[发明专利]用于车辆轮胎模压和硫化的方法和设备

说明书

本发明涉及一种车辆轮胎模压和硫化的方法，包括以下步骤：将正在处理的轮胎放置在环形支架上，环形支架的外表面基本上配合轮胎本身的内表面；闭合轮胎和限制在硫化模内模腔里面的环形支架，所述模腔具有壁，壁的形状在硫化完成时符合轮胎的外表面形状；将轮胎的外表面压向模腔壁；向正在被处理的轮胎供热以使其产生分子交联。

本发明还涉及一种车辆轮胎模压和硫化的设备，包括一种环形支架以接合正在被处理的轮胎，所述环形支架外表面基本上配合轮胎本身的内表面；设置接纳环形支架的硫化模承载在模腔内正在被处理的轮胎，该模腔具有环形支架外表面与模腔本身壁之间界定的轮胎容纳空间，该模腔本身的壁配合被硫化轮胎的外表面；给装置加压以将轮胎的外表面压靠在模具的内壁上；加热装置以向膜腔内包容的轮胎传递热量。

轮胎生产过程规定，在生产和/或装配不同轮胎部件的生产过程后，必须进行模压和硫化工序以稳定轮胎结构从而达到规定的几何构造，一般表现为特殊的胎面花纹。

为此，轮胎被装入硫化模，该模通常包括一对适应轴线上彼此靠近运动的颊板，该颊板设置用于在胎圈和侧壁上的操作，还包括至少一个沿圆周分布部分的冠状模，它能径向彼此靠近运动以便在轮胎触轨面处操作。更详细地，颊板和冠状模在开启和闭合状态之间彼此可相互运动；在开启状态，它们相互分开以装入正在被处理的轮胎，在闭合状态下，它们限定几何构造与要获得的轮胎外表面一样的模腔。

其中一种最广泛使用的模压方法规定；充以高温、高压蒸汽和/或其它流体的橡胶材料硫化囊应在模腔内包容的轮胎内部充气。从这种方法，由于通过模壁和流体经过囊所进行的热传导，在制造轮胎的弹性经过分子交联后，轮胎很容易地顶住模腔内壁并稳定于施加于它的几何构造。

人们还知道的模压方法，其中，代替可充气的硫化囊的是一种刚性环形支架，它具有与要获得的轮胎内表面同样的构造并设置在轮胎内。

例如，这种方法在欧州专利EP 242840中公开，其中，刚性支架被用来将合适的形状和最后的尺寸施加于模内包含的轮胎。根据上述公开专利，环形金属支架与制造轮胎的橡胶原材料之间不同的热膨胀系数被用来达到合适的模压压力。

最后，形成模具和环形支架的部件的组装确定了模腔内的封闭空间，该模腔形状被做成与轮胎的整个几何构造完全一样。用这种方法，轮胎的内外表面都与模压和硫化设备的刚性部分保持接触。换句话说，用来设定轮胎最后几何形状的全部设备部件是刚性的，与之相反的方法使用可充气硫化囊，其如人们所知道的那样构成了模具的可变形部分。

正是申请人察觉到以目前的工艺水平，使用充气硫化囊的方法和在轮胎硫化过程中使用刚性环形支架的方法都存在一些问题。

对于使用可充气囊的方法，实际上要指出的是囊的可变形性容易导致轮胎内几何上和/或结构上的缺陷，这是由于例如在不平衡的膨胀后，囊本身遇到的可能变形，和/或由于囊的外表面与绿色轮胎内表面之间产生的摩擦现象。

因为将胎圈卡靠在相应的模具部分取决于囊本身，因此囊的可变形性使要达到卡住胎圈所需的足够高的压力变得困难。因而，胎圈相对于轮胎几何轴线可能发生所不希望的偏移，从而导致整个轮胎结构的变形。此外，由于囊与模具之间橡胶材料的泄漏，尤其是在硫化过程的开始时刻，卡固胎圈压力不足可能在胎圈处形成溢料。

由于模腔内充气囊的整个内部容积要被充满，因此硫化囊需要使用大量的蒸汽，而且，它对蒸汽本身对轮胎所进行的热传输构成了障碍。

另一方面，使用刚性环形支架代替充气硫化囊使有必要在制造轮胎中对所使用材料的体积进行非常精确和困难的核查。

此外，目前不可能对轮胎施加合适的径向和/或周边膨胀，例如，在轮胎生产中使用的加强结构内达到所需要的预加荷载效果。

另外，即使借助于刚性环形支架，要完成向轮胎内部的正确和有效的热传输也是相当困难的。

美国专利1,798,210公开了一种硫化方法，根据此方法，先前制造的绿色轮胎被安装于硫化橡胶制造的环形支架上，然后被闭合于硫化模限定的模腔内。环形支架是完全空心的且形状和尺寸被做成配合模腔内壁以在轮胎的内圆周边缘处形成气密封。然而，该环形支架的尺寸小于绿色轮胎的内部尺寸，以便确定环形支架外表面与绿色轮胎内表面之间从一个胎圈到另一个胎圈延伸的间隙。模具闭合后，热水和/或其它压力热流体进入环形支架，该流体通过环形支架内形成的开口到达上述间隙以完成轮胎模压和硫化所需的全部功能。

然而，在这种硫化工艺中，即没有设置也不允许直接在与轮胎本身一起放入硫化模的环形支架上直接制造轮胎。