專利名稱：輪胎模防堵拱形排氣孔的制作方法
在一般的硫化壓機中，輪胎在型腔中硫化。在型腔中，生的(未硫化的)輪胎，在升溫升壓的情況下，被一個硫化氣膽偏壓在一個金屬的胎面花紋環(huán)上，并保持一個足以使輪胎硫化的時間。輪胎安放在硫化壓機中，所以垂直軸線與輪胎旋轉軸一致。換句話說，輪胎在型腔中是平放在水平面上的。型腔中配備有一個胎面花紋環(huán)，其上有大體水平的和橫切的(與水平成斜角)肋(環(huán)肋)，它們構成排列在胎面花紋環(huán)內圓表面上的圓環(huán)肋。這些肋徑向地向內凸出，亦即朝型腔中心凸出一個預定的高度，這一高度決定了被硫化輪胎胎面花紋的深度。這些肋彼此隔開一定間距，從而按照硫化輪胎的胎面花紋設計，構成了預先規(guī)定好尺寸和間距的胎面花紋塊。
必須將空氣排出，否則在生輪胎朝胎面花紋環(huán)移動時，空氣將被截留在胎面花紋環(huán)的內表面和正在徑向擴張的生輪胎表面之間。以前，這些空氣通過徑向通道(徑向排氣孔)被徑向排出，以及通過相對于被硫化輪胎所在平面垂直的排氣孔排出，在先有技術中這被稱為“橫排氣孔”(cross-vents)，本文稱為“拱形排氣孔”(arch-vents)。這些排氣孔使型腔與一個在胎面花紋環(huán)外表面和每半模的內表面之間的環(huán)狀排氣腔相通。有一個通道使環(huán)狀排氣腔與大氣相通，因此可以排出被截留的空氣。
在設置徑向排氣孔的一般結構形式中，每一個排氣孔均為圓錐形，錐形底部的橫截面略大于錐頂，所以在輪胎硫化后形成了一個橡膠錐(排氣殘楂)。此排氣殘楂有足夠大的直徑，所以當輪胎被一個垂直向上的輪胎脫模力從型腔中脫出時，每一個排氣殘楂的底部大到足以將整個排氣殘楂從排氣孔中拔出，而不會讓排氣殘楂斷在排氣孔中。
排氣殘楂的錐度愈小，愈難以預計究競會斷在什么地方。排氣殘楂的底部越大，它的強度就愈大，排氣殘楂斷在排氣孔中的可能性愈小。大多數(shù)情況斷裂發(fā)生在近底部，因為，當已硫化了的輪胎從型腔中脫模時，其初始剪切力作用在胎面花紋環(huán)的內表面處。無論是Autoform型，還是Bag-O-Matic型的壓機，由于脫模機構與壓機活塞相聯(lián)，使輪胎向上脫模的力基本上固定，所以問題在于要提供一種排氣裝置(排氣孔或通道)，它們的結構將導致形成一個盡可能不那么顯眼的細小的橡膠橋(排氣橋)，而且在普通的硫化壓機中，此細小的橋在脫模時，除了在其最細和最弱處斷裂外，不會斷在別的任何地方，最好斷在它的中點。
輪胎正要脫模前的排氣橋強度，還取決于排氣橋的溫度變化過程，特別是此時在胎面花紋環(huán)中的溫度梯度，這一梯度決定了橋每個側面沿徑向長度方向的溫度分布。當輪胎脫模時橋斷裂，形成了留在成品輪胎上的排氣殘楂。由于散布在要脫模的硫化輪胎上的每一個橋，它們的溫度不同，所以在胎面花紋環(huán)上不同位置處的橋的相對強度不等。
溫度作用在硫化彈性體中的效果是，使得難以計算脫模時作用在橋側面的各種力的影響。因此剪切力的實際效果，要通過反復試驗來測定。由于從模具中脫出輪胎所需之力很大，排氣橋每個側邊特別小的尺寸與橋斷在何處似乎沒什么關系。尤其是，力作用在橋的末端，而端頭的橫截面是圓的還是矩形的或是任何其它幾何形狀，看來都無關緊要。
我們終于發(fā)現(xiàn)，剪切力的方向是最主要的因素。我們還發(fā)現(xiàn)，橋兩端的殘楂高度(在水平方向沿輪胎半徑測量)，它決定最強的截面，它比寬度(厚度，在垂直于橫具水平平面的垂直平面內測量)要大得多，該處將不會斷裂。
不言而喻，如果一個胎面花紋塊只有一個排氣孔，而排氣殘楂斷在排氣孔中將它堵塞，則不能排出胎面花紋塊中的空氣，從而在胎面花紋塊的表面產(chǎn)生缺陷或鼓泡。所以，每一個排氣殘楂，不管是徑向排氣殘楂，還是橫排氣殘楂，都必須不留下堵塞物，全部從排氣通道中拔出。因為輪胎上每一個胎面花紋塊都必須排氣，所以在輪胎上至少有與胎面花紋塊數(shù)量同樣多的排氣殘楂，排氣殘楂斷裂的可能，對可靠和有效地清除排氣殘楂不利。
即使有效地進行了傳統(tǒng)的徑向排氣，并形成了底部強度足夠的殘楂，從硫化壓機中脫出的硫化輪胎也還必須在下面的工序中除去殘楂，使輪胎在銷售時有合格的外觀。這一必須的工序無論在時間上和耗費上，都是既浪費又昂貴的。排氣孔直徑愈大，排氣殘楂愈大，修整了的輪胎表面看上去就不能令人滿意;而且，由于從硫化輪胎上修整下來的硫化排氣殘楂沒有經(jīng)濟價值，所以橡膠的消耗量增大。
多年來市場上不斷增加的經(jīng)濟壓力，使輪胎模具設計者不采用徑向排氣孔來使輪胎排氣。因為必須使每個以環(huán)肋為界構成的胎面花紋塊的圓周表面是光滑的，亦即與胎面花紋環(huán)內表面完全一致，故采用“橫排氣孔”，以避免硫化輪胎的修正工作，并使橡膠的損耗減到最小。這些橫排氣孔，使在每個以環(huán)肋為界的胎面花紋塊上面的空腔彼此溝通，故被截留在這些空腔內的空氣，逐步流向橫具側向圓周中心線，在那里通過分橫線將空氣排到大氣中去。
僅就都企圖用最小的排氣通道有效地排出被截留的空氣而言，徑向排氣殘楂和橫排氣殘楂的設計要求相似。它們的設計要求的區(qū)別在于，橫排氣橋必須在一個預先確定的位置斷開，而且只有唯一的一個斷口;而徑向排氣殘楂則根本不應斷裂。從市場上對產(chǎn)品的外觀要求來看，需要去除徑向排氣殘楂，也就是說，在硫化輪胎上必須去除殘楂;而橫排氣殘楂不須去除，因為它們看起來不明顯，而且胎面有一個平滑的外表面。
橫排氣孔是鉆出來的略有錐度的圓通道，通道提供必需的排氣能力。在輪胎即將脫模前，在已硫化的輪胎胎面花紋塊之間被硫化橡膠橋搭橋連通。這個硫化橡膠橋有窄小的中間截面和圓的并略微傾斜的側面。當輪胎從模具中脫出時，在橋的最弱處斷開。如同帶有徑向排氣殘楂時那樣，橫排氣孔有較大的圓截面底部，因此形成了一個錐形的橫排氣殘楂，它的底部有足夠的強度，故在橋斷裂時不會留下它的一部分去堵塞橫排氣孔。橋的最弱位置，不僅取決于橡膠橋的幾何形狀，而且還與橋每個側邊的溫度變化過程有關。
由于幾何形狀是可控制因素，無論是徑向排氣殘楂，還是橫排氣橋，底部愈大愈不可能使橫排氣殘楂斷在靠近底部的地方，也不會在橋中一處以上斷開，從而不會在橫排氣孔中留下堵塞物。由于斷開的橫排氣橋留在成品輪胎上。要使外觀好，應盡可能使這些橋段看起來不那么顯眼，故必須使此橫排氣殘楂的底部盡可能小。這就會增加堵塞橫排氣孔的危險?？梢灶A言，要求經(jīng)濟地保持高質量的控制標準，將導致不可接受的頻繁堵塞。目前在胎面花紋環(huán)上采用的錐形橫排氣孔，因為無法預測其橫排氣橋的斷裂情況，所以沒有解決堵塞問題。
不言而喻，橫排氣橋應該在橋中單個斷裂點干凈地斷開，這樣就不會留下它的一部分去堵塞排氣孔。顯然，簡單地增加排氣通道直徑會增加斷開每一個橫排氣橋時所需的力，而且在外觀上逐漸變得明顯，再加上作用在圓形底部的剪切(力)有小的方向性偏移，所以加大它的直徑不足以完全保證不會在多于一處斷開，從而在橫排氣孔中留下堵塞物。
由于難以解決使用橫排氣孔存在的問題，所以輪胎模設計者選擇內藏式輪胎排氣孔，使型腔徑向排氣，并使完成輪胎加工所需要的去殘楂工作減到最低程度，例如Brobeck等人的美國專利3553790和3692090，以及更近一些的Dahl等人的美國專利4436497。我們設計的獨特的“蝶形”或“雙楔形”橫氣孔，本文稱為“拱形排氣孔”，不僅能有效地排氣和在成品輪胎胎面上不留下徑向的排氣殘楂，而且可靠和有重復性地確保每個拱形排氣橋在其最弱點，即中點附近斷開，因而不會在輪胎脫膜時留下堵塞物。此外，拱形排氣殘楂改進了在泥漿地和雪地中的摩擦性能，這可歸因于楔形殘楂所具有的剛度;這是先有技術中錐形橫排氣殘楂所不具備的優(yōu)點。
我們發(fā)現(xiàn)，截留在輪胎模具中的空氣，可以通過其側面是平的和帶有斜度的小“蝶形”或“雙楔形”橫排氣孔，橫過輪胎花紋環(huán)的內表面排出，當輪胎被硫化時，形成一個使相鄰胎面花紋塊彼此架起橋來的硫化橡膠雙楔形橋。當硫化輪胎被一個向上的力從模具中脫出時，橋在其中點斷開，從而形成楔形的拱形排氣殘楂，它們凸出于胎面花紋塊的量很小而不引人注目。
本發(fā)明的總目的是，提供一種有排氣的輪胎模具，它有一個模體，模體中有安放輪胎的型腔和用來形成預定的胎面花紋的肋，肋上制有雙楔形的拱形排氣裝置，它們靠近型腔的圓形內表面，用來排出在普通的硫化壓機中在硫化周期的初始階段截留在擴張中的生輪胎外表面上部的空氣。
更具體地是發(fā)明了一種雙楔形的拱形排氣孔，其中點的寬度只有約0.065吋，互相對置的側面有蟶锨閾鋇南鹵礱媯ǔッ婊ㄎ蘋返哪詒礱媲閾保?，情摫阶l 0°到50°，從而構成了一個拱形排氣橋，橋的側面至少高0.15吋，以提供足夠的強度，保證僅在橋的中點附近一處斷開。
以下通過


本發(fā)明，其中有圖1具體體現(xiàn)本發(fā)明的輪胎模具局部橫剖面圖;
圖2表示從輪胎模具內向外看時胎面花紋環(huán)的視圖，圖中表示了一些模具中胎面花紋環(huán)肋上的拱形排氣孔，花紋設計如1985年12月12日歸檔的813177號文件中所述，本文包括了該文公開了的內容;
圖3表示啞鈴狀(從上面看)拱形排氣孔陶瓷型芯的平面放大圖，用來鑄成胎面花紋環(huán)的熔融金屬圍繞著它;
圖4圖3所示的雙楔形拱形排氣孔陶瓷型芯的正視圖;
圖5圖4所示的陶瓷型芯的側視圖;
圖6環(huán)肋平面放大圖，表示去除了陶瓷型芯后的拱形排氣孔;
圖7圖6所示的雙楔形拱形排氣孔的正視圖。
圖中，特別是圖1中，示意表示了一個輪胎模，其整體的標號為10，模體11由下半模12(圖中只表示了其一小部分)和上半模14組成，較大部分的上半模表示在橫剖面圖中。圖中上半模14處于當它繼續(xù)沿箭頭下移后即將與下半模12完全閉合前的位置。上半模和下半模中各裝有半個胎面花紋環(huán)18，它是一個放在環(huán)形模具里面的圓環(huán)形鋁鑄件，每半個胎面花紋環(huán)分別放在各自的半模中，成為模體10的一部分。
半模12和14形成了一個容納輪胎的型腔20。從胎面花紋環(huán)18上與輪胎接觸的內表面22出發(fā)，徑向地向內伸出許多環(huán)形的胎面花紋環(huán)的肋24和24′，它們是胎面花紋環(huán)18整體鑄件的構成部分，并將插入未硫化的輪胎T中，以形成一般的環(huán)槽，從而在輪胎的胎面上構成胎面花紋塊。肋24和24′(見圖2)在胎面花紋環(huán)的內表面上沿縱橫方向延伸，所以相鄰的肋24和24′共同構成了胎面花紋塊區(qū)，在此區(qū)中胎面的一部分被分隔成一個胎面花紋塊?？v橫的環(huán)肋24和24′分別在胎面上形成縱橫的通道或溝谷25和25′(亦可稱為溝槽和凹坑)，它們是胎面花紋設計的一部分。
在一般的硫化周期中，生輪胎T的外胎身在硫化加壓氣膽30的作用下擴張，使生輪胎充滿型腔。這一步完成后，輪胎外表面32首先與環(huán)肋24和24′最靠里的表面接觸，因此在胎面花紋環(huán)內表面22和輪胎外表面32之間的空氣被截留。所有這些被截留的空氣，在胎面的外表面和胎面花紋環(huán)內表面接觸之前，必須排出模具之外，使硫化輪胎胎面不含氣泡。
各拱形排氣孔橫截面積的總和必須足夠大，以便在外胎面與胎面花紋環(huán)內表面接觸所需的時間內，允許空氣從輪胎內找到它通往半模分模線41的通路。這一時間一般為硫化周期成形階段完成后的5秒至20秒左右。實際上，每一個胎面花紋塊至少通過一個拱形排氣孔排氣，最好有兩個拱形排氣孔，每一個都有一個位于兩個開口端中央的喉部42(見圖6)。這些喉部的總橫截面積足以在胎面外表面和胎面花紋環(huán)內表面接觸前為模具排氣。模具通過分模線41與大氣相通，它為排出被截留的空氣提供方便的出口。
被截留的空氣從輪胎側壁34附近，經(jīng)過胎緣36之后，再通過只在橫肋24上才有的拱形排氣孔40(見圖2)橫向流過輪胎外表面32，直至空氣通過模具分模線41排出。拱形排氣孔40的形狀適合于排出大量空氣，此外，它形成一個在從胎面之上朝輪胎中央看的平面視圖中寬度不大的拱形排氣橋。如果在輪胎擴張到貼著胎面花紋環(huán)的內表面這一位置之前，沒有排出最靠近輪胎側壁的空氣，則這些空氣將被截留住。因此，有必要這樣來設計輪胎、型腔和硫化氣膽，即首先使輪胎的側壁偏移到靠在型腔內表面上，接著是胎緣，最后才是胎面，這樣一來就不再會有空氣滯留在側壁內，或滯留在胎面之上的任何地方。
顯然，由于最后的那些被截留空氣會很靠近胎面花紋環(huán)的內表面，因此最理想的是將拱形排氣孔盡實際可能地接近此表面設置。根據(jù)上述設計思想，顯然，要使型腔有效地排氣，需要大量很小的拱形排氣孔，它們加工在或換句話說形成在圓形胎面花紋環(huán)的每個肋中，在非?？拷叩着c胎面花紋環(huán)內表面的會合處。本發(fā)明理論上的要求在付諸實施時的實際困難可以克服，只要堅持作出比一般要更多些的努力，進行技術熟練者在工作中使用的反復試驗工作。
過去，重點放在設置外觀上不明顯的橫排氣殘楂上(亦可稱為橫向的或橋式殘楂)，其結果是，橫排氣孔的排氣直徑(最小喉部面積)小到只要它允許被截留的空氣在擴張中的輪胎胎面貼靠到胎面花紋環(huán)內表面所需時間內排出。雖然這樣做可以使橫排氣孔橫截面小，但它們容易堵塞。增大橫排氣孔的尺寸雖然會緩和這個問題，但是寬度大于約0.1吋(2.54毫米)在外觀上是不可接受的。況且，也難于在胎面花紋溝槽的有限空間內，使橫排氣殘楂的端頭有較大的圓形橫截面。
由于目的仍然是相同的，即當僅在其最窄的橫截面處斷開拱形排氣橋的條件下，設置外觀上不顯眼可以留在成品輪胎上的拱形排氣殘楂。每一個拱形排氣孔仍然有一個切實可行的小橫截面，然而還沒有小到出現(xiàn)拱形排氣孔有被堵塞的傾向。還有，雖然可以在相鄰胎面花紋塊之間的單個拱形排氣孔中設置必要的最小喉部面積，但如果設置了這樣一個單個的拱形排氣孔，其喉部的橫截面積(或當量直徑)，對于應在胎面花紋塊上只留下外觀上不顯眼的拱形排氣殘楂來說還是太大了。此外，如果每個胎面花紋塊只有一個排氣孔而且被堵塞了的話，那么在堵塞物清除前，模具將制出不合格的輪胎。
為了解決這兩個問題，有必要在胎面花紋塊之間的肋24中再細分排氣孔面積，設置多于一個的拱形排氣孔。當然，除了在實際上變得更難于用一般的鑄造工藝來制造以外，拱形排氣孔愈小，就愈易被很小塊的橡膠堵塞，不管這種小塊源自何處。
過去在輪胎模具中常用的橫排氣孔，它們由對置的圓錐形通道組成，從而在兩個開口端的中央形成喉部，每一個錐形通道底部的直徑遠大于喉部寬度(沿環(huán)肋方向圓周測量)。錐形底部直徑較大是必要的，以防止錐形的橫排氣殘楂因受損傷而多處斷裂，或靠近它們的底部斷裂。通常，橫排氣橋有方向相反的錐形排氣殘楂，每一個殘楂有一個約0.125吋(3.175毫米)的底部，并向頂部漸縮，從而在橋中形成最薄弱點。對置的錐形排氣孔的頂部構成圓通道的喉部，其直徑約0.0625吋(1.59毫米)。這種尺寸的排氣孔雖然比從型腔中充分排出空氣所需要的大得多，而且也不那么顯眼，但是它們的斷裂情況難以預料，這不僅是指斷裂位置，也是指可能斷裂成的碎塊數(shù)。
圖2中表示了胎面花紋環(huán)18的一個有代表性的部分，其中的拱形排氣孔40在澆鑄鋁的胎面花紋環(huán)時形成，鑄件圍繞著許多總體編號為50(圖3)的陶瓷拱形排氣孔型芯，去除型芯后便留下了雙楔形的拱形排氣孔40。
在特殊情況下，胎面用普通的用于徑向P215HR，15T/AR輪胎的胎面化合物制成，它的胎面花紋公開在美國系列號813177中，它具有普通的方向相反的雙錐形橫排氣孔，底部直徑為0.065吋，在橫排氣孔中點縮至0.05吋，總長(相鄰胎面花紋塊之間)為0.61吋。胎面花紋塊裝在輪胎模中，并在硫化壓機中用一個硫化循環(huán)和通常用于徑向排氣胎面花紋環(huán)的脫模力進行試驗。胎面花紋環(huán)要作定期檢驗，尤其在硫化輪胎的胎面上產(chǎn)生了任何用肉眼可見的硫化缺陷時更要檢驗。每100次加熱(硫化循環(huán))后，拆開模具，用一束細小的光線檢查胎面花紋環(huán)中各個橫排氣孔，以確定它們被堵塞的程度。人們發(fā)現(xiàn)，有25%的橫排氣孔被橫排氣橋的碎塊堵塞。在硫化胎面上的缺陷數(shù)，并不代表被堵塞的橫排氣孔有多大的量，因為，如果在胎面花紋塊的兩個橫排氣孔中只有一個被堵，另一個還足以將這一個胎面花紋塊中的氣排走。
于是我們在模具中安裝一個胎面花紋相同的胎面花紋環(huán)，只是在其中用拱形排氣孔代替橫排氣孔。拱形排氣型芯的尺寸如下長度E(橫跨胎面花紋環(huán)肋)為0.610吋;各平直端部分的寬度F為0.085吋，底部寬H為0.065吋;喉部直徑J(在拱形排氣孔中點)為0.050吋;各楔形體的下表面55a和55b(圖4)向上傾斜45°;每個楔形體的上表面56a和56b向下傾斜5°;所以在從胎面外側朝胎面花紋環(huán)中心看的平面視圖中，每個拱形排氣殘楂由型芯50構成的底部54a或54b的寬度(在平面視圖中可見最寬尺寸)，與用在先有技術中的錐形橫排氣孔的底部直徑基本相同。
模具被置于硫化壓機中進行試驗，按常規(guī)生產(chǎn)過程制造具有相同胎面花紋設計和具有同樣鸞夯銜锏奶ッ?。模具?000次硫化循環(huán)中連續(xù)生產(chǎn)3000個無缺陷(缺陷是由于拱形排氣孔堵塞引起的)產(chǎn)品，此后，按常規(guī)拆卸模具，以便對已完成3000次硫化循環(huán)的“滿循環(huán)”模具作定期保養(yǎng)。用光束檢驗模具的結果表明，沒有一個拱形排氣孔被堵。拱形排氣橋確實不象先有技術的橫排氣孔那樣多處斷裂。
如圖3的平面放大圖所示，拱形排氣孔型芯50從上面看為啞鈴狀，它包括一個有兩個對置的楔形部分51a和51b總標號為51的雙楔形柱，每一個楔形部分有略微向內傾斜的側面53a和53b，其朝中點與水平方向的夾角最好約為5°至15°，每一個楔形部分各與其平直邊的端部52a和52b相連。對側面斜度的要求不嚴格，此斜度用來使輪胎易于脫模。在從胎面外側朝胎面中心看的平面視圖中，拱形排氣孔型芯的柱51的寬度，在其中點處約從0.04吋起，在互相對置的底部54a和54b，增加到小于0.1吋(2.54毫米)，在該處，底部與端部52a和52b相接。硫化橡膠的拱形排氣橋是在輪胎剛好要從模具中脫出前形成的，它的大小取決于柱51的尺寸，顯然，具有柱51尺寸大小的彈性體的，特別是黑橡膠的這樣一種厚度(寬度)，在以黑橡膠胎面為背景的平面視圖中，用肉眼幾乎看不見，除非仔細地檢查胎面。
在朝輪胎中心看的平面視圖中，陶瓷型芯端部52a和52b的寬度從0.065吋起到約0.09吋(1.65-2.28毫米)。陶瓷拱形排氣孔型芯的總長一般小于1吋(2.54厘米)，在其中點，亦即最窄處的寬度，一般為約0.05吋(1.25毫米)，所以它可滿意地排走大量空氣。此外，型芯還可以在鑄造胎面花紋環(huán)的模具中小心操作和定位。顯然，型芯50最好對稱，故拱形排氣孔的中點形成喉部42，但假如喉部在拱形排氣孔兩個開口端的中間而不是在中點，拱形排氣孔的功能仍能滿足。
現(xiàn)在來看圖4所表示的型芯正視圖?？梢钥闯?，柱51有雙楔形，它由楔形部分51a和51b所組成，它們相對于圖4的垂直軸彼此成鏡象關系，它們的頂部互相搭接，使垂直軸在柱51的中點。楔形部分51a底部54a的長度，使F表面55a相對于水平面傾斜R角(圖4)，其值約在30°至50°的范圍內。在此范圍內的R角使輪胎易于脫模，并與此同時提供堅實的底部，以抵抗輪胎脫模時的垂直剪力。角R還使最窄點受到很大的剪切力，該處橫截面最小，它一般位于拱形排氣橋的中點，所以當輪胎脫模時，此橋將沿其(垂直的)中心線斷裂。
楔形部分51a的上表面56a略微向下傾斜，最好朝楔形的上表面56a和56b的中心相對于垂直方向傾斜5°至約20°楔形部分51b最好是楔形部分51a的鏡象，它的底部54b的長度使下表面55b相對于水平面有與楔形部分51a的下表面同樣的斜度，但傾斜方向相反。如圖4所示，因為上表面56a向下傾斜得很少，所以底部54a通過端部52a的一個斜削段與之相連接(斜削段與下表面55有同樣的傾斜角)。因此，每一個楔形部分具有向下傾斜的上表面和向上傾斜的下表面，它們相對于垂直面傾斜的方向彼此相反。如上文所述，每一個楔形部分還有向內傾斜的兩個側面，它們相對于水平面的傾斜方向彼此相反。于是，柱51的兩個部分51a和51b，在水平和垂直方向都是朝柱的中點傾斜的，故成為“雙楔形”。
現(xiàn)在研究圖5，它表示了圖4所示型芯的端面視圖，表示了端部52a和52b的平直側面57′和57″，以及半圓形上表面58′和下表面58″;以及表示了楔形部分51a和51b平直(帶斜度)的側面59′和59″，當它們傾斜到型芯中央時成為圓形橫截面49。對型芯中間剖視的橫截面形狀的要求并不嚴格，它僅僅是便于構成一個圓形橫截面，并使側面53a和53b平滑地變成平直的，如同它們在各自的端部所構成的底部54a和54b的形狀。關鍵是由中截面49構成的喉部42，它至少具有在所要求的時間內排出一個胎面花紋塊區(qū)內的空氣所需的最小排氣面積。當輪胎從模具中脫出時，橡膠的楔形部分與陶瓷拱形排氣孔型芯的楔形部分51a和51b有相同形狀。
拱形排氣孔型芯固定在母模的槽中(圖中未表示)，所以當胎面花紋環(huán)18為熔融金屬的鑄件時，熔融金屬包圍著型芯。一般采用陶瓷合成料，在鑄件冷卻后它們可以被沖刷掉，如在鑄鋁工藝中按常規(guī)所進行的那樣。型芯被清除后，在肋24中留下了拱形排氣孔40。構成拱形排氣孔的其它方法也可以有效地構成相似的結構形式，下表面的角度R可以調整。不過，如所敘述的，平直的啞鈴狀構型顯然最適合于通過圍繞拱形排氣孔型芯鑄造胎面花紋環(huán)得到。
顯然，在每個半模中的肋多于四個時，關鍵是首先要排出靠近側壁34處被截留的空氣。可通過控制未硫痔的擴張來做到這一點。要使模具中的空氣從距分模線最遠的那些地方開始能有時間流到分模線處。如果每半模中的肋多于四個，也許最好是在靠近輪胎胎緣36的第一排胎面花紋塊中，形成徑向排氣殘楂。
當從鑄件中除去陶瓷型芯50時，具有平直側面和上下表面(它們均朝通道中點傾斜)的雙楔形通道便在胎面花紋環(huán)肋24中形成。在圖6所示平面視圖中，雖然通道看起來好象大體上是等寬的，實際上它略微向中點傾斜。在朝A-A線看去的垂直剖面圖中，通道的雙楔形表示得很清楚，如圖7所示，通道遠離中點處的高度比其寬度大得多。上下表面是半圓形的，側面是平直的，其形狀與圖5所示的型芯形狀相對應。
可見，硫化輪胎上在相鄰胎面花紋塊之間將有硫化橡膠的拱形排氣橋。當輪胎從模具中脫出時，角度R使硫化橡膠的楔形部分具有足夠的強度，使硫化橡膠的拱形排氣橋在最薄弱的中點處或非常接近于其中點處斷開，并允許楔形部分從胎面花紋環(huán)中脫出，也就是說輪胎是無疵的。仔細地檢查胎面，將可見在相鄰胎面花紋塊的每一個橫向溝槽的側面，有楔形突出物，它們因斷開而彼此相隔一個很小的距離。這些溝槽是被橫向的胎面花紋環(huán)肋24在胎面上形成的。
很明顯，我們所提供的輪胎模具將制出拱形排氣殘楂，只要拱形排氣殘楂被設計成具有不超過R角限定范圍的底部，它們就可以令人滿意地從模具中脫出;以及使拱形排氣孔的喉部有足夠的橫截面積，以允許在預定的將外胎面貼靠到胎面花紋環(huán)內表面上所需的時間內，將被截留的空氣排出去。由此可見，不僅可以排出被截留的空氣，而且取出輪胎時所需的脫模力，將保證只在輪胎硫化時形成的每個拱形排氣橋的中點一處斷裂。
此外，最好能調整輪胎硫化循環(huán)，這樣，生外胎身在型腔中的擴張可加以控制，所以胎面貼靠到胎面花紋環(huán)內表面所需的時間在硫化循環(huán)的成形階段完成后的5至10秒范圍之內。最后，氣膽最好設計成首先使生外胎身擴張到貼靠在型腔的側壁上，因此外胎身將逐步地充滿環(huán)形的型腔中部。
在對本發(fā)明作了全面討論、用圖表示了本發(fā)明的最佳實施例，以及敘述了用拱形排氣孔制造輪胎的方法之后，技術精通者可以體會到，除了因不必要去除硫化輪胎上的殘楂而獲得經(jīng)濟利益外，本發(fā)明的拱形排氣孔還提供了使用性能上的優(yōu)點，即改進了在雪中的摩擦力和取得了在濕路上防止打滑胎的效果，這兩個特性對于不是專門為在雪中的摩擦和濕路上的摩擦設計的輪胎來說，都是有益的。尤其值得注意的是，這些好處的獲得，并設有顯著增加任何胎面噪音。
還可以看到，輪胎模具的充分排氣是否簡便流暢，取決于被截留的空氣向模具分模線的流動。在每半個模具中肋的數(shù)目愈多，應愈加仔細地進行模具設計和加工，以便確?？諝馔耆徘?。在真空輪胎模中，排氣問題更加容易解決。在分模線每一側有幾個肋的情況下，普通的非真空模具，除了拱形排氣孔以外，還可以得益于胎緣區(qū)的徑向排氣。
權利要求
1.一種帶排氣裝置的輪胎模，它有一個模體，內設定放輪胎的型腔，具有制造預先選定的胎面花紋的裝置，該裝置有一個制有縱橫肋的胎面花紋環(huán)，肋上設拱形排氣孔，具有上述拱形排氣孔的橫肋將胎面分割成一個個胎面花紋塊，這些胎面花紋塊形成了一些彼此溝通的區(qū)，其特征為拱形排氣孔是雙楔形的，它包括兩個彼此對置、在它們的頂部互相連接的楔形通道，楔形通道由向下傾斜的上表面和向上傾斜的下表面構成；每一個楔形通道的下表面均向上傾斜30°到50°，它與向下傾斜的上表面一起，構成了一個橫截面積足夠大的喉部，它可以在一個預先選定的足以將胎面的外表面貼靠在胎面花紋環(huán)內表面上的時間內，將截留在輪胎胎面的上表面和胎面花紋環(huán)內表面之間的空氣排出去；拱形排氣孔與可將空氣排入大氣的模具水平分模線是溝通的。
2.按照權利要求1所述的輪胎模，其特征為喉部在拱形排氣孔中點附近。
3.按照權利要求2所述的輪胎模，其特征為拱形排氣孔的中點處比其兩端要狹小，楔形通道具有大體平直的側面，它們朝喉部向內傾斜。
4.按照權利要求3所述的輪胎模，其特征為每一個楔形通道在其最寬處不超過約0.1吋(2.54毫米)，在喉部約寬0.05吋(1.25毫米)。
5.在輪胎胎面上制有胎面花紋的輪胎，胎面花紋由被縱橫溝槽分割開的胎面花紋塊組成，其特征為拱形排氣橋在其最小的橫截面處斷裂，橋由互相對置的、幾乎將分開的相鄰胎面花紋塊橋接起來的楔形部分組成;楔形部分由向下傾斜的上表面和向上傾斜的下表面構成，每個楔形部分的下表面均向上傾斜30°到50°，但傾斜方向相反，從而形成了最小橫截面。
6.按照權利要求5所述的輪胎，其特征為拱形排氣橋的最小橫截面在橋的中點附近。
7.按照權利要求6所述的輪胎，其特征為橋的中點處比它的兩端要狹窄，楔形部分具有大體平直的側面，它們朝中點向內傾斜。
8.按照權利要求7所述的輪胎，其特征為每一個拱形排氣橋在其最寬處不超過約0.1吋(2.54毫米)，喉部約0.05吋(1.25毫米)，因此，在成品輪胎上用肉眼看不明顯。
全文摘要
本發(fā)明的對分式輪胎模中有一個制有縱橫肋的胎面花紋環(huán)，肋上的拱形排氣孔是雙楔形的，包括兩個彼此對置，頂部互相連接的楔形通道，每一個楔形通道的下表面均向上傾斜30°到50°，它與向下傾斜的上表面一起構成一個橫截面足夠大的喉部，當輪胎從模具中脫出時，硫化橡膠的拱形排氣橋，干凈和確定地斷在橋的最窄和最薄弱地方。
文檔編號B29D30/00GK1035978SQ89100648
公開日1989年10月4日 申請日期1989年2月4日 優(yōu)先權日1988年2月8日
發(fā)明者雷內·利昂·羅卡茨, 唐納德·番·巴度利 申請人:尤尼羅亞爾·谷德里奇輪胎公司