CN1105630A - 轮胎成型鼓 - Google Patents

Abstract

一种轮胎成型鼓包括：一个转轴、与转轴可相对 转动的同轴套筒，通过弹簧与每个相应的成型鼓瓦连 接的许多滑块，许多连杆以及许多相间的宽的和窄的 成型鼓瓦。

Description

本发明涉及到轮胎的成型。本发明特别涉及一种经过改进的、径向可膨胀和可收缩的、轮胎成型鼓形式的型芯，在该成型鼓上可以使轮胎的胎壳成型。

在许多场合中都需要使用径向可膨胀的型芯、包括轮胎、带材和层叠产品的制造以及将压扁的圆筒状态结构恢复原状。

在轮胎制造中，为了形成在此领域中称为“胎壳”的物品，当成型鼓处于膨胀的圆柱体状态时，尚未硫化的橡胶化合物和线网层材料分层地包绕在轮胎成型鼓上。当处于成型鼓上时，胎壳一般受到称为“滚压”的操作。在滚压过程中，为了消除各层中的气泡或空气隙并通常使胎壳聚合成基本上整体的结构，成型鼓转动并且胎壳在成型鼓和外压滚之间被强迫挤压。当胎壳形成以后，为了便于卸胎以便进一步加工，成型鼓被置于至少部分径向收缩的状态。

一具典型的轮胎成型鼓包括许多相间的、宽的和窄的成型鼓瓦，其外表面上装弧形壳板。成型鼓瓦连接到一个能够以相对的方向经向驱动这些成型鼓瓦的内部机构上。当胎壳形成以后，为了至少部分地使成型鼓收缩以便可以容易地卸胎，成型鼓瓦径向地向内缩回。如美国专利No3，779，835所述，此机构可以是这样一种机构，即为了使宽的和窄的成型鼓瓦互相不干涉以及不使其卡住机构，机构按时间先后控制成型鼓瓦的动作，窄瓦的收缩先于宽瓦的收缩。当已经成型的胎壳卸去以后，成型鼓瓦再径向地伸出，直到成型鼓达到膨胀状态，在此状态时，壳板互相拼接成一个基本完整的圆柱体。在此圆柱体上，下一个胎壳可以被加工。

轮胎制造商不断地努力改进他们所制造的轮胎的均匀性，使得这些轮胎在用于汽车上时产生有害振动或驾驶干扰的可能性较小。为了能够始终和经济地生产出可以满足不断增加的，严格的均匀性要求的轮胎，轮胎成型鼓能够同时满足一系列性能规范是很重要的。然而，过去的轮胎成型鼓在将要讨论的一个或多个方面中有许多缺点。

首先，对于轮胎制造商来说，轮胎成型鼓代表了一笔大的投资。因此，轮胎成型鼓的结构相对简单很重要，使得可以经济地制造和维护成型鼓。就它们所代表的投资而言，轮胎成型鼓的构造也应使其具有长的工作寿命，同时磨损较少。然而，磨损问题不仅仅是资金花费的问题。

许多过去的轮胎成型鼓所具有的问题是它们有时承受着零件的滑动磨损，当成型鼓处于其膨胀状态时，滑动磨损或影响成型鼓的膨胀直径，或影响相邻壳板的准确拼接。在其使用寿命中，成型鼓膨胀直径的改变容易引起利用该成型鼓所生产的轮胎的不希望的误差，并且成型鼓瓦之间的缝隙能够生产碎屑，这是由于橡胶化合物被压进这些缝隙的结果。

缺乏刚性和径向稳定性也是某些过去的轮胎成型鼓所存在的一个问题，特别是当成型鼓使用一段时间以后，当成型鼓膨胀时，轮胎成型鼓基本上为刚性是很重要的，以便使其能够在滚压或其他操作过程中承受住外力的作用，而不发生过度的变形，过度的变形会影响成型鼓上所成型的轮胎胎壳的质量。由于安全性和质量的原因，轮胎成型鼓应具有高度的径向稳定性，特别是当其膨胀时，使得成型鼓不容易产生所不希望的收缩。

而至少某些过去的轮胎成型鼓所具有的另一个性能缺点涉及到它们出现间隙的趋势。间隙可以描述为对任何给定的、驱动成型鼓的机械输入，外成型鼓瓦的径向位置缺乏可预测性。这种机械输入由一台轮胎成型机提供，轮胎成型鼓在工作中与轮胎成型机相连，并且机械输入一般为相对转动输入的形式。为了在轮胎制造过程中的重要阶段里进行准确的控制，人们希望轮胎成型鼓准确地将其转动输入转变成外成型鼓瓦的可预测和可重复地径向定位。然而，当间隙存在时，对于一个给定的转动输入，成型鼓瓦的径向位置有些不确定。可以肯定，这种不确定性能够引起在成型鼓上加工的轮胎胎壳的所不希望的变化。因此，人们希望轮胎成型鼓基本没有间隙并且在其工作寿命中与所出现的正常磨损无关，仍能保持无间隙状态。

此外，轮胎成型鼓应具有一个操作机构，此操作机构充分紧凑，使得它能操作一个足够小的成型鼓，以便生产13英寸或甚至更小轮胎的胎壳而又不牺牲上述各方面的性能。在某些过去的轮胎成型鼓中，相对的机械复杂性和满足强度所需的零件尺寸限制了它们的使用，并且在这些应用场合中降低了它们的性能。

考虑到上文所述，本发明的一个目的是提供一种结构相对简单、紧凑并且基本没有间隙的轮胎成型鼓。

本发明的另一个目的是提供一种轮胎成型鼓，它的尺寸，特别是膨胀直径是精确的和可重复的，并且对正常磨损引起的变化具有低的敏感性，因此，膨胀直径在长的工作寿命中保持稳定。

而本发明的另一个目的是在达到上述目的的同时也提供一种轮胎成型鼓，这种轮胎成型在膨胀时表现高度的刚性和径向稳定性，使得在预期外力如滚压力的影响下不发生过度的变形或收缩。

本发明的又一目的是提供一种能够构造成各种形式的轮胎成型鼓，它们能够生产13英寸或现小的轮胎胎壳，而不牺牲上述目的中任何一个目的所具有的性能。

根据本发明的一个优选实施例，上述各目的通过提供一种轮胎成型鼓而达到，这种轮胎成型鼓具有一转轴和一同轴套筒，这两者可以绕同一轴线彼此相对转动。转轴和套筒分别与一台轮胎成型机相连接，以便从该处接受双向的相对转动输入。转轴的四周被许多滑块按一定的角度间隔所包围，这些滑块相对转轴来说转动固定，但可以做径向往复运动。滑块的往复运动由若干个铰接的连杆所驱动，其中的一个连杆被连接到每个滑块与套筒之间。连杆将转轴和套筒的相对转动变换成滑块的径向运动。每个滑块联接到许多相间的宽和窄成型鼓瓦中的一个成型鼓瓦上，成型鼓瓦装有弧形壳板并且按与滑块布置相同的角度间隔径向布置在滑块的外面。

当成型鼓一开始处于收缩状态时，套筒和转轴在第一角度方向相对转动一个弧长将引起连杆驱动滑块和成型鼓瓦径向地向外运动，使成型鼓膨胀。当相对转动进行时，这种径向运动继续下去直至成型鼓瓦上的壳板拼接成一个基本完整的圆柱体，在这个圆柱体上，可以对轮胎胎壳成型。当完成了一个胎壳以后，成型鼓与之相连的轮胎成型机能够按相反的第二角度方向相对于转轴驱动套筒转动，以便径向地向内收缩滑块和成型鼓瓦。这就充分地使成型鼓收缩，使得可以容易地卸胎。

根据本发明的一个重要方面，在一长的工作寿命中，成型鼓膨胀直径稳定性由提供至少一个止动元件来保证，止动元件最好为环形突缘形式，并布置在距转轴纵向轴线一预定的径向距离上，所确定的该预定距离对应于成型鼓的所希望的充分膨胀直径。每个成型鼓瓦又与一个基本刚性的元件连接，例如一个具有弧形突缘的、径向延伸的杆，此杆可与止动环相接合，以便确实地和准确地将成型鼓的径向膨胀限制到所希望的充分膨胀直径。本发明在设计上使止动元件和弧形突缘或其他基本刚性的元件相对表面互相按基本上法向角的方向面接触，以便使能够改变成型鼓膨胀直径的磨损达到最小。

当成型鼓收缩并且套筒和转轴按第一角度方向开始相对转动以便膨胀成型鼓时，连杆作用于滑块所成的角度一开始是这样的，即使得传给滑块的力既包括径向分力也包括非径向分力。当滑块靠近其充分收缩位置时，非径向分力基本上大于所希望的径向分力。为保证滑块只在径向方向上平稳地，可预测地和可重复地运动，必须有效地承受非径向分力。当滑块径向伸出时，相对于径向分力的大小而言，非径向分力的大小逐渐减小。因此，随着滑块的伸出，非径向分力逐渐容易承受。本发明的一个重要方面是提供一种轮胎成型鼓，其中当相对于径向分力来说非径向力分量的大小达到最大值时，能够最有效地承受非径向力分量。

在一个根据本发明的这方面的优选实施例中，每个滑块上带有一个细长的径向布置的滑轨，此滑轨从滑块的每个纵向端部向外凸出。滑轨装在具有相应的尺寸和形状、构成滑道的径向槽中，径向槽处于一对不可转动地安装到转轴上、彼此间隔的盘上。当滑块处于其径向收缩位置时，滑轨在滑道中最大限度地接合。当连杆径向地向外驱动滑块时，与作用在滑块上非径向力的相对大小的减少相一致，滑轨从滑道的端部逐渐伸出，从而减小了它们与滑道的接合长度。因此，加工有滑道的盘不必超过滑块所移动的全部径向距离。由此而带来的材料的节省使成型鼓的重量较轻并且造价较低。

本发明的轮胎成型鼓的其他重要方面涉及到成型鼓瓦和滑块彼此连接的方式。最好为弹簧的加力装置压缩地放在滑块和成型鼓瓦之间，起到使成型鼓瓦径向地向外离开滑块的作用。在滑块径向地向外移动使成型鼓膨胀的过程中，当达到所希望的成型鼓的膨胀直径时，与每个成型鼓瓦连接的基本刚性元件上的弧形突缘准确地与止动元件径向接合。然而，当刚开始接合时，滑块尚未到达连杆所能推到的最大径向伸出位置。尽管成型鼓瓦受到了止动元件的约束而不能进一步径向地向外移动，但滑块本身继续向外移动一段额外的距离，这段距离由弹簧的进一步压缩而得到补偿。这一压缩使弹簧将弧形突缘更紧密地与止动圈接合，因此在其膨胀状态下增加了成型鼓的径向刚性。

成型鼓的径向刚性可以通过连杆作用而进一步增大。当成型鼓到达其最终的膨胀状态时，与套筒连接的连杆的枢轴轴线可以移动一个通过径向中心的角度增量。这样，连杆就起到了许多过心肘杆元件的作用，大大地增加了成型鼓的刚性以及增加了成型鼓径向抗压缩的稳定性。

当经过上述角度增量时，滑块径向地收缩一小段距离。这就使弹簧略微放松，但仍能起到径向向外推压成型鼓瓦的作用，同时通过止动圈将成型鼓瓦保持在准确的径向距离上，这个径向距离确定了所希望的成型鼓的充分膨胀直径。在本发明中，当成型鼓处于膨胀状态时，由弹簧或其他加力装置所作用的径向向外的力以及作用在成型鼓上的任何离心力足以克服预计的所施加的外力例如滚压力，而不会使成型鼓压缩或产生大的径向变形。

而本发明的另一个方面是使用了细长的元件例如销，以便当收缩成型鼓时径向地收缩成型鼓瓦。根据一个优选的实施例，具有细长销体的带头的销沿径向方向固定在每个成型鼓瓦上。销体可滑动地穿过上述滑块以及穿过作为加力装置的弹簧的中心。当成型鼓收缩时，连杆使滑块开始径向收缩。当滑块沿销体径向向内滑过一段距离时，由于弹簧伸长，弹簧将成型鼓瓦仍保持在其膨胀位置，直到滑块与销头接合。此时，滑块的进一步的径向收缩径向向内地拉动销和与销连接的成型鼓瓦，直到转轴和驱动连杆的转动元件之间的相对转动由可靠的机械止动装置所停止。根据本发明的另一方面，止动装置最好由具有成角度的面的刚性扇形元件构成，为降低磨损，成角度的面以基本法向角的方向彼此接触。

为使结构紧凑，本发明的另一方面是：驱动滑块的连杆具有基本S形的杆体并且以这样一种取向与套筒连接，即当成型鼓收缩时相邻连杆的杆体部分互相径向嵌套。

而根据本发明的另一方面，与窄成型鼓瓦连接的销或其他细长元件比与宽成型鼓瓦连接的销短。当成型鼓从其膨胀状态向收缩状态转换时，在与宽成型鼓瓦连接的滑块和较长销的销头接合之前，与窄成型鼓瓦相连的滑块就和较短销的销头结合。这样就使窄成型鼓瓦的收缩在宽成型鼓瓦收缩之前进行，并且当成型鼓完全收缩时，使得窄成型鼓瓦比宽成型鼓瓦径向收缩的距离更大。因而，避免了相邻成型鼓瓦彼此卡住的可能性。

本发明的这些和其他方面以及优点对本领域中的普通技术人员来说通过阅读本发明优选实施例的下列详细文字描述并结合参考在下面简单描述的附图将会更清楚。图中相同参考数字表示相同的元件。

图1是根据本发明制造的轮胎成型鼓优选实施例的部分剖分和部分分解透视图；

图2是图1中轮胎成型鼓的侧面剖视图，表示了沿图3中线2-2剖分的膨胀状态；

图3是图1中轮胎成型鼓的端面示意图，其中水平中心线之上的图形部分表示了成型鼓的膨胀状态，而水平中心线以下的图形部分表示了成型鼓的收缩状态；

图4A是图1中成型鼓若干零件的内部端面示意图，表示了当成型鼓处于其膨胀状态时这些零件的位置；

图4B是与图4A相似的示意图，表示了当成型鼓处于其收缩状态时相应零件的位置。

图1至3表示了根据本发明原理制造的一种可膨胀和可收缩的轮胎成型鼓10的优选实施例。在如图所示的膨胀状态中，成型鼓10确定了一个基本完整的外轮胎成型表面11，表面11具有一个所希望的充分膨胀直径D。表面11由许多长度方向可拼接的外弧形壳板13构成。在图示的优选实施例中，共有8块这种壳板13，其中的4块壳板（图中用13W表示）具有相对宽的弧长，而另外4块壳板（图中用13N表示）具有较窄的弧长。壳板13W和13N彼此相间地布置，并具有成形的内端17和外端18。壳板13可靠地并可拆地安装在8块径向可移动的成型鼓瓦14上，其中4个（图中用14W表示）较宽并安装宽壳板13W，而另外4个（用14N表示）较窄并安装窄壳板13N。为了安装到成型鼓瓦14W和14N上，每个壳板13W和13N的下侧最好有一个或多个纵向槽21，槽21的断面形状与螺栓23的螺栓头22相对应，螺栓23径向地穿过成型鼓瓦14并由防松螺母24紧固，防松螺母24拧紧可以使壳板13W和13N可靠地固定到它们相应的成型鼓瓦14W和14N上。

为了适应制造不同宽度的轮胎胎壳，壳板13W和13N最好具有可更换的间隔板28，间隔板28可以根据不同的宽度W成套供应。壳板13W和13N可以由1040热轧钢板适当地制作，并且成形的端部17和18进行淬火处理使其硬度达到HRC45左右，以便增加使用寿命。

安装有壳板13W和13N的成型鼓瓦14W和14N有一对径向地向内伸出的支杆30。每个支杆30基本上是刚性的并带有一个突缘31，突缘31上有一弧形表面32，起到将要描述的一个重要作用。成型鼓瓦14W和14N以及其支杆30可以由无碳退火球墨铸铁适当地整体制造，或由其他反复冲击载荷下抗脆性断裂的刚性材料制造。

成型鼓10的中央部分包括一个具有纵向轴线37的空心转轴36，成型鼓10在轮胎成型机（未示出）的驱动下可绕轴线37转动。在使用时，成型鼓10与轮胎成型机相连。转轴36也有一对相同的、径向伸出扇形突缘40和41，它们和转轴36的内侧端形成整体，即和通常最靠近上述轮胎成型机的转轴36的端部形成整体。每个突缘40，41都有一对平的、成一定角度的面43，后面将对面43的作用做筒短的解释。

转轴36的中间部分被一个连续的驱动套筒45所包围，套筒45与轴线37同轴地安装在相应的套筒轴承46和47上，以便相对于转轴36转动。成型鼓10在使用时所连接的轮胎成型机在转轴36相对联轴套49转动时能够使转轴36和套筒45产生相对转动。联轴套49通过一对相同的、“U”型的扭矩传递元件51和52与套筒45可转动地联接，元件51和52上具有扇形的径向支55和56。每个支臂55通过螺钉57与联轴套49连接，并通过螺钉58与套筒45相连。

转轴36和套筒45在结构上受到一定约束，使得它们只能在预定角度的弧长59的范围内彼此相对地自由转动。为了容易做到这一点，扇形的扭矩传递元件51和52相对于转轴36的扇形突缘41和42的角度尺寸进行加工，使得360°减去元件51，52和突缘41，42的角度尺寸之和的差等于预先确定的自由转动弧长的59的角度尺寸。在此优选实施例中，弧长59所对的角度为62°40’。

扭矩传递元件51和52的径向支臂55和56有一对彼此相对的、分开一定角度的平面60，平面60位于与突缘41和42的成角度的面43纵向对齐的位置，使得成角度的平面43和60以基本法线方向面对面接触形式彼此接合，以便当转轴36和驱动套筒21相对地转动到位于弧长59的两个极端处的相对的第一和第二角位置61和62时可靠地和刚性地防止了在一给定方向上任何进一步的转动。

套筒45以一种将要进一步解释的方式与许多径向可往复移动的滑块64连接，滑块64绕转轴36的四周以均匀的角分布间隔布置。每个滑块64以相对于纵轴线37转动固定和径向可往复移动的方式安装。每个滑块64在其多个纵向端上有一个突出的径向滑轨66。这些滑轨66可滑动地装在径向的内凹的滑道68中，滑道68以45°的间隔加工在内盘71和外盘72的内侧面，每个滑轨66以一种转动固定的方式安装到转轴36上。滑轨66和滑道68起到一个重要作用，即允许滑块64径向移动，同时承受作用在滑块64上的非径向力。由于滑道68不必沿滑块64的全部滑程与滑轨66充分接合，盘71和72具有基本小于充分膨胀直径D的直径。由ASTM A513管材或其他合适的材料制造的间隔环73安装在转轴36上，用于将盘72与套筒45分开。

内盘71有一对角相对弧形槽74，通过此弧形槽74，可驱动套筒45转动的扭矩传递元件51和52可自由转动。内、外盘71和72也有益地具有8个等角度间隔的径向孔，每个径向孔可滑动地装有16个径向销76中的一个，这些径向销76用于改善成型鼓10的横向稳定性，以便在轮胎成型操作过程中承受所施加的胎缘定形力。销76有带台阶的端部77，其上有环形槽（未示出），以便容易地使用它们与成型鼓瓦14W和14N连接。带台阶的端部装在成型鼓瓦14W和14N上的内凹阶梯孔中并由装在槽中的弹簧卡圈79固定。为了在成型鼓10收缩时使窄的成型鼓瓦14N比宽的成型鼓瓦14W更向内收缩，固定到窄的成型鼓瓦14N上的锁的76比固定到宽的成型鼓瓦14W上的销稍短。

盘71和72的外侧面有环形座81和82，一对止动圈85，86中一个止动圈的端部通过许多螺钉87被可靠地固定到环形座81和82中。每个止动圈85和86都有一个圆形毂88，毂88的最外周纵向地向内突出，以便形成环形表面89。环形表面89与纵轴线37同轴，并处在一个预定的径向距离R上，从该处确定了成型鼓10的所希望的充分膨胀直径D。

成型鼓瓦14W和14N的准确和可重复的径向定位以及它们不会被卡住的收缩通过这样一种方式，即将成型鼓瓦14W和14N与径向可往复运动的滑块64连接而容易实现。根据本发明的一个重要方面，加力装置例如汽缸或硬弹簧91被用于施加一个分离力，迫使每个成型鼓瓦14W和14N与其相应的滑块64径向分离。为此，在此优选的实施例中有4个独立的、布置在相应弹簧座92中的弹簧91，其中弹簧座92加工在每个滑块64的径向外表面上。当成型鼓10处于膨胀状态时，弹簧91径向地向外推动成型鼓瓦14W和14N，使刚性杆30的弧形表面32与每个止动圈84和85的环形表面89在预定的径向距离R上保持稳定接触，这样便准确地确定了所希望的膨胀直径D。弹簧91所施加的力以及作用在成型鼓10上的任何离心力在成型鼓10膨胀以后应足以将成型鼓10保持在其膨胀状态，尽管作用有所期望的外力，例如在滚压操作中所遇到的那些外力。

为了将转轴36和套筒45的相对转动变换成滑块64的径向往复运动，每个滑块64通过8个连杆95中的一个与套筒45连接。每个连杆95具有基本为S形的杆体，杆体具有一个径向近端96和一个径向远端97。每个连杆95的近端96在8个等角度间隔的位置中的一个位置上通过销99与套筒45铰接，其中销99确定了近枢轴轴线100。近枢轴轴线100与轴线37基本平行，并且随转轴36和套筒45的相对转动可绕轴线37转动，转轴36和套筒45在它们预定的弧长59上可自由转动。每个连杆95的远端97通过第二个销102与滑块64中相应的滑块铰接，销102沿远枢轴线103取向，远枢轴线103也基本与轴线37平行。由于每个滑块64受到加工在盘71和72上的滑道68的约束，使滑块只径向地向内或向外运动，远枢轴线103也只能作这种双向的径向运动。具有这种布置时，当转轴36和套45在弧长59的两个极端处的第一和第二角位置61和62之间作双向相对转动时，滑块64可自由地径向向内和向外通过预定长度的行程。

每个滑块64上加工有4个通孔105，通孔105一般径向地穿过装有弹簧91的每个弹簧座92。每个通孔105插入一个细长的收缩元件，例如销106，销106有一个固定长度的销体107，滑块64可以沿销体107径向滑动。每个收缩销106有一个销头108或其他合适的、可与滑块64接合的表面，以便限止由于弹簧91的作用而在滑块64和每个成型鼓瓦14W和14N之间可能出现的最大径向间隙。

为了在收缩成型鼓10时使窄成型鼓瓦14N的收缩在时间上先于宽成型鼓瓦14W的收缩，与窄成型鼓瓦14N相连的收缩销106的销体107S在长度上比与成型鼓瓦14W相连的收缩销体107短。销体107和107S的长度差确定的当成型鼓10在膨胀和收缩状态之间变换时足以防止相邻瓦14W和14N或其上所安装的壳板13W和13N之间相互干涉。在组装成型鼓10时，所有处于滑动或转动接触的表面都应有润滑剂涂层，例如含钼润滑脂，以便减小摩擦力并避免磨损。

在对成型鼓的优选实施例的结构进行了详细描述以后，下面参照图4A和4B描述成型鼓的操作。

在操作中，假设成型鼓10一开始处于如图4A和图3的下部所示的收缩状态。在收缩状态中，联轴套49已经事先相对于转轴36作了转动，按第二角度方向113将套筒45充分转到处于预定弧长59一端的第一角度位置61。在第一角度位置61上，每个扭矩传递元件51和52的一个平面60与固定在转轴36上的突缘40和41的相对的平面43沿基本法角方向面接触。这就可靠地和刚性防止了在第二角度方向113上套筒45和转轴36的任何进一步的相对转动，同时避免了可能扩大弧长59的滑动磨损。在收缩状态中，每个滑块64处于充分径向收缩的位置，每个位置距转轴36的纵轴线37的距离相同，并且为了最有效地承受连杆95传递给滑块64的力的非径向分力，滑轨66与其相应的滑道68以最大长度接合。由于这样的事实，即将滑块64与窄成型鼓瓦14N连接的销107S比将相间的滑块64与较宽的成型鼓瓦14W连接的销短一个预定的距离，窄成型鼓瓦14N比宽成型鼓瓦14W位于更径向向内收缩的位置。尽管图中没有示出，当成型鼓10收缩时，从每个成型鼓瓦14W伸出的刚性杆30的弧形表面32和每个止动圈84、85的同轴环形表面89之间存在径向间隙。由于连接到窄成型鼓瓦14N上的销107S的销体较短，止动圈84、85的表面和弧形表面89之间的与窄成型鼓瓦14N有关的径向间隙比相应的、与宽成型鼓瓦14W有关的间隙略宽。

当在成型鼓10的外表面11上制造的轮胎胎壳移走以后，成型鼓10可转动地与之连接的轮胎成型机沿第一角度方向112，通过弧长59向第二角度位置62驱动联轴套49。在图4A和4B中，角度方向112和113根据任意选择的、相对转轴36固定的参照系用箭头表示。当沿方向112开始转动时，扭矩传递元件52离开扇形突缘41转向相对的扇形突缘40，同时扭矩传递元件51离开突缘40转向突缘41。与此同时，每个连杆95的近枢轴轴线100开始绕轴线37转动。由于连杆95是基本刚性的，在远枢轴轴线103处与滑块64连接的销102将力从连杆95传递到滑块64，以便径向地向外推动滑块64。

由于转轴36和套筒45的相对转动，连杆95作用在滑块64上的力包括一个所希望的径向分力，但也通常包括一个非径向分力。当作用于滑块64的推力的角度相对于径向方向为最大时，非径向分力相对于径向分力达到最大值。当转轴36和套筒45处于第一角度位置61时，这种情况出现。为避免成型鼓10的变形，通过滑轨66和滑道68之间的接合来有效地承受非径向分力。随着滑块64的径向伸出，当转轴36和套筒45的相对转动接近第二角位置62时，连杆95所作用的力的非径向分力逐渐减小。随着非径向分力的减小，当滑轴66从盘71和72的圆周不断伸出时，滑轨66和滑道68之间的接合长度减小。

在滑块64的影响下，成型鼓瓦14N和14W以及它们的外壳板13N和13W也径向地向外移动，直到达到所希望的膨胀直径D，在此直径下，相邻的壳板13W和13N拼接成一个基本完整的圆柱表面11。此时，刚性杆30上突缘31的弧形表面32和止动圈84、85的同轴环形表面面接合。这种接合阻止了壳板13W和13N的进一步径向向外移动，使它们刚性地和准确地停止在距轴线37的径向距离为R的位置，从而确定了所希望的充分膨胀直径D。此外，表面32以基本法线角方向与止动圈84和85接合，使得能够改变成型鼓10的膨胀直径的以及能够在相邻壳板13W和13N之间产生间隙的滑动磨损可以避免。由于与宽成型鼓瓦14W连接的销106的销体107较长，和与窄成型鼓瓦14N连接的销106的较短销体107S相比，可以知道宽成型鼓瓦14W达到其向外移动的整个长度比窄成型鼓瓦14N要快。

在止动圈84和85与每个面32接合以后，转轴36和套筒45在第一角度方向112上的相对转动和滑块64的进一步径向伸出都继续进行，进一步压缩了滑块64和成型鼓瓦14W和14N之音质弹簧91。这就促使表面32与止动圈84和85的环形表面89越来越紧地牢固接合，因而增加了成型鼓10的径向刚度。转轴36和套筒45的相对转动在经过了弧长59上的一个中间角位置115以后继续进行，在中间角位置115处，每个连杆95的近枢轴轴线100与其各自的远枢轴轴线103在径向上成一直线。在这个中间角位置115处，滑块64到达其最大径向伸出位置，并且弹簧91达到其最大压缩位置。当在第二角度位置62处被可靠地和刚性地阻止转动以前，转轴36和套筒45的相对转动在第一角度方向112上进一步继续一个角度增量α。可靠地和刚性地阻止上述的相对转动是通过这种方式实现的，即通过扭矩传递元件52的成角度的面60与转轴36上扇形突缘40的面43法线方向面对面接触以及通过扭矩传递元件51的成角度的面60与突缘41的对应成角度的面43按与上述相同的方式接触而实现的。由于角度增量α是沿着第一角度方向112的，因此滑块64从其充分伸出位置缩回一个小的距离，引起弹簧91略微放松。然而，当成形鼓10处于这种状态时，弹簧91所作用的膨胀力以及作用于成型鼓10上的任何离心力仍然足以阻挡成型鼓10上任何大的径向变形，这种变形可由所期望的外力的作用而引起，例如在滚压过程中成型鼓10所遇到的外力。近枢轴轴线100越过角度增量α的移动也使连杆95起到偏心肘杆的作用，使成型鼓10大大地刚性化和稳定化，这种方法远不止补偿了弹簧91的略微放松。在第二角度位置62上，成型鼓10可被认为处于其膨胀状态。

当在充分膨胀状态时，可以在成型鼓10的外表面11上加工轮胎胎壳。在加工胎壳的过程中，成型鼓10可以整体绕轴线37转动。为此，成型鼓10与之相连的轮胎成型机使转轴36和联轴套49同步转动。当加工完成轮胎胎壳时，通过使成型鼓10处于收缩状态可以容易的卸胎。成型鼓10的收缩状态可通过下述方法实现，即使转轴36和联轴套49的相对转动反向，以便在第二角度方向113上驱动转轴和套筒，直到再次到达第一角度位置61。在这个过程中，除了几个应注意的要点外，成型鼓10的操作基本上与已描述的相反。

当转轴36和套筒45在第二角度方向113上转过角度增量α时，壳板13W和13N并不膨胀而超过所希望的直径D，壳板13W和13N由止动圈84和85保持在所希望的直径D上。而转过这一角度增量时所出现的滑块64的向外径向移动由弹簧91补偿。这就避免了在成型鼓10向其收缩状态转变过程中，使轮胎胎壳出现甚至在轻微拉伸的可能性。

当转轴36和套筒45在第二角度方向113上的相对运动越过中间角度位置115而继续进行时，弹簧91放松，并且滑块64径向地向内收缩，而且并不引起成型鼓瓦14N和14W或壳板13N和13W中任何一个的收缩，直到滑块64碰到具有较短销体107S的销106的销头108。当弹簧91达到其最大长度时，弹簧91仍然保持足够的预压力是很重要的，使得收缩销106的销头108与滑块64维持可靠的接触，以使避免由于成型鼓10的定时顺序的破坏而引起的卡死现象出现的，否则的话这种情况可能出现。

由于与窄成型鼓瓦14N相连的销106具有比与宽成型鼓14W相连的销107更短的销体107S，在滑块64碰到与宽成型瓦14W相连的销107的销头108之前，滑块64先碰到销106的销头108。因此窄成型鼓瓦14N在宽成型瓦14W之前收缩，并且收缩的径向距离更大。

当外壳板13W和13N随滑块64的径向收缩继续进行时，连杆95的S形杆以及它们在套筒45上一致的取向使得相邻连杆95的径向偏置部分可以按图3中下部所示方式彼此径向地嵌套在一起。当转轴36和套筒45的相对转动向着第一角度位置61进行时，作用在滑块64上的非径向分力的相对大小趋向增加。然而这种力的增加通过增大滑轨66在滑道68中的接合来承受，以便避免由这些非径向分力造成的成型鼓10的变形。当转轴36和套筒45的相对运动到达第一角度位置61时，突缘41和40的成角度的面43分别与扭矩传递元件51和52的相应的成角度的面60接合，以便在第二方向113上可靠地和刚性地阻止转轴36和套筒45进一步的相对转动。为降低磨损，这种接合以成角度的面43和60基本沿法线方向面对面的接触形式出现。一到达第一角度位置61，成型鼓10就再次处于上面所描述的收缩状态，因此轮胎胎壳可以容易地从成型鼓10上卸下。

尽管上面的构成了本发明的优选实施例，应该知道本发明并不限于这个实施例。根据本说明，对于在此领域中的一般技术人员来说各种可能的实施例将变得很清楚。因此，应认识到可以对本发明多种变化，包括但不局限于对成型鼓瓦数量的改变，材料的改变以及各种零件的形状和布置的改变，而不背离本发明的范围，本发明的范围由下面的权利要求书以及全部的有关法律文件所特别指出并明确提出权利要求。

Claims (13)

1、一种轮胎成型鼓，包括：

(a)一个具有周边和纵向轴线的转轴；

(b)一个与上述转轴同轴的套筒，上述套筒和上述转轴在第一和第二角度位置之间彼此相对的可转动，上述的第一和第二角度位置在第一角度方向和相反的第二角度方向上确定了一个预定的弧长；

(c)许多滑块，上述滑块以相互角度间隔围绕上述转轴的上述周边布置，每个上述滑块相对于上述转轴以转动固定而径向可往复运动的方式安装；

(d)许多连杆，每个上述连杆铰接在上述套筒和一个不同的上述滑块之间，以便当上述转轴和上述套筒分别在上述第一角度方向和上述第二角度方向上相对转动时促使上述滑块相对于上述纵向轴线向外和向内径向移动；以及

(e)许多相间的宽的和窄的成型鼓瓦，每个上述成型鼓瓦与一个上述滑块连接，当上述转轴和上述套筒元件在上述第一角度方向上相对转动时，用于径向地向外移动上述成型鼓瓦到彼此接近的位置，以便使上述成型鼓膨胀并形成一个基本连续的成型鼓表面，在此表面上可以加工轮胎胎壳，当上述转轴和上述套筒在上述第二角度方向上相对转动时，用于径向地向内移动上述成型鼓瓦，以便使上述成型鼓收缩，从而容易卸下上述轮胎胎壳。

2、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于还包括：

径向滑动装置，上述径向滑动装置至少部分地装在每个上述滑块上和至少部分地装在相对上述转轴动固定的一个元件上，用于防止上述滑块的非径向运动，这种非径向运动是当上述转轴和上述套筒相对转动时由上述连杆传递给上述滑块的力所引起的。

3、根据权利要求2的轮胎成型鼓，其特征在于：上述滑动装置由彼此可接合的凸和凹元件组成，在上述滑块的径向运动过程中，当上述连杆作用在上述滑块上的力的非径向分力达到最大时，上述凸和凹元件彼此以基本最大长度接合。

4、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于：每个上述连杆由一个基本为S形的杆体组成，上述连杆与上述套筒以这样一种布置方向连接，使得当上述成型鼓基本收缩时每个上述连杆的上述杆体部分与每个角度方向相邻的连杆的杆体部分径向地嵌套。

5、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于进一步包括：

一个与上述转轴连接的并且位于距上述轴线一个预定的径向距离的止动元件，以及

一个与至少一个上述成型鼓瓦相连的基本刚性元件，上述基本刚性元件具有与上述止动元件可接合的表面，以便将上述成型鼓瓦的上述向外径向移动限制到距上述纵向轴线一个预定的径向距离上，上述预定的径向距离对应着所希望的、上述成型鼓的充分膨胀直径。

6、根据权利要求5的轮胎成型机，其特征在于：上述表面和上述止动元件以基本法向角的方向彼此面接合。

7、根据权利要求5的轮胎成型鼓，其特征在于进一步包括：

作用在每个上述成型鼓瓦和与之相连的上述滑块之间的加力装置，当上述滑块径向地向外移动使上述成型鼓膨胀时，用于迫使上述基本刚性元件与上述止动元件进入接合，在上述转轴和上述套筒沿上述第一角度方向充分相对转动而转过上述预定的弧长以后，上述加力装置用于施加一个力，此力与作用在成型鼓上的任何离心力结合足以克服成型鼓使用中所预计的施加到成型鼓上的外力，使得当上述预计的外力施加时成型鼓保持充分膨胀状态而没有大的径向变形。

8、根据权利要求7的轮胎成型鼓，其特征在于：

上述连杆与上述套筒铰接在和上述纵轴线基本平行的近枢轴轴线处，当上述转轴和上述套筒相对转动时，上述近枢轴轴线在相应的第一和第二角度位置这间可绕上述纵轴线转动，其中，上述第一和第二角度位置位于上述弧长的相对两端，每个上述连杆与相应的一个上述滑块连接在和上述纵轴线基本平行的远枢轴轴线处，当上述转轴和上述可转动元件相对转动时，上述远枢轴轴线可随上述滑块径向移动，并且当上述转轴和上述可转动元件沿上述第一角度方向相对转动以便使上述成型鼓膨胀时，随着上述套筒和上述转轴从上述第一角度位置相对转动到一个中间角度位置，上述滑块由上述连杆驱动从一个收缩位置径向地向外移动到充分伸出位置，在上述中间角度位置上，近和远枢轴轴线中心彼此在径向上处于同一直线，以及当上述套筒相对于上述转轴从上述中间角度位置转动到上述第二角度位置时，随着上述近枢轴轴线转过一个越过上述径向中心的角度增量，上述滑块从上述充分膨胀位置径向地向内移动到一个部分收缩的位置，因此上述连杆能更有效地承受可能作用在上述成型鼓上的外加压缩力。

9、根据权利要求8的轮胎成型鼓，其特征在于：上述基本刚性元件与上述止动元件接合，以便防止上述成型鼓瓦径向地向外移动超过上述预定距离，而当上述套筒和上述转轴相对地转过位于上述中间角度位置和上述第二角度位置之间的上述弧长部分时，上述加力装置同时补偿了上述滑块相对于上述成型鼓瓦的径向移动。

10、根据权利要求1的轮胎成型鼓瓦，其特征在于进一步包括：一个相对于上述转轴转动固定的第一固定元件和一个相对于上述套筒转动固定的第二元件，上述第一和第二元件彼此可接合，以便阻止上述转轴和上述套筒在上述第一和第二角度位置之间的上述弧长之外的相对转动。

11、根据权利要求10的轮胎成型鼓，其特征在于：每个上述第一和第二元件在断面上为扇形，以便构成以基本法线方向面对面接触形式彼此可接合的成角度的面。

12、根据权利要求1的轮胎成型鼓瓦，其特征在于：每个上述成型鼓瓦通过一个细长的收缩元件与一个相应的上述滑块连接，当上述滑块径向地向内移过一个预定的径向接合位置是位时，上述收缩元件的一个表面可与上述滑块接合，以便仅仅当上述滑块的进一步向内的径向运动继续进行而经过上述接合位置时使上述成型鼓瓦朝着收缩位置径向向内收缩。

13、根据权利要求12的轮胎成型鼓，其特征在于：上述窄成型鼓瓦上述细长的收缩元件中较短的收缩元件连接，而上述宽成型鼓瓦与上述细长的收缩元件中相对较长的收缩元件连接，以便使上述宽成型鼓瓦的收缩仅在上述窄成型鼓瓦的径向收缩已经进行并越过预定的间隙点以后才开始，从而可避免当上述成型鼓收缩时，成型鼓瓦之间的干涉。

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