CN105813830B - 用于轮胎的节段式模具以及相关的模制方法 - Google Patents

用于轮胎的节段式模具以及相关的模制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轮胎模具，所述模具包括第一壳体和第二壳体(16、18)以及多个扇区(20)，所述第一壳体和第二壳体(16、18)用于模制轮胎的胎侧，所述扇区(20)沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面。所述扇区(20)能够在所述模具的打开位置与闭合位置之间沿径向移动。所述模具还可以包括插入每个扇区(20)与每个壳体(16、18)之间的至少一个间隔装置(30)以便保持所述扇区和壳体在模具的闭合位置沿径向隔开，从而使得壳体和扇区仅经由间隔装置(30)而沿径向互相接触。所述间隔装置能够在所述闭合位置限制壳体与扇区之间的热量传递。

Description

用于轮胎的节段式模具以及相关的模制方法
技术领域
本发明涉及用于固化或硫化车辆轮胎的模具的领域，更特别地涉及分扇区类型的模具。
背景技术
该类型的模具主要包括两个壳体、多个扇区以及至少一个夹紧环，每个所述壳体模制轮胎的一个侧向胎侧；所述多个扇区模制所述轮胎的胎面并能够在模具的打开位置与闭合位置之间沿径向移动；所述至少一个夹紧环用于使扇区径向移动。
壳体和扇区限定内部空间，该内部空间旨在与未硫化生胎相接触。对于这样类型的分扇区模具的更多的细节，可以参考例如文献DE 1808 811、US 3 797 979、EP-A2-0 701894以及EP-B1-2 040 911。
轮胎的制造且更特别地硫化阶段需要将压力施加于生胎以将其挤压到模具的内部面并需要将热量供应于模具。还已知的做法是利用电感应和/或利用磁感应来加热模具。还已知利用传热流体(例如加压水蒸气)来加热模具。
为了使轮胎的固化优化，一个解决方案在于将模具的两个壳体加热至并将它们保持于与扇区所加热的温度不同的温度。
然而，在模具的闭合位置，每个壳体通常设置为沿径向方向直接地抵靠扇区。这样接触的示例通过模具内部的传导而促进扇区与壳体之间的热量传递。这可能与轮胎固化的优化是矛盾的。
还从专利EP-B1-0 522 374已知分扇区的模具，其也包括两个侧环，所述两个侧环紧固至扇区并在闭合位置沿径向抵靠壳体。这样的环旨在避免在制造的轮胎上出现模制毛边，且如扇区和壳体一样由钢制成，从而在模具闭合的时候只有刚制部件相接触。
该解决方案还促进了扇区与壳体之间通过传导进行的热量传递并且还促进模具中的温度的均匀分配。
发明内容
本发明旨在克服这些缺陷。
更特别地，本发明旨在提供一种分扇区模具，该模具使得能够在轮胎的固化阶段过程中将壳体与扇区稳定地保持在不同的温度水平。
在一个实施方案中，该模具旨在用于包括胎面和两个侧向胎侧的类型的轮胎。该模具包括第一壳体和第二壳体以及多个扇区，所述第一壳体和第二壳体旨在模制轮胎的侧向胎侧，所述扇区沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面。所述扇区能够在所述模具的打开位置与闭合位置之间沿径向移动。所述模具还可以包括插置于每个扇区与每个壳体之间的至少一个间隔装置从而保持所述扇区和壳体在模具的闭合位置沿径向隔开，从而使得壳体和扇区仅利用间隔装置而沿径向接触。所述间隔装置能够在所述模具的闭合位置限制壳体与扇区之间的热量传递。
至少一个这样的间隔装置的安装使得可以在轮胎的固化的过程中限制模具的这些部件之间通过传导的热量传递，所述间隔装置插置于每个扇区与每个壳体之间。由此可以将壳体和扇区保持在不同的温度下以便在模具内保持不均匀的温度分布。这使得能够将轮胎的固化优化。间隔装置与壳体和扇区是分开的。
在一个实施方案中，每个间隔装置至少部分由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率比所述扇区的和壳体的材料的热传导率更低。
有利地，每个间隔装置包括间隔部件，该间隔部件以一部分环的形式制成，间隔装置设置为使得间隔部件在扇区与每个壳体之间形成至少一个环。
在一个实施方案中，所述间隔部件在内部界定至少一个腔体。有利地，所述腔体由间隔部件的内壁和外壁沿径向界定，所述壁安装为与相关的壳体接触并与相关的扇区接触。
在间隔部件中至少一个腔体的存在可以限制间隔装置上热通量的流量横截面。因此，穿过间隔装置的热量的传播得到进一步的限制。存在于一个腔体或多个腔体中的空气提高间隔装置的隔绝性能。
可替代地或结合地，所述模具还可以包括用于将冷却流体供给至所述腔体的装置以及用于将所述流体排放的装置以便获得冷却流体沿着所述腔体的流动。
每个间隔装置的腔体中的冷却流体的流动还可以设置为在轮胎的固化过程中在模具内限制扇区与壳体之间的热量传递。
在一个实施方案中，每个间隔装置包括至少一个紧固部件，该紧固部件从形成在相关的扇区中或相关的壳体中的孔之内的间隔部件大体上沿径向延伸。所述模具还包括紧固装置，该紧固装置安装在所述孔中并在所述紧固部件之内延伸。
优选地，每个间隔装置在一侧与相关的壳体沿径向接触并在另一侧与相关的扇区沿径向接触。每个间隔装置还可以包括接触面，用于在模具的闭合位置与轮胎接触。
有利地，每个间隔装置由非金属材料制成，特别地由复合材料制成。可替代地，每个间隔装置可以由金属材料制成，特别由钛制成。
在一个实施方案中，每个扇区包括支撑件和紧固至所述支撑件的模具配件。间隔装置可以紧固至扇区并将模具配件保持在支撑件上。
所述模具还可以包括至少一个夹紧环，所述夹紧环与扇区的外面配合。
本发明还涉及借助于如上述所限定的模具模制轮胎的方法，其中，两个壳体加热至与所述模具的扇区所加热至的温度不同的温度。
附图说明
通过参阅实施方案的详细描述将会更好地理解本发明，这些实施方案以完全非限制性实施例的方式给出并以所附附图示出，在这些附图中：
-图1为根据本发明的第一示例性实施方案的轮胎的分扇区模具处于所述模具的闭合位置的横截面的一半视图，
-图2为图1的细节图，
-图3为图1中的轴线III-III上的横截面图，
-图4为图3的细节图，
-图5为根据本发明的第二示例性实施方案的分扇区模具处于所述模具的闭合位置的横截面的细节图。
具体实施方式
图1显示了总体附图标记为10的分扇区模具的示例性实施方案，该分扇区模具设置为用于固化或硫化环形轮胎，该环形轮胎包括由第一和第二相对的侧向胎侧延伸的圆柱形胎面。轮胎用于可以例如为客运车辆、多用途车辆或重型货物类型的车辆的机动车辆。图1，模具10显示在假定直立的位置中。模具10具有对称轴线X-X’，该对称轴线X-X’与轮胎的旋转轴线一致。
模具10包括下板12和上板14、下环形壳体16和上环形壳体18以及一圈扇区20；所述下环形壳体16和上环形壳体18安装为抵靠所述板且沿轴向面对所述板；所述扇区20沿轴向设置在板12、14之间且沿径向包围壳体16、18。壳体16、18和扇区20以轴线X-X’为中心。扇区20围绕所述轴线沿周向分布。在示出的示例性实施方案中，扇区20彼此相同且存在九个扇区20。扇区20在相对于壳体16、18的移动到一起的位置(如图1所示，对应于模具10的闭合位置)与分隔开的所述模具的打开位置之间沿径向可移动。在该闭合位置，壳体16、18以及多个扇区20共同地界定轮胎的模膛22。模具10的闭合位置对应于轮胎的模制位置。
模具10还包括夹紧环24，该夹紧环24固定至上板14并包括内面24a，该内面24a具有沿径向抵靠每个扇区的互补外面20a的截头圆锥的形状。以本身已知的方式，每个扇区20通过滑动件(未示出)连接至夹紧环24从而使得所述环的轴向移动引起扇区20在模具的闭合位置与打开位置之间的径向移动，反之亦然。
每个壳体16、18包括用于模制轮胎的侧向胎侧的内部环形面16a、18a。内部面16a沿轴向面对相对的内部面18a。内部面16a、18a相对于模具10的径向正中平面相互对称。每个壳体的径向外部面16b、18b安装为沿轴向抵靠相关的板12、14的径向内部面。每个壳体的外部面16b、18b沿轴向位于内部面16a、18a的相反侧。每个板12、14形成用于相关的壳体16或18的支撑板。每个板12、14沿轴向位于由壳体16、18及扇区20界定的模膛22的相对侧上。每个扇区20还包括在截头圆锥形的外面20a的径向相反侧上的内面20b，以便模制轮胎的胎面。在说明书中，术语“内部”和“外部”用来限定在径向方向中的定向，同时术语“内”和“外”用来限定在轴向方向中的定向。
模具10还包括下环形胎圈环和上环形胎圈环(未示出)(下环形胎圈环和上环形胎圈环安装为抵靠壳体16、18)从而模制轮胎的侧向胎侧。胎圈环可以为紧固至壳体16、18的附接部分或与所述壳体制成一件。
在示出的示例性实施方案中，每个扇区20包括支撑件26以及模具配件28；该支撑件26界定与夹紧环24相接触的外面20a；该模具配件28紧固至支撑件并界定支承轮胎的胎面的模膛的内面20b。模具配件28位于支撑件26的径向内侧。支撑件26可以由金属材料特别是钢制成，模具配件28由铝制成。壳体16、18可以由金属材料特别是钢制成。
模具10还包括多个插置于扇区20与壳体16、18之间的间隔装置30以便在所述模具的闭合位置中将它们沿径向方向保持隔开。每个扇区20支撑两个间隔装置30。每个间隔装置30紧固至相关扇区20的一个侧向端部并在模具10的闭合位置中沿径向抵靠相关的壳体16、18。间隔装置30相对于彼此设置从而形成沿径向插置于扇区20与壳体16、18之间的上环和下环。间隔装置30彼此相同。
为了限制模具的闭合位置中的扇区20与壳体16、18之间通过传导的热量传递，每个间隔装置30由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率低于扇区20的每一种材料的热传导率并低于壳体16、18的材料的热传导率。有利地，间隔装置30由金属材料(例如钛)或组合材料制成。间隔装置30满足两个功能，即保持扇区20与壳体16、18之间的沿径向方向的间隔且限制模具10的闭合位置中的这些元件之间通过传导的热量传递。
每个间隔装置30包括间隔部件32以及紧固部件34，该间隔部件32沿径向插置于相关的扇区20与壳体16或18之间；该紧固部件34朝着外部沿径向延伸，每个紧固部件34在所述扇区的厚度中制成的孔36之内。每个间隔部件32具有弄弯的或弯曲的形状并以沿周向延伸的一部分环的形式制成(图3和图4)。在模具10的闭合位置中，每个间隔部件32的一侧与相关的扇区20径向接触且另一侧与壳体16或18径向接触。
如图2中更清楚的所示，每个间隔部件32包括轴向内壁32a，该内壁32a在模具的闭合位置中与相关的壳体的轴向外端面16c或18c径向接触。壳体的端面16c或18c在外侧沿径向界定内部面16a或18a和外部面16b或18b。
每个间隔部件32还包括外壁32b，该外壁32b在内壁32a的径向相对侧并安装为沿径向抵靠相关的扇区20的内端面。该内端面沿径向面对每个壳体的外端面16c或18c并与外端面16c或18c保持一定的距离。外壁32b安装为沿径向抵靠支撑件26的轴向内端面26a并抵靠模具配件28的截头圆锥形的内端面28a。端面26a、28a形成扇区的内端面。
每个间隔部件32还包括内部壁32c，该内部壁32c连接内壁32a和外壁32b并界定接触面32d，该接触面32d设置为在模具10的闭合位置中抵靠轮胎。接触面32d使相关扇区的内面20b及壳体的相关的内部面16a或18a局部地延伸。
每个间隔部件32在内部界定空的腔体38，该腔体38具有沿着所述部件的整个长度延伸的弯曲形状。腔体38由内壁32a和外壁32b在径向方向界定。腔体38在间隔部件32的径向厚度中形成。间隔部件32具有弯曲中空的整体形状。
如图3和图4中更清楚的所示，每个间隔部件32由两个相对的端壁(未标出)沿周向方向界定。端壁在周向方向上界定腔体38。在模具10的闭合位置中，间隔部件32的每个端壁安装为抵靠直接毗邻间隔部件32的一个端壁。在该位置，间隔装置30在周向方向上设置为首尾相连且间隔部件32界定插置于扇区20与壳体16、18之间的上环和下环。在模具10的闭合位置，在两个毗邻的支撑件26之间存在少量的周向空隙且模具配件28在周向方向彼此抵靠。
每个紧固部件34大体上从相关的间隔部件32朝着外部径向延伸。每个紧固部件34为具有圆形截面的管状形状且通向间隔部件32中的腔体38。在示出的示例性实施方案中，每个间隔装置30包括三个紧固部件34。紧固部件34中的一个大体上位于间隔部件32的中间且另外两个紧固部件34分别位于所述间隔部件的一个端壁附近。每个紧固部件34容纳在设置于相关的扇区20中的通孔36中的一个之内。每个孔36大体上从相关的扇区的外面20a径向延伸且通向支撑件的内端面26a。每个扇区的孔36为相同的。
模具10还包括多个紧固螺杆40，紧固螺杆40分别安装在扇区的孔36中的一个之内并安装在间隔装置的相关的紧固部件34之内。每个紧固部件34在内部包含用于通过螺杆40将间隔装置30固定在扇区20上的螺纹。三个螺杆40设置为用于将每个间隔装置30紧固至相关的扇区20。对于每个扇区20，两个间隔装置30将模具配件28保持在所述扇区的支撑件26上并将模具配件28紧固至所述扇区的支撑件26。
在模具10的闭合位置，扇区20利用间隔装置30保持与壳体16、18在径向方向上隔开。壳体16、18和扇区20仅利用间隔装置30在径向方向上接触。在轮胎的该模制位置中，壳体16、18与每个扇区的模具配件28和支撑件26之间不存在直接径向接触。对于每个扇区20，两个相关的间隔装置30中的每一个插置于(对于一部分)两个壳体16、18中的一个和(对于另一部分)所述扇区的模具配件28和支撑件26之间。
间隔装置30、模具配件28以及支撑件26的制造能够减少在轮胎的固化的过程中模具的壳体16、18与扇区20之间存在的经由传导的热量传递，所述间隔装置30由热传导率比壳体16、18的材料的热传导率更低的隔热材料制成。
在固化的过程中，模具的两个壳体16、18可以加热至与扇区20被加热至的温度不同的温度。在模具10的闭合位置，间隔装置30能够减少模具内的热量交换以使壳体16、18与扇区20之间的热差值大体上保持不变。以此方式，使轮胎的固化优化。
在该实施方案中，间隔装置30完全由热传导率比扇区的和壳体的材料的热传导率更低的材料制成。在一个变体实施方案中，可以设想每个间隔装置由多种材料制成，例如由如上述限定的用于间隔部件的第一隔热材料制成，以及由可以为用于紧固部件的金属的第二材料制成。
在所描述的示例性实施方案中，间隔装置30的间隔部件32为中空的以便利用存在的空气而进一步限制模具的壳体16、18与扇区20之间的热量交换。然而，可替代地，可以提供具有实心截面的间隔部件。
图5中示出的示例性实施方案的区别在于每个间隔装置30利用单个的紧固螺杆40而紧固至相关的扇区20，其中相同的元件具有相同的附图标记。螺杆40位于相关的间隔装置30的中间。对于每个间隔装置30，余下空闲的两个紧固部件34附接至模具10的供给和排放管道(未示出)以便获得所述间隔装置的腔体38之内并沿着所述间隔装置的腔体38的冷却流体的流动。供给和出口管道中的每一个安装在间隔装置的相关的紧固部件34之内以及扇区20的对应的孔36之内。每个扇区20之内的以及每个相关的间隔装置30之内的冷却流体的流动由附图标记为42-46的箭头示意性的示出。
利用每个间隔装置30之内的冷却流体的流动，在轮胎固化的过程中可以在模具的壳体16、18与扇区20之间产生的热量传递得到限制。在该变体实施方案中，每个间隔装置30可以由导热性材料制成，特别是钢、铝等等。为了进一步在闭合位置限制模具的壳体16、18与扇区20之间热量传递，每个间隔装置30可以由第一个示例性实施方案所限定的隔热材料制成。
在一个变体实施方案中，可以提供间隔装置30之间的流体连通以便提供安装在模具10上的单一的流体供给管道和单一的排放管道。为此，可以将这两个管道安装在两个接连的间隔装置30上，每个间隔装置30包括安装为抵靠其他间隔装置的端壁的单一的端壁，并且不设置用于其他间隔装置30的多个端壁从而形成所有间隔装置共同的单一的圆形腔体。
在所描述的示例性实施方案中，间隔装置30紧固至模具的扇区20。该设置的优势在于尽可能的能够利用间隔装置30将模具配件28紧固至扇区的支撑件26。然而可替代地，可以将间隔装置30设置为紧固至模具的壳体16、18。
本发明已在这样的模具的基础上示出，该模具包括用于模制轮胎的胎面的单组扇区。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以提供包括用于模制轮胎的胎面的一组下扇区和一组上扇区的模具，其中每组扇区的移动由具体的夹紧环来控制。

Claims (15)

1.用于轮胎的模具，该轮胎为包括胎面和两个侧向胎侧的类型的轮胎，所述模具包括第一壳体和第二壳体(16、18)以及多个扇区(20)，所述第一壳体和第二壳体(16、18)旨在模制轮胎的侧向胎侧，所述多个扇区(20)沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面，所述扇区(20)能够在所述模具的打开位置与闭合位置之间沿径向移动，其特征在于，所述模具还包括插置于每个扇区(20)与每个壳体(16、18)之间的至少一个间隔装置(30)从而保持所述扇区和壳体在模具的闭合位置沿径向隔开，从而使得壳体(16、18)和扇区(20)仅通过间隔装置(30)而沿径向接触，所述间隔装置能够在模具的所述闭合位置限制壳体与扇区之间的热量传递。
2.根据权利要求1所述的模具，其中，每个间隔装置(30)至少部分由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率比所述扇区和壳体的材料的热传导率更低。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个间隔装置(30)包括间隔部件(32)，该间隔部件(32)以一部分环的形式制成，间隔装置设置为使得间隔部件(32)在扇区(20)与每个壳体(16、18)之间形成至少一个环。
4.根据权利要求3所述的模具，其中，所述间隔部件(32)在内部界定至少一个腔体(38)。
5.根据权利要求4所述的模具，其中，所述腔体(38)由间隔部件的内壁(32a)和外壁(32b)沿径向界定，所述壁安装为与相关的壳体(16、18)接触并与相关的扇区(20)接触。
6.根据权利要求4或5所述的模具，所述模具包括用于将冷却流体供给至所述腔体(38)的装置以及用于将所述流体排放的装置从而实现冷却流体沿着所述腔体的流动。
7.根据权利要求3所述的模具，其中，每个间隔装置(30)包括至少一个紧固部件(34)，该紧固部件(34)从形成在相关的扇区中或相关的壳体中的孔(36)之内的间隔部件(32)大体上沿径向延伸。
8.根据权利要求7所述的模具，所述模具包括紧固装置(40)，该紧固装置(40)安装在所述孔中并在所述紧固部件(34)之内延伸。
9.根据权利要求1所述的模具，其中，每个间隔装置(30)在一侧与相关的壳体(16、18)沿径向接触并在另一侧与相关的扇区(20)沿径向接触。
10.根据权利要求1所述的模具，其中，每个间隔装置(30)包括用于在模具的闭合位置与轮胎接触的接触面(32d)。
11.根据权利要求1所述的模具，其中，每个间隔装置(30)由金属材料或由复合材料制成。
12.根据权利要求1所述的模具，其中，每个扇区(20)包括支撑件(26)和紧固至所述支撑件的模具配件(28)。
13.根据权利要求12所述的模具，其中，间隔装置(30)紧固至扇区(20)并将模具配件(28)保持在支撑件(26)上。
14.根据权利要求1所述的模具，其中，所述模具包括至少一个夹紧环(24)，所述夹紧环(24)与扇区(20)的外面配合。
15.模制轮胎的方法，其借助根据前述权利要求中的任一项所述的模具模制轮胎，其中，两个壳体加热至与所述模具的扇区所加热的温度不同的温度。
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