CN102271902B - 包括沟槽和切口阵列的轮胎硫化模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎硫化模具的内衬(36)，其包括用于模制轮胎胎面(12)的由沟槽(32a-c)和切口(26a-b)形成的相应阵列(24、25)的至少一个由帘线(46a-c)和刀槽花纹刀片(52a-b)形成的阵列(44、45)。由帘线(46a-c)和刀槽花纹刀片(52a、52b)的阵列(44、45)包括位于两条帘线(46a-c)之间的至少一个结点(34、35)。所述阵列(44、45)的每条帘线(46a-c)至少二次模制在一个刀槽花纹刀片(52a-b)的边缘(56、58)上。

Description

包括沟槽和切口阵列的轮胎硫化模具

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域。

背景技术

在下面，轮胎的轴线表示其旋转轴线。当考虑轮胎位于模具中时，该轴线也限定出模具的轴向方向。垂直于旋转轴线的方向被给予“径向方向”的名称，并且周向方向描述在垂直于轴向方向的平面中的轮胎的圆周。

为了使以下描述更容易理解，术语“最终内衬”是给予具有用于将其形状赋予轮胎的模具的确定形状的部分的名称。因此，最终内衬是成品轮胎的负件(相反形状件)。

轮胎通常包括围绕轮胎的轴线回转的胎面。在包括围绕轴线沿周向分布的一个或多个最终模具内衬的模具中硫化轮胎。

文件EP 1 872 975公开了一种包括一对单件刀片的最终模具内衬，允许在胎面中模制一对切口。每个刀片分隔两个橡胶块并且承载用于在每个橡胶块中模制浮凸的凸起。所述刀片之一还携带有用于在胎面中模制沟槽(花纹沟)的空心帘线或条。

浮凸和沟槽使得特别是可以当胎面被磨损时限制轮胎经受的抓地力的损失。具体地说，橡胶从胎面上磨耗(磨掉)促使浮凸和沟槽与胎面的表面齐平。齐平的浮凸和沟槽至少能够部分地形成胎面花纹，以替换胎面上已经磨耗的原始的胎面花纹。

此外，浮凸和沟槽具有复杂的形状，其允许轮胎的胎面具有高的性能水平，特别是在刹车时或者在潮湿的表面上行驶时。

然而，文件EP 1 872 975中描述的内衬因为刀片的单件式结构而制造起来相对复杂。

发明内容

本发明目的是提供一种易于制造并且产生出呈现高性能水平的胎面的模具内衬(或模具衬层)。

为此，本发明的一个主题是一种用于硫化轮胎的模具的内衬，其包括用于在胎面中模制相应的沟槽和切口网状物的至少一个帘线或条和刀槽花纹刀片阵列或网状物，所述帘线和刀片网状物包括两条帘线之间的至少一个结，网状物的每条帘线至少二次模制(或外部模制)刀片的边缘(或刀刃)。

内衬使得可以获得很好的性能水平。具体地说，每条帘线允许模制的每个沟槽与由刀片模制的每个切口一起赋予轮胎很好的性能水平。此外，内衬制造起来比较简单。具体地说，二次模制刀片边缘的简单的步骤足以制造出由帘线和刀片形成的组件。帘线和刀片可以由不同但兼容并呈现出良好亲合性的材料制造。所述帘线优选是实心的，从而使得可以防止可能在现有技术的内衬中发生的橡胶进入帘线内部的情况。

此处的阵列或网状物指在结点处结合在一起的至少两条帘线的集合。因此，在内衬上模制的轮胎具有相互连通的沟槽网状物。所述网状物允许胎面上特别有效的散热，并且当部分地磨损时允许再生胎面花纹。

根据内衬的可选特征：

-帘线网状物包括用于在胎面上模制周向沟槽的至少一条周向帘线。

-帘线网状物包括用于在胎面上模制横向沟槽的至少一条横向帘线。

-帘线网状物包括用于在胎面上模制径向沟槽的至少一条径向帘线。

本发明的另一主题是一种用于硫化生胎预成型件的模具，其包括至少一个如上所述的模具内衬。

本发明的又一主题是一种生产所谓的用于模制轮胎的胎面的一部分的最终内衬的方法，其中通过与用于在胎面中模制相应沟槽网状物的帘线网状物一起二次模制用于模制相应的切口网状物的刀片网状物的边缘来生产最终内衬。

用于模制模具的内衬的部件被称为“模件”。因此，模件是轮胎的正件(相同形状件)和内衬的负件(相反形状件)。同样，从可以在下文中看到，在最终内衬与模件以及中间内衬与模件之间将产生区别。

作为选项，每个刀片由钢制成，并且每条帘线由铝制成。

根据所述方法的一个特征，最终内衬被模制在通称为最终模件的模件上，该最终模件包括：

-用于模制最终内衬的帘线网状物的沟槽网状物，以及

-刀片网状物，其边缘通向用于模制最终内衬的帘线网状物的沟槽网状物，以便可以与最终内衬的帘线网状物一起二次模制刀片网状物的所述边缘。有利地，最终内衬的每条帘线由具有良好热特性的材料、例如铝制成。

作为选项，最终模件由对模制最终内衬的帘线网状物的材料呈惰性(不活泼)的材料制成，例如，由包含砂子和/或灰泥的材料制成。

使用包含砂子或灰泥的材料生产最终模件允许容易地从模具上脱出最终内衬。具体地说，所述材料可以被容易地破碎，并且更甚者，其是廉价的并且可以被重复利用。

根据所述方法的另一任选特征，在最终模件上模制最终内衬之前，以如下方式制造最终模件：

-制造中间内衬，以及

-在所述中间内衬上模制最终模件。

作为选项，所述中间内衬包括：

-模制在模具配对件中的至少一个可去除中间网状物，所述网状物包括用于模制在刀片网状物的边缘上二次模制的最终模件的沟槽网状物的中间帘线网状物，以及

-基体，其包括用于定位所述中间可去除网状物的至少一个外壳。

利用中间模件制造中间内衬的基体。该基体通常由例如硅树脂基材料的形状记忆材料制成。优选地，直接通过快速原型或以例如塑料的易于机加工的材料生产所述中间模件。

有利地，中间可去除网状物的中间帘线网状物安装在可熔化材料、例如蜡中。中间可去除网状物优选被插入到中间内衬中。

可熔化材料特别意味着具有固-液相变的材料。蜡的使用允许每个中间帘线由可以容易模制并且再次使用的材料模制。

根据该方法的另一任选特征，模具配对件包括：

-用于模制中间可去除网状物的中间帘线网的中间沟槽网状物，以及

-用于定位最终内衬的刀片的网状物的外壳，每个外壳通向中间沟槽。

模具配对件通常由相互协作的若干部分形成并且借助于花纹模制阶段由塑料类材料或例如硅树脂的形状记忆材料生产。

有利地，中间帘线的网状物被熔化：

-在最终模件已经被模制在中间内衬上之后，以及

-在最终内衬被模制到最终模件上之前。

通过在最终模件已经被模制在中间内衬上之后熔化每条中间帘线，在最终模件中形成用于模制最终内衬的帘线的沟道。

本发明的另一主题是一种用于模制模具内衬的帘线和刀片网状物的模具配对件，其中所述模具内衬用于模制轮胎的胎面的一部分，其包括：

-用于模制帘线网状物的沟槽网状物，以及

-用于相对于沟槽网状物定位刀片网状物并且通向至少一个沟槽的外壳。

本发明的最终主题是一种硫化生胎预成型件的方法，其中生胎预成型件在如上所述的模具中硫化。

附图说明

从以下仅通过非限制性实例并且参照附图给出的说明中将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据本发明的轮胎的胎面的一部分的透视图；

-图2是显示图1的轮胎的胎面的一部分的隐藏细节的视图；

-图3是根据本发明的最终内衬的透视图，其包括用于制造图1的轮胎的帘线和刀片的第一和第二网状物；

-图4是图3的第一网状物的一部分的分离透视图；

-图5和6是根据本发明的模具配对件的透视图；

-图7和8是由类似于图5和6中所示出的模具配对件模制的中间可去除网状物的实例的透视图；

-图9是包括图7中示出的类型的中间可去除网状物的中间内衬的透视图；以及

-图10和11分别是在中间帘线熔化之前和之后在图9的中间内衬上模制的最终模件的透视图。

具体实施方式

已经在附图中标出了与轮胎的通常径向方向(OZ)、轴向方向(OY)和周向方向(OX)对应的相互正交的轴线X、Y、Z。

图1和2描绘了根据本发明的由总附图标记10标示的轮胎。轮胎10具有显示出围绕轴线Y旋转对称的总体形状。

轮胎10包括胎面12。胎面12包括用于与路面接触的外部行驶表面14。胎面12通过两个台肩16、18限界。此外，胎面12包括形成在胎面12的橡胶中的周向沟道20a-c。沟道20a-c被轴向地隔开，并且横过胎面12的轴向尺寸分布。

台肩16、18和沟道20a-c限定出周向橡胶带22a-d。在该特定情况中，带22a由台肩16和沟道20a限定，带22b由沟道20a和20b限定，带22c由沟道20b和20c限定，并且带22d由沟道20c和台肩18限定。

每条带22b、22c分别包括由切口26a、26b形成的网状物24、25，在该情况中，切口26a、26b的深度基本上等于每条橡胶带22b、22c的径向高度。每个由切口形成的网状物24、25还包括模制在带22b、22c中的沟槽32a、32b、32c。每个沟槽32a-c具有正方形、矩形或圆形的横截面。作为替代方案，横截面可以是任何形状。

网状物24的每个通称为周向沟槽的沟槽32a围绕轴线Y并且基本上平行于沟道20a-c沿周向延伸。网状物25的每个周向沟槽32a围绕轴线Y以斜线周向地延伸。每个网状物24、25的各沟槽32a分别沿轴向位于沟道20a、20b和20b、20c之间。

通称为网状物24的横向沟槽的各沟槽32b具有基本上笔直的形状并且基本上平行于轴线Y轴向地延伸。网状物25的每个横向沟槽32b具有基本上笔直的形状并且沿与轴线方向Y成非零角度的方向延伸。每个网状物24、25的各沟槽32b从周向沟槽32a延伸至其通向的沟道20a、20b或20c。

每个网状物24、25的每个所谓的径向沟槽32c形成从周向沟槽32a径向地延伸至其通向的行驶表面14的井部14。每个沟槽32c基本上是笔直的并且基本上平行于轮胎10的径向方向Z延伸。

因此，每个网状物24、25包括若干结点34。每个结点34对应于模制在胎面12中的至少两个沟槽的交点。在该特定情况中，每个结点34对应于周向沟槽32a、至少一个横向沟槽32b和井部32c的交点。

每个切口26a通向两个相继的井部32c和周向沟槽32a。网状物24的每个切口26a具有周向的总定向，也就是说，基本上垂直于轴线Y延伸。网状物25的每个切口26a具有沿斜线的基本上周向的总定向。

图3描绘了用于制造图1和2的轮胎10的模具的根据本发明的内衬36，通称为最终内衬。由于最终内衬36是图1和2中所描绘的轮胎10的负件，最终内衬36具有可以从轮胎10的构造容易地推导出的构造。

模具的轴向方向、径向方向和周向方向分别对应于放置在模具中的轮胎10的轴向方向、径向方向和周向方向。

内衬36包括带有用于模制轮胎10的胎面表面14的表面39的基体38。

内衬36包括分别用于模制沟道20a-c的若干径向间隔的圆形帘线(或条)40a-c。每条圆形帘线40a-c在对应于每个沟道20a-c的深度的高度上从表面39径向地延伸。每条帘线40a-c沿基本上平行于模具的周向方向X的方向周向地延伸。帘线40a、40b限定出用于模制带22b的带42b。帘线40b、40c限定出用于模制带22c的带42c。

另外，内衬36包括分别用于模制由沟槽32a-c形成的网状物24、25的由帘线46a-c形成的网状物44、45。在该特定情况中，每条帘线46a-c具有基本上正方形、矩形或圆形的横截面。每条帘线46a-c由铝制成。

通称为周向帘线的每条帘线46a允许模制周向沟槽32a。网状物44的帘线46a围绕轴线Y基本上平行于帘线40a-c周向延伸。网状物45的帘线46a围绕轴线Y沿斜线周向延伸。在该特定情况中，每个网状物44、45的每条帘线46a分别沿轴向位于帘线40a、40b和40b、40c之间。

通称为横向帘线的每条帘线46b允许模制横向沟槽32b。在该特定情况中，每条横向帘线46b是笔直的。网状物44的所述横向帘线46b基本上平行于轴线Y轴向地延伸。网状物45的每个横向帘线46b具有基本上笔直的形状并且沿与轴线方向Y形成非零角度的方向延伸。每条帘线46b将相应的周向帘线46a连接至帘线40a、40b或40c之一。

每个网状物44、45的通称为径向帘线的每条帘线46c形成连接周向帘线46a和模制表面39的凸块。每个凸块46c允许模制基本上笔直并且基本上平行于模具的径向方向Z延伸的井部32c。因此，每个网状物44、45包括若干结点48。每个结点48对应于内衬36的至少两条帘线的交点。在该特定情况中，每个结点48对应于周向帘线46a、至少一条横向帘线46b和凸块46c的交点。

每个网状物44、45还包括用于分别模制由切口26a、26b形成的网状物24、25的金属刀片52a、52b。在该特定情况中，刀片52a、52b由钢制成。

参照图4，其描绘了与基体38分离的网状物44的一部分，每个刀片52a、52b具有通称为纵向边缘(纵向刀刃)的两个边缘54和通称为径向边缘(径向刀刃)的两个边缘58、60。每个纵向边缘54与基体38一起二次模制，以便将每个刀片52a、52b保持在基体38中。

每个刀片52a、52b具有在用于限定每个切口26a、26b的深度的尺寸上径向延伸的一部分62和在用于限定二次模制在基体38中的刀片的一部分的尺寸上径向延伸的一部分64。

每个刀片52a的每个径向边缘58、60与凸块46c中的一个一起二次模制。每个刀片52a的每个纵向边缘56与周向帘线46a一起二次模制。

每个刀片52b的每个径向边缘58与凸块46c中的一个一起二次模制。每个刀片52b的每个纵向边缘56与横向帘线46b一起二次模制。此外，每个刀片52b的每个边缘60与相应的帘线40a-c一起二次模制。

可以通过执行根据本发明的方法制造内衬36，以下将参照图5至11描述其主要步骤。

图5和6描绘了模具配对件66。为了简化说明，图5和6中所描绘的模具配对件66可以获得具有基本上类似于图3的最终内衬的网状物44的形状的中间可去除网状物67(图7)。利用相同的途径，可以推导出产生与网状物45对应的中间可去除网状物68(图8)的模具配对件66的特征。

模具配对件66包括六个可拆卸的区块69a-f。每个区块69a-f包括用于定位周向刀片52a的外壳70a和用于定位横向刀片52b的外壳70b。模具配对件66还包括用于模制中间网状物67的中间帘线74a-c的通称为中间沟槽的沟槽72a-c。在该情况中，每个区块69a-f包括每个沟槽72a-c的四分之一。

每个外壳70a通向中间沟槽72a、72c，并且每个外壳70b通向中间沟槽72b、72c。区块69a-f由形状记忆材料制成。作为替代方案，区块69a-f由可以被容易地机加工的材料制成或者通过快速原型成型方式制成。

接着，中间可去除网状物67被模制在模制配对件66中。中间可去除网状物67首先包括由中间沟槽72a-c模制且类似于帘线46a-c的中间帘线74a-c，并且其次包括刀片52a、52b。每条中间帘线74a-c被二次模制在每个相应的刀片52a-b的边缘56、58上。

在该特定情况中，每个刀片52a、52b被定位在每个外壳70a-c中。在稍后步骤中，通过使区块69a-f相互靠近关闭模具配对件66。然后，每条中间帘线74a-c由可熔化材料模制，在该情况下，所述材料为热熔性材料，例如蜡(石蜡)。在冷却之后，分开可拆卸区块69a-f，以便可以将中间可去除网状物67从模具配对件66中拔出。在设定时间之后，特别是针对清除模制残渣，然后获得图7中所示的中间网状物67。在图8中描绘了中间网状物68。

图9描绘了中间内衬75。中间内衬75包括基体76和可去除中间网状物67及68。中间内衬75通过组装基体76和网状物67、68制造。

基体76通过由易于机加工的塑料制成的中间模件(未描绘)生产。在该情况中，基体76由模制在中间模件上的形状记忆材料制成。基体76具有形成用于相对于基体76定位网状物67、68的外壳的切口78a、78b。在该特定情况中，每个切口78a被用于定位每个刀片52a的部分64。每个切口78b被用于定位每个刀片52b的部分64。

其次，将最终模件80模制在中间内衬75上。在该特定情况中，最终模件80由对模制最终内衬36的帘线46a-c的材料呈惰性的材料制成。该材料优选包含砂子和/或灰泥。

然后如图10中所示地分开基体76和最终模件80。因此，刀片52a、52b被转移至最终模件80。在该情况中，每个刀片52a、52b的每个部分62与最终模件80二次模制。另一方面，每个部分64和每个边缘60是自由的。由蜡制成的中间帘线74a-c也被卡持在最终模件80中。

然后，加热最终模件80，并且从而熔化最终模件80中的每条帘线74a-c。然后，这产生图11中所描绘的最终模件80。

最终模件80包括用于分别模制最终内衬36的帘线46a-c的沟槽82a-c和用于定位每个刀片52a-b的外壳83a-b。每个外壳83a-b通向沟槽82a-c中的一个。最终模件80还包括刀片52a-b，刀片52a-b的每个边缘56、58通向相应的沟槽82a-c，以便每个边缘56、58可以与最终内衬36的相应帘线46a-c一起二次模制。

然后，将最终内衬36模制在最终模件80上。最终内衬36由金属模制，在该特定情况中所述金属包含铝。注意到，已经通过与用于模制沟槽32a-c的帘线46a-c一起二次模制刀片52a-b的边缘56、58制造最终内衬36。

然后将最终模件80破碎，以取出最终内衬36。

可以通过执行根据本发明的方法制造轮胎10，在下文中将描述其中的主要步骤。

将未加工的生胎预成型件10定位在包括若干个如上所述类型并且围绕模具的轴线Y周向地分布的最终内衬36的模具中。

一旦已经关闭所述模具，则通过加热在模具中硫化所述未加工的预成型件。

然后打开模具并且取出硫化的轮胎10。

通过沿径向横过通过刀片52a-b形成在胎面12中的切口26a-b移动模具来拔出置于刀片52a-b上的帘线46a-c。

通过研究前述内容并且在不脱离本发明的精神的情况下，完全可以改变由沟槽形成的网状物的形状和切口在轮胎的胎面中的分布，以适应期望的轮胎性能所规定的限制。

该优点可通过减少由现有技术强加的限制而拓宽轮胎的设计选择。应注意，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在没有经过模制中间内衬75和最终模件80的步骤的情况下直接由模具配对件66制造最终内衬36的网状物44、45。

Claims (19)

1.用于硫化轮胎的模具的内衬（36），其特征在于，其包括由帘线（46a、46b、46c）和刀槽花纹刀片（52a、52b）形成的至少一个网状物（44、45），所述至少一个网状物（44、45）用于在所述轮胎的胎面（12）中模制由沟槽（32a、32b、32c）和切口（26a、26b）形成的相应网状物（24、25），由帘线（46a、46b、46c）和刀片（52a、52b）形成的网状物（44、45）包括两条帘线（46a、46b、46c）之间的至少一个结点（34、35），所述网状物（44、45）的每条帘线（46a、46b、46c）至少二次模制所述刀片（52a、52b）的边缘（56、58）。

2.根据权利要求1所述的内衬（36），其特征在于，由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物（44、45）包括用于在所述胎面（12）中模制周向沟槽（32a）的至少一条周向帘线（46a）。

3.根据前述权利要求中任一项所述的内衬（36），其特征在于，由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物（44、45）包括用于在所述胎面（12）中模制横向沟槽（32b）的至少一条横向帘线（46b）。

4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的内衬（36），其特征在于，由帘线（46a、46c、46c）形成的网状物（44、45）包括用于在所述胎面（12）中模制径向沟槽（32c）的至少一条径向帘线（46c）。

5.用于硫化生胎预成型件（10）的模具，其包括至少一个模具内衬（36），其特征在于，所述模具内衬（36）是根据前述权利要求中任一项所述的内衬。

6.制造用于模制轮胎（10）的胎面（12）的一部分的最终内衬（36）的方法，其特征在于，通过与用于在所述胎面（12）中模制由沟槽（32a、32b、32c）形成的相应网状物的由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物一起二次模制用于在所述胎面（12）中模制由切口（26a、26b）形成的相应网状物的由刀片（52a、52b）形成的网状物的边缘（56、58）来制造所述最终内衬（36）。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个刀片（52a、52b）由钢制成，并且每条帘线（46a、46b、46c）由铝制成。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述最终内衬（36）模制在通称为最终模件的模件（80）上，所述最终模件（80）包括：

-用于模制所述最终内衬（36）的由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物的由沟槽（82a、82b、82c）形成的网状物，以及

-由刀片（52a、52b）形成的网状物，所述刀片（52a、52b）的边缘（56-58）通向用于模制所述最终内衬的由帘线形成的网状物的由沟槽（82a、82b、82c）形成的网状物，以使得由刀片（52a、52b）形成的网状物的所述边缘（56-58）可以与所述最终内衬（36）的由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物一起二次模制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述最终模件（80）由对其中模制最终内衬（36）的由帘线（46a、46b、46c）形成的网状物的材料呈惰性的材料制成。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述最终模件（80）由包含砂子和/或灰泥的材料制成。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在将所述最终内衬（36）模制在所述最终模件（80）上之前，以如下方式制造所述最终模件（80）：

-制造中间内衬（75），以及

-将所述最终模件（80）模制于所述中间内衬（75）上。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述中间内衬（75）包括：

-模制在模具配对件（66）中的至少一个可去除中间网状物（67、68），所述网状物（67、68）包括用于模制被二次模制在由刀片（52、52b）形成的网状物的边缘（56、58）上的最终模件（80）的由沟槽（82a、82b、82c）形成的网状物的由中间帘线（74a、74b、74c）形成的网状物，以及

-基体（76），其包括用于定位所述中间可去除网状物（67、68）的至少一个外壳（78a、78b）。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述中间可去除网状物（67、68）的由中间帘线（74a、74b、74c）形成的网状物安装在可熔化材料中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述可熔化材料为蜡。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述模具配对件（66）包括：

-用于模制所述中间可去除网状物（67、68）的由中间帘线（74a、74b、74c）形成的网状物的由中间沟槽（72a、72b、72c）形成的网状物，以及

-用于定位所述最终内衬（36）的由刀片（52a、52b）形成的网状物的外壳（70a70b、70c），每个外壳（70a、70b、70c）通向中间沟槽（72a、72b、72c）。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：

-在已经将所述最终模件（80）模制在所述中间内衬（75）上之后，以及

-在将所述最终内衬（36）模制在所述最终模件（80）上之前，

熔化每条中间帘线（74a、74b、74c）。

17.用于模制模具内衬的由帘线和刀片组成的网状物的模具配对件（66），所述模具内衬用于模制轮胎的胎面的一部分，其特征在于，所述模具配对件包括：

-用于模制由帘线形成的网状物的由沟槽形成的网状物，以及

-用于相对于由沟槽形成的网状物定位由刀片（52a、52b）形成的网状物并且通向至少一个沟槽的外壳。

18.硫化生胎预成型件（10）的方法，其特征在于，在根据权利要求5所述的模具中硫化所述生胎预成型件。

19.轮胎（10），其特征在于，其通过在根据权利要求5所述的模具中硫化生胎预成型件获得。

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