CN117940276A - 用于轮胎模具的内衬元件 - Google Patents

Abstract

一种用于轮胎模具的内衬元件(1)，所述内衬元件(1)包括主体，所述主体限定用于模制轮胎的胎面的外表面的至少一部分的模制表面，所述模制表面包括轮胎的最后模制区域和第一脱模区域(7)，其特征在于，内衬元件(1)进一步包括通气装置(20)，所述通气装置(20)位于内衬元件的用于模制第一脱模区域(7)的部分，并且被制造成在模具的关闭期间允许轮胎的模制，而一旦模具打开则允许空气到达轮胎的第一脱模区域的模制表面。

Description

用于轮胎模具的内衬元件

技术领域

本发明涉及轮胎的制造，尤其涉及用于硫化生轮胎的模具和方法。特别涉及民用工程车辆(例如矿山车辆)的轮胎的制造，或者重型货车的轮胎的制造。

背景技术

众所周知，由未硫化状态的弹性体化合物制成的生坯形式的轮胎在模具中经过高温高压硫化后成为硫化轮胎。模具包括两个壳体和硫化胶囊，两个壳体轴向地位于沿圆周方向延伸的多个模制部段的每侧上，硫化胶囊位于模具的中心。模具还配备有将模具的内腔连接到模具的外侧的通气孔或气阀，并且当生轮胎被硫化胶囊压成与模具的壁接触时，通气孔或气阀允许截留在生轮胎和模具之间的空气被排出。这些通气孔或气阀允许在硫化之前将残余空气排放到模具外侧。这些通气孔或气阀位于生轮胎上的“最后模制”点，例如径向最靠近模具外侧的凹槽中。

以申请人名义的文献WO 2011/001095公开了一种用于硫化生轮胎的模具，其包括上壳体和下壳体以及侧部段，上壳体和下壳体能够朝向彼此滑动并且用于模制轮胎的胎侧，侧部段相对于模具的轴线在径向方向上能够移动并且用于模制胎面。在模具的打开过程中，支承下壳体的板的向上滑动运动导致部段相对于壳体径向滑动，以便释放轮胎。为此目的，每个部段与铰接到该部段的杠杆相关联，所述杠杆连接到模具的框架并支承在板件的斜坡上，该斜坡形成朝向轴线定向的面。部段的径向滑动运动使得更容易脱模胎面的胎面花纹。

民用工程车辆的轮胎的制造，或者通常包括复杂胎面花纹(具有涉及底切的几何形状)的相当大尺寸的轮胎的制造存在特定的问题。具体地说，脱模力变得越来越大。为了能够脱模这种类型的轮胎，有必要减少这些力。

在文献US 4 812 281中已经提出了该问题的一种解决方案，该文献描述了使用加压空气回路来促进脱模。该文献中描述的模具分为两个部分，每个部分包括进气通道的复杂回路，进气通道与进气路径连通，进气路径连接到输送加压空气的外部回路。在硫化过程中，空气回路将加压空气送入模具，以防止来自生轮胎的橡胶在模制过程中堵塞孔口，并且在硫化结束时，空气回路也将加压空气送入模具，以帮助硫化轮胎的脱模。不可否认这确实有助于脱模，但这种解决方案仍然被证明是复杂的，因为模具需要大量的机加工操作，而且，这种解决方案很难适用于现有的压力机，因为它需要对后者进行重大修改。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述文献的缺点并促进这种类型的轮胎的脱模。

该目的通过本发明实现，本发明提出了一种用于轮胎模具的内衬元件，所述内衬元件包括主体，所述主体限定用于模制轮胎的胎面的外表面的至少一部分的模制表面，所述模制表面包括轮胎的最后模制区域、第一脱模区域，最后模制区域包括用于在模具关闭时排出残余空气的通气装置，其特征在于，内衬元件进一步包括通气装置，所述通气装置位于内衬元件的用于模制所述第一脱模区域的部分，并且被制造成当模具关闭时允许轮胎被模制，而一旦模具打开则允许空气到达轮胎的第一脱模区域的模制表面。

最后模制区域是指在模具关闭时最后被生轮胎占据的模具的内衬元件的区域。具体地，不同于第一模制区域，第一模制区域是未硫化橡胶与模具的空腔首先接触的区域，特别是在用于模制橡胶块的区域中，而最后模制区域是模具空腔的离第一区域最远的区域，特别是用于模制凹槽的区域，凹槽限定橡胶块的轮廓的壁。通气装置(应理解为将模具内部与外侧连通的气阀或孔口)布置在该区域中，以便在模制过程中排出空气并获得不含空气的轮胎。轮胎胎面中的橡胶块是凸起的元件。这与胎面花纹或凹槽所称的空隙或凹陷元件相反。以已知的方式，通气孔可以位于该最后模制区域中，以便在硫化之前排出残余空气。第一脱模区域是指在模具打开时首先发生硫化轮胎和内衬元件之间脱离的内衬元件的区域。在该特定实例中，该第一脱模区域是用于模制橡胶块的区域，而不是用于模制限定轮廓的凹槽或胎面花纹的区域。根据本发明，意想不到的是，可以通过将通气孔或通气装置定位在内衬元件的第一脱模区域的特定位置来促进脱模，该装置允许环境空气首先输送到该区域。

换句话说，本发明提出了一种轮胎模具内衬元件，其包括通气孔，所述通气孔位于第一脱模区域中，并且允许在轮胎的外表面和模具内衬元件的表面之间输送空气，从而在第一脱模区域上产生起始效果，并且一旦模具打开就这样做。因此，该通气位于不同于通气装置(布置在最后模制区域中)的区域中，并且其作用是将环境空气输送到第一脱模区域，第一脱模区域不同于其它通气装置的用于排出空气的区域。这样的通气允许空气被输送到内衬元件，从而使得可以通过输送自然空气来引起内衬元件的表面和轮胎的表面之间的去内聚性。这种起始效果的扩散随着脱模的进行而加快，从而显著减少脱模力。

在本发明的一个优选实施方案中，所述通气装置可以被制造成使得内衬元件的用于模制第一脱模区域的部分与来自模具外侧的空气连通。在本发明的另一个实施方案中，所述通气装置可以被制造成使得内衬元件的用于模制第一脱模区域的部分与来自属于模具的空腔的空气连通。

所述第一脱模区域可以用于模制轮胎胎面的橡胶块的外表面，所述橡胶块的轮廓由胎面中的凹槽限定。

所述通气装置可以位于第一脱模区域的轮廓内侧，与第一脱模区域的轮廓相距预定距离。

所述通气装置可以位于第一脱模区域的中心。

所述第一脱模区域可以包括凹陷部分，并且所述通气装置位于第一脱模区域上，与所述凹陷部分相距预定距离。

在本发明的一个优选实施方案中，所述通气装置可以是气阀。

所述气阀可以包括壳体和阀杆，所述壳体用于***到内衬元件的孔口中，所述阀杆包括阀头、弹簧以及止动件，所述阀头***到壳体的中心开放式孔口中，所述弹簧环绕阀杆以使阀杆受到预定的弹性力，所述止动件位于阀杆的端部并且确定气阀在纵向方向上的行程。

在本发明的一个实施方案变型中，阀头可以具有凸形的外表面。

在本发明的另一个实施方案变型中，阀头可以具有凹形的外表面。

本发明的目的还通过包括胎面和两个胎侧的类型的轮胎的模具来实现，所述模具包括用于模制胎侧的第一壳体和第二壳体以及用于模制胎面的多个周向部段，每个部段包括根据本发明的内衬元件。

本发明的另一个主题是一种使用模具模制轮胎的方法，所述模具包括用于模制轮胎的胎侧的第一壳体和第二壳体以及用于模制轮胎的胎面的多个周向部段，每个部段包括根据本发明的内衬元件，其中，所述模具被关闭，通过在模具关闭期间经由布置在所述内衬元件的最后模制区域中的通气装置排出残余空气而使生轮胎与模具的壁接触，生轮胎被硫化，并且其中，在模具的打开过程中，在轮胎完全脱模之前，环境空气被输送到所述内衬元件的第一脱模区域。

附图说明

通过说明书的剩余部分(所述剩余部分得到如下附图的支持)，将更好地理解本发明：

图1为配备有用于测量脱模力的载荷传感器的根据本发明的内衬元件的截面示意图；

图2为配备有用于测量脱模力的载荷传感器的现有技术的内衬元件的截面示意图；

图3为示出在各种情况下脱模所需力的对比曲线图；

图4为本发明的内衬元件的气阀处于打开位置的截面视图；

图5为与图4相似的视图，其中气阀处于关闭位置；

图6为图4和图5的气阀的分解图；

图7、图8以及图9示意性地示出了使用本发明的内衬元件模制的各种形状的轮胎橡胶块；

图10示意性地示出了从正面和截面观察的使用本发明的内衬元件模制的橡胶块的另一个示例；

图11至图16示出了本发明的内衬元件中使用的气阀的不同变型；

图17示出了本发明的内衬元件的一个示例，图18示出了使用图17的内衬元件获得的轮胎的部分。

在各个附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此不对其进行***地重复描述。

具体实施方式

本发明的原理将首先参照图1至图3进行说明。图1和图2示意性地描述了一种检测装置，其用于测量使用本发明的内衬元件(如图1)和使用现有技术的内衬元件(如图2)模制轮胎的橡胶的块或橡胶块脱模时所需的脱模力。

图1示出了本发明的内衬元件1，其包括与橡胶块10接触的内表面2。内表面2对应于橡胶块10的第一脱模区域7。本发明的内衬元件1在内表面2上包括与空气输送通道21连通的通气装置20。载荷传感器30固定到内衬元件1的外表面3(与第一表面相反的表面)；该传感器可以是应变仪类型的。在操作中，当模具处于关闭状态时，内衬元件1执行橡胶块10的硫化。在硫化结束时，通过向外部部分3施加拉力来打开模具，该拉力的大小等于脱模力的大小，如橡胶块10上箭头D所示。脱模力的大小是从模具的打开开始测量的，直到该模具打开行程结束。使用了两个检测装置：第一装置中，空气输送通道21是关闭的(通道是盲孔或与关闭的空腔连通的孔口)；第二装置中，空气输送通道21与模具的外侧连通。

同时，使用与图1具有相同几何形状和尺寸的检测装置，使用未配备通气装置的内衬元件1a来模制橡胶块10。对于包括内衬元件1a的模具的打开行程，脱模力D的大小也被记录为相同的值。

图3以曲线图的形式示出了用图1和图2的装置测量的力D的大小，其中纵坐标轴表示脱模力，单位为N，横坐标轴表示内衬元件的行程，单位为mm。因此，曲线A表示用图1的装置测量的脱模力的变化，其中通气装置1与外部空气相通，曲线A’表示用图1的装置测量的脱模力，但进气通道21关闭，曲线B表示用图2的装置测量的脱模力的变化。因此可以看出，与最先进的内衬元件的脱模力相比，用包括根据本发明的内衬元件1的装置测量的脱模力大大减小了约50％，这是从模具的打开开始的。

图4至图5示出了根据本发明的优选实施方案的通气装置20。该装置是一个气阀，其包括整体形状为管状的壳体22，壳体22***到内衬元件1的孔口中，使壳体22的中心通道23与进气通道21连通。阀杆24和弹簧25布置在壳体22中，弹簧25环绕阀杆24，以使杆受到预定的弹性力。阀杆在一端包括阀头26，阀头26***到壳体22的开放式中心孔28中，阀杆在另一端包括止动件28，止动件28确定气阀在纵向方向上的行程“e”，或气阀的纵向轴线X-X’的行程“e”。在操作中，生轮胎与内衬元件1的壁接触，并推动阀杆的头部，使其处于图5所示的位置。这允许气阀关闭，并防止橡胶进入气阀。在脱模过程中，弹簧25朝向硫化的轮胎推动阀杆24，硫化的轮胎向阀头施加较低的力，空气能够经由阀孔27从管道21到达，从而有助于脱模。

更具体地，根据本发明，通气装置20位于内衬元件1的用于模制第一脱模区域的部分中。第一脱模区域用于模制轮胎胎面的橡胶块的外表面，所述橡胶块的轮廓由胎面中的凹槽限定。

如图17所示，内衬元件1包括主体4，主体4限定用于模制轮胎100的胎面的外表面101的至少一部分的模制表面5(图18)。模制表面5包括轮胎的最后模制区域6和第一脱模区域7。

在图17中可见的模具部分中，最后模制区域6是凸起部分，用于在轮胎胎面的外表面101中模制凹槽60。最后模制区域6以已知的方式包括允许残余空气逸出到模具外侧的通气孔6’。模制溢料66存在于轮胎100上的通气孔6’的位置。

最后模制区域6彼此或与内衬元件的边缘限定径向最靠近模具外侧的区域的模制轮廓，该区域是第一脱模区域7并且用于形成橡胶块10。对于非常大的轮胎，最后模制区域和第一脱模区域是不同的。一旦模具关闭，模制步骤会随着时间推移而相对于这些区域间隔开来，打开模具时的脱模也是如此。

因此，在模具的打开过程中，第一脱模区域需要允许硫化的轮胎快速地从模具脱离，使得其他区域也可以从模具脱离。然而，对于大直径和复杂形状的轮胎，脱模这些区域所需的脱模力非常大。本发明的内衬元件包括通气装置20，其能够产生在第一脱模区域上扩散的脱模起始效果，从而可以在模具打开后立即降低脱模力。在胎面101的外表面的橡胶块10上可以看到橡胶20’的痕迹(图18)。

通气装置20可以采用的位置将参照图7至图10进行说明。在图7至图9中，第一脱模区域7是多边形的略微凸起的连续表面，通气装置20位于第一脱模区域7的轮廓8内侧，与轮廓8相距预定距离“d”。图10中的第一脱模区域7具有深度为“h”的凹陷区域9。在这种情况下，通气装置20需要有利地定位在与凹陷区域9的轮廓9’相距“d”，并且与第一脱模区域7的轮廓8相距“d”处和/或定位在凹陷区域9的中心处。例如，对于壳体22的外径D约为4mm的气阀，距离“d”约为10mm。

在本发明的优选实施方案变型中，至少一个通气装置20位于第一脱模区域7的中心。第一脱模区域的中心是指其两侧中线的交点。

在本发明的另一个变型中，在第一脱模区域7中布置多个通气装置20，例如一个在中心处，或者甚至围绕中心布置多个，或者可以在包括在中心和位于与第一脱模区域7的轮廓8相距d处的区域之间的区域上分布多个通气装置。

图11至图16示出了形成本发明的通气装置20的不同类型的气阀。因此，图11示出了包括平坦的阀头26的气阀，其与向外侧敞开的进气管道连通，而图12示出了位于关闭的进气管道21中的类似气阀。图13示出了具有凸形的阀头26的气阀，其与关闭的进气管道21连通，而图14示出了位于向外侧敞开的进气管道21中的类似气阀。图15示出了具有凹形的阀头26的气阀，其与关闭的进气管道21连通，而图16示出了位于向外侧敞开的进气管道21中的类似气阀。图13至图16的通气装置20允许空气比图11至图12的通气装置更快地进入，但会在轮胎上留下更多可见痕迹。在附图所示的示例中，阀头的直径为4mm，图13至图16的阀头的突出部分或凹陷部分的尺寸为0.5mm。

在所要求保护的本发明的范围内，可以设想本发明的其他变型和实施方案。因此，通气装置可以由简单的通气孔或盲孔或孔口组成，其与用于来自模具外侧的空气的进气管道连通。

此外，为了便于脱模，可以在第一脱模区域上布置多个通气孔或通气装置，而为了在模具关闭时排出残余空气，可以在最后模制区域中布置多个通气孔或通气装置。

Claims (12)

1.一种用于轮胎模具的内衬元件(1)，所述内衬元件(1)包括主体，所述主体限定用于模制轮胎的胎面的外表面的至少一部分的模制表面，所述模制表面包括轮胎的最后模制区域(6)、第一脱模区域(7)，最后模制区域(6)包括用于在模具关闭时排出残余空气的通气装置，其特征在于，内衬元件(1)进一步包括通气装置(20)，所述通气装置(20)位于内衬元件的用于模制所述第一脱模区域(7)的部分，并且被制造成当模具关闭时允许轮胎被模制，而一旦模具打开则允许空气到达轮胎的第一脱模区域的模制表面。

2.根据权利要求1所述的内衬元件，其特征在于，所述通气装置(20)被制造成使得内衬元件的用于模制第一脱模区域(7)的部分与用于来自模具外侧的空气的空气管道(21)连通。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的内衬元件，其特征在于，所述第一脱模区域(7)用于模制轮胎胎面的橡胶块(10)的外表面，所述橡胶块的轮廓(8)由胎面中的凹槽(60)限定。

4.根据权利要求3所述的内衬元件，其特征在于，所述通气装置(20)位于第一脱模区域(7)的轮廓(8)内侧，与其相距预定距离。

5.根据权利要求3或4所述的内衬元件，其特征在于，所述通气装置(20)位于第一脱模区域(7)的中心。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的内衬元件，其特征在于，所述第一脱模区域(7)包括凹陷部分(9)，并且所述通气装置(20)位于第一脱模区域上，与所述凹陷部分(9)相距预定距离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的内衬元件，其特征在于，所述通气装置(20)是气阀。

8.根据权利要求7所述的内衬元件，其特征在于，所述气阀包括壳体(22)和阀杆(24)，所述壳体(22)用于***到内衬元件(1)的孔口中，所述阀杆(24)包括阀头(26)、弹簧(25)以及止动件(28)，所述阀头(26)***到壳体(22)的中心开放式孔口(27)中，所述弹簧(25)环绕阀杆(24)以使阀杆受到预定的弹性力，所述止动件(28)位于阀杆(24)的端部并且确定气阀在纵向方向上的行程。

9.根据权利要求8所述的内衬元件，其特征在于，所述阀头(26)具有凸形的外表面。

10.根据权利要求8所述的内衬元件，其特征在于，所述阀头(26)具有凹形的外表面。

11.一种用于包括胎面和两个胎侧的类型的轮胎的模具，所述模具包括用于模制胎侧的第一壳体和第二壳体以及用于模制胎面的多个周向部段，每个部段包括根据前述权利要求中任一项所述的内衬元件(1)。

12.一种使用模具模制轮胎的方法，所述模具包括用于模制轮胎的胎侧的第一壳体和第二壳体以及用于模制轮胎的胎面的多个周向部段，每个部段包括根据权利要求1至10中任一项所述的内衬元件(1)，其中，所述模具被关闭，通过在模具关闭期间经由布置在所述内衬元件的最后模制区域中的通气装置排出残余空气而使生轮胎与模具的壁接触，生轮胎被硫化，并且其中，在模具的打开过程中，在轮胎完全脱模之前，环境空气被输送到所述内衬元件的第一脱模区域(7)。