KR101153928B1 - 공기 타이어 제조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

도넛모양 지지부(10) 상에 배치된 그린 타이어(50)가 가황처리 주형(102) 내로 삽입된다. 주형(102)은 타이어(50)의 사이드월들(51)에 대해 작동하는 한 쌍의 사이드월 판들(130a, 130b)의 축방향 접근을 통해 닫힌다. 타이어 트레드 밴드(52)에 대해 작동하도록 설정된 원주방향 구획들(140)은 도넛모양 지지부(10)에 대해 타이어(50)를 압착하도록 설계된 작동 유체를 가하는 동안 트레드 밴드로부터 멀리 이격되게 유지된다. 이어서, 상기 구획들은 완전한 주조와 타이어 내로 압력 하의 증기를 가하는 것을 통해 수해오디는 타이어(50)의 가황처리 단계와 동시에 트레드 밴드(52) 내로의 침투를 위해 구심적으로 접근된다.

공기 타이어, 주형, 가황처리

Description

공기 타이어 제조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING PNEUMATIC TYRES}

본 발명은 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

타이어 생산 사이클에서, 다른 타이어 구성요소들이 제조되고/또는 조립되는 빌딩 사이클 다음에, 보통 특별한 타이어 패턴을 가지는, 원하는 형상에 따른 타이어 구조체를 정의하기 위해 수행되는 주조 및 가황처리 공정이 제공된다.

이를 위해, 타이어는 내부에서 가황처리 주형이 정의되고 얻어질 타이어 외부 표면의 기하학적 형상에 따른 성형과 일치하는 주형 공동 내에서 닫힌다.

공기 타이어는 일반적으로 링-형상 도넛모양의 카카스 구조체를 포함하며, 이는 방사상 평면, 즉 타이어의 회전축을 포함하는 평면 내에 놓이는 강화 끈들로 강화된 하나 이상의 카카스 플라이들을 포함한다. 각각의 카카스 플라이는 비드에, 즉 상기 타이어의 방사상 내부 단부들에 강화물을 포함하는 보통 비드 코어로 알려진 적어도 하나의 금속 고리모양 강화 구조체와 단단히 결합된 단부들을 가지며, 그 기능은 대응하는 장착 림과 타이어를 결합할 수 있게 하는 것이다. 트레드 밴드로 일컬어지는 엘라스토머 재료의 밴드가 상기 카카스 구조체에 대어지고, 가황처리 및 주조 단계의 말단에서 상기 트레드 밴드 내에서 올려진 패턴이 지면 접촉을 위해 형성된다. 일반적으로 벨트 구조체로 알려진 강화 구조체가 카카스 구조체와 트레드 밴드 사이에 놓인다. 자동차 타이어의 경우, 이러한 벨트 구조체는 보통, 바람직하게는 타이어의 적도평면에 대해 대칭되게 배치된, 서로 각각의 스트립(strip) 내에서 평행하고 인접한 스트립의 끈들과 교차되게 배치된, 보통 금속인, 강화 끈들이 제공된 적어도 두 개의 방사상으로 겹쳐진 고무가 입혀진 직물 스트립들을 포함한다. 바람직하게, 적어도 아래에 놓인 스트립들의 단부들 상에서, 상기 벨트 구조체는 방사상 외부 위치에서 원주방향으로 배치된(0도로) 직물 또는 금속 끈들의 제3 층을 더 포함한다.

각각의 엘라스토머 재료의 사이드월들은 또한 카카스 구조체의 측면 표면에 대어지며, 각각은 트레드 밴드의 측면 가장자리들 중 하나로부터 비드로 각각의 고리모양 강화 구조체 가까이 까지 확장한다.

마지막으로, 튜브리스 타이어의 타이어에서, 즉 공기 튜브가 없는 타이어에서, 타이어에 기밀성을 보증하는 불투과 특징을 가지는 방사상 내부 층이 존재하며, 상기 층은 일반적으로 "라이너(liner)"라고 불린다.

본 발명의 상세한 설명을 위해, "엘라스토머 재료"라는 용어는 적어도 하나의 엘라스토머 폴리머 및 적어도 하나의 강화 충전물을 포함하는 조성물을 의미함이 여기에서 지적된다. 바람직하게, 이러한 조성물은 가교제 및/또는 가소제와 같은 첨가제를 더 포함한다. 가교제로 인해, 이러한 재료는 가열을 통해 교차결합될 수 있어서, 최종 제조품을 형성한다.

대체로 단단한 도넛모양 지지부 상에 놓이는, 그린 타이어(green tyre)가 주 형 내에 놓이는 주조 및 가황처리 방법들이 있다. 상기 방법들은 바람직하게, 최근의 제조 공정들에 기초하여, 외부 윤곽이 생산되려는 타이어의 방사상 내부 표면의 윤곽과 일치하는 도넛모양 지지부 상으로 공급된 기초적 반제품들의 제한된 수로부터 시작하여 생산되는 타이어에 사용된다. 상기 도넛모양 지지부는, 바람직하게 로봇 시스템에 의해, 자동화 과정을 통해 각각 특별한 타이어 제조 공정이 수행되는 다수의 스테이션들 사이로 이동된다(예를 들어, 동일 출원인의 이름으로 출원된 문서 EP 0 928 680 참조).

동일 출원인의 이름으로 제 0 976 533호로 출원된 유럽 특허 출원에는 도넛모양 지지부 상에서 제조되는 그린 타이어가 가황처리 주형의 주형 공동 내에 있는 차량 바퀴용 주조 및 가황처리 타이어를 위한 방법 및 장치가 개시되어 있으며; 증기나 압력하의 다른 유체가 도넛모양 지지부의 외부 표면과 타이어의 내부 표면 사이에서 만들어진 유체 확산을 위한 적어도 하나의 간격 내로 공급되어서, 주형 공동 내부 표면에 대해 타이어의 압착을 야기하는 상기 타이어를 방사상으로 확장시킨다. 이러한 압착 작용 다음으로, 원하는 트레드 패턴을 형성하도록 배치된 수용부와 그루브들을 생성하기 위해 주형 공동 내에 놓인 적절한 형성 융기부(ridge)들이 트레드 밴드의 영역 내 엘라스토머 재료 내로 침투한다.

상술한 타입의 방법에 의해, 그러나 경화된 타이어는 일부 결점을 보이는데, 왜냐하면 증기나 가황처리를 위해 사용된 다른 작동 유체가 타이어의 가장 안쪽 층과 직접 접촉하도록 되기 때문이다. 동일한 도넛모양 지지부 상에서 직접 조립되고 경화되는 타이어에 대해 가황처리가 도넛모양 지지부의 도움없이 반가공 구성요소 들의 조립에 의해 만들어진 타이어 상에서 수행될 때 보통 사용되는 가황처리 블레이드(vulcanisation bladder)의 효과는 없기 때문이다.

이러한 단점들을 극복하기 위해, 본 출원인은 타이어 자체와 비드 영역의 가장 안쪽 층의 적어도 부분적인 가황처리를 얻기 위해 동시에 가열하는 동안 도넛모양 지지부에 대해 그린 타이어가 압착 예비 단계로 보내지는 것에 따른 문서 WO 2004/045837의 교시를 통해 상술한 방법을 이미 실시해왔다. 이러한 방식으로, 가황처리 동안 작동 유체와 처음으로 접촉하는 부분인 도넛 모양 지지부와 접촉하는 타이어의 부분 내에서 균질성(homogeneity)과 균등성(evenness)의 부족을 포함하지 않고, 다음에 주형 공동의 외부 표면에 대해 타이어를 확장시키면서 주조 및 가황처리 단계를 수행하는 것이 가능하다. 주조 및 가황처리 단계에서 사용되는 작동 유체는 사실 이미 부분적으로 경화되고 그로 인해 재료의 거동이 더 이상 가소성을 띠지 않고 거의 탄성적이어서 그에 의해 경험하는 저하나 변형 없이 유체 운동에 저항하는 타이어의 부분과 접촉한다.

그러나 본 출원인은 또한 도넛모양 지지부에 대해 타이어를 예비 압착 처리하도록 하는 상술한 가황처리 방법에서, 타이어의 방사상 외부 부분들에서의 표면 불균등성이 적어도 특별한 작업 조건 하에서 일어날 수 있다는 것을 인지하였다.

본 출원인의 인지에 따라, 사실, 내부 타이어 표면의 적어도 부분적인 교차결합을 얻기 위한 도넛모양 지지부에 대한 예비 압착 단계가 또한 타이어 자체의 방사상 외부 표면 부분들의 부분적 교차 결합을 야기할 수 있다.

더욱 구체적으로는, 본 출원인은 주형 공동 내로 타이어를 넣는 것이 트레드 밴드가 트레드 패턴을 만드는 목적으로 주형 공동 내에 놓인 돌기부를 형성함으로써 부분적으로 침투되게 할 수 있어서, 결과적으로, 열전달과 형성 융기부과 직접 접촉하는 타이어 영역의 부분적 교차 결합이 예비 압착 단계 동안 일어난다. 결론적으로, 불균등성이 트레드 밴드를 구성하는 엘라스토머 재료 내에서 만들어지고 다음의 주조 및 가황처리 단계 동안 주형 공동의 형상에 대한 재료의 정확한 적용이 악화된다.

본 출원인은 도넛모양 지지부에 대해 예비 압착 처리를 야기하기 위해 주형 내로 보내지는 예를 들어 질소와 같은 압력 하의 유체의 일부가, 타이어 트레드 밴드 상에 패턴 블록들을 형성하기 위한 형성 융기부들에 의해 한계가 정해지는 그루브들 내에서, 트레드 밴드의 외부 표면과 주형 공동 사이에 잡혀질 수 있다는 것을 더 관찰하였다. 그러므로 다음의 주조 동안 거의 비워질 수 없고 완성 제품 내 기하학적 불균등을 야기할 수 있는 가스 주머니들이 만들어진다.

그러므로 본 출원인은 상술한 문제들이 주형 공동 내로 타이어를 넣는 것과 주형 공동의 벽에 대해 상기 타이어의 주조 및 가황처리 단계 사이에서 경과하는 기간 동안 타이어 트레드 밴드의 방사상 외부 표면과 접촉하는 형성 융기부들을 피함으로써 극복될 수 있다는 것을 깨달았다.

본 발명에 따르면, 본 출원인은 주형 공동의 닫힘 다음의 도넛모양 지지부에 대해 상기 예비 압착 단계 동안 트레드 밴드의 방사상 외부 표면으로부터 멀리 방사상으로 이격되게 형성 융기부를 유지함으로써, 엘라스토머 재료가 타이어의 최외곽 층에서 조기에 교차결합되는 것이 방지되어서 주조 공정의 정확한 이행을 악화시킨다는 것을 발견하였다.

다음으로, 형성 융기부들은, 주형 공동에 대한 상기 타이어의 가능한 팽창과 함께, 타이어 주조와 가황처리 단계가 시작할 때 트레드 밴드 가까이로 이동한다.

트레드 밴드의 방사상 외부 표면과 형성 융기부들 사이에서 한계가 정해진 그루브들 사이의 유체 정체로 인해 기하학적 결점들이 또한 피해진다.

더욱 상세하기로는, 제1 태양에 따르면, 본 발명은 방사상 외부 표면을 가지는 트레드 밴드를 포함하는 그린 타이어를 타이어의 내부 표면과 형상이 일치하는 외부 표면이 제공되는 도넛모양 지지부 상에 놓는 단계; 주형 공동의 기하학적 축을 향하는 형성 융기부를 수반하는, 구심적으로-접근가능한 원주방향 구획에 의해 경계가 정해지는 주형 공동을 가지는 가황처리 주형을 놓는 단계; 타이어를 주형 공동 내로 가까이 하는 단계; 타이어를 도넛모양 지지부의 외부 표면에 대해 압착하는 단계; 원주방향 구획들을 트레드 밴드의 방사상 외부 표면으로부터 이격되게 유지하면서, 도넛모양 지지부에 대해 압착된 타이어의 내부 표면을 가열하는 단계; 타이어의 트레드 밴드의 방사상 외부 표면 내로 적어도 부분적인 형성 지지부의 침투를 야기하기 위해 주형의 원주방향 구획을 구심적으로 접근시키는 단계; 타이어의 트레드 밴드의 방사상 외부 표면을 주형 공동의 방사상 내부 표면에 대해 압착하는 단계; 원주방향 구획들의 형성 융기부들에 의해 침투된 타이어를 가열하는 단계를 포함하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 방법에 관한 것이다.

제2 태양에 따르면, 본 발명은 방사상 외부 표면이 제공된 트레드 밴드를 포함하는 작업 아래의 그린 타이어의 내부 표면에 형상이 일치하는 외부 표면을 가지는 도넛모양 지지부; 도넛모양 지지부상에 그린 타이어를 정렬하기 위한 장치; 주형 공동의 기하학적 축을 향하는 형성 융기부를 수반하는 구심적으로 접근하는 원주방향 구획들에 의해 경계가 정해지는 주형 공동을 가지는 가황처리 주형; 주형 공동 내로 타이어를 닫기 위한 장치; 도넛모양 지지부의 외부 표면에 대해 주형 공동 내에 넣어진 타이어를 압착하기 위한 장치; 도넛모양 지지부에 대해 압착된 타이어의 내부 표면을 가열하기 위한 제1 장치; 주형 공동의 방사상 내부 표면에 대해 타이어의 트레드 밴드의 방사상 외부 표면을 압착하기 위한 장치; 형성 융기부들이 주형 공동 내에 넣어진 타이어의 트레드 밴드의 방사상 외부 표면으로부터 멀리 방사상으로 이격되는 제1 작업 조건, 및 형성 융기부들이 트레드 밴드의 방사상 외부 표면 내로 적어도 부분적으로 침투하는 제2 작업 조건 사이에서 원주방향 구획들의 병진운동을 야기하도록 주형 공동 내로 타이어의 닫힘이 이어서 활성화되도록 하는 구동 장치; 원주방향 구획들의 형성 융기부들에 의해 침투된 타이어를 가열하기 위한 제2 장치를 포함하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조용 장치에 관한 것이다.

다른 특징들과 이점들은 본 발명에 따른 타이어 제조 방법과 상기 방법을 실시하기 위한 장치의 제한적이지 않은 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이러한 상세한 설명은 제한적이지 않은 예로써 주어진 이하의 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 작업 하의 타이어의 삽입 및 제거를 가능하게 하는 열린 조건에 놓인, 본 발명에 따른 주조 및 경화 장치의 단편 직경 절단 모습이다;

도 2는 도넛모양 지지부의 외부 표면에 대해 작업 하의 타이어를 압착하는 단계에 있는, 닫힌 조건 내의 도 1의 장치를 도시한다;

도 3은 주형 공동의 내부 표면에 대한 타이어의 압착 동안, 다른 직경 구획 평면 내의, 도 2의 장치에 이어지는 단계의 장치를 도시한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 바퀴의 타이어를 위한 주조 및 경화 장치는 전체적으로 101로 도시된다.

장치(101)는 케이스(103)와 작동가능하게 연결되고 각각 기부(base; 103a)와 케이스(103)의 닫힘 부분(103b)와 맞물리는 하부 사이드월 판(130a)과 상부 사이드월 판(130b)을 가지는 가황처리 주형(102), 또는 주형 내로 작업(working) 하의 타이어를 닫는 다른 적절한 장치(50)를 포함한다.

각각의 하부(130a) 및 상부(130b) 사이드월 판들과 함께, 기부(103a) 및 닫힘 부분(103b)은 사실 주형(102) 내로 경화되는 타이어(50)의 삽입을 가능하게 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상호 이격된 열린 조건 및, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 주조 및 경화 공정의 말단에서 타이어에 주어진 기하학적 형상을 대체하는 내벽들을 가지는 주형 공동(104) 내 타이어(50)를 넣기 위해 그것들이 서로 가까이 배치되는 닫힘 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하다.

상세하게로는, 사이드월 판들(103a, 130b)은, 타이어 사이드월들(51)의 외부 표면을 형성하기 위해, 서로 향하고 있으며 타이어의 대향 측면들에 대해 작동하도록 놓여있다. 주형(102)은 주형 공동(104)의 경계를 정하고 주형 공동의 기하학적 축(X-X)을 향해 돌려진 형성 융기부들(140a)을 수반하는 원주방향 구획(140)의 적어도 하나의 크라운(crown)을 더 포함한다. 원주방향 구획들(140)은, 일련의 절단부(cut)와 원하는 "트레드 패턴"에 따라 적절히 배치된 길이방향 및/또는 가로방향 그루브들을 만들기 위해, 소위 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면 상에서 작동하도록 놓인다.

바람직하게로는, 사이드월 판들(130a, 130b) 각각은, 주형 공동(104)의 기하학적 축(X-X)에 대해 원주방향 구획들이 방사상으로 움직이도록 하기 위해, 적어도 닫힘 조건에서, 원주방향 구획들(140)과 미끄러지게 맞물리는 각각의 주변 접합 표면(131a, 131b)을 가진다. 이러한 미끄러질 수 있는 맞물림은 각각의 사이드월 판들(130a, 130b) 상에 주변에 형성되고 각각의 원주방향 구획들(140) 상의 축방향 대량 위치들에서 작동하는 평평한 접합 표면에 의해 얻어질 수 있다. 원주방향 구획들(140)과 더 결합되는 것은 타이어(50)가 주형 공동(104) 안으로 닫힌 후에, 즉 사이드월 판들(130a, 130b)이 닫힌 조건에 있을 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 그것들이 주형 공동의 기하학적 축(X-X)으로부터 멀리 방사상으로 이격되는 제1 작업 조건 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주방향 구획들(140)이 상기 기하학적 축(X-X)에 방사상으로 가깝게 이동하는, 바람직하게는 서로에 대해 원주방향 접합 관계에 있는, 제2 작업 조건 사이에서 원주방향 구획들의 방사상 병진이동을 야기하기 위해 활성화되는 구동 장치들(150)이다.

더 상세하게로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 작업 조건에서 원주방향 구획들(140)에 의해 수반된 형성 융기부들(140a)은 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면으로부터 방사상으로 이격되어 있으며, 제2 작업 조건에서 원주방향 구획들(140)은 방사상으로 접근되어서 형성 융기부들(140a)은 적어도 부분적으로 트레드 밴드(52) 내로 침투한다.

바람직하게로는, 구동 장치(150)는 적어도 하나의 구획-수반 링(151)을 포함하며, 그것은 주형 공동(104)에 대해 축방향으로 이동가능하며, 구획-수반 링의 축방향 이동에 뒤따르는, 제1 및 제2 작업 조건 사이에서 원주방향 구획들의 방사상 병진 이동을 야기하기 위해 원주방향 구획들(140)과 미끄러질 수 있게 맞물리는 적어도 하나의 원추사면(frustoconical surface; 151a)을 가진다. 각각의 구획-수반 링(151)의 축방향 이동은 주형(102)의 케이스(103)를 통해 미끄러질 수 있게 맞물린 제어 로드(153) 상에서 작동하는 푸셔 부재(pusher member)에 의해 얻어질 수 있다. 더 구체적으로, 여기서 보여진 실시예에서 부셔 부재는 원주방향으로 배치되고 기부(103a)에 외부로 고정된 다수의 제1 유체-작동 작동기를 포함한다. 각각의 작동기(152)는 기부(103a) 상에서 선회된 아이들러 암(idler arm; 154)에 의해 각각의 제어 로드(153) 상에서 작동한다. 제2 작업 위치로 원주방향 구획들(140)의 고정 위치를 위해 작동되는 로킹 장치(locking device; 160)가 또한 제공될 수 있다. 이러한 로킹 장치(160)는 예를 들어 보조 제어 로드(162)에 의해 수반되고, 케이스(103)를 통해 미끄러질 수 있게 맞물리고, 그것들이 구획-수반 링의 축방향 움 직임을 자유롭게 하는 제1 작업 위치와 그것들이 도 3에 도시된 바와 같이 구획-수반 링을 제2 작업 위치에 고정하기 위해 구획-수반 링에 의해 수반된 방사상 어깨부(shoulder; 164)에 대해 움직이는 제2 작업 위치 사이에서 보조 작동기(163)의 명령에 따라 이동할 수 있는 하나 이상의 멈춤 블록들(161)을 포함한다. 멈춤 블록(161)은 방사상 어깨부(164)에 의해 나타나는 적어도 하나의 원추사면에 대해 스러스트(thrust) 관계로 작동할 수 있어서 원주방향 구획(140)을 축(X-X)을 향해 구심적을 밀려지도록 유지하기 위해 구획-수반 링(151) 상에 일정한 작용을 가한다.

바람직하게로는, 사이드월 판들 중 적어도 하나, 여기서 보여진 예시에서 하부 사이드월 판(130a)은 주형(102)이 열린 조건에 있을 대 케이스(103)에 대해 축방향으로 이동할 수 있어서, 상술한 제1 작업 조건으로부터 시작하여 구획-수반 링을 더욱 멀리 방사상으로 이동시키기 위해 구획-수반 링(151)의 원주사면(151a)을 따라 원주방향 구획(140)의 축방향 병진이동을 수행한다. 열린 조건에서 주형(102)과 함께 원주방향 구획(140)을 방사상으로 멀리 이동시키는 것은, 타이어와 원주방향 구획들 사이에 기계적 간섭을 포함하지 않으면서, 경화된 타이어(50)의 삽입 및/또는 열린 조건 내에서 상부(139b) 및 하부(130a) 사이드월 판들 사이에서 정의된 접근 개구(access opening; 170)를 통해 경화된 타이어의 추출을 쉽게 할 수 있기에 충분히 넓다.

장치(101)는, 타이어(50)의 내부 표면의 형상을 대체로 재생산하는 외부 표면을 가지는, 금속 재료 또는 다른 대체로 단단한 재료의 적어도 하나의 도넛모양 지지부(10)의 사용을 더 예상한다. 도넛모양 지지부(10)는 편리하게 분리된 드럼으 로 구성되는데, 다시 말해 드럼은 적어도 일부가 작업이 완성될 때 타이어(50)로부터 도넛모양 지지부를 분해하고 쉽게 제거할 수 있게 하기 위해 구심적으로 이동할 수 있는 원주방향 구획들로 만들어진다.

장치(101)는 타이어 주조 및 경화를 위해, 다음에서 더욱 잘 설명되는 바와 같이, 사용되는, 증기, 질소 또는 다른 상당한 불활성 기체나 그것의 혼합물과 같은 압력 하의 주요 작동 유체를 공급하는 적어도 하나의 덕트(110)을 더 포함한다.

주형(102)을 위한 가열 장치가 또한 바람직하게 장치(101) 내에 존재하며, 바람직하게 가열 유체의 경로에 대한 다수의 덕트(105)의 형태이며, 사이드월 판들(130a, 130b) 및/또는 원주방향 구획(140) 각각과 결합된다.

바람직하게, 그린 타이어(50)가 미리 만들어지는 도넛모양 지지부(10)를 포함하기에 적절한 기밀의 밀봉된 장치가 또한 장치(101) 내에 존재한다.

첨부 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기밀의 밀봉된 장치는, 바람직한 실시예에서, 주형과 함께 기밀의 밀봉된 공동을 정의하는 상기 주형(102) 내로 넣어지고 통합된다. 바람직하게, 이러한 경우의 상기 주형(102)은 기부(103a)와 닫힘 부분(130b)의 대향 표면상에 놓인 적어도 하나의 원주방향 개스킷(107)을 포함한다.

상기 원주방향 개스킷(107)은 O-링이나 대향 표면들 사이에 놓인 밀봉 요소를 가지고 다음에 설명되는 방법에 의해 필요한 바와 같은 압력과 온도에 저항할 수 있는 일련의 겹쳐진 금속링에 의해 구체화될 수 있다.

공기, 질수 또는 다른 상당한 불활성 기체들과 같은 제2 작동 유체를 공급하기 위한 장치는 상기 주형(102)과 작동가능하게 결합되어 있다. 상기 장치는, 다음 에서 더욱 잘 설명되는 바와 같이, 상기 압력하의 제2 작동 유체를 상기 주형(102)으로부터 그리고 상기 주형으로 각각 공급하고 비우기 위해, 상기 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 내부로부터 외부로 상기 그린 타이어(50)의 내부 표면을 압착하기 위해, 적어도 하나의 운송 덕트(108) 및 하나의 배기 덕트(109)를 포함한다.

덕트(110)는 상기 도넛모양 지지부(10) 내에서 압력하의 상기 주요 작동 유체의 분리를 가능하게 하기 위해, 예를 들어 상기 도넛모양 지지부(10)의 중앙 생크(shank) 중 적어도 하나 내에 형성된, 연결 덕트(111)에 의해 적어도 하나의 통과 장치(passage device)와 작동가능하게 결합되어 있다.

상기 통과 장치에는 도넛모양 지지부(10) 내에 형성된 적절한 브랜차(branch)들이 제공되고, 예를 들어 도넛모양 지지부(10)의 상기 원주방향 구획들 사이에 존재하는 간격들을 통해, 상기 주요 작동 유체는 도넛모양 지지부의 외부 표면 상으로 열리는 다수의 덕트들(미도시)에 도달한다.

바람직하게로는, 주요 작동 유체를 비우고/또는 응축 가능하도록 채택된 덕트(112)가 다음에 상기 주형 공동(104)의 하부에 제공된다.

본 발명의 방법에 따르면, 그린 타이어(50)는 열린 조건으로 놓인 가황처리 주형(102) 내로 도넛모양 지지부가 타이어와 함께 삽입되기 전에 도넛 모양 지지부(10) 상에 배치된다.

특히, 도넛모양 지지부(10) 상에 타이어(50)를 배열하는 것은 지지부 상에 직접 타이어를 제조함으로써 편리하게 얻어질 수 있다. 이러한 방식으로 도넛모양 지지부(10)는 바람직하게 타이어(50)를 형성하는데 상호작용하는 라이너, 카카스 플라이들, 비드에 대한 강화 구조체, 벨트 스트립, 사이드월(51) 및 트레드 밴드(52)와 같은 다른 구성요소들을 형성하기 위한 단단한 형상으로 이용된다. 더 구체적으로, 타이어(50)의 상기 구성요소들은 바람직하게, 예를 들어, 엘라스토머 재료의 연속적인 길쭉한 요소들 및 적어도 하나의 직물이나 금속 끈을 내부에 포함하는 엘라스토머 재료의 스트립-모양 요소들과 같은 기초적인 반제품들을 상기 도넛모양 지지부(10) 상에 놓는 것을 수행하는 적절한 작동 유니트에 의해 만들어진다. 예를 들어, 트레드 밴드(52)는 나란한 관계 및/또는 겹쳐진 관계 또는 다른 미리정해진 경로를 따라 배치된 코일들의 형태로, 도넛모양 지지부(10)의 회전축 주위로 엘라스토머 재료의 상기 연속하는 길쭉한 요소를 권선함으로써 얻어질 수 있다.

도넛모양 지지부(10) 상의 타이어(50)의 구성요소들을 놓는 모드에 대한 더욱 상세한 설명은 예를 들어 동일 출원인의 이름으로 제 0 928 680으로 출원된 유럽 특허 출원에 기술되어 있다.

그린 타이어(50)를 운반하는 도넛모양 지지부(10)는, 열린 조건 내 상부(130b) 및 하부(130a) 사이드월 판들 사이에 정의된 개구 접근부(opening access; 170)를 통해, 수동이나 로봇팔(미도시)에 의해 또는 다른 방식으로 주형(102)의 내부로 이송된다. 하부 사이드월 판(130a)은, 우선 서로 최대 방사상으로 이격된 조건에서 원주방향 구획(140)을 유지하는 올려진 위치에서, 타이어(50)가 주형(102) 내로 닫히게 하기 위해 기부(103a) 내로 하강되고, 케이스(103)의 닫힘 위치(103b)에 의해 수반된 상부 사이드월 판(130b)의 축방향 접근이 뒤따른다.

닫힘이 완료될 때, 원주방향 구획들(140)은 제1 작업 조건 내에 있으며, 형성 융기부들(140a)은 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면으로부터 멀리 이격되어 있다.

덕트(108)를 통해 압력하의 상기 제2 유체는 주형 공동(104) 내로 보내진다. 그러므로 제2 작동 유체는 상기 그린 타이어(50)의 외부 표면과 주형 공동(104)의 내부 표면 사이에 포함된 공간을 차지한다. 대체로 동시에, 압력하의 상기 주요 작동 유체는 상기 제2 작동 유체의 압력보다 낮은 압력으로 상기 도넛모양 지지부(10) 내로 보내진다. 짧은 과도 단계(transient stage) 후에, 상술한 것으로부터 초래하는 압력 차이는 바람직하게 몇 분간 유지된다. 주요 작동 유체가 저압에 있기 때문에, 그것은 덕트를 통해 형성된 상술한 덕트들로부터 빠져나가지 않으면서 상기 도넛모양 지지부(10)의 내부에 머물 수 있다. 이러한 방식으로, 이러한 단계 동안 그린 타이어(50)가 외부로부터 내부로 압착되어서, 바람직하게 라이너를 포함하는 그것의 내부 표면은 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 압착된다.

바람직하게로는, 이 단계에서 바람직하게 증기로 형성된, 상기 주요 작동 유체는 약 170℃와 210℃ 사이에 일반적으로 포함된 온도로 공급된다.

상기 시간 동안, 주요 작동 유체는 도넛모양 지지부(10)를 가열하고 도넛모양 지지부는 열을 타이어의 내부 표면으로, 다음으로 비드의 영역으로 그리고 바람직하게는 라이너로 전달한다.

공급 덕트(110)를 통해 운반된 주요 작동 유체에 추가로 또는 대신에, 타이어의 내부 표면으로 열을 보내는 다른 장치들이 제공될 수 있고, 예를 들어 그것들 은 도넛모양 지지부(10)를 가열하기 위한 전기 저항을 포함한다.

도넛모양 지지부(10)를 통해 운반된 열은 타이어의 상기 부분들을 완전히 경화하지 않지만 어떠한 경우 그것은 그 부분들 자체가 탄성 특징들을 가지게 하기에는 충분하다. 특히, 카카스 플라이나 플라이들은 비드에 잘 고정되어 있고, 타이어의 내부 표면, 바람직하게는 라이너는, 비틀림 없이, 다음에 설명되는 주조 및 경화 공정의 이어지는 압력을 견디기에 충분할 만큼 탄성적이다.

도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대한 타이어(50)의 압착 단계, 및 타이어의 내부 표면으로 동시에 열을 보내는 단계는 배기 덕트(109)에 의해 제2 작동 유체를 비움으로써 끝난다.

도넛모양 지지부(10)에 대해 타이어(50)의 압착 단계 동안 형성 융기부(140a)와 트레드 밴드(52) 사이의 직접적 접촉의 부재가 트레드 밴드(52)의 외부 표면에 열을 직접 전달하는 위험을 제거한다는 것이 인지된다. 그러므로, 완성된 타이어 상에 원하는 것과 다른 접지자국을 남기는, 트레드 밴드(52) 상에 조기 교차결합을 유발하는 것이, 트레드 밴드(52)를 형성하기 위해 도넛모양 지지부 상에 권선된 연속적인 길쭉한 요소에 의해 형성된 코일들의 형상과 위치의 "기억(memorisation)" 효과로 인해, 피해진다.

또한, 형성 융기부(140a)와 트레드 밴드(52) 사이의 거리는, 형성 융기부(140a)에 의해 둘러싸인 공간 내, 트레드 밴드(520의 외부 표면과 주형 공동 사이의 압력 하의 유체의 적체를 형성할 위험 없이, 도넛모양 지지부(10)에 대한 타이어의 압착 단계의 말단에서 주형 공동(104)으로부터 압력하의 제2 작동 유체의 배출을 수월하게 한다. 게다가, 제1 작업 조건 내에 남아 있다는 사실로 인해 원주방향 구획들(140) 사이의 공간이 또한 타이어(50)와 주형 공동(104) 사이의 압력 하의 제2 작동 유체의 빠른 배출을 촉진한다.

압착 단계가 상술한 바와 같이 이용된 작동 유체의 배출과 함께 완성될 때, 구동 장치(150)들이 작동하고 그것들은 제1 작업 조건으로부터 형성 융기부(140a)가 적어도 부분적으로 트레드 밴드(52) 내로 침투하는 제2 작업 조건으로 원주방향 구획들(140)의 구심방향 접근을 야기한다. 본 발명에 따른 장치에서, 그러므로 원주방향 구획(140)의 구심방향 이동은 기부(103a)와 닫힘 위치(103b) 사이에서 주형(102)을 닫는 단계의 결과로 일어나는 이동으로부터 떼어놓아진다.

작동이 제2 작업 조건으로 원주방향 구획들(40)의 고정과 동시에 시작하는, 타이어(50)의 완전한 주조 및 경화를 목적으로 이어지는 단계의 끝까지, 보조 블록들(161a, 161b)이 제2 작업 조건으로 원주방향 구획들(140)의 위치를 고정하기 위해 각각의 작동기들(163a, 163b)에 의해 구동된다.

상기 단계는, 카카스 플라이 상에 원하는 당김 세기(pulling strength)로 타이어(50)를 주조하고 경화하기 위해, 약 18 및 약 35 바(bar) 사이에, 바람직하게는 약 26 및 약 28 바 사이에 포함된 값으로 상기 주요 작동 유체의 압력을 증가시킴으로써 시작한다.

비록 작동 유체가 증기 하나만으로나 공기나 다른 상당한 불활성 기체, 또는 공기, 질소 및 다른 상당한 불활성 기체들과 같은 하나 이상의 가스들과 혼합된 증기로 이루어졌다 하더라도, 이러한 단계 동안 주요 작동 유체는 바람직하게 증기와 질소 혼합물을 포함한다.

상기 주요 작동 유체에 의해 생성된 압력은 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면과 경화된 타이어의 내부 표면 사이에서 만들어진 확산 간격(미도시)에 도달한다.

우선적인 다른 실시예에서, 확산 간격은 상기 주요 작동 유체에 의해 가해진 스러스트의 영향에 의해 야기된 타이어의 팽창 바로 다음에 만들어진다.

따라서, 타이어의 외부 표면을 주형 공동(104)의 내부 공동에 완전히 접합할 때까지, 주형 공동(104)의 벽에 대한 타이어의 압착은 타이어에 가해진 팽장과 동시에 수행되고, 형성 융기부(140a)는 트레드 밴드(52) 내로 완전히 침투한다. 트레드 밴드(52)를 형성하는 엘라스토머 재료가 가공되지 않은 상태이기 때문에, 즉 중요한 교차결합 자극이 없기 때문에, 주형 공동(104)의 내벽에 대한 재료의 완벽한 적용과 최적의 접촉이 얻어진다.

또한, 상기 압착 작용은 타이어(50) 및 결과적인 타이어의 기하학적이고 구조적인 정의(definition)를 형성하는 엘라스토머 재료의 교차결합을 야기하기 위해 열을 가하는 것과 동시에 일어난다.

바람직하게로는, 타이어의 주조를 가능하게 하면서, 바람직한 압력을 결정하는 상기 주요 작동 유체는 또한 가황처리를 위한 필요한 열을 공급한다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

Claims (27)

1. 타이어의 내부 표면의 형상에 일치하는 외부 표면이 제공된 도넛모양 지지부(10) 상에, 방사상 외부 표면을 가지는 트레드 밴드(52)를 포함하는 그린 타이어(50)를 놓는 단계;

   주형 공동(104)의 기하학적 축(X-X)을 향하는 형성 융기부(140a)를 수반하는, 구심방향으로 접근할 수 있는 원주방향 구획들(140)에 의해 경계가 정해지는 주형 공동(104)을 가지는 가황처리 주형(102)을 놓는 단계;

   상기 주형 공동(104) 내로 상기 타이어(50)를 닫는 단계;

   상기 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 타이어(50)를 압착하는 단계;

   상기 원주방향 구획들(140)을 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면으로부터 이격되게 유지하면서, 도넛모양 지지부(10)에 대해 압착된 타이어(50)의 내부 표면에 열을 가하는 단계;

   상기 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면 내로 형성 융기부들(140a)의 적어도 부분적 침투를 야기하도록 주형(102)의 원주방향 구획들(140)을 구심방향으로 접근시키는 단계;

   상기 주형 공동(104)의 방사상 내부 표면에 대해 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하는 단계;

   상기 원주방향 구획들(140)의 형성 융기부들(140a)에 의해 침투된 타이어(50)에 열을 가하는 단계를 포함하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주형 공동(104) 내로 타이어(50)를 닫는 단계는, 사이드월 판들(130a, 130b)이 주형 공동(104)으로 타이어(50)의 접근을 위한 개구를 형성하기 위해 상호 이격된 열린 조건으로부터, 사이드월 판들(130a, 130b)이 주형 공동(102) 내로 타이어(50)의 닫힘을 야기하도록 서로에 대해 가까이 축방향으로 배치되는 닫힌 조건으로, 주형(102)의 한 쌍의 사이드월 판들(130a, 130b)을 축방향으로 접근시키는 것을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 원주방향 구획들(140)의 형성 융기부들(140a)에 의해 침투된 타이어(50)에 열을 가하는 단계는 도넛모양 지지부(10) 내로 주요 작동 유체를 들어가게 함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 주형 공동(104)의 방사상 내부 표면에 대해 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하는 단계는 원주방향 구획들(140)의 형성 융기부들(140a)에 의해 침투된 타이어에 열을 가하는 동안 일어나는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 주형 공동(104)의 방사상 내부 표면에 대해 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하는 단계는 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면과 타이어(50)의 내부 표면 사이의 확산 간격 내로 주요 유체를 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 타이어(50)를 압착하는 단계는 주형 공동(104) 내로 압력하의 제2 유체를 가하는 것을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 타이어(50)의 내부 표면에 열을 가하는 단계는 도넛모양 지지부(10)의 가열을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 도넛모양 지지부(10)의 가열은 전기 저항에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 도넛모양 지지부(10)의 가열은 도넛모양 지지부(10) 내로 운반된 주요 작동 유체에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 그린 타이어(50)는 도넛모양 지지부(10) 상에 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 타이어 제조 방법.
11. 방사상 외부 표면이 제공된 트레드 밴드(52)를 포함하는 작업 하의 그린 타이어(50)의 내부 표면의 형상과 일치하는 외부 표면을 가지는 도넛모양 지지부(10);

    상기 도넛모양 지지부(10) 상에 그린 타이어(50)를 정렬하기 위한 장치;

    주형 공동(104)의 기하학적 축(X-X)을 향하는 형성 융기부(140a)를 수반하는 구심방향으로-접근할 수 있는 원주방향 구획들(140)에 의해 경계가 정해지는 주형 공동(104)을 가지는 가황처리 주형(102);

    상기 주형 공동(104) 내로 타이어(50)를 닫기 위한 장치들;

    상기 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 주형 공동(104) 내에 닫혀진 타이어(50)를 압착하기 위한 장치들;

    상기 도넛모양 지지부(10)에 대해 압착된 타이어(50)의 내부 표면에 열을 가하기 위한 제1 장치들;

    상기 주형 공동(104)의 방사상 내부 표면에 대해 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하기 위한 장치들;

    상기 형성 융기부들(140a)이 주형 공동(104) 내에 닫혀진 타이어(50)의 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면으로부터 멀리 방사상으로 이격된 제1 작업 조건 및, 형성 융기부들(140a)이 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면 내로 적어도 부분적으로 침투하는 제2 작업 조건 사이에서 원주방향 구획들(140)의 병진이동을 야기하도록 주형 공동(104) 내로 타이어(50)의 닫힘에 이어서 작동되는 구동 장치들(150);

    상기 원주방향 구획들(140)의 형성 융기부들(140a)에 의해 침투된 타이어(50)에 열을 가하기 위한 제2 장치들을 포함하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 가황처리 주형(102)은 사이드월 판들(130a, 130b)이 주형 공동(104)으로 타이어(50)를 접근시키기 위한 개구(170)를 형성하도록 상호 멀리 이격되는 열린 조건, 및 사이드월 판들(130a, 130b)이 주형 공동(104) 내로 타이어(50)의 닫힘을 유발하도록 서로 축방향으로 가까이 배치된 닫힘 조건 사이에서 서로에 대해 축방향으로 이동가능한 한 쌍의 축방향 대향 사이드월 판들(130a, 130b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 각각의 제1 및 제2 작업 조건들 사이에서 원주방향 구획들(140)의 이동을 가능하게 하기 위해, 각각의 상기 사이드월 판들(130a, 130b)은 적어도 닫힌 조건 내에서 원주방향 구획들(140)과 미끄러질 수 있게 맞물리는 주변 접합 표면들(131a, 131b)을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 구동 장치들(150)은 주형 공동(104)에 대해 축방향으로 이동가능한 적어도 하나의 구획-수반 링(151)을 포함하고 구획-수반 링(151)의 축방향 이동의 다음에 오는 상기 제1 및 제2 작업 조건들 사이에 구획들의 병진이동을 야기하도록 상기 원주방향 구획들(140)과 미끄러질 수 있게 맞물리는 적어도 하나의 원뿔-모양 표면(151a)을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 구동 장치들(150)은 상기 주형(102)의 케이스(103)를 통해 미끄러질 수 있게 맞물린 제어 로드들(153)에 의해 구획-수반 링(151) 상에서 작동하는 푸셔 부재들(152)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 푸셔 부재들은 케이스(103)에 대해 고정된 제1 유체-작동 작동기들(152)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 제1 유체-작동 작동기들(152)은 상기 케이스(103) 상에서 선회된 아이들러 암(154)들을 통해 제어 로드들(153) 상에서 작동하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 제2 작업 조건으로 원주방향 구획들(140)의 위치를 고정하기 위해 작동되는 로킹 장치들(160)을 더 포함하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 로킹 장치들(160)은 상기 주형(102)의 케이스(103)를 통해 미끄러질 수 있게 맞물린 적어도 하나의 보조 제어 로드(162)에 의해 수반되고, 보조 작동기가 구획-수반 링(151)의 축방향 이동을 자유롭게 하는 제1 작업 위치 및 보조 작동기가 구획-수반 링을 제2 작동 위치로 잠그기 위해 구획-수반 링에 의해 수반된 방사상 어깨부(164)에 대해 작동하는 제2 작업 위치 사이에서 보조 작동기의 명령에 따라 이동가능한 적어도 하나의 멈춤 블록(161)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 주형 공동(104)의 기하학적 축(X-X)을 향해 원주방향 구획들(140)을 구심방향으로 밀려는 구획-수반 링(151) 상에 작용을 가하기 위해, 상기 적어도 하나의 멈춤 블록(161)은 방사상 어깨부(164)에 의해 나타난 적어도 하나의 원추사면에 대해 스러스트 관계로 작동하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
21. 제 11 항에 있어서,

    상기 타이어(50)에 열을 가하기 위한 상기 제2 장치들은 주요 작동 유체를 도넛모양 지지부(10) 내로 공급하기 위한 적어도 하나의 덕트(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
22. 제 11 항에 있어서,

    상기 주형 공동(104)의 방사상 내부 표면에 대해 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하기 위한 상기 장치들은 원주방향 구획들이 제2 작업 위치에 있을 때 작동하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
23. 제 11 항에 있어서,

    상기 트레드 밴드(52)의 방사상 외부 표면을 압착하기 위한 상기 장치들은 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면과 타이어(50)의 내부 표면 사이의 확산 간격 내로 주요 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
24. 제 11 항에 있어서,

    상기 도넛모양 지지부(10)의 외부 표면에 대해 타이어(50)를 압착하기 위한 상기 장치들은 주형 공동(104)으로 압력 하의 제2 유체를 공급하기 위한 적어도 하나의 운반 덕트(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치
25. 제 11 항에 있어서,

    상기 타이어(50)의 내부 표면으로 열을 가하기 위한 제1 장치들은 도넛모양 지지부(10)를 가열하기 위한 전기 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
26. 제 11 항에 있어서,

    상기 타이어(50)의 내부 표면으로 열을 가하기 위한 제1 장치들은 도넛모양 지지부(10) 내로 주요 유체를 공급하기 위한 덕트(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.
27. 제 11 항에 있어서,

    상기 도넛모양 지지부(10) 상에 그린 타이어(50)를 놓기 위한 장치들은 도넛 모양 지지부(10) 상에 직접 타이어(50)의 구성요소들을 형성하도록 설계된 작업 유니트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 공기 타이어 제조 장치.

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