生胎胎圈部分的成型方法及胎圈部分的成型设备

摘要

生胎胎圈部分的成型方法包括胎圈芯支撑步骤，其在包括支撑胎圈芯径向外表面之座表面的胎圈芯支撑器的直径膨胀时通过胎体帘布层支撑胎圈芯。因为胎圈芯支撑器包括向轮胎轴向外侧凸升的处于座表面轴向外侧的外部件，且外部件与胎圈芯之间的间隙大于胎体帘布层厚度，可将相较挟持在座表面和胎圈芯间的胎体帘布层夹层区位于轴向外侧的胎体外部区翻转，使胎体外部区变形为未包括任何局部弯折部分的径向向外倾斜和延伸的外部倾斜件。其还包括弯曲步骤，通过使用帘布层缠绕环而沿轮胎轴向向内迫压外部倾斜件，用以向胎圈芯的轮胎轴向外侧表面和径向外表面弯曲外部倾斜件；和迫压步骤，通过使用压辊而向胎圈芯的径向外表面迫压弯曲的外部倾斜件的末端部。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生胎胎圈部分的成型方法，当形成其中胎体帘布层两端部绕胎圈芯缠绕的所称的胎圈缠绕结构的生胎时，其能够容易地缠绕胎体帘布层而无需在胎体帘线上预先形成弯折部分，本发明还涉及一种用于该目的的胎圈部分的成型设备。

背景技术

如图9所示，近来建议在使用钢帘线的胎体帘布层(a)的重载轮胎中采用胎圈缠绕结构。在这种胎圈缠绕结构中，胎体缠绕部分(a2)中的胎体帘布层大致围绕该胎圈芯(b)缠绕一整圈，且该胎体缠绕部分(a2)形成在桥接于胎圈芯(b、b)之间的胎体主体部分(a1)的两侧，以由此固定胎体帘布层(a)的两端部。

在上述结构中，胎体缠绕部分(a2)的末端(ae)在胎圈芯(b)的外周的近端中断，因此胎圈变形产生的应力几乎未作用在该末端(ae)。因此，其优点是产生于该末端(ae)的诸如帘线的松弛等的损害能够得以有效抑制。然而，在此种结构中，胎体缠绕部分(a2)的整个长度较短且其缠绕半径较小，而胎体帘线(钢帘线)的弯曲刚度较大。因此呈现在制造生胎的过程中难于容易且精确地围绕胎圈芯(b)缠绕胎体帘布层(a)的缺点。

因此，例如在日本专利申请公开第2001-246675号或者日本专利申请公开第2001-246676号中所建议的，在胎体帘布层中预先形成一个塑性变形的弯折部分，其中胎体帘线在相配于胎圈芯的角落部分的相应位置局部弯折。

然而，当将弯折预先形成于胎体帘线时，胎体帘线的刚度和强度将由于局部弯折而退化，因此行驶时存在帘线的弯折部分发生损坏的危险。

发明内容

因此本发明目的是提供一种胎圈部分的成型方法，其可以容易、精确且稳定地形成围绕胎圈芯缠绕的胎体缠绕部分而无需预先在胎体帘线处形成弯折部分，还提供一种用于此目的的胎圈部分的成型设备。

本发明的一个方面是一种生胎胎圈部分的成型方法，所述生胎包括一个钢帘线的胎体帘布层，该胎体帘布层在胎体主体部分的两侧顺次布置有围绕胎圈芯缠绕的胎体缠绕部分，所述胎体主体部分从胎面部分经胎侧部分一直延伸到胎圈部分的胎圈芯，所述胎圈芯具有多边形的截面形状，且其包括一个与轮辋的座表面相对的径向内表面、一个平行于该径向内表面的径向外表面、一个连接于该径向内表面和径向外表面的轮胎轴向外边缘之间的轮胎轴向外侧表面、以及一个连接于该径向内表面和径向外表面的轮胎轴向内边缘之间的轮胎轴向内侧表面，所述方法包括：

胎体管成形步骤，其通过在成形器的外周上成圆筒状缠绕胎体帘布层而形成胎体管；

胎圈芯设置步骤，其在胎体管的径向外侧设置胎圈芯；以及

胎圈芯支撑步骤，其使用直径上可膨胀且可收缩、具有座表面的胎圈芯支撑器，用以在通过膨胀胎圈芯支撑器的直径而将胎体帘布层挟持在座表面和胎圈芯之间的同时支撑胎圈芯的径向内表面；

该胎圈芯支撑步骤进一步包括翻转胎体外部区的翻转步骤，该胎体外部区限定为胎体帘布层相较于挟持在座表面和胎圈芯之间的夹层区位于轮胎轴向外侧的部分，以便形成一个未包括任何局部弯折部分的径向向外倾斜和延伸的外部倾斜部分，这是因为在胎圈芯支撑器处提供了一个凸缘，该凸缘从该座表面的轮胎轴向外端沿径向向外凸升，且在该凸缘和该胎圈芯之间具有大于胎体帘布层的厚度的间隙；

弯曲步骤，其通过使用帘布层缠绕环沿轮胎轴向向内迫压外部倾斜件，用以将外部倾斜件向胎圈芯的外侧表面和径向外表面弯曲；以及

迫压步骤，其通过使用压辊将处于弯曲状态下的外部倾斜件的一个末端部向胎圈芯的径向外表面迫压。

本发明的另一个方面是用于此目的的设备，其包括：一个成形器，用于通过在其外周上成圆筒状缠绕胎体帘布层而形成一个胎体管；以及

一个胎圈芯支撑装置，其包括一个具有一座表面的胎圈芯支撑器，该胎圈芯支撑器设置在胎体管的径向外侧用以支撑胎圈芯的径向内表面，且该胎圈支撑装置的直径可膨胀且可收缩，用以在当直径膨胀时将胎体帘布层挟持于座表面和胎圈芯之间的同时支撑胎圈芯；

所述胎圈芯支撑器还包括一个缠绕装置，该缠绕装置具有：

一个位于座表面的轴向外侧的外部件，其沿径向向外凸升，并且通过将胎圈芯支撑器直径膨胀状态下的外部件与胎圈芯之间的间隙的最小值设定为大于胎体帘布层的厚度，该外部件将相较于挟持在座表面和胎圈芯之间的夹层区位于轮胎轴向外侧的胎体外部区翻转作为外部倾斜件，该外部倾斜件径向向外倾斜和延伸而未包括任何局部弯曲部分；以及

一个帘布层缠绕环，其可相对于该外部倾斜件在轮胎轴向上可向内外相对运动，且通过向轮胎轴向内侧的相对运动而迫压该外部倾斜件，用以向该胎圈芯的外侧表面和径向(外)表面弯曲该外部倾斜件；以及

一个成形装置，其包括一个压辊，用于将处于弯曲状态下的外部倾斜件的一个末端部向胎圈芯的径向外表面迫压。

由于本发明的上述设置，可以容易、精确且稳定地围绕胎圈芯缠绕胎体帘布层的两端部，而无需预先在胎体帘线处形成弯折部分。

附图说明

图1是示出使用根据本发明的生胎胎圈部分成型方法形成的重载轮胎的胎圈部分的一个实施例的截面图；

图2是示出用于实施生胎胎圈部分成型方法的胎圈部分成型设备的截面图；

图3是以放大形式示出其主体部分的截面图；

图4是示出在直径收缩情形下的胎圈芯支撑器以及胎体帘布层和胎圈芯的截面图；

图5是示出在直径膨胀情形下的胎圈芯支撑器以及胎体帘布层和胎圈芯的截面图；

图6是示出由帘布层缠绕环缠绕外部倾斜件的截面图；

图7是示出由压辊迫压外部倾斜件的截面图；

图8(A)和8(B)是用于说明压辊的排列的图示；以及

图9是用于说明背景技术的胎圈部分的截面图。

具体实施方式

下面结合图示的实例来解释本发明的一个实施例。

图1是示出使用根据本发明的生胎胎圈部分的成型方法形成的重载轮胎的胎圈部分的一个实施例的截面图；图2是示出用于实施该胎圈部分的成型方法的胎圈部分成型设备的截面图；以及图3是以放大形式示出其主体部分的截面图。

如图1所示，重载轮胎1包括至少一个胎体6，胎体6从胎面延伸经胎侧部分3一直延伸到胎圈部分4的胎圈芯5。一种现有的用于增强胎面的带束层位于胎体6的径向外侧和胎面部分的内部。

胎体6包括一单个胎体帘布层6A，其中胎体帘线(钢帘线)平行拉伸排列的帘线排列体包覆有顶层橡胶(topping rubber)。在本实施例的子午线轮胎的情况中，胎体帘线以相对于轮胎圆周方向成75到90度的角度排列。

胎体帘布层6A呈现胎圈缠绕结构，该结构包括桥接于胎圈芯5、5之间的环形的胎体主体部分6a和从胎体主体部分6a的两侧延伸的胎体缠绕部分6b。胎体缠绕部分6b从轮胎轴向内侧向外侧绕胎圈芯5缠绕，且在接近胎体主体部分6a时其末端E终止。通过此设置，将其固定在胎圈芯5。

此处，胎圈芯5包括一个芯主体5A，例如该胎圈主体通过以多阶段和多列方式缠绕钢制胎圈线而获得。本实施例中，胎圈芯5由芯主体5A和覆盖其外围的薄覆盖层5B形成。覆盖层5B包括用于防止胎圈线分离的涂胶布或橡胶皮。在此，胎圈芯5也可以仅包括芯主体5A。

胎圈芯5具有多边形的截面形状，其包括一个与轮辋J的座表面Js相对的径向内表面SL、一个平行于该径向内表面SL的径向外表面SU、一个连接于该径向内表面SL和径向外表面SU的轮胎轴向外边缘P2、P4之间的轮胎轴向外侧表面SO，以及一个连接于该径向内表面SL和径向外表面SU的轮胎轴向内边缘P1、P5之间的轮胎轴向内侧表面SI。本实施例具体示出了具有六边形截面形状的胎圈芯5，其外侧表面SO包括含有上倾斜表面SOa和下倾斜表面SOb的折曲表面，而内侧表面SI包括含有上倾斜表面SIa和下倾斜表面SIb的折曲表面。在此，标号P3、P6代表这些折曲表面的峰部。由于径向内表面SL大体平行于轮辋座Js，胎圈芯5和轮辋的接合力在很大范围上得以提高。本实施例中，轮辋J是在没有内胎的情况下使用的15度锥形轮辋，该径向内表面SL因此相对于轮胎轴线以大约15度的角度倾斜。

胎体缠绕部分6b由与内表面SI、径向内表面SL和外表面SO相对的主体部8，以及延伸至主体部8且与该径向外表面SU相对的副部9形成。本实施例中，在副部9上设有带，该带由成螺旋状缠绕于副部9上的包绕线材10构成。该带朝向胎圈芯5的径向外表面SU迫压并限制该副部9，以可靠地阻止胎体帘线的反弹以及由此所产生的下列问题。这里，所述问题包括：当进行硫化成型时副部9和胎圈芯5之间产生空气积聚，因而损害耐久性，或者倾向产生的漏气现象，或者由于相对于胎体6的接合力下降造成帘线松弛。

其次，当形成该用于重载轮胎1的生胎时，使用图2所示的胎圈部分成型设备11(下称“成型设备11”)。通过该设备，能够简单、精确且稳定地形成胎体缠绕部分6b，而无需预先在胎体帘线处形成弯折部分。

成型设备11设置为包括：

(I)成形器13，用于形成其中胎体帘布层6A以圆筒状方式缠绕的胎体管12；

(II)胎圈芯支撑装置15，其在直径膨胀时支撑设置在胎体管12径向外侧的胎圈芯5；

(III)缠绕装置16，其围绕胎圈芯5弯曲并缠绕包括胎体管12两端部的圆筒状副部12b；以及

(IV)成形装置17，其使用压辊32将圆筒状副部12b的末端部27e向胎圈芯5的径向外表面SU迫压。这里，末端部27e对应于胎体缠绕部分6b的副部9。

更具体地，本实施例的成形器13是两阶段式的生胎造型步骤所采用的第一阶段成形器。该成形器13包括通过例如马达等驱动设备(图未示)驱动而转动的圆柱鼓18。通过绕成形器的外周—即鼓18的外周以单圈方式缠绕片状的胎体帘布层6A而形成圆筒状的胎体管12。胎体管12包括具有可以形成胎体主体部分6a之长度的圆筒状主部12a和具有可以形成胎体缠绕部分6b之长度的两圆筒状副部12b、12b。本实施例中，成形器13的轴向长度不大于该圆筒状主体12a的长度，因此圆筒状副部12b相应地形成为从成形器13的两端突出于在轴向外侧。

如图3以放大形式所示的，胎圈芯支撑装置15包括胎圈芯支撑器14，该胎圈芯支撑器14直径可膨胀且可收缩并包括多个在圆周方向分开设置的区段19。该胎圈芯支撑器14置于成形器13的两外侧且位于圆筒状副部12b的位置。区段19在轮胎轴向向内或向外导引于导引板21、22之间，该导引板由与成形器13统一转动的套管20径向向上凸升。通过从外侧装配在该套管20上的滑动环23在轮胎轴向上的横向运动，可以从收缩直径状态Y1(图3、4)至膨胀直径状态YS(图5)沿径向内外运动。本实施例中，同一倾斜度的锥状的接合面t形成在区段19的径向内周和滑动环23的径向外周上。虽然可通过接合面t将轮胎轴向的横向运动转换为径向上的运动，也可以采用现有的例如连杆机构等机构。

胎圈芯支撑器14在其径向外周包括用于支撑胎圈芯5的至少该径向内表面SL的座表面24，用以支撑胎圈芯5和一个外部件25，该外部件25从座表面24的轮胎轴向外侧沿径向向外凸升。这里，虽然本实施例示出在座表面24的轮胎轴向内部提供了一个内部件26的例子，也可以省略该内部件26。

本实施例中，座表面24形成为V型形状，包括与胎圈芯5的径向内表面SL倾斜度相同的用于支撑径向内表面SL的第一座表面24A，以及与胎圈芯5的下倾斜表面SIb倾斜度相同的用于支撑下倾斜表面SIb的第二座表面24B。在膨胀直径状态Y2(图5)中，胎圈芯5可以坐放于座表面24上，从而通过胎体帘布层6A得到支撑。与此同时，将胎体帘布层6A挟持在座表面24和胎圈芯5之间，以阻止胎体帘布层6A位置上的移动。为方便起见，胎体帘布层6A夹在座表面24和胎圈芯5之间的区域表示为夹层区Ka，而相较该夹层区Ka位于轮胎轴向外侧的区域表示为胎体外部区Ko，并且其内侧的区域表示为胎体内部区Ki。

外部件25设置为胎体外部区Ko可以随着直径的膨胀径向向外翻转。在膨胀直径状态Y2(图5)中，大于胎体帘布层6A之厚度的大间隙d形成在外部件25和胎圈芯5之间。相应地，外部件25可以使胎体外部区Ko变形为不包括任何局部弯折部分的径向向外倾斜和延伸的外部倾斜件27。这里，类似的间隙形成在内部件26和胎圈芯5之间，因此胎体内部区Ki变形为不包括任何局部弯折部分的径向向外倾斜和延伸的内部倾斜件28。

当间隙d过小或者从胎圈芯5的径向内表面SL的轮胎轴向外边缘到外部件25的顶端的径向距离h过大，则在胎体帘布层6A内易于产生部分弯折部分。另一方面，当间隙d过小或者距离h过小，则胎体外部区Ko的翻转不足。因此，该间隙d优选位于胎体帘线(钢帘线)的厚度的1.0到4.0倍的范围内。该距离h优选位于胎圈芯5的径向内表面SL和径向外表面SU之间的厚度H(图4)的0.2到0.7倍的范围内。这里，考虑到下述的缠绕工序，将该间隙d和距离h设置为使得外部倾斜件27相对轮胎轴线的倾角α不小于45度，且进一步希望不小于60度。

其次，缠绕装置16包括可以与成形器13统一转动、且能够相对成形器13在轮胎轴向上向内和向外进行相对横向运动的横向运动体29，和由横向运动体29支撑的环形帘布层缠绕环30。本实施例中，帘布层缠绕环30包括沿胎圈芯5的上倾斜表面SOa倾斜的第一缠绕表面31A，以及延伸到第一缠绕表面31A的径向外边缘内的且在轮胎轴向向内突出一短小长度的第二缠绕表面31B。如图6所示，通过横向运动体29的横向运动，帘布层缠绕环30将外部倾斜件27沿轮胎轴向向内迫压且向胎圈芯5的外侧表面SO和径向外表面SU弯曲该外部倾斜件27。

同时，当外部倾斜件27在第一缠绕表面31A和上倾斜表面SOa之间压缩时，第一缠绕表面31A的径向内边缘位于胎圈芯5的峰部P3的径向外侧距离h1处。通过此设置，允许外部倾斜件27在压缩区La和夹层区Ka之间平滑弯曲，因此防止在峰部P2、P3出现局部弯折部分。距离h1优选为胎体帘线厚度的2.0到4.0倍。

第二缠绕表面31B包括位于其与胎圈芯5之间的间隙g，该间隙g大于胎体帘布层6A的厚度。相应地，进一步可将超出压缩区La的末端侧上的末端部27e向胎圈芯5的径向外表面SU弯曲，而不会在峰部P4出现局部弯折部分。此时，考虑到后述的成形工序，末端部27e和胎圈芯5的径向外表面SU之间的角度β优选减小为不大于45度，且进一步不大于30度。这里，第一和第二缠绕表面31A、31B可以形成为凸起的弧形形状或者凹入的弧形形状，且第一和第二缠绕表面31A、31B可以选择地由单个弯曲表面形成。

如图6和图7所示，成形装置17包括在外部倾斜件27弯曲状态下将末端部27e向胎圈芯5的径向外表面SU迫压的压辊32。该压辊32以围绕辊子中心自由转动(自转)且围绕轮胎轴心回转的方式支撑。

本实施例中，压辊32枢转地支撑在一个例如气缸的往复装置33的杆端，该气缸包括在径向以自由转动(自转)方式往复通过辊子支架34的杆。该往复装置33通过轴承或类似器件支撑以可围绕轮胎轴心相对该横向运动体29转动。

此处，成形器13上的胎体帘布层6A、胎圈芯5和帘布层缠绕环30可以与成形器13统一转动。它们和压辊30可绕轮胎轴心相对转动。因此，通过转动和驱动成形器13，压辊32可以在将该末端部27e向胎圈芯5的径向外表面SU迫压的同时进行旋转。换句话说，末端部27e可以变形为沿径向外表面SU在整个外周上面对的方向。

这里，如图8(A)所示，成形装置17优选设置为多个压辊32在圆周方向间隔布置。同时，如图8(B)概念性示出的，通过在轮胎轴向以位置偏移方式设置多个压辊32，末端部27e可以更有效地变形。

本实施例中，为向胎圈芯5的径向外表面SU迫压和限制变形的末端部27e，通过将包绕线10(图8(B))螺旋缠绕于末端部27e的径向外侧而构成一条带。包绕线10的缠绕与通过压辊32朝向胎圈芯5迫压末端部27e一起进行。因此可以高效和高精度地缠绕包绕线10而不会引起包绕线10的任何松弛或者不均匀。这里，压辊32在所缠绕的包绕线10上顺序行进。除了螺旋缠绕该包绕线10之外，所述的带也可以可选择地由小宽度的缠绕条构成，其中多个包绕线10沿圆周方向单圈涂覆有橡胶。

通过采用成形器11，可以绕胎圈芯缠绕胎体帘布层6A的两端，而无需形成其中胎体帘线局部弯折的塑性变形的弯折部分，且胎体缠绕部分6b可以容易、精确和稳定地形成。因此可以提高胎圈缠绕结构的轮胎的生产率且限制伴随胎体帘线弯折产生的帘线刚度和帘线强度的退化。

接下来，采用该成形器11的胎圈部分的成型方法包括：

(1)胎体管成形步骤，其中通过在成形器13的外周成圆筒状缠绕胎体帘布层6A形成胎体管12；

(2)胎圈芯5设置步骤，其中胎圈芯5设置在胎体管12的径向外侧；以及

(3)胎圈芯支撑步骤，用于在通过胎圈芯支撑器14的直径膨胀而将胎体帘布层6A挟持在座表面24和胎圈芯5之间时支撑胎圈芯5。这里，胎圈芯支撑步骤包括通过胎圈支撑器14的外部件25翻转胎体外部区Ko的翻转步骤，用以将胎体外部区Ko变形为不包括任何局部弯折部分的径向向外倾斜和延伸的外部倾斜件27。

所述胎圈部分的成型方法进一步包括：

(4)通过使用帘布层缠绕环30在轮胎轴向内侧迫压外部倾斜件27的弯曲步骤，用以向胎圈芯5的外侧表面SO和径向外表面SU弯曲该外部倾斜件27；以及

(5)通过使用压辊32朝向胎圈芯5的径向外表面SU迫压弯曲状态下的外部倾斜件27的末端部27e的迫压步骤。

通过这些步骤，可以容易、精确且稳定地绕胎圈芯5缠绕胎体帘布层6A的两端部——即圆筒状副部12b，而无需预先弯折胎体帘线。

虽然到此本发明的优选实施例已经得到解释，但本发明不仅限于图示的实施例而是可以修改成多种形式而实施，例如，其中成形器13设置为用于单阶段方法的生胎造型步骤中所使用的成形器。