CN109476105A - 用于轮胎的硫化模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轮胎硫化的模具，包括多个节段(1)，所述节段沿周向相邻并且能够在模具闭合位置与模具打开位置之间径向地移动，每一个节段包括插入件(3)，所述插入件(3)制作成一块或者包括多个单独元件(10)，所述插入件(3)相对于支撑件(2)能够拆卸地安装，插入件(3)包括用于模制的径向内部部分和用于与支撑件(2)接触的径向外部部分。根据本发明，所述插入件(3)借助于插入所述插入件与所述支撑件之间的至少一个金属的丝状元件(20)来固定至支撑件(2)，以径向地固定。

Description

用于轮胎的硫化模具

技术领域

本发明涉及用于轮胎硫化的模具，更具体而言，涉及节段类型的模具。硫化模具使用于通过对轮胎胎坯加压和施加热能来硫化轮胎。节段类型的硫化模具被生产为多个部件，所述多个部件被组装并且相对于硫化机在合适的运动学(cinématique)下移动。

背景技术

硫化模具通常包括能够相对于模具的中心轴线径向移动的节段。在这种硫化模具中，用于模制轮胎外表面的空间由两个壳体和一圈节段或者两圈半节段限定，每一个所述壳体模制一个胎侧，所述一圈节段或者两圈半节段使用于模制胎面。在具有可以径向移动的节段的硫化模具中，通常通过关闭圈的轴向运动来驱动节段打开、关闭运动，所述关闭圈具有截头圆锥形状的内表面，截头圆锥形状的内表面与节段的截头圆锥形状的径向外表面配合。

这些节段通常包括径向内部部件，所述径向内部部件通常被称为插入件，所述插入件的内表面具有与模制后的胎面的负面相对应的浮凸，以及用作插入件支撑件的径向外部部件。插入件使用铸造技术由铝合金制成，支撑件通常由钢、铸铁或者可选择地由铝合金制成。因此，可以生产整体的插入件或者多个可拆卸的单独元件形式的插入件，这些单独元件一个接一个地布置然后组装，插入件通常可拆卸地固定至节段支撑件上。

文献KR20000006268描述了一种模具，在该模具中使用固定螺钉将插入件固定至它们各自的支撑件。实践证明，当插入件包括多个单独元件的时候，组装的工作量很大。

文献US2008/0191389描述了一种模具，其包括可径向移动的节段，在该模具中，节段由多个插入件构成，所述多个插入件借助于压缩弹簧来彼此紧靠地布置并且借助于端部止动装置和固定螺钉来保持原位。这种使插入件固定的方案需要使用难以装配和拆除的多个部件。已经证实，如果需要经常更换模具插入件，则这种方案是不利的，特别是在模具包括由两个轴向分离的部件制成的节段的情况下。

还已知文献FR2832091，在该文献中节段生产为由中平面轴向地分开的两个部件。插入件以金属板组的形式制造，所述金属板组装在一起并且一起保持在共同的支撑件中。使用固定夹将金属板固定至支撑件，所述固定夹的一个端部与金属板槽接合，所述固定夹的另一个端部螺纹连接至支撑件。在通常包括许多节段的模具中，这种方案需要使用许多固定螺钉和夹具，所述螺钉和夹具的组装花费大量的时间，同时制造昂贵。

此外，当把这种方案应用于使插入件固定至支撑件的时候(插入件以前述文献中的金属板集合的形式制造，或者以一个接一个地布置的可拆卸的单独元件的形式制造)，结果表明在模制具有大量刀槽花纹的轮胎的时候会出现问题。这种方案不适用于模制具有大量刀槽花纹的轮胎，所述具有大量刀槽花纹的轮胎的胎面包括相当大量的切口，所述切口通常相当深。这是因为在这种情况下模具打开时的脱模力非常高，并且有很大的压力在插入元件固定至支撑件的点处施加在插入元件上。然后，可能使固定件屈服，引起脱模问题并且需要更换和/或固定单独元件。

发明内容

本发明的目的是克服上述文献的缺点并且提供一种新颖的方案，以使得可以改善模具节段的插入件与支撑件的固定。

该目的由本发明实现，本发明提出了一种用于轮胎硫化的模具，包括多个节段，所述节段沿周向相邻并且能够在模具闭合位置与模具打开位置之间径向地移动，每一个节段包括插入件，所述插入件制作成一块或者包括多个单独元件，所述插入件相对于支撑件能够拆卸地安装，插入件包括用于模制的径向内部部分和用于与支撑件接触的径向外部部分，其特征在于，所述插入件借助于插入所述插入件与所述支撑件之间的至少一个金属的丝状元件来固定至支撑件，以径向地保持原位。

换句话说，所述模具包括能够径向移动的多个节段，所述多个节段围绕模具的中心轴线或者对称轴线布置成圈，并且能够相对于模具的中心轴线或者对称轴线径向地移动，每一个模具节段通过整体插入件或者包括多个单独元件的插入件与节段支撑件的可拆卸组件获得。为此，支撑件包括用于容纳插入件的径向内部部分以及与节段运动致动装置配合的径向外部部分。插入件通过已知类型的周向固定件相对于支撑件沿周向保持原位，所述已知类型的周向固定件例如包括螺钉和固定垫圈。根据本发明，通过插置在插入件与其支撑件之间的金属的丝状元件径向保持原位。径向保持原位的意思是使插入件能够吸收在脱模期间施加在其上的径向拉出力的保持。这种金属的丝状元件布置在节段内的插入件(或者构成插入件的每一个单独元件)与支撑件之间，并且布置在其周向上，这意味着这是以一定距离远离插入件的模制径向内部部分。这意味着可以避免对模制部分施加应力并且延长其寿命。这种丝状元件需要具有足够的弹性或者柔韧性，以使其能够适应插入件和支撑件的形状，而且足够坚硬以使其能够吸收脱模期间经受的力并且承受接连的装配和移除。

丝状元件的意思是其长度大于其横截面的任何长直元件，无论其横截面的形状如何，例如圆形、椭圆形、矩形或者正方形或者甚至扁平，例如该丝状元件能够被扭绞或者被加工成波纹状。

这种丝状元件优选地以单件制成以覆盖节段的长度，或者甚至对于构成节段插入件的多个单独元件是共有的，并且优选地对于构成节段插入件的所有单独元件是共有的，使得可以具有单个的并且简单的固定件，显著地减少零件的数量和组件表面的加工量。

而且，与已知的方案相比并且在轴的截面中观察，丝状元件(其横截面显著小于其长度)使得可以在支撑件与支撑件端部区域处的插入件之间构建靠近节段的中平面的接触表面，从而确保在固化期间更好地传递热量。

优选地，使所述丝状元件轴向地夹紧在插入件和支撑件之间。轴向固定力因此被丝状元件吸收，使得可以延长模具的活动部分的寿命。这种固定可以使用固定螺钉来实现或者通过部件的力配合组件来实现。

有利地，所述丝状元件插入到由两个彼此面对的沟槽限定的通道中，一个沟槽形成在插入件上，另一个沟槽形成在支撑件上。

然后，这通过在每一个部件中加工彼此面对的开口沟槽产生用于容纳丝状元件的通道，所述这些部件随后通过用丝状元件固定来组装。

优选地，丝状元件与插入件沿着倾斜平面接触。这种倾斜平面与垂直于模具轴线的平面形成的角度小于或者等于45°。由于力在倾斜平面上的分力的作用，可以促使插入件稳固地压靠在节段支撑件上。此外，丝状元件与支撑件之间的接触角非常小(等于或者小于10°)，并且该接触角必须小于与插入件接触的倾斜平面的角度，以防止丝状元件在所施加的力下滑动。

在将单独元件轴向地固定至它们的支撑件的过程中，丝状元件的轴向反作用力沿着倾斜平面传递到单独元件上，这意味着在通道的(并且因此在单独元件的)壁上产生的力的合力使其能够牢固地压靠在支撑件上。因为在固化结束时取出轮胎的时候，该合力与单独元件所受的脱模力方向相反，所以即使在轮胎刀槽花纹较多的情况下，这些元件也很好地保留在模具中。

有利地，所述丝状元件是单丝。

优选地，所述丝状元件的横截面是圆形。

当它是圆形的时候，其直径介于2mm至6mm之间，优选为等于5mm。

有利地，所述丝状元件是弹性的。这使得丝状元件能够采用其所插入的周向通道的弧形形状。

在本发明的一个优选的实施方案中，模具包括由径向中平面轴向地分开的两个系列的节段。

有利地，所述丝状元件通过夹紧螺钉固定，所述夹紧螺钉从所述中平面在丝状元件的方向上插入。这使得丝状元件能够快速并且容易地固定。

本发明的另一个主题是一种用于组装轮胎模具节段的方法，所述模具包括多个节段，所述节段沿周向相邻并且能够在模具闭合位置与模具打开位置之间径向地移动，每一个节段包括插入件，所述插入件相对于支撑件可拆卸地安装，所述插入件包括用于模制的径向内部部分和与支撑件接触的径向外部部分，其特征在于：

-将所述插入件放置在所述支撑件中，以及

-在所述插入件与所述支撑件之间插置至少一个金属的丝状元件。

优选地，所述插入件包括单独元件的集合，所述单独元件在金属的丝状元件插入到通道中之前布置于所述支撑件，所述周向通道制造在每一个单独元件与所述支撑件之间，使得所述周向通道穿过插入件的所有元件。

本发明的目的还由使用根据本发明的模具所进行的硫化轮胎的方法来实现。

附图说明

借助于由以下附图所支持的说明书的剩余部分，将更好地理解本发明：

-图1是根据本发明的第一个实施方案的模具节段的局部剖切的立体图；

-图2是图1的节段的不同的视角的立体图；

-图3是图2的节段的平面图。

-图4是沿着图3的A-A的截面图；

-图5a是根据本发明的另一个实施方案的模具节段的立体图，图5b是图5a的细节B的放大比例的视图。

具体实施方式

在各个附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此，它们没有被系统地重新描述。图1至图4仅示出了与本发明的第一个实施方案相对应的下模具节段。根据现有技术已知，上节段是下节段的镜像。因此，下面的描述同样适用于模具的上节段和下节段，所述模具包括由径向中平面分开的两个系列的上节段和下节段。

众所周知，硫化模具包括多个节段1，这些节段1围绕模具的对称轴线或者中心轴线并排地周向布置并且形成圈，这些节段能够在被闭合圈致动的时候径向地移动。径向方向、轴向方向以及周向方向相对于模具的中心轴线定义。因此，径向方向是垂直于模具的中心轴线的方向，轴向方向是与其平行的方向，周向方向对应于与以模具的中心轴线为中心的任何一个圆圈相切的方向。闭合圈具有截头圆锥形状的径向内表面，所述具有截头圆锥形状的径向内表面与节段的截头圆锥形径向外表面接合。因此，在每一个节段沿着闭合圈的倾斜表面在模具闭合的径向内部位置和模具打开的径向外部位置之间滑动的时候，每一个节段可以径向地移动。这些节段由申请人公司的名义申请的文献WO2010019134中描述的类型的工具(未在这里描述)引导并且保持在圈上。在模具闭合的位置中，节段的径向内部部分与模制轮胎胎侧的壳体接触，并且模制轮胎。

图1和图2使用立体图来示出根据本发明的第一个实施方案的轮胎模具的节段1，所述节段1包括支撑件2和模制插入件3，所述支撑件2通常由钢或者铸铁或者铝合金制成，所述模制插入件3通常由铝合金制成。支撑件2具有圆的扇形的整体形状，并且形成用于插入件的开口包围；支撑件2周向地环绕插入件，并且在它的周面上沿径向方向支撑插入件且在它的基部处沿轴向方向支撑插入件。支撑件2的轴向尺寸大于插入件的轴向尺寸，而且支撑件的周向尺寸等于插入件的周向尺寸。这里，节段1包括相对于支撑件2可拆卸地安装的多个单独元件10。单独元件10具有用于模制的径向内部部分11以及径向外部部分12，所述径向外部部分12与支撑件2的径向内部部分接合，插入件安装在所述支撑件2中。每一个单独元件10的径向内部部分11具有其自己的模制图案，单独元件10的图案的集合形成节段1的插入件3。为了将其安装于支撑件，每一个单独元件10具有布置在其基部处的跟部14，并且借助于跟部14将单独元件10安装于支撑件2，单独元件10被引导并且径向地保持在支撑件2的周向和径向引导沟槽24中。此外，单独元件10包括径向突出部16，径向突出部16从单独元件10的径向外表面突出，借助于该径向突出部16，单独元件10被引导在支撑件2的轴向和周向引导沟槽26中。

根据本发明，借助于插置在插入件3的单独元件10与支撑件2之间的金属的丝状元件20，单独元件10可移除地安装在支撑件2上。更具体地，丝状元件20布置在周向通道30中，所述周向通道30由彼此面对的两个沟槽15，25限定。周向通道30在模具的周向方向上延伸，并且呈圆弧形状，所述圆弧形状的长度等于节段1的长度。在每一个单独元件10的径向外部部分12的径向突出部16中制造第一沟槽15。第二沟槽25制造在支撑件2的端部21处，并且通向引导沟槽26。借助于固定螺钉32，将金属丝状元件20轴向地夹紧在所述单独元件10与这些单独元件10的支撑件2之间。

根据本发明的一个有利的方面，第一沟槽15具有倾斜壁17，倾斜壁17形成用于丝状元件20的支承表面。沟槽15因此被加工成具有弧形形式的或者直线形式的底部壁，并且将沟槽15的最靠近支撑件2的一个侧壁加工成倾斜的。当把螺钉32拧紧的时候，这些螺钉32穿过支撑件2并且推动丝状元件20与倾斜壁17接触。因此，当施加朝向支撑件2的基部定向的轴向力的时候，该力在倾斜壁17的支承表面的法向上的分量径向地向外指向。这使得单独元件10能够牢固地压靠在它们的支撑件2上，从而确保良好的位置保持，特别是在对它们施加较高的脱模力的时候。紧固螺钉32的数量有利地少于单独元件10的数量。在支撑件2的内部壁中制造的沟槽25被加工成具有弧形形状的或者直线形状的底部壁以及与丝状元件接触的壁27，所述壁27可以是竖直的或者是稍微地倾斜的。当与丝状元件接触的壁27倾斜时，该与丝状元件接触的壁27与轴向平面形成等于或者小于10°的角度。该角度当然小于倾斜壁17的角度，从而防止丝状元件20在所施加的力下滑动。

丝状元件20是金属的。丝状元件是弹性的，因此在组装期间它可以采取节段1内部的弧形周向通道30的形状。优选地，丝状元件由钢制成并且可能涂覆有金属涂层或者聚合物涂层。

在本发明的一个有利的实施方案中，丝状元件20是琴钢丝(cordeàpiano)类型的硬化钢丝，其含有0.8％至1％的碳，拉伸强度Rm>1600MPa，表面硬度>41HRC。该金属丝选自高拉伸强度的冷拔钢，例如ASTM A228或者AMS 5112型。

在一个实施方案中，丝状元件是单丝。在另一个实施方案中，丝状元件是多个单丝的组件，例如通过拧成缆或者扭绞组装。

优选地，所述丝状元件20的横截面是圆形。当它是圆形的时候，其直径包括在2mm至6mm的范围内，并且优选为等于5mm。

图5a和图5b示出根据本发明的第二个实施方案的模具节段。模具包括能够径向移动并且围绕模具的中心轴线周向布置的多个节段1，节段包括插入件3，插入件3的径向内表面能够模制轮胎胎面的整个宽度。节段1包括固定至支撑件2的整体的插入件3，该支撑件2是上文所述类型的支撑件。插入件3借助于固定元件40在周向方向上固定至节段2，固定元件40各自包括螺钉35和垫圈36。两个固定元件40因此被使用于将插入件3的每一个侧面固定至支撑件2。当然可以承认，固定元件40的数量可以根据节段的尺寸而改变。

根据本发明，插入件3借助于金属的丝状元件20径向地固定至支撑件2，所述金属的丝状元件20布置在周向通道30中，周向通道30形成在插入件3与支撑件2之间的交界面处。设置两个这样的周向通道30，一个在插入件的顶部附近而另一个在插入件的底部附近，以便更好地引导并且更好地吸收脱模力。

图5b以放大比例示出了图5a的细节B。因此可以看出，通过将两个沟槽拼合在一起而构建周向通道30，第一沟槽15形成在插入件3中，第二沟槽25形成在支撑件2中，两个沟槽具有如前所述的倾斜壁17和接触壁27。

在附图中未示出的可选形式中，图5a的插入件3可以包括多个单独元件10，其彼此组装然后安装于支撑件2。

在另一个可选形式中，插入件3与支撑件2的固定实现为紧密配合，沟槽15和25的尺寸准确地复制丝状元件的尺寸和形状。

在不脱离本发明的权利要求的范围的情况下，可以设想本发明的其它可选形式和实施方案。

因此，可以使用与周向通道的倾斜壁或者凹形壁接触的棱柱形状的丝状元件。也可以使用以多个部分制成的丝状元件。

Claims (12)

1.一种用于轮胎硫化的模具，包括多个节段(1)，所述节段沿周向相邻并且能够在模具闭合位置与模具打开位置之间径向地移动，每一个节段(1)包括插入件(3)，所述插入件(3)制作成一块或者包括多个单独元件(10)，所述插入件(3)相对于支撑件(2)能够拆卸地安装，插入件(3)包括用于模制的径向内部部分和用于与支撑件(2)接触的径向外部部分，其特征在于，所述插入件(3)借助于插入所述插入件与所述支撑件之间的至少一个金属的丝状元件(20)来固定至支撑件(2)，以径向地保持原位。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)轴向地夹紧在所述插入件(3)和所述支撑件(2)之间。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)布置在周向通道(30)中，所述周向通道(30)由彼此面对的两个沟槽(15，25)限定，一个沟槽形成在插入件(3)上，另一个沟槽形成在支撑件(2)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)与所述插入件(3)沿着倾斜平面接触。

5.根据前述权利要求中任一项所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)是单丝。

6.根据前述权利要求中任一项所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)的横截面是圆形。

7.根据前述权利要求中任一项所述的模具，其特征在于，所述丝状元件是弹性的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的模具，其特征在于，所述模具包括由径向中平面轴向地分开的两个系列的节段。

9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于，所述丝状元件(20)由夹紧螺钉(32)固定，所述夹紧螺钉(32)从所述中平面插入到支撑件(2)中。

10.一种用于组装轮胎模具节段的方法，所述模具包括多个节段(1)，所述节段(1)沿周向相邻并且能够在模具闭合位置与模具打开位置之间径向地移动，每一个节段(1)包括插入件(3)，所述插入件(3)相对于支撑件(2)可拆卸地安装，所述插入件(3)包括用于模制的径向内部部分和与支撑件(2)接触的径向外部部分，其特征在于：

-将所述插入件(3)放置在所述支撑件(2)中，以及

-在所述插入件(3)与所述支撑件(2)之间插置至少一个金属的丝状元件(20)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述插入件包括单独元件(10)的集合，所述单独元件(10)在金属的丝状元件插入到周向通道(30)中之前布置于所述支撑件，所述周向通道(30)制造在每一个单独元件(10)与所述支撑件(2)之间，使得所述周向通道(30)穿过插入件的所有元件。

12.一种使用权利要求1至9中任一项所述的模具硫化轮胎的方法。