CN109421302A - 成型轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎成型鼓。公开一种第二阶段轮胎成型鼓。轮胎成型鼓具有带有内套筒的两个轮毂，该内套筒安装在轮胎成型鼓的中心轴上并且被配置成轴向移动。轮毂中的至少一个被配置成自由轴向移动。优选地，每个轮毂还包括安装在内套筒上的滑动套筒，以用于相对于内套筒在轴向方向上无约束地滑动。优选地，每个轮毂具有胎圈接纳机构，该胎圈接纳机构安装在滑动套筒上并包括可径向扩张的一个或多个节段。优选地，每个节段具有带有弯曲表面的凹部以用于接纳胎圈。该方法采用步骤：将生的筒状成形的轮胎胎体安装到轮胎成型鼓上使得每个胎圈就座在相应的胎圈凹部节段中，在允许轮毂中的一个或多个或胎圈凹部节段中的一个或多个在轴向方向上自由滑动的同时，在低压下使胎体充气，并且使胎体扩张成与胎面和带束层组件接合。

Description

成型轮胎的方法

技术领域

本发明涉及成型轮胎，并且更具体地涉及一种用于成形轮胎的轮胎成型鼓。

背景技术

轮胎的制造通常涉及轮胎成型鼓，其中，许多轮胎部件被依次施加到鼓，从而形成筒状成形的轮胎胎体。轮胎成型鼓可以是扁平鼓、单级鼓、第一阶段鼓或高冠轮胎成型鼓。在任一种情况下，轮胎部件被连续地添加到鼓上，以形成筒状成形的第一阶段生胎体。接下来，执行成形操作以将筒状生胎体转变成环状成形的生轮胎。由于为了将部件转变成所需的环形形状而施加到胎体的压缩力和复合应变，所以通常在生轮胎中特别是在三角胶芯、胎圈区域和侧壁中产生固有应力。这些固有的残余应力会导致轮胎不均匀、不良的操作和较低的滚动阻力。因此，期望一种改进的轮胎成型方法，其使得残余的轮胎成型应力最小化，从而产生所期望的改进轮胎。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中所述轮毂中的至少一个被配置成用于在所述中心轴上进行不受约束的轴向运动，并且其中每个轮毂具有安装在每个轮毂上的胎圈接纳机构。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中所述轮毂中的至少一个被配置成用于在所述中心轴上进行不受约束的轴向运动，其中每个轮毂具有安装在每个轮毂上的胎圈接纳机构，并且其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中所述轮毂中的至少一个被配置成用于在所述中心轴上进行不受约束的轴向运动，其中每个轮毂具有安装在每个轮毂上的胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，并且其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中所述轮毂中的至少一个被配置成用于在所述中心轴上进行不受约束的轴向运动，其中每个轮毂具有安装在每个轮毂上的胎圈接纳机构，并且其中所述轴向运动是滑动。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中每个轮毂具有滑动套筒，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，并且其中每个轮毂具有安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中每个轮毂具有滑动套筒，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，并且其中每个轮毂具有安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部，其中每个内套筒可轴向移动。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中每个轮毂具有滑动套筒，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，并且其中每个轮毂具有安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部，其中所述弯曲凹部是凹形的。

本发明在第一方面提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中每个轮毂具有滑动套筒，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，其中每个轮毂具有安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

本发明的一个或多个实施例提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中所述轮毂中的至少一个具有滑动套筒和安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，其中另一轮毂具有胎圈接纳机构，并且其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

本发明在第二方面提供一种第二阶段轮胎成型鼓，其包括第一和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上，其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒，其中所述轮毂中的至少一个具有滑动套筒和安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动，其中另一轮毂具有胎圈接纳机构，其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

定义

为了易于理解本公开，定义以下条款：

“三角胶芯”意指位于胎圈径向上方且插入在帘布层与反包帘布层之间的弹性体填料。

“轴向的”和“轴向地”意指平行于轮胎成型鼓的纵向旋转轴线或与其对齐的线或者方向。

“胎圈”意指轮胎的包括通常被称为“胎圈芯”的环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成形为带有或不带有其它增强元件如胎圈芯包布、胎跟加强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布以便适配于轮辋设计。

“带束层结构”或“增强带束层”意指由平行帘线构成的至少一个环形层或帘布层，该帘线经编织或未经编织、位于胎面下方并且非锚定到胎圈。

“胎体”意指轮胎帘布层材料和被切割成适合于拼接或已拼接成筒状或环形形状的长度的其他轮胎部件的未硫化层压部。可以将额外组分在其被硫化之前添加到胎体以产生模塑轮胎。

“外胎”意指除胎面之外的轮胎胎体和相关联的轮胎部件。

“胎圈包布”是指围绕胎圈外侧放置的窄条材料，以保护帘线帘布层免遭轮辋、在轮辋上方分布弯曲、并且以密封轮胎。

“周向的”意指沿着垂直于轴向方向的环形胎面的表面的周界延伸的线或者方向。

“帘线”意指组成轮胎中的帘布层的增强线束中的一种。

“赤道中心平面（EP）”意指垂直于轮胎的旋转轴线并且经过其胎面中心的平面。

“内衬”意指形成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其它材料的一层或多层。

“插入件”意指用作通常位于轮胎的侧壁区域中的加强构件的弹性构件。

“帘布层”意指由涂覆有橡胶的平行帘线构成的连续层。

“径向的”和“径向地”意指径向地朝向或者远离轮胎成型鼓的旋转轴线的方向。

“子午线轮胎”意指成带束的或周向地受限制的充气轮胎，其中，帘布层中的至少一层具有以相对于轮胎赤道面在65°与90°之间的帘线角从胎圈延伸至胎圈的帘布层帘线。

“胎肩”意指胎面边缘正下方的侧壁的上部部分。

“侧壁”意指轮胎在胎面与胎圈之间的部分。

“胎面”意指当结合至轮胎胎体时包括轮胎的一部分的橡胶部件，该部分在轮胎正常充气并在标准负载下时与道路接触。

“胎面宽度”意指在轴向方向上即在平行于轮胎旋转轴线的平面上的胎面表面的弧长度。

附图说明

将通过示例并参考附图来描述本发明，其中：

图1A是第二阶段轮胎成型鼓的前透视图。

图1B是图1A的轮胎成型鼓的轮毂的特写透视图。

图2是图1B中所示的、并位于轴向向外位置并且胎圈密封件被移除的轮胎成型鼓的轮毂的侧视图。

图3是图2的示出为在轴向向内位置中并具有可选的推板的轮毂的侧视图。

图4是图3的示出为具有可选的推板的轮毂的后透视图。

图5是图4的轮毂在方向5-5上的横截面视图。

图6A是图4的轮毂在方向6-6上的横截面视图。

图6B是胎圈凹部密封件的特写视图。

图7A是在缩回位置中的轮毂缩回机构的视图，并且图7B是在未缩回位置中的轮毂缩回机构的视图。

图8A是安装在胎圈凹部中的生轮胎胎体的胎圈部分的特写视图，而图8B是在胎体成形后的胎圈区域的预期旋转之后并且胎圈位置已经从凹部的前部移动到凹部的后部的生轮胎胎体的胎圈的特写视图。

图9A是示出为胎圈锁定机构被缩回的轮毂的透视图，而图9B示出在径向扩张位置中的胎圈锁定机构。

图10是安装在轮胎鼓的胎圈凹部中的生轮胎胎体的横截面视图。

图11示出在施加胎面和带束层封装件之前经受低压、高容量成形的胎体。

图12示出充气到带束层和胎面封装件中的生轮胎胎体，其中生轮胎胎体以虚线示出。

图13示出通过成形和充气形成的轮胎，其中生轮胎胎体以虚线示出。

具体实施方式

本发明提供一种新的和改进的轮胎成型鼓，其减少生轮胎胎体中的残余应力，从而产生改进的轮胎。该方法提供轮胎帘布层和部件成形为悬链线结构。悬链线结构是在结构的基部没有拉伸或压缩反应、并且沿着结构的长度具有均匀应变的结构。在轮胎的情况下，胎圈是结构的基部，并且从胎圈到胎冠的长度具有均匀应变。

本发明的轮胎成型鼓允许轮胎成型为悬链线形状，从而产生具有以最小应变制成的胎圈区域和侧壁的轮胎。轮胎成型鼓允许轮胎被成型使得具有最短帘线长度的帘布层帘线被保持张紧，而不是压缩。轮胎成型鼓还防止帘布层帘线的三体性，或者由于帘线在压缩而非张力下被加载而导致的帘线的松散。

图1中示出本发明的第二阶段轮胎成型鼓100的第一实施例。轮胎成型鼓100具有中心轴110，其中左轮毂120'和右轮毂120安装在中心轴110上。左轮毂120'是右轮毂120的镜像，并且除了取向之外在其他方面在机械上是相同的。如图1B和图2-4所示，每个轮毂120,120'具有内套筒130，其固定到轮胎成型鼓的中心轴110。内套筒130采用T形螺栓133连接到内螺钉（未示出），使得内套筒130可以通过内螺钉在轴向方向上移动。滑动套筒140位于内套筒130上方。优选地，内套筒130为带有迷宫式凹槽和滑动环密封件的青铜镀钢。如图5-6所示，每个滑动套筒140沿着内套筒130轴向滑动，使得轮毂120、120'朝向彼此轴向向内滑动或远离彼此轴向向外滑动。滑动套筒140可以通过锁定筒170锁定在轴向位置中。锁定筒170安装在内套筒130上，并且具有定位成与保持支架300接合的锁定构件172。第一端部305固定至滑动套筒组件140。如图3所示，保持支架300的第二远侧端部310在远侧端部接合锁定构件172时用作轴向止动件。

每个滑动套筒140还包括胎圈锁定机构200，以用于接纳生胎体的胎圈区域。每个胎圈锁定机构200还包括多个胎圈节段210。每个胎圈节段210可以可选地通过胎圈致动筒220在径向方向上扩张和收缩。每个胎圈锁定机构200优选地使用零压或低压。优选地，胎圈锁定筒的压力范围从零到小于5 bar，并且更优选地从零到2 bar。优选地，来自胎圈凹部的力在胎圈面的投影面积上小于30psig。与现有技术的鼓不同，不需要在胎圈凹部上精确放置胎体胎圈，也不需要精确的胎圈凹部位置。一旦充气过程开始，胎圈就能够朝向胎体的中心线拉动，从而被定中心并且对称于胎圈凹部。随着胎体的悬链线成形开始，胎圈能够自由移动，并且胎体帘线张力非常低。如果胎圈不能像现有技术的鼓那样移动，那么帘线路径是直的和水平的，而帘线张力不期望地呈指数增加。如果胎圈凹部以过大的力扩张，则胎圈不能根据需要朝向凹部的内边缘移动，并且胎体不能被定中心到鼓。因此，胎圈凹部力优选为零或最小。不存在或实质上减小的胎圈压力也被减小以限制胎圈压缩并防止在胎圈底下方的护趾胶和胎圈包布的冷锻。

如图5所示，每个胎圈节段210具有弯曲或凹形的凹部212，其有助于在成形期间轮胎的胎圈区域的旋转。每个弯曲凹部212轻轻地保持并支撑胎圈而不需要任何胎圈锁定力，但是可以使用低胎圈锁定力。弯曲凹部212允许轮胎围绕胎圈缆线旋转，使得轮胎下帘布层被置于张紧状态并且三角胶芯以固化的帘布层线角度定位。图8A示出了位于弯曲凹部212中的胎圈，其示出在成形之前的初始胎圈位置。图8B示出了在成形之后弯曲凹部212中的胎圈位置。弯曲凹部212的形状可以是对称的或不对称的。柔性环形密封件214位于凹部212的上方。如图6A和6B所示，柔性密封件214具有固定到胎圈凹部的壳体的第一端部218。密封件214具有重叠部分219和221。密封件还包括被接纳在壳体的凹槽内的支脚217。密封件具有座置在凹部212中的弯曲部分216。密封件终止于自由端215。自由端未固定，并且浮动，从而在没有由胎圈锁定筒为打开胎圈凹部并克服密封限制力所要求的大的力的情况下产生良好的密封。

图9A示出了在缩回位置中的胎圈节段，而图9B示出了在其径向扩张位置中的胎圈节段。

图1-6示出了轮毂120还可以包括可选的成形板400。如图2所示，可选的成形板400被接纳在支撑托架410中。可选的成形板400可通过在成形过程期间接合轮胎的中间侧壁而有助于成形过程。可以可变地控制用于成形板400的筒移动器中的空气压力。

图7A示出了缩回机构500，其用于将滑动套筒重新定位在期望的轴向位置。缩回机构500包括附接到滑动套筒的链条，以将套筒滑动到原位或起始位置。缩回机构500安装在固定的套筒壳体130上。

成型轮胎的悬链线方法的第一步开始于位于起始位置的轮胎成型鼓，如图1所示。滑动套筒140锁定到内部固定套筒130。筒状成形的生轮胎胎体610安装在每个轮毂120上的胎圈机构200上，使得相应的胎圈区域600被接纳在相应轮毂的胎圈凹部210中，如图9和图10所示。

在加载生轮胎胎体之后，下一步是使用本发明的悬链线成形方法使生胎体成形。当轮胎鼓旋转时，使用低压、高容量成形空气使生胎体610缓慢充气。锁定构件172从保持构件300解锁，从而允许滑动套筒140朝向相邻的轮毂轴向向内自由滑动。在充气期间，由于悬链线形状的演变和安装在滑动套筒上的胎圈的自由滑动移动，胎体帘线张力保持在低张力，每个滑动套筒均在轴向方向上自由移动。成形空气压力在轻微应变和克服胎体复合材料刚度所需的水平下非常低。胎体本身自行成形为平衡的悬链线形状。因此，每个滑动套筒在轴向方向上朝向另一滑动套筒自由移动，使得轮胎通过帘布层帘线的张紧而成形，如图10所示。通常，每个滑动套筒可在6至10英寸的范围内轴向滑动。胎圈凹部节段的形状允许轮胎胎圈区域在成形期间在不需要高胎圈夹紧力的情况下旋转。胎圈锁定力可以为零或最小。

组装的带束层和胎面封装件650定位在充气胎体600上方，如图11所示。胎体600扩张到组装的带束层和胎面封装件650中，如图12所示。胎体使用高容量、低压的空气进行充气。压力优选不超过280 mbar，并且优选在210-280 mbar的范围内。流率从现有技术的方法增加，使得系统流量系数Cv比率约为10。在轮胎约为所需形状的80％之后，胎体将以悬链线形状稳定，使得胎圈没有任何水平反应，并且侧壁和胎圈处于方向反转的拐点，并且胎体中心线与带束层和胎面封装件中心线已经接触。一旦胎体已以悬链线形状稳定，轮毂则被锁定到驱动机构并使用螺钉沿轴向向内缓慢移动，直到达到轮胎的所需轴向宽度并且三角胶芯大致处于固化的帘布层线角度。接下来，使用低缝合压力（未示出）将胎面和胎肩区域缝合到胎体。胎体中的压力在350至800 mbar的范围内，更优选在500-700 mbar的范围内。调节缝合器筒压力（未示出）以通过使用低压不会使胎体过度变形，从胎面的中心开始并以周向方式缝合胎面，从轮胎的中心轴向向外移位。缝合器还缝合胎面胎肩交界面和胎肩区域。完成的轮胎如图13所示，并且初始的生轮胎胎体以虚线显示。

然后将轮胎从轮胎成型鼓中移除，从而完成该过程。然后将生轮胎在常规模具中固化。

在本发明的替代性实施例中，轮毂中的仅一个具有滑动套筒。

在本发明的替代性实施例中，轮毂中的一个不在轴向方向上移动并且没有滑动套筒。

悬链线成形方法的优点在于其不会将任何“帘布层拉出”产生到隔离胶和内衬中。悬链线成形方法允许胎圈根据需要移动，并且低胎圈锁定力允许缆线胎圈外部长丝围绕缆线胎圈的芯丝旋转。然后附接到外部长丝上的帘布层与外部长丝一起自由旋转。当丝旋转时外部长丝中没有弹性能量，因此节省了胎圈胎体元件的终止旋转角度。悬链线成形方法的另一优点是轮胎的胎体在“气动芯”上成形到最终模制形状的大约4％内，非常接近在芯上制造的轮胎。

虽然已经出于说明本发明的目的示出了某些代表性实施例和细节，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以在其中进行各种改变和修改而不脱离本发明的精神或范围。

Claims (8)

1.一种第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，包括：

第一轮毂和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上；

其中所述轮毂中的至少一个被配置成在所述中心轴上进行不受约束的轴向运动；并且

其中每个轮毂具有安装在每个轮毂上的胎圈接纳机构。

2.根据权利要求1所述的第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段。

3.根据权利要求2所述的第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

4.根据权利要求1所述的第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，所述轴向运动是滑动。

5.一种第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，包括：

第一轮毂和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上；

其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒；

其中每个轮毂具有滑动套筒，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动；并且

其中每个轮毂具有安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，

其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。

6.根据权利要求5所述的第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，每个内套筒可轴向移动。

7.根据权利要求5所述的第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，所述弯曲凹部是凹形的。

8.一种第二阶段轮胎成型鼓，其特征在于，包括：

第一轮毂和第二轮毂，其中每个轮毂安装在所述第二阶段轮胎成型鼓的中心轴上；

其中每个轮毂具有安装在所述中心轴上的内套筒；

其中所述轮毂中的至少一个具有滑动套筒和安装在所述滑动套筒上的胎圈接纳机构，所述滑动套筒安装在所述内套筒上并被配置成相对于所述内套筒进行不受约束的轴向运动；

其中另一轮毂具有胎圈接纳机构；并且

其中所述胎圈接纳机构包括一个或多个胎圈节段，其中每个胎圈节段具有弯曲的凹部。