CN1443644A - 可径向膨胀的轮胎成型鼓及用于形成轮胎的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改进的可径向膨胀的轮胎成型鼓(10)，以及采用此成型鼓(10)来从轮胎部件的装配中形成轮胎(2)的方法。

Description

可径向膨胀的轮胎成型鼓及用于形成轮胎的方法
技术领域
本发明涉及一种改进的可径向膨胀的轮胎成型鼓(10)，以及采用此成型鼓(10)来从轮胎部件的装配中形成轮胎(2)的方法。
背景技术
在历史上充气轮胎已被制成为大致环形的层状结构，其具有胎圈、胎面、箍带加强件和胎体。轮胎由橡胶、织物和钢制成。大多数情况下所采用的制造技术包括采用平直的带材或片材来成型大部分轮胎部件。各部件放置在一个成型鼓上并被切成一定的长度，使得部件端部可接合或重叠以形成接头。
在成型的第一阶段中，胎体包括一个或多个帘布层、一对胎壁、一对胎冠、内部衬垫(对无内胎轮胎而言)、一对沿口衬层，或许还有一对树脂胎肩带。在轮胎成型的第一阶段中可加入环形的胎圈芯，帘布层可缠绕在胎圈芯上以形成“翻边”。
通常来说，胎体部件(除胎圈芯外)是“端部拼接的”或“互搭拼接的”。端部接头具有相连但不重叠的部件端部。互搭接头具有重叠的端部。
在成型的第一阶段中的这个时候可以形成圆柱形的制造半成品。圆柱形胎体在轮胎成型的第一阶段完成后膨胀成环形。在轮胎制造的第二阶段中在半成品中加入加强箍带和胎面，这是采用相同的成型鼓或工作站或在单独的成形站中进行的。
在胎体的膨胀过程中，在轮胎胎体的已拼接和未硫化的部件上施加了张应力。
在汽车或轻型卡车轮胎的情况中，优选互搭接头，这是因为这种接头可保持完好而端部接头会趋向于打开或失效。即使互搭接头采用良好的粘结，接头附近的帘布也会产生伸展，以补偿接头处重叠的两层帘布。这种局部伸展产生了不均匀性，在X射线、超声波显示、或者通过物理地切开轮胎并进行肉眼检查时可以容易地看到此不均匀性。
为了防止轮胎均匀性方面的问题的产生，轮胎设计者已经保证各层部件的接头不会周向地对准。拼合接头的这种不对准被认为能提高胎体的整体耐用性和均匀性，这是通过测量轮胎的作用力变化量和平衡而得出的。轮胎工程师还相信，如果使这些不连续性围绕胎体有意地周向间隔开，那么可以提高轮胎的均匀性。这意味着必须在轮胎成型站处将各部件施加到帘布层上，在成型站处各部件被切割并以隔开的次序进行拼接。
当将帘布加强的帘布层放置在成型鼓上时，均匀地控制胎圈和帘布层翻边的几何间距是十分重要的。整个轮胎成型工艺中的偏差将导致帘布的张力产生偏差。这些不均匀性会影响轮胎的行驶和操纵性能。
在Michelin的美国专利6250356中公开了一种轮胎成型鼓，其中胎圈具有两个不同的尺寸。传统上说，轮胎是具有相等胎圈直径的对称体。轮胎上两个不同的直径使轮胎成型的问题恶化，所公开的成形鼓提供了一种允许以更均匀且更快速的方式来成型轮胎的方法和装置。这种成型鼓设计成可在成型的第一阶段中成型具有一组给定的两个不同直径的轮胎。也可采用单独的轮胎成型鼓来使轮胎胎体环形地成形，从而可装配胎面和箍带加强件，这种轮胎成型鼓公开于美国专利6234227中。
本发明的目的是提供一种成型鼓，其可径向膨胀并能在一定直径尺寸的范围内成型具有相同胎圈直径或不同胎圈直径的轮胎。在一个实施例中，成型鼓还具有轴向可动的端部，其可被气密地密封以允许成型的胎体能充气和环形地成形，从而避免需从成型鼓中取下以进行第二阶段的轮胎成型。
发明内容
本发明公开了一种用于制造轮胎的改进的可径向膨胀的成型鼓。成型鼓具有安装在鼓芯组件上的主体，其具有用于待装配部件的接受表面。接受表面的端部具有相同或不同的直径。还提供了用于覆盖接受表面的端部的装置和用于使鼓径向膨胀的装置。用于使鼓径向膨胀的装置具有使接受表面在成型鼓的中心和端部处径向膨胀的能力。
可径向膨胀的成型鼓具有用于使成型鼓径向膨胀的装置，包括具有递增螺旋的凸轮从动件槽的凸轮盘。凸轮从动件槽提供了作为凸轮盘旋转的函数的鼓直径的可选直径的连续范围和稳定的膨胀。螺旋凸轮从动件槽可根据旋转方向而径向地增大或减小，使得直径膨胀或收缩以成型鼓的每360°旋转为40mm的速度而增大或减小。可选直径的连续范围从直径di增大到完全膨胀的直径de，de等于或大于di+50mm。
在本发明的一个实施例中，可径向膨胀的成型鼓具有用于使成型鼓的端部轴向运动的装置，端部可从轴向隔开较宽的位置处同时地运动到与成型鼓中心线更接近的轴向内侧位置处。这种两个端部的运动最好具有相同的轴向位移量。两个端部之间的这种轴向间距减小允许帘布层的帘布径向地膨胀和所成型的轮胎胎体环形地成形，从而可允许装配胎面和加强箍带结构，同时所成型的轮胎保持在可径向膨胀的成型鼓上。
成型鼓的多重运动性能是通过这种独特的鼓芯组件来实现的。鼓芯组件包括用于使成型鼓旋转的芯轴、穿过芯轴中心的驱动轴，以及与用于使成型鼓径向膨胀的装置相连的第一外部轴。第一外部轴平行于芯轴中心线并相对其偏心地设置。驱动轴经外部离合器机构为第一外部轴提供了旋转运动。第一离合器机构的接合使第一外部轴旋转，从而使成型鼓开始径向膨胀或收缩。
鼓芯组件还包括与用于使成型鼓的端部轴向运动的装置相连的第二外部轴。第二外部轴平行于芯轴中心线，并相对其偏心地设置。第二外部轴与第二离合器机构相连。第二离合器机构(与驱动轴)的接合使第二外部轴旋转，从而使成型鼓的端部开始轴向运动。
第二外部轴具有方向相反的螺纹，一组螺纹与成型鼓的一端相连，而反向的另一组螺纹与成型鼓的另一端相连。第二外部轴沿一个旋转方向的旋转使得成型鼓的端部更接近，而第二外部轴的另一方向的旋转使得端部更远离。
由于整个成型鼓由芯轴带动旋转而与第一或第二外部轴的作用无关，这意味着就轴向宽度、径向膨胀和角位移而言的成型鼓的精确位置在没有用于确定这些位置的部件的情况下无法固定。可径向膨胀的成型鼓提供了一种三路编码器装置，以便提供成型鼓的各个位置的精确定位。
编码器装置包括三个用于指示鼓芯组件的角位移的传感器。这三个传感器分别指示芯轴、第一外部轴和第二外部轴的角位移。各编码器具有位于环形盘附近的传感器，环形盘固定在其中一个轴上。环形盘具有可读表面，其使传感器可检测到各个轴的精确位置。轴的旋转被感应并反馈回用于计算各轴相对于预选成型工序的角位移的装置，以便促动成型鼓的运动。
本发明的优选实施例包括一种可在用于胎面和箍带加强结构的第二阶段成型的成型鼓上使所成型的轮胎胎体充气的装置。在一个实施例中，设置了用于使成型鼓的一端或两端相对于另一端运动的装置。另外，用于覆盖接受表面的端部的装置最好为柔性的弹性体隔膜。用于覆盖接受表面的端部的装置在成型鼓的各端部上形成了气密密封。这个特征便于通过在成型鼓的端部周围形成气密密封来对所成型的轮胎部件进行充气。此外，通过将用于覆盖端部的弹性体装置压入到端部的凹腔中，轮胎的胎圈可以保证在轮胎内表面和成型鼓之间保持密封。
“胎冠”是指位于胎圈的径向上方并插入在帘布层和帘布层翻边之间的弹性填充物。
“轴向的”或“轴向地”是指与轮胎的旋转轴线平行的线或方向。
“胎圈”是指包括由帘布缠绕成的环形张紧件的轮胎部分，其可成形为与轮辋配合，并具有或不具有其它的加强件，例如挡泥板、凿(chipper)、胎冠、前端护罩和沿口衬层。
“箍带结构”或“加强箍带”是指织造或非织造的、位于胎面下方且未固定在胎圈上的至少两个环形层或平行帘布的帘布层，其具有相对于轮胎的赤道面为17°到27°范围内的左、右帘线角。
“胎体”是指轮胎帘布材料和其它轮胎部件的未硫化的层叠件，其切割成适当的长度以拼接成圆柱形或环形的形状。可在对胎体进行硫化以形成模制轮胎之前加入附加部件。
“外胎”是指轮胎胎体和除胎面外的相关轮胎部件。
“沿口衬层”是指围绕胎圈外部设置的窄材料带，用于保护帘布层不与轮辋接触，在轮辋上分配挠曲并密封轮胎。
“周向”是指正交于轴向并沿环形胎面的表面周边延伸的线或方向。
“帘布”是指构成轮胎中的帘布层的加强条之一。
“赤道面(EP)”是指与轮胎的旋转轴线正交并通过轮胎胎面的中心的平面。
“内部衬垫”是指形成了无内胎轮胎的内表面并含有轮胎内的充气流体的弹性体或或其它材料的层。
“插入物”是指用作通常位于轮胎的胎壁区域中的加固件的弹性件。
“帘布层”是指涂覆有橡胶的平行帘布的连续层。
“径向的”或“径向地”是指径向地指向或离开轮胎的旋转轴线的方向。
“径向帘布层轮胎”是指一种有箍带的或周向上受限制的充气轮胎，其中从胎圈延伸到胎圈的帘布相对于轮胎的赤道面以65°到90°之间的帘线角设置。
“胎肩”是指位于胎面边缘正下方的胎壁上部。
“胎壁”是指轮胎中的位于胎面和胎圈之间的部分。
“局部装配”是指层叠轮胎部件的未硫化的装配，在其中可加入帘布增强的帘布层和其它部件以形成轮胎胎体。
“胎面”是指橡胶部件，在与轮胎胎体粘结时其包括轮胎上的当轮胎正常地充气和处于正常载荷下时与道路相接触的那一部分。
“胎面宽度”是指胎面表面上沿轴向即在平行于轮胎旋转轴线的平面内的弧长。
附图说明
下面将通过示例并参考附图来介绍本发明，在附图中：
图1是根据本发明的可径向膨胀的成型鼓的透视图；
图2是可径向膨胀的成型鼓的分解透视图，显示了鼓芯组件、差动离合器组件、外部组件、中心组件、内部组件和编码器装置；
图3是鼓芯组件的分解透视图，显示了中心芯轴、第一外部轴、第二外部轴和编码器装置；
图4是外部组件的分解透视图，应当理解，内部组件与外部组件相同但以不同方向旋转，在一些情况下内部组件具有与外部组件不同的胎圈直径；
图5是内部组件的透视图，显示了用于使一部分接受表面径向膨胀的机构；
图6是根据本发明的可径向膨胀的鼓的端视图；
图7是根据本发明的可径向膨胀的鼓的剖视图；
图8是沿图7中线8-8的显示了螺旋槽的凸轮从动盘的平面图；
图9是如图8所示的凸轮从动盘的剖视图；
图10是凸轮从动盘的透视图；
图11是本发明的直径控制组件的透视图，直径控制组件是内部组件与外部组件上的一个部件；
图12是直径控制组件的另一透视图；
图13是直径控制组件的透视图，其中移去了凸轮盘而暴露出了用于使可径向膨胀的成型鼓的接受表面径向膨胀的滑动机构；
图14是图12所示图的一个透视图，其中支撑环被移去以显示出滑动机构的另一侧面；
图15是图11所示直径控制组件的平面图；
图16是图11所示直径控制组件的端视图；
图17是图12所示直径控制组件的相对的平面图；
图18是直径控制组件的剖视图；
图19到图26显示了在轮胎成型的各个阶段中的可径向膨胀的成型鼓；
图27A和图27B是内部和外部组件的径向外端部分的透视图，显示了支撑件处于胎圈接受槽区域内的径向向外位置中的轮胎接受表面，在图27B中此支撑件退回从而可装配胎圈；
图28A和图28B显示了图27A和图27B中所示机构的放大透视图；
图29A和图29B分别显示了处于抬起位置和退回位置的机构的平面图。
具体实施方式
参考图1和2，图中显示了本发明的可径向膨胀的成型鼓10。鼓10具有独特的鼓芯组件12，其包括与可控制鼓旋转的驱动轴13相连的芯轴120、可控制径向膨胀的第一外部轴140和可控制鼓10的轴向膨胀或收缩的第二外部轴160。第一外部轴140和第二外部轴160由差动离合器组件11驱动。第一外部离合器机构11A控制第一外部轴140，而第二外部离合器机构11B控制第二外部轴160。鼓10包括外部组件24、中心组件20和内部组件22。这些组件20，22，24的径向外表面提供了可在其上进行轮胎成型的接受表面21。接受表面21具有端部23，其包括内部组件22和外部组件24。整个接受表面21可径向膨胀和轴向收缩，使得可如图所示地在成型鼓10上进行轮胎成型的整个第一和第二阶段。整个成型鼓10和鼓芯组件12在位置110处螺栓连接在轮胎成型机112上，成型机112提供了初动轴或芯轴120的旋转。在轮胎成型机连接位置110的正前方为编码器组件30。此三路编码器组件30包括传感器31A，31B，31C和环形编码器盘32A，32B，32C，各环形盘分别具有可读表面33A，33B，33C。编码器30提供了利用一个传感器31A和一个盘32A来识别第一外部轴140相对于芯轴120的位置的方式。采用第二传感器31B和盘32B来确定第二外部轴160相对于芯轴120的角位移，而第三编码器传感器31C和环形盘32C及可读表面33C用于识别芯轴120的绝对角位移。这样，通过传感器的组合就可以知道各轴120，140和160的准确角位置。三个轴120，140和160的此相对位置保证了无论在何时均可精确地知道装置的准确位置。这就使得可采用计算机并用实时软件来获得机构在任何时间点的精确位置。这成为此类可径向膨胀的成型鼓10的一个重要特征，这是因为通过一种独特的径向膨胀方式，鼓10具有可在指定范围内提供几乎无限数量的在直径上膨胀的位置的性能，这将在下文中介绍。这项性能使得鼓10能成型出具有大量直径组合的大量轮胎尺寸。这还使得可为端部23提供不同的直径，从而可提供不同的胎圈直径，以成型出在轮胎左侧具有相对于轮胎右侧为唯一胎圈直径的轮胎。对大多数应用来说，轮胎是对称的，其中胎圈实际上具有相同的直径。然而在一些轮胎中，胎圈可以是形成非对称结构的不同直径。在这种情况下，重要的是将环形成型鼓设置成使其可以容纳不同直径的胎圈芯。如下面将讨论的那样，这种可径向膨胀的成型鼓10提供了可以精确的方式来容易地制造这种轮胎的方式。
参考图3，图中显示了鼓芯组件12的分解透视图，编码器装置30被显示为与鼓芯组件12分开。所示的鼓芯组件12具有芯轴120，其通过如图所示的支撑机构110与轮胎成型机112相连。芯轴120具有如图所示的截面，其具有三个下凹曲率部分420。第一外部轴140和第二外部轴160位于两个下凹曲率部分420内。如图所示，在芯轴120上与各凹腔420相邻的位置处设有导轨130。这些导轨130为可径向膨胀的成型鼓10的外部组件24、中心组件20和内部组件22提供了物理连接，并使外部和内部组件的端部23可沿这些导轨130直线运动。
进一步地参考第一外部轴140，径向膨胀的整个控制通过此轴而传送。所示的轴140具有如图所示的槽148A，槽148A提供了用于花键齿轮组件142的键槽，花键齿轮组件142在图中显示为位于轴的各侧。花键齿轮组件142包括键合在轴槽148A中的花键齿轮、轴承箱139和花键套筒147，花键套筒147包括位于其内部的滚珠花键螺母147A。花键套筒147穿过轴承139并与锁定螺母141相连。这对花键齿轮组件142和轴140的组合提供了成型鼓10的径向膨胀。在轴140的各端部处设有轴承箱144，其包括如图所示的轴承145。轴承箱144具有如图所示的开口465，用于在螺孔466处将轴140直接地连接到所示的芯轴120上。
参考显示于图3的上部中的第二外部轴160，此轴用于为成型鼓的端部23提供向内和向外的直线运动。此运动通过设置螺纹轴160来提供，其中此螺纹轴在其一端160A具有与在轴的另一端160B处相反的螺纹。这两个轴部分160A和160B在图中于标号160A和160B处显示。滚柱螺母罩167包括称为滚柱螺母的螺纹轴承166，其与轴160的螺纹部分160A或160B接合并为成型鼓10提供直线运动。在轴160的各端部处均设有这些滚柱螺母罩167中的一个，并且如上所述，它们在差动离合器11B接合时沿相反的方向运动，当轴160旋转时，滚柱螺母罩167在轴160沿一个方向旋转时向内运动，并在轴160沿相反方向旋转时向外运动。在轴160的各端部处连接了一个具有内部轴承164的轴承箱165，轴承箱165具有四个可用于设置螺纹紧固件的开口465，用于在螺孔466处将轴160与所示的芯轴120相连。
参考图4到18，下面将给出外部组件24和内部组件22的详细讨论。通过这些讨论，重要的是应注意到外部组件24的机构与内部组件22的机构相同，只是它们用于成型具有不同胎圈直径的轮胎。在轮胎成型为具有相同直径的情况中，内部和外部组件实际上是相同的，只是它们位于轴12上以相对的方向面对并且在它们之间插入有中心组件20。在图中所提供的示例中，由于与待成型的轮胎有关，外部组件和内部组件的直径设计成可容纳相对于轮胎的内侧壁和外侧壁具有不同直径的轮胎。
参考图4，在图中的左下角显示了翻边组件200。在翻边组件200的附近显示了托架组件220。在托架组件220的附近为直径控制组件240。在直径控制组件240的附近为可径向膨胀的节段组(segmentset)260。在节段组260的附近为密封组件280。密封组件280提供了用于覆盖外部组件24和内部组件22的端部23的装置。如图所示，密封组件280可以是柔性隔膜。
再来看图5，其中以分解视图详细地显示了翻边组件200。各翻边组件200包括多个翻边节段组212以及安放在组212上的凸轮环202。各翻边节段组212包括连接组件210。连接组件210包括从动块213、固定块209和一对连接臂215。从动块213刚性地连接在节段212的轴向外部上。凸轮从动件211在径向内部的位置处与凸轮从动块213相连，使得凸轮从动件211可沿凸轮面202运动。当凸轮从动件211沿凸轮面202运动时，它将凸轮从动块213抬起，使整个节段组212在凸轮从动件211径向向内穿越时径向向外运动。凸轮从动块通过具有一对连接臂215的连臂机构与固定块209相连，连接臂215通过多个轴承组件而与从动块213和固定块209相连，轴承组件具有轴承219、锁定垫圈217和将轴承固定就位的螺钉218。这就使连接臂215可枢轴转动，提供了节段组212的必要运动。
进一步地参考图5，在图的右上部分中显示了推动环214。在推动环214上连接了三个缸体216。这些缸体216与推动环214相连，并且如图4中进一步地所示，这些缸体与直线轴承242相连。如图6的端视图所示，直线轴承242与导轨130相连，从而在轮胎成型期间在称为翻边的操作中提供了节段212的直线运动。存在着24个等距隔开的翻边节段212。如图所示，这些节段组围绕凸轮环202的周面等距隔开。缸体216的线性促动使得凸轮从动轴承211在凸轮环202的凸轮面上滚动，这又使连接组件210产生运动以将翻边节段212的外部抬起，从而使其径向向外运动和横向向内运动，实现了轮胎帘布和衬垫的翻边。
参考如图7的剖视图所示的可径向膨胀的成型鼓10，其中显示了组件中的所有已讨论的部件。除了已经介绍的部件外，还显示了驱动齿轮13A，其适于安装在主驱动轴120的中心，此齿轮13A显示为与驱动离合器11A相连。沿图7的剖视图中的线8-8显示了凸轮盘245。如图8所示，在凸轮盘245中切入有螺旋槽243。此螺旋槽243以稳定比率增大的角度形成，使得鼓的360°旋转形成了从初始的0°位置到360°位置的直径上向外40mm的运动。如图所示，鼓10实际上可相对于鼓的旋转轴线旋转360°以上，使得所示的盘245可沿凸轮从动件槽243径向膨胀成在直径上增大50mm。
图9显示了带有凸轮从动件槽243的凸轮盘245的剖视图。图10显示了凸轮从动盘的透视图。可以理解，内部组件22和外部组件24均分别具有一个凸轮从动盘。
参考图11，凸轮从动盘245显示为直径控制组件240的一部分。在凸轮从动盘245的外侧显示了轴承座套249，其压靠在凸轮从动盘245上并覆盖了如图18所示的一对轴承252，轴承座套249如所示地靠在齿轮244上，然后整个组件可通过显示于齿轮244之内的锁定环253固定住。
参考图12，显示了支撑环250。在支撑环250和凸轮盘245之间插入了多个滑动组件247。在各滑动组件247之间设有保持件或固定间隔件251。
参考图13和14，图中显示了直径控制组件240的两个透视图。在图13中，凸轮盘245被移开以暴露出用于鼓10的径向膨胀的机构。滑动组件247具有凸轮从动齿轮248。凸轮从动齿轮248设计成安装在螺旋槽243内。如图所示，凸轮从动轴承248的向外的径向位移在其沿围绕图12逆时针运动时增大。凸轮从动轴承248的这种径向位移增大设计成与螺旋的凸轮从动件槽243的增大恰好相同。这就保证了当鼓10旋转时，各凸轮从动件248可以视具体情况而向外或向内精确地移动相同的径向尺寸。通过这样做，滑动组件247的径向外表面均以相同的速率精确地移动；因此，鼓10的每次运动在围绕鼓外表面21的360°的每个位置处都形成了正确和精确的直径。在鼓向内或向外进行任何角运动时均是如此。这个特征为成型鼓10提供了在螺旋槽243的指定范围内的无限数量的预选直径。
参考图14，图中显示了组件240的背侧，其中滑动组件247被固定间隔件251隔开。如从背侧所示，固定间隔件251实际上全部位于与鼓10的准确旋转轴线交叉的径向线上。然后滑动组件247根据鼓10的旋转而在这些固定间隔件251之间向外或向内径向滑动。如图所示，直线轴承242位于组件240的径向内表面上。这些直线轴承242提供了如所需的向内或向外的轴向运动或直线运动。
图15和16还显示了直径控制组件240的侧视图和端视图，而图17显示了直径控制组件240的相反的一侧，图18是图17沿线18-18的剖视图，显示了此直径控制组件240的所有内部机构。如图所示，凸轮盘245具有如所示的螺旋槽243及凸轮从动轴承248，凸轮从动轴承248显示为与滑动组件247相连并位于一部分螺旋槽243内。轴承座套249压靠在凸轮盘245和支撑环250上，从而将滑动组件247和间隔件251固定住。在轴承座套249的正下方为两个滚柱轴承252，它们如图所示地由轴承座套249和锁定环253固定住。在轴承座套249附近设有齿轮244。直径控制组件240的内部设有直线轴承242。这些轴承242与导轨130相连。这些部件构成了成型鼓10的主要特征。在成型时，直径控制组件位于可径向膨胀的节段组260和密封组件280的径向内部。
如图19所示，在成型鼓10的中心设有中心支撑件290。中心支撑件安装在芯轴120上并径向向外延伸，而且在其各侧上均具有包括一对环形环292的圆柱形外表面。在环形环292之内且在环形环292和支撑件290之间设有成对的密封件284和282。在成型鼓10的各侧上设有与支撑环相连的柔性密封件280。在成型鼓10的外侧为中心组件20。这些特征提供了气密的密封，真空及压力可从其中传送给各组件。
下面将介绍根据本发明的轮胎成型的鼓操作的工序。
如图19所示，首先将内部衬垫40施加在成型鼓10的径向外表面21上，其可也称为接受表面21。最好在鼓的一个中心覆盖节段(decksegment)262上施加真空，以便将内部衬垫40的前边缘固定在鼓10上。整个鼓10旋转以施加内部衬垫40。可以施加一层或两层内部衬垫40。然后在鼓10的内部和外部组件22，24的左侧和右侧上均施加对开沿口衬层44。节段262的暴露径向面和翻边节段212的内侧面形成了槽口，对开沿口衬层44如图所示地安装在此槽口中。对开沿口衬层44的内边缘重叠在内部衬垫40的外侧边缘的顶部。整个鼓10旋转以施加对开沿口衬层44。在施加了对开沿口衬层44后，鼓10的外径和翻边节段提供了大致平坦的圆柱形表面，以施加后续的部件。
接着在施加一层或两层帘布层胶料50。帘布层胶料50将完全地覆盖住内部衬垫40和对开沿口衬层44。帘布层胶料50的外边缘将在鼓10的外端23处重叠在翻边节段212的顶部上。可对帘布层胶料50进行预装配，使外侧橡胶带和内侧橡胶带与帘布层的外侧和内侧边缘对齐。或者，可在将帘布层胶料50施加到鼓10上之前将橡胶带施加到翻边节段的暴露的径向面上。帘布层胶料50通过旋转整个鼓10来施加。接着，将称为爪形件(talon)60的硬橡胶嵌件放置在左、右直径控制组件240上的帘布层胶料50的顶部上。爪形件60的外部垂直面正好定位在翻边节段212的内侧面的轴向内部。爪形件60的外部垂直面将形成用于帘布层翻边的折叠线。爪形件60通过旋转整个鼓10来施加。在施加后，将爪形件60的连接端缝合起来。
接着如图20所示，使左、右直径控制组件240的直径稍稍增大，从而增大爪形件60的环箍张力。通过共同旋转的滚珠花键轴140，可以同时地操作直径控制组件240。滚珠花键轴140使得各直径控制组件240中的螺旋凸轮盘245相对于整个鼓旋转。螺旋凸轮盘245的旋转可使支撑单个鼓部分240的滑动组件247发生径向运动。一组中心覆盖节段270安放在左、右直径控制组件240的柔性套筒280的外侧，因此覆盖节段270的径向运动将随从直径控制组件240的直径。此运动对鼓10的所有直径变化来说是典型的。
参考图21，如图所示地完成帘布层端部在爪形件60上的翻边。翻边作用通过促动位于各翻边节段上的气缸216而开始，气缸216可使共有推动环214运动，推动环214的运动可使多个翻边节段212同时移动。由于各翻边节段212上的共有凸轮环202的形状，初始运动通过逐渐增大的轴向运动而径向向外运动。整个运动迫使帘布层端部向上运动到爪形件60之上并位于帘布层胶料50上。一旦翻边节段附于帘布层胶料50上，气缸216反向作用，使得推动环214反向运动，从而使翻边节段212退回。
参考图22，轮胎成型的下一工序要求胎圈70和72沿轴向运动到鼓10上。胎圈70，72位于形成于直径控制部分240的节段262中的胎圈凹腔274，275的正上方。一旦胎圈70，72位于形成于节段262中的这些凹腔或凹槽274，275的正上方，就增大左、右直径控制部分240的直径，直到较小的胎圈70正好与折叠帘布层50的外侧上的翻边相接触。当胎圈70与这个帘布层翻边相接触时，支撑机构或臂270松开，使得节段262径向向内偏转。这些特征将在下文中讨论并显示于图27A，27B，28A，28B，29A和29B中。在小胎圈70形成接触时，左、右控制部分的直径进一步增大，直到大胎圈与折叠帘布层50的外侧上的橡胶带相接触。在此时间点时，支撑机构或臂270松开，并偏转以使较大的胎圈直径完全地接合于胎圈凹腔275中。在此时，此直径的增大使得胎圈70，72可完全地安装于各自的胎圈凹腔274，275中。
参考图23，加入轮胎胎体的其它部件，包括但不限于胎冠、与先前施加的对开沿口衬层的对开件的暴露面相连的对开沿口衬层以及胎壁材料，并旋转整个鼓10以施加这些部件。这在图24和24A中进一步示出。
参考图25，将以虚线示出的已制好的箍带54和胎面52放置在鼓10的轴向和径向中心。这可通过位于未示出的轮胎成型机112上的胎面和箍带支撑环来完成。然后通过操作可控制左、右直径控制组件240的轴向位置的共有滚柱螺钉和翻边机构200来减小轮胎成型鼓10的胎圈宽度设定。当左、右直径控制组件240向内轴向移动时，它们在多个中心覆盖节段270的外边缘下方滑动。在此操作过程中，将空气注入到由鼓10中的内部气封280、轮胎2的内部衬垫40的内部以及左、右直径控制组件240上的柔性套筒280所形成的腔中。应当注意，在轮胎成型装配的这个时候，轮胎胎面的胎圈部分的内表面和柔性套筒280被向下驱动到胎圈凹腔274，275的底部中，形成了气密的密封。带有充气空气的胎圈70，72的组合的轴向向内运动和将使轮胎2的中心在直径上膨胀，以到达胎面箍带54和胎面52的内径。或者，一旦轮胎2被完全充气，就可采用服务工具并旋转整个鼓组件来施加胎面52和箍带54。然后如所需地将胎面和箍带组件缝合在一起。一旦成型后，就可通过减小两个直径控制组件240的直径而容易地将轮胎2从鼓10中取下来。在图26中显示了安装且成型的轮胎2。
为了进一步地说明直径控制组件240的使可径向膨胀的节段组件260运动的能力，可参考图27A到29B。参考图27A和27B，图中显示了节段组件260。节段组件260具有多个节段262。如图所示，各节段262具有在其一侧上切出的固定槽264。当节段262对齐时，胎圈凹腔274，275形成了用于容纳胎圈70或72的环形槽。参考图27A，显示了与各节段262相邻并插入于其间的支撑臂270。当轮胎成型时，处于完全直立位置下的臂270为轮胎2提供了附加的支撑。在凹腔274的另一侧为端面265。
参考图27B，臂270处于退回位置，暴露出整个胎圈凹腔274，275以容纳胎圈70，72。各节段262具有与直线轴承271相连的滑动杆269。直线轴承271如所示地处于节段262内。滑动杆269和直线轴承271提供了可使臂270退回的运动。这可通过与臂270相连的中间杆266来完成。臂270如所示地通过销273连接在中间杆上，并通过销273进一步连接在节段262上。如所示的滑动销268作用导向件，在径向膨胀时其可保证节段262在鼓10接近完全膨胀的位置时保持在径向上。
参考图29A和29B，所示的臂270处于用于轮胎成型的直立位置，以及处于用于胎圈安装的退回位置。如所示，沿直线轴承271移动的滑动机构269退回，使得滑动销268大约退回距离D。当滑动销268退回时，中间杆266推动臂270进入到退回位置，使臂270旋转而产生约角α的角运动。这就将胎圈凹腔274完全暴露出来。如所示，此实施例在安装轮胎部件时和在连接胎圈70，72之前为轮胎部件提供了支撑。一旦连接胎圈70，72，它就将已装配的轮胎部件锁住并固定就位。
或者，可将密封件280简单地连接在节段262上，无须任何臂机构。在这种情况下，可将隔膜280简单地覆盖在形成槽的凹腔274中，并且使轮胎2成型。虽然这没有在施加部件时提供更多支撑，然而可以认为，胎圈的加入会在鼓10完全膨胀时提供足够的缝合，使得胎圈压将装配好的轮胎部件紧紧地压在一起。
如所示，可径向膨胀的成型鼓10允许轮胎2通过第一和第二轮胎成型阶段持续地成型，其中可在此成型鼓10上施加胎面52和箍带加强结构54，使得轮胎2可以完全地形成并准备好用于在轮胎固化模子中进行硫化。
根据这里提供的说明可以对本发明进行修改。虽然出于说明本发明的目的而给出了一些代表性的实施例和细节，然而对于本领域的技术人员来说很明显，在不脱离本发明范围的前提下可对本发明进行各种变化和修改。因此，应当理解，可对所述的特定实施例进行变化，这些变化属于由下述所附权利要求限定的本发明的整个预期范围内。

Claims (10)

1.一种用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，包括：安装在鼓芯组件上并提供了用于待装配的轮胎部件的接受表面的主体，所述接受表面的端部具有相同或不同的直径；用于覆盖所述接受表面的端部的装置；以及用于使包括所述接受表面及其端部在内的鼓径向膨胀的装置，所述可径向膨胀的成型鼓的特征在于：
所述用于使成型鼓径向膨胀的装置包括具有增大的螺旋的凸轮从动件槽的凸轮盘，所述凸轮从动件槽提供了作为凸轮盘旋转的函数可选直径的连续范围和稳定的膨胀。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述螺旋凸轮从动件槽可径向地增大或减小，使得直径的膨胀或收缩以成型鼓的每360°旋转为40毫米的速度进行。
3.根据权利要求1所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述可选直径的连续范围从距离di增大到di+50毫米或更大。
4.一种用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，包括：安装在鼓芯组件上并提供了用于待装配的轮胎部件的接受表面的主体，所述接受表面的端部具有相同或不同的直径；用于覆盖所述接受表面的端部的装置；以及用于使包括所述接受表面及其端部在内的鼓径向膨胀的装置，所述可径向膨胀的成型鼓的特征在于：
设有用于使所述成型鼓的端部轴向运动的装置。
5.根据权利要求4所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述鼓芯组件包括用于使所述成型鼓旋转的芯轴和与所述用于使成型鼓径向膨胀的装置相连的第一外部轴，所述第一外部轴平行于所述芯轴的中心线并相对其偏心地设置。
6.根据权利要求5所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述第一外部轴与第一离合器机构相连，所述第一离合器机构的接合使所述第一外部轴旋转，从而使所述成型鼓开始径向膨胀或收缩。
7.根据权利要求6所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述鼓芯组件还包括与所述用于使成型鼓的端部轴向运动的装置相连的第二外部轴，所述第二外部轴平行于所述芯轴的中心线并相对其偏心地设置。
8.根据权利要求7所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述第二外部轴与第二离合器机构相连，所述第二离合器机构的接合使所述第二外部轴旋转，从而使所述成型鼓的端部开始轴向运动。
9.根据权利要求8所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：所述第二外部轴在所述成型鼓的一端具有相对于所述成型鼓的另一端为相反方向的螺纹，所述第二外部轴沿一个旋转方向的旋转使得所述成型鼓的端部更接近，而沿另一方向的旋转使得所述端部更远离。
10.根据权利要求7所述的用于轮胎制造的改进的可径向膨胀的成型鼓，其特征在于：
所述可径向膨胀的成型鼓还具有三路编码器装置，所述编码器装置包括三个传感器，其分别用于指示所述芯轴、第一外部轴和第二外部轴的角位置。
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