CN104010786A - 设置有电感器的用于轮胎原坯的硫化压力机以及电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轮胎原坯的硫化压力机，包括：部件(26)，至少一个电感器(10)，其包括具有两个自由端部(30)的电枢(18)，所述两个自由端部(30)具有设计为在部分中形成电磁回路的基板，并且对于每个基板，至少一个连接元件(34)将基板连接到所述部分并且在所述基板和所述部分之间设置有至少一个空间(36)，与基板相关的连接元件总计占据基板的长度的不到一半。本发明还涉及一种电感器(10)。

Description

设置有电感器的用于轮胎原坯的硫化压力机以及电感器
技术领域
本发明涉及用于车辆车轮的轮胎的制造，并且更具体而言，涉及一种用于固化绿色轮胎原坯的硫化压力机。
背景技术
为了制造用于车轮的轮胎，首先产生绿色轮胎原坯，该绿色轮胎原坯包括生橡胶的多个元件和增强元件。然后，在压力机中固化绿色轮胎原坯以硫化橡胶并且获得轮胎外胎。
在实践中，例如从以申请人公司的名义的文献EP-0638409可知，使用电磁感应来加热硫化压力机。在这种情况下，每个电感器可装备有以变压器和同步电动机的电枢的形式由磁片(有时被称为电片)制成的金属电枢。这种电感器使用在例如4和1000赫兹之间的相对低的频率下的交流电，以在它们的厚度的很大比例上加热模型的部件。电枢承载线圈并且具有U形形状。此外，为了有效地完成通过待加热的部件的磁场的回路，电感器与待加热的部件接触放置。然而，这导致两个缺点。
首先，可达到100和400℃之间的温度的部件将大量的热量传输至电枢，这意味着线圈、线圈的电感器和线圈的涂层必须由能够承受高温的材料制成。替代方案是安装有冷却装置的电感器。所有这些解决方案都非常昂贵。
此外，在待加热的部件的可变的磁场和磁滞的影响下(该可变的磁场和磁滞一般比磁片的大得多)电感器在电源电压的两倍频率下经受吸引力，并且然后经受趋向于使电感器从待加热的部件离开的排斥力。该现象可产生电感器相对于该部件的运动和撞击，这些运动和撞击容易产生超过80分贝的噪声。该现象还可产生撞击部件的电枢的表面的磨损。目前，噪声构成对附近的人的滋扰并且磨损最终会导致电感器的更换，表示较高的成本并造成生产停工时间。公认地，可使用多种设备(诸如弹簧或气动或液压柱塞)相对于该部件牢固地保持电感器。然而，这些解决方案是昂贵的并且不总是有效。
此外，电枢按照待加热的部件的形状构造并且具有与部件的平面表面接触的平面底面。然而，仅在一个面加热部件，这导致部件内部的不对称膨胀，给予它弯曲的形状。这一旦发生，电枢就不再与该部件稳固地接触并且仅以弯曲部分的顶点压在该部件上。因此，通过沿部件相对于弯曲部的长度旋转和摇摆，电枢更容易移动更多，从而加剧了噪声和磨损的现象。该不对称的热膨胀解释了在加热开始时噪声可能很低并且然后在部件的被加热的表面的温度已显著升高时达到很高的值的原因。
发明内容
本发明的一个目的在于，降低电感器的温度以及噪声和磨损。
为了达到该目的，本发明提供一种用于固化绿色轮胎原坯的硫化压力机，其包括：
-部件，
-至少一个电感器，其包括具有显示底面的两个自由端部的电枢，底面能够关闭通过部件的电磁回路，以及
-至少一个连接元件，用于每个底面的该至少一个连接元件将底面连接至部件并且在连接元件的两个之间形成至少一个空间，与底面相关的连接元件或多个连接元件总计占据底面的长度的不到一半。
因此，与底面的表面积相比，连接元件或多个连接元件的减少的表面积减缓并且限制了热量从部件到电枢的传输。此外，底面和部件之间空间限制了底面和部件之间的接触面积。在这种情况下，如果电感器在电源电压的作用下开始振动，则电感器不大可能撞击部件。因此，限制了与部件接触的电枢的表面的噪声和磨损。特别是不大可能被电感器撞击的部件的弯曲部分的情况。
优选地，该空间或每个空间仅被空气占据。
因此，空气空间允许底面与热部件有效隔离。
优选地，用于每个底面的压力机包括两个隔开的连接元件。
因此，在限制它们的接触面积的同时，电感器稳定地保持在部件上。也很大地限制了振动的可能性。
然而，当电感器和待加热的部件具有显著的长度(例如，超过300mm)，并且连接元件与底面的端部邻接时，可出现两个附加的不利的现象。第一个是，在不对称的热膨胀的作用下由部件接受的挠曲可能超过连接元件的高度，即，空间的厚度，并因此重新产生噪声和磨损。第二个是，交互的电磁力可导致具有显著幅度(例如，超过0.1mm)的电枢的交替的变形，并且导致电枢与部件的弯曲部分碰撞，从而再次重新产生噪声和磨损。
优选地，这是该连接元件或每个连接元件远离底面的纵向端部延伸的原因。
具体而言，这种定位减小了电感器的形变和在连接元件之间延伸的部件的部分的挠曲。这降低，或甚至消除了上述噪声和上述磨损。
有利地，该连接元件或每个连接元件远离底面的中心延伸。
可假定电感器的连接元件中的至少一个与电枢是整体的。
还可假定电感器的连接元件中的至少一个与部件是整体的。
这两个假定简化了电感器在部件上的安装，因为连接元件被合并到电感器中或部件中。然而，经常出现的情况是，这些连接元件最终被磨损，这意味着整个电枢或待加热的整个部件必须被更换或再加工。
优选地，这是对连接元件中的至少一个作出规定以形成独立于电枢和部件的构件的原因。
因此，该磨损部件可独立于电枢和待加热的部件而容易地进行更换。
有利地，连接元件中的至少一个由芳香族聚酰胺制成。
这是因为芳香族聚酰胺显示两个优点：它们吸收大量的振动并且能够减缓热量从部件到电枢的转移。
优选地，电枢包括芯部和两个腿部，两个腿部的自由端部显示底面，电枢使得：
HJ≥1.1x lA
其中：
-HJ表示从底面到电枢的表面测得的每个腿部的高度，该电枢的表面为与底面相对的面；以及
-lA表示在两个腿部之间测得的芯部的宽度。
因此，特别给予电枢长的腿部，由于这保持电感器的大部分远离待加热的部件，并因此减缓热量从一个到另一个的转移。换句话说，降低了由线圈感受到的温度。该测量可促进电枢和线圈的对流冷却。此外，如果电枢不需要与部件永久接触，则该布置意味着电枢经受特别明显的瞬态热条件。因此，腿部的伸长增大了热量到达线圈所需的时间，因此可以降低线圈可能达到的最大温度。
本发明还提供一种电感器，其包括：
-线圈，以及
-电枢，该电枢具有显示各自底面的两个自由端部，每个底面承载延伸作为从底面的突出部的至少一个连接元件，使得连接元件或多个连接元件总计占据底面的长度的不到一半。
附图说明
我们现参照所附附图描述根据本发明的硫化压力机的多种实施方案，其中：
-图1是根据本发明的用于轮胎的硫化压力机的立体图；
-图2和图3为固定至图1的压力机的电感器中的一个的视图；以及
-图4至图7示出了压力机的其他实施方案。
具体实施方式
图1至图3示出了用于固化用于车轮的绿色轮胎原坯的压力机2。这些轮胎意在用于例如轻型车类型、乘用车、多用途车、重型车或甚至土木工程机械的车辆。
压力机2包括两个部分，上部4和下部6，上部4和下部6能够在垂直方向中相对于彼此滑动地移动以打开和关闭压力机，垂直方向为压力机的主对称轴8的方向。这些部分包含用于当绿色轮胎原坯正在被硫化时给出轮胎的其定形形状的模型部分。
为此，该压力机装配有电感器10，电感器10相对于压力机的各个零件布置在压力机的外表面上，以提供对压力机中保持的形成绝大多数绿色轮胎原坯的橡胶进行硫化所必需的热。因此，可规定将一个或多个电感器相对于压力机的上水平面12或下水平面14来定位，或甚至相对于压力机的垂直侧面16来定位。
这里所有的电感器为图2和图3详细示出的类型。电感器10包括金属电枢18，金属电枢18具有U形截面的成型细长形状。因此，金属电枢18包括对应于U形的分支并且彼此平行延伸的两个腿部20和使腿部的两端彼此接合的芯部或中间部22。电枢由金属制成并且由磁片制得。
电感器进一步包括通过围绕芯部22并且在两个腿部20之间绕组一个或多个导电线形成的轴31的线圈24。在操作中，该线圈通过电流源(未示出)并以常规方式被提供有电流。提供该功率导致在线圈中和在形成穿过模具的部件26的电磁回路的电枢中建立磁通量25，电感器相对于该部件而放置。该磁场导致在部件中出现涡流并且通过焦耳热效应加热这些部件并且然后通过穿过模型的电传导加热绿色轮胎原坯。
两个腿部20从线圈24的两个轴向端部并且朝向部件26延伸，线圈24的两个轴向端部形成其电极。最靠近部件的每个腿部的部分由具有平面底面32的腿部的自由端部30形成。底面是共面的并且面向部件26且与部件26隔开、平行于部件26的外表面29延伸。
在部件和每个底面之间插入两个连接元件34，在本实例中，两个连接元件34彼此相同。这里每个元件34采取较小厚度的长方体的形式，该厚度e在从部件26到电感器的方向中测量。与一个并且相同的底面相关的两个连接元件与底面的各自的纵向端部邻接。两个连接元件具有相同的宽度，使得每个连接元件的四个侧面中的三个与电枢的各自的表面的共面。
两个元件34是分开的使得它们彼此完全隔开并且在两个元件34之间留下仅由空气占据的空间36，空间36在底面的整个宽度上延伸并且其中底面面对部件26延伸并且与部件26隔开。两个连接元件34还远离底面的中心和底面的中心部分延伸。
每个腿部的最长的尺寸由从部件到电感器延伸的方向成直角处并且与轴31成直角处测得的腿部的长度L组成。两个连接元件总计占据该长度的不到一半。换句话说，它们各自的长度l的总和21小于该长度的一半。在该具体实例中，两个连接元件大约占据腿部的长度L的三分之一。因此，空间36其自己占据腿部的长度的一半以上，并且在具体实例中，超过腿部的长度的三分之二。
因此，四个连接元件自身提供电感器和部件26之间的界面。可规定通过从对应的底面32突出而与各自的腿部20一起整体地制造连接元件。相反地，可规定与部件26一起制造连接元件，因此，从面29突出。
这种布置能够限制热量从部件26到电感器10的转移。具体而言，通过传导的热量的转移可仅通过连接元件34发生。为此，可采取多个步骤来确保连接元件代表腿部和部件之间的界面的一小部分，并且例如，仅对应表面积的10％。为了不降低感应的有效性，优选地使空间36的厚度e保持很小并且例如包括在0.1和1mm之间。
如在本实例中已经实现的，将连接元件36定位在底面的端部处使电枢非常牢固地安装在部件上。此外，上面阐述了部件26的外部面在不对称膨胀的作用下可采取弯曲的形状。该实施方案限制了在电枢和该弯曲的面之间的接触的可能性，或在许多情况下甚至完全消除它们，因此防止它们之间的冲击以及防止噪声和磨损。
然而，当电感器和部件是较大的长度时，在这种构造中存在两个可能出现的不合需要的现象。第一，由部件接受的挠曲可能超过厚度e并且因此再次产生噪声和磨损。第二，交变的电磁力可导致电枢的交替的变形，并且电枢的腿部，具体而言，底面30相继地采用凸面或凹面形状，而不是图3中可视的直线平面形状。可以为显著幅度并且例如超过0.1mm的幅度的这些变形可导致与部件的弯曲的表面的碰撞，因此再次产生噪声和磨损。
为了克服该缺点，提出了图4的实施方案。图4的实施方案在各个方面类似于图3的实施方案，除了就连接元件34的位置而言，这些元件这次与底面30的端部间隔地定位。这里距离大于每个元件的长度l。然而，隔开两个元件的空间36长度保持大于两个元件的长度的总和21。在该具体的实例中，每个连接元件的中心位于距离底面的最近的端部距离d处，该距离等于长度L的四分之一。
因此，在该构造中，在每个底面30和部件26之间形成三个空间36，三个空间36沿着底面的长度一个接着一个并且通过各自的连接元件隔开。再次，连接元件总计占据底面的长度的不到一半，是分开的并且远离底面的中心延伸。
该布置降低了电感器的变形和待加热的部件的挠曲的可能性，该绕曲被限制于隔开两个连接元件的空间36。限制或甚至消除了电枢和部件之间的任何碰撞的可能性和由此随后发生的噪声和磨损。
在图5的实施方案中，电感器在各个方面与图3的电感器相同或作为图4的电感器的替代，除了连接元件34每个形成独立的磨损部件，磨损部件与部件26和与电枢18两者隔开。具体而言，在前述实施方案中，连接元件最终变得磨损。通过产生本文的以独立磨损部件的形式的这些元件，连接元件变得更易于更换。
这些部件可由任何非磁材料制成，诸如：非磁性不锈钢、黄铜、铝，间位芳香族聚酰胺或对芳香族聚酰胺的细丝或纺织原料(织造或非织造)。芳香族聚酰胺是特别有利的，因为其具有两个优点：其吸收振动并且减缓热量从部件26到电枢的转移。同样，延性材料也可用作优选的磨损部件。
连接元件34可通过任何适合于这种情况的方法(例如，通过螺纹连接、铆接、裁剪、压合、束紧或甚至通过耐热的结合(尤其地使用包含石墨或硅树脂的膏))牢牢地固定至电感器和部件26。
在也与上述实施方案兼容的图6的实施方案中，压力机仅在电枢的尺寸和形状方面与图3的压力机不同。从底面23到电枢的相对面测得的每个腿部20的高度被表示为HJ，该电枢的相对面为图中的上表面。测量作为两个腿部20之间的距离的电枢的芯部22的宽度也由lA表示。在前述的实施方案中，HJ小于或等于lA。在该具体的实例中，HJ大于或等于1.1x lA。在该具体实例中，腿部的高度甚至等于电枢的宽度的1.5倍。
因此，在该实施方案中，腿部20已在垂直于底面的平面的方向中被加长，以使芯部22和线圈尽可能远离待加热的部件移动。这通过限制和减缓热量从部件远到芯部和线圈的转移来降低线圈所感受的温度。这种布置还通过腿部之间的对流增强了电枢的冷却。
在图7的实施方案中，图7示出了电枢的腿部20中的一个，连接元件34与各自的腿部20一起整体地制成。此外，腿部的底面32具有非平面的形状。在该示例中，这种形状使得底面从采用这两个平面40，从这两个平面40开始的每个连接元件变宽，两个平面40相对于彼此略微倾斜并且在该示例中相对于彼此对称。如在该实例中，每个腿部有两个连接元件，每个底面32有四个面40。这些面40意味着可管理连接元件或承载表面的磨损，因为当这些元件34开始磨损时，它们与部件接触的面积增大，因此减缓了磨损的速度。
本发明实现的成本低廉并且允许由电感器产生的噪声被降低至70分贝以下。
当然，可对本发明作出许多修改，而不背离本发明的范围。
可容易想到使用单个连接元件，或另一方面使用三个或以上连接元件，将底面中的至少一个连接至部件26。
为了限制热量从部件26到电感器的转移，而不寻求在噪声降低方面获得所有上述优点，可以计划在部件26和电感器之间插入一个或多个固定元件，而不需要这些固定元件总计占据底面的长度的不到一半，但是确保它们占据底面的表面积的不到一半。
此外，可以设想在不计划坚持与连接元件相关的上述尺寸条件的情况下，其中HJ大于或等于1.1x lA的电枢。
连接元件可具有不同于长方体的形状，例如，盘形或星形。
可在除了用于固化绿色轮胎原坯的硫化压力机之外的一些情况下实现本发明，即，本发明可应用于意在加热金属部件的任何电感器。

Claims (11)

1.用于固化绿色轮胎原坯的硫化压力机(2)，其特征在于，所述硫化压力机(2)包括：
-部件(26)，
-至少一个电感器(10)，所述至少一个电感器(10)包括具有显示底面(32)的两个自由端部(30)的电枢(18)，所述底面(32)能够关闭通过部件的电磁回路，以及
-至少一个连接元件(34)，用于每个底面的所述至少一个连接元件(34)将底面连接至部件并且在连接元件的两个之间形成至少一个空间(36)，与所述底面相关的连接元件或多个连接元件总计占据所述底面的长度(L)的不到一半。
2.根据前述权利要求的压力机，其中，所述空间(36)或每个空间(36)仅由空气占据。
3.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中每个底面包括两个隔开的连接元件(34)。
4.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述连接元件(34)或每个连接元件(34)远离所述底面的纵向端部延伸。
5.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述连接元件(34)或每个连接元件(34)远离所述底面的中心延伸。
6.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述电感器的连接元件中的至少一个与所述电枢(18)是整体的。
7.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述电感器的连接元件中的至少一个与所述部件(26)是整体的。
8.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述连接元件(34)中的至少一个形成独立于所述电枢和所述部件的构件。
9.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述连接元件(26)中的至少一个由芳香族聚酰胺制成。
10.根据前述权利要求中的至少任一项所述的压力机，其中所述电枢包括芯部(22)和两个腿部(20)，所述两个腿部(20)的自由端部显示底面，所述电枢使得：
HJ≥1.1x lA
其中：
-HJ表示从所述底面到所述电枢的表面测得的每个腿部的高度，所述电枢的表面为与所述底面相对的面；以及
-lA表示在所述两个腿部之间测得的芯部的宽度。
11.电感器(10)，其特征在于，所述电感器(10)包括：
线圈(24)，以及
电枢(18)，所述电枢(18)具有显示各自的底面(32)的两个自由端部(30)，每个底面(32)承载延伸作为从所述底面的突出部的至少一个连接元件(34)，从而连接元件或多个连接元件总计占据所述底面的长度(L)的不到一半。
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