CN105813831B - 包括隔离支撑板的具有扇区的轮胎模具及相关模制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于轮胎的模具，所述模具包括第一壳体(16)和第二壳体(18)、多个扇区(20、22)、第一支撑板(12)和第二支撑板(14)、以及多个第一加热装置(42)和第二加热装置(44)，所述第一壳体(16)和第二壳体(18)旨在模制轮胎的胎侧，所述扇区(20、22)沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面，所述第一支撑板(12)和第二支撑板(14)各自包括支承面(12a、14a)，相关的壳体与支承面(12a、14a)安装为沿轴向抵靠接触，所述第一加热装置(42)和第二加热装置(44)用于分别加热至少第一壳体(16)和第二壳体(18)。每个支撑板(12、14)包括至少一个本体、至少一个凹进(12b、14b)，该本体由隔热材料制成并界定所述板的支承面(12a、14a)，该凹进(12b、14b)形成在所述支承面中，该第一加热装置或第二加热装置(42、44)插入在所述凹进(12b、14b)中。

Description

包括隔离支撑板的具有扇区的轮胎模具及相关模制方法

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关闭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 1 808 811、US 3 797 979、EP-A2-0701 894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。例如，已知的做法是利用例如加压的水蒸气的导热流体来将模具加热，如专利申请EP-A1-2 072 235所描述。

还已知的做法是用电或利用磁感应来加热模具，如文献JP-A-2012-25126中所示。在该文献中，第一加热装置安装在模具的径向内侧的壳体上，第二加热装置安装在壳体和扇区两者上。

热量由此在模具中直接产生，从而使得可以获得满意的能量效率。此外，磁感应加热装置这样的安装方式促进在模具中获得均匀的温度。

然而，为了使轮胎的固化优化，有必要将模具的两个壳体加热并保持于与扇区所加热至的温度不同的温度。此外，对于壳体中的每一个，还可能有必要对单独的区域进行加热并使其保持在不同的温度下。

发明内容

本发明旨在满足这些需求。

更特别地，本发明旨在提供一种分扇区模具，该模具具有良好的能量效率且使得能够在轮胎的固化阶段过程中将壳体与扇区稳定地加热至不同的温度水平并将它们保持在不同的温度水平。

本发明旨在提供一种分扇区模具，该模具使得能够将每个壳体的单独的区域加热至不同的温度并将它们保持在不同的温度。

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。所述模具包括第一壳体和第二壳体、多个扇区以及第一支撑板和第二支撑板，所述第一壳体和第二壳体旨在模制轮胎的侧向胎侧，所述多个扇区沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面，所述第一支撑板和第二支撑板各自包括支承面，相关的壳体安装为与支承面轴向接触。

所述模具还包括多个第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置用于加热至少第一壳体，所述第二加热装置用于加热至少第二壳体。每个支撑板包括至少一个本体，该本体由隔热材料制成并界定所述板的支承面。至少一个凹进形成在所述支承面中，相关的第一加热装置或第二加热装置容纳在所述凹进中。

每个支撑板的本体以隔热材料设置结合相关的加热装置安装在至少一个凹进(所述凹进设置在所述本体的支承面中)之内使得可以获得具有满意的能量效率的模具。此外，可以将壳体和扇区保持在不同的温度。由隔热材料制备每个板使得可以限制板之内的热量交换并能够在模具之内保持不均匀的温度分布。这使得能够将轮胎的固化优化。

在优选的实施方案中，多个分隔的凹进形成在每个支撑板的支承面中，第一加热装置或第二加热装置中的一个容纳在所述凹进中的每一个之内。有利的，每个加热装置能够独立于其他加热装置的激活而产生热量。优选地，每个支撑板中的凹进朝着所述模具的内部沿轴向定向。每个支撑板中的凹进还可以以环形的且同中心的凹槽的形式制成。

在一个实施方案中，第一加热装置和第二加热装置各自包括至少一个第一组加热装置，该第一组加热装置设置为沿轴向面向相关的壳体。第一加热装置和第二加热装置可以各自包括至少一个第二组加热装置，该第二组加热装置设置为沿轴向面向扇区。

优选地，扇区安装为在所述模具的闭合位置与支撑板的支承面沿轴向相接触。

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。

有利地，每个支撑板的本体由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率低于扇区的材料和壳体的材料的热传导率。每个支撑板的本体可以由非金属材料制成，特别为复合材料。

在一个实施方案中，每个支撑板的本体的轴向厚度在35mm与60mm之间。

优选地，第一加热装置和第二加热装置为用电的。

本发明还涉及借助于上述限定的模具模制轮胎的方法，其中，第一加热装置和第二加热装置的操作控制为使得它们将两个壳体加热至这样的温度，该温度与所述模具的扇区所加热的温度不同。

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，该附图为根据本发明的一个示例性实施方案的用于轮胎的分扇区模具在所述模具的闭合位置的横截面的一半视图。

具体实施方式

附图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。在附图中，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以及一圈下扇区20和上扇区22，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；所述一圈下扇区20和上扇区22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、22以轴线X-X’为中心。扇区20、22围绕所述轴线沿周向分布。下扇区20沿轴向抵靠上扇区22。扇区20彼此相同且关于模具10的径向正中平面相对于扇区22对称。

扇区20、22可在相对于壳体16、18的移动到一起的位置(如附图中所示，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共同地移动。在闭合位置，壳体16、18以及多个扇区20、22共同地界定轮胎的模膛24。模具10的闭合位置对应于轮胎的模制位置。

模具10还包括下夹紧环26，该下夹紧环26固定至下板12并包括具有截头圆锥形状的内面26a，该内面26a径向抵靠每个下扇区20的互补的外面20a。模具10还包括上夹紧环28，该上夹紧环28固定至上板14并包括具有截头圆锥形状的内面28a，该内面28a径向抵靠每个上扇区22的互补的外面22a。夹紧环26、28沿轴向面向彼此并在彼此之间留下少量的间隙。以其本身已知的方式，每个扇部20、22通过滑动件(未示出)连接至相关的夹紧环26、28从而使得所述环的轴向移动引起相关的扇部20、22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12a、14a。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、18的支撑板。每个壳体16、18紧固至相关的支撑板12、14。每个板12、14沿轴向位于模膛24的相对侧，该模膛24由壳体16、18及扇区20、22界定。

每个扇区20、22还包括在截头圆锥形的外面20a、22a的径向相反侧的内面20b、22b，从而模制轮胎的胎面。在说明书中，术语“内部”和“外部”用来限定在径向方向中的面的定向，同时术语“内”和“外”用来限定在轴向方向中的面的定向。

模具10还包括下环形胎圈环30和上环形胎圈环32，所述下环形胎圈环30和上环形胎圈32环安装为抵靠壳体16、18从而模制轮胎的侧向胎侧。在所示的示例性实施方案中，胎圈环为紧固至壳体16、18的附接部件。可替代地，胎圈环30、32可以制造为与所述壳体为一体的。

在示出的示例性实施方案中，每个扇部20、22包括支撑件34、36以及模具配件38、40，该支撑件34、36界定与夹紧环26、28相接触的外面20a、22a；该模具配件38、40紧固至支撑件并界定支承轮胎胎面的模膛的内面20b、22b。模具配件38、40位于相关的支撑件34、36的径向内侧。支撑件34、36可以由金属材料特别是钢制成，模具配件38、40由铝制成。壳体16、18及胎圈环30、32由金属材料特别是钢制成。

在模具10的闭合位置，下扇区20和上扇区22沿径向与壳体16和壳体18分别接触。壳体16、18及扇区20、22通过模具配件38、40而沿径向方向接触。每个扇区20、22内面20b、22b局部地延伸相关的壳体的内部面16a、18a。

模具10还包括多个下加热装置42和上加热装置44，所述下加热装置42和上加热装置44分别安装在下支撑板12和上支撑板14上。每个加热装置42、44为带电的且有利地以电加热电阻器的形式制造。每个电加热装置42、44能够独立于其他加热装置的操作而产生热量。加热装置42、44彼此相同。

为了允许加热装置42、44的安装，每个板12、14包括多个凹槽12b、14b，所述多个凹槽12b、14b形成于内部面12a、14a上，所述内部面12a、14a形成支承面，相关的壳体16、18安装为与该支承面沿轴向直接接触。在模具10的闭合位置，扇区20、22的外部面与相关的板的内部面12a、14a沿轴向接触。在该闭合位置，轴向间隙存在于每个夹紧环26、28与轴向面对板的内部面12a、14a之间。

每个板中的凹槽12b、14b在所述板的径向外部面12c、14c的方向上沿轴向延伸，所述外部面12c、14c在内部面12a、14a的轴向相反侧并旨在沿轴向抵靠相关的加压硫化机(未示出)。凹槽12b、14b从内部面12a、14a开始穿过板12、14的厚度朝着外部沿轴向延伸。每个凹槽12b、14b的底部相对于板的内部面12a、14a朝着外部沿轴向偏置。每个凹槽12b、14b为开口的并朝着模具的内侧沿轴向定向，即，沿轴向在壳体16、18、扇区20、22及夹紧环26、28的侧部。形成凹进的每个凹槽12b、14b开放到内部面12a、14a上。在所示出的示例性实施方案中，凹槽12b、14b为环形的且以轴线X-X’为中心。

板中的凹槽12b、14b彼此相同并以规则的径向间隔设置在所述的内部面12a、14a上。下板中的凹槽12b相对于模具10的径向正中平面与上板中的凹槽14b对称。在所示出的示例性实施方案中，凹槽12b、14b具有U形轮廓的横截面。替代性地，凹槽可以具有其他轮廓，例如阶梯式轮廓，或者方形或矩形轮廓。

在所示出的示例性实施方案中，凹槽12b、14b在每个板中形成三组。对于每个支撑板12、14，第一组凹槽沿径向包围壳体16、18，第二组凹槽沿径向包围扇区20、22，第三组凹槽沿径向包围夹紧环26、28。每个板中的凹槽12b、14b的这些组沿径向分别设置在壳体16、18的、扇区20、22的以及夹紧环26、28的周围。每个板中的第一组、第二组及第三组凹槽12b、14b沿轴向分别面向壳体16、18的、扇区20、22的以及夹紧环26、28的外部面。

每个下加热装置42容纳在下板中的凹槽12b中的其中一个之内。加热装置42相对于壳体16、扇区20以及夹紧环26朝着外部沿轴向偏置。加热装置42沿轴向位于壳体16的、扇区20的以及环26的外部面与凹槽12b的底部之间。

以相同的方式，每个上加热装置44容纳在上板中的凹槽14b中的一个之内且相对于壳体18、扇区22以及夹紧环28朝着外部沿径向偏置。加热装置44沿径向位于壳体18的、扇区22的以及环28的外部面与凹槽14b的底部之间。

对于每个支撑板12、14，相关的加热装置42、44在三个组中分布。第一组的加热装置42、44安装在第一组凹槽12b、14b之内且沿轴向面向壳体16、18。第二组的及第三组的加热装置42、44分别安装在第二组凹槽12b、14b和第三组凹槽12b、14b之内且分别沿轴向面向扇区20、22和夹紧环26、28。加热装置42、44朝着壳体16、18的、扇区20、22的以及夹紧环26、28的方向的内侧沿轴向定向。没有装置沿轴向插置于模具10的这些元件与加热装置42、44之间。

如上所述，在模具10的闭合位置，每个板的内部面12a、14a沿轴向与壳体16、18并且与扇区20、22相接触。在所示出的示例性实施方案中，加热装置42、44沿轴向与相关板的内部面12a、14a齐平。因此，由板12、14所承载的加热装置42、44也沿轴向与壳体16、18并且与扇区20、22相接触。

加热装置42、44与壳体16、18及扇区20、22之间的这样的接触通过模具10之内的传导而促进热量传递。替代性地，加热装置42、44可以相对于壳体和/或扇区沿轴向稍微地隔开。在此情况下，热量传递主要通过辐射而实现。

如上所述，每个支撑板12、14的第三组的加热装置42、44沿轴向面向夹紧环26、28。这些加热装置42、44并非用于加热夹紧环26、28。模具10的特定的加热装置(未示出)为此设置于板12、14之间并沿径向围绕所述环的外面。替代性地，每个夹紧环26、28可以具有圆形腔体，热量传递流体在该腔体中流动。第三组的每一个加热装置42、44设置为使得模具10的板12、14具有针对更大直径的轮胎模具的适应性，从而能够加热与这样的轮胎相关的壳体和扇区。相同的板12、14由此可以用于加热具有不同尺寸的壳体和扇区。当板12、14仍然安装在加压硫化机上时这特别地有益。在所示出的示例性实施方案中，只有与壳体16、18及与扇区20、22相关的第一组和第二组加热装置42、44为起作用的。

板12、14满足两个支撑功能，即支撑壳体16、18和支撑加热装置42、44。每个板12、14由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率低于壳体16、18的材料的热传导率，低于扇区20、22的材料中的每一个的热传导率，且低于环26、28的材料的热传导率。有利地，每个板12、14由非金属材料制成，特别地为可以为例如基于接合剂和无机纤维的复合材料。替代性地，可以设置其他种类的隔热材料。每个板12、14的厚度可以在35mm与60mm之间。

每个板12、14由隔热材料的制备及加热装置42、44在凹槽12b、14b之内的安装使得可以获得模具10的良好的能量效率。特别地，每个板12、14由隔热材料的制备可以促进在壳体16、18及扇区20、22的方向上产生的热量的扩散。此外，热量紧邻模具10的这些元件的外部面产生。另外，加热装置42、44在壳体的支撑板12、14上的布置提高了模具10的轴向紧密度。

模具10还包括控制单元(未示出)，该控制单元能够控制加热装置42、44的操作。控制单元使得可以独立于其他加热装置的操作而控制每个加热装置42、44从而使得模具的一个区域可以加热至这样的温度，该温度与另一个单独的且毗邻的区域所加热的温度不同。

例如，在固化的过程中，模具的两个壳体16、18可以由第一组加热装置42、44加热至这样的温度，该温度与扇区20、22由第二组加热装置42、44所加热的温度不同。每个隔热板12、14可以限制所述板之内的热量交换从而可以保持设置在壳体16、18与扇区20、22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。对于壳体16、18中的每一个，还可以控制所述壳体的一个区域与另一个单独的区域之间差温加热。还可以对扇区20、22进行这样的热差控制。

在所示出的示例性实施方案中，每个支撑板12、14完全由隔热材料制成。每个板12、14包括由隔热材料制成的本体。在变体实施方案中，可以设想由多个部分制备每个支撑板，所述支撑板可以例如设置有本体及分开的部分，该本体由隔热材料制成并包括形成在内部接触面上的凹槽，加热装置容纳在这些凹槽之内；该分开的部分可以例如为金属的、沿轴向覆盖本体的与凹槽的相反侧并设置为与加压硫化机轴向接触。

在所示出的示例性实施方案中，每个支撑板包括多个凹槽，所述多个凹槽形成凹进并各自与加热装置相关联。替代性地，还可将两个加热装置安装在单个凹槽之内。另外替代性地，还可以设置形成在每个板的内部支承面上的单个凹进以将加热装置42或44安装在所述凹进之内，并在两个毗邻的加热装置之间设置隔热的分隔物。然而，这样的解决方案在实现上更加复杂。

在所描述的示例性实施方案中，加热装置以电加热电阻器的形式制备。替代性地，可以提供其他类型的加热装置，例如金属管道，热量传递流体(特别是水或温度高于150℃的加压蒸汽)穿过该金属管道，该热量传递流体来自热量传递流体回路，该回路包括用于独立地控制每个管道之内的流体循环的装置。

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一组下扇区和一组上扇区。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该部分的单组扇区。在此情况下，模具设置有单个夹紧环。

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)、多个扇区(20、22)、第一支撑板和第二支撑板(12、14)以及多个第一加热装置(42)和第二加热装置(44)，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、22)沿周向分布并旨在模制所述轮胎的胎面，所述第一支撑板和第二支撑板(12、14)各自包括支承面(12a、14a)，相关的壳体安装为与支承面(12a、14a)轴向直接接触，所述第一加热装置(42)和第二加热装置(44)用于分别加热至少第一壳体和第二壳体(16、18)，其特征在于，每个支撑板(12、14)包括至少一个本体、至少一个凹进(12b、14b)，该本体由隔热材料制成并界定所述每个支撑板(12、14)的支承面(12a、14a)，该凹进(12b、14b)形成在所述支承面中，第一加热装置或第二加热装置(42、44)容纳在所述凹进(12b、14b)中。

2.根据权利要求1所述的模具，其中，多个分隔的凹进(12b、14b)形成在每个支撑板的支承面(12a、14a)中，第一加热装置或第二加热装置(42、44)中的一个容纳在所述凹进(12b、14b)中的每一个之内。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个加热装置(42、44)能够独立于其他加热装置的激活而产生热量。

4.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个支撑板中的凹进(12b、14b)朝着所述模具的内侧沿轴向定向。

5.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个支撑板中的凹进(12b、14b)以环形的且同中心的凹槽的形式制成。

6.根据权利要求1或2所述的模具，其中，第一加热装置和第二加热装置(42、44)各自包括至少一个第一组加热装置，该第一组加热装置设置为沿轴向面向相关的壳体(16、18)。

7.根据权利要求6所述的模具，其中，第一加热装置和第二加热装置(42、44)各自包括至少一个第二组加热装置，该第二组加热装置设置为沿轴向面向扇区(20、22)。

8.根据权利要求1或2所述的模具，其中，扇区(20、22)安装为在所述模具的闭合位置与支撑板的支承面(12a、14a)沿轴向相接触。

9.根据权利要求1或2所述的模具，所述模具包括至少一个夹紧环(26、28)，所述夹紧环(26、28)与扇区(20、22)的外面配合。

10.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个支撑板(12、14)的本体由隔热材料制成，该隔热材料的热传导率低于扇区的材料和壳体的材料的热传导率。

11.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个支撑板(12、14)的本体由非金属材料制成。

12.根据权利要求1或2所述的模具，其中，每个支撑板(12、14)的本体的轴向厚度在35mm与60mm之间。

13.根据权利要求1或2所述的模具，其中，第一加热装置和第二加热装置(42、44)为用电的。

14.根据权利要求11所述的模具，其中，每个支撑板(12、14)的本体由复合材料制成。

15.模制轮胎的方法，所述方法借助于根据前述权利要求中任一项的所述的模具模制轮胎，其中，第一加热装置和第二加热装置的操作控制为使得它们将两个壳体加热至与所述模具的扇区被加热的温度不同的温度。