Форма для беговой дорожки пневматической шины и способ ее изготовления

 

Изобретение относится к области изготовления покрышек пневматических шин, в частности к формованию беговой дорожки пневматической шины. Форма для беговой дорожки пневматической шины содержит пластинчатый венец для формования наружной поверхности беговой дорожки пневматической шины, образованный в окружном направлении набором из множества примыкающих друг к другу элементов малой толщины. Последние смонтированы на опоре и ориентированы строго в радиальном направлении, а упругое отталкивание между ними сдерживается бандажом. Элементы выполнены в виде стандартных и промежуточных элементов, чередующихся друг с другом в окружном направлении. Форма снабжена средствами выравнивания, взаимодействующими с промежуточными элементами для задания соответствующей ориентации для промежуточных элементов по отношению к радиальному направлению. Изобретение предусматривает способ изготовления формы пневматической шины, в котором используют данную форму и осуществляют проветривание благодаря свободным пространствам между элементами. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные свойства формы и получать покрышки пневматических шин с хорошим внешним видом, который остается неизменным после осуществления многочисленных циклов формования. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение касается области изготовления пневматических шин. Говоря более конкретно, это изобретение относится к формованию беговой дорожки пневматической шины.

Заявка на Европейский патент ЕР-0569909 описывает подобную форму, в которой очень большое число листов или пластин, располагающихся поперечно, обеспечивают формование беговой дорожки пневматической шины. Здесь речь идет о том, что упомянутые листы или пластины, то есть элементы формования, ориентированы поперечно, поскольку, рассматривая данную пневматическую шину, они проходят от одного плеча этой шины до другого.

Открытие и закрытие формы такого типа предполагает необходимость предусматривать возможность координированного перемещения в радиальном направлении всех основных или базовых элементов периферийного пластинчатого венца. В процессе эксплуатации данной формы вполне возможно, что последовательное осуществление циклов открытия и закрытия этой формы вызовет некоторый наклон пластин по отношению к их первоначальной ориентации, в частности, из-за паразитного трения, являющегося причиной нарушения исходной регулировки или скольжения пластин в процессе их движения, сопровождающего каждый цикл открытия или закрытия формы. Кроме того, может оказаться затруднительным поддерживать распределение зазоров между этими пластинами столь равномерным, как хотелось бы. Следовательно, могут появиться выпрессовки в тех местах, где зазор между пластинами существенно превышает номинальный зазор между ними. Однако преследуемая цель состоит в том, чтобы выбрать номинальный зазор, как это объяснятся в Европейском патенте ЕР 0569909, таким образом, чтобы исключить возможность того, чтобы каучук или сырая резина могли вытекать между пластинами в процессе осуществления закрытия данной формы.

Цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы устранить отмеченные выше недостатки и улучшить эксплуатационные свойства формы этого типа, предназначенной для формования пневматических шин высокого качества, в частности пневматических шин с хорошим внешним видом, который остается неизменным после осуществления многочисленных циклов формования.

Данное изобретение предлагает конструкцию формы для беговой дорожки пневматической шины, содержащую пластинчатый периферийный венец, предназначенный для формования наружной поверхности беговой дорожки или протектора, причем упомянутый периферийный пластинчатый венец образован пакетом, набранным в окружном направлении из множества примыкающих друг к другу элементов весьма малой толщины, смонтированных на специальной опоре, и упомянутые элементы ориентированы строго в радиальном направлении и выполнены таким образом, что существует определенное упругое отталкивание между различными элементами, причем это упругое отталкивание сдерживается бандажом, осевое движение которого контролирует радиальное перемещение упомянутых элементов, и формование беговой дорожки пневматической шины осуществляется внутренней в радиальном направлении частью элементов, причем эта внутренняя в радиальном направлении часть этих элементов имеет необходимую в данном случае форму или профиль, отличающуюся тем, что элементы формы содержат некоторые стандартные элементы и некоторые промежуточные элементы, которые следуют друг за другом в окружном направлении, а также тем, что предлагаемая форма содержит специальные средства выравнивания, взаимодействующие с промежуточными элементами для задания соответствующей ориентации этих промежуточных элементов по отношению к радиальному направлению.

В предпочтительном варианте реализации предлагаемая форма содержит несколько групп, состоящих из одного или нескольких примыкающих друг к другу промежуточных элементов, которые разделяют венец на практически одинаковые сектора, причем стандартные элементы располагаются между этими группами промежуточных элементов, образуя упорядоченную структуру.

В тексте данного описания в том случае, когда говорится о внутренней части той или иной детали или поверхности, это означает, что эта часть располагается скорее по направлению к центру данной формы, то есть со стороны внутренней полости формования. В том случае, когда дается определение "наружный" или "наружная", это означает, что соответствующая часть располагается скорее на удалении от полости формования. Например, поскольку речь идет о пластинах, формующих беговую дорожку пневматической шины, внутренняя сторона или внутренний участок представляют собой поверхность, которая в процессе формования находится в контакте с каучуком, тогда как наружная сторона или наружный участок представляют собой поверхность, которая находится в контакте с обоймой или бандажом.

Предлагаемое изобретение распространяется также на способ изготовления пневматических шин, в котором используется описанная выше форма. В качестве возможного варианта реализации этого способа в нем может быть использован специальный сердечник, предназначенный для формования внутренней полости пневматической шины, на котором собираются ее составляющие и который затем обеспечивает формирование внутренней полости пневматической шины в процессе вулканизации. В любом варианте применения преимущество этого способа заключается в том, что он обеспечивает превосходное проветривание в процессе формования.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано здесь в виде описания его применения к некоторому специфическому способу реализации формы для изготовления пневматических шин. Говоря более конкретно, речь идет о способе, описанном в уже упоминавшемся Европейском патенте ЕР 0569909 со ссылками на фиг. 5. Этот тип формы позволяет совместить в себе преимущества форм так называемого секторного типа с преимуществами форм, состоящих из двух частей. Здесь необходимо уточнить, что общее изложение принципов функционирования такой формы дано в патенте ЕР 0569909, в частности, в той его части, которая относится к фиг.5.

Основные характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания способа его реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении к этому описанию чертежи, среди которых: фиг. 1 представляет собой схематический вид в меридианальном разрезе формы в соответствии с предлагаемым изобретением; фиг. 2 представляет собой схематический перспективный вид кольца, обеспечивающего надлежащую ориентацию промежуточных элементов; фиг. 3 представляет собой схематический вид так называемого стандартного элемента; фиг. 4 представляет собой схематический вид так называемого промежуточного элемента; фиг. 5 и 6 представляют собой схематические виды вариантов реализации промежуточного элемента; фиг.7 представляет собой частичный схематический боковой вид периферийного пластинчатого венца; фиг.8 представляет собой схематический перспективный вид, иллюстрирующий набор пакета промежуточных элементов.

В этом способе реализации формы периферийный пластинчатый венец, служащий для формования беговой дорожки или протектора пневматической шины, образован множеством примыкающих друг к другу пластин 1, толщина которых имеет величину в диапазоне от 0,1 мм /предпочтительно 0,5 мм/ до 5 мм /см. фиг.2/. Такой пластинчатый венец содержит несколько сотен примыкающих друг к другу пластин, а иногда и несколько тысяч таких пластин. В этом состоит весьма выгодный путь реализации элементов весьма малой толщины, характерных для форм этого типа. Толщина пластин соответствует разрешающей способности формы для определения рисунка протектора. В данном случае используют, например, пластины из стали, которые снабжены перпендикулярными их плоскости вырезами, соответствующими поперечному сечению подлежащего реализации рисунка протектора.

Как можно видеть на фиг.1, периферийный пластинчатый венец разделен на две части G и D и этот венец содержит два различных примыкающих друг к другу элемента 1D и 1G, каждый из которых принадлежит к одной из упомянутых частей. Пластины или формообразующие элементы в целом обозначены на приведенных чертежах позицией 1. В том случае, когда необходимо более конкретно обозначить элемент или часть этого элемента, принадлежащие к части G, используется позиция 1G. В том случае, когда необходимо более конкретно обозначить элемент или часть этого элемента, принадлежащие к части D, используется позиция 1D. Кроме того, как будет показано ниже, для обозначения соответственно элементов или частей этих элементов, относящихся к стандартным или к промежуточным элементам, используются индексы S и I.

На фиг.3 схематически представлен вид так называемого стандартного элемента 1S, а на фиг.4 представлен схематический вид так называемого промежуточного элемента 1I. Среди характеристик, общих как для стандартных элементов IS, так и для промежуточных элементов 1I, можно видеть, что каждый из этих элементов содержит с внутренней в радиальном направлении стороны формообразующую часть 10, вырезанную или отформованную в соответствии с реализуемым рисунком беговой дорожки или протектора данной пневматической шины. Таким образом, внутренняя часть упомянутых элементов имеет профиль, продиктованный подлежащим формованию рисунком протектора пневматической шины.

В предпочтительном варианте реализации по меньшей мере конец формообразующей части 10 элементов 1 имеет постепенно уменьшающуюся толщину при переходе в радиальном направлении в сторону оси данной формы. Таким образом, каждый из упомянутых элементов представляет собой слабо выраженный клин, угол заострения которого точно соответствует величине, полученной в результате деления 360^o, то есть полной окружности, на число элементов в данном периферийном формообразующем венце.

Каждый из стандартных 1S или промежуточных 1I элементов содержит боковое продолжение 1I, боковую кромку 16, наружный наклонный участок 13 и центральную кромку 18, предназначенную для вхождения в механический контакт с соответствующей центральной кромкой 18 примыкающего элемента на другой части этого пластинчатого венца. Здесь также следует отметить наличие специального выступа 19а на каждой из пластин 1 части G, входящего в соответствующий вырез 19б, выполненный на каждой пластине 1 части D, для того, чтобы обеспечить позиционирование пластин 1 с высокой точностью на одной и той же высоте в радиальном направлении при осуществлении любой фазы закрытия данной формы.

Все стандартные элементы 1S содержат специальный вырез со стороны, противоположной их формообразующему участку 10. Этот вырез образует лапку 12 и участок 127 на внутренней в радиальном направлении стороне лапки 12. И хотя упомянутый выше вырез отсутствует на промежуточных элементах 1I, его контур обозначен пунктирной линией на схематическом виде этого промежуточного элемента позицией 125 для того, чтобы выявить положение отверстия 120, касающегося этого контура в месте, которое хорошо видно на фиг.4.

Для того, чтобы сформировать упомянутый периферийный пластинчатый венец, все элементы 1 располагаются под одним и тем же углом по отношению к радиальному направлению. В приведенном здесь примере практической реализации предлагаемого изобретения упомянутые элементы располагаются радиальным образом. Говоря другими словами, в том случае, когда данный периферийный пластинчатый венец рассматривается в разрезе по плоскости, перпендикулярной оси данной формы /см. фиг.7/, эти элементы располагаются по радиусам окружности беговой дорожки данной пневматической шины, то есть под углом 90^o, если использовать терминологию, обычно применяемую для обозначения траектории кордных нитей в данной пневматической шине. В отдельных случаях можно допустить, чтобы упомянутые формообразующие элементы были расположены под углом, немного отличающимся от 90^o, например, на величину в диапазоне от 10 до 15^o.

В каждой из своих частей G и D данная форма содержит плиту 2, на которой смонтирован бандаж 3. Этот бандаж 3 имеет внутреннюю в радиальном направлении коническую опорную поверхность 30 с углом наклона α, находящуюся в контакте с упомянутыми элементами 1 на их наружном в радиальном направлении участке 13. Этот бандаж позволяет сжать в радиальном направлении пластины 1 для того, чтобы перевести их в положение закрытия формы и далее удерживать их в этом положении, как это схематически показано на фиг.1.

На плите 2 установлены также один или несколько направляющих органов 5 для пластинчатых элементов, содержащих коническую опорную поверхность 50, ориентированную внутрь в радиальном направлении и наклоненную на тот же угол α, что и коническая опорная поверхность 30, о которой было сказано выше. На упомянутой плите 2 установлены также матрицы 4, служащие для формования боковин пневматической шины. Коническая опорная поверхность 40, ориентированная наружу в радиальном направлении и наклоненная на тот же угол α, что и коническая опорная поверхность 30, выполнена на наружной в радиальном направлении стороне упомянутой матрицы 4. Упомянутые боковые продолжения 11 всех пластинчатых элементов вставлены между матрицей 4 и направляющим органом 5, а именно, между упомянутыми коническими опорными поверхностями этих компонентов формы.

Для того, чтобы облегчить в целом движение раскрытия формы, обруч 6 развивает некоторое усилие в осевом направлении, приложенное к боковым кромкам 16 всех элементов 1, при помощи одной или нескольких ориентированных в осевом направлении пружин 61, которые, будучи установленными в осевом направлении между упомянутым обручем и плитой 2, создают упругое отталкивание между плитой 2 и обручем 6. Это обстоятельство благоприятствует удовлетворительной синхронизации движения всех элементов при любом их положении, в частности при любом сопротивлении отрыва от формуемой беговой дорожки или протектора пневматической шины, которое может иметь место после окончания вулканизации.

Кольцо 7 закреплено на конце бандажа 3, наиболее удаленном от плиты 2. Упор 70, ограничивающий движение элементов 1 в процессе открытия формы, интегрирован в кольцо 7. Это кольцо содержит некоторое число выступов 71, располагающихся на внутренней в радиальном направлении его части, причем между упомянутыми выступами имеются щели 74 /см. фиг.2/. Промежуточные элементы 1I проходят в эти щели 74 /см. фиг.1, часть D/. Кольцо 7 содержит вырез 75 против каждой щели 74. Выступы 71 содержат с наружной в радиальном направлении стороны наклонную поверхность 72, функция которой состоит в том, чтобы содействовать открытию формы, отрывая и направляя пластины 1 упираясь в их участок 127.

В соответствии с техническим решением, предложенным данным изобретением, несколько групп, состоящих из одного или нескольких промежуточных элементов 1I, примыкающих друг к другу, разделяют каждый венец на строго одинаковые или равномерные сектора /см. фиг.7/. Стандартные элементы 1S располагается между упомянутыми группами промежуточных элементов. В способе реализации предлагаемого изобретения, проиллюстрированном на приведенных в приложении фигурах, каждая из частей G и D венца содержит как стандартные элементы 1S, так и промежуточные элементы 1I, причем плоскости разреза части G и части D, показанные на фиг.1, выбраны таким образом, чтобы продемонстрировать стандартный элемент 1S как первый видимый элемент на части G и промежуточный элемент 1I как первый видимый элемент на части D. На фиг.2 можно видеть, что промежуточные элементы в представленном здесь варианте реализации предлагаемого изобретения располагаются пакетами по несколько штук в каждом, например пакетами, каждый из которых содержит от 4 до 10 примыкающих друг к другу промежуточных элементов, хотя эта характеристика и не является, разумеется, ограничительной.

Таким образом, удержание промежуточных элементов 1I обеспечивается щелями 74, которые ориентированы в радиальном направлении для того, чтобы удерживать эти промежуточные элементы. Щели 74 обеспечивают поддержание ориентации этих промежуточных элементов и направляют их при осуществлении движений открытия и закрытия формы. Таким образом, расхождения позиционирования различных элементов минимизируются, поскольку отклонения, которым они подвергаются, накапливаются только на относительно небольшой части окружности. При этом зазоры между различными элементами распределяются более равномерным образом.

Для того, чтобы смонтировать данную форму перед началом процесса формования беговой дорожки пневматической шины, точнее говоря, для того, чтобы смонтировать каждую из частей G и D этой формы, исходят из опоры, образованной кольцом 7. Все стандартные элементы 1S и все промежуточные элементы 1I подготавливаются для установки на этом кольце 7 в порядке, определяемом рисунком подлежащей формованию беговой дорожки пневматической шины. Стандартные элементы нанизываются на выступы 71 таким образом, что лапка 12 оказывается с одной их стороны, а остальная часть элемента - с другой. Вставляют штифт 121 в отверстия 120 группы промежуточных элементов /см. фиг.1, 7 и 8/. Именно для того, чтобы иметь возможность вставить и разместить упомянутый штифт 121, выполнены вырезы 75 в кольце 7. Устанавливают группу промежуточных элементов, пропуская выступающие части штифта 121 через соответствующие вырезы в прилегающих стандартных элементах и вставляя при этом упомянутую группу этих промежуточных элементов в щель 74.

Здесь следует отметить, что размеры выреза 75 рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить возможность этой установки. В частности, ширина упомянутых вырезов в периферийном направлении немного превышает длину штифтов 121. Каждый штифт упирается в наружный в радиальном направлении участок 128 одного или нескольких примыкающих друг к другу стандартных элементов 1S, что не позволяет промежуточным элементам качаться радиально в направлении внутрь, поскольку благодаря выступам 71 не существует никакой степени свободы в этом направлении для стандартных элементов 1S. Отсюда и локализация отверстия 120 по отношению к вырезу, схематически показанному пунктиром 125 на фиг.4.

Для того, чтобы улучшить удержание промежуточных элементов, предлагаемая форма в случае необходимости может содержать специальные канавки 51, выполненные на упомянутых направляющих органах 5, в которые упомянутые промежуточные элементы вставляются для того, чтобы задать этим промежуточным элементам окружное направление или положение. Направляющие органы образованы небольшими отрезками дуги окружности, немного превышающими по длине каждый пакет промежуточных элементов, достаточно толстый для размещения каждой канавки 51. Продолжения 11 установлены с радиальным зазором с внутренней стороны между этими продолжениями и направляющими органами. Стандартные элементы 1S нанизываются между пакетами промежуточных элементов 1I. Таким образом, стандартные элементы направляются промежуточными элементами. Окружное положение и ориентация упомянутых элементов на виде в плоскости, перпендикулярной оси формы, тем самым определяются более позитивным образом, благодаря удержанию промежуточных элементов, действующему на удаленные друг от друга опорные поверхности /щели 74 и канавки 51/.

В том, что касается промежуточных элементов, на фиг.5 можно отметить, что каждое из боковых продолжений 11I в этом варианте реализации выполнено более высоким, чем для стандартных элементов 1S, высота бокового продолжения которых схематически представлена здесь пунктиром 110. Таким образом, боковое продолжение 11I образует по отношению к боковым продолжениям примыкающих стандартных элементов выступ, который можно вставить в канавку 51 /см. фиг.1/.

В случае необходимости против каждой канавки 51 вторая канавка 41 выполняется на конической опорной поверхности 40, расположенной на матрице 4 /см. часть G на фиг.1/. На фиг.6 можно видеть, что каждое из боковых продолжений 11I распространяется радиально в направлении внутрь больше, чем боковые продолжения стандартных элементов 1S, граница которых для сравнения показана на фиг. 6 пунктиром 110. Таким образом, боковое продолжение 11I образует по отношению к боковым продолжениям примыкающих стандартных элементов выступ, который может быть вставлен в упомянутую канавку. Можно использовать канавки 4I на матрице 4 либо вместо, либо в дополнение к канавкам 5I, предусмотренным на направляющем элементе.

На фиг.6 схематически представлен элемент, принадлежащий части G формы. Этот элемент содержит выступ 19а. На фиг.5 схематически представлен элемент, принадлежащий части D этой формы и показанный против элемента на фиг.6. Этот элемент содержит соответствующий вырез 19б. Разумеется, эта характеристика не зависит от того, идет ли речь о стандартном элементе или о промежуточном элементе. Эти фиг.5 и 6 имеют также целью облегчить понимание особенностей взаимодействия элементов на уровне центральных кромок 18.

Разумеется могут быть рассмотрены многочисленные варианты реализации предлагаемого изобретения. Упомянутые промежуточные элементы могут быть вставлены в единственную канавку или щель. Одна или несколько канавок могут иметь совершенно другой вид. Различным может быть также распределение между стандартными элементами и промежуточными элементами. Главное в предлагаемом изобретении состоит в том, чтобы обеспечить выполнение функции управления в радиальном направлении для по меньшей мере нескольких промежуточных элементов, предпочтительно распределенных вдоль периферийной части данной формы.

Формула изобретения

1. Форма для беговой дорожки пневматической шины, содержащая пластинчатый венец для формования наружной поверхности беговой дорожки пневматической шины, образованный в окружном направлении набором из множества примыкающих друг к другу элементов малой толщины, смонтированных на опоре и ориентированных строго в радиальном направлении, упругое отталкивание между которыми сдерживается бандажом, отличающаяся тем, что элементы (1) выполнены в виде стандартных и промежуточных элементов, чередующихся друг с другом в окружном направлении, а форма снабжена средствами выравнивания, взаимодействующими с промежуточными элементами для задания соответствующей ориентации для промежуточных элементов по отношению к радиальному направлению.

2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что средства выравнивания содержат щели (74), выполненные в опоре, в которые вставляются промежуточные элементы (1I).

3. Форма по п. 2, отличающаяся тем, что щели выполнены на кольце, смонтированном на бандаже, между выступами (71), расположенными на внутренней в радиальном направлении части кольца, причем наружная в радиальном направлении часть промежуточных элементов (1I) вставлена в эти щели.

4. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие средства представляют собой канавки (5I), выполненные в опоре, в которые вставляются промежуточные элементы (1I).

5. Форма по п. 4, отличающаяся тем, что каждый из элементов содержит боковое продолжение (1I), расположенное с внутренней в радиальном направлении стороны этих элементов, форма содержит направляющий орган (5) для этих элементов, а канавки (5I) выполнены в направляющем органе для того, чтобы в них могли войти боковые продолжения промежуточных элементов (1I).

6. Форма по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что множество групп, состоящих из одного или нескольких примыкающих друг к другу промежуточных элементов, разделяет пластинчатый венец на строго одинаковые сектора, причем стандартные элементы расположены между группами промежуточных элементов.

7. Форма по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что венец содержит в поперечном направлении два различных примыкающих друг к другу элемента (1D и 1G), каждый из которых принадлежит одной из упомянутых выше частей и каждый из которых имеет кромку (18), предназначенную для входа в контакт с соответствующей кромкой (18) примыкающего элемента другой части периферийного венца.

8. Форма по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что каждый элемент (1) имеет толщину 0,1-5,0 мм, а конец со стороны участка (10) формования элементов (1) имеет постепенно уменьшающуюся толщину при движении в радиальном направлении в сторону оси формы.

9. Способ изготовления формы пневматической шины, при котором периферийный пластинчатый венец образуют набранным в окружном направлении набором из множества примыкающих друг к другу элементов, смонтированных на специальной опоре, элементы ориентируют строго в радиальном направлении и выполняют с определенным упругим отталкиванием между этими элементами и это упругое отталкивание сдерживают бандажом, движение которого в осевом направлении управляет радиальным перемещением упомянутых элементов, и формование беговой дорожки пневматической шины осуществляют внутренним в радиальном направлении участком упомянутых элементов и этот внутренний в радиальном направлении участок имеет требуемый в данном случае профиль, отличающийся тем, что используют форму по одному из пп. 1-8 и осуществляют проветривание благодаря свободным пространствам между элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8