低扁平率輪胎硫化膠囊的製作方法

2023-09-16 13:00:10

專利名稱：低扁平率輪胎硫化膠囊的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在輪胎硫化處理過程中形成輪胎的膠囊，尤其 涉及，但並不僅限於，設計用於硫化低扁平率輪胎的輪胎膠囊。
背景技術：
近年來，低扁平率輪胎已經得到普及。術語"扁平率"表示當 輪胎膨脹至最大氣壓，安裝在經核准的測量輪輞上，並且不加載時， 輪胎截面高度除以其截面寬度所得到的值。低的扁平率典型地為小
於70，而輪胎的標準扁平率通常為75或更高。
與標準扁平率輪胎相比，低扁平率輪胎擁有很多優勢。低扁平 率輪胎具有更小的側壁，可更有效地反作用於側向力。另外，因為 具有更小的側壁，以及這樣的低扁平率，因此需要較少的時間將車 輪的轉向輸入傳遞至胎面。這就導致更快的轉向反應以及恢復輪胎 動態特性。輪胎的扁平率影響胎面接地面積。低扁平率輪胎典型地 比標準扁平率輪胎具有更寬的胎面接地面積，這樣就會產生更堅實 的著地區域，減少了變形，並且提供了改進的迴轉和牽引性能。
由於這些優勢，對低扁平率輪胎存在高需求。然而，採用現代 的輪胎生產技術生產低扁平率輪胎比生產標準扁平率輪胎更具挑 戰性。通常，使用相同的裝置來生產低扁平率和標準扁平率輪胎。 然而，這種裝置對於生產具有低扁平率輪胎的更小側壁的輪胎並不 是最優的。因此，經常在低扁平率輪胎的生產中出現不合格產品。
例如，在生產輪胎的通常的方法中，首先加工鋼絲圈。內襯、第一和第二帶、以及胎面圍繞著鋼絲圈形成生輪胎胎體。生輪胎胎 體放入輪胎模具中，可膨脹的橡膠膠囊插入到生輪胎胎體內部。膠 囊受壓，並且膨脹，以相對於模具擠壓生輪胎胎體。輪胎模具受熱， 以將生輪胎胎體成形硫化成所需的最終結構，並且輪胎模具包括凹 槽，以便在硫化處理中形成胎面花紋。輪胎硫化之後，膠囊卸壓並 且移走，輪胎隨即從模具中移出。在該過程中使用傳統膠囊加工低扁平率輪胎的時候出現了問 題。傳統膠囊具有基本上一致的厚度。因此，膠囊基本上均勻膨脹。 這樣對標準扁平率輪胎具有較好作用，標準扁平率輪胎具有通常為 圓形或弧形的輪廓，因此傳統膠囊能夠容納該橫截面輪廓。然而， 低扁平率輪胎具有更方或更帶角的橫截面輪廓。這種輪廓要求膠囊 在側壁區域中比在標準扁平率輪胎中膨脹更大的量。傳統膠囊通常 不能在側壁與胎面交叉的區域中完全膨脹。傳統膠囊不能完全佔據 該區域和其他區域會導致輪胎品質一般。因此，需要能夠在低扁平率輪胎的側壁區域中提供改進的接觸 性能的膠囊。發明內容本發明的一方面是提供一種用於硫化低扁平率輪胎的膠囊。膠 囊的第一部分包括第一夾持足和第二夾持足。膠囊的第二部分包括 第一肩部區域和第二肩部區域。膠囊的肩部區域具有各自的第一和 第二厚度尺寸。膠囊的第三部分將第一部分連接至第二部分，並且 具有第三厚度尺寸。另外，第一和第二厚度尺寸小於第三厚度尺寸。本發明的另一方面是提供一種用於硫化低扁平率輪胎的膠囊。 夾持足在膠囊中相互間距第一距離而設置。第一肩部和第二肩部相 互間距第二距離而布置。第一和第二肩部的厚度比膠囊的其他部分更薄。另外，第二距離大於第一距離。本發明的又一方面是提供一種用於通過向膠囊加壓而硫化低 扁平率輪胎的膠囊。膠囊包括中心線。另外，膠囊包括位於肩部中 的第一膨脹區域，該肩部位於膠囊中心線的相反側上。膠囊還包括 沿中心部分布置的第二膨脹區域，該中心部分位於膠囊的肩部之 間，並且穿過中心線。並且，第一膨脹區域在壓力下比第二膨脹區 域膨脹的量更大。本發明的另一方面是提供一種用於形成低扁平率輪胎的方法。 該方法包括將低扁平率輪胎胎體放入適合於升高溫度，並且具有內 表面的模具內的步驟。另一步驟是將膠囊插入模具和低扁平率輪胎 胎體內。進一步的步驟是將膠囊壓入低扁平率輪胎胎體內。膠囊包 括肩部，該肩部在壓力下比膠囊其他部分膨脹的量更大。並且，膠 囊的形狀通常與低扁平率輪胎胎體的輪廓相一致。另外的步驟是利 用加壓的膠囊，相對於模具的內表面擠壓低扁平率輪胎胎體。另一 步驟是升高模具溫度。進一步的步驟是將低扁平率輪胎胎體壓模成 輪胎。


附圖示例了本發明的實施例，並且結合以上給出的本發明的一 般性說明以及以下給出的優選實施例的詳細說明，用於解釋本發 明。圖1示例了根據本發明的一個實施例的形成輪胎的膠囊的透視圖；圖2示例了圖1所示膠囊的橫截面視圖；圖3A示例了用於輪胎模具中以形成低扁平率輪胎的圖1的膠囊的示意性橫截面視圖；圖3B示例了圖3A的輪胎膠囊，其中膠囊在壓力下膨脹，該 壓力致使生輪胎胎體的側壁部分與輪胎模具之間的優先接觸；圖3C示例了具有增加的膠囊膨脹部的圖3B的輪胎膠囊的示 意性橫截面視圖，該增加的膠囊膨脹部致使生輪胎胎體與輪胎模具 之間完全接觸；圖4示例了現有技術的膠囊設計；以及圖5A-5D示例了多個用於不同類型的輪胎模具的膠囊實施例。
具體實施方式
現參照圖1，顯示了用於形成低扁平率輪胎的膠囊10的優選 實施例。在一些實施例中，生產的輪胎的扁平率為45系列、40系 列、以及30系列，然而，也能生產其他系列的低扁平率輪胎。膠 囊10由柔性且可膨脹材料製成，例如彈性材料，包括丁基橡膠。 然而，對於本領域技術人員而言，其他類型的材料顯然也是可以用 於形成膠囊10的。對於本領域技術人員，很顯然膠囊IO可以通過 使用注射成型工藝或其他加工技術而成型。在示例的實施例中，膠囊IO具有大體環形形狀，該環形形狀 通常與低扁平率輪胎的形狀相一致，並且該膠囊還具有外表面12 和內表面14。內表面和外表面12， 14限定出了內部空間16，該內 部空間布置成接收輪胎模具30 (圖3)的中心柱子(未示出)。膠 囊IO通常通過夾持連接至所述柱子(未示出)，並且隨即被插入到 輪胎模具30中。膠囊10設計成在形成/硫化輪胎的過程中受壓， 並且在壓力下膨脹至佔據生輪胎胎體，從而促使生輪胎胎體與輪胎 模具30相接觸。圖2顯示了膠囊IO的三個主要部分，該三個部分圍繞膠囊IO的中心線18定位。膠囊10的第一部分通常為線性的，並且為通常 具有均勻厚度的中心部分20，該中心部分從中心線軸向向外延伸。 在一個優選實施例中，中心部分20的尺寸或厚度約為5毫米。膠 囊10的第二部分從中心部分20的每個端部延伸，並且包括肩部 22，該肩部對稱地位於中心線18的兩側，並且該肩部具有大體弧 形橫截面。肩部22起始於位置23處，該位置處膠囊10的橫截面 的厚度減小。在一個優選實施例中，肩部22的厚度約為4毫米。 肩部22為膠囊IO的佔據完成後的輪胎的胎面和側壁之間的過渡部 分的部分。膠囊10的第三部分為夾持足24。夾持足24用於將膠囊10固 定到所述柱子上(未示出)，該柱子插入到輪胎模具30的中心。夾 持足24的內表面25之間的距離在圖2和3A中由Dl表示，沿外 表面12的大體線性部分的距離由D2表示，該線性部分包括中心部 分20和肩部22的一部分。優選地，距離Dl小於距離D2，這樣就 提供了在長度上長於夾持足24之間距離的外表面12的寬的線性部 分。在一個優選實施例中，距離D1約為5.75英寸，距離D2約為 7.5英寸。中心部分20、肩部22、以及夾持足24優選地為一個連續的膜 片，該膜片可膨脹，且易變形。由部分20和22聯合限定的形狀通 常與低扁平率輪胎的輪廓相一致。雖然夾持足24顯示為具有比中 心部分20和肩部22更寬的橫截面寬度，但本發明並不限於此種結 構。本領域技術人員可以認識到，只要能將膠囊10固定到模具30 中適當的位置上，其他結構也是可以使用的。圖3A顯示了在使用圖1和2所示的膠囊10，在膠囊被加壓之 前的低扁平率輪胎的硫化處理的開始階段。利用雙夾子26使膠囊 IO連接到柱子(未示出)，該雙夾子彼此相對置地定位，並且在硫化過程中用於約束膠囊10。當膠囊IO連接到所述柱子後，膠囊插入到生輪胎胎體28中，兩者均放入到模具30中。有利地，膠囊 10的形狀通常與生輪胎胎體28的形狀相一致，如下所述的那樣提 高了生輪胎胎體28的硫化處理。在硫化過程中，夾子26將膠囊10固定在模具30內部，每個 夾子26均具有外部夾32和內部夾34，以夾在夾持足24周圍。生 輪胎胎體28由模具30包圍，該模具具有頂半部36和底半部38， 它們可以相互分離，從而使得生輪胎胎體28能夠移除或布置到模 具中。模具30還包括形成於模具30內表面41上的肋39和凹槽 40，以便在硫化過程中，在生輪胎胎體28上形成胎面和胎面花紋 溝。除了在圖3A中所示的兩瓣模具30外，在成型生輪胎胎體28 時還可利用各種其他類型的模具。例如，在成型低扁平率輪胎時通 常利用分段模具。如圖3B中所示，當生輪胎胎體28放置在模具30中後，膠囊 10受壓。當膠囊10內部的壓力升高時，如箭頭所示，肩部22以 比中心部分20更快的速度膨脹，該肩部22具有比膠囊10的中心 部分20的橫截面厚度或第二尺寸44更薄的橫截面厚度或第一尺寸 42。具有更厚的第二尺寸44的中心部分20將以比具有更薄的第一 尺寸42的肩部22更慢的速度伸展和膨脹。有利地，相比較於用於 成型標準扁平率輪胎的膠囊，肩部22的膨脹導致在生輪胎胎體28 的拐角區域46中作用於生輪胎胎體28的壓力增加。這種在拐角區 域46增加的壓力使質量得到提高，以及在拐角區域46中，使生輪 胎胎體28與模具30之間均勻接觸，從而可以獲得比使用傳統膠囊 獲得的低扁平率輪胎更高質量的輪胎。現參照圖3C，顯示了完全受壓的膠囊10相對於模具30的整 個表面擠壓生輪胎胎體28。由於膠囊10在肩部22中比中心部分膨脹得更迅速，所以膠囊10可以促使生輪胎胎體28在不留任何縫 隙的情況下完全佔據模具。結果就是由生輪胎胎體28產生出均勻 成型的低扁平率輪胎。雖然，優選實施例通過相比較於中心部分 20的厚度或尺寸44而減少肩部22中的膠囊10的厚度或尺寸42， 從而達到所需的結果，但本發明並不限於此種結構。例如，膠囊 10可以被成型為使肩部22中的材料具有比中心部分20中的材料 更低的彈性模量，以使得在一定壓力下，肩部22以比中心部分20 更快的速度膨脹。本領域技術人員會認識到，可以獲得其他能夠使 得膠囊10的肩部在一定壓力下，比中心部分20更容易膨脹的變形現參照圖4，顯示了本發明的膠囊10超越傳統膠囊48的優勢。 因為傳統膠囊48具有大體一致的尺寸，因此其無法充分地橫向膨 脹，並與生輪胎胎體50的全部區域相一致。反而，在膠囊48和生 輪胎胎體50的胎面區域54和側壁區域56的拐角之間經常留下縫 隙52。結果是，從胎面區域54至側壁區域56的生輪胎胎體50的 過渡部分通常成型較差。至少由於作用於膠囊48的肩部區域的壓 力不足的原因，因此，傳統膠囊48生產的低扁平率輪胎質量較差。現參照圖5A-D，示例了多個用於不同類型的輪胎模具的膠囊 實施例。第一膠囊實施例58a指用於Bag-0-Matic⑧類型的LARC 硫化處理的膠囊。該膠囊的輪廓與圖l-4中描繪的輪廓相似。第二 膠囊實施例58b指用於NRM類型的LARC硫化處理的另一類型的 膠囊。該膠囊具有帶不規則形狀夾持足與曲線夾持足的輪廓。第三 膠囊實施例5 8c指用於KRUPP & AUTOLOCK LARC硫化處理的另 一類型的膠囊。該膠囊具有帶延伸夾持足與厚夾持足的輪廓。第四 膠囊實施例58d指用於KOBE類型的LARC硫化處理的另一類型 的膠囊。本發明已經在上下文的典型實施例中作了說明。本領域技術人 員將認識到，在不脫離本發明的原則的情況下，可以增加、刪除以 及修改在此描述的特徵。相應地，要求保持的內容權利要求來限定。
權利要求
1.一種用於硫化低扁平率輪胎的膠囊，包括包括第一夾持足和第二夾持足的第一部分；包括第一肩部區域和第二肩部區域的第二部分，所述第一肩部區域和第二肩部區域具有各自的第一厚度尺寸和第二厚度尺寸；以及將所述第一部分連接至第二部分並具有第三厚度尺寸的第三部分，其中，所述第一厚度尺寸和第二厚度尺寸小於第三厚度尺寸。
2. 根據權利要求1所述的膠囊，其特徵在於，所述第一厚度 尺寸和第二厚度尺寸基本上相同。
3. 根據權利要求1所述的膠囊，其特徵在於，分隔所述第一 夾持足和第二夾持足的距離小於第三部分的長度。
4. 根據權利要求1所述的膠囊，其特徵在於，所述第一部分、 第二部分、以及第三部分包括由連續膜片構成的部分。
5. 根據權利要求4所述的膠囊，其特徵在於，所述膜片在所 述第一肩部區域和第二肩部區域彎曲。
6. 根據權利要求4所述的膠囊，其特徵在於，所述膜片在所 述第三部分基本上為直的。
7. 根據權利要求4所述的膠囊，其特徵在於，至少一個夾持 足的厚度大於所述第一肩部區域和第二肩部區域中的膜片的厚度。
8. 根據權利要求1所述的膠囊，其特徵在於，所述肩部區域 具有比第三部分更大的彈性。
9. 根據權利要求1所述的膠囊，其特徵在於，所述膠囊為丁 基橡膠。
10. —種用於硫化低扁平率輪胎的膠囊，包括具有相互間以第一距離定位的夾持足以及相互間以第二距離 布置的第一肩部和第二肩部的膠囊，其中，所述第一肩部和第二 肩部具有比膠囊其他部分更薄的尺寸，並且其中，所述第二距離 大於第一距離。
11. 根據權利要求IO所述的膠囊，其特徵在於，所述膠囊為 膜片。
12. 根據權利要求11所述的膠囊，其特徵在於，當所述膠囊處在壓力下時，所述膜片在肩部比在膠囊的其他部分膨脹更大的
13. 根據權利要求11所述的膠囊，其特徵在於，所述膜片為 丁基橡膠。
14. 一種通過向膠囊加壓來硫化低扁平率輪胎的膠囊，所述膠囊包括中心線，並且包括位於所述膠囊的中心線的相反側上的肩部中的第一膨脹區域；以及沿中心部分定位的第二膨脹區域，所述中心部分穿過中心線，並且位於所述膠囊的肩部之間；其中，所述第一膨脹區域在壓力下比第二膨脹區域膨脹的量 更大。
15. 根據權利要求14所述的膠囊，其特徵在於，所述膠囊為 膜片。
16. 根據權利要求14所述的膠囊，其特徵在於，所述膠囊包括夾持足，所述夾持足被構造和布置成在中心線的相反側上比所 述肩部更近地靠到一起。
17. —種用於成型低扁平率輪胎的方法，包括將低扁平率輪胎胎體放置在模具內部，所述模具適合於升高 溫度並且具有內表面；將所述膠囊插入到所述模具和低扁平率輪胎胎體內部；對所述扁平率輪胎胎體內部的膠囊進行加壓，所述膠囊具有 肩部，所述肩部在壓力下比膠囊其他部分膨脹的量更大，其中， 膠囊的形狀通常與低扁平率輪胎胎體的輪廓相一致；利用加壓的膠囊，相對於模具的內表面擠壓低扁平率輪胎胎體；升高模具的溫度；並且 將低扁平率輪胎胎體模製成輪胎。
18. 根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述膠囊為 膜片，其中，肩部的尺寸比膠囊其他部分的尺寸更薄。
19. 根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述內表面包括肋，以便在低扁平率輪胎胎體上形成胎面花紋溝或其他花紋。
20.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述膠囊包 括夾持足。
全文摘要
一種形成輪胎的膠囊，該膠囊由彈性體膜片組成，該膜片被構造並成型成用於硫化低扁平率輪胎。所述膠囊包括夾持足，以使得為了能插入輪胎硫化模具中而使其能夠夾持在柱子上。所述膠囊具有這樣的橫截面輪廓所述夾持足之間的距離小於所述膠囊的肩部區域之間的距離。另外，所述膠囊的肩部區域具有比所述膠囊膜片的其他部分更薄的尺寸，因此，當受壓時，其比膠囊膜片的其他部分膨脹的量更大。
文檔編號B29C35/02GK101239494SQ20071016111
公開日2008年8月13日 申請日期2007年10月8日 優先權日2006年10月5日
發明者W·希姆斯 申請人:卡利斯樂無形資產公司