CN103660333B - 用于预先成形生轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

公开一种方法和设备，用于将生轮胎预先成形为等同生轮胎的当安置在闭合模具中时的形状的形状。用于预先成形的方法使生轮胎的胎圈相互平行并且同心取向，并且还使轮胎的胎圈区部件在固化之前旋转成适当的构造。当将轮胎载入轮胎模具时，轮胎的胎圈部分维持平行位置。

Description

用于预先成形生轮胎的方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造，尤其地涉及生轮胎的加工。

背景技术

轮胎均匀性对整体轮胎性能是重要的。可出现的轮胎均匀性的一个方面是相对的轮胎胎圈彼此何时不同心和不平行。该不均匀性可出现在轮胎成型过程、轮胎储存期间、在固化之前轮胎进入轮胎压机的装载期间、或者在压制成形循环期间。图1图示了将轮胎装载到轮胎压机中的现有技术的轮胎装载机。轮胎装载机10从轮胎的顶部抓住轮胎胎圈，并使轮胎就座在底部模具胎圈环12上。现有技术的装载机具有的一个问题是下轮胎胎圈区域没有旋转成与底部胎圈环接合。第二个问题是生轮胎可能不定心到下胎圈环或模具上。此外，生轮胎的顶部胎圈可能不与底部胎圈同心并平行。

图2a图示了在成形之前并且在模具处于打开位置的情况下胎圈就座在底部模具环中的轮胎。如所示，下胎圈区域14a由下胎圈环12限制，同时上胎圈区域14b是自由的。图2b图示了在固化囊的成形期间的生轮胎。图2b图示了靠近底部胎圈环的下帘布层终端A被俘获在囊与底部胎圈环之间，使得它们不能移动。当模具在囊成形期间不闭合时，上帘布层终端B由于不受约束的上轮胎胎圈而被囊拉动，以延长Y尺寸。另外，上胎圈区可在不合需要的方向上旋转。轮胎的中心线C_L'还可从所期望的中心线C_L偏移侧向距离L，导致锥度。如图2b所示，当X与Y不相等时，在压机中出现轮胎的不均匀性，并且轮胎中心线侧向移动距离L。当压机闭合时，顶部胎圈环接合顶部胎圈，并迫使顶部胎圈区围绕顶部胎圈旋转。然而，压机的闭合不解决上述问题，并且可能形成具有均匀性问题的轮胎。

因而期望提供一种改进的方法，用于在进入模具之前预先成形生轮胎，以确保轮胎胎圈区彼此同心并平行。还期望提供一种改进的方法，其确保顶部和底部胎圈区在安置到轮胎模具中之前并且当装载到模具中时旋转到适当的固化位置中。

发明内容

本发明在第一方面中提供一种在插入轮胎模具之前将生轮胎预先成形至预定位置的方法。生轮胎具有相对的第一和第二胎圈区。该方法包括以下步骤：将生轮胎的第一和第二胎圈保持在同心并且平行的位置；使第一和第二胎圈中的一个胎圈移向另一胎圈；使第一和第二胎圈区旋转到预定位置中；以及然后将第一和第二胎圈与胎圈区保持在预定位置达设定的时间段，以变址生轮胎，并重复旋转若干次。

本发明在第二方面中提供一种用于使生轮胎的胎圈区对准成相互对准的方法。该方法包括以下步骤：提供第一胎圈支撑环并将生轮胎的下胎圈安装到所述第一胎圈支撑环上；提供第二胎圈支撑环并使第二胎圈支撑环移动成与轮胎的上胎圈接合，直到轮胎处于所期望的预先模制位置为止；以及使轮胎的第一和第二胎圈区旋转成所期望的预先模制形状。

本发明还提供如下方案：

1. 一种用于在插入到轮胎模具中之前将生轮胎预先成形至预定位置的方法，所述生轮胎具有相对的第一胎圈区和第二胎圈区，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将所述生轮胎的第一胎圈和第二胎圈保持在同心并且平行的位置；使所述第一胎圈和第二胎圈中的一个胎圈移向另一胎圈；使所述第一胎圈部件区和第二胎圈部件区旋转到预定位置中；以及然后将所述第一胎圈区和第二胎圈区保持在所述预定位置达设定的时间段。

2. 根据方案1所述的方法，其特征在于，还包括提供：第一可旋转的胎圈夹具和第二可旋转的胎圈夹具；使所述第一可旋转的胎圈夹具和第二可旋转的胎圈夹具旋转成与所述第一胎圈区和第二胎圈区接合；并且然后分别抵靠所述第一胎圈支撑环和第二胎圈支撑环夹紧所述第一胎圈区和第二胎圈区。

3. 根据方案1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述第一胎圈支撑环和第二胎圈支撑环中的一个胎圈支撑环移向另一胎圈支撑环，直到所述轮胎处于所期望的预定形状为止；以及然后分别抵靠所述第一胎圈支撑环和第二胎圈支撑环夹紧所述第一胎圈区和第二胎圈区。

4. 根据方案1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述生轮胎旋转预定角度；以及然后使所述第一胎圈部件区和第二胎圈部件区旋转到预定位置中；以及然后将所述第一胎圈区和第二胎圈区保持在所述预定位置达设定的时间段。

5. 一种用于使生轮胎的胎圈区对准成彼此对准的方法，所述生轮胎具有相对的第一轮胎胎圈区和第二轮胎胎圈区，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供第一胎圈支撑环并将所述生轮胎的下胎圈安装到所述第一胎圈支撑环上；提供第二胎圈支撑环并使所述第二胎圈支撑环移动成与所述轮胎的上胎圈接合，直到所述轮胎处于所期望的预先模制形状为止；以及使所述轮胎的所述第一胎圈区和第二胎圈区旋转成所述所期望的预先模制形状。

6. 根据方案5所述的方法，其特征在于，还包括第一可旋转的胎圈夹具和第二可旋转的胎圈夹具，以使所述第一可旋转的胎圈夹具和第二可旋转的胎圈夹具旋转成与所述第一胎圈区和第二胎圈区接合，以及然后分别抵靠所述第一胎圈支撑环和第二胎圈支撑环夹紧所述第一胎圈区和第二胎圈区。

7. 根据方案6所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在抵靠上胎圈支撑环保持所述上轮胎胎圈区的同时夹持所述轮胎的外径；以及然后使所述生轮胎移入模具。

8. 根据方案5所述的方法，其特征在于，还包括分别邻近所述第一胎圈环和第二胎圈环定位所述第一胎圈夹具和第二胎圈夹具的步骤。

9. 根据方案5所述的方法，其特征在于，还包括将所述轮胎保持在固定的预先成形位置达至少2分钟的步骤。

10. 一种用于将轮胎装载到轮胎压机上的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：使第一胎圈支撑环下降成与生轮胎的第一胎圈区接合；夹持所述轮胎的外周；以及将所述轮胎提升到所述压机上。

11. 根据方案10所述的方法，其特征在于，还包括步骤：使所述生轮胎下降到模具中，使得所述模具的第二胎圈支撑环与所述生轮胎的所述第二胎圈区接合。

12. 根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在维持所述第一胎圈区与所述第一胎圈支撑环的接触的同时，在所述轮胎的所述外周被多个桨叶夹持的同时通过压制成形囊成形所述生轮胎。

附图说明

将作为示例并参考附图描述本发明，其中：

图1图示将生轮胎装载到轮胎压机中的现有技术的装载机；

图2a是在成形囊的接合和模具闭合之前的部分地安装在底部模具胎圈环上的生轮胎的横截面视图；

图2b是在囊成形期间部分地安装在轮胎模具的底部胎圈环上并成形的生轮胎的横截面视图；

图3是在无生轮胎的情况下示出处于开始位置的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图4是在有生轮胎和生轮胎装载机的情况下示出处于开始位置的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图5和5a是具有平移支撑环的底部模具胎圈环支撑的横截面视图；

图6是在有生轮胎和生轮胎装载机的情况下示出处于装载和下降位置的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图7是在围绕胎圈的材料旋转之前的在装载机上模具胎圈支撑环接合生轮胎的顶部胎圈的情况下示出的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图8是在使胎圈区材料围绕顶部和底部胎圈旋转之后但在装载机抓住生轮胎的外径之前的示出处于致动/夹紧位置的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图9是在胎圈区旋转并且生轮胎被抓住在装载机中以便运输的情况下示出的本发明的生轮胎预先成形机的横截面前视图；

图10a图示在成形或下胎圈区旋转之前的生轮胎；

图10b图示在上和下胎圈区旋转之后但在成形之前的生轮胎；

图11图示装载到轮胎预先成形设备上的生轮胎；

图12图示装载到轮胎预先成形设备上的生轮胎；

图13a图示在上和下胎圈支撑环已将轮胎胎圈定位至固化胎圈高度之后的生轮胎，图13b图示在抵靠胎圈支撑环围绕胎圈的旋转之后的胎圈夹具；

图14图示装载机中的轮胎；其中，轮胎被保持在外径上；

图15图示被安置在底部模具胎圈环上的生轮胎；

图16-21图示变型的轮胎固化过程的各个阶段。

具体实施方式

图3图示了本发明的生轮胎预先成形设备200。生轮胎预先成形设备200可用于预先成形生轮胎，使得整体的轮胎形状匹配固化的轮胎形状，并且轮胎胎圈在进入模具之前相对于彼此同心并平行。轮胎预先成形设备200包括支撑框架202，该支撑框架202具有由固定的下支撑板206结合到一起的三根或更多根支撑腿204。环形中心支撑外柱220从支撑板206垂直向上延伸，以引导中心支撑内柱222。下支架环208可滑动地安装在中心支撑外柱220上。支撑框架202还包括经由多根支撑框架柱209连接至下支撑板的固定上支撑板210。

生轮胎预先成形设备200还包括下胎圈支撑环230。下胎圈支撑环230在图3中示出处于适于将生轮胎装载到预先成形设备上的上升位置。如图5a中最清楚地所示，下胎圈支撑环230具有安装至上环231的下表面。上环可以可选地连接至可旋转的轴承237，使得上环自由地旋转。可旋转的轴承237连接至轴承支撑板239。轴承支撑板239的下表面安装至平移杆235的远端232。因而，下胎圈支撑环可经由平移杆235上升和下降，并且还可经由可旋转的轴承环237径向地围绕中心柱旋转。齿条243定位成与可旋转的轴承环237接合，以便精确地定位下胎圈支撑环230。可编程的旋转定位装置244可以可选地用于定位可旋转的轴承环237。

如图5a所示的下胎圈支撑环230具有从支撑环230径向向外延伸的胎圈支撑232。胎圈支撑232具有从胎圈支撑径向向内定位的环形唇缘234。环形唇缘是直的，并且没有锥形。胎圈支撑具有在支撑环上轴向向外定位的平坦部分236。胎圈支撑232还包括将环形唇缘234结合至平坦部分236的角形底座238。角形底座238帮助在胎圈区材料上的凸轮进入适当的固化对准位置。生轮胎预先成形设备200还包括顶帽245，该顶帽245有助于生轮胎胎圈和轮胎到生轮胎预先成形设备的下胎圈支撑环上的适当的定心。图4图示了在支撑环231处于上升位置的情况下装载到生轮胎预先成形设备上的生轮胎，其中，生轮胎的下侧壁胎圈区与下胎圈支撑环230配对接合。

在生轮胎如图6所示已降至生轮胎预先成形设备200上之后，生轮胎装载机100如图7所示下降到围绕生轮胎的支撑/抓住位置中。生轮胎装载机100包括用于接合并支撑生轮胎的上胎圈的上支撑环102。如以下更详细地描述地，上支撑环102可以可选地是可旋转的。具有可旋转地安装的上支撑环102的装载机100下降，直到上胎圈支撑环102的内径向唇缘106接合生轮胎的顶部胎圈为止。生轮胎装载机还包括多个轮胎接合桨叶或卡盘110。每个轮胎卡盘可独立地在连接至气动活塞114的轨道支撑112上径向移动。每个卡盘可锁定在其自身的独特的胎面半径位置，从而保持并维持顶部轮胎胎圈与顶部胎圈唇缘环102的同心。图6示出了安装在支撑结构116上的可旋转的上胎圈支撑环102，以便稳定支撑环，有助于胎圈尺寸，提供环尺寸变化，和定位邻近轮胎接合卡盘110的支撑环102。

如图7所示，生轮胎预先成形装置还包括上和下胎圈夹具300和400，该上和下胎圈夹具300和400旋转并接合内轮胎胎圈区302和402，从而使生轮胎胎圈区部件302和402围绕上和下胎圈支撑环230、102(包括它们的角形底座238、以及它们直的非锥形的环形唇缘234、106)旋转，直到内轮胎胎圈区302、402抵靠平坦区236被可靠地保持。由于支撑环102、230没有防止旋转的锥形唇缘，所以胎圈区部件能够围绕胎圈环旋转。胎圈区部件302、402是轮胎部件，其围绕胎圈环旋转，包括轮辋条、内衬、三角胶芯、帘布层以及典型地在反包下面的下侧壁。取决于轮胎设计，围绕胎圈区的其他部件也被旋转。

多个上和下胎圈夹具300、400以环形方式布置，并且可定位成接合轮胎胎圈区部件302、402。胎圈夹具300、400包括弯曲的或L形的指状物，该指状物长度可调节，并用于将轮胎胎圈区部件302、402夹持成与支撑环102、230接合。胎圈夹具300、400以多个部分步骤气动地致动，序贯地进行，从而最终导致轮胎胎圈区部件302、402与胎圈支撑环102、230的平坦区236接合的完整均匀旋转。胎圈夹具枢转地安装至支撑凸缘304和404。下胎圈夹具400以邻近下胎圈环230的环形布置定位。下胎圈夹具绕凸缘404的销408旋转。凸缘404安装至轮胎预先成形机的支撑板210。下胎圈夹具包括胎圈夹具枢轴410，该胎圈夹具枢轴410具有刚性连接至胎圈指状物403的外端和用销连接至支撑凸缘404的内端，使得胎圈夹具枢轴410的旋转使胎圈指状物403绕销408旋转。胎圈夹具枢轴410具有连接至臂430的远端。臂430是连接至下支架环208的销，该下支架环208在中心支撑外柱220上滑动。因而，下胎圈区到所期望的形状的旋转出现在臂430的经由被气动致动器415推动的滑动支架环208的致动期间。

图8图示了在旋转到使得胎圈区部件302、402与上和下胎圈环102、230接合的位置中之后的上和下胎圈夹具。该位置被保持对于生轮胎足以保持其形状的一段时间，典型地在大约2至大约10分钟的范围内。时间可取决于所使用的具体轮胎尺寸和部件而改变。接下来，松开上和下胎圈夹具，并且旋转地变址（index）上和下胎圈支撑环，然后致动夹具。重复以上步骤，直到生轮胎旋转完整一圈为止。

图9图示了在从预先成形机200拆除之后载入装载机100的生轮胎。装载机100夹持生轮胎的胎面区域的径向外表面。生轮胎的上胎圈区仍然与可旋转的上胎圈环支撑102接合，以确保胎圈区302保持与胎圈中心同心并在成形时的固化囊的进入期间被支撑。

生轮胎装载机100设计成在无负面地影响下胎圈区旋转或胎圈同心度和平行度的情况下接合轮胎。轮胎装载机100具有多个内置特征，以提高均匀性。首先，当为了运输至压机而抓住生轮胎时，装载机100的轮胎卡盘仅夹持胎面区域的外侧的胎冠。现有技术的装载机抓住顶部胎圈的内侧，这引起材料围绕顶部胎圈的负旋转。典型的现有技术的装载机指状物不处理顶部或底部胎圈的同心度，以致两个胎圈平行度同样有危险。装载机100通过在不使上和下胎圈中心与胎面的关系扭曲的情况下将多个可独立锁定的缸用于抓住胎面胎冠来维持底部胎圈的定心。最后，装载机100包含顶部胎圈环支撑，该顶部胎圈环支撑在固化囊成形以及生轮胎到固化压机的转移期间维持旋转、同心度和平行度。

图10a图示了在成形之前的典型的生轮胎。生轮胎的胎圈区同图10b的生轮胎比较起来具有反曲率。同胎圈从胎圈胎肩轴向向外定位的图10a相比，在图10b中，胎圈从胎圈胎肩轴向向内定位。图10a的下侧壁具有与旋转轴线成大约120度的角度，而与固化轮胎位置更一致的图10b的下侧壁具有大约60度的角度。

图11-21图示了用于生轮胎的胎圈区的旋转对准以及生轮胎在轮胎固化压机中的变型的成形循环的过程。图11图示了由操作者(或者替代性地，机器(未示出))装载到轮胎预先成形设备200上的生轮胎G。顶帽239如图12所示有助于轮胎胎圈和轮胎到轮胎预先成形设备200的下胎圈环230上的适当定心。下胎圈支撑环230然后利用液压缸经由平移支撑板231下降到适当位置中。

在轮胎装载到轮胎预先成形设备200上之后，轮胎装载机下降到生轮胎上，直到安装在装载机上的上胎圈支撑环102与轮胎的上胎圈对准为止。轮胎装载机进一步下降，直到生轮胎胎圈在闭合模具中以胎圈的固化高度安置为止。图13a图示了轮胎装载机下降，直到安装在装载机上的上胎圈支撑环102与生轮胎的上胎圈接合为止。同样地，当装载机下降时，轮胎的下胎圈保持与预先成形设备200的下胎圈支撑环230对准。接下来，轮胎胎圈夹具被旋转到如图13b所示的位置中，导致轮胎的胎圈区部件302、402旋转成与上和下胎圈环接合，其中，胎圈夹具用于将胎圈区部件夹紧或保持成与相应的胎圈支撑环配对接合。此时，生轮胎形状等同模制轮胎形状。生轮胎被保持在该位置达至少1-2分钟。然后旋转地变址生轮胎，并重复夹具的致动，直到生轮胎旋转一整圈为止。生轮胎的旋转变址通过胎圈夹具确保胎圈部件区的均匀成形。

图14图示了由装载机100从预先成形机器200拆除的轮胎。装载机在由上胎圈支撑环102维持轮胎的上胎圈区302的形状的同时由多个径向隔开的桨叶110夹持轮胎的外胎冠部分或外径。轮胎装载机100已变型成包括维持轮胎的上胎圈区的形状的上胎圈支撑环。轮胎装载机同样已变型成利用外径向桨叶，以便维持胎圈的旋转和对准。轮胎装载机将轮胎提离预先成形机器，并如图15所示使生轮胎底部胎圈下降到模具500的底部胎圈环502上。

图15图示了轮胎模具中的生轮胎，同时轮胎的外表面仍然与装载机的桨叶接合。在轮胎的上胎圈区与装载机的上胎圈支撑环102接合的同时，并且在桨叶夹持轮胎的外周的同时，启动内成形过程。上胎圈支撑环102防止成形囊506使轮胎的上胎圈区如图2b所示反向旋转。中心柱510和顶部囊夹具环520上升，直到它们位于生轮胎内为止。固化囊530用低压流体充气。在囊充气至大约70%至大约80%之后，从夹持生轮胎释放装载机桨叶110。然后移开装载机，使得模具的顶部550能闭合。低压用于如图17所示继续成形囊。在模具闭合之后，给固化囊放气，并且中心柱和囊环下降到其如图18所示的原始位置中。

图19图示成形过程的继续。中心柱和固化囊环与轮胎的上胎圈或固化高度一致地第二次上升。如图20所示，顶部和底部固化囊环和外囊环套筒分别上升，以便使固化囊在生轮胎内向后滚动，以便以低压第二次重新成形轮胎。

图21图示了在囊于生轮胎中成形并定心的情况下处于闭合位置的模具。固化循环于是完成，并移除生轮胎。

尽管为了说明本发明已示出了某些代表性的实施例和细节，但对本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下可在其中做出各种变化和变型。

Claims (4)

1.一种用于使生轮胎的胎圈部件区形成彼此对准的方法，所述生轮胎具有相对的第一胎圈部件区（14a）和第二胎圈部件区（14b），其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供第一胎圈支撑环（102）并将所述生轮胎的下胎圈安装到所述第一胎圈支撑环（102）上；提供第二胎圈支撑环（230）并使所述第二胎圈支撑环（230）移动成与所述生轮胎的上胎圈接合，直到所述生轮胎处于所期望的预先模制形状为止；以及使所述生轮胎的所述第一胎圈部件区（14a）和第二胎圈部件区（14b）旋转成所述所期望的预先模制形状，其中所述方法还包括步骤：在抵靠所述第一胎圈支撑环保持所述第一胎圈部件区的同时使用多个生轮胎卡盘或桨叶仅夹持所述生轮胎的胎面区域的外侧的胎冠；以及然后使被夹持的生轮胎移入模具；其中所述第一胎圈支撑环（102）是可旋转的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供第一可旋转的胎圈夹具（300）和第二可旋转的胎圈夹具（400），以使所述第一可旋转的胎圈夹具（300）和第二可旋转的胎圈夹具（400）旋转成与所述第一胎圈部件区（14a）和第二胎圈部件区（14b）接合，以及然后分别抵靠所述第一胎圈支撑环（102）和第二胎圈支撑环（230）夹紧所述第一胎圈部件区（14a）和第二胎圈部件区（14b）。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括分别邻近所述第一胎圈支撑环（102）和第二胎圈支撑环（230）定位所述第一可旋转的胎圈夹具和第二可旋转的胎圈夹具的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所述生轮胎保持在固定的预先成形位置达至少2分钟的步骤。