具有旋轉胎跟下部夾具的成形鼓的製作方法

2023-06-10 15:40:01 2

專利名稱：具有旋轉胎跟下部夾具的成形鼓的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有胎體加強件的輪胎的製造方法，這種輪胎的加強元件在側壁中為徑向，且在位於胎冠中的區域或靠近胎跟的區域中相對於圓周方向傾斜一定的角度。
更具體地，本發明提出了一種實現該方法的合適的成形鼓。
背景技術：
子午線胎體輪胎已經公知很多年，且做出了持續的嘗試以改善其操作方法。
通常把輪胎分成三個不同的區域，包括胎冠區域，由胎冠加強件和與地面接觸的胎面組成；胎跟區域，將輪胎裝至輪輞上；側壁區域，構成上面所述的兩個區域之間的連接區域。
這些輪胎包括胎體加強件或胎冠加強件，由包覆在橡膠混合物中的一定長度的金屬或纖維簾線組成，以構成加強帘布層。簾線的長度與圓周方向形成一個精確的角度。接近90°的角度用於所提到的通常用於製造胎體加強件的「子午線」加強帘布層，而具有較小的小於90°角的帘布層用於胎冠加強帘布層。胎冠加強帶通常由至少兩層帘布層構成，帘布層的角度符號相反。被稱為零度的帘布層由與圓周方向成接近於0°角的加強簾線組成。
採用子午線胎體加強件改善輪胎性能已經公知了很長時間，其中子午線胎體加強件由朝著與圓周方向垂直的方向的加強纖維構成。然而，分析這種類型的輪胎的操作方法，顯示出只有位於側壁內的胎體加強件需要真正徑向，用於向輪胎提供由於這種工藝而具有的全部特性。
因此顯示出位於胎冠加強件下面的那部分胎體加強件可能是不必要的。
這就是為什麼已經對胎冠區域中的胎體加強件的角度做出了很多改進，使得其得到各種特性，以能夠與其它由加強元件形成的帘布層一起，用於構成胎冠加強件。胎冠區域中的胎體加強件相對於圓周方向的角度方向與那些位於胎冠下面的區域中的胎體加強元件的角度方向符號相反。在胎體加強件區域中，胎體加強帘布層簾線和胎冠加強帘布層相對於圓周方向的角度通常處於15°-40°之間。
作為例子，這種類型的輪胎如法國專利FR 1 413 102中所說明。這種輪胎包括胎體加強件，該胎體加強件由在胎跟和側壁區域中徑向或基本徑向排列的簾線構成，而在胎冠加強件在其上延伸的區域內，胎體加強件的方向明顯偏離徑向方向。
提出了很多種實施方案以支持這些改進。這些方法利用了當兩層帘布層預先重疊並互相粘合時的三角形效果所具有的特性，兩層帘布層具有不同的角度，並且相對於圓周方向對置，並且在相同方向上被拉伸。這種效果導致這些帘布層相對於圓周方向的角度變小。
在公開號為FR 2 797 213的文獻中給出了這種被稱為「三角形」原理的詳細說明。
為了產生這種三角形，建議在第一階段，如法國專利FR 1413 102中所說明的，在一個基本為柱形的成形鼓上依次排列一層或多層胎體加強帘布層，該胎體加強帘布層的簾線為徑向，然後排列一層胎冠加強帘布層，該胎冠加強帘布層具有相對於胎體簾線方向傾斜的簾線，使這些不同的帘布層粘合在一起，以形成通常所述的胎體。然後在第二階段中，在具有隔膜的成形鼓上成形胎體，以形成基本成環形的胎坯。
在成形階段中，在柱形胎坯變成環形胎坯的過程中，將構成胎冠區域的中間部分的直徑增大等於在縱向或圓周方向上拉伸胎冠加強帘布層和胎體加強帘布層，並使位於胎冠區域中的胎體加強簾線和胎冠加強帘布層簾線的角度具有較小的絕對值。
法國專利FR 1 508 652中說明了法國專利FR 1 413 102的一個替代例子，其中柱形胎體的成形或變成圓形直接在硫化壓力下進行。
然而，這些不同的方法表現了對形成這種三角形的控制不佳以及對帘布層的剛度變化非常敏感以及因而導致對帘布層的角度非常敏感的缺點，並且不易重複生產輪胎，從而所述輪胎的生產可能會顯著變動。

發明內容
本發明的目的為一種成形鼓和一種具有良好三角形再現性的輪胎製造方法，其中輪胎的胎冠加強帶由胎體加強帘布層和胎冠加強帘布層組成。
因此，已經表明在成形操作的全部過程中，控制胎跟的軸向旋轉，使得有可能非常準確地控制由胎冠區域中的胎體加強簾線形成的角度及胎冠加強帘布層簾線的角度，並使側壁區域中的胎體加強簾線保持徑向，而在成形操作結束時，使輪胎直徑保持很好的可重複性。
實際上應該注意，胎冠部分下面的胎體加強簾線的角度變化伴隨著側壁中的簾線向相反方向的周向移動。而上面說明的方法中，沒有一種方法能在成形階段控制這種旋轉，其被成形隔膜(FR 1 413102)或硫化壓力(FR 1 508 652)部分所局限。
根據本發明的輪胎胎體成形鼓包括兩塊側板，裝在軸線為XX′的軸上，並在所述軸上軸向運動。側板包括周向容納槽，用於容納將要成形的輪胎胎跟，並形成一個與所述胎跟接觸的密封。在成形過程中，側板互相軸向放置，並且至少一塊側板相對於另一塊側板圍繞著所述軸線XX′旋轉，從而使得輪胎胎跟可以互相相對自由旋轉或與軸線XX′成一個預定的角度旋轉。
這種製造輪胎的方法包括在一個傳統柱形鼓上製造輪胎胎體胎坯，通過依次鋪設由與圓周方向，即胎跟的環形元件成特定角度的加強簾線構成的胎體加強帘布層，將帘布層的邊緣向上捲起形成胎體卷邊，並且最後鋪設由與圓周方向形成一定角度的加強簾線構成的胎冠加強帘布層，其角度與胎體加強帘布層形成的角度符號相反。在這個階段中，建議在胎體加強帘布層和胎冠加強帘布層之間通過加強相互之間的粘合，提供良好的連接。
將這樣生產的胎體置於一個如上所述的成形鼓上，在其中執行適當的成形操作。該操作包括改變由胎體和成形鼓側板形成的內部體積值，然後使所述側板軸向互相靠近，從而使胎體成為環形；在三角形效果的作用下，胎冠區域的直徑增大，而胎冠加強帘布層的加強簾線及位於胎冠下面的胎體加強帘布層的加強簾線與圓周方向形成的夾角的絕對值減小。
應當注意到，處於側壁區域中的胎體帘布層的簾線不受這種三角形的影響，因而自然地具有一個成徑向的趨勢，最後與圓周方向大致成90°。
這種徑向效果將減小每一胎圈鋼絲上相同胎體加強簾線上兩個固定點之間的周向距離。這種運動造成胎跟彼此相對在相反方向上圍繞軸線XX′旋轉。
在胎坯內壁和所述輪胎胎跟置於其上的側板通過密封接觸而組成的密封空間內直接增大壓力。通過這種方式，所有能阻止胎冠三角形化或阻止胎跟圍繞成形鼓旋轉軸線自由旋轉的因素都被排除。
側板圍繞其軸線的旋轉可以是僅由於成形過程中胎跟的周向運動導致的自由旋轉，或是由於通過機械裝置控制的旋轉，以提高這種方法的可重複性。
一旦成形結束，胎坯容納用於結束成形的成形元件，其中包括胎面，還可能包括第二層胎冠加強帘布層。
由於具有良好的可重複性，有可能在鋪設胎面之前，在胎冠上鋪設如上製成的零度的胎冠加強件帘布層。


下文中的說明將使採用根據本發明的成形鼓的優點變得顯而易見，說明中結合附圖而給出了非限定性的實施方案和使用，其中-圖1表示根據本發明的成形鼓的示意圖，-圖2、3和4表示胎坯成形階段的示意圖，-圖5、6和7表示胎冠區域和底部區域成三角形，及側壁區域成徑向階段的示意圖，-圖8、9和10表示底部區域單獨成三角形，及側壁區域和胎冠區域成徑向階段的示意圖，-圖11表示輪胎的剖視圖。
具體實施例方式下面，如圖1-11中所示，具有相同功能的元件將用相同附圖標記表示。
圖1表示一個根據本發明的成形鼓T的剖視示意圖，其中軸線為XX′的軸1支撐兩塊側板4和4′，至少一塊側板能在所述軸1上軸向滑動。軸1通過電動機驅動的旋轉連接而與圖中未示出的底盤相連。
滑塊3和3′由蝸杆2驅動，而蝸杆2由電動機5帶動旋轉，從而實現側板的軸向移動。位於滑塊3和3′上的電動機驅動傳動系統7和7′，帶動側板4和4′圍繞軸線XX′向相反的方向旋轉。
在每塊側板4和4′上都有周向容納槽6和6′，用於容納將要成形的胎體C的胎跟，如圖2、3和4所示。優選地，使用被稱為「無隔膜」的成形方法，以不阻礙要成形的胎體不同部分在圓周方向上的運動。
從而，將容納槽設計成在胎體成形過程中固定胎跟，並且形成一密封連接，使得可以增大由側板和輪胎胎體所構成的容積V中的壓力。由於相同原因，側板4和4′與軸1之間的連接也應該是密封連接，以使胎體成形和其中至少一個的旋轉同時發生。
圖2、3和4表示了構成胎坯的胎體C成形的主要階段。
如圖2中所示，將胎體置於成形鼓T上，通過兩個容納槽6和6′固定胎跟。
如圖3中所示，由側板和輪胎胎體所構成的容積V中的壓力增大導致胎體變成圓形，且僅由於位於側壁中的胎體加強帘布層簾線成徑向，導致側板圍繞軸線XX′自由旋轉。
圖4成形的最後階段，其中電動機5控制側板4和4′的相互軸向靠近。
在該成形的最後階段中，電動機驅動傳動系統7和7′使側板4和4′圍繞軸線XX′旋轉預定的角度。為此，電動機驅動傳動系統7和7′可以有利地具有一個分度器，使得其可以精確地控制該旋轉運動。
根據本發明的成形鼓的實施方案可以是與上文說明的實施方案等價的多種變化。因此當採用無隔膜成形鼓時，一種等價實施方案僅驅動兩塊側板中的一塊旋轉。
使側板相對於軸線XX′旋轉的裝置可以由成形鼓內部的機械部件構成，如電動機驅動傳動系統7和7′，但也可以由所述成形鼓外部的裝置構成，如與成形鼓底盤連接，並與軸1的旋轉一起作用於兩塊側板之一的機械裝置。
圖5、6和7表示了實現該方法中利用的三角形現象。
置於成形鼓上的胎體加強帘布層與縱向或圓周方向成夾角α0，而胎冠加強帘布層與圓周方向成夾角θ0，夾角α0與θ0的符號相反。胎圈鋼絲上胎體加強層簾線的固定點之間的軸向距離為d0。
在如圖3中所示的容積V的加壓過程中，位於胎冠區域Zs中的那部分胎體加強帘布層和胎冠加強帘布層的加強簾線的夾角α和夾角θ變成αi和θi，其絕對值小於α0與θ0的絕對值。位於側壁區域Zf中的那部分胎體帘布層的角度方向的絕對值向徑向方向增大。胎跟互相向相反方向旋轉，並且胎體加強帘布層簾線的固定點間隔一個與d0不同的周向距離di。
通過使側板相互靠近，以完成成形，胎跟繼續向相反方向旋轉，從而，位於側壁區域Zf中的胎體帘布層簾線到達接近徑向的位置。位於胎冠區域Zs中的那部分胎體加強帘布層和胎冠加強帘布層的加強簾線的夾角α和夾角θ變成α1和θ1，其絕對值分別小於αi和θi的絕對值；胎體加強帘布層簾線的固定點間隔一個與di和d0都不同的周向距離d1。側板4和4′彼此相對圍繞軸線XX′旋轉預定的角度，使得可以得到固定的周向距離d1，並且在成形過程的最後精確調節胎體胎冠的周長及角度α1和θ1的值。
應當注意到，這種側板旋轉的控制在成形過程的最後，證明對調節帘布層的相對位置特別有效，但有可能利用在所述成形操作的第一階段中傳遞到胎跟上的周向壓力，而使側板實際上自由地旋轉。
為了獲得最終值α1和θ1，要確定側板彼此相對旋轉的角度、以及角度α0與θ0值，這些確定需要本領域技術人員的知識，他們將在已經提及的公開號為FR 2 797 213的文獻中找到必需的參考。
圖5-10說明了使用相同的成形鼓實現胎跟Zb區域中胎體帘布層加強簾線成三角形的可能性。該可能性存在於當輪胎胎體製造出來時，其簾線與圓周方向形成小於90°的夾角α0的條件下。
在將胎體加強帘布層圍繞胎圈鋼絲向上捲起的時刻，有可能使帘布層與其自身粘合。從而加強簾線與圓周方向形成夾角β0；夾角β0的值基本上與胎跟Zb區域中胎體加強簾線形成的夾角γ0相等，但符號相反，夾角γ0在成形發生前，和由兩個胎圈鋼絲之間的胎體帘布層加強簾線與圓周方向形成的夾角α0相等。
當成形胎體時，角度βi和γi分別趨近於在成形過程的最後時βl和γl的值。當沒有胎冠加強帘布層時，位於側壁區域Zf和胎冠區域Zs中的胎體加強帘布層簾線相對於圓周方向成徑向。
如圖11所示的剖視示意圖中製造輪胎的方法包括-在一個柱形成形鼓上鋪設至少一層由與圓周方向成夾角α0的加強簾線組成的胎體加強帘布層13，-鋪設胎跟的環形元件，包括胎圈鋼絲10、成形元件和胎跟填充橡膠14，-將帘布層的邊緣圍繞胎圈鋼絲10向上捲起形成胎體卷邊11，-鋪設由與圓周方向成夾角θ0的加強簾線構成的胎冠加強帘布層15，所述夾角θ0與α0的符號相反，且如有必要，將胎冠加強帘布層15與胎體加強帘布層13粘合，-鋪設構成側壁12保護物的橡膠成形元件，-將這樣製造的柱形胎體從成形鼓上取下，然後如上文所述，將其置於成形鼓T上，-通過至少使固定胎跟的成形鼓側板4和4′之一圍繞軸線XX′旋轉預定的角度，同時使所述側板4，4′軸向互相靠近，直到位於側壁區域中的胎體加強簾線基本徑向排列，以成形胎體，-通過鋪設用於形成胎冠區域，並包括胎面17和可能的第二層胎冠加強帘布層16的橡膠成形元件，結束胎坯製造。
-在模具中硫化胎坯。
應該注意，如圖5-7中所示，成形階段中出現的胎冠區域中帘布層的三角形效果為，加強簾線相對於圓周方向成夾角α0和θ1。然而，一方面由於胎體加強帘布層和胎冠加強帘布層之間產生的連接的橡膠特性，另一方面由於在成形過程的最後，形成接近輪胎平衡曲線的胎體橫向外形，該外形的結果在胎冠區域的中央比帘布層邊緣具有更大的周向變化，致使延長量和因此產生的三角形在胎冠處與帘布層邊緣處不同，夾角α1和θ1在帘布層邊緣有逐漸變大的趨勢，變成絕對值分別比α1和θ1大的夾角α′1和θ′1。
這種胎冠，涉及在帘布層邊緣具有變化角度的胎冠，是已知的，例如在公開號為FR 2 037 520的文獻中已說明，或者代替地在FR1 584 691中具有承受重載的更好的舒適性及更大的阻力。
公開號為FR 2 037 520的文獻中公開的製造方法提出了在帘布層邊緣分界面使用抗粘合系統，其在成三角形的過程中使帘布層邊緣具有一定的自由度，其結果是在帘布層邊緣形成比帘布層中央部分更大的角度。公開號為FR 1 584 691或FR 1 561 130的文獻中說明的方法提出了在邊緣區域彎曲「簾線元件」，這種操作在胎體製造過程中進行。
本申請中要求的根據本發明的方法使得由可能不必使用這些裝置而得到相似的效果。
最後，這種根據本發明的使用成形鼓的方法可以具有大量變化實施方案。
第一種變化的實施方案包括鋪設形成接近徑向的夾角α0的胎體加強帘布層。在成形過程中，三角形的效果將使其僅在胎冠區域Zs中與自身粘合。
第二種變化的實施方案包括在成形過程的中間階段鋪設第一層胎冠加強帘布層15，目的在於在底部區域和胎冠中獲得不同角度的三角形化。
另一種替代的實施方案包括製造輪胎，其中胎體加強帘布層13的卷邊11與圓周方向形成一個給定的夾角β1。位於胎跟區域Zb中的那部分帘布層與圓周方向形成夾角γ1。但也有可能僅在進行了成形過程後，製造胎體帘布層的卷邊11。在這種情況下，胎跟區域Zb中，胎體加強帘布層基本上為徑向；另一方面，卷邊與圓周方向形成夾角β。通過在成形過程的中間階段製造胎體帘布層的卷邊，也有可能結合上文中描述的效果。
最後，這種方法可以毫無困難地應用到不同類型的成形鼓工藝中，特別是應用於柱形胎體的製造階段、在單一成形鼓上進行胎坯成形及完工的階段。
權利要求
1.一種用於輪胎胎體(C)的成形鼓(T)，包括兩塊側板(4，4′)，裝在一根軸線為XX′的軸(1)上，並能在所述軸上軸向滑動，所述側板包括用於容納要成形的輪胎的胎跟的周向容納槽(6，6′)，並形成一個與所述胎跟接觸的密封，且其中通過增大由側板和輪胎(C)內表面所構成的容積(V)中的壓力、以及使所述側板(4，4′)相互靠近，從而成形輪胎，該成形鼓的特徵在於側板(4，4′)中的至少一塊側板相對於另一塊側板可被驅動而圍繞所述軸線XX′旋轉。
2.如權利要求1所述的成形鼓，其中所述側板(4，4′)圍繞軸線XX′的旋轉由胎跟圍繞所述軸線XX′的旋轉所驅動。
3.如權利要求1所述的成形鼓，其中所述側板(4，4′)圍繞軸線XX′的旋轉由電動機驅動元件(7，7′)所驅動。
4.如權利要求1所述的成形鼓，其中單一一塊側板(4，4′)相對於另一塊側板圍繞軸線XX′旋轉。
5.一種輪胎製造方法，該輪胎包括一個胎體加強件(13)，該胎體加強件由包覆在橡膠混合物中的加強簾線組成，且該加強簾線在側壁區域(Zf)中基本成徑向排列，所述加強簾線在胎冠加強件分布於其上的區域(Zs)的一部分中，相對於圓周方向以角度α1定向，該定向明顯偏離於徑向，所述胎冠加強件由至少一層包覆在橡膠混合物(15)中的加強簾線元件組成，且該加強簾線元件相對於圓周方向形成與α1的符號相反的夾角θ1，該方法包括下列步驟-在一個柱形成形鼓上鋪設至少一層由與圓周方向成夾角α0的加強簾線組成的胎體加強帘布層(13)，α0的絕對值大於α1的絕對值，-鋪設胎跟的環形元件，包括胎圈鋼絲(10)、成形元件和胎跟填充橡膠(14)，-將胎體加強帘布層的邊緣圍繞胎圈鋼絲(10)向上捲起以形成胎體卷邊(11)，並將卷邊(11)與胎體帘布層(13)粘合，-鋪設由與圓周方向成夾角θ0的加強簾線構成的第一層胎冠加強帘布層(15)，其中夾角θ0的符號與α0的符號相反，所述夾角θ0的絕對值大於θ1的絕對值，並將胎冠加強帘布層(15)與胎體加強帘布層(13)粘合，-鋪設構成側壁(12)保護物的橡膠成形元件，-將這樣製造的柱形胎體從成形鼓上取下，然後將其置於成形鼓T上，該成形鼓T包括側板(4，4′)，所述側板(4，4′)裝在一根軸線為XX′的軸(1)上，並能在所述軸(1)上軸向滑動，所述側板(4，4′)包括用於容納要成形的輪胎的胎跟的周向容納槽(6，6′)，並形成一個與所述胎跟接觸的密封，且其中通過增大由側板和輪胎胎體(C)所構成的容積(V)中的壓力、以及使所述側板(4，4′)相互靠近，從而成形輪胎，且側板中的至少一塊側板相對於另一塊側板被驅動而圍繞所述軸線XX′旋轉，-通過使固定胎跟的成形鼓側板(4，4′)彼此相對圍繞軸線XX′旋轉預定的角度，同時使所述側板(4，4′)軸向互相靠近，直到位於側壁區域中的胎體加強簾線基本徑向排列，以成形胎體，-通過鋪設用於形成胎冠區域並包括胎面(17)和可能的第二層胎冠加強帘布層(16)的橡膠成形元件，結束胎坯製造，-在模具中硫化胎坯。
6.如權利要求5所述的輪胎製造方法，其中夾角α0大致等於90°。
7.如權利要求5所述的輪胎製造方法，其中第一層胎冠加強帘布層(15)的加強簾線在帘布層邊緣與圓周方向形成絕對值大於夾角θ1的夾角θ1′。
8.如權利要求5所述的輪胎製造方法，其中第二層胎冠加強帘布層(16)是被稱為零度的帘布層。
9.如權利要求5所述的輪胎製造方法，其中將胎體帘布層(11)圍繞胎圈鋼絲(10)向上捲起的階段及鋪設構成側壁(12)保護物的橡膠成形元件的階段發生在成形胎體的階段。
10.如權利要求5所述的輪胎製造方法，其中第一層胎冠加強帘布層(15)在成形操作的中間階段中鋪設。
全文摘要
一種輪胎胎體(C)成形鼓(T)，包括兩塊側板(4，4′)，裝在一根軸線為XX′的軸(1)上，並能在所述軸上軸向滑動，所述側板包括周向容納槽(6，6′)，用於容納要成形的輪胎的胎跟，並形成一個與所述胎跟接觸的密封，且其中通過增大由側板和輪胎(C)內表面所構成的容積(V)中的壓力，及使所述側板(4，4′)相互靠近，從而成形輪胎，該成形鼓的特徵在於至少側板(4，4′)中的一塊相對於另一塊側板可被圍繞所述軸線XX′旋轉驅動。
文檔編號B29D30/20GK1733455SQ200510088899
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月2日 優先權日2004年8月2日
發明者J·奧克萊爾 申請人:米其林研究和技術股份有限公司, 米其林技術公司