CN1259896A - 轮胎模具的强化 - Google Patents

Abstract

一种轮胎模具,该模具具有多个完整的在组合模套(10)的腔(18)内形成的环氧树脂模制材料的轮胎模具组块(20),且具有由安装在模套内的胎面模型的凹槽形成的强化的单独直立凸肋(56)。模套(10)和模型(50)可重复使用,且具有标准的模套对开直径和弦长,以减少制造模具所需的时间。模型(50)由弹性材料制成,且也可重复使用。

Description

轮胎模具的强化

技术领域

本发明涉及制造环氧树脂之类塑料模具的方法和模具结构。制造这些模具可以是通过将未固化的液态塑性环氧树脂浇注到组合式模套中的模型上。本发明特别针对形成模塑胎面表面上有凹槽的轮胎用的环氧树脂模具，这些凹槽是由模具的表面上单独直立的凸肋形成的。组合式模套可以重复使用，而且可以按标准的模套对开直径和弦长预制，以减少制造后续模具所需的时间。还提供了模套部件的对准和密封。

背景技术

如美国专利No.4,858,881所示，其中建议制造环氧树脂或其它树脂的局部轮胎模具来修复胎壁。还有建议用玻璃纤维来强化塑料制品，如美国专利No.4,692,291所示。美国专利No.5,449,483采用标准化的模套容器来制造带树脂背衬的金属壳。

金属叶片自橡胶基体的狭缝转移到模具外壳上，记述于美国专利No.2,275,582中。该基体上覆盖了一层与该金属叶片结合的电成型金属壳，所以当除去基底时，金属叶片成为金属模壳的一部分。为了使该模壳成为轮胎模具的一部分，必须要对其进行机加工。

发明的公开

根据本发明的方法，是将一具有胎面结构的轮胎的组块的模型安装在具有一个腔的模套上，模型表面中有诸如槽、狭槽和狭缝的凹槽，模套内有用于承纳例如未固化、液态环氧树脂之类塑料的腔，以形成完整的轮胎模具的组块。在将未固化环氧树脂注入该腔之前，要给模型喷上一种不与环氧树脂反应造成其固化时间延缓的脂类喷雾脱模剂。

在本发明的一个实施例中，是将玻璃纤维和环氧树脂的混合物喷到模型的表面上和模型表面上的凹槽内，从而在模具固化和自模型上取下模具后，在环氧树脂模具的胎面模制表面提供强化的单独直立凸肋。在另一实施例中，替代喷射的是用未固化环氧树脂和玻璃纤维的混合物形成一半液体油灰状的连续层，此材料填装在模型的表面，注入模型表面的凹槽。凹槽通过填装环氧树脂和玻璃纤维的混合物而注满，并使其固化之后，通过将未固化液态环氧树脂模制材料注入模套腔中而使模套的腔完全充满，以形成一完整的模具组块。而后，此环氧树脂模制材料固化。

在另一实施例中，是将浆状液态环氧树脂和玻璃纤维直接浇注在模型上并充入腔内，而后施加压力，迫使该浆状材料进入模型表面的凹槽，从而在模制表面形成单独直立的凸肋。

在又一个实施例中，是在模型已经喷上脱模剂之后将单独的或叠层金属叶片插入模型的狭缝中。叶片可以用适于将金属和合成橡胶材料联接在一起的粘接剂粘在模型上。而后将模型安装在模套容器内并注入与叶片的表面相结合的液态环氧树脂模制材料。使该环氧树脂模制材料固化且随后冷却。当取下模型时，包含在模套内的凝固了的环氧树脂模制材料自模型上拔离。叶片保留在环氧树脂胎面模具上，强化凸肋并使它们能够承受来自轮胎模制过程中的应力和应变。

模型最好是采用弹性合成橡胶材料，便于叶片插入模型的狭缝和在浇注环氧树脂模制材料之后自模型的狭缝中取出叶片。而后模型可重复使用，以制造另一个胎面模具组块。

本发明的工艺提供钢或铝的部件来制造环氧树脂胎面模具组块，并在轮胎固化过程中将这些组块固定住。制作不同规格的模具一直需要不同规格轮胎的部件。为了快速模制，这些部件一直是预制的。根据本发明，通过采用两个尺寸标准将其预制成不同规格，不同规格部件的数量已经减少了。一个尺寸标准是模具的对开直径，即侧壁板与胎面组块相交处的直径。另一尺寸标准是弦角和用在模具机构的滑动块部件的顺序。

通过提供带径向侧壁的U型腔，使得在固化后能容易地将环氧树脂模具胎面组件自该腔取下，本发明的模套也可不只一次地使用，同时胎面组合模制部件的固定也不要求在边缘上有凸缘。实现这一点的同时，还提供了模套腔的密封且使模型支架与模套对准并固定住。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，以在环氧树脂模制材料的模具的模制表面提供强化单独直立凸肋，用于模制表面有凹槽的物品，其包括：

(a)制造一个弹性材料的模型，在模型的表面有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到模型的表面，其特征是；

(c)将金属叶片插入该凹槽；

(d)将模型放入具有完整模制部件的形状的模套容器腔；

(e)向模套容器腔注入环氧树脂模制材料，形成完整的模制部件；

(f)固化容器内的环氧树脂模制材料，随着固化，制成完整的模制部件；和

(g)将模制部件自模型上分离，使金属叶片粘附在模制部件上并自模型的表面上的凹槽中拔出。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，以在塑料模具的表面提供强化的单独直立凸肋，用于模制在物品的表面有凹槽的物品，其包括

(a)制造一弹性材料的模型，在物品的表面上有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到模型的表面，其特征是；

(c)用含有强化材料的未固化环氧树脂模制材料喷射该表面，以注满凹槽；

(d)将模型放入具有完整模制部件的形状的模套容器腔；

(e)向模套容器腔注入未固化的环氧树脂模制材料，形成完整的模具部件；

(f)在环氧树脂模制材料固化形成模制部件的同时，将其存留在容器腔内；和

(g)将模制部件自模型上分离，使凹槽中的环氧树脂模制材料以单独直立凸肋的形式自模型的凹槽中拔出。

根据本发明的又一个方面，提供了一种方法，以在塑料模具的表面提供强化的单独直立凸肋，用于模制在物品的表面有凹槽的物品，其包括

(a)制造一弹性材料的模型，在模型的表面上有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到模型的表面，其特征是；

(c)将含有强化材料的塑料模制材料填装到模型的表面上和凹槽中；

(d)将模型放入具有完整模制部件的形状的模套容器腔；

(e)向模套容器腔注入塑性模制材料，形成完整的模制部件；

(f)在塑性模制材料固化的同时，将其存留在容器腔内；和

(g)将模制部件自模型上分离，使凹槽中含有强化材料的塑性模制材料以单独直立凸肋的形式自模型的凹槽中拔出。

根据本发明的又一个方面，提供了一种轮胎模具，其包括：

(a)多个环氧树脂模制材料制成的模具组块；

(b)各组块具有径向内部胎面模制表面，带有用于在胎面表面上模制凹槽的凸肋；

(c)有由环氧树脂模制材料和强化材料的混合物制成的单独直立凸肋的胎面模制表面；和

(d)在轮胎模具中，各模具组块构成完整的模制轮胎胎面的组块的形状。

根据本发明的又一方面，提供了一种完整的轮胎模具，其包括：

(a)多个环氧树脂模制材料制成的模具组块；

(b)各组块具有径向内部胎面模制表面，带有粘结到该组块，用于在该模具所制造的轮胎上形成凹槽的金属叶片；

(c)金属的组合模套，将环氧树脂材料的模具组件封闭在内，其包括；

(d)径向延伸的模套侧板，在包含模具的轴线的径向平面上提供一U型横截面，因此该组合模套在使用后，环氧树脂模制材料可自金属的组合模套的腔中取出，所以该模套可再次使用。

附图的简要说明

图1是实施本发明的轮胎模具的组合模套的顶视图；

图2是沿图1中2-2线所截取的剖面图；

图3是有组合模套安装在内的轮胎压机的示意性剖面图；

图4是根据图1和图2的组合模套组装在一起构成360°胎面模制表面的示意性平面图，表示不同的各组块的弦角和圆周长度；

图5是图1所示一个组合模套详细的零件分解图；

图6是模型处于图6所示中心支架上沿图7中6-6线所截取的剖面图，表示金属叶片和金属带位于凹槽内。

图7是模型沿图6中7-7线所取的平面图；

图8是两种类型嵌套多叶片的放大平面图，其用以在凹槽比单片叶片宽时插入模型的凹槽内；

图9是模型封装在模套内的剖面图，环氧树脂正在压力作用下喷入模型表面上的凹槽内；

图10是模型处于中心支架上的剖面图，环氧树脂正在喷入模制表面的凹槽内；

图11是模型处于中心支架上的截面图，环氧树脂正喷入凹槽内。

本发明的详细说明

参见图1和图2，图中示出了轮胎模具的一组合模套10。此组合模套10和另外8个模套组装成如图4所示的胎面环12。各模套10包括由外胎面成型件16连接的模套侧边部件14。在组合模套10之内是腔18，它包含具有胎面模制表面22的环氧树脂模制材料的胎面模具组块20。组合模套10可以安装在轮胎压机24上，其一部分示意性地示于图3，如图3所示，它可以径向移动，进出模制位置。单独直立的凸肋件，例如钢片26和用钢带件28强化的环氧树脂凸肋自胎面模制表面22向外延伸，在轮胎胎面上提供狭缝和较大的狭槽。

制造用于不同规格轮胎的胎面模具组块20一直需要不同规格的组合模套10。这需要预先制备，而相应地还希望使组合模套的备品库存保持最少。如图2和图4所示，通过用两种尺寸标准预先制备不同尺寸的模套，部件的数目已经减少了。一个尺寸标准是模具的对开直径D。另一个尺寸标准是弦角A，如图1和4所示。为了减少组合模套的数量，已经发现模具对开直径D为19.770英寸(50.216cm)、20.420英寸(51.87cm)、21.420英寸(54.41cm)、21.030英寸(53.42cm)、22.140英寸(56.24cm)和22.840英寸(58.01cm)是比较理想的。

如图4所示，为了提供标准化的部件和也为了减少由于后续模具造成的轮胎噪音，已经发现弦角和弦的顺序是按以下顺序的：

34.400度

40.000度

45.600度

40.000度

34.400度

40.000度

45.600度

40.000度

40.000度

参见图5，组合模套10、端支架30和31、中心支架34和端板36以部件分解图的形式示出。提供有螺栓38，用于与组合模套10、端支架30、端支架31和中心支架34上相应的螺孔进行螺纹接合。提供有螺栓40，用于与端支架30和31、以及模套侧边部件14上的螺孔接合。定位销42穿过端支架30和31上的孔延伸到模套侧边部件14上的孔内。诸如安装在0型密封圈槽46内的密封圈塞绳材料44的密封装置为组合模套10内的腔18提供密封。在端板36上提供有入口孔48，用于将环氧树脂或其它呈液态形式的塑性材料通入腔18。

参见图6和图7，其中给出了组合模套10的局部图，诸如模型坯50的模型紧固在中心支架34上。模型坯50可以在一石膏背衬组装模内制造，在其中通过对石膏背衬进行括制形成胎冠的形状。将端支架30和31置于石膏背衬的中心空腔之上，且将一种弹性物质如硅铜注入该空腔。为了在肩部给模型坯刻痕而提供容隙，端支架30和31是可拆卸的。图6和图7中所示模型坯50具有已刻出凹槽，例如狭缝52和较宽的狭槽54的胎面，目的是在模具组块20的胎面模制表面22上提供单独直立的凸肋。

参见图2、3和6，胎面模制表面22的金属叶片26的成形部件置于模型坯50的狭缝52内。在组装组合模套10之前，还将钢带件28布置在模型坯50的狭槽54内。钢带件28可在狭槽54内用适于将金属与橡胶件粘接在一起的粘接剂粘接到模型坯50上。而后向组合模套腔18注入诸如环氧树脂的塑料，它可以含有铝颗粒，且允许环氧树脂材料固化。在此实施例中，环氧树脂胎面模具组块20在室温下经24小时固化，而后加热到更高的温度如200°F(93℃)、300°F(149℃)和400°F(205℃)保温4至5小时。而后拆除组合模套10，图2和3所示的胎面模具组块即可安装在轮胎压机24上，如图3所示。将钢片26自模型坯50拔出，且钢片26如图2所示延伸到胎面模制表面22的单独直立凸肋56内，且也连同单独直立凸肋56一起自模型坯50的狭槽54中拔出。在施用塑性材料和铝颗粒的过程中，粘接剂将钢带件28保持在位。而固化后，可将钢带件28自模型坯50中拔去，并将所有残留的粘接剂自钢带上去除。通过简单地附加钢片26和钢带件28，模型坯50即可再次使用。

如图1和图2所示，具有锁环62和64的螺栓58和60延伸穿过胎面成形件且嵌入环氧树脂材料66内。腔18的侧表面68最好是平行的，从而在使用后可以松开螺栓58和60，并将环氧树脂模具66自腔18上取下，于是金属件可以再次使用，制造另外的模具组块。

参见图8，图中给出了钢片26’和26″，它们适于填入具有相同形状的狭缝52或狭槽54。如果需要，钢片26’和26″可以叠置，以填入较宽的狭缝。但是已经发现，填入狭槽54并非总是需要的，而只需简单地将钢带件28置于狭槽内，它们即对环氧树脂单独直立凸肋提供足够的强化。

参见图9，组合模套68与中心支架70和端支架72和74组装在一起。模型坯76安装在中心支架70上，且具有刻痕的胎面模具成形表面78，带有凹槽80，以形成单独直立凸肋。根据此实施例，含有诸如破碎玻璃纤维的强化材料的某种环氧树脂连通到组合模套的腔82，并施加足够的压力，迫使经强化的环氧树脂材料进入凹槽80。环氧树脂以类似于以上图1-8实施例的方式固化，而后取下模型坯76，且组合模套68可安装在轮胎压机上。

参见图10，图中所示为模型坯84安装在中心支架86和端支架88和90上。在此实施例中，用诸如玻璃纤维等适用材料强化的环氧树脂模具材料92在压力下喷射到胎面模具成形表面94上，注入模型坯84上的凹槽96内，以提供强化环氧树脂材料的单独直立凸肋。在强化环氧树脂材料92施用到胎面模制表面94上之后，将中心支架86和端支架88和90安装到组合模套上，且将端板36用螺栓紧固和密封，而后如前面图9实施例所述充注腔38并完成胎面模具组块。

参见图11，图中给出了又一改进型式，其中模型坯98安装在中心支架100和端支架102和104上。而后通过向凹槽106填入含有诸如破碎玻璃纤维的强化材料的环氧树脂而使凹槽106充满该种材料。而后将中心支架100和端支架102和104如前面图9和图10实施例所述组装在模具组块上以完成胎面模具组块。

以上是对本发明的说明，现在提出权利要求。

Claims (25)

1.一种在用于模制在该物品的表面有凹槽的物品的环氧树脂模制材料的模具的模制表面提供强化单独直立凸肋的方法，其包括：

(a)制造一种弹性材料的模型，在所述模型的表面有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到所述模型的表面上，其特征是，

(c)将金属叶片插入所述凹槽；

(d)将所述模型放入具有完整模制部件形状的模套容器腔内；

(e)向所述模套容器注入未固化的环氧树脂模制材料，形成完整的模制部件；

(f)固化所述容器内的所述环氧树脂材料，制成所述模制部件；和

(g)将所述模制部件自所述模型上分离，使所述金属叶片粘附在所述模制部件上并自所述模型的所述表面上的上述凹槽中拔出。

2.权利要求1所述的方法，其进一步的特征是所述凹槽是非直线的，而所述金属叶片的形状制成与所述凹槽的非直线形状相符合。

3.如权利要求2所述的方法，其进一步的特征是所述凹槽是弯曲的，而所述金属叶片也是弯曲的以配装在所述凹槽内。

4.如权利要求1所述的方法，其进一步的特征是将所述金属叶片用粘接剂粘接在所述模型上，以在充注所述模套容器的过程中将其固定在位，且所述粘接剂允许在将所述模具自所述模型分离的过程中使所述金属叶片能自所述凹槽拔出。

5.如权利要求1所述的方法，其进一步的特征是所述金属叶片包括叠层的金属薄片，其叠层的厚度等于所述凹槽的宽度。

6.一种在用于模制在该物品的表面有凹槽的物品的环氧树脂模制材料的模具的表面提供强化单独直立凸肋的方法，其包括

(a)制造一种弹性材料的模型，在所述模型的表面上有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到所述模型的表面上，其特征是，

(c)用含有强化材料的环氧树脂模制材料喷射所述模型的所述表面，以注满所述凹槽；

(d)将所述模型放入具有完整模制部件形状的模套容器腔内；

(e)向所述模套容器注入环氧树脂模制材料，形成完整的模制部件；

(f)在所述环氧树脂模制材料固化形成所述模制部件的同时，将其存留在所述容器内；和

(g)将所述模制部件自所述模型上分离，使所述凹槽中的所述环氧树脂模制材料以强化单独直立凸肋的形式自所述模型的所述凹槽中拔出。

7.一种在用于模制在物品的表面有凹槽的物品的塑料模具的表面提供强化单独直立凸肋的方法，其包括：

(a)制造一弹性材料的模型，在所述模型的表面上有凹槽；

(b)将一种脱模剂涂敷到所述模型的表面上，其特征是，

(c)将含有强化材料的塑料模制材料填装到所述表面上和所述模型的所述凹槽中；

(d)将所述模型放入具有完整模制部件形状的模套容器腔内；

(e)向所述模套容器注入塑性模制材料，形成完整的模制部件；

(f)在所述塑性模制材料固化的同时，在所述容器内使其固化；和

(g)将所述模制部件自所述模型上分离，使所述凹槽中含有所述强化材料的所述塑性模制材料以单独直立凸肋的形式自所述模型的所述凹槽中拔出。

8.一种在用于模制在该物品的表面有凹槽的物品的环氧树脂模制材料的模具的表面提供强化单独直立凸肋的方法，其包括：

(a)制造一种弹性材料的模型，在所述模型的表面上有凹槽；

(b)将所述模型放入一模套容器；

(c)将一种脱模剂涂敷到所述模型的表面上，其特征是，

(d)向所述模套容器注入环氧树脂模制材料，形成完整的模制部件；

(e)给所述模套容器中的所述环氧树脂模制材料施加压力，使所述环氧树脂模制材料和所述强化材料充满所述凹槽；

(f)在所述环氧树脂材料固化的同时将其存留在所述容器内；和

(g)将所述模制部件自所述模型上分离，使所述凹槽中含有强化材料的所述塑性模制材料以单独直立凸肋的形式自所述模型的所述凹槽中拔出。

9.一种轮胎模具，其包括：

(a)多个环氧树脂模制材料制成的模具组块；

(b)所述各组块具有径向内部胎面模制表面，带有用于在所述胎面表面上模制凹槽的凸肋，其特征是；

(c)所述胎面模制表面有凹槽，形成由环氧树脂模制材料和强化材料混合物制成的单独直立凸肋；和

(d)所述各模具组块构成完整的形状，在所述轮胎模具中模制轮胎胎面组块。

10.一种如权利要求9所述的轮胎模具，其进一步的特征是为各组块用于形成凸肋的所述凹槽由粘接在所述组块上的金属带件强化，且所述凸肋自为模制完整的模具组块而形成模套腔一侧边的模型中拔出。

11.一种如权利要求10所述的轮胎模具，其进一步的特征是至少一条形成凸肋的所述凹槽由多条粘接在所述组块上的嵌套金属叶片进行强化。

12.一种如权利要求9所述的轮胎模具，其进一步的特征是用于形成凸肋的所述各凹槽由金属带部件强化，金属带部件弯曲以填入所述轮胎胎面上的弯曲凹槽。

13.一种轮胎模具，其包括：

(a)多个环氧树脂模制材料制成的模具组块；

(b)所述各模具组块构成完整的形状，在所述轮胎模具中模制轮胎胎面组块；

(c)金属的组合模套，用以将环氧树脂模制材料的所述模具组件封闭在内，其特征是；

(d)所述组合模套具有径向延伸的模套侧板，在包含上述模具的轴线的径向平面上提供一U型横截面，因此所述组合模套在使用后，环氧树脂模制材料可自金属的组合模套的腔中取出，所以所述模套可再次使用。

14.一种如权利要求13所述的轮胎模具，其进一步的特征是所述侧板大体平行，以易于取下上述环氧树脂模具组块。

15.一种如权利要求14所述的轮胎模具，其进一步的特征是上述侧板之间的距离在径向外缘处较大，以提供倾斜的所述侧板的侧表面，以易于取下上述环氧树脂模制材料和重复使用所述各组合模套。

16.一种如权利要求13所述的轮胎模具，其进一步的特征是紧固装置设置于各所述模具组块的外圆周表面，将所述环氧树脂模制材料的模具组块固定在所述各组合模套内，并在使用后松开所述环氧树脂模具组块。

17.一种如权利要求13所述的轮胎模具，其进一步的特征是所述侧板按弦角和模具对开直径尺寸标准制作，以减少为制作不同规格轮胎所需的组合模套备件的库存量。

18.一种如权利要求17所述的轮胎模具，其进一步的特征是模具对开直径为自19.770英寸(50.216cm)至22.840英寸(58.01cm)。

19.一种如权利要求18所述的轮胎模具，其进一步的特征是另外模具对开直径为20.420英寸(51.87cm)、21.420英寸(54.41cm)、21.030英寸(53.42cm)和22.140英寸(56.24cm)。

20.一种如权利要求17所述的轮胎模具，其进一步的特征是模具组块有九种，其弦角和弦角顺序为

34.400度

40.000度

45.600度

40.000度

34.400度

40.000度

45.600度

40.000度

40.000度

21.一组合模套，用于与其它多个组合模套共同模制轮胎模具，其特征是：

(a)一中心支架件和两端部支架件，用于支撑轮胎胎面模型的组块；

(b)相间隔开的径向延伸的侧边部件；

(c)一与所述侧边部件相连的径向向外的胎面形成件；

(d)紧固在所述侧边件、所述端部支架件和所述中心支架件的端板件，用以封闭胎面腔；

(e)一个处于所述一个侧边部件上的入口，用于将塑料浆自所述模套件的外部供给源连通到所述腔，以在所述侧边部件内形成所述胎面模具组块，其特征在于，所述侧边部件具有大体平行的表面，所以当取下所述侧边部件和所述中心支架件时，所述模套可以安装在所述轮胎模具内，以将所述胎面施加到轮胎胎壳上。

22.一种如权利要求21所述的组合模套，其进一步的特征在于，所述侧边部件通过延伸穿过各所述端支架和所述侧边部件的定位销与所述端支架、所述底端支架和所述顶端支架件对正并固定住。

23.一种如权利要求21所述的组合模套，其进一步的特征在于在所述端板、所述端支架和所述中心支架之间设置密封装置。

24.一种如权利要求23所述的组合模套，其进一步的特征在于，所述密封装置包括处于所述端板和所述端支架的O型密封圈槽中的O型密封圈塞绳材料。

25.一种本文所述和图中所示的轮胎模具和制造胎面的方法。

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