CN1733455A

CN1733455A - 具有旋转胎跟下部夹具的成形鼓

Info

Publication number: CN1733455A
Application number: CNA2005100888998A
Authority: CN
Inventors: J·奥克莱尔
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2025-08-02
Also published as: CN100594121C; EP1623819A1; JP2006347150A; BRPI0503172A; US20060027310A1

Abstract

一种轮胎胎体(C)成形鼓(T)，包括两块侧板(4，4′)，装在一根轴线为XX′的轴(1)上，并能在所述轴上轴向滑动，所述侧板包括周向容纳槽(6，6′)，用于容纳要成形的轮胎的胎跟，并形成一个与所述胎跟接触的密封，且其中通过增大由侧板和轮胎(C)内表面所构成的容积(V)中的压力，及使所述侧板(4，4′)相互靠近，从而成形轮胎，该成形鼓的特征在于至少侧板(4，4′)中的一块相对于另一块侧板可被围绕所述轴线XX′旋转驱动。

Description

具有旋转胎跟下部夹具的成形鼓

技术领域

[001]本发明涉及一种具有胎体加强件的轮胎的制造方法，这种轮胎的加强元件在侧壁中为径向，且在位于胎冠中的区域或靠近胎跟的区域中相对于圆周方向倾斜一定的角度。

[002]更具体地，本发明提出了一种实现该方法的合适的成形鼓。

背景技术

[003]子午线胎体轮胎已经公知很多年，且做出了持续的尝试以改善其操作方法。

[004]通常把轮胎分成三个不同的区域，包括胎冠区域，由胎冠加强件和与地面接触的胎面组成；胎跟区域，将轮胎装至轮辋上；侧壁区域，构成上面所述的两个区域之间的连接区域。

[005]这些轮胎包括胎体加强件或胎冠加强件，由包覆在橡胶混合物中的一定长度的金属或纤维帘线组成，以构成加强帘布层。帘线的长度与圆周方向形成一个精确的角度。接近90°的角度用于所提到的通常用于制造胎体加强件的“子午线”加强帘布层，而具有较小的小于90°角的帘布层用于胎冠加强帘布层。胎冠加强带通常由至少两层帘布层构成，帘布层的角度符号相反。被称为零度的帘布层由与圆周方向成接近于0°角的加强帘线组成。

[006]采用子午线胎体加强件改善轮胎性能已经公知了很长时间，其中子午线胎体加强件由朝着与圆周方向垂直的方向的加强纤维构成。然而，分析这种类型的轮胎的操作方法，显示出只有位于侧壁内的胎体加强件需要真正径向，用于向轮胎提供由于这种工艺而具有的全部特性。

[007]因此显示出位于胎冠加强件下面的那部分胎体加强件可能是不必要的。

[008]这就是为什么已经对胎冠区域中的胎体加强件的角度做出了很多改进，使得其得到各种特性，以能够与其它由加强元件形成的帘布层一起，用于构成胎冠加强件。胎冠区域中的胎体加强件相对于圆周方向的角度方向与那些位于胎冠下面的区域中的胎体加强元件的角度方向符号相反。在胎体加强件区域中，胎体加强帘布层帘线和胎冠加强帘布层相对于圆周方向的角度通常处于15°-40°之间。

[009]作为例子，这种类型的轮胎如法国专利FR 1 413 102中所说明。这种轮胎包括胎体加强件，该胎体加强件由在胎跟和侧壁区域中径向或基本径向排列的帘线构成，而在胎冠加强件在其上延伸的区域内，胎体加强件的方向明显偏离径向方向。

[010]提出了很多种实施方案以支持这些改进。这些方法利用了当两层帘布层预先重叠并互相粘合时的三角形效果所具有的特性，两层帘布层具有不同的角度，并且相对于圆周方向对置，并且在相同方向上被拉伸。这种效果导致这些帘布层相对于圆周方向的角度变小。

[011]在公开号为FR 2 797 213的文献中给出了这种被称为“三角形”原理的详细说明。

[012]为了产生这种三角形，建议在第一阶段，如法国专利FR 1413 102中所说明的，在一个基本为柱形的成形鼓上依次排列一层或多层胎体加强帘布层，该胎体加强帘布层的帘线为径向，然后排列一层胎冠加强帘布层，该胎冠加强帘布层具有相对于胎体帘线方向倾斜的帘线，使这些不同的帘布层粘合在一起，以形成通常所述的胎体。然后在第二阶段中，在具有隔膜的成形鼓上成形胎体，以形成基本成环形的胎坯。

[013]在成形阶段中，在柱形胎坯变成环形胎坯的过程中，将构成胎冠区域的中间部分的直径增大等于在纵向或圆周方向上拉伸胎冠加强帘布层和胎体加强帘布层，并使位于胎冠区域中的胎体加强帘线和胎冠加强帘布层帘线的角度具有较小的绝对值。

[014]法国专利FR 1 508 652中说明了法国专利FR 1 413 102的一个替代例子，其中柱形胎体的成形或变成圆形直接在硫化压力下进行。

[015]然而，这些不同的方法表现了对形成这种三角形的控制不佳以及对帘布层的刚度变化非常敏感以及因而导致对帘布层的角度非常敏感的缺点，并且不易重复生产轮胎，从而所述轮胎的生产可能会显著变动。

发明内容

[016]本发明的目的为一种成形鼓和一种具有良好三角形再现性的轮胎制造方法，其中轮胎的胎冠加强带由胎体加强帘布层和胎冠加强帘布层组成。

[017]因此，已经表明在成形操作的全部过程中，控制胎跟的轴向旋转，使得有可能非常准确地控制由胎冠区域中的胎体加强帘线形成的角度及胎冠加强帘布层帘线的角度，并使侧壁区域中的胎体加强帘线保持径向，而在成形操作结束时，使轮胎直径保持很好的可重复性。

[018]实际上应该注意，胎冠部分下面的胎体加强帘线的角度变化伴随着侧壁中的帘线向相反方向的周向移动。而上面说明的方法中，没有一种方法能在成形阶段控制这种旋转，其被成形隔膜(FR 1 413102)或硫化压力(FR 1 508 652)部分所局限。

[019]根据本发明的轮胎胎体成形鼓包括两块侧板，装在轴线为XX′的轴上，并在所述轴上轴向运动。侧板包括周向容纳槽，用于容纳将要成形的轮胎胎跟，并形成一个与所述胎跟接触的密封。在成形过程中，侧板互相轴向放置，并且至少一块侧板相对于另一块侧板围绕着所述轴线XX′旋转，从而使得轮胎胎跟可以互相相对自由旋转或与轴线XX′成一个预定的角度旋转。

[020]这种制造轮胎的方法包括在一个传统柱形鼓上制造轮胎胎体胎坯，通过依次铺设由与圆周方向，即胎跟的环形元件成特定角度的加强帘线构成的胎体加强帘布层，将帘布层的边缘向上卷起形成胎体卷边，并且最后铺设由与圆周方向形成一定角度的加强帘线构成的胎冠加强帘布层，其角度与胎体加强帘布层形成的角度符号相反。在这个阶段中，建议在胎体加强帘布层和胎冠加强帘布层之间通过加强相互之间的粘合，提供良好的连接。

[021]将这样生产的胎体置于一个如上所述的成形鼓上，在其中执行适当的成形操作。该操作包括改变由胎体和成形鼓侧板形成的内部体积值，然后使所述侧板轴向互相靠近，从而使胎体成为环形；在三角形效果的作用下，胎冠区域的直径增大，而胎冠加强帘布层的加强帘线及位于胎冠下面的胎体加强帘布层的加强帘线与圆周方向形成的夹角的绝对值减小。

[022]应当注意到，处于侧壁区域中的胎体帘布层的帘线不受这种三角形的影响，因而自然地具有一个成径向的趋势，最后与圆周方向大致成90°。

[023]这种径向效果将减小每一胎圈钢丝上相同胎体加强帘线上两个固定点之间的周向距离。这种运动造成胎跟彼此相对在相反方向上围绕轴线XX′旋转。

[024]在胎坯内壁和所述轮胎胎跟置于其上的侧板通过密封接触而组成的密封空间内直接增大压力。通过这种方式，所有能阻止胎冠三角形化或阻止胎跟围绕成形鼓旋转轴线自由旋转的因素都被排除。

[025]侧板围绕其轴线的旋转可以是仅由于成形过程中胎跟的周向运动导致的自由旋转，或是由于通过机械装置控制的旋转，以提高这种方法的可重复性。

[026]一旦成形结束，胎坯容纳用于结束成形的成形元件，其中包括胎面，还可能包括第二层胎冠加强帘布层。

[027]由于具有良好的可重复性，有可能在铺设胎面之前，在胎冠上铺设如上制成的零度的胎冠加强件帘布层。

附图说明

[028]下文中的说明将使采用根据本发明的成形鼓的优点变得显而易见，说明中结合附图而给出了非限定性的实施方案和使用，其中：

-图1表示根据本发明的成形鼓的示意图，

-图2、3和4表示胎坯成形阶段的示意图，

-图5、6和7表示胎冠区域和底部区域成三角形，及侧壁区域成径向阶段的示意图，

-图8、9和10表示底部区域单独成三角形，及侧壁区域和胎冠区域成径向阶段的示意图，

-图11表示轮胎的剖视图。

具体实施方式

[029]下面，如图1-11中所示，具有相同功能的元件将用相同附图标记表示。

[030]图1表示一个根据本发明的成形鼓T的剖视示意图，其中轴线为XX′的轴1支撑两块侧板4和4′，至少一块侧板能在所述轴1上轴向滑动。轴1通过电动机驱动的旋转连接而与图中未示出的底盘相连。

[031]滑块3和3′由蜗杆2驱动，而蜗杆2由电动机5带动旋转，从而实现侧板的轴向移动。位于滑块3和3′上的电动机驱动传动系统7和7′，带动侧板4和4′围绕轴线XX′向相反的方向旋转。

[032]在每块侧板4和4′上都有周向容纳槽6和6′，用于容纳将要成形的胎体C的胎跟，如图2、3和4所示。优选地，使用被称为“无隔膜”的成形方法，以不阻碍要成形的胎体不同部分在圆周方向上的运动。

[033]从而，将容纳槽设计成在胎体成形过程中固定胎跟，并且形成一密封连接，使得可以增大由侧板和轮胎胎体所构成的容积V中的压力。由于相同原因，侧板4和4′与轴1之间的连接也应该是密封连接，以使胎体成形和其中至少一个的旋转同时发生。

[034]图2、3和4表示了构成胎坯的胎体C成形的主要阶段。

[035]如图2中所示，将胎体置于成形鼓T上，通过两个容纳槽6和6′固定胎跟。

[036]如图3中所示，由侧板和轮胎胎体所构成的容积V中的压力增大导致胎体变成圆形，且仅由于位于侧壁中的胎体加强帘布层帘线成径向，导致侧板围绕轴线XX′自由旋转。

[037]图4成形的最后阶段，其中电动机5控制侧板4和4′的相互轴向靠近。

[038]在该成形的最后阶段中，电动机驱动传动系统7和7′使侧板4和4′围绕轴线XX′旋转预定的角度。为此，电动机驱动传动系统7和7′可以有利地具有一个分度器，使得其可以精确地控制该旋转运动。

[039]根据本发明的成形鼓的实施方案可以是与上文说明的实施方案等价的多种变化。因此当采用无隔膜成形鼓时，一种等价实施方案仅驱动两块侧板中的一块旋转。

[040]使侧板相对于轴线XX′旋转的装置可以由成形鼓内部的机械部件构成，如电动机驱动传动系统7和7′，但也可以由所述成形鼓外部的装置构成，如与成形鼓底盘连接，并与轴1的旋转一起作用于两块侧板之一的机械装置。

[041]图5、6和7表示了实现该方法中利用的三角形现象。

[042]置于成形鼓上的胎体加强帘布层与纵向或圆周方向成夹角α₀，而胎冠加强帘布层与圆周方向成夹角θ₀，夹角α₀与θ₀的符号相反。胎圈钢丝上胎体加强层帘线的固定点之间的轴向距离为d0。

[043]在如图3中所示的容积V的加压过程中，位于胎冠区域Zs中的那部分胎体加强帘布层和胎冠加强帘布层的加强帘线的夹角α和夹角θ变成α_i和θ_i，其绝对值小于α₀与θ₀的绝对值。位于侧壁区域Zf中的那部分胎体帘布层的角度方向的绝对值向径向方向增大。胎跟互相向相反方向旋转，并且胎体加强帘布层帘线的固定点间隔一个与d0不同的周向距离di。

[044]通过使侧板相互靠近，以完成成形，胎跟继续向相反方向旋转，从而，位于侧壁区域Zf中的胎体帘布层帘线到达接近径向的位置。位于胎冠区域Zs中的那部分胎体加强帘布层和胎冠加强帘布层的加强帘线的夹角α和夹角θ变成α₁和θ₁，其绝对值分别小于α_i和θ_i的绝对值；胎体加强帘布层帘线的固定点间隔一个与d_i和d₀都不同的周向距离d₁。侧板4和4′彼此相对围绕轴线XX′旋转预定的角度，使得可以得到固定的周向距离d₁，并且在成形过程的最后精确调节胎体胎冠的周长及角度α₁和θ₁的值。

[045]应当注意到，这种侧板旋转的控制在成形过程的最后，证明对调节帘布层的相对位置特别有效，但有可能利用在所述成形操作的第一阶段中传递到胎跟上的周向压力，而使侧板实际上自由地旋转。

[046]为了获得最终值α₁和θ₁，要确定侧板彼此相对旋转的角度、以及角度α₀与θ₀值，这些确定需要本领域技术人员的知识，他们将在已经提及的公开号为FR 2 797 213的文献中找到必需的参考。

[047]图5-10说明了使用相同的成形鼓实现胎跟Zb区域中胎体帘布层加强帘线成三角形的可能性。该可能性存在于当轮胎胎体制造出来时，其帘线与圆周方向形成小于90°的夹角α₀的条件下。

[048]在将胎体加强帘布层围绕胎圈钢丝向上卷起的时刻，有可能使帘布层与其自身粘合。从而加强帘线与圆周方向形成夹角β₀；夹角β₀的值基本上与胎跟Zb区域中胎体加强帘线形成的夹角γ₀相等，但符号相反，夹角γ₀在成形发生前，和由两个胎圈钢丝之间的胎体帘布层加强帘线与圆周方向形成的夹角α₀相等。

[049]当成形胎体时，角度β_i和γ_i分别趋近于在成形过程的最后时β_l和γ_l的值。当没有胎冠加强帘布层时，位于侧壁区域Zf和胎冠区域Zs中的胎体加强帘布层帘线相对于圆周方向成径向。

[050]如图11所示的剖视示意图中制造轮胎的方法包括

-在一个柱形成形鼓上铺设至少一层由与圆周方向成夹角α₀的加强帘线组成的胎体加强帘布层13，

-铺设胎跟的环形元件，包括胎圈钢丝10、成形元件和胎跟填充橡胶14，

-将帘布层的边缘围绕胎圈钢丝10向上卷起形成胎体卷边11，

-铺设由与圆周方向成夹角θ₀的加强帘线构成的胎冠加强帘布层15，所述夹角θ₀与α₀的符号相反，且如有必要，将胎冠加强帘布层15与胎体加强帘布层13粘合，

-铺设构成侧壁12保护物的橡胶成形元件，

-将这样制造的柱形胎体从成形鼓上取下，然后如上文所述，将其置于成形鼓T上，

-通过至少使固定胎跟的成形鼓侧板4和4′之一围绕轴线XX′旋转预定的角度，同时使所述侧板4，4′轴向互相靠近，直到位于侧壁区域中的胎体加强帘线基本径向排列，以成形胎体，

-通过铺设用于形成胎冠区域，并包括胎面17和可能的第二层胎冠加强帘布层16的橡胶成形元件，结束胎坯制造。

-在模具中硫化胎坯。

[051]应该注意，如图5-7中所示，成形阶段中出现的胎冠区域中帘布层的三角形效果为，加强帘线相对于圆周方向成夹角α₀和θ₁。然而，一方面由于胎体加强帘布层和胎冠加强帘布层之间产生的连接的橡胶特性，另一方面由于在成形过程的最后，形成接近轮胎平衡曲线的胎体横向外形，该外形的结果在胎冠区域的中央比帘布层边缘具有更大的周向变化，致使延长量和因此产生的三角形在胎冠处与帘布层边缘处不同，夹角α₁和θ₁在帘布层边缘有逐渐变大的趋势，变成绝对值分别比α₁和θ₁大的夹角α′₁和θ′₁。

[052]这种胎冠，涉及在帘布层边缘具有变化角度的胎冠，是已知的，例如在公开号为FR 2 037 520的文献中已说明，或者代替地在FR1 584 691中具有承受重载的更好的舒适性及更大的阻力。

[053]公开号为FR 2 037 520的文献中公开的制造方法提出了在帘布层边缘分界面使用抗粘合系统，其在成三角形的过程中使帘布层边缘具有一定的自由度，其结果是在帘布层边缘形成比帘布层中央部分更大的角度。公开号为FR 1 584 691或FR 1 561 130的文献中说明的方法提出了在边缘区域弯曲“帘线元件”，这种操作在胎体制造过程中进行。

[054]本申请中要求的根据本发明的方法使得由可能不必使用这些装置而得到相似的效果。

[055]最后，这种根据本发明的使用成形鼓的方法可以具有大量变化实施方案。

[056]第一种变化的实施方案包括铺设形成接近径向的夹角α₀的胎体加强帘布层。在成形过程中，三角形的效果将使其仅在胎冠区域Zs中与自身粘合。

[057]第二种变化的实施方案包括在成形过程的中间阶段铺设第一层胎冠加强帘布层15，目的在于在底部区域和胎冠中获得不同角度的三角形化。

[058]另一种替代的实施方案包括制造轮胎，其中胎体加强帘布层13的卷边11与圆周方向形成一个给定的夹角β₁。位于胎跟区域Zb中的那部分帘布层与圆周方向形成夹角γ₁。但也有可能仅在进行了成形过程后，制造胎体帘布层的卷边11。在这种情况下，胎跟区域Zb中，胎体加强帘布层基本上为径向；另一方面，卷边与圆周方向形成夹角β。通过在成形过程的中间阶段制造胎体帘布层的卷边，也有可能结合上文中描述的效果。

[059]最后，这种方法可以毫无困难地应用到不同类型的成形鼓工艺中，特别是应用于柱形胎体的制造阶段、在单一成形鼓上进行胎坯成形及完工的阶段。

Claims

1.一种用于轮胎胎体(C)的成形鼓(T)，包括两块侧板(4，4′)，装在一根轴线为XX′的轴(1)上，并能在所述轴上轴向滑动，所述侧板包括用于容纳要成形的轮胎的胎跟的周向容纳槽(6，6′)，并形成一个与所述胎跟接触的密封，且其中通过增大由侧板和轮胎(C)内表面所构成的容积(V)中的压力、以及使所述侧板(4，4′)相互靠近，从而成形轮胎，该成形鼓的特征在于侧板(4，4′)中的至少一块侧板相对于另一块侧板可被驱动而围绕所述轴线XX′旋转。

2.如权利要求1所述的成形鼓，其中所述侧板(4，4′)围绕轴线XX′的旋转由胎跟围绕所述轴线XX′的旋转所驱动。

3.如权利要求1所述的成形鼓，其中所述侧板(4，4′)围绕轴线XX′的旋转由电动机驱动元件(7，7′)所驱动。

4.如权利要求1所述的成形鼓，其中单一一块侧板(4，4′)相对于另一块侧板围绕轴线XX′旋转。

5.一种轮胎制造方法，该轮胎包括一个胎体加强件(13)，该胎体加强件由包覆在橡胶混合物中的加强帘线组成，且该加强帘线在侧壁区域(Zf)中基本成径向排列，所述加强帘线在胎冠加强件分布于其上的区域(Zs)的一部分中，相对于圆周方向以角度α₁定向，该定向明显偏离于径向，所述胎冠加强件由至少一层包覆在橡胶混合物(15)中的加强帘线元件组成，且该加强帘线元件相对于圆周方向形成与α₁的符号相反的夹角θ₁，该方法包括下列步骤：

-在一个柱形成形鼓上铺设至少一层由与圆周方向成夹角α₀的加强帘线组成的胎体加强帘布层(13)，α₀的绝对值大于α₁的绝对值，

-铺设胎跟的环形元件，包括胎圈钢丝(10)、成形元件和胎跟填充橡胶(14)，

-将胎体加强帘布层的边缘围绕胎圈钢丝(10)向上卷起以形成胎体卷边(11)，并将卷边(11)与胎体帘布层(13)粘合，

-铺设由与圆周方向成夹角θ₀的加强帘线构成的第一层胎冠加强帘布层(15)，其中夹角θ₀的符号与α₀的符号相反，所述夹角θ₀的绝对值大于θ₁的绝对值，并将胎冠加强帘布层(15)与胎体加强帘布层(13)粘合，

-铺设构成侧壁(12)保护物的橡胶成形元件，

-将这样制造的柱形胎体从成形鼓上取下，然后将其置于成形鼓T上，该成形鼓T包括侧板(4，4′)，所述侧板(4，4′)装在一根轴线为XX′的轴(1)上，并能在所述轴(1)上轴向滑动，所述侧板(4，4′)包括用于容纳要成形的轮胎的胎跟的周向容纳槽(6，6′)，并形成一个与所述胎跟接触的密封，且其中通过增大由侧板和轮胎胎体(C)所构成的容积(V)中的压力、以及使所述侧板(4，4′)相互靠近，从而成形轮胎，且侧板中的至少一块侧板相对于另一块侧板被驱动而围绕所述轴线XX′旋转，

-通过使固定胎跟的成形鼓侧板(4，4′)彼此相对围绕轴线XX′旋转预定的角度，同时使所述侧板(4，4′)轴向互相靠近，直到位于侧壁区域中的胎体加强帘线基本径向排列，以成形胎体，

-通过铺设用于形成胎冠区域并包括胎面(17)和可能的第二层胎冠加强帘布层(16)的橡胶成形元件，结束胎坯制造，

-在模具中硫化胎坯。

6.如权利要求5所述的轮胎制造方法，其中夹角α₀大致等于90°。

7.如权利要求5所述的轮胎制造方法，其中第一层胎冠加强帘布层(15)的加强帘线在帘布层边缘与圆周方向形成绝对值大于夹角θ₁的夹角θ₁′。

8.如权利要求5所述的轮胎制造方法，其中第二层胎冠加强帘布层(16)是被称为零度的帘布层。

9.如权利要求5所述的轮胎制造方法，其中将胎体帘布层(11)围绕胎圈钢丝(10)向上卷起的阶段及铺设构成侧壁(12)保护物的橡胶成形元件的阶段发生在成形胎体的阶段。

10.如权利要求5所述的轮胎制造方法，其中第一层胎冠加强帘布层(15)在成形操作的中间阶段中铺设。