專利名稱：專門用于制造輪胎的可拆式型芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造各種形狀的空心產(chǎn)品的可拆式型芯，該空心產(chǎn)品尤其是不能從一個(gè)整體的金屬模具中取出。尤其是，本發(fā)明提出了一種環(huán)形的型芯，其形狀就是輪胎的內(nèi)腔的形狀，制造出的輪胎的形狀與硫化后的輪胎坯的形狀相同或相近。
在現(xiàn)行技術(shù)中已經(jīng)提出過這種型芯，尤其在輪胎領(lǐng)域更是如此。值得一提的是，這種型芯是剛性的，由金屬制成，可分為幾部分，在輪胎硫化完畢之后，每個(gè)部分可以從輪胎的內(nèi)腔中取出。歐洲專利申請EP0685321中也介紹了一種裝置，該裝置包括一塊硬質(zhì)橡膠，在制造輪胎的過程中，該硬質(zhì)橡膠可作為剛性的型芯，在制成輪胎后還可從輪胎的內(nèi)腔中取出。
所有的這些方法在技術(shù)上都是令人滿意的。然而，其型芯的制作周期長、成本高。本發(fā)明的目的是提供一種制作本質(zhì)上呈剛性的型芯的方法，該方法可很好地用于制造輪胎，但也可有更廣泛的用途。
本發(fā)明提供了一種制造產(chǎn)品的方法，在制造一件新產(chǎn)品的每一加工過程中，該方法包括如下步驟創(chuàng)造一個(gè)空間，該空間具有預(yù)定容積和形狀，一方面新設(shè)定一個(gè)伸縮膜，該膜附著在第一模具的成形表面上，該成形表面具有一個(gè)開口；另一方面，用一個(gè)支撐使所述開口封閉，該支撐在所述開口的整個(gè)周向上與所述伸縮膜相連，從而在所述支撐和所述伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間；
注入填料，以可流動(dòng)的固體填料住所述的封閉空間內(nèi)注入，注滿為止；使所述可流動(dòng)的填料堅(jiān)實(shí)并打開模具，從而產(chǎn)生了剛性的型芯，該型芯與所述支撐連成一體，該型芯由所述的可流動(dòng)的填料凝聚而成并保持在所述支撐上，該型芯用于制造一件產(chǎn)品，該型芯決定了所述產(chǎn)品的內(nèi)壁的形狀；使所述可流動(dòng)的填料再次流動(dòng)并從所述封閉空間中被吸出，從而使型芯拆散并且所述填料可再次利用以制造下一件產(chǎn)品。
可流動(dòng)的填料可以采用粉狀材料，在所述封閉空間內(nèi)產(chǎn)生真空可使填料凝聚，從而使伸縮膜緊包在所述填料上，消除所述的真空狀態(tài)即可讓填料再次處于流動(dòng)狀態(tài)。
在實(shí)施所提供的方法的過程中，在所述封閉空間內(nèi)的真空的作用下，所述可流動(dòng)的填產(chǎn)被凝聚，在所述真空狀態(tài)被打破之后，所述填料可以被吸出，該填料又可處于流動(dòng)狀態(tài)。填料注入在非常薄但有伸縮性的伸縮膜內(nèi)，該填料可以是一種細(xì)砂，所述膜內(nèi)產(chǎn)生真空后，填料就處于凝聚狀態(tài)。所述細(xì)砂的直徑很小，可以在0.1～0.5mm之間，從而形成了適且的填料?？梢圆捎弥睆酱蠹s在0.2mm左右的空心或?qū)嵭牡牟Ａ啊＿@種填料非常容易流動(dòng)，可以精心選擇和/或控制填料的循環(huán)流動(dòng)。
舉例來說，所述伸縮膜可以是適當(dāng)?shù)乃芰夏?。也可以采?0微米厚的尼龍布。當(dāng)然，伸縮膜的材質(zhì)選擇要取決于應(yīng)用場合。叫伸縮膜是因?yàn)樗扇ミm應(yīng)要制作的型芯的形狀。所出現(xiàn)的伸縮可導(dǎo)致永久性的變形。為了使伸縮膜抵靠在第一模具的內(nèi)側(cè)壁上，可以這樣做開卷構(gòu)成所述伸縮膜的材料；將該伸縮膜蓋在所述支撐上并緊固在該支撐的周面上，從而在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間；把所述第一模具置于所述支撐及伸縮膜的四周，以形成具有預(yù)定容積和形狀的所述空腔；使固定在所述支撐上的伸縮膜抵靠在所述第一模具的內(nèi)側(cè)壁上。在合上第一模具并往所述封閉空間內(nèi)注入填料以使其中的壓力上升之后，伸縮膜可伸縮至與第一模具的內(nèi)側(cè)壁相接觸。用提高溫度的方法可使這種伸縮更容易一些。
在用于制造橡膠輪胎的情況下，所選的伸縮膜應(yīng)適應(yīng)于輪胎的硫化溫度。另外，輪胎內(nèi)側(cè)表層處的橡膠應(yīng)充分地抵靠在型芯上，可以采用適宜的方法把橡膠原料敷設(shè)在型芯的周面上。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師確定了產(chǎn)品的形狀之后，馬上就可在短時(shí)間內(nèi)制作出型芯。尤其是在制造輪胎的情況下，在車床上可很容易地制作出所述的第一模具。尤其是如果要制造的輪胎的側(cè)壁高度與踏面處的直徑的比值很大時(shí)，本發(fā)明可很容易地制作出所需的型芯，因?yàn)樵诓鹕⑿托緯r(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何新問題，而傳統(tǒng)的由幾個(gè)較大零件構(gòu)成的剛性型芯就不能做到這一點(diǎn)，型芯的各所述零件很難從輪胎的較小的開口中抽出。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提出的型芯的制作方法可以保證在該型芯上就可決定出充氣輪胎、非充氣輪胎或者說非充氣彈性輪胎的最終形狀。在完成了上述的各個(gè)制造工序之后，產(chǎn)品和伸縮膜可以從所述支撐上取下，也可不取下，如果取下的話，所述支撐(機(jī)床的一部分)還可用于對下一個(gè)同類產(chǎn)品的制造，如果不取下的話，伸縮膜就成為了產(chǎn)品的一部分，這時(shí)，每制造一件產(chǎn)品，都要更新一次所述的支撐。例如，制成的充氣輪胎可永久性地連接在胎環(huán)上，也可永久性地連接在任何其他的元件(本發(fā)明中所述的支撐)上，所述元件可以是車圈或其他回轉(zhuǎn)零件，這樣，一旦一個(gè)充氣輪胎制成了，該輪胎就形成了一個(gè)封閉的充氣腔。
在制造充氣輪胎的情況下，所述支撐就是一個(gè)胎環(huán)，該胎環(huán)位于所述伸縮膜的徑向的內(nèi)側(cè)。該伸縮膜的邊緣連接在所述胎環(huán)的整個(gè)周面上，連接位置在胎環(huán)的兩側(cè)，連接線呈環(huán)形，從而在所述胎環(huán)和伸縮膜之間，在胎環(huán)的徑向的外側(cè)形成了所述的封閉空間。制成的型芯是環(huán)形的，是注射和制造充氣輪胎的內(nèi)芯。輪胎的所謂外側(cè)面由第二模具形成。一旦輪胎模注成形，就可以打開第二模具并把它取走。
本發(fā)明還提供了一種制作型芯的裝置，型芯的具體形狀在所涉及的實(shí)施例中已進(jìn)行了說明。該裝置包括貯存器，可容納可流動(dòng)的固體填料；使第一模具固定的元件，第一模具的內(nèi)側(cè)壁確定或至少部分地確定了所述型芯的外表面形狀，所述的第一模具的內(nèi)側(cè)壁是開口的；用于使一個(gè)支撐定位的元件；用于制作伸縮膜的元件，該伸縮膜抵靠在第一模具的內(nèi)側(cè)壁上，所述支撐堵住了所述的開口，形成了具有預(yù)定容積和形狀的腔，即在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間；使所述填料在貯存器和所述封閉空間內(nèi)往返流動(dòng)的元件，所述填料可以充滿整個(gè)所述的封閉空間；使所述填料堅(jiān)實(shí)的元件，以制成與所述支撐連成一體的型芯。
為了制成密封的伸縮膜，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用了一個(gè)伸縮膜分配器，每制作一個(gè)伸縮膜，該分配器向前進(jìn)給一個(gè)伸縮膜所需的材料。該分配器包括開卷元件和封膜元件，封膜元件以密封的方式把伸縮膜連接至所述支撐的周邊上，從而在所述支撐和伸縮膜之間形成了所述的封閉空間，通過把第一模具合在所述的支撐上，在所述支撐的有伸縮膜的一側(cè)又形成了具有預(yù)定容積和形狀的腔。
這里的填料被稱作是“可流動(dòng)”的，這是因?yàn)橐⑷胩盍闲枰軌蛄鲃?dòng)。根據(jù)填料的性質(zhì)不同，可對填料作一些處理，如可以進(jìn)行熱處理(低熔點(diǎn)合金)。為了使所述填料便于流動(dòng)，可以改變所述封閉空間內(nèi)的壓力，使之與所述貯存器中的壓力不同。封閉空間可分與大氣相通，也可與真空相通，因而貯存器中的壓力可促使浸在空氣中的玻璃砂的流動(dòng)。當(dāng)然，為了使所述的填料易于流動(dòng)，還可以采用其他方法。
用上述方法可制成制造任何一件產(chǎn)品的型芯，該型芯包括一個(gè)支撐，包括一個(gè)開口，該開口可與壓力氣源相通和/或與大氣相通和/或與真空環(huán)境相通，該開口可以打開也可以關(guān)閉，所述支撐還進(jìn)一步包括一個(gè)導(dǎo)管，該導(dǎo)管經(jīng)由一個(gè)可以關(guān)閉也可以打開的閥而穿過于所述支撐，該導(dǎo)管還與一個(gè)可拆卸的管路相連，一個(gè)伸縮膜，安裝在所述支撐的周邊上，以密封的方式與所述支撐的周邊相連，使所述支撐和伸縮膜連接在一起，在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間，一種可流動(dòng)的填料，注滿所述的封閉的空間，在該封閉的空間所保持的真空狀態(tài)的作用下，所述伸縮膜抵靠在所述的填料上。
下面結(jié)合制造橡膠輪胎的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但這并不是把本發(fā)明局限于某個(gè)范圍內(nèi)。在該實(shí)施例中，所述型芯在本質(zhì)上呈環(huán)形，以用于制造充氣輪輪，所述的支撐是一個(gè)胎環(huán)，該胎環(huán)的中心部位舉例來說在本質(zhì)上可呈圓柱面，其兩側(cè)是環(huán)形的用于固定的部位。該部位就是胎環(huán)的邊緣。因而，所謂的胎環(huán)在形狀上類似于熟知的車輪的車圈。然后，為了便于伸縮膜的安裝，胎環(huán)也可由兩部分構(gòu)成，每一部分上都有一個(gè)用于固定的部位，兩部分之間可沿軸線相互靠攏。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，通過對實(shí)施例的詳細(xì)說明，可更清楚地理解本發(fā)明，本發(fā)明的實(shí)施例本身并不使本發(fā)明具有局限性，其中

圖1是制作型芯開始時(shí)的狀態(tài)，其中的上半圖和下半圖是兩個(gè)不同的階段下的狀態(tài)；圖2圖示了向制作型芯的位置注入填料的過程；圖3和圖4是用于制作所述型芯的裝置的示意圖；圖5至圖7是型芯在不同工序狀態(tài)下的示意圖，依次示出了型芯的制作、在制造輪胎時(shí)的用法及拆散的過程；圖8和圖9示出了用于制造型芯的由兩部分構(gòu)成的胎環(huán)的用法。
圖1示出了胎環(huán)1和伸縮膜2。如圖1的上半部分所示，用于制成所述伸縮膜的膜2 2的寬度大于胎環(huán)1的寬度，膜22的寬度比型芯的展開長度還多一些，這樣可使得或便于伸縮膜2固定在胎環(huán)1上，所述型芯抵靠在胎環(huán)上生成，位于胎環(huán)的徑向所在的平面內(nèi)。換句話說，如圖5所示的型芯的寬度的最大值對應(yīng)于伸縮膜2的平均周長。
胎環(huán)1包括一個(gè)可徑向動(dòng)作的導(dǎo)管3，導(dǎo)管3與閥30相連，管接頭由連接件13而連接至閥30的一個(gè)口上。玻璃砂可經(jīng)由導(dǎo)管3而被注入或吸出。導(dǎo)管3可以連接在胎環(huán)上(更具體地說是支撐在胎環(huán)上)，也可以相對于胎環(huán)滑動(dòng)，滑動(dòng)方向如箭頭31所示，導(dǎo)管3的頂端32可以徑向地與胎環(huán)1的外表面平齊，也可以突出于所述外表面一個(gè)預(yù)定的高度。在“平齊”狀態(tài)下，所述導(dǎo)管3處于回縮狀態(tài)，其頂端沒有露出胎環(huán)的外表面，因而也就不會(huì)與伸縮膜發(fā)生接觸。當(dāng)然，也有這樣的結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)管位于胎環(huán)表面上的凹部中。胎環(huán)1還至少包括一個(gè)靜態(tài)導(dǎo)管4，該導(dǎo)管4與閥40及空氣過濾器41相通，過濾器41允許氣(或沖洗液體)雙向通過，但不讓玻璃砂通過，更普遍地說是可防止可流動(dòng)的物質(zhì)通過。管接頭由連接件14而連接至與導(dǎo)管4相連的閥的一個(gè)口上。在該實(shí)施例中，導(dǎo)管4可處于真空狀態(tài)、壓力狀態(tài)或與大氣相通。更一般地說，有可能使一個(gè)封閉的空間處于任何大小的氣壓下，還可以使其處于所需的真空狀態(tài)。包括可動(dòng)作導(dǎo)管的這種胎環(huán)，不論采用何種伸縮膜，都是很有效的，即使在伸縮膜永久性地安裝在胎環(huán)側(cè)面的情況下，也是如此。
第一模具5(如圖2所示)由半模51和52構(gòu)成，形成了要制作的型芯的形狀。該模具的內(nèi)表面在本質(zhì)上對應(yīng)于充氣輪胎的腔的內(nèi)表面，該模具尤其是用于制作輪胎。模具5至少具有一個(gè)通氣孔50。第一模具由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體的接合面垂直于輪胎的軸線，所述接合面在輪胎的最大周長的位置處。該模具在一套裝置中使用，該裝置的使模具固定的元件要保證任何一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)體相對于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)體的軸向運(yùn)動(dòng)，也可保證每個(gè)旋轉(zhuǎn)體和胎環(huán)之間的相對的軸向運(yùn)動(dòng)。
圖3和圖4尤其是給出了使玻璃砂6循環(huán)運(yùn)動(dòng)的外部元件的總圖。在圖3中首先可以看出制作伸縮膜的元件，即膜分配器，該膜分配器包括輥23和裝置24，輥23纏繞著膜22，裝置24用于使膜22切斷并進(jìn)行焊接。在圖4所示的裝置中可以看出空氣回路(壓縮空氣和/或真空)和玻璃砂6的循環(huán)系統(tǒng)。玻璃砂置于貯存器60中。該貯存器受溫度控制，控制方式是使適當(dāng)?shù)囊后w在周圍的回路62中流動(dòng)。管路61從貯存器60的底部延伸至由三通閥33控制的空間。為了便于玻璃砂的流動(dòng)，所述貯存器60尤其是位置高于供砂管路的最低點(diǎn)，該供砂管路通向被注入腔的內(nèi)側(cè)?；厥詹Ａ?的管路與管路61相平行地進(jìn)行設(shè)置，包括管路63、吸出器64和管路65，管路65使玻璃砂返回至貯存器60中?？梢钥吹皆谒龉苈?5上設(shè)有截止閥66。
現(xiàn)在我們看空氣回路。一個(gè)管路經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)器49運(yùn)送舉例來說來自一個(gè)車間的壓縮空氣?？梢钥吹娇諝饧訜崞?8，它把空氣經(jīng)由管67而輸送至貯存器60中。該壓縮空氣然后經(jīng)由管44而輸送至四通閥43。四通閥43可使得胎環(huán)1和伸縮膜2之間的封閉空間與壓縮空氣相通、或與真空相通、或與大氣相通，或保持與外界隔離狀態(tài)。還可看到有一個(gè)管42，它使得所述四通閥43與閥40相通，從而與所述封閉空間相通。四通閥43還通過管45與真空泵47相通。通氣孔50還經(jīng)由管46和截止閥54與同一個(gè)真空泵47相通。
制芯裝置按如下方式進(jìn)行操作首先制成伸縮膜。為此在本實(shí)施例中截取一段適當(dāng)長度的膜并把它纏繞在胎環(huán)1上。在該膜在胎環(huán)1上至少纏繞一周之后，焊接及切斷裝置24動(dòng)作，把截取下來的膜的兩端以足夠密封的方式焊接在胎環(huán)上。從而沿著胎環(huán)(如圖1所示)形成了套20。套20的一個(gè)橫向邊緣固定在胎環(huán)1的第一邊緣上，例如可以用第一鐵箍21來固定，該鐵箍21的兩端可對焊、搭焊或擰在一起。然后，將套20沿軸向折疊，以使套20的另一個(gè)邊緣固定在胎環(huán)1的另一個(gè)邊緣上。伸縮膜2必須以足夠密封的方式固定在胎環(huán)1上，以使套20和胎環(huán)1之間構(gòu)成的封閉空間處于充分的真空狀態(tài)。至少要有足夠的真空度，這樣制成的型芯可保持足夠的強(qiáng)度。型芯可使用的時(shí)間長短取決于使用的頻繁程度。當(dāng)然，在型芯使用的全過程中或部分過程中可使真空泵連續(xù)動(dòng)作，以不斷地補(bǔ)償伸縮膜的任何可能的漏氣或附著在胎環(huán)上的傾向。
然后，將半模51和52與胎環(huán)1相接觸，從而形成所述封閉空間，在該空間內(nèi)將注入玻璃砂。伸縮模2尤其是首先在該空間內(nèi)解除折疊狀態(tài)。胎環(huán)1和伸縮模2之間的空間由閥40進(jìn)行壓力控制，伸縮模2和模具5之間的空間由通風(fēng)孔50進(jìn)行壓力控制，在這兩種壓力控制的共同作用下，伸縮模2展開并抵靠在模具5的內(nèi)側(cè)壁上。把通風(fēng)孔50置于真空環(huán)境中有助于排氣的進(jìn)行。然后導(dǎo)管3動(dòng)作，直至其頂端32與模具5的內(nèi)側(cè)壁相接觸為止，這在圖2中可以看到。
由于在重力作用下對空間注入填料至少會(huì)部分地帶來方便，該階段很重要的一點(diǎn)是裝置的軸XX’要保持水平，而導(dǎo)管3的頂端32要處于上方。這樣，填料可以在頂端32處溢出并下落至要被注入填料的整個(gè)空間內(nèi)，不會(huì)受到該空間內(nèi)已存在的填料的干擾。為此，所述軸線要保持水平狀態(tài)，胎環(huán)要保持不動(dòng)，導(dǎo)管3可為達(dá)到上述目的而上移，也可為抽出玻璃砂而下移，這在下文中會(huì)進(jìn)一步說明。通過適當(dāng)?shù)拈y的動(dòng)作，貯存器60處于壓力作用下，將被注入玻璃砂的空間與大氣相通。此時(shí)，模具5的內(nèi)側(cè)片處于真空狀態(tài)下(通過通風(fēng)孔50)，因而伸縮模保持與模具5的內(nèi)側(cè)壁相抵靠的狀態(tài)。來自貯存器的玻璃砂6流入所述空間并使之被注滿。根據(jù)采用的填料和/或根據(jù)所述填料的當(dāng)前狀態(tài)，使包括模具5和胎環(huán)1的裝置在注入過程中進(jìn)行振動(dòng)也許是很有用途的。
注完填料之后，裝滿玻璃砂6的所述封閉空間可以與外界隔離，也可以通過驅(qū)動(dòng)四通閥43而使之處于真空狀態(tài)，此時(shí)的通氣孔與大氣相通。伸縮模2朝著玻璃砂6的方向回縮，從而使玻璃砂6成為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的實(shí)體，以制成在本質(zhì)上為剛性的型芯。由模具5和胎環(huán)1構(gòu)成的裝置是分體式的、可以拆除，并同時(shí)保持裝有玻璃砂6的封閉的空間仍處于真空狀態(tài)。當(dāng)模具5打開時(shí)，型芯7就在胎環(huán)1上形成了(如圖5所示)。
圖8示出了型芯制作方法的另一個(gè)實(shí)施例，其中的型芯由胎環(huán)1B支撐，而胎環(huán)1B由1B1和1B2兩部分構(gòu)成，這兩部分沿軸線是可拆分的。胎環(huán)1B的每一部分的軸向的兩側(cè)均有環(huán)形的用于固定的區(qū)域，其位置在所述胎環(huán)的軸向的外側(cè)并且是徑向的內(nèi)側(cè)，所述區(qū)域呈凹狀，其形狀與圓環(huán)1B4和1B5相適應(yīng)，從而可以使所述伸縮膜的邊緣夾緊。胎環(huán)和圓環(huán)間采用了螺紋連接，從而使密封性得以保證，例如圓環(huán)周面上的螺紋1B5可達(dá)到此目的。開始時(shí)，胎環(huán)的兩部分1B1和1B2是相互分開的。在胎環(huán)的兩部分1B1和1B2的周面方向上設(shè)置套20，設(shè)置方式類似于上述實(shí)施例的情形。然而，套20固定在胎環(huán)上的方法是不同的。噴嘴1B3在整個(gè)周向上吹出壓縮空氣，使套20的邊緣折彎在胎環(huán)的兩部分1B1和1B2的外側(cè)面上。然后，圓環(huán)1B4和1B5就可置入胎環(huán)的兩部分1B1和1B2中。然后，可以胎環(huán)的兩部分1B1和1B2合在一起，同時(shí)不使構(gòu)成套20的膜起皺。在胎環(huán)的兩部分1B1和1B2相互之間向一起靠攏的過程中，套20就向遠(yuǎn)離1B1和1B2的方向動(dòng)作，而套20的邊緣始終固定在胎環(huán)的兩部分1B1和1B2上(在特定內(nèi)壓的作用下)，或者在胎環(huán)的兩部分沿軸向靠攏的過程中，由裝置中的噴嘴從內(nèi)側(cè)向所述的套吹風(fēng)。
可以看出本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似。半模51和52都合在胎環(huán)1B(如圖9所示)上，從而形成了一個(gè)封閉的空間，該空間中將注滿玻璃砂。接頭1B6可保持胎環(huán)的兩部分1B1和1B2之間的密封性。本實(shí)施例的其他方面均與第一實(shí)施例相同，尤其是導(dǎo)管3和4與第一實(shí)施例相同，但這些均未作出圖示，這樣不致于使圖過于復(fù)雜。
所述的實(shí)施例涉及橡膠充氣輪胎的制造，在制成型芯后可以用各種適當(dāng)?shù)姆椒ò延嘘P(guān)元件組裝在所述型芯的周面上，以制造出輪胎的坯胎，當(dāng)然這里所說的組裝方法不是本發(fā)明的目的。如圖6所示，所制成的輪胎坯8環(huán)繞在型芯7上。
外模9圍在生成的輪胎坯8上，外模9舉例來說可采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即包括生成側(cè)壁的元件90和91，以及生成踏面的元件92。然后可對輪胎坯進(jìn)行硫化。應(yīng)當(dāng)指出，硫化過程可在固定容積和/或固定壓力下進(jìn)行，如果在硫化過程中使用型芯就要在固定容積條件下進(jìn)行硫化，如果在硫化過程中所述封閉空間要維持真空或一個(gè)適當(dāng)?shù)膲毫Γ鸵诠潭▔毫l件下進(jìn)行硫化。在第二種情況下，在第二模具閉合之后和打開之前，所述封閉空間內(nèi)的真空度會(huì)受到影響，該封閉空間內(nèi)的玻璃砂的壓力就成為所述的硫化壓力。
現(xiàn)在說明型芯7的拆散過程，該過程可在硫化過程中即在第二模打開之前進(jìn)行，也可在硫化之后即在第二模打開之后進(jìn)行。用于支撐輪胎的型芯7如圖4所示經(jīng)由連接件13和14與所述裝置相通，而連接件13和14安裝在導(dǎo)管3和4上。在吸出器64的作用下，玻璃砂6經(jīng)由導(dǎo)管3被吸出并落入貯存器60中。為此，至少在吸出的過程中，軸線XX’尤其要保持水平，而導(dǎo)管3的頂端32要向下(如圖7所示)。閥40打開，四通閥43使封閉空間與大氣相通或與壓縮空氣源相通。
導(dǎo)管3然后沿徑向吸取玻璃砂。輪胎8可與胎環(huán)1相分離，這可以通過剪斷伸縮膜的緊靠與胎環(huán)相連接的位置來實(shí)現(xiàn)，也可以在第二實(shí)施例中通過拆下圓環(huán)1B4和1B5來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，伸縮膜可從輪胎內(nèi)取出，也可留在輪胎中以在運(yùn)輸過程中起保護(hù)作用，還可以原封不動(dòng)地留在輪胎中以保護(hù)輪胎的內(nèi)側(cè)壁，另外也還可有其他的用途。再制作一個(gè)新的伸縮膜，下一個(gè)輪胎的制造過程又開始了。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，填料為玻璃砂，因而其熱導(dǎo)率很低。型芯7中在注滿玻璃砂6后仍殘留了大量的空隙。因而型芯7在本質(zhì)上決定了其熱傳遞的能力很低。尤其是，如果輪胎在型芯7上進(jìn)行硫化，型芯7應(yīng)保持一個(gè)較高的溫度，該溫度相對來說又是一個(gè)足夠低的溫度，說該溫度較高為的是在硫化過程中型芯7不致于從模9中吸取過多的熱量，說該溫度相對要足夠低是為了在輪胎的制造過程中橡膠的硫化速度不致過快。事實(shí)上，眾所周知的一點(diǎn)是在橡膠承受到一定的壓力狀態(tài)之前應(yīng)避免硫化過程的開始。另外，由于與型芯相接觸區(qū)域的橡膠的溫度上升速度慢，根據(jù)填料的熱容量的不同，可以在該區(qū)域內(nèi)采用不同的橡膠成份的配方，這樣不致于使輪胎硫化的時(shí)間過長。為實(shí)現(xiàn)該目的，歐洲專利申請EP0695780中介紹了一種快速硫化方法。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，玻璃砂6在貯存器60中要預(yù)熱至并把溫度維持在大約100℃～120℃。型芯7就是在該溫度范圍內(nèi)制成的。當(dāng)然，輪胎的硫化要大大增加其自身的溫度，因而型芯7的表層也趨于該硫化溫度。然而，由于型芯的傳熱性低，從型芯7的表層開始的溫度梯度是很大的，因而，型芯7內(nèi)的玻璃砂6的溫度仍然較低。這比金屬的型芯具有優(yōu)越性，就是不需要在輪胎硫化之后等很長時(shí)間使型芯冷卻之后再用該玻璃砂制造下一個(gè)輪胎。
本發(fā)明還可使得在硫化過程的一開始就拆散型芯，也可以在硫化結(jié)束(即在制成產(chǎn)品)之前的任何時(shí)刻拆散型芯，例如可在外模9使得輪胎一成形就拆散型芯。在這種情況下，可以吸出玻璃砂。通過足夠強(qiáng)的徑向的空氣流，可以把所述封閉空間內(nèi)的玻璃砂及其他任何物質(zhì)均吸出。例如，可以在胎環(huán)的沿其軸線上方的鄰近頂端的位置設(shè)置進(jìn)氣口，以對整個(gè)胎環(huán)的周面施加空氣推力，同時(shí)，在胎環(huán)的沿其軸線下方的鄰近底端處設(shè)置吸氣口，以對整個(gè)胎環(huán)的周面的玻璃砂施加吸吮力。
型芯可以在硫化過程的一開始就拆散，也可以在完成硫化過程之前的任一時(shí)刻進(jìn)行拆散，但在拆散時(shí)，伸縮膜2對硫化過程中的輪胎要提供一個(gè)受到調(diào)節(jié)的壓力。另外，如果需要的話，通過控制在伸縮膜2內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的流體的溫度，可以從內(nèi)側(cè)把熱量傳遞給輪胎。所述流體尤其可以是氮?dú)饣蜻m當(dāng)?shù)母稍锟諝狻＿€可以用硫化原理使絕大部分的硫化能量從輪胎的外側(cè)進(jìn)入輪胎。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可以在本質(zhì)上呈剛性的型芯上制作輪胎，可以在可控的溫度和壓力下進(jìn)行硫化，與傳統(tǒng)的工藝方法相比，伸縮膜不構(gòu)成明顯的熱屏障。
本發(fā)明還可擴(kuò)展為用可硫化橡膠制造充氣輪胎或?qū)嶓w輪胎的方法包括形成空腔、注射和硫化的工藝階段，其中形成空腔，在剛性的型芯上形成，該型芯尤其是由可在一個(gè)封閉空間內(nèi)流動(dòng)的固體填料構(gòu)成，該封閉空間包括一個(gè)伸縮膜，該伸縮膜構(gòu)成了所述空腔的一個(gè)表面，所述固體填料是呈堅(jiān)實(shí)的狀態(tài)；注射，首先要在型芯的四周加上另一個(gè)剛性的零件，該零件與型芯一起形成了輪胎的幾何形狀，注射量在本質(zhì)上對應(yīng)于所述空腔的容積，注射后可以形成輪胎的各個(gè)表面；硫化，在可控壓力下進(jìn)行，在注射之后，再次使所述封閉空間中的填料流動(dòng)以達(dá)到所述的可控壓力。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，硫化所需的熱量通過模具的另一個(gè)零件進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，上述的型芯的制作方法可用于制造胎環(huán)永遠(yuǎn)連接在其上的輪胎。在這種情況下，胎環(huán)1不再是制造輪胎的一個(gè)工裝，而是事先制成的輪胎的一部分。當(dāng)然，在這種情況下，導(dǎo)管3和4可以從胎環(huán)上卸下。輪胎永久性地與胎環(huán)的邊緣相連。精于本技術(shù)的人可以想象出各種可能的結(jié)構(gòu)方案，也了解眾多的現(xiàn)行技術(shù)中的方法。例如，在專利申請EP0603533或DE3206171中介紹了多種結(jié)構(gòu)和方法。當(dāng)然，在此情況下，伸縮膜2永久性地連接在充氣輪胎或彈性的實(shí)體輪胎上并沒有什么缺點(diǎn)。類似地，不論是第二實(shí)施例還是第一實(shí)施例，在輪胎中都有可能殘留少量的玻璃砂，但這對輪胎的使用并沒有什么不利的影響。
權(quán)利要求
1.一種制造產(chǎn)品的方法，每一件新產(chǎn)品的制造過程包括下列步驟形成具有預(yù)定容積和形狀的空腔，一方面，使一塊新的伸縮膜(2)抵靠在第一模具(5)的內(nèi)側(cè)壁上，該內(nèi)側(cè)壁具有一個(gè)開口，另一方面，用支撐(1)堵住該開口并使所述伸縮膜在所述開口的整個(gè)周向上都與支撐(1)相連接，從而在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間；用可流動(dòng)的固體填料(6)注滿所述的空腔；使可流動(dòng)的填料堅(jiān)實(shí)并打開第一模具，這樣由所述可流動(dòng)的填料構(gòu)成的型芯變得呈剛性并牢固地固定在所述支撐上成為一體，然后，用所述型芯制造一件產(chǎn)品，該型芯的形態(tài)確定了所述產(chǎn)品的內(nèi)側(cè)壁的形狀；使所述可流動(dòng)的填料流動(dòng)并被吸出，以使型芯拆散，所述填料可重復(fù)利用，用于制造下一件產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，為了使伸縮膜抵靠在第一模具的內(nèi)側(cè)壁上，可用下述方式開卷構(gòu)成所述伸縮膜(2)的可伸展的原料輥，用伸縮膜蓋住所述支撐的周面，把所述伸縮膜(2)密封在所述支撐的整個(gè)周面上，從而在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間，把第一模具(5)安裝在所述支撐和伸縮膜構(gòu)成的組件周圍，從而在所述支撐的安裝有伸縮膜的一側(cè)形成了具有預(yù)定容積和形狀的空腔；使伸縮膜抵靠在所述第一模具的內(nèi)側(cè)壁上。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在合上第一模具之后和在向所述空腔注入填料之前，所述封閉的空間內(nèi)的壓力上升，以使伸縮膜擴(kuò)展并抵靠在第一模具的內(nèi)側(cè)壁上。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一條所述的方法，其中所述的伸縮膜在完成一件產(chǎn)品的制造過程之后可與所述支撐相分離，從而可以取下產(chǎn)品及所述的伸縮膜，而所述的支撐可再次用于制造下一件產(chǎn)品。
5.一種采用如權(quán)利要求1至4中任何一條所述的方法制造輪胎的方法，其中所述支撐為胎環(huán)(1)，伸縮膜沿該胎環(huán)的整個(gè)周邊連接接至所述胎環(huán)上的兩個(gè)橫向固定區(qū)域上，連接位置在胎環(huán)的兩側(cè)的邊緣上，從而在所述胎環(huán)的徑向的外側(cè)形成了介于所述胎環(huán)和伸縮膜之間的所述封閉的空間，以制成環(huán)形的型芯，該型芯固定在胎環(huán)上，可作為要制造的輪胎的內(nèi)芯；在所述內(nèi)芯上使所述輪胎成形，輪胎的外側(cè)壁由第二模具(9)確定；在輪胎成形之后，可以打開并取走所述的第二模具。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，用于制造橡膠輪胎，其中，輪胎的各部位都可由所述型芯確定其形狀，從而可得到輪胎坯，其中的所述第二模具設(shè)置在該輪胎坯周圍，而該輪胎坯又設(shè)置在型芯的周面上，從而可進(jìn)行輪胎的成形和硫化。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，在合上第二模具之后及打開第二模具之前，所述封閉空間中的真空度下降，在所述封閉空間內(nèi)填料的流動(dòng)作用下可以傳遞硫化所需的壓力。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中的型芯在第二模具被打開之前就開始被拆散。
9.一種制造充氣輪胎或可硫化橡膠輪胎的方法，包括形成空腔、注射成形和硫化工序，其中形成空腔，在剛性的型芯上面形成，該型芯在本質(zhì)上是在所述封閉空間內(nèi)注入可流動(dòng)填料制成的，該封閉空間的伸縮膜為所述空腔的一個(gè)表面，所述填料在封閉空間內(nèi)呈剛性狀態(tài)；注射成形，把一個(gè)由幾個(gè)剛性零件組成的模具合在所述型芯周圍，與該型芯一起形成了輪胎的最終幾何形狀，其所限定的注射容積在本質(zhì)上就是上述空腔的容積，注射后可形成輪胎的各個(gè)表面；硫化，在可控壓力下進(jìn)行，在注射成形之后使填料再次開始流動(dòng)，在所述封閉的空間內(nèi)產(chǎn)生所述的可控壓力。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，硫化所需的熱量由第二模具的所述幾個(gè)剛性零件的熱傳導(dǎo)作用提供。
11.如權(quán)利要求1至10中任何一條所述的方法，其中所述的可流動(dòng)的填料是粉狀的，通過在所述的封閉空間內(nèi)產(chǎn)生真空，該粉狀的填料變得堅(jiān)實(shí)，伸縮膜抵靠在所述的填料上，若上述真空狀態(tài)取消，填料可再次流動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中的粉狀填料可以是由熱惰性材料構(gòu)成的直徑很小的砂粒。
13.一種制作型芯的裝置，該型芯用于制造一件產(chǎn)品，而該產(chǎn)品在所述型芯上被制成，所述裝置包括貯存器(60)，可容納可流動(dòng)的固體填料(6)；使第一模具(5)固定的元件，該第一模具的內(nèi)側(cè)壁可至少部分地確定出所述型芯的外表面形狀，所述第一模具的內(nèi)側(cè)壁是開口的；用于使支撐(1)固定的元件；用于制作氣密的伸縮膜(2)的元件，該伸縮膜抵靠在第一模具(5)的所述內(nèi)側(cè)壁上，所述支撐(1)堵住了所述的開口，形成了具有預(yù)定容積和形狀的腔，即在所述支撐和伸縮膜之間形成了一個(gè)封閉的空間；使所述填料在貯存器和所述封閉空間內(nèi)往返流動(dòng)的元件，所述填料可以充滿整個(gè)所述的封閉空間；使所述填料堅(jiān)實(shí)的元件，以制成與所述支撐連成一體的型芯。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的填料呈粉沫狀，通過在所述的封閉空間內(nèi)產(chǎn)生真空，填料可變得堅(jiān)實(shí)，伸縮膜可抵靠在所述的填料上，取消上述真空狀態(tài)，所述填料可再次流動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中的粉沫填料可以是由熱惰性材料構(gòu)成的直徑很小的砂粒。
16.如權(quán)利要求13至15中的任何一條所述的裝置，其中的用于形成伸縮膜的元件包括一個(gè)可伸縮的薄膜的分配器(22)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，包括薄膜的開卷元件，也包括把該薄膜以密封的方式連接在所述支撐的整個(gè)周邊上的元件，從而形成所述伸縮膜，使所述支撐和伸縮膜連接在一起，以在支撐和伸縮膜之間形成所述的封閉空間，使第一模具(5)固定的元件使第一模具與所述支撐連接在一起，從而在所述支撐的設(shè)有所述伸縮膜的一側(cè)形成了具有預(yù)定容積和形狀的空腔。
18.如權(quán)利要求13至17中任何一條所述的裝置，其中的促使填料往返流動(dòng)的元件包括改變所述封閉空間中的壓力使之不同于所述貯存器中的壓力的元件。
19.如權(quán)利要求13至18中任何一條所述的裝置，其中所述的型芯在本質(zhì)上呈環(huán)形，用于制造輪胎，其中的支撐是胎環(huán)(1)，該胎環(huán)的中心部位有兩個(gè)環(huán)形的橫向的用于固定的區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中的兩個(gè)環(huán)形的橫向的用于固定的區(qū)域相隔一個(gè)預(yù)定的距離。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中的胎環(huán)包括兩個(gè)軸向分開的半胎環(huán)部分，每一個(gè)部分上都有一個(gè)環(huán)形的橫向的用于固定的區(qū)域。
22.如權(quán)利要求19至21中任何一條所述的裝置，其中，使填料往返流動(dòng)的元件包括導(dǎo)管(3)，該導(dǎo)管可與所述胎環(huán)相連接，且相對于所述胎環(huán)是可收拉的，導(dǎo)管(3)的頂端(32)可以與所述胎環(huán)的周面平齊，也可以突出于所述胎環(huán)的周面以一個(gè)預(yù)定的高度。
23.如權(quán)利要求19至22中任何一條所述的裝置，其中，用于使胎環(huán)固定的元件使得胎環(huán)的軸線呈水平位置并使胎環(huán)保持不動(dòng)，其角位置使導(dǎo)管可以位于胎環(huán)的上方，也可以位于胎環(huán)的下方。
24.如權(quán)利要求19至23中任何一條所述的裝置，其中所用的第一模具由兩部分回轉(zhuǎn)體(51、52)組成，這兩個(gè)部分的連接線所在的平面垂直于輪胎軸線，其位置對應(yīng)于該平面可達(dá)到最大直徑的情況，在該裝置中，使第一模具固定的元件要保證該模具的兩部分之間以及該模具的每一部分和胎環(huán)之間可以沿其軸線的相對運(yùn)動(dòng)。
25.如權(quán)利要求13至24中任何一條所述的裝置，其中，用于形成氣密伸縮膜的元件包括伸縮膜分配器(22)、把伸縮膜切割成離分配器有預(yù)定長度的元件、以密封方式使伸縮膜定位并形成套(20)的元件、以密封方式把套(20)的兩端固定在胎環(huán)的用于固定的區(qū)域上的元件。
26.一種用于制作型芯的胎環(huán)(1)，該型芯用于制造環(huán)形的產(chǎn)品，所述胎環(huán)具有一個(gè)中心部位，該部位上具有兩個(gè)環(huán)形的用于固定的區(qū)域，以使伸縮膜的邊緣可以連接在該區(qū)域內(nèi)，從而在所述胎環(huán)的徑向的外側(cè)在胎環(huán)和伸縮膜之間形成一個(gè)封閉空間，所述胎環(huán)具有一個(gè)可以關(guān)閉地可以打開的填料的出入口，所述胎環(huán)進(jìn)一步包括一個(gè)導(dǎo)管(3)和一個(gè)閥(30)，導(dǎo)管(3)從胎環(huán)上穿過并繼續(xù)延伸直到出入口，而閥(30)可以關(guān)閉也可以打開，該導(dǎo)管還與一個(gè)可拆卸的管路相通，所述導(dǎo)管可往返動(dòng)作，其頂端(32)可以與胎環(huán)的徑向的外周面平齊，也可以突出于胎環(huán)的周面以一個(gè)預(yù)定的高度。
27.如權(quán)利要求26所述的胎環(huán)，其特征在于，所述的用于固定的區(qū)域相隔一個(gè)預(yù)定的距離。
28.如權(quán)利要求26所述的胎環(huán)，其特征在于，其沿軸向分為兩部分的半胎環(huán)，每一個(gè)部分上都有一個(gè)環(huán)形的用于固定的區(qū)域。
29.如權(quán)利要求26至28中的任何一條所述的胎環(huán)，其中，環(huán)形的用于固定的區(qū)域呈凹狀，位于所述胎環(huán)的軸向的外邊緣和徑向的內(nèi)邊緣外處，與圓環(huán)相配合可把所述伸縮膜的邊緣夾緊在該用于固定的區(qū)域處。
全文摘要
在胎環(huán)上制成的環(huán)狀型芯,其中心部位具有兩個(gè)橫向的固定區(qū)域。胎環(huán)、上具有一個(gè)可開閉的空氣通過孔,其可與壓力空氣、大氣及真空環(huán)境相通。導(dǎo)管從胎環(huán)中穿過并與一個(gè)管路相通。伸縮膜安裝在胎環(huán)的外側(cè),密封固定在所述的固定區(qū)域上,從而在所述胎環(huán)的徑向的外側(cè)在胎環(huán)和伸縮膜之間形成了封閉空間?？闪鲃?dòng)的固體填料注入至該空間內(nèi),所述伸縮膜抵靠在模具的內(nèi)側(cè)壁上,并在真空作用下抵靠在填料上。
文檔編號B29C33/02GK1174119SQ9711660
公開日1998年2月25日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者奧利維耶·埃辛格, 達(dá)尼埃爾·洛朗 申請人:米什蘭構(gòu)思與開發(fā)公司