专利名称：借助于磁性插件来改变轮胎标识装置的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在模具中快速及容易地改变轮胎标识装置的方法及设备的领域，该模具即是轮胎模具。更准确地说，本发明涉及能在硫化循环期间于硫化机的上半模具及下半模具上快速改变轮胎标识磁性插件的那些方法及设备。
背景技术：
美国运输部要求轮胎标识号(“TIN”)应印制在轮胎的胎壁上。这种信息一般包含推荐的轮胎压力，制造商的标识号，以及轮胎的制造日期(通常是生产的年份及星期)。因此，用于在该轮胎胎壁上印制该信息的装置需要至少以一周为基础进行改变。
历史上，该TIN仅布置在轮胎的一个胎壁上。通常，带有TIN的胎壁朝内安装在车上，即是说朝向车及远离顾客容易看到之处。更准确地说，带有TIN的该胎壁通常面朝车的中心纵轴线来安装，如图1所示。对于轮胎模具的情形，该TIN通常位于下半模具中，该下半模具是安装在轮胎硫化机下部分的半模具。因此，该下半模具被布置成通常是水平定位并且相对地靠近地面。改变TIN已经是相对地容易，因为操作者容易接近该下半模具。
现今，TIN布置在插件或标签上并且在轮胎硫化循环期间通常以一星期为基础进行改变。这些插件由铝制成并以压配合装于该模具的凹槽之内。“压配合”的含义是该插件的金属以零间隙与该凹槽的金属相接触。为实现压配合，使用了一尼龙冲头来使该插件与该模具的表面平齐。该尼龙冲头不损伤制成在该插件的数据。常常是该插件与模具表面不平齐和/或它们布置成弯曲的方式。这样，该插件常常需要被移去并重新插入，这要花费时间和极大地影响生产率。还有，如果不能合适地座放，它们可能掉出或被布置成弯曲的形式，这可能导致有缺陷的轮胎外观或是轮胎废品。使用了钢冲头或锤头来使该插件从轮胎模具中脱出。操作者可能花几分钟时间设法从轮胎模具侧壁撬出该插件。
在美国法律中预期的改变可能很快要求能在轮胎两个胎壁上看见TIN，以使得轮胎信息容易获得，而不论轮胎的哪一侧是朝内。这意味着将需要在上半模具及下半模具上改变TIN。在上半模具上改变TIN有些问题，因为在已有的技术条件下，只有在该模具被移开之后操作者才能接近它来改变TIN。这需要时间来使模具冷却和需要附加的时间从该轮胎硫化机移开该模具。因为一轮胎工厂可能有许多轮胎硫化机，当上半模具的TIN被改变时，损失了大量生产时间。
这样，就需要提供容易及快速地改变TIN的方法及设备的技术，而不论轮胎胎壁的哪一侧要被印制上TIN。
发明内容
本发明含有一模具及磁性装置，该模具有一壁，该壁具有构成在其内的一凹槽，其中相关的插件适于经该磁性装置有选择地保持在该凹槽内，使得该插件与该壁基本上平齐。因此，本发明的目的是提供带有附属凹槽及插件的一轮胎模具，该插件是容易及快速地被改变的，使得硫化循环不会因超时而被大大地缩减。
本发明还有的另一个目的是提供一制件，其中该磁性装置是可操作地连接于该壁的至少一个磁铁。
本发明还有的另一个目的是提供一制件，其中该磁性装置还包括与其一体地制作的数据，该数据适于被印制在有关的可硫化材料中。
还有，本发明的另一个目的是提供一制件，其中该模具包括一上半模具和一下半模具，使得每个半模具具有带磁性装置的凹槽，该凹槽用来容纳该插件。
本发明仍然还有的另一个目的是提供一制件，其中该插件被布置在上半模具中并可通过一细长把柄来移除，该把柄具有磁化端部。
还有，本发明的另一个目的是提供一制件，其中该插件由一磁性材料制成。
本发明的另一个目的是提供一制件，其中该模具是一轮胎模具。
本发明还有的另一个目的是提供一轮胎模具系统，该系统用于把一轮胎标识号模压到一轮胎上，该轮胎模具系统包括一轮胎模具，该模具具有构成在其上的带有一细长凹槽的一侧壁，其中该凹槽具有一边缘及一深度；在该凹槽中可操作地连接于该侧壁上的磁铁；以及经该磁铁有选择地及可互换地连接于该侧壁的一插件，其中该插件具有基本上等于该凹槽深度的一深度，使得当该插件被布置在该凹槽中时该插件与该凹槽的该边缘平齐。
本发明还有的另一个目的是提供一轮胎模具，在该模具中该侧壁的凹槽具有限定于其中的一孔。
本发明还有的另一个目的是提供一轮胎模具，其中在该凹槽中的该孔容纳该磁铁。
还有，本发明的另一个目的是提供一轮胎模具，其中该凹槽是细长的和弧形的。
还有，本发明的另一个目的是提供一轮胎模具，在该模具中该凹槽具有两个孔，其中每个孔容纳一磁铁。
还有，本发明的另一个目的是提供一方法，该方法用于把数据模压到一可硫化材料上，该方法包括步骤提供一模具、磁性装置和一插件，该模具具有一侧壁，该侧壁带有限定于其中的一凹槽，该插件具有一体地制成在该插件上的数据的负像；经该磁性装置有选择地把该插件固定在该凹槽内，使得该插件与该侧壁基本上平齐；闭合该模具；硫化该可硫化材料；以及把该数据印制到该可硫化材料上。
本发明还有的另一个目的是提供一方法，其中该模具具有一上半模具及一下半模具，其中每个该模具具有用于容纳该插件的一磁化的凹槽，所以该方法还包括步骤把位于该上半模具中的该插件上的该数据印制在该可硫化材料的一个侧面上，和把位于该下半模具中的该插件上的该数据印制在该可硫化材料的另一个侧面上。
本发明还有的另一个目的是提供一方法，该方法包括步骤提供具有一磁化端部及一灯的一把柄；和用该材料的一磁化端部从该上半模具和/或下半模具的该凹槽移除该插件。
依靠阅读和理解下列详细说明，对于本领域的技术人员，本发明还有的其它好处及优点将变得明显起来。
对于某些零件及零件结构方面本发明可采取的物理形式，其优先实施例将在本说明书中详细描述和在附图中中图释，该附图构成本文的一部分，而其中图1是一车的顶部简略视图，显示了中心纵轴线；图2是一轮胎硫化机的简略视图；图3是本发明的剖面立体视图，显示了具有磁化的凹槽和插件的一轮胎半模具的空腔侧边；图4是在该凹槽内的磁性装置的一放大视图；图5是一轮胎模具内的两个凹槽的立体视图，其中一个插件被布置成与该凹槽平齐；图6是显示了孔的该模具外部侧边，这些孔构成于该凹槽中；图7是用来把磁性插件移除及插入该轮胎模具的把柄的立体视图；图8是一放大的凹槽的顶视图；图9是沿图8的9-9线取的剖视图；图10是应用一分块式模具的本发明的立体视图；图11是显示该凹槽的一燕尾边缘的顶视图；图12是沿图11的10-10线取的剖视图及具有一燕尾边缘的磁性插件；和图13是具有L型燕尾边缘的插件的另一个实施例。
具体实施例方式
现在参考各附图，其中各附图的目的只是用于图释本发明的一优先实施例而不是用于限制本发明，图1-10图释本发明。
图2图释一轮胎硫化机，该硫化机具有一两件式轮胎模具10，模具10具有一上半模具12及一下半模具14。通常该两件式模具10由铝或钢制成。本发明也可使用分块式模具，如下面将描述那样。如在技术上已公知的，模具10适合于容纳“生”轮胎，即是说由可硫化材料制成的轮胎。在该轮胎硫化机内硫化产生一硫化的轮胎54。
在参考图3-6、8及9时，显示了两件式轮胎模具10的半模具的剖面。每个轮胎半模具具有一空腔侧边16，如图3-5所示，和一外部侧边18，最佳地见于图6.轮胎模具10的半模具具有一侧壁20，侧壁20带有限定于其中的一凹槽22。凹槽22被精密加工或通过以合理工程判断(Sound engineering judgment)来选择的任何其它方法进行加工。所显示的凹槽22在形状上是细长的及弧形的。该弧形形状可基本类似于该半模具的曲率半径。每个凹槽22具有一凹槽底面24及一凹槽边缘26。如各图所示，凹槽底面24可含有一空腔31。如下面将更详细描述的，所示的凹槽底面24具有用于容纳磁性装置30的两个空腔31A、31B。如图8及9所示，凹槽底面24具有构成于其上的至少一个孔28，孔28经过该半模具延伸至外部侧边18。最好是孔28被构造成与空腔31A、31B同心。两件式轮胎模具10的外部侧边18也具有一凹槽29，凹槽29最好与孔28同心。
继续参考图3-5，磁性装置30可操作地连接于侧壁20，而更准确地说，是容纳在凹槽22之内，并且最好是在空腔31A、31B之内。磁性装置30最好是磁铁32。如各图所示，磁铁直径的范围是0.375英寸(0.9525cm)-0.5英寸(1.27cm)。然而，所期望的是在本发明的目标范围内，磁铁32可以是以合理工程判断来选择的任何形状，它将以磁性把一插件34固定在凹槽22中。还有当磁铁32被布置在凹槽22中时，最好磁铁32相距至少0.5英寸(1.27cm)以防止彼此互相干扰。磁铁32可通过高温、抗热胶而保持在凹槽22内，这在技术上是已知的。根据合理工程判断选择的其它装置可用来把磁铁32固定在侧壁20上。一旦该磁铁被布置在孔28内，绕该凹槽22的模具材料就被加热，使得它膨胀并更牢固地保持住磁铁32。这个工艺称为叠套。虽然各图显示了两个磁铁32被配置在一个凹槽22中，但还期望在凹槽22中使用一个磁铁32也被包含在本发明的目标内。在本发明中，磁铁32最好由钐-钴制成，它具有高的磁强度并可经受住高温。另外，钕-铁-硼可用作磁铁32的材料，它也具有高的磁强度和能经受热量。虽然可以合理工程判断来选择任何材料，但对于磁性装置30具有高的磁强度并还能经受高温是重要的，这种高温如轮胎54的硫化循环期间所遇到的。
在另一个实施例中，磁性装置30也可取为桶形或盒盖形式的，未图示。更准确地说，它可以是其内盛有该磁性装置的一钢筒。该桶壳具有含一深度和可能是圆形、方形、矩形或任何其它形状横断面的一桶体。该桶壳适合于在该桶体内保持住磁铁32。在还有的另一个实施例中，磁铁32可能被包在一黄铜壳中以屏蔽磁铁32，依次该黄铜壳被放置在盒盖中。该桶壳以螺纹连接于两件式轮胎模具10的侧壁20上。
参考图3及5时，显示了两个插件34。每个插件34适合于经磁性装置30有选择地保持在一个凹槽22内，使得插件34的顶部表面36与侧壁20的顶部表面基本上平齐。为了保持这些表面的这个平齐性，插件34的厚度应该基本等于凹槽22的深度，该深度是从凹槽底部24至凹槽边缘26的顶部测量的。为了在重复的硫化循环期间使插件34保持在凹槽22中，公差应该仅为+0.003英寸(0.762mm)。这也防止了可硫化材料溢胶。插件34的顶部表面36含有数据40，数据40将被印制在可硫化材料中，即是说在该轮胎的胎壁上。通常，数据40是美国运输部命令要求有的信息而不是其它的标记。然而，本发明的插件34可以用来印制任何种类或形式的信息。插件34的底部表面38面朝磁性装置30。插件34由一磁性材料制成，而最好是410或416不锈钢，它能提供优越的磁性质。另外，可以使用冷轧钢或具有磁性的任何其它材料。由于本发明的一个目的是在模具10被打开之后使该插件保持在半模具12、14的凹槽22之内，插件34本身没有被磁化是重要的。如果插件34已被磁化，插件34与轮胎胎圈(未图示)之间磁力可能导致一磁力大到足以使插件34从凹槽22移除。还有，这可能导致插件34被制入该可硫化轮胎内，这是不希望的。因为数据40将被印制在该可硫化材料中，插件34也应是可雕刻的。
在整个大量硫化循环中，插件34可容易地从一凹槽22中移除及插入而仍可保持固定在该凹槽22内。如果需要从该模具中移除磁性装置30，一细长物体，例如一杆，可插入孔28中以驱出磁性装置30通过凹槽22。当然也可以使用以合理工程判断选择的移除磁性装置30的其它装置。
参考图7，显示了插件移除装置。该插件移除装置造成了从轮胎硫化机的上半模具12和/或下半模具14中使插件34容易及快速地改变。该插件移除装置的一个实施例示于图7中。该插件移除装置是具有一把柄46的一工具44。把柄46具有一第一磁化端部48及一第二磁化端部50。每个磁化端部48、50具有可操作地与其连接的一灯52。灯52改善了该凹槽的可视性，使得插件34可容易地布置在模具10内。灯52可能是一闪光灯、一笔形灯或以合理工程判断选择的任何其它发光装置。第一磁化端部48用于使插件34装入凹槽22。当第一磁化端部48被用于连接插件34时，磁性装置30与插件34之间的磁力应强于插件34与第一磁化端48之间的磁力。这能使磁性装置30把插件34固定在凹槽22内。相反地，第二磁化端部50可用于从凹槽22中移除插件34。这样，第二磁化端部50与插件34之间的磁力应该大于插件34与磁性装置30之间的磁力，以使插件可能移除。工具44可具有为使操作者接近上半模具12的凹槽22所需的任何长度。另外，工具44可通过以合理工程判断选择的任何装置制成具有诸如一伸缩把柄的可调节长度。另外，该把柄可由各段组成，像真空吸尘器软管那样能以螺纹固定在一起或压配在一起。
本发明也可使用任何形式的轮胎模具，诸如图10所示的分块式模具80。构成于该侧壁内的凹槽22的构造与上面描述的两件式模具的相同。磁性装置30被配置在凹槽22内，以便把具有TIN的插件34固定住。使凹槽22构成于模具80的一个分块82内而不是横跨在两个分块82上是重要的，这使得磁化的插件34在磁化循环期间可牢固地保持在凹槽22内。如上面所描述，可用插件移除装置来布置及移去该插件34。
在本发明还有的另一个实施例中，凹槽22及插件34具有一燕尾形构造以更牢固地把插件34保持在凹槽22内，如图11-13所示。所谓“燕尾形构造”术语的意义是插件34及凹槽22是非正方形构造，使得由插件34及凹槽22形成的连接具有更紧的配合并更加牢固。如图12更具体地显示的，凹槽22的一个壁56是有角度的或倾斜的以适应几何上相配的插件34。插件34具有一燕尾边缘58，边缘58与该凹槽的壁56接合。在这个实施例中，燕尾边缘58是向后角度的。在还有的另一个实施例中，燕尾边缘58截面是L型的以形成一唇部60，唇部60的长度及深度约为0.010英寸至0.015英寸(0.254mm至0.381mm)，如图13所示。当应用L型燕尾边缘58时，可应用与图11所示相同的凹槽来把插件34牢固地保持在其位置上。通常，由于用该燕尾构造增大了表面面积，插件34与凹槽22之间的摩擦增大了，把插件34保持在一更加牢固的位置上。
现在将描述把数据模压在一可硫化材料上的一种方法。首先，提供了如上面描述的模具10。插件34被连接在工具44的第一磁化端部48。其次，利用工具44的第一磁化端部48把插件34有选择地连接于一个半模具的凹槽22内。该插件经磁性装置30而固定在凹槽22中，所以，插件34与两件式轮胎模具10的侧壁20基本上平齐。由于磁铁32与插件34之间的磁力大于插件34与第一磁化端部48之间的磁力，所以插件34保持在凹槽22中。为使另一个插件34布置在另一个半模具中，然后重复该各步骤。其次，模具10被闭合，而后该可硫化材料被硫化。其结果是在插件34上的数据40，即美国运输部命令要有的信息，被印制在该可硫化材料上。因为在上半模具12及下半模具14两者中都有插件34，所以数据40被印制在轮胎54的两个侧面上。在该模具被打开后，通过使用工具44的第二磁化端部50，插件34被从两个半模具中移除。由于插件34与第二磁化端部50之间的磁力大于插件34与磁铁32之间的磁力，插件34容易及快速地被移除。插件34应如所需那样改变，使得美国运输部的信息是正确的。例如，由于美国运输部要求把制造日期印制在轮胎54上，插件34应该每周改变，使得正确的日期被印制在轮胎54上。
本文上面已描述了优先实施例。对于技术人员将很明显的是以上各种方法可包含各种变化及各种改进而不背离本发明的总目标。意思是所有这种改进及变更就范围来说都落入附录的权项或其等效物的目标范围之内。
具有如此描述的本发明，现申请以下各权项。
权利要求
1.一种制件，其特征在于具有一壁的一模具，该壁有限定在其中的一凹槽；和连接于所述壁的磁性装置，其中一相关的插件适合于经所述磁性装置有选择地保持在所述凹槽内，使得该插件与所述壁基本上平齐。
2.如权利要求1所述的制件，其特征在于所述磁性装置是至少一个磁铁。
3.如权利要求1所述的制件，其特征在于所述插件还包括与其一体地制成的数据，所述数据适合于被印制在一相关的可硫化材料中。
4.如权利要求1所述的制件，其特征在于所述模具包括一上半模具和一下半模具。
5.如权利要求4所述的制件，其特征在于所述上半模具及所述下半模具各自具有带磁性装置的所述凹槽以容纳所述插件。
6.如权利要求5所述的制件，其特征在于定位在所述上半模具及所述下半模具中的所述插件通过具有一磁化端部的一细长把柄而可移除。
7.如权利要求1所述的制件，其特征在于所述插件是由一磁性材料制成的。
8.如权利要求1所述的制件，其特征在于所述模具是一轮胎模具。
9.一种轮胎模具，其特征在于具有一凹槽的一侧壁；在所述凹槽内可操作地连接于所述侧壁的至少一个磁铁；和经所述磁铁适合于牢固地定位在所述凹槽内的一有选择地可移除的插件，使得所述插件与所述侧壁基本上平齐，所述插件具有在硫化循环期间要被印制在一有关轮胎上的数据。
10.如权利要求9所述的轮胎模具，其特征还在于一上半模具及一下半模具，所述上半及下半模具各自具有用于容纳所述插件的磁化的凹槽。
11.如权利要求10所述的轮胎模具，其特征在于所述数据被印制在该轮胎的两个侧面上。
12.如权利要求9所述的轮胎模具，其特征在于所述凹槽具有限定于其中以容纳所述磁铁的一孔。
13.如权利要求12所述的轮胎模具，其特征在于所述数据是美国运输部要求的信息。
14.如权利要求9所述的轮胎模具，其特征在于所述凹槽是细长的及弧形的，所述凹槽具有两个孔，其中每个孔容纳一磁铁。
15.如权利要求9所述的轮胎模具，其特征在于所述凹槽及所述插件限定一燕尾形构造，以把所述插件进一步固定在所述凹槽中。
16.一种用于把数据模压在一可硫化材料上的方法，其特征在于以下步骤提供具有一侧壁的一模具，该侧壁带有限定在其中的一凹槽；连接于所述侧壁的磁性装置；以及一插件，其具有一体地制成在所述插件上的所述数据；经所述磁性装置把所述插件有选择地固定在所述凹槽中，使得所述插件与所述侧壁基本上平齐；闭合所述模具；硫化所述可硫化材料；和把所述数据印制在所述可硫化材料上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述模具具有一上半模具和一下半模具，每个所述半模具具有用于容纳所述插件的一磁化的凹槽。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于把所述数据印制在所述可硫化材料上还包括以下步骤把定位于所述上半模具的所述插件上的所述数据印制在所述可硫化材料的一个侧面上；和把定位于所述下半模具的所述插件上的所述数据印制在所述可硫化材料的另一个侧面上。
19.如权利要求17所述的方法，其特征还在于以下步骤提供具有一第一磁化端部及一第二磁化端部的一把柄；和用所述把柄的所述第二磁化端部从所述凹槽中移除所述插件。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于以下步骤经所述磁性装置有选择地把所述插件固定在所述凹槽中，使得所述插件与所述侧壁基本平齐还包括以下步骤用所述把柄的所述第一磁化端部把所述插件插入所述凹槽中。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述数据是运输部命令要求的一轮胎标识号。
22.如权利要求21所述的方法，其特征还在于以下步骤根据需要改变所述插件以便反映出正确的轮胎标识号。
23.如权利要求2 1所述的方法，其特征在于所述轮胎标识号包含制造日期，该方法还包括以下步骤为反映正确的制造日期，以每星期为基础改变所述插件。
24.如权利要求16所述的方法，其特征还在于以下步骤在所述模具被打开及所述已硫化材料移除之后，使所述插件保持在所述凹槽内。
25.一种用于把一轮胎标识号模压在一轮胎上的轮胎模具系统，该轮胎具有两个胎壁，该系统的特征在于具有一上半模具及一下半模具的一两件式轮胎模具，每个所述半模具包括具有限定于其中的一细长凹槽的一侧壁，所述凹槽具有一边缘及一深度，所述凹槽具有限定于其中的两个圆形空腔；两个磁铁可操作地连接于所述空腔内的所述侧壁，所述磁铁至少相距0.5英寸(1.27cm)；和一插件经所述磁铁有选择地和可互换地连接于所述侧壁，所述插件具有基本等于所述凹槽深度的一深度，使得当所述插件定位在所述凹槽中时所述插件与所述凹槽的所述边缘平齐，所述插件具有要被印制在该轮胎的该两胎壁上的DOT数据，所述插件由410不锈钢制成；和插件移除装置适合于把所述插件从所述凹槽中定位和移除，所述插件移除装置具有带两个磁化端部的一把柄，其中所述第一端部的磁力小于所述磁铁与所述插件之间的磁力，而所述第二端部的磁力大于所述磁铁与所述插件之间的磁力。
全文摘要
本发明包括一模具及磁性装置，该模具具有一壁，该壁具有限定于其中的一凹槽；其中一相关的插件适合于经该磁性装置有选择地保持在该凹槽内，使得该插件与该壁基本上平齐。硫化循环期间，应用上及下两个半模具中的该磁性插件造成一轮胎标识号被印制在一轮胎的两个侧面上。该插件可容易及快速地被改变，使得生产期间的停机时间被缩减，轮胎外观得以改善和消除轮胎废品。
文档编号B29C33/42GK1486864SQ0315408
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月15日 优先权日2002年8月15日
发明者J·R·帕梅李, J R 帕梅李, R·J·普勒斯兹, 普勒斯兹, R·L·菲舍尔, 菲舍尔 申请人:固特异轮胎和橡胶公司