CN101267923B - 硫化充气轮胎的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

对关闭在硫化模具(3)中的轮胎供热使其硫化。利用放在轮胎(2)中的热检测探头(14、15、18)对位于轮胎(2)中的至少一个第一检测区(14a)和至少一个第二检测区(15a)所达到的交联度进行监控。当发生以下情况时停止供热：(i)在所述至少一个检测区(14a，15a)中测量到的交联度达到大于全交联的90％的第一参考值；(ii)在每个检测区(14a，15a)中测量到的交联度超过第二预定参考值，该第二预定参考值不超过全交联的大约50％。

Description

硫化充气轮胎的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种硫化充气轮胎的方法和装置。

背景技术

一般地，在制造车轮充气轮胎的过程中，在装配各个元件形成胎坯之后执行模制和硫化处理，其中每个元件具有其自身的弹性体成分，一些元件还具有合适的增强结构；所述处理旨在通过使所述弹性体成分交联来确定轮胎的结构稳定性，同时一般要求能够在轮胎上形成期望的胎面花纹，以及在轮胎侧壁上形成可能的特殊的图形符号。

为此，要将胎坯放置到适当供热的硫化模具中，该模具的型腔形状与将要赋予给轮胎本身的最终形状一致。

在关闭模具之后，使胎胚压靠在型腔的支撑壁上，同时施加对轮胎本身进行硫化所需的热。为此，例如通过使带压的蒸汽进入环形结构的气囊(bladder)中并使气囊在轮胎内膨胀，从而使气囊接触轮胎的内表面，并使轮胎压靠在型腔的支撑壁上。

进入轮胎中的膨胀气囊内的带压蒸汽还被用于提供硫化所需的部分热。另一部分热从轮胎的外部通过模具提供，该模具可通过使蒸汽或其它供热流体循环的布置在硫化装置中的管路进行适当地供热。

通常，按照基于实验数据获得的预先设定的程序来控制蒸汽供给的温度、压力和在硫化模具中轮胎的停留时间，从而使具有不同弹性体成分的轮胎元件达到期望的交联度。

当完成硫化时，停止供热，打开模具，取出轮胎，然后使模具执行新的模制/硫化循环。

然而，这种做法很容易发生轮胎或其部件的过硫化和/或不充分硫化的现象。例如，这些现象可能会随着用于供热模具的蒸汽温度的变化而发生。此外，模具的温度还可能例如由于环境温度的变化而变化，或者由于供热流体的温度和在单位时间内模具散发的热量和/或在硫化步骤结束和下一个轮胎的硫化开始之间的打开时间的变化而变化。

在消除上述问题的尝试中，专利US-3,718,721提出了一种方法，即在对轮胎供热的过程中控制至少一部分轮胎的硫化状态，为此可将用于温度检测的探头布置在预定的轮胎区域中。

在对轮胎进行供热的过程中，在探头附近实时地对弹性体材料的温度进行检测，以计算在插入探头的轮胎部分所达到的真实硫化状态。当达到预定的交联度时，停止供热。

根据US-3,718,721的教导，待检测的用于测量温度的探头布置在非常难以进行热传递的轮胎区域中，或者布置在处理结束时所达到的交联度预计最小的任何地方。如果在不同的轮胎区域布置了几个探头，则根据检测到最小交联度的探头发送的数据中断供热。使所述轮胎区域达到合适的交联度将确保其余的轮胎部分充分地硫化。

然而，申请人还注意到，在US-3,718,721中公开的方法不能够保证对硫化处理的最佳控制。

实际上申请人观察到，对整个硫化时间的影响是由多个几乎不可预测的和不可控的因素导致的。取决于温度，这些因素会显著地影响在不同轮胎区域中进行供热所依据的动态特性。例如，申请人观察到，在硫化步骤开始时在胎坯中弹性体元件的温度会显著地影响在不同轮胎区域中进行供热所依据的动态特性。

另一个重要因素是室外环境温度，因为放置到模具内的胎坯的温度会取决于该环境温度，因此在不同轮胎区域中温度梯度也取决于该环境温度，特别是在硫化处理的初始步骤中。

此外，根据申请人的理解，在US-3,718,721中公开的方法在生产率和成本方面似乎也是不利的，因为每个轮胎的硫化需要的时间基本上比必需的时间更长。

重要的是在轮胎生产过程中，在不包括存储半成品的生产过程中(例如参见同一申请人的文献WO01/32409)，另一个几乎不可控的因素是在生产每个轮胎元件和将胎坯放置到模具中之间经历的时间。实际上在该临时步骤中，弹性体元件会受到冷却，冷却的程度取决于室外温度以及特别是取决于上述时间间隔。

在打开模具自身取出成品轮胎和放置一个新的胎坯之间所经历的过程中，室外温度也会影响模具的散热。

申请人认为，按照US-3,718,721的教导对硫化处理的控制可能决定轮胎的生产。在某些区域，该轮胎具有足够的交联度以确保轮胎行驶安全而需要的结构完整性，但是在性能方面不是最佳的。例如，取决于各种情况，弹性体元件在胎面带的径向外部或胎圈处的交联度可能大于或者相反小于最佳性能所要求的最佳交联度。

这种情况提出了一个非常重要的问题，特别是在制造用于具有较高和极高性能和/或用于竞赛的跑车和/或摩托车的轮胎中，其中在性能方面需要极高的质量。

申请人认为，通过监控在至少两个轮胎区域中达到的交联度，能够显著地改进现有的硫化方法。

该监控能够在某一时刻停止供热，在该时刻在第一轮胎区域中已经达到了期望的交联度，该交联度可用于确保轮胎的工作特性，以及在该时刻在第二轮胎区域达到比最小的预定值更高的交联度，该最小的预定值能够确保达到轮胎结构完整性的特性。

特别地，该第一区域优选是胎面带的一部分，而第二区域优选也是胎面带的一部分或者是另一轮胎部分如胎圈区域的一部分。

发明内容

详细地，在第一方面，本发明涉及一种硫化充气轮胎的方法，包括以下步骤：

将未硫化的轮胎关闭在硫化模具中；

给轮胎供热以使其硫化；

在供热过程中，监控在第一检测区中达到的交联度的第一值和在第二检测区中达到的交联度的第二值，所述第一和第二检测区位于轮胎中；

当出现以下情况时停止供热：

(i)交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值；且

(ii)交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值。

在另一个方面，本发明涉及一种用于硫化充气轮胎的装置，包括：

硫化模具，其具有用于至少一个未硫化轮胎的型腔；

供热装置，其用于给关闭在硫化模具中的未硫化轮胎供热，以决定其硫化；

监控装置，其用于监控在第一检测区中达到的交联度的第一值和在第二检测区中达到的交联度的第二值的装置，所述第一和第二检测区位于轮胎中；

控制装置，其与监控装置配合操作，用于当交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值同时交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值时停止供热。

本发明的技术方案如下所述。

本发明提供一种硫化充气轮胎的方法，包括以下步骤：

将未硫化的轮胎关闭在硫化模具中；

给轮胎供热以使其硫化；

在供热过程中，监控在第一检测区中达到的交联度的第一值和在第二检测区中达到的交联度的第二值，所述第一检测区和第二检测区位于轮胎中；

当出现以下情况时停止供热：

(i)交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值；且

(ii)交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值，所述第二参考值确保达到轮胎结构完整性。

优选地，通过以预定的时间间隔循环计算在所述检测区中达到的交联度的值来执行监控步骤。

优选地，监控在每个所述检测区中交联度的值包括以下步骤：

以预定的时间间隔循环测量每个检测区中的温度；

根据测量到的温度值计算每个检测区中达到的交联度的值。

优选地，以介于大约0.1秒和大约60秒之间的时间间隔执行交联度的值的循环计算。

优选地，至少第一和第二检测区中的一个比另一个在径向上处于更加靠内的位置。

优选地，至少一个所述检测区与轮胎外表面的距离大体上介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

优选地，至少一个所述检测区与轮胎外表面的距离大体上介于大约1.5毫米和大约10毫米之间。

优选地，至少一个所述检测区与和轮胎成一体的织物或金属增强结构的距离介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

优选地，至少一个所述检测区布置得靠近轮胎的胎面带。

优选地，位于胎面带处的所述检测区相对于胎面带的径向靠外位置位于径向靠内的位置，所述检测区与所述径向靠外位置的距离介于胎面带厚度的大约10％和大约30％之间。

优选地，位于胎面带处的所述检测区相对于胎面带的径向外表面位于径向靠内的位置，其与所述径向外表面的距离介于胎面带厚度的大约70％和大约90％之间。

优选地，至少一个所述检测区大体上位于轮胎的胎圈附近。

优选地，所述的方法还包括在供热过程中监控轮胎的至少一个第三检测区中的交联度的值的步骤。

优选地，当在第三检测区测量到的交联度的值小于第三参考值时禁止供热的中断，该第三参考值比所述第一参考值小。

优选地，所述的方法还包括以下步骤：

将在所述检测区中分别测量到的温度彼此进行比较；

当测量到的温度之间的差超过了预定的阈值时，根据第一可选程序进行供热。

优选地，所述的方法还包括以下步骤：

在将轮胎关闭在模具中之前测量硫化模具的温度；

将在模具中测量到的温度与事先输入的极限值进行比较；

当在模具中测量到的温度和事先输入的极限值之间的差小于预定的可接受的阈值时，将轮胎关闭在模具中。

优选地，所述的方法还包括以下步骤：

测量硫化模具的温度；

将硫化模具的温度与在至少一个所述检测区中测量到的温度进行比较；

当硫化模具的温度和在至少一个所述检测区中测量到的温度之间的差超过了预定的值时，根据第二可选程序进行供热。

优选地，在与设置成作用在轮胎上的模具的内表面相距大约2毫米至大约10毫米的距离处测量模具的温度。

优选地，利用探头对至少一个所述检测区进行温度测量，该探头沿一个方向从模具的内表面伸出，该方向大体上与在将轮胎关闭在模具中的过程中模具的内表面和轮胎的外表面之间相互靠近的方向平行。

优选地，第一参考值介于95％和100％之间。

优选地，第二参考值介于25％和35％之间。

本发明还提供一种用于硫化充气轮胎的装置，包括：

硫化模具，其具有用于至少一个未硫化轮胎的型腔；

供热装置，其用于给关闭在硫化模具中的未硫化轮胎供热，以决定其硫化；

监控装置，其用于监控在第一检测区中达到的交联度的第一值和在第二检测区中达到的交联度的第二值，所述第一检测区和第二检测区位于轮胎中；

控制装置，其与监控装置配合，用于当交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值同时交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值时停止供热，所述第二参考值确保达到轮胎结构完整性。

优选地，每个所述监控装置以预定的时间间隔循环计算在所述检测区中达到的交联度。

优选地，所述监控装置包括：

至少一个第一热检测探头；

至少一个第二热检测探头；

与所述第一和第二热检测探头可操作地连接的电子控制单元，其用于以预定的时间间隔循环检测每个检测区中的温度，并根据测量到的温度值计算在每个检测区中达到的交联度。

优选地，每个所述热检测探头从型腔的内表面伸出。

优选地，热检测探头从型腔的内表面分别伸出不同的量。

优选地，至少一个所述热检测探头伸入型腔的量介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

优选地，至少一个所述热检测探头伸入型腔的量介于大约1.5毫米和大约10毫米之间。

优选地，所述第一和第二热检测探头中的至少一个在设置成在轮胎的一个胎面带上操作的区域伸入型腔中。

优选地，至少一个所述热检测探头在设置成在轮胎的胎圈上操作的径向靠内的区域附近伸入到型腔中。

优选地，所述监控装置包括至少一个第三热检测探头，以监控在至少一个第三检测区中达到的交联度。

优选地，当在第三检测区测量到的交联度的值小于第三参考值时，所述控制装置禁止供热的中断，该第三参考值比所述第一参考值小。

优选地，所述的装置还包括至少一个比较器，其用于将由所述热检测探头分别测量到的温度彼此进行比较，其中所述控制装置与所述比较器可操作地相互连接，从而当测量到的温度之间的差超过了预定的阈值时，根据第一可选程序进行供热。

优选地，所述的装置还包括：

至少一个辅助热检测探头，其可操作地布置在模具中，用于测量硫化模具的温度；

比较器，其用于将在模具中测量到的温度与事先输入的极限值进行比较；其中所述控制装置与所述比较器可操作地相互连接，从而当在模具中测量到的温度和事先输入的极限值之间的差小于预定的可接受的阈值时，将轮胎关闭在模具中。

优选地，所述的装置还包括：

至少一个辅助热检测探头，其可操作地布置在模具中，测量硫化模具的温度；

比较器，其用于将硫化模具的温度与由至少一个所述热检测探头测量到的温度进行比较；其中所述控制装置与所述比较器可操作地相互连接，从而当硫化模具的温度与由至少一个所述热检测探头测量到的温度之间的差超过了预定的值时，根据第二可选程序进行供热。

优选地，辅助热检测探头在与所述型腔的内表面相距大约2毫米至大约10毫米的距离处操作。

优选地，模具包括多个沿相互靠近方向可移动的部分，以将轮胎关闭在型腔中；每个所述热检测探头由所述可移动部分中的一个支承，在关闭模具的过程中，至少一个所述热检测探头沿各个可移动部分的移动方向从型腔的内表面伸出。

通过对根据本发明的用于硫化充气轮胎的方法和装置的优选但不唯一的实施例的详细描述，进一步的特征和优点将更加明显。

附图说明

下文将参考附图进行说明，该附图是作为非限制的实例给出的，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的硫化模具的半个径向截面，该模具是车轮轮胎制造装置的一部分；

图2示出了图1的放大细节，以突出热检测探头在模具中的放置；

图3是从实验室试验获得的曲线，该试验用于检测在预定参考温度下试样的交联度随时间的变化；

图4是示出了根据本发明在进行硫化处理的轮胎的不同检测区域中交联度变化的曲线。

具体实施方式

参考图1，根据本发明用于硫化车轮的充气轮胎的装置整体上用标记1表示。

装置1通常包括限定了一个型腔3a的硫化模具3，该型腔3a适于容纳要进行模制和硫化处理的未硫化轮胎2。

如图1所示，硫化模具3具有一对轴向相对的板4和多个周向扇段5，该周向扇段在关闭模具3的同时可沿相互靠近的方向移动。当关闭模具时，板4和扇段5将型腔3a的内表面6的形状限定为与要赋予给轮胎2的最终结构形状一致。详细地，板4设置成在被处理轮胎2的所谓的胎圈7和侧壁8上操作，而扇段5适于在轮胎本身的胎面带9上操作。一旦将未硫化轮胎2关闭在模具1中，可使用合适的装置将未硫化的轮胎2压靠在型腔3a的内表面6上。随后，或者在上述施压步骤的同时，对压靠在所述内表面6上的未硫化轮胎2供热。

通过施压作用，布置在扇段5和板4上的合适隆起部在轮胎2的胎面带9上形成期望的花纹，并在侧壁6上形成多个特殊的图形符号。

所供给的热使构成轮胎的不同弹性体成分交联。当完成这一过程时，在打开模具3后从模具中取出成品轮胎(即模制并固化后的轮胎)。

作为示例在图1中示出的是施压装置，其包括大体上为环形结构的气囊10，该气囊具有两个周向边缘，该周向边缘带有将要密封地接合在模具3中的各自的固定尾部10a。在模具3中形成的用于接收蒸汽或其它工作流体的导管11汇合到气囊10的内部，并在进来的带压流体的作用下使气囊膨胀，由此将未硫化轮胎2压靠在板4和扇段5上。此外供热装置12在板4和/或扇段5处与模具3可操作地结合，用于给待硫化的未硫化轮胎2供热，该供热装置12优选与进入可膨胀气囊10中的蒸汽配合操作。

硫化模具3优选还包括多个排气阀13，其例如安装在模具3中靠近轮胎肩部和胎冠部分的区域。安装在布置于模具壁中的各个直通座13a中的排气阀13的功能是，在施压步骤的同时，排空在硫化处理中可能使用的以及在未硫化轮胎2和内表面6之间存在的气团和其它流体。

此外，监控装置14、15、18与模具3可操作地相结合，用于监控轮胎2达到的交联度的值，这些监控装置与电子控制单元17或其它合适的控制装置可操作地连接，从而当达到在下文中更好地限定的交联度的期望值时停止给轮胎供热。

详细地，监控装置14、15、18包括分别在第一检测区14a和第二检测区15a中操作的至少一个第一热检测探头14和至少一个第二热检测探头15，上述两个检测区限定在被处理的轮胎中。

每个热检测探头14、15从型腔3a的内表面6伸出预定的量，使得其在各个检测区14a，15a中包含在具有特定弹性体成分和形成轮胎2的材料中。正如从图2中清楚地看到的，热检测探头14、15优选分别从型腔3a的内表面6伸出不同的量，使得第一和第二检测区14a，15a分别以不同的深度位于轮胎2中，即一个探头比另一个探头处于径向更靠内的位置。

优选地，热检测探头14、15或至少其中一个探头与其中一个扇段5相结合，使得它们伸出到靠近设置成靠在轮胎2的胎面带9上操作的区域的型腔3a中。

作为示例，第一热检测探头14从型腔3a伸出的量介于大约0.5毫米和大约3毫米之间，优选地是大约1毫米，使得第一检测区14a位于胎面带9的外表面处并相距一定的距离，作为指示，该距离介于胎面带厚度的大约10％和30％之间，其中交联度的控制对在使用过程中轮胎2的工作特性是特别重要的。

接下来，第二热检测探头15从型腔3a的内表面6伸出一定的量，作为指示，其介于大约1.5-10毫米之间，优选地是大约8毫米，使得第二检测区15a位于靠近通常结合在轮胎2中的带束层结构16或其它织物或金属增强结构的一定距离处，作为指示，该距离介于大约胎面带厚度的大约70％和大约90％之间。为了避免对带束层结构16和/或第二热检测探头15的破坏，可以使探头本身从型腔3a的内表面6伸出一定的量，该量在任何情况下都不超过通常布置在扇段5上以便在胎面带9上形成上述花纹的隆起部5a的伸出量。通过这种方式，第二探头15和相应的检测区15a与结合到轮胎2中的带束层结构16或其它织物或金属增强结构保持一定距离，作为指示，该距离介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

优选地，在模具3的打开和关闭步骤的过程中，第一和/或第二热检测探头14、15从型腔3a的内表面6平行于各个扇段5、板4或其它可动部分的移动方向伸出。

因此，在关闭模具3的过程中，每个探头14、15沿这样一个方向从模具3的内表面6伸出，该方向大体上与模具3的内表面6和轮胎2的外表面之间的相互靠近的方向平行。通过这种方式，可以在模具3的打开和关闭步骤中避免将不期望的弯曲应力传递给探头14、15。因此，有利的是可以使用特别细的容纳在直通座13a中的探头14、15代替排气阀13，并且该探头的尺寸既不适于使轮胎2的几何和结构特征产生变化，也不会在成品中产生显眼的印记。

在给关闭在模具3中的轮胎2供热的过程中，探头14、15向电子控制单元17发送信号，该信号表示分别在轮胎2的第一和第二检测区14a，15a中达到的温度。以比较近的时间间隔，例如大约1秒，优选地其范围介于0.1-60秒之间，周期性地通过探头14、15进行温度检测，从而大体上在整个硫化循环中对温度变化过程进行连续的监控。

电子控制单元17根据合适的预定算法例如按照阿累尼乌斯定律(Arrhenius law)处理表示温度的所有数据，以便监控从相应的等效时间导出的第一和第二检测区14a，15a中的弹性体成分逐渐达到的交联度(如下文所限定的)。

优选地，根据下面的阿累尼乌斯方程确定交联度：

t1/t2＝exp[-E/R(1/T2-1/T1)]

其中：

R＝通用气体常数；

E＝交联反应的激活能，所使用的可交联的弹性体成分的典型特性；

t1＝在恒定参考温度T1下获得期望的交联度所需的时间；

t2＝在恒定温度T2下获得期望的交联度所需的时间。

因此，在特定的恒定温度T2下达到期望的交联状态的时间t2已知的情况下，能够计算出在参考温度T1下达到相同的交联状态所需的时间t1。时间t1通常称为交联的“等效时间”。

与第一和/或第二检测区14a，15a中存在的弹性体成分有关的预先输入到与电子控制单元17相结合的存储单元中的数据是表示所需等效时间的数据，以致交联度可以达到第一参考值。作为指示，该第一参考值的范围介于全交联的95％和100％之间，优选地大于全交联的大约90％。与第一和/或第二检测区14a，15a中存在的弹性体成分有关的也输入到存储单元17中的数据是表示所需等效时间的数据，以致在所述参考温度，交联度可以达到第二预先设定的参考值，其小于第一参考值。该第二参考值优选介于全交联的25％和35％之间，仅仅作为指示，其不能超过全交联的大约50％。

表示等效时间的存储在控制单元17中的所述数据是根据实验室试验预先确定的，该试验例如是按照ISO6502标准在检测区本身中出现的且未交联的弹性体成分的试样上进行的。

图3是从典型的实验室试验获得的曲线，其中曲线K表示试样中弹性反应F随时间t的变化。正如所看到的，在试验的开始阶段A，弹性反应F略微减小，因为供热可以使材料的粘性变小，直到达到最小值Fmin，该最小值通常被认为表示交联度等于零的基准点。在越过开始阶段A后，弹性反应F逐渐增大直到达到最大值Fmax，该最大值通常指定为交联度百分比等于100。

在对着阶段B的曲线长度K上的每个点P1，P2处，材料在相应时刻t1，t2所达到的交联度的百分比值可分别表示为：

100×(F1-Fmin)/(Fmax-Fmin)

100×(F2-Fmin)/(Fmax-Fmin)，

其中F1或F2表示试样在时刻t1或t2的弹性反应值。

电子控制单元17中存储了在实验室试验中所需的实验数据，该试验是对轮胎2的检测区中所用的弹性体成分的试样进行的，根据与使用第一和第二热检测探头14、15实时地周期性地测量的温度相关的数据，该电子控制单元17能够计算在检测区14a，15a中达到的交联度。

特别地，通过使用由探头14、15执行的每个读数周期中计算出的等效时间值，因此电子控制单元17能够计算在第一和第二检测区14a，15a中的所述弹性体成分在每一时刻达到的交联度。

在热检测探头14、15的每个读数周期中，电子控制单元17将对每个检测区14a，15a计算的交联度与相应的第一和第二参考值比较，从而当出现以下情况时中断供热，优选地同时打开模具3：

(i)至少在一个所述检测区14a，15a中(优选在第一检测区14a，因为该检测区靠近胎面带9的表面)测量到的交联度的值达到大于约90％的第一参考值；

(ii)在每个检测区14a，15a中测量到的交联度超过了小于约50％的第二参考值。

优选地，第一参考值介于大约95％和100％之间。优选地，第二参考值介于大约25％和35％之间。

通过这种方式可以确保，在轮胎2的给定区域，例如在第一检测区14a所测量的靠近胎面带9的外表面的区域，达到与轮胎2的期望工作特性相关的最佳交联度。同时，在第二检测区15a和/或其他可能的例如涉及轮胎2内部的热更加难以到达的检测区进行的控制可确保，在所述内部的交联度达到一定的值之前不停止供热，尽管该值仍然小于在第一检测区14a中要求的最佳交联度，但是其适合于保持轮胎2在使用中的结构完整性。

图4是示出了根据本发明在进行硫化过程中在轮胎2的不同检测区域14a，15a按照上面的描述测量的交联度变化的曲线。

曲线S1和S2表示在第一检测区14a和第二检测区15a分别测量的随时间变化的交联度，该第一检测区靠近胎面带9的外表面，该第二检测区位于更靠内的位置，即靠近带束层结构16。

可以观察到在非常靠近型腔3a的内表面6并因此非常接近供热源的第一检测区14a附近，其交联度(曲线S1)比在第二检测区15a中的交联度增大得更快。因此，第一检测区14a中的交联度在时刻t1超过了第二参考值V2，此时第二检测区15a中的交联度(曲线S2)仍然小于第二值。当继续硫化过程时，第二检测区15a中的交联度在时刻t2也超过了第二参考值V2，此时第一检测区14a中的交联度仍然小于第一参考值V1。然后，继续供热直到时刻t4，此时第一检测区14a中的交联度达到了第一参考值V1。一旦超过该值，电子控制单元17就中断供热，然后打开模具3，取出轮胎2。

由于存储在轮胎2中的热的作用，轮胎2中的交联过程在从模具3中取出轮胎本身之后的一段时间内会继续进行。

取决于所处理的轮胎2用途的类型和/或目的，第一和第二热检测探头14和15的定位可以不同于前面的描述。作为指示，前面描述的示例特别适合于竞技用的高性能轮胎，其中由胎面带9提供的抓地力对于轮胎2的定性评价具有特别重要的作用。

在其他情况下，希望能够控制轮胎2的胎圈7的交联度。在这种情况下，第一和/或第二热检测探头14和/或15可以布置成在径向内部区域伸出到型腔3a中，并设置成靠在限定了第一和/或第二热检测区14a，15a的胎圈7上操作。

正如在附图中所例举的，靠近胎圈7或轮胎2的任何其他期望的第三检测区18a的交联度也可以通过至少一个第三热检测探头18来监控，该第三热检测探头18与电子控制单元17互锁。当第三探头18测量到的交联度小于第三参考值V3时，电子控制单元17禁止供热的中断，该第三参考值小于第一参考值V1。第三参考值V3可以等于或不同于第二参考值V2；在图4所示的实例中，V3大于V2。

在所述图4中，示出了与第三热检测探头18有关的曲线S2；在超过第二检测区15a中的第二参考值V2之后，其在时刻t3达到第三参考值V3。然而，当第三检测区18a中的交联度达到第三参考值V3时，第一检测区14a中的交联度还没有达到第一参考值V1。因此，继续供热直到在第一检测区14a中达到第一参考值V1。

根据本发明的另一个优选方面，探头14、15、18还可以有利地用于监控被处理轮胎2中热分布的均匀性。为此，与热检测探头14、15、18可操作地连接的至少一个比较器19与电子控制单元17相结合，以便将和每个探头测量到的温度相关的数据彼此进行比较，同时由其执行每个检测循环。比较器19计算在每个检测循环中探头14、15、18测量到的温度之间的差，然后将获得的结果与事先输入到存储单元中的阈值相比较。由各个探头14、15、18测量到的温度之间的差过大，则表示很可能所述探头中的一个或多个出现了故障。有利地，当各个探头14、15、18测量到的温度之间的差超过了事先输入的阈值时，根据探头14、15、18测量到的数据，电子控制单元17将停止对硫化处理的控制，从而能够根据事先输入的第一可选程序进行供热，该第一可选程序可确保供热一段时间，以保证在轮胎2的整个结构中达到足够的交联度。由于该第一可选程序是在缺乏由探头14、15、18测量到的数据的情况下进行控制的，因此有必要包括与那些通过所述探头14、15、18进行控制而能够获得的时间不同的硫化时间，而且在任何情况下都能够进行硫化处理。

可以使用至少一个辅助热检测探头20，其可操作地布置在模具3中，用于检测模具自身的温度。优选地，该辅助探头20与型腔3a的内表面6相隔一定的距离进行操作，该距离介于大约2毫米和大约35毫米之间。优选地，所述距离介于大约2毫米和10毫米之间。

辅助探头20可操作地与比较器19连接，该比较器19与所述第一、第二和/或第三检测探头14、15、18或其他不同的比较器互锁，该不同的比较器可将由辅助探头20测量的温度和存储在存储器中的预置的极限值相比较。在硫化装置1的供热步骤中，可以使用辅助检测探头20来保证在开始硫化处理之前模具3已经达到了最佳的操作温度。为此，当辅助探头20测量到的温度和预置的极限值之间的差小于预定的可接受的阈值时，电子控制单元17用于将轮胎2引导到模具3中和/或关闭所述模具3。在完成硫化处理期间，模具3的温度偏离最佳的操作温度过大，则表示在轮胎2中操作的热检测探头14、15、18可能出现了故障。因此，有利地，电子控制单元17可以和比较器19相互作用，以便当硫化模具3的温度和由在轮胎2内操作的探头14、15、18测量到的温度之间的百分比差值超过了预定值时，根据预先设定的第二可选择程序进行供热。作为指示，该预定值介于大约3％和大约10％之间时。根据第二可选程序，可按照直接在模具3中操作的辅助探头20测量到的温度控制当完成硫化时硫化时间的调节，即中断供热。在这种情况下，硫化时间可以调节成确保轮胎2中具有充分的交联度，并且硫化时间基本上与那些通过在轮胎2中操作的第一、第二和/或第三热检测探头进行的控制而可能获得的硫化时间不同。

Claims (38)

1.一种硫化充气轮胎的方法，包括以下步骤：

将未硫化的轮胎(2)关闭在硫化模具(3)中；

给轮胎(2)供热以使其硫化；

在供热过程中，监控在第一检测区(14a)中达到的交联度的第一值和在第二检测区(15a)中达到的交联度的第二值，所述第一检测区(14a)和第二检测区(15a)位于轮胎(2)中；

当出现以下情况时停止供热：

(i)交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值；且

(ii)交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值，所述第二参考值确保达到轮胎结构完整性。

2.如权利要求1所述的方法，其中通过以预定的时间间隔循环计算在所述检测区(14a，15a)中达到的交联度的值来执行监控步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中监控在每个所述检测区(14a，15a)中交联度的值包括以下步骤：

以预定的时间间隔循环测量每个检测区(14a，15a)中的温度；

根据测量到的温度值计算每个检测区(14a，15a)中达到的交联度的值。

4.如权利要求2所述的方法，其中以介于大约0.1秒和大约60秒之间的时间间隔执行交联度的值的循环计算。

5.如权利要求1所述的方法，其中至少第一和第二检测区(14a，15a)中的一个比另一个在径向上处于更加靠内的位置。

6.如权利要求1所述的方法，其中至少一个所述检测区(14a，15a)与轮胎(2)外表面的距离大体上介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

7.如权利要求1所述的方法，其中至少一个所述检测区(14a，15a)与轮胎(2)外表面的距离大体上介于大约1.5毫米和大约10毫米之间。

8.如权利要求1所述的方法，其中至少一个所述检测区(14a，15a)与和轮胎(2)成一体的织物或金属增强结构(6)的距离介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

9.如权利要求1所述的方法，其中至少一个所述检测区(14a，15a)布置得靠近轮胎(2)的胎面带(9)。

10.如权利要求9所述的方法，其中位于胎面带(9)处的所述检测区(14a，15a)相对于胎面带(9)的径向靠外位置位于径向靠内的位置，所述检测区(14a，15a)与所述径向靠外位置的距离介于胎面带厚度的大约10％和大约30％之间。

11.如权利要求9所述的方法，其中位于胎面带(9)处的所述检测区(14a，15a)相对于胎面带(9)的径向外表面位于径向靠内的位置，其与所述径向外表面的距离介于胎面带厚度的大约70％和大约90％之间。

12.如权利要求1所述的方法，其中至少一个所述检测区(14a，15a)大体上位于轮胎(2)的胎圈(7)附近。

13.如权利要求1所述的方法，还包括在供热过程中监控轮胎(2)的至少一个第三检测区(18a)中的交联度的值的步骤。

14.如权利要求13所述的方法，其中至少一个所述检测区(18a)大体上位于轮胎(2)的胎圈(7)附近。

15.如权利要求13所述的方法，其中当在第三检测区(18a)测量到的交联度的值小于第三参考值时禁止供热的中断，该第三参考值比所述第一参考值小。

16.如权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：

将在所述检测区(14a，15a)中分别测量到的温度彼此进行比较；

当测量到的温度之间的差超过了预定的阈值时，根据第一可选程序进行供热。

17.如权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：

在将轮胎(2)关闭在模具(3)中之前测量硫化模具(3)的温度；

将在模具(3)中测量到的温度与事先输入的极限值进行比较；

当在模具(3)中测量到的温度和事先输入的极限值之间的差小于预定的可接受的阈值时，将轮胎(2)关闭在模具(3)中。

18.权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：

测量硫化模具(3)的温度；

将硫化模具(3)的温度与在至少一个所述检测区(14a，15a)中测量到的温度进行比较；

当硫化模具(3)的温度和在至少一个所述检测区(14a，15a)中测量到的温度之间的差超过了预定的值时，根据第二可选程序进行供热。

19.如权利要求17所述的方法，其中在与设置成作用在轮胎(2)上的模具(3)的内表面(6)相距大约2毫米至大约10毫米的距离处测量模具(3)的温度。

20.如权利要求3所述的方法，其中利用探头对至少一个所述检测区(14a，15a)进行温度测量，该探头沿一个方向从模具(3)的内表面(6)伸出，该方向大体上与在将轮胎(2)关闭在模具(3)中的过程中模具(3)的内表面(6)和轮胎(2)的外表面之间相互靠近的方向平行。

21.如权利要求1所述的方法，其中第一参考值介于95％和100％之间。

22.如权利要求1所述的方法，其中第二参考值介于25％和35％之间。

23.一种用于硫化充气轮胎的装置，包括：

硫化模具(3)，其具有用于至少一个未硫化轮胎(2)的型腔(3a)；

供热装置，其用于给关闭在硫化模具(3)中的未硫化轮胎(2)供热，以决定其硫化；

监控装置，其用于监控在第一检测区(14a)中达到的交联度的第一值和在第二检测区(15a)中达到的交联度的第二值，所述第一检测区(14a)和第二检测区(15a)位于轮胎(2)中；

控制装置(17)，其与监控装置配合，用于当交联度的第一值达到大于约90％的第一参考值同时交联度的第二值超过了小于约50％的第二参考值时停止供热，所述第二参考值确保达到轮胎结构完整性。

24.如权利要求23所述的装置，其中每个所述监控装置以预定的时间间隔循环计算在所述检测区(14a，15a)中达到的交联度。

25.如权利要求23或24所述的装置，其中所述监控装置包括：

至少一个第一热检测探头(14)；

至少一个第二热检测探头(15)；

与所述第一和第二热检测探头(14、15)可操作地连接的电子控制单元(17)，其用于以预定的时间间隔循环检测每个检测区(14a，15a)中的温度，并根据测量到的温度值计算在每个检测区(14a，15a)中达到的交联度。

26.如权利要求25所述的装置，其中每个所述热检测探头(14、15)从型腔(3a)的内表面(6)伸出。

27.如权利要求26所述的装置，其中热检测探头(14、15)从型腔(3a)的内表面(6)分别伸出不同的量。

28.如权利要求26所述的装置，其中至少一个所述热检测探头(14、15)伸入型腔(3a)的量介于大约0.5毫米和大约3毫米之间。

29.如权利要求26所述的装置，其中至少一个所述热检测探头(14、15)伸入型腔(3a)的量介于大约1.5毫米和大约10毫米之间。

30.如权利要求26所述的装置，其中所述第一和第二热检测探头(14、15)中的至少一个在设置成在轮胎(2)的一个胎面带(9)上操作的区域伸入型腔(3a)中。

31.如权利要求26所述的装置，其中至少一个所述热检测探头(14、15)在设置成在轮胎(2)的胎圈(7)上操作的径向靠内的区域附近伸入到型腔(3a)中。

32.如权利要求25所述的装置，其中所述监控装置包括至少一个第三热检测探头(18)，以监控在至少一个第三检测区(18a)中达到的交联度。

33.如权利要求32所述的方法，其中当在第三检测区(18a)测量到的交联度的值小于第三参考值时，所述控制装置(17)禁止供热的中断，该第三参考值比所述第一参考值小。

34.如权利要求25所述的装置，还包括至少一个比较器(19)，其用于将由所述热检测探头(14、15)分别测量到的温度彼此进行比较，其中所述控制装置(17)与所述比较器(19)可操作地相互连接，从而当测量到的温度之间的差超过了预定的阈值时，根据第一可选程序进行供热。

35.如权利要求25所述的装置，还包括：

至少一个辅助热检测探头(20)，其可操作地布置在模具(3)中，用于测量硫化模具(3)的温度；

比较器(19)，其用于将在模具(3)中测量到的温度与事先输入的极限值进行比较；其中所述控制装置(17)与所述比较器(19)可操作地相互连接，从而当在模具(3)中测量到的温度和事先输入的极限值之间的差小于预定的可接受的阈值时，将轮胎(2)关闭在模具(3)中。

36.如权利要求25所述的装置，还包括：

至少一个辅助热检测探头(20)，其可操作地布置在模具(3)中，测量硫化模具(3)的温度；

比较器(19)，其用于将硫化模具(3)的温度与由至少一个所述热检测探头(14、15)测量到的温度进行比较；其中所述控制装置(17)与所述比较器(19)可操作地相互连接，从而当硫化模具(3)的温度与由至少一个所述热检测探头(14、15)测量到的温度之间的差超过了预定的值时，根据第二可选程序进行供热。

37.如权利要求35所述的装置，其中辅助热检测探头(20)在与所述型腔(3a)的内表面(6)相距大约2毫米至大约10毫米的距离处操作。

38.如权利要求25所述的装置，其中：

模具(3)包括多个沿相互靠近方向可移动的部分(4，5)，以将轮胎(2)关闭在型腔(3a)中；

每个所述热检测探头(14、15)由所述可移动部分(4，5)中的一个支承，以及

在关闭模具(3)的过程中，至少一个所述热检测探头(14、15)沿各个可移动部分的移动方向从型腔(3a)的内表面(6)伸出。

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