从而可进一步提升部件动作的稳定性和可靠性。

3)、原本的二段式阶梯孔状的外套孔腔，此处在小孔径段的两端，也即其孔肩处及小孔径段所在的孔腔端处布置倒角结构，以便于芯轴的快速拔插。上述倒角结构有利于在外套完好情况下，实现已损坏的芯轴的快速维护和更替功能。甚至可考虑在初始安装时，就将本实用新型作为分体结构进行安装：先在模具上安装外套，喷砂清洗后再装入芯轴，这样模具表面就不会留下任何痕迹。后期更换时外套不需要更换，只需要更换其中的芯轴即可，即方便也不损伤模具底孔，显然也节省了成本。

4)、止口部的锥台状尖端的独特锥度设计，实际上是人为的增大了该锥台状尖端的轴向长度。实践证明，设计上述长度的锥台状尖端，使得芯轴不仅在组装时可以极为轻松的通过外套孔腔的孔肩处；同时，芯轴在拆卸时，也能使原本方便止口部脱出而扩张的外套或内缩的止口部能尽快回复原状，并使得止口部的最大外径部位能尽快的轻松通过外套孔腔的孔腔端处倒角结构。止口部的最大外径部位一旦脱出倒角结构，即可自然的因芯轴的锥度而快速弹出外套，显然可极大的节省更换芯轴的人工时间，其更换维护效率可得到显著提升。

附图说明

图1为锥台状上盖与外套的内倒角间处于贴合密封状态下，本实用新型的其中一种实施例的结构剖视图；

图2为图1的锥台状上盖与外套的内倒角间处于打开状态下的结构剖视图；

图3-4为图1结构的芯轴、锥台状上盖及止口部配合后的两种实施例图；

图5为图1结构的外套的另一种实施例的结构剖视图；

图6为锥台状上盖与外套的内倒角间处于贴合密封状态下，台阶状止位点与止位凸起的另一种实施例的配合状态图；

图7为图6的锥台状上盖与外套的内倒角间处于打开状态下的结构剖视图；

图8为锥台状上盖与外套的内倒角间处于贴合密封状态下，台阶状止位点与止位凸起的第三种实施例的配合状态图；

图9为图8的锥台状上盖与外套的内倒角间处于打开状态下的结构剖视图；

图中各标号与本实用新型具体部件名称的对应关系如下：

10-外套 10a-大孔径段 10b-小孔径段

11-内倒角 11a-台阶状止位点 12-倒角结构

21-芯轴 22-止口部 22a-锥台状尖端

23-锥台状上盖 23a-止位凸起

30-压缩弹簧

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-9对本实用新型的具体结构及工作流程作以下描述：

本实用新型的具体结构参照图1-9所示，其主体由外套10、芯轴21、压缩弹簧30三部分组成。组装时，参照图1-2所示，压缩弹簧30安装到芯轴21上，芯轴21底部布置止口部22，从而与外套10的一孔腔端间构成单向档位配合。芯轴21顶端布置锥台状上盖23，从而与外套10的另一孔腔端间构成单向档位配合。同时，在锥台状上盖23的锥面上或小直径端处布置止位凸起23a，从而与图1-2及图6-9中的内倒角11处台阶状止位点11a间构成止口配合。止位凸起23a与台阶状止位点11a间的配合形式，要求在锥台状上盖23的锥面触碰到内倒角11并与之构成锥面止口配合时，止位凸起23a也应当同时与台阶状止位点11a间构成台阶止口配合，以保证芯轴21在同一方向上的双重止口档位能力。

对于定位凸起与台阶状止位点11a的具体配合形式，在图1-2中给出了由锥台状上盖23的小直径段延伸出的圆柱止口配合内倒角11处环形沉槽构造的止口配合形式。在图6-7中给出了圆柱止口布置在锥台状上盖23的锥面中段处的结构形式。甚至可参照图8-9所示的，将止位凸起23a布置为点状构造，从而以多个间隔均布的方式环绕锥台状上盖23的锥面均布，从而与内倒角11上预先凿出的台阶状的止位坑也即台阶状止位点11a间构成单向止口配合。上述三种结构形式，均能可靠的实现定位凸起相对台阶装止位点的单向档位配合，可根据现场状况而酌情采用。

此外的，可考虑在外套10孔腔的孔肩以及图1-2所示的下端处的孔腔端处均布置倒角结构12，以便于止口部22的快速拔插。止口部22的锥台状尖端22a的锥度可相应减小，以变相的增大该锥台状尖端22a的长度，进而提升其装配能力。此处的锥台状尖端22a的锥度，也即锥台状尖端22a的锥面母线与图3-4中是芯轴21轴线的夹角度数。而具体至芯轴21乃至外套10的具体构造，甚至可参照图3-5所示的，或在止口部22的锥台状尖端22a处轴向凹设槽体，以便于止口部22乃至芯轴21可沿径向产生内缩动作，或可将外套10的相应出布置开槽，以实现外套10沿径向的扩张功能。上述内缩动作和扩张功能，其初衷均在于保证芯轴21及止口部22相对外套10的快速拔插能力，以便于在芯轴21产生损坏时无需整体拆卸，而只需对已损坏的芯轴21或压缩弹簧30部分进行拆解更换和组装即可。而对于上述槽体乃至开槽的具体数目，可视现场状况而定，开出两瓣、四瓣甚至更多瓣均可。

本实用新型的安装过程如下：

先将外套10装入轮胎硫化模具的排气孔内，并进行对其孔腔及孔腔端面的喷砂清洗。再将压缩弹簧30套入芯轴21处并整体装入外套10内即可。如外套10和芯轴21都进行了开槽处理，在安装时外套10底部会因止口部22的挤压而张开，使外套10底部通孔变大，同时芯轴21在挤压外套10时也会因自身的槽体而进行直径缩合，使芯轴21能顺利通过开槽。当止口部22全部通过开槽时，外套10就会恢复到正常的状态，芯轴21的槽体部分在通过开槽时也会恢复到原来的直径，这样轮胎在硫化时芯轴21就不容易脱落。而在后期的更换时，也可以利用同样的原理将芯轴21敲出，而不损伤外套10和芯轴21，这样芯轴21也是可以进行重复再利用，从而达到节省成本和提升拆装维护效率的目的。

本实用新型具体工作过程如下：

在轮胎硫化时，胶囊在内压作用下推动生胎扩张，生胎也会推动芯轴21的锥台状上盖23使其闭合。当生胎表面完全与模具胎面重合时，模具型腔内部的多余空气也将全部排出，直至上述锥台状上盖23与内倒角11间完全面贴合，此时压缩弹簧30处于压缩状态。当硫化完成，轮胎取出后，压缩弹簧30因失去轮胎对其的压力，而在弹性回复力下推动锥台状上盖23并使其开启，使其可进行下一硫化环节。上述动作周而重始，从而达到胶料不外溢效果。经过本实用新型而硫化出的轮胎表面更加美观，与普通气套相比可减少割小辫子的工序，从而显著的降低劳动力和提升了其工作效率，显然极为符合目前厂家的快节奏、高效率和低运营成本的现代化产业需求。