本实用新型涉及一种排气装置及轮胎模具。
背景技术：
目前对轮胎的基本生产过程包括：将流体或半流体状态的橡胶材料注入轮胎模具中，然后橡胶材料在轮胎模具中通过一系列的工艺来实现胎胚成型，在胎胚成型之后，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；而排气质量的好坏直接影响轮胎的质量，同时，排气工序的复杂程度也直接影响着整个轮胎制造工艺的时间。由此可以看出，轮胎模具的排气环节的设计方式和工艺非常重要。
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。
然而，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，用来形成轮胎的流体或半流体状态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胚上形成胶毛。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，设置排气孔直接排气的方式增加了轮胎成品的处理环节，使得轮胎的制造工序变得复杂，同时这项处理环节中需要增加额外的设备，不但增加了生产成本，而且需要投入额外的质量控制，也在一定程度上影响了轮胎成品的质量。
技术实现要素：
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种排气装置及轮胎模具，本实用新型的排气装置设置于气孔内，能够实现排气不排胶，在保证空气排除的同时有效避免气孔堵塞。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种排气装置，包括套壳和芯轴，所述芯轴设置于中空的套壳内部，芯轴的第一端部的外沿与套壳一端内径相契合，实现芯轴在套壳内的径向定位，芯轴的第二端部外沿与套壳另一端内径之间存在间隙，构成排气通道。
所述芯轴与套壳之间设置有弹性元件，使芯轴能够沿套壳的轴向方向上下移动，芯轴上设有限位元件，限定芯轴的在套壳内的轴向移动范围。
通过芯轴在套壳内部轴向上的运动，使芯轴的第一端部与套壳的对应内端面之间形成排气缝隙，利用排气缝隙、排气通道和气孔的配合，实现顺利排气。
进一步的，当芯轴沿套壳的轴向方向移动到限位元件限制的最大位移处时，芯轴的第一端部的外表面与套壳对应端部外表面在同一水平面上。
这样的设计保证了轮胎硫化过程中，随着胎面的成型，胎面橡胶会直接压在芯轴顶部上表面，将芯轴压回到套壳中，排气缝隙闭合，橡胶无法从中排出，实现轮胎橡胶的排气不排胶。
当芯轴轴向运动至行程最底端时，芯轴第一端部的外表面不低于套壳对应端部外表面。
第一端部的顶部优选为凸起的弧面。
进一步的，所述芯轴第一端部内径大于芯轴主体内径。使得芯轴能够卡合在套壳上，保证芯轴的第一端部外表面不低于套壳顶面。
这样的设计一方面能够辅助限定芯轴在套壳内部轴向的运动范围，另一方面能够保证轮胎硫化过程中胎面的平整度。
优选的，所述芯轴第一端部外周面为倒圆锥面，套壳的内端面为圆锥面，同芯轴第一端部外周圆锥面相配合。
优选的，所述芯轴的第一端部相对于芯轴主体至少具有一层突起的台阶部分，台阶部分能够对芯轴在套壳内的径向位置进行定位，与套壳内孔配合定位。
更进一步的，芯轴台阶部分的外圆直径同套壳相对位置的内径基本相同，两者之间的直径差为0.03-0.15mm，保证芯轴在套壳内的定中性。
优选的，芯轴台阶部分为圆柱状，其上设置有若干个缺口，套壳对应的位置具有圆孔，圆柱状外沿与圆孔的内壁尺寸形成配合间隙。
优选的，所述缺口为槽。
优选的，所述缺口为切面切过芯轴台阶部分，切面同套壳之间能够形成排气通道，便于排气。
进一步的，缺口的数量优选为2-6个。
当然，本领域技术人员能够在本实用新型的工作原理启示下，将芯轴的第一端部外沿与套壳一端内径相契合部分修改为其他形状，如设置为相配合的齿状、波纹状或螺纹型，这样的改动仅仅是形状上的，其原理均在于保证芯轴第一端部与套壳端部的相匹配，实现径向上的定位，或辅助轴向上的限位，均属于本领域技术人员的常规技术手段，理应属于本实用新型的保护范围。
进一步的，芯轴中部套设有弹性元件，弹性元件一端顶靠在芯轴，另一端抵靠在套壳或与套壳固定连接的部件上，从而使芯轴能够沿套壳的轴向方向上下移动。
优选的，所述弹性元件为弹簧。
当然，本领域技术人员能够将弹簧替换为其他元器件，如弹性垫，或弹性垫加弹簧的形式等等。
进一步的，芯轴底部设有限位元件。
优选的，所述限位元件为固定套，所述固定套过盈安装在芯轴底部延伸于套壳外侧的位置处，对芯轴限位和固定。
当然，本领域技术人员能够在本实用新型的工作原理启示下，将限位元件替换为其他装置，如设置在套壳外侧的限位套或卡套等等，但是其原理均在于限制芯轴能够沿套壳的轴向方向上下移动的范围，属于常规替换，理应属于本实用新型的保护范围。
所述芯轴上设有限位元件时，芯轴第一端部的上表面直接和模具型腔底面在同一水平面上。
进一步的，套壳上设有出气部，出气部与排气通道连通。
优选的，所述出气部为径向贯穿套壳的出气孔或出气槽。
进一步的，套壳一端的外径大于另一端的外径，通过直径较大的端部将套壳固定在模具的气孔内，另一端和模具气孔之间的缝隙作为排气流道。
一种轮胎模具，模具本体上的气孔处均设置有上述排气装置。
上述排气装置的制造方法，通过机械加工去除材料加工或通过挤压成型。
如果通过挤压成型，缺口通过多个环绕圆柱的平面或弧面向内挤压而成。
所述平面或弧面呈中心对称，中心点为圆柱轴线。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1)本实用新型能够实现模具排气不排胶的效果；
2)本实用新型排气装置的芯轴台阶部分与套壳定位精度高，不会出现偏心问题导致的胶料堵塞或在硫化制品表面形成残留；
3)本实用新型的排气路径可以为多种样式，排气性能好；
4)本实用新型设置有限位元件，可以固定并可调节限定套芯上下移动的行程，简单方便，能够有效防止芯轴盖帽顶露出套壳上端面过多，使多余的橡胶进入缝隙。同时保证缝隙不至于太小，而使空气无法完全排出；
5)同传统芯轴套设弹性元件的结构相比，其芯轴底部无需复杂的限位结构，而且，本结构的芯轴的长度无需进行测算，芯轴高度、弹性元件的长度固定，加工制造成本低；
6)套壳下部的出气部直径大，便于硫化后清洗杂物的排出；
7)本结构的芯轴可以一次成型，加工制造成本低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本实用新型的排气装置结构主视图；
图2(a)、图2(b)为套壳实施方式一的侧视图和俯视图；
图3(a)、图3(b)为套壳实施方式二的侧视图和俯视图；
图4(a)、图4(b)为芯轴实施方式一的侧视图和仰视图；
图5(a)、图5(b)为芯轴实施方式二的侧视图和仰视图；
图6(a)、图6(b)为限位元件其他实施方式的示意图；
图7为本实用新型的轮胎模具应用的局部视图；
图8(a)-图8(c)为本实用新型芯轴挤压成型的过程示意图；
图9为本实用新型另一种实施例的芯轴侧视图；
图10为本实用新型另一种实施例的排气装置结构主视图。
其中：1、芯轴第一端部，2、芯轴第二端部(芯轴下轴体)，3、套壳，4、弹簧，5、固定套，6、出气部，7、出气孔或出气槽，8、芯轴顶部，9、气孔，10、模具，箭头方向表示挤压方向。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中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的排气方案在将空气排出轮胎模具的过程中，用来形成轮胎的流体或半流体状态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胚上形成胶毛，需要提供额外的工序来将形成在轮胎上的胶毛去除，使得轮胎的制造工序变得复杂的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种排气装置及轮胎模具。
如图1所示，排气装置包括芯轴、套壳3、弹簧4和限位装置，其中，套壳3为中空结构，内部设有芯轴，芯轴第二端部2设有弹簧4。
如图4(a)、图4(b)所示，芯轴顶部8外周面为倒圆锥面。套壳3的内端面为圆锥面，如图2(a)、图2(b)和图3(a)、图3(b)所示，同芯轴顶部8外周圆锥面相配合。
在其他实施例中，可以将芯轴第一端部1外表面与套壳3一端内径相契合部分修改为其他形状，如设置为相配合的齿状、波纹状或螺纹型。
当芯轴沿套壳的轴向方向移动到限位元件限制的最大位移处时，芯轴第一端部1的外表面不低于套壳3对应端部外表面。芯轴上部的顶部可以为凸起的弧面。
芯轴的第一端部1能够对芯轴在套壳3内的径向位置进行定位，与套壳3内孔配合定位。芯轴第一端部1的横截面轮廓的最外侧两个点或3个点所构成的圆形的直径同套壳3相对应位置的内径基本相同，两者之间的直径差优选为0.03-0.15mm，保证芯轴在套壳3内的定中性。作为优选方式，芯轴第一端部1的横截面轮廓的最外侧两个点或3个点分别为圆弧上的点，作为优选方式，该圆弧与该两个点或3个点所构成的圆形的线条重合。
芯轴第二端部2和芯轴第一端部1的截面图形可以为任意形状。
在另一种实施方式中，如图5(a)、图5(b)所示，芯轴的下轴体2的截面图形为正方形。还可以变换为圆柱状、椭圆状等等。
芯轴第一端部1优选呈切除部分材料的圆柱状。芯轴可以通过机械加工去除材料加工而成，也可以通过挤压成型。如图8(a)-图8(c)所示，对应的套壳3的位置分别为圆孔面。圆柱外圆与圆孔内壁尺寸形成配合间隙。芯轴第一端部1上设有1个以上的缺口，该缺口可以是槽，为便于加工，该缺口优选为切面切过芯轴第一端部1，切面同套壳3之间能够形成排气通道，用于排气，若为挤压成型，缺口可以通过2个以上的环绕圆柱的平面或弧面向内挤压而成。该平面或弧面优选呈中心对称，中心点为圆柱轴线。缺口的数量优选为2个以上。
芯轴中部套设有弹簧4，芯轴上部同芯轴下轴体优选通过台阶面过渡，也可以为圆弧等过渡，弹簧4顶部顶靠在芯轴台阶部底面。弹簧4底抵靠在套壳3上；或与套壳3固定连接的部件上，从而使芯轴能够沿套壳3的轴向方向上下移动。
芯轴底部设有限位装置，限定芯轴的在套壳3内的轴向位置，能够使芯轴在一定的范围内上下移动。该限位装置可以是在芯轴底部的固定套5。芯轴与套壳3等组装后，固定套5过盈安装在芯轴上。用于芯轴的限位和固定。
当然，在其他实施方案中，如图6(a)、图6(b)所示，限位装置还可以替换为其他结构，如设置在套壳3外侧的限位套或卡套等等，但是其原理均在于限制芯轴能够沿套壳3的轴向方向上下移动的范围。
作为一种实施方式，若芯轴轴体上设有其他的限制芯轴轴向向下运动的限位装置时，芯轴顶部可以取消，如图9所示。例如芯轴底部设有如图6(b)的这种结构时，芯轴顶部8可以取消，芯轴第一端部1的上表面直接和模具型腔底面平齐。组装后的排气装置，如图10所示。
套壳3上设有出气部6。出气部6的直径可以设置的大些，保证硫化后清洗杂物排出方便。
尤其是当芯轴底部为固定套5结构限位时，在套壳3上可以开设有出气孔或出气槽7。同时套壳3下部的直径小于上部的直径。通过上部直径较大的部位将套壳3固定在模具10的气孔9内。套壳3下部的直径和模具10的气孔9之间的缝隙作为排气通道。
如图7所示，在排气装置使用过程中，弹簧4将芯轴顶起，使芯轴顶部8与套壳3上内端面之间形成排气缝隙，芯轴顶部8可高于套壳3上端面，如图1中的A所示。
轮胎硫化过程中，随着胎面的成型，胎面橡胶会直接压在芯轴顶部8上表面，将芯轴压回到套壳3中，排气缝隙闭合，橡胶无法从中排出，实现轮胎橡胶的排气不排胶。
一种轮胎模具，模具本体上的气孔处均设置有上述几种实施方式中的任一排气装置。
轮胎，由上述轮胎模具制备得到。
一种汽车，采用上述轮胎。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。