CN104053540A - 用于在轮胎构造设备中控制轮胎的模制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

与可膨胀室(9)接近轮胎(1)的径向内表面(13)的接近顺序相关地控制轮胎(1)的模制的方法、工艺和装置，所述方法、工艺和装置通过以下方式来控制所述轮胎的模制：在所述室(9)的径向内部位置中将至少一个多条第一槽(15)形成在所述室的至少一个部分上，使得所述至少一个部分的弹性模量相对于所述室的其余部分的弹性模量减小，并且在所述可膨胀室(9)朝向进行模制和硫化的所述轮胎(1)的径向内表面(13)膨胀期间允许所述室(9)的不同部分与具体弹性模量值相关地发生差异变形。

Description

用于在轮胎构造设备中控制轮胎的模制的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于在轮胎构造设备中控制轮胎的模制的方法、工艺和装置。

背景技术

用于车轮的轮胎通常包括胎体结构，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有相应的相对端部边缘，所述端部边缘与相应的环形锚固结构相接合，所述环形锚固结构结合在通常称作“胎圈”的区域中，所述环形锚固结构的内径基本对应于相应轮辋上的轮胎的所谓“配合直径”。

带束结构与胎体结构相关联。带束结构包括一个或多个带束层，所述带束层彼此上下径向布置且径向布置在胎体结构上，而且具有纺织或者金属增强帘线，所述纺织或者金属增强帘线交叉定向和/或基本平行于轮胎的圆周延伸方向。胎面带相对于带束结构施加在径向外部位置处。与构成轮胎的其它半成品一样，胎面带也由弹性体材料制成。

而且，相应的弹性体材料侧壁施加在胎体结构的侧表面上的轴向外部位置中，每个侧壁均从胎面带的侧边缘中的一个延伸直到胎圈的相应环形锚固结构为止。在无内胎轮胎中，通常称作“衬里”的气密涂层覆盖轮胎的内表面。

在通过组装/构造相应部件构造生轮胎之后，实施模制和硫化处理，以通过弹性体成分的交联确定轮胎的结构稳定性，并且在需要时在轮胎上印制所需胎面花纹以及在侧壁处印制任意图形标记。

为此，根据称作“施加压力”的模制和硫化生轮胎的方法的类型，生轮胎被引入到模具中并且通过可膨胀室(也称作硫化室)将其压抵在所述模具的内壁上。

所述可膨胀室布置在同一轮胎中，并且在其径向内部位置中具有至少一个圆周边缘，所述圆周边缘承载用于锚固到模具的相应部分的附件。

通过在压力条件下将热流体(气体或者水蒸气)引入到所述室中而使得所述室膨胀，以便使得所述室与轮胎的内表面相接触并且抵靠模制腔的壁压缩所述轮胎的内表面，与此同时传递交联所需的热量。

在硫化结束时，打开模具，以允许移除轮胎并且使模具准备用于新的硫化周期。

“低断面轮胎”用于表示这样的轮胎，所述轮胎具有减小的断面比，即，其中，在胎面带的径向最靠外的点和胎圈的径向最靠内的点之间测量得到的断面高度小于在轮胎的最大弦的点处轴向测量得到的断面宽度的大约50％。

DE 102008010112描述了一种用于硫化轮胎的装置，所述装置包括硫化室，其中，室的部分区域由这样的材料构成，所述材料的特征在于在室膨胀步骤期间各向异性。通过结合在构成同一室的材料中的适当的“强度载体”形成所述区域。

本申请人有时发现，由于在可膨胀室和轮胎的径向内表面之间的接触区域中存在残留空气而在模制和硫化轮胎的径向内表面上造成缺陷。

这些缺陷的发生可能与可膨胀室的几何形状和在同一室的膨胀步骤期间同一室接近和附着到轮胎的顺序异常有关，这可能导致空气从相关接触区域不规则地流出。

特别地，本申请人发现，在用于使得硫化室膨胀的流体出现常见冷凝现象之后(由于热流体与温度大大降低的室的内表面之间的接触)，冷凝流体因重力收集到同一室的轴向外部下方区域中。

本申请人还发现，室内的冷凝流体的这种不对称分布对应于同一室的结构上的质量的不对称分布，这可能导致室和轮胎的内表面之间实现非最优接近顺序。

特别地，本申请人已经发现，在这种情况中，室的外表面不对称膨胀。由于在轮胎的轴向外部下方区域中的所述冷凝流体的重量，因此室的径向外表面和轮胎的径向内表面之间的初始接触发生在相对于赤道面的轴向外表面部分处。

随着膨胀的进行，这种情况使得上方的室接触布置在模具下方区域中的胎圈，从而可能阻止存在的空气流出到由所述室的外表面和轮胎的内表面限定的体积中。

上述现象在低断面轮胎中尤为相关，所述低断面轮胎在侧壁和胎面之间的区域中具有小曲率半径。

因此，本申请人意识到，需要在室膨胀步骤期间控制室运动并且因此控制轮胎模制。

本申请人还注意到，例如在DE 102008010112中描述的类型的解决方案较为复杂，因为它们需要同时使用相互配合的不同材料；而且构造这种可膨胀室的制造工艺非常繁重。

本申请人理解，通过机械中断同一室表面的结构连续性，能够达成一个可膨胀室的解决方案，所述可膨胀室包括基于相关弹性模量值的差异部分。

因此，本申请人发现，通过至少在可膨胀室的内表面上适当地制造多条槽，能够获得室接近和附着到轮胎的内表面上的特定顺序。该特定顺序允许降低在轮胎的径向内表面上产生缺陷的风险并且根据设计参数获得轮胎模制。

发明内容

因此根据本发明的第一方面，本发明涉及一种通过在所述室的径向内部位置中在所述室的至少一个部分上形成至少一个多条第一槽来控制轮胎的模制的方法。以这种方式，所述至少一个部分的弹性模量相对于所述室的其余部分的弹性模量减小。因此在所述可膨胀室朝向进行模制和硫化的轮胎的径向内表面膨胀期间，允许所述室的不同部分与具体弹性模量值相关地发生差异变形。

本申请人相信，根据控制轮胎模制的该方法，所述室以大体对称的方式膨胀，从而允许降低在轮胎的内表面上产生缺陷的风险。

根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于轮胎硫化和模制设备的可膨胀室，所述可膨胀室具有环面形状，其中，所述室的至少一个部分在所述室的径向内部位置中包括至少一个多条第一槽。

根据本发明的第三方面，本发明涉及一种用于控制轮胎模制的工艺，所述工艺包括以下行为中的至少一个：

-提供可膨胀室，所述可膨胀室包括所述室的至少一个部分，通过使得在所述室的径向内部位置中的至少一个多条第一槽布置在所述至少一个部分上，所述室的所述至少一个部分的弹性模量相对于室的其余部分的弹性模量减小；

-将生轮胎在相对于所述可膨胀室的径向外部位置中引入到硫化模具内；

-将硫化流体引入到所述可膨胀室中，以使所述可膨胀室膨胀，使得所述室通过与所述室的多个部分的具体弹性模量值相关地以不同方式变形，而以基本对称的方式首先附着到所述轮胎的内表面的靠近其赤道面的区域，之后附着到胎肩区域，然后附着到所述轮胎的胎圈区域

本发明在上述方面中的至少一个中能够包括单独或者相互组合的以下优选特征中的至少一个。

优选地，在所述室的径向内部位置中，所述至少一个多条第一槽形成在关于所述可膨胀室的赤道面对称的至少一对对称部分上。

优选地，所述至少一个多条第一槽根据基本相互平行的轨迹形成。

在优选实施例中，在所述膨胀室的径向外表面上形成了至少一个多条其它槽，所述槽基本相互平行。

优选地，所述至少一个多条第一槽和一个多条其它槽布置成相互基本平行。

优选地，所述至少一个多条第一槽中的槽Y的宽度l_si≤1.5mm。

优选地，所述至少一个多条第一槽中的槽Y的宽度l_si≥0.8mm。

优选地，所述至少一个多条第一槽中的槽Y的深度p_si≤0.75mm。

优选地，所述至少一个多条第一槽中的槽Y的深度p_si≥0.05mm。

优选地，所述多条其它槽中的槽W的宽度l_se≤1.5mm。

优选地，所述多条其它槽中的槽W的宽度l_se≥0.8mm。

优选地，所述多条其它槽中的槽W的深度P_se≤0.75mm。

优选地，所述多条其它槽中的槽W的深度P_se≥0.05mm。

优选地，所述至少一对对称部分的弹性模量值相对于可膨胀室的其余部分的弹性模量值减小至少大约20％。

优选地，所述至少一对对称部分的弹性模量值相对于可膨胀室的其余部分的弹性模量值减小不超过大约40％。

在优选实施例中，在所述室膨胀期间，位于膨胀室的径向外表面和轮胎的径向内表面之间的流体被引入所述多条其它槽并且被排出。

在另一优选实施例中，所述膨胀室包括关于所述室的赤道面对称的X对对称部分，其中1≤X≤n，所述X对对称部分具有弹性模量E_X，通过将在所述室的径向内部位置中基本相互平行的X个多条槽布置在所述X对对称部分上而使得所述弹性模量E_X小于其余室部分的弹性模量E₀。

在优选实施例中，布置在室的径向外表面上的每条槽W布置成与接续槽相距一距离L，L≤22mm。

优选地，布置在室的径向外表面上的每条槽W布置成与接续槽相距距离L，L≥13mm。

在优选实施例中，布置在所述室的径向外表面上的每对接续槽W对应于在相对于该对槽W的中间位置中布置在所述室的径向内表面上的槽Y。

在另一优选实施例中，布置在所述室的径向外表面上的每对接续槽W对应于布置在所述室的径向内表面上的至少两条槽Y，以便将与该对接续槽W相对的区域分成相等的部分。

优选地，所述槽Y具有末端，所述末端与可膨胀室的赤道面“Q”间隔开距离D。

优选地，所述槽W具有末端，所述末端与所述可膨胀室的赤道面“Q”间隔开距离D¹。

在优选实施例中，所述距离D和D¹具有相等的值。

从对于根据本发明用于车轮的轮胎硫化和模制设备的优选而非排它的实施例的详细描述中，其它特征和优势将变得更加显而易见。

附图说明

在下文中将参照仅仅通过指示因而非限制的方式提供的附图给出描述，附图中：

图1示意性示出了在根据本发明的模制和硫化工艺的初始步骤中的硫化模具的直径截面图；

图2是根据本发明的可行实施例的可膨胀室的透视局部截面图；

图3是根据图2的线A-A获得的可膨胀室的一部分的截面。

具体实施方式

参照上述附图，附图标记100整体表示属于轮胎构造设备的硫化模具。

通过将生轮胎1引入到硫化模具100的模制腔2中来实施硫化和模制工艺，所述腔2具有与待赋予模制和硫化的轮胎1的外形对应的形状。

一旦被封闭到模具100中之后，生轮胎1就被压抵在围壁上，所述围壁具有适当的浮凸，用于形成预定的胎面花纹。

在加压步骤之后或者与加压步骤同步地，将热量施加到生轮胎1上，以便使制成轮胎自身的弹性体材料发生交联。

如图1所示，模具100具有一对轴向相对的壳体3，所述壳体3能够在赤道面“P”处相互联接。每个壳体3均包括工作表面4，所述工作表面4构造成作用在生轮胎1的胎圈和侧壁6上。

相互并排布置在所述赤道面“P”上的壳体3还限定了圆周表面7，所述圆周表面7构造成作用在待硫化的生轮胎1的胎面带上。

一旦封闭到模具100中之后，可膨胀室9就将生轮胎1压抵在围壁上。

具有大体环面形状的可膨胀室9具有两个径向内圆周边缘，所述两个径向内圆周边缘承载相应的锚固附件10，所述锚固附件10可密封接合到模具100中，用于使得可膨胀室9可操作地关联到模具100自身。锚固附件10在壳体3的表面的径向最内锚固区域处连接到模具100，所述壳体3容纳生轮胎1的胎圈。

形成在模具100中的用于蒸汽或者其它工作流体的入口管道延伸到可膨胀室9中，以便在压力下引入蒸汽之后允许可膨胀室9膨胀，用于抵靠模具100的围壁压缩生轮胎1。

这种压缩优选地发生，使得根据预定接近顺序，室9的径向外表面11接近并且接触生轮胎1的径向内表面13。

优选地，在可膨胀室9的至少一个部分上，多条第一槽15形成在所述可膨胀室9的内表面14上。

优选地，所述多条第一槽15根据基本相互平行的轨迹形成。

在优选实施例中，所述多条第一槽15在相对于所述可膨胀室9的赤道面“Q”的至少一对对称部分上延伸。

优选地，所述至少一个多条第一槽15中的槽Y的宽度l_si介于大约0.8mm和大约1.5mm之间。

优选地，所述至少一个多条第一槽15中的的槽Y的深度p_si介于大约0.05mm和大约0.75mm之间。

优选地，所述槽Y具有末端12b，所述末端12b布置成与可膨胀室9的赤道面“Q”相距距离D。

设置所述多条第一槽15允许使得所述至少一对对称部分的弹性模量E_X相对于所述室9的其余部分的弹性模量E₀减小。

在优选实施例中，所述可膨胀室包括X对相对于所述室9的赤道面Q对称的对称部分，通过使得在所述可膨胀室9的径向内部位置中的基本相互平行的X个多条槽布置在所述X对对称部分上而使得所述X对对称部分的弹性模量E_X(其中，1≤X≤n)相对于室其余部分的所述弹性模量E₀减小。

优选地，所述至少一对对称部分的弹性模量E₁的值相对于可膨胀室的其余部分的弹性模量E₀的值减小了至少20％到不超过大约40％。

在本发明的优选实施例中，可以在可膨胀室9的径向外表面11上形成多条其它槽12，用于在所述两个表面-径向外表面11和径向内表面13的接近步骤期间排放工艺流体(通常为空气)，所述工艺流体位于由可膨胀室9的径向外表面11和轮胎1的径向内表面13限定的体积V中。

优选地，所述多条其它槽12包括槽W，所述槽W基本相互平行并且从可膨胀室9的径向外表面11的轴向外部分(靠近锚固附件10)向可膨胀室9自身的赤道部分延伸。

优选地，所述多条其它槽12中的槽W的宽度l_se介于大约0.8mm和大约1.5mm之间。

优选地，所述多条其它槽12中的槽W的深度p_se介于大约0.05mm和大约0.75mm之间。

优选地，所述槽W可以具有末端12a，所述末端12a布置成与可膨胀室9的赤道面“Q”相距距离D¹。

在其它优选实施例中，所述槽12沿着可膨胀室9的整个径向外表面11延伸。

在优选实施例中，所述距离D和D¹具有相同的值。

在室自身膨胀期间，多条槽12允许被捕获到由可膨胀室的径向外表面11和生轮胎1的径向内表面13限定的体积V中的流体通过可膨胀室和胎圈之间的接触区域16排出。实际上，所述多条槽12通过所述接触区域16与模具100外部的环境连通。

在优选实施例中，布置在可膨胀室9的径向外表面11上的每条槽W均布置成与接续槽相距介于大约13mm和大约22mm之间的距离L。

根据在此描述的方式，获得可膨胀室的在室9自身膨胀期间具有不同弹性行为的部分，从而所述室的所述部分在具体弹性模量值方面发生不同的变形。

根据优选实施例，在可膨胀室9因引入蒸汽而膨胀期间，室9的径向外表面11根据预定的接近顺序接近并且接触生轮胎1的径向内表面13。

优选地，所述室9的径向外表面11在径向内表面13自身的边沿部分中首先附着到生轮胎1的径向内表面13，所述边沿部分靠近生轮胎1的赤道面“R”。

此后，所述径向外表面11附着到径向内表面13的具有更高曲率的部分，所述部分布置在轮胎1的胎肩区域处，即，布置在轮胎1的胎面带和侧壁6之间的交界线处。

最后，所述外表面11附着到胎圈并且完成接近和附着顺序。

优选地，在这样的最后构造中，在可膨胀室9的外表面接近且附着到轮胎1的内表面13的接近和附着顺序结束时，所述平面P、Q和R基本一致。

Claims (26)

1.一种与可膨胀室(9)接近轮胎(1)的径向内表面(13)的接近顺序相关地控制所述轮胎(1)的模制的方法，所述方法为：在所述室(9)的径向内部位置中在所述室的至少一个部分上形成至少一个多条第一槽(15)，以便相对于所述室的其余部分的弹性模量减小所述至少一个部分的弹性模量，并且在所述可膨胀室(9)朝向进行模制和硫化的所述轮胎(1)的径向内表面(13)膨胀期间允许所述室(9)的不同部分与具体弹性模量值相关地发生差异变形。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述室的径向内部位置中，所述至少一个多条第一槽(15)形成在所述可膨胀室(9)的关于赤道面(Q)对称的至少一对对称部分上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个多条第一槽(15)根据基本相互平行的轨迹形成。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在所述膨胀室(9)的径向外表面(11)上形成至少一个多条其它槽(12)，所述多条其它槽基本相互平行。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个多条第一槽(15)和所述至少一个多条其它槽(12)布置成基本相互平行。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一对对称部分的弹性模量值(E₁)比所述可膨胀室(9)的其余部分的弹性模量值(E₀)减小了至少大约20％到不超过大约40％。

7.根据权利要求4至6所述的方法，其中，在所述室(9)膨胀期间，位于所述膨胀室(9)的径向外表面(11)和所述轮胎(1)的径向内表面(13)之间的流体被引入到所述多条其它槽(12)中，并且被排出。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述膨胀室(9)包括关于所述室的所述赤道面对称的X对对称部分，其中，1≤X≤n，通过在所述室的径向内部位置中使得基本相互平行的X个多条槽(12)布置在所述X对对称部分上，而使得所述X对对称部分的弹性模量(E_X)比其余室部分的弹性模量(E₀)小。

9.一种用于轮胎硫化和模制设备的可膨胀室，所述可膨胀室具有环面形状，其中，所述室(9)的至少一个部分在所述室(9)的径向内部位置中包括至少一个多条第一槽(15)。

10.根据权利要求9所述的可膨胀室(9)，其中，在所述室的径向内部位置中，所述至少一个多条第一槽(15)形成在相对于所述可膨胀室的赤道面(Q)对称的至少一对对称部分上。

11.根据权利要求9所述的可膨胀室(9)，其中，所述至少一个多条第一槽(15)根据基本相互平行的轨迹形成。

12.根据权利要求9所述的可膨胀室(9)，所述可膨胀室包括一个多条其它槽(12)，所述多条其它槽布置在所述可膨胀室(9)的径向外表面(11)上，所述至少一个多条第一槽(15)和一个多条其它槽(12)布置成基本相互平行。

13.根据权利要求9所述的可膨胀室(9)，其中，所述至少一个多条第一槽(15)中的槽Y的宽度l_si介于大约0.8mm和大约1.5mm之间。

14.根据权利要求9所述的可膨胀室(9)，其中，所述至少一个多条第一槽(15)中的槽Y的深度p_si介于大约0.05mm和大约0.75mm之间。

15.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，所述多条其它槽(12)中的槽W的宽度(l_se)介于大约0.8mm和大约1.5mm之间。

16.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，所述多条其它槽(12)中的槽W的深度p_si介于大约0.05mm和大约0.75mm之间。

17.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，布置在所述室(9)的径向外表面(11)上的每条槽W均位于与接续槽相距距离L的位置处，所述距离L大于或者等于大约13mm，并且短于或者等于大约22mm。

18.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，布置在所述室(9)的径向外表面(11)上的每对接续槽W对应于在相对于该对槽W的中间位置中布置在所述室(9)的径向内表面(14)上的槽Y。

19.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，布置在所述室(9)的径向外表面(11)上的每对接续槽W对应于布置在所述室(9)的径向内表面(14)上的至少两条槽Y，以便将与该对接续槽W相对的区域分成相等的部分。

20.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，所述槽Y具有末端(12a)，所述末端与所述可膨胀室(9)的赤道面“Q”间隔开距离D。

21.根据权利要求12所述的可膨胀室(9)，其中，所述槽W具有末端(12b)，所述末端与所述可膨胀室(9)的赤道面“Q”间隔开一距离D¹。

22.一种用于控制轮胎(1)的模制的工艺，所述工艺包括：

-提供可膨胀室(9)，通过将在所述室(9)的径向内部位置中的至少一个多条第一槽(15)布置在所述可膨胀室(9)的至少一个部分中，使得所述至少一个部分的弹性模量(E_X)相对于所述室(9)的其余部分的模量(E₀)减小；

-将生轮胎(1)在相对于所述可膨胀室(9)的径向外部位置引入到硫化模具(100)中；

-将硫化流体引入到所述可膨胀室(9)内，以便使所述室(9)膨胀，使得所述室(9)通过与所述室的多个部分的具体弹性模量值(E₀，E_X)相关地以不同方式变形，而以基本对称的方式首先附着到所述轮胎(1)的内表面(13)的靠近其赤道面(R)的区域，之后附着到胎肩区域，然后附着到所述轮胎(1)的胎圈区域。

23.根据权利要求21所述的工艺，其中，在所述室(9)的径向内部位置中，所述至少一个多条第一槽(15)形成在关于所述可膨胀室(9)的赤道面(Q)对称的至少一对对称部分上。

24.根据权利要求21所述的工艺，其中，所述至少一个多条第一槽(15)根据基本相互平行的轨迹形成。

25.根据权利要求21所述的工艺，所述工艺包括将一个多条其它槽(12)形成在所述可膨胀室(9)的径向外表面(11)上，所述至少一个多条第一槽(15)和一个多条其它槽(12)布置成相互基本平行。

26.一种轮胎硫化和模制设备，其中，根据权利要求9至21中的任意一项限定所述可膨胀室(9)。