專利名稱:用于輪胎造型和硫化的剛性膜具的制作方法
本發(fā)明涉及用于輪胎造型和硫化的模具。
在新輪胎制造中，推廣使用一種模具，它包括兩塊側(cè)模，每塊側(cè)模都用于輪胎側(cè)面造型，還包括用于輪胎園環(huán)部分造型的環(huán)模，該環(huán)模分成許多具有垂直于模具中心線的側(cè)平面的徑向橫平面的模段(參見專利US3779677)。為了封閉這種模具，必須把模段徑向地向中心線移動，使模段軸向地靠近側(cè)模。在封閉位置，這些不同另件(側(cè)模和模段)都是連接的，并且做為輪胎的外表面的界限。輪胎的未加工坯料是緊貼著并保持在模具上，以便獲得所希望的幾何尺寸，以及在坯料情況下，還可以壓印輪胎園環(huán)部分紋路。為此，人們通常使用撓性膜，該撓性膜通過所需要的壓力充氣而正好緊緊地貼附在坯料的外表面上，這種撓性?？梢砸鸹蜈呄蛴谝鹋髁系呐蛎洝榱吮３至己觅|(zhì)量的造型，則需要使橡膠承受大約10巴的造型壓力?？山柚谶@種膜施加這種壓力。為了可能的限制造型的飛邊，僅僅當模具處于封閉位置時才升高模的壓力。為了避免出現(xiàn)飛邊，CA專利N°765745提出制造包括一些平行的橫向平面的模段。這樣，環(huán)模就交替地包括具有平行的橫向平面的模段，以及它的橫向平面平行于相鄰模段的橫向平面的模段，這樣，模具封閉之后，具有平行橫向平面的模段就能在其它模段之間象活塞那樣滑動，這就可以避免夾住相鄰模段之間的橡膠。
采用傳統(tǒng)方法對橡膠輪胎進行造型和硫化，即帶有模段的模具用于確定輪胎的外表面，以及橡膠撓性膜確定輪胎的內(nèi)表面，但是，上述方法不能很好地控制輪胎內(nèi)部的形狀和大小。
在已有技術(shù)中采用的造型和硫化工藝還能引起其它缺陷，該缺陷往往同硫化期間與輪胎相接觸的各種另件的不同熱性能有關(guān)，也就是說，一些另件是側(cè)模和帶有金屬模段的環(huán)模，另一些是橡膠膜。這就使硫化過程的操作復(fù)雜化。
另外，利用可拆卸的剛性型芯來確定輪胎坯料的內(nèi)表面這一點也是已知的。該已有技術(shù)的描述，例如可查閱專利US1877751。有時，剛性型芯同外模具一起確定不變形的造型空間。實際上，人們只能采用上述方法，把液狀或糊狀材料注入或噴射到上述空間來制造輪胎，這是聚氨基甲酸酯輪胎的制造方法，例如該方法在專利US4279856中述及。
相反，如果剛性型芯支撐著輪胎，工業(yè)中使用的傳統(tǒng)材料制成的未硫化的輪胎坯料(即未硫化的橡膠、紡織材料和/或加強金屬材料)，并把專利USN°3779677中述及的型芯同帶有普通類型的模段結(jié)合起來，那么，模段就開始插入未加工坯料，以便在模具完全封閉之前壓印輪胎環(huán)形部分的紋路。當模具沒有完全封閉時，模段之間存在間隙，這樣未加工胚料就可以在模段之間流動。根據(jù)紋路的凹口比例以及合成的未加工橡膠的流動，這些擠壓可以引起大量飛邊，由于在間隙中存有大量橡膠，因此，甚至不能保證模具正確的封閉，并阻礙模段外圍相對靠近，因此有必要使橡膠一直徑向流動到模具完全封閉。
為了減少這些缺陷，本發(fā)明的解決方法在于使用剛性模具確定輪胎的形狀和大小，從未硫化的坯料開始，利用未硫化橡膠和構(gòu)成剛性模具材料之間的膨脹差別來制造輪胎，由于硫化時的高溫而達到完全成形的壓力。
按著本發(fā)明的帶有模段的模具，可用于橡膠輪胎的造型和硫化，這種類型的模具包括a)確定輪胎內(nèi)表面的剛性型芯;
b)兩個側(cè)模，每個側(cè)模用于輪胎的外側(cè)造型;
c)在圓周上分成許多模段的環(huán)模，可保證對輪胎環(huán)形部分的外部造型。
這種模具其特征在于，全套構(gòu)件(剛性型芯、側(cè)模、帶有模段的環(huán)模)可確定輪胎的造型空間，還有，模具的全部零件至少在上述模具的最后封閉運動階段處于一個在另一個上相對滑動的狀態(tài)。
參閱下面附圖和說明書，本發(fā)明將是容易理解的，尤其是述及的不僅限于本發(fā)明模具的先進操作。
-圖1是徑向局部剖面圖，該剖面表示出本發(fā)明處于封閉位置的模具。
-圖2是根據(jù)圖1中示出的中心線Ⅱ-Ⅱ的剖面圖。
-圖3是根據(jù)模具的第一個實施例中處于局部開啟位置的帶有模段的環(huán)模的平面圖。
-圖4是本發(fā)明中另一個實施例中的徑向剖面圖。
-圖5是該模具實施例的另外一種形式，是處于封閉位置的帶有模段的環(huán)模的平面圖。
-圖6是處于局部開啟位置的同一環(huán)模的平面圖。
-圖7是一個實施例中另一種形式的帶有模段的環(huán)模的平面圖。
本發(fā)明的模具，由帶有模段的環(huán)模1(用于輪胎環(huán)形部分的造型)、兩個側(cè)模2(每個側(cè)?？杀ＷC輪胎側(cè)面的造型)以及可拆卸的剛性型芯3(用于確定輪胎內(nèi)表面)構(gòu)成。這樣，模具就能保證對輪胎的內(nèi)外表面進行造型，從而完全確定造型空間。
本發(fā)明的模具對輪胎進行模制和硫化而具有的幾何準確度高于采用撓性膜造型的傳統(tǒng)方法而達到的幾何準確度，這是因為確定輪胎的最終幾何形狀的模具的全部構(gòu)件都是剛性的，而在傳統(tǒng)的方法中，則必須考慮充氣膜的可能變形及性能。關(guān)于“剛性”一詞的含義，應(yīng)理解為同充氣的硫化膜相比“基本上不變形”，而這種充氣的硫化膜從定形和結(jié)構(gòu)，同傳統(tǒng)模具的另件相比則有極大的變形，傳統(tǒng)的模具另件在造型壓力的外力作用下只產(chǎn)生極弱的彈性變形。由此可以得知，可以制造形狀變化較大的輪胎，輪胎的設(shè)計人員完全可以利用這點進行設(shè)計。正如在已有技術(shù)中指出的那樣，硫化在恒定容積和恒壓條件下造型。使用本發(fā)明的模具并利用輪胎不同區(qū)域之間的不同造型壓力這一事實表明，還可以構(gòu)成一種輔助手段。
通過基本上是剛性性能的型芯而保證的輪胎內(nèi)表面的造型，該型芯可在具有這種性能的大量相同類型的材料中加以挑選。尤其是如同模具的其它另件那樣，型芯可以是金屬的。經(jīng)過輪胎內(nèi)表面的熱流量流向未加工橡膠，這種未加工橡膠不會碰到由橡膠制成的傳統(tǒng)充氣膜所構(gòu)成的熱屏板。
另外，在這種金屬型芯和未加工橡膠之間具有比使用撓性膜要好得多的導(dǎo)熱性。這也是本發(fā)明相當重要的優(yōu)越性。實際上，它可以大大減少加熱時間而不增加硫化溫度，從而提高硫化裝置的生產(chǎn)率，而對材料的等級沒有任何不利的影響。
不采用橡膠撓性膜也構(gòu)成了本發(fā)明固有的優(yōu)越性。使用這樣的膜實際上費用昂貴，因為這種膜使用壽命很短，還因為使用這種膜時必須采用和貼附防粘產(chǎn)品。
另外，由于輪胎內(nèi)表面由剛性型芯確定，可以保證模具封閉，也可以保證造型只在模具構(gòu)件的界面上產(chǎn)生很小的與模具產(chǎn)品的高質(zhì)量相一致的飛邊，因此，一旦開始制造輪胎，就可以使用上述剛性型芯做為輪胎坯料的支撐。根據(jù)本發(fā)明的模具，人們可以不考慮未經(jīng)硫化處理的橡膠混合物的機械阻力，因為這些混合物不存在機械應(yīng)力，反之，當輪胎坯料處于未加工狀態(tài)時，有時，上述這些性能就顯得比較重要。這樣，本發(fā)明的模具，開辟了一條迄今在輪胎制造工業(yè)中使用各種不同混合物的道路，即可以使用均勻的或不均勻的，尤其是費用低廉的和/或使輪胎具有優(yōu)良性能的混合物。
同樣，在輪胎的制造過程中，不采用最小結(jié)構(gòu)就可以使上述輪胎的制造比較準確，因為混合物進入輪胎結(jié)構(gòu)中，這樣，一旦將它們置于剛性型芯上，就不再具有相對運動，直至這種結(jié)構(gòu)由硫化而固定。例如由于這種結(jié)構(gòu)在徑向構(gòu)架中置放而構(gòu)成輪箍的加強金屬絲的角度就不再變化。
在圖1中可以看到，每個模段在封閉位置上通過接觸面101與側(cè)模2相配合，每塊側(cè)模也包括許多橫向平面(圖1中未示出)，該橫向平面在封閉位置同相鄰模段的橫向平面相拼接。型芯3的徑向內(nèi)表面302在封閉位置同平面202接觸，該平面202配置在區(qū)域200外每塊側(cè)模2的延伸段20中，可以保證輪胎內(nèi)緣徑向平面造型。
這些平面202和302是圓柱形的和同軸的，這些平面可以象活塞在孔中那樣一個在另一個上滑動。
特別是參照圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn)，第一個實施例中帶有模段的模具，它包括剛性型芯3，以及沿圓周交替配置的兩種類型的模段(稱作a類型的標有1a的第一種類型的模段，稱作b類型的標有1b的第二種類型的模段)。剛性型芯本身也分成交替配置的兩種類型的另件(3a和3b)。b類型的另件3b包括橫向平面，該橫向平面的延伸段在外部徑向相切，a類型的另件3a是互補形狀，用于確定輪胎內(nèi)表面，如同專利US4279856中述及的那樣。這樣，輪胎規(guī)定從唯一的入口，即輪胎胎緣之間和每個輪胎胎緣成徑向的內(nèi)部，放入和取出型芯構(gòu)件是可以做到的。用b類型的另件3b安裝和拆卸型芯，它們不包括用于向輪胎的中心線徑向運動的反向錐度值。
現(xiàn)在再回到模段的環(huán)模1并根據(jù)相類似的原理，兩種類型的模段中的一種(b類型)具有彼此平行的橫向平面161和162，如同CA專利N°765745中述及的那樣，在模段封閉時，可以使上述另件具有活塞的作用，在封閉時模段是b型的。
根據(jù)圖1、2、3對封閉運動進行說明，就可以詳細解釋這種模具的操作方法。
型芯3由兩種互補類型的另件3a和3b構(gòu)成，該型芯被放入輪胎未加工坯料，如同上面述及的那樣，或者把輪胎坯料置放在安裝好的型芯上。然后，側(cè)模2接近輪胎未加工坯料的型芯，直至延伸段20在型芯3的平面302上滑動，但是不到達封閉位置。
在這個階段，橡膠還沒有被壓縮。然后，根據(jù)運動學(xué)原理，使模段進入封閉位置，即模段1a在模段1b之前進入封閉位置。由剛性型芯3支撐的坯料在封閉模具之前得到最終幾何尺寸。當模段1a徑向靠近時，在上述模段沒有處于封閉位置之前就可開始對輪胎的圓環(huán)部分的紋路進行造型。這一方面可使未加工橡膠流動，另一方面使上述模段1a徑向靠近。在上述模段的封閉位置中(參見圖3)，所有模段的橫向平面都是兩個對兩個地拼接，而模段1b還至少部分地縮回。由于所有的橫向平面(1b1和1a1，1b2和1a2)都是連接的，因此，最終模段1b徑向的靠近而使得精壓未加工橡膠在造型壓力下通過模段1a進行流動，以保證輪胎的圓環(huán)部分完全造型。
這樣，1b類型的模段以活塞方式在1a類型的模段之間滑動，這樣就可以避免夾住模段的橫向平面之間的未加工橡膠。
最后，側(cè)模2可以一直接近到封閉位置，這還可以精壓橡膠，并使該橡膠在帶有模段的環(huán)模的一部分和另一部分之間流動。實際上，側(cè)模2和帶有模段的環(huán)模之間的接觸面總是平行于模具封閉的最后運動方向。在述及的實施例中，每個接觸面101和201都是圓柱面，它的中心線與模具的中心線重合。為了避免任何飛邊在所有模段封閉之后，側(cè)模2至少部分地進行軸向靠近。在其它實施例中，每個接觸面101和201總是垂直于模具的中心線，如圖6所示。在這種情況下，使側(cè)模軸向靠近到它們的最終位置應(yīng)該在封閉模段之前進行。
為了獲得述及的模具不同另件的運動，技術(shù)人員可以使用任何適合的裝置，尤其可以使用機械、液壓或氣動千斤頂。
從而可以看到，完全封閉模具可以通過一些另件在另一些另件上滑動來實現(xiàn)，除非這種另件邊緣不向其它另件邊緣靠近。由于這一點，人們能設(shè)想一種完全剛性的模具，必要時可對一個或許多個另件施加封閉壓力，使模具封閉。
圖5、6示出本發(fā)明模具的另一個實施例。這種實施例對模段的橫向平面進行不同的配置。這樣，當帶有包括兩種類型模段的模具沿圓周交替安裝的模段1a′和1b′時，它還可以防止夾在模段橫向平面之間的未加工橡膠，兩種類型的模段中的一種(b類型)具有橫向平面1b′1和1b′2，它的徑向延伸可以與模具徑向向外成交點;而模段的另一個類型(a類型)，在模具處于封閉位置時，則具有橫向平面1a′1和1a′2與前面的平面1b′1和1b′2拼接。兩種類型的模段的徑向靠近運動應(yīng)該協(xié)調(diào)。本發(fā)明模具的這種實施例的操作方法，其特征在于，至少在模具封閉的最后階段，模段的所有橫向平面都是兩個對兩個地連接，a類型的模段的靠近是確定了的，而b類型的模段的靠近，則根據(jù)運動學(xué)原理使b類型的模段的橫向平面在a類型的模段的橫向平面上滑動。
圖7示出本發(fā)明模具的模段的另一個實施例。根據(jù)本發(fā)明，還可以獲得至少在模具部分封閉運動期間相鄰模段的橫向平面的滑動，當上述模段在它們之間沿圓周相連接，并以鏈的方式夾緊產(chǎn)品時，這種模具就包括任意幾個數(shù)目的模段。根據(jù)本發(fā)明實施例，帶有模段的模具其特征在于，每個模段(1c、1d、1e)的橫向平面是這樣的，即同任何垂直于模具中心線的平面的相交處都是成圓弧。封閉的模具在圖7中以實線示出。用虛線示出開啟位置上的模段1d。
模段的鏈從模段1c開始，由模段1d延續(xù)，通過模段1e結(jié)束。每個模段，降了第一個模段(1c)之外，都圍繞位于相鄰模段中的中心線4旋轉(zhuǎn)運動，每個模段都用臂5相連，每條中心線4都平行于模具的中心線。為了模段之間能相對運動，考慮從相鄰的模段的橫向平面1da和1dA，可由通過旋轉(zhuǎn)軸并繞旋轉(zhuǎn)軸擺動的平面曲線上的旋轉(zhuǎn)移動加以確定。在另一個最簡單的實施例中，這種曲線是直線，可確定部分圓柱形的橫向平面，在平面圖(圖7)中用半徑r的圓弧表示，r是分開橫向平面每一點與旋轉(zhuǎn)軸的距離。這樣，所有的橫向平面都是確定了的，除了第一個平面1c1(在第一個模段1c上出現(xiàn))和最后一個平面1e1(出現(xiàn)在最后一個模段1e)，這兩個平面1c1和1e1以相類似的方法，并根據(jù)半徑R＝r+d加以確定，d是在通過旋轉(zhuǎn)軸的平面上測得的模段的長度。這種不同結(jié)構(gòu)的原因在對模具的封閉中得到很好說明。模段1c插入它的封閉位置。模段1d通過繞前面的模段的中心線4旋轉(zhuǎn)，它逐漸地插入它的封閉位置，橫向平面是拼接的。最后，模段1e通過繞前面的模段的中心線4旋轉(zhuǎn)而在最后一個模段1d與模段1c之間滑動。這種模具可以穩(wěn)定地保持模段的橫向平面兩個對兩個地拼接。在封閉的每個階段，封閉的模段象活塞那樣在前面的模段封閉時精壓流動的未加工橡膠。在其它實施例中，帶有模段的環(huán)模由兩個半鏈式構(gòu)件組成，一個在圓周方向上封閉，另一個在相反的方向上封閉。
權(quán)利要求
1.用于橡膠輪胎造型和硫化的模具，這種類型的模具包括a)確定輪胎內(nèi)表面的剛性型芯，b)兩個側(cè)模，每個側(cè)模用于輪胎外部形狀的造型，c)分成許多模段的環(huán)模，它可以保證輪胎環(huán)形部分的外部造型。其特征在于，全套構(gòu)件(剛性型芯、側(cè)模、帶有模段的環(huán)模)確定輪胎的造型空間，其特征還在于，模具的全部另件都具有一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)至少在上述模具的最后封閉運動階段處于一個另件在另一個另件上相對滑動的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的模具，其特征在于，它包括兩種類型的沿圓周長度上交替配置的模段，其中的一種(b類型)模段具有彼此平行的橫向平面，而另一種類型的模段(a類型)，在模具處于封閉位置時，具有與前面的橫向平面拼接的橫向平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1述及的模具，其特征在于，它包括兩種沿圓周長度交替配置的模段，其中一種模段(b類型)具有橫向平面，該橫向平面的徑向延伸可以與模具徑向向外成交點，另一種類型的模段(a類型)，在模具處于封閉位置時，則具有同前面的橫向平面拼接的橫向平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1述及的模具，其特征在于，每個模段的橫向平面同任何垂直于模具中心線的平面的相交處為圓弧。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中的任何一個權(quán)利要求
述及的模具，其特征在于，每個側(cè)模和帶有模段的環(huán)模之間的連接線在側(cè)模和模段之間的接觸面上延伸，上述接觸面位于與模具的中心線相垂直的平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中的任何一個權(quán)利要求
述及的模具，其特征在于，每個側(cè)模和帶有模段的環(huán)模之間的連接線在側(cè)模和模段之間的接觸面延伸，上述接觸面位于其中心線與模具中心線相重合的圓柱面。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1至6中任何一個權(quán)利要求
述及的模具，及特征在于，a)型芯的內(nèi)徑向面是圓柱形的，b)每個側(cè)模包括一個區(qū)域外的延伸段，以便保證對胎邊的內(nèi)徑向面的造型，上述延伸段包括圓柱面，例如，每個側(cè)模的延伸段可以在型芯內(nèi)部滑動。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6和7的模具的操作方法，其特征在于，a)首先，側(cè)?？拷鼛в休喬ノ醇庸づ髁系男托荆钡絺?cè)模通過上述的接觸面同型芯相接觸，并在它們的封閉位置之前停止，b)根據(jù)運動學(xué)原理，模段插入它們的封閉位置，c)側(cè)模插入它們的封閉位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2述及的模具的操作方法，其特征在于，至少在模具封閉的最后階段，模段的所有橫向平面都是兩個對兩個地連接，a類型模段的靠近是確定了的，而b類型模段的靠近則根據(jù)運動學(xué)原理，通過b類型模段的橫向平面在a類型模段的橫向平面上滑動進行。
10.根據(jù)權(quán)利要求
3述及的模具的操作方法，其特征在于，第一個模段插入它的封閉位置，然后，連續(xù)模段通過繞前面的模段的旋轉(zhuǎn)運動，相繼插入它們的封閉位置，橫向平面是拼接的。
專利摘要
用于橡膠輪胎造型的剛性模具，由確定輪胎內(nèi)部形狀的型芯3、側(cè)模2以及扇形環(huán)模1構(gòu)成。為了封閉這種模具，所有的零件都在封閉運動的最后階段處于一個零件在另一個零件上滑動的狀態(tài)。
文檔編號B29C43/36GK87103197SQ87103197
公開日1987年11月18日 申請日期1987年4月25日
發(fā)明者達尼埃爾·洛朗, 馬克·塞貝 申請人:米什林公司(米什林企業(yè)總公司)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan