CN114126819B - 用于轮胎模具装配元件的插入件 - Google Patents

Abstract

公开了一种插入件(36)，所述插入件旨在用于装配元件(24)的组成中并形成所述装配元件的成型表面(40)的一部分，所述成型表面包括由至少一个第一突出花纹(42)和一个第二突出花纹(44)所形成的至少一个交叉部(32)。根据本发明，插入件包括旨在与成型元件(38)接合的接合部(46)，所述成型元件与装配元件的主体(34)一体形成，接合部(46)将第二花纹(44)分为第一部分(48)和第二部分(50)，插入件(36)形成第一花纹(42)和第二花纹(44)的第一部分(48)，成型元件(38)形成第二花纹(44)的第二部分(50)，接合部(46)偏离交叉部(32)。

Description

用于轮胎模具装配元件的插入件

技术领域

本发明涉及轮胎的制造，更具体地，涉及在轮胎的固化工序中使用的固化模具的领域。

背景技术

轮胎的制造包括固化工序，在所述固化工序期间轮胎胎坯被成型和硫化，以便向轮胎提供其机械特性、几何形状和最终外观。

轮胎通常在轮胎的固化模具中固化。模具形成有内表面，所述内表面用于形成轮胎的外表面。特别地，模具包括用于形成轮胎的全部或部分胎面花纹的配件。

配件通常包括多个周向布置的装配元件。配件通过其径向外表面支撑在模具的环上。配件的径向内表面包括凹陷的和突出的花纹。通常通过条带形成突出面板，所述条带用于在轮胎的胎面花纹上形成沟槽。

众所周知，条带在配件的径向内表面上周向和/或轴向地延伸，并相交以在轮胎的胎面花纹上形成并界定突出的、大体平行六面体的花纹。

装配元件通常由诸如铝的材料制成，并通过金属铸造工艺获得。

已发现，包含薄壁的突出花纹或包含复杂样式的花纹难以通过铸造工艺进行制造。因此，铸造工艺的缺点在于限制形成配件径向内表面的花纹的多样性。

为了弥补这一缺陷，已知一种用于包含插入件的装配元件的制造工艺。插入件通过一种制造工艺获得，例如机械加工工艺、压花工艺或增材制造工艺，所述制造工艺可以获得包含薄壁或复杂样式的突出花纹。然后，装配元件的主体在插入件的基部周围包覆成型。

如前所述，配件的突出花纹可以相交。例如，与装配元件的主体一体的条带可以与凹槽式的插入件相遇。因此，条带也抵靠插入件包覆成型。由此，条带和插入件沿着在插入件的外表面上延伸的一个或多个接触面交汇。

但是，条带与插入件之间具有复杂样式的接触面会造成条带的成型缺陷，例如材料的不完整，条带对插入件的保持减弱，或可导致轮胎成型缺陷的飞边。

因而，有必要在全部或部分的条带上配备厚度足以预防成型缺陷的过厚的材料，以改善插入件的保持。

然而，条带过厚会导致轮胎的胎面花纹加厚、插入件所形成的缺口深度减小的结果，从而降低轮胎的滚动阻力或使用寿命等性能。

此外，条带过厚会造成轮胎的胎面花纹的沟槽之间的不连续，导致产生裂纹，也会降低轮胎的性能。

最后，条带过厚使得必须配备更多的材料以制造配件或轮胎的胎面花纹。

发明内容

因此，本发明的目的在于消除上述所有的这些缺陷。

该目的通过本发明得以实现，本发明提供一种插入件，其被设计成引入装配元件的组成中并形成所述装配元件的成型表面的一部分，所述成型表面包括由至少一个第一突出花纹和一个第二突出花纹所形成的至少一个交叉部，其特征在于，所述插入件包括与成型元件接合的接合部，所述成型元件与装配元件的主体一体形成；接合部将第二花纹分为第一部分和第二部分，插入件形成第一花纹和第二花纹的第一部分，成型元件形成第二花纹的第二部分；接合部偏离交叉部。

接合部可以使插入件与装配元件的主体的成型元件之间的接触面与带有复杂样式的交叉部相间隔。从而，花纹的成型表面与形成它们的材料元件相分离，避免在成型元件抵靠接合部包覆成型期间出现成型缺陷。此外，也不需要设置过大厚度来避免成型缺陷。因此，仅使用了形成突出花纹所绝对必须的材料量。接合部使得能够获得具有良好成型品质的配件。装配元件的主体在接合部附近的成型品质保证插入件能够良好保持。

有利地，接合部为交叉部表面的包络面的形式。

包络面具有覆盖交叉部的大体光滑且平坦的形式。因此，接合部的接触面相对于交叉部的接触面具有简化的形式。接合部的样式选择为使得在插入件的接合部的表面上包覆成型的成型元件在接合部的附近不包括难以成型的薄部件和复杂样式。

优选地，包络面相对于交叉部的表面布置，以使第二花纹的第一部分的体积最小化。

因此，用于制造插入件所必要的材料体积最小化，插入件的制造成本降低，特别是当插入件通过增材制造工艺制造时。

有利地，接合部包括使插入件相对于成型元件保持的装置。

根据第一变体，使插入件保持的装置包括至少一个凹陷元件，所述凹陷元件被设计成容纳成型元件的突起元件。凹陷元件是凹槽、圆柱形、球形或多面体的腔体形式。

根据第二变体，用于保持的装置包括至少一个凹陷元件和附加元件，所述附加元件装设在所述凹陷元件中，以在接合部的表面上形成突起，所述突起被设计成插入至所述成型元件的凹陷元件中。

因此，插入件相对于多个元件的保持得到改善。另外，凹陷元件使得第二花纹的第一部分的体积最小化。

本发明的第二个目的在于提供了一种装配元件，其被设计成引入轮胎的固化模具中，其特征在于，所述装配元件包括本发明的第一个目的中所述的插入件。

本发明的第三个目的在于提供了一种插入件的制造工艺，所述插入件被设计成引入装配元件的组成中，其中，制造如本发明的第一个目的中所述的插入件。

优选地，插入件通过以融合方式选择性固结的工艺制造。

本发明的第四个目的在于提供了一种装配元件的制造工艺，所述装配元件被设计成引入轮胎的固化模具中，其中：

-通过如本发明的第三个目的中所述的插入件的制造工艺制造插入件；

-使装配元件的主体的成型元件与插入件的接合部接合。

因此，只要部分使用制造包含薄壁和复杂样式的图案的工艺即可获得装配元件，相对于完全通过所述工艺制造的装配元件，元件的制造成本得以降低。装配元件的成型品质提高，现有技术中所使用的任何过量的成型厚度都将是多余的。

本发明的第五个目的在于提供了一种轮胎的固化模具，其特征在于，所述固化模具包括至少一个如本发明的第二个目的中所述的装配元件。

本发明的第六个目的在于提供了一种轮胎的制造工艺，其中，在如本发明的第五个目的中所述的模具中使轮胎固化。

最后，本发明的第七个目的在于提供了一种轮胎，其被设计成安装在车轮的轮辋上，其特征在于，所述轮胎通过如本发明的第六个目的中所述的制造工艺获得。

附图说明

通过基于以下附图的说明书的剩余部分，将更好地理解本发明：

-图1是轮胎的固化模具的径向截面图；

-图2是现有技术中轮胎的固化模具的某些组件的透视图；

-图3是图2中模具的某些组件的透视图；

-图4是根据本发明的轮胎的固化模具的某些组件的透视图；

-图5是图4中模具的某些组件的透视图；

-图6是根据保持装置的第一变体的图4中模具的某些组件的俯视图；

-图7是根据保持装置的第一变体的图4中模具的某些组件的俯视图；

-图8是根据保持装置的第一变体的图4中模具的某些组件的俯视图；

-图9是根据保持装置的第二变体的图4中模具的某些组件的俯视图。

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。因此不对其进行系统性的重复描述。

图1示出了用于轮胎硫化的模具10。模具具有基于中心轴线12的对称性的回转体形式，特别地，包括两个壳体14和部段16。两个壳体和部段在闭合位置与开启位置之间是可移动的，其中，在所述闭合位置两个壳体和部段共同形成内成型表面，在所述开启位置两个壳体和部段相间隔，以允许置入或取出轮胎(未图示)。

两个壳体14轴向移动并用于使轮胎的胎侧成型。部段16径向移动，并用于，第一，在模具闭合的位置，通过径向内成型表面18使轮胎的全部或部分胎面花纹成型；第二，通过径向外表面20，与模具的闭合装置相配合，以在模具的闭合位置形成稳固保持的环。

由部段组装而成的环包括配件22。配件支撑径向内成型表面18。配件由多个装配元件24组成。每个部段16包括一个或多个装配元件，所述装配元件可拆卸地装配在部段的容腔26内。

配件22的径向内成型表面18包括一个或多个花纹。“花纹”为具有工艺和/或美学功能的起伏样式。这些花纹为凹陷或突出的样式。例如，突出花纹28形成条带或凹槽，所述条带或凹槽用于在轮胎的胎面花纹上分别形成沟槽或缺口。条带在成型表面18上周向和/或轴向延伸。

除非另有说明，在本文的所有剩余部分中，轴向方向表示平行于中心轴线12的方向，周向方向表示垂直于模具的径向方向30且垂直于中心轴线的方向。

图2示出了包含突出花纹的交叉部32的模具的径向内成型表面。“交叉部”为由相交的突出花纹所形成的界面。

至少一个装配元件24包括主体34和至少一个插入件36。例如，每一装配元件包括多个插入件。装配元件的主体包括一个或多个与主体一体的成型元件38。插入件和成型元件形成装配元件24的成型表面。

插入件36形成包含薄壁或复杂样式的一个或多个花纹的全部或部分。“薄壁”为花纹的具有突起样式、具有变窄条带或窄条带的部分，且厚度小于2.5mm，优选小于1.5mm。“复杂样式”为，例如，带有底切部的样式、具有连续变化的截面的样式、遵循模具的周向廓形或径向廓形的曲率的样式、具有起伏的样式，或这些不同样式的组合。

插入件36可以通过任何恰当的工艺获得，例如，机械加工工艺或诸如压花工艺的塑性变形工艺。

优选地，插入件通过增材制造工艺的方式获得，所述增材制造工艺可以限制材料的消耗，与机械加工工艺相反。更优选地，插入件通过以融合方式选择性固结的工艺制造，所述工艺可以获得带有底切部的复杂样式，与使用模头或模具的工艺相反。

“增材制造”为通过增加材料进行制造的工艺。

“以融合方式选择性固结”为通过使输入的加工材料渐进且选择性地聚集或结块以获得输出的加工材料的增材制造工艺。输入的加工材料为粉末、线材或溶液/熔液(bain)的组成形态和/或形成其一部分。通常地，以在支撑物上沉积粉末的方式添加输入的加工材料以形成层。所述支撑物的形式是板或之前固结的层。通常地，通过输入的加工材料的固化获得结块，所述加工材料通过局部或全面的能量供应完全或部分地熔融(烧结)，然后冷却。尽管能量可以通过红外辐射或红外感应供应，但通常是通过激光或电子束来供应。在激光和电子束的情况下，通过定向供应能量的装置(例如光学装置或电磁装置)实现能量的局部供应。该工艺为输入的加工材料提供了预设的样式和机械特性。所述样式和所述特性取决于输入的加工材料的材质和工艺参数。尽管所述样式可以由多个单片固体物构成，但通常为一个单片固体物。

优选地，装配元件的主体34通过铸造工艺获得，所述铸造工艺包括所述主体的成型工序。铸造工艺允许以低成本大规模制造元件。装配元件的主体也可以通过任何恰当的工艺获得，例如机械加工或增材制造。

在装配元件的主体34的成型工序中，将熔融或液态的材料倒入装配元件的模具中(未图示)。将插入件引入装配元件模具的组成中。装配元件的主体在插入件的基部周围包覆成型，然后，破坏装配元件的模具但不破坏插入件，以释放具有所述插入件的装配元件。

例如，插入件也可以通过组装装置(例如螺纹组装装置，焊接组装装置)或联接装置(例如设置在装配元件主体中的燕尾槽)与独立于插入件所获得的装配元件的主体组装在一起。

制成插入件36和装配元件24的主体34的任何材料的机械特性(例如刚性)适于模具10使用过程中所遇到的应力，并且适于为获得插入件36和装配元件24所实施的工艺。例如，装配元件的材料选自钢、铝及它们的合金，或基于树脂的材料。插入件的材料选自钢及其合金。

图2和图3示出了现有技术中装配元件24的成型表面40上的两个突出花纹28的交叉部。装配元件包括主体34和插入件36。插入件形成第一花纹。与装配元件的主体一体的成型元件38抵靠插入件包覆成型。装配元件的主体形成第二花纹。第一花纹42与第二花纹44之间的交叉部32界定了插入件与插入件的主体之间的接触面。

图4和图5示出了根据本发明的装配元件的成型表面上的两个花纹28的交叉部32。插入件36包括用于与成型元件38接合的接合部46，所述成型元件38与装配元件24的主体34一体形成。

接合部46将第二花纹44分为第一部分48和第二部分50。插入件36形成第一花纹42和第二花纹44的第一部分48，成型元件38形成第二花纹44的第二部分50。接合部46偏离交叉部32。

优选地，成型元件38在接合部46上包覆成型。在这种情况下，接合部46的样式选择为使得在接合部上包覆成型的成型元件38在接合部的附近不包括难以成型的薄壁和复杂样式。

优选地，接合部46为交叉部表面的包络面的形式。“包络面”为具有光滑形式且大体平坦地覆盖交叉部(换句话说，覆盖交叉部32的平坦表面)的表面。

接合部46相对于交叉部32的表面布置以使第二花纹44的第一部分48的体积最小化。

尽管接合部也可以在绝对意义上偏离交叉部，但接合部46优选与交叉部32的表面相切。

例如，接合部46具有平坦形式，大体垂直于成型元件的纵向方向，或与所述方向呈0°至20°范围内的角。

优选地，成型元件38与接合部46直接接触，以使轮胎固化工序期间插入件36与所述成型元件之间出现的飞边最小化。成型元件38也可以偏离交叉部，以获得1mm或更小、优选0.5mm或更小的操作间隙。因此，在模具升温时由于构成插入件36和装配元件的主体34的材料的不同膨胀使得操作间隙被填充，并且装配元件24的内部应力减小。

插入件36包括使插入件相对于成型元件保持的装置52。保持装置布置在接合部46上，并包括至少一个凹陷元件，成型元件38的突起元件被设计成插入在所述凹陷元件中。

优选地，突起元件以包覆成型的方式插入到凹陷元件。

根据图6、图7和8所示的第一变体，凹陷元件布置在插入件的接合部46的表面上，以使所述插入件的体积最小化。相反地，凹陷元件可以设置在成型元件38的表面上，以在适当的情形下促进装配元件的主体36在插入件上的包覆成型，所述成型元件与接合部46接合。

凹陷元件可以是凹槽的形式(图6)，装配元件的主体的成型元件在所述凹槽中包覆成型以形成条带。例如，凹槽的两个相对面可以是平行的、发散的(燕尾槽，图7)或聚合的。凹槽的基部具有例如弯曲或平坦的形式。

凹陷元件也可以是一个或多个腔体的形式(图8)。腔体具有闭合的、圆形或多边形的轮廓，并延伸以形成圆柱形、球形或多面体(特别是棱柱)的形式。

根据图9所示的第二变体，保持装置包括附加元件54，所述附加元件装设在插入件的凹陷元件中。因此，插入件的附加元件在接合部的表面上形成突起。从而，成型元件在突起的附加元件周围包覆成型。

在不偏离本发明权利要求书范围的情况下，可以设想本发明的其它变体和实施方案。

Claims (16)

1.一种用于轮胎模具装配元件的插入件(36)，其被设计成引入装配元件(24)的组成中并形成所述装配元件的成型表面(40)的一部分，

所述成型表面包括由至少一个第一突出花纹(42)和一个第二突出花纹(44)所形成的至少一个交叉部(32)，

其特征在于，所述插入件包括与成型元件(38)接合的接合部(46)，所述成型元件与装配元件的主体(34)一体形成；

接合部(46)将第二花纹(44)分为第一部分(48)和第二部分(50)，插入件(36)形成第一花纹(42)和第二花纹(44)的第一部分(48)，成型元件(38)形成第二花纹(44)的第二部分(50)；

接合部(46)偏离交叉部(32)。

2.根据权利要求1所述的插入件，其中，所述接合部(46)为交叉部(32)表面的包络面的形式。

3.根据前述权利要求中任一项所述的插入件，其中，所述接合部(46)相对于交叉部(32)的表面布置以使第二花纹(44)的第一部分(48)的体积最小化。

4.根据权利要求3所述的插入件，其中，所述接合部与交叉部相切。

5.根据权利要求1所述的插入件，其中，所述接合部(46)包括使插入件(36)相对于成型元件(38)保持的装置(52)。

6.根据权利要求5所述的插入件，其中，使插入件保持的装置(52)包括至少一个凹陷元件，所述凹陷元件被设计成容纳成型元件(38)的突起元件。

7.根据权利要求6所述的插入件，其中，所述凹陷元件是凹槽的形式。

8.根据权利要求6所述的插入件，其中，所述凹陷元件是圆柱形、球形或多面体的腔体形式。

9.根据权利要求5所述的插入件，其中，用于保持的装置(52)包括至少一个凹陷元件和附加元件，所述附加元件装设在所述凹陷元件中，以在接合部(46)的表面上形成突起，所述突起被设计成插入至所述成型元件的凹陷元件中。

10.一种装配元件(24)，其被设计成引入轮胎的固化模具(10)中，其特征在于，所述装配元件包括如权利要求1至9中任一项所述的插入件(36)。

11.一种用于轮胎模具装配元件的插入件(36)的制造工艺，所述插入件被设计成引入装配元件(24)的组成中，其中，制造如权利要求1至9中任一项所述的插入件。

12.根据权利要求11所述的工艺，其中，所述插入件(36)通过以融合方式选择性固结的工艺制造。

13.一种装配元件(24)的制造工艺，所述装配元件被设计成引入轮胎的固化模具，其中：

-通过如权利要求11和12中任一项所述的插入件的制造工艺制造插入件(36)；

-使装配元件的主体(34)的成型元件(38)接合至插入件的接合部(46)。

14.一种轮胎的固化模具，其特征在于，所述固化模具包括至少一个如权利要求10所述的装配元件(24)。

15.一种轮胎的制造工艺，其中，在如权利要求14所述的模具(10)中使轮胎固化。

16.一种轮胎，其被设计成安装在车轮的轮辋上，其特征在于，所述轮胎通过如权利要求15所述的制造工艺获得。