一种成型鼓以及轮胎成型机的制作方法

本发明涉及轮胎成型技术领域，尤其涉及一种成型鼓及具有该成型鼓的轮胎成型机。

背景技术：

现有两次法轮胎成型机需要胎体鼓、定型鼓、带束鼓共同协调配合来实现轮胎胎胚的成型。具体的，轮胎胎胚的成型步骤包括：胎体鼓成型胎体组件，带束鼓成型胎面组件，人工或机械辅助取下胎体组件置于定型鼓上，定型鼓对胎体组件充气定型并与成型机上的压辊组件共同配合来完成胎体组件与胎面组件的复合。其中，胎体鼓成型胎体组件工艺步骤在一段成型机上完成，带束鼓成型胎面组件、对移至定型鼓上的胎体组件充气定型、胎面组件和胎体组件的复合步骤一般在二段成型机上完成。

一段成型机包括指形片、反包胶囊、反包胶囊助推盘和扣圈盘等机构。在扣圈盘上人工套设胎圈后，指形片对胎体部件两侧进行压合后，扣圈盘移动至胎体部件两侧外，反包胶囊助推盘助推反包胶囊对胎体部件进行反包动作。反包完成后，将胎侧部分贴合在胎体部件的轴向两侧，一段成型机的压辊进行正包动作将胎体部件与胎侧复合，从而完成筒状胎体组件的成型。下一步将在胎体鼓上完成的胎体组件人工或机械辅助安装至上二段成型机的定型鼓指定位置上，并将胎面组件移动至定型鼓胎体组件的外围处，定型鼓配合二段成型机完成胎体组件的充气定型、胎面组件与胎体组件的滚压复合、及卸胎动作，从而完成轮胎胎胚的整个成型工艺。由于在胎体鼓向定型鼓过渡的过程中轮胎胎胚的需要从胎体鼓上移动到定型鼓上，从而影响胎体组件内两个胎圈的同心性，进而影响轮胎胎胚成型精度，导致轮胎质量受到影响。

一次法轮胎成型机是胎面组件在带束鼓上实现贴合成型，胎体组件在成型鼓上实现贴合成型，然后把胎面组件传递到成型鼓上实现轮胎成型动作，由于轮胎是一次成型，轮胎胎圈没有移动，因此轮胎成型过程中人工干预少，精度控制高；但这种成型工艺无法满足宽胎侧、高断面的轮胎的生产。

有鉴于此，有必要提供一种改进的成型鼓以及具有该成型鼓的轮胎成型机以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用二次法的成型工艺进行一次法轮胎成型的成型鼓以及轮胎成型机。

为实现上述目的，本发明提供一种成型鼓，包括鼓轴、设置在所述鼓轴上的两个侧鼓以及位于所述两个侧鼓轴向内侧的中鼓，所述侧鼓可相对所述中鼓轴向移动，所述中鼓可径向扩张或者收缩，所述中鼓的轴向宽度可变化，所述中鼓具有圆周表面，所述中鼓在扩张或收缩状态下，所述圆周表面均为基本上封闭的表面。

进一步地，所述中鼓包括固定设置在所述鼓轴径向外侧的中部及位于所述中部轴向两侧的两个肩部，所述两个肩部可轴向朝向或者背离所述中部移动，使得所述中鼓的轴向宽度可变化，所述中部与所述两个肩部同步径向移动。

进一步地，所述中部还包括位于所述中部径向最外侧的多个盖板，所述多个盖板轴向延伸至所述两个肩部的径向外侧。

进一步地，所述中部还包括套设在所述鼓轴上的第一驱动装置、连接在所述第一驱动装置的径向外侧的多个中部鼓瓦，所述多个盖板分别对应设置于所述多个中部鼓瓦的外表面。

进一步地，所述多个中部鼓瓦包括周向间隔设置的多个第一中部鼓瓦以及多个第二中部鼓瓦，当所述中鼓处于扩张状态时，所述第二中部鼓瓦位于两个相邻的所述第一中部鼓瓦之间且与所述第一中部鼓瓦处于同一径向高度，当所述中鼓处于收缩状态时，所述多个第一中部鼓瓦两两相邻，所述多个第二中部鼓瓦位于所述多个第一中部鼓瓦的径向内侧。

进一步地，所述多个盖板包括对应设置在所述第一中部鼓瓦径向外表面上的第一盖板以及对应设置在所述第二中部鼓瓦径向外表面上的第二盖板，当所述中鼓处于扩张状态时，所述多个第二盖板和所述多个第一盖板具有相同的径向高度，使得中鼓具有连续封闭的圆周表面，当所述中鼓处于收缩状态时，所述多个第二盖板位于所述多个第一盖板径向内侧，所述多个第一盖板具有基本上封闭的圆周表面。

进一步地，所述肩部包括套设在所述鼓轴上的本体、周向相互间隔设置在所述本体上的多个第一支撑杆及多个第二支撑杆、固定连接在所述第一支撑杆上端的第一侧鼓瓦以及固定连接在所述第二支撑杆上端的第二侧鼓瓦，所述第一支撑杆和第二支撑杆可在径向上伸缩。

进一步地，所述中鼓还包括自所述中部两侧延伸出的同步杆，所述同步杆延伸至所述肩部内部。

进一步地，所述同步杆包括自所述第一中部鼓瓦两侧轴向向外延伸且延伸入所述第一侧鼓瓦内的第一同步杆以及自所述第二中部鼓瓦两侧轴向向外延伸且延伸入所述第二侧鼓瓦内的第二同步杆。

进一步地，当所述中鼓处于扩张状态时，所述多个第二盖板和所述多个第一盖板具有相同的径向高度，所述第一侧鼓瓦和第二侧鼓瓦具有相同的高度，所述多个第二盖板和所述多个第一盖板的外周表面与所述第一侧鼓瓦和第二侧鼓瓦的外周表面形成所述基本上封闭的表面；当所述中鼓处于收缩状态时，所述多个第一盖板的外周表面和所述多个第一侧鼓瓦的外周表面形成所述基本上封闭的表面。

进一步地，所述成型鼓还包括可驱动所述两个侧鼓轴向同步相向或相背移动的第二驱动装置。

进一步地，所述成型鼓还包括在径向上设置于所述鼓轴与每个所述侧鼓之间的轴套，所述轴套一端与所述侧鼓相连，另一端与所述肩部相连，以使所述侧鼓和所述肩部在所述第二驱动装置的驱动下共同轴向相对或相背移动。

进一步地，所述侧鼓包括套设在所述轴套上的气缸组件以及设置在所述气缸组件上的反包单元和胎圈支撑单元。

本发明提供的成型鼓通过将中鼓的圆周表面设置成基本上封闭表面，如此，将轮胎部件贴合在中鼓上并进行滚压后能够避免产生印记，提高轮胎成型质量。另外，侧鼓可相对中鼓轴向移动，使得侧鼓与中鼓之间让位出一个空间可供成型机进行正包滚压动作，又中鼓的轴向宽度可变化，从而可完成充气定型步骤，进而成型鼓可实现高质量胎体组件的成型。

本发明还提供一种轮胎成型机，包括用于成型胎面组件的带束鼓、用于成型胎体组件的如上述所述的成型鼓、分别用于给带束鼓和成型鼓供料的两个供料机构以及用于复合胎面组件、胎体组件的复合装置。

本发明提供的轮胎成型机可以在成型鼓上利用二次法的成型工艺进行一次法轮胎成型，无需将成型完成后的胎体组件人工搬运至定型鼓上进行胎面组件和胎体组件的最终的复合，提高了轮胎成型质量。本发明提供的成型鼓轮胎成型机还能够克服一次法成型工艺不能成型高断面轮胎的缺陷，使得利用一次法轮胎成型工艺能够成型高断面轮胎，实现一次法轮胎成型工艺对成型高断面轮胎产品的补充。

附图说明

图1是本发明轮胎成型机的俯视示意图。

图2是本发明成型鼓在收缩状态下的立体图。

图3是图2中成型鼓的主视图。

图4沿图3中c-c线的剖视图。

图5是图3中a处的放大图。

图6是图2中成型鼓在侧鼓处于张开状态下的立体图。

图7是本发明成型鼓在涨起状态下的立体图。

图8是图7中成型鼓的主视图。

图9是图7中成型鼓在侧鼓处于张开状态下的立体图。

图10是沿图9中f-f线的剖视图。

图11是图10在肩部移至中部径向内侧的剖视图。

图12是图10中e处的局部放大图。

图13是中鼓在收缩状态下的剖视图。

图14是中鼓在半涨起状态下的剖视图。

图15是中鼓在全部涨起状态下的剖视图。

图16是中鼓在处于涨起状态下的局部立体图。

图17是图16示出的中鼓的局部立体图。

图18是中鼓的中部鼓瓦在涨起状态下的侧视图。

图19是中鼓的中部鼓瓦在收缩状态下的侧视图。

图20是胎体组件充气定型及胎面组件位于胎体组件外围的示意图。

图21是中心压辊对胎面组件与胎体组件的复合处进行滚压的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述，以下结合附图对本发明进行描述。

如图1、图20及图21所示，本发明公开一种应用于轮胎成型机的轮胎成型鼓100，该轮胎成型机还包括带束鼓210、复合装置220、成型鼓驱动箱230、带束鼓驱动箱240和辅助成型单元。其中，成型鼓驱动箱230可驱动成型鼓100旋转或移动，带束鼓驱动箱240可驱动带束鼓210旋转或移动。辅助成型单元包括下压辊和正包压辊，辅助成型单元可配合成型鼓100成型胎体组件6。复合装置可以接收带束鼓上的胎面组件5，并与成型鼓100配合将胎面组件5和胎体组件6复合成轮胎胎胚。复合装置220在图1所示实施方式中被设计成固定的，成型鼓100可轴向移动至复合装置220的径向内侧。然而作为选择，该复合装置220也可以被设计成可移动的并且成型鼓100是固定的，复合装置220可轴向移动以将成型完的胎面组件5传递至成型鼓100径向外侧，以用于将胎面组件5和胎体组件6进行复合。

请参见图20及图21所示，胎面组件5包括依次成型在带束鼓210上的带束层、冠带层和胎面层。供料机构依次将带束层、冠带层和胎面层传递至带束鼓，并且相互复合从而形成胎面组件5。成型完成的胎面组件5可由带束鼓传递至复合装置内。

请参见图1、图20及图21所示，胎体组件6包括依次在成型鼓100上成型的内衬层、帘布层、胎圈和胎侧。供料机构依次将内衬层、帘布层、胎圈和胎侧传递至成型鼓100，并且相互复合从而形成胎体组件6。胎体组件6由成型鼓100传递至复合装置内。需要注意的是，在胎体组件6的成型过程中，在贴合胎侧的步骤之前，需要进行充气反包步骤，以将胎圈置于由内衬层和帘布层共同形成的复合层内。

复合装置220包括传递环以及安装于传递环上的滚压机构。胎面组件5与胎体组件6在复合装置上的复合成型过程可参以下说明。

首先，带束鼓将胎面组件5传递至传递环内且被周向定位在传递环内；

然后，成型鼓100将胎体组件6传递至胎面组件5内，同时胎体组件6被充气定型，直至胎体组件6贴合胎面组件5的内侧。

最后，滚压机构滚压胎面组件5与胎体组件6，使得胎体组件6与胎面组件5紧密粘合以形成完整的轮胎胎胚。

如图2至图9所示，本发明成型鼓100包括鼓轴1、设置在鼓轴1上的两个侧鼓2、位于两个侧鼓2轴向内侧的中鼓3以及驱动两个侧鼓2轴向相对或相背移动的第二驱动装置4。两个侧鼓2对称设置在中鼓3的轴向外侧。成型鼓100还包括两个分别在径向上设置于鼓轴1与侧鼓2之间的轴套21，两个轴套21轴向间隔设置在中鼓3的两侧。其中，侧鼓2上一部分可相对轴套21轴向移动，侧鼓2上的另一部分不能相对轴套21轴向移动。具体地，轴套21的轴向一端与中鼓3连接，轴套21的轴向另一端与侧鼓2上的另一部分连接。

如图4所示，鼓轴1呈中空设置，且鼓轴1和轴套21上分别设有沿轴向延伸的配合孔(未图示)，配合孔具有一定的轴向长度。第二驱动装置4包括设置在鼓轴1内部的丝杠41、与丝杠41螺纹配合的且间隔设置的两个滑移块42、分别设置在两个滑移块42上且与对应侧鼓2连接的两个连接杆43。其中，每个连接杆43依次穿过两个配合孔且并与侧鼓2的一部分固定连接。

如图4所示，侧鼓2包括套设在轴套21外围且与连接杆43相连的气缸组件22以及设置在气缸组件22上的反包单元23和胎圈支撑单元24。在本实施方式中，反包单元23为气囊。

如图3、图4以及图12所示，气缸组件22包括外缸体221、内缸体222以及置于内缸体222和外缸体221之间的活塞223。其中，内缸体222和外缸体221之间形成内腔224。活塞223的一端延伸入内腔内，并将内腔224分隔成相互间隔的第一腔和第二腔。另外，活塞223固定连接轴套21及连接杆43，内缸体222紧靠轴套21且固定连接至外缸体221，内缸体222及外缸体221可相对活塞223、轴套21滑动。

当同时对气缸组件22的第一腔供气时，内缸体222及外缸体221可以一同沿着鼓轴1在轴套21上相对活塞223朝向中鼓3移动，同时带动反包单元23和胎圈支撑单元24一起轴向移动。当同时对两个侧鼓2中气缸组件22的第二腔进行充气时，可实现两个侧鼓2同时远离中鼓3移动。

如图2至图4以及图16所示，中鼓3包括中部31以及位于中部31轴向两侧且可相对中部31轴向移动的两个肩部32。其中，中部31和两个肩部32分别套设在鼓轴1上，每个肩部32分别与对应的轴套21连接。以下对中鼓3的具体结构进行详细描述。

中部31包括套设在鼓轴1上的第一驱动装置311、连接在第一驱动装置311的径向外侧的多个中部鼓瓦、安装于多个中部鼓瓦两侧的多个同步杆以及分别对应安装于所述多个中部鼓瓦的外表面的多个盖板。

如图2至图4以及图16至图18所示，多个中部鼓瓦可以在第一驱动装置311的驱动下径向伸缩。多个中部鼓瓦包括在圆周方向上间隔分布的多个第一中部鼓瓦312、周向间隔设置在相邻两个第一中部鼓瓦312之间的多个第二中部鼓瓦313。

多个同步杆包括固定设置在第一中部鼓瓦312两侧的第一同步杆314及固定设置在第二中部鼓瓦313两侧的第二同步杆315。

多个盖板包括对应设置在第一中部鼓瓦312径向外表面上的第一盖板316以及对应设置在第二中部鼓瓦313径向外表面上的第二盖板317。需要说明的是，第一盖板316与第二盖板317的轴向长度相同，第一盖板316与第二盖板317的轴向延伸至肩部32的径向外表面。

如图10至图19所示，第一驱动装置311可驱动第一中部鼓瓦312和第二中部鼓瓦313径向移动。具体地，第一驱动装置311包括套设在鼓轴1上的基座3112、设置在基座3112内且可轴向移动的第一楔形部件3111、在第一楔形部件3111驱动下可径向移动的多个连接部件3113，多个连接部件3113包括多个第一连接部件3113a以及多个第二连接部件3113b。多个第一连接部件3113a及多个第二连接部件3113b在圆周方向上依次间隔排列。第一中部鼓瓦312固定连接在第一连接部件3113a的上端，第二中部鼓瓦313固定连接在第二连接部件3113b的上端。

如图16至图19所示，第一楔形部件3111外表面上间隔设有多个第一斜槽3111c及第二斜槽3111d。其中，第一斜槽3111c和第二斜槽3111d相互间隔设置。第一连接部件3113a的下端呈倾斜状，可与第一斜槽3111c滑动配合，第二连接部件3113b的下端也呈倾斜状，也可与第二斜槽3111d滑动配合。当第一楔形部件3111轴向移动时，可同时推动第一连接部件3113a和第二连接部件3113b径向向外移动，进而带动第一中部鼓瓦312和第二中部鼓瓦313同步径向向外移动。

如图13至图15所示，具体地，基座3112包括套设在鼓轴1上的内缸体3112b、位于内缸体3112b轴向一侧的第一侧壁3114、位于内缸体3112b轴向另一侧的第二侧壁3115。内缸体3112b、第一侧壁3114、第二侧壁3115围设成一个具有开口3117a的半封闭腔体。第一楔形部件3111呈环形，且第一楔形部件3111设置在第一侧壁3114和第二侧壁3115之间的腔体内，且可轴向移动。

如图13至图15所示，连接部件3113与第一楔形部件3111滑动配合，并可在第一楔形部件3111的轴向移动下径向伸缩。且连接部件3113在轴向上与第一侧壁3114和第二侧壁3115接触并密封开口3117a。

如图13至图15所示，连接部件3113、第一侧壁3114、第二侧壁3115、内缸体3112b之间形成一个密封腔3110，连接部件3113将该密封腔3110分隔成第一密封腔3116和第二密封腔3117两个部分。

如图13至图19所示，第一驱动装置311还包括朝向第一密封腔3116和第二密封腔3117吹气的压缩气源(未图示)，以驱动第一楔形部件3116在鼓轴1的轴向上移动。具体地，通过在鼓轴1的中空部通有管路，管路的开口分别与第一密封腔3116和第二密封腔3117相连。当压缩朝向第一密封腔3116通气时，推动第一楔形部件3111轴向朝向第一密封腔3116移动，同时，将第一连接部件3113a和第二连接部件3113b沿径向向外顶起，进而带动第一中部鼓瓦312和第二中部鼓瓦313涨起。当压缩气源朝向第二密封腔3117移动时，推动第一楔形部件3111轴向远离第一密封腔3116移动，带动第一连接部件3113a和第二连接部件3113b径向缩回，进而带动第一中部鼓瓦312和第二中部鼓瓦313径向缩回。

如图13至图19所示，第一斜槽3111c具有倾斜角度a(如图15所示)，第二斜槽3111d具有倾斜角度b(如图15所示)，倾斜角度a小于倾斜角度b。当第一楔形部件3111轴向移动一定的距离时，第一连接部件3113a可沿第一斜槽3111c滑动并在径向上移动一段距离，第二连接部件3113b沿第二斜槽3111d滑动并在径向上移动一段距离，第一连接部件3113a的径向移动距离小于第二连接部件3113b的径向移动距离。

如图2至图3以及图16至图19所示，两个肩部32对称设置于中部31两侧，并且可分别在两个侧鼓2的驱动下相向或相背的轴向移动。具体地，每个肩部32包括套设在鼓轴1上的本体321、周向间隔设置在本体321上的多个第一支撑杆322、周向间隔设置在本体321上的多个第二支撑杆323、固定连接在第一支撑杆322上端的第一侧鼓瓦324以及固定连接在第二支撑杆323上端的第二侧鼓瓦325。其中，第一支撑杆322和第二支撑杆323均可径向移动。需要说明的是，第一侧鼓瓦324与第一中部鼓瓦312位于同一轴线，且外表面具有相同的弧度，使得第一侧鼓瓦324与第一中部鼓瓦312轴向可对接形成整体式，第一同步杆314延伸入肩部32的第一侧鼓瓦324，通过第一同步杆314，第一侧鼓瓦324与第一中部鼓瓦312可径向同步移动。第二侧鼓瓦325与第二中部鼓瓦313位于同一轴线，且外表面具有相同的弧度，第二同步杆315延伸入肩部32的第二侧鼓瓦325，通过第二同步杆314，第二侧鼓瓦325与第二中部鼓瓦313可径向同步移动。

如图3至图5所示，两个第一侧鼓瓦324的距离鼓轴1中心轴的径向距离d1小于第一盖板316距离鼓轴1的中心轴的径向距离d2。第一侧鼓瓦324可在上述第二驱动装置4的驱动下轴向朝向第一盖板316移动，使得第一侧鼓瓦324的局部位于第一盖板316的径向内侧，从而能够调节中鼓3的轴向宽度，以对胎体部分进行定型宽。

需要说明的是，在中鼓3处于收缩状态时，第一中部鼓瓦312收缩处于第二中部鼓瓦313径向外侧，多个第二盖板317位于多个第一盖板316径向内侧，多个第一盖板316的外周表面和多个第一侧鼓瓦324的外周表面形成基本上封闭的圆周表面。在中鼓3的涨起过程中，由于第一中部鼓瓦312的径向移动距离小于第二中部鼓瓦313的径向移动距离，因此，在中鼓3完全涨起后，第二中部鼓瓦313与第一中部鼓瓦312具有相同的径向高度，多个第二盖板317和多个第一盖板316具有相同的径向高度，第一侧鼓瓦324和第二侧鼓瓦325具有相同的高度，多个第二盖板317和多个第一盖板316的外周表面与第一侧鼓瓦324和第二侧鼓瓦325的外周表面形成基本上封闭的表面，可避免轮胎部件在中鼓3上贴合并在受压时产生印记。

如图13至图15及图16至图19所示，由于第一盖板316安装在第一中部鼓瓦312的外表面，第二盖板317安装在第二中部鼓瓦313的外表面。当中部31处于扩张状态时，多个第一盖板316和多个第二盖板317的外表面形成基本上封闭的圆，第一盖板316和第二盖板317的轴向两侧分别延伸于两个肩部32上，其中，第一盖板316的轴向两侧分别延伸至第一侧鼓瓦324上，第二盖板317的轴向两侧分别延伸至第二侧鼓瓦325上。当中部31处于收缩状态时，多个第一盖板316的能够形成基本上封闭的圆。由于第一盖板316和第二盖板317的设置，可使得中部31在轴向上形成一整体，当胎侧部件贴合在已正包完成后的胎体料上时，下压辊可以对贴合在胎体料上的胎侧部件进行辊压，以将胎侧部件与胎体料较好地粘合。

如图3至图5所示，具体地，上述的轴套21的一端与本体321固定设置，丝杠41包括位于两侧的两个螺纹部(未标号)，两个螺纹部的螺纹旋向相反，上述两个滑移块42分别设置在两个螺纹部上，且分别设有与两个螺纹部螺纹配合。当驱动源驱动丝杠41转动时，由于两个滑移块42分别设置在旋向相反的两个螺纹部上，可使得两个滑移块42能够同步相对或相背移动，从而带动轴套21轴向移动，带动两个肩部32同步沿鼓轴1轴向相对或者相背移动，进而能够调节中鼓3的轴向宽度，以对胎体组件进行定型宽。

综上所述，本发明提供的轮胎成型机可以在成型鼓上利用二次法的成型工艺进行一次法轮胎成型，无需将成型完成后的胎体组件人工搬运至定型鼓上进行胎面组件和胎体组件的最终的复合，提高了轮胎成型质量，降低了人工成本；具有本发明的成型鼓的轮胎成型机还能够克服一次法成型工艺不能成型高断面轮胎的缺陷，使得利用一次法轮胎成型工艺能够成型高断面轮胎，实现一次法轮胎成型工艺对成型高断面轮胎产品的补充。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。