KR100971203B1 - 차량 휠용 타이어를 주조 및 경화하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

차량 휠들용 타이어의 주조 및 경화 방법은 생타이어(50)의 내부표면의 형태와 실질적으로 일치하는 형태의 외부표면을 갖는 토로이드형 지지대(10)상에서 상기 생타이어(50)를 조립하는 단계; 상기 토로이드형 지지대(50)와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 단계; 적어도 하나의 가압된 이차 작업유체에 의해 상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 단계; 상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면과 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면사이의 적어도 하나의 확산 간극을 통과하는 가압된 일차작업유체에 의해 가황처리 주형(102)내에 형성되는 주조 캐비티(104)의 벽들로 상기 생타이어(50)의 외부표면을 가압하는 단계; 그리고 상기 가압된 일차 작업유체를 가열하여 이의 가황처리를 유발하도록 상기 생타이어에 열을 공급하는 단계로 이루어진다.

타이어, 주조, 경화

Description

차량 휠용 타이어를 주조 및 경화하는 방법 및 장치{Method and apparatus for molding and curing a tyre for vehicle wheels}

본 발명은 차량용 타이어를 주조하고 경화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

타이어 생산 사이클에 있어서, 서로 다른 타이어 구성품들이 만들어지거나 조합되는 조립과정에 뒤이어, 일반적으로 특정 트레드 패턴(tread pattern)을 나타내는 원하는 기하학적 형상에 따라 타이어 구조를 형성하는 것을 목적으로 하는 주조 및 경화과정이 수행되도록 규정된다.

이를 위하여, 상기 타이어는 가황처리용 주형(vulcanisation mold)내에 형성되는 주조 캐비티(molding cavity)내에 넣어져서 얻어질 타이어의 외면의 기하학적 구성에 맞게 성형된다.

일반적으로 타이어는 반경방향 평면들내에 배열되는, 즉 타이어의 회전축을 내포하는 보강 코드들(reinforcing cords)에 의해 강화되면서, 하나 이상의 카커스 층들(carcass plies)을 포함하는 토로이드 형상의 고리로 형성되는 카커스(carcass)로 이루어진다. 각 카커스 층은 해당 장착 림(rim)에 타이어가 장착되게 하는 기능을 가지며 비드들(beads), 즉 상기 타이어의 반경방향 안쪽 끝단들에 위치된 보강부재로 구성되며, 일반적으로 비드코어(bead core)로 알려진 적어도 하나 의 고리형 금속 보강 구조물과 일체로 연계되는 끝단들은 갖는다. 트레드 밴드(tread band)라고 불리는 엘라스토머 재질의 밴드가 상기 카커스의 상부에 놓여지며, 상기 트레드 밴드내에는 융기된 패턴이 경화 및 가황단계들의 끝에가서 지면과의 접촉을 위해 형성된다. 일반적으로 벨트구조로 알려진 보강 구조는 상기 카커스와 트레드 밴드사이에 위치된다. 차량용 타이어의 경우에 있어서 이러한 구조는 일반적으로 적어도 두개의 반경방향으로 중첩된 스트립들(strips)로 이루어지며, 상기 스트립들은 일반적으로 금속재질인 보강코드들이 제공되는 고무가 입혀진 직물로 만들어지고, 상기 보강코드들은 각 스트립내에 서로 평행하게 배치되며, 인접한 스트립의 코드들과 교차되게 바람직하게는 타이어의 적도면에 대해 대칭되게 배치된다.

바람직하게는, 상기 벨트 구조는 이의 반경방향 바깥쪽 지점, 적어도 내재된 스트립들 끝단에 원주방향(0°지점)으로 배치되는 제 3 직물층 또는 금속 코어들을 또한 더 포함하여 이루어진다.

끝으로, 튜브리스 타입(tubeless type), 즉 공기 튜브가 없는 타이어에 있어서, 일반적으로 라이너(liner)라고 불리는 반경방향 안쪽 층이 존재하며, 이러한 층은 타이어의 밀폐를 확보하기 위해서 불투과 특성을 갖는다.

본 발명의 목적과 관련하여, "엘라스토머 재질(elastomer material)"은 적어도 하나의 엘라스토머 중합체와 적어도 하나의 강화 충진재로 이루어지는 조성물을 의도한다는 점에 주의하야 한다. 바람직하게는, 이러한 조성물은 예를 들어 교차결합 및/또는 가소제들과 같은 첨가제들을 더 포함하여 이루어진다. 상기 교차결합제 들의 존재로 인해 이러한 재질은 최종 완성품을 형성하도록 가열을 통해 교차결합될 수 있다.

견고한 토로이드형 지지대(toroidal support)상에 놓여진 생타이어(green tyre)가 주형내에 배열되는 방식의 주조 및 경화방법들이 있다. 바람직하게는 상기 방법들은 직전의 조립과정에 뒤어어, 제조되고자 하는 타이어의 반경방향 안쪽표면의 외형과 일치하는 외형을 갖는 토로이드형태의 지지대상에 공급되는 제한된 갯수의 기초 준마감제품(semifinished product)에서부터 시작되어 제조되는 타이어에 적용된다. 상기 토로이드형 지지대는 바람직하게는 로보트화된 시스템에 의해 다수개의 스테이션들(stations)사이로 이동되며, 이러한 스테이션들 각각에서, 자동화된 순서를 거쳐 타이어의 개별적인 조립과정이 수행된다. (예를 들어, 동일 출원인 명의의 EP 0 928 680 참조)

동일 출원인 명의의 공개번호 0 976 533으로 공개된 유럽특허출원은 토로이드형 지지대상에서 만들어진 생타이어가 가황처리 주형에 넣어지고, 계속해서 증기 또는 다른 가압된 유체가 상기 토로이드형 지지대의 외부표면과 상기 타이어의 내부표면사이에 형성되는 적어도 하나의 간극내에 유체확산을 위해 공급되는 차량 휠들용 타이어의 주조 및 경화를 위한 장치 및 방법을 개시한다.

상기에서 예시된 타이어의 제조방법에 의해, 주조 및 경화단계의 끝에서 얻어진 타이어는 가끔 약간의 결함을 보인다는 것을 출원인은 확인할 수 있었다. 동일한 토로이드형 지지대상에서 직접적으로 조립되고 경화되는 타이어들에서는 가황처리 기포(vulcanisation bladder)의 효과가 없으므로, 이러한 현상은 주로 작업유 체(즉, 가황처리 유체)가 타이어의 제일 안쪽층과 직접적으로 접촉하기 때문에 발생한다. 상기 기포는 가황처리 주형내의 생타이어내부에 존재하는 경우, 예를 들어, 결합, 약간의 작업자 실수 또는 조립드럼의 오류로 인한 사소한 작업결합들을 수정하면서, 동시에 주형에 대해 엘라스토머 재료가 균일하게 분포하게 한다. 사실상, 종래의 조립과정들에서, 즉 심지어 크기가 큰 준마감 제품들(예를 들어, 카커스 층들, 벨트 스트립들, 트레드 밴드와 같은)이 원통형 조립 드럼들에서 조립되며 생타이어가 상기 드럼들과 연계되는 적절한 장치들(예를 들어,기계 또는 공압장치들)에 의해 토로이드 형태로 형성될 때, 상기 조립 및 성형 드럼들로부터 분리되어 이에 따라 내부적으로 상기 가황처리 기포를 수용하는 생타이어가 작업공정의 끝에서 얻어진다는 것을 기억할 필요가 있다.

특히, 가압된 작업유체가 토로이드형 지지대의 외부표면과 생타이어의 내부표면사이에 공급되는 동안, 엘라스토머 재질로 만들어지며 여전히 경화되지 않은 상태, 즉 소성상태에 있는 다양한 구성요소들이 설계사양에 비해 비정상적인 배열을 취할수 있음을 출원인은 토로이드형 지지대상에서 직접적으로 조립되는 타이어의 주조 및 경화과정동안 확인할 수 있었다. 특히, 카커스 층 또는 층들은 상기 작업유체에 의해 상기 타이어가 받게되는 팽창으로 인해 비드영역내의 자신의 위치로부터 이탈되며 벗겨질 수 있다. 이와 같은 이유로, 주조단계에서 결정되는 카커스 층 또는 층들의 장력은 완성된 타이어에 제공되어야 하는 장력보다 낮아지게 된다.

상기 카커스 층과 마찬가지로, 생타이어의 다른 구성요소들은 이러한 과정들, 즉 엘라스토머 재질의 소성 특성이 더 남아 있을 때의 처음 몇 분동안 발생되 는 내부 가황처리 압력에 의해 서로에 대해 상대적으로 미끌어질 수 있다. 이러한 현상은 비드 영역에서 더욱 분명하게 나타나며, 상기 비드 영역에서 카커스 층들의 부분적인 벗겨짐에 부가적으로, 비드 자체의 단차부들 또는 불연속부의 형성을 야기시키는 재료의 부족 또는 축적현상이 관찰된다.

출원인은 타이어의 비드들 및 가장 안쪽표면, 즉 가황처리동안 작업유체와 최초로 접촉하며 토로이드형 지지대와 접촉하는 타이어의 일부를 적어도 부분적으로 고정함으로서 상기 언급된 단점들이 극복될 수 있다는 것을 알아냈다.

보다 상세하게는, 출원인은 생타이어를 바깥쪽에서 안쪽으로 가압하면서 동시에 상기 타이어의 내부표면에 열을 공급함으로서 타이어의 가장 안쪽 층 및 비드 영역의 적어도 부분적인 가황처리가 얻어질 수 있으며, 이에 따라 주조 및 경화단계가 완성된 타이어에서의 균일성 부족 및 불규칙성을 수반하지 않고 연속적으로 수행될 수 있음을 발견했다.

실제적으로 주조 및 경화조건들에 있는 작업유체는 이미 부분적으로 가황처리되어 이에 따라 더 이상 재료의 소성거동을 나타내지 않고 거의 탄성거동을 나타내는 타이어의 일부분들과 직접적으로 접촉한다. 이러한 경우, 주형에 대해 가장 바깥쪽 타이어 층들에 속해있는 엘라스토머 재료의 균일한 분포가 얻어진다. 또한, 가황처리 압력으로 인한 카커스 층 또는 층들의 장력은 비드들에서의 상기 층들의 어떠한 벗겨짐도 유발하지 않는데, 이는 상기 층 또는 층들이 부분적인 가황처리 이후에 이러한 영역에 존재하는 엘라스토머 재료들과 실질적으로 일체화 되기 때문이다.

첫번째 측면에 있어서, 본 발명은 생타이어의 내부표면의 형태와 실질적으로 일치하는 형태의 외부표면을 갖는 토로이드형 지지대상에서 상기 생타이어를 조립하는 단계; 상기 토로이드형 지지대와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대을 가열하는 단계;적어도 하나의 가압된 이차 작업유체를 통해 상기 토로이드형 지지대의 상기 외부표면으로 상기 생타이어의 상기 내부표면을 가압하는 단계; 상기 토로이드형 지지대의 상기 외부표면과 상기 생타이어의 상기 내부표면사이의 적어도 하나의 확산 간극을 통과하는 가압된 일차작업유체를 통해 가황처리 주형내에 형성되는 주조 캐비티의 벽들로 상기 생타이어의 외부표면을 가압하는 단계; 그리고 상기 가압된 일차 작업유체를 가열하여 이의 가황처리를 유발하도록 상기 생타이어에 열을 공급하는 단계로 이루어지는 차량 휠들용 타이어의 주조 및 경화 방법에 관한 것이다.

두번째 측면에 있어서, 본 발명은 주형 캐비티내의 생타이어를 지지하기에 적합하게 구성되는 토로이드형 지지대를 수용하도록 배열되는 밀폐 가황처리 주형; 적어도 하나의 가압된 일차 작업유체를 공급하기에 적합하게 구성되며, 상기 토로이드 지지대를 통해 형성되고 이의 외부표면상에서 개방되어, 상기 가압된 일차 작업유체가 상기 생타이어의 내부표면을 향해 이동하게 하는 적어도 하나의 통로 장치; 상기 토로이드형 지지대의 상기 외부표면상에서 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 생타이어을 가압하기 위하여 가압된 이차 작업유체를 공급하며 상기 가황처리 주형과 작동가능하게 연계되는 공급장치; 상기 토로이드형 지지대를 가열하는 가열장치들; 그리고 상기 생타이어로 열을 전달하여 이의 가황처리를 유발하기 위해 상기 일차 작업유체를 가열하는 가열장치들로 이루어지는 차량 휠들용 타이어 주조 및 경화장치에 관한 것이다.

세번째 측면에 있어서, 본 발명은 주형 캐비티내의 생타이어를 지지하기에 적합하게 구성되는 토로이드형 지지대를 수용하도록 배열되는 밀폐 가황처리 주형; 적어도 하나의 가압된 일차 작업유체를 공급하기에 적합하게 구성되며, 상기 토로이드 지지대를 통해 형성되고 이의 외부표면상에서 개방되어, 상기 가압된 일차 작업유체가 상기 생타이어의 내부표면으로 이동하게 하는 적어도 하나의 통로 장치;상기 생타이어로 열을 전달하여 이의 가황처리를 유발하기 위해 상기 일차 작업유체를 가열하는 가열장치들; 상기 토로이드형 지지대를 수용하도록 배열되는 밀폐장치; 상기 토로이드형 지지대의 상기 외부표면상에서 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 생타이어을 가압하기 위하여 가압된 이차 작업유체를 공급하며 상기 밀페장치와 작동가능하게 연계되는 공급장치; 그리고 상기 토로이드형 지지대를 가열하는 가열장치들로 이루어지는 차량 휠들용 타이어 주조 및 경화장치에 관한 것이다.

추가적인 특징들 및 장점들은 본 발명에 따른 차량 휠들용 타이어를 주조하고 경화시키는 방법 및 장치의 바람직하나 비한정적인 실시예들의 상세한 설명으로부터 보다 자명해질 것이다.

본 발명의 상세한 설명은 이후 비제한적인 예로서 주어진 첨부된 도면들을 참고하여 기술되며, 상기 도면들 중:

도 1은 해당 방법의 단계동안의 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예의 수직 부분 단면도;

도 2는 해당 방법의 추가 단계동안의 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예의 수직 부분 단면도;

도 3a는 본 발명에 따른 장치의 실시예에 속하는 장치의 수직 부분 단면도;

도 3b는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예에 속하는 장치의 수직 부분 단면도; 그리고

도 4는 관련 방법의 수행에 적용되는 작업유체에 관련된 시간에 대한 압력의 경로를 보여주는 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량 휠 타이어들을 위한 주조 및 경화장치는 대체적으로 도면부호 101로 식별된다.

상기 장치(101)는 밀폐 용기(103)와 작동가능하게 연계되는 가황처리 주형(102)로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 주형(102)는 용기(103)의 베이스(base)(103A)와 폐쇄부(103B)와 각각 결합하는 하절반부(lower half)(102A)와 상절반부(upper half)(102B)로 이루어진다.

예시적으로 보여지는 실시예에 있어서, 각각의 상기 주형(102)의 상하 절반부들(102A,102B)은 각각 하부 측부(lower cheek)(130A)와 상부 측부(upper cheek)(130B)로 이루어진 측부와 각각 하부 섹터(sector)(131A)와 상부 섹터(131B) 로 이루어지는 관형(冠形)섹터들(crown sectors)를 갖는다.

상기 상하 절반부들(102A,102B)은 이들이 서로 이격되는 개방위치 및 이들이 주조 캐비티(104)를 형성하도록 서로 근접하는 도 1 및 2에 보여지는 폐쇄위치사이에서 상호 이동가능하며, 상기 측부들 및 섹터들에 의해 형성되는 상기 캐비티(104)의 내벽들은 주조 및 가황처리 단계들의 끝에서 얻어지는 타이어의 외부 표면의 기하학적 구성을 반복생산한다.

보다 상세하게는, 상기 측부들은 서로 대향되는 타이어 측벽들의 외부표면들을 형성하도록 설계되는 반면, 상기 섹터들은 원하는 "트레드 패턴"에 따라 적절하게 배치되는 일련의 절개부들 및 종방향 및/또는 횡방향 홈들을 만들어냄으로서 타이어의 소위 트레드 밴드를 형성하도록 설계된다.

상기 장치(101)은 금속 또는 다른 견고한 재질로 만들어지며, 타이어의 내부표면의 형상을 실질적으로 반복생산하는 외부표면을 갖는 적어도 하나의 토로이드형 지지대(10)의 사용을 추가적으로 고려한 것이다. 상기 토로이드형 지지대(10)는 해체가능한 드럼으로 편리하게 만들어지며, 즉 상기 드럼은 상기 토로이드형 지지대를 조각들로서 운반하며 작업이 끝났을 때 상기 지지대를 타이어로부터 쉽게 제거할 수 있도록, 적어도 일부가 중심을 향해 이동가능한 원주방향 절편들로 만들어진다.

상기 장치(101)는 증기, 질소 또는 다른 실질적인 불활성 기체 또는 이의 혼합물과 같은 가압된 일차 작업유체를 위한 적어도 하나의 덕트(110)(도 2 참조)를 더 포함하여 이루어지며, 이러한 작업유체는 다음에서 보다 잘 나타나는 바와 같이 타이어의 주조 및 가황처리에 사용된다.

또한, 가열유체를 통과시키기 위해 바람직하게는 다수개의 덕트들(105)의 형태로서 주형(102)을 위한 가열장치들이 바람직하게는 상기 장치(101)내에 존재한다.

바람직하게는, 상기 장치(101)는 그 위에 생타이어(50)가 사전에 조립되는 토로이드 지지대(10)를 수용하기에 적합하게 구성된 밀폐장치를 더 포함하여 이루어진다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서의 상기 밀폐장치는 상기 주형(102)내에 넣어져 일체화될 수 있으며, 상기 주형내에 밀폐 캐비티(airtight cavity)를 형성된다. 바람직하게는, 이러한 경우 상기 주형(102)은 상기 타이어의 가황처리에 사용된 일차 작업유체의 누출을 위한 배출구들에 인접하게 배치되는 다수개의 시일(seal)(106)과 두개의 절반부들(102A,102B)의 대향면들상에 위치되는 적어도 하나의 원주방향 시일(107)로 이루어진다.

상기 원주방향 시일(107)은 O-링(O-ring)으로 이루어지거나 바람직하게는 다음에 설명되는 방법에서의 압력들 및 온도들을 견딜수 있는 밀폐요소들과 함께 상기 대향면들사이에 제공되는 일련의 중첩된 금속링들로 이루어질 수 있다.

이차 작업유체를 위한 공급장치는 이 실시예에 있어서 상기 주형(102)와 작동가능하게 연계된다. 상기 장치는 다음에서 보다 잘 설명되는 바와 같이 상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면으로 바깥쪽으로부터 안쪽으로 상기 생타이어(50)의 내부표면을 가압하기 위하여, 상기 주형(102)내의 공기, 질소 또는 다른 실질적 인 불활성 기체들과 같은 가압된 이차작업유체를 각각 공급하고 빼내는 적어도 하나의 이송덕트(108) 및 하나의 토출덕트(109)로 이루어진다.

다른 한편으로, 밀폐장치(200)가 상기 주형 자체의 외부에 제공될 수도 있다(도 3a 참조). 상기 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 주형(102)와 동일한 외형을 실질적으로 가지게 될 것이나, 앞서 예시된 측부들(130A,130B) 또는 섹터들(131A,131B), 즉 타이어 주조를 위한 부분들중 어느 하나도 그 내부에 분명하게 존재하지 않을 것이다. 보다 상세하게는, 상기 장치(200)는 각각 베이스(203A)와 폐쇄부(203B)와 결합되는 하나의 하절반부(202A) 및 하나의 상절반부(202B)와 상기 두개의 절반부(202A,202B)의 대향되는 표면들상에 놓여지는 적어도 하나의 원주방향 시일(207)로 이루어진다. 또한, 적어도 하나의 이송덕트(208) 및 하나의 토출덕트(209)로 이루어지는 이차 작업유체를 위한 공급장치가 상기 장치(200)내에 제공되어 이러한 장치와 연계되며, 상기 이송덕트 및 토출덕트는 상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면으로 바깥쪽으로부터 안쪽으로 상기 생타이어(50)의 내부표면을 가압하기 위하여, 상기 장치(200)내의 공기, 질소 또는 다른 실질적인 불활성 기체들과 같은 가압된 이차작업유체를 각각 공급하고 빼낸다.

바람직하게는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 장치(200)는 상기 주형(102)에서 측부들(130A,130B)이 있던 위치들에 실질적으로 배치되는 적어도 하나의 가열장치(250)(도 3B에는 4개가 나타남)로 이루어질 수도 있다. 유용하게는, 상기 가열장치들(250)은 다음에서 보다 잘 이해되는 바와 같이, 생타이어(50)의 비드 영역들의 외부표면에 열을 전달하며, 상기 비드 영역들의 부분적인 가황처리를 돕는다.

선택적으로, 상기 장치(200)는 나중에 더 잘 설명되는 바와 같이, 상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면을 가열하기 위해 사용되는 가압된 일차 작업유체를 위해 적어도 하나의 덕트(210)를 제공할 수도 있다.

상기 장치들(250)은 전기 저항체들(도면상 미도시)을 구비할 수도 있으며 또는 다른 한편으로 상기 덕트(210)에 연결될 수도 있다.

또한, 상기 장치(200)가 존재하는 경우, 도 1 및 도 2와 관련하여 앞서 설명된 밀폐주형은 장치(101)에 요구되지 않는다.

덕트(110 또는 210)는 연결덕트(도시안됨)를 통해 적어도 하나의 통로장치와 작동가능하게 연계될 수 있으며, 예를 들어 상기 통로장치는 상기 토로이드형 지지대(10)내의 가압된 일차 작업유체의 확산을 가능하게 하기 위하여 상기 토로이드형 지지대(10)의 중심 자루부(centering shank)들중 적어도 하나를 따라 형성된다.

상기 통로장치는 상기 토로이드형 지지대(10)내에 형성되는 적절한 지선(支線)들로 이루어지며, 상기 지선들을 통해 상기 일차 작업유체는 편리하게 분포되면서 상기 토로이드형 지지대 자체의 외부표면으로 개방된 다수개의 덕트들에 도달하며 상기 지지대의 원주방향 연장부에 도포된다. 이와 같은 분포 및 도포는 엘라스토머 원료가 상기 토로이드형 지지대(10)로 유입되는 것을 방지하는 특성을 가지게 될 것이다.

바람직하게는, 발생가능한 응축물을 토출하기에 적합하게 구성된 덕트(111)가 상기 주조 캐비티(104)의 하부에 제공된다.

본 발명의 방법에 따라, 상기 토로이드형 지지대(10)가 개방된 상태로 배열 된 밀폐 가황처리 주형(102)내부로 타이어와 함께 삽입되거나 상기 주형으로부터 분리된 경우 상기 밀폐장치(200)내부로 삽입되기 이전에, 생타이어(50)는 상기 토로이드형 지지대(10)상에 배치된다.

특히, 상기 타이어는 상기 토로이드형 지지대(10)상에서 직접 조립됨으로서 토로이드형 지지대(10)상에 편리하게 결합된다. 이러한 방식으로 토로이드형 지지대(10)는 타이어 형성과 결부되는 라이너, 카커스 층들, 보강 구조물들과 같은 서로 다른 구성품들을 적층하는데 있어서 견고한 코어로서 유용하게 사용된다. 보다 상세하게는, 상기 타이어 구성품들은 바람직하게는 예를 들어 엘라스토머 재질의 스트립들, 엘라스토머 재질로 만들어지며 내부적으로 다수개의 직물 또는 금속 코드들로 이루어지는 스트립형태의 요소들, 바람직하게는 고 인장 강철(high tensile steel)로 만들어지는 금속 코드들과 같은 준마감제품들을 상기 토로이드형 지지대(10)에 적층함으로서 얻어진다. 상기 타이어 구성품들을 토로이드형 지지대(10)상에 배열하는 절차에 대한 추가적으로 특징들은 예를 들어 동일 출원인 명의로 공개번호 0 929 680으로 공개된 유럽특허출원에서 설명된다.

일단 생타이어(50)를 갖는 상기 토로이드형 지지대(10)가 상기 주형(102)(또는 상기 밀폐장치(200))내에 위치되면, 상기 장치(101)의 작동은 상기 장치 자체의 폐쇄 및 주조 및 경화 공정들의 시작을 수반한다.

보다 상세하게는, 덕트(108)(또는 덕트(208)에 의해, 가압된 상기 이차 작업유체(도 4에서 "b"로 표시됨)는 상기 생타이어(50)의 외부표면과 상기 주형(102)(또는 상기 장치(200))의 내부표면의 사이에 포함되는 캐비티안으로 보내진다. 실질 적으로 동시에, 도 4에 도시된 바와 같이, 덕트(110)(또는 덕트(210))에 의해 상기 가압된 일차 작업유체(도 4에서 "a"로 표시됨)는 상기 이차 작업유체보다 낮은 압력으로 상기 토로이드 지지대(10)로 보내진다. 천이구간은 30초에서 1분사이에서 지속되며, 안정상태는 30초에서 6분까지 지속되고, 압력차는 10 바아(bar) 바람직하게는 약 2-3 바아보다 낮다. 상기 일차 작업유체는 낮은 압력을 가지므로, 앞서 예시된 덕트들을 통해 빠져나가지 않고 상기 토로이드형 지지대(10)내에 남아있게 된다. 이와 같은 방식으로 이러한 단계동안 생타이어(50)는 바깥쪽으로부터 안쪽으로 가압되어 바람직하게는 라이너로 이루어지는 이의 내부표면은 상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면으로 가압된다.

바람직하게는 상기 이차 작업유체는 8-18 바아사이의 압력으로 상온에서 공급되는 반면, 바람직하게는 이러한 단계에서 증기로 이루어지는 상기 일차 작업유체는 16 바아보다 낮은 압력과 일반적으로 약 170℃-210℃사이의 온도로 공급된다.

도 4에서 보여지는 예에 있어서, 천이구간은 약 1분동안 지속되고 안정상태의 이차 작업유체의 압력은 약 16 바아, 일차 작업유체의 압력은 약 14 바아가 되며 이에 따라 압력차는 약 2 바아가 된다.

앞서 예시된 바와 같이, 안정상태 조건에서 이러한 단계는 수분동안(도 4에서 도시된 예에서 약 2분) 지속된다. 이러한 시간기간동안, 일차 작업유체는 토로이드형 지지대(10)을 가열하며, 상기 지지대는 타이어의 내부표면에 열을 전달하고 결과적으로 비드 영역 및 바람직하게는 라이너에 열을 전달한다. 만일 밀폐장치가 상기 주형(102)내에 포함되어 이와 일체화되어 있다면, 상술된 단계동안 측부들 (130A,130B)은 상기 덕트들(105)로 공급되는 가열유체에 의해 가열된다. 이러한 열은 실질적으로 비드 영역의 외부표면으로 전달된다. 더욱이 만일 밀폐장치(200)가 주형(102)의 외부에 제공되면, 상기 비드영역의 외부표면은 앞서 언급된 저항체들에 의해 열을 공급받는 상기 장치(250)에 의해 또는 상기 일차 작업유체에 의해 가열된다. 이러한 가열은 타이어의 각 부분들을 완전하게 경화시키지는 않지만 어떠한 경우에도 이러한 각 부분들에 탄성 특성을 부여하기에는 충분하다. 특히, 카커스 층 또는 층들은 확실하게 비드들에 고정되며, 타이어 내부표면 바람직하게는 라이너는 찢어지지 않고 다음에서 설명되는 주조 및 가황처리에서 주어지는 압력을 견디기에 충분한 탄성을 갖는다.

이러한 단계의 종료는 바람직하게는, 2분(도시된 예에서는 1분)보다 짧은 시간동안 배출덕트(109)(또는 덕트(209))를 통한 이차 작업유체의 배출을 수반한다.

만일 주형(102)이 밀폐되면, 다음 단계가 (도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이) 상기 타이어를 주조하고 완전하게 경화시키기 위해 즉시 시작된다. 상기 단계는 카커스 층에 원하는 장력을 가하면서 타이어를 주조하고 경화시키기 위해 상기 일차 작업유체 압력을 18-35 바아사이, 바람직하게는 26-28 바아사이의 값까지 상승시킴으로서 시작된다.

이러한 단계에 있어서, 비록 일차 작업유체가 오직 증기만으로 또는 공기 또는 다른 실질적인 불활성 기체들과 혼합된 증기, 또는 공기, 질소 및 다른 실질적인 불활성 기체들과 같은 하나이상의 가스들로 이루어질 수도 있지만, 일차 작업유체는 바람직하게는 증기-질소 혼합물로 이루어진다.

상기 일차 작업유체에 의해 발생되는 압력은 토로이드형 지지대(10)의 외부표면과 경화될 타이어의 내부표면사이에 형성되는 확산 간극(diffusion gap)에 도달한다.

우선적인 실시예에 있어서, 상기 확산 간극은 상기 일차 작업유체에 의해 발휘되는 밀어붙히는 힘의 효과에 의해 발생되는 타이어 팽창에 뒤어어 바로 형성된다. 바꿔 말하면, 상기 타이어의 외부표면을 상기 주조 캐비티(104)의 내부 벽들에 완전하게 부착시킬 때까지, 주조 캐비티(104)로 타이어를 가압하는 것은 타이어 자체에 주어지는 팽창과 동시에 발생된다. 이 후 상기 가압공정은 타이어 자체를 형성하는 엘라스토머 재료의 교차결합 및 타이어의 기하학적 구조적 형성을 생성하기 위해 가열과 동시에 수행된다. 유용하게는, 타이어를 주조되게 하는 필요압력을 결정하는 상기 일차 작업유체는 또한 가황처리에 필요한 열을 공급한다.

관련된 방법에서, 주조 및 경화 공정들을 끝내기 위해 타이어에 주어지는 팽창동안 타이어(바람직하게는 라이너 및 비드들의 일부)의 내부표면은 이미 언급되 바와 같이 탄성 상태가 되며, 즉 이들 타이어 일부분들은 상술된 이유들로 부분적으로 경화된다는 것을 알 수 있을 것이다.

이러한 경우, 타이어 내부 표면은 통상적인 가황처리 방법에서의 가황처리로 인한 기포와 유사하게 작용하며, 이러한 통상적인 가황처리 방법에 있어서 팽창가능한 기포는 주형 벽들과 더불어 생타이어를 주조하기 위해 토로이드형 지지대의 도움없이 제조되는 생타이어의 내부표면에 작용하며, 서로다른 준마감 제품들내에 존재하는 엘라스토머 재료를 실질적으로 균일하게 분포시킨다.

결과적으로, 본 발명의 방법에 있어서, 팽창가능한 기포가 없음에도 불구하고, 이미 양호한 탄성을 갖는 타이어 내부표면(바람직하게는 라이너)는 실질적으로 균일하게 일차 작업유체 압력을 전체 타이어로 전달하며, 종래 방법에서의 팽창가능한 기포와 마찬가지로 작용한다. 따라서, 균일한 주조로 인해, 실질적으로 만족할만한 설계특성에 실질적으로 부합하는 가황처리된 타이어가 얻어진다.

만일 상기 밀폐장치(200)이 상기 주형(102)과 별도로 제공되는 경우, 상기 이차 작업유체를 빼내는 단계의 끝에서 타이어는 상기 장치로부터 자동 또는 수동으로 추출되며 상술된 것과 실질적으로 동일한 방법으로 주조 및 경화 단계들이 진행되는 주형내로 위치된다.

상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면으로 상기 타이어 내부표면을 가압하기 위하여 바깥쪽에서 안쪽으로 타이어를 가압하는 단계중에, 상기 타이어 내부표면의 가열은 앞서 예시된 바와 같이 토로이드형 지지대를 통해 이송되는 가압된 일차 작업유체를 사용하거나 상기 일차 작업유체의 사용과는 별도로, 예를 들어 전기 저항체들에 의해 토로이드형 지지대를 가열함으로써 수행될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 마지막으로 언급된 경우에서, 만일 압력차이가 상기 언급된 범위내에서 유지된다면, 이차 작업유체의 압력은 적은 값(심지어 2 또는 3 바아)이 될 수 있다.

본 발명의 방법에서 상기 토로이드형 지지대(10)의 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 내부표면을 가압하는 단계는 상기 토로이드형 지지대의 가열과 동시, 이전 또눈 이후와 무관하게 수행할 수 있다는 것을 마지막으로 알 수 있을 것이다.

상기 내용에 포함되어 있음.

Claims (26)

1. 생타이어(50)의 내부표면의 형태와 실질적으로 일치하는 형태의 외부표면을 갖는 토로이드형 지지대(10)상에서 상기 생타이어(50)를 조립하는 단계;

   상기 토로이드형 지지대(10)와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 단계;

   적어도 하나의 가압된 이차 작업유체를 이용해 상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 단계; 및

   상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면과 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면사이의 적어도 하나의 확산 간극을 통과하는 가압된 일차작업유체를 이용해 가황처리 주형(102)내에 형성되는 주조 캐비티(104)의 벽들로 상기 생타이어(50)의 외부표면을 가압하는 단계;를 포함하여 이루어지며,

   상기 가압된 일차 작업유체는, 가황처리를 유발하도록 상기 생타이어(50)에 열을 공급하기 위하여, 가열되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 단계는 전기 저항체들에 의해 수행되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 단계는 상기 토로이드형 지지대(10)로 이송되는 상기 일차 작업유체를 통해 수행되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가압된 이차 작업유체에 의해 상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 상기 단계동안, 상기 이차 작업유체의 압력은 상기 일차 작업유체의 압력보다 큰 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 일차 작업유체의 압력은 16 바아보다 작은 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 이차 작업유체의 압력은 8-18 바아에 포함되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 일차 작업유체에 의해 상기 주형 캐비티(104)의 벽들로 상기 생타이어(50)의 외부표면을 가압하는 상기 단계 동안, 상기 일차 작업유체의 압력은 18-35 바아에 포함되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 일차 작업유체의 온도는 170℃-210℃에 포함되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 일차 작업유체는 증기 및 질소를 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 상기 단계는, 상기 토로이드형 지지대(10)와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 상기 단계 전에 수행되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 상기 단계는, 상기 토로이드형 지지대(10)와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 상기 단계 후에 수행되는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면으로 상기 생타이어(50)의 상기 내부표면을 가압하는 상기 단계는, 상기 토로이드형 지지대(10)와 접촉하는 상기 타이어의 상기 내부표면으로 열을 전달하기 위해 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 상기 단계와 실질적으로 동시에 발생하는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 생타이어(50)의 비드영역의 외부표면으로 열을 전달하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화방법.
14. 주형 캐비티(104)내의 생타이어(50)를 지지하도록 구성되는 토로이드형 지지대(10)를 수용하도록 배열되는 밀폐 가황처리 주형(102);

    적어도 하나의 가압된 일차 작업유체를 공급하도록 구성되며, 상기 토로이드형 지지대(10)를 통해 형성되고 이의 외부표면상에서 개방되어, 상기 가압된 일차 작업유체가 상기 생타이어(50)의 내부표면을 향해 이동하게 하는 적어도 하나의 통로 장치;

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면상에서 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 생타이어(50)을 가압하기 위하여 상기 가황처리 주형(102)와 작동가능하게 연결되어, 가압된 이차 작업유체를 공급하는 공급장치;

    상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 가열장치들; 및

    상기 생타이어(50)로 열을 전달하여 이의 가황처리를 유발하기 위해 상기 일차 작업유체를 가열하는 가열장치들;을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 가압된 이차 작업유체를 공급하는 공급장치는 적어도 하나의 이송덕트(108) 및 적어도 하나의 토출덕트(109)를 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 일차 작업유체는 상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하도록 설계되어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 토로이드형 지지대(10)의 가열장치들은 전기 저항체들을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 밀폐 주형(102)은,

    베이스(103A)와 폐쇄부(103B)에 각각 결합하는 하 절반부(102A) 및 상 절반부(102B);

    상기 두개의 절반부들(102A,102B)의 대향되는 표면들상에 위치되는 적어도 하나의 원주방향 시일(107); 및

    상기 일차 작업유체를 빼내기 위한 배출구들에 인접하게 위치되는 다수개의 시일들(106);을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
19. 주형 캐비티내의 생타이어(50)를 지지하도록 구성되는 토로이드형 지지대(10)를 수용하도록 배열되는 가황처리 주형;

    적어도 하나의 가압된 일차 작업유체를 공급하도록 구성되며, 상기 토로이드 지지대(10)를 통해 형성되고 이의 외부표면상에서 개방되어, 상기 가압된 일차 작업유체가 상기 생타이어(50)의 내부표면으로 이동하게 하는 적어도 하나의 통로 장치;

    상기 생타이어(50)으로 열을 전달하여 이의 가황처리를 유발하기 위해 상기 일차 작업유체를 가열하는 가열장치들;

    상기 토로이드형 지지대(10)를 수용하도록 배열되는 밀폐장치(200);

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 외부표면상에서 바깥쪽에서 안쪽으로 상기 생타이어(50)를 가압하기 위하여 상기 밀페장치(200)와 작동가능하게 연결되는, 가압된 이차 작업유체를 공급하는 공급장치; 및

    상기 토로이드형 지지대(10)를 가열하는 가열장치들;을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 밀폐장치(200)는,

    베이스(203A)와 폐쇄부(203B)에 각각 결합하는 하 절반부(202A)와 상 절반부(202B); 및

    상기 두개의 절반부들(202A,202B)의 대향되는 표면들상에 위치되는 적어도 하나의 원주방향 시일(207);을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 가압된 이차 작업유체의 상기 공급장치는, 상기 장치(200)내의 상기 이차 작업유체를 각각 공급하고 빼내는 적어도 하나의 이송덕트(208) 및 적어도 하나의 토출덕트(209)를 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 밀폐장치(200)는 상기 일차 작업유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 덕트(210)를 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
23. 제 19 항에 있어서,

    상기 토로이드형 지지대(10)의 상기 가열장치들은 전기 저항체들을 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
24. 제 19 항에 있어서,

    상기 밀폐장치(200)는 상기 생타이어(50)의 외부표면으로 열을 전달하기 위한 적어도 하나의 가열장치(250)를 포함하여 이루어지는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 가열장치(250)는 전기 저항체들에 의해 열을 공급받는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.
26. 제 22 항 또는 제 24 항에 있어서,

    상기 가열장치(250)는 상기 일차 작업유체에 의해 열을 공급받는 차량 휠용 타이어 주조 및 경화장치.

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