Изобретение касается эластичной вулканизационной формы для беговой дорожки протектора, предназначенной, в частности, для осуществления способов формирования беговой дорожки протектора на каркасе вулканизированной пневматической шины. В настоящее время подобные способы обычно используются для повторного формирования беговой дорожки протектора пневматической шины. Однако все нижеизложенное справедливо и для формирования беговой дорожки протектора на каркасах новых пневматических шин.
Существуют два основных типа способов повторного формирования беговой дорожки протектора. Первый из этих способов, обычно называемый “холодным формированием беговой дорожки протектора”, состоит в использовании предварительно вулканизированной беговой дорожки протектора, которую размещают на подготовленном для ее формирования каркасе пневматической шины, после чего данную систему подвергают вулканизации с использованием средств нагрева типа вулканизационной печи.
Другой способ, называемый “горячим формированием беговой дорожки протектора”, состоит в размещении беговой дорожки протектора в невулканизированном состоянии, например, в виде пластов, ленточек или профилированного элемента, на подготовленном для ее формирования каркасе пневматической шины с последующей вулканизацией полученной таким образом системы в вулканизационной форме.
Эти способы горячего повторного формирования беговой дорожки протектора применяются, в частности, для повторного формирования беговой дорожки протектора на пневматических шинах больших размеров, например, на пневматических шинах, предназначенных для тяжелых колесных транспортных средств, сельскохозяйственных машин, тяжелых дорожно-строительных машин и т.п., для которых проблемы перемещения и деформации беговых дорожек протектора делают затруднительным их использование в предварительно вулканизированном состоянии.
Предлагаемое изобретение относится к области горячего повторного формирования беговых дорожек протектора.
Известен способ горячего повторного формирования беговых дорожек протектора, например, из патента US 4053265, в котором описывается способ, состоящий в использовании эластичной кольцевой вулканизационной формы, содержащей боковые крылья, предпочтительным образом изготовленной из резины и предназначенной для обеспечения формования и вулканизации беговой дорожки протектора. Эта эластичная вулканизационная форма размещается на каркасе пневматической шины, которая подлежит повторному формированию беговой дорожки протектора и которая была предварительно покрыта этой беговой дорожкой протектора в сыром (невулканизированном) состоянии, причем система, образованная вулканизационной формой и каркасом данной пневматической шины, затем полностью обертывается оболочкой, обеспечивающей герметичность этой системы. После этого система помещается в вулканизационную печь для вулканизации после создания разрежения под оболочкой.
Для размещения такой эластичной вулканизационной формы на беговой дорожке протектора эту форму растягивают и, удерживая ее в этом растянутом положении, размещают внутри этой формы каркас пневматической шины, покрытый беговой дорожкой, после чего позволяют этой вулканизационной форме сжиматься на беговой дорожке протектора.
Обычно для выполнения этой операции используют оборудование, осуществляющее захват крыльев такой эластичной вулканизационной формы, а затем обеспечивающее радиальное разведение этих крыльев, приводящее к растягиванию данной формы, то есть к увеличению ее диаметра. Однако, выполнение этой операции связано с многочисленными трудностями. Действительно, это растягивание воздействует скорее на крылья и периферийные края данной формы, чем на ее центральную зону, что создает неравномерность распределения деформации этой формы и подвергает ее воздействию значительных механических напряжений. В дополнение к этому для того, чтобы дать возможность центральной зоне этой вулканизационной формы достичь диаметра, превышающего диаметр беговой дорожки протектора в сыром (не вулканизированном) состоянии, необходимо приложить к крыльям этой формы весьма значительное усилие, что может спровоцировать превышение пороговых значений упругости крыльев данной формы, вызвать их надрывы и, кроме того, не обязательно оказывается достаточным для того, чтобы передача растягивающего усилия на крылья данной вулканизационной формы приводила к достаточному растяжению центральной зоны этой формы.
Это явление также может оказывать определенное влияние на саму пневматическую шину в процессе ее извлечения из такой вулканизационной формы. Действительно, в том случае, когда не осуществляют непосредственное растягивание центральной зоны такой вулканизационной формы, возникают трудности освобождения от этой формы в центральной части уже вулканизированной беговой дорожки протектора. Таким образом, при использовании вулканизационной формы этого типа невозможно реализовать повторное формирование беговой дорожки протектора на покрышке пневматической шины, для которой имеет место высокое значение коэффициента формы H/S, где Н представляет собой высоту покрышки пневматической шины, установленной на монтажном ободе и накачанной до своего эксплуатационного давления, a S представляет собой максимальную ширину этой покрышки.
В то же время, после размещения покрышки пневматической шины внутри такой вулканизационной формы ей позволяют сжиматься на беговой дорожке протектора, не имея при этом никаких возможностей проконтролировать, оставляет ли глубина рисунка протектора, реализованная в еще сырой (невулканизированной) беговой дорожке протектора, достаточную толщину каучуковой смеси по отношению к каркасу данной пневматической шины, или наоборот, оставляет слишком большую толщину этой каучуковой смеси.
Задачей изобретения является создание эластичной вулканизационной формы, устраняющей эти недостатки, в частности обеспечение возможности контролирования сжатия эластичной формы. Поставленная задача решается тем, что эластичная вулканизационная форма, предназначенная для формования беговой дорожки протектора в невулканизированном состоянии, покрывающей каркас вулканизированной пневматической шины, причем вулканизационная форма изготовлена из каучукового материала, согласно изобретению, содержит устройство ограничения ее диаметра при сжатии, содержащее, по меньшей мере, одну окружную канавку, выполненную на наружной поверхности этой вулканизационной формы и обеспечивающую размещение в ней металлических элементов, примыкающих друг к другу в положении покоя данной вулканизационной формы таким образом, чтобы эти элементы формировали металлический венец.
Целесообразно, чтобы устройство ограничения было накрыто, по меньшей мере, одним слоем ткани, усиленной параллельными нитями, ориентированными в радиальном направлении, а ткань накрывала всю совокупность наружной поверхности этой вулканизационной формы (5).
Целесообразно также, чтобы ткань, усиленная параллельными нитями, была накрыта эластичным слоем, изготовленным из эластомерного материала.
Полезно, чтобы каждый указанный металлический элемент содержал в своем центре резьбовое отверстие, выполненное с возможностью взаимодействия с кольцом растяжения вулканизационной формы.
Полезно также, чтобы вулканизационная форма содержала в центральной зоне своей наружной поверхности профилированный элемент U-образной формы, крепление которого обеспечивается посредством колец растяжения (11а).
Предпочтительно, чтобы наружная поверхность вулканизационной формы была накрыта эластичной дренирующей муфтой, в свою очередь, покрытой каучуковой оболочкой, на которой расположен обратный клапан вакуумирования.
Предпочтительно также, чтобы часть дренирующей муфты была накрыта профилированным элементом U-образной формы.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве формирования беговой дорожки протектора на каркасе пневматической шины, содержащем эластичную вулканизационную форму, монтажный обод для каркаса и два эластичных фланца, предназначенных для перекрытия, соответственно, наружной поверхности покрышки пневматической шины, образованной каркасом и покрывающей его беговой дорожкой протектора в невулканизированном состоянии, и заключенной между бортом покрышки и соответствующим периферийным краем вулканизационной формы, согласно изобретению, эластичная вулканизационная форма выполнена в соответствии с любым из вышеприведенных вариантов ее выполнения.
В последующем описании выбор радиальных и осевых направлений для устройства формирования беговой дорожки протектора, а также для самой пневматической шины, относится к осям, обычно используемым в качестве системы координат в данной пневматической шине. При этом осевое направление соответствует направлению, параллельному оси вращения покрышки пневматической шины, а радиальные плоскости представляют собой плоскости, содержащие радиус данной покрышки пневматической шины и проходящие через ось вращения.
Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения поясняются ниже на примере реализации эластичной вулканизационной формы в соответствии с этим изобретением, со ссылками на приведенные в приложении чертежи, на которых:
- Фиг.1 представляет собой схематический и частично внутренний вид в перспективе вулканизационной формы в соответствии с предлагаемым изобретением,
- Фиг.2 представляет собой схематический вид в частичном радиальном разрезе вулканизационной формы, установленной на покрышке пневматической шины.
На фиг.2 изображена подлежащая повторному формированию беговой дорожки протектора покрышка пневматической шины 1, имеющая каркас 2, содержащий, в частности два борта 21, 22 и две боковины 23, 24, и покрытый имеющей плечи беговой дорожкой протектора 3 в невулканизированном состоянии, причем эта беговая дорожка протектора укладывается на каркас 2 при помощи любого подходящего в данном случае средства. Плечи 11, 12 этой беговой дорожки протектора 3 связывают гребень этой беговой дорожки с боковинами 23, 24.
Эластичная вулканизационная форма 5 выполнена в виде кольца, внутренняя поверхность которого определяет формование беговой дорожки протектора и которое содержит кольцевые периферийные края 51, 52, имеющие продолжение в виде крыльев 53, 54, предназначенных для покрытия соответственно плеч 11, 12 покрышки пневматической шины 1. Позицией 57 обозначена вершина или гребень вулканизационной формы 5.
Вулканизационная форма 5 должна быть достаточно эластичной в направлении, ориентированном радиально наружу, и должна без деформаций выдерживать температуру вулканизации.
Эта вулканизационная форма также должна быть способна выдерживать многочисленные циклы изменения температуры и должна быть устойчивой к разрывам. Для изготовления этой эластичной вулканизационной формы можно использовать, например, тот или иной эластомерный материал, подходящий для обеспечения упомянутых выше свойств.
Таким образом, в том случае, когда вулканизационная форма 5 растянута, ее внутренний диаметр превышает наружный диаметр покрышки пневматической шины 1, содержащей беговую дорожку протектора 3 в невулканизированном состоянии, что обеспечивает возможность установки этой вулканизационной формы 5 на покрышку пневматической шины.
Такая вулканизационная форма может быть реализована, в качестве примера, по способу, раскрытому в патенте US 3983193, в соответствии с которым используют новую покрышку пневматической шины в качестве “модели формования” и которую для этого покрывают поддающейся вулканизации сырой каучуковой лентой. Сформированная таким образом система помещается в вулканизационную печь после вакуумирования благодаря оболочке, окружающей эту систему, для осуществления вулканизации этой вулканизационной формы. Рисунок оттиска, появляющийся при этом на внутренней поверхности вулканизационной формы, соответствует негативному отражению рисунка беговой дорожки протектора используемой в этой операции новой покрышки пневматической шины.
Как показано на фиг.1, на наружной поверхности этой вулканизационной формы выполняют окружную канавку 56, внутри которой размещают примыкающие друг к другу отрезки металлических элементов 61, выполненные в виде секторов, которые образуют металлический венец 6 определенного размера, не выступающий по толщине относительно наружной поверхности этой вулканизационной формы. Эти элементы 61 устанавливаются вплотную друг к другу и удерживаются в канавке 56 посредством небольшого монтажного давления. Размеры этих металлических элементов 61 выбираются так, чтобы надлежащим образом соответствовать размеру канавки 56 в той мере, в какой простая установка этих элементов на предназначенное для них место обеспечивает их удержание в канавке без использования других средств крепления. Таким образом, эти элементы 61 имеют возможность свободно перемещаться в окружном направлении в их ложементе (то есть в канавке) в процессе растяжения вулканизационной формы, оставаясь при этом внутри канавки.
Размерные параметры этих элементов 61 также выбираются таким образом, чтобы эти элементы вплотную примыкали друг к другу в положении покоя данной вулканизационной формы 5, что позволяет ограничить величиной этого диаметра в состоянии покоя возможное сжатие этой вулканизационной формы. Действительно, коэффициент трения между металлическими поверхностями элементов 61 и каучуковыми поверхностями канавки 56 является таким, что он препятствует всякому выходу этих металлических элементов из канавки в процессе сжатия вулканизационной формы 5.
В центре каждого элемента 61, образующего металлический венец 6, выполняют резьбовое отверстие 63, которое в последующем позволяет установить кольцо растяжения 11а снаружи по отношению к этой вулканизационной форме 5, как это показано на фиг.2, причем эти кольца растяжения 11а предназначены для облегчения осуществления операций освобождения от этой вулканизационной формы покрышки пневматической шины в ее уже вулканизированном состоянии.
Как показано на разрыве, представленном на фиг.1, после осуществления этой операции периферийную часть вулканизационной формы покрывают (включая металлический венец 6) тканью 7, которая может быть эластомерной и подкрепленной параллельными арамидными нитями 71 и которую размещают на вулканизационной форме таким образом, чтобы нити усиления были ориентированы в радиальном направлении. Эта ткань 7 обеспечивает положение, при котором металлические элементы 61 остаются заключенными в этой вулканизационной форме 5, не мешая при этом ее эластичному растяжению. Действительно, поскольку нити 71 ткани 7 располагаются радиально, они допускают радиальное расширение этой вулканизационной формы 5.
Затем размещают вторую, эластичную и выполненную из каучука, оболочку 8 на наружной поверхности вулканизационной формы 5, уже покрытой оболочкой 7.
Можно также повторить данную операцию несколько раз для размещения нескольких слоев усиленной ткани в функции той прочности, которую требуется обеспечить. При этом каждый слой этой усиленной ткани отделен от последующего ее слоя эластичным слоем, выполненным из эластомерного материала. Действительно, именно наличие одного или нескольких таких слоев усиленной ткани позволяет обеспечить сопротивление усилию растяжения, воздействующему на металлические элементы 61, с тем, чтобы это растягивающее усилие вызывало растяжение данной вулканизационной формы 5, но не выход металлических элементов 61 из их канавки 56.
После того, как данная вулканизационная форма 5 будет снята со своей “модели формования”, необходимо выполнить в этой вулканизационной форме вентиляционные отверстия 55, которые проходят в радиальном направлении сквозь всю ее толщину, для последующего использования этой вулканизационной формы для обеспечения возможности удаления воздуха, заключенного между этой формой и подлежащим обработке каркасом пневматической шины, покрытым беговой дорожкой протектора в невулканизированном состоянии, в процессе формования и вулканизации этой беговой дорожки протектора.
Как показано на фиг.2, наружная окружная поверхность вулканизационной формы 5 покрыта эластичной дренирующей муфтой 12а, обеспечивающей удаление воздуха посредством дренажных каналов, которая может быть расположена непосредственно на поверхности вулканизационной формы. Эта дренирующая муфта 12а может быть закреплена на этой вулканизационной форме 5. Эта муфта 12а сама, в свою очередь, покрыта эластичной оболочкой 13, выполненной на основе вулканизированной эластомерной смеси, причем обратный клапан 14 встроен в эту эластичную оболочку 13 для вакуумирования данной системы.
Такая вулканизационная форма может быть использована в устройстве повторного формирования беговой дорожки протектора типа того, которое описано в патенте US 4053265. Может быть также рассмотрен вариант использования этой вулканизационной формы в других типах устройств повторного формирования беговой дорожки протектора, например, в устройстве, схематически представленном на фиг.2.
Как показано на фиг.2, устройство повторного формирования беговой дорожки протектора содержит монтажный обод 30, на котором должна быть смонтирована и накачана покрышка пневматической шины 1, а также установлены эластичная вулканизационная форма 5, предназначенная для формования беговой дорожки протектора 3, и два эластичных и соединенных между собой при помощи муфты фланца 31 и 32, предназначенных для перекрытия боковин покрышки пневматической шины 1 и частично гребня 57 вулканизационной формы 5, для обеспечения герметичности системы, образованной каркасом пневматической шины 2, беговой дорожкой протектора 3 и эластичной вулканизационной формой 5. Это устройство повторного формирования беговой дорожки протектора устанавливается на протектор пневматической шины и предназначено для его размещения в камере, где обеспечивается соответствующий нагрев и поддержание требуемое избыточного давления, например, типа вулканизационной печи.
В этом случае оболочка 13 заменена выполненными в форме муфт концами эластичных фланцев 31 и 32 и в этом случае достаточно, чтобы на одном из фланцев располагался обратный клапан 14. В этом варианте реализации вулканизационной формы размещают эластичный профилированный элемент 33 U-образной формы, закрепленный стягиванием на гребне 57 этой вулканизационной формы 5 и удерживаемый на центральной зоне этой вулканизационной формы посредством колец растяжения 11а, причем крылья этого U-образного профилированного элемента позволяют осуществить зацепление фланцев 31 и 32. В этом случае часть дренирующей муфты 12а накрыта этим U-образным профилированным элементом 33.
Реализованная таким образом вулканизационная форма 5 позволяет осуществлять полный контроль ее диаметра при сжатии, а также решить проблемы растягивания, поскольку достаточно предусмотреть в оборудовании, предназначенном для осуществления растяжения этой вулканизационной формы 5, наличие крюков, которые непосредственно взаимодействуют с кольцами растягивания 11а и позволяют растянуть непосредственно центральную зону данной вулканизационной формы 5.
Изобретение относится к шинной промышленности и может быть использовано для формования беговой дорожки протектора пневматической шины как на каркасе новой пневматической шины, так и на каркасе пневматической шины, подлежащей ремонту. Эластичная вулканизационная форма предназначена для формования беговой дорожки протектора в не вулканизированном состоянии, покрывающей каркас вулканизированной пневматической шины. Вулканизационная форма изготовлена из каучукового материала и содержит устройство ограничения ее диаметра при сжатии. Устройство ограничения ее диаметра при сжатии содержит, по меньшей мере, одну окружную канавку, выполненную на наружной поверхности этой вулканизационной формы и обеспечивающую размещение в ней металлических элементов, примыкающих друг к другу в положении покоя данной вулканизационной формы таким образом, чтобы эти элементы формировали металлический венец. Изобретение предусматривает устройство формирования беговой дорожки протектора на каркасе пневматической шины. Изобретение обеспечивает возможность контролирования сжатия эластичной формы для контроля глубины рисунка протектора на сырой беговой дорожке протектора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
| US 4053265 А, 11.10.1977 | |||
| US 4600467 А, 15.07.1986 | |||
| DE 3420125 A1, 05.12.1985 | |||
| Устройство для поддержания каркаса покрышки | 1975 |
|
SU612614A3 |
| EP 0244545 A2, 11.11.1987. | |||
