CN1053611C - 一种成型轮胎的转鼓和方法 - Google Patents

Abstract

用于轮胎成型的转鼓(1)，由支持两块板(3)的心轴(2)组成，两块板(3)轴向安装并可在心轴(2)上滑动，许多的杆(4)铰接于板上并以杆套(5)包罩。膜(6)与每个杆套(5)相连。外罩(7)覆盖所有物件并形成表面，轮胎在这个表面上逐步制成。

Description

一种成型轮胎的转鼓和方法

本发明涉及用于轮胎制造的转鼓。从目前技术水平可知，这种转鼓有许多不同的类型，从最简单的到最复杂的。其中某些专门开发的只是应用于生胎制造的部分过程：所以有人论及第二阶段的第一级转鼓和第二级转鼓。其它的转鼓被设计用于在整个制造过程中加工生胎(一次成型所用的转鼓)。

本发明的目的特别在于带肩的转鼓，也就是所设计的转鼓，在其侧面边缘而不是在其辐向的上表面形成轮胎的胎边。

在这些转鼓中，我们特别了解由几部分彼此组装而成的撑架，生胎在撑架上组合，待轮胎成型以后，再将撑架从轮胎里面卸下。但是，这种撑架只能用于单一尺寸的轮胎，而且撑架的组装，特别是它们的拆卸是较复杂的，甚至在实际使用场合，这种拆卸要人工完成。

专利US 3778326给出一种更为自动化的转鼓。这种转鼓可以取胀开的位置和收缩的位置；处于胀开位置时，可确定一个制造轮胎胎壳用的撑架，处于收缩位置时，可在制造完毕之后卸下胎壳。尽管这一专利表明，这种转鼓可被调节，以适应不同宽度的胎壳，但这种调节的可能性是很有限的。转鼓的肩也仅对一定的轴向距离才能提供足够连续和坚实的支撑。事实上，一批杆的辐向上部的弯曲用一些横档的端头来校准，仅仅能就包罩杆的杆套的一个相对距离来进行。再有，这种转鼓只是对单一尺寸的轮胎制造，而被视为附属物本身。

专利FR 1492577描述的一种转鼓，它的设计特别涉及到实现坚实的支撑和肩部良好的连续性。但是，这种转鼓的鼓壁由于它们仅由一个气垫表面组成，不能为轮胎的成型提供足够精密的基准。

本发明的目的，是设计一种尽可能简单的转鼓，它的全部成型作业所需要的运动，均可免除人工操作的困难，或者很容易自动化实现。

本发明的另一个目的，是提出一种转鼓，在其上可生产出大量不同尺寸的轮胎，而只需要进行简单的调节，并从一种尺寸的轮胎改为另一种尺寸的轮胎，只需要改变极少量的辅助零件。

本发明的另一个目的，是提出一种转鼓，它可提供足够坚实和连续的撑架，在其上可以形成精度很高的轮胎胎边。更明确地说，发明的目的是提出一种转鼓，在转鼓上面可以制造高度相当大的胎边，其取向与硫化轮胎的最终取向一致，以避免胎边填料在构形时发生折叠和变形，这是在转鼓上制造轮胎所固有的现象。

根据本发明，轮胎成型用的、具有可装在芯座上的心轴的转鼓，由下列各部分组成：

-可在心轴上彼此沿轴向相对滑动的两板块。

-在每块板上，有一组件，其中每个杆的一端有铰接轴，另一端有一个杆头，所述杆以下述方式装在每块板上，即所述铰接轴全部包含在心轴轴线的周围同一平面内，并且与心轴轴线等距离。

-控制所述杆在收缩位置和成型位置之间围绕它们的铰接轴转动的装置，在每块板上，杆的所述成型位置，从一块板到另一块板是对称的。

-一个包罩每一组所有杆的杆套，该杆套以下述方式锚定在每块板上，即对每一组而言，杆套确定一个气密的封包，并且装置可使所述封包放气。

实现本发明的一个优越的模式，是以一个被加强的、可拆卸的膜，形成近似于圆筒并足够坚实的表面，以此作为基准面，在其上安排各种产品包括轮胎的制造。

在现在这种情况下，本发明还提出一种制造生胎的工艺流程，包括下述几个步骤：

-使转鼓处于下述初始状态：所有的杆处于收缩位置，两块板沿轴向密合在一起；

-将外罩放置在转鼓上，使其覆盖每块板上的所有的杆；

-建立杆的成型位置；

-使两板块沿轴向彼此分离，至预定的成型距离；

-将所需要的零件设置在所述外罩的适当的现场部位，构造所述生胎；

-使两块板沿轴向密合在一起；

-使所有的杆处于收缩位置，从转鼓上卸下生胎；

-从所述生胎内部取出可卸取的外罩，并回收以待下次制造时使用。

通过参阅下面的描述和附图说明，本发明将会被正确地了解，而且，根据本发明的转鼓的两种实现方法，它们的可预料的全部优点可以无限制地加以利用。

图1是辐向横截面图，表示转鼓的四种不同的形态；

图2是转鼓细节的图解说明；

图3至图8表示转鼓运动的六个顺序的阶段；

图9至图10表示转鼓的一种变更形式。

转鼓1由心轴2组成，心轴2被装在可使其处于可伸出位置的支座10上，支座10通过适当的气动控制和装在心轴2内部的通道(未示)，始终向心轴2传达必要的运动，并向心轴2供应必需的流体。转鼓1由两块板3所保持的两个近似对称的组件G和D组成。每块板3均可在心轴2上沿轴向自由滑动，并由于锁定键20的作用，它们不能相对于心轴2转动。

每块板3支持铰接于板上的一组杆4(一种设想是每块板3大约有40至100根杆)。每根杆4由位于其一端的铰接轴40和其另一端的杆头41组成。每根杆4还包括柄42，使杆在对着杆头41的那一端的铰接轴40以外延伸。所有的杆4都安装在每块板3上，安装的方式是使一个组内的杆以同样方法定位，每根杆描述其所在的辐向面上的活动情况。它们的铰接轴40与心轴2的距离相等，即它们是同一个圆上的切线。所有的柄42都插在每块板3上的两个凸缘30，31之间的间隙中。凸缘30直接固定在板3上，而凸缘31则装在与心轴2同轴的活塞32上。活塞32由管道320所输送的流体控制。

弹簧43安装在每个组件G和D的所有杆40的杆头41上(见图2)。弹簧43是连有螺旋管的螺旋环形弹簧。它包含大量的螺旋管，其数目分别是G或D组件中的杆4数目的适当的倍数。较好的是包含二和四倍于杆4的螺旋管。这样就可以使所有的杆头41在任何辐向位置所确定的圆周边缘具有良好的连续性。每个杆头41插入弹簧43的一个螺旋管之中，其配置是沿弹簧43的长度有规律地间隔，因此，螺旋管的数目有必要是杆4数目的倍数。我们还要注意到，弹簧43也有使杆4向图1右下象限所示位置复回的作用。

进一步，每一组件4被包罩在杆套5内(见图3)，杆套5有两个根部50，51，以便使杆套5分别组装在两个凸缘30，31上。气动管道321可使每个杆套5的内部处于真空状态。由于这一点，杆套5被压扁贴近杆4。因此，每一组提供一个相对坚实和连续的表面，在这个表面上，可以精确地构造轮胎的胎边。

在最初变型中，转鼓包含在每块板的杆之间建立气密性的装置，以及能在所述板之间轴向地输送压缩空气的气动管道，这是为了引起板在轴向彼此相对分离，其时气密元件则以气密方式覆盖两组件。为实现这种气密性，例如将膜6与两个杆套5的每一个相连，接近它们的中间，也就是在杆套5包围杆4的杆头41的地方。最后，心轴2中心部分的内部(未定)配置小孔，使内腔23能充气和放气，内腔23由组件G和D界定，并由杆套5和膜6提供气密性。

膜6和杆套5的实现，是使用例如各向同性的、非加强的橡胶，并且除了膜6在杆套5上的接合处外，是不透空气的。更好的是在直径和根部50，51的直径一样的圆筒上制造，这样，只有当它们由于充气压力增加而伸展时，直径才会增加。

转鼓包含基本上是圆筒形的外罩7，其边缘是两个辐向侧缘70，向内侧弯曲。外罩7是可卸下的。它被设计为环形，遮盖膜6。外罩7被建议使用带加强钢丝的橡胶材料，钢丝以零度或很接近零度的角度例如螺旋形状定位，用这种方式，可在预定的数值上制止钢丝在所述外罩在圆周方向膨胀。

外罩7用作所要制造的轮胎的成型基准。它是转鼓的附属器具。从后面的叙述我们将会了解：同一个外罩可适用于几种尺寸的轮胎的制造，至少在胎边之间的距离范围内，即在从一个胎边到另一边的胎壳曲线长度范围内。

正是外罩7，为轮胎的组合设置了基准面的直径。其理由是为了使外罩的设计，能在下面将要说到的转鼓的其它零件协同下，给转鼓施加一个最大的给定的展开结果。外罩7被做成一种形式，具有如图1的右上象限所示的外貌。它含有加强钢丝，钢丝的定位只在圆角部分为零度角，在胎缘70上或者是零度角或者是轴交角。外罩7被制造成例如有肩的圆筒形状，其直径设定为所要求的数值，并以定位为零度角的、不可拉伸的钢丝加强。在外罩7轴向张力作用下能在杆头41上经过的边缘70，一般应有足够的加强。

我们也要注意到，膜6和/或7应设计得使彼此之间能容易地相对滑动，至少在轴向上。例如，有关表面被处理为抗粘滞的，或者其中之一以双弹性纤维制品如“Milliken D022”覆盖。这类制品并不被认为是对膜6的加强。另外，更为适宜的是在膜6和外罩7之间有一些槽(未示)或其它等效措施，使空气能够泄放，以免在转鼓运作过程中在膜6和外罩7之间形成空气包。外罩7的外表面也可覆盖双弹性制品，以防止轮胎成型过程中未硫化的橡胶生成物粘附在所述外罩上。作为一种变型，外罩7可在杆组4之间提供气密性，可代替膜6。

最后，在转鼓的主要零件中，我们还可看到两个螺钉8，是用来调节两块板3彼此的相对距离的。这些螺钉8构成制动档头，限制板3的轴向活动。这些螺钉8可用人工调节，螺钉8最好装有加压螺钉，以防止它们转动。在一种变型中，这些螺钉8可以是电控的例如用一个螺帽和带反螺纹的螺栓系统。

我们还可看到防护套21，套在心轴2上，处于每一块板3的侧面和板的轴向外部。这些防护套可避免轴2阻塞，这种阻塞会妨碍板3在轴上良好地滑动。我们还看到支撑垫22，处于转鼓的左边、调节螺钉8和板3之间。其它结构细节随着下面关于转鼓动作的说明，将会比较清楚。

我们要注意，用以说明本发明的转鼓，在这个文件中，是特别从用来制造带偏斜胎壳的大轮胎的观点设计的。它也能用于不同基座直径的小尺度轮胎：这相当于将胎边在转鼓的壁上定位在不同的高度(在图8中可见，实线画的是胎边T，虚线画的是胎边T1)。

现在让我们来考察转鼓的调节。对于一个给定的轮胎，胎边之间的成型距离，可通过调节板3之间的最大距离来进行调节。为此，每个调节螺钉8被调至适当的位置，然后将这个位置锁定。控制板3之间的距离的制动档头因此得以调节。

关于转鼓的动作，我们将具体地参考图3至图8。这些图按成型的顺序，表示转鼓依次所取的形态。在开始，没有任何压力，或者如果需要，则使杆套5，由膜6所限定的腔23和每个活塞32放气泄压，通过弹簧43的弹性回复，杆4取收缩位置，此时它们平行于心轴2的轴线，而板3则彼此回靠在一起。

让我们回到转鼓的利用。开始，将外罩7放置在转鼓1上，侧缘70在两侧的两组件4上与转鼓搭接。在重力作用下，外罩悬挂地保持在转鼓上(图3)。利用适当的气动控制，起动活塞32使杆4升起(图4)。然后在杆套5内部产生真空状态(图5)，杆套5可使转鼓的壁上有一个精确的生成面。

如果需要，外罩7的一个侧缘70可被引至一边作为终止端(见图6)，这一步操作是任选的，目的无外乎为外罩7提供一个支撑，而外罩7是严格地与由组件G上的杆头41和弹簧43所确定的完整的周围等同的。

我们接着给由组件G和D以及膜6所限定的内腔23充气。这就引起板3(见图7)的分离，直至由调节螺钉8担当的止动装置为止(见图8)。应注意，膜6的辐向扩张是不可能的，因为它最终归附于外罩7。另一方面，外罩7以及膜6在轴向的展开最终是不受约束的：只要克服形成这些零件的橡胶模的弹性恢复就可以。这里我们应理解：侧缘70的横向加强的目的，是在由杆头41形成、被杆套5和膜6所包裹的每个区域周围，对侧缘提供良好的支撑。

由此，我们有了能生产轮胎的足够坚实的基准表面和足够精确的尺寸。作为一个说明，充气压力大约0.5帕就完全可以了。因此我们发现，就所述内腔23的体积来说，充气压力不会达到冒什么危险的水平。

成型以后，内腔23被放气，使板3退回到接近如图6所示的位置。然后，杆套5回到大气压力，活塞32被退回到它们原先的位置。转鼓回到图3所示的形状。

在这种转鼓中，每一组杆4的铰接轴40的相对轴向位置是不改变的，而所述杆4从成型位置向收缩位置的转动，使杆4的杆头41之间的距离增加。但是，机械部分是紧致的，能使两块板彼此紧靠在一起。生胎能被从转鼓上卸下，是因为杆头之间的轴向距离足够小，并且，转鼓的最大直径已经回缩到低于轮胎的胎边所估量的直径(底座直径)的尺度。如果需要，腔23内抽真空可使这一操作变得容易。

当轮胎从转鼓上卸下时，外罩7通常仍留在轮胎里面。为了下次成型时再次使用，可以用人工将外罩抽出。

用来说明本发明转鼓，只表示本发明的一个具体的应用。专家将会了解，对于其它的应用，转鼓可以有些不同的面貌，而不会偏离本发明的范围。因此，例如在所说明的转鼓中，杆相对于心轴的轴线形成大约45°的角度。但是，这样的安排是不受限制的。我们可以添加一点，在大多数可期望的大量应用中，在成型位置，杆相对于心轴的轴线形成的预定的角度将在45°和90°之间，每根杆4的头部相对于所述心轴的定位距离，大于铰接轴与所述心轴之间的距离。

一般地，我们能注意到：为了控制杆4，需要如前所述的柄42，所述柄42相对于所述杆4的取向方法是：当所述柄42被定位垂直于所述心轴时，所述杆4形成所述预定的角度。在本发明中，控制杆4转动的手段，对每块板3而言，基本上包括两个环形凸缘，第一个凸缘30固定在所述板上，第二个凸缘31可对于第一个作轴向活动，凸缘紧密地保持所述柄42，每一个杆套5被装设在所述凸缘30，31上。

转鼓的另一种变型以图9和图10表示。这种转鼓和前面所述构造有几点区别。在轮胎的制造周期中，板之一的3D在轴向是固定的，只有板3G可以沿轴向滑动。当然，为使转鼓适应所要制造的轮胎的不同宽度，一方面要求板3D在轴向可移动，另一方面要求限定板3G滑动的止动器轴向也可移动。杆4的转动，是通过铰接轴40作平行于转鼓轴的移动实现的，而相应的柄42的端部则在轴向保持固定。最后，转鼓不包含膜6。所有这些不同之处将在下面说明，当然，这些不同之处可以一同利用，也可以单独利用。

在图9中，我们可以看到两个螺钉8B装在含有反螺纹区的心轴80之中。锁定键20B固定在这些螺钉8B上。右面的锁定键20B，不仅使板3D不能转动(如前面的型式中锁定键20的作用那样)，而且使它在轴向不动。左面的锁定键20B插入板3G的孔中，使所述板3D不能转动，但可以让它在一定程度上自由滑动。通过在心轴80上的动作，螺钉8B的相对距离可以调节，因而板3G和板3D之间的距离的最大值也可以调节。

每一个柄42的末端装有一个滚柱44。每一块板3G和3D上装有容纳每一个滚柱44的拨叉45，杆4的铰接轴40分别装在活塞32G或32D上。因此，相对于拨叉45，在轴向(即平行于转鼓轴)移动铰接轴40，就可以使杆4转动。滚柱44的存在使这种移动更为容易。空气管道321可使每个杆套5排气，以促使杆套贴近杆4，其理由如前面所述。最后，空气管道320G和320d用于分别控制活塞32G和32D，以带动每块板3G和3D。

一个皱纹管61在转鼓的心轴的每一端包住心轴，直接从板3G和3D延伸。在左面，当皱纹管61排气减压时，它充当作动筒，对板3G施加一个吸引力，使板3G和3D之间相对分离，从而使每一组杆4之间分离。这种安排可以省去膜6，从下面关于操作的说明可以理解这一点。

对根据第二变型所设计的转鼓操作的说明，只是就所提出的操作的变更而论的。在杆组4缺乏气密的情况下，板间最初的分离(第一变型示意图7所表示的阶段)在这里是由作动筒62的吸引力为所引起的，只要未提供别的气密手段例如外罩7，至少是如此。当板3G和3D分离的距离足够大，以致外罩7的侧缘70能很好地被杆的头部41所支撑，那么，转鼓就会出现一个气密的空腔23。使内腔23处于压力之下，可保证板继续分离和/或留在分离位置，如对第一变型所作的说明那样。

为从转鼓上卸下生胎，可分两个顺序的阶段而不是同时地对杆4进行操纵，使它们向水平方向转动。我们从起动活塞32G开始，用这种方法首先卸下左面的胎边。其次，起动活塞32D，这样就可在右面卸下生胎。这种安排，在给定的转鼓尺寸下，卸下较宽大的生胎。

根据本发明设想的转鼓，可提供精密的，同时又很坚实的成型基准。特别是可容易地调节卷起的膜和/或胎边的定位，或在任何一边的板上容纳胎边填料装置，这是因为轴的外部至杆4的空间没有任何机械零件。所提出的设计很容易被应用于不同的情况。通过对所述杆的所述预定的角度和长度的适当安排的选择，转鼓就能适应我们所要生产的轮胎的类型。这种转鼓也可在最初状态用作半毂鼓，以制造带辐向胎壳的生胎。在这种情况下，我们可注意到作为一个例子，所述预定的角度一般将达到大约90°。专家根据本发明要设计这种转鼓，依照关于这种转鼓所明确提出的申请，他将容易地设计出其它变型和各种改进。

Claims (13)

1、用于轮胎成型的转鼓(1)，具有安装在型芯支座(10)上的心轴(2)，转鼓(1)由下述各部分组成：

-两块板(3)，轴向安装在心轴(2)上并可在心轴(2)上彼此相对滑动；

-在每块板(3)上，有一组杆(4)，其一端有铰接轴(40)，另一端有杆头(41)，所述杆(4)以下述方式安装在每块板(3)上，即所述铰接轴(40)全部包含在心轴(2)轴线周围同一平面内，并与心轴轴线等距离；

-控制所述杆(4)在收缩位置和成型位置之间围绕它们的铰接轴(40)转动的装置，在每块板(3)上的杆(4)的所述成型位置，从一块板到另一块板是对称的；

-杆套(5)，包罩每一组所有的杆(4)，杆套(5)以下述方式锚定在每块板(3)上，即对每一组而言，杆套(5)确定一个气密的封包(52)和可使所述封包(52)放气的装置。

2、根据权利要求1的转鼓，其中，杆(4)处于收缩位置时，与心轴(2)的轴线近于平行。

3、根据权利要求1或2的转鼓，其中，杆(4)处于成型位置时，相对于心轴(2)的轴线形成预定的角度在45°和90°之间，每根杆(4)的杆头(41)，相对于所述心轴(2)的定位距离，大于铰接轴(40)和所述心轴(2)之间的距离。

4、根据权利要求3的转鼓，其中，每一组杆(4)的铰接轴(40)的相对轴线位置不变，而所述杆(4)从成型位置向收缩位置转动时，杆(4)的杆头(41)之间的距离增加。

5.根据权利要求1的转鼓，其中，包含为在每块板(3)的杆(4)组之间建立气密性而形成气密腔(23)的装置，以及能在所述板(3)之间轴向地输送压缩空气的气动管道，这是为了引起板(3)彼此在轴向相对分离，其时气密元件则以气密方式覆盖两组杆(4)。

6.根据权利要求5的转鼓，其中，所述形成气密腔23的气密装置，由膜(6)组成，膜(6)的两侧和每个杆套(5)相连，连接之处大约是在杆套包罩所述杆(4)的杆头(41)的地方。

7.根据权利要求6的转鼓，其中，膜(6)由各向同性的橡胶材料制成，不加强，转鼓还包括可卸下的外罩(7)，形成一个可覆盖所述膜(6)的连续的环形物，所述外罩包含向里面弯曲的侧缘(70)，至少要少量地覆盖到杆(4)的杆头(41)，所述外罩(7)由钢丝加强的橡胶材料构成，钢丝以零度角定位，这样，这些钢丝可以在预定的数值上制止外罩在圆周方向膨胀。

8.根据权利要求1至7之一的转鼓，包含使所述板(3)弹性排斥的装置。

9.根据权利要求1至8之一的转鼓，包含装在所有的杆(4)的杆头(41)上的弹簧(43)，使由杆(4)的杆头(41)所确定的圆周边缘区具有坚实的连续性。

10.根据权利要求1至9之一的转鼓，其中，每根杆(4)在对着铰接轴那一侧延伸为一个柄(42)，柄(42)装接在所述杆(4)上，所述柄(42)相对所述杆(4)的取向这样来确定：即当所述柄(42)处于与所述心轴(2)的轴线垂直的位置时，所述杆(4)形成所述预定的角度，每块板(3)上的控制装置，基本上包括两个环形凸缘(30，31)，第一个固定在板(3)上，第二个相对于第一个轴向活动，凸缘紧紧地保持所述柄(42)，每个杆套(5)被安装在所述凸缘(30，31)上。

11、根据权利要求1至9之一的转鼓，其中，每根杆(4)在对着铰接轴那一侧延伸为一个柄(42)，柄(42)装接在所述杆(4)上，所述柄(42)相对所述杆(4)的取向这样来确定：即当所述柄(42)处于与所述心轴(2)的轴线垂直的位置时，所述杆(4)形成所述预定的角度，每个柄(42)的一端装有一个滚柱(44)，其中，每块板(3)上的控制装置，基本上包括一组容纳每个滚柱(44)的拨叉(45)，通过在平行于所述拨叉(45)的轴线方向的移动，来控制杆(4)的转动。

12、利用如权利要求7所述那样的转鼓，制造生胎的方法，包括下列几个步骤：

-使转鼓处于下述初始状态：所有的杆处于收缩位置，两块板沿轴向密合在一起；

-将外罩放置在转鼓上，使其覆盖每块板上所有的杆；

-建立杆的成型位置；

-使两块板沿轴向分离至预定的成型距离；

-将所需要的零件设置在所述外罩的适当的现场部位，构造所述生胎；

-使两块板沿轴向密合在一起；

-使所有的杆处于收缩位置，从转鼓上卸下生胎；

-从所述生胎内部取出可卸取的外罩，并回收以待下次制造时使用。

13、根据权利要求12所述方法，其中，杆的收缩位置的建立，是首先使一组杆为收缩位置，从相应侧卸下生胎，然后再建立另一组杆的收缩位置，完成卸下生胎的步骤。

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