CN100421917C - 具有可膨胀中央部和端部内有独立可膨胀胎圈锁定组件的轮胎成型鼓 - Google Patents

Abstract

一种轮胎成型鼓，包括一中心部和两端部。每一端部上设有可膨胀胎圈锁定组件。中心部最好可膨胀。可膨胀胎圈锁定组件包括扣圈盘和延伸在扣圈盘与许多可径向膨胀部段之间的细长形连杆。当扣圈盘向里运动时，可径向膨胀部段沿径向向外运动，把许多轴向延伸、在圆周方向上相间距的指状部段从收缩位置向外推动到膨胀位置以及推动到在这两位置之间的至少一位置。本发明实施例中，胎圈锁定组件包括气缸和气缸中的两活塞。这两个活塞在气压作用下可在气缸中沿轴向运动。第一活塞的轴向向里运动受杆的限制。第二活塞用杆与扣圈盘连接。从孔和气缸中的通道供应的压缩空气控制活塞的运动，使得胎圈锁定组件可处于部分膨胀、完全膨胀和收缩、半膨胀位置。

Description

具有可膨胀中央部和端部内有独立可膨胀胎圈锁定组件的轮胎成型鼓

技术领域

本发明涉及铺装胎体的轮胎成型鼓，特别涉及可在一收缩位置与一扩张位置之间膨胀的轮胎成型鼓。本发明还涉及在生轮胎胎体上设置胎圈的方法和装置。

背景技术

众所周知，在制作例如汽车的车辆轮胎时，首先通过相继装配若干不同部件来制作所谓的胎体。换句话说，包括在生产范围内的不同胎体类型可根据其上是否有各种附属部件和/或附属部件本身的类型来互相区别。

举例说，在生产无内胎轮胎的胎体时，主要部件可看成包括用不透气弹性材料制成的所谓的气密层；一胎体帘布层；一对通常称为胎圈芯的胎体帘布层的相对两端围绕其反包的环形金属件以及一对由弹性材料制成并在横向相对位置上延伸在胎体帘布层上的侧壁。附属部件可依次包括一层或多层附加胎体帘布层和围绕胎圈芯向上反包区覆盖在胎体帘布层上的一根或多根补强带(沿口保护层)及其其他部件。

众所周知，大多数充气轮胎结构必须成型成提高轮胎均匀性以获得良好的轮胎性能。例如，在轮胎圆周面上呈“蜿蜒”状的胎面会造成轮胎运行时摆动。例如，胎体帘布层的不对称(轮胎一边上的帘线比另一边上的帘线长)会造成许多轮胎不均匀问题，包括静态失衡和径向力偏差。例如，子午线不对称的轮胎(例如胎面不在胎圈之间正中位置上)会造成许多轮胎不均匀问题，包括力偶失衡、横向力偏差和锥形。因此，为了满足一般的轮胎性能要求，轮胎工业一般花费大努力生产均匀性良好的轮胎。轮胎均匀性一般指轮胎各尺寸和质量分布均匀并在径向上、横向上、圆周向上和子午方向上对称，从而获得轮胎均匀性测量的可接受结果，包括静态和动态平衡，还包括在轮胎均匀性测试机上测得的径向力偏差、横向力偏差和切向力偏差，该轮胎均匀性测试机在一车轮上并在负载下运行该轮胎。

尽管轮胎非均匀性在一定程度上可在装配后的制作中矫正(例如磨削)和/或在使用中矫正(把平衡块加到轮胎/车轮组件的轮缘上)，但最好(一般更高效)尽可能在装配过程中实现轮胎均匀性。

一般的轮胎成型机包括一轮胎成型鼓，轮胎各部件一层一层地包在其上，包括比方一气密层、一层或多层胎体帘布层、任选侧壁加强件和胎圈区插入件(例如填充胶条)、侧壁和胎圈钢丝圈(“胎圈”)。逐层装配好后，胎体帘布层的两端包住胎圈，把该轮胎充气成圆环形，然后施加胎面/带束层组件。

本申请人的美国专利No.5,591,288(下面称为“Becker”)公开了用来成型高机动性的充气轮胎的机械轮胎成型鼓、特别是其表面呈凹凸形以便成型某些结构的轮胎的轮胎成型鼓。还可参见对应的欧洲专利申请No.0 634 266 A2。

如Becker所述，在轮胎成型过程中在轮胎上添加部件或调节轮胎部件的位置可影响到轮胎性能。在轮胎成型过程中，重要的是各部件之间配合良好，尽可能防止轮胎部件起皱或部件之间残留有空气。如未硫化轮胎部件之间残留有空气，轮胎会有缺陷，必须废弃。在轮胎成型过程中，如轮胎部件之间残留有空气，轮胎成型工必须压合未硫化弹性部件之间的交界面除去部件之间的气泡或残留空气。该压合涉及到沿该部件滚动一滚轮，迫使空气从部件的边缘排出。该压合过程极费时间，对轮胎成型工的技术要求高。

如Becker所述，当轮胎中某些部件比其他部件厚时这一问题尤为突出。例如，当一具有相对方形横截面的如轮胎胎圈的部件定位在一更平的如帘布层的部件旁时，空气会残留在形状不同的这两个部件的交界面处。在需要相邻设置形状不同的部件的轮胎设计中，空气残留问题更难解决。

如Becker所述，在高机动性的轮胎中，侧壁中在胎体帘布层之间设置插入件，使得轮胎即使在失去膨胀压力时也能支承车辆的重量。这些插入件一般比它旁边的帘布层厚，重要的是，该轮胎成型时没有空气残留在帘布层与插入件之间。按照本发明，设计出一种创新的轮胎成型方法和鼓，其特征可满足这类轮胎的特殊生产要求。这些特殊特征在下文说明，并有助于成型高质量的轮胎而不残留空气。

Becker因此提供一种轮胎成型方法，包括下列步骤：把一气密层卷成一圆筒；沿该圆筒轴线在轴向相间距的插入件位置上定位第一插入件以使该圆筒形气密层表面的凹入；把第一加固材料帘布层围绕该气密层和第一插入件的圆柱形表面铺装；在相间距插入件位置在第一帘布层上定位第二插入件；在第一帘布层和第二插入件上铺装第二加固材料帘布层；在该圆筒的每端定位圆形胎圈；扩张第一帘布层和第二帘布层增加该圆筒在两圆形胎圈之间的直径，在圆筒的两端形成肩部；把围绕第二帘布层的第一帘布层的边缘反包到两胎圈上；以及把带束层和胎面组件定位在第二帘布层上，形成一预硫化轮胎。

Becker还提供一种在一具有一圆柱形表面的轮胎成型鼓上装配轮胎部件的方法，包括下列步骤：在该鼓的表面上铺装一气密层；在该圆柱形表面下方并在与该鼓每端间距的插入件位置上围绕该鼓定位第一插入件；把第一加固材料帘布层围绕该鼓铺装在该气密层和第一插入件的圆柱形表面上；在与该鼓每端间距的插入件位置上在第一帘布层上定位第二插入件；在第一帘布层和第二插入件上铺装第二加固材料帘布层；在该鼓的每端定位圆形胎圈；膨胀该鼓以便增加圆柱形表面的直径，在该鼓的两端形成肩部；把第一和第二帘布层的两边反包到两胎圈上；把带束层和胎面组件围绕第二帘布层定位；以及收缩该鼓以便从该鼓上取下装配好的轮胎部件。

Becker还提供一种轮胎成型鼓，其包括一圆柱形表面；该表面中在与该鼓每端相间距的插入件位置上用来把第一插入件定位在该表面下方的圆形凹槽；把第一帘布层铺装在该圆柱形表面上的装置；把第二插入件铺装在第一帘布层和第一插入件上的装置；把第二帘布层铺装在第一帘布层和第二插入件上的装置；扩张该鼓并在鼓的两端形成用来施加胎圈的肩部的装置；把第一帘布层的两端反包到胎圈上的装置；把带束层和胎面组件施加在第二帘布层上的装置；以及收缩该鼓以便从该鼓上取下装配好的轮胎的装置。

本申请人的美国专利No.4,855,008公开了一种可膨胀轮胎成型鼓，特别是一种用来成型子午轮胎胎体的第一阶部段实心帘布筒贴合鼓，包括一折叠式成型鼓(10)，该鼓有许多在圆周方向上相间距并轴向延伸的部段(36)，每一部段的两端与肩部活塞(36)柔性连接(56)。楔形条(62)定位在部段(36)与部段之间并与中心活塞(64)连接，把条倾斜侧面(80)推入与鼓部段(36)的倾斜侧面(78)啮合。肩部活塞(32)和中心活塞(64)径向向外移动而扩张该鼓。在第一阶部段操作中，在第一阶部段鼓上装配轮胎加固帘布层、胎圈和其他部件，然后把胎体送到另一地点成形后施加带束层和胎面。在轮胎胎体的第一阶部段装配中重要的是把各部件施加到沿鼓的长度同心和直径不变的收缩和扩张鼓面上。迄今为止使用各种结构不同的可膨胀鼓，但很难在鼓的扩张和收缩时沿鼓的长度保持鼓面同心和直径不变。例如，鼓面在收缩状态下同心和均匀，但在扩张成更大直径时变形。因此，加到扩张鼓上胎体上的部件装配得不精确，从而影响轮胎的均匀性。

美国专利No.5,264,068公开了一种可膨胀鼓，包括设定鼓圆周面的可调止档。使用可轴向滑动的各锥形构件，随着锥形构件的滑动各鼓部段在径向上扩张或收缩。如该专利所述，锥形构件(12)呈内部有凹座的截头锥体，用一键(16)可在纵向或轴向上滑动地装在鼓轴(10)上并位于鼓(14)中。鼓(14)在圆周方向上分成许多鼓部段(17)，每个鼓部段如一部分，每一鼓部段(17)受内部一鼓部段支承件(18)的支承。

本申请人的美国专利No.4,976,804公开了一种可膨胀，分部段轮胎成型鼓(1)，其具有许多在圆周方向上相间距的鼓部段(28)，这些鼓部段可通过一组与一对可滑动地装在一鼓轴(12)上的可轴向移动的轴套组件(34)铰接的连杆(36)在径向上移动。每一部段(28)包括一圆柱形中央部(30)和端部(32)，端部上有凹座为轮胎胎圈部提供的(68)的凹座。连杆(36)位于两端部(32)之间，为该贴袋(68)中的大胎圈部留出空间，同时，这些部段(28)可收缩到一小直径，以便把一帘布筒(64)套到鼓(10)上。

本申请人的美国专利No.4,929,298公开了一种轮胎成型鼓，包括一可膨胀、分部段圆筒组件和一真空室。该鼓(10)有许多轴向延伸、圆周方向上相间距的部段(18)。鼓的两端密封以便在鼓的内部形成一真空室(76)。该真空室与一筒盖(48)中的真空孔(78)连通以便在轮胎部件装配过程中把轮胎部件保持在鼓面(58)上。

发明内容

按照本发明，一轮胎成型鼓有一中央部和两端部。每一端部有一可膨胀胎圈锁定组件。该中央部最好可膨胀。该可膨胀胎圈锁定组件包括一扣圈盘和延伸在该扣圈盘与许多可径向膨胀部段之间的许多细长形连杆。当扣圈盘向里(向中央部)移动时，可径向膨胀部段径向向外移动，把许多轴向延伸、圆周方向上相间距的指形部段从一收缩位置向外推动到一膨胀位置以及这两个位置之间的至少一个位置。

在本发明一实施例中，该胎圈锁定组件包括一气缸和该气缸中的两活塞。两活塞可在该气缸中根据气压在轴向上自由移动。第一活塞的轴向向里移动受杆的约束。第二活塞用杆与扣圈盘连接。经输管路和气缸中的通道供应的压缩空气控制两活塞的移动，使得该胎圈锁定组件可半膨胀、完全膨胀和退回。

本发明胎圈锁定组件与一有一可膨胀中央部的轮胎成型鼓组合时工作良好。如本文所述，一轮胎成型鼓的中央部中有交替的固定部段和膨胀部段。膨胀部段轴向延伸并在圆周方向上相互间距，其端部的形状(有凹座或凹槽)做成可容纳侧壁插入件之类的轮胎部件。说明了膨胀中央部的两种不同机构。第一种机构包括两楔形件，这两楔形件在轴向上彼此分开以便扩张中央部。与膨胀部段相关联的斜面件因此径向向外移动。偏置件为收缩的中央部提供复原力。第二种机构包括两导环，这两个导环在轴向上相向而行使得中央部膨胀，并互相分离时中央部收缩。导环与一支承膨胀部段的支承件之间有重叠连杆。

按照本发明，公开了一种在一轮胎成型鼓上成型轮胎的过程，该轮胎成型鼓有一可膨胀中央部和两可膨胀端部。该过程包括下列步骤：在中央部和两端部都处于收缩状态的同时首先在轮胎成型鼓的平坦施加表面上施加一气密层。然后中央部和两端部膨胀到一中间膨胀位置，在该鼓的中央部上形成一对相间距凹座。然后，在中央部的每一凹座中装入一立柱形插入件，使得成型鼓上的施加面大致平坦。接着，在该大致平坦施加面上施加第一帘布层，然后在第一帘布层顶面上并大致在立柱形插入件上方施加后插入件，然后施加第二帘布层。然后把一对胎圈移入两可膨胀端部中胎圈锁定组件的指状物上方位置。然后两胎圈锁定组件和中央部膨胀到完全膨胀位置，使得指状物抓住不可膨胀胎圈。接着将气密层、第一帘布层和第二帘布层围绕胎圈反包。接着，胎圈锁定组件和中央部退回到其收缩位置。最后，从该鼓上取下该轮胎后成型下一个轮胎胎体。

可从下述说明中清楚看出本发明其他目的、特征和优点。

附图说明

下面详细说明本发明各优选实施例。各附图例示出本发明。这些附图是例示性的而非限制性的。尽管以下结合这些优选实施例说明本发明，但应指出，本发明的精神和范围不受这些具体实施例的限制。

为说明清楚起见，某些附图中的某些部件不成比例。为说明清楚起见，剖面图可呈“切片”或“近视”剖面图，在真正剖面图中可看到的某些背景线予以省略。

附图中各部件一般如下编号。标号中最主要的数字(百位数)与图号对应。图1中的各部件的标号一般为100-199。图2中的各部件的标号一般为200-299。各附图中相同部件用同一标号表示。例如一图中的部件199可与另一图中的部件299类似或相同。同一图中的类似(包括相同)部件用类似标号表示。例如总的用标号199表示的多个部件中的各部件分别用标号199a、199b、199c等等表示。或者，相关但经改动的部件的标号相同，但用撇号相区别。例如，109、109′和109″为三个在一定程度上类似或相关，但有重大改动的不同部件。从包括权利要求和摘要的整个说明书中可清楚看出同一或不同附图中类似部件之间的这种关系。有时，类似部件用后缀-L和-R(例如133L，133R)表示，这些后缀一般在附图中表明左右。

从以下结合附图的说明中可清楚看出本发明当前优选实施例的结构、工作情况和优点，附图中：

图1A为其上铺装有轮胎胎体的一现有轮胎成型鼓的示意剖面图；

图1B为其上铺装有轮胎胎体的一现有轮胎成型鼓的示意剖面图；

图2A为本发明一轮胎成型鼓的立体图；

图2B为本发明图2A轮胎成型鼓中央部处于收缩位置(状态)时的立体图；

图2C为本发明图2B所示中央部的剖面图；

图2D为本发明图2A轮胎成型鼓中央部处于膨胀位置(状态)时的立体图；

图2E为本发明图2D所示中央部的剖面图；

图2F为本发明图2A所示轮胎成型鼓中央部的一典型膨胀部段的立体图；

图3A为本发明一实施例的轮胎成型鼓中央部的立体图；

图3B为图3A中央部处于完全收缩状态时的剖面图；

图3C为图3A中央部处于半膨胀状态时的剖面图；

图3D为图3A中央部处于完全膨胀(或半收缩)状态时的剖面图；

图4A为本发明另一实施例的轮胎成型鼓中央部的立体图，示出该中央部处于完全收缩状态；

图4B为本发明另一实施例轮胎成型鼓中央部的立体图，示出该中央部处于完全膨胀状态；

图4C简示出本发明图4A和4B实施例的连杆机构的工作情况；

图4D为本发明连杆机构一部件另一实施例的平面图；

图5为按照本发明成型鼓铺装在一轮胎上的轮胎胎体的局部剖面图；

图6A为一可用来实施本发明方法的现有胎座处于关闭位置时的示意平面图；

图6B为图6A胎座处于打开位置时的示意平面图；

图7为本发明具有两可膨胀端部的轮胎成型鼓的详细剖面图；

图7A为图7轮胎成型鼓一端部处于完全收缩位置(状态)时的剖面图；

图7B为沿图7A中7B-7B线剖取的图7A所示端部的端部剖面图；

图8A为图7轮胎成型鼓端部外端的立体图；

图8B为同图7A的剖面图，详细示出该端部中活塞的一止档机构；

图9A为同图7A或图8B的剖面图，示出图7轮胎成型鼓端部处于半膨胀(或半收缩)状态；

图9B为图9A端部外端处于半膨胀(或半收缩)位置(状态)时的立体图；

图10A为同图7A或图8B的剖面图，示出图7轮胎成型鼓端部处于完全膨胀状态；

图10B为图9A端部内端(722)处于完全膨胀位置(状态)时的立体图。

定义

以下术语在下述说明中通用，除非另加说明一般应有如下含义。

“填充胶条”指位于胎圈芯径向上方并在各帘布层与反包帘布层之间的弹性填料。

“轴向”或“轴向上”指在轮胎转动轴线方向上或与轮胎转动轴线平行的方向。

“轴向”指与轮胎的转动轴线平行的方向。

“胎圈”指轮胎的包括一环形、不可膨胀抗拉件的部分，一般包括包在橡胶材料中的钢丝绳。

“带束层结构”或“加固带束层”或“带束层组件”指胎面底下、不固定在胎圈上的至少两层环形层或由织造或非织造的平行帘线构成的帘布层，其左右帘线与轮胎赤道平面之间的角度为18-30°。

“缓冲层”或“轮胎缓冲层”指带束层或带束层结构或加固带束层。

“胎体”指带束层结构、胎面、帘布层上的底胎面和侧壁之外的轮胎结构，但包括胎圈、帘布层，在EMT(高机动性载货汽车)或跑气保用轮胎的情况下，还包括楔形插入件侧壁加固件。

“胎身”指胎体、带束层结构、胎圈、侧壁和胎面和底胎面之外的轮胎所有其他部件。

“中心平面”指一与一直线上两点之间的中点正交的平面。该直线可为一圆筒件如轮胎成型鼓的轴线。一轮胎成品的中心平面为该轮胎的“赤道平面”。

“胎圈包布”指轮辋凸缘区中围绕胎圈、防止轮胎受轮辋部的磨损的加固材料(可只使用橡胶，也可使用织物和橡胶)。

“加强层”指胎圈区中用来加固胎圈区和稳固侧壁径向最里部的织物或钢索窄带。

“圆周方向”指沿与轴线方向垂直的环形胎面表面的周边延伸的圆线或方向，在横截面中也指其半径限定胎面的轴向曲率半径的相邻圆弧组的方向。

“帘线”指加固股线之一，包括纤维或金属或织物，用来加固帘布层和带束层。

“胎冠(crown)”指胎面、胎面肩部和紧邻侧壁的部分。

“EMT轮胎”指即高机动性技术，EMT轮胎指“跑气保用”轮胎，即轮胎设计成，即使轮胎中的气压为0或很小也提供运行操作。

“赤道平面”指与转动轴线垂直并穿过胎面中心或轮胎两胎圈中的平面。

“量规”一般指测量，常常指厚度尺寸。

“气密层”指形成无内胎轮胎的内表面以及在该轮胎内含有充气气体或流体的弹性材料或其他材料层。Halobutyl极其不透空气。

“插入件”指一般用来加固跑气保用型轮胎的侧壁的新月形或楔形加固件；也指胎面底下的非新月形弹性插入件；也称为“楔形插入件”。

“横向”指与轴向平行的方向。

“子午剖面”指沿一包括轮胎轴线的平面剖取的轮胎剖面。

“帘布层”指由橡胶涂覆的径向展开帘线或平行帘线构成的帘线加固胎体加固件(层)。

“充气轮胎”指一般呈环形(通常为开口环形)包括两胎圈、两侧壁和一胎面、由橡胶、化合物、织物和钢或其他材料制成的层压机械装置。

“胎肩”指侧壁在胎面边缘紧下方的上部。

“侧壁”指轮胎的胎面与胎圈之间部分。

“轮胎轴线”指轮胎装到一车轮轮缘上转动时的转动轴线。

“胎冠(tread cap)”指胎面和在其中模制胎面花纹的底下材料。

“反包端”指胎体帘布层从胎圈向上(即径向向外)反包、包住胎圈的部分。

具体实施方式

一般来说，子午线汽车轮胎的现有制作过程包括一中间步骤，该步骤在一轮胎成型鼓上在一生(“生”指尚未硫化仍发粘的)轮胎胎体的其他部件上设置两环形不可扩张的胎圈，每一胎圈包括包住在生橡胶中的钢丝绳。可添加称为“填充胶条”、横截面呈三角形的环形橡胶填料。然后把帘布层部件延伸超过胎圈的部分围绕胎圈反包，形成“反包端”。然后，一般从该轮胎成型鼓上取下生胎体后装在“第二阶部段机器”上充气(再成形)成环形，其径向外表面压靠一胎面和带束层组件。在其后各步骤中，压合该生胎体(用一滚轮滚动)，除去气泡并把各内表面粘在一起。所得组件插入一模具(加压硫化机)中加热(一般为350°F)、加压、从而硫化成轮胎成品。

图1A与Becker的图9对应，示出(大大简化地示意出)现有技术轮胎成型鼓的一例102。该鼓102呈圆柱形，包括两端102a和102b、延伸在两端之间的一转动轴线104和一圆柱形外表面106。该图中示出一中心平面(CP)，一般为平分铺装在该轮胎成型鼓上的胎体的一平面。

在轮胎的一般(仍为说明清楚起见大大简化)成型过程中，一气密层108施加在鼓102的表面上，然后如图所示两轮胎侧壁插入件(“插入件”)110a和110b(统称110)设置在气密层108上纵向(轴向)相间距两部位上。然后第一帘布层112设置在气密层108和插入件110上。从而得到通常呈圆柱形的一生轮胎胎体。但是，从图1A可清楚看出，在气密层108与帘布层112之间添加侧壁插入件110在该部位造成两鼓起(突起)，使得胎体外表面该部位的外径(“OD”)增大。可以看出，这些鼓起从轮胎成型鼓的外表面向上大大膨胀，在这些部位造成很大突起18。其后轮胎部件如第二胎体帘布层很难压入这类不平轮廓。在突起部位，空气会残留在轮胎中，造成上述问题。

然后把两胎圈114a和114b(统称“114”)加到该轮胎胎体上。每一胎圈114为一不可膨胀圆环，其内径(“ID”)等于或最好稍大于帘布层112(在鼓起之外部位)的OD。所示胎圈114在轴向上位于插入件110外侧不远处，为说明清楚起见其横截面呈圆形(与六边形对照)。可在该胎体上添加第二帘布层(未示出)，胎体的外端部可向上反包。最后，可把该胎体传送到另一(第二阶部段)机器上添加胎面组件等。

图1B通常与Becker的图2-7对应，例示出现有技术轮胎成型鼓的另一实施例122。鼓122呈圆柱形，包括两端122a和122b、一转动轴线124和圆柱形外表面126。鼓122与图1A的鼓102的主要不同之处在于，其外表面上与插入件130a和130b(统称“130”)对应纵向(轴向)位置上、围绕鼓122的圆周延伸有与插入件130a和130b的尺寸有关的环形凹座(凹槽)136a和136b(统称“136”)。在该例中，气密层128施加在鼓122的表面126上。然后把插入件130施加并嵌入(配合在)凹座136中。然后施加帘布层132。从而得到一呈圆柱形的生轮胎胎体。与图1A中轮胎胎体比较，在气密层128和帘布层132之间添加插入件130不在胎体外表面上造成两“鼓起”。由于没有鼓起，铺装的轮胎胎体的外表面呈外径不变的圆柱形，因此在把两胎圈134a和134b(统称“134”)装到该胎体上时可把两胎圈从鼓122的一端(例如122a)滑动到胎体上。

图2A-2D示出本发明轮胎成型鼓202。该鼓202呈圆柱形，包括两端202a和202b、延伸在两端之间的一转动轴线204和一圆柱形外表面206。鼓202在两端之间的轴向总长“L”。一心轴(或鼓支承轴)在轴线204上延伸，包括从鼓202的端202a延伸的一端208a和从鼓202的端202b延伸的一端208b。

鼓202有一呈圆柱形并以轴线204为中心轴线的中心部220。中心部220的宽度(确切说为轴向长度)为Lc。鼓202有一与中心部220同轴并位于中心部220轴向一端上的第一端部222。鼓202有一与中心部220同轴并位于中心部220轴向另一端上的第二端部224。两端部222和224在本发明中大致相同(即互为镜像)，每一端部的轴向长度为(L-Lc)/2。两端部222和224位于中心部220的轴向外部。该鼓、更重要的是该鼓的中心部220有一中心平面(比较图1A中CP)，该中心平面为一在中心部两端中间(一般也为整个鼓两端202a、202b中间)与轴线204相交的平面。轴线204根据定义与该中心平面垂直。

中心部220在圆周方向上分部段，包括许多与同样多的细长形膨胀部段228交替的细长形固定部段226。从图2B-2D中任一图中可清楚看出，有24个固定部段226与24个膨胀部段228交替。膨胀部段228轴向延伸并在圆周方向上相间距，每一膨胀部段两端外表面在与侧壁插入件(未示出，比较130)的位置对应纵向(轴向)位置上有与侧壁插入件的尺寸有关的环形凹座(凹槽)236a和236b(统称“236”；比较136)，侧壁插入件在胎体铺装过程中施加，这在下文说明。凹座236从图2F可看得最清楚，还可看到膨胀部段外表面中的两反包胶囊(未示出)固定点238a和238b。从图2F和5中可看到膨胀部段238、538的两端上有接受铺装在该鼓上的轮胎胎体的部件(例如侧壁插入件)的凹座236、536。

固定部段226呈细长形、其横截面呈长方形、长度约等于Lc。固定部段226的宽度一般固定或与总部段数成比例。膨胀部段228同样呈细长形、其横截面呈长方形、长度约等于Lc，宽度一般固定或与总部段数成比例。

在本发明范围内可有任何合适数量的固定部段和膨胀部段，例如不是24个，而是18-30中的任何数。在本发明范围内固定部段的数量可与膨胀部段不等。在本发明范围内各膨胀部段的宽度不必严格相同。这同样适用于固定部段。某些选定固定部段和/或膨胀部段可为“专用”部段，例如将真空与铺装在该鼓上的气密层连通。

中心部220可在图2B和2C所示收缩(或退回或缩回)状态与图2D和2F所示膨胀状态(或“完全”膨胀位置)之间膨胀。膨胀和收缩中心部220的机构下文说明，并将部分膨胀的中心部容纳在一个(或多个)“半膨胀”位置。一般来说，每一所述膨胀部段228可从该鼓的收缩状态下的第一鼓半径膨胀到该鼓的半延伸状态下的第二较大鼓半径，最后膨胀到该鼓的完全膨胀状态下的大于第二半径的第三鼓半径。

膨胀/收缩中心部的“双锥体”机构

图3A-3D示出按照本发明一实施例的轮胎成型鼓的可膨胀中心部320的主要部件。图3A示出许多(例如24个)膨胀部段328(比较228)之一和许多(例如24个)固定部段326(比较226)中与该膨胀部段对应的一个固定部段。为说明清楚起见，图3B-3D示出膨胀部段328，但未示出固定部段326。图3B-3D简示出一心轴308，为简明起见，图3A未示出该心轴。为简明起见，只在图3A中示出固定部段326的支承件346。膨胀部段328的支承(斜面)件348从图3B-3D中可看得最清楚。

沿轴线304延伸的心轴308(比较208)上轴向相间距两位置上有两引导件(凸缘)340a和340b(统称340)。凸缘340可呈以轴线304为中心的平盘状且互相平行。每一凸缘340有一与另一凸缘340的内表面正对、平行的内表面。凸缘340基本上固定在心轴308上，这就是说，它们与心轴一起转动，它们之间的轴向距离固定。凸缘340最好围绕中心平面对中。如图所示，凸缘340之间的距离小于部段326、328的长度Lc。

凸缘340a和340b的内表面上分别有许多径向延伸凹槽342a和342b。引导板340a上给定的凹槽342a与引导板340b上的给定凹槽342b对应且位于心轴圆周方向上的相同位置上。这两个给定的凹槽342a，342b形成一对给定凹槽，例如，有24对凹槽等距分布在两凸缘340的内表面上。每一对给定凹槽用作径向向里和向外引导一与一膨胀部段328相关联的膨胀部段支承件(斜面件)348的导轨，这在下文说明。

每一膨胀部段328具有一与其中相关联的斜面件348(对于24个膨胀部段328有24个斜面件348)。斜面件348为一大致平状件，包括4边(侧)-一支承该膨胀部段328的顶边；一用作由两活动楔形件358(下文详述)作用的斜面的“斜形”底边；一可在一对给定凹槽对的凹槽342a中滑动的第一侧边以及一可在该对给定凹槽的凹槽342b中滑动的第二侧边。斜面件348最好与膨胀部段328分开，但在本发明范围内也可整体形成在膨胀部段中间。如斜面件348不与膨胀部段328制成一体，膨胀部段328可用任何合适方式连接在斜面件348上。

凸缘340a和340b的内表面上还分别有许多径向延伸凹槽343a和343b。径向延伸凹槽343a和343b与径向延伸凹槽342a和342b交替。径向延伸凹槽343a和343b比径向延伸凹槽342a和342b短。引导板340a上给定的凹槽343a与引导板340b上的给定凹槽343b对应且位于心轴圆周方向上的相同位置上。这两个给定的凹槽343a，343b形成一对给定凹槽，例如，有24对凹槽等距分布在凸缘340的内表面上。每一对给定凹槽343a，343b用于容纳和固定一与一固定部段326相关联的固定部段支承件346的导轨，这在下文说明。支承件346大致为一延伸在两凸缘的凹槽之间的长方体，包括4边(侧)-一支承固定部段326的顶边；配合在一凹槽343a中的第一侧边；配合在一凹槽343b中的第二侧边以及一平直底边。如有24个固定部段326，则有24个支承件346延伸在24对凹槽343a，343b之间(这些支承件的侧边容纳在这些凹槽中)。因此每一凸缘中的凹槽总数(两凸缘的凹槽对总数)为48-24对凹槽用来引导膨胀部段328作径向向里和向外运动，即使没有考虑或需要径向运动(相反，支承固定部段以便保持在预定径向位置上)。24对凹槽用作膨胀部段328之间的固定部段326的定位，支承件346最好与固定部段326分开，但在本发明范围内也可整体形成在固定部段中间。如支承件346不与固定部段326制成一体，固定部段326可用任何合适方式连接在支承件346上。

每一固定段326具有一与其中相关联的支承件346(对于24个固定段326有24个支承件346)。支承件346大致为一伸展在两凸缘的凹槽之间的长方体，包括4边(侧)-一支承固定段326的顶边；插入一凹槽342a中的第一侧边；插入一凹槽342b中的第二侧边以及一平直底边。如有24个固定段326，则有24个支承件346伸展在24对凹槽之间(这些支承件的侧边容纳在这些凹槽中)。因此每一凸缘中的凹槽总数(两凸缘的凹槽对总数)为48-24对凹槽引导伸缩段328作径向向里和向外运动，24对凹槽用作伸缩段328之间的固定段326的定位，即使没有考虑或需要径向运动(相反，支承固定段保持在预定径向位置上)。支承件346最好与固定段326分开，但在本发明范围内也可整体形成在固定段中间。如支承件346不与固定段326制成一体，固定段326可用任何合适方式连接在支承件346上。

从图3A可看出，固定部段326的轴向长度与膨胀部段328的轴向长度大致相同，它们的轴向长度Lc都大于两凸缘340之间的距离，它们相对两凸缘340(和中心平面)“对中”。

有两偏置件338a和338b(统称338)。偏置件之一338b在图3A中用虚线表示。为简明起见，另一偏置件338a在图3B-3D中用虚线表示。两偏置件338围绕心轴308位于轴向相间距位置上，并适合以延伸穿过两斜面件348中对应孔342a和342b的橡胶带。这些橡胶带338在轴线304方向上在斜面件348上作用“收缩”径向力。如图3A所示，固定部段326的支承件346上也可有供橡胶带338穿过的孔344a和344b。

在心轴308上轴向相间距位置上(中心平面的两边上)有两锥形(楔形)件358a和358b(统称“358”)。两楔形件358可呈以轴线304为中心的圆盘形且互相平行。楔形件358的外表面呈锥形。因此，楔形件358为截头圆锥形，可称为“圆锥”或“圆锥形件”或“圆锥件”。楔形件358不固定在心轴308上。而是，虽然它们可与心轴键槽(或花键)连接而与心轴一起转动，但它们可在心轴上在一相互最小距离(几乎互相接触)和一相互最大距离之间来回作轴向(横向)移动，不管相互之间的距离如何它们始终保持平行。

图3B示出中心部320处于其收缩(或“完全收缩”)位置。在该位置上，两楔形件358靠在一起(例如，彼此之间的距离大致为0，其底面接触或几乎接触)，斜面件348从而膨胀部段328离轴线304的径向距离最小。换句话说，中心部320的直径在该收缩(退回)位置上最小。在该收缩位置上，中心部320外表面的直径与相邻两端部322和324(比较222，224)外表面306(比较206)的直径大致相同。在该收缩位置上，可施加轮胎部件如轮胎胎体的气密层(例如504，见下文)。

图3C示出中心部320处于其半膨胀位置。在该位置上，两楔形件358互相分开(但未分开到最大距离)，斜面件348从而膨胀部段328离轴线304的径向距离加大。换句话说，中心部320的直径加大或扩张。在该半膨胀位置上，中心部320外表面的直径稍大于相邻两端部322和324(比较222，224)的外表面306(比较206)的直径。在该半膨胀位置上，可施加轮胎部件如轮胎胎体的帘布层。

图3D示出中心部320处于其完全膨胀位置。在该位置上，两楔形件358分开(已经移动)到彼此最大距离(分开到它们所能分开的程度，其底面之间距离最大)，斜面件348从而膨胀部段328离轴线304的径向距离更大。换句话说，中心部320的直径更大或更扩张。在该完全膨胀位置上，中心部320外表面的直径比相邻两端部322和324(比较222，224)的外表面306(比较206)的直径大得多。在该完全膨胀位置上，使得两胎圈牢牢套在胎体上，在胎体构作的最后步骤中胎体的反包端可反包。然后，可局部收缩该鼓的中心部320(例如回到半膨胀位置)，然后可取下胎体作进一步处理，例如在第二阶部段轮胎成型机上施加胎面组件。

两楔形件358呈圆锥形(确切说呈截头圆锥形)，同轴布置(具有同一轴线)，其底面相对(面对)，其顶点(尽管截头)相互远离。最好是，两楔形件358在其整个轴向运动范围内始终与该鼓中心部320的中心平面保持等距。斜面件348的底边(内表面)呈V形，其相交两斜面各与一楔形件358对应。这样，由楔形件358施加的力均匀分布在斜面件348上从而均匀分布在膨胀部段328的长度上。两楔形件358外表面和斜面件348内表面与轴线或平行于该轴线而不是垂直于该轴线的方向之间的对应角度可为20-45°，例如为约30°，特别为33°。当然，不管楔形件358的轴向位置如何，该角度保持不变。随着两楔形件358互相分开，膨胀部段328被径向向外推离轴线304。

膨胀部段328的长度为Lc。固定部段326的长度大致等于Lc。凸缘340之间的距离小于长度Lc。如图3A-3D所示，每一凸缘340中的凹槽342总数为48。如上所述，每一凸缘中的24个凹槽形成给定凹槽对，用来在斜面件348径向向外和向里移动时引导斜面件。从图3A可看得最清楚，支承件346延伸在凸缘340中的中间凹槽342对之间。此外，支承件346必须在楔形件358上通过。因此，楔形件358围绕其底面外表面在等距圆周位置上分布有24个凹口356以便容纳通过的支承件346的底边。从而在圆周方向上相对凸缘340“锁定”楔形件358，同时容许楔形件358在两凸缘件340之间空间中来回作轴向运动。

因此可看到，可使用在对称于鼓(即中心部320)的中心平面的两膨胀部段328上施加径向力的横向来回运动双锥机构实现轮胎成型鼓的中心部320的膨胀。使用例如美国专利5,264,068中的单锥形结构，无法实现该对称性。对称于中心平面施加膨胀力对实现轮胎胎体铺装的均匀性至关重要。

尽管未示出，但也可使用任何合适机构轴向向外移动楔形件358以便实现中心部320的膨胀，并且轴向向里移动以便中心部320收缩。

中心部320的合适尺寸为：

收缩直径＝400mm

半膨胀直径＝420mm

完全膨胀直径＝476mm(膨胀76mm)

中心部最小宽度(Lc)为250mm。

中心部320收缩时，鼓面大致连续、光滑、平坦，有利于施加气密层。在本发明范围内，用任何合适方式提供这样一种装置，该装置通过选定的一些部段(不管是固定部段还是膨胀部段)向鼓面提供真空，把气密层牢牢吸持在鼓面上。中心部320半膨胀时，鼓面大致平坦，例如有利于施加帘布层。

膨胀/收缩中心部的“重叠连杆”机构

图4A-4C示出一轮胎成型鼓的中心部膨胀机构的另一实施例。图3A-3D实施例使用双锥和斜面机构膨胀中心部，并使用橡胶带收缩中心部，在该实施例中，该连杆机构既能膨胀又能收缩中心部的膨胀部段。

图4A-4C示出本发明另一实施例的轮胎成型鼓的可膨胀中心部420(比较320)的主要部件。图4C示出许多(例如24个)膨胀部段428(比较328)之一。在图4A和4B中，为简明起见，膨胀部段省略。应该指出，固定部段与膨胀部段的交替布置在该实施例中与前述实施例大致相同。在说明该实施例时，图4A示出中心部420的完全收缩位置，图4B示出中心部420的完全膨胀位置。应该指出，该实施例与前述实施例一样，鼓可膨胀(或收缩)到完全膨胀与完全收缩之间的任何位置(直径)。一心轴(比较308)延伸在鼓的轴线404上，但为简明起见省略。尽管未示出，但与前述实施例一样，中心部上有固定部段(例如326)。

心轴上轴向相间距两位置上有两凸缘440a和440b(统称440，比较340)。与前述实施例的凸缘340相同，两凸缘440可呈以轴线(304)为中心的平盘状且互相平行。每一凸缘件440有一与另一凸缘件440的内表面正对、平行的内表面。凸缘440基本上固定在心轴(308)上，这就是说，它们与心轴(308)一起转动，它们之间的轴向距离固定。

凸缘440a和440b的内表面上分别有许多径向延伸凹槽442a和442b以及交替的凹槽443a和443b。这也可与前述实施例的凹槽342a和342b以及343a和343b对照。引导板440a上给定的凹槽442a与引导板440b上的给定凹槽442b对应且位于心轴圆周方向上的相同位置上。这两个给定的凹槽442a，442b形成一对给定凹槽，例如，有24对凹槽等距分布在两凸缘的内表面上。每一对给定凹槽在一膨胀部段支承件448(比较348)从轴线径向向外和向里移动时用作引导该膨胀部段支承件的导轨，这在下文说明。

每一膨胀部段428具有一与其中相关联的支承件448(对于24个膨胀部段有24个支承件)。支承件448为一大致平状件，包括4边(侧)-一支承该膨胀部段428的顶边；一可在一对给定凹槽对的凹槽442a中滑动的第一侧边以及一可在该对给定凹槽的凹槽442b中滑动的第二侧边。支承件448还有一底边，但该底边的形状无关紧要(与斜面件348的底边斜面比较)。支承件448最好与膨胀部段428分开，但在本发明范围内也可整体形成在膨胀部段中间。如支承件448不与膨胀部段428制成一体，膨胀部段428可用任何合适方式连接在支承件448上。

在心轴上轴向相间距位置上(中心平面的两边上)有两引导环458a和458b(统称“458”)。两引导环可呈以轴线404为中心的圆盘(圆环，因为它们的中央有孔)且互相平行。引导环458不固定在心轴上。而是，虽然它们可与心轴键槽(或花键)连接而与心轴一起转动，但它们可在心轴上在一相互最小距离(几乎互相接触)和一相互最大距离之间来回作轴向(横向)移动，不管相互之间的距离如何它们始终保持平行。

引导环458与支承件448之间有一重叠连杆机构460。该连杆机构包括：

第一细长形连杆462，其一端与引导环458之一(图中左边引导环458a)铰接，另一端与支承件448的相邻(相近)一端(图中右端)铰接；以及

第二细长形连杆464，其一端与另一引导环458(图中右边引导环458b)铰接，另一端与支承件448的相邻(相近)另一端(图中左端)铰接。

连杆462和464互相重叠(互相交叉)，但不象“剪刀”型连杆机构那样互相铰接，也不象两连杆“肘节”型连杆机构那样互相平行。

图4A(比较图3B)示出中心部420处于其收缩(或“完全收缩”)位置。在该位置上，两引导环互相远离(基本上远离到最大远离程度)，支承件448从而膨胀部段428离轴线404的径向距离最小。换句话说，中心部420的直径在该收缩位置上最小。在该收缩位置上，中心部420外表面的直径与相邻两端部(322、324)的外表面(306)的直径大致相同。在该收缩位置上，可施加轮胎胎体的气密层。

图4B(比较图3D)示出中心部420处于其完全膨胀位置。在该位置上，两引导环458靠在一起(之间的距离为0)，支承件448从而膨胀部段428位于离轴线404其最大半径距离处。换句话说，中心部420完全膨胀。在该完全膨胀位置上，中心部420外表面的直径比相邻两端部(例如222，224)的外表面(306)的直径大得多。当鼓处于完全膨胀位置时，分开驱动的胎圈锁(未示出)使得两胎圈牢牢套在胎体上。然后，在胎体构作的最后步骤中胎体的反包部端可反包。然后，可局部收缩该鼓的中心部420(例如回到半膨胀位置)，胎圈锁收缩，可取下胎体作进一步处理，例如在第二阶部段轮胎成型机上施加胎面组件。

在收缩状态(图4A)下，连杆462和464几乎都与轴线404平行，例如与轴线成19.6°角。在膨胀状态(图4B)下，连杆462和464与轴线404的角度在平行和垂直之间如46.2°，从而使得该机构既有令人满意的膨胀范围，又显得紧凑。

尽管未示出，但中心部可膨胀到收缩和完全膨胀之间的任何直径，这决定于引导件458之间的间距。例如，在半膨胀位置上，可施加轮胎胎体的帘布层。最好是，两引导环458在其位置范围内移动时与鼓的中心部420的中心平面保持等距。这样，力均匀(对称)分布在支承件448和膨胀部段428的长度(Lc)上。

在该例中，使用重叠连杆机构，引导环间距与中心部直径之间为反比关系-两引导环越接近，中心部的直径越大。在前述实施例(楔形/斜面)中，引导环间距与中心部直径之间为正比关系-两引导环越接近，中心部的直径越小。但是，无论何种情况，中心部320和420的直径与楔形件358或引导环458的间距成比例(分别成正比或反比)。

由于在鼓的整个膨胀范围内在膨胀部段上的作用力对称于中心平面，因此图4A-4C的重叠连杆机构优于例如上述美国专利4,929,298所示肘节连杆机构。其中两连杆平行联动的肘节连杆机构本身无法对称于中心平面。与前述(楔形)实施例一样，该对称性对实现轮胎胎体铺装的均匀性来说至关重要。

图4A-4C重叠连杆机构实施例在如下方面与图3A-3D楔形/斜面实施例相同：

都用于膨胀轮胎成型鼓的中心部(220、320、420)；

都作用在中心部的膨胀部段(228、328、428)上；

都不作用在中心部的固定部段(226、326、426)上；

都使用其上有引导支承膨胀部段(328、428)的斜面件(348)或支承件(448)的凹槽的凸缘(340，440)；

都有轴向移动以便实现中心部的膨胀/收缩的部件(358，458)；

都对称于中心平面地在膨胀部段上施加膨胀力。

作用在膨胀部段上的力对称于中心平面这一点并非无关紧要。如上所述，胎体帘布层的不对称(轮胎一边上的帘线比另一边上的帘线长)会造成许多轮胎不均匀问题，包括静态失衡和径向力偏差。本发明消除了这种不均匀性即鼓膨胀不精确(例如非圆柱形)的一种潜在根源。

在这两个实施例中，中心部(320、420)收缩时，鼓面连续、光滑、平坦，有利于施加气密层。在本发明范围内，用任何合适方式提供这样一种装置，该装置通过选定的一些部段(不管是固定部段还是膨胀部段)向鼓面提供真空，把气密层牢牢吸持在鼓面上。中心部半膨胀时，鼓面大致平坦，例如有利于施加帘布层。两实施例都能使用滑轮丝杠系统膨胀中心部。楔形件358或引导环458的移动机构取决于鼓的整体结构中的其他因素，可根据不同的鼓结构采用不同的移动机构。

图4A-4C重叠连杆机构实施例在如下方面与图3A-3D楔形/斜面实施例不同：

在楔形/斜面实施例中，使用橡胶带338收缩中心部320；

在重叠连杆机构中，连杆462、464本身实现中心部的收缩；

在楔形/斜面实施例中，楔形件358轴向互相移离时中心部320膨胀；当楔形件358互相移近时收缩；

在重叠连杆机构中，引导环458轴向互相移离时中心部420收缩；当引导环458互相移近时膨胀。

重叠连杆机构可在宽度(Lc)减小的情况下加大膨胀范围，从而鼓的最小宽度可从例如250mm(楔形件实施例)减小到200mm(连杆机构实施例)。

下表给出连杆机构实施例中心部420的例示性尺寸。

轮胎大小(英寸)	14	15	16	17	18	19	20
								轮缘直径(英寸)	14	15	16	17.2	18.2	19.2	20.2
膨胀时尺寸(mm)	391	416	441	472	497	523	548
								中间尺寸(mm)	338	364	390	420	444	468	493
收缩时尺寸(mm)	308	334	350	380	404	428	453
								膨胀量(mm)	83	82	91	92	93	95	95

图4D示出支承件另一实施例448′，它有两个孔442a和442b(比较342a和342b)，其用于容纳图3A-3D所示偏置件338那样的偏置件。偏置件可为橡胶带，在支承件448′上施加“收缩”径向力。

高机动性轮胎

图5为按照本发明铺装在轮胎成型鼓上的轮胎胎体一例的局部剖面图。示出膨胀部段528的一端。首先，一中心套筒502装在鼓面上且延伸在膨胀部段528上。一上部反包胶囊503和一下部反包胶囊505膨胀到鼓外。该轮胎胎体以如下次序包括如下主要部件：

气密层504；

第一侧壁插入件(立柱形)506；

第一帘布层508

第二侧壁插入件(柱形)510；

第二帘布层512；

胎圈514；

填充胶条516；

胎圈包布518；以及

侧壁520。

需要时可在胎体上添加其他部件如补强层、橡胶轮胎缘距护件和织物轮胎缘距护件，但这些部件不是本发明的主要对象。

在轮胎胎体上安装胎圈

图1A和1B分别示出铺装在轮胎成型鼓102和122上的轮胎胎体上的胎圈114和134。如上所述，胎圈114和134为一不可膨胀的圆环，其内径(“ID”)大致等于或最好稍大于帘布层112或132的OD。胎圈114和134装在插入件110和130轴向外侧不远处。

图2A-2D示出一圆柱形轮胎成型鼓202，包括两端202a和202b、延伸在两端之间的转动轴线204和一圆柱形表面206。如上所述，鼓202具有呈圆柱形并以轴线204为中心的中心部220。鼓202包括与中心部220同轴并在轴向上位于中心部220一端上的第一端部222和与中心部220同轴并在轴向上位于中心部220另一端上的第二端部224。两端部222和224相同(即互为镜像)。两端部222和224位于中心部220轴向外侧。

一般来说，两胎圈可分别从鼓的两端在铺装的胎体上装到其各自端部上。如下所述，轮胎成型鼓的两端部可膨胀，以便“固定”胎圈。因此，每一端部包括一膨胀后固定位于该端部上的胎圈的“胎圈锁定组件”，这在下文详述。

如上所述，鼓的中心部可膨胀，其包括许多与同样多的细长形膨胀部段228交替的细长形固定部段226。两胎圈一般用胎座移动到鼓的两端部上，胎座夹持胎圈并把胎圈移动到套住铺装中的胎体的位置上。在其上安装两胎圈的位置大致在各自端部的内边缘上。

图6A和6B分别示出胎座662处于关闭和打开位置。胎座622包括一支承(底座)602和一环604。环604的内径为“d”。环604包括三部段-左部段604a、中部段604b和右部段604c。三部段604a、604b和604c的弧长相同，即每部段约为120°。中部段604b固定在支承602上。左部段和右部段604a和604c与中部段604b(如图所示)铰接，也可与支承602直接铰接。

设置一机构606使得左部段604a从其关闭位置(图6A)枢转到其打开位置(图6B)。设置一机构607使得右部段604c从其关闭位置(图6A)枢转到其打开位置(图6B)。在打开位置，左部段和右部段604a和604c的顶端之间的距离“e”大于轮胎成型鼓(确切说，铺装在该鼓上的胎体)的外径(OD)，从而只要把胎座向上(沿鼓的径向)提离鼓就可从鼓上取下胎座。箭头636示出从一有轴线634的鼓(未示出)上取下打开的胎座622的该径向方向。

环604内部在紧靠其内边缘处有许多磁铁608。这些磁铁把胎圈612(为说明起见，只示出其一部分)吸持在环604上。磁铁608的磁性足够强以便吸持胎圈612，但在从鼓上取下胎座时足够弱以便使胎圈612保留在鼓上或保留在铺装在鼓上的轮胎胎体上。

如下结合图5所述，一中心套筒502装在鼓面上且延伸在鼓的中心部的膨胀部段528上。上部和下部反包胶囊503和505膨胀到鼓的相邻端部之外。下面详述反包胶囊的结构和工作情况。

具有可膨胀端部的成型鼓

图7示出一轮胎成型鼓700(比较202)。鼓700呈圆柱形，包括两端(比较202a，202b)、一轴线704(比较204)和一圆柱形外表面706(比较206)。鼓700的两端之间有一轴向总长(比较L)。鼓700有一呈圆柱形并以轴线704为中心的中心部720(比较220)。中心部720有一宽度(比较Lc)。鼓700包括与中心部720同轴并在轴向上位于中心部720一端上的第一端部722(比较222)和与中心部720同轴并在轴向上位于中心部720另一端上的第二端部724(比较224)。两端部722和724在本发明中相同(即互为镜像)。

如前面结合图2所述，中心部720在圆周方向上分部成段，包括许多与同样多的细长形膨胀部段728(比较228)交替的细长形固定部段(未示出，比较226)。膨胀部段728轴向延伸并在圆周方向上相间距，每一膨胀部段两端外表面在与侧壁插入件(例如506、510)的位置对应纵向(轴向)位置上有与侧壁插入件的尺寸有关的环形凹座(凹槽，比较236a和236b)，侧壁插入件在胎体铺装过程中施加。膨胀部段728上还有分别固定延伸到胶囊714a、714b的中心套筒713a、713b的固定点(比较238a和238b)。尽管本发明不受任何具体尺寸的限制，但前面给出了轮胎成型鼓的例示性尺寸。端部722和724的例示性尺寸可根据图7从中心部720的尺寸推出。

如上所述，中心部720(220)可在一收缩(或退回或缩回)状态与一膨胀(延伸)状态(或“完全”膨胀位置)之间膨胀。各种实现中心部膨胀和收缩的机构如上所述，这些机构可把中心部局部膨胀到一个(或多个)“半膨胀”(或半收缩)位置。如上所述，可在中心部的不同膨胀位置(状态)上把不同轮胎部件施加到在鼓上铺装的轮胎胎体上。

图7示出中心部两端上的两端部722和724。两端部722和724上有可膨胀胎圈锁定组件726a、726b，包括用于膨胀胎圈锁定组件以便在两端部的不同膨胀位置(状态)上把选定轮胎部件(例如胎圈)施加到在鼓上铺装的轮胎胎体上的机构，这在下文详述。由于两端部互为镜像，因此只须详细说明两端部之一。

图7还示出位于两端部722、724上的反包胶囊。下部反包胶囊712a位于端部722外表面上。下部反包胶囊712b位于端部724外表面上。上部反包胶囊714a位于端部722外表面上的下部反包胶囊712a上方。上部反包胶囊714b位于端部72外表面上的下部反包胶囊712b上方。如所公知，反包胶囊712a/b和714a/b用来把生胎体的反包部端围绕两胎圈734a和734b(比较134a和134b以及512)向上包边。

可膨胀胎圈锁定组件

两端部722和724各有一胎圈锁定组件726a、726b(统称“726”)。由于端部722和724互为“镜像”，因此只须详细说明端部722的胎圈锁定组件726。

如图7所示，端部722有一胎圈锁定组件726a，包括如下主要部件：

第一活塞“P1”；

第二活塞“P2”；

一扣圈盘“CR”；

许多细长形部段“S”；以及

许多细长形连杆“K”。

活塞P1和P2都呈平盘状，都以轴线704为其中心线(因此“同轴”)，每个具有大致相同的外径。轴线704与活塞P1和P2的平面垂直。活塞P1和P2位于一气缸组件(简称气缸)730中，该气缸的圆柱形内部(活塞部)732的内径与活塞P1和P2的外径对应。活塞P1和P2位于气缸730的该活塞部中并且可(相对中心部720)轴向向里和向外移动。

活塞P1和P2外边缘上有合适密封，因为如下文详述，通过在活塞P1和P2的内表面(朝向中心部720的一侧)或外表面(离开中心部720的一侧)上施加气压(或液压)使得活塞P1和P2轴向向里和向外移动。

第一活塞P1位于第二活塞P2的径向外侧(离开中心部720的一侧)。因此第二活塞P2位于第一活塞P1的径向内侧。图7示出两活塞P1和P2互相抵靠，胎圈锁定组件726处于其收缩位置。如下详述，两活塞P1和P2可作轴向运动，当它们运动时，它们把轴向运动传给扣圈盘CR。许多连杆(连杆臂)“K”延伸在扣圈盘CR与膨胀部段S的径向内端之间。连杆K的一端与扣圈盘CR铰接，另一端与膨胀部段S的径向内端铰接。膨胀部段S无法作轴向运动，只能作径向运动。当扣圈盘CR沿轴向向里(向中心部720)运动时，膨胀部段S沿径向向外运动。同理，当扣圈盘CR沿轴向向外运动时(离开中心部)，膨胀部段S沿径向向里运动。膨胀部段S呈细长形，横截面可为大致正方形(例如见图10B)。

一端板734位于气缸730的外端-确切说位于气缸730活塞部732的外端。该端板734限定活塞部732的外端，将其闭合并限制活塞P1和P2的向外运动。它还密封活塞部732的外端。气730内表面上在距离端板734轴向向里一位置上延伸一环形突起736，该突起限定活塞部732的内端。该环形突起736限制活塞P1和P2的向里运动。活塞P1和P2在气缸的活塞部732中可在端板734与环形突起736之间自由轴向运动。这样限定一气密活塞部732。

图7示出气缸730的外端上有两气(例如空气)管742和744，它们的一端都终止于端板734。如下所述，这些气管742和744的气压与第三气管745(从图8A可看得最清楚)结合以控制活塞P1和P2的运动。

如图7所示，气管744经活塞P1后方的通道PWI传送压缩空气。气管742经活塞P1与P2之间的通道PW2传送压缩空气。尽管未示出，气管742经活塞P2与环形突起736之间的看不见的通道PW3传送压缩空气。

如上所述，膨胀部段S无法作轴向运动，只能作径向运动。如图7所示，膨胀部段S在一形成在圆筒731a的内端730a(向中心部720)与端部722内端722a处一端板723a之间的径向通道中作径向运动。膨胀部段S可呈细长形方轴。膨胀部段S的径向外端上有为圆周方向上部段的指状部段“F”。有许多例如12个膨胀部段S和同样多例如12个指状部段F。指状部段F在端部722圆周上相间距例如约30°。

以上总的结合图7说明了本发明轮胎成型鼓700端部722和724的可膨胀胎圈锁定组件726。在以下附图中，示出胎圈锁定组件的工作详情，包括胎圈锁定组件处于不同位置或状态(例如收缩、半膨胀、完全膨胀)。

图7A、7B、8A和8B示出轮胎成型鼓700的端部722处于完全收缩状态。这与示出中心部(220)的完全收缩状态的图3类似。图9A和9B  出轮胎成型鼓700的端部722处于半膨胀(或半收缩)状态。这与示出中心部(220)的半膨胀(半收缩)状态的图3C类似。图10A和10B示出轮胎成型鼓700的端部722处于完全膨胀状态。这与示出中心部(220)的完全膨胀状态的图3D类似。

如上所述，胎圈锁定组件726的主要部件包括：

第一活塞“P1”；

第二活塞“P2”；

一扣圈盘“CR”；

许多可径向膨胀部段“S”；以及

许多细长形连杆“K”；以及

许多指状部段“F”。

胎圈锁定组件726还包括如下部件：

与活塞P1相关联的三杆R1P1、R2PI、R3P1；

与三杆R1P1、R2P1、R3P1相关联的止动块B1；以及

将活塞P2连接到CR上的三杆R1P2、R2P2、R3P2。

设置三气管742、743和744及其气缸(730)中的通道PW1、PW2和PW3在下列位置上提供压缩空气：

到活塞P1的外侧，向里推动活塞P1；

在活塞P1与P2之间，向里推动活塞P2；以及

到活塞P2的内侧，退回活塞P1和P2，使得胎圈锁定组件退回。

下面说明从胎圈锁定组件726处于收缩位置(端部722处于其收缩状态)开始的一个使用周期。这从图7A、7B、8A和8B中可看得最清楚。活塞P1和P2处于其最外部位置，活塞P1抵靠端板734，活塞P2抵靠活塞P1。膨胀部段S与指状部段F一样处于其收缩位置。指状部段F相对于鼓的中心线之间为第一半径。端部722处于最小直径状态。

从图9A和9B可看得最清楚，在第一膨胀步骤(半膨胀)，压缩空气经气管744、通道PW1送到活塞P1外表面，从而造成活塞P1沿轴向向中心部720向里运动。当活塞P1向里运动时，它向里推动活塞P2。活塞P1的轴向向里运动受到从端板734延伸穿过活塞P1中的三杆R1P1、R2P1、R3P1的限制，这在下文说明。三杆R1P2、R2P2、R3P2轴向延伸在活塞P2与扣圈盘CR之间。因此，当活塞P2向里运动时，扣圈盘CR向里运动。细长形连杆K延伸在扣圈盘CR与膨胀部段S之间。当扣圈盘CR向里运动时，膨胀部段S沿径向向外运动。膨胀部段S的外端上有许多指状部段F。当指状部段F沿径向向外运动到比第一半径大的第二半径时，端部722中的胎圈锁定组件726的直径增加。因此，当管路744中有压缩空气时，胎圈锁定组件726变成部分膨胀。

从端板734延伸进入活塞P1中的三杆最好等距(120°)分布在围绕轴线704的圆周位置上。与一止动块B1配合，这些杆限制活塞P1的向里轴向运动。这为胎圈锁定组件726的中间、部分膨胀状态。为调节该中间位置，可使用不同长度的止动块B1。

从图10A和10B可看得最清楚，可通过经气管742把压缩空气送入活塞P1与P2之间的通道进一步膨胀胎圈锁定组件，从而造成活塞P2进一步向里运动，从而经杆R1P2、R2P2、R3P2向里推动扣圈盘CR。扣圈盘CR的进一步向里运动使得连杆K把膨胀部段S和指状部段F径向向外移动到大于第二半径的第三半径，从而把胎圈锁定组件726的直径增加到其完全膨胀状态。在该步骤中，如图10A所示，活塞P1通常可退回(沿径向向外运动，直到被端板734挡住)。

经气管734把压缩空气送入通道PW3(见图7A)到活塞P2的内表面即可退回胎圈锁定组件726。同时切断气管742和744中的压缩空气。管路734中的压缩空气造成活塞P2沿轴向向外运动，从而经杆R1P2、R2P2、R3P2沿轴向向外移动扣圈盘CR，从而经连杆K径向向里移动膨胀部段S和指状部段F，从而使得胎圈锁定组件726的直径减小到其完全收缩状态。活塞P2沿轴向向外运动到被活塞P1挡住。如在前述步骤中，活塞P1的退回已被约束在其中间位置，也可保持在该未退回位置上，活塞P2的轴向向外运动受到活塞P1的限制，从而使得胎圈锁定组件处于部分收缩状态，然后使得活塞P1完全退回，活塞P2进一步沿轴向向外运动，使得胎圈锁定组件到达其完全收缩状态。

因此显然，端部722(当然还有端部724)可以有选择和可控地膨胀和收缩。与整个外表面可膨胀和收缩的中心部720不同，端部722、724中只有一小部段即由许多指状部段F限定的一带状区域膨胀和收缩。由指状部段F限定的该带状区域沿轴向从各自端部722、724的内端伸向其外端并在圆周方向上延伸在整个端部上。各指状部段F从而该带状区域可从鼓的端部722、724的收缩状态下的第一半径膨胀到中间、部分膨胀状态下的第二半径，然后膨胀到鼓的端部的完全膨胀状态下的第三半径。

胎圈锁定组件726的膨胀/收缩总结如下，从第一管路744经第一通道PW1把压缩空气送到第一活塞P1的外侧，造成第一活塞P1沿轴向向里运动，同时沿轴向向里推动活塞P2，直到受杆R1P1、R2P1、R3P1的约束，使得胎圈锁定组件726部分膨胀。从第二管路742经第二通道PW2送到第一活塞P1内侧与第二活塞P2外侧之间的压缩空气造成第二活塞P2进一步沿轴向向里运动，直到被突起736挡住，使得胎圈锁定组件726完全膨胀。从第三管路734经第三通道PW3送到第二活塞P2内侧的压缩空气造成第二活塞沿轴向向外运动，除非如上所述被第一活塞P1挡住，胎圈锁定组件726完全收缩。

工艺流程

下面例示出铺装轮胎胎体的操作过程，说明中心部720和两端部722和724的膨胀。

(a)首先，在收缩位置上(例如见图3A、3B、4A、7A、7B、8A、8B)，把气密层施加到确保施加面平坦的中心套筒713a、713b上。

(b)然后，中心部720和两端部722和724都膨胀到中间状态，使得整个鼓面平坦(例如见图3C、9A、9B)

然后，在该中间状态，把立柱形插入件506嵌入中心部220膨胀部段228上凹座236中。

然后，在该中间状态，施加第一帘布层508。

然后，在该中间状态，把后插入件510施加到第一帘布层顶面上并大致在立柱形插入件506上方。

然后，在该中间状态，施加第二帘布层512。

(c)然后，与胎座622一起将胎圈514、716a、716b移动就位后保持在胎圈锁定组件726的指状部段F上方。

(d)然后，同时把胎圈锁定组件726和中心部720膨胀到完全膨胀位置，使得指状部段抓住不可膨胀胎圈。两胎圈夹住在上部反包胶囊714a、714b的端部上，形成一密封。

(e)然后，上部反包胶囊714a、714b充气，开始围绕胎圈514、716a、716b反包轮胎部件。

(f)然后，下部反包胶囊712a、712b充气，用绕胎圈完成反包轮胎部件。

(g)然后在鼓和胎圈锁定组件处于完全膨胀位置的同时施加侧壁。

(h)然后收缩胎圈锁定组件726和中心部720。应该看到，压缩空气使活塞P2移离鼓的中心，使得指状部段F确实解锁，因此迫使胎圈锁定组件收缩。

(i)最后，可把一扣圈盘移动到轮胎胎体的胎圈上方。真空把该胎体吸离该鼓，从该鼓上取下生轮胎胎体。

尽管以上结合附图详细示出、说明了本发明，但该说明应看成例示性的而非限制性的，应该指出，以上只示出和说明了优选实施例，在本发明精神内的所有改动和修正都应得到保护。本发明领域的普通技术人员显然可对上述“主题”作出其他许多“改动”，这些改动应看成落入本文公开的本发明范围内。

Claims (8)

1. 一种轮胎成型鼓(700)，包括轴线(704)、中心部(720)和两个端部(722、724)，该鼓的特征在于：

每一端部上设有一可膨胀胎圈锁定组件(726)，该可膨胀胎圈锁定组件有许多轴向延伸、在圆周方向上相间距、适于抓住一胎圈的指状部段(F)，使得每一指状部段可从该胎圈锁定组件的收缩状态下的第一指状部段半径膨胀到胎圈锁定组件的半膨胀状态下的第二指状部段半径和膨胀到胎圈锁定组件的完全膨胀状态下的第三指状部段半径；

每一胎圈锁定组件包括：

扣圈盘(CR)；

许多可径向膨胀部段(S)；以及

许多延伸在该扣圈盘与膨胀部段(S)径向内端之间并且其各自端部枢转连接到扣圈盘与膨胀部段径向内端上的细长形连杆(K)；

其中指状部段(F)位于膨胀部段(S)的径向外端；以及

其中扣圈盘(CR)的轴向运动造成膨胀部段(S)和指状部段的径向运动。

轮胎成型鼓还包括：

具有圆柱形活塞部(732)的气缸(730)；

位于该活塞部中的第一活塞(P1)；

在第一活塞和扣圈盘之间位于该活塞部中的第二活塞(P2)；以及

至少一将第二活塞和扣圈盘连接的杆(R1P2、R2P2、R3P2)；

其中，第二活塞的轴向运动造成扣圈盘的轴向运动；

其中，只通过轴向推动第二活塞，第一活塞的轴向运动间接造成扣圈盘的轴向运动。

2. 如权利要求1所述的轮胎成型鼓，其特征还在于：

从第一活塞(P1)延伸通过气缸(730)的一端板(734)以便限制第一活塞(P1)的轴向运动的至少一杆(R1P1、R2P1、R3P1)。

3. 如权利要求2所述的轮胎成型鼓，其特征还在于：

与该气缸中的通道(PW1、PW2、PW3)连接的气动管路(742、743、744)；

其中，在这些气动管路中选择性地施加压缩空气可使活塞在气缸的活塞部中作轴向运动。

4. 如权利要求3所述的轮胎成型鼓，其特征在于：

第一活塞和第二活塞各自是大致平盘形式，并且两者对中在该轴线上，并且各自具有大致相同的外直径。

5. 如权利要求4所述的轮胎成型鼓，其特征在于：

第一活塞(P1)位于第二活塞(P2)的轴向外侧。

6. 如权利要求1所述的轮胎成型鼓，其特征在于：

该中心部在圆周方向上分部段，包括许多与同样多的细长形膨胀部段(728)交替的细长形固定部段(226)。

7. 如权利要求6所述的轮胎成型鼓，其特征在于：

该膨胀部段轴向延伸并在圆周方向上相间距，该膨胀部段的端部成形为在其外表面上在与侧壁插入件(506、510)位置对应的位置上具有环形凹座(236)，这些插入件施加在铺装在该鼓上的轮胎胎体上；以及

每一膨胀部段当鼓在收缩状态下定位在第一鼓半径上；当鼓在半膨胀状态下位于第二鼓半径上；当鼓在完全膨胀状态下位于第三鼓半径上。

8. 如权利要求7所述的轮胎成型鼓，其特征在于：

每一指状部段当鼓在收缩状态下位于第一指状部段半径上；当鼓在半膨胀状态下位于第二指状部段半径上；当鼓在完全膨胀状态下位于第三指状部段半径上。

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