CN107810104A - 处理室的竖直位置固定 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎硫化机(200)内的处理室(30)的竖直位置固定，所述竖直位置固定用于至少在硫化过程期间固定处理室元件(40、50、60)，使得在关闭位置能够维持至少一个限定的竖直距离H，其中，固定结构(300)设置在至少一个处理室元件上，并且设计成使得能够支持吸收出现的力的并且可释放的固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎硫化机内的处理室的竖直位置固定，所述竖直位置固定用于至少在硫化过程期间固定处理室元件，使得在关闭位置能够固定至少一个限定的竖直距离H，其中，固定结构设置在至少一个处理室元件上，并且设计成使得能够支持可释放的并且吸收出现的力的固定。
背景技术
生产例如用于车辆、如汽车或摩托车的轮胎是由大量的生产和加工步骤组成的成本非常高的工艺。其原因在于由相当多的不同的单独的部件组成的复杂的轮胎结构。除此之外还因为下述事实：在所谓的硫化的压力和温度的作用下，这些大量的部件必须相互联系。对于完成的轮胎的材料属性和粘附属性而言，硫化过程也是重要的。
为此，生产轮胎的基本生产步骤之一是最终将形成完成的轮胎的轮胎坯件的硫化。为此，将轮胎坯件嵌入位于轮胎硫化机内的模具或轮胎模具中，然后加热到与材料相关的硫化温度，然后在轮胎坯件内施加硫化压力。为了达到硫化温度和硫化压力，在轮胎坯件的内部空间中引入在相应温度和压力下合适的加热介质。
硫化基本上具有在一个或多于一个的时间间隔内借助于温度和压力实际上“完成烘烤”轮胎坯件的目的，即，使轮胎坯件的组分相互联接并且通过交联过程使基材和印度橡胶/天然橡胶层具有弹性特性。为此，除了实际的压力和温度应用之外，还需要将与基体材料相匹配的不同的添加物质用于交联以及如果需要的话用于交联加速。
为了执行弹性体材料的硫化，必须将相当大量的热能引入材料中。为此，使轮胎坯件在内侧经受硫化温度和硫化压力的作用是非常不足的。
为了达到硫化过程所需的热能和压强施加的量，在硫化机中在轮胎坯件的外侧上替代地或附加地设置对轮胎坯件的压力和/或温度作用。为此，通常安装包围轮胎模具并且可打开或关闭的处理室，使得待硫化的轮胎坯件能够被嵌入、硫化和移除。
轮胎坯件的特别厚的区域是胎面。侧壁具有相对薄的设计。这种明显的厚度差异的原因是布置在胎面区域的另外的轮胎部件，例如钢缓冲层、缓冲层覆盖层以及与侧壁相比相对较厚的印度橡胶/天然橡胶层。这种明显更厚的印度橡胶/天然橡胶层具有较大的壁厚度，这尤其是因为它包含了在硫化过程期间产生的实际轮胎轮廓。为此，胎面区域或设置在那里的厚壁式印度橡胶/天然橡胶体必须被加热，直到它能够塑性地流动并且能够被硫化压力压入轮胎硫化机的轮胎坯件模具的阴轮廓模具中。塑料流动性在较宽范围内随着材料的加热的增加而增大，从而需要较小的压力，以便能够可靠地产生轮廓。
考虑到高达200摄氏度的、经常在约160摄氏度的范围内的必要的硫化温度，在处理室或轮胎模具中在轮胎硫化机的机器内部与通常具有室温的环境之间存在明显的温度梯度。除了机器运行的基本要求之外，考虑到最节能的资源保护，这种情况还必须减少热量损失、特别是由于轮胎硫化机的处理室的表面上的对流而产生的热量损失。
许多轮胎硫化机构造成使得处理室是功能性核心元件。处理室直接用于容纳待硫化的轮胎坯件或者轮胎模具或者所谓的容器，并且在空间尺度上借助于底板、成型压板和成型反压板以及优选地圆筒形的张紧壳被限界。主要由于对流，处理室的所有室限界部件都参与了热量损失。特别地具有相当大的表面的张紧壳在这种情况下导致大的热损失。
不仅对流引起的热量损失直接影响轮胎硫化机的能量平衡。处理室的尺寸、特别是空间体积在这方面也是不容忽视的因素。在理想的情况下，处理室的尺寸设计成使得能够容纳分别具有或不具有可选的包围容器或轮胎模具的待硫化的轮胎坯件。在这种情况下，必须注意处理室必须能够被打开和关闭。而且，至少在打开位置，必须有利于操作空间，以便在处理室的卸载和装载期间确保轮胎坯件或完成的轮胎的操作。
为了能够以在能量方面有利的且功能实用的方式执行轮胎硫化，特别是在交替的不同尺寸的轮胎的情况下，至少处理室的高度和/或其净宽度可借助于适当的措施来影响和调整是必要。
处理室的另一要求标准是待硫化的轮胎坯件的内部和/或外部压力施加。为了达到硫化过程所需的热能和压力施加的量，在硫化机中作用在轮胎坯件上的压力和/或温度替代地或附加地设置在轮胎坯件的外侧上。为此，被称为轮胎模具并且可打开或关闭的处理室通常被安装成使得待硫化的轮胎坯件能够被嵌入、硫化和移除。
按照压强在所有侧传播的一般物理原理，处理室和/或操作室或轮胎模具必须在径向和轴向方向上支撑和吸收压力和压强力。因此，无论轮胎模具是相对于待硫化的轮胎的旋转轴线纵向地还是横向地布置，用于打开和关闭轮胎模具的移动装置通常不仅必须施加用于至少一个半模的移动的力，而且这些移动装置还必须对于轮胎硫化期间的关闭力而言具有足够的尺寸。由于达到数kN的关闭力，因此，在大多数情况下，除了机械解决方案、例如曲柄连杆结构或主轴之外，还使用高压液压缸。
这种类型的装置确实集成了移动功能和关闭力功能，但其轴向结构非常高，并且根据实施例，对径向力和高温或温度梯度敏感。
克服这种问题复杂性的一种方法可在于以设备工程的方式将关闭力功能与移动功能分开。在这种功能分离的情况下，必须可选地附加地提供锁定功能，所述锁定功能在特定的前提下也可在移动装置内实现。
为了形成用于与移动功能分开地实现的关闭力功能的合适和有利的关闭力单元，提出了基于柱塞缸原理在结构上集成到轮胎硫化机、特别是线性驱动器中。为此，至少一个液压缸构造成轮胎硫化模具和/或机器部件的一体化组成部分。
我们旨在引入由活塞和可能的活塞杆以及缸体组成的液压缸，但不是作为单独的引入部件，而是以集成的方式将流体线性驱动器构建到轮胎硫化机的底板或基板中。
通过直接利用底板作为缸体，可实现集成式的构造。为此，根据流体线性驱动器的实施例，孔对应于所需数量的流体线性驱动器被引入底板中，并且根据流体线性驱动器的实施例，所述孔可构造为通孔和/或盲孔。通过这种方式，可集成基于柱塞缸原理的活塞-活塞杆-线性驱动器以及活塞-线性驱动器。
如果使用这种关闭力单元来提供关闭力功能，则必须添加实现移动功能的移动装置，以便实现轮胎模具或处理室以及进而的轮胎硫化机的腔室的打开和关闭。
用于提供移动功能的移动装置可以以集成的方式构造，或借助于具有线性驱动器和线性引导单元的与关闭力单元分离的装置以单独的方式构造。例如液压缸、电动直线驱动器、主轴和滚珠丝杠或各种类型的导向装置等多种可能方案都适合于此。
在关闭力功能与移动功能的功能分离的情况下，在许多情况下还需要实现另外的功能目标：至少一个处理室形成元件的竖直位置固定。
针对关闭力和/或由于处理室内部压强导致的压强力，必须执行这种固定，因为在大多数情况下，移动装置不能或不能经济地对此进行设计。
发明内容
本发明的一个目的在于提供处理室形成元件中的至少一个的竖直位置固定，所述竖直位置固定至少部分地实现了所述的功能，并支持节约成本的整体结构。
为了实现该目的，根据本发明的教导提出了一种具有实现的固定结构的张紧壳，所述固定结构与关闭力单元的至少摩擦接合的元件相互作用。
适用于该目的的张紧壳优选为圆筒形部件，所述张紧壳至少部分地在几何上限界处理室并提供足够高的机械强度、对于出现的温度梯度的抵抗能力和结构完整性。
本发明提出固定结构是处理室的结构上一体的组成部分、特别是作为该处理室的至少一个元件的张紧壳的结构上一体的组成部分。
固定结构在结构上借助于类似卡口原理的机构来实现。为此，在处理室限界部件中设置至少一个突起，所述突起例如具有鼻状或栓状突起的形式，并与张紧壳中的至少一个相应的纵向和横向槽组合相互作用。至少一个纵向槽用于在所述至少一个突起在槽组合中的功能性接合期间提供用于竖直位置的移位的自由度。至少一个槽组合的横向槽部分在突起的接合期间实现竖直位置固定。
为了能够在不发生结构损伤的情况下并且在非常大量的应力循环的过程中，至少暂时地吸收处理室的张紧壳中的在轮胎硫化期间出现的高张力以及通常相当大的力载荷和压强载荷，固定结构对于疲劳强度而言具有足够的尺寸。
在本发明的一个特别有利的实施例中，旨在提供至少两个固定结构，所述固定结构分别包括突起与纵向和横向槽组合的至少一个组合。通过这种方式，可减小部件中的不期望的弯曲应力。此外，包括至少两个点的这种固定被静态地限定，从而在处理室的关闭位置期间实现更均匀的载荷分布。
在本发明的另一有利的实施例中，使在功能上对应于所述至少一个突起的所述至少一个纵向和横向槽组合布置在张紧壳的内侧上。在该实施变型例中，相应的所述至少一个突起以径向向外延伸的方式设计。固定结构在张紧壳的内侧上的布置提供了节省空间且紧凑的整体结构。此外，一方面通过使力线偏转最小化并且另一方面通过避免弯曲应力，使部件内的应力特性均匀化。
为了能够优化地以支撑的方式吸收出现的力，在一个实施变型例中，使所述至少一个突起位于轮胎硫化机的底板上。所述底板作为在用于成型压板的技术功能方面的支座并进而作为关闭力单元的力作用的吸收元件，以这种方式确保了处理室的区域上的关闭力、压强力和压力可被限定或限制。因此，轮胎硫化机的移动单元和/或支撑元件可仅针对它们各自的功能来确定尺寸。因此，支持了成本降低型的结构，并形成了更大的更自由的操作空间。
本发明的另一个思想涉及竖直位置固定的可调整性。在各种竖直位置处的固定以简单和快速的方式支持了不同尺寸的轮胎的硫化，并且使得能够实现轮胎生产设备的不复杂的批量更换。为了竖直位置固定的可调性，可使纵向和横向槽组合以适当的方式设计。为此，至少两个横向槽可分配给所述至少一个纵向槽，并且设计成使得所述至少一个突起可以选择性地进入并接合在第一或第二横向槽中。所述至少两个横向槽在张紧壳的轴向尺度上布置在不同的竖向位置，从而能够固定张紧壳的彼此不同的至少两个竖直位置。
附图说明
附图中示出了根据本发明的用于轮胎硫化机的处理室的张紧壳的竖直位置固定的一示例性实施例。附图中：
图1：以具有xz平面中的局部剖面的整体透视图示出了根据本发明的用于轮胎硫化机200的处理室30的张紧壳50的竖直位置固定的固定结构300的一示例性实施例；
图2：示出了处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，呈至少一个纵向和横向槽组合320和至少一个突起310的形式的固定结构300至少设置在张紧壳50的内表面上；
图3：以侧视图示出了处于部分打开位置的处理室30的透视剖视图，其中，呈至少一个纵向和横向槽组合320和至少一个突起310的形式的固定结构300至少设置在张紧壳50的内表面上；
图4：以侧视图示出处于打开位置的处理室30的透视剖视图；
图5：以侧视图示出处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，张紧壳50相对于底板10处于第一竖直位置固定；
图6：以侧视图示出处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，张紧壳50相对于底板10处于第二竖直位置固定；以及
图7：以侧视图示出处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，张紧壳50相对于底板10处于第三竖直位置固定。
具体实施方式
图1以具有xz平面中的局部剖面的整体透视图示出了根据本发明的用于轮胎硫化机200的处理室30的张紧壳50的竖直位置固定的固定结构300的一示例性实施例。
轮胎硫化机或轮胎热压机200在本示例中构造为柱式压力机，并且在其支撑整体结构中具有带有立柱110的机床床身100、横向件80和底板10。
如果轮胎热压机200例如构造成框架式压力机或座式压力机，则使用框架或基座代替立柱，所述框架或基座通常是机床床身的一体部分并承担安装和引导任务。在轮胎热压机200的所有实施例中，都可设置处理室30。
轮胎硫化机200的功能核心元件是处理室30，所述处理室的空间尺度通过成型压板40或底板10和成型反压板60以及优选地通过圆筒形张紧壳50限界。除了限界硫化室30之外，张紧壳50还分配有两个另外的功能性任务：由于硫化室30内在轮胎坯件的硫化期间的压强力，张紧壳50吸收产生的沿轴向的(张)力，并且对于硫化室30中的高达160℃的、在某种程度上甚至更高的硫化温度起到隔热作用。
成型压板40既可线性地轴向地移位，又可经受施加力，使得可在处理室30中形成压力，并调节处理室的容积。成型反压板60实际上构成用于成型压板40的对于关闭力和压力的支座，其中，张紧壳50产生板10、40、60之间的摩擦接合。
优选地，张紧壳50固定在成型反压板60上，并可作为共同的模块单元轴向地移动。成型反压板60与张紧壳50一起借助于两个立柱110经由横向件80被引导。
移动单元由用于包括成型反压板60和张紧壳50的模块单元的轴向移动驱动器形成，并且在本示例中借助两个液压缸90实现，所述液压缸产生横向件80至机床床身100的功能性连接，并优选为双动式。
图2示出了处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，呈至少一个纵向和横向槽组合320和至少一个突起310的形式的固定结构300至少设置在张紧壳50的内表面上。
处理室30的基本部件是底板10、成型压板40、成型反压板60和张紧壳50。可提供可选的适配板70，用于将轮胎半模固定在成型压板40和/或成型反压板60上。
底板10作为用于轮胎坯件的处理和硫化的另外的模块单元的支撑基座定位成邻接处理室30并从热学角度上在端面上封闭所述处理室。图2所示的示例借助于成型压板40下方的竖直的同心的位置实现底板10与处理室30的邻接的定位。
对应于所述至少一个纵向和横向槽组合320的所述至少一个突起310固定在卡口环311或卡口环的一体式组成部分上。卡口环311优选地相对于底板10具有旋转自由度地可移动地固定，并且经由端面邻接肩部312可在固定结构300接合在锁定位置时吸收出现的张紧壳的张力式邻接力。
从相应的固定结构300的功能性相互作用中，可在所述至少一个突起310接合在所述至少一个纵向和横向槽组合320中期间实现两种位置状态：
-如果突起接合在纵向槽的区域中，则借助于在此存在的轴向自由度，支持张紧壳50相对于底板10的竖直位置变化，
-如果突起接合在横向槽的区域中，则借助于在此通过形状配合阻碍轴向运动自由度来保持张紧壳50相对于底板10的竖直位置——固定结构在此位于锁定位置。
所述至少一个突起310从纵向槽的区域到横向槽的区域中的位置变化借助于卡口环311的具有合适的弧度的旋转运动来实现。旋转运动可在突起定位成沿着周向与横向槽对准时开始。
图3示出了处于部分打开位置的处理室30的透视剖视图的侧视图，其中，呈至少一个纵向和横向槽组合320和所述至少一个突起310的形式的固定结构300至少设置在张紧壳50的内表面上。
从图3中可以看出，本发明的该示例性实施例具有多个纵向和横向槽组320，所述纵向和横向槽组320(在本示例中对称地)分布在张紧壳50的圆周上并与突起310相互作用，所述突起310分别以相应的方式轴向对准地布置在卡口环311上。利用固定结构300、310、320的这种多重布置，通过辅助静态确定的载荷分布，可防止明显的局部载荷最大值。
该示例性实施例还示出了三个横向槽320，所述横向槽在轴向方向上彼此上下地平行地布置，并且在几何上设计成使得突起310能够接合。这样可在三个固定位置进行竖直位置调整。
图4以侧视图示出处于打开位置的处理室30的透视剖视图，其中，底板10与张紧壳50之间具有最大可能的净宽度。所描绘的打开的处理室30是关于压力机构造工程的腔室，并且处理室在所描绘的打开位置使得能够实现操作功能、特别是轮胎坯件的装载和/或完成硫化的轮胎的卸载。
图5以侧视图示出处于关闭位置的处理室30的透视剖视图，其中，张紧壳50相对于底板10处于第一竖直位置固定H1。固定结构310、320以形状配合的方式与榫槽结构类似地彼此接合，使得可传递底板10与张紧壳50之间的轴向方向的纵向力。
与图5类似，图6和图7示出了张紧壳50相对于底板10的被支持的另外的竖直位置固定H2、H3。图中所示的示例性实施例具有横向槽，所述横向槽相对于彼此布置成使得能够提供以下竖直位置尺寸：H1>H2>H3。
Claims (19)
1.一种轮胎硫化机(200)内的处理室(30)的竖直位置固定，所述竖直位置固定用于至少在硫化过程期间固定处理室元件(40、50、60)，使得在关闭位置能够固定至少一个限定的竖直距离H，其特征在于，固定结构(300)设置在至少一个处理室元件(40、50、60)上，并且设计成使得能够支持可释放的并且吸收出现的力的固定。
2.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述固定结构(300)支持处理室元件(40、50、60)相对于彼此的竖直位置固定。
3.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述固定结构(300)至少设置在张紧壳(50)的区域内。
4.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述固定结构(300)至少设置在张紧壳(50)的内壁的区段中。
5.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述固定结构(300)借助于至少一个纵向和横向槽组合(320)形成。
6.根据权利要求5所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述纵向和横向槽组合(320)具有至少两个横向槽，所述横向槽在轴向方向上彼此上下地布置，从而支持至少两个限定的竖直距离H1、H2的关闭位置的固定。
7.根据权利要求5所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300)由多个纵向和横向槽组合(320)形成。
8.根据权利要求7所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300)的多个纵向和横向槽组合(320)对称地或不对称地布置在张紧壳(50)的内壁的圆周上。
9.根据权利要求5所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300)包括至少一个突起(310)，所述突起对应于所述至少一个纵向和横向槽组合(320)并与所述至少一个纵向和横向槽组合(320)功能性地相互作用。
10.根据权利要求9所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述至少一个突起(310)固定在卡口环(311)上。
11.根据权利要求10所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，卡口环(311)经由端面邻接肩部(312)可移动地固定在底板(10)上。
12.根据权利要求11所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，卡口环(311)的可移动的固定具有旋转自由度，使得卡扣环能够在锁定位置与固定结构(300)支持处理室元件(40、50、60)的轴向线性可移动性的位置之间枢转。
13.根据权利要求12所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，所述旋转自由度对应于沿着大约1/8Pi的弧度的距离。
14.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300、310、311、312、320)设计成使得在锁定位置，张紧壳的力能够被吸收。
15.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300、310、311、312、320)布置成使得在锁定位置能够减小张紧壳(50)中的弯曲应力。
16.根据权利要求1所述的处理室(30)的竖直位置固定，其特征在于，固定结构(300)支持处理室元件(40、50、60)相对于底板(10)的竖直位置固定。
17.一种用于轮胎硫化机(200)的处理室(30)的张紧壳(50)，所述张紧壳具有用于根据前述权利要求中任一项所述的处理室(30)的竖直位置固定的固定结构(300、320)。
18.一种用于轮胎硫化机(200)的处理室(30)，所述处理室具有根据权利要求17所述的张紧壳(50)。
19.一种轮胎硫化机(200)，其具有根据权利要求18所述的处理室(30)。
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