CN114728482B - 配备有排流结构的轮胎硫化隔膜 - Google Patents

Abstract

轮胎的硫化隔膜(7)，其形状相对于中心轴线呈旋转对称并且包括由交联橡胶制成的柔性壁，所述壁的外表面(20)包括空气排流区域(21)和与所述排流区域相邻的空气移除区域(22)，硫化隔膜(7)配备有空气排流结构，所述空气排流结构包括凹入所述外表面的部分，所述凹入的部分形成了在空气排流区域(21)内延伸直到空气移除区域(22)的通道(30)的网络。根据本发明，所述网络的通道(30)的深度沿着所述路径的长度增大，所述网络的通道(30)限定了将所述通道的网络的任意点与空气移除区域(22)连接的最短路径(31)，其中，所述点处于空气排流区域(21)。

Description

配备有排流结构的轮胎硫化隔膜

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，更具体地说，涉及配备有排流结构的轮胎硫化胶囊(或隔膜)和利用这种胶囊硫化轮胎的方法。

背景技术

轮胎通常是通过在硫化模具内对生胎进行模制和硫化来获得的。为了使模具壳体和内衬的凸起图案模制到生胎中，利用柔性硫化胶囊将生胎的外表面牢固地压靠在模具的刚性内表面上。在硫化开始时，通过利用加压流体给胶囊充气而使胶囊的柔性壁展开到生胎上。加压流体还传递热量，从而使生胎由流体通过胶囊传递的热能硫化。为了在硫化结束时能够移除轮胎，通过排空胶囊中的流体胶囊然后被重新卷起。出于这些目的，硫化胶囊需要抵抗机械应力、温度和磨损，并且需要能够容易地从硫化后的轮胎上拆卸。

当胶囊展开时，空气以气泡的形式滞留在生胎的内表面与胶囊的外表面之间。气泡可能会在硫化后的轮胎的内表面产生缺陷。这些缺陷一般是存在于轮胎内表面或者甚至轮胎的内部结构中的气泡，从而导致外观缺陷、轮胎的性能缺失、甚至轮胎的内层的结合破坏。

为了能够去除气泡，硫化胶囊配备有排流结构，该排流结构包括凹入胶囊的外表面的通道。这些通道在空气排流区域与空气移除区域之间延伸，所述空气排流区域对应于胶囊的外表面与生胎的内表面的接触区域，所述空气移除区域与空气排流区域相邻并且对应于胶囊的外表面与硫化模具的接触区域。空气排流区域和接着的空气移除区域从胶囊的赤道面延伸至跟部，该胶囊经由所述跟部固定在硫化机中。通常，这些通道以螺旋状并且以规则的间隔布置于胶囊的外表面。

然而，为了能够适当地移除空气，这些通道必须相当地深。然而，胶囊必须具有尽可能小的厚度，以便能够将热能传递至生胎。然而，已经发现这种深槽削弱了胶囊并且降低了其使用寿命。

从本申请人名下的申请WO 2019158852中已知一种包括空气排流结构的胶囊。排流结构包括旨在排出空气的、给定深度的第一通道。第一通道界定了包括第二通道的中间区域，所述第二通道彼此连通并且与至少一个第一通道连通。第二通道以高于第一通道的密度的密度设置，并且具有比第一通道的深度小至少两倍的深度。这种排流结构能够限制对更深通道的依赖，同时利用尽可能密集的通道覆盖胶囊的外表面。

然而，空气却不能令人满意地被排出或者移除。此外，当硫化胶囊牢固地压靠在生胎的内表面上时，发现密封薄膜或者所述生胎衬有的“内衬”进入通道并且逐渐阻塞通道，从而减慢或者阻塞空气的排出，也造成轮胎模制缺陷。

本发明的一个目的是克服现有技术的缺点并且提出一种新颖的硫化胶囊，所述硫化胶囊能够有效地排出和移除空气，并且更好地使所获得的轮胎模制。

发明内容

所述目的通过本发明实现，本发明提出了一种形状与中心轴线呈旋转对称并且包括由交联橡胶制成的柔性壁的轮胎硫化胶囊。所述壁的外表面包括空气排流区域和空气移除区域，所述空气排流区域旨在与生胎的内表面接触，所述空气移除区域与所述空气排流区域相邻。胶囊配备有空气排流结构，所述空气排流结构包括凹入所述外表面的部分，所述凹入的部分形成了在空气排流区域内延伸直到空气移除区域的通道的网络。

根据本发明，所述网络的通道的深度沿着所述路径的长度增大，所述网络的通道限定了将处于空气排流区域的所述网络的任意点与空气移除区域连接的最短路径。

由于滞留在胶囊的外表面与生胎的内表面之间的空气以气泡的形式分布，这些气泡分散在整个排流区域，所以网络的任意一个通道都能够使沿着其路径分布的这些气泡中的若干气泡朝向空气移除区域排出。由于通道的深度沿着朝向空气移除区域的通道的路径增大，所以通道很少被空气饱和，沿着所述路径分布的所有气泡更高的效率被同时排出以。此外，通道是将处于空气排流区域的所述网络的任意点与空气移除区域连接的最短路径的事实使得空气能够更快速的排出。因此，与现有技术的胶囊相比，距离空气移除区域最远的气泡被更快地排出。

此外，较深的通道将比深度较浅的通道阻塞得更慢。由于最远的气泡需要在胶囊展开时尽快排出，所以排出这些气泡的通道保持畅通的时间更长。

最后，因此，最深的通道通常位于空气移除区域附近。空气移除区域是当胶囊膨胀时几乎没有收缩的区域，这与胶囊的其余部分不同，特别是其赤道部分。因此，胶囊不会由于空气移除区域附近的较深的通道而受到削弱并且因此提高了其使用寿命。

作为优选，所述路径的恒定深度部分的长度小于或等于所述部分的深度的20倍，优选地，小于或等于所述部分的深度的10倍。通道深度的逐渐增大，无论是否连接至通道的汇流处或纵横交错处，都能够遍及整个排流区域使空气的排放得到优化，并且意味着能够避免通道变得被空气饱和。

更优选地，通道的深度沿着所述路径是严格递增的深度。

有利地，通道的宽度沿着所述路径的长度减小，所述通道限定了将处于空气排流区域的所述网络的点与空气移除区域连接的最短路径。

作为优选，所述路径的恒定宽度部分的长度小于或等于所述部分的宽度的20倍，优选地，小于或等于所述部分的宽度的10倍。因此，限定了至空气移除区域的最短路径的通道的宽度和深度可以以所述通道的截面增大的方式逐渐演变。通道的宽度的逐渐减小减慢了其被内衬阻塞的速度。这种布置能够避免通道变得被空气饱和。

更优选地，通道的宽度沿着所述路径是严格递减的宽度。

有利地，所述外表面的属于空气排放区域的任意点与通道之间的最小距离小于或等于6mm，优选地，小于或等于4mm。这种结构确保了通道的网络对空气排放区域的良好覆盖以及更有效地排出空气。

根据第一实施方案的变体实施方案，通道具有范围从0°至10°并且更优选地从0°至5°的拔模角，以在制造胶囊时促进胶囊的脱模。

根据第二实施方案的变体实施方案，通道具有范围从-10°至0°并且更优选地从-5°至0°的倒拔模角，以增大通道的截面，同时保持减小的宽度。因此，生胎的内衬没有深入到胶囊的通道中，并且通道的截面的增大促进了空气的移除。

本发明还提出了一种用于硫化轮胎的方法，根据本发明的硫化胶囊在所述方法期间展开，以使所述胶囊的壁的外表面与生胎的内表面接触，并且使所述生胎的外表面压靠在轮胎硫化模具的壁上。

最后，本发明提出了一种通过根据本发明的硫化方法获得的轮胎，因此，所述轮胎在其内表面上具有高度等于或大于0.05mm的肋，所述肋与通道的相应的印痕以负片的方式相对应。

附图说明

由于基于以下附图的描述的其余部分，本发明将会得到更好地理解：

-图1是包括根据本发明的胶囊的轮胎硫化模具的一半的径向截面图；

-图2是根据第一实施方案的图1的胶囊的壁的示例的立体图；

-图3是根据第二实施方案的图1的胶囊的壁的示例的俯视图；

-图4是根据第一实施方案的图3的示例的通道的纵向截面图；

-图5是根据第二实施方案的图3的示例的通道的纵向截面图；

-图6是硫化胶囊的硫化模具的芯体的立体图。

在各个图中，相同或相似的部分具有相同的附图标记。因此，没有***地重复这些相同或相似的部分的描述。

具体实施方式

图1示意性地示出了轮胎的硫化模具1的一半，该模具被示出为处于闭合位置，其与硫化生胎2的操作相对应。图1示出的模具是具有两个模制部件4和5的类型，所述两个模制部件4和5在生胎的赤道面E彼此接触。模制部件以已知的方式包括若干刚性部件，当模具处于闭合位置时，所述刚性部件限定出模制腔6，所述模制腔6的形状关于中心轴线X-X’呈旋转对称。模制腔的内壁制成为在模制之后限定轮胎的外表面。模制部件4和5由为此目的设置的致动器驱动移动，以在开始硫化生胎之前闭合模制腔6并且在硫化结束时打开模制腔6，从而能够取出硫化后的轮胎。中心杆10设置在模具1的中心，其支撑两个盘状板11、12，所述两个盘状板11、12彼此相距的一轴向距离地设置并且硫化胶囊7通过其端部固定于两个盘状板11、12。硫化胶囊7通过其端部或者跟部8、9以流体密封的方式固定于板11、12。传热流体的入口孔和出口孔以流体密封的方式与胶囊的内部连通并且设置在板11中。

在下文中，轴向方向表示平行于轴线X-X’的方向，径向方向表示垂直于轴线X-X’的方向，周向方向表示垂直于径向方向的方向。

硫化胶囊7是用于使轮胎模制和硫化轮胎的弹性的并且可膨胀的中空体。硫化胶囊7包括管状体，所述管状体的外表面20形成由胶囊的端部(其形成跟部8、9)界定的工作部分。

根据本发明的硫化胶囊已在图2中示出。胶囊的外表面20划分在空气排流区域21与空气移除区域22之间，所述空气排流区域21旨在与生胎的内表面接触，所述空气移除区域22与所述空气排流区域相邻并且旨在与硫化模具的内表面的一部分接触。胶囊配备有空气排流结构，所述空气排流结构包括凹入所述外表面的部分，所述凹入的部分形成从空气排流区域21延伸至空气移除区域22的通道30的网络。

“通道的网络”指的是处于空气排流区域21中的网络的通道30是有组织的，并且每个通道与至少一个其他通道形成连接处。例如，空气排流区域可以包括一个或多个通道的网络，所述通道的网络是独立的，或者换句话说，是彼此不连通的；网络的通道可以彼此交叉，形成网状结构或汇聚处；网络的某些通道可以独立于其他的通道，因此，不与其他的通道形成连接处。汇聚的通道从其处于空气排流区域的端部沿着路径直到空气移除区域，从而彼此形成交叉处，例如汇流处。网络可以包括一个或多个通道，所述一个或多个通道局部地限定了将处于空气排流区域21的所述网络的任意点与空气移除区域22连接的最短路径。

根据本发明，网络的通道30的深度沿着所述路径的长度增大，网络的通道30限定了将处于空气排流区域21的所述网络的任意点与空气移除区域22连接的最短路径31(图2和3)。

“增大”指的是基本参数的变化，即通道的深度沿着所述路径可以在特定的点为零，在其他的点严格递增。换言之，沿着所述路径，远离移除区域的点与靠近移除区域的点之间的深度的差值大于或等于0。

例如，通道30的深度和宽度在0.01mm至1mm之间。构成通道的底部的壁32与平行于胶囊的外支承表面20的平面形成角度α(图4)。沿着最短路径31，所述角度在0.01°至20°之间，优选地，在0.1°至15°之间，更优选地，在0.2°至10°之间。通道的尺寸参数利用计量装置在胶囊7的平置的或平放的样品上进行测量。

作为优选，所述路径31的恒定深度区段33的长度小于或等于所述区段的深度的20倍，优选地，小于或等于所述区段的深度的10倍(图5)。

作为优选，通道的深度沿着所述路径31是严格递增的深度(图4)。

有利地，通道的宽度沿着所述路径的长度(未示出)减小，所述通道限定了将处于空气排流区域的所述网络的点与空气移除区域连接的最短路径。例如，通道的宽度也可以是沿着所述路径递增的宽度。

作为优选，所述路径的恒定宽度区段的长度小于或等于所述区段的宽度的20倍，优选地，小于或等于所述区段的宽度的10倍。

作为优选，通道的宽度沿着所述路径是严格递减的宽度。

根据第一实施方案的变体实施方案，通道相对于垂直于胶囊的支承表面的脱模方向具有范围从0°至10°的拔模角，以便胶囊的脱模。

或者，根据第二实施方案的变体实施方案，通道相对于所述脱模方向具有范围从-10°至0°并且更优选地从-5°至0°的倒拔模角，以增大通道的截面，同时保持减小的宽度。因此，生胎的内衬不会深入到胶囊的通道30中，并且通道的截面的增大促进了空气的移除。

作为优选，胶囊7的外表面20与通道30的相交处是圆形的。同样，通道的各个壁之间的一个或复数个相交处是圆形的。

作为优选，胶囊7的外表面20上属于空气排流区域21的点与通道30之间的最小距离小于或等于6mm，优选地，小于或等于4mm。

此外，根据本发明的排流结构可以有利地与合并到硫化胶囊的外表面的不粘涂层结合，并且旨在使得在模制之后更容易地使轮胎与硫化胶囊分离。即使选择不使用模具敷料(即旨在促进脱模的额外的液体物质，并且其通常在模制前喷涂在生胎的内表面上)时，这种组合也能够确保模制过程中的空气的移除和模制之后胶囊的拆卸。

在操作中，生胎2被引入到模制腔6并且关于模具的轴线X-X’居中。当加压的传热流体(通常是蒸汽或与氮气混合的空气)注入到硫化胶囊7的内部时，硫化胶囊7在轮胎外胎内膨胀并且呈现环形的整体形状。当硫化胶囊7在传热流体的压力作用下展开时，硫化胶囊7的柔性壁伸展，直到生胎壳体压靠在硫化模具的刚性壁上。在这个阶段，胶囊必须移除在轮胎制造过程中轮胎中包含的空气。为此，胶囊的表面具有排流结构，所述排流结构形成从空气排流区域21延伸至空气移除区域22的通道30的网络。

为了制造胶囊7，以已知的方式使用具有芯体和两个刚性金属壳体的平板硫化机，胶囊由通过压缩模制***在壳体与芯体之间的丁基橡胶块获得的套筒形成。胶囊的有用部分的外表面上的图案印在芯体上，所述芯体是凸形部件，比壳体(其为凹形部件)更容易加工。因此，胶囊内侧向外被硫化，凹凸结构在其制造时位于胶囊内部。硫化后，将胶囊取出并且像袜子一样使其正面向外翻转，从而将其凹凸结构处于胶囊的外部。

图6示出了用于根据本发明的硫化胶囊7的硫化模具中的芯体15的示例；该芯体15的形状关于轴线Y-Y’呈旋转对称，当胶囊和生胎布置在硫化模具1中时，该轴线与生胎的轴线重合。

芯体15具有椭圆形的形状，更具体地，芯体15具有轴向长度基本相等的三个部分，即，由圆柱形中心部分连接的两个前部截头圆锥部分。芯体15的外表面20'构成硫化胶囊7的有用部分的反面，并且为此具有均匀分布在芯体的外表面20'上的齿槽30'，用于在硫化胶囊7中模制相应的肋。芯体的外表面20'包括与空气排流区域21相对应的第一区域21'和与空气移除区域22相对应的第二区域22'。

在制造胶囊时，芯体在胶囊内部模制肋，然后使胶囊的正面向外翻转，以放入硫化模具中。胶囊的两个相邻的肋在彼此之间限定通道30，因此，多个通道30均匀地分布在胶囊的外表面上。齿槽30'定向为使得胶囊的通道沿其跟部的方向从生胎的胎冠排出空气。齿槽30'通常相对于胶囊的芯体的子午线倾斜，但是也可以与其平行。在图2示出的示例中，齿槽30'相互平行并且与芯体的子午线形成大约30°的角度，并且每个齿槽在其形成胶囊的一个跟部的一个端部从芯体的第一周向位置开始，并且在相对的端部处芯体的第二周向位置终止。

在不背离本发明的权利要求的范围的情况下，可以设想本发明的其他变体和实施方案。

因此，根据本发明的(未示出的)变体实施方案，通道的网络包括界定中间区域的第一通道和凹入中间区域的第二通道。限定了将中间区域的点与第一通道连接的最短路径的通道的深度沿着所述路径增大。

Claims (12)

1.轮胎的硫化胶囊(7)，其形状相对于中心轴线呈旋转对称并且包括由交联橡胶制成的柔性壁，

所述壁的外表面(20)包括空气排流区域(21)和空气移除区域(22)，所述空气排流区域(21)旨在与生胎(2)的内表面相接触，所述空气移除区域(22)与所述空气排流区域相邻，

硫化胶囊(7)配备有空气排流结构，所述空气排流结构包括凹入所述外表面的部分，所述凹入的部分形成了在空气排流区域(21)内延伸直到空气移除区域(22)的通道(30)的网络，

其特征在于，通道的网络包括汇聚的通道，所述汇聚的通道从其处于空气排流区域(21)的端部沿着路径直到空气移除区域(22)，从而彼此形成交叉处，并且所述网络的通道(30)的深度沿着最短路径的长度增大，所述网络的通道(30)限定了沿着由凹入所述外表面的部分形成的通道的网络并将处于空气排流区域(21)中的通道的所述网络的任意点与空气移除区域(22)连接的最短路径(31)。

2.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述最短路径(31)的恒定深度区段(33)的长度小于或等于所述区段的深度的20倍。

3.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述通道(30)的深度沿着所述最短路径(31)是严格递增的深度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的胶囊，其中，所述通道(30)的宽度沿着所述最短路径的长度减小，所述通道(30)限定了将处于空气排流区域(21)的所述网络的点与空气移除区域(22)连接的最短路径(31)。

5.根据权利要求4所述的胶囊，其中，所述最短路径(31)的恒定宽度区段的长度小于或等于所述区段的宽度的20倍。

6.根据权利要求4所述的胶囊，其中，所述通道(30)的宽度沿着所述最短路径(31)是严格递减的宽度。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其中，所述外表面(20)的属于空气排流区域(21)的任意点与通道(30)之间的最小距离小于或等于6mm。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其中，所述通道(30)具有从-10°至0°范围的倒拔模角。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其中，所述通道(30)具有从0°至10°°范围的拔模角。

10.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述交叉处为汇流处。

11.硫化轮胎的方法，根据权利要求1至10中任一项所述的硫化胶囊(7)在所述方法期间展开，以使所述壁的外表面(20)与生胎(2)的内表面接触，并且使所述生胎的外表面压靠在轮胎硫化模具(1)的壁上。

12.通过根据权利要求11所述的硫化方法获得的轮胎，所述轮胎因此在其内表面上具有高度等于或大于0.05mm的肋，所述肋与通道(30)的相应的印痕以负片的方式相对应。