CN105711121B - 无套筒轮胎成型鼓 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无套筒轮胎成型鼓。公开了一种轮胎成型鼓以及使轮胎胎体成型的方法。所述轮胎成型鼓具有包括可径向和轴向移动的多个区段的中心部分。轮胎成型鼓中心部分上面的套筒已被省去，而反之在轮胎成型鼓中心部分的外端或胎肩上定位有两个密封件。成型鼓还包括可轴向移动的胎肩部分。所述胎肩部分包括可径向展开的胎圈锁定件。所述方法采用以下步骤：应用一个或更多个胎体层，锁定胎圈锁定件，以及在轴向向内地移动胎圈锁定件的同时径向向外地移动中心部分。

Description

无套筒轮胎成型鼓
技术领域
本发明涉及轮胎成型鼓，更确切地涉及不带中心套筒的轮胎成型鼓。
背景技术
轮胎制造通常涉及轮胎成型鼓，其中很多轮胎部件按顺序应用至该鼓，形成圆柱状的轮胎胎体。轮胎成型工艺的这个阶段通常称作轮胎成型工艺的“第一阶段”。然后通常将轮胎胎体从轮胎成型鼓移除，且送至第二阶段、可展开的轮胎成形鼓，在此处胎体展开成环形形状以接收其余的轮胎部件，例如带束层套件和橡胶胎面。然后，完成的环形形状的未硫化的轮胎胎体或生胎从第二阶段轮胎成形鼓被移除，且随后被模制、硫化成轮胎成品。
因此，现有技术工艺需要两个轮胎成型鼓，并需要将胎体从一个鼓转移至另一个。而且，在将轮胎胎圈精确定位以及锚固在未硫化的轮胎胎体的过程中，尤其在将轮胎胎圈从第一阶段鼓运输到第二阶段鼓期间，经常会出现问题。胎圈定位中的改变会造成轮胎中帘布层扭曲。
近来，轮胎制造商们已经开始转向使用单个的轮胎成型鼓来实现第一和第二阶段轮胎成型两者。这就要求轮胎成型鼓能够轴向展开和缩回以及径向展开/缩回。此外，重要的是，在整个轮胎成型过程中，包括轮胎成形过程中，保持正的胎圈锁定，以保持帘布层帘线长度，由此产生良好的轮胎均匀性。
轮胎制造商们通常使用柔性的、圆柱状的、橡胶化的中心套筒作为轮胎成型鼓上最外面的元件。中心套筒用作轮胎最里面的部件（内衬）的应用表面和固定点。中心套筒围绕可径向展开区段的“胎肩”的部分也用作气动密封件抵靠生胎的胎圈区域，使能在完整阶段轮胎成型过程中进行生胎的充气（成形）。中心套筒通常还包括一系列的孔，用来提供真空以将内衬固定到鼓，并提供空气以使生胎成形。
因为中心套筒通常具有特定的宽度，所以需要去除中心套筒。去除中心套筒允许更大地增加制造灵活性，因为很多不同的轮胎型号能够排布在同一个鼓上而无需改变零件。这样引起机器正常工作时间增加，并且大量减少鼓库存要求。在无套筒的改进中，需要一组特殊的鼓区段，以使第一轮胎部件的前缘够由鼓拾起。然而，由于去除了中心套筒，难以使用真空有效地拾起和固定轮胎部件的前缘，这是因为围绕真空孔的弹性的缺乏。因此，需要改进的轮胎成型鼓，其不再需要中心套筒，且具有足够的真空以将第一轮胎部件粘附到鼓而不需要在轮胎部件上形成凹痕。
发明内容
根据本发明，其存在以下技术方案：
1. 一种轮胎成型鼓，其包括：可旋转鼓，其具有中心部分以及第一胎肩部分和第二胎肩部分，所述中心部分能够径向展开，其中所述中心部分具有第一胎肩、第二胎肩以及在所述第一胎肩和第二胎肩之间延伸的中心部段；其中所述中心部分还包括第一半部和第二半部，其中所述第一半部和所述第二半部能够相对于彼此径向移动；其中所述中心部分还包括刚性拼接杆组件，组件具有可旋转的拼接板。
2. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板围绕横向于轴向方向的方向旋转。
3. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板围绕径向轴线旋转。
4. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板围绕一端枢转。
5. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部段不具有中心套筒。
6. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部分还包括多个第一半部区段和多个第二半部区段，其中所述多个第一半部区段能够相对于所述多个第二半部区段轴向滑动。
7. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部分还包括分别定位在所述第一胎肩和所述第二胎肩上的第一胎肩密封件和第二胎肩密封件。
8. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述刚性拼接杆组件能够轴向地套缩。
9. 根据技术方案8所述的轮胎成型鼓，其中，弹簧偏压所述刚性拼接杆组件进入轴向开启位置。
10. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，压缩弹簧偏压可旋转的所述拼接板进入关闭位置。
11. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板的径向宽度大于区段指状部的径向宽度。
12. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板的径向宽度大于至少两个区段指状部的径向宽度。
13. 根据技术方案1所述的轮胎成型鼓，其中，所述刚性拼接杆组件还包括与真空源流体连通的多个孔。
14. 根据技术方案13所述的轮胎成型鼓，其中，弹性吸杯定位在各个孔中，其中所述弹性吸杯具有用于连通真空流体的孔。
15. 根据技术方案14所述的轮胎成型鼓，其中，所述弹性吸杯从所述孔突出。
定义
为便于理解本公开，定义以下术语。
“三角胶芯”表示位于胎圈径向上方且在帘布层与反包帘布层之间的弹性体填料。
“轴向的”和“轴向地”是指平行于或者对准于轮胎成型鼓的纵向旋转轴线的线或方向。
“胎圈”表示轮胎的包括通常被称作“胎圈芯”的环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成形为带有或不带其它增强元件如胎圈芯包布、胎跟加强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布以便适配于轮辋设计。
“带束层结构”或者“加强带束层”表示由平行帘线构成的至少两个环形层或帘布层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚定于胎圈上，并且相对于轮胎的赤道面具有在17°至27°的范围内的左帘线角和右帘线角两者。
“胎体”表示由轮胎帘布层材料和其它轮胎部件的未硫化的层压件，其剪切至合适的长度用于拼接或已经拼接成圆柱或环形的形状。在对胎体进行硫化以形成模制轮胎之前，可以将额外的部件添加到胎体。
“外胎”表示除胎面之外的轮胎胎体及相关的轮胎部件。
“胎圈包布”表示置于胎圈外侧周围的狭窄的带形材料，用于保护帘线层不受轮辋的影响、分散轮辋上方的挠曲以及密封轮胎。
“周向”表示沿着与轴向方向垂直的环形胎面的表面的周长延伸的线或方向。
“帘线”表示组成轮胎帘布层的加强线束之一。
“赤道面（EP）”表示垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心的平面。
“内衬”表示形成无内胎轮胎的内表面的弹性体或其它材料的一层或多层，其含有轮胎内的充气流体。
“插件”表示通常位于轮胎的侧壁区域中用作硬化构件的弹性体构件。
“帘布层”表示由涂覆有橡胶的平行帘线构成的连续层。
“径向的”和“径向地”表示在径向方向上朝向或背离轮胎成型鼓的旋转轴线的方向。
“子午线轮胎”表示带束或周向地限制的充气轮胎，其中，至少一个帘布层具有以相对于轮胎赤道面在65度与90度之间的帘线角从胎圈延伸至胎圈的帘线。
“胎肩”表示侧壁的在胎面边缘正下方的上部段。
“侧壁”表示轮胎在胎面与胎圈之间的部段。
“胎面”表示当结合至轮胎胎体时包括轮胎的一部分的橡胶部件，该部分在轮胎正常充气并在标准负载下时与路接触。
“胎面宽度”表示胎面表面在轴向方向上的弧长度，也就是在平行于轮胎旋转轴线的平面内的弧长度。
附图说明
以下通过示例并参照附图描述本发明，其中：
图1是本发明的轮胎成型鼓的前截面图，其示出具有安装在鼓的胎冠部段上的两个胎肩套筒。
图2是图1中的轮胎成型鼓的特写截面图，其示出鼓处于径向展开位置。
图3是处于展开的高胎冠（high crown）条件下的轮胎成型鼓的特写截面图，其示出具有现有技术中的中心套筒。
图4是处于展开的高胎冠条件下的轮胎成型鼓的特写截面图，其示出具有本发明的胎肩套筒。
图5是处于轴向缩回位置的轮胎成型鼓的中心部分的前视图。
图6是处于轴向展开位置的轮胎成型鼓的中心部分的前视图。
图7是示出处于轴向缩回位置的轮胎成型鼓的中心部分的透视图。
图8是示出处于轴向缩回位置和径向展开位置的轮胎成型鼓的中心部分的透视图。
图9是在已移除了胎肩密封件时处于轴向展开位置的轮胎成型鼓的中心部分的透视图。
图10是轮胎成型鼓的中心部分的半部的截面图。
图11是单个中心部分区段的顶视图。
图12是图11的单个中心部分区段的底视图。
图13是图11的单个中心部分区段的侧视图。
图14是拼接杆区段的透视图。
图15是具有拼接杆组件的第二个实施例的中心部分。
图16是本发明的拼接杆组件的透视图。
图17是本发明的拼接杆组件的截面图。
图18是图17的拼接杆组件的端视图。
图19示出了处于轴向缩回位置的拼接杆组件。
图20a示出了拼接杆组件的右边框架，以及图20b示出了拼接杆组件的左边框架。
具体实施方式
参照图1至图2，示出了本发明的示例性轮胎成型鼓5。如图1中更具体所示的，轮胎成型鼓5具有由中心部分20连接在一起的左手侧7和右手侧9。中心部分进一步分为右手侧22b和左手侧22a，如下文更详细描述的，其均可轴向地和径向地移动。邻近中心部分20的是第一和第二胎圈锁定机构25a、25b,如图2所示，其也可径向移动。邻近胎圈锁定机构的是第一和第二胎肩部分29。胎圈锁定机构和胎肩部分两者均可轴向移动。因此，鼓的左手侧和右手侧两者均可轴向移动。以下将对这些部件进行更详细的描述。
中心部分
如图2-10所示,轮胎成型鼓的中心部分20还包括定位在鼓的外圆周的多个中心区段22a、22b。每个中心区段可以进一步分为左手侧22a和右手侧22b，如图4-12所示（尽管不是必需的）。如图11所示，左手侧中心区段22a具有一个或更多个指状突出部24a，带有凹部26a。右手侧是镜面相对的。如图10所示，左手侧中心区段22a具有三个指状突出部24a,其以互相交叉或互锁的方式可滑动地接纳在三个细长槽26b中。同样地，右手侧中心区段22b也具有三个指状突出部24b,其可滑动地接纳在三个相对的细长槽26a中。由此，中心区段22a、22b相互配合，以随着指状部在凹部内的滑动来轴向地展开或缩回。
如图8所示，中心部分20也可以径向展开。中心部分20能够径向展开大约20到大约50毫米的范围。随着每个中心区段22a、22b径向地展开，中心区段之间的间隙增大。每个中心区段半部22a、22b内设置有径向取向的活塞室28。每个室28中接纳肘形连杆30，该肘形连杆30连接到公共致动器（未示出），例如活塞33。控制系统（未示出）致动活塞33，使得连杆30从缩回位置（未示出）滑动到致动位置，如图3所示。当连杆30被致动时，连杆径向向外推动中心区段至高胎冠位置中，如图3所示。
胎肩密封件
图3示出了典型的轮胎成型鼓，其具有的中心部分由圆柱状的中心套筒A完全覆盖。中心套筒A通常包括厚橡胶。本发明的轮胎成型鼓不具有中心套筒，也不具有套筒或从中心部分的一端延伸至另一端的任何类型的橡胶部件，也不具有位于鼓的中心部分的中心处的套筒。本发明的轮胎成型鼓省去了中心套筒，而包括第一和第二胎肩密封件60a、60b。胎肩密封件的目的是保持生胎胎圈和轮胎成型鼓之间的气动密封，使生胎在完整阶段的轮胎成型过程中能充气以及成形。第一和第二胎肩密封件60a、60b位于形成中心部分的区段22a、22b的轴向外端。优选地，每个中心密封件整体上具有环形形状且具有第一端62a、62b，其紧固在密封夹具70中，该密封夹具70定位成邻近中心部分区段。优选地，密封件的第一端62a、62b具有外胎圈突出部63用于与密封夹具的内突起的相匹配的接纳。每个胎肩密封件还包括第二端64a、64b，其是自由端或无约束端。因此，胎肩密封件不受到会显著减少中心套筒的寿命的轴向张力。自由端64a、64b靠在中心区段22a、22b的外表面23a、23b上（图11），并且当鼓径向展开时将相对于中心区段滑动。外表面23a、23b的外直径小于中心部分的中心的外直径，形成径向台阶，使得当安装胎肩密封件时，该胎肩密封件与鼓的中心部分形成齐平的表面。
每个胎肩密封件可以在模具（未示出）中铸造成期望的形状，或者如图4所示。优选地，每个密封件铸造或者形成为如图所示的“L”形。密封件可以由橡胶、聚氨酯或其它柔性材料制成。
中心区段已经重新设计，使得将内衬直接贴合在区段的径向外表面上，而不是中心套筒上。区段的至少一个指状部（见图5-7）配备有一个或更多个真空孔99，以使得通过使用真空能够将内衬的前缘固定至鼓。优选地，左区段和右区段的每一个的指状部都配备有真空孔。图14示出了具有拼接杆板101的特定区段103。特定区段示出了具有多个真空孔的指状部105。
图15-18示出了具有真空的拼接杆区段300的第二个实施例。在此实施例中，区段103由轮胎成型鼓5上的拼接杆区段300替代，如图15所示。不同于区段103，拼接杆300具有中心部分20的全部轴向宽度。因此，拼接杆从中心部分20的一个轴向端321延伸到相对的轴向端323。如图19所示，由于中心部分轴向缩回，拼接杆300也轴向缩回。
拼接杆组件
拼接杆300具有框架302，该框架302具有可相对于彼此滑动的左侧304和右侧306，使得拼接杆300可轴向地展开或缩回。如图20a所示，右侧或第一侧框架306包括刚性拼接板310和真空杆320，其具有多个真空孔322。真空杆320与刚性拼接板径向间隔开，形成径向间隙，使得连接到左侧或第二侧框架304的第二真空杆330可接纳于其中。图20b示出了第二侧框架304，其还包括接纳于刚性拼接板310下面的支撑板318。弹性吸杯324容纳在每个真空孔中。该弹性吸杯324优选地由弹性体、橡胶、硅树脂或其它弹性材料制成。此外，优选地，真空吸杯从真空杆320、330的真空孔322中突出。由于弹性和较大的表面积，真空吸杯提供较大的表面积以及在内衬备料与吸杯之间的更好的密封。优选地，每个真空杆320、330有6-14个真空杯。
刚性拼接板310提供具有足够径向深度D的表面以支撑其上面的轮胎部件的前缘，以及提供刚性的表面支撑以允许轮胎元件来被拼接。刚性拼接板310具有第一端，该第一端在点316处可枢转地安装到拼接杆300的右侧306。如图19所示，刚性拼接板310具有自由端314，当拼接杆300轴向缩回时，该自由端可在左侧304的外表面318上滑动。
图17示出了拼接杆300的剖面图。拼接板310可绕枢转点316在箭头317所示的方向上旋转。如图所示，压缩弹簧319将弹簧偏压在闭合位置中。在发生干扰的情况下，拼接板310将绕枢转点316旋转，使得拼接板移出该路径。拼接杆300还包括在套筒323内滑动的第二压缩弹簧321。如图所示，第二压缩弹簧取向成轴向方向，并且将拼接杆300偏压在轴向开启位置。
胎圈锁定机构
邻近中心部分20的是第一和第二环形胎圈锁定机构25。胎圈锁定机构可径向展开进入胎圈夹紧位置，以便于在轮胎成型过程中固定胎圈。图2示出了处于缩回位置的胎圈锁定机构25。
胎肩部分和胎肩夹紧锁定
轮胎成型鼓5的右手侧和左手侧胎肩部分29被定义为位于从中心部分的中心线的径向向外的鼓部件，包括密封夹具和胎圈锁定机构。轮胎成型鼓的左手侧和右手侧胎肩部分可在轴承套筒上滑动。胎肩部分29由安装在螺母130上的驱动销125致动，该螺母130随着驱动螺栓121移动。当中心螺栓旋转时，螺母130轴向向内/向外移动，使得驱动销125和每个胎肩部分以相对应的方式轴向向内/向外移动。此外，驱动销也和分开的中心区段机械配合，使得分开的中心区段22a、22b轴向地展开或缩回。
如图2所示，当轮胎成型鼓5的中心部分20移动进入高胎冠位置时，胎圈锁定机构25和密封件夹紧机构70被进一步轴向向内致动，使得将密封夹具接纳在凹部74内。优选地，胎圈锁定机构和密封夹具的轴向致动与中心区段进入高胎冠位置的运动同时发生。
驱动轴
提供中心驱动轴120用于轮胎成型鼓5围绕其纵向轴线的旋转运动。中心轴120连接到驱动装置（未示出）。中心驱动轴120内设置有中心螺栓121。该中心螺栓121在每端处由轴承123支撑。中心螺栓121的一侧上的螺纹是左旋的，以及相对侧上的螺纹是右旋的。左旋侧是连接到带螺纹螺栓121的一端的内侧螺母125，以及类似地，相对的右旋侧是连接到中心螺栓121的外侧滚珠螺母125。
反包囊
上部囊150从胎圈锁定机构25轴向向外延伸到轮胎成型鼓的各端。该上部囊150延伸超过下部囊152，该下部囊152安装在鼓的胎肩区域中并且轴向向外延伸到轮胎成型鼓的各端。上部囊和下部囊用作反包囊，其用来充气并由此使得帘布层的反包端包绕三角胶芯和胎圈芯。
虽然出于阐明本发明的目的已经示出了一些代表性的实施例和细节，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不违背本发明的精神或范围的情况下，可以在其中做出各种改变和改进。

Claims (14)

1.一种轮胎成型鼓，其包括：可旋转鼓，其具有中心部分以及第一胎肩部分和第二胎肩部分，所述中心部分能够径向展开，其中所述中心部分具有第一胎肩、第二胎肩以及在所述第一胎肩和第二胎肩之间延伸的中心部段；其中所述中心部分还包括第一半部和第二半部，其中所述第一半部和所述第二半部能够相对于彼此径向移动；其中所述中心部分还包括刚性拼接杆组件，组件具有可旋转的拼接板。
2.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板围绕横向于轴向方向的方向旋转。
3.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板围绕一端枢转。
4.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部段不具有中心套筒。
5.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部分还包括多个第一半部区段和多个第二半部区段，其中所述多个第一半部区段能够相对于所述多个第二半部区段轴向滑动。
6.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述中心部分还包括分别定位在所述第一胎肩和所述第二胎肩上的第一胎肩密封件和第二胎肩密封件。
7.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述刚性拼接杆组件能够轴向地套缩。
8.根据权利要求7所述的轮胎成型鼓，其中，弹簧将所述刚性拼接杆组件偏压进入轴向开启位置。
9.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，压缩弹簧偏压可旋转的所述拼接板进入关闭位置。
10.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板的径向宽度大于区段指状部的径向宽度。
11.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述拼接板的径向宽度大于至少两个区段指状部的径向宽度。
12.根据权利要求1所述的轮胎成型鼓，其中，所述刚性拼接杆组件还包括与真空源流体连通的多个孔。
13.根据权利要求12所述的轮胎成型鼓，其中，弹性吸杯定位在各个孔中，其中所述弹性吸杯具有用于连通真空流体的孔。
14.根据权利要求13所述的轮胎成型鼓，其中，所述弹性吸杯从所述孔突出。
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