CN101172396A - 具有改进噪音性能的轮胎的模制工艺 - Google Patents

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Abstract

一种用于模制和硫化轮胎的工艺，其中轮胎坯件放置在平板硫化机中，该硫化机包括用来形成轮胎外部形状的模具以及能够传递硫化所述轮胎坯件内部部分所需的模制压力和热量的装置，其特征在于在模制和硫化步骤中，在轮胎的内表面和固化膜之间插入一可拆下的弹性膜(2)，其包括垂直穿过所述膜的给定形状和截面的穿孔(21)，从而通过轮胎内壁的构成材料流入到穿孔中来形成分布在轮胎内表面上的突起。

Description

具有改进噪音性能的轮胎的模制工艺
技术领域
本发明涉及轮胎制造，更准确地说是关于一种模制工艺和一种模制设备。
背景技术
已经研制出许多方法来减弱轮胎运行期间所产生的噪音。该噪音主要是由胎面和地面之间的接触产生的，但也会由轮胎内部的空气振动产生。这种特殊的噪音也被称作“空腔噪音”。
为了减小空腔噪音，提出了新的解决方案，例如使用泡沫材料、安装赫尔姆霍茨共振器类型的共振器或者在轮胎内表面配备障碍物以阻碍声波的传播。
这些阻碍物可以包括在径向方向定向的多个元件，其为拉长的突起形式，尺寸小截面小，且可以具有锥形端。
这些元件可以紧固在内壁上，或者只是在轮胎模制和硫化的步骤中简单模制而成。
例如在WO 2006-117115中公开了这样的一种轮胎。该文献还公开了生产这种轮胎的制造工艺。
这种工艺包括在轮胎硫化操作期间模制突起。为此目的，在轮胎坯件(tyre blank)的内部空间内引入刚性芯部，使所述芯部占据整个内部空间，以通过接触内壁来传递模制和硫化所需的压力和热量。这个芯部包括小截面的穿孔，其径向通向周边的管道以排出空气。
通过在模制中引入芯部和轮胎坯件，芯部施加在轮胎内壁的构成材料上的压力使得所述材料通过流入刚性芯部上的穿孔而进行传递。通过周边管道排除封闭的空气。在突起进行硫化的同时进行轮胎的硫化，突起的形状为芯部上穿孔的形状。
然而，该文献所述的工艺的实施和设备的使用需要专用于刚性芯部的装备和适于容纳这种芯部的平板硫化机(curing press)。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够适用于标准平板硫化机的工艺和装置，例如包括用来在轮胎上施加外部压痕的模具以及用于传递模制压力和硫化轮胎坯件内部部分所需的热量的柔性膜的平板硫化机。
该工艺的特征在于一种弹性的可除去的膜，其包括垂直穿过所述膜的给定形状和截面的穿孔，该膜介于轮胎内表面和固化膜之间。
这使得可以通过轮胎内壁的构成材料流入穿孔来形成分布在轮胎内表面上的突起。
应当可以观察到，尽管根据本发明的工艺是特别适于在包括固化膜的传统硫化过程中实施，但是完全可以将上述轮胎的穿孔膜用在具有刚性内部芯部的轮胎的固化/硫化工艺中，例如WO 2006-117115中所述。
本领域技术人员可以认识到，轮胎内壁上的突起的形状和布局直接与在穿孔膜上制出的穿孔的形状和布局相关。
由于其弹性性质，穿孔膜与轮胎坯件内部部分的形状一致，特别是在内压成型阶段向模具所制出的胎面样式的底部径向推动轮胎坯件时。
膜的形状必须适合于与要在其上形成突起的轮胎的内表面相匹配。然而，正如后面将介绍的，如果突起位于胎冠区域的底面部分(soleportion)则该形状可以相对简化。
在硫化操作之后，从轮胎内部部分上拆下穿孔膜，该膜可以在制造相同类型的另一轮胎时再次使用。
附图说明
下面参考图1至5介绍实施本发明的一种优选方法，附图中：
-图1示出了轮胎的剖面示意图，其包括根据本发明工艺所得到的这类衰减器；
-图2示出了能够实施本发明的穿孔膜的俯视图；
-图3示出了穿孔膜截面的示意图；
-图4示出了穿孔的布局示意图；以及
-图5示出了穿孔的截面示意图。
具体实施方式
图1中所示的轮胎1包括：在其胎冠内表面上的多个长形和小截面的突起11，其作用是减弱轮胎行进时所产生的声音共振。这些突起可以是不同形状的。另外，根据所需衰减器的性质，可以改变每单位面积上突起的数目和分布，或者可以改变突起的底部直径d及高度h，或者让突起具有特定形状，例如圆柱形、圆锥形、棱柱形、棱锥形、平行六面体形或者这些形状的组合。
为了便于说明，附图中所示出的孔的形状以及所得到的突起的形状为圆柱形或圆锥形。
既然所需形状不是抽出穿孔膜这个操作的限制性因素，所以寻找最佳折衷办法不是本发明的主体，本发明是关于模制工艺的。然而，要避免倒锥形形状或者底部直径非常小的形状，或者任何在硫化步骤之后抽出穿孔膜时易导致突起撕坏的形状。
图1中所示的轮胎的突起位于胎冠下方。因此，可以使用如图2和3中所示的穿孔膜(2)，其为一段条带的形式，其长度L大约对应于轮胎坯件(1)胎冠内部部分的周向长度，其宽度W大约对应于轮胎坯件(1)胎冠的宽度。
当这种穿孔膜的简化形状被证明不再适用时，换句话说当需要在轮胎的整个内表面上放置突起时，调整膜的形状以与该内表面匹配，并且为圆环的一部分的形式。
该膜包括以间距p(参见图4)隔开的穿孔，这里穿孔的截面是圆形，满足上文所提到过的需求。这些穿孔垂直穿过膜。这是因为在模制过程中，除去形成突起的材料排出的空气是很重要的。该空气通过穿孔膜朝向固化膜的一侧排出。和本领域通常所用的技术类似，所述固化膜可以包括能够沿构成轮胎底部区域的胎圈(bead)方向引导并且排出封闭在轮胎内表面和固化膜之间的空气的排气口。
膜的长度被调整为精确对应于轮胎坯件的内部变化。必须特别注意这种构造，以防止构成内衬的材料流入到环的两纵向端部之间的接合线(the line ofabutment)中。当满足该长度调整时，已观察到固化膜所施加的压力足以防止穿孔膜在该点的纵向移动并且在两边缘之间产生开口。
为了减轻难度，还可以提供一种穿孔膜，其两纵向端相接以形成闭合环，其变化等于轮胎坯件的内部变化。
该穿孔膜在各固化周期之前进入轮胎坯件内部部分，并在硫化步骤之后从轮胎上拆下。
用于制造穿孔膜2的材料必须是能够进行大量热循环并能够承受高至200℃的高温的材料。
另外，穿孔膜的表面必须不能粘在轮胎的内表面或者固化膜的表面上。为此目的，可以选择用硅基材料或者以EPDM为例的橡胶弹性体来生产所述穿孔膜。对于后者，必须在每次用时进行表面处理，例如喷涂以硅基溶液为例的不粘溶液。
选择具有一定肖式硬度的材料也很重要，肖式硬度既不能太高以避免轮胎内侧轮廓的严重变形，也不能太低以防止穿孔在固化膜压力的作用下变形。为此目的，具有60到90之间优选为70的肖式A硬度的材料被证明是非常适合厚度e为10mm且具有直径为1mm间距为1mm的孔的膜。
当然，可以根据布局来调整工艺和设备以生产以各种几何特征布置的穿孔，也可以根据所想要得到的突起的形状和布局来调整穿孔的高度或间距。
该穿孔膜可以包括沿着其两纵向侧边的倒角(22、23)，其具有适当的斜度和宽度，以便于模制边缘并防止可能产生太大台阶的不良作用。
作为通常的规则，当突起的底部截面相对较小时，突起的高度h对应于穿孔膜的厚度e，如图5中附图标记211和212所示。术语“小截面”应被理解为表示大约2mm2或者更小的截面。
然而，当需要生产底部具有更大截面的突起时，则必须修改穿孔的形状。这是因为必须防止构成轮胎下表面的材料流过穿孔膜而进入到穿孔膜和固化膜之间的空间。
在这种情况下，需要选择厚度e大于突起高度的膜，以产生具有对应于突起的所需形状和截面的截面、高度为h的穿孔，然后再制出一个非常小截面、高度为e1的补充穿孔，从而高度h和高度e1的和等于厚度e，以形成一个管道来除去封闭在穿孔膜接触固化膜一侧的空气。术语“非常小截面”被理解成表示小于0.5mm2的截面。这种穿孔如图5中的附图标记213和214所示。
最后，还要指出，由于穿孔膜的存在，所以固化时间和温度必须进行相应调整，这点很重要。
因而，根据本发明的工艺，基于通常为挠性的且可拆下的弹性穿孔膜的使用，可以通过简单的方式用传统的硫化工艺生产具有突起的轮胎，而不会产生高昂的投资成本。

Claims (15)

1.一种用于模制和硫化轮胎的工艺，其中轮胎坯件放置在平板硫化机中，该硫化机包括用来形成轮胎外部形状的模具以及能够传递硫化所述轮胎坯件内部部分所需的模制压力和热量的装置，
其特征在于在模制和硫化步骤中，在轮胎的内表面和固化膜之间插入一可拆下的弹性膜(2)，其包括垂直穿过所述膜的给定形状和截面的穿孔(21)，从而通过轮胎内壁的构成材料流入到穿孔中来形成分布在轮胎(1)内表面上的突起(11)。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于能够将模制压力和热量传递至轮胎的内部部分的装置是刚性芯部。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于能够将模制压力和热量传递至轮胎的内部部分的装置是挠性弹性膜。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的工艺，其特征在于在硫化步骤之后穿孔膜(2)从轮胎内壁上拆下。
5.根据权利要求1至4其中之一所述的工艺，其特征在于在所述轮胎坯件(1)进入平板硫化机之前穿孔膜(2)放置在轮胎坯件(1)的内表面上。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于穿孔膜(2)为与轮胎坯件内表面相匹配的圆环形状。
7.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于该穿孔膜(2)为一段条带形，其长度L被调整为大致对应于轮胎坯件(1)胎冠内部部分周向的长度，其宽度W大致对应于轮胎坯件(1)胎冠的宽度。
8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于该膜(2)在其长度方向上是闭合的，从而形成一个环。
9.根据权利要求1至8其中之一所述的工艺，其特征在于穿孔膜(2)的纵向边缘具有倒角(22、23)。
10.根据权利要求1至9其中之一所述的工艺，其特征在于膜(2)上制出的孔具有基于圆柱(211、214)、圆锥(212、213)、棱柱、平行六面体或棱锥的组合的形状。
11.根据权利要求1至10其中之一所述的工艺，其特征在于突起(11)的高度h大致等于穿孔膜(2)的厚度e。
12.根据权利要求1至10其中之一所述的工艺，其特征在于突起(11)的高度h小于穿孔膜(2)的厚度e。
13.根据权利要求12所述的工艺，其特征在于膜(2)上制出的穿孔(213、214)包括高度为h、截面大致对应于突起截面的第一部分和高度为e1的第二部分，从而膜的厚度e等于高度h和高度e1的和，其截面的面积小于0.5mm2。
14.根据权利要求1至13其中之一所述的工艺，其特征在于形成穿孔膜(2)的材料从具有60到90肖式A硬度的硅基材料中选择。
15.根据权利要求1至13其中之一所述的工艺，其特征在于形成穿孔膜(2)的材料从基于橡胶弹性体的材料中选择，并且其特征在于所述穿孔膜(2)在每次轮胎坯件插入到平板硫化机时都用硅基溶液喷涂。
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