CN1046663C - 由至少一层钢丝或钢丝绳帘布构成框架的轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

制造轮胎的方法，它包括在一个尺寸稳定、具有环形结构的芯棒N的四周螺旋形地缠绕钢丝或钢丝绳制成环状坯，然后在芯部N的径向内表面提供绕至少一个圆周切口，在芯N的径向外表面提供一个圆周切口，随后，将两半坯料沿轴向分离使得取出芯棒，再从后面拉到一起进行轴向合拢，这样就完成了轮胎毛坯。

Description

由至少一层钢丝或钢丝绳帘布构成框架的轮胎的制造方法

本发明涉及包括至少一个由钢丝或钢丝绳帘布层组成的框架的轮胎的制造方法，更具体说，涉及轮胎环形坯的制造方法。

当前制造汽车车轮外胎最常用的方法主要包括：第一步，在圆柱形制造滚筒上，相继铺上不同层次的橡胶及各种钢丝或钢丝绳帘布构成的叠层，这些钢丝或钢丝绳将构成未硫化轮胎及轮胎本身的环形坯框架；在大多数情况下，所述框架帘布层被固定在装有环形金属补强件即钢丝圈的滚筒的每个轴向端点上。

对于其框架是由交叉的钢丝或钢丝绳组成的轮胎，第二步包括在框架的未硫化圆柱形坯的中心区铺上可任意地带有胎面增强骨架或顶部骨架的帘布层，这些骨架一般是由钢丝或钢丝绳逐层交叉构成的。在摆放了所述的骨架和在骨架上放置了胎面后，制造此环形坯的最后一步包括，在硫化之前赋予其很接近完成的轮胎形状的环状。这个称作圆柱状坯料定形的操作可以在定形滚筒上进行，也可以在硫化模具自身内进行。

对于具有子午线框架的轮胎，第二步包括通过定形，将带有骨架的未硫化圆柱状毛坯转变成未硫化环形毛坯。而最后一步则包括在环状毛坯的中央部分铺上顶部骨架、必需的橡胶混合层以及特别是胎面。

尽管对全部叙述过的操作给予特别关注，尽管对原料、对半成品、对最终的环形毛坯加以众多的控制，尽管对制造机械和加工步骤也做了许多控制，对最终的已硫化轮胎进行的检测表明，存在某些涉及产品定位，特别影响低部的偏差、和一些无法给予满意解释的缺陷。另外，众所周知，这种方法需要藉助于众多的机械和许多高水平的操作，在装配之前另外先制造出钢丝或钢丝绳帘布，因而就提高了成本。

为了补救上述的不足，也就是说，为了提高成品轮胎的质量，并降低所述轮胎的制造成本，按照本发明，一种新的轮胎制造方式基于如下的原理，按照这种原理，主坯的侧边区和凸缘区应加工成与它将在硫化模中所具有的那种几何形状相同。

为了制造框架的骨架，可以使用将钢丝或钢丝绳在可折叠的和/或可拆装的环形芯上绕成螺旋形的绕组，然后将如此制得的环状物割开，从环形坯中取出制造芯骨架。在美国专利1,316,104中叙述了这种方法。

美国专利US3,975,490叙述了一种分成2或3部分的轮胎的制法。如果一个轮胎包括3部分，那么被补强和预模制的两部分包括了凸缘、侧壁和补强带、胎面的支撑体，第三部分则是胎面的本身。这个专利叙述了通过在具有圆形截面的环状芯上绕上包橡胶的编织带来制造补强的两个部分，以及通过切割从两个截面上分离所述坯料。为了实现补强，巨大的困难具体表现为，对于缠绕的增强带，要在这样制造的坯料上进行切割、要精确地得到在预硫化之后能互相渗透的补强带，要避免在制造轮胎的侧壁部分时发生位移和变形。

在法国专利FR1,214,908中也做了同样叙述，在此专利中，在一可拆装的芯棒上缠绕上混合橡胶层，再缠上钢丝绳层来得到骨架，在金属钢丝芯子布置点之间的宽度大约等于每部分帘布层为了能翻边到将来框架骨架上的固定钢丝圈上的宽度的2倍。

德国专利1,934,018实际上叙述了同样的方法，这包括在一个模型上按螺旋形缠绕上连接的钢丝或钢丝绳，沿着该模型的径向内表面，按一圈的方式切割此缠绕层，使得能将一部分缠绕层翻转到钢丝芯子上，而且以其翻转就完成了这个框架的骨架。

如上所述的各种方法使用了模型、芯模或心轴，它们可以是硬的，也可是软的，但无论改在哪种条件下，因为它们是可折叠或是可拆装的，所以它们是可变形的，因此就可以取出骨架的环状坯。除了这种模型式芯棒难加工、成本高以外，它也难于使用，因为它需要一定的搬运装卸操作，其后果是造成侧壁区和凸缘区的有害位移与变形，实际上这两个区域是轮胎的未硫化坯料的最脆弱部分。

另外，在各种情况下，这些模具或芯棒都无法保证铺设表面有完美的均匀性，因此也就无法保证铺设产品的形状。实际上，模型的各装配块的装配方式是，其精密度的好坏是与该模型的使用时间有关的。这时，使用这样的模型会招致硫化好的轮胎的均匀性损害，不但使用不便，而且产品的布置也不好。

为了完善这些不足，特别是为了避免在芯棒上或在硫化模中发生的框架骨架坯之间的各种歪斜，按照本发明的方法可制造未硫化轮胎的环形坯，本方法包括：

a)在所述芯棒上覆盖上至少一层用来包覆骨架上钢丝或钢丝绳的混合橡胶层；

b)通过在一个不可变形、不可拆装的单块环状芯棒或模型上缠绕连续的钢丝或钢丝绳，来制造框架骨架的环形坯，该芯棒式模型的子午线截面，其轮廓，至少是涉及到侧壁的轮廓线平行于最内部框架骨架帘布层的侧壁子午线方向的轮廓线，就象将在硫化模中的那样。

c)在所述环形坯上，放置包覆框架骨架的混合橡胶层和型材；

d)沿圆周切开框架骨架坯，一方面至少一次在径向的内表面，另一方面至少一次在芯棒的径向外表面；

e)沿轴向分开此坯的两部分，使得能取出制造芯棒，藉助于一种装置来实现此分离，该装置同时具有夹持、支撑和搬运的作用，而且其沿轴向向内的壁具有与最内部的框架骨架帘布层的子午线轮廓相同的轮廓，必要时也覆盖有必需的混合橡胶层和型材，这种一致性至少存在于如前面所定义过的侧壁区；

f)从轴向使所述几部分合扰，使其重新连接起来；

g)在放入到硫化模之前，完成轮胎毛坯。

应该理解，框架骨架的环形坯是由钢丝绳或钢线组装而成，所述的压延橡胶层用来包覆钢丝绳或钢丝，所述轮胎毛坯可处于生料态或半硫化态。

应该通过框架骨架帘布侧壁的子午线轮廓来理解所述骨架在它们与固定钢丝芯子的接触点和与顶部骨架的接触点之间的子午线轮廓。

框架骨架坯的夹持、支撑和搬运装置最好是一种同轴的金属环形冠状体，一些种类的用于侧壁的所述冠状体，用来支撑、夹持以及搬运在制造芯棒上形成的骨架侧壁，这些侧壁用冠状体在径向上与用来支持、夹持和搬运框架骨架顶部的两个所述冠状体的外边接合。

这些侧冠状体和顶冠状体都设有带吸盘的抽气孔，这些孔都装有橡胶瓣膜，使之不会损伤框架骨架，通过吸气的吸力把骨架保持在冠状物的内部。

这种装置最适用于在芯棒上制造的框架骨架的毛坯上，然后就可进行环状切割。铺置框架骨架的固定钢丝圈也是如此，这是通过侧冠状体来完成的，在该冠状体的底部装有用来接受所述钢丝圈的凹槽，在槽的周边上装有磁铁可以吸住钢丝圈。对框架骨架用于构成所述骨架的翻边部分进行翻转来说，最好是在坯的两部分进行分离后并取出了芯棒时进行。将所述的部分框架翻转到固定钢丝圈上意味着，这部分开始时是沿轴向放置于固定钢丝圈内部的而现在围着轴向配置的所述钢丝圈翻转180°到了外面，但仍然平行于该芯棒的转动轴线。

关于两块坯料的重新联接，可以通过提供至少一块附加的补强帘布搭在框架骨架的两个边缘上来实现，或者简单地通过把两端头对头地连接来实现，也可以将框架骨架的上端彼此重叠来实现，或者是通过至少一块帘布，重叠着进行两端的对接或搭接来实现。

在将用来构成所述骨架的翻边的部分框架骨架翻转之后，就将此翻边保持在水平位置上，最好是通过放在侧冠状体内表面的下部的吸气孔的吸气来保证这一点，在不用侧冠状体时也可通过两个同轴滚筒来保证这一点，其轴向内表面之间的轴向距离是可以改变的。

按照本发明，最好用由两个元件预加工成型的复合体来铺置顶骨架和胎面。同样，最好在框架骨架侧面被所述侧冠状支撑时进行在框架骨架坯的顶部铺置该复合体，进行这种支撑使得在制造过程中框架骨架和固定钢丝圈有完美的稳定性。

同样方法铺置用来形成轮胎内部的混合胶层和型条，即沿轴向和径向铺于被压光的框架骨架内侧的胶层和/或型条，最好是在侧冠状体仍维持在框架骨架的位置时进行这种铺置。

藉助于附图及下面的叙述将会更好地理解本发明，这只用来说明实施例而不具有限定性，在图中：

图1是框架骨架坯的第一个实施方案，这是在硫化模中的子午线截面视图；

图2是图1的框架骨架坯在制造芯棒上的子午线截面视图；

图3是图2的框架骨架坯，在此图中安置了夹持、支撑及搬运装置；

图4是在所述骨架的上部合扰并铺上顶骨架-胎面复合层之后的框架骨架坯；

图5是放入硫化模前，最终完成的轮胎毛坯；

图6是框架骨架坯的第二个实施方案，其中出现了侧壁的夹持、搬运和支撑装置。

在图1上可见到一个待制造的轮胎的框架骨架1的子午线截面，此子午线截面是在轮胎硫化模中的样子。该框架骨架1由两部分组成，它们在轮胎的赤道平面XX’上重叠，重叠宽度为λ。骨架1的子午线轮廓可分解为3个基本部分：横向小曲率子午线部分AB和两个框架骨架1的子午线轮廓与顶部骨架(图上未标出)彼此平行的部分，点A和点B正好是框架骨架的子午线轮廓与顶部骨架子午线轮廓的相切点。骨架1与由所述骨架1的固定钢丝圈2和混合硫化胶层3组成的组合体的相切点为T1与T2，从点A、B到点T1和T2的这一段与钢丝圈2的配置方式是，该组合体的子午线截面基本为圆形，框架骨架有与之适应的子午线轮廓，其横向曲率更大，而且与轮胎的侧壁相适应。

此框架骨架1翻转到在钢丝圈2-外涂层3组合体周围的凸缘上，形成了翻边10。两根钢丝圈2在硫化模中将以所谓“钢丝圈间”轴向距离ET被分开，在点T1与翻边10的端部之间的曲线长度为1。

图2表示了制造如上所述的框架骨架1的环形坯所必须的芯棒N。此芯棒N是一个闭合的中空金属环，该环壁的厚度使其实际上是不可变形的。该芯棒N最好覆盖一层防粘织物，考虑到这层织物的厚度和铺在框架骨架1的钢丝绳内部以及铺在所述芯棒表面的混合橡胶层4’的厚度，该芯棒N的外子午线轮廓要平行于如图1所示的所述骨架的子午线轮廓，在芯棒N的径向外表面上，钢线圈与骨架相切点T1和T2的两点之间的距离L等于ET+2λ。通过在被包覆的芯棒N上缠绕钢丝或钢丝绳就得到了框架骨架坯1，这芯棒放在一个支架的辊上，该支架转动，这时一个布线装置使得钢丝绳运动并以一定的速度缠绕在转动的芯棒上。这样的缠绕方法和进行这种缠绕的装置是已知的，比如可参考法国专利2,052,885。

如在图3中所示，框架骨架1的环形坯上被覆盖了一层用来从外面覆盖所述骨架1的钢丝绳的混合橡胶层4”、一般位于框架骨架1和顶部骨架之间的混合橡胶型材4以各种层次的混合橡胶补强件。

如此覆盖好的环形坯，这时被两个由金属侧壁组成的主圆形冠状体C_F1和C_F2在其侧部和顶部相对于芯棒N紧固住，只有在图2的赤道平面YY’上2λ的宽度不被紧固，所述的冠状体又在径向与两个次级侧冠状体C’_F1与C’_F2相联，后两者本身又与也是金属的顶部圆冠状体C_s1和C_s2相联。

冠状体C_F1与C’_F1以及C_F2与C’_F2的各自的接合线，在径向上位于基本距切点T1和T2的轴向虚拟连线h距离处，h大致等于0.75H,H是由同一条T1、T2虚拟连线处开始测得的框架1的环形坯的高度。C’_F1和C_s1以及C’_F2与C_s2的各自接合上线基本上平行于制造芯棒N的轴线，其距离所述轴线的径向距离基本上等于在模具中的轮胎的框架骨架1的分开的A和B点距所述模具的旋转轴线的距离。

这些侧冠状体C_F1、C_F2、C’_F1和C’_F2以及顶冠状体C_s1和C_s2各具有轴向内表面，其子午线轮廓与覆盖了各种混合橡胶层之后的框架骨架1坯的子午线轮廓精确地一致。侧冠状体C_F1与C_F2在其轴向和径向的内顶端开有圆形孔洞，用来接受钢丝圈2-橡胶涂层3的组合体，当冠状体C_F1和C_F2相对于芯棒N有轴向的位移时这些组合体与放在芯棒H上的框架骨架1相接触。

在所述的实施例中，当处于未硫化状态时，框架骨架1与钢丝圈组合件被紧密地就地支撑在一起，藉助于转动刀具D，一方面从芯棒赤道平面YY’的径向上表面，另一方面从芯棒的径向下表面在R点与S点处将框架骨架1切割开，这时距离T₁R和T₂S等于在已硫化的轮胎上测得到1的曲线长度，RS部分被从芯棒N上取下。

按照本发明方法的下一个步骤包括，沿轴向使组合冠状体C_F1、C’_F1、C_s1与C_F2、C’_F2、、C_s2分开，在所述冠状体的轴向与径向内表面上101、102、103、104上装有吸盘100。通过吸气使能夹持和输送框架骨架1的坯料，同时又不会改变所述坯料的子午线轮廓。吸盘100是已知的，它连在一个空气泵上，使所述吸盘上产生负压。

如同在图3上的箭头F所示，随后将T₁R和T₂S部分翻转到钢丝圈2-涂层材料3组合体上，使其贴合在侧冠状体C_F1和C_F2的径向内表面上，通过吸气保持住如上形成的翻边。

两组侧冠状体与顶冠状体在轴向上分开使得制造芯棒N能被取出，进行轮胎的内修饰以及凸缘的修饰。在这上面再铺置不同的混合橡胶层，一般就构成了轮胎的内层，如补强层或无内胎轮胎的不透气混合层。

同样方法铺置了小的补强帘布，即所谓加强筋或钢丝或钢丝绳楔状物12，它们一般位于成品轮胎中框架骨架的翻边的轴向外侧，还铺置了形成凸缘所必需的橡胶层13，它位于框架骨架1翻边的外侧。所有这些橡胶最好按照同样提交的法国专利FR2,603,841中所叙述的技术来铺置。

正如可在图3中见到的，在O处进行了切割之后，框架骨架坯的MO和OP部分没有受到顶冠状体的支撑。这两部分的长度各为λ，在冠状体进行轴向合拢的过程中，它们将形成如图1中所示的框架骨架的重叠部分。

在实现了此重叠之后，通过固定于滚筒P0上的充气膜G为媒介，将框架骨架1的坯置于压力P之下。这个膜G最好在顶部进行补强，使其具有合适的硬度，使得在两个顶冠状体C_s1和C_s2及侧冠状体C’_F1和C’_F2发生轴向和径向分离后，在铺置由顶骨架5和胎面6组成的预成形组合体时能够适应(见图4)。在C_s1与C_s2分离的同时，两个可充气的滚筒P1和P2在轴向移向滚筒P0，滚筒P1和P2的目的是保持由钢丝圈2、其被覆物3、翻边10、增强件12和周围的各种补强件13组成的组合件的位置，这一点对于在侧冠状体C_F1和C_F2进行轴向撤离后所进行的轮胎侧壁与凸缘的内修饰是十分必要的。这种修饰包括在已完成和硫化的轮胎中，在框架骨架1与翻边10之间铺置局部的混合胶层和型条14、15，以及在框架骨架的侧壁上铺置混合胶层与型条7’及帘布5以及必要时铺置补强件70，通过铺置侧壁外层型材7”就完成了这种修饰。

这样的轮胎坯料就准备去进行硫化了。

上面所叙述的实施例基本上符合于用来制造其框架骨架的两部分在上部发生重叠的轮胎的方法。有时可以由框架骨架1在钢丝圈2上的翻边长度来规定芯棒的尺寸，而制造芯棒N的钢丝圈间轴向距离L将随着芯棒内表面的曲率而变化，并将等于翻边1长度的和。这时，在硫化模内的轮胎的钢丝圈间轴向距离ET就有可能大于L，这样在芯棒径向内表面进行一次切割及在芯棒的径向外表面进行一次切割后，就会得到一个不存在框架骨架的间隔。如同图6所显示，这个方法包括，在两块坯料部分分离并取出两块顶部壳体C_s1和C_s2之后，在框架骨架1的两个上部边缘上和边缘之间铺上一块附加的补强帘布11。

这块附加帘布可以由径向的钢丝或钢丝绳构成，即与圆周成90°角，也可以使钢丝或钢丝绳与所述方向成60-90°角。

在铺置了这层帘布之后，就可以象在第一个实施例中所叙述的那样，通过铺置顶骨架和胎面来完成轮胎毛坯，也可以在第二侧壳体C’_F1和C’_F2沿轴向移开后通过铺置两元件预加工组合体来完成轮胎的毛坯。

Claims (11)

1、一种制造轮胎的方法，它包括按以下步骤制造包括至少一层帘布的框架骨架(1)的环状坯，

通过在预先覆盖至少一种混合橡胶(4’)的制造芯棒(N)上，螺旋状地缠绕上钢丝或钢丝绳，然后至少一次使如此形成的环状径向内表面上沿圆周切开，再将切割后在两边得到的两部分骨架翻转到预先放置到该环状体表面上的框架骨架(1)的固定钢丝圈(2)上，然后再完成轮胎毛坯，

此方法的特征在于，在一个不可拆装、不可变形的单块环状制造芯(N)上进行这种螺旋状缠绕，该制造芯棒的子午线截面轮廓，至少在与钢丝圈相切点至与顶骨架相切点之间的侧壁部分，平行于如同在轮胎硫化模中那样的框架骨架最内层帘布的子午线轮廓，借助于同时能够夹持、支撑和搬运的装置将在芯棒(N)的径向外表面上切割后得到的两部分坯件沿轴向分开，所述装置为同轴的金属环形冠状体，分开后的坯件其轴向内表面，至少在侧壁区，与覆盖了混合胶层(4”)和混合胶型条(4)以完成环状坯的最内层的框架骨架帘布具有相同的子午线轮廓，所述轴向分离使得能取出芯棒并使两部分坯件随后进行轴向合拢及重新连接。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于，借助于框架骨架1的上部边缘在轴向宽度λ的范围内进行轴向搭接使两部分坯件重新连接。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于，借助于至少一块由与坯件的圆周方向倾斜α角(90°≥α≥60°)的钢丝或钢丝绳构成、并放置于框架骨架上部边缘之间的附加帘布使两部分坯件重新连接。

4、按照权利要求1的方法，其特征在于，所述冠状体中的4个，即C_F1、C_F2、C’_F1、和C’_F2用来夹持和支撑在芯棒上形成的环状侧壁，两个所述侧冠状体C’_F1和C’_F2在径向外侧与两个用来夹持和支撑环状顶部的所谓顶冠状物C_s1和C_s2接合。

5、按照权利要求4的方法，其特征在于，使用了装有吸气孔(100)的冠状体C_F1、C_F2、C’_F1、C’_F2、C_s1、C_s2，气孔上装有吸盘，还装有橡胶瓣膜。

6、按照权利要求4的方法，其特征在于，初级侧冠状物在其底部开有沟槽，用来接纳框架骨架(1)的固定钢丝圈(2)，在此槽中装有保持钢丝圈(2)的磁铁。

7、按照权利要求4至6中之一项的方法，其特征在于，将该支撑、夹持和搬运工具作用于坯件上，然后进行沿圆周的切割。

8、按照权利要求7的方法，其特征在于，在使用支撑、夹持和搬运设备的同时，将固定钢丝圈用于缠绕在芯棒(N)周围的钢丝或钢丝绳层上。

9、按照权利要求1的方法，其特征在于，在两部分框架的环形坯进行轴向分离之后，铺置位于框架骨架(1)内部的混合胶补强件或型条的层，以及不透气混合内层。

10、按照权利要求1的方法，其特征在于，在两部分坯件进行轴向分离后将一部分框架骨架坯翻转到固定钢丝圈上，并借助于气孔(100)的负压将其保持在侧冠状体C_F1、C_F2的内表面下部，这样再在翻边径向内部铺置补强帘布(12)及混合胶型条就能够完成凸缘的制造。

11、按照权利要求1的方法，其特征在于，完成一个轮胎毛坯，包括顺序完成以下各步骤：

-在取下顶冠状体C_s1和C_s2、二级侧冠状体C’_F1和C’_F2并对坯件加上压力P后，在框架骨架坯的上部铺置包括顶骨架(5)和胎面(6)的预加工复合体；

-将可充气圆柱筒保持在用来形成框架骨架(1)的翻边的框架坯叠合部分和橡胶零件(13)或周围补强件(12)的下面；

-轴向分开侧冠状体C_F1、C_F2；

-在框架坯上铺置混合胶型条(14,15)，通过翻边部分的完全翻转，将该型条铺在轮胎中的框架骨架1及其翻边之间，借此对轮胎突缘进行修饰；

-通过铺置混合胶层和型条(7’,7”)来修饰轮胎侧壁，该胶层及型条位于轴向轮胎侧壁上，在框架骨架(1)及任意性的侧壁增强帘布(70)的外面。

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