由至少一層鋼絲或鋼絲繩帘布構成框架的輪胎的製造方法

2023-05-23 21:15:26 4

專利名稱：由至少一層鋼絲或鋼絲繩帘布構成框架的輪胎的製造方法
技術領域：
本發明涉及包括至少一個由鋼絲或鋼絲繩帘布層組成的框架的輪胎的製造方法，更具體說，涉及輪胎環形坯的製造方法。
當前製造汽車車輪外胎最常用的方法主要包括第一步，在圓柱形製造滾筒上，相繼鋪上不同層次的橡膠及各種鋼絲或鋼絲繩帘布構成的疊層，這些鋼絲或鋼絲繩將構成未硫化輪胎及輪胎本身的環形坯框架；在大多數情況下，所述框架帘布層被固定在裝有環形金屬補強件即鋼絲圈的滾筒的每個軸向端點上。
對於其框架是由交叉的鋼絲或鋼絲繩組成的輪胎，第二步包括在框架的未硫化圓柱形坯的中心區鋪上可任意地帶有胎面增強骨架或頂部骨架的帘布層，這些骨架一般是由鋼絲或鋼絲繩逐層交叉構成的。在擺放了所述的骨架和在骨架上放置了胎面後，製造此環形坯的最後一步包括，在硫化之前賦予其很接近完成的輪胎形狀的環狀。這個稱作圓柱狀坯料定形的操作可以在定形滾筒上進行，也可以在硫化模具自身內進行。
對於具有子午線框架的輪胎，第二步包括通過定形，將帶有骨架的未硫化圓柱狀毛坯轉變成未硫化環形毛坯。而最後一步則包括在環狀毛坯的中央部分鋪上頂部骨架、必需的橡膠混合層以及特別是胎面。
儘管對全部敘述過的操作給予特別關注，儘管對原料、對半成品、對最終的環形毛坯加以眾多的控制，儘管對製造機械和加工步驟也做了許多控制，對最終的已硫化輪胎進行的檢測表明，存在某些涉及產品定位，特別影響低部的偏差、和一些無法給予滿意解釋的缺陷。另外，眾所周知，這種方法需要藉助於眾多的機械和許多高水平的操作，在裝配之前另外先製造出鋼絲或鋼絲繩帘布，因而就提高了成本。
為了補救上述的不足，也就是說，為了提高成品輪胎的質量，並降低所述輪胎的製造成本，按照本發明，一種新的輪胎製造方式基於如下的原理，按照這種原理，主坯的側邊區和凸緣區應加工成與它將在硫化模中所具有的那種幾何形狀相同。
為了製造框架的骨架，可以使用將鋼絲或鋼絲繩在可摺疊的和/或可拆裝的環形芯上繞成螺旋形的繞組，然後將如此製得的環狀物割開，從環形坯中取出製造芯骨架。在美國專利1,316,104中敘述了這種方法。
在法國專利FR1,214,908中也做了同樣敘述，在此專利中，在一可拆裝的芯棒上纏繞上混合橡膠層，再纏上鋼絲繩層來得到骨架，在金屬鋼絲芯子布置點之間的寬度大約等於每部分帘布層為了能翻邊到將來框架骨架上的固定鋼絲圈上的寬度的2倍。
德國專利1,934,018實際上敘述了同樣的方法，這包括在一個模型上按螺旋形纏繞上連接的鋼絲或鋼絲繩，沿著該模型的徑向內表面，按一圈的方式切割此纏繞層，使得能將一部分纏繞層翻轉到鋼絲芯子上，而且以其翻轉就完成了這個框架的骨架。
如上所述的各種方法使用了模型、芯模或心軸，它們可以是硬的，也可是軟的，但無論改在哪種條件下，因為它們是可摺疊或是可拆裝的，所以它們是可變形的，因此就可以取出骨架的環狀坯。除了這種模型式芯棒難加工、成本高以外，它也難於使用，因為它需要一定的搬運裝卸操作，其後果是造成側壁區和凸緣區的有害位移與變形，實際上這兩個區域是輪胎的未硫化坯料的最脆弱部分。
另外，在各種情況下，這些模具或芯棒都無法保證鋪設表面有完美的均勻性，因此也就無法保證鋪設產品的形狀。實際上，模型的各裝配塊的裝配方式是，其精密度的好壞是與該模型的使用時間有關的。這時，使用這樣的模型會招致硫化好的輪胎的均勻性損害，不但使用不便，而且產品的布置也不好。
美國專利US3,975,490敘述了一種分成2或3部分的輪胎的製法。如果一個輪胎包括3部分，那麼被補強和預模製的兩部分包括了凸緣、側壁和補強帶、胎面的支撐體，第三部分則是胎面的本身。這個專利敘述了通過在具有圓形截面的環狀芯上繞上包橡膠的編織帶來製造補強的兩個部分，以及通過切割從兩個截面上分離所述坯料。為了實現補強，巨大的困難具體表現為，對於纏繞的增強帶，要在這樣製造的坯料上進行切割、要精確地得到在預硫化之後能互相滲透的補強帶，要避免在製造輪胎的側壁部分時發生位移和變形。
為了完善這些不足，特別是為了避免在芯棒上或在硫化模中發生的框架骨架坯之間的各種歪斜，按照本發明的方法可製造未硫化輪胎的環形坯，本方法包括a)在所述芯棒上覆蓋上至少一層用來包覆骨架上鋼絲或鋼絲繩的混合橡膠層；
b)通過在一個不可變形、不可拆裝的單塊環狀芯棒或模型上纏繞連續的鋼絲或鋼絲繩，來製造框架骨架的環形坯，該芯棒式模型的子午線截面，其輪廓，至少是涉及到側壁的輪廓線平行於最內部框架骨架帘布層的側壁子午線方向的輪廓線，就象將在硫化模中的那樣。
c)在所述環形坯上，放置包覆框架骨架的混合橡膠層和型材；d)沿圓周切開框架骨架坯，一方面至少一次在徑向的內表面，另一方面至少一次在芯棒的徑向外表面；e)沿軸向分開此坯的兩部分，使得能取出製造芯棒，藉助於一種裝置來實現此分離，該裝置同時具有夾持、支撐和搬運的作用，而且其沿軸向向內的壁具有與最內部的框架骨架帘布層的子午線輪廓相同的輪廓，必要時也覆蓋有必需的混合橡膠層和型材，這種一致性至少存在於如前面所定義過的側壁區；f)從軸向使所述幾部分合擾，使其重新連接起來；g)在放入到硫化模之前，完成輪胎毛坯。
應該理解，框架骨架的環形坯是由鋼絲繩或鋼線組裝而成，所述的壓延橡膠層用來包覆鋼絲繩或鋼絲，所述輪胎毛坯可處於生料態或半硫化態。
應該通過框架骨架帘布側壁的子午線輪廓來理解所述骨架在它們與固定鋼絲芯子的接觸點和與頂部骨架的接觸點之間的子午線輪廓。
框架骨架坯的夾持、支撐和搬運裝置最好是一種同軸的金屬環形冠狀體，一些種類的用於側壁的所述冠狀體，用來支撐、夾持以及搬運在製造芯棒上形成的骨架側壁，這些側壁用冠狀體在徑向上與用來支持、夾持和搬運框架骨架頂部的兩個所述冠狀體的外邊接合。
這些側冠狀體和頂冠狀體都設有帶吸盤的抽氣孔，這些孔都裝有橡膠瓣膜，使之不會損傷框架骨架，通過吸氣的吸力把骨架保持在冠狀物的內部。
這種裝置最適用於在芯棒上製造的框架骨架的毛坯上，然後就可進行環狀切割。鋪置框架骨架的固定鋼絲圈也是如此，這是通過側冠狀體來完成的，在該冠狀體的底部裝有用來接受所述鋼絲圈的凹槽，在槽的周邊上裝有磁鐵可以吸住鋼絲圈。對框架骨架用於構成所述骨架的翻邊部分進行翻轉來說，最好是在坯的兩部分進行分離後並取出了芯棒時進行。將所述的部分框架翻轉到固定鋼絲圈上意味著，這部分開始時是沿軸向放置於固定鋼絲圈內部的而現在圍著軸向配置的所述鋼絲圈翻轉180°到了外面，但仍然平行於該芯棒的轉動軸線。
關於兩塊坯料的重新聯接，可以通過提供至少一塊附加的補強帘布搭在框架骨架的兩個邊緣上來實現，或者簡單地通過把兩端頭對頭地連接來實現，也可以將框架骨架的上端彼此重疊來實現，或者是通過至少一塊帘布，重疊著進行兩端的對接或搭接來實現。
在將用來構成所述骨架的翻邊的部分框架骨架翻轉之後，就將此翻邊保持在水平位置上，最好是通過放在側冠狀體內表面的下部的吸氣孔的吸氣來保證這一點，在不用側冠狀體時也可通過兩個同軸滾筒來保證這一點，其軸向內表面之間的軸向距離是可以改變的。
按照本發明，最好用由兩個元件預加工成型的複合體來鋪置頂骨架和胎面。同樣，最好在框架骨架側面被所述側冠狀支撐時進行在框架骨架坯的頂部鋪置該複合體，進行這種支撐使得在製造過程中框架骨架和固定鋼絲圈有完美的穩定性。
同樣方法鋪置用來形成輪胎內部的混合膠層和型條，即沿軸向和徑向鋪於被壓光的框架骨架內側的膠層和/或型條，最好是在側冠狀體仍維持在框架骨架的位置時進行這種鋪置。
藉助於附圖及下面的敘述將會更好地理解本發明，這只用來說明實施例而不具有限定性，在圖中

圖1是框架骨架坯的第一個實施方案，這是在硫化模中的子午線截面視圖；圖2是圖1的框架骨架坯在製造芯棒上的子午線截面視圖；圖3是圖2的框架骨架坯，在此圖中安置了夾持、支撐及搬運裝置；圖4是在所述骨架的上部合擾並鋪上頂骨架-胎面複合層之後的框架骨架坯；圖5是放入硫化模前，最終完成的輪胎毛坯；圖6是框架骨架坯的第二個實施方案方案，其中出現了側壁的夾持、搬運和支撐裝置。
在圖1上可見到一個待製造的輪胎的框架骨架1的子午線截面，此子午線截面是在輪胎硫化模中的樣子。該框架骨架1由兩部分組成，它們在輪胎的赤道平面XX』上重疊，重疊寬度為λ。骨架1的子午線輪廓可分解為3個基本部分橫向小曲率子午線部分AB和兩個框架骨架1的子午線輪廓與頂部骨架(圖上未標出)彼此平行的部分，點A和點B正好是框架骨架的子午線輪廓與頂部骨架子午線輪廓的相切點。骨架1與由所述骨架1的固定鋼絲圈2和混合硫化膠層3組成的組合體的相切點為T1與T2，從點A、B到點T1和T2的這一段與鋼絲圈2的配置方式是，該組合體的子午線截面基本為圓形，框架骨架有與之適應的子午線輪廓，其橫向曲率更大，而且與輪胎的側壁相適應。
此框架骨架1翻轉到在鋼絲圈2-外塗層3組合體周圍的凸緣上，形成了翻邊10。兩根鋼絲圈2在硫化模中將以所謂「鋼絲圈間」軸向距離ET被分開，在點T1與翻邊10的端部之間的曲線長度為1。
圖2表示了製造如上所述的框架骨架1的環形坯所必須的芯棒N。此芯棒N是一個閉合的中空金屬環，該環壁的厚度使其實際上是不可變形的。該芯棒N最好覆蓋一層防粘織物，考慮到這層織物的厚度和鋪在框架骨架1的鋼絲繩內部以及鋪在所述芯棒表面的混合橡膠層4』的厚度，該芯棒N的外子午線輪廓要平行於如圖1所示的所述骨架的子午線輪廓，在芯棒N的徑向外表面上，鋼線圈與骨架相切點T1和T2的兩點之間的距離L等於ET＋2λ。通過在被包覆的芯棒N上纏繞鋼絲或鋼絲繩就得到了框架骨架坯1，這芯棒放在一個支架的輥上，該支架轉動，這時一個布線裝置使得鋼絲繩運動並以一定的速度纏繞在轉動的芯棒上。這樣的纏繞方法和進行這種纏繞的裝置是已知的，比如可參考法國專利2,052,885。
如在圖3中所示，框架骨架1的環形坯上被覆蓋了一層用來從外面覆蓋所述骨架1的鋼絲繩的混合橡膠層4」、一般位於框架骨架1和頂部骨架之間的混合橡膠型材4以各種層次的混合橡膠補強件。
如此覆蓋好的環形坯，這時被兩個由金屬側壁組成的主圓形冠狀體CF1和CF2在其側部和頂部相對於芯棒N緊固住，只有在圖2的赤道平面YY』上2λ的寬度不被緊固，所述的冠狀體又在徑向與兩個次級側冠狀體C』F1與C』F2相聯，後兩者本身又與也是金屬的頂部圓冠狀體Cs1和Cs2樣聯。
冠狀體CF1與C』F1以及CF2與C』F2的各自的接合線，在徑向上位於基本距切點T1和T2的軸向虛擬連線h距離處，h大致等於0.75H，H是由同一條T1、T2虛擬連線處開始測得的框架1的環形坯的高度。C』F1和Cs1以及C』F2與Cs2的各自接合上線基本上平行於製造芯棒N的軸線，其距離所述軸線的徑向距離基本上等於在模具中的輪胎的框架骨架1的分開的A和B點距所述模具的旋轉軸線的距離。
這些側冠狀體CF1、CF2、C』F1和C』F2以及頂冠狀體Cs1和Cs2備具有軸向內表面，其子午線輪廓與覆蓋了各種混合橡膠層之後的框架骨架1坯的子午線輪廓精確地一致。側冠狀體CF1與CF2在其軸向和徑向的內頂端開有圓形孔洞，用來接受鋼絲圈2-橡膠塗層3的組合體，當冠狀體CF1和CF2相對於芯棒N有軸向的位移時這些組合體與放在芯棒H上的框架骨架1相接觸。
在所述的實施例中，當處於未硫化狀態時，框架骨架1與鋼絲圈組合件被緊密地就地支撐在一起，藉助於轉動刀具D，一方面從芯棒赤道平面YY』的徑向上表面，另一方面從芯棒的徑向下表面在R點與S點處將框架骨架1切割開，這時距離T1R和T2S等於在已硫化的輪胎上測得到1的曲線長度，RS部分被從芯棒N上取下。
按照本發明方法的下一個步驟包括，沿軸向使組合冠狀體CF1、C』F1、Cs1與CF2、C』F2、Cs2分開，在所述冠狀體的軸向與徑向內表面上101、102、103、104上裝有吸盤100。通過吸氣使能夾持和輸送框架骨架1的坯料，同時又不會改變所述坯料的子午線輪廓。吸盤100是已知的，它連在一個空氣泵上，使所述吸盤上產生負壓。
如同在圖3上的箭頭F所示，隨後將T1R和T2S部分翻轉到鋼絲圈2-塗層材料3組合體上，使其貼合在側冠狀體CF1和CF2的徑向內表面上，通過吸氣保持住如上形成的翻邊。
兩組側冠狀體與頂冠狀體在軸向上分開使得製造芯棒N能被取出，進行輪胎的內修飾以及凸緣的修飾。在這上面再鋪置不同的混合橡膠層，一般就構成了輪胎的內層，如補強層或無內胎輪胎的不透氣混合層。
同樣方法鋪置了小的補強帘布，即所謂加強筋或鋼絲或鋼絲繩楔狀物12，它們一般位於成品輪胎中框架骨架的翻邊的軸向外側，還鋪置了形成凸緣所必需的橡膠層13，它位於框架骨架1翻邊的外側。所有這些橡膠最好按照同樣提交的法國專利FR2,603,841中所敘述的技術來鋪置。
正如可在圖3中見到的，在O處進行了切割之後，框架骨架坯的M0和OP部分沒有受到頂冠狀體的支撐。這兩部分的長度各為λ，在冠狀體進行軸向合攏的過程中，它們將形成如圖1中所示的框架骨架的重疊部分。
在實現了此重疊之後，通過固定於滾筒P0上的充氣膜G為媒介，將框架骨架1的坯置於壓力P之下。這個膜G最好在頂部進行補強，使其具有合適的硬度，使得在兩個頂冠狀體Cs1和Cs2及側冠狀體C』F1和C』F2發生軸向和徑向分離後，在鋪置由頂骨架5和胎面6組成的預成形組合體時能夠適應(見圖4)。在Cs1與Cs2分離的同時，兩個可充氣的滾筒P1和P2在軸向移向滾筒P0，滾筒P1和P2的目的是保持由鋼絲圈2、其被覆物3、翻邊10、增強件12和周圍的各種補強件13組成的組合件的位置，這一點對於在側冠狀體CF1和CF2進行軸向撤離後所進行的輪胎側壁與凸緣的內修飾是十分必要的。這種修飾包括在已完成和硫化的輪胎中，在框架骨架1與翻邊10之間鋪置局部的混合膠層和型條14、15，以及在框架骨架的側壁上鋪置混合膠層與型條7』及帘布5以及必要時鋪置補強件70，通過鋪置側壁外層型材7」就完成了這種修飾。
這樣的輪胎坯料就準備去進行硫化了。
上面所敘述的實施例基本上符合於用來製造其框架骨架的兩部分在上部發生重疊的輪胎的方法。有時可以由框架骨架1在鋼絲圈2上的翻邊長度來規定芯棒的尺寸，而製造芯棒N的鋼絲圈間軸向距離L將隨著芯棒內表面的曲率而變化，並將等於翻邊1長度的和。這時，在硫化模內的輪胎的鋼絲圈間軸向距離ET就有可能大於L，這樣在芯棒徑向內表面進行一次切割及在芯棒的徑向外表面進行一次切割後，就會得到一個不存在框架骨架的間隔。如同圖6所顯示，這個方法包括，在兩塊坯料部分分離並取出兩塊頂部殼體Cs1和Cs2之後，在框架骨架1的兩個上部邊緣上和邊緣之間鋪上一塊附加的補強帘布11。
這塊附加帘布可以由徑向的鋼絲或鋼絲繩構成，即與圓周成90°角，也可以使鋼絲或鋼絲繩與所述方向成60-90°角。
在鋪置了這層帘布之後，就可以象在第一個實施例中所敘述的那樣，通過鋪置頂骨架和胎面來完成輪胎毛坯，也可以在第二側殼體C』F1和C』F2沿軸向移開後通過鋪置兩元件預加工組合體來完成輪胎的毛坯。
權利要求
1.一種製造輪胎的方法，它包括按以下步驟製造包括至少一層帘布的框架骨架(1)的環狀坯；通過在預先覆蓋至少一種混合橡膠(4』)的製造芯棒(N)上，螺旋狀地纏繞上鋼絲或鋼絲繩，然後至少一次地在其徑向內表面和其徑向外表面上，將如此形成的環狀體沿圓周切開，再將切割後在兩邊得到的兩部分骨架翻轉到預先放置到該環狀體表面上的框架骨架(1)的固定鋼絲圈(2)上，然後再完成輪胎毛坯，此方法的特徵在於，在一個不可拆裝、不可變形的單塊環狀製造芯棒(N)上進行這種螺旋狀纏繞，該製造芯子午線截面的輪廓，至少在與鋼絲圈相切點至與頂骨架相切點之間的側壁部分，平行於如同在輪胎硫化模中那樣的框架骨架最內層帘布的子午線輪廓，在藉助於同時能夠夾持、支撐和搬運的裝置將切割後得到的兩部分坯件沿軸向分離，分開後的坯件其軸向內表面，至少在側壁區，有與必要時覆蓋了混合膠層4』和混合膠型條4以完成環狀坯的最內層的框架骨架帘布相同的子午線輪廓，所述軸向分離使得能取出芯棒並使兩部分坯件隨後進行軸向合攏及重新連接。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於，藉助於框架骨架1的上部邊緣在軸向寬度λ的範圍內進行軸向搭接使兩部分坯件重新連接。
3.按照權利要求1的方法，其特徵在於，藉助於至少一塊由與坯件的圓周方向傾斜α角(90°≥α≥60°)的鋼絲或鋼絲繩構成、並放置於框架骨架上部邊緣之間的附加帘布使兩部分坯件重新連接。
4.按照權利要求1的方法，其特徵在於，使用同軸的金屬環形冠狀體作為支撐、夾持和搬運的設備，這種所謂側冠狀體中的4個，即CF1、CF2、C』F1、和C』F2用來夾持和支撐在芯棒上形成的環狀側壁，兩個所述側冠狀體C』F1和C』F2在徑向外側與兩個用來夾持和支撐環狀頂部的所謂頂冠狀物Cs1和Cs2接合。
5.按照權利要求4的方法，其特徵在於，使用了裝有吸氣孔(100)的冠狀體CF1、CF2、C』F1、C』F2、Cs1、Cs2，氣孔上裝有吸盤，還裝有橡膠瓣膜。
6.按照權利要求4的方法，其特徵在於，初級側冠狀物在其底部開有溝槽，用來接納框架骨架(1)的固定鋼絲圈(2)，在此槽中裝有保持鋼絲圈(2)的磁鐵。
7.按照權利要求4至6中之一項的方法，其特徵在於，將該支撐、夾持和搬運工具作用於坯件上，然後進行沿圓周的切割。
8.按照權利要求7的方法，其特徵在於，在使用支撐、夾持和搬運設備的同時，將固定鋼絲圈用於纏繞在芯棒(N)周圍的鋼絲或鋼絲繩層上。
9.按照權利要求1的方法，其特徵在於，在兩部分框架的環形坯進行軸向分離之後，鋪置位於框架骨架(1)內部的混合膠補強件或型條的層，以及不透氣混合內層。
10.按照權利要求1的方法，其特徵在於，在兩部分坯件進行軸向分離後將一部分框架骨架坯翻轉到固定鋼絲圈上，並藉助於氣孔(100)的負壓將其保持在側冠狀體CF1、CF2的內表面下部，這樣再在翻邊徑向內部鋪置補強帘布(12)及混合膠型條就能夠完成凸緣的製造。
11.按照權利要求1至10中之一的方法，其特徵在於，完成一個輪胎毛坯，包括順序完成以下各步驟-在取下頂冠狀體Cs1和Cs2、二級側冠狀體C』F1和C』F2並對坯件加上壓力P後，在框架骨架坯的上部鋪置包括頂骨件(5)和胎面(6)的預加工複合體；-將可充氣圓柱筒保持在用來形成框架骨架(1)的翻邊的框架坯疊合部分和橡膠零件(13)或周圍補強件(12)的下面；-軸向分開側冠狀體CF1、CF2；-在框架坯上鋪置混合膠型條(14，15)，通過翻邊部分的完全翻轉，將該型條鋪在輪胎中的框架骨架1及其翻邊之間，藉此對輪胎突緣進行修飾；-通過鋪置混合膠層和型條(7』，7」)來修飾輪胎側壁，該膠層及型條位於軸向輪胎側壁上，在框架骨架(1)及任意性的側壁增強帘布(70)的外面。
全文摘要
製造輪胎的方法，它包括在一個尺寸穩定、具有環形結構的芯棒N的四周螺旋形地纏繞鋼絲或鋼絲繩製成環狀坯，然後在芯部N的徑向內表面提供繞至少一個圓周切口，在芯N的徑向外表面提供一個圓周切口，隨後，將兩半坯料沿軸向分離使得取出芯棒，再從後面拉到一起進行軸向合攏，這樣就完成了輪胎毛坯。
文檔編號B29D30/34GK1124475SQ94192233
公開日1996年6月12日 申請日期1994年6月7日 優先權日1993年6月25日
發明者讓·比裡埃爾斯 申請人:米什蘭集團總公司