CN108136701B - 用于模制和硫化包括胎肩隔离件的轮胎的自锁模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

自锁模具(100)包括扇区(108)，所述扇区(108)围绕外壳(102)沿周向分布从而抵抗内压并且在固化过程中维持闭合位置而无需借助于额外部件。所述模具(100)包括胎肩隔离件(120)，在模具的闭合位置下所述胎肩隔离件(120)设置在外壳(102)和扇区(108)之间。使用弹性装置(130)从而避免其间的摩擦。

Description

用于模制和硫化包括胎肩隔离件的轮胎的自锁模具及其使用 方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，更具体地涉及使用自锁模具硫化轮胎的领域。

背景技术

为了进行轮胎的硫化，使用一些自锁模具形式的模具，所述自锁模具具有外壳和互补扇区，所述互补扇区通过外部机构而结合在一起以限定环形模制空间。这些模具基本上包括两个用于模制轮胎胎侧的外壳和位于外壳之间的用于模制胎面的多个周向扇区。通过模具外部的机构确保所有这些部件的组装。

将待硫化的轮胎胎坯引入模具，固化薄膜朝向模具牢固地挤压轮胎从而赋予胎面花纹并且获得具有精准尺寸的经硫化轮胎。通常地，由轮胎施加在模具部件上的压力受到将力传递至固化压机底盘的机构的支撑，从而在整个固化时间内保持模具闭合。

图1显示了自锁模具10，其中通过钩状物12a和12b恢复力从而补偿内压P。模具10还包括外壳14，每个外壳14具有互补突出部14a和互补凸缘14b。为了确保模具10闭合，设置截头圆锥形支承表面12b'、14b'使其相对于轴线X-X以角度α倾斜。计算角度α使得相对于压力在扇区12上的作用(倾向于造成扇区12的径向移动，如箭头B所示)，内压P在外壳14上的作用(倾向于造成外壳14的轴向移动，如箭头A所示)更为明显。公开文献EP0436495和FR2983117描述了这种模具。

自锁模具包括可以提供较大的力并且能够帮助打开和闭合模具的部件。当轮胎的设计改变时(例如相对于胎侧改变胎面宽度)，扇区和外壳之间的合作也必须改进而且不能在部件界面之间引入摩擦。

发明内容

本发明提供一种自锁模具，所述自锁模具用于模制和硫化轮胎并且包括外壳和多个扇区，所述扇区围绕外壳沿周向分布从而抵抗内压并且在模制过程中维持闭合位置而无需借助于额外部件。外壳和扇区具有互补表面，从而当模具闭合时沿轴向和沿径向锁定外壳和扇区。外壳包括外部元件，所述外部元件具有外表面和相反的内表面、外侧面和相反的内侧面以及突出部，所述突出部从内侧表面沿轴向延伸并且包括具有截头圆锥形表面的环形凹槽。外壳还包括内部元件，所述内部元件具有外边界和相反的内边界以及外侧边界和相反的内侧边界。所述模具包括至少一个胎肩隔离件，在模具的闭合位置下所述胎肩隔离件设置在外壳和扇区之间。所述模具还包括弹性装置，所述弹性装置维持每个胎肩隔离件和各个内侧边界之间的空间，其中维持空间对应于维持足够的距离使得每个胎肩隔离件避免沿着胎肩隔离件和扇区之间的界面摩擦。

对于本发明的一些实施方案，用于维持足够距离的装置包括设置在上方胎肩隔离件和外壳之间的弹性装置。对于一些实施方案，弹性装置包括一个或更多个弹簧。

对于本发明的一些实施方案，在模具的闭合位置下，胎肩隔离件接合所述接合凹部。

对于本发明的一些实施方案，每个胎肩隔离件具有锁定构件，所述锁定构件设置在由外壳元件的内表面的界面、内壳元件的内侧边界以及扇区的悬臂形成的空间中。

对于本发明的一些实施方案，其中在外壳的外部元件的内表面与锁定构件的构件的内围以及悬臂的上表面两者之间维持预定的最小距离X。两个截头圆锥形表面之间存在区域Y，并且X大于Y。

本发明还提供使用所述自锁模具硫化一个或更多个轮胎的方法。

本发明还提供由所述自锁模具形成的轮胎。

通过如下详细描述，本文公开的发明的其它方面将变得明显。

附图说明

通过考虑如下详细描述并且结合附图，本文公开的发明的性质和各种优点将变得更加明显，附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1为现有技术的自锁模具。

图2A为自锁模具在固化位置下的径向横截面图。

图2B为图2A的自锁模具的胎肩隔离件的截面图。

图3为模具打开程序开始时图2A的自锁模具。

图4和图5显示了模具扇区的缩回过程中图2A和图3的自锁模具。

具体实施方式

下文将详细参考本发明的实施方案，所述实施方案的一个或更多个实施例被显示在附图中。每个实施例作为说明提供而不限制本发明。所选择的技术组合对应于本发明的多个不同的实施方案。本领域技术人员将理解可以进行各种改进和改变。例如，一个实施方案中显示或描述的特征或步骤可以与一个或更多个其它实施方案组合使用从而限制至少一个另外的实施方案。此外，一些特征可以更换成文中未具体说明但是执行相同或相似功能的相似设备或特征。因此，本发明旨在覆盖所述改进和改变，只要它们落入所附权利要求及其等效物的范围内。

本发明包括用于制备车辆轮胎(包括具有可变和可调节性能的轮胎)的设备和方法。本文使用的术语“轮胎”包括但不限于用于轻型车辆、客运车辆、多用途车辆(特别是重型货物车辆)(包括但不限于自行车、摩托车、越野车等)、农业车辆、工业车辆、采矿车辆和工程机械的轮胎。还应理解本发明制造的产品包括整体胎面和局部胎面(正如已知的翻新胎面过程中所使用的)。

根据本发明的自锁模具包括外壳和扇区，所述外壳和扇区合作从而抵抗内压。这些模具的特征在于由支承表面组成的力限制装置，当模具中的内压超过预定阈值时所述支承表面彼此接触。随着压力的增加，施加在外壳和扇区之间的力使得模具的夹持力增加。由于力沿着外壳和扇区之间的界面分布在支承表面之间，因此拐角效应得到限制。模具由此保持闭合而无需借助于额外的外部部件。

图2A至图5中提供的自锁模具100包括上方外壳和下方外壳102，围绕所述上方外壳和下方外壳102沿周向分布一个或更多个扇区108。外壳102和扇区108与已知的打开和闭合装置(未显示)相联，所述打开和闭合装置造成外壳的轴向移动和扇区的径向移动。如图2A所示，模具100处于闭合位置，所述闭合位置对应于内部挤压力作用于外壳和扇区的位置(例如在固化过程中)。

每个外壳102包括接近打开和闭合装置的外部元件104以及与轮胎接触从而模制轮胎的内部元件106。每个外部元件104包括外表面104a和相反的内表面104b，所述内表面104b限定外部元件和内部元件之间的界面。外侧表面104c相对于表面104a和104b有共同空间范围(coextensive)并且与内侧表面104d相反。突出部104e从内侧表面104d沿轴向延伸并且具有由环形肋104g限定的环形凹槽104f，所述环形肋104g具有截头圆锥形表面104g'。

内部元件106包括外边界106a，所述外边界106a与外部元件104的内表面104b形成外壳102的外部元件和内部元件之间的界面105。相反的内边界106b被构造成模制轮胎胎侧的至少一部分和胎圈区域。与边界106a和106b有共同空间范围的外侧边界106c与内侧边界106d相反。

每个扇区108包括各自的外边缘108a和内边缘108b和与其有共同空间范围的各自的上边缘108c和下边缘108d。突出部108e从每个边缘108c、108d朝向外部元件104的内侧表面104d沿径向延伸。每个突出部108e包括由环形肋108g限定的环形凹槽108f，所述环形肋108g具有截头圆锥形表面108g'。环形凹槽104f、108f和各个环形肋104g、108g形成互补表面，从而当模具100闭合时沿轴向且沿径向锁定外壳102和扇区108。区域“Y”位于两个截头圆锥形表面104g'、108g'之间。在一些实施方案中，区域Y的值可以为约2mm。

扇区108的内边缘108b包括胎面模制部分108h，所述胎面模制部分108h设置在模具100的内部并且将一个或更多个待模制的胎面元件引入轮胎(未显示)。胎面元件可以包括一个或更多个不同的胎面模制元件。胎面模制部分108h可以具有限定胎面模制区域的边界元件108j。扇区108和胎面模制部分108h可以如图所示为一体的，或者可以以分开的部件的形式制得。

对于每个扇区108，从内边缘108b延伸的悬臂110’、110”设置在每个边界元件108j和相应边缘108c、108d之间。每个悬臂110’、110”包括上表面110a、下表面110b和有共同空间范围的侧面110c。当模具100闭合时，上方悬臂110’的上表面110a设置在外部元件104的内表面104b附近。当模具100闭合时，下方悬臂元件110”的下表面110b设置在外部元件104的内表面104b附近。每个悬臂110’、110”和相应的边界元件108j之间限定的接合凹部112包括上接合部112a和下接合部112b。图5中可以更具体地看到接合凹部112。

扇区108可以选自沿着胎面模制部分108h具有不同胎面花纹的扇区。可以设想，选择的扇区108可以与非选择的扇区互换。

模具100还包括上方胎肩隔离件和下方胎肩隔离件120。每个胎肩隔离件120接合相应的接合凹部112。每个胎肩隔离件120包括通常凹陷的界面AB，所述界面AB朝向模具的轴线Y-Y向内转向并且对应于轮胎轮廓的部分。每个胎肩隔离件120包括界面BC，当模具100闭合时所述界面BC与相应的接合部112b合作。当模具100闭合时，每个胎肩隔离件的界面DE与相应的接合部112a合作。另一个界面AF与互补凸起106e合作，所述互补凸起106e从内部元件106的内侧边界106d沿轴向向外延伸。当模具100闭合时，每个接合凹部112沿着界面BC和DE接合各个胎肩隔离件120。更具体地，接合部112a沿着界面DE接合胎肩隔离件120，并且接合部112b沿着界面BC接合胎肩隔离件120。

每个胎肩隔离件120包括锁定构件120a，所述锁定构件120a位于由外部元件104的内表面104b的界面、内部元件106的内侧边界106d以及扇区108的悬臂110’、110”形成的空间123中。锁定元件120a包括朝向内部元件106的内侧边界106d沿轴向突出的构件120b。构件120b具有外围120b'和内围120b”，所述外围120b'接近外部元件104的内表面104b，所述内围120b”被放置成接近凸起106e。当模具100闭合时，外围120b'通常与上方悬臂110'的上表面110a对齐。为了能够任意地除去扇区108，在这些对齐表面和内表面104b之间保持最小距离X。侧围120b”'与内部元件106的内侧边界106d合作。

如图2B中箭头F所示，在固化过程中，每个胎肩隔离件120特别是沿着扇区AB经受模具100的内压。在闭合位置下，截头圆锥形表面104g'、108g'由于施加在外壳102和扇区108上的压力产生的闭合力而接触。为了确保充分的契合效果同时在打开模具100时维持外壳102和扇区108之间的足够空间，外壳102必须闭合使得X大于Y。可以设想，当模具100中的压力达到预定值时(该值取决于轮胎的特定构造)，截头圆锥形表面104g'、108g'彼此合作。

为了限制上方胎肩隔离件120'的界面BC上的摩擦，本发明设想使用弹性装置从而维持每个胎肩隔离件120(特别是锁定元件120a)和各个内部元件106之间的空间123。维持空间123对应于维持足够的距离使得每个胎肩隔离件120避免沿着界面BC与扇区摩擦。

在一些实施方案中，通过设置在上方胎肩隔离件120'(特别是其锁定元件120a)和内部元件106(特别是其凸起106e)之间的空间123中的一个或更多个弹簧130补偿重力。当如图2A所示模具100闭合时，弹簧130被压缩。最小距离X防止在模具打开过程中在外壳102的轴向途径中出现机械堵塞。弹簧130可以是沿径向设置在空间123中的一个弹簧或更多个弹簧。弹簧130被放置成避免界面BC和扇区之间的摩擦从而限制磨损和/或咬合的现象。

在一些实施方案中，一个弹簧130或多个弹簧130也可以设置在接近下方胎肩隔离件120”的空间123中。弹簧130不限于一种类型的弹簧构造，其可以包括一种或多种构造，包括但不限于螺旋弹簧、叶片弹簧、均衡弹簧及其补充产品或等效产品。例如，可以使用一个或更多个贝氏弹簧垫圈。在另一个实施例中，模具100可以依靠选自外部元件104、内部元件106以及一个或两个胎肩隔离件120的至少一个元件的弹性变形。

如图3中箭头F1所示，闭合力施加至模具100从而开始除去扇区108。通过施加力F1，外壳102(包括外部元件104和内部元件106)和胎肩隔离件120朝向中心轴线Y-Y沿轴向移动从而释放环形凹槽104f、108f和相应的环形肋104g、108g之间的锁扣(例如通过使互补锁定表面沿轴向移位)。然后弹簧130延伸从而减轻上方胎肩隔离件120'的界面BC和接合部112b之间的摩擦。对于包括相对于下方胎肩隔离件120”设置的弹性装置的实施方案，这些弹性装置以相似方式操作。

如图4和图5中箭头C所示，扇区108相对于外壳102和胎肩隔离件120的组件沿径向缩回。由于沿着上方胎肩隔离件120'的界面BC避免了摩擦，因此即使当轮胎设计改变时仍然可以遵守环形凹槽104f、108f和环形肋104g、108g之间的最小公差。在完全除去扇区108时，如图5所示，可以从模具中除去经模制的轮胎，并且模具可以准备用于下一次固化循环。

在打开和闭合模具100的过程中，在上方胎肩隔离件和下方胎肩隔离件之间，移动基本上相同。在弹簧130的使胎肩隔离件与外壳分离的较高位置下存在微小差异，而在较低位置下，通过重力沿着界面DE滑动而实现该分离。如果弹簧不处于较高位置，在扇区缩回之前则是扇区将胎肩隔离件维持在BCDE凹槽中并且胎肩隔离件沿着界面BC滑动并且接触外壳。当扇区靠近时，扇区连同胎肩隔离件一起沿着界面BC返回。

本发明展示了即使当轮胎设计改变时仍然能够保持自锁模具的有益特征的技术方案。本发明确保保持紧密公差同时减小沿着模具元件之间的界面的摩擦。通过确保扇区与外壳元件的适当分离，本发明自身能够针对多种轮胎构造进行硫化，同时保持了已知自锁模具的有益性能。

各种模制技术中的至少一些模制技术可以连同硬件或软件或(如果希望的话)连同硬件和软件的组合一起实施。处理功能可以对应于包括一个或更多个处理设备的任何类型的计算机设备。计算机设备可以包括任何类型的计算机、计算机系统或其它可编程电子设备，特别是客户端计算机、服务器计算机、便携式计算机(特别是笔记本电脑和平板电脑)、手持式计算机、移动电话(特别是智能电话)、游戏设备、集中控制器、近场通信设备、具有至少部分使用云服务执行的应用的设备，或其任何组合和/或任何等效物(特别是非接触式设备)。此外，计算机设备可以使用一个或更多个网络计算机(例如集群式计算机系统或其它分布式计算机系统)实施。

本文公开的尺寸和数值不限于指定计量单位。例如，用英制单位表示的尺寸被理解为包括用公制单位和其它单位表示的等效尺寸(例如公开的“1英寸”的尺寸旨在表示“2.5cm”的等效尺寸)。

本文使用的术语“方法”或“过程”可以包括至少通过一个电子装置或计算机装置执行的一个或更多个步骤，所述电子装置或计算机装置具有用于执行进行所述步骤的指令的处理器。

术语“至少一个”和“一个或更多个”可互换地使用。描述的“在a和b之间”的范围包括数值“a”和“b”。

引用的任何文献并不暗示其是比本文描述或要求保护的任何发明更差的技术，也不暗示其单独或以任何方式与另一文献或其它文献组合能够教导、启示或描述本发明。此外，在本文献中的术语的含义或定义与通过引用引入的文献的相同术语的任何含义或定义矛盾的情况下，以本文献中该术语的含义或定义为准。

虽然已经说明和描述了公开装置的具体实施方案，但是应理解可以进行各种变化、增加和改进而不偏离本公开的精神和范围。因此，除了所附权利要求书中陈述之外，本文公开的发明的范围不受限制。

Claims (14)

1.自锁模具(100)，所述自锁模具(100)用于模制和硫化轮胎并且包括：

外壳(102)；和

多个扇区(108)，所述多个扇区(108)围绕外壳(102)沿周向分布从而抵抗内压并且在模制过程中维持闭合位置而无需借助于补充部件；

其中外壳(102)和扇区(108)具有互补表面，从而当模具(100)闭合时沿轴向和沿径向锁定外壳(102)和扇区(108)，

其特征在于，外壳(102)包括：

外部元件(104)，所述外部元件(104)具有外表面(104a)和相反的内表面(104b)、外侧面(104c)和相反的内侧面(104d)以及突出部(104e)，所述突出部(104e)从内侧表面(104d)沿轴向延伸并且包括具有截头圆锥形表面(104g')的环形凹槽(104f)；和

外壳(102)的内部元件(106)，所述内部元件(106)具有外边界(106a)和相反的内边界(106b)以及外侧边界(106c)和相反的内侧边界(106d)；

所述模具(100)包括至少一个胎肩隔离件(120)，在模具(100)的闭合位置下所述胎肩隔离件(120)设置在外壳(102)和扇区(108)之间；

所述模具包括弹性装置，所述弹性装置维持每个胎肩隔离件(120)和各个内边界(106b)之间的空间(123)，其中维持空间(123)对应于维持足够的距离使得每个胎肩隔离件(120)避免沿着胎肩隔离件(120)和扇区(108)之间的界面BC摩擦。

2.根据权利要求1所述的自锁模具(100)，其中每个扇区(108)包括外边缘(108a)、内边缘(108b)和各自的有共同空间范围的上边缘和下边缘(108c、108d)和突出部(108e)，所述突出部(108e)从每个上边缘(108c)和每个下边缘(108d)朝向各个外部元件(104)的内侧表面(104d)沿径向延伸，并且每个突出部(108e)具有由截头圆锥形表面(108g')限定的环形凹槽(108f)；

其中在固化过程中，扇区(108)的凹槽(108f)和肋(108g)与外壳(102)的外部元件(104)的凹槽(104f)和肋(104g)锁定。

3.根据权利要求2所述的自锁模具(100)，其中扇区(108)的内边缘(108b)包括胎面模制部分(108h)，所述胎面模制部分(108h)设置在模具(100)的之内并且将一个或若干个待模制的胎面元件引入轮胎，并且胎面模制部分(108h)包括限定胎面模制区域的边界元件(108j)。

4.根据权利要求3所述的自锁模具(100)，其中每个扇区(108)包括上方悬臂(110')和下方悬臂(110”)，每个悬臂(110'、110")从扇区(108)的内边缘(108b)延伸并且悬臂设置在每个边界元件(108j)和扇区的相应边缘(108c、108d)之间，每个悬臂包括上表面(110a)、下表面(110b)和有共同空间范围的侧面(110c)，并且其中：

当模具(100)闭合时，上方悬臂(110')的上表面(110a)设置成接近外壳(102)的外部元件(104)的内表面(104b)；

当模具闭合时，下方悬臂(110”)的下表面(110b)设置成接近外部元件(104)的内表面(104b)。

5.根据权利要求4所述的自锁模具(100)，包括接合凹部(112)，所述接合凹部(112)限定在每个悬臂(110'、110”)和相应的边界元件(108j)之间，并且每个接合凹部(112)具有上接合部(112a)和下接合部(112b)。

6.根据权利要求5所述的自锁模具(100)，其中在模具(100)的闭合位置下，胎肩隔离件(120)接合每个接合凹部(112)。

7.根据权利要求6所述的自锁模具(100)，其中每个胎肩隔离件(120)包括：

凹陷界面AB，所述凹陷界面AB朝向模具轴线Y-Y向内转向；

扇区界面BC，当模具(100)闭合时所述扇区界面BC接合所述下接合部(112b)；

界面DE，当模具(100)闭合时所述界面DE接合所述上接合部(112a)；以及

界面AF，当模具(100)闭合时所述界面AF接合互补凸起(106e)，所述互补凸起(106e)从外壳(102)的内部元件(106)的内侧边界(106d)沿轴向向外延伸。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的自锁模具(100)，其中每个胎肩隔离件(120)包括锁定元件(120a)，所述锁定元件(120a)放置在由外壳(102)的外部元件(104)的内表面(104b)的界面、外壳(102)的内部元件(106)的内侧边界(106d)以及扇区(108)的悬臂(110'、110”)形成的空间(123)中。

9.根据权利要求8所述的自锁模具(100)，其中锁定元件(120a)包括构件(120b)，所述构件(120b)朝向外壳(102)的内部元件(106)的内侧边界(106d)沿轴向延伸，所述构件(120b)包括接近外壳(102)的外部元件(104)的内表面(104b)的外围(120b')和接近凸起(106e)的相反的内围(120b”)，并且当模具(100)闭合时外围(120b')与上方悬臂(110')的上表面(110a)对齐。

10.根据权利要求9所述的自锁模具(100)，其中当模具(100)闭合时：

在外壳(102)的外部元件(104)的内表面(104b)与锁定元件(120a)的构件(120b)的外围(120b')以及上方悬臂(110')的上表面(110a)两者之间维持预定的最小距离X；

两个截头圆锥形表面(104g'、108g')之间存在区域Y；并且

X大于Y。

11.根据权利要求10所述的自锁模具(100)，其中区域Y的值为2mm。

12.根据权利要求8所述的自锁模具(100)，其中弹性装置包括沿径向放置在空间(123)中的一个或更多个弹簧(130)。

13.根据权利要求1至7任一项所述的自锁模具(100)，其中扇区(108)选自沿着胎面模制部分具有胎面花纹的多个扇区。

14.使用根据权利要求1至13任一项所述的自锁模具(100)硫化一个或更多个轮胎的方法。

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