CN1665674A - 轮胎制造方法及轮胎成型鼓 - Google Patents
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Abstract
用于成型一种通过在将胎体条带围绕胎圈芯卷起时增大在胎体条带与填充胶条之间的压配合力而能够有效地去除残留空气的轮胎的方法和成型鼓，该方法包括以下步骤：将圆柱形未硫化胎体布置到成型鼓的外周边侧上；在由成型鼓约束胎圈芯的情况下使两个胎圈芯相互靠近和移动的同时，使未硫化胎体的中央部分沿径向凸起地变形，以将未硫化胎体压配合到带束层胎面条带的内周面上；以及当使胎体条带的两个端部围绕胎圈芯卷起时，将胎体条带与胎圈芯和填充胶条一起压到设置在胎体条带的内周边侧上的刚性支撑构件上。
Description
技术领域
本发明涉及制造轮胎的方法以及该方法所用的轮胎成型鼓，更具体来讲，本发明提出了一种用于有效防止在胎体与填充胶条之间残留有空气的技术。
背景技术
在轮胎的制造过程中，将预先成型的未硫化胎体布置到轮胎成型鼓的外周边侧上，该未硫化胎体主要由圆柱形的胎体条带、环形的胎圈芯以及填充胶条构成，且在两个胎圈芯由于受到该成型鼓的约束而相互靠近的同时，在布置于轮胎成型鼓内的成型囊体的作用下，使未硫化胎体的中央部分膨胀变形；然后将未硫化胎体的中央部分压到带束层-胎面条带的内周面上，该带束层-胎面条带主要由预先布置在鼓的外周边侧上的带束层和胎面组成；而后，利用两个布置在成型囊体的每个端部附近并且沿径向在内侧和外侧的折叠囊体使胎体条带的每个端部围绕胎圈芯翻转。
为了防止在上述的制造轮胎的过程中在胎体与填充胶条之间夹留有空气，提出了这样的方案：在成型囊体的内侧设置内部囊体，且在使内部囊体沿直径方向膨胀以翻转胎体条带的每个端部的状态下，使得沿径向向内和向外双重层叠的折叠囊体沿直径方向膨胀，同时将胎体条带、填充胶条和胎圈芯牢固地夹在内部囊体和外部的折叠囊体之间，以去除在胎体与填充胶条之间的空气，从而增强其间的粘接性能。
但是，按照这样的传统技术，内部囊体是由设置有增强层的橡胶薄膜体制成的，并且即使在沿直径方向膨胀的状态下其刚性也相对较低，从而无法充分地增强胎体对填充胶条的压力，因而，仍有在胎圈部分中会保留有空气的担心。结果，会出现这样的问题：无法使成品轮胎的均匀性保持在高水平上，而且在极端情况下，残留的空气会使胎圈部分的耐用性降低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种轮胎制造方法和一种轮胎成型鼓，其中，在胎圈部分的形成过程中，可充分地去除在胎体与填充胶条之间的残留空气，以使成品轮胎的均匀性保持在高水平上，并改善了胎圈部分的耐用性。
本发明旨在提供一种在例如两阶段式制造过程中制造轮胎的方法，其中，将主要由圆柱形胎体条带、环形胎圈芯以及填充胶条构成的未硫化胎体布置在轮胎成型鼓的外周边侧上，且在两个胎圈芯受到轮胎成型鼓的约束而相互靠近的同时，使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形，然后将未硫化胎体压到主要由带束层和胎面组成的带束层-胎面条带的内周面上，而后，使胎体条带的每个端部围绕胎圈芯翻转，其中，在对胎体条带翻转时，在胎圈芯和与之一起的填充胶条的整个布置区域上，将胎体条带推到沿胎体条带的轴向向内设置的刚性支撑构件上。
此处，当使胎体条带的端部翻转时，将胎体条带与填充胶条等一起沿轴向从外侧推到刚性支撑构件上，且推力由刚性支撑构件可靠而充分地支撑，该刚性支撑构件的刚性远高于橡胶囊体的刚性，而且不会产生压缩变形等，从而，与传统的技术相比，在填充胶条的整个布置区域上，可以极大地增加胎体条带对填充胶条的压力，因此能将二者之间的残留空气挤出，并更加有效地去除。
因此，使成品轮胎的均匀性得以提高，并改善了胎圈部分的耐用性。
另外，根据本发明的另一制造方法为一种单阶段制造过程，其中，在成型鼓上制造出圆柱形胎体条带的形状，且将胎圈芯和填充胶条布置在胎体条带的外周边侧上，以形成未硫化胎体，且在两个胎圈芯由于受到约束而相互靠近的同时，使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形，并将未硫化胎体压到主要由带束层和胎面构成的带束层-胎面条带的内周面上，而后，在胎圈芯和与之一起的填充胶条的整个布置区域上，将胎体条带推到沿胎体条带的轴向向内设置的刚性支撑构件上。
即使在于成型鼓上形成未硫化胎体的形状的方法中，在上述刚性支撑构件的相同作用下，在填充胶条的整个布置区域上，胎体条带和填充胶条由很大的力支撑，由此可充分地去除二者之间的残留空气。
另外，根据本发明的轮胎成型鼓包括：成型囊体，其具有基本上呈圆柱形的形状，并能沿径向膨胀；一对胎圈锁固装置，它们设置于成型囊体的端部附近，能相互靠近和分离，并在沿直径的扩大中可产生位移；两个折叠囊体，其置于每个胎圈锁固装置的外侧附近，且沿径向布置在内侧和外侧；以及多个刚性支撑构件，它们被布置在成型囊体的内侧，位于靠近胎圈锁固装置内侧的一个位置处，并能在直径扩大和缩小的过程中沿径向产生位移，其中，至少在直径已扩大的姿态下，使这些支撑构件沿圆周方向无间隔地对准，且在与成型囊体的中心轴线垂直相交的平面处形成沿径向具有给定宽度的环形平面。
当利用该成型鼓制出未硫化轮胎的形状时，通过未硫化胎体保持和传送装置将一个预先成型的具有圆柱形整体形状的未硫化胎体布置在轮胎成型鼓的外周边侧上，然后，通过使胎圈锁固装置沿直径方向扩大来锁定胎圈芯，并使成型囊体通过沿直径方向膨胀而变形，同时接近胎圈锁固装置，因而使两个胎圈芯在受约束的情况下相互靠近，由此使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形，并被压到带束层-胎面条带的内周面上，该带束层-胎面条带通过带束层-胎面条带保持和传送装置预先布置在成型鼓的外周边侧上。
另外，设置在胎圈锁固装置内侧附近的多个刚性支撑构件在成型囊体内沿直径方向扩张，以将它们定位成对应于胎圈芯和填充胶条的内侧以给定宽度按环形形式连续地延伸，而后，使沿径向布置在内侧和外侧的两个折叠囊体沿直径方向膨胀，以围绕胎圈芯翻转胎体条带的每个端部，同时在胎圈芯和与之一起的填充胶条的整个布置区域上，将胎体条带推压到刚性支撑构件上。
在此情况中，刚性支撑构件利用自身的刚性可靠而充分地支撑上述的推力，而且不会产生压缩变形等，从而与传统的技术相比，可以极大地增大在填充胶条与胎体之间的压力，并因而能有效地去除残留空气。
因此，成品轮胎的均匀性得以提高，还改善了胎圈部分的耐用性。
在本发明的优选实施方案中，使在多个刚性支撑构件处于直径扩张的姿态下形成的环形平面沿径向的宽度大于胎圈芯和填充胶条沿径向的长度。
根据该实施方案，填充胶条和胎圈芯中的每一个都能被整个地紧紧推压到刚性支撑构件上，并能更为可靠地去除残留空气。
在另一优选实施方案中，在包括成型囊体的中心轴线的截面上，胎圈锁固装置的外周面上的胎圈接纳面具有沿径向向外开口的U形形状，或者凸缘的形状，在该形状中，中心轴线的中央部分侧的直径较大，而其端部侧的直径较小。
根据该实施方案，当通过使两个胎圈芯相互靠近而使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形时，基于直接作用在胎体条带上的很大的约束力，可利用胎圈接纳面有效地防止出现这样的情况：由于施加在胎体条带上的拉伸力，胎体条带帘线会向成型囊体的侧面被拉出到胎圈芯，或者胎圈芯塌向成型囊体的侧面。
在其它的优选实施方案中，折叠囊体的沿径向向外布置并靠近成型囊体中心轴线的中央部分的部分被布置成向上突出到盖住整个胎圈接纳面的位置处。
根据该结构，伴随着在对胎体条带翻转的过程中向外部折叠囊体供应内部压力，可将沿直径膨胀方向的作用力施加到胎体条带和胎圈芯上，以提高胎体条带对胎圈芯的压力，并由此有效地去除二者之间的残留空气，同时可增强防止拉出帘线的约束力。
附图说明
图1是一示意性平面图，示出了适用于本发明的轮胎制造设备的配置。
图2是示意性地表示根据本发明的轮胎成型鼓在包括其中心轴线的截面处的一半的视图。
图3为表示了在根据本发明的轮胎成型鼓中布置的刚性支撑构件的四分之一结构的视图。
图4为表示使根据本发明的轮胎成型鼓的刚性支撑构件的直径沿径向扩大和缩小的机构的示意图。
图5为示意性地示出了轮胎的制造步骤的剖视图。
图6为示出了在根据本发明的轮胎成型鼓中的胎圈锁固装置的横截面形状的视图。
具体实施方式
在图1中，标号1针对本发明的轮胎成型鼓，标号2为一条带成型鼓，其位于图1的左端，并能形成将被传送到成型鼓1的未硫化胎体，标号3为带束层-胎面成型鼓，在图1中，其位于成型鼓1的右侧附近。条带成型鼓2专用来形成主要由胎体条带、胎圈芯和填充胶条构成的未硫化胎体，带束层-胎面成型鼓3则专用于形成主要是由带束层和胎面构成的带束层-胎面条带。
并且，标号4为用于保持并传送未硫化胎体的装置。未硫化胎体保持和传送装置4的作用在于将在条带成型鼓2上形成的未硫化胎体(未示出)转移并传送到成型鼓1上。
标号5是用于保持和传送带束层-胎面条带的装置。带束层-胎面条带保持和传送装置5的作用在于将带束层-胎面条带(未示出)从带束层-胎面鼓3转移到设置在轮胎成型鼓1上的未硫化胎体的外周边侧位置，并将其保持在该位置上。
在图2中，标号6为一种成型囊体，其在正常状态下为圆柱形，并能沿径向膨胀变形。在邻近成型囊体6的两个端部的位置处设置胎圈锁固装置7，每一胎圈锁固装置都是由多个弧形元件构成的，这些弧形元件在圆周方向上相互邻接并能沿径向扩张和收缩。并且，在胎圈锁固装置7的外侧附近设置有折叠囊体8，以使其沿径向位于外侧，而且在折叠囊体8的外侧附近还设置有一个折叠囊体9，以便使其沿径向位于内侧。
在成型囊体6的内侧设置多个刚性支撑构件10a、10b，这些支撑构件靠近胎圈锁固装置7的内侧，并能够沿径向扩大和缩小直径。
图3为表示将这些刚性支撑构件10a、10b布置在与成型囊体的中心轴线垂直相交的平面内的四分之一结构的视图，图中用实线表示扩大直径的状态，而用双点划线表示收缩直径的状态。
在所示的实施方案中，刚性支撑构件10a具有基本上为扇形的形状，而另一刚性支撑构件10b则具有基本上为梯形的形状，并且六个刚性支撑构件10a、10b在圆周方向上以相等的间距交替地布置。
在直径扩大的状态下，这些刚性支撑构件10a、10b在圆周方向上无间隔地交替地对准，以形成在径向上具有给定的宽度d的环形的平面区域D，其由支撑构件10a、10b所共有，而且在图中在单点划线之间形成。如下文将要介绍的那样，使该给定宽度d大于胎圈芯和填充胶条在径向上的长度。
另一方面，如由图3中的双点划线所示，使刚性支撑构件10a、10b移动至直径缩小的状态，在该状态下，梯形的刚性支撑构件10b在径向上位于扇形刚性支撑构件10a的内侧，且以在圆周方向上彼此邻接的状态对准，而扇形的刚性支撑构件10a则以在其外周边侧上彼此邻接的状态对准。
图4(a)和4(b)分别示出了用于扩大和缩小刚性支撑构件10a和刚性支撑构件10b的直径的机构。
如图4(a)所示的扇形刚性支撑构件10a的扩大和缩小机构包括：可沿径向往复运动的刚性支撑构件10a；在一个端部处铰接连接到刚性支撑构件10a的支架上的连杆11；缸体12，其铰接连接到连杆11的另一个端部处并被布置成基本上平行于成型囊体的中心轴线，以沿成型囊体中心轴线的方向往复地移动连杆的另一个端部；以及导向件13，其引导刚性支撑构件10a的径向位移，同时还保持和限制刚性支撑构件10a相对中心轴线的垂直姿态。在该附图中，实线表示刚性支撑构件10a、连杆11以及缸体12的直径扩大状态，而双点划线表示刚性支撑构件10a、连杆11以及缸体12的直径缩小状态。
根据该机构，刚性支撑构件10a可根据缸体12在成型鼓的中心轴线上的往复运动而在径向上进行直径扩大和缩小运动。
如图4(b)所示的梯形刚性支撑构件10b的扩大和缩小机构包括：其总长度大于连杆11的连杆14；缸体15，其具有与缸体12相同的行程量，但行程位置不同；以及其行程量大于导向件13的导向件16。结果，使梯形刚性支撑构件10b的扩大和缩小位移量大于扇形刚性支撑构件10a的相应位移量。
根据这些扩大-缩小机构，在扩大直径的过程中，使从中心轴线到扇形刚性支撑构件10a和梯形刚性支撑构件10b的外周面之间的距离相等，由此使这些刚性支撑构件10a、10b在圆周方向上无间距地交替对准。
与此相反，根据上述的在刚性支撑构件10a和10b之间的扩大-缩小位移量的差异，使在直径缩小时从中心轴线到梯形刚性支撑构件10b的外周面的距离小于从中心轴线到扇形刚性支撑构件10b的外周面的距离，由此可使刚性支撑构件10b以沿圆周方向相互邻接的状态对准，并可使刚性支撑构件10a以在其外周边侧相互邻接的状态对准。
从图2可看出，沿径向在胎圈锁固装置7的外周面上形成的胎圈接纳面17在包括成型囊体6的中心轴线的截面上直接位于多个弧形元件的各个外周面上的形状呈凸缘的形式，其中成型囊体的中心轴线的中央部分侧处的直径较大，而其端部侧的直径较小。
此外，沿径向位于外侧的折叠囊体8的位于成型囊体6之中心轴线的中央部分附近的部分被布置成向上突出到盖住整个胎圈接纳面17的位置处。优选地是，该突出部分被紧密地装配到胎圈接纳面17上，由此防止突出部分相对胎圈接纳面17出现意外的定位偏移。
另外，优选地是，当从外周边侧进行观察时，在胎圈锁固装置7中彼此邻接的弧形元件的相互对置的面相对于虚拟的周边线段以大约45度的角度倾斜，且在径向上具有平行的平面。根据这种结构，能完全防止相互邻接的弧形元件在它们的周向宽度范围内出现不连续，由此相比于导致不连续的情况能提高对胎圈芯和填充胶条的支撑力。
图5(a)示出了通过未硫化胎体保持和传送装置4将未硫化胎体转移到成型鼓1上的状态。
标号18为被转移的未硫化胎体。在该实施方案中，该未硫化胎体18主要由圆柱形的胎体条带19、环形的胎圈芯20以及填充胶条21构成，并且还设置有被压粘到胎体条带19的内周面上的内衬层22，以及被压粘到内衬层22之内周面的两个端部上的胎侧胶23。
图5(b)示出了胎圈芯的锁定状态，在该状态下，在未硫化胎体18中的胎圈芯20被定位到胎圈锁固装置7的胎圈接纳面17上，然后使胎圈锁固装置7并进而使每个弧形元件沿径向扩大直径，以在高的约束力下利用胎圈接纳面17锁定胎圈芯20。
图5(c)为表示在使两个胎圈芯相互靠近的同时将未硫化胎体压到带束层-胎面条带上的步骤的示意图。
标号24为带束层-胎面条带。该带束层-胎面条带主要由胎面胶25与带束层26构成。
带束层-胎面条带24通过带束层-胎面条带保持和传送装置5从带束层-胎面成型鼓3输送并被设置和保持到未硫化胎体18之中央部分在其外周边侧的预定位置处。
在利用胎圈锁固装置7对未硫化胎体18中的胎圈芯20进行约束的情况下，基于胎圈锁固装置7相互靠近的位移使胎圈芯20也彼此接近，与此同时，未硫化胎体18的中央部分受成型囊体6的作用而膨胀变形，由此将未硫化胎体18的中央部分压到带束层-胎面条带24的内周面上。
顺便提及的是，如前述那样使胎圈锁固装置7的胎圈接纳面17在包括成型囊体之中心轴线的截面中的形状呈凸缘的形式，其中，成型囊体之中心轴线的中央部分侧的直径较大，而其端部侧的直径则较小，从而在未硫化胎体18的膨胀变形中，胎圈接纳面17能比传统的为平面的胎圈接纳面产生更大的约束力，以抵抗施加到胎体条带19上的拉伸力，由此可有利地防止出现这样的情况：由于施加在胎体条带19上的拉伸力，胎体条带帘线相对胎圈芯20被拉出或胎圈芯20塌向成型囊体6的中心轴线的中央部分侧。
图5(d)为示出了围绕着胎圈芯翻转胎体条带的端部以形成胎圈部分的步骤的示意图。
如图中所示，首先使多个刚性支撑构件10a、10b沿径向向外扩大直径，以将上述的环形平面区域D设置在与胎圈芯20和填充胶条21相对应的位置上。而后，通过向沿径向靠外的折叠囊体8和沿径向靠内的折叠囊体9中供应内部压力而使二者膨胀变形，以使胎体条带19的端部与内衬层22和胎侧胶23一起围绕着胎圈芯20翻转，由此形成胎圈部分。
在此情况下，胎圈芯20和填充胶条21由多个刚性支撑构件10a、10b的环形平面区域D从其内侧强有力地支撑，其中，区域D具有给定的宽度d，该宽度d在沿径向的整个区域上都大于胎圈芯20和填充胶条21的径向长度。
因此，利用多个刚性支撑构件10a、10b的环形平面区域D以及沿径向靠外的折叠囊体8和沿径向靠内的折叠囊体9将胎圈芯20和填充胶条21与胎体条带19紧紧地夹到一起，由此增大了胎体条带19对填充胶条21的压力，并因而能有效地去除在胎体条带19与填充胶条21之间的残留空气。
结果，能提高成品轮胎的均匀性，并还能改进耐用性。
另外，通过向折叠囊体8供应内部压力而使折叠囊体8的在胎圈接纳面17上突出的部分膨胀变形，从而将胎体条带19推向直径扩大方向到胎圈芯20上，并因此可增大胎体条带19对胎圈芯20的压力。
通过一系列上述步骤，能有效地去除在填充胶条与胎体条带之间的残留空气以制成未硫化的轮胎。
尽管图5表示出这样的情况：未硫化胎体是在与轮胎成型鼓分开的胎体条带成型鼓上成型的，但也可通过在轮胎成型鼓上成型圆柱形胎体条带并将胎圈芯和填充胶条布置在胎体条带的外周边侧上等而成型未硫化胎体。在后一情况中，当胎体条带的两个端部围绕相应的胎圈芯翻转时，多个刚性支撑构件以与上述方式相同的方式发挥作用，以从其内侧牢固地支撑胎圈芯和填充胶条，由此可增大胎体条带对填充胶条的压力，并且能有效地去除在胎体条带与填充胶条之间的残留空气。
另外，图2和图5表示出这样的情况：胎圈接纳面17具有如图6(a)中详细示出的凸缘形状，但该胎圈接纳面的截面形状可以是如图6(b)中所示的沿径向向上开口的U形形状。在后一情况中，胎圈接纳面的与胎圈条带19相接触的面积变得大于为凸缘形状时的面积，从而能进一步加强胎圈接纳面对胎体条带帘线的约束力，并因而可更加有效地防止将胎体条带帘线相对胎圈芯20拉出或使胎圈芯20塌落。
工业应用性
从上面的内容可看出，根据本发明，在将未硫化胎体压到带束层-胎面条带上之后，当将胎体条带的两个端部围绕胎圈芯翻转时，将胎体条带与胎圈芯和填充胶条一起推到布置在胎体条带的内周边侧处的刚性支撑构件上，以增大胎体条带对填充胶条的压力，由此能更为有效地去除在胎体条带与填充胶条之间的残留空气。因此，将成品轮胎的均匀性保持在高的水平上，并提高了胎圈部分的耐用性。
Claims (7)
1.一种制造轮胎的方法，在该方法中，将主要由圆柱形胎体条带、环形胎圈芯以及填充胶条构成的未硫化胎体布置在轮胎成型鼓的外周边侧上，且在两个胎圈芯在受到轮胎成型鼓的约束的情况下相互靠近的同时，使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形，然后将未硫化胎体压到主要由带束层和胎面构成的带束层-胎面条带的内周面上，而后，使胎体条带的每个端部围绕胎圈芯翻转，其中，将胎体条带推到刚性支撑构件上，该刚性支撑构件在对胎圈条带进行翻转时，在胎圈芯和与之一起的填充胶条的整个布置区域上，沿胎体条带的轴向向内设置。
2.一种制造轮胎的方法，在该方法中，在成型鼓上成型圆柱形胎体条带，并将胎圈芯和填充胶条布置在胎体条带的外周边侧上，以形成未硫化胎体，而且在两个胎圈芯受到约束而相互靠近的同时，使未硫化胎体的中央部分沿径向膨胀变形，将未硫化胎体压到主要由带束层和胎面构成的带束层-胎面条带的内周面上，而后，将胎体条带推到刚性支撑构件上，该刚性支撑构件在胎圈芯和与之一起的填充胶条的整个布置区域上沿胎体条带的轴向向内设置。
3.一种轮胎成型鼓，包括：成型囊体，其具有基本上呈圆柱形的形状，并能沿径向膨胀；一对胎圈锁固装置，它们设置于成型囊体的端部附近并能相互靠近和分离以及在扩大直径时产生位移；两个折叠囊体，它们设置于每个胎圈锁固装置的外侧附近且沿径向向内和向外布置；以及多个刚性支撑构件，它们被布置在折叠囊体的内侧且位于靠近胎圈锁固装置内侧的位置处，并能在直径扩大和缩小时沿径向位移，其中，至少在直径已扩大的姿态下，使这些支撑构件沿圆周方向无间隔地对准，且在与成型囊体的中心轴线垂直相交的平面处形成沿径向具有给定宽度的环形平面。
4.根据权利要求3所述的轮胎成型鼓，其特征在于：使在多个刚性支撑构件处于直径扩大的姿态下形成的沿径向的环形平面的宽度大于胎圈芯和填充胶条沿径向的长度。
5.根据权利要求3或4所述的轮胎成型鼓，其特征在于：在包括成型囊体之中心轴线的截面上，在胎圈锁固装置的外周面处的胎圈接纳面具有沿径向向外开口的U形形状，或者为凸缘的形状，在该形状中，中心轴线的中央部分侧的直径较大，而其端部侧的直径较小。
6.根据权利要求3至5之一所述的轮胎成型鼓，其特征在于：将折叠囊体的沿径向向外设置并且靠近成型囊体的中心轴线的中央部分的部分布置成向上突出到盖住整个胎圈接纳面的位置处。
7.根据权利要求3至6之一所述的轮胎成型鼓，其设置有扩大-缩小机构，该机构包括：两种沿圆周方向交替布置的刚性支撑构件；在一个端部处被铰接连接到每个刚性支撑构件上的连杆；与连杆的另一个端部铰接连接并被布置成使连杆的另一个端部沿成型鼓的中心轴线的方向往复运动的缸体；以及导向机构，其限制刚性支撑构件沿径向扩大和缩小位移的方向。
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