CN1358132A - 用于车辆轮胎模压和硫化的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种在环形支架(10)上制造的绿色轮胎(7)被封闭在硫化模具(2)内。轮胎的侧面部分(8)被夹在颊板(4a,4b)与环形支架(10)之间。压力蒸汽或其它压力流体被输送到由于轮胎膨胀而在轮胎(7)的内部面与环形支架(10)的外表面(10a)之间形成的扩散间隙(19)。一种预硫化衬被预先施加于轮胎(7)的内表面以防止橡胶原材料内水滴的扩散。

Description

用于车辆轮胎模压和硫化的方法和设备

本发明涉及一种车辆轮胎模压和硫化的方法，包括以下步骤：将正在处理的轮胎放置在环形支架上，环形支架的外表面基本上配合轮胎本身的内表面；闭合轮胎和限制在硫化模内模腔里面的环形支架，所述模腔具有壁，壁的形状在硫化完成时符合轮胎的外表面形状；将轮胎的外表面压向模腔壁；向正在被处理的轮胎供热以使其产生分子交联。

本发明还涉及一种车辆轮胎模压和硫化的设备，包括一种环形支架以接合正在被处理的轮胎，所述环形支架外表面基本上配合轮胎本身的内表面；设置接纳环形支架的硫化模承载在模腔内正在被处理的轮胎，该模腔具有环形支架外表面与模腔本身壁之间界定的轮胎容纳空间，该模腔本身的壁配合被硫化轮胎的外表面；给装置加压以将轮胎的外表面压靠在模具的内壁上；加热装置以向膜腔内包容的轮胎传递热量。

轮胎生产过程规定，在生产和/或装配不同轮胎部件的生产过程后，必须进行模压和硫化工序以稳定轮胎结构从而达到规定的几何构造，一般表现为特殊的胎面花纹。

为此，轮胎被装入硫化模，该模通常包括一对适应轴线上彼此靠近运动的颊板，该颊板设置用于在胎圈和侧壁上的操作，还包括至少一个沿圆周分布部分的冠状模，它能径向彼此靠近运动以便在轮胎触轨面处操作。更详细地，颊板和冠状模在开启和闭合状态之间彼此可相互运动；在开启状态，它们相互分开以装入正在被处理的轮胎，在闭合状态下，它们限定几何构造与要获得的轮胎外表面一样的模腔。

其中一种最广泛使用的模压方法规定；充以高温、高压蒸汽和/或其它流体的橡胶材料硫化囊应在模腔内包容的轮胎内部充气。从这种方法，由于通过模壁和流体经过囊所进行的热传导，在制造轮胎的弹性经过分子交联后，轮胎很容易地顶住模腔内壁并稳定于施加于它的几何构造。

人们还知道的模压方法，其中，代替可充气的硫化囊的是一种刚性环形支架，它具有与要获得的轮胎内表面同样的构造并设置在轮胎内。

例如，这种方法在欧州专利EP 242840中公开，其中，刚性支架被用来将合适的形状和最后的尺寸施加于模内包含的轮胎。根据上述公开专利，环形金属支架与制造轮胎的橡胶原材料之间不同的热膨胀系数被用来达到合适的模压压力。

最后，形成模具和环形支架的部件的组装确定了模腔内的封闭空间，该模腔形状被做成与轮胎的整个几何构造完全一样。用这种方法，轮胎的内外表面都与模压和硫化设备的刚性部分保持接触。换句话说，用来设定轮胎最后几何形状的全部设备部件是刚性的，与之相反的方法使用可充气硫化囊，其如人们所知道的那样构成了模具的可变形部分。

正是申请人察觉到以目前的工艺水平，使用充气硫化囊的方法和在轮胎硫化过程中使用刚性环形支架的方法都存在一些问题。

对于使用可充气囊的方法，实际上要指出的是囊的可变形性容易导致轮胎内几何上和/或结构上的缺陷，这是由于例如在不平衡的膨胀后，囊本身遇到的可能变形，和/或由于囊的外表面与绿色轮胎内表面之间产生的摩擦现象。

因为将胎圈卡靠在相应的模具部分取决于囊本身，因此囊的可变形性使要达到卡住胎圈所需的足够高的压力变得困难。因而，胎圈相对于轮胎几何轴线可能发生所不希望的偏移，从而导致整个轮胎结构的变形。此外，由于囊与模具之间橡胶材料的泄漏，尤其是在硫化过程的开始时刻，卡固胎圈压力不足可能在胎圈处形成溢料。

由于模腔内充气囊的整个内部容积要被充满，因此硫化囊需要使用大量的蒸汽，而且，它对蒸汽本身对轮胎所进行的热传输构成了障碍。

另一方面，使用刚性环形支架代替充气硫化囊使有必要在制造轮胎中对所使用材料的体积进行非常精确和困难的核查。

此外，目前不可能对轮胎施加合适的径向和/或周边膨胀，例如，在轮胎生产中使用的加强结构内达到所需要的预加荷载效果。

另外，即使借助于刚性环形支架，要完成向轮胎内部的正确和有效的热传输也是相当困难的。

美国专利1,798,210公开了一种硫化方法，根据此方法，先前制造的绿色轮胎被安装于硫化橡胶制造的环形支架上，然后被闭合于硫化模限定的模腔内。环形支架是完全空心的且形状和尺寸被做成配合模腔内壁以在轮胎的内圆周边缘处形成气密封。然而，该环形支架的尺寸小于绿色轮胎的内部尺寸，以便确定环形支架外表面与绿色轮胎内表面之间从一个胎圈到另一个胎圈延伸的间隙。模具闭合后，热水和/或其它压力热流体进入环形支架，该流体通过环形支架内形成的开口到达上述间隙以完成轮胎模压和硫化所需的全部功能。

然而，在这种硫化工艺中，即没有设置也不允许直接在与轮胎本身一起放入硫化模的环形支架上直接制造轮胎。

此外，因为环形支架的尺寸必定小于轮胎内部尺寸，所以可容易发生结构上的缺陷，其起因于不良的中心定位和/或不受控制的运动或轮胎在模腔内被闭合时所受到的变形作用。

申请人已经意识到为了进行轮胎模压和/或硫化供热，如果工作流体进入由于压力作用而使轮胎膨胀后产生在环形支架与绿色轮胎之间的间隙，可以实现显著的改进。基于这个原理而构想的一种方法和一种设备是以同一申请人的名义下的欧洲专利申请号98830473.9的目的。

根据本发明，还表明了，借助于最终产品质量性能上的有利影响，如果与施加于轮胎的膨胀同时，作为举例，在胎圈与过渡区域之间的轮胎侧面部分被牢固地保持在模腔内壁与环形支架的外表面之间，过渡区域在侧壁与轮胎触轨面之间，这时对轮胎膨胀可实现显著的改进。用这种方法，轮胎膨胀效果以及形成胎体和带来层结构的帘线随之而进行的扩展有利地集中于轮胎本身的径向外部区域，靠近轮胎触轨面。

更详细地，本发明的一个目的是提供一种用于车辆轮胎模压和硫化的方法，其特征在于所述压制步骤包括以下操作：挤压轮胎的侧面部分，在模腔壁与环形支架的外表面之间从轮胎的内圆周边缘延伸开，且与闭合步骤同时进行；对轮胎径向外侧部分施加膨胀，限定在所述侧面部分之间，使所述径向外侧部分靠着模腔内壁。

特别地，轮胎的膨胀最好通过一个步骤进行，即允许压力流体进入至少一个由环形支架外表面与轮胎内表面之间形成的流体扩散空隙。

有利的是在压力流体进入之前，轮胎的内表面基本上在其整个延伸部分附着于环形支架的外表面，轮胎膨胀后形成所述扩散空隙。

压力流体最好经过环形支架内形成的输送通道和其表面上的开口进入。

在所述压制步骤前，以低于压制步骤过程中进入的加压流体的压力设置一个使工作流体初步进入所述环形支架外表面与轮胎内表面之间的操作步骤是有利的。

最好，由加热流体进入所述扩散空隙而发生供热，所述加热流体包括与压制步骤中使用的同样的压力流体。

更详细地，压力流体被输入模腔的上面部分并沿环形支架内表面引导至腔本身的下面部分。

与所述输入步骤同时，最好还进行从模腔下面部分抽出所述压力流体的步骤，以便形成一个沿环形支架内部表面和扩散空隙的加压流体流。

根据一个优选实施例，围绕环形支架几何轴线的旋转运动被传送给输入模腔的压力流体。

所述扩散空隙最好具有3mm至14mm的延伸部分，该部分在轮胎内表面与环形支架的外表面间测得且至少位于轮胎本身的赤道平面。

最好还规定所述膨胀应包括轮胎圆周在轮胎本身的赤道平面(X-X)处有1％至3.5％的增量。

仍然根据本发明，在环形支架上放置轮胎的步骤最好通过在环形支架上直接制造轮胎而实现。

有利的是，在压力流体进入步骤前，可处理轮胎的内表面以防加压流体通过形成绿色轮胎的橡胶材料而渗漏。

更详细地，在轮胎制造的初始步骤过程中预硫化衬直接在环形支架上形成，以防所述加压流体通过形成绿色轮胎的橡胶材料而渗漏。

本发明的另一个目的是提供一种车辆轮胎模压和硫化的设备，其特征在于；在闭合状态下，所述固定空间的径向内部部分的形状和尺寸基本上对符合轮胎侧面部分的形状和尺寸，且从轮胎的内部圆周边缘，以及固定空间的径向外部部分的径向尺寸大于轮胎本身侧面部分间连续的轮胎径向外部部分的径向尺寸。

更详细地，所述压制装置包括压力流体输送通道，它贯穿环形支架而形成并通到所述支架的外表面。

有利的是，当模具闭合时，所述固定空间的体积大于轮胎本身所占的体积。

所述输送通道最好还应通到至少一个压力流体扩散的间隙，该间隙限制在所述固定空间的径向外部部分内，位于环形支架外表面与正在被处理的轮胎的内表面之间。

有利的是，环形支架的外表面具有延伸部分低于硫化轮胎的内表面的延伸部分。

所述压制装置最好还应包括至少一个导向管用以使所述压力流体沿环形支架的内表面扩展并在所述输送通道终止。

特别地，所述导管被限制在环形支架的内表面与固定在环形支架本身内部的填装结构之间。

所述填装结构最好具有一个外表面且基本上平行于环形支架的内表面延伸。

更详细地，填装结构包括具有外表面基本平行于环形支架内表面的外表面的上面部分，和具有基底表面相对于水平平面稍微倾斜的下面部分。

所述压制装置还可包括沿圆周分布朝向所述导管末端的注入嘴。

所述注入嘴最好朝向所述导向管的进口端，并安置于环形支架赤道平面的上面。

更详细地，所述注入嘴的方向相对于环形支架的几何轴线的径向而倾斜。

在优选实施例中，设置了至少第一和第二系列的所述输入通道，所述通道分别位于相对于环形支架赤道平面相对置的位置上，并朝分别从环形支架几何轴线收集开的方向取向。

环形支架最好还应具有至少一个中心轴以在中心支架内连接，该中心支架与模具联接以固定环形支架和轮胎在模腔内的位置。

有利的是，所述中心轴沿所述环形支架，所述正在被处理的轮胎和所述模腔的共同几何轴线延伸。

还根据本发明，所述加热装置最好包括至少一个管以向输入通道输送加热流体。

有利的是。所述加热流体包括同从加压流体输送装置进入的流体一样的流体。

所述环形支架最好还应具有在轴向弹性可变形的结构，至少在对应于轮胎的内圆周边缘的区域。

更详细地，所述环形支架最好在对应于轮胎侧面部分的区域在轴向具有弹性可变形的结构。

根据本发明，从用于车轮轮胎模制和硫化的方法和设备的优选，但不是唯一的实施例详细说明中，其它特点和优点将变得更明显。以下将参考附图以非限定例子进行这种说明，其中：

图1图示表示根据本发明的一种设备沿直径的截面，该设备的模具处于开启状态以移走硫化轮胎；

图2是相对于图1的比例放大局部半截面图，它表示在一个操作步骤中的绿色轮胎，在此步骤中，通过颊板靠近环形支架的运动，模具开始装配；

图3是操作步骤过程中轮胎半截面图，其中，随着该部分在径向上的接近，模具完成闭合；

图4是在压力蒸汽进入模腔后轮胎正在靠着模具表面被压制的半截面图；

图5是表示工作流体注入嘴相对于模具和环形支架几何轴线分布的图示平面视图。

参照所述图，根据本发明的车辆轮胎模制和硫化设备已大致被参考数字1标志。

设备1包括与硫化压力机3相关的硫化模2，它仅被图示表示。因为它可以以本技术领域内熟练人员方便的任何方法制成。例如，模具2可包括分别与压力机3的座板3a和闭合部分3b接合的下半部2a和上半部2b。

在这个例子中，模具2的下半部2a和上半部2b的每一个分别具有下部分颊板4a和上部分颊板4b，以及扇形冠状下半部5a和上半部5b。

下半部2a和上半部2b在开启和闭合状态之间可相互移动；在开启状态下，如图1所示，它们相互隔离开；在闭合状态下，如图2至4所示，它们被相互闭合放置以形成颊板4a，4b和扇形5a，5b确定的模具2内壁所限定的模腔6。模具2的内壁具有的形状配合所要获得轮胎7的外表面7a的几何构造。

轮胎7通常有胎体构造，最好是径向式的，由一个或更多的胎体帘布层组成，该帘布层具有各自的相对端边缘接合于加入到轮胎本身的内环形边缘7b内的环状加强结构，即，加入到通常被认为是“胎圈”的区域。

从胎圈7b延伸开的两个侧部分8和限制在所述侧面部分之间的径向外侧部分9可在胎体结构中识别，更一般地说，在轮胎7的整个结构中识别。

适用于胎体结构在其径向外侧部分9的是带束层结构，该带束层结构包括一个或更多依次和径向相互重叠放置的带束层。

胎体和带束层结构，以及在胎圈处的环形加强结构没有在附图中表示，因为它们可以以任何合适的方法制造。

颊板4a，4b用于形成轮胎7相对侧壁的外部表面，该外部表面在侧面部分8处延伸，而5a，5b部分用于在径向外部部分9作用以形成所谓轮胎本身的触轨面，它是通过产生一系列的凹槽以及纵向和/或横向的槽(未在图中表示)，并适当布置以形成所需要的“轮胎花纹”。

设备1还包含使用至少一个金属或其它固体材料的环形支架10，其外表面10a复制或在所有情况下基本配合将要交付模制和硫化处理的轮胎7内表面的形状。环形支架10方便地由可拆鼓组成，即由向心可移动的环形部分构成鼓以便在轮胎制造完成时环形支架本身能被拆卸并容易从轮胎7中移走。

根据本发明的方法，在环形支架与轮胎本身一起插入开启状态下的硫化模2前，绿色轮胎7布置在环形支架10上。

特别地，通过在支架自身上直接制造轮胎可方便地获得在环形支架10上接合轮胎7。以这种方法，有利地利用环形支架10作为刚性模型以形成和/或放置不同的部件，如胎体帘布层，轮圈处的加强结构，帘布层，侧壁及轮胎触轨面，它们协同形成轮胎本身。可以找到其它关于在环形支架10上形成和/或制造轮胎7部件的方式的细节，例如，以同一个申请人名义在EP 0928680和EP 0928702分别发布的欧洲专利申请中。

在这种情况下，绿色轮胎7的内表面几何构造将精确对应于、或在所有情况下基本配合环形支架10的外表面构造。换句话说，环形支架10和轮胎7在它们各自的外部10a和内表面整个延伸部分以基本均匀的方式处于互相接触的关系。

然而，正如以下更明确地说明，当完成硫化作用时，环形支架10的外表面10a的延伸部分最好低于轮胎7内表面7b的延伸部分。

最好对环形支架10提供至少一个中心轴11以衔接模具2内布置的中心座12，并建立环形支架本身和它所承载的轮胎7在模腔6内的精确定位。在所示的实施例中，环形支架10具有两个中心杆11，它从相对的侧面沿环形支架10，轮胎7和模腔6的共同几何轴线Y延伸，并配合在硫化压力机3的基板3a和闭合部分3b内分别形成的相应中心座12。

通过连接件11a(只被图示表示出)，中心杆11可以被连接到环形支架10上以使形成环形支架本身的所述环形部分产生向心运动。

在带有轮胎7的环形支架10被定位于模具2的下部分2a上后，模具即呈现闭合状态。

如附图中所清楚地表示，模具2闭合后，轮胎7被封闭在支架10的外表面10a和模腔6内壁之间所限定的固定空间内。

当模具闭合时，这个固定空间的容积大于轮胎本身所占的容积，这样更有利。更详细地，正如从附图可容易地推论出，固定空间具有两个径向内部部分，其大小和形状基本对应于轮胎7的侧面部分8的大小和形状，和一个限定在所述径向内部部分之间的径向外部部分，其径向外侧尺寸大于径向内侧尺寸，即，轮胎本身的径向外部部分9上测量的厚度。

在模2闭合的开始步骤，颊板下部分4a和上部分4b的每一个在轮胎本身的侧面部分8的之一处靠在轮胎7的外表面作用，如图2清楚地表示。

在这种情况下，轮胎7每个侧面部分8包括在对颊板4a、4b的模腔6的壁与环形支架10的外表面10a之间。

与此同时，轮胎7的内圆周边缘7b密封地连接于环形支架10的内圆周部分10b与颊板下部4a和上部4b的内环状部分14a，14b之间，通常称做“钢丝圈”。更详细地，在每个颊板4a、4b的钢丝圈14a、14b与相应的环形支架10的内圆周部分10b之间，通常被称作轮胎“胎圈”的轮胎7内圆周边缘7b的壳座被确定。

所述胎圈座14a，14b给与各自胎圈7b的模制以最好的几何精度和厚度，这是由于其产生于环形支架10与模具2的颊板4a、4b之间的两个刚性表面的直接连接。

另外，所述胎所述胎圈座保证了轮胎7相对于模腔6轴线“Y”非常稳定和准确的中心定位。

环形支架10最好也这样制定尺寸，即至少在对应于轮胎7胎圈7b的区域，在模具2的闭合步骤过程中颊板4a，4b相对接近之后，支架具有一种在轴向弹性变形的结构。

特别地，环形支架10在对应于轮胎侧面部分8的整个延伸的区域在轴线方向上弹性可变形，轮胎侧面部分受到颊板4a，4b与环形支架本身之间的压力作用。

更详细地，在颊板4a，4b靠近轮胎边7b的接触区域环形支架10受到的轴向变形最好在0.3mm到0.5mm之间，并达到这样的程度，即与相应颊板4a，4b接触表面上产生的比压在18至25巴之间。这种接触压力在轮胎模制和硫化步骤的过程中防止环形支架10与颊板4a，4b相互接触表面产生任何橡胶材料的泄漏，从而避免形成随之发生的溢料。在颊板4a，4b相互接近后或接近的同时，通过5a，5b部分在它们移动靠近环形支架时径向接近，模具2完成闭合。

如在图3中可以看出，在模具2完成闭合的时刻，靠近5a，5b部分的模腔6的壁与轮胎7的外表面保持一定距离，而轮胎的内表面基本上在其整个延伸部分附着于环形支架10的外表面10a。

在这个步骤中，径向布置在轮胎7外侧部分9的轮胎触轨面总能被5a，5b部分上布置的隆起物部分地穿透，特别是靠近所谓的胎“肩”，即，在轮胎侧壁与轮胎触轨面之间的过渡区域上。

轮胎7作用于模腔6内壁的压力也在轮胎7的径向外部部分9处作用，与热作用一致以产生制造轮胎的橡胶材料的分子交联以及随之发生的轮胎本身的几何和结构稳定作用。

为了这个目的，设备1设置有压力装置，该装置包括至少一个初级管道13以输送压力流体，例如，该管道在压力机3的闭合部分3b内形成并通到向模腔6以在相对于环形支架10的径向内部位置将压力流体输送到所述模腔内。

多个通道17a，17b和17c用以输送压力流体穿过环形支架10，这些通道通向环形支架的外表面10a并方便地在其上的圆周上分布。

更详细地，最好至少设置第一和第二系列输送通道17a，17b；为了以下更好地理解，所述系列布置在相对于环形支架的赤道平面X-X的各自相对位置并离开几何轴线Y取向于各自收集的方向。还设置了在中间赤道平面X-X内沿圆周分布的至少一个第三系列输送通道17c。

从初级管道13输送来的压力流体通过多个圆周分布的注入嘴15被送至模腔6。

如图5所清楚地表示，这些进口可具有有利的倾斜方位，最好是在相对于径向到模腔6几何轴线Y的方向上具有在15°和40°之间的α角，使压力下的工作流体具有绕几何轴线本身的转动力距。

此外，布置在模腔6的上部的注入嘴15被有利地设置指向沿环形支架10的内表面延伸的导向管16的进口端16a并被连接至输送通道17。该导向管16被有利地限制在环形支架10的内表面与填装结构18之间，该填装结构最好由薄金属板制做具紧固在环形支架的内部。如图清楚地表示，填装结构18的外表面基本平行于环形支架10的内表面延伸。特别地，填装结构18具有的外表面平行于环形支架10的内表面的上面部分18a和基础表面相对于水平面稍倾斜的下面部分18b，下面部分随着朝向几何轴线Y下降的方向在填装结构本身的径向外和径向内端之间延伸。由于存在这个基础表面，有利地避免了在填充结构内储存凝结水。

从注入嘴15分配的压力流体通过导向管16，再经过输送通道17a，17b，17c到达环形支架10的外表面10a。

流体施加的压力导致轮胎7的形成，轮胎的侧面部分密封夹在环形支架10和颊板4a，4b之间以在它的径向外部部分9处扩展。该外部部分在模腔6的壁与环形支架10的外表面10a之间限定的固定空间内。因此，在轮胎7的内表面与环形支架10的外表面10a之间形成了扩散间隙，它被充以压力流体。

加压流体的进入以前是开始的预成形步骤，目的是造成轮胎7的内表面在径向外部部分9处从环形支架10初始脱离。工作流体初步输入模腔可进行这种预成形步骤。例如，该工作流体由氮组成，以3至5巴的压力输入并总是小于压制步骤过种中输入压力流体的压力。

接着，输入加压流体以固定轮胎7径向外部部分9的最终膨胀，使所述部分靠在5a，5b限定的模腔6内壁上形成推力关系。

与此同时，加压流体经一个或多个排放通道(shanks)20从模腔6的下面部分抽出，该排放通道连接于靠近轮胎7内圆周边缘7b的下面部分本身。

因此，沿着环形支架10的内表面和在扩散间隙19内，产生了从模腔6上部向下部在压力下运动的流体流，从而保证给予轮胎有效而均匀的供热。

更详细地，从注入嘴15配送的加压流体沿导向管16的上部分流动直到靠近第一系列输送通道17a。部分加压流体经过第一系列的输送通道17a到达扩散间隙19并最好具有与沿导管16的流体本身的流向一致方向。剩余部分的加压流体经过导管16沿环形支架10的内表面以模腔6的下部分的方向继续移动。流体流经过属于第二和第三系列的输送通道17b，17c以文丘里效应加速从扩散间隙19排除压力流体。

因此，保证了在扩散间隙19内有效地交换加压流体，这将导致在硫化过程中连续排除在那里趋于形成的凝结水。

在压制步骤中，扩散间隙19最好在轮胎7的内表面7c和环形支架10的外表面10a之间具有3mm到14mm的延伸部分，且至少靠近与模腔6的赤道平面X-X重合的轮胎赤道平面。

施加到轮胎7上的膨胀是最好还应包括带束层结构与其圆围在1％到3.5％的增量一样的伸展，其增量在轮胎本身的赤道平面X-X测得。

有利的是，这种膨胀不包含形成胎体结构的帘线的非正常拉紧，特别是在颊板4a，4b与环形支架10之间稳固夹持的胎体侧面部分8处。胎体和车胎带束层帘线的拉紧，和随之发生的延伸实际上集中于轮胎7的径向外部部分9处。

加压步骤过程中进入扩散间隙19的加压流体可包括如氮气或其它惰性气体。

然而，在一个实施例中，除了或代替惰性气体，最好使用过热蒸汽，其温度最好在170℃到210℃之间，以逐渐增加的压力输入直到达到16至30巴之间的某值，最好约为18巴。在这种情况下，送往输送通道17a，17b，17c用于轮胎模制的加压流体也部分地或完全起着加热流体的作用以给轮胎传送硫化作用所需的热。

初级管道13，注入嘴15，导向管16和输入通道17a，17b，17c以及其它靠近颊板4a，4b和靠近在压力和高温下被输以蒸汽的模具2的5a，5b部分的管道系统22a，22b，21a，21b，还对模具2的壁来说起一种加热装置的作用，以便对轮胎7供给所需热量，甚至从外部到内部进行分子交联。

根据本发明的其它方面，在压力流体进入前，最好处理轮胎7的内表面以防止压力蒸汽尤其是在硫化周期开始的步骤渗透制造轮胎的绿色橡胶材料。更详细地，为了这个目的，本发明包括在轮胎内表面上布置至少一个薄的不渗透混合物的预硫化层(衬)。有利的是：在环形支架上制造轮胎7前的步骤过程中，预硫化衬(未在图中表示)可直接在环形支架10上形成，或直接以表层的形式施加到环形支架10的外表面10a上。

关于衬成分和性能的其它技术条件在欧洲专利号98830696.5中以同一申请人的名称描述，可能参考它做进一步的解释。

本发明取得了显著的效益。

事实上，在刚性环形支架上直接制造轮胎的可能性在几何精度和结构均匀性方面保证了轮胎的高性能。

在模制和硫化步骤过程中使用刚性环形支架能使轮胎在硫化模内准确地进行中心定位，与传统的充气硫化囊方法相比，能在膨胀步骤过程中更大程度地控制轮胎本身的几何和结构性能。正如前面描述的，在颊板4a，4b与环形支架10之间有效固定的侧面部分8还进一步改善了这种几何和结构控制，无任何由于橡胶材料在胎圈处泄漏而形成溢料的危险，甚至在模制和硫化过程的初始步骤也无此危险。

此外，一定温度下的压力蒸汽进入在环形支架与轮胎内表面间形成的扩散间隙保证了对轮胎更多的热量传输；这种传输没有被橡胶材料如已知技术中的硫化囊阻碍，并比与固体，如环形支架本身接触所获得传输更有效。

在硫化步骤过程中使用环形支架进一步提供了在轮胎内大大降低蒸汽所占体积的可能性，从而与已知技术相比以显著降低蒸汽量而实现硫化作用。强制压力流体进入填充结构18与环形支架10内表面间限定导向管实现进一步降低被使用的蒸汽量。

压力蒸汽或其它流体进入环形支架与轮胎内表面之间也能在轮胎本身的内部加强结构内通过轮胎膨胀而产生适当的预加载力，这种条件是常常要试图获得的，以便达到规定的性能质量。

特别地，有利的是，本发明以轮胎的带束层结构内随之发生的预加荷载产生伸展，对形成属于胎体结构的轮胎帘布层或多层帘布层的帘线没有施加太多的拉伸，尤其是在侧壁区域。

将要值得注意的是沿环形支架的内表面布置的加压蒸汽或其它流体的导向通道，以及输送管17a，17b，17c的特殊取向保证了在扩散间隙19内良好的蒸汽交换，进而有效地除去在蒸汽进行热传输后轮胎内表面上由于冷凝作用可能形成的水滴。这方面是非常有益的，因为轮胎内表面水滴的存在对完成有效的热传输将是危险的。

在轮胎内表面上设置预硫化橡胶层也能消除这种危险，即蒸汽与轮胎内表面的直接接触，可能在半成品混合物层内产生水滴扩散，尤其是在硫化工艺的初始步骤过程中。

如所述对本发明可以做许多更改和改善。例如，扩散间隙19可以设置成至少部分由环形支架10的外表面10a上降低设置的平面所限定。同样，在这种情况下，由于压力流体进入，完成了使扩散间隙19体积增加的轮胎7膨胀。

Claims (33)

1.一种用于车轮轮胎模压和硫化的方法，包括以下步骤：

将正在被处理的轮胎(7)放置在环形支架(10)上，该环形支架的外表面(10a)基本上配合轮胎本身的内表面(7b)；

使轮胎(7)和环形支架(10)封闭在限定于硫化模内的模腔(6)内部，所述模腔(6)具有壁，该壁的形状配合硫化作用完成时轮胎(7)外表面(7a)的形状；

将轮胎(7)的外表面(7a)紧压住模腔(6)的壁；

向正在被处理的轮胎(7)供热以使轮胎形成分子交联，

其特征在于：所述压制步骤包括以下操作：

与所述封闭步骤同时，压紧轮胎(7)的侧面部分(8)，该侧面部分在模腔(6)的壁与环形支架(10)的外表面(10a)之间从轮胎的内圆周边缘(8a)延伸开；

使轮胎(7)的径向外部部分(9)膨胀，该膨胀被界定在所述侧面部分(8)之间，使所述径向外部部分(9)靠在模腔(6)的内壁上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，轮胎(7)的膨胀是通过允许压力流体进入环形支架(10)与轮胎(7)的内表面(7b)之间形成的至少一个流体扩散间隙(19)的步骤而实现的。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在压力流体进入前，轮胎(7)的内表面(7b)基本上在其整个延伸部分附着于环形支架(10)的外表面(10a)，所述扩散间隙(19)在轮胎(7)膨胀后形成。

4.如权利要求1所述的方法，其中，压力流体通过环形支架(10)内形成的输送通道(17a，17b，17c)进入，且通向环形支架的外表面(10a)。

5.如权利要求2所述的方法，其中，在所述压制步骤前，工作流体以低于压制步骤过程中进入的加压流体的压力初步进入所述环形支架(10)外表面(10a)与轮胎(7)内表面(7b)之间而进行轮胎(7)的预成形步骤。

6.如权利要求2所述的方法，其中，通过加热流体进入所述扩散间隙(19)而形成供热，所述加热流体包括与压制步骤中使用的压力流体一样的压力流体。

7.如权利要求2所述的方法，其中，压力流体被输入模腔(6)的上面部分并沿环形支架(10)的内表面被引导朝向腔本身的下面部分。

8.如权利要求7所述的方法，还包括从模腔(6)的下面部分抽出所述压力流体的步骤，该步骤与所述输入步骤同时以便沿环形支架(10)的内表面和扩散间隙(19)形成加压流体流。

9.如权利要求7所述的方法，其中，绕环形支架(10)几何轴线的旋转运动被传给输入模腔(6)的压力流体。

10.如权利要求2所述的方法，其中，所述扩散间隙(19)具有3mm至14mm的延伸部分，其测量至少是在轮胎本身的赤道平面(X-X)处轮胎(7)的内表面(7b)与环形支架(10)的外表面(10a)之间进行的。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀包括轮胎(7)周边内1％至3.5％的增量，它是在轮胎本身的赤道平面(X-X)处测得。

12.如权利要求1所述的方法，其中，在环形支架(10)上放置轮胎(7)的步骤由在环形支架上直接生产轮胎而实现。

13.如权利要求1所述的方法，其中，压力流体进入前，处理轮胎(7)的内表面(7b)以防止加压流体经过形成绿色轮胎的橡胶材料而渗漏。

14.如权利要求1所述的方法，其中，在轮胎(7)制造的初始步骤过程中，预硫化衬直接形成在环形支架(10)上以防止所述加压流体经过形成绿色轮胎的橡胶材料而渗漏。

15.一种用于车辆轮胎模压和硫化的设备，包括：

一个用于接合被处理轮胎(7)的环形支架(10)，所述环形支架(10)具有基本上配合轮胎本身内表面(7b)的外表面(10a)；

一个用于安放环形支架(10)的硫化模(2)，该环形支架承载模腔(6)内正在被处理的轮胎(7)，该膜腔具有在环形支架(10)外表面与模腔(6)本身的壁之间界定的轮胎固定空间，该模腔壁配合硫化轮胎(7)的外表面(7a)；

压制装置(4a，4b，13，19)，用于将轮胎(7)的外表面(7a)紧压住模腔(6)的内壁；

加热装置，用以将热量传送给封闭在模腔(6)内的轮胎(7)，

其特征在于：在所述闭合状态下，所述固定空间的径向内部部分的形状和尺寸基本上符合轮胎(7)侧面部分(8)的形状和尺寸，该侧面部分从轮胎的内圆周边缘(8b)延伸出，和所述固定空间的径向外部部分的径向尺寸大于在轮胎本身侧面部分(8)之间延伸的轮胎(7)径向外部部分(9)的径向尺寸。

16.如权利要求15所述的设备，其中，所述压制装置包括通道(17a，17b，17c)以输送压力流体，该流体经环形支架(10)而形成且通向所述支架的外表面(10a)。

17.如权利要求15所述的设备，其中，所述固定空间在模具(2)被闭合时具有的体积比轮胎(7)本身所占的体积大。

18.如权利要求16所述的设备，其中，所述输送通道(17a，17b，17c)通到至少一个间隙(19)以扩散压力流体，该间隙限定在所述固定空间的径向外部部分内且在环形支架(10)的外表面(10a)与还在被处理的轮胎(7)的内表面(7b)之间。

19.如权利要求15所述的设备，其中，环形支架(10)的外表面(10a)具有比硫化轮胎(7)内表面(7b)延伸部分低的延伸部分。

20.如权利要求16所述的设备，还包括至少一个导向管(16)用以使所述压力流体沿环形支架(10)的内表面扩散并终止于所述输送通道(17a，17b，17c)。

21.如权利要求20所述的设备，其中，所述导向管(16)被限制在环形支架(10)的内表面与固定到环形支架本身内部的填充结构(18)之间。

22.如权利要求21所述的设备，其中，所述填充结构具有基本上平行于环形支架内表面而延伸的外表面。

23.如权利要求21所述的设备，其中，所述填充结构(18)包括上部部分(18a)，该部分具有基本上平行于环形支架(10)内表面的外表面，和下部部分(18b)，该部分具有相对于水平平面有稍微倾斜方位的基本表面。

24.如权利要求20所述的设备，其中，所述压制装置包括沿圆周分布朝向所述导向管(16)末端的注入嘴(15)。

25.如权利要求24所述的设备，其中，所述注入嘴(15)朝向所述导向管(16)的进口端，该进口端放置于环形支架的赤道平面(X-X)以上。

26.如权利要求24所述的设备，其中，所述注入嘴(15)具有相对于环形支架(10)几何轴线(Y)径向方向倾斜的方位。

27.如权利要求16所述的设备，包括所述输送通道的至少第一和第二系列(17a，17b)，该通道分别位于相对于环形支架的赤道中央平面(X-X)相对置的位置且分别取向的方向离开环形支架的几何轴线(Y)而会聚。

28.如权利要求15所述的设备，其中，所述环形支架(10)其有至少一个中心调整杆(11)以衔接中心调整座(12)，该座与模具(2)相关联以固定模腔(6)内环形支架(10)和轮胎(7)的位置。

29.如权利要求28所述的设备，其中，所述中心调整杆(11)沿所述环形支架(10)，所述正在被处理的轮胎(7)和所述模腔(6)的共同几何轴线延伸。

30.如权利要求16所述的设备，其中，所述加热装置最好包括至少一个管道(13)以向输送通道(17a，17b，17c)输送加热流体。

31.如权利要求16所述的设备，其中，所述加热流体包括与进入所述输送通道(17a，17b，17c)的压力流体一样的压力流体。

32.如权利要求15所述的设备，其中，所述环形支架(10)至少是在对应于轮胎(7)内圆周边缘(7b)的区域处具有在轴线方向弹性可变形的结构。

33.如权利要求15所述的设备，其中，所述环形支架(10)具有在对应于轮胎(7)的侧面部分(8)的区域处在轴线方向弹性可变形的结构。

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