СПОСОБ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВКИ СЫРОЙ ОШИПОВАННОЙ ШИНЫ В ПРЕСС-ФОРМУ ВУЛКАНИЗАТОРА Российский патент 1998 года по МПК B29C35/02 B29C35/04 B29C43/34 B29L30/00 

Изобретение относится к шинной промышленности и касается технологии производства шин, в частности ошипованных шин, эксплуатируемых в зимний период времени. Изобретение касается технологического процесса вулканизации сырых шин, ошипование протектора которых произведено на стадии сборки шины и направлено на усовершенствование стандартного технологического процесса.

Известен способ изготовления зимней шины, заключающийся 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 (SU, авт. св. N 1669770, кл. B 60 C 11/14, 1991).

Недостатком данного способа изготовления ошипованной шины для зимнего периода эксплуатации является то, что выполнение сверлений в готовом после вулканизации изделии 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. В связи с этим для исключения выпадания шипов последние оснащают сильно развитыми основаниями, оказывающими 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.

Известен один из таких способов установки сырой шины в пресс-форму вулканизатора шины, заключающийся в том, что собирают сырую шину на технологическом оборудовании, в пресс-форме вулканизатора в кольцевых гнездах протекторного рисунка размещают элементы противоскольжения пружинного типа, патроном механизма загрузки подают собранную шину к вулканизатору, разворачивают патрон так, чтобы шина была обращена к пресс-форме и ее ось совпадала с осью диафрагмы, опускают шину на диафрагму и укладывают сырую шину в пресс-форму с последующим подвержением 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.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость изготовления шины, обусловленная ручным трудом по заправке пресс-формы вулканизатора 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 неравномерно на шашку, а локально в одном направлении. Если учесть, что по мере износа протектора витки пружин также изнашиваются, то острые края пружин в зоне истирания повреждают резину протектора. По данному способу нельзя изготовить шину с шипами противоскольжения, выполненными, например в виде тел вращения.

Настоящим изобретением решается техническая задача по усовершенствованию процесса изготовления зимней шины за счет введения выступающих наружу шипов, как элементов противоскольжения, в сырую протекторную резину при сборке с тем, чтобы собранная сырая шина поступала в пресс-форму вулканизатора в ошипованном состоянии. Достигаемый при этом технический эффект заключается в повышении технологичности изготовления, сокращении сроков изготовления за счет возможности автоматизации процесса и в повышении качества изготовленной ошипованной шины, а также эффект заключается в высокой надежности и долговечности ошипованной таким образом зимней шины.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что в способе установки заготовки сырой шины в пресс-форму вулканизатора шины, заключающемся в том, что собирают сырую шину на технологическом оборудовании, патроном механизма загрузки подают собранную шину к вулканизатору, разворачивают патрон так, чтобы шина была обращена к пресс-форме и ее ось совпадала с вертикальной осью диафрагмы, опускают шину на диафрагму и укладывают сырую шину в пресс-форму с последующей ее вулканизацией для получения рисунка формующей поверхности пресс-формы, при опускании шины на диафрагму ее вращают вокруг вертикальной оси до совпадения центра по крайней мере одного шипа в выбранном ряду шашек заготовки с центром формующей поверхности шашки этого же ряда пресс-формы, для чего проецируют центр формующей поверхности шашки пресс-формы на заготовку.

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

Так, для исключения ручного труда, как это имеет место в прототипе, предлагается фиксировать шипы противоскольжения на протекторной ленте до ее укладки при сборке сырой тины. Этот процесс легко автоматизируется. На ленте протектора на основании эффекта подобия по отношению к рисунку протектора по матрице пресс-формы вулканизатора определить можно спроецировать геометрические центры будущих шашек, в которых и производится фиксация внедрением в тело резины шипов противоскольжения. При этом головка шипов выступает наружу протекторной ленты. При укладке сырой собранной шины в пресс-форму вулканизатора необходимо произвести корректировку положения любого произвольно выбранного шипа или геометрического центра произвольной шашки относительно места формования данной шашки с шипом или просто шашки в пресс-форме. Учитывая равновеликость давлений, возникающих внутри пресс-формы при вулканизации и прессовании шины, шипы после вулканизации располагаются практически в заданных геометрических центрах шашек. Настоящий способ может быть распространен на шины с любым рисунком протектора. По данному способу возможно использование шипов любой формы, особенно выполненных в виде тел вращения, как наиболее распространенных и простых в изготовлении.

Настоящее изобретение в части способа не иллюстрируется конкретным примером исполнения оборудования для изготовления зимней шины, так как последнее является стандартным, а сам процесс в части дополнений не изменяет технологию сборки и вулканизации шин. Однако, приведены иллюстрации на базе стандартного оборудования, касающиеся изменений и дополнений, которые вводятся в стандартное оборудование.

В связи с этим предлагается описание самого способа и перечень изменений, которые необходимо ввести при изготовлений зимней шины новым способом ошиповки.

На фиг. 1 показан форматор-вулканизатор; на фиг. 2 -пресс-форма; на фиг. 3 - патрон механизма загрузки; на фиг. 4 - пример исполнения узла 1 по 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 татки 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 сырой 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 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. Данные изменения просты и понятны и не требуют существенного изменения стандартно используемого для вулканизации оборудования.

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 механического повреждения 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 (фиг. 1) включает в себя стол 1, на котором смонтирована пресс-форма, неподвижная часть 2 которой закреплена на столе, а подвижная 3 выполнена с возможность откидывания для обеспечения загрузки сырых собранных шин 4 в полость пресс-формы. Сырые шины подаются механизмом подачи, включающим в себя патроны 5, выполненные с возможностью разворота на 180 градусов 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 типом в сырой подаваемой патроном шине до момента, когда происходит взаимодействие патрона с диафрагмой 13. Устройство 10 может представлять собой щелевой осветитель или любой другой вариант исполнения (не показаны).

Пресс-форма (фиг. 2) так же 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 (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 и предназначено для изготовления ошипованных зимних шин следующим образом. При сборке сырой шины 4 в ленту протектора внедряют и фиксируют на основании шипы 16 противоскольжения. Точки внедрения шипов точно соответствуют геометрическим центрам проекций гнезд 14 шашек в пресс-форме вулканизатора. Ошипованную ленту закрепляют на сырой шине. Полученную заготовку помещают в пресс-форму вулканизатора и осуществляют вулканизацию. Перед установкой на диафрагму 13 корректируют вращением вокруг вертикальной оси положение сырой шины относительно пресс-формы. Коррекцию производят до совпадения геометрического центра произвольно выбранной шашки протектора с геометрическим центром соответствующего ей гнезда в матрице пресс-формы вулканизатора для чего проецируют центр формующей поверхности шашки пресс-формы на заготовку. 4 ил.

Способ установки заготовки сырой ошипованной шины в пресс-форму вулканизатора, заключающийся в том, что собранную сырую шину на технологическом оборудовании патроном механизма загрузки подают к вулканизатору, разворачивают патрон с заготовкой для обращения шины к пресс-форме и совпадения ее оси с вертикальной осью диафрагмы, опускают шину на диафрагму и укладывают сырую шину в пресс-форму с последующей ее вулканизацией для получения рисунка формующей поверхности шашек пресс-формы, отличающийся тем, что до опускания шины на диафрагму ее вращают вокруг вертикальной оси до совпадения центра по крайней мере одного шипа в выбранном ряду шашек заготовки с центром формующей поверхности шашки этого же ряда пресс-формы, для чего проецируют центр формующей поверхности шашки пресс-формы на заготовку.