CN104760168A - 轮胎模具的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎模具的设计方法，属于轮胎模具技术领域，它包括M种节距的节距单元，每种节距单元均设有若干个，选择N种节距单元排列组合形成轮胎模具(N≤M)，每个节距单元在圆周位置上可以任意互换，所有选用的节距单元合模时形成完整的轮胎花纹，可以通过选择不同节距的节距单元组合成轮胎模具，也可以在选定的几种节距单元中，通过改变节距单元的排列组合得到具有不同节距排列的轮胎花纹，实现了一模多胎，获得最优的轮胎花纹节距排列，降低了开发、测试新胎所投入成本，广泛应用于新轮胎的研制中。

Description

轮胎模具的设计方法

技术领域

本发明涉及轮胎模具技术领域，尤其涉及一种轮胎模具的设计方法。

背景技术

轮胎花纹不仅是轮胎外观漂亮与否的决定因素，而且更关系到是否能够充分发挥轮胎的牵引、制动、转弯、排水及噪音等性能，它主要由花纹沟、花筋构成，随着轮胎行业的发展，各个轮胎生产厂家生产的轮胎花纹各不相同，因此轮胎花纹种类繁多。轮胎设计时，轮胎花纹的节距排列是随机的，随着节距的变换可以排列组合成很多种类的花纹，节距是花筋或花纹沟所对应的能够重复排列的最小扇形单元，在轮胎模具中，轮胎花纹中单一节距所对应的扇形单元称为节距单元。而不同种类的花纹对应的轮胎性能也大相径庭，当轮胎花纹由不同节距构成时，其中需要找出最优的节距排列以保证产生最优的轮胎性能。要达到这一目的，单凭理论设计会存在很大的缺憾或不足，因此，除了必要的CAD辅助设计外，更需要硫化出不同节距排列的轮胎进行各种指标的实验测试，而这就需要多规格(种类)的模具投入，并且测试完成后，除选中的方案，其余的没有任何的应用价值，这种单一的造型方式，造成了高成本的投入和巨大的浪费。

因此，开发一种新的轮胎模具的设计方法，改变传统的单一造型方式，对于轮胎新花纹的开发，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了实现上述所指出的轮胎模具的设计方法的新功能，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种轮胎模具的设计方法，实现了一模多胎，获得最优的轮胎花纹节距排列，降低了开发、测试新胎所投入成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种轮胎模具的设计方法，包括M种节距的节距单元，每种节距单元均设有若干个，选择N种节距单元排列组合形成轮胎模具(N≤M)，每个节距单元在圆周位置上可以任意互换，所有选用的节距单元合模时形成完整的轮胎花纹。

在本发明的所述轮胎模具的设计方法中，作为一种改进，若干个相邻的节距单元组合成扇形体，所述扇形体的外周设有用于固定所述扇形体的外壳，所选用的所述外壳和扇形体共同形成所述轮胎模具。

在本发明的所述轮胎模具的设计方法中，作为进一步的改进，每所述节距单元上均设有周向延伸的定位槽，组成所述扇形体的节距单元的定位槽内设有定位块，位于所述扇形体首端和尾端的节距单元均通过第一紧固件连接所述定位块。

在本发明的所述轮胎模具的设计方法中，作为进一步的改进，所述外壳包括环形阵列设置的主壳体，所述主壳体的两个端面均设有用于安装补偿壳体的螺孔，所述补偿壳体为扇形结构且轴线对称设置。

在本发明的所述轮胎模具的设计方法中，作为进一步的改进，所述补偿壳体包括第一补偿壳体和第二补偿壳体，所述第一补偿壳体所对的圆心角与第二补偿壳体所对的圆心角的角度不同。

在本发明的所述轮胎模具的设计方法中，作为另一种改进，所述第一补偿壳体和第二补偿壳体均设有备用的若干个。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

(1)由于设计了若干圆周位置可以任意互换的节距单元，不同节距的轮胎花纹对应不同的节距单元，可以选择不同种类的节距单元进行组合，也可以选好组合种类后，任意调换节距单元的位置改变轮胎花纹的节距，排列组合出多种不同节距的轮胎花纹，且组合方式灵活多变，因此，使用一套轮胎模具便可以硫化出多种轮胎花纹的样胎，从而大大降低了开发、测试新胎所投入的模具成本。

(2)由于节距单元具有可互换性特点，且置换后不影响轮胎模具的使用效果，这样可以大大降低相同花纹代号不同节距排列轮胎的制做成本，也方便了轮胎设计者的选择。

(3)由于外壳包括主壳体和补偿壳体，当改变节距后，可以通过增减补偿壳体来改变外壳的圆心角，以适应扇形体的变化，满足不同圆心角的扇形体的固定，进而不影响轮胎模具主壳体的使用性能，主壳体仍然能够装配普通模具，用于普通模具的硫化。

(4)本发明应用范围面广，全钢轮胎、半钢轮胎和斜交胎等均可制做本发明的节距单元互换方式组合试验，达到节距互换最佳组合，给轮胎花纹实际使用带来的最佳效果。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视放大示意图；

图3是本发明实施例中扇形体和外壳的连接关系示意图；

图4是本发明实施例中节距单元的结构示意图；

图5是本发明实施例中一种外壳组合的结构示意图；

其中，在图1、图2、图3、图4和图5中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中：1、扇形体，101、A节距单元，102、B节距单元，103、C节距单元，104、D节距单元，105、E节距单元，106、定位槽，107、径向排气通道，108、周向排气通道，2、外壳，201、主壳体，202、第一补偿壳体，203、第二补偿壳体，204、螺钉，205、定位键，3、定位块，4、第一紧固件，5、第二紧固件，6、压块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图1、图2和图3共同所示，本发明所提供了一种轮胎模具的设计方法，包括M种节距的节距单元，每种节距单元均设有若干个，选择N种节距单元排列组合形成轮胎模具(N≤M)，每个节距单元在圆周位置上可以任意互换，所有选用的节距单元合模时形成完整的轮胎花纹，可以通过选择不同节距的节距单元组合成轮胎模具，也可以在选定的几种节距单元中，通过改变节距单元的排列组合得到具有不同节距排列的轮胎花纹，从而实现多种花纹造型的轮胎模具。

不同节距的轮胎花纹对应不同的节距单元，例如，轮胎花纹一共有五种不同圆心角的节距单元，分别为A节距单元101、B节距单元102、C节距单元103、D节距单元104和E节距单元105，每种节距单元都有相同的若干个，造型时，可以选择使用其中的A节距单元101、B节距单元102、C节距单元103排列组合，也可以选择其中的B节距单元102、C节距单元103、D节距单元104和E节距单元105进行排列组合。如果选择A节距单元101、B节距单元102、C节距单元103、D节距单元104和E节距单元105排列组合时，那么扇形体1的组成可以是A节距单元101、B节距单元102、C节距单元103、D节距单元104和E节距单元105依次排列，也可以是A节距单元101、B节距单元102、C节距单元103、D节距单元104和E节距单元105按照另一次序依次排列，当然，还有一种扇形体1的组成可以是A节距单元101、A节距单元101、C节距单元103和E节距单元105的依次排列，或者是A节距单元101、C节距单元103、B节距单元102、D节距单元104、E节距单元105和B节距单元102的依次排列等等，可以排列出很多种节距的花纹组合，在此不一一举例。

实施过程中，节距单元的固定方式有若干种，本发明的发明人通过组合成模块再固定的方式实现，这种安装方式灵活且便于实施，具体如下：

若干个相邻的节距单元组合成扇形体1，扇形体1的外周设有用于固定扇形体1的外壳2，所选用的扇形体1和外壳2环形阵列后共同形成轮胎模具，在活络模具中，外壳2和扇形体1是对应设置的，也就是每块扇形体1均对应一块外壳2，节距单元组合成扇形体1时，分割面的形状并不唯一，可以根据轮胎花纹的花纹沟、花筋和钢片的分布情况划分，可能是直分割面，也可能是曲分割面，还可能是不规则分割面，在此不作限定。

每节距单元上均设有周向延伸的定位槽106，组成扇形体1的节距单元的定位槽106内设有定位块3，定位块3也是扇形结构，定位块3的截面形状采用T形或者楔形或者燕尾形，位于扇形体1首端和尾端的节距单元均通过第一紧固件4连接定位块3，该第一紧固件4通常选用紧固螺钉，首端和尾端的定义为：圆周方向上选定一个方向作为正方向，该正方向的起始端为首端，该正方向的指向端为尾端，位于扇形体1首端和尾端的节距单元的外侧端面上均安装有压块6，第一紧固件4穿过压块6且施力于压块6上。外壳2通过第二紧固件5与定位块3连接，该第二紧固件5通常选用拉紧螺钉，定位块3上设有螺纹孔，外壳2上设有沉头安装孔，拉紧螺钉将外壳2和扇形体1通过定位块3固定在一起。

本发明的节距单元可以适应无气孔轮胎模具，也可以适应有气孔轮胎模具。当在有气孔轮胎模具上使用时，如图4所示，每节距单元上均设有径向延伸的径向排气通道107，径向排气通道107可以是设置在节距单元上的排气孔，也可以是设置在节距单元端面上的排气槽，每节距单元靠近外壳2的表面上均设有周向延伸的周向排气通道108，周向排气通道108通常为槽形结构，周向排气通道108与径向排气通道107相连通，大大提高了排气性能。

本发明还有一个重要的改进点，就是当不同节距的节距单元改变排列次序后，组成的扇形体1的尺寸发生变化了，扇形角的大小不一，导致外壳2无法适应扇形体1的安装。如何使外壳2适应扇形体1的变化，发明人做了深入的研究和试验后，采用了一种通用性强、安装尺寸可调的方案，具体介绍如下：

如图5所示，外壳2包括环形阵列设置的主壳体201，主壳体201为扇形结构且轴线对称设置，主壳体201的两个端面均设有用于安装补偿壳体的螺孔，相对应的，补偿壳体的两个端面均设有沉头孔，补偿壳体为扇形结构且轴线对称设置，补偿壳体可以根据需要设置若干块，主壳体201与补偿壳体之间通过螺钉204连接，外壳2与扇形体1连接的受力主体为主壳体201，因此，第二紧固件5安装在主壳体201和定位块3上。为了保证外壳2的一体性，主壳体201和补偿壳体上均设有用于安装定位键205的键槽，至于定位键205的数量和位置，本领域技术人员可以根据专业知识自行设定，在此不再赘述。根据变化后扇形体1的尺寸需要，可以只使用主壳体201，也可以使用主壳体201加一块补偿壳体，补偿壳体可以加在主壳体201的左侧，也可以加在主壳体201的右侧，也可以多块补偿壳体加在同侧。

为了适应更多种扇形体1，补偿壳体包括第一补偿壳体202和第二补偿壳体203，第一补偿壳体202所对的圆心角与第二补偿壳体203所对的圆心角的角度不同，在主壳体201的左右两侧分别安装第一补偿壳体202或者第二补偿壳体203，可以得到更多种圆心角的外壳2。

通过以上构思，可以得到很多种外壳2的组合，例如主壳体201的圆心角为X°，第一补偿壳体202的圆心角为Y°，第二补偿壳体203的圆心角为Z°，第一补偿壳体202和第二补偿壳体203均设置备用的若干个，第一补偿壳体202和第二补偿壳体203与主壳体201之间可任意安装，即第一补偿壳体202和第二补偿壳体203可安装在主壳体201的任意一侧或同侧，且可安装多个第一补偿壳体202、多个第二补偿壳体203，数量可根据实际情况设置，因此，能够组合出N种不同圆心角的外壳2，以满足不同圆心角的扇形体1，详细请参考下表。

鉴于以上构思，根据实际情况还可设置多种补偿壳体，如第三补偿壳体、第四补偿壳体………，本案仅以两种补偿壳体为例(两种即可变换出N种组合，涵盖几乎所有的情况)。

本发明的主要构思是通过任意调换节距单元的位置改变轮胎花纹的节距排列，相应的，扇形体1的尺寸发生变化后，安装扇形体1的外壳2尺寸也相应得到调整，从而降低开发、测试新胎所投入的模具成本，能够适应于两半模具，尤其适应于活络模具，在此不作具体限定。

本发明实施时，硫化出轮胎设计者指定的一种花纹排列的轮胎后，改变节距单元的排列，再硫化出轮胎设计者指定的另一种花纹排列的轮胎，通常轮胎设计者会选择几种花纹排列的轮胎作为样胎，进行试验，最终确定设计方案，再投入批量生产，本发明大大降低了轮胎研发阶段的生产投入，缩短了研发周期。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (6)

1.轮胎模具的设计方法，其特征在于：包括M种节距的节距单元，每种节距单元均设有若干个，选择N种节距单元排列组合形成轮胎模具(N≤M)，每个节距单元在圆周位置上可以任意互换，所有选用的节距单元合模时形成完整的轮胎花纹。

2.如权利要求1所述的轮胎模具的设计方法，其特征在于：若干个相邻的节距单元组合成扇形体，所述扇形体的外周设有用于固定所述扇形体的外壳，所选用的所述外壳和扇形体共同形成所述轮胎模具。

3.如权利要求2所述的轮胎模具的设计方法，其特征在于：每所述节距单元上均设有周向延伸的定位槽，组成所述扇形体的节距单元的定位槽内设有定位块，位于所述扇形体首端和尾端的节距单元均通过第一紧固件连接所述定位块。

4.如权利要求2或3所述的轮胎模具的设计方法，其特征在于：所述外壳包括环形阵列设置的主壳体，所述主壳体的两个端面均设有用于安装补偿壳体的螺孔，所述补偿壳体为扇形结构且轴线对称设置。

5.如权利要求4所述的轮胎模具的设计方法，其特征在于：所述补偿壳体包括第一补偿壳体和第二补偿壳体，所述第一补偿壳体所对的圆心角与第二补偿壳体所对的圆心角的角度不同。

6.如权利要求5所述的轮胎模具的设计方法，其特征在于：所述第一补偿壳体和第二补偿壳体均设有备用的若干个。