CN1628958A - 单站式轮胎硫化方法和设备 - Google Patents

Abstract

示出了本发明自动轮胎制造硫化模块(10)。系统或模块(10)用于只使用一个特定轮胎尺寸或型式所用的模具(50)在轮胎硫化模块处完成充气轮胎的全部硫化过程。硫化模块(10)优选地为形成了轮胎胎体子组件(4)和轮胎带束层胎面子组件(3)的轮胎成型模块的一体式部分。这两个子组件在热形成并且装配于可分离式高温成型鼓芯(22)上之后，如图所示，在完成其装配之后仍位于成型鼓芯上时立即被插入轮胎硫化模具(50)中。当在轮胎硫化站处时，模具随后将闭合且在模具硫化模块处进行加热，其使得轮胎(200)受到硫化并且从模具和成型鼓芯上拆下。硫化模块优选地具有硫化罩(80)，硫化罩具有一个或多个感应加热线圈(81、82、83)。

Description

单站式轮胎硫化方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下美国专利申请，其标题为：“一种用于形成环形弹性体轮胎部件的方法和设备”，2002年十一月8日提交，美国序号为10/291,279；“一种用于制造轮胎的胎体帘布层的改进型方法和设备”，2003年二月11日提交，美国序号为10/365,374；“可沿径向膨胀的轮胎成型鼓及用于形成轮胎的方法”，2003年三月14日提交，序号为10/388,773；“胎面带束层组件所用的方法和设备”，2003年五月20日提交，案卷号为DN2003-078；以及“一种用于硫化轮胎的方法和一种自锁式轮胎模具”，2003年四月17日提交，美国序号为10/417,849；“用于在柔性制造系统上制造轮胎的方法”，2003年五月30日提交，美国序号为10/449,468；“用于制造轮胎的轮胎制造模块和方法”，2003年十二月11日提交，美国序号为_____(律师案卷号为DN2003-201)。

技术领域

本发明整体上涉及轮胎制造，最特别地涉及用于硫化轮胎的方法和设备。

背景技术

生胎的硫化要求将轮胎在高温高压下保持于闭压式模具中一段时间，这段时间长度为从几分钟到若干小时不等，依轮胎的尺寸而定。用来硫化轮胎的设备通常包括一个压力机和一个模具。压力机可使得蒸汽或其它加热元件与模具形成接触以便将热传递至模具中从而参与硫化过程。

在大产量轮胎制造中，可以非常快速地制造轮胎。在大约一两分钟内，就可以自动地装配整个轮胎。然而，对于乘用车或轻型载重车轮胎来说，轮胎硫化过程可持续高达四至二十分钟，依轮胎尺寸而定，当然，对于较大轮胎例如运土机、农用车、载重汽车和航空轮胎来说，可能持续更长的时间。因此，必须使用大量的模具或压力机来在轮胎的制造和轮胎的硫化之间保持有效的平衡。

在1988年三月1日公布的美国专利4,728,274中，提出了一种轮胎硫化系统，其中轮胎硫化可以通过使用移动式模具硫化单元来提供，每个单元设计用于容放一个相应的生胎。这些移动式单元按照选择独立地沿着具有至少两个并联支路的环路进给。支路的末端连接于延伸通过站的公共段上以便将轮胎装载于相应的硫化单元中以及从相应的硫化单元上卸载。每个硫化单元包括生胎所用的模具、设计用于在装载/卸载站处接收受压的硫化介质的给定供料的闭合气压管路、用于推动硫化介质供料在气压管路内部的循环的风扇装置、以及用于加热模具和硫化供料的各个元件。这些单元然后将被沿着路径进行传递直到轮胎硫化周期已经完成为止。这个专利的目的在于提供一种硫化系统，其既没有常规型轮胎模制的复杂性，同时又提供了高度的生产柔性。以上引用的专利的主要优点在于硫化机的数量可以减至最少，并且当正在传送移动式单元时，各个模具自身可以用来提供热输入以便硫化轮胎。

另一个在1997年四月22日公布的专利U.S.5,622,669中，提供了一种感应硫化设备，其将热传递至模具中然后将会把模具送入圆盘传送带装置中，该圆盘传送带装置将会环绕着周期旋转预定的时间，直到轮胎硫化为止。这种装置要求供应多个模具以便硫化轮胎并且与通常在轮胎制造过程中所实现的轮胎硫化顺序相适应。

所有的现有技术都要求使用多个模具以便具有最大的效率。这些模具，不管是每个模具要求使用独立的压力机，还是多个模具使用圆盘传送带或台车装置，都要求比生产一个轮胎所需更多的设备。

本发明提供了一种制造和硫化轮胎的更有效的方法。在本发明中，使用了单个轮胎硫化站，由此一个模具优选地与热输入源组合使用以便使得轮胎可以非常快速地进行硫化，在下一个轮胎正在装配的同时进行卸载从而使得当一个轮胎在成型时，另一个轮胎则正在硫化，并且使得这个过程可以尽快地进行以便保证只需要一个模具和一个硫化站。本发明的优点在于制造过程可以在大约为四至二十分钟的时间范围内完成并且硫化站能够在同样的时间范围内提供充分硫化的乘用车或轻型载重车轮胎。更大的轮胎自然需要更长的硫化时间。因此，每个轮胎成型系统只需要一个模具。

可以很容易理解，本发明提供了对于样机研究来说非常理想的较慢小单元生产能力和对于小型轻型轮胎来说的小产量生产过程。本发明的一个目的在于使得装配过程与硫化周期时间相匹配以便使得所需的设备足以按照大约与制造轮胎相同的速率来生产成品轮胎。

在历史上，此类制造系统要避免出现，因为对于高速度高产量的需求总是要求使用此类系统。本发明人注意到了此类系统要求大产量生产过程、大量的成品库存以及运输和搬运的相关成本。本发明的一个目的在于提供很小但是很有效的自动制造和硫化系统，以便使得小模块单元可以有效地、低能耗地生产小产量。为了提高产量，可以增加另外的模块。本系统的主要优点在于整个轮胎制造过程，从头到尾，从部件到成品轮胎，一直在单个模块工作站处完成。

发明内容

装配轮胎和硫化轮胎的方法具有以下步骤：将热轮胎部件敷贴于高温成型鼓芯上以便形成热生胎，将热生胎和高温成型鼓芯置于经过预热的敞口模具中，闭合敞口模具并且增加额外的热能以便达到预定最佳硫化温度T_p并且将轮胎硫化预定的时间。

额外的热能通过启动一个或多个感应加热线圈来输入。近似于峰值硫化温度的预定最佳硫化温度T_p大于在插入模具中时成型芯的高温并且还大于热轮胎部件的温度。

这种方法还具有以下步骤：当第一装配轮胎正在进行硫化时通过将热轮胎部件敷贴于第二高温成型鼓芯上而装配第二轮胎，打开模具，将第一轮胎从模具中取出，将第一轮胎从高温成型芯中取出，并且将第二高温成型鼓芯上的第二轮胎插入模具中，闭合模具，并且当第一高温成型芯正在敷贴热轮胎部件以便形成第三轮胎时将第二轮胎硫化。优选方法还通过启动按照交替开关模式根据载荷顺序定时的两个或多个感应线圈来输入额外的热能。

硫化轮胎的以上方法通过使用一种用于硫化轮胎的设备而得以最佳地实现，这种设备具有轮胎硫化模具，模具具有中心轴线和用于形成胎面和胎侧形状的外侧部分；用于将轮胎安装于其上的内芯，用于支承模具的框架，用于围绕着模具的感应硫化罩，感应硫化罩具有一个或多个加热线圈，用于使得感应硫化罩形成或者脱离围绕着模具的对准关系的装置；以及用于启动加热线圈的电源。

框架可具有一个模具支承件和一个或多个附连于框架的上表面上的加热线圈，其可与模具的下表面形成加热对准。

这种设备还可具有用于打开和闭合模具的模具锁定装置。这种模具锁定装置优选地附连于用于移动感应硫化罩的装置上，并且这种用于移动的装置可绕枢轴运动以便使得感应硫化罩或者模具锁定装置在围绕着模具之前与模具形成同轴对准。

感应硫化罩可具有两个或多个线圈。当使用多个线圈时，优选地，设备包括用于按照交替模式顺序控制着通向每个线圈的功率输入的功率调节器。这样就保证了启动线圈所需要的能量在功率输入的更宽区域上得以减小。

定义

以下术语可用于本文中所给出的整个描述中并且一般被给予以下含义，除非与本文中所给出的其它描述相矛盾或者由其详细阐明。

“三角胶芯”(也称为“胎圈三角胶芯”)指的是沿径向位于胎圈芯上方并且如果轮胎使用了帘布层反包端部时介于帘布层与反包帘布层端部之间或者与其邻近的弹性体填充物。

“轴向”或“沿轴向”指的是位于或平行于轮胎的旋转轴线的方向。

“胎圈”指的是轮胎的包括环状基本上不能伸展的抗拉部件的部分，通常包括封装于橡胶材料中的钢丝绳。

“带束层结构”或“补强带束层”或“带束层组合件”指的是由平行的帘线构成的至少两个环状层或帘布层，经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚定于胎圈上，并且相对于轮胎的赤道面的左右帘线角度处于18至30度的范围内。

“胎体”指的是除了带束层结构和胎面之外的轮胎结构，包括胎侧橡胶、胎圈、帘布层以及在EMT或跑气包用轮胎情况下的胎侧补强材料。

“胎身”指的是胎体、带束结构、胎圈、以及轮胎的除了胎面和胎面底层之外的所有其它部件。

“胎圈包布”指的是在轮辋凸缘区域中环绕着胎圈的补强材料(单独的橡胶，或织物和橡胶)，用于防止轮胎被轮辋部分磨伤。

“胎跟加强层”指的是位于胎圈区域中的织物或钢丝绳的窄带，其功能是加强胎圈区域并且稳定胎侧的径向最内部分。

“圆周”指的是沿着垂直于轴向方向的环状胎面的表面的周长延伸的圆线或方向，并且还可指当沿横截面观察时，其半径限定了胎面的轴向曲度的相邻圆形曲线组的方向。

“帘线”指的是补强线股之一，包括纤维或金属或织物，帘布层和带束层利用其得以补强。

“胎冠”或“轮胎胎冠”指的是胎面、胎面肩部和胎侧的直接相邻部分。

“EMT”指的是延展机动性技术而EMT轮胎指的是一种“跑气包用”轮胎，其指的是设计用于在当轮胎几乎没有或完全没有轮胎内压时的条件下提供至少有限的操作服务的轮胎。

“赤道面”指的是垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心或者在轮胎的胎圈之间位于正中的平面。

“厚度”一般指的是一种测量结果，常常指厚度尺寸。

“内衬层”指的是形成无内胎型轮胎的内表面并且承放着轮胎内的内充气体或流体的由弹性体或其它材料构成的一层或多层。高度不透空气的卤代丁基胶(Halobutyl)就是一种用作内衬层的常见材料。

“嵌件”指的是通常用于加强跑气包用型轮胎的胎侧的月牙形或楔形补强材料；其还指位于胎面下方的弹性非月牙形嵌件；其也被称作“楔形垫胶嵌件”。

“侧向”指的是平行于轴向方向的方向。

“子午线轮廓”指的是沿着包括轮胎轴线的平面切出的轮胎轮廓。

“帘布层”指的是由涂有橡胶的沿径向展开或者平行的帘线构成的由帘线补强的胎体补强部件(层)。

“充气轮胎”指的是一基本上为环形(通常为一敞口圆环)的层压机械装置，具有两个胎圈、两个胎侧和一个胎面。轮胎由橡胶、化学品、织物和钢或其它材料制成。

“胎肩”指的是刚好位于胎面边缘下方的胎侧的上部。

“胎侧”指的是位于胎面和胎圈之间的轮胎部分。

“轮胎轴线”指的是当轮胎安装于一轮辋上并且正在旋转时轮胎的旋转轴线。

“胎面行驶面”指的是胎面和胎面花纹模制于其中的下方材料。

“反包端部”指的是胎体帘布层从帘布层所缠绕的胎圈向上(沿径向向外)翻起的部分。

附图说明

现在将详细地参照本发明的优选实施例，其实例示于附图中。这些图用于进行示例说明，而非限制性。尽管本发明在这些优选实施例的范围内进行了整体地描述，但应当理解，并非打算将本发明的精神和范围限定于这些特定实施例。

为了清楚示出，在附图的一些选定图中的某些元件可能并非按比例示出。为了清楚示出，如果有的话，此处给出的剖视图可能为“部分切片”或“近视”剖视图的形式，省略了某些否则在实际剖视图中将可看到的背景线条。

在考虑了结合附图进行的以下描述时，将会更加清楚本发明的这些优选实施例的结构、操作和优点，图中：

图1为根据本发明的第二实施例的自动轮胎制造模块的透视图；

图2为根据本发明的一种自动轮胎制造模块的俯视剖视图；

图3为两线圈系统所用的功率输入模式的示例性示意图；

图4为三线圈系统所用的功率输入模式的第二示例性示意图；

图4A-4E为根据本发明的可分离式轮胎成型鼓的视图；

图5和6为自锁式轮胎模具的透视图和部件分解图；

图7为安装于模具中并且准备好进行硫化的胎体成型鼓和胎体的剖视图。

具体实施方式

参看图1和2，示出了根据本发明的自动轮胎制造硫化模块10的视图。这种系统或模块10准备用于只使用一个特定轮胎尺寸或型式所用的模具50在一个轮胎硫化站处完成充气轮胎的全部硫化过程。这种硫化模块10优选地为形成了轮胎胎体子组件4和轮胎带束层胎面子组件3的轮胎成型模块100的一个一体式部分。如图7中所示，这两个子组件3、4在热形成并且装配于可分离式高温成型鼓芯22上之后，如图所示，在完成其装配之后仍位于成型鼓上时立即被插入轮胎硫化模具50中。当在轮胎硫化站处时，模具50随后就将被闭合并且在模具硫化模块10处进行加热，其使得轮胎200受到硫化并且从模具50和成型鼓芯22上拆下。

在标题为“用于制造轮胎的轮胎制造模块和方法”、2003年十二月11日提交、申请序号为_____(律师案卷号为DN2003-201)、在此全部引入作为参考的相关专利申请中，轮胎200的初始成型在带有特定可分离式轮胎成型鼓芯22的移动式轮胎成型台车60上进行，可分离式轮胎成型鼓芯22设计成用于使得将轮胎胎体4和胎面带束层结构3制作于呈环形膨胀的热或高温成型鼓芯22上，因此当轮胎胎体4和胎面带束层结构3形成时，则在其被装配好之后，其就呈非常接近于成品轮胎尺寸的环形形状。可分离式成型鼓芯22被安装于称作移动式轮胎成型台车60的运输装置上。这种台车60接受成型鼓芯22并且将沿着预定路径或线路20横穿运动。台车60提供了用于在特定轮胎部件正在敷贴时在每个工作站处旋转轮胎成型鼓芯22的装置62。工作站和轮胎台车60具有编入每个工作站和台车中的软件并且由管理软件协调，以便在所需的精确时间和位置向轮胎成型鼓芯22提供适当的部件。对本发明来说，并未示出成型模块100的工作站的详细视图。

在成型胎体4和胎面带束层结构3的这种整个过程正在进行的时候，同时对生胎200进行硫化。

特别参看图1，如图所示，台车60与附连于旋转支承件99上的轮胎成型鼓拾取和传送装置93相邻。由于较早时通过模具50进行了处理并且使得感应加热器向成型鼓芯22传送了能量，因而轮胎成型鼓芯22已经升高至适当高于环境温度的温度，优选大约60℃或者更高。这个成型鼓芯22具有相当大的质量，因此热就在稍低于硫化温度水平的温度水平下得以保持。然后将空成型鼓芯22传送回台车60，其中轮胎200可在不同工作站处进行装配。当轮胎200正在装配时，成型鼓的温度稍稍冷却。然而，弹性体部件1、2、5、6、7、41、48正在热形成，因此当这些部件正在被敷贴于成型鼓芯22上时，温度就会增加。成型鼓芯22及位于其上的曾由用于拾取和移动的装置89从台车上拾取的轮胎组件200被传送至模具50，如图1中所示。装置89包括拾取装置93和枢轴转动支承件99，其组合地水平旋转180°然后绕着枢轴转动支承件99垂直向下转动90°，以便使得成型鼓芯22的轴线朝向垂直方向并且可降低并插入敞口分段模具50中。一旦旋转进入同轴对准之后，拾取装置93就在枢轴转动支承件99的滑动导板101上降低。

一旦组件被插入于模具50中，模具锁定装置70就绕着枢轴转动支承件98旋转90°并降低至与敞口分段模具50相接合并且将那些段54闭合于闭合位置中的位置上，并且当闭合时，上模具板52就紧固于模具上，从而产生处于完全闭合和容纳条件下的自锁式模具50。当模具50闭合之后，模具锁定装置70就升高并旋转回90°，并且安装成与模具锁定装置70距离大约180°的感应硫化罩系统80就绕枢轴转动90°进入与模具50对准并位于模具50上方的位置。图2所示的感应罩80然后就降低并且环绕着闭合的分段模具50。感应硫化罩80和模具锁定装置70附连于具有枢轴转动支承件98的用于移动感应硫化罩80和锁定装置70的装置88上，其可将罩80和锁定装置70旋转进入与模具50同轴对准。每个装置70、80沿着滑动导板101可滑动地附连于枢轴转动支承件98上，以便升高和降低进入与模具50的围绕对准或与模具50相接触。如图所示，利用加热过的气体或流体，例如氮气，压力就通过轮胎成型鼓芯22引起进入成型鼓芯22的弹性体胶囊23中，从而增加了胶囊23的压力，将生胎压入分段模具中以便推压弹性体部件。气体或流体加热系统85通过软管86向胶囊提供内热和压力。

一旦加压之后，就可以通过启动环绕着分段模具50的感应线圈81、82、83而开始硫化周期。如图所示，当模具如图2中所示安放于模具支承件90上时，感应线圈83就与框架94相邻。可以启动围绕着胎面段4的外周表面的感应线圈82并且也可以启动围绕着顶板52的上部线圈81，从而产生额外的热能以便帮助将轮胎部件硫化。图中示出了连接于感应线圈81上的电源92，并且，如图所示，若干电缆91被引至框架94和硫化罩80并且将功率传递至感应线圈81、82、83，如图2中所示。

感应加热芯罩80的线圈82、83和位于框架84的外表面上的感应线圈81的主要特征在于通向每个线圈81、82、83的功率输入可以按照交替方式顺序进行。这点如图3和图4中所示。在图3中，示出了两线圈系统82、83，由此通向感应线圈82、83的功率的排序按照交替方式来进行。这种组合产生了如100处所示的平均峰值功率输入。参看图4，通向三线圈系统81、82、83的每个加热线圈的输入互相交错以便使得每个线圈的关断周期代表大约三个开通周期。一个开通周期代表大约整个加热罩上的总平均功率的三分之一。相应地，如图所示，尽管每个线圈81、82、83只有三分之一的时间开通，但却保持了百分之百的平均功率。向加热线圈81、82、83提供交替模式顺序的电流的原因在于为了降低用于加热模具50的峰值功率和电流要求。线圈81、82、83受控的这种排序按照类似于微波炉中所采用的模式来快速地向分段模具50输入热，其中功率周期相应地得到调整以便使得功率输入的开关交错进行，因此用来加热分段模具50所耗用的峰值能量得以显著降低。结果是整个硫化周期都可具有使用环绕着模具50的外周表面的各个线圈的交错顺序而在非常短的时间内应用的额外热能输入。

在各个工作站处形成保持热状态的弹性体部件1、2、5、6、7、41、48并且将这些热部件敷贴于高温成型鼓芯22上，就保证了额外热输入被减至最小。换而言之，假定在整个成型周期中，成型鼓芯22保持于至少大约为50℃的温度下，优选60℃或更高，并且假定各个部件在每个工作站处在大约60℃下形成，则用于将装配好的生胎进行硫化所需的额外热输入将显著降低。换而言之，生胎200的初始温度可介于50℃与70℃之间，而预定最佳硫化温度T_p可大约为160℃。相应地，生胎与最佳硫化温度T_p之间的增量差就是差异。因此，用于使生胎升至硫化温度所需的额外输入只需要额外能量将各个部件升高大约90℃至110℃。这就可以在相当短的时间内完成。一旦达到了最佳硫化温度T_p，则一般将轮胎组件保持一段预定的时间(t)以便实现适当的硫化周期。一旦到达这个时间(t)，则轮胎200将得到完全或者充分硫化，因此其可从模具50上拆下。

一旦轮胎200经过硫化，则模具锁定装置70就将转回至位置并且降低于模具50上，与各段54接合并且解锁上模具板52，以便使得各段54可沿径向向外运动。一旦这点完成之后，则锁定装置70就从模具50上松脱，升高并且与上胎侧板52一起背离敞口模具50绕枢轴转动。在那之后，轮胎拾取和传送装置99就接合成型鼓芯22上的成品轮胎200，拾取整个组件，并且将其从敞口模具50中取出并且旋转至轮胎成型鼓拆除站97，如图1中所示。一旦在那里之后，则成型鼓芯22就由剥离器装置96抓住，其将轮胎从成型鼓芯22上取出。成型鼓芯22被沿轴向延伸以便使得成型鼓芯22收缩，因此轮胎200可易于从成型鼓芯22上拆下。一旦轮胎200从成型鼓芯22上拆下，则其将被置于输送机95上或其它固定台上以便被取走并储存起来或者直接运送至客户。与此同时，刚刚从轮胎模具50上取出的成型鼓芯22将被放回至台车60上以便可装配另一个轮胎200。应当理解，由于成型鼓芯22质量和尺寸很大，其将保持足够高的温度，因此在成型周期中，当敷贴了热形成的轮胎部件1、2、5、6、7、41、48时，成型鼓芯22保持高温。整个这种顺序就将重复进行并且使用与上述相同的方法学来成型第二轮胎200。

当这种成型胎体4和胎面带束层结构3的整个过程正在进行时，同时正在对生胎200进行硫化。

轮胎成型模块100连同台车60机构一起按照程序工作以便不仅成型胎体4而且还成型特定胎面带束层结构3。带束层1和2被敷贴于位于可分离式高温成型鼓芯22上的胎体组件4的外周表面上。在敷贴了第一宽带束层1和敷贴了第二窄带束层2之后，在带束层工作站处将隔离胶5敷贴于第一带束层1的每个边缘上。如果需要，可以提供可选的敷面层工作站15，在其中将沿圆周方向具有基本上为0°或很小角度的敷面层6缠绕并覆盖于位于下方的带束层结构1、2上。一旦这些部件1、2、5和6都被布置于胎体4的外周表面上，就将胎面7敷贴于位于下方的各个部件之上，如图7中所示。一旦胎面7新被挤压出，就在其仍保持很热的情况下将其作为环状条或作为螺旋缠绕的多个条进行敷贴以形成未硫化的胎面部件7，这就完成了胎面带束层补强结构组件3。假定需要相同的轮胎尺寸或型式，则在最终工作站之后，成型鼓芯22被从台车60上拆下，并且台车60优选地接收新的空的可分离式成型鼓芯22并在轨道20A上沿着预定路径20沿侧向移回，以便重复下一个轮胎组件的过程。如果需要不同尺寸的组件，则将访问成型鼓分级区域30，并且通过拆下初始成型鼓芯22并用具有所需不同尺寸的第二成型鼓芯22来代替它，而提供特定成型鼓芯22。如果需要如此的话，可以对成型鼓芯22进行预热以便保证稳定的状态温度。

一旦胎面带束层组件3完全形成，则位于可分离式成型鼓22上、包括新形成的并且优选地仍保持很热地安装于其上的胎体4和胎面带束层补强结构3在内的整个生胎200就被从台车60上拆下，并且被送至位于位置140处的敞口分段模具50。如图5和6中所示，在2003年四月17日提交的美国序号为10/417,849的“用于在自锁式轮胎模具中硫化轮胎的方法”中描述了一种自锁式模具，其在此全部引入作为参考。在透视图中示出的这种模具50具有已被拆下的顶板52，并且各段54沿径向膨胀以便接受带有安装于其上的胎面带束层补强结构3和胎体4的成型鼓芯22。一旦如图7中所示被插入敞口模具50中时，则随着轮胎成型鼓芯22和各段54沿径向向内收缩，压着仍保持很暖的胎面7，压着模具50的模56的胎面形成表面，模具50的顶板52就被闭合，如图7中所示。

如图7中所示，安装于成型鼓芯22上的胎体4和胎面带束层结构3现在已经被从台车60上拆下，其可被插入模具50中，并且空台车60容放着空的可分离式成型鼓芯22并被移回至初始工作站以便接收下一个轮胎装配的指令。

在模具50的顶板52敞开时，带有安装于其上的胎体4和胎面带束层组件3的整个成型鼓芯22就可直接插入模具50中。由于模具的胎面模具形成段的上部55附连于顶板52上，就使得这点可以实现。这就允许整个生胎200能够直接装入模具50中并使得胎体4和胎面带束层组件3保持就位。一旦插入模具50中，模具50就可被闭合并锁定，并且通过向成型鼓芯22施加内部压力而将胎体子组件4膨胀，进一步将胎面7压入模具50的内表面中。一旦这点完成，就可将模具50加热加压至硫化模具温度和压力，并且模具50随后将完成被封装于模具50中的轮胎200的全部硫化过程。当模具50完成热硫化周期时，其就准备好将模具敞开并且将轮胎拆下。在这点上，模具50敞开，各个模具段54沿径向膨胀并且带有安装于其上的轮胎的成型鼓芯22被从模具50上拆下。

参看图4A、4B、4C、4D和4E，为了更好地理解本发明，必须明白胎体成型鼓芯22可沿径向膨胀和收缩。如图4A中所示，当成型鼓芯22沿轴向向外膨胀时，内部机构21可沿径向向内折叠。当成型鼓芯22在两端处沿轴向向内运动时，图中示为互锁三角21A、21B、21C的胎侧支承机构就沿径向向外运动，一直到在一个完全闭合的位置中，这些机构21A、21B和21C几乎完全地沿径向延伸，如图4C中所示。结果，在轮胎成型过程中，还至少在胎冠区域中得到局部补强的弹性体外包层或胶囊23被安装于这些胎侧支承结构21上方，如图4D中所示。这就产生了一总体上为刚性的成型表面，所有的胎体部件都可在该成型表面上制作。如前所述，成型鼓芯22为轻便型，其可在这种沿径向膨胀的情况下从台车60上拆下并且然后可直接被传送至模具50中以进行硫化，如前所述。然而，一旦完成这点时，轮胎200必须被拆下，并且如图4E中所示，这通过简单地使向下拉着胎侧支承件21的轴端向外膨胀就可实现，而支承弹性体胶囊23可沿径向收缩以便使得轮胎200可在轮胎分离工作站96处从轮胎成型鼓组件22上拆下。

一旦这点完成时，轮胎成型鼓芯22就可回到台车60上以便进行第二次轮胎成型，其将由传送装置拾取并且安放于台车60上或者直接移至台车机构60，由此其将重复成型第二轮胎的过程。轮胎成型鼓芯22在2003年三月14日提交、序号为10/388,773、标题为“可沿径向膨胀的轮胎成型鼓及用于形成轮胎的方法”的专利申请中进行了更详细地描述，并且其内容在此全部引入作为参考。

如图1中所示的自动模块10允许对批量少至一个轮胎的轮胎进行硫化，而同时又能在不同工作站处生产其它轮胎尺寸。软件包与成型模块100的每个工作站通讯该特定轮胎成型所需的橡胶量、部件的形状或轮廓和类型。当成型鼓芯22前进至工作站前方时，就在适当位置处将适当材料敷贴于胎体成型鼓芯22或先前所敷贴的部件上。所有这些功能可与轮胎200的硫化同时进行。这些部件一旦形成后，就会产生完整的轮胎胎体4和完整的胎面带束层补强结构3。

本发明优于现有技术发明的优点在于胎面带束层子组件3和胎体4在新形成和位于高温轮胎成型鼓芯22上时就被直接插入模具50中，由此模具50在轮胎组件上按照这种预装配方式被闭合以便使得其被直接硫化于模具50中。然后，独特的自锁式模具50被打开以允许该特定轮胎尺寸的整个胎体4和胎面带束层3在安装于其成型鼓芯22上时被插入模具50中。然后模具50被闭合并且加热以便进行硫化过程，其可单独通过利用电磁场的感应加热方法或者与蒸汽加热或其它方法组合使用来进行。一旦完成硫化周期，模具50就被打开并且位于成型鼓芯22上的成品轮胎200被拆下。在这些全部完成的同时，另一个轮胎200就沿着预定路径20在模块100的不同工作站处利用可分离式成型鼓芯22在台车60上同时或并行地进行制作。

尽管图1和2的实施例示出了示例性的轮胎硫化过程或模块10，其通常将可适用于乘用车和轻型载重车轮胎、以及飞行器、中型卡车、摩托车和越野车的轮胎，但必须理解，可以提供附加的工作站，并且这些工作站可在轮胎成型制造过程中用来添加其它部件，而不会危害轮胎成型的整体灵活性，如前所述。应当理解，附加部件可在正在成型选定的特定轮胎时使用或不使用。时常地，许多轮胎需要在其它轮胎中为可选的部件，并且因此成型可能不同。本发明允许这种轮胎组件来处理此类变化，并且部件在生产线上的行进提供了快速的轮胎成型能力。

本发明与现有技术的轮胎制造过程相比令人感兴趣的区别之一在于其考虑在部件仍很热时将其敷贴于暖热或高温成型鼓上，并且当这些热部件在胎体成型和胎面带束层装配工作站处正在新生产、形成或敷贴时，它们随后将在仍然很热时直接被放于模具中，模具在所有部件通过形成和安放于高温成型鼓上而保持其自身的热的同时被闭合。这样就具有一个极大的优点，即可以提供部件材料而不会在硫化之前喷出部件之外或者引起被称作硫的粉状物质浸出部件之外。在历史上，轮胎由条制成然后储存起来。这些条放置一段时间后，材料就易于喷出至表面或者使得硫或者其它部件浸出至表面。这就产生了轮胎可能会由于各种部件的新鲜度的变化而在制造过程中存在问题的情况。本发明保证了大致尽可能新鲜地敷贴橡胶材料，优选地不带搭接或对接接头。换而言之，当它们被放置于模具中时仍然保持暖热。这样就没有机会因子组件储存和处理的原因而产生污染或变形。这就大大改进了成品的制造质量并且保证了各个部件在敷贴时将得到适当地布置和适当地混合。而且，由于材料保持热状态而并非象此前的方法中那样有意进行冷却以便储存，因而就能节省能量。

尽管在形成处进行敷贴的这些部件无疑地会在新鲜度方面产生极大的制造优点，但另外还有一个优点在于部件材料能够以相当大量的形式提供至每个工作站。部件材料的制造由于不需要储存，因而不需要使用进行保存所需的处理辅助手段如防老化成份和硫化促进剂，这就大大减少了材料成本。而且，可以省除在轮胎成型中常见的许多部件处理设备。因此，中间部件的库存可以降至非常低的数量，并且在弹性体部件的情况下，这些中间物品的储存实际上可以省除。这种非常紧凑、设备占地面积得以降低的轮胎成型模块大大减少了需要作为部件储存的原料的吨数，并且省除了此类辅助装置如备品架和手推车，大大减少了支持它们所需的人力和维护费用。

Claims (12)

1.一种用于装配轮胎和硫化轮胎的方法，其特征在于以下步骤：

将热轮胎部件敷贴于高温成型鼓芯上以便形成热生胎；

将热生胎和高温成型鼓芯置于经过预热的敞口模具中；

闭合该模具；以及

增加额外的热能以便达到预定最佳硫化温度Tp并且将轮胎硫化预定的时间(t)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，额外的热能通过启动一个或多个感应加热线圈来输入。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预定最佳硫化温度Tp大于在插入模具中时成型鼓芯的高温并且还大于热轮胎部件的温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，

当第一装配轮胎正在进行硫化时通过将热轮胎部件敷贴于第二高温成型鼓芯上而装配第二轮胎；

打开模具；

将第一轮胎从模具中取出；

将第一轮胎从高温成型鼓芯中取出；

将第二高温成型鼓芯上的第二轮胎插入模具中；以及

闭合模具，并且当第一高温成型鼓芯正在敷贴热轮胎部件以便形成第三轮胎时将第二轮胎硫化。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，额外的热能通过启动按照交替开/关模式根据降低的峰值载荷顺序定时的两个或多个感应线圈来输入。

6.一种用于硫化轮胎的设备，其特征在于，

轮胎硫化模具，模具具有中心轴线和用于形成胎面和胎侧形状的外侧部分以及用于将轮胎安装于其上的内芯；

用于支承模具的框架；

用于围绕着模具的感应硫化罩；感应硫化罩具有一个或多个加热线圈；

用于使得感应硫化罩移动形成和脱离围绕着模具的对准关系的装置；以及

用于启动加热线圈的电源。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，框架具有模具支承件和一个或多个加热线圈。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征还在于，用于打开和闭合模具的模具锁定装置。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，模具锁定装置附连于用于移动感应硫化罩的装置上，并且这种用于移动的装置可绕枢轴运动以便使得感应硫化罩或者模具锁定装置在围绕着模具之前与模具形成同轴对准。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，感应硫化罩具有两个或多个线圈。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征还在于，用于按照交替模式顺序控制着通向每个线圈的功率输入的功率调节器。

12.根据权利要求6所述的设备，其特征还在于，

成型鼓芯；

用于拾取和移动成型鼓芯的装置。

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