專利名稱：用于制造輪胎的剛性芯體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎的制造。更具體地，本發(fā)明涉及一種基本上為剛性的芯體，其在輪 胎的制造中用作支撐件，并且用作模制輪胎內(nèi)腔的表面的裝置。
背景技術(shù)：
專利EP 1 075 928和隨后的分案專利EP 1 371 479描述了如下這種芯體該芯 體的功能是至少部分地限定用于輪胎的內(nèi)表面的制造外形。該芯體由多個(gè)區(qū)段構(gòu)成，從而 它能夠通過(guò)胎圈之間獲得的空間從輪胎的內(nèi)部移除。這些區(qū)段肩并肩地布置，在它們的橫 向表面處彼此接觸。所述區(qū)段的至少一個(gè)的所述橫向表面徑向地朝向芯體的內(nèi)部會(huì)聚，從 而允許脫模。根據(jù)上面所引用的公開(kāi)文件，所述區(qū)段由兩個(gè)單獨(dú)的部件制成，每個(gè)單獨(dú)的部件 服務(wù)于它們各自的需求連接部件和連接至該連接部件的主部件。主部件的功能是模制輪 胎的內(nèi)表面，連接部件的功能是將各個(gè)區(qū)段鎖定至鎖定構(gòu)件，該鎖定構(gòu)件將組成一個(gè)這樣 的芯體的各個(gè)區(qū)段鎖定在一起。連接部件由第一材料制成，選用這種材料的原因是其能夠承受多次組裝和拆卸的 循環(huán)。該連接部件設(shè)計(jì)成優(yōu)化所述區(qū)段的每一者的夾緊性能，這種優(yōu)化是通過(guò)輪輞以及通 過(guò)設(shè)置在抓爪上的各種其他的操縱構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述抓爪安裝在制造臺(tái)上。該連接部件 典型地由經(jīng)過(guò)機(jī)加工的鋼材制成，以產(chǎn)生全部所需的支撐面以及形狀。所述區(qū)段的每一者還包括主部件，其與所述連接部件相連接，該主部件由第二材 料制成，該第二材料與第一材料不同，并且選用這種第二材料的原因?yàn)槠渚哂锌设T性以及 優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性。電阻也被模制到這些區(qū)段的每一者中。該電阻位于形成徑向外側(cè)圓頂?shù)?壁的內(nèi)部，從而促進(jìn)熱傳導(dǎo)。這種區(qū)段還包括連接構(gòu)件，其使得電能供應(yīng)至所述電阻。所述 主部件典型地由鋁合金制成。公開(kāi)文件US 1，810，072也公開(kāi)了一種剛性芯體，其包括鋁制成的主部件和不同 材料制成的連接部件。公開(kāi)文件EP 893 237也基于相同的原則，并且強(qiáng)調(diào)鋁制成的主部件和鋼制成的 連接部件之間的膨脹性能差異，從而增大了使多個(gè)區(qū)段夾緊在一起的力。上面引用的全部公開(kāi)文件均涉及使用鋁來(lái)制造主部件的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)殇X具有可鑄性 以及優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能，當(dāng)芯體用于在硫化操作中將未完成的輪胎保持在合適的位置時(shí)， 這些性能是有利的。這些公開(kāi)文件還強(qiáng)調(diào)在使用芯體的過(guò)程中施加的夾緊力的大小，特別是當(dāng)在所述 芯體被送入硫化機(jī)時(shí)發(fā)生熱膨脹的時(shí)候。因此，提出了這樣的提議提供徑向強(qiáng)化構(gòu)件以承受這些較大的力。這些強(qiáng)化構(gòu)件 可以是如公開(kāi)文件EP 893 237中提出的橫向隔板的形式，或者如公開(kāi)文件US 1，810，072 和EP 1 075 928中指出的支柱的形式，或者如公開(kāi)文件EP 1 371 479建議的圓周隔板的形式。
然而，乘用車輪胎快速發(fā)展，輪胎的高寬比變得越來(lái)越小，這需要在芯體的構(gòu)造中，與主部件的高度相比，增大主部件的寬度。從而，在芯體閉合過(guò)程中以及模制和硫化操 作過(guò)程中，徑向作用在主部件上的壓力變得越來(lái)越大，因此需要增加主部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 強(qiáng)化構(gòu)件。此外，由于隨著溫度升高鋁合金的機(jī)械性能降低，所以不容易制造強(qiáng)化裝置。在某 些幾何構(gòu)造下，一個(gè)大塊的中心部件，其意味著整個(gè)內(nèi)部體積包含鋁的部件，被證實(shí)仍然不 足以承受閉合力，這會(huì)導(dǎo)致芯體的失效或者變形，根據(jù)定義該失效或者變形使其不適于它 的用途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的致力于解決所述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的剛性芯體包括多個(gè)在圓周方向上相鄰的區(qū)段，這些區(qū)段通過(guò)它們的 橫向面彼此接觸而肩并肩地設(shè)置，至少一個(gè)區(qū)段的所述橫向面遠(yuǎn)離所述芯體徑向會(huì)聚。所 述區(qū)段的每一者包括連接部件，其用于與用于鎖定各個(gè)區(qū)段的鎖定構(gòu)件連接，所述連接部 件設(shè)置在所述區(qū)段的每一者的徑向內(nèi)側(cè)邊緣。至少一個(gè)電加熱電阻穿過(guò)所述區(qū)段的每一 者。所述區(qū)段基本由灰鑄鐵制成。使用鑄鐵制造所述芯體的區(qū)段大大地增加了所述區(qū)段的機(jī)械強(qiáng)度，從而解決了所 述問(wèn)題。此外，鑄鐵是具有極好的鑄造性能的材料，允許制造尺寸精度好的形狀。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，電加熱電阻設(shè)置在中空通道中，該中空通道在所述區(qū) 段的每一者的鑄鐵主體中形成。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，所述電加熱電阻在每個(gè)區(qū)段的主體中的鋼管中延伸。 選用所述鋼管的原因在于，所述鋼的熔點(diǎn)高于所述鑄鐵的熔點(diǎn)。


下面的描述基于本發(fā)明的實(shí)施例，其中-圖1是剛性芯體的局部側(cè)視圖，-圖2是通過(guò)芯體的一個(gè)區(qū)段的A-A上的橫截面，以及，-圖3是顯示了通過(guò)一個(gè)區(qū)段的A-A上的橫截面的局部立體圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，中空通道是在使用諸如砂模鑄造技術(shù)的常規(guī)鑄造技術(shù) 來(lái)鑄造所述區(qū)段過(guò)程中形成的。加熱電阻在所述區(qū)段被冷卻并且從所述砂模移除后被設(shè)置 在所述中空通道中。包含所述加熱電阻的所述通道還可以填滿一種適于導(dǎo)熱的材料，例如 鎂，從而改進(jìn)所述裝置的熱效率。然而，事實(shí)證明，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的區(qū)段的制造成本是非常高的，這種高 成本是由于砂模的成本以及在制造所述通道時(shí)所需的特殊處理造成的，因?yàn)楸仨毺貏e注意 所施加的熱量的熱均勻性，這是通過(guò)將通道盡可能地靠近所述芯體的多個(gè)區(qū)段的徑向外側(cè) 表面而定向而實(shí)現(xiàn)的。該形狀需要所述通道與表面的曲率一致，并且既不太靠近所述表面以避免熱點(diǎn)，又離所述表面不太遠(yuǎn)以避免熱損耗。另外，該實(shí)施例不能用于制造直徑小于大約十毫米的通道，當(dāng)考慮希望通過(guò)改進(jìn) 通道的數(shù)量且減少通道中的熱損耗來(lái)提高芯體的熱反應(yīng)率的時(shí)候，這是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。因此，提出了一種可選方案，其構(gòu)成了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中加熱電阻預(yù)先設(shè) 置在通常由鋼制成的管子里。從而，下面的描述更具體地涉及本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖1示出了在公開(kāi)文件EP 1 075 928中以實(shí)例方式描述的由多個(gè)區(qū)段10組成的 剛性芯體的主要輪廓。該剛性芯體至少部分地限定制造外形，該外形的表面11對(duì)應(yīng)于輪胎 的內(nèi)表面。所述芯體包括多個(gè)在圓周方向相鄰的區(qū)段IOdUOi,這些區(qū)段在它們的橫向面IOdl和IOil或IOd2和IOi2處彼此接觸且肩并肩地設(shè)置。至少一個(gè)區(qū)段IOi的橫向面IOil和IOi2 遠(yuǎn)離所述芯體而會(huì)聚，從而允許通過(guò)經(jīng)由內(nèi)部移除該區(qū)段IOi來(lái)拆卸所述芯體。實(shí)際上，所 述芯體包括兩類區(qū)段發(fā)散的區(qū)段I0d，它們的橫向面IOdJPlOd2徑向遠(yuǎn)離所述芯體而發(fā)散； 以及所謂的相反的區(qū)段IOi,它們的橫向面IOil和IOi2遠(yuǎn)離所述芯體而會(huì)聚。區(qū)段10的每一者包括連接部件13，其用于與輪輞20連接，所述連接部件位于所述 區(qū)段的每一者的徑向內(nèi)側(cè)邊緣。輪輞20在圓周方向上連續(xù)。專利EP 1 075 928描述了將 區(qū)段連接至輪輞的實(shí)施例的實(shí)例，對(duì)于該特殊功能的細(xì)節(jié)，讀者可以有效地參考該公開(kāi)文 件。在鑄造所述區(qū)段過(guò)程中，如圖2所示，在鑄造中，鋼管16被模制入?yún)^(qū)段的主體12 中。加熱金屬絲17穿過(guò)這些管子并且由連接至輪輞20的連接構(gòu)件18供電。作為一般方 法，加熱金屬絲嵌入鎂的混合物中，從而所述金屬絲保持在管子中合適的位置上。已經(jīng)提到 的是，提出了將加熱元件放置在距離壁11精確的距離處，該壁11形成所述芯體的區(qū)段的徑 向外側(cè)圓頂，從而在避免冷的區(qū)域的變形和熱點(diǎn)的同時(shí)保證良好的散熱。從而，每個(gè)芯體區(qū)段包括其自身的加熱系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)表現(xiàn)為例如線圈的形式， 該線圈在芯體區(qū)段10的表面11下延伸。芯體區(qū)段由鑄鐵制成。該材料在高溫下具有極好的機(jī)械強(qiáng)度，使其能夠承受在芯 體被放置在一起并且引入硫化裝置時(shí)施加在芯體區(qū)段10上的夾緊力。鑄鐵還具有非常良 好的鑄造性能，允許通過(guò)諸如使用砂模的傳統(tǒng)鑄造方法來(lái)制造區(qū)段。鑄鐵的熱傳導(dǎo)性能比鋁的熱傳導(dǎo)性能差，但是它存儲(chǔ)熱能的能力更強(qiáng)。因此，總電 能消耗小于供給至相當(dāng)尺寸的鋁模的總電能。鑄鐵的性能由它的碳含量限定，碳的含量相對(duì)于鐵的質(zhì)量在1. 7%至6. 67%之 間。鑄鐵的熔點(diǎn)在1135°C至1350°C之間，其熔點(diǎn)取決于它所包含的碳和硅的質(zhì)量百分比。 例如，當(dāng)鑄鐵包含5%的碳，具有1250°C的熔點(diǎn)時(shí)，可獲得較好的結(jié)果。可以添加強(qiáng)化構(gòu)件14和15以增大芯體區(qū)段10的機(jī)械強(qiáng)度。包含加熱金屬絲17的管子16由鋼制成，通常為不銹鋼。鋼的熔點(diǎn)在1150°C至 1480°C之間，其熔點(diǎn)主要取決于它包含的碳的百分比。因此，選擇含碳量低的鋼以提高熔 點(diǎn)，并且使鋼管具有一定的延展性以使其更易于包覆熱電阻。管子的直徑介于5至IOmm之 間，布置為盡量減少該直徑以改進(jìn)加熱裝置的熱反應(yīng)率。實(shí)際上，使用6. 5mm的管子獲得了 良好的結(jié)果。鑄鐵和鋼的熔點(diǎn)之間的差異使得能夠在鑄鐵主體的鑄造過(guò)程中，將加熱電阻嵌入芯體區(qū)段10的主體12中，而該制造操作不會(huì)破壞電阻的形狀和性能。還可觀察到，鑄鐵的熔點(diǎn)和形成管子的鋼的熔點(diǎn)的差別越大，鑄造和模制將更容易，因?yàn)樵阼T鐵的鑄造過(guò)程中， 管子具有更大的幾何穩(wěn)定性。實(shí)際上，包含0. 5%的碳且熔點(diǎn)為1450°C的鋼具有用于計(jì)劃應(yīng)用的令人滿意的性能。然而，芯體區(qū)段能夠由選定等級(jí)的鋼制成，從而它的熔點(diǎn)比形成管子的材料的熔點(diǎn)更低，該管子包含加熱電阻。然而，已知鋼難于鑄造并且其可鑄性比鑄鐵的可鑄性差，這 不利于制造形狀復(fù)雜的部件。因此，本發(fā)明的原則能夠應(yīng)用于通過(guò)選擇具有不同熔點(diǎn)的一對(duì)金屬的等效方式， 其中所述金屬的至少一者具有足夠好的機(jī)械性能以應(yīng)付芯體的機(jī)械應(yīng)力。在該方面，鑄鐵 和鋼的組合具有良好的特性并且使實(shí)施具有有利的成本。最后，可觀察到，在芯體區(qū)段的面之間的間隙能夠是零。這是因?yàn)樵趨^(qū)段的組件之 間發(fā)生的熱膨脹，以及由于芯體中主要存在的鑄鐵(存在鋼管的效應(yīng)假設(shè)被忽略)而均勻 地進(jìn)行的硫化。因此在橫向面處在部件之間溢出橡膠的麻煩將更少。
權(quán)利要求
一種剛性芯體，該剛性芯體至少部分地限定用于輪胎的內(nèi)表面的制造外形，并且該剛性芯體設(shè)計(jì)為在模制和硫化操作過(guò)程中支撐未完成的輪胎，所述芯體包括多個(gè)在圓周方向上相鄰的區(qū)段(10i，10d)，這些區(qū)段通過(guò)它們的橫向面(10d1和10i1，10d2和10i2)彼此接觸且肩并肩地設(shè)置，至少一個(gè)區(qū)段(10i)的所述橫向面(10i1，10i2)遠(yuǎn)離所述芯體而徑向會(huì)聚，所述區(qū)段的每一者包括連接部件(13)，其用于與用于鎖定各個(gè)區(qū)段(10)的鎖定構(gòu)件(20)連接，所述連接部件(13)設(shè)置于所述區(qū)段(10)的每一者的徑向內(nèi)側(cè)邊緣，在所述芯體中，至少一個(gè)電加熱電阻(17)設(shè)置于在壁(11)中延伸的通道中，所述壁(11)形成所述區(qū)段(10)的每一者的徑向外側(cè)圓頂，所述芯體的特征在于，所述區(qū)段(10)的每一者基本由鑄鐵制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性芯體，其中所述通道位于所述芯體區(qū)段中，并且所述通 道與所述芯體區(qū)段的徑向外側(cè)表面的曲率一致，所述加熱電阻(17)在所述通道中延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剛性芯體，其中所述通道的直徑小于10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性芯體，其中所述電阻嵌入一種材料，該材料是一種良好 的導(dǎo)熱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的剛性芯體，其中所述電阻嵌入鎂中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的剛性芯體，其中所述電阻放置在管子(16) 中，該管子(16)由一種材料制成，該材料的熔點(diǎn)高于所述鑄鐵的熔點(diǎn)，并且其中在所述部 分的模制操作過(guò)程中所述管子嵌入所述鑄鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的剛性芯體，其中所述管子(16)由鋼制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的剛性芯體，其中連接構(gòu)件(18)被嵌入，使得 所述芯體能夠連接至電源以將電能供給至電阻(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種剛性芯體，其至少部分地限定用于輪胎的內(nèi)表面的制造外形，所述芯體包括多個(gè)在圓周方向上相鄰的區(qū)段(10)，這些區(qū)段通過(guò)它們的橫向面彼此接觸而肩并肩地設(shè)置，至少一個(gè)區(qū)段的所述橫向面從所述芯體向外徑向會(huì)聚，所述區(qū)段的每一者包括用于與用于固定不同區(qū)段(10)的構(gòu)件連接的部件(13)，所述連接部件(13)設(shè)置于所述區(qū)段(10)的每一者的徑向內(nèi)側(cè)端部，其中，至少一個(gè)電加熱電阻(17)模制在所述區(qū)段(10)的每一者。所述電阻包括加熱電阻金屬絲(17)，其在鋼管(16)中延伸，所述區(qū)段(10)基本由鑄鐵制成，該鑄鐵的熔融溫度低于所述鋼管(16)的熔融溫度。
文檔編號(hào)B29D30/12GK101801654SQ200880108040
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者A·蘇拉里歐克斯, M·托雷斯-卡泰拉諾 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份有限公司