CN1020429C - 热轮胎成型方法 - Google Patents

Abstract

一种热轮胎成型方法，其中至少构成轮胎的一些元件是由相应的母炼胶成型的，在连续混炼机中将母炼胶与给定的化学混合物混合以获得最终胶料，然后将其热供到相应的连续生产装置(如挤压机)以制成半成品，再将半成品热供到轮胎成型鼓，进而将成型的成品生轮胎热供到硫化工区。从连续混炼机到硫化工区的整个传送方式，使得进入硫化工区的生轮胎至少仍保持有一部分最初的混合热能，以及一部分最初的连续生产的热能。

Description

本发明涉及热轮胎成型方法。

已经知道现代的轮胎是由许多弹性元件或组件加上或不加内部加强材料构成的，而且通常在生的或未硫化的状态下装配。

所述元件通常限定两个环形封壳，处于外侧的第一个封壳通常包括一条橡胶带，橡胶带构成外部由胎面覆盖的若干层重叠的胎面层;而处于内侧的第二个封壳包括一个通常包括一个气密的内衬层的内胎体、一个外胎体帘布层、两个各自带有外填料的金属环形胎圈、两个胎侧和两根磨耗带，每根磨耗带插入内衬层和对应的胎侧之间并被折叠，以便覆盖着胎圈。

前述的所有元件呈现出与特定设计有关的化学特性，以便它们能尽可能有效地实现各自的特定功能。其次，每个所述的元件通常是由一种由特定的母炼胶形成的特定的最终胶料制成的。

在轮胎制造厂中，每一批母炼胶通常由密闭式炼胶机（密炼机）制成（主要是用BANBURY型密炼机），密炼机的主要作用是混合各种组分，例如将碳黑以最大的可能分散度混合在橡胶中。

前述类型的密炼机通常用于混合比较重的胶料，在炼胶机内的机械作用下使每批胶料加热;然后在将胶料供送到挤出机之前将胶料冷却-通常是冷却至室温，挤出机将胶料挤成片、条带、颗粒或其它任何便于对制成的母炼胶进行贮存和后续加工的形式。

显然上述的操作由于机械作用也包括加热以及其后的冷却。

然后每一批母炼胶通常是由连续混炼机被进一步加工，以获得最终胶料。为此目的，向母炼胶中加以硫化剂或交联剂以及其它化学混合物，以使得所述的最终胶料具有所需的化学-物理特性。通常最终胶料也被制成片、条带、颗粒或其它任何适于贮存和进行后续加工的形式。

在此情况下，为了获得最终胶料，母炼胶所经受的机械作用也至 形式。

在此情况下，为了获得最终胶料，母炼胶所经受的机械作用也至少包括一个加热过程，随后通常又被冷却至室温。

然后每一批最终胶料通常是由挤出机或压延机对其进行机械加工，以得到连续的条带，条带通常被贮存起来，并当实际成型或装配轮胎时对条带进行切割操作。每对条带进行一次切割操作，就可从条带上得到一个构成相应的轮胎的某一部分的相应的元件。

为生产所述的条带所进行的机械加工也至少包括对材料的加热，随后通常又被冷却至室温。

一旦利用一个或多个轮胎成型鼓以已知方式对轮胎成型后，在后续的硫化和最终检验之前，每个生轮胎通常被贮存起来。

上述说明就生产成本和生产效率来说，证明了有一些意见是正确的。

第一，在目前的轮胎制造厂中，显然生产伴随着大量的热能消耗和损失，这是因为组成轮胎的每个元件都需要经过一系列加工循环才能制成，而每一加工循环都包括加热和随后的冷却。

在每一所述循环期间，实际上加工中的材料通常被加热到不超过200℃以防止焦烧，然后又被冷却至室温，而在硫化阶段，制成的生轮胎又被加热到200℃左右。

第二，由于所述的密炼机每次处理的批量较大，所以在每一所述加工循环之后都需要将生成品进行贮存。在已知的工厂中，为了操纵和传送这些贮存品不仅需要较大的贮存空间和较大量的人力物力，而且较长地拖延了从初始地由基本成分配成相应的母炼胶到检验成品轮胎的时间。对于规模较大的已知类型的工厂来说，这种拖延的时间可能长至几个星期，甚至一个月，这对生产具有非常关键的影响。例如，在组成轮胎的一种元件的母炼胶中有一种组分发生差错，那么这种差错只能在成品轮胎的检验阶段发现，其结果是所有使用那种由有差错的母炼胶制成的元件的成品轮胎都将被报废，而且后续的同种胶 料也可能具有同样的差错，它们也必将被报废或者回炼。

另外，在前述类型的已知工厂中，贮存成品和半成品元件不仅会导致元件自身的不合理的老化以及由此引起的产品质量下降，而且会使得生轮胎必须在室温下装配。

本发明的目的是提供一种轮胎制造方法，所设计的方法至少能部分地消除在已知类型的轮胎制造厂中固存的前述缺陷。

根据本发明，提供了一种热成型轮胎的方法，此种轮胎包括若干个组成元件，每个元件至少部分地由一种弹性材料的相应的最终胶料制成，所述的组成元件限定一个内胎体和一个外环形封壳，它们在生轮胎装配车间中被装配起来，该车间至少包括一轮胎成型鼓。所述的胎体包括一个气密的内衬层和至少一个外胎体帘布层，而所述的外环形封壳包括若干重叠的胎面层和一外胎面。本发明方法的特征在于它包括下列步骤：

-通过横向切割半成品而至少成型一些所述的元件，每个元件具有相应的连续条带的形状，所述条带是由直接连续的生产方式-例如包括（但不局限于）相应的所述最终胶料的挤出机-制成，所述生产操作包括将一定的热能传送到所述的每条连续条带，并使它们具有一个高于室温的输出温度;

-至少将一些直接生产出的并被切断的连续条带直接热供到所述的轮胎成型鼓上，以便在其上装配成一个成品生轮胎，生轮胎至少保持着由其组成元件携带的部分生产热能，并具有高于室温的最终温度;

-在所述生产热能散失之前对每个成品生轮胎进行硫化处理。

最好至少有一些最终胶料是由在相应的炼胶机中（最好是连续混炼机）将相应的母炼胶与相应的化学组分进行混合而成。所述的混炼操作包括将一定的热能传送给每一批最终胶料，并当它们排出相应的炼胶机时使它们具有高于室温的温度。在所述的混炼热能散失之前将每批最终胶料热供到下一生产工序。

下面参照附图以实施例的形式详述本发明，附图中：

图1是实施本发明方法的轮胎制造厂的总体透视方块图;

图2是图1所示工厂中的第一加工区的放大透视图;

图3是图2所示工区的第一作业线的放大透视图;

图4沿图3中线Ⅳ-Ⅳ的断面图;

图5是图2所示工区的第二作业线的放大透视图;

图6是沿图5中线Ⅵ-Ⅵ的断面图;

图7是图2所示工区的第三作业线的第一部分的放大透视图;

图8是图7所示作业线的第二部分的放大透视图;

图9是图2所示工区的第四作业线的放大透视图;

图10是图1所示工厂的第二工区的放大透视流程图;

图11是图10所示工区的第一部分的放大透视原理图;和

图12是图10所示工区的第二部分的放大的半个轴向断面图。

图1中的标号1指示一个轮胎制造厂，它包括一个贮存区2，贮存区用于贮存许多母炼胶（通常是颗粒和/或条带状）和多种硫化或交联剂以及其它化学混合物，这些配合剂通常是颗粒和/或粉状，将它们与母炼胶混合以获得多种最终胶料。

工厂1还包括有多个连续混炼机3，每个混炼机被设计成可以容装一种相应的母炼胶和一种所述硫化剂和化学混合物的相应配合剂，以便生产出一种特定的最终胶料。

工厂1还包括一个用于装配生轮胎5的工区4，在中国发明专利申请第87103675号中至少对此工区的部分进行了详细描述，上述申请是由本发明的受让人提出的并将其相关部分引用在本申请中。

工区4分为两个工段6和7，前者用于进行第一步加工，即加工轮胎的内胎体8;而后者用于加工外环形封壳9，并将环形封壳9和胎体8总成而生产出成品生轮胎5。装配工区4的输出端通过传送装置-例如图中所示的一个机器人10，连接到硫化工区11，在美国专利第4728274中对硫化工区进行了详述，该专利申请由本发明的受让人提出并将其相关部分引用在本申请中。

工区11的输出端通过一个传送装置-例如图中所示的机器人10和传送带12，与检验工区13相连。在检验工区中，成品轮胎在被送到成品轮胎贮存区（未示出）之前，接受一系列的检验。

最后，工厂1包括一个计算机中心控制系统15，用以控制贮存区2、装配工区4和硫化工区11。在所示的实施例中，控制系统 15设置在检验工区13中，并接收来自检验工区13的数据以便在需要时对工厂1中进行的各种加工循环进行调整，从而消除任何检测到的差错。

如图1所示，贮存区2包括若干个垂直的容器16，每个容器底部都有一个输出供料箱17，每个供料箱17通常都装有一已知类型的称重装置（未示出）并通常由中心控制系统15控制。

每个容器16都被设计成各装有一种母炼胶（如颗粒状的），或装一种硫化剂或一种化学混合物（如粉状或颗粒状的）。

为了能够以连续条带18的形式供给一种或多种母炼胶，贮存区2还包括用于条带18的支承托架19（仅图示了一个）。

如图1、2、3、和5所示，装配工区包括一个轮胎成型鼓20，在此例中它是一个已知类型的单级鼓。鼓20安装在一根动力轴21上，动力轴21与鼓20同轴地水平设置。

特别如图3和5所示，装配工区4的工段6还包括一个已知型式的配料装置22，该装置位于成型鼓20之后，并有两个不同倾斜的叠合平台23和24。二平台与轴21平行，大致沿成型鼓20的切向延伸，其自由边缘与成型鼓20的后圆柱面相对并与之相隔一定距离。

如图所示，特别见图3，下平台23构成一个作业线25的端部，该作业线成型、装配并供给一个组装弹性带26，弹性带26的宽度基于等于胎体8的轴向展开宽度。弹性带26包括一个由通常为丁基橡胶的内衬层27构成的中心部分，和两个侧面部分28，而每一侧部28又由两个条带29、30组成，其中第一个位于内侧并构成一弹性材料磨耗带，而第二个位于外侧并构成另一弹性材料胎侧部分。

作业线25与成型鼓20的轴线大致垂直地延伸并包含两个叠合挤出机31和32，它们分别由相应的连续混炼机3供料。挤出机31用于形成两个磨耗带29，而挤出机32用于形成两个胎侧30。

挤出机31、32二者向一个挤压头33供料，挤压头33有两个间隔的口模34，开动期间，从每一口模34产生由磨耗带29及胎侧30 组成的一个侧面部分28，当带29、胎侧30从每一相应的口模34出来时，它们并排地被预拼接在一起。

口模34被分别连接到向下倾斜的收敛槽35，两收敛槽35终止在装配平台或传送机36，并彼此间隔一段大致等于内衬层27宽度的距离。

在槽35下面装有第三个挤出机38的挤压头37，挤出机38由一个相应的连续混炼机3供料。挤出机38的一个口模39大致位于传送机36的高度，并在低于侧面部分28和在两侧面部分之间，将内衬层27供给到传送机36。

当它们沿传送机36运动时，内衬层27及侧部28被一个拼接装置40侧向拼接在一起，拼接装置40横跨过传送机36，并包括两个侧向装配件41，它们彼此间隔等于带26的宽度的可调的距离，并且可运动地装在固定过梁42上，两个装配件41与侧面部分28的外边缘相啮合，并使之与内衬层27的侧边相连接，同时可跟随内衬层27的任何轴向变形。

在另一未图示的形式中，挤出机31和32完全互相分离，当然，就不需要挤压头33，并且，两个磨耗带29及两个胎侧30被分别供到传送机36，并由拼接装置40在传送机36上将它们以及内衬层27组合装配在一起。

传送机36的输出端面对传送机43的输入端，带26的前端穿过一个切割台44送到传送机43，切割台44位于传送机36及43之间，并包含一个切割刀45，将带26横向切成一些长度大致等于成型鼓20圆周展开长度的段。传送机43开始以相同于传送机36的速度运动，以这种方式来接收带26的前段，并且，在切割之后加速，以便送出切掉的段46，并将其送至平台23。

平台24位于平台23的上方，构成供给盖胶织物带48的作业线47的端部，织物带48的宽度“W”基本等于成型鼓20的圆周展开长度。

上述用词“基本等于”的意思是，宽度“W”大于一圆柱周长，该圆柱直径等于成型鼓20的直径，由于带26的厚度和与带48相对的侧边重叠、拼接在一起所需的量，成型鼓20的直径被加大了。

如图6所示，带覆盖层的织物带48以下述方法制得：一宽度基本等于成型鼓20圆周展开长的织物带50（见图5），将其每侧覆以相应弹性材料层49。织物带50包括一轴向经纱51和一横向纬纱53，径纱51由平行织物帘线52构成，它们有较高的抗拉强度，并沿织物带50的宽度均匀间隔排列;纬纱53由横向纱线54构成，纱线54的强度与其功能相适应是最小的，其功能为使轴向帘线52互相固定定位，其中，帘线52在覆盖弹性材料前受到一系列已知的处理。

如图示，特别在图5中，上述说明过的覆盖以如下方法得到：织物带50从卷筒55上绕开，并在平行于成型鼓20旋转轴的箭头56的方向上按使其形成一软管或管状方式横向折叠，供给穿过挤出 机58的管状头57，挤出机58由一个相应的连续混炼机3供料（见图1）。在头57中，织物带50被覆以两橡胶层49，从头57出来时，呈连续盖胶软管59的形式，其内径基本上等于成型鼓20的外径。

软管59仍沿箭头56的方向供给，通过一个切割台60，在那里它被刀61沿其合成线作初次切割。一径轴向切割，软管59通过一个平整辊62平整，形成盖胶织物带48。

这里所用词语“织物”被认为包括任何纤维，它可以是有机的、人工的，以及任何复合物，例如玻璃、钢、或芳族聚酰胺等，但不限于这些。

盖胶织物带48可以另外方法由织布带50制得，例如，前文所述中国发明专利申请第87103675号中所叙述的方法。

作业线47包括一个传送机63，接收盖胶织物带48，并沿箭头56的方向将其自由端送过一个切割台65，并送到另一个传送机64上。

传送机64直接位于作业线25端区上方，切割台65位于传送机63和64之间，它有一个切割刀66，设计得可相对于传送机63运动方向作横向运动，并由系统15控制，以给定频率前后横向切入轴向部分67，以切割盖胶织物带48，所述轴向部分67沿箭头68的方向（图2和图5），被一步一步地且一次一块地送离传送机64，送到平台24上。上述由箭头68所示的方向与箭头56垂直，与箭头69平行（图2），箭头69与成型鼓20的轴垂直，并指示带26沿作业线25运动的方向。

因此，在传送机64或平台24上，每一切下部分67具有与箭头68成横向关系排布的帘线52，并且，该部分在箭头68的方向，具有一基本等于成型鼓20圆周长的长度和一等于将在成型鼓20上成型的胎体8的帘布层宽的宽度，这一宽度是通过控制系统15调整切刀66相对传送机63的运动速度的切割频率来加以调整的。因此每一部分67呈现胎体8的帘布层的精确尺寸，并且，各帘线52与成型鼓20轴线平行地分布，这样，就能使所述部分67直接加到成型鼓20上，以形成胎体8的帘布层。

从以上所述，还可看出，每一部分67根本不需要拼接，这是由于，它是通过横向切割连续盖胶织物带48得到的，而盖胶织物带48本身是没有任何横向拼接的。

还有，沿作业线47供给盖胶织物带48，不存在织物带48结构稳定性问题，这是由于带48中的帘线52平行于箭头56分布而因此有效地防止带48伸长。这一点在现有技术中没有应用于第一阶段轮胎制造厂，其中代替盖胶织物带48的是，使用覆以复合材料的织物带，这种织物带通过横向拼接顺序和纤维带段得到，并在垂直于轮胎成型鼓轴线方向送到成型鼓，这一覆以复合材料织物带的帘线与运动方向呈横向关系分布，其结果是，仅有抵抗织物带的不可予测的局部伸长的元件作为以上所述的纬纱，呈现极低的纤维强度，因此最轻微的供给张力的增加将引起纬纱断裂，接着引起复合带的局部伸长、帘线不均匀的局部分布、以及报废任何由复合带的局部伸长部分生产的轮胎。

最后，由上述还可看到，在平行于成型鼓20轴线的箭头56方向上供给盖胶织物带48，可腾空成型鼓20后面的整个区域，这 样，可进行带26的直接挤压和整个预组装，带26可直接沿箭头69方向送到成型鼓20，这点在任何现有轮胎或胎体制造厂里是不可能的，成型鼓20后的区域被帘布层供应线所占据。

如图1和图2所示，成型鼓20前方装有一个胎圈供应装置70（其型式为本领域公知的），并有一个固定的导轨71，导轨平行于成型鼓20的轴并支承一个可运动的滑座72。借助于未示于图中的致动机构，滑座72在工作位置和无功位置间运动。在工作位置，滑座72朝向成型鼓20的中心线;在无功位置，滑座72位于成型鼓20自由端外，面向挤出机58。一个柱体73从滑座72向上延伸，在柱体73顶端装配着一对圆环74，每一个起码部分地由铁磁性材料构成，且其轴线平行于成型鼓20的轴线，圆环74相互共轴，每一个以人所熟知的方式，由两个可释放的半环构成，每一圆环74设计得支承一个已知形式的金属胎圈（未示出），胎圈还配套地带有各自已知形式的填充胶条（未示出）。

借助于致动机构（图中未示），圆环74可在一降低的工作位置和升高的无功位置间运动，在工作位置，环74与成型鼓20共轴;在无功位置，环基本上位于柱体73上方。

如图1所示，成型鼓20的轴21水平地从垂直平台75伸出，平台75被安装得可绕水平轴以180°步进旋转，并形成双成型鼓组件84的一部分，关于此的详述请见美国专利第4753707号，该专利申请由本发明的受让人同时递交，在此将其相关部分引入本申请。

平台75连到单级成型鼓77的第二轴76（见图2），成型鼓77位于成型鼓20对面，并设计得与成型鼓20一起随平台在工段 6和7之间运动。

当在工段7内（图1），图2表示得最清楚，成型鼓77面对一个已知型式的伸缩式成型鼓78，它的一个旋转轴79从一个支承柱80水平地伸出，轴79与轴21、76共轴，设计得可以已知方式作轴向运动，以便相对柱80取两个不同的轴向位置。

如图2实例所示方法，作为对组件84的替换，可使用一种已知形式的双鼓组件85，其中轴21、76从一转台86按径向相反方向延伸，转台86被安装得可绕一垂直轴旋转，这时，平台23、24被安装成能在配料盘22上，朝和从工段6内的鼓20或77的圆周面运动。

双鼓组件84或85以及柱80形成一个门架或上部结构81的端支承，结构81包括一个平行于箭头56的上过梁82，并且沿箭头以可滑动形式安装，并由一未示出的致动机构开动一个滑块，该滑块支撑一个与成型鼓78共轴的传送环83，环83以已知方式装设着内径向卡爪扇形板，并沿过梁82在两个位置间运动。其中一个位置，环83与成型鼓78共心，另一个位置，环83与鼓20或77中任一共心。

如图1和2所示，成型鼓78的外圆周面对两作业线91和92的端部，91，92从成型鼓78相对侧延伸，并基本与轴79的轴线垂直。所述作业线91成型外胎面层93和94，作业线92成型胎面95，这些部分相结合形成外环形封壳9。

从图7可最清楚地看到，作业线91包括数个通常为金属丝的细丝97的线轴96，以在支承98上转动，由此线轴96，金属丝97绕开并平行地送到一个相对的滚道99，以在该滚道上形成一个 连续条带100。

作业线91还包括一个由其相应的连续混炼机3供料的挤出机101，以及一个横向挤压头102，条带100通过它连续供应，以在条带两侧覆盖上弹性材料层，形成一连续加强带103，其中钢丝97轴向延伸着。

通过一个已知型式的贮存系统104，加强带103送到一个已知型式的切割及拼接装置105。装置105包括一个基座106，支撑一个步进输入传送带107和一个平台108，相对基座106，平台108可绕垂直于传送带107运动方向（如箭头109示）的一根垂直轴作角度调整，台108支承两个步进输出传送带110和111，如相应箭头112和113所示，它们沿同一直径但径向相反的方向延伸，一个切割装置114，有一旋转刀115，它可由致动器116带动，平行于箭头112和113运动，用于将连续条带103切成段（未示出），段长度可通过控制系统15调整输入传送带107的步距来决定，上述切段的端边相对于箭头109的倾斜度，可由控制系统15调节平台108的角位置来控制。

基座106还支承一个已知型式的拼接装置117，装置117设计得沿平行于箭头109的轨道118运动，并位于传送带107送入部分及传送带110和111的送出部分上方。

使用时，连续带103的交替部分被侧向连接，以形成两个加强的复合带119和120，分别被传送带110及111传送，带119直接送到一个已知型式的卷边装置122（图8），而带120经转向装置121送到装置122。装置122有两个平行的传送带123，传送带123分别带有用于装配目的的压辊124。

对于每个传送带123，装置122还包括至少一对线轴125，线轴在各自支撑126上旋转，并且每一个以卷绕方式支承一个相应的弹性材料带127，以覆盖各自复合带119或120的相应侧边。

从卷边装置122的输出端，加强复合带119和120被送入相应的传送带128。每一传送带128延伸穿过各自的带有转动刀130的切割台129，借助致动器131驱动刀片130运行，以与带内的钢丝97平行地切割各加强复合带119或120。所述切割操作将带119和120切成一些片段，构成环形封壳9的外胎面层93和94。这些片段被相应的传送带132送到成型鼓78，传送带132并排安装，并位于支承架133上，以这种形式借助已知的致动机构（未图示），轴向地朝和从成型鼓78运动。

通过在所述两个轴向操作位置间的轴向运动，成型鼓78进入侧向面对两传送带132之一的输出端的位置。另外，当位于所述两轴向位置之一时，成型鼓78运动到一位置，侧向面对一个输出传送带134（图9）的端部，传送带134在供给胎面95的作业线92上，传送带134装在支承架135上，以借助于致动器136，在两个位置间作轴向运动，其中一个位置邻近成型鼓78的圆周，另一位置邻近传送带137的输出端。传送带137的输入端邻近由两个挤出机139和140供料的挤出头138。这些挤出机设计得从各自的连续混炼机3接收弹性材料，以产生连续带141。连续带141被切成片段，每一段构成带有相应的预装配的侧肩（未图示）的胎面95。

连续带141在一切割台142上被切割，该切割台沿传送带137布置，并包括一个旋转刀片143，借助致动器144，刀片 相对传送带137的轴线作横向运动。

如图1，尤其是图10、11、12所示，硫化工区11包括多个活动硫化装置153，每个用于装收生胎5。

关于硫化装置153的详细叙述，可参见美国专利第4747765号，该专利申请由本专利受让人与本文同时递交，在此将其相关部分引用在本申请中。

如图10所示，每一装置153以固定的方式装在滑动架154上，滑动架装在滚子155上，可使滑动架沿两管状轨道156运动，轨道限定了一个环路或回路157，活动装置153可沿其在箭头158所指方向上被输送。

回路157包括一个第一部分159以及一个第二部分161，第一部分159延伸通过站台160，站台160用于对各装置153装生胎5及卸成品胎14，第二部分161包括两个平行分支162和163，沿装置153的传输方向的每一分支162和163的上游端，通过一换向装置164可选择地连接到部分159的下游端。换向装置164包括一个轨道部分165，借助致动器166使它在两个不同操作位置间运动。分支162和163的下游端通过一个三向交叉部167连到部分159的上游端，交叉部167由一锁定装置168控制。168可在两个工作位置间选择性地运动，以便可选择地闭合分支162或163的出口。

如图10所示，两分支162和163向下倾斜，回路157的部分159分成两个下斜路段169和170。更详细说，从交叉部167，路段169向下延伸经过站台160，并呈现一个比路段170上游端低的下游端。路段169由一个升降机171连到路段 170，升降机171支承一个轨道部分172，并借助于致动器173在两个工作位置间作垂直运动。

如图12所示，每个活动硫化装置153包括一个压模174，它由一个底半模175和一个顶半模176构成，二者被一卡口接头177环形地相互连接，该卡口接头呈外圆环178形式，围绕着压模174。

环178包括一个外延伸部179（图11），可对其作用，以绕压模174，并在一锁定位和一开启位之间转动环178。在锁定位，环178以接触的方式，将半模175上的外环凸缘180及半模176径向向外延伸的数个楔状齿181锁在一起;在开启位，环178呈现使槽182面对齿181形式，从而，可将半模176从半模175上轴向卸下。

为保证在整个硫化期间内半模175和176之间的有效密封，底压模175作成两个环形件145和146，其中第一个由一个杯形外壳构成，并带有一个外环形凸缘180;第二个由一个构成底模本体的圆环面件构成，它装得可借助挠性补偿件147，在壳145内轴向滑动并朝向半模176。挠性补偿件147被保持在一个可变容积的环形腔148内，该腔148在圆环面件146下表面和壳145端壁上表面之间形成。

在所示实例中，挠性件147由一层挠性材料组成，该挠性材料明显地可由弹簧或压缩气体在未图示的改型方案中被替代。

在其径向内边缘，半模175有一顶部环形槽183，形成环形体184的支承座。

一个与压模174共轴的钟形件185的顶凸缘端连至半模175 的底表面，钟形件185端壁186有数个通孔187，并支承一个基本为圆柱形的壳188。

壳188的底部装有一个带驱动马达190的风扇189，还有一个基本呈圆柱形的侧壁191，其顶部以径向松驰的方式与半模175的一个中心孔192相啮合，这样，形成一个柱形圆管活塞194的环形滑动缝193，活塞194的外径小于生胎5的内径，在底部，活塞194面对孔187，并在顶部连接到环形体184。环形体184作为一个止动件，阻止活塞194向下轴向滑动，同时，作为一个抽出件，将成品胎14从半模175抽出。

侧壁191在顶部被帽195封闭，并被套在孔192中，帽195及壁191的顶部分别设有顶环形紧固件196及底环形紧固件197，分别紧固一个环形内管或硫化胆198的顶部和底部边缘，胆198由弹性体作成并具有一个大致C-形的径向半部，用于膨胀内胎5。

环形紧固件196和197各具有一小于管状活塞194的内径的外径，并被一个由弹性体作成的平环状凸缘199隔开，并且凸缘的内边固定到帽195的外圆周面。

壳188装有一个内部加热元件200，该加热元件具有数个贯通的轴向孔道201，并将壳188内的空间分成顶部腔202和底部腔203，腔202和203分别经数排孔204和205与内管198内的空间相通，孔204和205分别贯通平凸缘199上方的壁191顶部及平凸缘199下方的壁191。

腔203装有风扇189，与孔道201一起限定了腔202、内管198的内空间、孔204和205以及一密闭的气动回路 206。该回路用于循环给定的热交换硫化介质（最好是氮气），所述介质在加载站台160，经安装在壳188底部的送入/排出阀207，从外部注入。

半模175和176装有电加热电阻208，这些加热电阻208与加热元件200和马达190一起，通过一个位于模174外部的连接器209，接到一个外部电源上（未图示），并且，所述连接器209还以滑动方式连到沿轨道156延伸的动力供应及控制数据传送轨道210上。

如图11所示，站台160包括一个门架或上部结构211，轨道156穿过该门架，该门架还备有一个锁定机构212，以把滑动架154制动在门架211下的给定的装载/卸载位置。

当一个滑动架154在所述装载/卸载位置时，它的相应的硫化装置处于这样一个位置，即它的上半模176正好在一个提升装置213下，提升装置213包括一个磁性头64和一个致动装置215，致动装置215支承在门架211的上联接板上并设计来把头214从与上半模176（与底半模175相连接）接触的降低的位置移动到升高的位置。

当一个滑动架154在所述装载/卸载位置时，相应的硫化装置153进入这样一个位置，即它的外环178的伸出部179与一对水平致动器啮合，水平致动器的动作使模子174上的外环178在两个工作位置间旋转以分别打开和关闭卡口式连接177。此外钟形体185上的孔187中的每一个也都各自位于一个相应的致动器或垂直液压缸217之上，垂直液压缸217以固定的方式安装在门架211之下并设计得使活塞194在一通常降低的位置和一升高的脱模和装载位置之间移动。最后，阀207位于一个气动装载回路上的一个排出器218之上，该排出器位于门架211之下并设计来借助于致动器219可在一个降低的非工作位置和一个升高的位置间移动。在后一个位置，排出器218以这样的方式与阀207啮合，即使它打开，排出在硫化装置153内的硫化介质，并且然后喷进新的硫化介质。

如图1和图10所示，机器人10位于门架211附近并包括一个支 承体200和一个安装在支承体220之上并可绕其垂直轴旋转的装卸台221。一个活节臂222安装在装卸台221之上，以相对于装卸台221并大致在一个垂直平面内运动，一种已知类型的“郁金香”形的夹持装置223有一组可扩张的“花瓣”，设计来与生轮胎5或硫化过的轮胎14的胎圈啮合。

最后，硫化工区11基本上位于一个热隔离外罩或封闭罩225内以便在硫化期间保留由硫化装置153放出的热量。

在工厂1内，如前面所述，挤出机31，32，38，58，101，139和140中的每一台都接受来自相应连续混炼机3的最终胶料，连续混炼机3被装载给定数量的相应的母炼胶以及给定数量的来自贮存区2的相应的容器16的硫化剂和合适的化学混合物。构成一种给定最终胶料的各种成份可以被人工地测量和混合，或使用已知类型的安装在容器16的供料箱17上的半自动称重系统。但如前所述，称重和混合最好使用由中心控制系统15控制的已知类型的自动系统完成。

考虑到连续混炼机3的工作，应当指出每种最终胶料由相应的连续混炼机以任何合适的形式形成，以提供给相应的挤出机，但总是以这种数量供给-即能连续供给所述挤出机而不会产生胶料堆积。换句话说，例如每种最终胶料被生产成以连续条带状的形式，连续胶带或是可被连续地喂入相应挤出机的入口，或是如图1所示喂到相应的支承架上，或是喂入一个容器以形成相对较小的胶料，一旦完成了这一过程，这块胶料就可被直接喂入相应的挤出机。在这种情况下，即当每台连续混炼机的输出容量与相应的挤出机的输出容量不同时，后一种系统是最佳的。

换句话说，连续混炼机3是基本上以连续的方式工作以满足相应挤出机的紧接的需要，并且从连续混炼机3输出的胶料或是被连续地输送或是以相对较小的时间间隔输送到相应的挤出机入口。以这种方式，即连续混炼机仅生产出在那个特定时间中相应的挤出机所需要的胶料的数量，因此提供给挤出机的胶料就可以保持一个相对来说较高 的热量百分比，该热量是在连续混炼机内对胶料进行机械混合时胶料所吸收的。

如在相应连续混炼机3的出口，温度为100℃左右的最终胶料可以70-80℃左右的初始温度输送到相应挤出机入口。

以上述的温度把最终胶料喂入挤出机无疑具有一系列优点，即不需要在挤出前对胶料预热，可以使用功率比处理室温下的同一胶料所需要挤出机小的多的挤出机，减少了挤出前通常要加入的润滑剂和强化流态剂的数量，大大减少了焦烧的可能性。

现在描述生胎5的成型工区4的工作，首先描述在成型鼓20和77上，如在成型鼓20上，胎体8的成型，为说明起见，成型鼓位于工段6内。

在成型鼓20上制造胎体8的过程如下：

最好看图2，首先，一个操作者拿住在平台23上的弹性胶带26的一片段46的前缘并把它喂到成型鼓20上，成型鼓20绕轴21旋转直到片段46完全绕在所述成型鼓20上。然后被绕的片段46的相对两端由操作者拼接在一起。在成型鼓旋转过一给定初始角度后，操作者把来自平台24的织物带48的一部分67喂到成型鼓上。

在成型鼓20旋转一整圈后，部分67被完全缠绕到鼓20上，并且其两端被拼接在一起形成胎体8的帘布层。

应当指出，在缠绕在鼓20上的材料内，仅存在两个拼接处，一处在弹性胶料的内层，另一处在外帘布层上，并且所述两个拼接处隔开一给定的距离，制造者调整上述鼓20的初始旋转角度即可改变所述距离。

因此这不同于在已知先有技术轮胎厂制造的第一阶段轮胎，在那种轮胎中，由于所述帘布层是从一个覆盖有复合材料的、把一些带状部分横向地拼接在一起的织物带上得到的，所以除所述两个拼接处外，以完全任意的方式和在完全任意的位置在帘布层上增加了另外一个拼接处。如果所述另一个拼接处位于上述拼接处的任一个的15～ 10厘米范围内，相应的轮胎肯定要报废，或者在装配过程中材料必须人工调整，因而降低了生产率。

在现有工厂制造的胎体报废的其它原因有：大致由丁基橡胶制成的内衬层，随着它的冷却，呈现出完全不可预测的局部收缩，导致内衬层的局部凸起，这就可能在成品胎上增加完全不可接受的振动。这个缺陷在所述的工厂1内被克服了，如前所述，由于特殊的结构，及有覆盖层的织物带48沿箭头56的特殊方向的运行能使胶带26直 接挤到鼓20上，并允许带有内衬层27的片段46以相对较高的温度喂到鼓20上（温度一般为80-90℃左右），并且在其上，不会发生所述不可预言的局部收缩。所以，内衬层27是非常平的并由相应叠加上的帘布层部分67固定，帘布层67的内部由帘线52加强，防止当内衬层27冷却时的任何变形。

一旦帘布层成型，一个操作者把预先装有相应的胎圈（未示出）的环74从升高的非工作位置移到降低的工作位置，然后把滑座72从非工作位置移到工作位置。

随着滑座72被移动，环74和相应的胎圈在帘布层的外边越过鼓20，在平台23及24的前端和鼓20之间通过。然后鼓20以已知的方式工作以便固定所述的胎圈，相应的环74在合适的位置释放胎圈，环一张开就允许滑座72返回到它的非工作位置。

这里，应当提一下有覆盖层的织物带48的供给方向及从其上获得部分67的方式所带来的一系列优点。

首先，仅需要一条有覆盖层的织物带48以制造不同尺寸但内径一样的轮胎。对不同的尺寸，只需简单地调定切割台65以生产不同宽度的部分67，但其长度W仍然等于织物带48的宽度W和鼓20的圆周展开长。

但在现有工厂中却不是这样，在现有工厂中，有相同内径，但尺寸不同的轮胎自然要涉及改变覆盖有复合物织物带，帘布层即是从织物带获得的。

另一优点是可为轮胎市场提供多种类型的具有两层或更多层重叠的帘布层（宽度通常是变小的）的轮胎。在现有工厂中制造这种轮胎总是一个问题这是由于对于每个帘布层都要向成型鼓供给不同的覆有复 合物的织物带，这样就需要建立一个专门的工厂，或至少一个专门的车间来生产每种类型的多层帘布轮胎。

在工厂1中不存在这个问题，在工厂1中，如从一层帘布层到二层帘布层的转化，只需要简单地以这样一种方式控制切割台65进行生产：即对于每个轮胎，在第一切割操作中，一个第一部分67的宽度等于第一帘布层的宽度;在下一个切割操作中，一个第二部分67的宽度等于第二帘布层的宽度，尽管仍然使用同一有覆盖层的织物带48。

最后一个所考虑的问题是内衬层27的直接挤出（带覆盖层的织物带48的喂入方向使之成为可能），能使内衬层27的成型（不是以平带的形式，而是以如图4中所示的带形）给出两个等高的区域或厚度增大纵向部分150，这两个部分位于在胎体8的成型过程中承受较大弯曲的内衬层27部分上。这些部分通常位于胎面95的相对侧边缘上，并且在胎体8的成型过程中，这些部分要承受较大的拉伸，而导致厚度显著减小。在由断面为矩形的平带构成的内衬层上，为了补偿所述主要拉伸部分的变薄而增加平带厚度的必要性就产生了相当可观的材料浪费，这是因为所述平内衬层的较小拉伸部分尺寸也明显过大了。等高区域150的存在（内衬层27的直接挤出使之成为可能）使得内衬层27的低应力部分的厚度达到最小，这样其优点是就费用来说可以节省材料，就工作来说可以减小成品胎的重量。

一旦所述胎圈被装在鼓20上，平台75（图1）或转台86（图2）绕其自身轴线旋转180°，在这个旋转过程中，鼓20开始成型胎体8，并且在这个旋转的终点，鼓20占据了先前由鼓77占据的位置，而鼓77进入面对平台23和24的位置。

在这个新的位置，鼓20位于第二阶段工段7内，面对并与伸缩式成型鼓78同轴，作业线91连续地向成型鼓78喂入胎面层93和94，作业线92向其喂入胎面95以形成环形封壳9。

最好见图7、图8，关于作业线91，应当指出：一般地讲由切割装置114制成的条带103的每一对顺序部分中，一个沿输送带110送进，并由拼接装置117拼接到强化复合带119的尾端，而另一个沿输送带111送进并由拼接装置117拼接到强化复合带120的尾端。

在沿输送带110和111延伸的强化复合带119和120内的钢丝97部分都是相互平行排布，并与轨道118平行，并且相对于输送带110和111的纵向轴形成一个角度，该角度等于箭头109和112之间的夹角。然而，当条带120被装置121翻转过来时，在沿相应的输送带128延伸的条带120的部分内的钢丝97部分就与在条带119的相应部分内的钢丝97部分反方向地倾斜。

结果，胎面层93和94的内加强层是相对地倾斜的。

一旦相应的切割台129将胎面层93和94从相应的条带119和120上分离，胎面层93和94就被在相应机架133上运行的相应的输送带132带走，并把它们一个接一个地喂入鼓78，在鼓78上，它们被覆盖上胎面95，胎面95是由作业线92上的输送带134喂入鼓78的。

随着胎面层93和94及胎面95通过挤压成型并被直接喂入鼓78，环形封壳9是热装配的，其最后温度通常在80～90℃左右，这样保证了胎面层93和94良好地附着在胎面95上。

环形封壳9一旦成型就被伸缩式成型鼓78释放，它的外面就被传送环83夹住，然后传送环83沿横梁82从其与鼓78同心的第一位置移动到其与鼓20同心的第二位置。

当环83到达所述第二位置，鼓20继续以已知的方法成型胎体8，直到相应的帘布层外表面附着于构成胎面层93和94的胶带的内表面，和胎侧30附着在胎面95的侧边缘上从而生产出一个成品生胎5。

在被已知类型的压合装置（未示出）滚压后，所述生胎5被传送环83夹住，传送环83沿横梁82移动把生胎5从鼓20上卸下，并在鼓20和鼓78之间的中部将它释放，在这里一个机器人10将生胎5夹住并将其传送到硫化工区11。

参照上述内容，应当注意，由于胎体8和环形封壳9都是在高温下装配的，所以最后的成品生胎5当被传送到硫化工区11时仍有较高的温度，大约为70～80℃。

一般来说，在机器人10把一个已硫化的轮胎14从硫化装置153卸下后，就夹住一个成品生胎5并将其传送到硫化工区11。硫化装置153在完成了它的硫化循环后到达站台160，并在门架211下面被锁定机构212锁住。

随着硫化装置153位于门架211下面的装载/卸载位置，它的相应的连接器209与轨道210的一段230啮合，使所述段230只能传递控制信号，不能向硫化装置153提供电力。

排出器218升高以释放硫化装置153内的加压硫化介质，在这以后，水平致动器216动作以旋转环178并打开卡口式连接177，提升装置213向下运动以便使磁性头214与上半模176 啮合。通过升起磁性头214和上半模176，模176就被打开。同时，致动器217动作把活塞194向上推，活塞194起双重作用，首先使内管或硫化胆198变形成“郁金香”形，并将其从已硫化胎14内抽出，然后将胎14升起到底半模175之外并在其之上，使胎14进入这样一个位置，即机器人10可以夹住胎14然后将其传送到输送带12上。

如上所述，然后机器人10从传送环83或与其相连的输送带（未示出）上夹起一个成品生胎5，在输送生胎5后，把它放入打开的底半模175，具体说就是把它放到由致动器217顶起的活塞194上的环形体184。然后致动器217下降以降低活塞194，这也起着双重作用，首先重新把环形体184插入相应的槽183内，并把生胎5放在底半模175上，以及释放内管198，排出器218然后向内管198提供压力较低的“定型料”，使内管198膨胀，并将其插入生胎5的内部。

此时，上半模176被下降到底半模175之上并被磁性头214释放，致动器216动作关闭卡口式连接177。其余的硫化介质由排出器218注入，现在通过释放锁定装置212而完全被释放的硫化设备153，在重力作用下允许沿回路157的部分159的路段169向下运动。

硫化设备153沿路段169向下的运动使相应的连接器209自动地钩在轨道210的导电部分，并也使电阻208、加热元件200、风扇189工作从而开始硫化过程。

沿回路段169延伸的轨道156通常被另外一些硫化装置153占据，这些硫化装置相互抵靠并抵在位于提升机171入口处的锁定 门231上，提升机171设计来从路段169向路段170一次输送一个硫化装置，传送速率取决于所需的硫化时间。

在重力作用下硫化装置153沿路段170运动到环路部分161，并运动到换向装置164打开的任一分支162和163。

在沿分支162或163运行后，硫化装置153在重力作用下通过交叉部167，进入回路段169的初始部分，并停靠在锁定门229上，锁定门229打开一次让一个硫化装置153进入站台160，在那里硫化装置被锁定装置212制动。

任何硫化装置153沿整个回路157运行时间主要由控制提升机171的中心控制系统15来调整，以这种方式，就可使硫化装置的运行时间准确地等于硫化其中的胎5所需要的时间。

结果，硫化装置153一到达站台160，它上面的已硫化胎14就可以被卸下以便使硫化装置153开始一个新的循环。

如图1和图10所示，几个硫化装置153在锁定装置168作用下处于非工作状态，这几个硫化装置可在任一个此时未使用的分支162和163上。在硫化工区11的正常工作期间，保留这些硫化装置以便接受来自此时要在硫化工区11处理的不同设计的轮胎等等，这样简单地操作锁定装置168和换向装置164就能改变产品，而实际上不需要任何停机时间。

就节省热能而论，工厂1的硫化工区11明显具有一系列优点。除了工区4向硫化工区11提供温度大约为70～80℃而不是室温的成品生胎5外，由硫化装置153发出的热量被外罩226保持，并且部分热量被提供给待工的硫化装置153，当使用它们时，这些硫化装置就已经预热了，这样就需要较小的能量以便达到以上所述的 200℃左右的硫化温度。

从能量观点出发，硫化工区11理想地符合已描述过的工厂1的主要特征和它所使用的方法。所述特征包括：用与现有工厂制造轮胎所需热量相比较少的热量消耗来生产成品胎14。

如前所述，各种因素的组合造成了这种能量节约，如：

-只生产满足挤出机需要的最终胶料的数量，这样使最终胶料被热状态下喂入挤出机;

-半成品以连续条带状的形式直接挤出，半成品被顺序地切割成各种构成轮胎的元件，这样使热轮胎的装配和成品生胎的生产具有较高的温度;

-把所述较热的生胎直接供给硫化工区;

-由于独立的活动硫化装置本身有它们的加热系统和内循环热交换流体系统，所以硫化工区本身的结构就可以省去中心供应和加热系统，这些系统除了可观的花费外，也有较差的热效率。

总之，可以放心地说工厂1的显著的热效率，如已描述过的，大致来源于这一事实，即在材料承受至少一部分机械处理期间，如在挤出和/或混炼期间，最初传递到材料中的热能，在材料被冷却到室温的过渡阶段不是被完全散失，而是至少部分地保留在成品生胎内而进入硫化工区。

当然，生产率和/或布局要求只涉及工厂1的部分改变和工厂1所使用的方法的部分改变，如这里所要描述的，然而不超出本发明的范围。如可能有必要在至少某些最终胶料的准备和挤出之间引进冷却阶段。类似地，可能有必要使用不同于直接挤出的方法生产某些半成品，如压延工序，并把最后的半成品绕在一个滚子上，从这个滚子上 半成品在冷状态下喂入轮胎成型鼓。尽管如此，这里所述的工厂1的要点包括：

-一个轮胎制造厂，以这种方式被设计，即使得尽可能多的半成品的生产是直接生产方式，如挤压，和如此获得的半成品直接在热状态下喂入轮胎成型鼓，从而可以节省相当可观的热能;

还包括：

-如果最大可能地使用这种生产最终胶料的炼胶机，即使它们的相应的输出端在基本直接地和在热的状态下联接到相应的连续使用的机器如挤出机的输入端，则可进一步节省能源。

在这点上应当指出，节省能源不仅仅是这里描述的工厂1的唯一优点。已经叙述过的能节省能源的各种因素，也可以极大地提高从母炼胶到成品胎的生产率。实验证明，使用连续混炼机大致以直接的方式向相应的挤出机供料，所述的挤压机依次把半成品在热状态下直接输送到轮胎成型鼓上生产出一个生胎，在热状态下生胎又被直接送到硫化工区，这样一个成品胎从相应的母炼胶起用大约三十分钟就生产出来。

在成品胎生产出来和它的原材料初始处理之间这样短的时间周期，从一方面说，避免了由老化引起的损坏，从另一方面说，也可以使用计算机化的封闭控制系统。

换句话说，对从硫化工区出来的成品胎进行检验，检验结果可以用来自动地控制工厂内各工区的工作参数，从而避免任何有害的错误。这种程序能使损失限制在最大为三十分钟的生产值内，而这种程序在现有工厂内是难以想象的，在现有工厂中这个时间周期可能是几个星期以上。

最后，在工厂中，把半成品在加工过程中从一个工区直接输送到另一工区可以使各种中间贮存区完全省去，从而避免了与这种贮存有关的所有问题和过高的费用。

Claims (6)

1、一种热成型轮胎(14)的方法，所述轮胎包括多个组成元件(46，67，93，94，95)，其中每个元件至少部分地由弹性材料的一种相应的最终胶料制成，所述组成元件(46，67，93，94，95)限定一个内胎体(8)和一个外环形封壳(9)，它们在生轮胎装配工区(4)中被装配在一起，所述的生轮胎装配工区至少包括一个轮胎成型鼓(20)，所述内胎体(8)包括一个气密的内衬层(27)和至少一个外胎体帘布层(67)，而所述外环形封壳(9)包括若干重叠的胎面层(93，94)和一外胎面(95)，所述方法包括下列步骤：

通过切断半成品而成型出至少一些所述组成元件(46，67，93，94，95)，每个元件的形状呈相应的连续条带(26，48，119，120，141)，连续条带的温度高于室温，

将切断的连续条带(26，48，119，120，141)直接热供到所述轮胎成型鼓(20)上，以便在其上装配成一个热的生轮胎(5)，热的生轮胎(5)具有高于室温的总的最终温度，

对所述的生轮胎(5)进行硫化处理，

其特征是：

至少一些连续条带(26，48，119，120，141)是由所述相应的最终胶料直接连续生产出来的，该生产操作包括将一定的直接生产热能传递到相应的连续条带(26，48，119，120，141)，并使它们具有高于室温的输出温度，所述热的生轮胎(5)保持所述直接生产的组成元件(46，67，93，94，95)的至少一部分所述直接生产热能，并且在散失掉所述直接生产热能之前受到所述硫化处理。

2、根据权利要求1的方法，其特征是：至少有一些最终胶料是通过在相应的炼胶机（3）中将相应的母炼胶与相应的化学混合物进行混合而获得的，该混合操作将一定的热能传递给每一种最终胶料，并使它们在排出相应的炼胶机（3）时具有高于室温的温度，在所述混合热能散失之前将所述每一种最终胶料热供到相应的直接生产操作工序。

3、根据权利要求2的方法，其特征是所述炼胶机（3）是连续混炼机。

4、根据权利要求2的方法，其特征是所述直接生产操作是挤出。

5、根据上述任意一项权利要求的方法，其特征是：对经过所述硫化处理的每个轮胎（14）进行检验，以便获得供计算机中心控制系统采用的数据，从而控制所述混合、挤出、装配和硫化操作。

6、根据权利要求1-4中任意一项的方法，其特征是利用一台机器人（10）将所述生轮胎（5）从一个装配工区（4）直接传送到一个硫化工区（11）。

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