ФОРМАТОР-ВУЛКАНИЗАТОР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОШИПОВАННЫХ ПОКРЫШЕК Российский патент 1997 года по МПК B29D30/66 

Изобретение относится к шинной промышленности, в частности к оборудованию для вулканизации покрышек и касается конструкции аппарата форматора-вулканизатора, предназначенного для вулканизации сырых собранных шин, оснащаемых шипами противоскольжения на стадии сборки. Ошипованными шинами оснащаются колесные транспортные средства для обеспечения повышенного сцепления с опорной поверхностью в зимний период эксплуатации транспорта.

Современные способы изготовления зимней шины основываются на традиционном цикле операций, заключающемся в сборке на технологическом оборудовании сырой шины с последующей ее вулканизацией, выполнении технологических сверлений в шашках протектора, выполняющих функцию грунтозацепов, и введении шипов противоскольжения в указанные сверления с последующим их закреплением в шашках, например за счет введенной в отверстие порошковой краски на основе термореактивного пленкообразователя (см. SU, авт. св. N 1669770, кл. B 60 C 11/14, 1991).

Для вулканизации сырой шины используются традиционные форматоры-вулканизаторы (Цыганок И. П. Вулканизационное оборудование шинных заводов. -М. Машиностроение, 1967, с. 158). Форматор-вулканизатор для изготовления покрышек содержит вулканизационную камеру с двумя пресс-формами, одна из которых закреплена на столе, а другая установлена с возможностью откидывания, при этом пресс-формы представляют собой матрицу для образования рисунка протектора, а также траверсу загрузчика с двумя патронами механизма загрузки заготовок с приводом, выполняющего функцию подачи сырой шины к пресс-форме стола и опускания сырой шины при контакте патрона с диафрагменным механизмом в полость пресс-формы, закрепленной на столе.

После вулканизации готовое изделие вынимают, подают на ошиповочный станок, где производят сверления в шашках рисунка протектора с последующим внедрением в них шипов противоскольжения и их закреплением.

Недостатком данного способа изготовления ошипованной шины для зимнего периода эксплуатации является то, что выполнение сверлений в готовое после вулканизации изделие приводит к нарушению целостности тела шашки и внутренних связей в резине протектора. Введение шипа в отверстие усугубляет деформационные процессы в растянутой вокруг отверстия резине, приводит к преждевременному нарушению связей крепления шипа с окружающим его слоем резины, что в итоге существенно влияет на надежность крепления шипа в шашке. Кроме того, при качении колеса происходит существенное изменение формы шашки, так как на нее действуют не только радиальные усилия, но и боковые сдвигающие силы. Происходит нарушение связей и расшатывание шипа в шашке. В связи с этим для исключения выпадания шипа последние оснащают сильно развитыми основаниями, которые при радиальной нагрузке оказывают разрушительное воздействие на слои каркаса и брекера.

Для устранения этих недостатков был разработан способ введения элементов противоскольжения на стадии изготовления сырой шины с последующим закреплением этих элементов в поверхности протектора при вулканизации.

Один из таких способов изготовления зимней шины заключается в том, что собирают сырую шину на технологическом оборудовании, в пресс-форме вулканизатора в кольцевых гнездах протекторного рисунка размещают элементы противоскольжения пружинного типа, укладывают сырую шину в пресс-форму и подвергают ее вулканизации, в процессе которой протекторная резина обволакивает элементы противоскольжения (US, патент N 2808621, кл. B 29 H 17/38, 1957).

Особенностью данного способа является то, что элементы противоскольжения, выполненные в виде небольших пружин, в хаотическом порядке закрепляются в гнездах протекторного рисунка пресс-формы за счет своего сжатия и распирания между элементами гнезда, формирующими протекторные канавки. После изготовления шины пружины не видны, так как находятся внутри шашек, они проявляются только по мере износа протектора.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость изготовления шины, обусловленная ручным трудом по заправке горячей пресс-формы вулканизатора пружинными элементами противоскольжения и вызванной этим большой потерей времени. Кроме того, данная шина приобретает свойства не зимней шины, повышающей сцепление с опорной поверхностью с малым коэффициентом сцепления, а шины с усиленным по износу протектором, эксплуатационные качества которой в части сцепления ничем не отличаются от стандартной неошипованной. Хаотический порядок размещения пружин в шашках приводит к преждевременному разрушению протектора, так как при таком расположении пружины воздействуют не равномерно на шашку, а локально в одном направлении. Если учесть, что по мере износа протектора витки пружин также изнашиваются, то острые края пружин в зоне истерания повреждают резину протектора. По данному способу нельзя изготовить шину с шипами противоскольжения, выполненными, например, в виде тел вращения.

Это объясняется тем, что стандартно применяемый форматор-вулканизатор не может быть использован для вулканизации сырой ошипованной шины, в ленту протектора которой вмонтированы шипы противоскольжения, часть тела которых должна выступать наружу шашки и быть расположенной по оси радиально шине и по центру шашки. Конструкция форматора не приспособлена для ориентирования при закладке сырой шины положения шипов относительно соответствующего ему гнезда шашки в матрице пресс-формы.

Настоящим изобретением решается техническая задача по изменению процесса изготовления зимней шины за счет введения радиально ориентированных шипов, как элементов противоскольжения, в сырую протекторную резину при сборке с тем, чтобы собранная сырая шина поступала в пресс-форму вулканизатора в ошипованном состоянии. Кроме того, решается задача по конструктивному изменению форматора-вулканизатора для обеспечения возможности формования такой ошипованной шины с тем, чтобы, не изменяя самого технологического процесса вулканизации, обеспечить ориентированное поступление сырой ошипованной шины в пресс-форму. Достигаемый при этом технический эффект заключается в повышении технологичности изготовления, сокращении сроков изготовления за счет возможности автоматизации процесса и в повышении качества изготовленной ошипованной шипы, а также эффект заключается в высокой надежности и долговечности ошипованной таким образом зимней шины.

Указанный технический эффект достигается тем, что в форматоре-вулканизаторе для изготовления покрышек, содержащем вулканизационную камеру с двумя пресс-формами, одна из которых закреплена на столе, а другая установлена с возможностью откидывания, при этом пресс-формы представляют собой матрицу для образования рисунка протектора, а также траверсу загрузчика с двумя патронами механизма загрузки заготовок с приводом с функцией подачи сырой шины к пресс-форме стола и опускания сырой шины в ее полость, для обеспечения угловой ориентации заготовок относительно пресс-форм патроны выполнены с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и с возможностью фиксации в заданном угловом положении, а корпус вулканизационной камеры снабжен устройством передачи вертикальных проекций центра шашек пресс-формы на патрон.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического эффекта.

Так, выполнение патрона вращаемым вокруг собственной вертикальной оси позволяет произвольно захваченную патроном сырую шину, подаваемую к пресс-форме, сориентировать по углу с тем, чтобы совместить в вертикальной плоскости геометрический центр положения шипа противоскольжения в шашке ленты протектора с геометрическим центром соответствующего гнезда шашки в матрице пресс-формы. А снабжение корпуса вулканизационной камеры устройством передачи вертикальных проекций центра шашек пресс-формы позволяет при опускании патроном заготовки произвести поворот патрона в заданном направлении и на требуемый угол.

Снабжение патрона механизмом фиксации его после угловой ориентации позволяет зафиксировать патрон и закрепить его в этом положении, обеспечивая надежное опускание и освобождение сырой заготовки при взаимодействии с диафрагменным механизмом.

Настоящее изобретение поясняется кратным описанием способа изготовления зимней шины и конкретным примером конструкции исполнения форматора-вулканизатора, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения указанной совокупности существенных признаков требуемого технического эффекта.

На фиг. 1 представлен форматор-вулканизатор, общий вид; на фиг. 2 - патрон механизма загрузки заготовок; на фиг. 3 пресс-форма; на фиг. 4 узел 1 на фиг. 1.

Способ изготовления зимней шины заключается в том, что обычным стандартным образом собирают сырую шину до момента укладки протекторной ленты. На протекторной ленте проецируют геометрические центры шашек, соответствующие геометрическим центрам шашек матрицы пресс-формы вулканизатора. Данная операция вполне реализуема как по простому копированию рисунка готового изделия, так и в части переноса этих центров из матрицы на ленту, используя принцип подобия. Это возможно благодаря тому, что внутри пресс-формы давление при прессовании и вулканизации одинаково распространяется по всем направлениям и в связи с этим не происходит существенного смещения спроецированного на ленте центра шашки от действительного центра гнезда шашки в пресс-форме.

После получения точек геометрических центров тех шашек, в которых будут размещены шипы противоскольжения, любым известным способом производят внедрение шипов противоскольжения в тело резины протекторной ленты с последующим их закреплением на основании этой ленты. Таким образом производится сборка ошипованной протекторной ленты, которую размещают на шине при окончательной сборке.

После этого сырую шину помещают в пресс-форму вулканизатора. При размещении шины производят угловую коррекцию за счет небольшого разворота подаваемой патроном шины вокруг ее оси вращения с тем, чтобы точно сориентировать любой шип шашки или просто геометрический центр любой шашки с соответствующим ей гнездом в пресс-форме вулканизатора. Это необходимо для того, чтобы шип в готовом изделии располагался в шашке, если не точно в центре шашки, то по крайней мере в центральной ее зоне.

Для выполнения этой операции необходимо ввести, например, поворотное положение патрона механизма подачи вокруг вертикальной оси с последующей его фиксацией в заданном выбранном угловом положении. А на пресс-форме вулканизатора должна быть отметка или устройство передачи вертикальных проекций геометрических центров гнезд матрицы под шашки. При этом те гнезда под шашки протектора в пресс-форме, которые оснащаются шипами противоскольжения, должны быть увеличены по глубине на величину стандарта выступающей части шипа противоскольжения.

После размещения сырой шины в вулканизаторе производят процесс вулканизации по обычной технологии. Операция извлечения готового изделия также изменений не претерпела.

Изготовленная описанным способом шина с шипами противоскольжения обладает высокими эксплуатационной надежностью и долговечностью. Это обусловлено тем, что при установке шипов не происходит механическое повреждение слоев резины, как это имеет место при внедрении шипов в готовое изделие. Сам шип противоскольжения может быть простым по конструкции, так как его связи с резиной формируются не искусственными мерами, например клеем, краской, развитыми поверхностями, выступами, усиками и т. д. а естественным процессом взаимодействия, обусловленным вулканизацией. При этом сохранен автоматизированный цикл сборки и изготовления шины без привлечения ручного труда.

Форматор-вулканизатор (см. фиг. 1) включает в себя стол 1, на котором смонтирована пресс-форма, неподвижная часть 2 которой закреплена на столе, а подвижная 3 выполнена с возможностью откидывания для обеспечения загрузки сырых собранных шин 4 в полость пресс-формы. Сырые шины подаются механизмом подачи, включающим в себя патроны 5, связанные с траверсой загрузчика и выполненные с возможностью разворота на 180^o из верхнего положения в нижнее вокруг звездочки 6 реечного механизма. Патроны 5, ранее жестко соединенные с кронштейном 7, связаны согласно технологии нового способа с этим кронштейном 7 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 8 и относительно кронштейна 7. Возможность вращения патрона 5 относительно кронштейна 7 обеспечивается введением поворотного узла 9, имеющего механизм фиксации для стопорения патрона 5 в заданном положении после совмещения геометрического центра шашки с вертикальной проекцией геометрического центра гнезда шашки в матрице пресс-формы.

Совмещение указанных центров обеспечивается введением в конструкцию форматора-вулканизатора устройства 10 передачи вертикальных проекций центра шашек пресс-формы на патрон. Это устройство 10 может быть выполнено любым образом, например в виде вертикально закрепленного на корпусе 11 вулканизационной (например, паровой) камеры форматора-вулканизатора механического указателя 12. Этот пример показан на фиг. 1. Механический указатель 12 в данном примере представляет собой вертикально закрепленную металлическую рейку, плоскостью ориентированную в направлении центральной оси 8 поворота патрона (ось пресс-формы) и проходящую через геометрический центр какой-либо шашки в матрице пресс-формы. Высота такого указателя 12 должна быть достаточной для визуального совмещения ее плоскости с геометрическим центром шашки или шипом в сырой подаваемой патроном шине до момента, когда происходит взаимодействие патрона с диафрагмой 13. Устройство 10 может представлять собой щелевидный осветитель или любой другой вариант исполнения (не показаны).

Пресс-форма (см. фиг. 2) также претерпевает конструктивные изменения, заключающиеся в том, что в гнездах 14 шашек матрицы выполняются углубления 15 для шипов 16 протектора, при этом глубина формующей поверхности шашек, в которые устанавливаются шипы, больше глубины остальных формующих поверхностей пресс-формы на величину стандарта выступающей части шипа из вулканизированной шашки протектора.

Патрон 5 (см. фиг. 3, 4) связан с кронштейном 7 посредством поворотного узла 9, представляющего собой горизонтальный шарнир, обеспечивающий возможность вращения патрона относительно кронштейна вокруг собственной оси 8. В приведенном примере горизонтальный шарнир представляет собой вертикальную ось 17 в отверстии кронштейна, закрепленную в подшипниках скольжения 18. Механизм фиксации выбранного по углу положения патрона 5 представляет собой эксцентрично закрепленный на кронштейне ролик 19, имеющий рукоятку управления 20 и при стопорении взаимодействующий с поверхностью оси 17. Стопорение обеспечивается в данном примере за счет клинового замыкания при повороте эксцентрично установленного ролика. Возможны и другие примеры исполнения, например в виде муфты фрикционного типа, кулачкового типа и т.д. но они не показаны. Возможно исполнение поворотного узла не с ручным приводом, а с использованием электродвигателя, управляемого дистанционно и обеспечивающего поворот патрона через редуктор.

Настоящее изобретение позволяет изготавливать ошипованные шины для эксплуатации в зимний период с высокими эксплуатационными показателями по надежности и долговечности самой шины. Надежное крепление шипов противоскольжения повышает безопасность движения транспортного средства и его устойчивость на дорогах с участками с малым коэффициентом сцепления.

Изобретение относится к шинной промышленности. Сущность изобретения: форматор-вулканизатор включает в себя стол с закрепленными на нем пресс-формами, одна из которых выполнена откидной для обеспечения укладки ошипованной сырой шины в нижнюю часть закрепленной половинки пресс-формы, несущей матрицу для формования рисунка протектора. Патроны механизма подачи и загрузки сырых ошипованных шин выполнены поворотными для обеспечения ориентирования какого-либо шипа на сыром протекторе подаваемой заготовки с положением центра шашки матрицы пресс-формы, соответствующей этому шипу на шине. А на корпусе вулканизационной камеры смонтировано устройство передачи вертикальных проекций центра шашек пресс-формы на патрон. Патрон также имеет фиксатор его положения после проведения углового ориентирования. 4 ил.

Форматор-вулканизатор для изготовления ошипованных покрышек, содержащий вулканизационную камеру с двумя пресс-формами в виде экваториальных симметричных половинок или секторов, одна из которых закреплена на столе, а другая установлена с возможностью откидывания, при этом пресс-формы представляют собой матрицу для образования рисунка протектора в виде шашек, а также траверсу загрузчика с двумя патронами механизма загрузки заготовок с приводом с функцией подачи сырой шины к пресс-форме стола и опускания сырой шины в ее полость, отличающийся тем, что для обеспечения угловой ориентации заготовок сырых ошипованных покрышек относительно пресс-форм, патроны выполнены с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и с возможностью фиксации в заданном угловом положении, а корпус вулканизационной камеры снабжен устройством передачи вертикальных проекций центра шашек пресс-формы на патрон.