包括力限制装置的自锁模具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于模制和硫化具有给定直径的轮胎的分段模具，包括接合以承受内压并保持闭合位置而无需另外的构件的协助的壳体(1、1’)和部段(2)，其中每个部段(2)在其侧边缘处包括径向向内延伸的突出部(26)，所述突出部具有边缘，所述边缘轴向延伸到模具中，并具有相对于模具的轴线(XX’)成角度倾斜的截头圆锥形表面(20)，使得每个截头圆锥形表面在子午平面上的线的延伸部在所考虑的部段的径向内侧上相交，且其中所述壳体(1、1’)包括径向向外延伸并设置有边缘的突出部(16)，所述边缘具有相对于模具的轴线XX’倾斜单一角度的截头圆锥形表面(10)。所述分段模具的特征是，该模具包括力限制装置，所述力限制装置由接合器(11)和凹座(21)组成，所述接合器(11)和凹座(21)各自设置于每个突出部(16、26)的径向延伸部，且各自具有支承面(12、22)，其中当所述模具中的内压超过给定阈值时，所述支承面旨在彼此接合。
【专利说明】包括力限制装置的自锁模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮胎制造领域，更特别地涉及使用称为自锁模具的模具硫化很宽的轮胎。
【背景技术】
[0002]常规模具由数个分开的构件组成，当将所述数个分开的构件相对靠近在一起时，它们定界了大体环形的模制空间。它们基本上包括两个壳体和数个周边部段，所述两个壳体用于模制轮胎的侧壁，所述数个周边部段位于所述壳体之间，并用于模制胎面。所有这些构件在模具外部的机构的作用下靠近到一起。
[0003]将用于硫化的胎坯引入模具中，固化膜将轮胎稳固地抵靠按压在模具上，以印刻胎面的胎面花纹并获得具有精确尺寸的硫化轮胎。如下机构响应由轮胎施加至模具构件的压力:所述机构将力传递至硫化机的底盘，以在整个固化时间内保持模具闭合。
[0004]更具体地，本发明涉及称为自锁模具的模具，其具有包括壳体和部段的特定特征，所述壳体和部段协作承受压力，使得模具的构件保持在闭合位置而无需另外的外部楔入或保持构件的协助。
[0005]公开EP O 436 495或者公开EP I 918 087描述了一种此类模具，其中每个部段在其侧边缘处包括突出部，所述突出部朝向模具的内部径向延伸，并配备朝向模具的内部轴向延伸的唇缘。每个壳体的径向外端在补充体积(volume complementaire)中终止,所述补充体积包括配备唇缘的突出部。当所述模具经受内压时，所述唇缘协作保持模具闭合，所述内压具有将壳体沿轴向彼此分离的趋势，并导致扇部径向后退。
[0006]为此，所述模具在所述部段唇缘上和所述壳体上包括截头圆锥形支承面。所述截头圆锥形表面相对于模具轴线倾斜角度α，使得在子午平面上的这些截头圆锥形表面的线的延伸部在所考虑的部段的径向内侧上相交。
[0007]为了使模具总是保持闭合，计算角度α，使得内压在壳体上的作用(其具有使部段向模具中心靠近移动的趋势)比内压在部段上的作用(其具有使部段径向分离，且通过经由截头圆锥形表面传递径向力而使壳体移动靠近到一起的趋势)更占优势。
[0008]角度α差不多由经受内压的壳体的表面积与经受所述压力的部段的表面积的比例决定。应注意，所述比例对应于在互连点处的模具的直径与在顶部处的模具的宽度的比例。
[0009]在此方面，内压越高，则保持模具闭合的力越大。因此，此类模具更通常地称为自锁模具。
[0010]然而，设计此类模具并非没有困难。具体地，涉及的力相对较高，且构件定尺寸以允许最小的可能间隙，因此这可产生如下模具，所述模具的构件巨大，并因此更昂贵。
[0011]因此，胎面相对于侧壁越宽，则需要角度α越小，其结果是旨在经由截头圆锥形表面协作的突出部的尺寸显著增加。
【发明内容】
[0012] 本发明的一个目的在于提出一种装置，所述装置有可能限制施加至突出部的力以限制突出部的尺寸。
[0013]根据本发明的分段模具为自锁型，其包括协作用以承受内压并保持闭合位置而无需另外的构件的协助的壳体和部段，在所述模具中，每个部段在其侧边缘处包括径向向内延伸的突出部，所述突出部配备有唇缘，所述唇缘朝向所述模具的内部轴向延伸，并具有相对于模具的轴线成给定角度α倾斜的截头圆锥形表面，使得每个截头圆锥形表面在子午平面上的线的延伸部在所考虑的部段的径向内侧上相交，并且在所述模具中，每个壳体包括径向向外延伸并设置有唇缘的突出部，所述唇缘具有相对于模具的轴线XX’倾斜相同角度α的截头圆锥形表面。
[0014]所述模具的特征在于，其包括力限制装置，所述力限制装置由止动器和外壳组成，所述止动器和外壳各自设置于每个突出部的径向延伸部，且各自具有支承面，当模具中的内压超过给定阈值时，所述支承面旨在彼此接触。
[0015]当压力增加时，经由截头圆锥形表面在所述壳体与部段之间施加的力具有使所述壳体的突出部穿透所述部段的突出部的趋势，从而增加(如已经可以看到的那样)锁模力和楔入作用，所述楔入作用施加在突出部上，并与接触表面的截头圆锥形性质相关。
[0016]当止动器的支承面与外壳的支承面接触时，所述楔入作用受限，且力的传递在止动器的支承面与截头圆锥形表面之间扩散。由此相应地降低了施加于突出部上的力，从而有可能减小为承受与压力相关的力所需的材料的厚度。
[0017]根据本发明的第一可选择的实施方案，所述止动器和外壳设置于壳体和部段的突出部的径向外侧，使得止动器的轴向外部支承面与外壳的轴向外部支承面协作。
[0018]根据本发明的第二可选择的实施方案，所述止动器和外壳设置于壳体和部段的突出部的径向内侧，使得止动器的轴向内部支承面与外壳的轴向内部支承面协作。
[0019]有利地，当每个突出部的面彼此接触时，所述止动器的支承面与所述外壳的支承面之间的轴向间隙为0.05mm至Imm之间。
[0020]或者，当每个突出部的面彼此接触时，所述止动器的支承面和所述外壳的支承面之间的轴向间隙可优选以如下方式定义:当模具中的压力为标称压力的50%至80%时，所述止动器的支承面和所述外壳的支承面接触。
[0021]所述止动器和外壳可在所述突出部的整个圆周上延伸，或者所述止动器可由多个圆周部分形成，所述多个圆周部分均匀分布于围绕模具轴线的圆中，并从突出部径向延伸。
[0022]有利地，所述突出部的截头圆锥形表面的角度(α)可以为10°至40°之间，优选为15至35。之间。
[0023]使用在互连点(E)处具有宽度(L)和直径(J)的模具，并在经过模具的轴线(XX’)的子午平面上的突出部中，考虑平行于模具轴线并经过壳体与部段之间的接触的力的合力的施加点的直线与平行于模具轴线并位于抗性部段的内表面的延伸部的直线之间的距离
rLf
(a)，有利地可以限定a的值，使得a等于k* 0.42 * Ds -，系数k为0.8至1.4之间，从而减小抗性部段的径向厚度。【专利附图】
【附图说明】
[0024]如下描述由图1至图4支持，其中:
[0025]-图1为根据第一可选择的实施方案的根据本发明的模具的径向截面的半视图，
[0026]-图2为根据第二可选择的实施方案的根据本发明的模具的径向截面的半视图，
[0027]-图3和图4示出了在两个选择中的每一个中体现根据本发明的模具的改进方式。
【具体实施方式】
[0028]图1显示了根据本发 明的模具的径向截面中的半视图。模具包括上壳体I和下壳体I’，两者均具有圆形。抗性部段2围绕壳体I和I’周向分布。
[0029]所述壳体和部段与开关装置(未显示)连接，所述开关装置能够在轴向方向上移动壳体以及在径向方向上移动部段。因此，图1的模具显示为在闭合位置，所述闭合位置对应于内压力作用于壳体和部段上的位置。
[0030]如图1所示，壳体可由抗性部件I组成,所述抗性部件支撑非抗性构件Ia和lb，所述非抗性构件Ia和Ib的内部部分旨在与轮胎接触，以模制侧壁区(Ia)或底部部分(Ib)。本文的表述非抗性意指在压力的作用下对模具的机械强度贡献极少(如果有的话)的构件。因此不言而喻，模制部件Ia和Ib可与壳体I作为一体制得(如图2所示)，或者与壳体I分别制得(如图1所示)，以允许模具的一定程度的尺寸适应性。
[0031]同样地，部段包括抗性部件2和胎面花纹元件2a，所述胎面花纹元件2a旨在模制轮胎的胎面。构件2a也可与抗性部件2作为一体形成(如图2所示)，并因此形成单件抗性构件。
[0032]每个部段在其上侧边缘和下侧边缘处包括突出部26，所述突出部26朝向内部径向延伸，并配备唇缘，所述唇缘同样朝向模具内部轴向延伸，并在经过轴线XX’的子午平面上具有截头圆锥形表面20。截头圆锥形表面20与模具的轴向方向形成角度α。在子午平面中每个截头圆锥形表面的线的延伸部在模具的径向内侧上相交。在闭合位置中，如图1所示，截头圆锥形表面的延伸部形成圆锥，所述圆锥的顶点落在轴线XX’上。
[0033]每个壳体I包括径向向外延伸并配备唇缘的突出部16，所述唇缘具有相对于模具的轴线XX’倾斜相同角度α的截头圆锥形表面10。
[0034]在闭合位置中，截头圆锥形表面20和10彼此接触地面向彼此设置，以响应由施加于壳体和部段上的压力所产生的闭合力。
[0035]确定角度α，使得由壳体施加于圆锥形表面上的力具有对抗由部段施加的力而闭合模具的趋势。大致上，人为地使Tga保持小于比例一般而言,角度a的值介于10°
ZL ο
至40°之间，优选为15°至35°之间。
[0036]在本文应注意，过小的角度导致楔入作用的增加，并因此导致突出部厚度的增加，并意味着无法弥补部段与壳体之间的间隙，因此在实践中，将限定略低于上文限定的极限的角度a。
[0037]根据图1中所示的本发明的第一可选择的实施方案，壳体I包括位于突出部16的径向外部延伸部中的止动器11。所述止动器与径向位于部段的突出部26的外部的外壳21协作。止动器11的轴向外表面限定支承面12，当压力增加且壳体的突出部穿透部段的突出部时，所述支承面12旨在与由外壳21的径向外表面限定的支承面22接触。
[0038]等同于第一可选择的实施方案并示于图2中的本发明的第二可选择的实施方案在于，在部段2的突出部26的径向内部延伸部中设置止动器23。外壳13位于相对于突出部16的径向内部的壳体I上。止动器23的轴向内表面限定支承面24，所述支承面旨在与由外壳13的径向内表面限定的支承面14接触。
[0039]支承面12和22之间的间隙或者支承面14和24之间的间隙由闭合时截头圆锥形表面开始接触之时的支承面之间的距离d定义。取决于模具的尺寸，所述间隙可有利地为
0.05mm 至 Imm 之间。
[0040]也有可能计算间隙，从而当模具中的压力达到标称压力的预定值时，止动器的支承面和外壳的支承面开始接触。优选地，所述值可优选地为压力值的50%至80%。
[0041]一般而言，止动器或外壳在壳体和部段的整个圆周上延伸。然而，有可能设想在圆周的部分上延伸并与外壳协作的止动器，所述外壳在壳体或部段的整个圆周上或圆周的部分上延伸，并面向它们旨在接触的止动器进行设置。
[0042]本发明的改进在于调节部段的几何形状，以利用由在截头圆锥形表面之间以及在止动器的支承面与外壳的支承面之间施加的锁模力所产的力偶。
[0043]参照图4，实际上可以看出压力产生朝向模具外部径向取向的膨胀b。这个变形具有增加模具在赤道平面中的周长的作用，并因此具有导致间隙在部段之间出现的作用。在已知防止出现橡胶飞边的容许间隙公差的情况下，则易于确定抗性部段的厚度s以将挠曲b限制至可允许的值。然而，草率的计算可导致极高的厚度S。
[0044]参照图3，互连点E定义为壳体I与部段2之间在模制部件处的接触点。所述互连点限定了施加作用于壳体上的压力的区域与施加作用于部段上的压力的区域之间的边界。
[0045]上互连点与下互连点之间的轴向距离表示为L。在互连点处的半径Re对应于直径J的一半。半径Rs对应于在赤道处的模具的直径Ds的一半。
[0046]闭合力分别施加于位于两个截头圆锥形表面10和20之间的点T1(F1)处，以及止动器和外壳12和22或14和24的支承面之间的接触点T2 (F2)处。点T位于点T1与T2之间，所述点T定义为在壳体与部段之间施加的力F的合力的施加点。
[0047]经过点T并平行于轴线XX’的直线tt’在子午平面中绘制为经过轴线XX’。所述直线差不多为与平行于轴线XX’并经过点T1和T2的直线的垂直平分线。在本文应注意，相同的推理适用于本发明的两个可选择的实施方案。
[0048]直线ss’在所述子午平面中绘制，所述直线ss’延伸了抗性部段2的径向内部部分25与所述子午平面相交的线。
[0049]当模具部件2a与抗性部段2 —致时，则可将直线ss’比作如下直线:所述直线平行于轴线XX’，并与模具顶部相切，并差不多对应于经过模具与赤道平面的相交点且平行于轴线XX’的直线。直线SS’与垂直于轴线XX’并经过点T的直线的相交在点S处发生。
[0050]距离a对应于直线tt’与SS’之间的(径向)距离。
[0051]参照图3，然后在点S处确定使用杠杆臂a通过闭合力的合力F在点T处所施加的力偶CF，以及对应于压力在抗性部段2上所施加的力偶的力偶CP。
[0052]可以看出，这两个力偶彼此对抗，并直接与压力P和由Ds、J和L的值所表示的模具的几何形状特性成比例。力偶C1^P Cf独立于角度α的值。
[0053]为了使两个力偶彼此大致平衡(即使得部段背部的膨胀b基本上等于零)，确定a的值，使得
【权利要求】
1.用于模制和硫化具有给定直径(Ds)的轮胎的分段模具，其包括协作用以承受内压并保持闭合位置而无需另外的构件的协助的壳体(1、1’ )和部段(2)，在所述模具中，每个部段(2)在其侧边缘处包括径向向内延伸的突出部(26)，所述突出部配备有唇缘，所述唇缘朝向所述模具的内部轴向延伸，并具有相对于模具的轴线(XX’)成角度α倾斜的截头圆锥形表面(20)，使得每个截头圆锥形表面在子午平面上的线的延伸部在所考虑的部段的径向内侧上相交，并且在所述模具中，每个壳体(1、1’ )包括径向向外延伸并设置有唇缘的突出部(16)，所述唇缘具有相对于模具的轴线XX’倾斜相同角度α的截头圆锥形表面(10)，其特征在于，所述模具包括力限制装置，所述力限制装置由止动器(11、23)和外壳(21、13)组成，所述止动器(11、23)和外壳(21、13)各自设置于每个突出部(16、26)的径向延伸部，且各自具有支承面(12、22、14、24)，当所述模具中的内压超过给定阈值时，所述支承面旨在彼此接触。
2.根据权利要求1所述的模具，其中所述止动器(11)和外壳(21)设置于所述壳体(16)和部段(26)的突出部的径向外侧，使得止动器(11)的轴向外部支承面(12)与外壳(21)的轴向外部支承面(22)协作。
3.根据权利要求1所述的模具，其中所述止动器(23)和外壳(13)设置于所述壳体(16)和部段(26)的突出部的径向内侧，使得止动器(23)的轴向内部支承面(24)与外壳(13)的轴向内部支承面(14)协作。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的模具，其中当每个突出部的面(10、20)彼此接触时，所述止动器的支承面(12、14)与所述外壳的支承面(22、14)之间的轴向间隙为0.05mm 至 Imm 之间。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的模具，其中当每个突出部的面(10、20)彼此接触时，调节所述止动器的支承面(12、14)和所述外壳的支承面(22、14)之间的轴向间隙，从而当模具中的压力为标称压力的50%至80%之间的值时，所述止动器的支承面和所述外壳的支承面接触。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的模具，其中所述止动器和所述外壳在所述突出部的整个圆周上延伸。
7.根据权利要求1至5中的一项所述的模具，其中所述止动器由多个圆周部分形成，所述多个圆周部分均匀分布于围绕所述模具的轴线的圆中，并从突出部径向延伸。
8.根据权利要求1和7中的一项所述的模具，其中所述突出部的截头圆锥形表面(10、20)与轴向方向(XX’)的角度(α)为10°至40°之间，优选为15至35°之间。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的模具，所述模具在顶点处具有直径(Ds)，并在互连点(E)处具有宽度(L)和直径(J)，且直径(Ds)、宽度(L)和直径(J)均具有给定值，且其中在经过模具的轴线(XX’)的子午平面上的突出部中，直线(tt’)与直线(ss’)之间的距离(a)等于k*0，42 *DS -，系数k为0.8至1.4之间，所述直线(tt’)平行于所述模具
UJ的轴线，并经过所述壳体与所述部段之间的接触的力的合力的施加点(T)，所述直线(SS’ )平行于所述模具的轴线，并位于所述抗性部段的内表面的延伸部中。
【文档编号】B29D30/06GK103974821SQ201280058481
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】J-C·费朗, J-C·阿佩尔斯, A·蒙多洛 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司