轮胎成型鼓制造技术

一种轮胎成型鼓包括：一个转轴、与转轴可相对转动的同轴套筒，通过弹簧与每个相应的成型鼓瓦连接的许多滑块，许多连杆以及许多相间的宽的和窄的成型鼓瓦。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到轮胎的成型。本专利技术特别涉及一种经过改进的、径向可膨胀和可收缩的、轮胎成型鼓形式的型芯，在该成型鼓上可以使轮胎的胎壳成型。在许多场合中都需要使用径向可膨胀的型芯、包括轮胎、带材和层叠产品的制造以及将压扁的圆筒状态结构恢复原状。在轮胎制造中，为了形成在此领域中称为“胎壳”的物品，当成型鼓处于膨胀的圆柱体状态时，尚未硫化的橡胶化合物和线网层材料分层地包绕在轮胎成型鼓上。当处于成型鼓上时，胎壳一般受到称为“滚压”的操作。在滚压过程中，为了消除各层中的气泡或空气隙并通常使胎壳聚合成基本上整体的结构，成型鼓转动并且胎壳在成型鼓和外压滚之间被强迫挤压。当胎壳形成以后，为了便于卸胎以便进一步加工，成型鼓被置于至少部分径向收缩的状态。一具典型的轮胎成型鼓包括许多相间的、宽的和窄的成型鼓瓦，其外表面上装弧形壳板。成型鼓瓦连接到一个能够以相对的方向经向驱动这些成型鼓瓦的内部机构上。当胎壳形成以后，为了至少部分地使成型鼓收缩以便可以容易地卸胎，成型鼓瓦径向地向内缩回。如美国专利No3，779，835所述，此机构可以是这样一种机-->构，即为了使宽的和窄的成型鼓瓦互相不干涉以及不使其卡住机构，机构按时间先后控制成型鼓瓦的动作，窄瓦的收缩先于宽瓦的收缩。当已经成型的胎壳卸去以后，成型鼓瓦再径向地伸出，直到成型鼓达到膨胀状态，在此状态时，壳板互相拼接成一个基本完整的圆柱体。在此圆柱体上，下一个胎壳可以被加工。轮胎制造商不断地努力改进他们所制造的轮胎的均匀性，使得这些轮胎在用于汽车上时产生有害振动或驾驶干扰的可能性较小。为了能够始终和经济地生产出可以满足不断增加的，严格的均匀性要求的轮胎，轮胎成型鼓能够同时满足一系列性能规范是很重要的。然而，过去的轮胎成型鼓在将要讨论的一个或多个方面中有许多缺点。首先，对于轮胎制造商来说，轮胎成型鼓代表了一笔大的投资。因此，轮胎成型鼓的结构相对简单很重要，使得可以经济地制造和维护成型鼓。就它们所代表的投资而言，轮胎成型鼓的构造也应使其具有长的工作寿命，同时磨损较少。然而，磨损问题不仅仅是资金花费的问题。许多过去的轮胎成型鼓所具有的问题是它们有时承受着零件的滑动磨损，当成型鼓处于其膨胀状态时，滑动磨损或影响成型鼓的膨胀直径，或影响相邻壳板的准确拼接。在其使用寿命中，成型鼓膨胀直径的改变容易引起利用该成型鼓所生产的轮胎的不希望的误差，并且成型鼓瓦之间的缝隙能够生产碎屑，这是由于橡胶化合物被压-->进这些缝隙的结果。缺乏刚性和径向稳定性也是某些过去的轮胎成型鼓所存在的一个问题，特别是当成型鼓使用一段时间以后，当成型鼓膨胀时，轮胎成型鼓基本上为刚性是很重要的，以便使其能够在滚压或其他操作过程中承受住外力的作用，而不发生过度的变形，过度的变形会影响成型鼓上所成型的轮胎胎壳的质量。由于安全性和质量的原因，轮胎成型鼓应具有高度的径向稳定性，特别是当其膨胀时，使得成型鼓不容易产生所不希望的收缩。而至少某些过去的轮胎成型鼓所具有的另一个性能缺点涉及到它们出现间隙的趋势。间隙可以描述为对任何给定的、驱动成型鼓的机械输入，外成型鼓瓦的径向位置缺乏可预测性。这种机械输入由一台轮胎成型机提供，轮胎成型鼓在工作中与轮胎成型机相连，并且机械输入一般为相对转动输入的形式。为了在轮胎制造过程中的重要阶段里进行准确的控制，人们希望轮胎成型鼓准确地将其转动输入转变成外成型鼓瓦的可预测和可重复地径向定位。然而，当间隙存在时，对于一个给定的转动输入，成型鼓瓦的径向位置有些不确定。可以肯定，这种不确定性能够引起在成型鼓上加工的轮胎胎壳的所不希望的变化。因此，人们希望轮胎成型鼓基本没有间隙并且在其工作寿命中与所出现的正常磨损无关，仍能保持无间隙状态。此外，轮胎成型鼓应具有一个操作机构，此操作机构充分紧凑，使得它能操作一个足够小的成型鼓，以便生产13英寸或甚至更小-->轮胎的胎壳而又不牺牲上述各方面的性能。在某些过去的轮胎成型鼓中，相对的机械复杂性和满足强度所需的零件尺寸限制了它们的使用，并且在这些应用场合中降低了它们的性能。考虑到上文所述，本专利技术的一个目的是提供一种结构相对简单、紧凑并且基本没有间隙的轮胎成型鼓。本专利技术的另一个目的是提供一种轮胎成型鼓，它的尺寸，特别是膨胀直径是精确的和可重复的，并且对正常磨损引起的变化具有低的敏感性，因此，膨胀直径在长的工作寿命中保持稳定。而本专利技术的另一个目的是在达到上述目的的同时也提供一种轮胎成型鼓，这种轮胎成型在膨胀时表现高度的刚性和径向稳定性，使得在预期外力如滚压力的影响下不发生过度的变形或收缩。本专利技术的又一目的是提供一种能够构造成各种形式的轮胎成型鼓，它们能够生产13英寸或现小的轮胎胎壳，而不牺牲上述目的中任何一个目的所具有的性能。根据本专利技术的一个优选实施例，上述各目的通过提供一种轮胎成型鼓而达到，这种轮胎成型鼓具有一转轴和一同轴套筒，这两者可以绕同一轴线彼此相对转动。转轴和套筒分别与一台轮胎成型机相连接，以便从该处接受双向的相对转动输入。转轴的四周被许多滑块按一定的角度间隔所包围，这些滑块相对转轴来说转动固定，但可以做径向往复运动。滑块的往复运动由若干个铰接的连杆所驱动，其中的一个连杆被连接到每个滑块与套筒之间。连杆将转轴和套-->筒的相对转动变换成滑块的径向运动。每个滑块联接到许多相间的宽和窄成型鼓瓦中的一个成型鼓瓦上，成型鼓瓦装有弧形壳板并且按与滑块布置相同的角度间隔径向布置在滑块的外面。当成型鼓一开始处于收缩状态时，套筒和转轴在第一角度方向相对转动一个弧长将引起连杆驱动滑块和成型鼓瓦径向地向外运动，使成型鼓膨胀。当相对转动进行时，这种径向运动继续下去直至成型鼓瓦上的壳板拼接成一个基本完整的圆柱体，在这个圆柱体上，可以对轮胎胎壳成型。当完成了一个胎壳以后，成型鼓与之相连的轮胎成型机能够按相反的第二角度方向相对于转轴驱动套筒转动，以便径向地向内收缩滑块和成型鼓瓦。这就充分地使成型鼓收缩，使得可以容易地卸胎。根据本专利技术的一个重要方面，在一长的工作寿命中，成型鼓膨胀直径稳定性由提供至少一个止动元件来保证，止动元件最好为环形突缘形式，并布置在距转轴纵向轴线一预定的径向距离上，所确定的该预定距离对应于成型鼓的所希望的充分膨胀直径。每个成型鼓瓦又与一个基本刚性的元件连接，例如一个具有弧形突缘的、径向延伸的杆，此杆可与止动环相接合，以便确实地和准确地将成型鼓的径向膨胀限制到所希望的充分膨胀直径。本专利技术在设计上使止动元件和弧形突缘或其他基本刚性的元件相对表面互相按基本上法向角的方向面接触，以便使能够改变成型鼓膨胀直径的磨损达到最小。-->当成型鼓收缩并且套筒和转轴按第一角度方向开始相对转动以便膨胀成型鼓时，连杆作用于滑块所成的角度一开始是这样的，即使得传给滑块的力既包括径向分力也包括非径向分力。当滑块靠近其充分收缩位置时，非径向分力基本上大于所希望的径向分力。为保证滑块只在径向方向上平稳地，可预测地和可重复地运动，必须有效地承受非径向分力。当滑块径向伸出时，相对于径向分力的大小而言，非径向分力的大小逐渐减小。因此，随着滑块的伸出，非径向分力逐渐容易承受。本专利技术的一个重要方面是提供一种轮胎成型鼓，其中当相对于径向分力来说非径向力分量的大小达到最大值时，能够最有效地承受非径向力分量。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎成型鼓，包括：（ａ）一个具有周边和纵向轴线的转轴；（ｂ）一个与上述转轴同轴的套筒，上述套筒和上述转轴在第一和第二角度位置之间彼此相对的可转动，上述的第一和第二角度位置在第一角度方向和相反的第二角度方向上确定了一个预定的弧长； （ｃ）许多滑块，上述滑块以相互角度间隔围绕上述转轴的上述周边布置，每个上述滑块相对于上述转轴以转动固定而径向可往复运动的方式安装；（ｄ）许多连杆，每个上述连杆铰接在上述套筒和一个不同的上述滑块之间，以便当上述转轴和上述套筒分别在上述 第一角度方向和上述第二角度方向上相对转动时促使上述滑块相对于上述纵向轴线向外和向内径向移动；以及（ｅ）许多相间的宽的和窄的成型鼓瓦，每个上述成型鼓瓦与一个上述滑块连接，当上述转轴和上述套筒元件在上述第一角度方向上相对转动时，用于径向地向 外移动上述成型鼓瓦到彼此接近的位置，以便使上述成型鼓膨胀并形成一个基本连续的成型鼓表面，在此表面上可以加工轮胎胎壳，当上述转轴和上述套筒在上述第二角度方向上相对转动时，用于径向地向内移动上述成型鼓瓦，以便使上述成型鼓收缩，从而容易卸下上述轮胎胎壳。

【技术特征摘要】
US 1992-11-4 07/971,9001、一种轮胎成型鼓，包括：(a)一个具有周边和纵向轴线的转轴；(b)一个与上述转轴同轴的套筒，上述套筒和上述转轴在第一和第二角度位置之间彼此相对的可转动，上述的第一和第二角度位置在第一角度方向和相反的第二角度方向上确定了一个预定的弧长；(c)许多滑块，上述滑块以相互角度间隔围绕上述转轴的上述周边布置，每个上述滑块相对于上述转轴以转动固定而径向可往复运动的方式安装；(d)许多连杆，每个上述连杆铰接在上述套筒和一个不同的上述滑块之间，以便当上述转轴和上述套筒分别在上述第一角度方向和上述第二角度方向上相对转动时促使上述滑块相对于上述纵向轴线向外和向内径向移动；以及(e)许多相间的宽的和窄的成型鼓瓦，每个上述成型鼓瓦与一个上述滑块连接，当上述转轴和上述套筒元件在上述第一角度方向上相对转动时，用于径向地向外移动上述成型鼓瓦到彼此接近的位置，以便使上述成型鼓膨胀并形成一个基本连续的成型鼓表面，在此表面上可以加工轮胎胎壳，当上述转轴和上述套筒在上述第二角度方向上相对转动时，用于径向地向内移动上述成型鼓瓦，以便使上述成型鼓收缩，从而容易卸下上述轮胎胎壳。2、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于还包括：径向滑动装置，上述径向滑动装置至少部分地装在每个上述滑块上和至少部分地装在相对上述转轴动固定的一个元件上，用于防止上述滑块的非径向运动，这种非径向运动是当上述转轴和上述套筒相对转动时由上述连杆传递给上述滑块的力所引起的。3、根据权利要求2的轮胎成型鼓，其特征在于：上述滑动装置由彼此可接合的凸和凹元件组成，在上述滑块的径向运动过程中，当上述连杆作用在上述滑块上的力的非径向分力达到最大时，上述凸和凹元件彼此以基本最大长度接合。4、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于：每个上述连杆由一个基本为S形的杆体组成，上述连杆与上述套筒以这样一种布置方向连接，使得当上述成型鼓基本收缩时每个上述连杆的上述杆体部分与每个角度方向相邻的连杆的杆体部分径向地嵌套。5、根据权利要求1的轮胎成型鼓，其特征在于进一步包括：一个与上述转轴连接的并且位于距上述轴线一个预定的径向距离的止动元件，以及一个与至少一个上述成型鼓瓦相连的基本刚性元件，上述基本刚性元件具有与上述止动元件可接合的表面，以便将上述成型鼓瓦的上述向外径向移动限制到距上述纵向轴线一个预定的径向距离上，上述预定的径向距离对应着所希望的、上述成型鼓的充分膨胀直径。6、根据权利要求5的轮胎成型机，其特征在于：上述表面和上述止动元件以基本法向角的方向彼此面接合。7、根据权利要求5的轮胎成型鼓，其特征在于进一步包括：作用在每个上述成型鼓瓦和与之相连的上述滑块之间的加力装置，当上述滑块径向地向外移动使上述成型鼓膨胀时，用于迫使上述基本刚性元件与上述止动元件进入接合，在上述转轴和上述套筒沿上述第一角度方向充分...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克R杰里森，劳伦斯E比尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]