CN105008104B - 具有***喷嘴和用于分离偏离比率的材料的废料储集池的浇口设计 - Google Patents

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Abstract

本发明大体上涉及一种用于铸造轮胎或其它制品的一部分的设备，更具体地说，涉及一种具有浇口设计的设备，所述浇口设计具有***喷嘴与用于在偏离比率的材料进入形成所述轮胎或其它制品的一部分的空腔前分离所述偏离比率的材料的废料储集池。所述设计可进一步包含将所述流道连接到所述废料储集池的通路以及在所述废料储集池充满废料时允许滞留的气体或空气排出所述废料储集池的通气孔、在操作上与所述通路相关联从而用于在适当时候关闭和打开所述通路的阀门、以及由两个独立地平移的组件构造而成的喷嘴，其用于将材料首先引入到所述废料储集池中且随后引入到所述流道中。

Description

具有***喷嘴和用于分离偏离比率的材料的废料储集池的浇 口设计
技术领域
本发明大体上涉及一种用于铸造轮胎或其它制品的一部分的设备，更具体地说，涉及一种具有浇口设计的设备，所述浇口设计具有***喷嘴与用于在偏离比率的材料进入形成所述轮胎或其它制品的一部分的空腔前分离所述偏离比率的材料的废料储集池。所述设计可进一步包含将流道连接到废料储集池的通路以及在废料储集池充满废料时允许滞留的气体或空气排出废料储集池的通气孔、在操作上与通路相关联以用于在适当时候关闭和打开通路的阀门、以及两件式喷嘴，其用于将材料首先引入到废料储集池中且随后引入到流道中。
背景技术
轮胎发展的新兴领域涉及非充气或混合轮胎的制造和使用，这些轮胎由于不易于放气(不易于放气可能致使标准充气轮胎不可操作)而不仅仅依赖于气体来在结构上支撑轮胎。本申请案的申请人共同拥有的第7,201,194号美国专利揭示了此类轮胎的实例。此专利的内容以全文引入的方式并入本文中用于所有目的。在'194专利的示例性实施例中，非充气轮胎包含外环形剪切带和横跨环形剪切带并从环形剪切带向内径向延伸且锚定在车轮或轮毂中的多个轮辐。在某些实施例中，环形剪切带可进一步包括剪切层、粘附到剪切层的向内径向延伸部的至少第一薄膜以及粘附到剪切层的向外径向延伸部的至少第二薄膜。除了能够在无所需的充气压力的情况下操作之外，第7,201,194号美国专利发明的优势还在于在接触区的整个长度上包含更均匀的地面接触压力。因此，此轮胎模仿充气轮胎的性能。
图1示出界定径向方向R的此类轮胎。作为参考，本文所使用的所有100多号的元件符号指代轮胎特征，而本文所使用的所有200多号的元件符号指代用于制作此类轮胎的模制设备，且本文所使用的所有300多号的元件符号指代根据本发明的第一实施例的浇口、流道和废料储集池设计的特征，并且本文所使用的所有400多号的元件符号指代本发明的第二实施例的特征。轮胎100包括轮胎面102，其附接到轮辐106的向外延伸部104，所述轮辐又通过此项技术中已知的方式(例如，通过在已准备用于合适地结合到聚氨酯的轮毂108与轮胎面102之间模制轮辐)在其向内延伸部110处连接到轮毂或车轮108。外环形带105位于轮辐的向外延伸部与轮胎面之间，内环形带107存在于轮辐的向内延伸部处，将其连接在一起。此内环形带107可用以将轮胎附接到轮毂或车轮。
对于所示出的型式的轮胎100，通过将聚氨酯液体倒入到旋转模具中来形成环形带105、107和轮辐106，在模具处，液体经由离心而散开且接着固化或硬化(实例请见公开的专利申请案WO 2012094005 A1)。还可看出，将轮辐106成对地分组，并且每一对内的个别轮辐106'、106”一致地彼此间隔开，且每一对一致地与在轮胎的圆周周围的邻近对间隔开。每一对内的间距和每一邻近对之间的间距不需要相同。如由'194专利的摘要和第2列第28到41行所描述，接近轮胎100的顶部的处于张力中的轮辐106支撑轮胎100且不被压紧，而在接近接地面(其为轮胎100的轮胎面102接触道路之处)的轮胎的底部处的轮辐106易于压紧或弯曲。这有助于轮胎模拟充气轮胎的充气支撑功能。
归因于环形带105、107用以(例如)建立轮胎面与轮毂或车轮之间的结合的敏感且重要的功能以及美学关注，需要带的厚度保持恒定。看图2，示出在底部半模234上存在的模具核心238”，其形成轮辐和环形带的内表面101。在形成轮辐自身的表面237上绘制这些模具核心，其中来自模具一侧的模具核心与来自另一半的经类似地配置的模具核心互相接合使得轮辐的厚度能够保持恒定，即使展示的只是草图。然而，在形成环形带的内表面的表面235上未绘制这些模具核心。就外环形带105的内表面来说，轮胎面的内表面为实质上圆柱体，从而需要外环形带的内表面也是圆柱形以维持环形带的厚度且避免外环形带从轮胎的一侧到另一侧的美学不一致。对于内部环形带，存在类似情形。
归因于其结构要求，优选地形成轮辐和环形带而无气泡、沟槽、空洞或其它模制或铸造缺陷，因为这些会给轮胎的性能带来不利的影响。并且，形成轮胎的这些部分的聚氨酯需要良好的质量，使得一旦经固化，使用轮胎时，这些结构不会出故障。换句话说，轮胎的轮辐结构和环形带要求在这些区域中使用的所有聚氨酯满足最低属性。在喷射开始时的短时间段内，从大多数目前市售的机器或混合头分配的聚氨酯固有地一开始输出一定量的不良质量的或偏离比率的材料。这导致喷射的初始部分被舍弃。通常，这通过将材料分配到在模具外的单独容器中且接着在分配时在模穴上移动回注入喷嘴来进行，这可能较凌乱。
另外，当使用低压混合头时，当在分配完喷射后移动混合头时，存在当混合头从模具移开时滴落聚氨酯的问题。发生这种情况是由于这些混合头具有经重力馈入且缺乏截止阀的喷嘴。在存在与用于填充模具的混合头相关联的某一类型的阀门的应用中(例如，当使用球阀时)，流瞬间被阻止或阻断，从而导致流的中断，这导致分配机器的计量不准确。也就是说，材料组成的比率受到不当影响且因此不准确。
使用市售的注入***的又一问题为，当浇口在最后聚氨酯层下方时，如当使用底部填充方案时的情况，需要防止通过浇口从模穴返回通过浇注***的回流。
因此，需要找到允许使用以下浇注***的制造此类轮胎或其它制品的设备和方法：所述浇注***允许在已分离并舍弃不良质量材料之后将聚氨酯或其它材料馈入到模穴中而不使混合头的移动、材料的滴落或任何其它类型的混乱成为不可避免。如果此类设备和方法可设计为防止在已填充模穴后通过浇口的回流，那么将特别有用。最后，较为理想的是，所提议的设备和方法可与旋转或非旋转铸造或模制一起使用。
发明内容
本发明的特定实施例包含一种用于模制或铸造制品的设备，其具有模穴和用于用流体材料填充所述模穴的浇注***。浇注***可具有界定一系列空洞的结构部件，所述一系列空洞包含废料储集池、流道、将废料储集池连接到流道从而允许废料储集池与流道流体连通的通路。也可提供用于将流体引入到废料储集池中的注入点，以及提供流道与模穴之间的流体连通的浇口。浇注***进一步包含***喷嘴，其界定***轴，所述喷嘴经配置以沿着所述***轴***。空洞沿着***轴的相对放置是这样的：废料储集池可沿着***轴紧邻注入点，通路比废料储集池更远离注入点且沿着***轴紧邻废料储集池，流道比通路更远离注入点且沿着***轴紧邻通路，并且浇口更远离注入点且沿着***轴紧邻流道，而模穴比任何其它空洞更远离注入点。在大多数情况下，注入点容纳具有***轴的注入喷嘴。
在一些情况下，通气孔与废料储集池流体连通且可包含截止阀。同样地，可存在在操作上与通路相关联以用于打开和关闭通路的截止阀。
在其它实施例中，废料储集池具有体积，流道具有体积，通路具有体积且模穴具有体积，并且通路具有比流道或废料储集池更小的空洞体积。在一些情况下，废料储集池的空洞体积大于通路或流道的空洞体积。
在其它实施例中，流道和浇口均具有环形配置，两者皆围绕中心轴旋转。在一些情况下，这些环形配置围绕中心轴进行完整的360度绕转。类似地，废料储集池也可具有围绕中心轴旋转的环形配置且其可围绕中心轴进行360度旋转。用于浇口、流道和废料储集池的中心轴对于这所有三个空洞可为相同的且可与喷嘴的***轴一致。
在许多实施例中，注入喷嘴包括两件，所述两件包含内部件和外套筒，这两件能够独立地相对于彼此平移。在一些情况下，喷嘴的件彼此附接，其中内部件的阀杆延伸穿过外套筒的右弯头部分的顶部表面。
本发明的特定实施例包含用于制造物品的方法，其包括提供具有界定空洞的结构部件的设备的步骤，所述空洞包含模穴和浇注***。浇注***可包含注入点、废料储集池、流道、将废料储集池连接到流道的通路以及将流道连接到模穴的浇口。所述方法可进一步包括将流体材料注入到废料储集池中并且接着停止填充废料储集池的步骤。在一些情况下，这在废料储集池完全填充前进行。也可提供能够接收、处理和发送信号的控制***。信号可由传感器发送到控制***，在某些事件已发生后，传感器产生信号，且信号可由控制***发送到阀门以用于控制其打开和关闭。在一些实施例中，注入点、废料储集池、通路、流道、浇口和模穴沿着***轴相对放置。这可以任何顺序进行但是优选地以刚才提及的顺序进行。
在某些实施例中，所述方法可进一步包括在废料储集池已经完全填充前提供废料储集池与流道之间的流体连通的步骤。在许多情况下，储集池将已经大部分地填充。接着可将信号发送到与废料储集池连通的通气孔相关联的阀门用于关闭阀门。大约同时地，可打开与通路相关联的阀门以建立废料储集池与流道之间的流体连通。在一些情况下，在关闭针对通气孔的阀门前打开针对通路的阀门以有助于防止流动停滞不前。
在其它实施例中，所述方法可进一步包括将喷嘴的至少一部分移动到沿着***轴的某一位置的步骤，在所述位置处喷嘴开始填充废料储集池。所述方法可进一步包括将喷嘴的至少一部分移动到沿着***轴的另一位置的步骤，在所述另一位置处喷嘴开始填充通路和流道。在此情况下，所述方法可进一步包括提供截止阀的步骤，其在操作上与通路相关联以用于打开和关闭通路。
在某些实施例中，提供喷嘴的步骤包含提供具有两件组合式构造的喷嘴，所述两件组合式构造包含能够相对于彼此平移的外套筒和内部件。所述方法可进一步包括打开在操作上与通路相关联的阀门以允许废料储集池与流道之间的流体连通的步骤。
在一些情况下，移动喷嘴的至少一部分以填充废料储集池的步骤包含移动外套筒。在其它情境中，移动喷嘴的至少一部分以填充通路和流道的步骤包含移动喷嘴的内部件。其可进一步包含提供具有倾斜的阀门部件和/或薄膜的截止阀。
类似地，在其它实施例中，所述方法可进一步包括产生信号的步骤，其指示模穴充满的时间。接着，可关掉与通路相关联的阀门，以防止一般来说从模穴到浇口和浇注***中的回流。并且，可提供容纳或放置于注入点内的截止喷嘴。在已关闭与通路相关联的阀门后，可关掉此喷嘴。接着，可硬化和固化在模穴中存在的用于制造物品的流体材料以及在浇注***中存在的材料。最后，可从设备去除硬化或固化的物品或硬化或固化的浇注***。
从如附图中所图示的本发明的具体实施例的以下更详细的描述中将显而易见本发明的前述和其它目标、特征和优点，在附图中，相同的元件符号表示本发明的相同部分。
附图说明
图1是具有可使用根据本发明实施例的设备模制的轮辐的非充气轮胎的透视图；
图2是形成图1的轮胎的轮辐的半模和相关联核心的透视图；
图3是采用根据本发明的第一实施例的方法和设备的测试设备的透视图；
图4是沿着图3的线4-4截取的本发明的第一实施例的废料储集池、流道和浇口的放大截面视图，其示出材料从流道通过浇口到模穴内的流动；
图5是从图4截取的透视图，为了清晰起见，仅示出关闭将废料储集池连接到流道的通路的截止阀总成以及由上部部件和下部部件界定的浇口；
图6是图5的放大视图，其较清晰地示出将废料储集池连接到流道的通路以及在脊或密封垫上截止的通路阀门；
图7是图5的上部部件的透视图，其示出在上部部件上机械加工的流道和扇形通路；
图8是图5的下部部件的透视图，其示出在下部部件上机械加工的废料储集池和密封垫通道；
图9是上部和下部部件的放大截面视图，其更详细地示出由这些部件界定的浇口；
图10是沿着测试设备的径向平面截取的本发明的第一实施例的部分截面视图，其示出填充废料储集池直到已从注入设备清除不良材料为止；
图11是在与废料储集池流体连通的通气孔已经关闭从而引起压力的流体静力积聚后的图10的部分截面视图，压力的流体静力积聚使材料流入通路中且通过其已打开的截止阀，从而允许流道、浇口和模穴依序充满材料；
图12是使用***喷嘴和隔膜型阀门的本发明的第二实施例的截面视图；
图13示出在允许用不良质量材料填充废料储集池的配置和位置中的图12的喷嘴；
图14示出在允许用良好质量材料填充废料储集池和通路、流道、浇口以及模穴的配置和位置中的图12的喷嘴；
图15示出在截止废料储集池的填充且仅允许良好材料流入通路、流道、浇口和模穴中的配置和位置中的图12的喷嘴；
图16示出在已填充模穴后截止通路、流道、浇口和模穴的填充的配置和位置中的图12的喷嘴；
图17示出用于本发明的第二实施例的替代性底部填充选项，其中喷嘴从模制设备的顶侧***；且
图18图示用于本发明的第二实施例的又一底部填充选项，其中喷嘴从模制设备的底侧***。
具体实施方式
看图3，可清晰地看出采用根据本发明的一个实施例的方法和设备的测试设备300的透视图，其证明本发明形成如所示出的且上文参考图1和2描述的仅五个轮辐。其包括平台302、有助于形成连接轮胎的轮辐的内环形带的中央轮毂304、具有用于形成轮辐的内表面的互相接合核心的模具306的扇区、以及形成也连接轮胎的轮辐的外环形带的环形裙套308。中央轮毂、模具扇区和环形裙套连接到平台。直角臂310用以将用于形成轮辐的向下延伸的模具核心附接到平台，同时向上延伸的模具核心直接附接到平台302，如在图4中更清晰地示出。还示出从中央轮毂304延伸的阀门总成312的一部分，其选择性地打开和关闭将废料储集池连接到浇注***的流道的通路，如稍后将进一步描述。此测试设备不自旋或旋转，但在此考虑了其可结合围绕任一轴或围绕多个轴旋转的模制或铸造设备使用。
图4是沿着图3的线4-4截取的截面视图，其描绘浇注***相对于形成轮辐的核心以及形成轮胎的内环形带和外环形带的空腔的位置。示出浇注***具有顶部填充和底部填充选项两者，且在此考虑了可使用任一者或可同时或以某一种计时方式使用两者。用于顶部填充和底部填充选项两者的浇注***包括彼此分离的两个部件。第一部件314具有经机械加工到其内的废料储集池或通道318的一部分以及流道320。第二部件316具有经机械加工于其上的储集池318的其余部分，以及防止聚氨酯在这些部件之间渗漏的O形环或密封垫凹槽322。优选地，O形环或密封垫凹槽经机械加工到下部部件上以允许将O形环或密封垫放置于其中，由此容易组装。浇注***进一步包含在部件之间的窄间隙，其充当浇口324。浇注***的所有特征(包含废料储集池、流道和浇口)实质上围绕轮毂的圆形周边延伸，从而允许模穴326实质上以环形方式填充，如稍后将更好地描述。箭头说明从流道通过浇口到模具的空腔内的此流动。
现转而参照图5，其描绘在图4中示出的底部填充选项的浇注***的第一或上部部件314、第二或下部部件316、以及阀门总成312的透视截面视图。以半透明状态示出上部部件314，使得流道320和浇口324如虚线可见为完全围绕上部部件的一半的圆形周边延伸。可见废料储集池318为与流道和浇口同心且存在于这些特征的径向内部且不完全围绕上部部件的圆形周边延伸的通道(最佳地见于图6中)。可见阀门总成312具有通过充气或液压方式提供动力的常规柱塞设计。替代地，阀门可由螺线管提供动力。可使用其它类型的阀门，包含球阀或旋转打开和关闭的其它阀门。在此进一步考虑了所述阀门可使用某一种薄膜，类似于关于稍后将论述的本发明的第二实施例的特征所示出和描述的薄膜。阀门的功能是打开和关闭从废料储集池到流道的通路328，如接下来将关于图6所论述。
现在关注图6，可看出，此特定阀门总成具有截止阀杆330，其撞击分离外O形环或密封垫通道与废料储集池的脊332。取决于设计，截止阀杆330的一部分也可在O形环或密封垫自身上截止。此外，可看出，存在于浇注***的上部部件上的废料储集池的上部部分远离打开和关闭废料储集池与流道之间的通路的阀门总成预定距离334开始。看图7和8，可更清晰地看到上部部件314和下部部件316的构造容纳浇注***，且还可看出，从废料储集池318引向流道320的通路328具有扇形形状。看图6和7，通路在废料储集池的顶部表面338下方，且与以直角从所述顶部表面向下延伸的表面340间隔开预定距离S。这些表面充当气体或气泡捕捉器，从而有助于防止当废料储集池填满时产生的滞留空气或气体进入通路并污染流过流道且将最终经由浇口进入模穴的材料。注意，仅示出含有注入喷嘴或用于将材料注入到馈入储集池中的其它装置的孔口336的一部分。
图9揭露关闭浇口，且即，具有向下汇集到0.5mm的最终厚度T，且其远离流道弯曲(对于如此处所说明的底部填充情境，流道处于向上方向，且对于顶部填充情境，流道处于向下方向)到形成轮胎的内环形带的空腔的分别底部表面或顶部表面中。阶梯式分离线346有助于使上部部件314居中到下部部件316，而定向孔348与定位销一起有助于建立上部部件与下部部件之间的恰当角定向。
图10和11示出浇注***的部分顶部截面视图，从而允许所属领域的技术人员看到用于将材料引入到浇注***中的注入点336、用于打开和关闭在废料储集池318与流道320之间存在的通路328的阀门342以及位于废料储集池的端部处的通气孔344的相对放置。通气孔可包括此项技术中已知的任一简单阀门，或还可包括允许空气而非材料自身穿过的多孔介质，例如在注入模制行业中所常用的。可通过使用在此项技术中所使用的注入喷嘴(包含使用压缩密封件或锥形密封件的喷嘴)来实现材料的注入。
替代地，注入喷嘴可具有与稍后将关于本发明的第二实施例描述的构造类似的构造。已论述可用于打开和关闭在用于保留偏离比率的材料的废料储集池与流道之间的通路的各种形式的阀门总成。在此考虑了，在某些情况下，假设通路经适当地设定大小使得废料将不会过早地进入流道，直到将良好材料引入到废料储集池的开始部分为止，那么可省略此阀门总成。此类设计可特别适合于顶部填充情形或一旦模穴经填充那么回流将不成为问题的其它情境。在大多数情况下，优选地具有阀门总成以帮助确保不良质量材料不进入流道且防止一旦模穴已经充满时的回流。
现在关注图10，用箭头表示废料储集池318的初始填充。首先，将材料注入到废料储集池内，且打开通气孔344。此步骤可包含打开与在注入点336处存在的喷嘴相关联的阀门，且可包含预先关掉位于废料储集池318与流道320之间的阀门342。材料继续填充废料储集池直到足够的材料已填充废料储集池为止，这允许所属领域的技术人员确信不良质量材料已通过流道与废料储集池之间的通路，使得其最终将不进入到模穴中。一旦足够的初始材料已进入到废料储集池中内，那么通气孔344关闭，且在废料储集池318与流道320之间的阀门342(如果存在一个)打开。这使得在废料储集池中发生压力积聚，使得不再有材料在废料储集池中流动，且流道开始填充。
在一些情况下，在关闭通气孔344前，打开废料通道318与流道320之间的阀门342，且在其它情况下，通气孔不具有阀门且因此不存在通气口的关闭。优选地，在关闭通气孔前打开废料储集池与通道之间的阀门以避免流动停滞不前。如由箭头的终点所示，这样做的计时有助于确保材料不到达通气孔344，而材料到达通气孔344则有可能弄脏通气口且妨碍其在未来循环或制造工艺的喷射中的操作。
对于此实施例，通过使用计时器来达成将材料流填充到废料储集池中和阻止材料流到废料储集池中的计时。本发明人已计算了用100g材料填充废料储集池所必需的时间量，但可取决于应用而变化。在此考虑了，可通过使用此项技术中已知的其它方式(包含压力开关、温度传感器和电容传感器)触发计时。关于温度传感器的使用，本发明人注意到，典型的模具温度为100℃且聚氨酯的温度为80℃。因此，如果传感器一开始检测空气温度，那么可使用温度的增加来关掉通气孔阀门和/或打开阀门以允许材料流入流道中。另一方面，如果传感器一开始检测模具温度，那么可使用温度的降低来关掉通气孔阀门和/或打开阀门以允许材料流入流道中。
现转而参照图11，图示填充流道320、浇口324和随后填充模穴的过程。在打开引向流道320的阀门342且关闭通气孔344后，良好材料完全沿着流道的圆形周边流入流道中，因为流体静压(由图11中的交叉影线区表示)使材料不再流动穿过通路328。因为浇口相比于流道受到大大地限制，所以只有极少材料甚至没有材料流入空腔中直到整个流道被填充为止，在此时材料将沿着轮胎的整个圆周按基本上环形方式流入空腔中。在模穴、浇口、流道、通路和废料储集池318中的材料已经固化或硬化后，从模制设备去除轮胎和附接的浇注***，其中浇口经微调使得浇注***从轮胎拆离。对于测试设备，这需要手动进行，然而，在此考虑了形成浇注***的部件将自动地打开且将自动地去除或推出部分和浇注***，如在注入模制行业中通常所进行的，使得所述过程可在无手动干预的情况下进行。在大致相同时间，将在滚筒上用溶剂冲洗使材料注入到浇注***中的喷嘴以使其准备好用于下一循环或喷射。
取决于应用，可对本发明的此实施例进行调整。举例来说，可按需要以及经界定或机械加工到容纳形成浇注***的空洞的结构部件中的方式来调整浇口、流道、废料储集池以及废料储集池与流道之间的通路的长度、放置、大小和包含流动路径的配置以及横截面形状。同样地，可修改这些特征相对于彼此的放置以及其位于什么结构部件中。在大多数情况下，流道与废料储集池之间的通路相比于废料储集池的端部位于更靠近注入点。事实上，在大多数应用中，从通路到废料储集池的端部(这是通常存在通气孔之处)的直线距离是沿着流动路径从注入点到通路的直线距离的至少两倍，从而允许将大量材料保留在废料储集池中以有助于确保不良质量材料不会进入流道中且稍后经由浇口进入模穴中。类似地，流道、浇口和废料储集池不需要具有弯曲的流动路径，但可取决于应用或待制造的物品的形状而更改，且可为直的或沿着任何所要的流动路径流动。
在此进一步考虑了，一旦不良材料已穿过通路，即可使用位于沿着废料储集池的流动路径刚通过通路的截止阀来截止到废料储集池的流动。在此情况下，可不需要在操作上关联于与废料储集池流体连通的通气孔的截止阀。
图12示出根据本发明的第二实施例的模制设备400。所述设备包含两件式注入喷嘴446，其能够在垂直方向上来回***，且经由注入点436、围绕喷嘴同心地定位且位于中央轮毂404(图13中示出)和模穴426(也在图13中示出)上方的废料储集池418、倾斜的阀门部件442以及由与用以模制轮胎的聚氨酯兼容的固化材料制成且可由相同材料制成的薄膜448***到设备内。薄膜的厚度可为2.6mm，但可取决于应用而变化。使用用于将聚氨酯附着到金属的底漆将薄膜附着到倾斜的阀门部件442的弯曲表面且附着到下部部件416的弯曲表面，从而形成可与倾斜的阀门部件一起上下移动的隔膜型阀门(见以实线示出的关闭位置中的阀门部件442和薄膜448的位置，而打开位置使用元件符号442'和448'以假想线示出)，同时防止液体聚氨酯渗漏到设备的缝隙中且弄脏装备，这是使用传统密封件或密封垫难以实现的。
压缩弹簧(未示出)使阀门部件偏置使得其顶部截止表面454将上部部件414密封，从而有效地使浇口424对流道420关闭。当然，如将描述降低阀门部件442时，当流道变得较大，但在阀门部件与上部部件之间始终存在间隙以帮助确保阀门部件442的顶部表面在上部部件414上截止。此弹簧力可经抵消以实现阀门的打开，如下文将描述的。流道厚度可变化，但本发明人已发现，取决于应用，例如0.5mm到1mm的厚度是合适的。当然，浇口的大小减小了，以限制到空腔中的流动。
现在看图13，两件式喷嘴446包括滑动内部件450和也能够独立于内部件平移的外套筒452。用于此实施例的用于填充模穴426的过程中的第一步骤为：外套筒部件452向上移动，同时内部件450与到将废料储集池418连接到流道420的通路428的开口齐平，从而产生从喷嘴446到废料储集池中的环形开口，同时还阻挡到流道中的任何流动。这允许不良质量材料填充废料储集池的盆槽，因为提供了通气孔444以允许空气移动。这会继续直到已将预定量的材料注入到废料储集池中为止。类似于已针对第一实施例所描述的，可使用放置在废料储集池中的策略性高度处的计时器、压力开关、电容开关或温度传感器来实现此过程。本发明人将此步骤称作部分喷嘴***，其用于材料流到废料储集池中的分流。喷嘴的移动可通过此项技术中已知的方式(包含充气、液压、螺线管等)来实现。
在此考虑，为了达成喷嘴的外套筒452和内部件450的独立运动，可使用在图13中以假想线452'和450'示出的替代性配置，其中后阀杆部分延伸穿过外套筒的弯头部分的顶部表面，且可使用此项技术中已知的方式(包含齿条与小齿轮、液压、充气和螺线管方式)来达成每一组件的相对移动。另外，可采用在模制行业中用于移动截止销的此项技术中已知的其它方式，包含使用用于导引销的移动的导引部件，所述导引部件具有围绕导引部件的周边排列的孔以用于允许流体通过导引部件传送。
如由图14所示，一旦已有足够的材料分流到废料储集池418中，喷嘴446的内部件450和外套筒452就垂直地移动直到废料储集池与喷嘴之间的环形开口减小为止，从而开始夹断材料到废料储集池中的流动。同时，喷嘴的内部件450在阀门部件442上向下推，从而克服使阀门部件偏置而使其关闭的弹簧力，在通路428与喷嘴446之间产生环形开口，这允许材料开始流入流道420中。喷嘴和阀门部件的各个部分的移动的计时有助于防止气泡在材料中的形成以及避免任何流动停滞不前。
接下来，如由图15所示，喷嘴的外套筒452和内部件450在最远程度上前进到设备400中，从而使外套筒452截止所有到废料储集池418中的流动，同时形成从喷嘴446到通路428和流道***420的较大环形开口。流道将自然地以同心方式填充且将以相同方式馈入同心成形的浇口，从而允许对称且一致地填充轮胎的轮辐和环形带(表示为模穴426)。如可看出，两件式喷嘴以及内部件与外套筒的相对运动允许其充当可停止到废料储集池中的流动的截止阀，同时还充当可结合倾斜的阀门部件打开和关闭到流道的通路的截止阀。
如由图16所图示，在模具填充的末尾，通过将喷嘴446的内部件450完全缩回到其在外套筒452上的安放位置来阻止材料的流动，这又允许阀门部件442因弹簧力的偏置而关闭，从而使通路428从流道420密封。同时，喷嘴446的外套筒452的位置可保持相同以防止不良材料离开废料储集池418且返回进入到通路428。
在大致相同时间或在阀门部件关掉从废料储集池到流道的通路稍后，当内部件撞击外套筒时，关掉喷嘴。并且，薄膜迫使一些剩余材料从流道通过浇口到空腔中，从而减少了废料的量。在材料固化前，可用溶剂冲洗喷嘴以使其准备好用于下一个循环或喷射。接着需要手动去除废料储集池中存在的材料。同样地，在浇口中存在的材料类似于沿着轮胎的内环形带的圆周径向向内延伸的伞，且需要从轮胎上将其剪掉。在此考虑了此设备可为自动化的，使得在每一循环或喷射后可自动地去除或推出轮胎以及浇注***。
对于此实施例，可以用于注入模制行业的常规三板式模具中使用的方式类似的方式将在废料储集池和浇口中存在的材料以及轮胎自身自彼此脱离且自设备脱离。如同先前实施例，可修改各种空洞的配置、尺寸和相对于彼此的放置以及喷嘴的类型(例如，其构造、为单件还是多件)以及填充步骤的计时和其实现方式以符合应用要求。例如，在此考虑了***的单件喷嘴可用以在打开阀门以允许材料填充流道、浇口和模穴前首先填充废料储集池。
图17示出此实施例的底部填充型式，且其基本上以相同方式操作，除了喷嘴446从模制设备400上方***外。所有其它组件以及喷嘴446和其各个部分的移动相同地操作。基本差异在于，流道420向上弯曲到浇口424中，且改变了废料储集池418的放置和配置使得其位于模穴426的底部附近。另一方面，图18描绘第二实施例的底部填充型式，其基本上与图17相同，除了以下情况外：喷嘴446在向上垂直方向上***以实现阀门部件442和喷嘴446的组件的打开，与至此论述的第二实施例的任何其它型式相比，倾斜的阀门部件442和薄膜448具有围绕水平轴旋转180°的定向。并且，提供充当用于保留废料的盆槽456的额外组件，其存在于模穴426下方。
对于所述实施例中的任一者，在此进一步考虑了喷嘴可具有***的能力，但内部件和外套筒将不具有相对于彼此平移的能力，正如当内部件压配合到外套筒中时的情况。在此情况下，因为到废料储集池的流动被夹断且到流道的流动增大，所以可形成流动中的更多湍流。并且，当将喷嘴移动到滚筒以在模制循环之间冲洗时，会发生一些轻微的滴落。换句话说，术语***喷嘴意指喷嘴的外壳能够沿着轴移动，使得可在喷嘴与浇注***的一个或多个空洞之间建立流体连通。
虽然本文中已仅具体描述为非充气轮胎的部分的与轮辐一起形成的轮胎面，但在此考虑了此工艺可供使用气体连同轮辐的轮胎(常常被称作混合轮胎)使用以支撑施加到轮胎的负荷。所述轮胎不需要配置有剪切层或具有如在第7,201,194号美国专利中含有的轮胎的其它性质或特征。并且，可使用其它材料替代聚氨酯，例如，合适耐用且坚固而能支撑施加到轮胎的负荷的任何热固性材料。此外，本文中论述的实施例重点讨论将轮辐添加到轮胎，但本发明还适用于形成轮胎的其它区域。两个实施例的测试已表明，两个解决方案均适合于将良好质量材料提供到模穴，而不会在一定程度上引入不良质量材料。
虽然已经参照本发明的特定实施例描述了本发明，但是应理解，此描述是借助于说明的且并非限制性的。例如，已描述了垂直模制按压，但在此考虑了也可使用水平模制按压。以相同方式，已将模具描述为具有圆柱形形状，但其可具有例如正方形或矩形立方体的其它形状。并且，除了轮胎之外，本发明也可用于其它制品上，且这些物品可具有圆柱形或圆形之外的形状。此外，可修改或最佳化本发明的实施例的特征的尺寸和配置以符合应用要求。
最后，本文中论述的实施例中的一些的不同方面和特征可用其它实施例的其它特征取代以产生如已提及的其它实施例。因此，本发明的范围和内容仅由所附权利要求书的项来界定。

Claims (30)

1.一种用于模制或铸造制品的设备，其具有模穴和用于用流体材料来填充所述模穴的浇注***，所述浇注***包括：
喷嘴，其界定***轴且经配置用于沿着所述***轴***，以及
界定一系列空洞的结构部件，所述一系列空洞包含废料储集池、流道、将所述废料储集池连接到所述流道从而允许所述废料储集池与所述流道流体连通的通路、用于将流体引入到所述废料储集池中的注入点、以及提供所述流道与所述模穴之间的流体连通的浇口，并且其中所述废料储集池沿着所述***轴紧邻所述注入点，所述通路比所述废料储集池更远离所述注入点且沿着所述***轴紧邻所述废料储集池，所述流道比所述通路更远离所述注入点且沿着所述***轴紧邻所述通路，所述浇口比所述流道更远离所述注入点且沿着所述***轴紧邻所述流道，并且所述模穴相比沿着所述***轴的任何其它空洞最远离所述注入点。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述注入点容纳所述具有***轴且沿着所述轴***的喷嘴。
3.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括与所述废料储集池流体连通的通气孔。
4.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括在操作上与所述通路相关联以用于打开和关闭所述通路的截止阀。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述通气孔包含截止阀。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述废料储集池具有体积，所述流道具有体积，所述通路具有体积且所述模穴具有体积，其中所述通路具有比所述流道或所述废料储集池更小的空洞体积。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述废料储集池的空洞体积大于所述通路或所述流道的空洞体积。
8.根据权利要求2所述的设备，其中所述喷嘴包括两件，所述两件包含内部件和外套筒，所述两件经配置以独立地相对于彼此平移。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述喷嘴的所述件彼此附接，其中所述内部件具有阀杆且所述外套筒具有带顶部表面的右弯头，并且所述内部件的所述阀杆延伸穿过所述右弯头的所述顶部表面。
10.根据权利要求4所述的设备，其中所述阀门包括倾斜的阀门部件。
11.根据权利要求4所述的设备，其中所述阀门包括薄膜。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述废料储集池具有围绕中心轴旋转的环形配置。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述浇口和所述流道均具有环形配置，两者皆围绕所述中心轴旋转。
14.根据权利要求10所述的设备，其中将所述倾斜的阀门部件偏置到关闭位置。
15.根据权利要求1所述的设备，其中界定所述空洞的所述结构部件包含具有在所述结构部件之间的分离线的单独部件。
16.一种用于制造物品的方法，其包括以下步骤：
提供具有界定空洞的结构部件的设备，其中所述空洞包含模穴和浇注***，所述浇注***包含注入点、废料储集池、流道、将所述废料储集池连接到所述流道的通路、将所述流道连接到所述模穴浇口、以及具有***轴的喷嘴，所述喷嘴沿着所述***轴***，其中所述注入点、所述废料储集池、所述通路、所述流道、所述浇口和所述模穴沿着所述***轴以任何顺序依次定位；
将流体材料注入到所述废料储集池中；以及
停止填充所述废料储集池。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括将所述喷嘴的至少一部分移动到沿着所述***轴的某一位置的步骤，在所述位置处所述喷嘴开始填充所述废料储集池。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括将所述喷嘴的至少一部分移动到沿着所述***轴的另一位置的步骤，在所述另一位置处所述喷嘴开始填充所述通路和所述流道。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括提供截止阀的步骤，其在操作上与所述通路相关联以用于打开和关闭所述通路。
20.根据权利要求16或19所述的方法，其进一步包括产生信号的步骤，其指示所述废料储集池已经部分地填充的时间。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述提供所述喷嘴的步骤包含提供具有两件组合式构造的所述喷嘴，所述两件组合式构造包含经配置用于相对于彼此平移的外套筒和内部件。
22.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括打开在操作上与所述通路相关联的所述阀门以允许所述废料储集池与所述流道之间的流体连通的步骤。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述移动所述喷嘴的至少一部分以填充所述废料储集池的步骤包含移动所述外套筒。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述移动所述喷嘴的一部分以填充所述通路和所述流道的步骤包含移动所述喷嘴的所述内部件。
25.根据权利要求19所述的方法，其中所述提供截止阀的步骤包含提供倾斜的阀门部件。
26.根据权利要求25所述的方法，其进一步包括将所述倾斜的阀门部件偏置在关闭位置的步骤。
27.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括感测所述模穴充满的时间并且当所述模具充满时关掉在操作上与所述通路相关联的所述阀门的步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其进一步包括在已经完成所述关掉在操作上与所述通路相关联的所述阀门的步骤之后或在所述步骤大致相同的时间关掉所述喷嘴的步骤。
29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括从所述设备去除所述固化或硬化的物品和固化或硬化的浇注***的步骤。
30.根据权利要求19所述的方法，其中所述提供截止阀的步骤包含提供薄膜。
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