CN113290752A - 一种不使用包封套的轮胎二次硫化设备 - Google Patents

Abstract

一种不使用包封套的轮胎二次硫化设备，包括截面为U型的环形箍紧体，所述环形箍紧体为一个具有开口的环状部件或无开口但具有张紧装置的环状部件或多个相互组合的环状部件，所述开口处、所述多个相互组合的环状部件之间通过联接装置拼合并锁紧；U型底面对应胎面上表面，两侧对应胎面和胎体的侧面；所述环形箍紧体U型的内表面曲面与轮胎胎冠和胎体部位的外形曲面直接或间接贴紧，且直接或间接地密封缓冲胶。本发明通过外部的胎面侧箍紧装置代替包封套结构为缓冲胶提供足够的硫化压力，不需要装配包封套等附件，可降低设备投资及定期更换包封套等附件的昂贵费用，同时节省了相关设备及装备的资金投入，降低劳动强度减少人力成本。

Description

一种不使用包封套的轮胎二次硫化设备

技术领域

本发明涉及轮胎的制造及其翻新领域，具体的涉及采用二次硫化法工艺生产轮胎和预硫化胎面法工艺翻新轮胎所用到的一种设备。

背景技术

随着汽车运输行业不断的发展，客车、货车等运输车辆的保有量越来越大，作为车辆消耗品的卡客车用轮胎用量不断增加，轮胎的来源主要包括新轮胎及翻新轮胎。目前，在采用二次硫化法工艺生产轮胎和预硫化胎面法工艺翻新轮胎的过程中，都需要采用包封套部件才能完成轮胎的硫化，其工艺的共同特点是：首先将制备好的新胎体(无胎面胶及花纹)或待翻新的旧胎体的外表面(指胎面粘合面)进行打磨加工、施贴缓冲胶，再与预制的胎面胶(其粘合面须打磨、涂胶浆)贴合成型，然后配用包封套并装入硫化罐进行硫化。目前，以上两种产品的生产可采用以下三种硫化方法。

1、在待硫化轮胎外表面装上专用外包封套，胎腔内装入硫化内胎，胎侧处的包封套两表面均装上夹板，胎圈处装入垫带、专用硫化轮辋及调节垫圈，接着锁紧轮辋并压实包封套壁。先向胎腔中的内胎充气，由于胎侧面膨胀和夹板的作用，包封套被紧密地夹在其中，起到密封轮胎外表面的作用。然后抽取包封套内的空气，确认真空检测合格后(防止因硫化罐内的气体进入包封套密封腔影响到硫化质量)方可入罐。再通过对硫化罐充气升压和加热升温，将罐内热空气的压力和热量传递给需硫化的缓冲胶，其硫化过程在设定的硫化工艺条件(参数有罐压和轮胎内压及其压差、硫化温度和时间)下完成。

2、采用装配内、外双包封套的方法将轮胎的内、外表面全封闭起来，当抽取套内空气时会产生负压，并促使内、外包封套的密封处(外套的裙边压在内套凸缘上)进一步贴紧，起到密封作用。以下与第1种硫化方法相同。

3、采用长裙外包封套，其开口可延伸到轮胎胎圈(泛指子午线固定端口，这里特指胎圈内圆面)，选配专用的胎圈环形夹具(可调节夹持直径)，由小到大调其直径，可把包封套紧紧夹持在胎圈(与轮辋配合面)上，从而起到密封作用。以下与方法1相同。

以上三种方法都是轮胎包裹在包封套内并置于硫化罐中来完成硫化的，不同的地方是选择工装夹具不一样，但都是将待硫化轮胎与硫化罐内空气介质隔离(在包封套、内胎和夹具的配合下实现轮胎内外表面全封闭，避免具有压力的介质渗入粘合面)起来，确保将介质的压力和热量传递给缓冲胶，以达到硫化的目的。不管是新轮胎的二次硫化法工艺还是翻新轮胎的预硫化胎面法工艺，都要采用包封套进行硫化，存在的问题是综合使用成本较高，这是因为：装卸包封套需要配有专用设备及夹具并进行较繁琐的人工操作，且容易意外损坏；包封套及附件长期处于载压热空气介质环境下，会加速氧化缩短使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中由于包封套问题带来的缺陷，本发明提供了一种不使用包封套的轮胎硫化设备。

本发明的技术方案如下：

一种不使用包封套的轮胎二次硫化设备，其特征在于包括截面为U型的环形箍紧体，所述环形箍紧体为一个具有开口的环状部件或无开口但具有张紧装置的环状部件或多个相互组合的环状部件，所述开口处、所述多个相互组合的环状部件之间通过联接装置拼合并锁紧；U型底面对应胎面上表面，两侧对应胎面和胎体的侧面；所述环形箍紧体U型的内表面曲面与轮胎胎冠和胎体部位的外形曲面直接或间接贴紧，且直接或间接地密封缓冲胶。

优选的，所述间接贴紧为通过在环形箍紧体内设有密封胶环并充气使其与胎冠和胎肩接触面贴紧实现密封功能；所述密封胶环至少置于环形箍紧体U型的底面与胎面胶之间、以及环形箍紧体的两侧面与胎肩接触面之间；所述环形箍紧体环面上具有充排气口，两侧面的所述密封胶环内分别具有独立的侧气室，各有一个气室充排气口，所述环形箍紧体通过密封胶环和密封胶环内的气体与胎冠胎体间接密封贴紧以及密封所述缓冲胶。

进一步优选的，所述密封胶环在环形箍紧体U型的底面两端与胎面胶之间分别设置的两部分之间沿所述环形箍紧体内表面相互连接，所述充排气口在穿过相互连接之处具有密封装置。

进一步优选的，所述密封胶环为加热式密封胶环。

优选的，所述环形箍紧体通过置于环形箍紧体与胎面胶之间的橡胶气囊，与胎冠和胎体间接密封贴紧，所述橡胶气囊具有独立密封腔及充排气口。

进一步优选的，覆盖胎肩的橡胶气囊与环形箍紧体与胎面胶之间的橡胶气囊分别独立设置。

进一步优选的所述橡胶气囊为加热式气囊。

优选的，包括胎肩加热板和胎面加热板。

优选的，所述联接装置具有连接、张紧、打开功能。

优选的，所述联接装置为锁紧卡扣。

优选的，当具有橡胶气囊时所述联接装置为销轴。

优选的还包括位于胎体胎圈处的专用胎圈座，其与胎体内腔构成密封结构。

进一步优选的，所述专用胎圈座由两个互相嵌套的筒状且具交错齿形部件组成，每个部件的一端是与胎体胎圈配合的密封胎圈座，另一端为齿形结构，所述的胎圈座在与轮胎接触区域具有密封结构；旋转并轴向移动其中一部件，可快速解锁并拆分，反之则装合。可通过设置在筒体上的充排气口对胎腔充排气。

本发明的技术效果如下：

轮胎(橡胶制品)的硫化工艺条件有三个要素：即压力、温度、时间，所用胶料的硫化特性(曲线)是控制其参数的基本依据，还需考虑工装和其它复杂因素的影响。依据此原则，本发明采用环面箍紧结构组合件，将其包覆在待硫化的胎冠部位(特指具有预硫化胎面的新轮胎二次硫化或翻新胎硫化，下同)，并可借助轮辋对胎腔充气，把胎体、预硫化胎面和缓冲胶层结合为一体，并持续保持所需的硫化压力、温度，直至硫化结束。为防止空气进入其粘合面形成气泡等缺陷，本发明对缓冲胶的溢出部位采取密封措施并收到满意效果。

根据轮胎的种类以及现有设备情况，可选用以下不同部件来组合构成相应的轮胎硫化工装(不使用包封套)，每一组合的技术难易程度决定其使用成本高低但均大幅度低于包封套设备。

1、密封胶环

可采用密封胶环作为环面箍紧结构的内层部件之一，密封胶环可以是在胎体靠近胎肩部位的两侧表面分别具有与胎面和环形箍紧体紧密接触的环形密封圈；也可以使两侧的环形密封圈之间通过贴近环形箍紧体的结构体相互连接，构成截面为C型的胎面密封胶环，两侧的环形密封圈与中部胎面共同构成一个密封腔，充气后在胎面及花纹沟槽形成均匀的气压力，由胎面胶传递到缓冲胶层提供所需的硫化压力，同时侧面的密封胶环在压力下例如通过气囊充气对缓冲胶形成密封。

2、环形橡胶气囊

可优选地采用环形橡胶气囊作为环面箍紧结构的内层部件之一，橡胶气囊装配在环形箍紧体与待硫化轮胎之间，充气后外侧与环形箍紧体紧密接触，内侧包覆在胎面与胎肩侧部，在环形箍紧体的支撑下向胎面及胎肩施加气压力，以此为缓冲胶层提供所需的硫化压力。

环形橡胶气囊结构上是具有空腔的独立密封结构，设置与外侧连通的充排气口，能够通过充排气口对密封空腔进行充气。气囊可根据需要设置成1个或几个部件，周向靠近排列后成为覆盖胎冠部位的完整环形；其中每个部件可以是覆盖胎面或同时覆盖及胎肩两侧的空腔结构，也可以由3个分别覆盖胎面及两侧胎肩的独立空腔结构组成，每个空腔结构具有一个充排气口，可为胎面及胎肩提供不同的充气压力来调节硫化压力以及密封缓冲胶。

特点是能够方便的为胎面提供两侧的压力，适用于带有延边或侧翼的预硫化胎面部件与胎体的结合。

3、橡胶加热板

可优选地采用橡胶加热板作为环面箍紧结构的内层部件之一，为待硫化轮胎提供热量以达到所需硫化温度。

橡胶加热板可根据需要只使用胎面加热板或者胎面、胎肩两种加热板结合使用，加热板紧贴胎面和胎肩侧以提高热量传递效率，同时在胎肩处也可以在压力下形成对缓冲胶的密封。

当橡胶加热板与胎面密封胶环或者环形橡胶气囊组合使用时，可以是独立结构部件、也可以与胎面密封带或者环形橡胶气囊做成一体式部件。

使用橡胶加热板可以替代轮胎整体加热装置的加热功能，同轮胎整体加热装置相比，由于只对胎面及胎肩进行加热，避免了加热装置自身以及轮胎支撑结构吸热、降低了胎体吸热，而且减少了系统的散热面积，大幅降低了能源损耗，具有较好的节能效果。在自带加热的情况下可以不使用硫化罐。

作为硫化过程中的辅助部件，安装在待硫化轮胎中部的胎圈轮辋充气后在胎体内壁形成支撑力，可提高胎体刚性、有助于外部环面箍紧结构的稳定性。

本发明通过外部的胎面侧箍紧装置代替包封套结构为缓冲胶提供足够的硫化压力，解决现有包封套硫化工艺中存在的不足，在新轮胎采用预硫化胎面及胎体的生产工艺中以及旧轮胎的预硫化翻新工艺中不需要装配包封套等附件，可降低设备投资及定期更换包封套等附件的昂贵费用，减少了包封套的损耗及更换带来的使用成本，同时节省了相关设备及装备的资金投入，降低劳动强度减少人力成本。

附图说明

图1为实施例1联接装置处截面示意图；

图2为实施例2联接装置处截面示意图；

图3为实施例3联接装置处截面示意图；

图4为实施例4联接装置处截面示意图；

图5为实施例5胎圈座示意图；

图6为图5中I处放大示意图。

1-胎体，2-缓冲胶，3-胎面胶，4-联接装置，5-环形箍紧体，9-气囊充排气口，10-橡胶气囊，11-胶环充排气口，12-加热式密封胶环，13-侧气室，14-胎肩加热板，15-胎面加热板，16-加热式胎面气囊，17-加热式胎肩气囊，18-胎圈座，19-齿形结构，20-胎圈座密封圈。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的解释。

实施例1

如图1所示，本实施例主要包括以转轴连接的两部分环形箍紧体5、固定于两个环形箍紧体除转轴连接处外另外一处开口的联接装置4例如卡扣或销轴、置于环形箍紧体5与胎面胶3之间的橡胶气囊10，橡胶气囊10覆盖了胎面部分外，还包括了两侧胎肩部位。其中橡胶气囊10可以设置成3组独立气囊，分别覆盖胎面部分及两侧的胎肩部分。

通过联接装置4的锁紧操作配合利用橡胶气囊10充气后的气压力通过胎面传递到胎体1上方的缓冲胶2层上，为缓冲胶提供所需的压力。两侧的橡胶气囊可以防止外部气体进入缓冲胶2。将环形箍紧体5的开口端相互拉近，使其形成包围轮胎胎冠的环形结构，在箍紧力作用下，通过气囊充排气口9对密封腔充气达到并保持3～5kgf/cm²气压，可使胎面在气压作用下贴紧缓冲胶，改善环形箍紧体5所提供箍紧力的作用效果。将装配环面箍紧结构的轮胎放入具有加热功能的硫化装置，设置硫化过程的压力、温度及时间规律进行硫化。

此结构无法对胎面花纹沟槽提供气压，但是胎面胶3不参与密封功能，所以对胎面胶的表面无匹配要求。所以除胎面花纹沟槽较宽的轮胎以外，适用于其它的各种轮胎，包括具有胎肩花纹沟槽的轮胎。

由于气囊充气能够实现张紧作用，因此联接装置也可仅使用销轴无需卡扣，成本更低，装卸更方便。

实施例2

本实施例通过环形箍紧体及密封胶环为缓冲胶提供压力及热量，通过设定硫化压力、温度及时间等条件，完成半成品轮胎的硫化工序。

如图2所示，本实施例的环面箍紧结构包括一个带开口的环形箍紧体5、固定于其开口处的联接装置4、加热式密封胶环12，所述加热式密封胶环12包括环形箍紧体5与胎面之间的部分和两侧的部分，两侧的部分具有分别独立的侧气室13，能够通过对侧气室13进行充气来密封缓冲胶。

通过联接装置的锁紧操作将环形箍紧体5的开口端相互拉近并形成箍紧力，加热式密封胶环12在箍紧力作用下贴紧胎面，在两侧胎肩处的侧气室13中充气后膨胀，使加热式密封胶环12的两侧压紧胎肩侧面，此时在加热式密封胶环12与胎面之间的花纹沟槽形成密封腔，通过胶环充排气口11向密封腔充气达到并保持3kgf/cm²气压，可使胎面花纹沟槽底部在气压作用下贴紧缓冲胶，改善环形箍紧体5所提供箍紧力的作用效果。将装配环面箍紧结构的轮胎放入具有保温功能的箱房装置以进一步降低能耗，设置硫化过程的压力、温度及时间规律进行硫化。

利用本实施例的环面箍紧结构可以通过侧气室13内的气压为缓冲胶提供所需的密封压力，并且由于胎面胶3是构成密封腔的一部分，所以气压力直接作用到轮胎花纹沟槽底部，对于花纹沟较宽的轮胎能提供较为均匀的作用力，保证缓冲胶2在硫化过程中具有较好的接触压力。

实施例3

本实施例通过气囊及橡胶加热板为缓冲胶提供压力及热量，通过设定硫化压力、温度及时间等条件，完成半成品轮胎的硫化工序。

如图3所示，本实施例的环面箍紧结构包括环形箍紧体5、环形橡胶气囊10、胎肩加热板14、胎面加热板15构成。环形箍紧体5通过联接装置4拼合成环形结构，将环形橡胶气囊10包覆在轮胎的胎冠部位及胎肩部位。通过气囊充排气口9对环形橡胶气囊10充气后，将胎肩加热板14、胎面加热板15分别与半成品轮胎的胎面、胎肩部位贴实压紧，有利于加热板的热量向缓冲胶传递，为缓冲胶提供硫化的压力及热量。

本实施例采用的环形橡胶气囊10将加热板与环形箍紧体5隔离开来，充气后的空气层具有保温效果，有效减少了通过环形箍紧体5散失的热量，能够提高加热速度减少能源损耗。

实施例4

本实施例实现了一种带加热功能的无包封套轮胎硫化方法，通过带加热功能的气囊结构为缓冲胶提供压力及热量，通过设定硫化压力、温度及时间等条件，完成半成品轮胎的硫化工序。

如图4所示，本实施例的环面箍紧结构包括环形箍紧体5、加热式胎面气囊16、加热式胎肩气囊17构成。环形箍紧体5通过联接装置4拼合成环形结构，将加热式胎面气囊16、加热式胎肩气囊17包覆在轮胎的胎冠部位，为缓冲胶提供密封以及硫化的压力及热量。当气囊充气后，将加热式胎面气囊16、加热式胎肩气囊17分别与半成品轮胎的胎面、胎肩部位贴实压紧，有利于加热板的热量向缓冲胶传递。

本实施例采用的加热式气囊能够在加热位置与环形箍紧体5之间形成隔离空腔，充气后的空气层具有保温效果，有效减少了通过环形箍紧体5散失的热量，能够提高加热速度减少能源损耗。

本实施例没有对胎面花纹沟槽进行充气，所以除胎面花纹沟槽较宽的轮胎以外，适用于其它的各种轮胎，包括具有胎肩花纹沟槽的轮胎。

实施例5

本实施例为在实施例1-4基础上增加胎圈专用胎圈座，所述专用胎圈座由通过齿形结构19互相啮合的两个互相嵌套的筒状部件组成，每部分的一端是与胎体胎圈配合的胎圈座18，另一端为齿形结构19，可通过设置在筒体上的充排气口对胎腔充气。安装在待硫化轮胎中部的专用胎圈座充气后在胎体内壁形成支撑力，可提高胎体刚性、有助于外部环面箍紧结构的稳定性，通过如图6所示的胎圈座密封圈20实现密封。

以上实施例在现有硫化参数条件下，基本可以保持现有的硫化速度，部分甚至可以更快的实现硫化效果。

Claims (10)

1.一种不使用包封套的轮胎二次硫化设备，其特征在于包括截面为U型的环形箍紧体，所述环形箍紧体为一个具有开口的环状部件或无开口但具有张紧装置的环状部件或多个相互组合的环状部件，所述开口处、所述多个相互组合的环状部件之间通过联接装置拼合并锁紧；U型底面对应胎面上表面，两侧对应胎面和胎体的侧面；所述环形箍紧体U型的内表面曲面与轮胎胎冠和胎体部位的外形曲面直接或间接贴紧，且直接或间接地密封缓冲胶。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述间接贴紧为通过在环形箍紧体内设有密封胶环并充气使其与胎冠和胎肩接触面贴紧；所述密封胶环至少置于环形箍紧体U型的底面与胎面胶之间、以及环形箍紧体的两侧面与胎肩接触面之间；所述环形箍紧体环面上具有充排气口，两侧面的所述密封胶环内分别具有独立的侧气室，各有一个气室充排气口，所述环形箍紧体通过密封胶环和密封胶环内的气体与胎冠胎体间接密封贴紧以及密封所述缓冲胶。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述密封胶环在环形箍紧体U型的底面两端与胎面胶之间分别设置的部分之间沿所述环形箍紧体内表面相互连接，所述充排气口在穿过相互连接之处具有密封装置。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述密封胶环为加热式密封胶环。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述间接贴紧为通过在环形箍紧体内设有的橡胶气囊并充气使其与胎冠和胎体接触面贴紧，所述橡胶气囊具有独立密封腔及充排气口。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于覆盖胎肩的橡胶气囊与环形箍紧体与胎面胶之间的橡胶气囊分别独立设置。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述橡胶气囊为加热式气囊。

8.根据权利要求1任一所述的设备，其特征在于所述联接装置为锁紧卡扣。

9.根据权利要求1～8任一所述的设备，其特征在于还包括位于胎体胎圈处的专用胎圈座，其与胎体内腔构成密封结构。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述专用胎圈座由两个互相嵌套的筒状且包括交错齿形的部件组成，每个部件的一端是与胎体胎圈配合的胎圈座，另一端为齿形结构，通过设置在筒体上的充排气口对胎腔充排气，所述胎圈座在与轮胎接触区域具有密封结构。

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