CN107639866B

CN107639866B - 用于轮胎成型鼓的中心机构

Info

Publication number: CN107639866B
Application number: CN201710602184.2A
Authority: CN
Inventors: M.J.蒙特戈梅里
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: US20180022049A1; US10611112B2; JP6933928B2; EP3272510A1; EP3272510B1; CN107639866A; JP2018012333A

Abstract

本发明涉及用于轮胎成型鼓的中心机构。轮胎成型鼓可旋转地安装在中心驱动轴上并包括中心部分。用于鼓的中心机构布置在中心部分中并包括轮毂，轮毂座置在中心驱动轴上并固定到中心驱动轴。轴向延伸的活塞座置在轮毂上并绕轮毂周向延伸。气缸与轮毂和活塞协作来形成气动室。多个连杆连接到活塞并且多个分段条绕着中心机构的圆周布置。分段条中的每一个连接到所选连杆并座置在气缸的唇部与远端板之间。当压缩空气被引入到气动室中时，活塞沿轴向方向移动，促动连杆的移动，并进而促动分段条的径向移动。

Description

用于轮胎成型鼓的中心机构

技术领域

本发明涉及充气轮胎，且更具体地，涉及用于轮胎制造的被称为轮胎成型鼓的设备。具体地，本发明涉及用于轮胎成型鼓的中心机构，其能够实现高达约2.50英寸的轮胎胎冠高度。

背景技术

在轮胎的制造中，轮胎通常在一个或多个轮胎成型机器的相应的鼓上成型，在本领域中所述鼓被称为轮胎成型鼓。多个轮胎部件依次绕着鼓缠绕并且/或者被施加于鼓，形成圆柱形形状的轮胎胎体。然后，轮胎胎体扩张成环形形状，用于接收轮胎的剩余部件，比如带束层和橡胶胎面。然后，在本领域中被称为生轮胎的已完成的环形形状的未硫化的轮胎胎体被插入到用于形成胎面花纹并固化或硫化的模具或压力机中。

当部件绕着轮胎成型鼓包绕并且/或者被施加于轮胎成型鼓时，通常地，在施加轮胎胎圈前，在鼓处在塌缩状态的同时，内衬、一个或多个帘布层和可能的其它部件被包绕到鼓上。然后，胎圈轴向地定位在鼓上，并且在胎圈之下的被称为胎圈锁定部的鼓区域径向扩张以将轮胎的其余部分固定到胎圈。然后，胎圈通过鼓的轴向收缩而移动成更加靠近在一起，同时在胎圈之间的被称为中心机构的鼓区域扩张以形成胎肩来帮助锚定胎圈并且提供施加后续部件的表面。轮胎成型鼓的中心机构的这样的扩张被称为中间隆起（crowning）。

期望的是，胎冠，即中心机构的扩张直径和标称的轮胎胎圈直径之间的径向差异，足够大以使后续部件能够接近其最终的形状和尺寸被施加。当在剩余的轮胎成型和固化步骤期间成形轮胎时，大的胎冠使变形最小化。例如，期望的是，将胶芯定位成垂直抵靠着每个胎冠肩侧以防止帘布层的拉伸和帘线的分离。在施加帘布层时，高的胎冠保持帘布层的增加的高度，其维持用于成形和固化的帘布层的位置，从而减少轮胎部件的变形并使轮胎能够具有增强的整体性。

因此，期望的是提供尽可能高的胎冠以进而尽可能多地增强轮胎的整体性。在现有技术中，约1.5英寸的最大胎冠是典型的，但期望的是实现高达约2.50英寸的胎冠。尽管期望的是更大或更高的胎冠以最小化轮胎成型过程期间的变形，但是提供能够径向收缩到所需直径同时还能够径向扩张到这样高的胎冠距离的轮胎成型鼓是困难的。此外，由于扩张力随着更大的胎冠而增加，因此实现这么高胎冠所需的力也增加，当鼓必须收缩到紧凑的直径时这是难以实现的。

因此，期望的是提供具有能够实现高达约2.50英寸的高胎冠直径的中心机构的轮胎成型鼓。还期望的是中心机构具有易于维护的有效构造。

发明内容

根据本发明的示例性实施例的方面，提供用于轮胎成型鼓的中心机构。轮胎成型鼓可旋转地安装在中心驱动轴上并包括中心部分。中心机构布置在鼓的中心部分中，并包括座置在中心驱动轴上的轮毂，所述轮毂固定到所述中心驱动轴。轴向延伸的活塞座置在轮毂上并绕着轮毂周向延伸。气缸绕着活塞布置并与轮毂和活塞协作工作来形成气动室。多个连杆工作地连接到活塞，并且多个分段条绕着中心机构的圆周布置。分段条中的每一个工作地连接到所选连杆并座置在气缸的唇部与远端板之间。当压缩空气被引入到气动室中时，活塞沿轴向方向移动，其促动连杆的移动，所述连杆进而促动分段条的径向移动。

本发明提供如下技术方案。

1. 一种用于轮胎成型鼓的中心机构，所述轮胎成型鼓能够旋转地安装在中心驱动轴上并包括中心部分，所述中心机构布置在所述鼓的所述中心部分中，所述中心机构包含：

座置在所述中心驱动轴上并固定到所述中心驱动轴的轮毂；

座置在所述轮毂上并绕所述轮毂周向延伸的单个轴向延伸的活塞；

绕所述活塞布置并与所述轮毂和所述活塞协作来形成气动室的气缸；

工作地连接到所述活塞的多个连杆；以及

绕所述中心机构的圆周布置的多个分段条，所述分段条中的每一个工作地连接到所选连杆并座置在所述气缸的唇部与远端板之间，由此当压缩空气引入到所述气动室中时，所述活塞沿轴向方向移动，从而促动所述连杆的移动，所述连杆进而促动所述分段条的径向移动。

2. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述气缸形成有径向延伸壁，所述径向延伸壁形成有充气端口以使压缩空气能够引入到所述气动室中。

3. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其进一步包含刚性连接到所述活塞的多个连杆座。

4. 如方案3所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述多个连杆包括连杆对，其中每对的第一连杆包括枢转地连接到所述连杆座中所选一个的第一端，并且所述对的第二连杆包括枢转地连接到所述所选连杆座的第一端。

5. 如方案4所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中每对的所述第一连杆包括枢转地连接到所述分段条中所选一个的径向延伸壁的第二端，并且所述对的第二连杆包括枢转地连接到所选分段条的所述径向延伸壁的第二端。

6. 如方案4所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中每对连杆包括形成有Z字形构造的第一连杆和形成有C字形构造的第二连杆。

7. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述远端板可拆卸地连接到所述轮毂的远端。

8. 如方案7所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中至少一个近侧滚子邻近所述气缸的所述唇部能够旋转地连接到所述分段条中所选一个的径向延伸壁，并且至少一个远侧滚子邻近所述远端板能够旋转地连接到所选分段条的所述径向延伸壁。

9. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其进一步包含邻近所述远端板绕所述轮毂远端布置以形成用于所述活塞的限位机械止挡的轴环。

10. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述轮毂形成有至少一个开口，所述至少一个开口与形成在所述轮胎成型鼓的所述中心驱动轴中的开口对准，并且所述对准的轮毂开口和驱动轴开口接收可变形的机械紧固件。

11. 如方案11所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述轮毂形成有开口对，所述轮毂开口中的每一个与形成在所述轮胎成型鼓的所述中心驱动轴中的相应的开口对准，所述对准的轮毂开口和驱动轴开口中的每个接收能够变形的机械紧固件。

12. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述活塞包括约141毫米的内径。

13. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述活塞包括约258.8毫米的外径。

14. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述中心机构需要约每平方英寸50磅的空气压力来产生约2860磅的活塞力。

15. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述中心机构需要约每平方英寸80磅的空气压力来产生约4570磅的活塞力。

16. 如方案1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中绕着所述中心机构的圆周布置的所述多个分段条包括约十六个分段条。

17. 如方案16所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中工作地连接到所述活塞的所述多个连杆包括用于每个分段条的约两个连杆。

附图说明

将通过示例的方式并参考附图描述本发明，其中：

图1是被示出为处在缩回状态并包括本发明的中心机构的示例性实施例的轮胎成型鼓的截面图；

图2是处在扩张状态的图1中所示的轮胎成型鼓的截面图；

图3是处在缩回状态的图1中所示的中心机构的放大的截面图；

图4是处在缩回状态的图1中所示的中心机构的一部分的放大许多的截面图；

图5是处在扩张状态的图1中所示的中心机构放大的截面图；以及

图6是处在扩张状态的图1中所示的中心机构的一部分的放大许多的截面图。

贯穿附图中相似的数字指的是相似的部分。

具体实施方式

将理解的是，术语“轴向地”指的是与轮胎成型鼓和中心机构的中心旋转轴线平行的方向。术语“径向向内的”或“径向向内地”指的是与轮胎成型鼓和中心机构的中心旋转轴线大体垂直并朝向轮胎成型鼓和中心机构的中心旋转轴线的径向方向。术语“径向向外的”或“径向向外地”指的是与轮胎成型鼓和中心机构的中心旋转轴线大体垂直并远离轮胎成型鼓和中心机构的中心旋转轴线的径向方向。

本发明的中心机构的示例性实施例总的以100指示，并且在图1和图2中被示出为包含于轮胎成型鼓102中。轮胎成型鼓102可旋转地安装在中心驱动轴104上。轮胎成型鼓102包括布置在中心部分110的每侧上的左手侧106和右手侧108。左手侧106和右手侧108通过布置在中心驱动轴104中的中心引导螺杆111互连并相对于中心部分110定位。中心机构100布置在轮胎成型鼓102的中心部分110中。

中心机构100座置在中心驱动轴104上并固定到中心驱动轴104。更具体地，中心机构100包括轮毂112，其座置在中心驱动轴上并形成有间隔开约180度的一对开口114。轮毂开口114中的每一个与形成在驱动轴104中的一对开口116中相应的一个对准。机械紧固件或销118延伸通过每组对准的开口114和116以将轮毂112固定到轴104。优选地，每个销118是安全销，其是轮毂112与驱动轴104之间的应力水平增加超过预定的量的情况下的可变形的牺牲构件，从而防止对轮毂和/或牵引轴或其它部件的损坏。

中心机构100包括轴向延伸的活塞120，其促动中心机构的径向扩张和收缩，并因此促动轮胎成型鼓102的中心部分110的径向扩张和收缩。为了优化其性能，活塞120优选包括约141毫米或5.55英寸的内径和约258.8毫米或10.18英寸的外径。

现在转向图2到图6，活塞120座置在轮毂112上并绕着轮毂112周向延伸。气缸122连接到轮毂112的近端113，并绕着活塞120布置。更具体地，气缸122包括与轮毂112的近端113接合的径向延伸壁124。径向延伸壁124形成有充气端口128，并且当中心机构100处于收缩状态时邻近活塞120的近端126。气缸122还包括轴向延伸壁132，其在径向延伸壁124的径向外边缘130处开始，并邻近活塞120的外圆周延伸至径向延伸的唇部134。

气动室136由气缸122的径向延伸壁124、活塞120的近端126、轮毂112和气缸的轴向延伸壁132限定。压缩空气通过形成在气缸122的径向延伸壁124中的端口128被引入到气动室136中，其推动活塞移动远离径向延伸壁，如图5和图6中所示。比如O形环138的密封构件提供活塞120与轮毂112之间以及活塞与气缸122的轴向延伸壁132之间的流体密封。

多个连杆座140座置在活塞120上并刚性地连接到活塞120。一对连杆包括优选具有Z字形构造的第一连杆142和优选具有C字形构造的第二连杆144。每个连杆142和144枢转地连接到每个连杆座140。更具体地，第一连杆142的第一端146在枢轴连接件148处连接到相应的连杆座140，第二连杆144的第一端150在枢轴连接件152处连接到连杆座。

连杆142和144径向向外延伸到分段条154。更具体地，第一连杆142的第二端156在枢轴连接件158处连接到相应的分段条154的径向延伸壁170，第二连杆144的第二端160在枢轴连接件162处连接到分段条的径向延伸壁。通过示例的方式，中心机构100可包括绕其圆周布置的约16个分段条154，和将每个分段条连接到活塞120的相应的第一连杆142和相应的第二连杆144，总计32个连杆。

远端板162可拆卸地连接到轮毂112的远端部164。每个相应的分段条154座置在气缸122的唇部134与远端板162之间。至少一个近侧滚子168邻近近端板122的唇部134可旋转地连接到相应分段条154的径向延伸壁170。优选地，两个或多个近侧滚子168以彼此径向对准的方式可旋转地连接到径向延伸壁170。至少一个远侧滚子172邻近远端板162可旋转地连接到相应分段条154的径向延伸壁170。优选地，两个或多个远侧滚子172以彼此径向对准的方式可旋转地连接到径向延伸壁170。近侧滚子168接触气缸122的唇部132并在其上滚动，远侧滚子172接触远端板162并在其上滚动，从而能够对准并允许每个相应的分段条154的平滑扩张与收缩。

每个分段条154包括轴向延伸的外壁176，其整体地或刚性地连接到径向延伸壁170。鼓102的中心部分110包括轴向延伸的中心层分段178，其各自通过接合分段条的外壁176的一个或多个紧固件180刚性地连接到相应的分段条154。

为了控制活塞120的冲程，并因此控制中心机构100的径向扩张的范围，轴环182邻近远端板164绕轮毂112的远端166布置。轴环182提供用于活塞120的限位机械止挡，并允许活塞冲程长度的无限调整。例如，较短的轴环182允许活塞120有较长的冲程，而较长的轴环允许活塞有较短的冲程。

现在参考图3和图4，当中心机构100处于缩回状态时，活塞120邻近气缸122的径向延伸壁124布置。为了促动中心机构100的扩张，压缩空气通过端口128被引入到气动室136中。

如图5和图6中所示，压缩空气沿轴向方向推动活塞120远离气缸122的径向延伸壁124。当活塞120沿该方向移动时，每个相应的连杆142和144的第二端156和160沿径向向外的方向移动远离轮毂112。每个连杆142和144的第二端156和160的径向向外移动推动每个相应的分段条154径向向外移动，这导致中心机构100的扩张。由于近侧滚子168抵靠在气缸122的唇部134上的接合和远侧滚子172抵靠在远端板164上的接合，分段条154以光滑、均匀的方式径向移动。分段条154的移动的径向向外的极限由活塞120与轴环182的接合控制。

为了缩回分段条154，停止通过端口128的压缩空气的流动，并且向端口施加真空。真空沿轴向方向推动活塞120远离远端板164。当活塞120沿该方向移动时，每个相应的连杆142和144的第二端156和160朝着轮毂112径向向内移动。每个连杆142和144的第二端156和160的径向向内移动推动每个相应的分段条154径向向内移动，这导致中心机构100的缩回。分段条154的移动的径向向内的极限由活塞120的近端126与气缸122的径向延伸壁124的接合控制。

这样，中心机构100提供了能够实现高达约2.50英寸的轮胎胎冠高度的结构。在轮胎成型操作中，期望的是将胶芯定位成垂直抵靠着每个胎冠肩侧以防止帘布层的拉伸和帘线的分离。当施加帘布层时，高的胎冠保持帘布层的增加的高度，其维持用于成形和固化的帘布层的位置，从而使轮胎能够具有增强的整体性。因此，实现高达约2.50英寸的胎冠高度使具有增强的整体性的轮胎的生产成为可能。

中心机构100使这么高的胎冠高度能够被实现，同时中心部分110能够缩回到相对较小的直径，比如约20英寸。在2.50英寸的胎冠高度的基础上，中心部分110能够扩张到约25英寸的最大直径。当与现有技术相比时，单个轴向定向的活塞120的使用令人满意地使这样的扩张能够维持在最佳的力水平和降低的空气压力。例如，为了在具有约20英寸直径的轮胎上形成胎冠，中心机构100需要每平方英寸约50磅的空气压力并产生约2860磅的活塞力。相比之下，现有技术机构需要每平方英寸约123磅的空气压力来实现该相同的力。作为另外的例子，为了在具有约23英寸直径的轮胎上形成胎冠，中心机构100需要每平方英寸约80磅的空气压力并产生约4570磅的活塞力。相比之下，现有技术机构需要每平方英寸约197磅的空气压力来实现该相同的力。

当与现有技术相比时，单个轴向定向的活塞120还令人满意地使中心机构100能够利用降低的真空水平缩回。本发明的中心机构100可使用高容积的空气和/或高压力的组合来获得活塞120的全冲程，这令人满意地提供了多种控制冲程速度的方法。

此外，通过由轴环182提供的机械止挡能够实现对中心机构100的冲程长度的容易的控制。例如，利用较长的轴环182中心机构100可被用来成型具有一英寸胎冠高度的轮胎。远端板164可容易地被移除以更换较长的轴环182并用较短的轴环替换它。当远端板164重新安装后，中心机构100则可用来成型具有2.5英寸胎冠高度的轮胎。

本发明的中心机构100具有相比现有技术中心机构没那么复杂的有效构造，这使本发明相比于现有技术能够更加容易地建造并维护。此外，本发明的中心机构100的部件可由比如铝的材料形成，以使本机构相比于现有技术的中心机构能够令人满意地更轻。

本发明还包括利用包括中心机构100的轮胎成型鼓102形成轮胎的方法。该方法包括依照以上展现并在图1到图6中示出的描述的步骤。

应理解的是，在不影响本发明的整体构思或操作的情况下，以上描述的中心机构100的结构可被改变或重新布置，或者本领域技术人员已知的部件可被省去或被添加。此外，本发明的中心机构100可采用不同于本文中描述并示出的那些的类型的轮胎成型鼓102。

已参考优选实施例描述了本发明。在阅读并理解本说明之后他人会想到可能的改动和修改。应理解的是，所有这些改动和修改被包括在所附权利要求陈述的本发明的范围及其等同物内。

Claims

1.一种用于轮胎成型鼓的中心机构，所述轮胎成型鼓能够旋转地安装在中心驱动轴上并包括左手侧、右手侧和布置在左手侧和右手侧之间的中心部分，所述中心机构布置在所述鼓的所述中心部分中，所述中心机构包含：

座置在所述中心驱动轴上并固定到所述中心驱动轴的轮毂，所述轮毂包括布置在轮胎成型鼓的左手侧附近的近端和布置在轮胎成型鼓的右手侧附近的远端；

在所述轮毂的近端处绕所述活塞布置并与所述轮毂和所述活塞协作来形成气动室的气缸；

连接到所述轮毂的远端的远端板；

刚性地连接到所述活塞的多个连杆座；

枢转地连接到所述连杆座的多个连杆；以及

绕所述中心机构的圆周布置的多个分段条，所述分段条中的每一个工作地连接到所选连杆并座置在所述气缸的唇部与远端板之间，由此当压缩空气引入到所述气动室中时，所述活塞沿轴向方向移动，从而促动所述连杆的移动，所述连杆进而促动所述分段条的径向移动，

其中，左手侧和右手侧通过布置在中心驱动轴中的中心引导螺杆互连并相对于中心部分定位，中心机构包括轮毂，其座置在中心驱动轴上并形成有间隔开约180度的一对开口，轮毂开口中的每一个与形成在驱动轴中的一对开口中相应的一个对准，销延伸通过每组对准的开口以将轮毂固定到轴，每个销是安全销，其是轮毂与驱动轴之间的应力水平增加超过预定的量的情况下的可变形的牺牲构件，从而防止对轮毂和/或牵引轴或其它部件的损坏。

2.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述气缸形成有径向延伸壁，所述径向延伸壁形成有充气端口以使压缩空气能够引入到所述气动室中。

3.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述多个连杆包括连杆对，其中每对的第一连杆包括枢转地连接到所述连杆座中所选一个的第一端，并且所述对的第二连杆包括枢转地连接到所述所选连杆座的第一端。

4.如权利要求3所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中每对的所述第一连杆包括枢转地连接到所述分段条中所选一个的径向延伸壁的第二端，并且所述对的第二连杆包括枢转地连接到所选分段条的所述径向延伸壁的第二端。

5.如权利要求3所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中每对连杆包括形成有Z字形构造的第一连杆和形成有C字形构造的第二连杆。

6.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述远端板可拆卸地连接到所述轮毂的远端。

7.如权利要求6所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中至少一个近侧滚子邻近所述气缸的所述唇部能够旋转地连接到所述分段条中所选一个的径向延伸壁，并且至少一个远侧滚子邻近所述远端板能够旋转地连接到所选分段条的所述径向延伸壁。

8.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其进一步包含邻近所述远端板绕所述轮毂远端布置以形成用于所述活塞的限位机械止挡的轴环。

9.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述轮毂形成有至少一个开口，所述至少一个开口与形成在所述轮胎成型鼓的所述中心驱动轴中的开口对准，并且所述对准的轮毂开口和驱动轴开口接收可变形的机械紧固件。

10.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述轮毂形成有开口对，所述轮毂开口中的每一个与形成在所述轮胎成型鼓的所述中心驱动轴中的相应的开口对准，所述对准的轮毂开口和驱动轴开口中的每个接收能够变形的机械紧固件。

11.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述活塞包括约141毫米的内径。

12.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述活塞包括约258.8毫米的外径。

13.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述中心机构需要约每平方英寸50磅的空气压力来产生约2860磅的活塞力。

14.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中所述中心机构需要约每平方英寸80磅的空气压力来产生约4570磅的活塞力。

15.如权利要求1所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中绕着所述中心机构的圆周布置的所述多个分段条包括十六个分段条。

16.如权利要求15所述的用于轮胎成型鼓的中心机构，其中工作地连接到所述活塞的所述多个连杆包括用于每个分段条的两个连杆。