CN100519169C - 轮胎制造设备的可膨胀胶囊及制造法和车辆轮胎的制造法 - Google Patents

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Abstract

一种可膨胀胶囊，包括至少一个基于天然或合成橡胶的材料或者其混合物的第一层(8)，和一个相对于第一层(8)径向在外的硅树脂材料的第二层(9)。第一和第二层(8，9)具有波状交界面断面轮廓，该断面轮廓限定出第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件。而且还公开了用于制造所述胶囊(1)的方法以及包含有按照本发明的胶囊的轮胎制造设备。

Description

轮胎制造设备的可膨胀胶囊及制造法和车辆轮胎的制造法
技术领域
本发明涉及一种用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊，该可膨胀胶囊例如由安排在数个相互结合的层中的两种或更多种具有不同成分的弹性体材料制成。
本发明还有一个目的是提供一种制造所述胶囊的方法。
按照将在本发明中公开的实施方式，把本发明设想成用在轮胎制造方法的范围内，并且更加具体地用在绿色轮胎的制造步骤中。
背景技术
车轮用轮胎的制造一般来说包括：在制造鼓上形成胎体套，胎体套包括一个或多个缠绕成圆柱构造的胎体帘布层和两个按同轴关系加靠在胎体帘布层的沿轴向相对的端部垫带上的环形补强结构，这两个环形补强结构是以所述垫带沿轴向从环形补强结构自身伸出的方式加靠在垫带上的。
在制造鼓上还施加一对在胎体帘布层的端部垫带之一的轴向延伸方向上延伸的弹性体材料的侧壁。
在单独的工作点制作环形带束层结构，并且随后可以在径向在外的位置上将胎面胶(tread band)与其连接起来。环形带束层结构与可能已经加靠到其上的胎面胶一起由环形传送元件拾起，以便设置成与制造鼓上的或者可能是其间传送到制造鼓上的胎体套成同轴关系。随着制造或成形鼓的两个半体沿轴向接近，并且同时向胎体套内注入流体，胎体帘布层得到了超环形结构，从而它沿着进行延伸，直到它开始与带束层结构的内表面相接触。
在上面介绍的构形步骤之前或之后，必须使胎体帘布层的侧壁和/或端部垫带围绕着环形补强结构发生拐转，以将其加靠在胎体帘布层上。为此目的，通常会使得与制造或成形鼓相关的至少一对胶囊可以在空闲状态和工作状态之间膨胀，在空闲状态下，它们基本上平靠在鼓本身的圆柱形表面上，在工作状态下，它们发生膨胀，以致达到基本上为超环形的构造。
在空闲状态下，胶囊提供了放置侧壁和/或胎体帘布层的端部垫带的支撑座。在膨胀期间，胶囊提升起侧壁和/或胎体帘布层的端部垫带，以使它们围绕着环形补强结构发生拐转，并且将它们加靠在胎体帘布层上。在具体的应用中，比如摩托车用轮胎的制造中，也可以提供可膨胀胶囊的应用，以便帮助将带束层结构和可能有的胎面胶正确施加到胎体结构上。更加具体地讲，为了这一目的提供了：至少两个可膨胀胶囊与用于按照与胎体套成同轴关系的方式支撑带束层的环形传送装置相关；所述胶囊位于沿轴向相反的位置上，并且催动它来朝向形成为超环形构造的胎体帘布层运送带束层的沿轴向相反的边缘和可能有的胎面胶。这样，在整个宽度上确保了带束层结构的正确施加，即使在具有曲度很大的横截面轮廓的胎体结构上也能够实现。
通常由选择成有助于提高耐久性特性和减小胶囊本身的制造成本的弹性体材料制成的上面提到的那种类型的可膨胀胶囊可能要求存在补强插入物(通常是纺织品或金属制品)，以控制所述胶囊在膨胀期间的几何形变。此外，需要采用某些特殊的手段，使得在胶囊自己要返回到空闲状态的时候，构成轮胎的不同结构元件的弹性体原料的粘性特性不会妨碍胶囊与加工中的轮胎进行分离。
面对这一要求，已知的办法是使用表面处理，所述处理主要是在胶囊外表面上设置适当的防止粘连的物质或交联剂，通常是通过喷涂来施加的。
不过这些处理会带来不同的问题，来源于用作交联或防止粘连剂的材料、必须的设备和进行处理所需的时间。表面处理还可能带来环境污染方面的问题，因为用作交联或防止粘连/脱离剂的材料可能是有毒的。
本申请人进一步发现，使用这些物质，即使在采取了很严格的防范措施的时候，也能够造成不尽人意的构成轮胎的组成部分的原材料的污染，从而影响了成品的物理和机械强度特性。
在胶囊的设计成与轮胎组成部分相接触的部分中掺入丁基材料或泡沫乳胶也是一种公知的方法；不过，这些材料不可能总是充足保证它们自己稳固地保持与胶囊的结合。
现有技术中提出了减少胶囊与轮胎表面的粘连的不同方案。例如，文献JP63125311中提出，借助包括有机橡胶和作为增溶剂的包含特定的硅树脂改性人造橡胶的聚硅氧烷的弹性掺合物制造用于轮胎硫化的可膨胀胶囊。
在文献JP5031724中提出了为轮胎硫化使用可膨胀分层胶囊，该胶囊具有由丁基橡胶构成的内弹性层和由硅树脂橡胶构成的外弹性层。丁基橡胶的内层确保对受压蒸汽的密封，而硅树脂橡胶外层帮助胶囊在内胎表面上进行滑动和在硫化结束时与其分离。
发明内容
不过本发明人发现，在制造这种类型的胶囊的过程中，为了获得内和外层之间的有效且可靠的结合，会遇到多种困难，因为它们是由不同的弹性体材料制成的。尤其是，丁基和硅树脂聚合基彼此不是很相容，因为它们不能进行相互交联，即，彼此不能形成稳定的分子键，这削弱了按照现有技术制造的分层胶囊的可靠性和耐久性。
本申请人认识到，为了获得有益地使用分层胶囊的方法，需要在象丁基掺合物和硅树脂掺合物之类的不相容的掺合物之间提供有效的附着手段，以便避免上面提到的问题。
本申请人发现，以获得接触面之间的机械接合的方式制造所述胶囊的不同层，能够获得非常可靠的并且耐久性非常长的由不相容掺合物制成的用于与轮胎制造设备结合使用的胶囊，因为由膨胀压力和传送给工件的力造成的趋向于分离不同层的力借助因所述机械接合的作用而在不同层的接触面之间产生的约束阻力得到了抵消。
更加具体地讲，按照本发明，在将制造分层胶囊所需的材料缠绕在成形支撑件上之前或期间，以连续细长元件和相互结合的方式安排制造分层胶囊所需的不同材料，从而获得了其中的材料按照限定出材料本身之间的机械接合的互补元件的波状交界面断面轮廓而相互结合的分层包层。通过适当选择细长元件的形状和相互排列方式，可以余地很大地控制波状交界面断面轮廓的构造，例如针对波纹宽度和间距进行选择，从而增大材料之间地结合面。
因此本发明的目的是，提供一种用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊，包括：至少一个第一弹性体材料的第一层，与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层；其中所述第二层处于相对于所述第一层径向在外的位置上；其中所述第一和第二层具有波状交界面断面轮廓；其中所述交界面断面轮廓定义了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件。
本发明的另一个目的是，提供一种制造用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊的方法，包括以下步骤：制备至少一个包含第一弹性体原料的第一细长元件和至少一个包含第二弹性体原料的第二细长元件，第二弹性体原料具有与第一弹性体原料不同的成分；以围绕着成形支撑件的几何轴线缠绕的线圈的形式，将所述第一细长元件敷设在所述成形支撑件上，从而形成所述第一弹性体材料的第一层；以围绕着成形支撑件的几何轴线缠绕的线圈的形式，将所述第二细长元件敷设在所述成形支撑件上，从而在相对于所述第一层径向在外的位置上形成所述第二弹性体材料的第二层；所述第一和第二层具有波状交界面断面轮廓，其中所述交界面断面轮廓限定出第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件；对所述胶囊进行硫化。
本发明还提出了一种用于制造轮胎的方法，包括以下步骤：在鼓上形成包括至少一个胎体帘布层的胎体结构，该胎体帘布层具有与相应的环形补强结构相接合的相对端部垫带；使处于各个所述环形补强结构附近的至少一个可膨胀胶囊膨胀；将胎体结构成形为超环形构造，以将环形带束层结构和胎面胶施加到胎体帘布层上；对轮胎进行硫化；其中各个所述可膨胀胶囊包括：至少一个第一弹性体材料的第一层，和一个与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层；其中所述第二层处于相对于所述第一层径向在外的位置上；其中所述第一和第二层具有波状交界面断面轮廓；其中所述交界面断面轮廓限定了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件。
本发明还提出了一种用于车轮轮胎的制造设备，包括：设计用于在鼓上形成胎体结构的装置，该胎体结构包括至少一个胎体帘布层，该胎体帘布层具有与相应的环形补强结构接合的相对端部垫带；至少一对与所述鼓可操作结合的可膨胀胶囊，各个所述可膨胀胶囊可在所述环形补强结构之一的附近膨胀；用于围绕着所述胎体结构定位带束层结构的装置；将胎体结构成形为超环形构造的装置，用于将环形带束层结构施加到胎体帘布层上；其中每个所述可膨胀胶囊包括：至少一个第一弹性体材料的第一层，和一个与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层；其中所述第二层处于相对于所述第一层径向在外的位置上；其中所述第一和第二层具有波状交界面断面轮廓；其中所述交界面断面轮廓限定了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件。
从按照本发明的用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊、相关制造方法以及用于制造车轮用轮胎的方法和设备的优选但非排它的实施方式中，可以明显看出其它的特征和优点。
附图说明
下文中将参照附图，陈述借助非限定性实例给出的说明，其中：
附图1以局部直径剖面图方式示意性表示包含按照本发明的处于膨胀步骤期间的可膨胀胶囊的制造设备；
附图2是附图1中的胶囊经放大后的局部剖面图；
附图3以侧向方式表示为了制造所涉及的可膨胀胶囊而同时将第一和第二细长元件敷设到成形支撑件上的示意图；
附图3a以横向方式表示按照一种可行的可选实施方式同时将第一和第二细长元件敷设到成形支撑件上的示意图；
附图3b以横向方式表示按照另一种可行的可选实施方式同时将第一和第二细长元件敷设到成形支撑件上的示意图；
附图4以靠近沿着例如附图3中的线IV-IV的平面所截得的截面图方式示意性表示从第一和第二细长元件之间的相互结合而获得的连续带状元件；
附图5作为实例表示具有彼此靠近设置以获得附图2中所示的可膨胀胶囊的线圈的形式的连续带状元件的设置示意图；
附图6示意性表示按照本发明的可行的可选实施方式通过将具有三角形构造的第一和第二细长元件相结合来获得的连续带状元件的截面图；
附图7是具有彼此靠近地设置的线圈形式的附图6中所示的连续带状元件的设置示意图的局部截面图。
具体实施方式
参照附图，按照本发明的用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊整体由附图标记1标注。
按照附图1所示的实施方式，至少一对胶囊1与整体由附图标记2标注的制造设备结合起来使用，该制造设备包括：制造(building)或成形(shaping)鼓3，在该制造或成形鼓3上形成胎体结构4，该胎体结构包括至少一个胎体帘布层5、处于通常称为“胎圈”的轮胎区域上的与帘布层自身的相对端部垫带5a相结合的一对环形补强结构6和从环形补强结构6伸出的一对弹性体材料的侧壁7。
制造或成形鼓3由两个半体3a、3b组成，可以使这两个半体相互靠近，以使得最初以圆柱形套形式设置在制造鼓自身上的胎体结构4得以成形为超环形构造，以便将帘布层5的沿径向在外的部分加靠到带束层结构28的内表面上，可以将带束层结构28与胎面胶29相接并且通过环形传送装置30使胎面胶保持在与胎体袖套同轴的位置上。
在附图1中的例子中，第一对胶囊1各自通过靠近其周缘形成的锚定尾端件1a与相应的制造或成形鼓3半体相接合。通常与鼓3相连的流体导入装置(未示出)在压力的作用下向各个胶囊1的内部供应空气或其它流体，以使得胶囊1开始从实线所示的空闲或排空状态膨胀到虚线所示的工作状态。在空闲状态下，胶囊1基本上平躺在鼓3上，以便为胎体帘布层5的各个侧壁7和/或端部垫带5a提供圆柱形的支撑表面。在工作状态下，与空闲状态相反，胶囊1采取基本上为超环形的构造，以使得端部垫带5a围绕着相应的环形补强结构6发生拐转(turn up)，和/或在胎体帘布层成形为超环形结构之后将侧壁7加靠在胎体帘布层5的侧表面上。
在附图1中所示的例子中，制造设备1尤其适用于制造断面轮廓具有很高曲度的轮胎，就象用于两轮车辆的轮胎的情况下那样的断面轮廓曲度，并且除了或代替上面介绍的与制造或成形鼓3相关的胶囊，制造设备1还配备有由环形传送装置30携带的第二对可膨胀胶囊1，第二对胶囊中的每一个接近于该装置自己的轴向相对边缘之一。在空闲状态下，各个胶囊1平躺在环形传送装置30内圆柱形表面上，如虚线所示，而在工作状态下，各个胶囊沿径向朝向该装置自身的内部膨胀，取得基本上为超环形的构造。在工作状态下，各个胶囊1向带束层结构28和可能有的胎面胶29的轴向相反边缘靠近，从而造成带束层结构28和可能有的胎面胶29加靠到已经具有超环形构造的胎体结构4上，以实现与带束层结构自身的接合。
当制造完成时，通常要将轮胎送交给造型和硫化步骤。
各个可膨胀胶囊1最好是由至少一个第一弹性体材料的第一层8和一个第二弹性体材料的第二层9(不同于第一弹性体材料并且相对于第一层8处于沿径向在外的位置上)构成的。第一和第二层8、9最好以波状交界面断面轮廓10相接合，该交界面断面轮廓10限定出第一和第二层8、9之间的机械接合元件10a。
按照优选实施方式，形成位于沿径向在内的位置上的层8的第一弹性体材料由基于天然或合成橡胶的掺合物(blend)(比如基于丁基橡胶的掺合物)或者其混合物(mixture)构成，从而确保为可膨胀胶囊1给出良好的耐久性、抗压性和低制造成本特征。
而形成第二层9的第二弹性体材料最好由基于硅树脂的掺合物或者与用于轮胎制造的掺合物几乎不相容的其它材料的掺合物构成，从而在使胶囊从工作状态回复到空闲状态时，促进胶囊1从侧壁7或受到胶囊自身的动作作用的其它结构性轮胎组成部分释放。
如附图1所示，第一层8最好能够在相应的胶囊1的整个延伸范围内进行延伸，而第二层9最好随着位于胶囊自己的周缘之一附近的第一层8的表面部分局限于设计成要与侧壁7或其它轮胎组成部分相接触的区域进行延伸。
如附图2所示，在波状交界面断面轮廓10中可以标出波纹间距P和波纹高度H。在本说明书和所附权利要求中，交界面断面轮廓的波纹“间距”指的是在两个相继波纹的中点之间在垂直截面内沿着轴向测得的距离P。在本定义的情况下，各个波纹的中点是连接所述波纹的相对径向内端的线段“n”的中间点。在附图2中，标有值P的线Z平行于轮胎1的几何轴线，因此代表轴向。这里将径向E表示为与线Z成直角，在下面的说明中和所附权利要求中也是如此。
最后，在本说明书中和在所附权利要求中，所述交界面断面轮廓的各个波纹的“高度”指的是，在垂直于连接所述径向波纹内端的线段“n”或垂直于线段“n”的延长线的垂直截面内延伸并且在线段“n”或线段“n”的延长线与波纹的径向最外点之间的线段“m”在平行于轮胎1赤道面的平面上的投影H。
为了实现层8和9之间的有效机械接合，波纹高度H最好等于或高于波纹间距P的十分之一，并且优选地高于波纹间距P的一半，以便在没有底切(undercut)的情况下也能够获得有效的机械接合元件10a。
按照附图2中所示的实施方式，波纹高度H为大约波纹间距P的两倍高。
此外并且最好，将限定出波状交界面断面轮廓10的波纹设置为具有朝向与波状交界面断面轮廓本身的延伸部分的中间延伸线L垂直的方向Q倾斜的延伸部分(该延伸部分由各个波纹的顶点的二等分线K标识)，这个延伸部分甚至可以达到大于附图2所示的程度。更加具体地讲，按照优选实施方式，为了给出特定的机械接合，所述二等分线K与垂直于中间延伸线L的方向Q之间所成的倾斜角α包含在大约45°与大约88°之间，并且更好的情况是在大于60°与大约85°之间。
暂不考虑其它因素，适当的倾斜角度α的值能够为确保第一和第二层之间的有效结合提供条件，即使当分层组件(第一和第二层是该组件的一部分)非常受限的时候。
除此之外或作为上面说明的另一种可选方案，可以将由交界面断面轮廓10限定的互补机械接合元件10a设置成具有相互底切约束(undercut constraint)的部分10b，如附图7中所示。
从附图5和7中可以看出，此外还可以设置第三层弹性体材料11，所述层设置在相对于第一层8的径向在内的位置上并且与形成第一层的弹性体材料共交联。
如果需要，还可以在相对于第二层9径向在外的位置上设置第四层弹性体材料12，所述第四层是与属于至少第二层自身的弹性体材料交联的。
按照优选的技术方案，胶囊具有介于1到8mm之间的总厚度S(仅起说明的作用)，例如等于大约2mm。相对于所述波状交界面断面轮廓10的中间延伸线L进行测量，由第一层8和可能有的第三层11形成的胶囊1的径向在内部分最好具有大于胶囊总厚度S的1/2的厚度，并且最好相当于胶囊总厚度S的至少3/5。
比较有益地是将由第二层9和第四层12(如果有的话)构成的胶囊1的径向在外部分的厚度减小到不超过总厚度S的一半，以便有助于降低胶囊的制造成本，因为天然或合成橡胶的掺合物或者其混合物比基于硅树脂的掺合物要便宜，并且也比较耐用，因为它的机械强度较高。
上面介绍的可膨胀胶囊1的制造过程想来可以包括制备分别由第一和第二弹性体原料制成的第一细长元件13和第二细长元件14。设有进给构件，即第一挤压机15、第二挤压机16和至少一个进给辊17。将通过分别从所述第一挤压机15和第二挤压机16挤压和供给而获得的第一和第二细长元件引导给所述至少一个进给辊17或其它进给构件，进给辊17或其它进给构件将第一和第二细长元件敷设到成形支撑件18的堆积面18a上，成形支撑件18具有圆柱形或其它适当形状，它的形状取决于所要得到的可膨胀胶囊的几何构形。成形支撑件18最好由自动臂19(仅示出了一部分，因为在本申请人的WO00/35666A1中已经介绍了这种自动臂)支撑。自动臂19使得成形支撑件18围绕着它的几何旋转轴线X做圆周分布旋转运动，借助这一运动的作用，使得由进给辊17敷设在堆积面18a上的细长元件13、14产生了圆周分布。
同时，自动臂19在进给辊17的前面移动成形支撑件18，使其经过受控的横向分布相对位移，从而使得敷设在堆积面18a上的第一和第二细长元件13、14形成为盘绕着成形支撑件18的几何轴线X的线圈。
在从各个挤压机15、16送出时，将第一和第二细长元件13、14在相互汇集的方向上引向相互结合的点，在这个点上，这两个细长元件自己相遇并且彼此胶着在一起，形成如上所述那样敷设并且分布在成形支撑件18上的连续带状元件20。
在附图3中的例子中，细长元件13、14的结合点与由进给辊17将它们施加到成形支撑件18上的点是同一个点。不过也可以以这样一种方式引导所述细长元件13、14：使得二者的结合点处于成形支撑件18下游的点上。也可以设想，连续带状元件20应当来自于供带卷轴，该供带卷轴用在进行了细长元件13、14的相互结合之后的带状元件自身的存储步骤中。
按照另一种可选实施方式，细长元件13、14可以从单独一个挤压机26在挤压机26的挤出头中一起挤出并且直接结合起来(附图3a)，从而带状元件20是在挤压机出口处直接产生的。
最后，按照借助附图3b中的例子给出的不同实施方式，细长元件13、14可以是在点A、B处同时敷设到成形支撑件18上的，这两个点在圆周方向上相互间隔开。在这种情况下，细长元件之间的结合点就是将第二细长元件14施加到成形支撑件18上的点。
从附图4和6可以看出，细长元件13、14是以这样一种方式相互结合起来的：在发生结合时，它们中的每一个具有与另一个细长元件的基部相接触的基部21、22。此外，细长元件13、14中的至少一个可以具有沿着横穿它们自己的基部相互对准方向(在所述附图中用D表示)的方向从基部21、22突出的顶点23、24。
更加详细地讲，按照优选实施方式，可以具有基本上彼此相同的构造的细长元件13、14是在横穿基部21、22的相互对准方向D的平面内在相互偏移的位置上结合起来的，从而它们中的每一个各自具有沿着相对于另一个细长元件的顶点反向的方向上突出的顶点23、24。
在敷设在成形支撑件18上期间，细长元件13、14的相互定位和/或由它们形成的连续带状元件20的取向是以这样一种方式控制的：在靠近堆积面18a的时候，第一细长元件13的顶点23朝向成形支撑件18转向。
从附图5和7中可以清楚地看出，丁基材料的第一细长元件13的顶点23在施加期间发生了变形，并且它因此朝向第二细长元件14的基部22弯曲，占据了第二细长元件14与成形支撑件18之间的插入位置，从而避免了第二弹性体材料直接与堆积面18a接触。在堆积面18a上，以肩并肩的关系连续设置并且由第一细长元件13形成的线圈在上面介绍的顶点23的弯曲的作用下，引生了在整个堆积面18a上延伸的丁基材料的连续层。
反过来，第二细长元件14的顶点24的取向是沿径向远离由形成支撑18表现的堆积面18a，并且该顶点24可以拐转靠着第一细长元件13的基部21，从而由第二细长元件14形成的具有肩并肩关系的线圈造成了连续硅树脂材料层的形成。
如果需要，可以借助在进给辊17下游工作的辊或其它辅助敷料器部件25帮助第二细长元件14的顶点24进行拐转。
在以具有肩并肩关系的线圈的形式进行了堆积之后，此外，第一和第二细长元件13、14的基部21、22产生第一和第二层之间的交界面断面轮廓10。
如果需要，第一和第二细长元件13、14的施加可以在施加了第三层11之后进行，该第三层11是由天然或合成橡胶构成的掺合物或者其混合物，只要易于与形成第一细长元件13的第一弹性体材料交联就行。这个第三层的形成可以按照与前面针对连续带状元件20的敷设介绍的方式相同的方式来进行，即，通过施加来自于例如挤压机的弹性体材料的连续细长元件并且将其形成为以肩并肩关系连续堆积的线圈，以覆盖成形支撑件18的堆积面18a。
在敷设了第一和第二细长元件13、14之后，也可以进行上面提到的第四层12的施加，所述层是由硅树脂材料制成的，或者是不管任何材料，只要是适于与形成第二细长元件14的第二弹性体材料交联的材料。第四层12的形成也可以通过将来自挤压机的弹性体材料的第四细长元件施加到成形支撑件18上并且将其形成为以肩并肩关系连续堆积的线圈。第三和第四细长元件11、12最好通过用于形成第一和第二细长元件13、14的相同挤压机15、16来产生，或者通过专用于它们的特定挤压机来产生。
在有第三和/或第四弹性层11、12的情况下，分别从第一和第二细长元件13、14伸出的顶点23、24的安排看起来就是多余的了，因为所述第三和第四层可以分别与形成细长元件13、14的基部21、22的材料交联。
如附图5所示，细长元件13、14可以具有横截面基本上为平坦状的构造。在这种情况下，最好得到附图2所示的交界面断面轮廓10，其中波纹高度H远大于波纹间距，从而波状交界面断面轮廓的峰和谷将会造成机械接合元件的形成。另外，如附图6和7中所示例的，细长元件13、14最好具有三角形构造的横截面断面轮廓。在这种情况下，相结合的细长元件13、14的基部21、22会在机械接合元件10a中引发具有底切约束的部分10b的形成。使用具有梯形横截面轮廓的细长元件13、14可以实现相同的效果。
当层8、9、11、12在成形支撑件18上的形成完成时，使可膨胀胶囊1自身被引入到模具中，以对其进行模制和硫化步骤，这一步骤可以以任何常规方式进行。在这个步骤期间，在用于模制和硫化胶囊的同一模具中，可以注入弹性体材料，来促成所述第三和/或第四层11、12和/或任何其它额外的覆盖层的形成。
本发明实现了重要的优点。
实际上，由以稳定和可靠的方式使硅树脂掺合物与基于天然或合成橡胶的掺合物或者其混合物相结合的难度造成的任何问题都可以得到很好的解决，从而能够制造非常耐用且可靠的可膨胀胶囊，这消除了为了促进所述胶囊从轮胎组成部分释放或分离而进行表面处理的必要性。
此外，所涉及的胶囊本身能够利用目前轮胎生产环节中已经配备的机器和设备以简单且便宜的方式加以制造，其中弹性体组成部分是通过以按照肩并肩关系堆积在成形支撑件上的线圈的形式缠绕弹性体原料的细长元件来获得的，如本发明的申请人的WO00/35666A1中介绍的那样。

Claims (48)

1.一种用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊，包括：
-至少一个第一弹性体材料的第一层(8)，
-与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层(9)；
-其中所述第二层(9)处于相对于所述第一层(8)径向在外的位置上；
-其中所述第一和第二层(8，9)具有波状交界面断面轮廓(10)；
-其中所述波状交界面断面轮廓(10)定义了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件(10a)。
2.按照权利要求1所述的胶囊，具有超环形构造。
3.按照权利要求1或2所述的胶囊，具有至少一个带有至少一个圆周锚定尾端件(1a)的周缘。
4.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中波状交界面断面轮廓(10)具有波纹高度(H)和波纹间距(P)，其中波纹高度(H)高于或等于波纹间距(P)的十分之一。
5.按照权利要求4所述的胶囊，其中波纹高度(H)高于波纹间距(P)的一半。
6.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中波状交界面断面轮廓(10)具有多个带有倾斜延伸部分的波纹，所述倾斜延伸部分相对于与波状交界面断面轮廓自身的中间延伸线(L)垂直的一方向(Q)倾斜延伸。
7.按照权利要求6所述的胶囊，其中各个波具有在所述波的顶点的二等分线(K)与垂直于中间延伸线(L)的所述方向(Q)之间的倾斜角度(α)，该倾斜角度介于45°与88°之间。
8.按照权利要求7所述的胶囊，其中所述倾斜角度(α)介于60°到85°之间。
9.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中所述机械接合元件(10a)具有相互底切约束的部分(10b)。
10.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中在相对于所述第一层(8)径向在内的位置上设置有与至少所述第一弹性体材料交联的弹性体材料的第三层(11)。
11.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中在相对于所述第二层(9)径向在外的位置上设置有与所述第一和第二弹性体材料中至少之一交联的弹性体材料的第四层(12)。
12.按照权利要求1或2所述的胶囊，其中所述第二层(9)沿着第一层(8)的至少一个表面部分延伸。
13.按照权利要求12所述的胶囊，其中所述第一层(8)的至少一个表面部分接近于胶囊(1)的周缘。
14.一种制造用于轮胎制造设备的可膨胀胶囊的方法，包括以下步骤：
-制备至少一个包含第一弹性体原料的第一细长元件(13)和至少一个包含第二弹性体原料的第二细长元件(14)，第二弹性体原料具有与第一弹性体原料不同的成分；
-以围绕着成形支撑件(18)的几何轴线(X)缠绕的线圈的形式，将所述第一细长元件(13)敷设在所述成形支撑件(18)上，从而形成所述第一弹性体材料的第一层(8)；
-以围绕着成形支撑件(18)的几何轴线(X)缠绕的线圈的形式，将所述第二细长元件(14)敷设在所述成形支撑件(18)上，从而在相对于所述第一层(8)径向在外的位置上形成所述第二弹性体材料的第二层(9)；
-所述第一和第二层(8，9)具有波状交界面断面轮廓(10)，其中所述波状交界面断面轮廓(10)限定出第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件(10a)；
-对所述胶囊进行硫化。
15.按照权利要求14所述的方法，其中所述波状交界面断面轮廓(10)具有波纹高度(H)和波纹间距(P)，其中波纹高度(H)至少为波纹间距(P)的十分之一。
16.按照权利要求15所述的方法，其中波纹高度(H)高于波纹间距(P)的一半。
17.按照权利要求15所述的方法，其中波状交界面断面轮廓(10)具有多个带有倾斜延伸部分的波，所述倾斜延伸部分相对于与波状交界面断面轮廓自身的中间延伸线(L)垂直的一方向(Q)倾斜延伸。
18.按照权利要求17所述的方法，其中各个波具有在所述波的顶点的二等分线(K)与垂直于中间延伸线(L)的所述方向(Q)之间的倾斜角度(α)，该倾斜角度介于45°与88°之间。
19.按照权利要求18所述的方法，其中所述倾斜角度(α)介于60°到85°之间。
20.按照权利要求14所述的方法，其中所述机械接合元件(10a)具有相互底切约束的部分(10b)。
21.按照权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二细长元件(13，14)中的至少一个具有平坦的横截面构造。
22.按照权利要求14所述的方法，其中所述第二和第二细长元件(13，14)中的至少一个具有基本上三角形的横截面构造。
23.按照权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二细长元件(13，14)中的至少一个具有基本上梯形的横截面构造。
24.按照权利要求14所述的方法，还包括使第一和第二细长元件(13，14)沿着相同的纵向伸长方向相互结合的步骤，以便在敷设步骤期间制备一围绕着所述成形支撑件(18)的几何轴线(X)缠绕的连续带状元件(20)。
25.按照权利要求24所述的方法，其中结合步骤是在敷设步骤之前进行的。
26.按照权利要求24所述的方法，其中制备连续带状元件(20)包括以下步骤：
-通过第一进给构件供给第一细长元件(13)；
-与第一细长元件(13)的供给同时地通过第二进给构件供给第二细长元件(14)；
-将第一和第二细长元件(13，14)沿着相对于彼此的汇集方向朝向相互结合的一个点引导。
27.按照权利要求26所述的方法，其中第一和第二细长元件(13，14)的供给是分别借助于通过第一和第二挤压机(15，16)的挤压来进行的，所述第一和第二挤压机是所述第一和第二进给构件的一部分。
28.按照权利要求24所述的方法，其中连续带状元件(20)是借助于通过同一挤压机(26)的第一和第二细长元件(13，14)的共同挤压而制成的。
29.按照权利要求24所述的方法，其中在位于成形支撑件(18)上的细长元件(13，14)之间的相互结合点处，在将带状元件(20)缠绕在成形支撑件(18)上的同时进行所述结合步骤。
30.按照权利要求24所述的方法，其中在位于成形支撑件(18)上游的细长元件(13，14)之间的相互结合点处，在将带状元件(20)缠绕在成形支撑件(18)上的同时进行所述结合步骤。
31.按照权利要求14所述的方法，其中第一和第二细长元件(13，14)是在沿着圆周方向相互分隔开的点(A，B)上同时敷设到成形支撑件(18)上的。
32.按照权利要求24所述的方法，其中在结合步骤之后，各个所述细长元件(13，14)具有与另一个细长元件的基部形成整体的基部(21，22)，并且所述细长元件(13，14)中的至少一个具有相对于基部(21，22)的相互对准方向(D)从所述基部(21，22)横向伸出的顶点(23，24)。
33.按照权利要求32所述的方法，其中第一和第二细长元件(13，14)是在横向于所述基部(21，22)的相互对准方向(D)的相互偏移位置上结合起来的，从而各个细长元件(13，14)具有相对于另一个细长元件的顶点沿着相反方向伸出的所述顶点(23，24)。
34.按照权利要求32或33所述的方法，其中细长元件(13，14)的顶点(23，24)靠着另一个细长元件的基部(21，22)发生拐转。
35.按照权利要求14所述的方法，其中敷设各个所述第一和第二细长元件(13，14)包括以下步骤：
-从靠近成形支撑件(18)设置的进给构件供给细长元件(13，14)，以便将所述细长元件(13，14)施加到所述支撑件本身上；
-为成形支撑件(18)提供用于围绕着几何旋转轴线(X)实现圆周分布的旋转运动，从而使得细长元件(13，14)在成形支撑件(18)上实现圆周分布；
-在成形支撑件(18)与进给构件之间进行受控的相对横向分布位移，以形成所述线圈。
36.按照权利要求14所述的方法，还包括将相对于所述第一层(8)径向在内的至少一个第三层(11)施加到成形支撑件(18)上的步骤，该第三层(11)由可与所述第一弹性体材料交联的弹性体材料制成。
37.按照权利要求14所述的方法，还包括在径向在外的位置上将第四层(12)施加到所述第二层(9)上的步骤，所述第四层(12)由可与至少所述第二弹性体材料交联的弹性体材料制成。
38.按照权利要求14所述的方法，其中在胶囊(1)的硫化步骤中执行至少一个将弹性体材料注入到所述模具中的步骤，以在胶囊(1)上形成至少一个额外的覆盖层。
39.一种用于制造轮胎的方法，包括以下步骤：
-在鼓(3)上形成包括至少一个胎体帘布层(5)的胎体结构(4)，该胎体帘布层(5)具有与相应的环形补强结构(6)相接合的相对端部垫带(5a)；
-使处于各个所述环形补强结构(6)附近的至少一个可膨胀胶囊(1)膨胀；
-将胎体结构(4)成形为超环形构造，以将环形带束层结构(28)和胎面胶(29)施加到胎体帘布层(5)上；
-对轮胎进行硫化；
其中各个所述可膨胀胶囊(1)包括：
-至少一个第一弹性体材料的第一层(8)，和一个与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层(9)；
-其中所述第二层(9)处于相对于所述第一层(8)径向在外的位置上；
-其中所述第一和第二层(8，9)具有波状交界面断面轮廓(10)；
-其中所述波状交界面断面轮廓(10)限定了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件(10a)。
40.按照权利要求39所述的用于制造轮胎的方法，其中与胎体结构(4)相连的是均远离环形补强结构(6)中的一个地延伸的侧壁(7)，其中使所述可膨胀胶囊(1)膨胀的步骤是至少部分地在将各个侧壁加靠到胎体帘布层上的成形步骤之后进行的。
41.按照权利要求39所述的方法，包括步骤：
-使处于所述环形带束层结构(28)的轴向相对边缘中的每一个附近的至少一个可膨胀胶囊(1)膨胀，以将它们加靠到胎体帘布层(5)上。
42.按照权利要求39所述的制造轮胎的方法，其中各个所述可膨胀胶囊(1)是权利要求2所述的可膨胀胶囊。
43.一种用于车轮轮胎的制造设备，包括：
-设计用于在鼓(3)上形成胎体结构(4)的装置，该胎体结构包括至少一个胎体帘布层(5)，该胎体帘布层(5)具有与相应的环形补强结构(6)接合的相对端部垫带(5a)；
-至少一对与所述鼓(3)可操作结合的可膨胀胶囊(1)，各个所述可膨胀胶囊(1)可在所述环形补强结构(6)之一的附近膨胀；
-用于围绕着所述胎体结构(4)定位带束层结构(28)的装置(30)；
-将胎体结构(4)成形为超环形构造的装置，用于将环形带束层结构(28)施加到胎体帘布层(5)上；
其中每个所述可膨胀胶囊(1)包括：
-至少一个第一弹性体材料的第一层(8)，和一个与所述第一弹性体材料不同的第二弹性体材料的第二层(9)；
-其中所述第二层(9)处于相对于所述第一层(8)径向在外的位置上；
-其中所述第一和第二层(8，9)具有波状交界面断面轮廓(10)；
-其中所述波状交界面断面轮廓(10)限定了第一和第二弹性体材料之间的机械接合元件(10a)。
44.按照权利要求43所述的设备，其中所述设计用于形成胎体结构的装置包括用于在排空状态下将各自延伸的一对侧壁(7)施加到所述可膨胀胶囊之一上的构件，从而使所述侧壁(7)随着所述可膨胀胶囊(1)的膨胀而加靠到胎体帘布层(5)上。
45.按照权利要求43所述的设备，包括：
-至少一对与带束层结构(28)的所述定位装置(30)可操作联接的可膨胀胶囊(1)，各个所述可膨胀胶囊(1)可在带束层结构(28)的轴向相对边缘之一附近膨胀，从而使得带束层结构(28)加靠到形成为超环形构造的胎体帘布层(5)上。
46.按照权利要求43所述的设备，其中所述鼓(3)是制造鼓。
47.按照权利要求43或46所述的设备，其中所述鼓(3)是成形鼓。
48.按照权利要求43所述的用于车轮轮胎的制造设备，其中所述可膨胀胶囊(1)是权利要求2所述的可膨胀胶囊。
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