ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В ВЫПУСКНЫХ КАНАЛАХ ВУЛКАНИЗАЦИОННЫХ ФОРМ Российский патент 2011 года по МПК B29C33/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к выпускному клапану, используемому в выпускных каналах вулканизационных форм для производства технических резиновых изделий, в частности, для производства покрышек. Выпускные клапаны в соответствии с настоящим изобретением подходят, в частности для использования в вулканизационных формах для производства покрышек, чтобы получать область протектора, предотвращая образование вмятин или выступов в результате растекания в поперечном направлении.

Уровень техники

Формы для вулканизации покрышек выполнены с выпускными каналами, по которым происходит выпуск воздуха, так что полуфабрикат покрышки, находящийся в форме под действием давления, прикладываемого со стороны полости технологической формы, может принимать форму, соответствующую приспособлению, вставленному в вулканизационную форму. Этот невулканизированный полуфабрикат перемещает воздух к окружной поверхности технологической формы, где он выпускается из формы. При этом материал покрышки попадает в выпускные каналы, а это приводит к появлению избыточной выступающей резины, которую следует удалять после вулканизации.

Неудовлетворительное удаление воздуха из вулканизационной технологической формы вызывает дефекты на готовых изделиях, обуславливаемые как вмятинами, образующимися в области протектора, так и возможным неудовлетворительным нагревом материала, вследствие чего вулканизация полуфабриката может оказаться неполной.

Выпускные клапаны и вулканизационные формы с выпускными клапанами известны из ЕР 0774333 (CZ 291837), в соответствии с которым выпускной клапан для выпускного канала вулканизационной формы содержит подвижный вкладыш клапана со стержнем клапана и тарелкой, при этом вкладыш клапана можно выталкивать в закрытое положение с помощью давления, действующего на той стороне тарелки, которая ориентирована к полости вулканизационной формы, в которую установлен выпускной клапан, и наоборот, причем вкладыш клапана можно перемещать посредством пружины в открытое положение, если давление из полости не действует на тарелку клапана, при этом перемещение вкладыша клапана ограничено упором, расположенным на конце выпускного клапана, ориентированном от полости, для ограничения перемещения вкладыша клапана траекторией короче 2 мм, причем в целях обеспечения извлечения вкладыша клапана упор выполнен в виде защелочного соединения, в котором предусмотрен зазор между стержнем клапана с одной стороны и корпусом клапана с другой стороны. Ограничение траектории выпускного клапана гарантируется запором с защелкой и пружиной. Недостаток этого технического решения заключается в том, что выпускной клапан состоит даже из четырех элементов, а именно корпуса клапана, вкладыша клапана, витой пружины и пружины, работающей на изгиб, которые образуют запор с защелкой и пружиной. Разборка выпускного клапана в некоторых вариантах осуществления, соответствующих этому изобретению, также затруднена.

Целью настоящего изобретения является создание такого выпускного клапана, который обеспечит надежную вентиляцию воздуха из вулканизационной формы, будет состоять из наипростейших возможных деталей, будет просто собираться и разбираться, а его цена при этом окажется приемлемой.

Раскрытие изобретения

Вышеуказанная цель достигается с помощью выпускного клапана, предназначенного для выпускных каналов вулканизационных форм, в частности для области протектора, и состоящего из втулки клапана, в которой с возможностью перемещения установлены вкладыш клапана и витая пружина, причем вкладыш клапана образован стержнем клапана, который снабжен на одном конце тарелкой, а на другом конце - конической поверхностью, переходящей в ориентированный назад конический конец, причем перемещение вкладыша клапана ограничено ограничителем открывания клапана, существо которого заключается в том, что внутренняя поверхность втулки клапана находится в ее части, дальше отстоящей от тарелки, снабженной конической поверхностью и ориентированной от тарелки. Ограничитель перемещения вкладыша клапана (открывания клапана) образован двумя взаимодействующими коническими поверхностями или частями конических поверхностей, при этом одна из конических поверхностей является вышеупомянутой внутренней поверхностью втулки клапана, а другая коническая поверхность является конической поверхностью, образованной на конце стержня клапана вкладыша клапана, которая ориентирована к упомянутой конической поверхности или части конической поверхности втулки клапана.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, втулка клапана состоит из части, внешний диаметр которой, по существу, соответствует диаметру канала вулканизационной формы для установки клапана, и части, имеющей несколько меньший внешний диаметр. Та часть втулки клапана, внешний диаметр которой, по существу, соответствует диаметру канала вулканизационной формы для установки клапана, располагается значительно ближе к тарелке вкладыша клапана, а тарелка вкладыша клапана заходит во внутреннее пространство вулканизационной формы. Вторая часть втулки клапана, которая имеет меньший внешний диаметр, чем диаметр канала для установки клапана, расположена дальше от тарелки вкладыша клапана, а значит - ближе к внешнему пространству вулканизационной формы. Эта часть втулки клапана, имеющая меньший диаметр, выполнена, по меньшей мере, с двумя продольными отверстиями или пазами.

Втулка клапана, как описано выше, может быть выполнена в форме единого тела вращения или может быть выполнена посредством соединения, например посредством спрессовывания друг с другом, отдельно изготовленной детали в виде тела вращения, имеющей больший внешний диаметр, и детали, имеющей меньший внешний диаметр и изготовленной как элемент, полученный вытяжкой.

Каждое из продольных отверстий, равномерно разнесенных вдоль окружной поверхности части втулки клапана, имеющей меньший внешний диаметр, выполнено с упругим профилированным выступом, ориентированным к внутренней поверхности втулки, причем каждый профилированный выступ содержит часть конической поверхности на внутренней стенке втулки клапана для взаимодействия с конической поверхностью вкладыша клапана.

Вкладыш клапана, образованный стержнем, который снабжен на одном конце тарелкой, а на другом конце - конической поверхностью, переходящей в ориентированный назад конический конец, может быть изготовлена как единое тело вращения, или тарелка вкладыша клапана может быть изготовлена отдельно, а потом прикреплена с возможностью снятия к стержню вкладыша клапана.

Выпускной клапан состоит из трех основных компонентов, а именно, втулки клапана, вкладыша клапана и витой пружины. Вкладыш клапана можно выталкивать в закрытое положение посредством давления, действующего на внешней стороне тарелки, и перемещать в открытое положение клапана, когда отсутствие действия давления в направлении изнутри вулканизационной формы обеспечивается витой пружиной, действующей на нижней стороне тарелки. Величина (р) смещения задается разностью длин (h, H), где h - длина втулки клапана, а Н - длина вкладыша клапана.

Часть втулки клапана, которая ориентирована к полости вулканизационной формы, имеет больший диаметр, чем часть втулки клапана, располагающаяся ближе к внешней стороне вулканизационной формы, а часть втулки клапана, имеющая меньший диаметр, выполнена с продольными пазами или отверстиями, выполненными с профилированными выступами, заходящими во внутреннюю часть втулки. Отверстия или пазы в этой части втулки служат для лучшего выпуска воздуха из вулканизационной формы и для создания необходимой упругости втулки клапана, которая требуется при установке выпускного клапана в форму и снятии его с нее.

Внешняя поверхность части втулки клапана с меньшим диаметром (более узкая часть) образована конической поверхностью или поверхностью вращения, имеющей профиль параболической кривой.

Перемещения вкладыша клапана ограничены ограничителем, расположенным на конце выпускного клапана, причем этот ограничитель ограничивает перемещение вкладыша клапана в открытое положение. Ограничитель открывания клапана (смещения вкладыша клапана) следует понимать как обеспечивающий упор двух конических поверхностей, обращенных друг к другу, причем одна из них является частью внутренней поверхности втулки клапана, а другая - частью вкладыша клапана.

Изгиб втулки клапана при установке и снятии вкладыша клапана обеспечивается (по меньшей мере, 2-мя) пазами на окружной поверхности оболочки втулки клапана или деформацией (по меньшей мере, 2-х) профилированных выступов, содержащих части конической поверхности, в продольных отверстиях оболочки втулки клапана, если эта часть изготовлена как элемент, полученный вытяжкой, в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

После запрессовки таких клапанов в вулканизационную форму, каждый из клапанов выталкивается в закрытое положение резиновой смесью полуфабриката покрышки, когда прикладывается давление, и наоборот, каждый из клапанов выталкивается в его открытое положение посредством витой пружины, когда готовую покрышку извлекают.

Для дальнейшего повышения чистоты поверхности и расширения функциональных возможностей взаимодействующих элементов, можно обеспечить некоторые поверхности антиадгезивным или антикоррозионным слоем.

Поскольку снятие выпускных клапанов с формы происходит довольно редко, всегда достаточно закрепить клапаны в сегментах вулканизационной формы, запрессовывая их в ней. С этой целью, диаметр клапана в разобранном состоянии всегда должен быть несколько больше, чем внутренний диаметр соответствующего выпускного канала.

Преимущество выпускных клапанов в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что вкладыш клапана - несмотря на ограничитель перемещения при открывании - можно легко демонтировать посредством силы, действующей в направлении оси вкладыша клапана, ведущем в полость вулканизационной формы, и клапан можно легко собрать посредством силы, действующей в противоположном направлении.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи иллюстрируют выпускные клапаны, соответствующие настоящему изобретению, в различных вариантах осуществления.

Фиг.1.1, 1.2 и 1.3 иллюстрируют выпускной клапан, соответствующий примеру 1, причем на фиг.1.1 показано сечение, проведенное через выпускной клапан, а на фиг.1.2 и 1.3 представлены внешние виды выпускного клапана, при этом на фиг. 1.2 пунктирными линиями показаны части, находящиеся внутри втулки клапана, которые не видны снаружи.

Фиг.2.1 и 2.2 иллюстрируют выпускной клапан, соответствующий примеру 2, причем на фиг.2.1 показано сечение, проведенное через выпускной клапан, а на фиг.2.2 представлен внешний вид выпускного клапана.

Фиг.3.1 и 3.2 иллюстрируют выпускной клапан, соответствующий примеру 3, причем на фиг.3.1 показано сечение, проведенное через выпускной клапан, а на фиг.3.2 представлен внешний вид выпускного клапана.

Примеры вариантов осуществления изобретения

Пример 1

Выпускной клапан, показанный на фиг.1.1, состоит из втулки (5) клапана, которая имеет цилиндрическую форму и выполнена с полостью. Внешний диаметр той части (5-1) втулки (5) клапана, которая при использовании в выпускном канале вулканизационной формы располагается ближе к внутреннему пространству формы, имеет, по существу, такой же диаметр, как диаметр канала в вулканизационной форме для установки клапана, и больший, чем внешний диаметр второй части (5-4) втулки (5), которая ориентирована по направлению наружу из формы. Эта часть(5-4) втулки (5), имеющая меньший внешний диаметр, выполнена, по меньшей мере, с двумя продольно ориентированными пазами (5-5) (фиг.1.3), проходящими от конца втулки до ее части (5-1), имеющей больший внешний диаметр. Эти пазы обеспечивают выпуск воздуха из вулканизационной формы в пространство, создаваемое между цилиндрическим каналом в вулканизационной форме и суженной частью (5-4) втулки (5) клапана, располагающейся дальше от вулканизационной формы. Это пространство необходимо при замене вкладыша (4) клапана. Вкладыш (4) клапана находится в полости втулки (5) клапана. Вкладыш клапана является телом вращения, образованным тарелкой (4-1), стержнем (4-3) и конической поверхностью (4-2). Когда со стороны полости вулканизационной формы действует давление, тарелка (4-1) упирается в тот край втулки (5) клапана, который ориентирован к вулканизационной форме. Этот край втулки (5) клапана выполнен с конической поверхностью (5-3). Втулка (5) клапана на своей нижней поверхностью в нижней части снабжена упорной поверхностью (5-6) для витой пружины (6) и внутренней конической поверхностью (5-2), которая совместно с конической поверхностью (4-2) вкладыша (4) клапана образует ограничитель раскрывания клапана.

На стержне (4-3) вкладыша (4) клапана находится витая пружина (6), которая гарантирует открытое положение выпускного клапана, если в вулканизационной форме не действует давление. Витая пружина (6) опирается одним концом на упорную поверхность (5-6), а другим концом - на нижнюю часть тарелки (4-1). Нижняя часть тарелки (4-1), упирающаяся в коническую поверхность (5-3) втулки (5) клапана, выполнена с соответствующей конической поверхностью. Вкладыш (4) клапана выполнен с конической поверхностью (4-2), переходящей в ориентированный вниз конический конец, а втулка (5) клапана находится в суженной части (5-4), выполненной с обращенной внутрь конической поверхностью (5-2), упирающейся в коническую поверхность (4-2) вкладыша (4) клапана, предотвращая выталкивание вкладыша (4) клапана из втулки (5) клапана витой пружиной (6), вследствие чего создается ограничитель перемещения вкладыша (4) клапана. Внутренняя коническая поверхность (5-2) втулки (5) прерывается только в положениях продольных пазов (5-5).

Тарелка (4-1) вкладыша (4) клапана выполнена с конической поверхностью, которая при действии давления на тарелку (4-1), которая после установки ее в вулканизационной форме ориентирована во внутреннее пространство этой формы, может оказаться принудительно упертой в коническую поверхность (5-3), созданную в соответствующей части втулки (5) клапана, тем самым закрывая выпускной клапан, и наоборот, если давление во внутренней части вулканизационной формы, действующее на тарелку (4-1), сбрасывается, вкладыш (4) клапана смещается витой пружиной (6) в открытое положение.

Перемещения вкладыша клапана ограничены ограничителем клапана, созданным за счет взаимодействия конической поверхности (4-2) вкладыша (4) клапана, находящейся на конце стержня (4-3), который располагается дальше от внутренней поверхности вулканизационной формы, с конической поверхностью (5-2) втулки (5) клапана.

Продольные пазы (5-5) обеспечивают во взаимодействии с вкладышем (4) втулки, витой пружиной (6) и пространством в канале вулканизационной формы лучший выпуск воздуха из внутреннего пространства вулканизационной формы, и они гарантируют упругость и раскрывание (сброс давления в) этой суженной части (5-4) втулки (5) клапана для облегчения снятия клапана при замене вкладыша (4) клапана и пружины (6). Вкладыш (4) клапана, возможно с витой пружиной (6), извлекают из втулки (5) клапана, выбивая его внутрь вулканизационной формы.

Пример 2

Выпускной клапан, показанный на фиг.2.1, состоит из втулки (5) клапана, имеющей цилиндрическую форму, которая выполнена с полостью. Втулка (5) клапана образована за счет плотного соединения, например спрессовывания, двух полых цилиндрических деталей, а именно, подвергнутого механической обработке детали в виде тела вращения в качестве части (5-1), имеющей больший внешний диаметр, и элемента, полученного вытяжкой (суженной части (5-4)), имеющей, по меньшей мере, в части ее меньший внешний диаметр по сравнению с вышеуказанной частью. Внешний диаметр той части втулки (5) клапана, которая при использовании в выпускном канале вулканизационной формы располагается ближе к внутреннему пространству формы, имеет, по существу, такой же диаметр, как диаметр канала в вулканизационной форме для установки клапана, так что она имеет больший диаметр, чем внешний диаметр второй части (5-4) втулки (5) клапана, которая находится ближе к внешнему пространству. Эта часть (5-4) втулки (5) клапана, имеющая меньший внешний диаметр, выполнена, по меньшей мере, с двумя продольными отверстиями, а материал стенки втулки заходит во внутреннее пространство втулки (5) клапана и образует профилированный выступ (5-7). Этот профилированный выступ (5-7) содержит на внутренней стороне внутреннюю часть конической поверхности (5-2) для взаимодействия с конической поверхностью (4-2) вкладыша (4) клапана, тем самым создавая ограничитель раскрывания выпускного клапана. Продольные отверстия (показанные на фиг.2.2) обеспечивают выпуск воздуха из вулканизационной формы в пространство, создаваемое между цилиндрическим каналом вулканизационной формы и суженной частью (5-4) втулки (5) клапана, располагающейся дальше от вулканизационной формы. В полости втулки (5) клапана находится вкладыш (4) клапана. Этот вкладыш клапана является телом вращения, образованным тарелкой (4-1), стержнем (4-3) и конической поверхностью (4-2). Когда со стороны полости вулканизационной формы действует давление, тарелка (4-1) упирается в тот край втулки (5) клапана, который ориентирован вовнутрь вулканизационной формы. На стержне (4-3) вкладыша (4) клапана находится витая пружина (6), которая гарантирует открытое положение выпускного клапана, если в вулканизационной форме не действует давление. Витая пружина (6) опирается одним концом на упорную поверхность (5-6), а другим концом - на нижнюю часть тарелки (4-1).

Работа выпускного клапана, соответствующего этому варианту осуществления, показанному на фиг.2.1 и 2.2, является такой же, как описана в примере 1 для варианта осуществления, соответствующего фиг.1.1-1.3.

Суженая часть (5-4) тарелки втулки клапана выполнена с двумя продолговатыми отверстиями, в которых находится профилированный выступ (5-7), созданный из материала стенки втулки, и этот выступ включает в себя часть конической поверхности (5-2). Перемещения вкладыша клапана ограничены за счет взаимодействия конической поверхности (4-2) вкладыша (4) клапана, находящейся на конце стержня (4-3), который располагается дальше от внутренней поверхности вулканизационной формы, с частями конических поверхностей (5-2), созданными на профилированных выступах (5-7), образованными в продольных отверстиях части (5-4) втулки (5) клапана.

Отверстия с профилированным выступами (5-7) в суженной части (5-4) втулки (5) клапана обеспечивают во взаимодействии с вкладышем (4) втулки, витой пружиной (6) и пространством в канале вулканизационной формы лучший выпуск воздуха из внутреннего пространства вулканизационной формы, и профилированный выступ (5-7) гарантирует упругость этой суженной части втулки (5) клапана, облегчая снятие клапана при замене вкладыша (4) клапана и пружины (6). Вкладыш клапана, возможно с витой пружиной, извлекают из втулки (5) клапана, выбивая его внутрь вулканизационной технологической формы.

Пример 3

На фиг.3.1 показан дополнительный вариант осуществления выпускного клапана, который состоит из втулки (5) клапана цилиндрической формы, которая выполнена с полостью. Внешний диаметр той части (5-1) втулки (5) клапана, которая при использовании в выпускном канале вулканизационной формы располагается ближе к внутреннему пространству технологической формы, имеет, по существу, такой же диаметр, как диаметр канала в вулканизационной форме для установки клапана, и больший, чем внешний диаметр второй части (5-4) втулки (5) клапана, которая ориентирована наружу из формы. Эта часть(5-4) втулки (5) клапана, имеющая меньший внешний диаметр, выполнена, по меньшей мере, с двумя продольными пазами (5-5) (фиг.3.2), проходящими от нижнего (внешнего) конца втулки (5) до ее части (5-1), имеющей больший внешний диаметр. Эти пазы (5-5) обеспечивают выпуск воздуха из вулканизационной формы в пространство, создаваемое между цилиндрическим каналом в вулканизационной форме и суженной частью (5-4) втулки (5) клапана, располагающейся дальше от вулканизационной формы. Это пространство также необходимо при замене вкладыша (4) клапана.

В полости втулки (5) клапана находится вкладыш (4) клапана. Этот вкладыш клапана является телом вращения, образованным тарелкой (4-1) как отдельно и изготовленной деталью, прикрепленной к верхней части стержня (4-3), и конической поверхностью (4-2), которая изменяется, переходя в ориентированный назад конический конец. Когда со стороны полости вулканизационной формы действует давление, тарелка (4-1) упирается в тот край втулки (5) клапана, который ориентирован к вулканизационной форме. Этой край втулки (5) клапана выполнен с внутренней конической поверхностью в нижней части, выполненной с упорной поверхностью (5-6) для витой пружины (6), а внутренняя коническая поверхностью (5-2) вкладыша (4) клапана образует ограничитель открывания клапана.

Работа выпускного клапана, соответствующего этому варианту осуществления, является такой же, как описана в примере 1, с той разницей, что когда клапан открывают или закрывают, перемещается только тарелка (4-1), которая выполнена как отдельная деталь вкладыша (4) клапана. В открытом положении между нижней частью тарелки и концом стержня (4-3) создается пространство, причем высота этого пространства соответствует величине смещения р, т.е. перемещению клапана. Во время срабатывания клапана, стержень (4-3) вкладыша клапана в этом случае остается неподвижным.

Заявленное изобретение относится к выпускному клапану, используемому в выпускных каналах вулканизационных форм для производства технических резиновых изделий. Техническим результатом заявленного изобретения является создание такого выпускного клапана, который обеспечивает надежную вентиляцию воздуха из вулканизационной формы, легкое и быстрое извлечение его из канала вулканизационной формы и состоит из наипростейших деталей. Технический результат достигается выпускным клапаном, предназначенным для использования в выпускных каналах вулканизационных форм, состоящим из втулки клапана, в которой с возможностью перемещения установлены вкладыш клапана и витая пружина. Причем вкладыш клапана состоит из стержня клапана, который снабжен на одном конце тарелкой, а на другом конце - конической поверхностью, переходящей в ориентированный назад конический конец. Причем перемещение вкладыша клапана ограничено ограничителем открывания клапана. При этом внутренняя поверхность втулки клапана в ее части, дальше отстоящей от тарелки, выполнена с конической поверхностью, ориентированной от тарелки. А ограничитель открывания клапана образован двумя взаимодействующими коническими поверхностями или частями конических поверхностей. При этом коническая поверхность, образованная на конце стержня клапана вкладыша клапана, ориентирована к конической поверхности или части конической поверхности втулки клапана. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Выпускной клапан, предназначенный для использования в выпускных каналах вулканизационных форм, в частности - для области протектора, состоящий из втулки (5) клапана, в которой с возможностью перемещения установлены вкладыш (4) клапана и витая пружина (6), причем вкладыш (4) клапана состоит из стержня (4-3) клапана, который снабжен на одном конце тарелкой (4-1), а на другом конце - конической поверхностью (4-2), переходящей в ориентированный назад конический конец, причем перемещение вкладыша (4) клапана ограничено ограничителем открывания клапана, отличающийся тем, что внутренняя поверхность втулки (5) клапана в ее части (5-4), дальше отстоящей от тарелки (4-1), выполнена с конической поверхностью (5-2), ориентированной от тарелки (4-1), а ограничитель открывания клапана образован двумя взаимодействующими коническими поверхностями (4-2, 5-2) или частями конических поверхностей (4-2, 5-2), при этом коническая поверхность (4-2), образованная на конце стержня (4-3) клапана вкладыша (4) клапана, ориентирована к конической поверхности (5-2) или части конической поверхности (5-2) втулки (5) клапана.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что втулка (5) клапана состоит из части (5-1), которая расположена ближе к тарелке (4-1) вкладыша (4) клапана и внешний диаметр которой, по существу, соответствует диаметру канала вулканизационной формы для установки клапана, и части (5-4), расположенной дальше от тарелки (4-1) вкладыша (4) клапана, причем часть (5-4) имеет меньший внешний диаметр, чем диаметр канала вулканизационной формы для установки клапана, и эта часть (5-4) втулки (5) клапана выполнена, по меньшей мере, с двумя пазами (5-5) или, по меньшей мере, двумя продольными отверстиями, выполненными с профилированными выступами.

3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что каждое из продольных отверстий части (5-4) втулки (5) клапана выполнено с упругим профилированным выступом (5-7), ориентированным к внутреннему пространству втулки (5), причем указанный выступ содержит часть конической поверхности (5-2) для взаимодействия с конической поверхностью (4-2) вкладыша (4) клапана.

4. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что втулка (5) клапана выполнена как единое тело вращения.

5. Клапан по п.2 или 3, отличающийся тем, что втулка (5) клапана образована посредством соединения части (5-1), имеющей больший внешний диаметр, с частью (5-4), имеющей меньший внешний диаметр.

6. Клапан по п.1, отличающийся тем, что вкладыш (4) клапана, образованный стержнем (4-3), который снабжен на одном конце тарелкой (4-1), а на другом конце - конической поверхностью (4-2), переходящей в ориентированный назад конический конец, выполнен как единое тело вращения.

7. Клапан по п.1, отличающийся тем, что тарелка (4-1) вкладыша (4) клапана выполнена с возможностью отделения от стержня (4-3) вкладыша (4) клапана.