CN101462330A - 用于组装和拆卸轮胎硫化模具的装载设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于组装和拆卸轮胎硫化模具的装载设备和方法。本发明提出一种用于将胎坯和型芯组件定位到环形模具中的装载设备和方法，它包括支架组件，其具有支撑表面，该支撑表面用于在其上接纳第一模具侧壁成形节段，该表面具有中央开口。心轴接合组件向上突伸穿过支撑表面中央开口，并且在前端包括联接机构，该前端操作上与轮胎成型型芯的第一心轴端部配合。联接机构用于使轮胎成型型芯上的胎坯的侧壁悬置在定位于支架支撑表面上的第一模具侧壁成形节段的上方一段距离处。心轴接合组件在升高位置和降低位置之间轴向地运动，并且在降低位置用于将胎坯的侧壁表面放置在第一模具侧壁成形节段上。

Description

用于组装和拆卸轮胎硫化模具的装载设备和方法

技术领域

本发明总体上涉及自动化的制造轮胎生产线，更具体地，涉及用于在集成化的轮胎制造系统中组装和拆卸轮胎固化(或硫化)模具的装载设备和方法。

背景技术

使生胎或胎坯(green tire)在模具中硫化是已知的。共同未决的美国专利申请系列号为No.10/417,849题为“A METHOD FOR CURINGTIRES AND A SELF-LOCKING TIRE MOLD”的公开了一种使轮胎在自锁轮胎模具中固化或硫化的方法。始终希望在轮胎制造系统内采用这样一种模具，从而使轮胎生产的效率最大化并使轮胎生产的成本最小化。

发明内容

本发明提供一种用于将胎坯(green tire)和型芯组件(core assembly)定位到环形模具中的装载设备，所述设备包括支架组件，该支架组件具有支撑表面，该支撑表面操作上在其上接纳第一模具侧壁成形节段，所述表面具有中央开口。心轴接合组件向上突伸穿过支撑表面中央开口，并且在前端包括联接机构，所述前端操作上与轮胎成型型芯的第一心轴端部配合。所述联接机构操作上使轮胎成型型芯上的胎坯的侧壁悬置在定位在支架支撑表面上的第一模具侧壁成形节段的上方一段距离处。

依据另一方面，心轴接合组件在升高位置和降低位置之间轴向地移动，并且在降低位置操作上将胎坯的侧壁表面放置在第一模具侧壁成形节段上。

根据另一方面，支架支撑表面包含在旋转环组件中，该旋转环组件操作上旋转以将模具侧壁段锁定在一起以及解锁模具侧壁段。

在本发明的另一方面，本发明提供一种将胎坯和型芯组件定位到环形模具中的方法，所述方法包括：将第一模具侧壁成形节段设置在具有中央开口的支撑表面上；使心轴接合组件突伸穿过支撑表面中央开口并与轮胎成型型芯的第一心轴端部成联接关系；将轮胎成型型芯上的胎坯的第一侧壁悬置在设置于支撑表面上的第一模具侧壁成形节段的上方一段距离处；将模具的各节段组装或装配成包围胎坯的组装好的模具构形或构造；将胎坯的第一侧壁下降到设置在支撑架上的第一模具侧壁成形节段上。

附图说明

下面将通过示例并参照附图来描述本发明，其中：

图1是轮胎固化生产线总成(或组件)的顶部前透视图；

图2是轮胎固化生产线总成的顶部后透视图；

图3是模具组装站和模具操纵器组件的顶部透视图；

图4是模具操纵器设备框架的前透视图；

图5是模具操纵器设备框架的底部透视图；

图6是模具夹持器组件的上部子(或分)组件的底部透视图；

图7是图6的子组件的顶部透视图；

图7A是图6的子组件内的压紧(或压制)子组件的局部顶部透视图，为了图示的目的去除了其中的某些部分；

图8是在模具锁定位置示出的压紧子组件的放大的底部透视图；

图9是在模具释放位置示出的压紧子组件的底部透视图；

图10是分段模具(或节段式模具)的顶部透视图；

图11是定位于模具夹持器组件的上部子组件下方的分段模具的透视图；

图12是继图11之后的透视图，示出了模具夹持器组件的上部子组件被下降到分段模具上；

图12A是模具夹持器组件的上部子组件被下降到分段模具上的底部透视图；

图13是继图12之后的视图，示出了上部夹持环从致动滚珠丝杠的延伸部的旋转；

图13A是示出上部夹持环从致动滚珠丝杠的延伸部的旋转的底视图；

图14是继图13之后的视图，示出上部夹持环的进一步旋转；

图14A是示出上部夹持环的进一步旋转的底部透视图；

图15是继图14之后的视图，示出上部夹持环的进一步旋转；

图15A是示出上部夹持环的进一步旋转的底部透视图；

图16是夹持器组件的下部支架子组件的顶部透视图；

图17是分段模具被下降到下部支架子组件上的顶部透视图；

图18是夹持器组件的胎面节段操纵子组件的透视图；

图19是一个胎面节段操纵装置的前局部透视图；

图19A是图19的胎面节段操纵装置的放大透视图，为了图示的目的去除了外盖部分；

图20是胎面节段操纵子组件的顶部透视图，为了图示的目的去除了选定的某些盖；

图20A是图20的胎面节段操纵子组件的一部分的放大透视图；

图21是一个胎面节段操纵装置的一部分的底部透视图；

图22是胎面节段操纵子组件、下部夹持器子组件和型芯电插入式设备的局部透视图；

图23是型芯电插入式设备的放大透视图；以及

图24是沿24-24线截取的图23的型芯电插入式设备的纵剖视图。

具体实施方式

定义

“高宽比”的意思是轮胎断面高度与断面宽度之比。

“轴向的”和“轴向地”的意思是与轮胎的旋转轴线平行的线或方向。

“胎圈”或“胎圈芯”的意思大体是包括环形拉伸构件的轮胎的部分，径向内胎圈与将轮胎保持到轮辋相关联，所述轮辋被帘布线包绕并且用或不用其它加固件，例如胶织物(flipper)、剪力物(chipper)、三角胶(apexes)或填料、护趾胶(toe guard)和胎圈包布(chaffers)，来成形。

“带结构”或“加固带”的意思是平行帘线的至少两个环形层或帘布层，所述帘线是织造或非织造的、位于胎面下方且不锚定于胎圈，而且相对于轮胎的赤道面具有17°-27°范围内的左帘线角和右帘线角。

“周向(的)”的意思是沿着与轴向垂直的环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。

“胎体”的意思是在帘布层之上除了带结构、胎面、底胎面之外的轮胎结构，但是包括任何替代性轮辋附接件上的胎圈，如果使用的话。

“外胎”的意思是除了胎面和底胎面之外的轮胎的胎体、带结构、胎圈、侧壁和所有其它部件。

“胎圈包布”指的是围绕胎圈的外部放置的窄的材料带，以保护帘线层不受轮辋的影响、分配轮辋上的挠曲(度)。

“帘线”的意思是增强线股之一，轮胎中的帘布层包括所述增强线股或由其组成。

“赤道面(EP)”的意思是垂直于轮胎的旋转轴线并且经过轮胎的胎面中心的平面。

“触地面(或印记)”的意思是轮胎胎面以零速并且在正常载荷和压力下与平坦表面的接触面或接触区域。

“内衬”的意思是由弹性体或其它材料制成的层或各层，所述层形成无内胎轮胎的内表面并且包含轮胎内的膨胀流体。

“正常膨胀压力”的意思是由适当的标准化组织为轮胎的使用条件指定的规定设计的膨胀压力和载荷。

“正常载荷”的意思是由适当的标准化组织为轮胎的使用条件指定的规定设计的膨胀压力和载荷。

“放置”的意思是通过沿着所期望的帘布层路径的放置位置施加压力来粘附帘线，从而将帘线定位在表面上。

“帘布层”的意思是涂敷橡胶的平行帘线的层。

“径向的”和“径向地”的意思是放射状地朝向或背向轮胎的旋转轴线的方向。

“子午线帘布层轮胎”的意思是带束的充气轮胎或周向约束式充气轮胎，其中，至少一个帘布层的帘线从胎圈延伸到胎圈并且相对于轮胎的赤道面以65°和90°之间的帘线角来设置。

“断面高度”的意思是从轮辋名义直径到轮胎在轮胎赤道面处的外径的径向距离。

“断面(截面)宽度”的意思是在轮胎以正常压力膨胀时以及此后的24小时，但是空载，在轮胎侧壁的外部之间平行于轮胎轴线的最大直线距离，不包括由于加标签、装饰或防护带所引起的升高。

“胎肩”的意思是刚好在胎面边缘下方的侧壁的上部。

“侧壁”的意思是轮胎的胎面和胎圈之间的部分。

“胎面宽度”的意思是沿着轴向，即在与轮胎的旋转轴线平行的平面中，的轮胎行驶面的弧长。

“缠绕”的意思是使帘线在张力作用下沿着线性路径包绕到凸面上。

本发明优选实施例的详细描述

首先参照图1和图2，示出了作为集成化的制造轮胎生产线的一部分的硫化生产线(或固化生产线)10。硫化生产线10包括以线性阵列布置的多个站，然而，如果希望还可以采用其它的工作站的布置来适应设施和生产的需求。制造轮胎生产线由施加到分段的型芯(节段式型芯)的部件来构建轮胎，所述分段的型芯的尺寸和构造确定为接近于成品轮胎。在2003年4月17日提交的美国专利申请系列号为10/417,849的题为“A METHOD FOR CURING TIRES AND A SELF-LOCKING TIREMOLD”中介绍了一种在轮胎制造中使用的分段的模具(弧节段式模具)，在此通过引用将该专利申请并入本文。所述模具具有：中心轴线；多个可径向移动的胎面成形节段；两个侧壁成形板，顶部侧壁成形板和底部侧壁成形板；顶部闭锁环(breech locking ring)，所述闭锁环具有用于锁定所述节段(或各节段)的多个周向间隔的装置(或器件)，每个用于锁定的装置在使模具闭合在锁定位置后提供用于径向上使所述节段收缩的预定的角度路径。用于模制轮胎的分段的模具具有用于接纳胎坯组件(green tire assembly)的扩大开口。所述模具可在内部接纳胎坯及其成型型芯，同时保持轮胎成型时的尺寸非常接近于模制时的尺寸。

根据美国专利申请系列号No.10/417,849的模具可结合轮胎成型型芯组件一起使用，而在2005年12月2日提交的美国专利申请系列号为No.11/292,991题为“TIRE BUILDING CORE LATCHING ANDTRANSPORT MECHANISM”和在2005年12月2日提交的美国专利申请系列号为No.11/293,397题为“HEATED TIRE BUILDING COREASSEMBLY AND METHOD”中披露了这种类型和构形的轮胎成型型芯组件，在此通过引用将所述专利申请并入本文。型芯的构造在自动化的制造轮胎生产线内的多个站之间提供用于接合和传送轮胎成型芯的有效机构。附接点位于型芯的心轴组件的每个端部。所述机构允许传送机构的自动附接/脱离轮胎所述成型型芯并且便于轮胎成型型芯和在该型芯上构造的胎坯的运动。

硫化(或固化)生产线10意在集成(或一体结合)到上文所述的制造轮胎生产线中，并且包括用于操作上接合轮胎成型型芯和胎坯组件15的上部型芯操纵器12、翻转设备14和下部型芯操纵器16。上部型芯操纵器12总体上使型芯组件15沿硫化(或固化)生产线10在模具组装站18、下部型芯操纵器16和翻转设备14之间运动。模具操纵器传送组件26桥接在硫化生产线上并且在电气控制下从控制面板28沿着传送导轨组件30运动。感应加热控制面板32相邻于感应圆顶室组件24定位，并且在每个加热和硫化(或固化)循环中电气地控制圆顶室组件24。

参照图3、4和5，如本文使用的，将可以看到，模具操纵设备包括与位于模具组装/拆卸站18处的固定的模具组装和拆卸设备29相结合的模具操纵器传送组件26以及模具存储支架20。模具组装和拆卸设备29是具有上部圆周盖构件36的自支撑圆形平台。安装在盖构件36的下方并且形成径向向内的圆周阵列的是十五个胎面节段操纵器38。型芯电插入式单元40的方向向上并且定位在由所述操纵器38形成的圆形阵列的下方和中心处。设置在站18的底部的是五个周向间隔的马达42，每个马达42驱动三个操纵器38，这将在下文进行阐述。锁定模具44由模具传送设备26在模具组装站18和硫化站22之间传送。模具传送设备26包括支撑竖向细长的内部框架48的桥接支撑框架46。所述支撑框架46包括间隔开的腿部34，所述腿部34具有沿着传送导轨组件30在站18、20和22之间滑动的下端。内部框架48居中地设置在桥接支撑框架46内并且沿着间隔开的竖直导轨50向上和向下往复运动。模具44由内部框架48载装并由此被升高和降低。内部框架48包括主安装板52并且经由电缆托架54内的电缆线路而被供以电能。滚珠丝杠56安装在框架48的中心处，并且成为使内部框架48上下运动的起重组件的一部分。

参照图6、7、7A和8，示出了模具夹持器组件58。底部圆形基板86是与较大的方形板61分离的独立件，该基板86和引导装置60安装到所述较大的方形板61上(参见图7A)。大的方形板61是框架焊接件84的一部分。三个隔开的周向模具引导装置60安装到板86的下侧并且从由其悬置。每个引导装置60具有锁定轴62，锁定轴62受到驱动以通过气动气缸68来回旋转总共90°。板86还包括六个间隔开的外围V形滚轮64，所述滚轮64往复旋转并且引导外环66。臂70由气缸68旋转并且使一对连杆臂72、74旋转。枢转地安装到所述环66的是三个枢转臂76。所述臂76是间隔开的并且从环66的周向边缘向外延伸。所述臂76围绕相应的销80枢转，且销78被固定成以从每个臂76向下突伸出。一对滚珠丝杠起重器82被联接成使外环66旋转。V形滚轮64的旋转引导所述环66。顶板84通过螺栓或其它适合的装置连接到主安装板52上，如图5最清楚示出。居中设置的板86被联接到一对压紧组件94。设置有三个拉伸弹簧88，每个弹簧的一端连接于致动臂90，所述致动臂90连接于臂76，而弹簧的相对端部连接于所述环66。所述拉伸弹簧88用于径向向内偏压(或偏置)臂76，继而沿径向向内方向将向内的偏压施加到每个臂76的销构件78。凸轮从动件92被定位成在环66旋转时接合臂76并使臂76向外枢转，从而克服连接于每个臂76的弹簧88的偏压。每个臂76的枢转运动使每个销78径向向外运动至解锁(或未锁定)位置，这将在下文进行阐述。

图7A详细地示出两个压紧装置94(示出了其中之一)。每个压紧装置94包括底部托架96，气动气缸98连接于所述底部托架96。臂100连接于气缸98并且使联接于压紧轴104的连杆臂102升高和降低。所述轴104从而竖直地运动到与型芯心轴100的顶部接合。压紧装置94操作上起在第一侧壁组件118被提升时下推抵靠顶部型芯心轴108，从而防止型芯(在脱模期间)被卡住和提升。

图10示出装配好的分段模具44，图12A和14A以下侧透视图示出装配好的模具44。所述模具接纳并包封包括轴向心轴组件的轮胎成型型芯组件15。心轴组件包括方向向外的顶部型芯心轴108和方向向外的底部型芯心轴208。型芯组件15还包括由装配好的型芯节段的外表面形成的环形(或环面)轮胎成型表面。如图所示，心轴108、208分别从模具44向上和向下突伸出。所述模具具有多个可径向活动的胎面节段126；底部侧壁成形板组件218；以及顶部侧壁成形板组件118。顶部和底部侧壁成形板组件118、218由顶部闭锁环122和底部闭锁环222来保持。所述底部闭锁环222和所述顶部闭锁环122都具有槽形开口，在打开和关闭所述闭锁环122、222的时候，所述槽形开口允许带有螺栓圈132的螺纹紧固螺栓穿过。所述顶部闭锁环122和所述底部闭锁环222还具有用于保持上部或顶部侧壁成形板118和底部侧壁成形板222的槽形开口的内环。在美国专利申请系列号No.10/417,849中披露了本发明的这种分段模具，在上文已经通过引用将该专利的整体内容并入了本文。

多个热电偶接纳插座110，在所示实施例中其数量是八个，延伸到上部突伸的心轴108中。所述插座110分别接纳电连接器，所述电连接器又联接到轮胎成型型芯中的热电偶，从而允许在模具内监测和控制型芯温度。另外，每个心轴108、208包括多个螺栓孔112、212(在所示实施例中的数量为8个)，所述螺栓孔接纳将凸缘114、214连接至心轴端部的螺栓。一系列间隔开的凹口124(在所示实施例中为三个，但是不限于三个)形成为延伸到所述顶部闭锁环122和底部闭锁环222中每个的外周向边缘中。上部侧壁模具节段板118和下部侧壁模具节段板218分别具有一组凹口116(在所示实施例中为三个，但是不限于三个)，所述凹口116从各个板的外边缘向内定位。在每个凹口116内的是由夹持器组件58接合的内底切部120。

模具44还包括胎面节段126的外围圆周阵列，在所示实施例中，胎面节段126的数量为十五，但是不限于十五。在每个节段126的外壁内的是由合适的硬质材料，例如硬化钢制成的插入件128。在所述插入件中存在有星形通孔。在所述插入件后面的胎面节段126中存在有用于清理的圆形盲孔。设置有T形螺母134的周向阵列，所述螺母在每个环122、222的顶部表面内接合周向间隔开的螺栓插座132。周向凹口136延伸穿过每个闭锁环122、222的周向侧面以与相应的插座132连通。

参照图16，模具装载支架138代表模具组装/拆卸设备内的下部组件。所述支架138支撑由六个V形滚轮224往复旋转的上部环板223，所述V形滚轮224在环223的内开口附近周向地间隔开。相邻于环224的外边缘间隔开的是枢转杠杆臂230，每个枢转杠杆臂230支撑方向向上的销232。环224由两个马达226通过滚珠丝杠228来旋转。因此，臂230和滚珠丝杠致动系统同前述与夹持器组件的上部旋转环66相关联的枢转臂76(参见图7、11)具有大体相似的构形。环223被框架焊接件142升高。如图16所示，三个固定销构件234在环223的内开口中以大致120度间隔开。图17示出定位在模具装载支架138上的装配好的分段模具44。

图18-21概括地示出胎面节段操纵子组件144的构造。子组件144由底板146自由竖立式地支撑。支撑板147由底板146悬置在升高的位置。子组件144包括相邻胎面节段操纵器38的圆周阵列(十五个，但是不限于所示的数目)。如图19和19A最佳可见，每个操纵器38包括致动器托架焊接件148和向前突出的闩锁机构150。所述闩锁机构在操纵器38的前端处支撑圆形星形闩锁152，该星形闩锁152由气动气缸154通过连杆156和驱动轴158而被往复旋转。轴158通过连杆162联接到致动臂160。星形闩锁152可围绕操纵器38的纵轴线被往复旋转。滚珠丝杠起重器164进一步联接到每个操纵器38以沿着一对间隔开的导轨166在径向向内(前进)位置和径向向外(缩进)位置之间往复驱动托架148。

从图20A和21将理解用于每个操纵器38的托架148的运动。五个马达42被安装到支撑板147的下侧，每个马达42在前进位置和缩进位置之间驱动三个胎面节段操纵器38。每个马达42通过皮带驱动装置176使驱动轴168旋转。然后驱动轴168使通过皮带174联接在一起的三个从动皮带轮172旋转。每个从动皮带轮172操作滚珠丝杠起重器164以使胎面节段操纵器38运动。张紧器组件180通过使马达42运动来张紧皮带182，而可移动皮带轮170张紧皮带174。编码器提供旋转位置反馈并且由驱动轴168通过皮带驱动装置170、171来驱动。每个操纵器38因此被径向向内运动到与模具44的胎面成形节段126接合，每个操纵器38的星形闩锁152进入相应的星形插座130。星形闩锁152的旋转将闩锁锁定就位并且使胎面成形节段126能够在操纵器38径向缩进时被径向收回。模具44的胎面节段因此被径向向外拆卸。颠倒上述顺序将使节段126径向向内运动并回到装配好的构形。因此，模具夹持器组件58的胎面节段子组件与侧壁节段操纵设备协同工作以组装和拆卸模具44。

参照图22、23和24，示出型芯/电插入式设备40被居中地定位在模具装载支架138内，该模具装载支架138位于胎面节段闭合器子组件144的中心开口的下方。设备40包括：向上突出的截头锥形头部184；环绕头部184的底端的连接器环190；呈销钉形式的多个间隔开的电连接器186，所述电连接器186围绕环190间隔开并从环190突出，与头部184轴向平行；以及一对致动气缸188，所述致动气缸188通过连杆臂189连接于环190并且在伸展位置和缩回位置之间驱动所述环190。头部184具有在外表面中从前端延伸的轴向延伸的键槽185。三个冲模弹簧192沿轴向取向安装在设备40内。抗转动凸轮194设置成使在心轴208接纳头部184时使下部型芯心轴208内的连接器对准设备40中的连接器186。头部184是按照到中心柱206上的弹簧。当头部184被接合并接纳到下部型芯心轴208的向下开口的插座中时，弹簧192被置于压缩状态。螺钉196跨置在槽198内，从而当头部在心轴载荷下向下运动以及在去除心轴208后向上运动时，帮助维持头部184在柱206上的对准。轴向螺栓199位于头部184的端部内。螺栓199被显示为插头。该螺栓199可被移除并用较小直径的较长螺钉替代拧入中心柱206中的孔。这允许压缩弹簧192并去除螺钉196，从而拆卸/装配机构。三个气动气缸200围绕中心柱间隔开，并且通过轴202联接到包围中心柱206的壳体204。气缸200致动设备40的向上运动和向下运动。图22所示的设备40、138、144代表模具组装/拆卸设备的下部设备。

如前所述的轮胎硫化模具组装和拆卸站18是硫化生产线组件10的一部分。该轮胎硫化模具组装和拆卸站18的目的是从硫化站22运送自锁模具44；打开所述模具44以使型芯传送组件能够移出轮胎成型型芯和硫化的轮胎，并且用轮胎成型型芯和未硫化的轮胎(或生胎)来替换；重新组装模具44并将所述自锁模具传送回到硫化站22。优选以无机器操作者的全自动模式来实施全部上述活动过程。美国专利申请系列号No.11/293,397披露了一种轮胎成型型芯，在此通过引用将该专利申请并入本文。美国专利申请系列号No.10/417,849披露了一种自锁模具，在此通过引用将该专利申请并入本文。

在图1和图2中示出了硫化(或固化)生产线。如图1和2所示，硫化生产线中的各个站从右到左是：轮胎翻转装置14，所述翻转装置14被上部型芯操纵器12部分地遮掩，所述上部型芯操纵器12安装在硫化生产线的导轨传送组件30上。型芯组件15在枢转轴线水平取向上从轮胎成型站(未示出)送到翻转站14。在轮胎成型站，轮胎成型型芯围绕主水平轴线旋转，随着型芯的旋转而在型芯上构造胎坯。在完成轮胎成型操作后，轮胎成型型芯和胎坯被送至翻转站14，在那里，型芯组件15被翻转至枢转轴线竖直取向。在型芯组件15被翻转后，上部型芯操纵器12沿着导轨系统30(向下游)将型芯组件15载运到模具组装站18。模具组装站18位于模具装载和存储站20附近，示出了模具传送组件(在本文也称为模具操纵器组件26)将模具44定位在站20上方。模具操纵器组件26沿着导轨系统30在硫化生产线10的各站之间往复运动。

硫化站22进一步沿着硫化生产线10定位，且动臂起重机236在轮胎硫化过程中将感应硫化圆顶室24定位在硫化站22上方。

图3示出定位在轮胎硫化模具组装和拆卸站18处的模具组装/拆卸设备29。站18包括两个主要组件：固定到硫化生产线地基板组件上的模具组装设备29，以及模具操纵组件26，所述模具操纵组件26连接于硫化生产线的导轨传送组件30，并且在硫化站22、模具存储/装载支架20和模具组装站18之间运动。在图3中为清楚起见并未示出与硫化生产线的传送导轨组件的连接。

模具操纵组件26包括两个子组件：模具传送框架组件46和模具夹持器组件58。图4和5示出模具传送组件46的两个视图。该模具传送组件46包括侧部框架和可竖直移动的内部框架48或由它们构成，其中所述侧部框架连接于硫化生产线传送组件30，而所述内部框架48安装在直线引导器或导轨50上，并且通过市售的滚珠丝杠起重器和伺服马达56来运动。这种子组件48的功能是提升和降低模具夹持器组件58和自锁模具44，使得所述模具夹持器组件58和自锁模具44可在模具组装/拆卸站18、模具存储/装载支架20和硫化站22之间运动。

模具夹持器子组件58具有两个功能。第一个功能是接合和解开闩锁，所述闩锁将模具夹持器子组件58连接到自锁模具44的顶部侧壁板118以进行提升。这也允许自锁模具44的上部侧壁板组件118在模具组装/拆卸过程中被提升并从模具的其余部分移除。第二个功能是使上部侧壁闭锁环122旋转，从而锁定或解锁自锁模具44。

图6和7示出模具夹持器组件58。图6所示的底视图示出三个周向间隔开的模具引导器60，所述模具引导器60具有锁定轴62，所述锁定轴62接合自锁模具44的上部侧壁板118内的周向间隔开的凹口116。在图10中示出了所述凹口或凹部116。所述凹部116从模具中心以120度的间隔径向向外切割而成，所述凹部116足够窄，以便于在侧面上与模具引导器60的紧密配合，但是也足够长，使得端部具有与模具引导器60的间隙。这允许模具44在夹持器组件58中的准确定位，同时仍然允许模具随着温度的变化而膨胀和收缩。模具引导器还在上部闭锁环被闭锁或解锁时对置于所述模具上的转动力提供扭转阻力。

利用位于每个模具引导器60的端部处的旋转锁定轴62来实现将模具闩锁(或闭锁)到模具夹持器组件58。当被放置在模具中并被转动时，所述模具引导器60接合模具凹部116的底部中的底切部120，从而允许模具被提升。图8和图9分别示出锁定轴62的端部处于闭锁位置和解锁位置的近观视图。图7是模具夹持器组件58的顶部的视图，该图示出用来旋转所述锁定轴的机构。单个的气动气缸68使臂70旋转，所述臂70被夹持和键锁到其中一个锁定轴62。另外两个锁定轴62通过将它们连接到第一锁定轴62的连杆来旋转。

在图7中示出了提供使上部侧壁闭锁环122旋转以锁定或解锁自锁模具44的第二功能的机构。该机构包括圆形旋转环66，该圆形旋转环66具有安装于其上的三个枢转臂76。这些臂76的每个臂都具有接合模具闭锁环122中的凹口124的销78。所述环66被六(6)个V形滚子64(在图6中可见)支撑和引导，并且由两个滚珠丝杠起重器82供以动力。使用三个等距间隔的销78和两个等距间隔的起重器82允许施加所需的大的转矩，所述转矩操作自锁模具44而不用在所述机构上引入大的侧向力。

图11-15示出模具夹持器组件58所执行的为的是接合模具并操作闭锁环的循序。在图11中，夹持器在模具组装/拆卸站18、模具存储/装载支架20、或硫化站22中被定位在模具上方。锁定轴62处于解锁位置，而滚珠丝杠起重器82完全缩回，从而将安装到闭锁销(breech pin)接合臂76的致动臂90压在凸轮滚柱92上。这就向外打开臂76，将销78定位在闭锁环122的直径之外。

图12示出下一个步骤，其中，模具夹持器组件58被降低，直到引导销62被完全接合在模具44的凹部116中为止。然后，使气动气缸68伸展，旋转锁定轴62并将模具44闩锁(或闭锁)到模具夹持器组件。然后，模具44可被提升以传送至另一站。图12A示出从不同角度看到的相同步骤。从该视图可清楚看到，闭锁接合销78在闭锁环122的外面并且不接触闭锁环122。

图13和13A示出模具打开顺序中的下一步骤。在这里，滚珠丝杠起重器82已经被部分地伸展，使得安装到闭锁销接合臂76的致动臂90能脱离与凸轮滚柱92的接触。当发生该过程时，弹簧88将向内拉动臂76，直到所述销78接触闭锁环122为止。

滚珠丝杠起重器82继续伸展，直到环122旋转得足够远以便销78落入到在模具闭锁环122的外径中切出的凹口124中为止。这在图14和14A中进行了图示。每个臂76上的接近开关检测到此时所述臂完全向内并且所述销78与闭锁环122接合。

当希望打开模具时，滚珠丝杠起重器82完全伸展，且闭锁环122被充分旋转以解开模具。这图示于图15和15A中。应当注意，所示的模具夹持器组件58仅仅解开和锁定上部闭锁环122。在模具组装站18中的同样的机构同时操作下部闭锁环222。通过缩回所述滚珠丝杠起重器82并使闭锁环122旋转回到其原始位置，从而完成对模具44的锁定。

当模具44将要留在站中时，所述模具只是被降低，直到所述模具被所述站(模具组装/拆卸站18，或者模具装载和存储站20，或者硫化站22中的台面)的定位销支撑为止。锁定轴62如上所述被旋转至解锁位置，且模具夹持器组件58被升高以清理模具。如果被接合，那么闭锁接合销78将从闭锁环凹口124滑动。在模具夹持器组件58完全离开模具44后，通过缩回滚珠丝杠起重器82可使销78返回其打开位置，并且模具夹持器组件58就准备下一个循环。

模具组装/拆卸站18中的模具组装/拆卸设备29包括三个子组件：模具装载支架138；胎面节段闭合器子组件144；以及模具插入设备40。图3示出总共带有三个子组件138、144、40的模具组装/拆卸站18。

图16示出空载的模具装载支架138，而图17示出装载有模具44的支架138。当所述模具被打开并且型芯被装载/卸载时，所述支架138支撑自锁模具44。所述支架138具有三个定位销234，所述定位销234接合模具44的底部侧壁板218中的凹部216，用于支撑和定位，所述凹部216类似于由模具夹持器组件58接合的顶部板118上的凹部116。然而，与凹部116不同的是，凹部216不包括与底切部120和锁定轴62相似的底切部或锁定轴。模具44的重量使其在模具装载支架销234上保持就位。

而且，与模具夹持器组件58相似，模具装载支架138具有用于锁定和解开模具44的下部闭锁环222的闭锁销接合臂230和销232机构以及滚珠丝杠起重器226。该布置的结构和功能与模具夹持器组件58的功能和结构相同。

在图18中单独示出胎面节段闭合器子组件144。该子组件144的功能是径向地打开和关闭自锁模具44的十五个(15)胎面节段126。为了实现该功能，子组件144具有环绕模具44的圆周以等间距方式布置的十五个(15)致动器或操纵器38。每个致动器38具有闩锁机构150，该闩锁机构150允许致动器38连接到各个胎面节段126，使得胎面节段126可被径向向外拉动以打开模具44。图19示出致动器托架148和闩锁机构150。闩锁150与栓接到胎面节段126的孔中的硬化钢插入件128配合工作。(这些图示于图10中。)每个插入件128具有中心星形插座130，该插座130包括从所述插座向外延伸的多个径向槽。每个插座130匹配致动器38的端部上的星形闩锁152的构造，使得星形闩锁152可被插到节段插入件128的插座130中，并通过使所述星形闩锁152在从插座130延伸的径向槽内旋转而使所述星形闩锁152闭锁。

为了自锁模具44的正确操作，胎面节段必须以同步的方式来移动。致动器38的运动以两种方法来实现同步。首先，15个致动器38被分为五组，每组三个。因为在闭合期间需要很大的作用力来形成轮胎胎面，所以每个致动器38游由滚珠丝杠起重器164驱动。成组的全部三个起重器由单个马达42通过公共的同步带174来驱动，这在机械上使所述起重器同步。图20示出成组的三个致动器38，防护装置36被去除以使得可以看到驱动系统。然后，根据连接到带有同步带的驱动系统的编码器的输出，驱动各组的五个马达42被电子地同步。图21是胎面节段闭合器子组件144的下侧的局部视图，该视图示出了马达和编码器。驱动轴168通过皮带182联接到马达42。编码器皮带轮170由皮带171联接到轴168。皮带张紧器组件180放置成与皮带182接合，从而控制皮带182的张力。

在图22中示出模具插入式单元40位于模具装载支架138中，在图23中单独示出该模具插入式单元40。模具插入式单元40具有截头锥形头部184，所述头部184接合下部型芯心轴208的下端中的相配的凹形插座209。在轮胎成型型芯组件15被装载到自锁模具44中时，头部184接合下部型芯心轴208。在头部184和插座209之间的该截头锥形交界面连同插座209中的键211以及键槽185一起使所述两部分中的电连接器186、19对准。然后，模具插入式单元40中的气动气缸200使所述连接器插在一起，从而提供将电能供应给轮胎成型型芯中的加热器的装置。因此，由图22可知，当型芯组件15处于模具组装/拆卸站18中时，可以启动对轮胎成型型芯的加热。

另外，还有两个伸展和收缩的气动气缸188，且在伸展时，所述气动气缸188举起支撑模具插入式单元40的上部的环190。在轮胎成型型芯组件15最初装载到模具44中期间完成上述过程。这允许装载型芯并插入电连接器186、191，但是不允许完全降低型芯。通过将型芯举起大约1/2英寸高，模具插入式单元40防止模具44的下部侧壁板218与型芯上的轮胎下部侧壁橡胶接触。换句话说，在模具被组装在型芯组件15的周围时，型芯被模具插入式单元40提升到下部侧壁板218的上方一段距离处。因此，当型芯被组装时，在下部侧壁板218和构造在型芯上的轮胎的下部侧壁部之间产生并维持初始气隙。这防止轮胎下部侧壁在模具被闭合之前的早期硫化。当上部侧壁板118已被移回到模具44上方的位置并被降低时，模具插入式单元中的气动气缸188也将被降低，从而允许型芯下降到其最终位置并且闭合模具44。

图24示出竖直切过模具插入式单元40的剖面图。上部组件(电连接器壳体186、191，致动器气缸188和接合头部184)置于一组弹簧192上，并且被径向成角度地且松弛地约束在中心柱206上。当型芯被降低到头部184上时，上部组件自由旋转并且稍微径向地运动以使其自身对准型芯插座209。

在硫化站22处存在有类似的模具插入式单元(相同的单元，但是没有支撑气缸188部分)以在硫化循环中提供电能给型芯加热器。因此，当头部184和相配的型芯插座209既连接在模具组装/拆卸站18又连接在硫化站22处时，电连接器在模具组装和硫化循环中分别为型芯加热器匹配允许的电能。在硫化站22处在模具44中内部地加热型芯而且同时由外部感应加热来加热模具44实现了对硫化过程更好的控制以及改善质量的成品轮胎。

下面将描述硫化生产线的操作顺序及硫化生产线中的设备。

初始条件：

1.在硫化站22处完成模具/型芯/轮胎组件15的硫化循环。

2.在硫化站22处的上部感应加热组件24已由动臂起重机236提升并转向旁边，从而暴露模具/型芯/轮胎组件15。

3.模具组装站18和模具操纵组件26是空的且打开的。

下面描述操作的顺序，应当理解，在所述顺序中对每个步骤的数字标记是任意的并且仅仅用于举例说明。

1.模具操纵组件26移动至硫化站22并借助于框架48降低模具夹持器组件58，直到模具夹持器组件58接合并闭锁至自锁模具44为止。

2.模具操纵组件26提升模具/型芯/轮胎组件并将其移至模具组装站18。

3.模具操纵组件26降低模具/型芯/轮胎组件，直到自锁模具的底部中的凹部216接合模具装载支架138的顶部223中的定位销234为止。

4.以下各项(3项)事务同时发生：A)胎面节段闭合器子组件144使致动器托架148径向向内运动，直到星形闩锁152被插入到模具插入件插座130中为止。然后，星形闩锁152被旋转以使其闭锁至模具44。B)模具夹持器组件58上的滚珠丝杠起重器82伸展，使上部闭锁环接合销78绕圆周运动，直到所述接合销78卡扣到闭锁环122上的凹部124中为止。C)模具装载支架138上的滚珠丝杠起重器226伸展，使下部闭锁环接合销232绕圆周运动，直到所述接合销232卡扣到下部闭锁环222上的凹部124中为止。

5.以下各项(2项)事务同时发生：A)模具夹持器组件58上的滚珠丝杠起重器82更多地伸展，从而解开上部闭锁环122。B)模具装载支架138上的滚珠丝杠起重器226更多地伸展，从而解开下部闭锁环222。

6.胎面节段闭合器子组件144使致动器托架148径向向外运动，从而将胎面节段126推出并打开模具。

7.模具操纵组件26从模具44的其余部分提升上部侧壁/闭锁环组件，然后将其移至模具装载和存储站20以进行清理。完成上述步骤后，压紧装置94向下推压上部型芯心轴端部，从而在型芯粘附到模具的上部侧壁板时防止所述型芯被提升。

8.上部型芯操纵器组件运动至合适位置并从模具提升轮胎/型芯组件，然后将轮胎/型芯组件转送到轮胎成型型芯组装和拆卸站。

9.模具插入式单元40上的支撑气缸188伸展。

10.上部型芯操纵器组件从轮胎翻转站带出新的未硫化的轮胎/型芯组件，将该轮胎/型芯组件定位在模具组装站18上方并降低该轮胎/型芯组件，直到该轮胎/型芯组件被模具插入式单元40接合和支撑为止。然后，上部型芯操纵器释放型芯，向上缩回并运动至一旁。

11.模具操纵组件26使上部侧壁/闭锁环组件运动回到模具组装站18的上方。

12.模具操纵组件26使上部侧壁/闭锁环组件下降到模具44的其余部分及型芯上。在所述上部侧壁/闭锁环组件到达型芯时，模具插入式单元40上的支撑气缸188缩回，允许型芯下降到其最终位置。当上部侧壁/闭锁环组件接近其闭合位置时，模具操纵组件26停止其下向运动。所述运动部分地形成轮胎的侧壁区域。

13.模具插入式单元40上的插入气缸200伸展，将模具插入式单元环190中的电连接器186和下部型芯心轴208聚在一起，并且允许在需要时提供电能给型芯加热器。

14.胎面节段闭合器子组件144使致动器托架148径向向内运动，从而将模具胎面节段126推动到其闭合位置附近并部分地形成轮胎胎面。

15.以下各项(2项)事务同时发生：A)模具夹持器组件58上的滚珠丝杠起重器82收缩至特定位置，从而锁定上部闭锁环122。B)模具装载支架138上的滚珠丝杠起重器226收缩至特定位置，从而锁定下部闭锁环222。这些运动也完全闭合模具44并完成轮胎的成形。

16.胎面节段闭合器子组件144使致动器托架148径向向外运动一小段距离，直到星形闩锁152上的作用力被减少为止。然后，星形闩锁152被旋转以使其从模具44解锁。

17.胎面节段闭合器子组件144使致动器托架148径向向外运动，直到星形闩锁152脱离模具为止。

18.模具插入式单元40上的插入气缸200被收缩，从型芯拔去电连接器。

19.模具操纵组件26提升模具/型芯/轮胎组件并将其移至硫化站22。

20.模具装载支架138上的滚珠丝杠起重器226被收缩，打开下部闭锁环接合销232。

21.模具操纵组件26将模具/型芯/轮胎组件下降到硫化站22。

22.模具夹持器组件58从模具松开。

23.模具操纵组件26提升模具夹持器组件58并将其移至模具装载和存储站20用于清理。

24.模具夹持器组件58上的滚珠丝杠起重器82被收缩，打开上部闭锁环接合销78。

25.起动硫化站22的循环。

硫化生产线10可用于单个模具和单个型芯的应用，其中，每次只能使用一个模具和型芯。然而，替代地，也可能有允许系统同时处理两个(2)模具和三个(3)型芯的替代顺序。对于额外的模具，硫化站22将在一段时间内供热，从而使模具/型芯/轮胎组件达到硫化温度。一旦完成该过程，模具操纵组件26就使模具/型芯/轮胎组件运动至模具装载和存储站20并将该模具/型芯/轮胎组件放在支架上，在那里，轮胎将在无需附加电能的情况下继续硫化。然后，模具操纵组件26将把另一模具/型芯/轮胎组件从模具组装站18转送至硫化站22。当第一个模具/型芯/轮胎组件完成硫化时，模具操纵组件26将把该模具/型芯/轮胎组件转送至模具组装站18用以按上文所述的顺序进行拆卸。

应当了解，本发明的硫化生产线10适用于制造所有类型的轮胎以及非轮胎物品，例如球胆和套筒。对所述硫化生产线的使用不受材料约束的限制，并且可用于橡胶以及非橡胶的硫化应用。

由前述将会进一步了解，模具装载支架组件138提供用以将胎坯和型芯组件定位到环形模具44中的装置。支架组件138的框架焊接件142上的销234提供支撑表面，该支撑表面用于在其上接纳和支撑下部模具侧壁成形节段218。设备40代表一种心轴接合组件，所述心轴接合组件向上突伸穿过支撑环223的中央开口并在操作上将头部184联接到轮胎成型型芯15的下部心轴端部208。处于向上伸展位置的该设备使轮胎成型型芯15上的胎坯的侧壁悬置在定位于框架焊接件142的销234上的下部模具侧壁成形节段218的上方一段距离处。间隙消除了侧壁成形节段218和胎坯侧壁之间的接触，直到整个模具44围绕轮胎成型型芯15被组装或装配好为止。由此防止了与节段218相对的胎坯侧壁的过早冷却。心轴接合设备在升高位置和降低位置之间轴向运动。在所述降低位置，设备40将胎坯的侧壁表面放置到框架焊接件142的销234上的第一模具侧壁成形节段218上。

因此对支架组件138的操作包括：

a.将模具侧壁成形节段218设置在框架焊接件142的销234上。

b.使心轴接合组件40突伸穿过环的中央开口并与轮胎成型型芯组件15的心轴208的端部成联接关系。

c.使轮胎成型型芯组件15上的胎坯的侧壁悬置在模具侧壁成形节段218的上方一段距离处；

d.组装或装配模具节段118、218、126、122、222以包围胎坯；这包括

e.通过降低组件40来降低胎坯的侧壁，直到胎坯侧壁被设置在框架焊接件142的销234上的模具侧壁成形节段218接合为止。

根据本文在此提供的描述可以做出本发明的各种各样的变形。虽然为了举例说明本发明的目的已经示出了某些代表性实施例和细节，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下可以做出本发明的各种变化和改进。因此，应当理解，在所描述的具体实施例中可以进行改变，所述实施例将落入由所附权利要求书限定的本发明的完整保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于将胎坯和型芯组件定位到环形模具中的装载设备，所述模具由多个节段形成，所述多个节段包括上部侧壁成形节段和下部侧壁成形节段以及胎面成形节段，模具节段以组装好的构形组合以包围安装在环形轮胎成型型芯上的胎坯，并且所述模具节段具有轴向型芯心轴组件，其中，第一心轴端部和第二心轴端部分别从第一侧壁模具节段和第二侧壁模具节段突伸，所述装载设备的特征在于：

支架组件，所述支架组件具有支撑表面，所述支撑表面操作上在其上接纳第一模具侧壁成形节段，所述表面具有中央开口；

心轴接合组件，所述心轴接合组件向上突伸穿过支撑表面中央开口，并且在前端包括联接机构，所述前端操作上与轮胎成型型芯的第一心轴端部配合；以及

所述联接机构操作上使轮胎成型型芯上的胎坯的侧壁悬置在定位于支架支撑表面上的第一模具侧壁成形节段的上方一段距离处。

2.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，所述心轴接合组件在升高位置和降低位置之间轴向运动。

3.根据权利要求2所述的装载设备，其特征在于，所述心轴接合组件操作上在所述降低位置将所述胎坯的侧壁表面放置在所述第一模具侧壁成形节段上。

4.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，所述联接机构和第一心轴端部包括相配的截头锥形突出部和插座。

5.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，所述联接机构操作上在所述心轴接合组件移动至降低位置时使胎坯的所述侧壁降低到轮胎成型第一模具侧壁节段。

6.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，所述支架支撑表面还包括操作上突伸到第一模具侧壁节段内的凹部中的至少一个销构件。

7.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，所述支架支撑表面包括操作上旋转以将第一模具侧壁节段锁定和解锁的旋转环组件。

8.根据权利要求1所述的装载设备，其特征在于，支撑架支撑表面包括操作上接合和脱离第一模具侧壁节段的旋转环组件。

9.一种用于将胎坯和型芯组件定位到环形模具中的方法，所述模具由多个节段形成，所述多个节段包括上部侧壁成形节段和下部侧壁成形节段以及胎面成形节段，模具节段以组装好的构形组合以包围安装在环形轮胎成型型芯上的胎坯，并且所述模具节段具有轴向型芯心轴组件，其中，第一心轴端部和第二心轴端部分别从第一侧壁模具节段和第二侧壁模具节段突伸，所述方法的特征在于：

a.将第一模具侧壁成形节段设置在支撑表面上，所述支撑表面具有中央开口；

b.使心轴接合组件突伸穿过支撑表面中央开口并与轮胎成型型芯的第一心轴端部成联接关系；

c.使轮胎成型型芯上的胎坯的第一侧壁悬置在设置于支撑表面上的第一模具侧壁成形节段的上方一段距离处。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：其还包括：

d.组装所述模具节段以包围胎坯；包括：

e.使胎坯的第一侧壁降低到设置于支撑架上的第一模具侧壁成形节段上。

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