專利名稱：輪胎模具和制造輪胎模具的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輪胎模具和制造模具的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種分段輪胎模具，其具有用于模壓輪胎胎面且由多個活動部分構成的一個胎面環(huán)和用于模壓輪胎側壁的多個側壁環(huán)。
背景技術：
和發(fā)明概述
近來的一種輪胎設計趨勢是把胎面特征延伸得相對遠而到達輪胎側壁上。在許多情況下，特征至少延伸到輪胎赤道。與典型地形成在側壁上的特征例如標記或刻字相比，胎面特征例如凹槽、肋條和方塊相對深或高。
在傳統(tǒng)模具中，通過使用模型進行鋁鑄造而形成胎面環(huán)。通過把鋼板加工成具有所需的模壓部件來制造側壁外殼。要在側壁外殼內形成類似胎面的特征是存在困難的，例如，難于使特征與胎面環(huán)對齊、或者難于在側壁外殼表面內加工深的或復雜的特征。
本發(fā)明提供一種改進的輪胎模具和一種制造改進輪胎模具的方法，其克服了技術困難并且提供附加的優(yōu)點。
優(yōu)選地，本發(fā)明應用于兩件式分段模具，該模具是沿著或靠近模具腔的軸向中心線分開并包括上半部分和下半部分的類型，每個半部分具有多個胎面部分和一個側壁外殼。有利地，其他模具可以使用本發(fā)明，例如，一件式分段模具，其中胎面段不是沿著軸向中心分開，而是安裝在模具的上半部分或下半部分，并且安裝成打開模具之后旋轉離開。
根據(jù)本發(fā)明的輪胎模具包括用于形成輪胎胎面部分的多個胎面部分；用于支撐胎面部分并允許在打開位置和關閉位置之間移動的模具背部；用于模壓輪胎側壁的兩個外殼插件；以及兩個側板，每個外殼插件安裝在側板上，其中胎面部分和外殼插件是鑄件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，外殼插件各自在背面上具有環(huán)形安裝肋條，用于插入側板內的安裝凹槽中。安裝凹槽在徑向上比安裝肋條更寬，以便容納外殼插件和側板加熱之后的差異膨脹，確保在輪胎模壓過程期間胎面部分和外殼插件的適當配合。
外殼插件具有從鑄型表面(前面)延伸到背面的出口，以及形成在背面上以與側板內的出口通道連接的凹槽。側板各自包括位于配合表面上的通道，通道連接到內部通道，內部通道可以連接到真空源。
模具還包括用于模壓輪胎胎緣區(qū)域的兩個胎緣環(huán)。組合模具內的胎緣環(huán)位于模具的每個半部分上并重疊部分外殼插件，并且將覆蓋本區(qū)域內外殼插件和側板之間出現(xiàn)的任何間隙。
依據(jù)本發(fā)明的一種制造模具的方法包括以下步驟提供具有輪胎胎面和側壁特征的鑄造模型，鑄造模型在胎面和側壁之間具有分離區(qū)域；從模型中鑄造鑄件；鑄件因此在胎面和側壁部分之間具有分離區(qū)域，以及將鑄件分成多個胎面部分和相對的側壁外殼。
根據(jù)優(yōu)選的方法，鑄件在位于沿著或靠近軸向中心線分割的上半部分和下半部分中被制造。可以使用單個鑄造模型，或者可以制造上半模型和下半模型，這是便利的。然后切開兩個鑄件，隔離上半鑄件以形成模具上半部分的多個上胎面部分和一個上側壁外殼，而隔離下半鑄件以形成模具下半部分的多個下胎面部分和一個下側壁外殼。
根據(jù)一個替代實施方案，制造的鑄造模型在胎面和側壁之間沒有分離區(qū)域，對于上半部分和下半部分中的每一個，至少形成兩個鑄件一個分隔成多個胎面部分的第一鑄件，以及一個分隔成多個側壁外殼的第二鑄件。
從單個鑄造模型中鑄造模具部分、胎面部分和側壁外殼的優(yōu)點在于，在側壁外殼內可以形成更深和更復雜的特征，可以使從胎面延伸到側壁的特征更好地對齊，并且使其尺寸、形狀和外觀更好地一致。



通過參考下面結合附圖閱讀的詳細說明，將能更好地理解本發(fā)明，圖中[16]圖1表示用依據(jù)本發(fā)明的模具制造的輪胎側壁；[17]圖2表示依據(jù)本發(fā)明的部分模具；[18]圖3是依據(jù)本發(fā)明的模具的剖面圖；[19]圖4是表示圖3模具的側壁外殼和側板的放大部分的剖面圖；[20]圖5是制造依據(jù)本發(fā)明的模具的鑄造部件的第一實施方案的剖面圖；[21]圖6是制造依據(jù)本發(fā)明的模具的鑄造部件的第二實施方案的剖面圖。
具體實施例方式圖1圖解依據(jù)本發(fā)明制造的輪胎的側壁。輪胎10的側壁包括多個凸起單元12，它們是胎面單元14的延續(xù)部分。其他凸起單元16是對本設計的補充。在傳統(tǒng)的輪胎模具中，通過通常由車床加工的側壁外殼或板來模壓側壁特征。用車床加工深凹口來模壓凸起以及其他復雜特征，既困難又耗時。用可以由多個胎面部分或段構成的環(huán)來模壓胎面單元。使胎面環(huán)圍繞側壁區(qū)域延伸來模壓凸起是可能的，但如果模具是分段類型，在模具使用中就可能產(chǎn)生問題。胎面部分在打開和關閉這種模具期間是活動的以便有助于從模具中取出已硫化的輪胎。如果胎面部分延伸得太遠而進入側壁區(qū)域，則難以移動和取出輪胎。
如圖3中所示，依據(jù)本發(fā)明的輪胎模具包括用于形成輪胎胎面部分的多個胎面部分20，用于支撐胎面部分并允許在打開位置和關閉位置之間移動的模具背部22，用于模壓輪胎側壁的兩個外殼插件24，以及兩個側板26。每個外殼插件24安裝在側板26上。有利地，胎面部分20和外殼插件24優(yōu)選地形成為鋁鑄件，這易于形成圖1中所示的深而復雜的特征?？梢允褂媚苓M行鑄造且具有輪胎模壓和硫化需要的強度和耐用性的其他材料。模具背部22和側板26可以由鋼制成。
圖2表示用于圖1輪胎10且依據(jù)圖3裝配的模具的內部?？梢钥闯觯ッ婺禾卣鲝奶ッ鎱^(qū)域延伸到側壁區(qū)域，并且胎面模壓單元14’和側壁模壓單元12’，16’對齊且形狀一致。
再參考圖3，外殼插件24各自在背面上具有環(huán)形安裝肋條30，用于插入側板內的安裝凹槽32中。安裝凹槽32在徑向上(用箭頭R表示)比安裝肋條30更寬，以便容納外殼插件24和側板26加熱之后的差異膨脹，確保在輪胎模壓過程期間胎面部分和外殼插件的適當配合。在安裝肋條30和安裝凹槽32之間能看見小間隙34。圖3表示冷卻狀態(tài)下的模具，也就是，在環(huán)境溫度下，間隙34位于圖示的位置。當加熱模具達到硫化溫度時，外殼插件24和側板26的差異熱膨脹將在圖3中所示的間隙的相對側上產(chǎn)生間隙。
現(xiàn)在參考圖4，外殼插件24具有孔或出口40和凹槽41，孔或出口40從鑄型表面42(前表面)延伸到背面44，凹槽41形成在背面上以與側板內的出口通道46連接。側板26各自包括位于配合表面上的通道或凹槽48，通道或凹槽48連接到內部形成的出口通道46，出口通道46可以連接到真空源(未圖示)。
模具還包括兩個用于模壓輪胎胎圈區(qū)域的鋼絲圈(未圖示)。組合模具內的鋼絲圈位于模具的每一半上，并且與徑向遠離胎面部分20的區(qū)域內的部分外殼插件24和側板26重疊。鋼絲圈將覆蓋在該區(qū)域內的外殼插件和側板之間出現(xiàn)的任何間隙。
參考圖5，用于制造依據(jù)本發(fā)明的模具的方法包括以下步驟提供具有輪胎胎面和側壁特征的鑄造模型，鑄造模型在胎面和側壁部分之間具有分離區(qū)域。從模型中鑄造至少一個鑄件50(或52)，鑄件50(或52)因此也具有與模型內分離區(qū)域對應的分離區(qū)域54。通過適當處理，例如鋼絲EDM切割，鑄件分成多個胎面部分和相對的側壁外殼。
根據(jù)一種優(yōu)選方法，制造兩個鑄件，即上部件和下部件。圖5圖解了上鑄件50和下鑄件52。鑄件圖解為在從成品模具的軸向中心線偏心的分模線上進行分割。在這個實例中，胎面模具的軸向中心上具有胎面特征，它將不利于分割。然而，在其他情形下，鑄件可以在中心線上分離。
然后，沿著分離區(qū)域54分隔兩個鑄件50，52，隔離上鑄件50以形成模具上半部分的上胎面部分56和上側壁外殼58，而隔離下鑄件52以形成模具下半部分的下胎面部分60和下側壁外殼62。
現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)一種替代實施方案，制造鑄造模型(未圖示)，其中在胎面和側壁或胎面部分之間沒有分離區(qū)域。圖6中的鑄件70表示下半鑄件。在本實施方案中，制造模型稍微簡化了，因為胎面和側壁單元沒有被分離區(qū)域分開并且便于對齊。然而，當分開時，胎面部分或外殼插件部分中的材料將損失。因此，對于每半個理想模具而言，形成至少兩個鑄件；第一鑄件分隔成多個胎面部分72，而第二鑄件分隔成至少一個側壁外殼插件74。在與胎面部分72的接合處，小臺階76形成在外殼插件74上，以適應由于鋼絲EDM切割操作中材料損失而引起的胎面環(huán)形部分的尺寸變化。
對于關于輪胎軸向中心對稱的胎面和側壁設計而言，只需要制造代表半個輪胎的模型。對于不對稱的胎面和/或側壁設計而言，或者對于其中不利于在軸向中心線上分割模具的胎面而言，制造代表整個輪胎的模型是優(yōu)選的。
從單個鑄造模型中鑄造模具部分、胎面部分和側壁外殼的優(yōu)點在于，更深和更復雜的特征可以形成在側壁外殼內，可以使從胎面延伸到側壁的特征更好地對齊，并且使其尺寸、形狀和外觀更好地一致。
權利要求
1.一種輪胎模具，包括用于形成輪胎胎面部分的多個胎面部分；用于支撐胎面部分、并允許胎面部分在打開位置和關閉位置之間移動的模具背部；用于模壓輪胎側壁的兩個外殼插件；和兩個側板，每個外殼插件安裝在側板上，其中胎面部分和外殼插件是從單個鑄造模型中鑄造出來的。
2.根據(jù)權利要求1所述的輪胎模具，其中外殼插件各自在背面上具有環(huán)形安裝肋條，安裝肋條能容納在側板內的安裝凹槽中，安裝凹槽在徑向上比安裝肋條更寬，以便容納外殼插件和側板加熱之后的差異膨脹，確保在輪胎模壓過程期間胎面部分和外殼插件的適當配合。
3.根據(jù)權利要求1所述的輪胎模具，其中外殼插件各自具有從鑄型表面延伸到背面的出口，并且具有形成在背面上的凹槽，其中側板各自包括位于配合表面上的通道，通道連接到內部通道，內部通道可以連接到真空源，外殼插件背面上的凹槽在側板安裝到其上時連接到側板內的出口通道。
4.一種制造輪胎模具的方法，包括以下步驟提供一個具有輪胎胎面和側壁特征的鑄造模型，鑄造模型在胎面和側壁之間具有分離區(qū)域；從模型中鑄造模具鑄件；以及將鑄件分成多個胎面部分和相對的側壁外殼。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括沿著軸向中心線將鑄造模型分成兩個鑄造半模型的步驟，并且其中鑄造模具鑄件的步驟包括鑄造兩個模具鑄件，第一鑄件被被分離以形成模具上半部分的多個上胎面部分和一個上側壁外殼，而第二鑄件被分離以形成模具下半部分的多個下胎面部分和一個下側壁外殼。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中鑄造模具鑄件的步驟包括鑄造至少兩個鑄件，并且還包括將第一鑄件分離成多個胎面部分以及將第二鑄件分離成側壁外殼的步驟。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的輪胎模具包括用于形成輪胎胎面部分的多個胎面部分(20)和用于模壓輪胎側壁的兩個外殼插件(24)，其中從同一鑄造模型中鑄造胎面部分和外殼插件。根據(jù)本發(fā)明制造輪胎模具的方法，包括以下步驟提供具有輪胎胎面和側壁特征的鑄造模型，鑄造模型在胎面和側壁之間具有分離區(qū)域；從模型中鑄造部件(50)；鑄件(50)因此在胎面(56)和側壁(58)之間具有分離區(qū)域(54)，以及將鑄件分成多個胎面部分(20)和相對的側壁外殼(24)。從單個鑄造模型中鑄造模具部分即胎面部分和側壁外殼的優(yōu)點在于，在側壁外殼內可以形成更深和更復雜的特征，可以使從胎面延伸到側壁的特征更好地對齊，并且使其尺寸、形狀和外觀更好地一致。
文檔編號B29C35/00GK1720125SQ200380104933
公開日2006年1月11日 申請日期2003年10月28日 優(yōu)先權日2002年11月4日
發(fā)明者K·沃德 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司