CN1320510A - 胎面模具 - Google Patents

Abstract

一种用于形成一个胎面的模具,尤其是一个轮胎胎面的模具,其包括第一凸块元件(1)和第二凸块元件(2),这两个元件在模塑造型时互相配合而构成一个模塑元件,该元件可形成一个单眼切挖,该切挖既开口在该胎面的着地面上,也开口在所说胎面的侧边缘上,其次这元件还形成至少一个孔道(3),用于使胶料在所说胎面的模塑过程中可穿过此孔道。

Description

胎面模具

本发明涉及一种用于对轮胎的胎面花纹进行模塑的模具，尤其是涉及一种可在胎面花纹的每个基型上塑造出至少一个切挖的模具，该切挖的一部分位于轮胎的着地面(行驶面)下，且其开口在所说胎面花纹基型的至少一个侧面上。

为了使胎面对路面具有附着性，现有技术中已经知道在所说胎面在行驶时要和路面接触的表面上由凸块基型来形成一定的胎面纹。这些基型是由一些切挖(宽度大于2mm的切槽或沟槽)隔划出来的，而这些切挖是由一个模具上的一些凸块元件注模而成的，其中的模具还用于对制成所说胎面的胶料进行硫化。此外，在现有技术中还存在这样的内容：在模塑阶段、或作为替代方案在所说模塑阶段之后再通过一个挖切工艺，在胎面花纹的凸块基型上形成多个切口(平均宽度小于2mm的切挖)，从而形成大量的橡胶隆脊，这些隆脊可切破轮胎所接触路面上的水膜。

轮胎在潮湿路面上想具有良好的附着性能就要求在胎面上制出非常多的切挖(沟槽和/或切口)，而这一要求却是和要使胎面花纹的凸块基型具有足够的刚度的要求相抵触的，该刚性要求是为了使胎面能承受接触地面时由路面施加的作用力。这就是为什么在本申请的申请人在WO 98/35842号申请中要提出这些设计的原因：制出多个切挖；围出所说这些切挖的壁面间被设置了至少一个橡胶连接件，来将所说的各个壁面相互连接起来。还提出一种实施方式，该实施方式在处于非硫化状态的轮胎上设置了一个隔板，在该隔板上设置了至少一个孔洞，以使得胶料在模塑的过程中可漏过该孔洞而形成至少一个连接部件。该方法的缺点在于成型和硫化之后，切口内仍然塞满了形成隔板的材料。因而轮胎在潮湿路面上行驶时并不能排出其所带起的水分。

为了防止在切口的底部出现裂纹，在美国专利文件US 2121955号等现有技术中，是在着地面的里面成型一个横向的孔道，且该孔道位于每个切口的延长线上。在该文件提出的一个实施例中，是在轮胎的模塑过程中用一个针状物来形成每个孔道的，该针状物在所要模塑的胎面下方以横断方向进行布置，最终使得切口都和一个孔道相连接。

在其提出的另一个实施例中，使用了由两个部件组合起来的模塑元件，一个部件形成一个切口，而另一个部件在切口的延长线上形成一个孔道。但是，在后一种情况下，切口自身必须向侧面开口，以便于这些模塑部件能进行脱模。

已经发现：需要能有一种用于模塑胎面花纹的装置，其中的胎面是由两侧向壁面围成的，胎面上的至少部分凸块基型上被设置了一些切挖(沟槽和/或切口)，这些切挖的开口至少部分朝向所说的至少一个侧向壁面上，从而使得所说切挖和所说基型的至少一个相邻的切挖相通，所说切挖相对的主壁面还由至少一个由胶料制成的连接元件连接起来。

本发明的一个目的是设计一种用于对轮胎进行模塑的模具，其中该轮胎的胎面上设置了由凸块基型构成的胎面花纹，这些凸块基型是由一些切挖而形成的，每个凸块基型都包括至少两个侧壁面和一个着地面，两个侧壁面在轮胎的轴向方向上拉开一定的距离，而其中的着地面则形成了所说轮胎着地面的一小部分。

至少一个凸块基型包括一个切挖，该切挖在轮胎较新的时候，既在胎面的着地面上开口，也开口在所说基型的至少一个侧壁面上，该切挖的两主相对壁面由至少一个胶料制成的连接元件连接起来，至少一个主相对壁面的连接元件的截面轮廓不和该切挖的底部相接触。

根据本发明的轮胎模具可用于模塑一种轮胎，该轮胎具有一个由胶料制成的胎面，胎面具有一个着地面和两个侧面，在轴向上围成了所说的胎面，该模具包括如下的模塑结构：

·一个由几个扇段组成的外周环，这些扇段都具有用于形成该胎面上至少着地面的模塑面，每个扇段都可以移近或远离该模具的轴线；

·两个和外周环同心的壳板，每个壳板都具有一个用于对所说胎面的侧壁面进行模塑的模塑面，这些壳板可在模具的轴线方向进行移动，从而使这些壳板相互移近或远离；

·突出于至少一个所说壳板上的模塑面之外的至少一个第一凸块元件，该元件用于在所说胎面的着地面下方形成一个孔道；

·至少一个从外周环扇段的模塑面上突出的第二凸块元件，用于在胎面上成型出切挖。

在模塑时，该模具的特征在于至少有一个壳板上的第一凸块元件和扇段上的至少一个第二凸块元件相配合，而形成一个模塑元件，由该元件在胎面花纹的至少一个凸块基型上形成一个切挖，该切挖开口在该胎面的着地面上，所说切挖通过一个孔道延伸到胎面的内部，该孔道开口在所述的那个凸块基型的至少一个侧壁面上，所说的第一和第二凸块元件的布置方式还能形成至少一个孔眼，且该孔眼完全是由所说的第一和第二凸块元件限定而成的。由模具的模塑结构这样形成的每个孔眼都用来在模塑时使胶料可通过该孔眼，从而成型出一个连接元件，该连接元件连接了围出切挖的主壁面，该切挖是由所说的模塑元件成型的。

根据本发明的模具可以很容易地形成这样的切挖：新轮胎的切挖开口既朝向一个胎面的着地面，例如开口在所说胎面的侧面上，或作为另一种替代方案，可在一个凸块基型上模塑出一个切挖，和胎面的侧面并不共面(在这种情况下，切挖在着地面的下方的开口开在所说凸块基型的至少一个侧壁面上，使得所说的切挖能和邻近所说基型的另一个切挖相通)。

在实践中，本发明的脱模过程并没有出现任何特别的问题，所说的脱模过程是指在硫化后将成型的胎面从模具中脱出的工作。本发明的优点在于模具和扇段可以同时打开，因而不存在将成型后的连接元件破坏了的风险。对于具有某些特定几何形状的第一凸块元件来说，模塑过程最好是分两个阶段进行的，在第一个阶段，径向移开各个带有第二凸块元件的扇段，在第二阶段，在轴向方向上使各个壳板相互拉开距离，以便于脱出所说模具上的第一凸块元件，从而完成胎面的脱模过程(这样就避免了第二元件阻挡第一元件的运动)。

第一凸块元件的几何形状可以是直线形成的形状，或者是曲线形状的，这要具体取决于需要形成什么形状的孔道，形状的选择例如是为了更好地适应于轮胎环面上增强钢线在横切方向的曲率。在这样的情况下，第一凸块元件是弯曲度很大的曲线形状(也就是说，该元件基本上不沿着胎面的横切方向延伸)，带有所说凸块元件的模具最好是被安装成能绕其对称轴线进行回转，以便于所说凸块元件的脱出。

在另一种将第一凸块元件安装到壳板之一上的方式中，在该壳板上设置了适当数目的孔洞，这些孔洞的数目对应于第一元件的数目，通过这些孔洞使这些第一元件突出到所说壳板的成型面之外。

设置在一个壳板上的同样一个第一凸块元件还被设置成能和布置在一个或多个环扇段上的多个第二凸块元件相配合，所说的第二元件被设置成和所说的第一元件相结合来形成切挖，这些切挖的壁面由至少一个橡胶连接元件连接起来。

上述有关轮胎模具的描述也类似地适用于只对胎面进行模塑的情况，而不论该胎面是一个封闭的环形或者是一个平面胎面(一旦所说的胎面被布置到一个轮胎上，其宽度方向对应于轮胎的横切方向)。

为此，本申请提出了一种用于形成一种胎面的模具，其中的胎面包括一个上外表面，这些上外表面构成了一个着地面，在该着地面的外侧延伸着侧壁面，这些侧壁面还通过一个内表面连接起来。在模塑状态下，该模具包括：

·至少两个模具部件，它们围成了一个封闭的空间，该空间对应于所要模塑胎面的容积，所说的模具部件包括用来形成胎面外表面、内表面和侧表面的成型面；

·至少一个第一凸块元件，用于形成一个开口在胎面至少一个侧面上的孔道，第一元件和至少一个第二凸块元件相配合，从而用来形成一个切口，该切口开口在该胎面的内表面或外表面的至少一个表面上，以成型一个单孔切挖，所说的第一和第二元件的布置方式共同限定出至少一个孔眼，在所说胎面的成型过程中，该孔眼可使形成胎面的胶料穿过。

在这种模具的一种变型中，一个第一凸块元件造型出一个孔道，该孔道的开口朝向胎面的至少一个侧面，第一元件和至少一个第二凸块元件、以及至少一个第三凸块元件相配合，其中第二凸块元件可形成一个切口，其开口在外表面上；第三元件用于形成一个开口在内表面上的切口。在这种变型中，由第二和第三凸块元件所形成的切口通过第一凸块元件所形成的孔道连接在一起。在当前的这种情况下，至少有一个第二或第三凸块元件被设置成和第一凸块元件共同来形成至少一个孔眼，该孔眼用来使得胶料可由此通过，从而形成可连接切挖壁面的一个连接桥。其中的切挖是以上述的方式模塑出来的。

下面将参照两种实施方式的附图来对本发明进行描述，其中的实施例只是作为示例，在附图中：

图1表示了在模塑状态时，一个第一凸块元件和一个第二凸块元件相配合，形成一个带有两个连接桥的切挖；

图2表示了用来形成一个孔道的第一凸块元件的另一种变型实施例；

图3表示了胎面的肩部上的一个胎面花纹块的透视图，其中的胎面内设置了一个切挖，该切挖是用本发明的模塑元件形成的；

图4表示了沿图3的Ⅲ-Ⅲ线所作的截面视图；

图5表示了本发明模具的一个截面视图，该模具用于形成一个橡胶胎面。

从图1可以看出，在模塑状态时，一个第一凸块元件1和一个第二凸块元件2相配合，从而构成一个模塑元件，用于形成同样的切挖。在该图1中，模具上用来安装所说凸块元件的构成元件未被表示出来。第一元件1包括一个基件11和一个安装在该基件上一个翼板12，其中该翼板在垂直于基件11的方向上基本为直线成形的形状，该翼板的上表面13设置了一个贯穿其整个长度的沟槽14。该凸块元件1的截面面积从基件11端向另一端逐渐减小，从而所形成的孔道也将是变截面的。该基件11被安装在一个插孔上，该插孔被设置在一个壳板(在该图中未表示出)的模塑面上，该模塑面用于形成胎面的侧表面，轮胎的边壁沿该侧表面延伸。

第二凸块元件2是一块基本为平面的薄翼板，其包括一个模塑部分21，一个固定部分22沿该模塑部分延伸，该固定部分被固定到一个模具扇段(图中未表示出)上，该模具扇段可形成轮胎胎面的着地面部分。模塑部分21包括一个上部23，其延展了固定部分22，且自身以三个长度基本相同的翼板24径向延伸向模具的轴线。

在图示的模塑状态，第一和第二凸块元件相互配合而形成一个模塑元件，该模塑元件用来形成一个既开口向胎面的着地面、也开口在所说胎面的一个侧缘(如图3所示)的单孔切挖，其次，还形成两个孔眼3，用于使胶料在成型过程中可从此通过。

在图示的成型状态，第二凸块元件2的三个翼板24上与固定部分23对面的那一端嵌入到沟槽14中，沟槽14位于第一凸块元件1的上表面13上，该沟槽14宽度的选择最好能使得翼板24的端部能以合适的间隙量插入。以这样的方式，就可以确保在成型过程中，在第一和第二凸块元件间形成的胶料薄片可在轮胎的脱模时，由所说元件的活动而被破坏掉。此外，这样的布置还使得两个凸块元件在成型过程中能实现更好的配合，并使所说两个元件组成的组件在成型过程中具有足够的刚性，这样就确保了单眼切挖的注塑成型。该沟槽在合模以处于成型状态时，还作为一个导向件，对元件的相互位置进行定位。

一旦轮胎已经被成型并被硫化后，就要通过将各个扇段快速地向外撤(在图中的Y方向上，该方向基本垂直于代表轴向方向的X轴)来进行脱模，以便于将第二凸块元件2从胎面中抽出，然后再将带有第一凸块元件1的壳板相对于另一个壳板在轴向上拉开(在图中以X表示的方向上)；在所讨论的这种情况，这两个运动依次进行的次序孰前孰后效果都相同，还可以同时进行。

在一种图中未表示出的实施例变型中，突出于模具一个扇段的模塑面之外还设置了一个凸块元件，其包括一个通道，以便于通过壳板上第一凸块元件的滑动来实现定位；这样的装置使得所说的第一凸块元件可抵抗由未硫化的胶料在穿过所说的第一元件而进入到混料中时所施加的作用力。

还可以使第一凸块元件具有一定的曲率，从而形成一种孔道，该孔道的中心方向在胎面内和轮胎的轴向方向成一个不为零度的夹角。在这种变型中，和该第一凸块元件相配合的第二凸块元件当然也适于在该第一元件上围出至少一个孔眼。

此外，为了便于破坏任何形成在第二凸块元件2和第一凸块元件1的沟槽14和翼板24间隙中的橡胶薄膜，所说的沟槽14最好并不延伸于第一凸块元件1的整个长度。如图2所示，第一凸块元件1的端头部分141上没有设置沟槽，这样的结构与利用该部分141在所说凸块元件在X方向上脱模运动过程中对橡胶薄膜进行破坏有关。

图3是一个胎面肩部在较新时的部分透视图，该肩部包括多个在环周方向上相互分开的块状物4，它们是由横切方向上的沟槽5隔开的。每隔块状物4上都设置了一个用本发明图1所示的模塑元件所形成的切挖6，所说的切挖6包括一个切口61和一个孔道62，其中的切口61在轮胎未磨损时开口在该块状物的着地面41上，而孔道62从所说的切口61处径向向内延伸到着地面的下方，直至其在该块状体4的侧面42上开口。围成模塑而成的切挖6的橡胶壁面通过两个橡胶桥实现了机械连接，所说橡胶壁上的连接桥的截面形状基本为几何矩形(这可从图4中看出)。

图4表示了沿图3中的线Ⅲ-Ⅲ所作的截面图；在该附图4中，可看出块状物4的轴向外表面42的轮廓线，块状物4上设置了一个由切口61形成的切挖6，切口61开口在着地面41上，孔道62平行于着地面41开口在胎面的侧面42上。从图中还可以看出切挖主壁面上的连接桥的横截面44。

在另一种实施例中，采用了同样的第一凸块元件，来在胎面的边缘处形成一个孔道，而且在所说边缘轴向内侧的胎面花纹基型上也设置了孔道(这也就是说，通过一个基本为环周形的切挖从所说的边缘分隔开)。

图5表示了一个用于成型一个橡胶胎面8的模具7的部分断面结构，其中的胎面8，例如，应用在一种新轮胎上或一个翻新的轮胎上，或作为一种替代方案，被用来制造一种履带车的履轨。所示的模具由两部分组成：一个第一型模71和一个第二型模72，在要形成如图4所示那种胎面的状态下，合模将这两部分相互贴压到一起。每个型模71、72分别都带有一个成型面711和721，以用来形成所说胎面的外表面、内表面和侧表面；当模具被合模时，每个型模的模塑面都围出一个内部模塑空间，该空间和所要注塑的胎面的体积相同。

此外，在上型模71的模塑面711上设置了一个肋板712形式的凸块元件，用于在胎面上形成一个沟槽，该沟槽的深度大体上小于胎面的厚度，并被定位于胎面的纵长方向上。

型模71、72分别包括侧部件713、714和723、724，这些侧部件两两相支撑，以便于在模塑状态时能完全封闭模具7；这些侧部件具有用来形成胎面侧边部分的模塑面。

下型模72的一个侧部件723上包括至少一个孔眼722，用于使曲线形状的第一凸块元件9可穿入到附图所在纸面内；该凸块元件9贯穿于胎面8的整个宽度，并被支撑在同一型模72的侧部件724上的一个插孔中，用该元件来在胎面8内部形成一个基本为环形截面的孔道。该元件同样还穿过在上型模71的肋板712上的一个孔眼，这就保证了在实现导向性的同时，可增强所说元件抵抗成型力的挠曲强度。

在型模71上固定着两个翼板101、102，从而突出于所说型模的成型面，用这两个翼板来在橡胶胎面8上形成两个切口。这两个翼板101、102是这样进行布置的：被安装在第一凸块元件9，且在成型状态时每个翼板都分别和所说的凸块元件限定出一个孔眼81、82，用来使橡胶在胎面8的成型过程中能穿过该孔眼。

出于实用性的考虑，每个型模71、72都是由多个单元型模以本领域所熟知的方式组合在一起而形成的。根据本发明的模具还可以是由多个单元型模形成的两个同心圆环状型模，第一型模被放置在第二型模的径向内侧，从而能模塑出一个封闭环状的橡胶胎面。

在另一种变型中，不是在肋板712上设置了一个穿通的孔眼，而是在肋板712上设置了一种切槽，用于导引凸块元件9，元件9在该切槽中贴压在所说的肋板上；这种变型具有这样的优点，可通过在第一阶段打开型模、然后将凸块元件9撤出而进行脱模。

Claims (6)

1．一种用于模塑一种轮胎的模具，其中的轮胎具有一个由胶料制成的胎面，胎面具有一个着地面和两个侧面，以在轴向上围成了所说的胎面，该模具在模塑状态时包括：

·一个由几个扇段组成的外周环，这些扇段都具有用于至少形成该胎面上的着地面的模塑面，每个扇段都可以移近或远离该模具的轴线；

·两个和外周环同心的壳板，每个壳板都具有一个用于对所说胎面的侧壁面进行模塑的模塑面，这些壳板可在模具的轴线方向进行移动，从而使这些壳板相互移近或远离；

·突出于至少一个所述壳板上的模塑面之外的至少一个第一凸块元件，该元件用于在所说胎面的着地面下方形成一个孔道；

·至少一个从外周环扇段的模塑面上突出的第二凸块元件，用于在胎面上成型出切挖，

其特征在于：在模塑状态时，至少有一个壳板上的第一凸块元件(1)和扇段上的至少一个第二凸块元件(2)相配合，而形成一个模塑元件，由该元件在胎面花纹的至少一个凸块基型上形成一个切挖，该切挖开口在该胎面的着地面上，所说切挖通过一个孔道延伸到胎面的内部，该孔道开口在所述的凸块基型的至少一个侧壁面上，所说的第一和第二凸块元件的布置方式还能形成至少一个孔眼(3)，且该孔眼完全是由所述的第一和第二凸块元件限定而成的，由模具的模塑结构这样形成的每个孔眼都用来在模塑时使胶料可通过该孔眼，从而成型出一个连接元件，该连接元件连接了围出切挖的主壁面，该切挖是由所说的模塑元件成型的。

2．根据权利要求1所述的模具，其特征在于：壳板上的一个第一凸块元件(1)上设置了一个沟槽(14)，用来接纳模具扇段上至少一个第二凸块元件(2)的端部，以使得两个元件在模塑过程中具有更好的配合关系。

3．根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于：至少一个壳板是由两个同心的环圈组合而成的，因而上面带有第一凸块元件(1)的环圈就可以相对于另一个环圈进行转动，从而便于轮胎在硫化后进行脱模。

4．根据权利要求1到3之一所述的模具，其特征在于：在至少一个带有第一凸块元件(1)的壳板上设置了孔洞，所说凸块元件可由这些孔洞穿入，从而在所说壳板的模塑表面上突起。

5．一种用于形成一个胎面的模具，其中的胎面包括一个外表面，这些外表面构成了一个着地面，在该着地面的外侧延伸着侧壁面，这些侧壁面还通过一个内表面连接起来，在模塑状态下，该模具包括：

·至少两个模具部件，它们围成了一个封闭的空间，该空间对应于所要模塑胎面的容积，所说的模具部件包括用来形成胎面外表面、内表面和侧表面的成型面；

·至少一个第一凸块元件，用于形成一个开口在胎面至少一个侧面上的孔道，第一元件和至少一个第二凸块元件相配合，从而用来形成一个切口，该切口开口在该胎面的内表面或外表面的至少一个表面上，以成型一个单孔切挖，所说的第一和第二元件的布置方式共同限定出至少一个孔眼，在所说胎面的成型过程中，该孔眼可使形成胎面的胶料穿过。

6．根据权利要求5所述的模具，其特征在于：一个第一凸块元件造型出一个孔道，该孔道的开口朝向胎面的至少一个侧面，第一元件和至少一个第二凸块元件、以及至少一个第三凸块元件相配合而形成一个单眼切挖，其中的第二凸块元件可形成一个切口，其开口在外表面上；而第三凸块元件用于形成一个开口在内表面上的切口，第二和第三凸块元件所形成的切口通过孔道连接在一起；其特征还在于：第二或第三凸块元件至少之一被设置成和第一凸块元件共同来形成至少一个孔眼，该孔眼用来使得胶料可由此通过，从而形成可连接切挖壁面的一个连接桥。

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