CN103660336B - 具有可互换宽度元件的无套筒的轮胎成型鼓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有可互换宽度元件的无套筒的轮胎成型鼓。公开了一种轮胎成型鼓和形成轮胎胎体的方法。轮胎成型鼓具有由径向和轴向可移动的多个分段组成的中心段。轮胎成型鼓的在中心段上的套筒被去除，并且替而具有位于轮胎成型鼓的中心段的外端或肩部上的两个密封部。该成型鼓还包括轴向可移动的肩部段。所述肩部段包括径向可扩展的胎圈锁。所述方法采用下列步骤：施加一个或多个胎体层；锁定胎圈锁；以及，在轴向向内地移动胎圈锁的同时，径向向外地移动中心段。

Description

具有可互换宽度元件的无套筒的轮胎成型鼓

技术领域

本发明涉及一种轮胎成型鼓，更具体地涉及一种没有中心套筒的轮胎成型鼓。

背景技术

轮胎的制造通常涉及一种轮胎成型鼓，其中，若干轮胎部件依次被施加到鼓上，形成圆柱形形状的轮胎胎体。轮胎成型过程的这个阶段通常被称为轮胎成型过程的“第一阶段”。然后，通常将轮胎胎体从轮胎成型鼓移除并且送到第二阶段的、可扩展的轮胎成型鼓，在该可扩展的轮胎成型鼓，胎体扩展成用于容纳轮胎的其余部件诸如带束层包和橡胶胎面的环形形状。然后，将完成的环形形状未硫化的轮胎胎体或生轮胎从第二阶段鼓移除并且随后模制并硫化成成品轮胎。

因此，现有技术过程需要两个轮胎成型鼓以及胎体从一个鼓到另一鼓的转移。此外，在将轮胎胎圈精确地定位和锚固在未硫化的轮胎胎体上，尤其是在轮胎胎圈从第一阶段鼓到第二阶段鼓的运输期间，问题常常出现。胎圈定位的变化会导致轮胎中的帘布层变形。

对于第一和第二阶段轮胎成型，轮胎制造商最近已经开始移动朝向利用单轮胎成型鼓。这需要轮胎成型鼓能够轴向扩展和收缩以及径向扩展/收缩。此外，重要的是，在包括轮胎成型的整个轮胎成型过程期间维持主动胎圈锁，使得帘布层帘线长度得到维持，从而实现良好的轮胎均匀性。

轮胎制造商通常使用挠性圆柱形橡胶处理的中心套筒作为在轮胎成型鼓上的最外面的元件。中心套筒用作施加的表面和用于轮胎的最里面的部件（内衬）的固定点。其中中心套筒包绕径向可扩展分段的“肩部”的部分还充当靠着生轮胎的胎圈区域的气动密封部，使得在全阶段轮胎成型过程中能够充气（成型）生轮胎。中心套筒通常还具有一系列孔以便提供真空以将内衬固定到鼓以及提供空气以使生轮胎成型。

现有技术橡胶中心套筒存在一些缺点。轮胎成型鼓通常具有宽范围的宽度可调整性，而现有技术橡胶中心套筒具有非常有限的宽度操作范围，通常小于30mm。因此，套筒限制轮胎成型鼓的作用，导致需要在适当位置利用另一个具有不同的宽度中心套筒的鼓来更换该鼓。更换鼓的必要性需要存储不同宽度尺寸的鼓，并且在更换鼓期间损失生产率。

现有技术中心套筒的第二个缺点在于，在轮胎成型循环期间，鼓宽度随着生轮胎成型直径的增加而逐渐缩小。这种缩小的宽度作用可导致套筒因压缩而聚束或屈曲（buckling）。由于屈曲直径大于轮胎的胎圈直径，所以有必要加宽轮胎成型鼓的宽度，以便从鼓中卸下成品轮胎。

现有技术中心套筒的第三个缺点在于，它们在轮胎成型鼓上是最高程度的维护部件，当它们破损或起泡时，需要频繁的更换。

现有技术中心套筒的第四个缺点在于，套筒的使用导致使鼓扩展所需的力的量的增加。

现有技术中心套筒的第五个缺点在于，套筒的使用可导致在胎体的充气期间不均匀的空气流分布，导致轮胎不均匀性。

因此，期望的是提供克服上述缺点的轮胎成型鼓。

定义

为便于理解本公开，定义下列各项：

“三角胶芯”意指径向位于胎圈上方并且置于帘布层和帘布层反包之间的弹性填料。

“轴向的”和“轴向地”意指与轮胎成型鼓的纵向旋转轴线平行或对准的线或方向。

“胎圈”意指轮胎的包括通常被称为“胎圈芯部”的环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成型为带有或不带有其它增强元件如胎圈芯包布、胎跟加强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布以便适配于轮辋设计。

“带束层结构”或“加强带束”意指由平行帘线构成的至少两个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚定于胎圈上，并且具有相对于轮胎赤道面角度在从17°至27°的范围内的左右帘线。

“胎体”意指轮胎帘布层材料的未硫化的层压制件和被切割至适合于拼接的长度或已经拼接成圆柱形的或环形的形状的其它轮胎部件。在将胎体硫化以制造模制轮胎之前，可将附加部件添加到胎体。

“外壳”意指轮胎胎体以及除胎面外相关联的轮胎部件。

“胎圈包布”表示置于胎圈外侧的狭窄的带形材料，用以保护帘布层免受轮辋干扰，将挠曲分布在轮辋上方，以及用以密封轮胎。

“周向的”意指垂直于轴向沿环形胎面表面的周长延伸的线或方向。

“帘线”意指组成轮胎内帘布层的加强结构的加强线束之一。

“赤道面（EP）”意指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心的平面。

“内衬”意指形成无内胎轮胎的内表面的弹性体或其它材料的一层或多层，其含有轮胎内的充气流体。

“插件”意指被用来作为通常位于轮胎的侧壁区域中的加强构件的弹性构件。

“帘布层”意指具有涂覆有橡胶的平行的帘线的连续层。

“径向的”和“径向地”意指在径向地朝向或远离轮胎成型鼓的旋转轴线的方向。

“子午线轮胎”意指带束或周向地限制的充气轮胎，其中，至少一层帘布层具有相对于轮胎的赤道面以65°与90°之间的帘线角度从胎圈延伸至胎圈的帘布层帘线。

“肩部”意指正好在胎面边缘下方的侧壁的上部。

“胎侧”意指轮胎在胎面与胎圈之间的部分。

“胎面”意指当结合至轮胎胎体时包括轮胎的在轮胎正常充气并在标准负载下时与道路形成接触的那部分的橡胶部件。

“胎面宽度”意指胎面表面在轴向方向上即在平行轮胎旋转轴线的平面内的弧长度。

发明内容

本发明提供如下方案：

1. 一种轮胎成型鼓，其特征在于，包括：可旋转的鼓，其具有中心段与第一肩部段和第二肩部段，所述中心段是径向可扩展的，其中，所述中心段不具有中心套筒，其中，所述中心段具有第一端和第二端，其中，所述第一端和第二端每个具有肩部，其中，所述中心段还包括第一肩部密封部和第二肩部密封部，所述第一肩部密封部和第二肩部密封部具有第二自由端和接纳在夹具中的第一端，所述第二自由端在所述中心段的第一端和第二端上可滑动，使得所述肩部密封部在所述中心段的肩部上延伸。

2. 根据方案1所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述中心段分段还包括第一半体和第二半体，其中，所述第一半体可滑动地安装在所述第二半体内。

3. 根据方案1所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述第一半体和所述第二半体均由一个或多个安装块形成，其中，各安装块具有用于接纳一个或多个杆的凹部。

4. 根据方案3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述杆可拆卸地固定到安装块。

5. 根据方案3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，各安装块具有通过凹部分开的至少三个杆，其中，所述第一半体的所述杆对齐以便接纳进入到所述第二半体的凹部中。

6. 根据方案3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，至少一个杆具有多个孔。

7. 根据方案3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述安装块具有径向高度H并且与具有不同径向高度的安装块是可互换的。

附图说明

将以举例方式并且参照附图描述本发明，其中：

图1a是示出本发明的轮胎成型鼓的透视图，具有安装在鼓的胎冠部分上的两个肩部套筒；

图1b是示出在成型鼓的左手侧和右手侧的外覆盖层移开时图1a的轮胎成型鼓的透视图。

图2是示出在径向扩展的位置中的图1的轮胎成型鼓的前横截面图；

图3是图1的轮胎成型鼓的中心段的近视图；

图4是仅示出在径向扩展的位置中的中心段的透视图；

图5是单中心段分段的透视图；

图6是图8的单中心段分段的底视图；

图7是具有拼接板的单中心段分段的透视图；

图8是示出底部弹簧的图7的单中心段分段的底视图；以及

图9是示出拼接条的中心段的一部分的近视图。

具体实施方式

参考附图，图示出本发明的示例性轮胎成型鼓5。更具体地，如图1a 和图1b中所示，轮胎成型鼓5具有通过中心段20联结一起的左手侧7和右手侧9。中心段20被进一步划分成右手侧22b和左手侧22a，它们轴向且径向地可移动，如下文将更详细地描述的。与中心段20相邻的是第一和第二胎圈锁定机构25a、b，它们也径向地可移动，如图2中所示。与胎圈锁定机构相邻的是第一和第二肩部段29。胎圈锁定机构和肩部均轴向地可移动并且由中心螺钉121驱动。因此，鼓的左手侧和右手侧均轴向地可移动。将在下面更详细地描述这些部件。

中心段

如图1-5中所示的轮胎成型鼓的中心段20进一步包括位于鼓的外圆周的多个中心分段22a、b。各个中心分段还可分成左手侧22a和右手侧22b，尽管不需要。如图3中所示，左手侧中心分段22a具有一个或多个指状突起部或杆24a，且具有位于指状突起部之间的凹部26a。杆24a在指状部24b之间形成的凹部或细长槽26b中滑动。右手侧镜像相对。因此，右手侧中心分段22b具有在位于指状部24a之间的凹部26a中滑动的一个或多个指状的突起部或杆24b。指状突起部或杆24a中的每一个接纳在安装块40a、b的相应的凹部42a、b中。因此，中心段左手侧和右手侧像叠合的手的手指那样互相交叉或联锁，以便致动鼓20的中心段。

如图5中所示，图示出右手中心分段22b。右手中心分段被示出为具有三个指状突起部，成形为杆24b。各个杆24b被接纳在安装块40b的凹部42b中。指状突起部24b经夹具44b固定在安装块40b的凹部42b内。多个安装块40a、b被布置在环形布置中的相对端上。安装块连同指状杆形成鼓的外径向表面。分段被重新设计成使得内衬代替中心套筒被直接施加到指状部类杆的外部径向表面。因此，不存在在鼓的外径向表面的部分或全部上延伸的中心套筒。分段的至少一个指状部（参见图7）配备有连接至真空源的孔80以使得能够利用真空将内衬的引导边缘固定至鼓。优选地，左分段和右分段中的每个的指状部配备有孔80。孔80还可以用来输入空气以对轮胎充气进入到螺旋管中。

为了具有不同尺寸的中心段，安装块的径向高度H可根据需要增加或减少。具有相同尺寸的指状突起部可以与不同径向尺寸的安装块互换使用，以便形成不同直径的鼓。指状突起部的可互换性减少需被保持在库中的零件量。

如图3中所示，左手中心分段22a具有三个指状突起部24a，这些突起部以相互交叉或联锁的方式可滑动地接纳在在指状部24b之间形成的三个细长槽26b中。同样地，右手中心分段22b具有三个指状的突起部24b，这些突起部可滑动地接纳在在位于指状部24a之间的三个相对的细长槽26a中。因此，中心分段22a、b相互配合以便随着指状部在凹部内滑动而轴向扩展或收缩。

图4示出在收缩位置中的中心段。图2示出在径向扩展的位置中的中心段20。中心段20可在约20至约50mm的范围内径向地扩展。随着各个中心分段22a、b径向地扩展，在中心分段的指状部之间的间隙增加。

图7进一步示出轮胎成型鼓的可选特征。图9示出弹性拼接板100。拼接板具有用于执行拼接的平坦表面。拼接板的第一端102是铰链式的。拼接板的第二端104连接至弹簧106。拼接板的第二端104可以与位于如图9中所示的中心段的第二半体上的固定拼接板110接合。固定拼接板110支撑弹性拼接板100。

肩部密封部

本发明的轮胎成型鼓不具有中心套筒，也不具有从中心段的一端延伸至另一端的套筒或任何种类的橡胶部件，也不具有位于鼓的中心段的中心的套筒。本发明的轮胎成型鼓去除了中心套筒，并且包括第一和第二肩部密封部60a、b。肩部密封部的目的是在生轮胎的胎圈与轮胎成型鼓之间维持气动密封部，使得能够在全阶段轮胎成型过程中实现生轮胎的充气和成型。第一和第二肩部密封部60a、b位于形成中心段的分段22a、b的轴向外端处。各中心密封部优选地具有整体环形形状，具有第一端62a、b，其固定在位于与中心段分段相邻的密封夹具（未示出）中。优选地，密封部的第一端62a、b 具有用于与密封夹具的内突起的匹配容纳的外胎圈突起63。肩部密封部均还包括为自由的或不受拘束端的第二端64a、b。因此，肩部密封部并不经受显著缩短中心套筒的寿命的轴向拉伸。自由端64a、b座靠在中心分段22a、b的外表面23a、b上（图6），并且当鼓径向扩展时，自由端64a、b将相对于中心段滑动。外表面23a、b具有比中心段的中心较小的外径，形成径向台阶使得当安装肩部密封部时，肩部密封部形成与鼓的中心段齐平的表面。

肩部密封部优选地模制成如图4中所示的L形状。肩部密封部可由橡胶或聚亚安酯或其它柔性聚合物制成。

胎圈锁机构

与中心段20相邻的是第一和第二环形胎圈锁定机构25。图2示出在缩回位置中的胎圈锁定机构25。

肩部段和肩部夹具锁

轮胎成型鼓5的左和右手肩部段29被限定为位于中心段的中心线的轴向外部的鼓部件，包括密封夹具和胎圈锁机构。轮胎成型鼓的左和右手肩部段在支承套筒上轴向地可滑动。肩部段29由安装在沿着中心螺钉121行进的螺母130上的驱动销125致动。当中心螺钉旋转时，螺母130轴向向内/向外移动，促使驱动销125和各个肩部段以对应的方式轴向内侧/向外移动。此外，驱动销也与分体式中心分段的机械配合，促使分体式中心分段22a、b轴向地延伸或收缩。

驱动轴

中心驱动轴120被设置以便轮胎成型鼓5绕其纵向轴线的旋转运动。中心轴120连接到驱动装置（未示出）。设置在中心驱动轴120内的是中心螺钉121。中心螺钉121在各端处由轴承123支撑。在中心螺钉121的一侧上的螺纹是左旋的并且在相对侧上的螺纹是右旋的。在左手侧上的是连接至中心螺钉121的一端的内侧（inboard）螺母，并且同样地，在相对的右手侧上的是连接至中心螺钉121的外侧（outboard）滚珠螺母。

反包囊袋（bladder）

上囊袋从胎圈锁机构轴向向外延伸至轮胎成型鼓的相应的端。上囊袋延伸过下囊袋，其安装在鼓的肩部区域并且轴向向外地延伸至轮胎成型鼓的相应的端。上和下囊袋用作反包囊袋，其用来充气并且因此使得帘布层的反包端缠绕三角胶芯和胎圈核心。

虽然为了示出本发明的目的，已经示出某些典型实施例和细节，但是对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明中作出各种改变和修改。

Claims (6)

1.一种轮胎成型鼓，其特征在于，包括：可旋转的鼓，其具有中心段与第一肩部段和第二肩部段，所述中心段是径向可扩展的，其中，所述中心段不具有中心套筒，其中，所述中心段具有第一半体和第二半体，其中，所述中心段的第一端和第二端每个具有肩部，其中，所述中心段还包括第一肩部密封部和第二肩部密封部，其中所述肩部密封部定位成在所述中心段的相应肩部上延伸，其中所述第一半体和所述第二半体均由一个或多个安装块形成，其中所述安装块具有径向高度H并且与具有不同径向高度的安装块是可互换的。

2.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述第一半体可滑动地安装在所述第二半体内。

3.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其特征在于，各安装块具有用于接纳一个或多个杆的凹部。

4.根据权利要求3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，所述杆可拆卸地固定到安装块。

5.根据权利要求3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，各安装块具有通过凹部分开的至少三个杆，其中，所述第一半体的所述杆对齐以便接纳进入到所述第二半体的凹部中。

6.根据权利要求3所述的轮胎成型鼓，其特征在于，至少一个杆具有多个孔。