CN101239494A - 低扁平率轮胎硫化胶囊 - Google Patents

Abstract

一种形成轮胎的胶囊，该胶囊由弹性体膜片组成，该膜片被构造并成型成用于硫化低扁平率轮胎。所述胶囊包括夹持足，以使得为了能插入轮胎硫化模具中而使其能够夹持在柱子上。所述胶囊具有这样的横截面轮廓：所述夹持足之间的距离小于所述胶囊的肩部区域之间的距离。另外，所述胶囊的肩部区域具有比所述胶囊膜片的其他部分更薄的尺寸，因此，当受压时，其比胶囊膜片的其他部分膨胀的量更大。

Description

低扁平率轮胎硫化胶囊

技术领域

本发明涉及用于在轮胎硫化处理过程中形成轮胎的胶囊，尤其涉及，但并不仅限于，设计用于硫化低扁平率轮胎的轮胎胶囊。

背景技术

近年来，低扁平率轮胎已经得到普及。术语“扁平率”表示当轮胎膨胀至最大气压，安装在经核准的测量轮辋上，并且不加载时，轮胎截面高度除以其截面宽度所得到的值。低的扁平率典型地为小于70，而轮胎的标准扁平率通常为75或更高。

与标准扁平率轮胎相比，低扁平率轮胎拥有很多优势。低扁平率轮胎具有更小的侧壁，可更有效地反作用于侧向力。另外，因为具有更小的侧壁，以及这样的低扁平率，因此需要较少的时间将车轮的转向输入传递至胎面。这就导致更快的转向反应以及恢复轮胎动态特性。轮胎的扁平率影响胎面接地面积。低扁平率轮胎典型地比标准扁平率轮胎具有更宽的胎面接地面积，这样就会产生更坚实的着地区域，减少了变形，并且提供了改进的回转和牵引性能。

由于这些优势，对低扁平率轮胎存在高需求。然而，采用现代的轮胎生产技术生产低扁平率轮胎比生产标准扁平率轮胎更具挑战性。通常，使用相同的装置来生产低扁平率和标准扁平率轮胎。然而，这种装置对于生产具有低扁平率轮胎的更小侧壁的轮胎并不是最优的。因此，经常在低扁平率轮胎的生产中出现不合格产品。

例如，在生产轮胎的通常的方法中，首先加工钢丝圈。内衬、第一和第二带、以及胎面围绕着钢丝圈形成生轮胎胎体。生轮胎胎体放入轮胎模具中，可膨胀的橡胶胶囊插入到生轮胎胎体内部。胶囊受压，并且膨胀，以相对于模具挤压生轮胎胎体。轮胎模具受热，以将生轮胎胎体成形硫化成所需的最终结构，并且轮胎模具包括凹槽，以便在硫化处理中形成胎面花纹。轮胎硫化之后，胶囊卸压并且移走，轮胎随即从模具中移出。

在该过程中使用传统胶囊加工低扁平率轮胎的时候出现了问题。传统胶囊具有基本上一致的厚度。因此，胶囊基本上均匀膨胀。这样对标准扁平率轮胎具有较好作用，标准扁平率轮胎具有通常为圆形或弧形的轮廓，因此传统胶囊能够容纳该横截面轮廓。然而，低扁平率轮胎具有更方或更带角的横截面轮廓。这种轮廓要求胶囊在侧壁区域中比在标准扁平率轮胎中膨胀更大的量。传统胶囊通常不能在侧壁与胎面交叉的区域中完全膨胀。传统胶囊不能完全占据该区域和其他区域会导致轮胎品质一般。

因此，需要能够在低扁平率轮胎的侧壁区域中提供改进的接触性能的胶囊。

发明内容

本发明的一方面是提供一种用于硫化低扁平率轮胎的胶囊。胶囊的第一部分包括第一夹持足和第二夹持足。胶囊的第二部分包括第一肩部区域和第二肩部区域。胶囊的肩部区域具有各自的第一和第二厚度尺寸。胶囊的第三部分将第一部分连接至第二部分，并且具有第三厚度尺寸。另外，第一和第二厚度尺寸小于第三厚度尺寸。

本发明的另一方面是提供一种用于硫化低扁平率轮胎的胶囊。夹持足在胶囊中相互间距第一距离而设置。第一肩部和第二肩部相互间距第二距离而布置。第一和第二肩部的厚度比胶囊的其他部分更薄。另外，第二距离大于第一距离。

本发明的又一方面是提供一种用于通过向胶囊加压而硫化低扁平率轮胎的胶囊。胶囊包括中心线。另外，胶囊包括位于肩部中的第一膨胀区域，该肩部位于胶囊中心线的相反侧上。胶囊还包括沿中心部分布置的第二膨胀区域，该中心部分位于胶囊的肩部之间，并且穿过中心线。并且，第一膨胀区域在压力下比第二膨胀区域膨胀的量更大。

本发明的另一方面是提供一种用于形成低扁平率轮胎的方法。该方法包括将低扁平率轮胎胎体放入适合于升高温度，并且具有内表面的模具内的步骤。另一步骤是将胶囊插入模具和低扁平率轮胎胎体内。进一步的步骤是将胶囊压入低扁平率轮胎胎体内。胶囊包括肩部，该肩部在压力下比胶囊其他部分膨胀的量更大。并且，胶囊的形状通常与低扁平率轮胎胎体的轮廓相一致。另外的步骤是利用加压的胶囊，相对于模具的内表面挤压低扁平率轮胎胎体。另一步骤是升高模具温度。进一步的步骤是将低扁平率轮胎胎体压模成轮胎。

附图说明

附图示例了本发明的实施例，并且结合以上给出的本发明的一般性说明以及以下给出的优选实施例的详细说明，用于解释本发明。

图1示例了根据本发明的一个实施例的形成轮胎的胶囊的透视图；

图2示例了图1所示胶囊的横截面视图；

图3A示例了用于轮胎模具中以形成低扁平率轮胎的图1的胶囊的示意性横截面视图；

图3B示例了图3A的轮胎胶囊，其中胶囊在压力下膨胀，该压力致使生轮胎胎体的侧壁部分与轮胎模具之间的优先接触；

图3C示例了具有增加的胶囊膨胀部的图3B的轮胎胶囊的示意性横截面视图，该增加的胶囊膨胀部致使生轮胎胎体与轮胎模具之间完全接触；以及

图4示例了现有技术的胶囊设计。

具体实施方式

现参照图1，显示了用于形成低扁平率轮胎的胶囊10的优选实施例。在一些实施例中，生产的轮胎的扁平率为45系列、40系列、以及30系列，然而，也能生产其他系列的低扁平率轮胎。胶囊10由柔性且可膨胀材料制成，例如弹性材料，包括丁基橡胶。然而，对于本领域技术人员而言，其他类型的材料显然也是可以用于形成胶囊10的。对于本领域技术人员，很显然胶囊10可以通过使用注射成型工艺或其他加工技术而成型。

在示例的实施例中，胶囊10具有大体环形形状，该环形形状通常与低扁平率轮胎的形状相一致，并且该胶囊还具有外表面12和内表面14。内表面和外表面12，14限定出了内部空间16，该内部空间布置成接收轮胎模具30(图3)的中心柱子(未示出)。胶囊10通常通过夹持连接至所述柱子(未示出)，并且随即被插入到轮胎模具30中。胶囊10设计成在形成/硫化轮胎的过程中受压，并且在压力下膨胀至占据生轮胎胎体，从而促使生轮胎胎体与轮胎模具30相接触。

图2显示了胶囊10的三个主要部分，该三个部分围绕胶囊10的中心线18定位。胶囊10的第一部分通常为线性的，并且为通常具有均匀厚度的中心部分20，该中心部分从中心线轴向向外延伸。在一个优选实施例中，中心部分20的尺寸或厚度约为5毫米。胶囊10的第二部分从中心部分20的每个端部延伸，并且包括肩部22，该肩部对称地位于中心线18的两侧，并且该肩部具有大体弧形横截面。肩部22起始于位置23处，该位置处胶囊10的横截面的厚度减小。在一个优选实施例中，肩部22的厚度约为4毫米。肩部22为胶囊10的占据完成后的轮胎的胎面和侧壁之间的过渡部分的部分。

胶囊10的第三部分为夹持足24。夹持足24用于将胶囊10固定到所述柱子上(未示出)，该柱子插入到轮胎模具30的中心。夹持足24的内表面25之间的距离在图2和3A中由D1表示，沿外表面12的大体线性部分的距离由D2表示，该线性部分包括中心部分20和肩部22的一部分。优选地，距离D1小于距离D2，这样就提供了在长度上长于夹持足24之间距离的外表面12的宽的线性部分。在一个优选实施例中，距离D1约为5.75英寸，距离D2约为7.5英寸。

中心部分20、肩部22、以及夹持足24优选地为一个连续的膜片，该膜片可膨胀，且易变形。由部分20和22联合限定的形状通常与低扁平率轮胎的轮廓相一致。虽然夹持足24显示为具有比中心部分20和肩部22更宽的横截面宽度，但本发明并不限于此种结构。本领域技术人员可以认识到，只要能将胶囊10固定到模具30中适当的位置上，其他结构也是可以使用的。

图3A显示了在使用图1和2所示的胶囊10，在胶囊被加压之前的低扁平率轮胎的硫化处理的开始阶段。利用双夹子26使胶囊10连接到柱子(未示出)，该双夹子彼此相对置地定位，并且在硫化过程中用于约束胶囊10。当胶囊10连接到所述柱子后，胶囊插入到生轮胎胎体28中，两者均放入到模具30中。有利地，胶囊10的形状通常与生轮胎胎体28的形状相一致，如下所述的那样提高了生轮胎胎体28的硫化处理。

在硫化过程中，夹子26将胶囊10固定在模具30内部，每个夹子26均具有外部夹32和内部夹34，以夹在夹持足24周围。生轮胎胎体28由模具30包围，该模具具有顶半部36和底半部38，它们可以相互分离，从而使得生轮胎胎体28能够移除或布置到模具中。模具30还包括形成于模具30内表面41上的肋39和凹槽40，以便在硫化过程中，在生轮胎胎体28上形成胎面和胎面花纹沟。除了在图3A中所示的两瓣模具30外，在成型生轮胎胎体28时还可利用各种其他类型的模具。例如，在成型低扁平率轮胎时通常利用分段模具。

如图3B中所示，当生轮胎胎体28放置在模具30中后，胶囊10受压。当胶囊10内部的压力升高时，如箭头所示，肩部22以比中心部分20更快的速度膨胀，该肩部22具有比胶囊10的中心部分20的横截面厚度或第二尺寸44更薄的横截面厚度或第一尺寸42。具有更厚的第二尺寸44的中心部分20将以比具有更薄的第一尺寸42的肩部22更慢的速度伸展和膨胀。有利地，相比较于用于成型标准扁平率轮胎的胶囊，肩部22的膨胀导致在生轮胎胎体28的拐角区域46中作用于生轮胎胎体28的压力增加。这种在拐角区域46增加的压力使质量得到提高，以及在拐角区域46中，使生轮胎胎体28与模具30之间均匀接触，从而可以获得比使用传统胶囊获得的低扁平率轮胎更高质量的轮胎。

现参照图3C，显示了完全受压的胶囊10相对于模具30的整个表面挤压生轮胎胎体28。由于胶囊10在肩部22中比中心部分膨胀得更迅速，所以胶囊10可以促使生轮胎胎体28在不留任何缝隙的情况下完全占据模具。结果就是由生轮胎胎体28产生出均匀成型的低扁平率轮胎。虽然，优选实施例通过相比较于中心部分20的厚度或尺寸44而减少肩部22中的胶囊10的厚度或尺寸42，从而达到所需的结果，但本发明并不限于此种结构。例如，胶囊10可以被成型为使肩部22中的材料具有比中心部分20中的材料更低的弹性模量，以使得在一定压力下，肩部22以比中心部分20更快的速度膨胀。本领域技术人员会认识到，可以获得其他能够使得胶囊10的肩部在一定压力下，比中心部分20更容易膨胀的变形例。

现参照图4，显示了本发明的胶囊10超越传统胶囊48的优势。因为传统胶囊48具有大体一致的尺寸，因此其无法充分地横向膨胀，并与生轮胎胎体50的全部区域相一致。反而，在胶囊48和生轮胎胎体50的胎面区域54和侧壁区域56的拐角之间经常留下缝隙52。结果是，从胎面区域54至侧壁区域56的生轮胎胎体50的过渡部分通常成型较差。至少由于作用于胶囊48的肩部区域的压力不足的原因，因此，传统胶囊48生产的低扁平率轮胎质量较差。

现参照图5A-D，示例了多个用于不同类型的轮胎模具的胶囊实施例。第一胶囊实施例58a指用于Bag-O-Matic类型的LARC硫化处理的胶囊。该胶囊的轮廓与图1-4中描绘的轮廓相似。第二胶囊实施例58b指用于NRM类型的LARC硫化处理的另一类型的胶囊。该胶囊具有带不规则形状夹持足与曲线夹持足的轮廓。第三胶囊实施例58c指用于KRUPP&AUTOLOCK LARC硫化处理的另一类型的胶囊。该胶囊具有带延伸夹持足与厚夹持足的轮廓。第四胶囊实施例58d指用于KOBE类型的LARC硫化处理的另一类型的胶囊。

本发明已经在上下文的典型实施例中作了说明。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的原则的情况下，可以增加、删除以及修改在此描述的特征。相应地，要求保持的内容权利要求来限定。

Claims (20)

1.一种用于硫化低扁平率轮胎的胶囊，包括：

包括第一夹持足和第二夹持足的第一部分；

包括第一肩部区域和第二肩部区域的第二部分，所述第一肩部区域和第二肩部区域具有各自的第一厚度尺寸和第二厚度尺寸；以及

将所述第一部分连接至第二部分并具有第三厚度尺寸的第三部分，其中，所述第一厚度尺寸和第二厚度尺寸小于第三厚度尺寸。

2.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述第一厚度尺寸和第二厚度尺寸基本上相同。

3.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，分隔所述第一夹持足和第二夹持足的距离小于第三部分的长度。

4.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述第一部分、第二部分、以及第三部分包括由连续膜片构成的部分。

5.根据权利要求4所述的胶囊，其特征在于，所述膜片在所述第一肩部区域和第二肩部区域弯曲。

6.根据权利要求4所述的胶囊，其特征在于，所述膜片在所述第三部分基本上为直的。

7.根据权利要求4所述的胶囊，其特征在于，至少一个夹持足的厚度大于所述第一肩部区域和第二肩部区域中的膜片的厚度。

8.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述肩部区域具有比第三部分更大的弹性。

9.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊为丁基橡胶。

10.一种用于硫化低扁平率轮胎的胶囊，包括：

具有相互间以第一距离定位的夹持足以及相互间以第二距离布置的第一肩部和第二肩部的胶囊，其中，所述第一肩部和第二肩部具有比胶囊其他部分更薄的尺寸，并且其中，所述第二距离大于第一距离。

11.根据权利要求10所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊为膜片。

12.根据权利要求11所述的胶囊，其特征在于，当所述胶囊处在压力下时，所述膜片在肩部比在胶囊的其他部分膨胀更大的量。

13.根据权利要求11所述的胶囊，其特征在于，所述膜片为丁基橡胶。

14.一种通过向胶囊加压来硫化低扁平率轮胎的胶囊，所述胶囊包括中心线，并且包括：

位于所述胶囊的中心线的相反侧上的肩部中的第一膨胀区域；以及

沿中心部分定位的第二膨胀区域，所述中心部分穿过中心线，并且位于所述胶囊的肩部之间；

其中，所述第一膨胀区域在压力下比第二膨胀区域膨胀的量更大。

15.根据权利要求14所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊为膜片。

16.根据权利要求14所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊包括夹持足，所述夹持足被构造和布置成在中心线的相反侧上比所述肩部更近地靠到一起。

17.一种用于成型低扁平率轮胎的方法，包括：

将低扁平率轮胎胎体放置在模具内部，所述模具适合于升高温度并且具有内表面；

将所述胶囊插入到所述模具和低扁平率轮胎胎体内部；

对所述扁平率轮胎胎体内部的胶囊进行加压，所述胶囊具有肩部，所述肩部在压力下比胶囊其他部分膨胀的量更大，其中，胶囊的形状通常与低扁平率轮胎胎体的轮廓相一致；

利用加压的胶囊，相对于模具的内表面挤压低扁平率轮胎胎体；

升高模具的温度；并且

将低扁平率轮胎胎体模制成轮胎。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述胶囊为膜片，其中，肩部的尺寸比胶囊其他部分的尺寸更薄。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述内表面包括肋，以便在低扁平率轮胎胎体上形成胎面花纹沟或其他花纹。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述胶囊包括夹持足。

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