CN1788991A - 用于轮胎成型鼓的交织胎圈锁定段 - Google Patents

Abstract

用于锁紧位于环状胎圈锁机构与胎圈环之间的充气轮胎胎体层的方法与设备，其使用均匀的夹紧压力来夹紧胎圈贴袋与胎圈之间的所有帘布层增强帘线。胎圈锁机构通过多个胎圈锁定段同时沿径向运动就可以从收缩半径膨胀至较大的膨胀半径，每个胎圈锁定段具有沿圆周延伸的指状部，这些指状部沿轴向交错排列以便在胎圈锁机构膨胀至膨胀半径时使沿圆周方向相邻的胎圈锁定段的指状部互相交错。

Description

用于轮胎成型鼓的交织胎圈锁定段

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎成型鼓，尤其涉及充气轮胎成型鼓的“胎圈锁”胎圈保持部分。

背景技术

用于生胎成型的充气轮胎构造的一般过程通常包括以下步骤。首先，将轮胎胎体缠绕在包括右、左胎肩成形机头上并使其形成圆柱形形状。胎体一般具有多个层，这多个层包括至少一个具有嵌入其中的平行增强帘布层帘线的增强帘布层。而后，将胎圈(不能伸展的环)设置于位于(绕着)轮胎胎体的特定位置中。在这种状态下，提供于相应右、左胎肩成形机头上的右、左胎圈锁紧机构就沿着轮胎成型的径向膨胀，由此相对于轮胎胎体而将胎圈锁定于适当位置中。随后，当供应成形空气来对轮胎胎体充气时，就使右、左胎肩成形机头彼此互相靠近，从而使胎圈之间的距离变窄。按照这种方法，就使轮胎胎体成型为环形。其后，使轮胎胎体的相对侧部分绕着相应的胎圈反包。最后，还将缓冲层与胎面应用于轮胎胎体的外圆周表面上，从而完成生胎成型过程。

可以看出，轮胎构造与成型操作对帘布层帘线施加可以沿纵向移动它们的力。如果帘布层中的个别帘布层帘线的运动量不同于其它帘线或者帘布层相对于胎圈偏心移动，那么这种运动就会导致轮胎不均匀性。

USP5,385,620(Sato等人；1995)通过公开一种过程与设备而解决了胎体层移位的问题，其包括在使胎圈锁紧机构沿径向膨胀时，将左、右胎肩成形机头置于空转状态。

USP5,405,484(Wollbrinck等人；1995)公开了一种轮胎成型鼓，其具有一对可以沿中心轴轴向运动的成型鼓部分，该中心轴形成内部轮胎充气室以便在生胎安装于成型鼓部分时使生胎的胎体充气。每个成型鼓部分都具有多个胎圈锁定段，这些胎圈锁定段由多个通过环状活塞移动的直连杆来控制。活塞安装于环状汽缸中，该环状汽缸由环状集流环、环状密封环以及环状胶囊环围绕。环状集流提供用于将增压空气分配至成型鼓的各个部件并且用作轮胎充气室的空气密封。多条空气通路形成于集流环中，并且连接于增压空气源上以便从远程源向安装于每个成型鼓部分上的充气反包胶囊和安装于每个成型鼓部分内用于致动胎圈锁定段的控制组件供应控制空气。多条挠性空气管路在隔开的集流环之间延伸穿过位于中心轴外部的轮胎充气室。优选地，每个成型鼓组件上提供有三十六个胎圈锁定段(29，参看图5)，以便为在生胎充气期间将胎体层夹紧于一对钢丝圈组件上提供增加的保持力。胎圈锁定段还为在两个成型鼓部分之间延伸的空气管路的通路提供空间。

USP5,288,352(Miyanaga等人；1994)公开了一种胎圈锁紧设备，其包括置于环状结构中的胎圈支承段，安装在形成于段的环形结构外周上的环形凹槽中的弹性环以及用于使弹性环独立于段沿径向膨胀的装置。胎圈首先由弹性环初级锁定，然后由支承段次级锁定。

USP5,433,814(Nojiri等人；1995)公开了一种生胎成型设备，其包括多个胎圈锁紧段，这些胎圈锁紧段设置于与设备的成型鼓的主体同心的圆中。弹性环状构件安装在位于胎圈锁紧段外周上的环状槽中，胎圈锁紧段与环状构件沿径向向外运动以便推动成型鼓上的轮胎材料层靠着置于其上的胎圈。利用活塞/汽缸和连杆机构就能实现这种运动。反包胶囊设置于弹性环状构件上方，但与其隔开。如图3中所示，胎圈锁紧段顶部的径向内侧视图具有平行四边形型面。

USP申请出版物2001/0050148(Terazono；2001)公开了一种轮胎成型鼓，其带有用于沿径向同步移动多个胎圈锁定段的加大收缩装置。

USP5,273,599(Adachi；1993)公开了一种胎圈锁设备，其包括多个沿圆周方向彼此隔开预定距离的第一胎圈锁定段和多个在同一平面上位于第一锁定段之间并且沿圆周方向彼此隔开预定距离的第二胎圈锁定段。胎圈锁设备还包括驱动装置，该驱动装置分别使第一、第二胎圈锁定段移动以便互相独立地进行膨胀与收缩。

现有技术的胎圈锁定段以图5中所示的Wollbrinck等人的’484中的多个段为代表，当成型鼓由于收缩与膨胀直径之间的差异而膨胀时，这些段之间就存在间隙。在完成帘布层反包过程之前施加压力以便使胎体充气时，位于这些间隙中的帘布层帘线就不会被夹紧于胎圈锁与胎圈之间并且能够发生运动，例如成型反包中情况就是如此。未锁紧的帘布层帘线的这种运动将会导致这些帘布层帘线的帘线长度(胎圈至胎圈)比由胎圈锁机构夹紧的那些帘线要长。导致轮胎不均匀性的因素包括轮胎胎侧上的“凸起点”和/或外径的径向跳动。

本发明的一个方面是提供一种胎圈锁机构，其能够有效消除膨胀的胎圈锁定段之间的间隙，从而可以实现绕着膨胀的胎圈锁机构整个圆周的均匀夹紧压力。

发明内容

根据本发明......

《发明内容将基于权利要求的最终草案，几乎接近1∶1》

根据以下描述，将会清楚本发明的其它目的、特征及优点。

附图说明

以下将详细地参考本发明的优选实施例，其实例在附图中进行了示出。这些图用于实例说明，而非用于限制。尽管在这些优选实施例的范围内对本发明进行了一般描述，但应当理解并非意欲将本发明的精神与范围限定于这些特定实施例。

为使示例说明清楚起见，这些图中所选定的几幅图中的某些元件可以不按照比例示出。为使示例说明清楚起见，如果有的话，本文中所出现的剖视图可以是“部分”或“近视”剖视图，而省略了某些在真正的剖视图中可以看见的背景线。

这些图的元件可以标识成在单幅图中类似(包括相同)的元件用类似的数字指示。例如，共同称作199的多个元件中的每一个都可以个别称作199a、199b、199c等等。或者，相关但已改进的元件可以具有相同的数字但是通过撇号加以区别。例如，109、109’和109”为三个不同的元件，它们在某些方面类似或相关但是经过明显改进。如果有的话，在相同或不同图中的类似元件之间的这种关系在整个说明书中将会变得清楚，如果可以适用，说明书包括权利要求和摘要。

在考虑结合附图进行的以下详细描述的情况下，将会进一步清楚本发明的目前优选实施例的结构、操作以及优点，其中：

图1为根据本发明的轮胎成型鼓的胎肩成形机头部分的侧面剖视图，视图被分成以视图的上半部来表示处于收缩状态下的胎圈锁机构，以视图的下半部来表示处于膨胀状态下的胎圈锁机构；

图2为根据现有技术的现有技术胎圈锁机构的端部剖视图，视图被分成以视图的上半部来表示处于收缩状态下的胎圈锁机构，以视图的下半部来表示处于膨胀状态下的胎圈锁机构；

图3A为根据现有技术的处于收缩状态下图2中现有技术胎圈锁机构的三个段部分的俯视图；

图3B为根据现有技术的处于膨胀状态下图2中现有技术胎圈锁机构的三个段部分的俯视图；

图4为根据现有技术的带有处于膨胀状态下胎圈锁机构的现有技术胎肩成形机头的透视图；

图5A为根据本发明的胎圈锁定段的侧视图；

图5B为根据本发明的图5A的胎圈锁定段的端部剖视图，其中沿图5A中的线5B-5B剖开；

图5C为根据本发明的图5A的胎圈锁定段的俯视图；

图6A为根据本发明的处于收缩状态下胎圈锁机构的三个段部分的俯视图；

图6B为根据本发明的处于膨胀状态下图6A的胎圈锁机构的三个段部分的俯视图；

图7为根据本发明的带有处于膨胀状态下胎圈锁机构的胎肩成形机头的透视图。

具体实施方式

图1示出了轮胎成型鼓100的胎肩成形机头101的一个实施例的剖面图。以下将在这个代表性胎肩成形机头101的情况下对本发明进行描述，尽管应当清楚本发明的概念可能对于所有类型的充气轮胎成型机构都具有广泛的适用性，其中这些充气轮胎成型机构使用膨胀式分段环来将轮胎胎圈锁紧于轮胎胎体上的适当位置中。

首先参看图1的上半部，胎肩成形机头101包括从中心轴146沿径向延伸的环状体144。在体144的径向外侧首先是圆周胎肩成型胶囊134，所示的胶囊134处于放气状态。所示的胎肩成形机头101定位为“右”胎肩成形机头101，而代表性胎体层152从左胎肩成形机头101(未示出)向右延伸至右胎肩成形机头101上，帘布层152终止于反包端154处。在轮胎胎体的成型过程中，胎体层152(与其它未示出的胎体部件一起)放置于轮胎成型鼓100(包括胎肩成形机头101)上，以便形成外径略小于不可伸展的环状环形轮胎胎圈150的内径的圆柱形管，如图所示其中之一绕着帘布层152保持靠近帘布层反包端154。胎体层152和胎圈150沿轴向放置，以便使得胎圈位于胎肩成形机头101的胎圈锁机构的外侧，反包端154超过胎圈150延伸预定长度。胎圈锁机构102为包括多个胎圈锁定段110的膨胀式分段环，每个段110通常具有形成于其径向外表面的沿圆周延伸的胎圈贴袋112。

示出了一种用于使段110膨胀与收缩的示例性装置，该装置包括带有位于每个段110上的辊子132的径向延伸柄128和锥形凸轮130，其将凸轮130的轴向运动转化成段110的径向运动，凸轮130继续沿轴向运动，从而使每个段110沿径向延伸直至胎圈贴袋112与胎体层152/胎圈150组合之间发生接触而使运动停止为止。当凸轮130脱离正道运动时，环状弹性带138就对段110施加收缩力。图1的上半部示出了处于收缩状态下(胎圈贴袋112的底部处于收缩半径RR处)的段110，而图1的下半部示出了处于膨胀状态下(胎圈贴袋112的底部处于膨胀半径RE处)的段110。当胎圈锁机构102处于膨胀状态下时，帘布层152被段110沿径向向外推动直至其被夹紧于胎圈贴袋112与胎圈150之间，从而相对于胎体层152将胎圈150“锁紧”于适当位置中。换句话说，帘布层152被夹紧于段110的径向外表面(即胎圈贴袋112)与胎圈150的径向内表面之间。在胎圈锁机构102膨胀之后，就可以对胶囊134、136和位于胎肩成形机头101之间的胎体152的那部分进行充气，同时与胎肩成形机头101放在一起，从而使胎体形成环形，使帘布反包端154反包，形成生胎的胎侧/胎肩。尤其是在帘布层反包端154被胶囊134、136反包之前，当胎体152被吹胀时，使帘布层增强帘线156(参看图2)夹紧于段110和胎圈150之间就特别重要。

图2、3A、3B和4(图2-4)示出了现有技术的胎圈锁机构2的工作情况，胎圈锁机构2具有十二个以常规方式成形的现有技术的段10a至10L(被共同称作现有技术的段10)。图3A和图2的上半部示出了处于收缩状态下的现有技术的段10a-10f，而图3B和图2的下半部示出了处于收缩状态下的现有技术的段10g-10L，其中帘布层152被段10g-10L沿径向向外推动直至其被夹紧于现有技术的段10g-10L与胎圈150之间为止，从而相对于胎体层152将胎圈150“锁紧”于适当位置中。图2和4示出了关于现有技术的一个问题，即其中一些(如帘线156a)帘布层增强帘线156位于间隙G中，当它们从收缩半径RR膨胀至具有较大圆周的膨胀半径RE时10f，间隙G就出现于现有技术的段10之间。图4为带有现有技术胎圈锁机构2的胎肩成形机头101的透视图，其中现有技术的段10处于会形成间隙G的膨胀状态下，在间隙G处可能不会夹紧帘布增强帘线156a。

图5A-5C示出了本发明优选实施例的三个视图，其实现于轮胎成型鼓100的胎肩成形机头101部分所用的胎圈锁机构102的段110中。段110还具有常规型辊子132、位于柄128上的常规限制狭槽142、常规型胎圈贴袋112和弹性带138所用的常规型带贴袋114。本发明的主要特征在于第一指状部116和第二指状部118。

两个沿圆周延伸的第一指状部116从第一段边缘120沿逆时针方向延伸，两个沿圆周延伸的第二指状部118从第二段边缘121沿顺时针方向延伸。第一段边缘120和第二段边缘121按照常规方式放置，即隔开角度段边缘角θ1，角θ1的值等于360°(度)除以胎圈锁机构102中的段110的数量，或者对示例性十二段式胎圈锁机构102而言为30°。段边缘角θ1是从第一段边缘径向线159向第二段边缘径向线160进行测量，这两条径向线均从第一中心点C1发出，，中心点C1距位于段110的径向延伸中心线CL上的胎圈贴袋112的距离为RR(收缩半径)。应当指出，胎圈贴袋112的曲率半径并非必须等于收缩半径RR，实际上优选地其曲率半径等于膨胀半径RE。由于第一指状部116和第二指状部118。沿圆周方向延伸超过第一段边缘120和第二段边缘121；所以当段110处于如图6A所示的收缩状态下时，必须有相应的指状部凹槽124来容纳第一指状部116和第二指状部118。因此，第一指状部116相对于第二指状部118沿轴向交错排列，从而使得指状部凹槽124的位置沿圆周方向与第一指状部116和第二指状部118中每一个相对。这样，第一段(例如110a)的第二指状部118就与沿圆周方向相邻的第二段(例如110b)的第一指状部116重叠或者与其交错排列。换句话说，沿轴向交错的第一指状部116和第二指状部118为沿圆周方向延伸的指状部，因为它们通过相邻的指状部凹槽124而同其余的段110区别开。

为了适配于指状部凹槽124，所以第一指状部116和第二指状部118中每一个的指状部宽度W1都略小于凹槽宽度W2。类似地，凹槽深度L2等于或大于第一指状部116和第二指状部118中每一个的指状部延伸长度L1，其中指状部延伸长度L1是从第一段边缘120或第二段边缘121至相应指状部端部122处进行测量，而凹槽深度L2是从第一段边缘120或第二段边缘121至相应凹槽底部126处进行测量。为对称起见，优选地所有指状部延伸长度L1的值都相同并且所有指状部宽度W1的值都相同，但是做对于实现本发明而言并非必须如此。实际上，对于任何给定的指状部凹槽124而言，只要与沿圆周方向相对的第一指状部116或第二指状部118的指状部宽度W1和指状部延伸长度L1相比，宽度W2和深度L2略大即可。而且，第一段边缘120和第二段边缘121并非必须关于段110的径向延伸中心线CL对称设置。

如图6B和7中所示，当带有本发明段110的本发明胎圈锁机构102处于膨胀状态时，即胎圈贴袋102位于膨胀半径RE处，第一段(例如110a)的第二指状部118仍与相邻的第二段(例如110b)的第一指状部116至少部分重叠(与其交错排列)。这样，本发明的段110具有横跨间隙G的第一指状部116和第二指状部118，当段110从收缩半径RR膨胀至具有较大圆周的膨胀半径RE时，间隙G就形成于第一段边缘120与第二段边缘121之间。换句话说，段110的径向外部、胎圈接触表面(胎圈贴袋112)通过第一指状部116和第二指状部118沿圆周方向延伸，从而提供了沿圆周方向连续的胎圈贴袋112，其将会绕着膨胀的胎圈锁机构102的整个圆周实现均匀夹紧压力。

为了保证在机构处于膨胀状态时第一指状部116与第二指状部118重叠，所以指状部端部122隔开量值略大于段边缘角θ1的指状部端部角θ2；胎圈贴袋112(通过第一指状部116和第二指状部118延伸)的曲率半径RE在量值上等于胎圈锁机构102的膨胀半径RE。对于示例性十二段式胎圈锁机构102而言，与段边缘角θ1的30°相比，指状部端部角θ2的量值为31.6°，从而与第一指状部116和第二指状部118形成0.8°的重叠。这种少量重叠就充分保证当胎圈锁机构102处于膨胀状态下时段110之间不会有任何间隙G，即使其应当膨胀至略大于膨胀半径RE时也不会有。膨胀半径RE的量值近似于胎圈150内侧的半径减去介于胎圈150与胎圈贴袋112(例如第一胎肩胶囊134与胎体层152)之间的任何层的厚度。

指状部端部角θ2是从第一指状部116的指状部端部122的第一指状部端部线161向第二指状部118的指状部端部122的第二指状部端部线162进行测量；其中第一指状部端部线161和第二指状部端部线162均从段中心线CL上的第二中心点C2发出，其距胎圈贴袋112的距离为RE(膨胀半径)。换句话说，第二中心点C2为胎圈贴袋112的曲率中心。因此，第二中心点C2距第一中心点C1的距离为S，其中距离S的量值等于膨胀半径RE的量值与收缩半径RR的量值之差。这样，胎圈贴袋112的总角度范围由从段110沿圆周方向延伸的第一指状部116和第二指状部118来确定，并且胎圈贴袋角度范围等于指状部端部角θ2。

总之，本发明的带有本发明胎圈锁定段110的胎圈锁机构102能够夹紧位于胎圈贴袋112与胎圈150之间的所有帘布层增强帘线156，其中对每条增强帘线156使用均匀的夹紧压力，段110具有一个或多个第一指状部116，所述第一指状部116与胎圈贴袋112中的一个或多个第二指状部118沿轴向交错排列。

尽管已经在附图与前述描述中对本发明进行了详细地示出与说明，但是在性质上应当将这理解为示例说明而非限制-应当理解成只对优选实施例进行了示出与描述，所有满足在本发明精神内的改动都需要受到保护。毫无疑问，对本发明所属领域的普通技术人员而言，将会对本文中上述“主题”做出多种其它“变化”，并且这些变化属于本文中所公开的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于轮胎成型鼓的胎圈锁定段，其中多个胎圈锁定段沿圆周方向设置以便形成环状胎圈锁机构，所述胎圈锁机构通过多个胎圈锁定段同时沿径向运动就可以从收缩半径膨胀至较大的膨胀半径，从而在胎圈锁定段处于膨胀半径时锁紧位于胎圈锁定段的径向外部胎圈贴袋与胎圈环之间的胎体层；胎圈锁定段的特征在于：

第一指状部，其从胎圈锁定段按逆时针方向沿圆周延伸胎圈贴袋；和

第二指状部，其从胎圈锁定段按顺时针方向沿圆周延伸胎圈贴袋；其中

第一指状部相对于第二指状部沿轴向交错排列。

2.根据权利要求1所述的胎圈锁定段，其特征还在于：

至少两个第一指状部；和至少两个第二指状部。

3.根据权利要求1所述的胎圈锁定段，其特征还在于：

胎圈贴袋的曲率半径，其在量值上大致等于膨胀半径；以及

胎圈贴袋角度范围，其大于360度除以胎圈锁机构中的胎圈锁定段的数量，其中：

胎圈贴袋角度范围为第一半径线与第二半径线之间所测量的角度，所述第一半径线从胎圈贴袋的曲率中心发出并穿过第一指状部的指状部端部，而第二半径线从胎圈贴袋的曲率中心发出并穿过第二指状部的指状部端部。

4.一种用于轮胎成型鼓的胎圈锁机构，其中多个胎圈锁定段沿圆周方向设置以便形成环状胎圈锁机构，所述胎圈锁机构通过多个胎圈锁定段同时沿径向运动就可以从收缩半径膨胀至较大的膨胀半径，从而在胎圈锁机构处于膨胀半径时锁紧位于胎圈锁定段的径向外部胎圈贴袋与胎圈环之间的胎体层；胎圈锁机构的特征在于：

第一指状部，其从胎圈锁定段的每一个按逆时针方向沿圆周延伸胎圈贴袋；和

第二指状部，其从胎圈锁定段的每一个按顺时针方向沿圆周延伸胎圈贴袋；其中

第一指状部相对于第二指状部沿轴向交错排列。

5.根据权利要求5所述的胎圈锁机构，其特征还在于：

至少两个第一指状部；和至少两个位于胎圈锁定段中每一个上的第二指状部。

6.根据权利要求5所述的胎圈锁机构，其特征还在于：

胎圈贴袋的曲率半径，其在量值上大致等于膨胀半径；以及

胎圈锁定段中每一个的胎圈贴袋角度范围，其大于360度除以胎圈锁机构中的胎圈锁定段的数量，其中：

胎圈贴袋角度范围为第一半径线与第二半径线之间所测量的角度，所述第一半径线从胎圈贴袋的曲率中心发出并穿过位于胎圈锁定段中典型一个上的第一指状部的指状部端部，而第二半径线从胎圈贴袋的曲率中心发出并穿过位于胎圈锁定段中典型一个上的第二指状部的指状部端部。

7.根据权利要求7所述的胎圈锁机构，其特征在于：

胎圈锁定段的数量为十二；并且

胎圈贴袋角度范围为31.6度。

8.一种用于锁紧位于环状胎圈锁机构与胎圈环之间的充气轮胎胎体层的方法，其中胎圈锁机构通过多个具有径向外部胎圈贴袋的胎圈锁定段同时沿径向运动就可以从收缩半径膨胀至较大的膨胀半径；该方法包括以下步骤：

在多个胎圈锁定段的每一个上提供按逆时针方向延伸的第一指状部和轴向相邻的指状部凹槽；

在多个胎圈锁定段的每一个上提供按顺时针方向延伸的第二指状部和轴向相邻的指状部凹槽；

设置第一指状部、第二指状部和指状部凹槽的尺寸和位置，以便在胎圈锁机构膨胀至膨胀半径时，每个胎圈锁定段的第一指状部与沿圆周方向相邻的胎圈锁定段的第二指状部互相交错，从而提供沿圆周方向连续的胎圈贴袋。

9.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于以下步骤：

使胎圈贴袋成形从而使其曲率半径大约等于膨胀半径。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于以下步骤：

设置第一指状部、第二指状部和指状部凹槽的尺寸和位置，以便在胎圈锁机构收缩至收缩半径时，每个胎圈锁定段的第一指状部与沿圆周方向相邻的胎圈锁定段的第二指状部互相交错。

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