Жесткое армирующее кольцо и способ вулканизации шины с его использованием

Жесткое армирующее кольцо и способ вулканизации шины с его использованием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к кольцевому элементу, используемому при формовой вулканизации пневматической шины, и способу вулканизации шин с применением указанного элемента.

Предпосылки создания изобретения

Обычно при использовании способа формовой вулканизации пневматической шины невулканизированную шину помещают в форму, в нее вставляют вулканизационную диафрагму, в которую затем подают пар и т.п., в результате чего вулканизационная диафрагма заполняется и расширяется, оказывая давление на невулканизированную шину и нагревая ее. Однако при формовой вулканизации с использованием вулканизационной диафрагмы составляющие элементы пневматической шины могут смещаться, в результате чего элементы оказываются не на месте. В таком случае пневматическая шина может не обладать ожидаемыми характеристиками шины. Таким образом, для изготовления пневматической шины с высокими эксплуатационными характеристиками необходимо повысить точность расположения компонентов шины.

Для повышения точности размеров пневматической шины и, таким образом, улучшения характеристик шины предложен способ вулканизации, в котором используется жесткое внутреннее кольцо в качестве внутренней формы (см., например, патентный документ 1). Однако при реализации способа вулканизации с использованием жесткого внутреннего кольца возникают трудности в преодолении теплового расширения шины в процессе вулканизации, приводящего к таким проблемам, как ограничение возможных форм шин, сложности с извлечением вулканизированной шины из внутренней формы, что приводит к снижению производительности и повышению производственных затрат. Таким образом, существует необходимость в способе вулканизации пневматической шины, который позволит повысить точность размеров пневматической шины и в то же время предотвратит снижение производительности и ограничение спектра возможных решений при проектировании.

Кроме того, в качестве способа формовой вулканизации пневматической шины известен т.н. бездиафрагменный способ формовой вулканизации, предусматривающий помещение невулканизированной шины в форму и подачу теплоносителя в невулканизированную шину (см., например, патентные документы 2 и 3).

Однако при бездиафрагменной вулканизации может оказаться, что теплоноситель недостаточно нагнетен в форму в тех областях, где невулканизированная шина имеет большую толщину, что приводит к таким проблемам, как ограничение возможных форм шин, несоответствие формы внутренней поверхности и недостаточная точность размеров вулканизованной шины. Таким образом, существует необходимость в бездиафрагменном способе вулканизации пневматической шины, который обеспечивает высокую производительность работ по бездиафрагменной вулканизации и в то же время предотвращает ухудшение формы внутренней поверхности и сохраняет точность размеров вулканизованной шины.

Патентные документы

Патентный документ 1: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № 2007-69497A.

Патентный документ 2: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № 2001-260135A.

Патентный документ 3: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № 2009-208394A.

Техническая проблема

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении кольцевого элемента, используемого при формовой вулканизации, который позволяет повысить точность размеров пневматической шины и в то же время предотвратить снижение производительности и ограничение спектра возможных решений при проектировании, а также способа вулканизации шины с использованием указанного кольцевого элемента.

Решение проблемы

Жесткое армирующее кольцо и способ вулканизации шины с использованием жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением, которые достигают описанной выше цели, изложены в пп. (1)-(23) ниже.

(1) Жесткое армирующее кольцо, служащее в качестве цилиндрического кольца, которое при помещении невулканизированной шины в форму и прижатии диафрагмы с внутренней стороны невулканизированной шины к ее наружной стороне в радиальном направлении шины для выполнения формовой вулканизации располагается между внутренней круговой поверхностью области невулканизированной шины, соответствующей участку протектора, и внешней круговой поверхностью области диафрагмы, соответствующей участку протектора. При использовании такого кольца напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию растяжения заранее определенной величины в направлении вдоль окружности кольца, больше, чем напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию сжатия заранее определенной величины в направлении вдоль окружности.

(2) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (1), причем наружный диаметр кольца по существу равен внутреннему диаметру вулканизированной шины, ширина кольца по существу равна ширине участка протектора вулканизированной шины, а вулканизированная шина и диафрагма выполнены с возможностью разделения.

(3) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (1) или (2), причем кольцо получают путем покрытия армирующего каркаса невулканизированной резиной и вулканизации армирующего каркаса с покрытием. Армирующий каркас получают путем намотки переплетенной армирующей проволоки по меньшей мере в направлении вдоль окружности шины.

(4) Жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (1)-(3), в котором жесткость при растяжении кольца в направлении вдоль окружности шины больше, чем жесткость при растяжении диафрагмы в направлении вдоль окружности шины.

(5) Жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (1)-(4), причем кольцо включает в себя углубления и выступы на своей внешней круговой поверхности.

(6) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (5), в котором углубления и выступы непрерывно проходят в направлении вдоль окружности.

(7) Жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (1)-(6), причем кольцо образовано из основной части, имеющей толщину t, и скошенной части, расположенной по обе стороны от основной части, при этом толщина скошенной части постепенно уменьшается от толщины t к наружному концевому участку в поперечном направлении кольца.

(8) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (7), в котором толщина наружного концевого участка скошенной части не больше, чем половина толщины t.

(9) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (7) или (8), в котором расстояние L от наружного концевого участка до внутреннего концевого участка скошенной части подчиняется следующему соотношению с величиной толщины t: t ≤ L ≤ 6t.

(10) Жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (7)-(9), в котором по меньшей мере скошенная часть армирована волокнами.

(11) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (10), в котором у скошенной части внешняя сторона и/или внутренняя сторона в радиальном направлении армирована волокнами.

(12) Жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (1)-(11), причем кольцо включает в себя боковое кольцо с обеих сторон в поперечном направлении кольца и проходит так, что каждое из боковых колец соприкасается со всей внутренней боковой поверхностью области от участка протектора до бортового участка невулканизированной шины.

(13) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (12), в котором множество переплетенных армирующих проволок, состоящих из одинаковых и отличающихся армирующих проволок, расположены таким образом, чтобы проходить в радиальном направлении шины и отстоять друг от друга в направлении вдоль окружности шины на бортовом участке каждого из боковых колец.

(14) Способ вулканизации шины, включающий этапы помещения невулканизированной шины в форму, введения диафрагмы внутрь невулканизированной шины, расширения диафрагмы для ее прижатия к наружной стороне в радиальном направлении шины и выполнения формовой вулканизации. Происходит расширение диафрагмы, при этом жесткое армирующее кольцо, описанное в любом из пп. (1)-(13), расположено между внутренней круговой поверхностью области невулканизированной шины, соответствующей участку протектора, и внешней круговой поверхностью области диафрагмы, соответствующей участку протектора.

(15) Способ вулканизации шины, описанный в п. (14), дополнительно включающий этапы изготовления невулканизированной шины в сборе путем установки составляющих элементов невулканизированной шины на внешней периферии жесткого армирующего кольца, описанного в любом из пп. (1)-(13), и помещения невулканизированной шины в сборе в форму.

(16) Способ вулканизации шины, описанный в п. (14), дополнительно включающий этапы изготовления невулканизированной шины в сборе путем введения жесткого армирующего кольца, описанного в любом из пп. (1)-(13), в заранее сформированную полость невулканизированной шины и введения диафрагмы внутрь невулканизированной шины в сборе.

(17) Способ вулканизации шины, описанный в п. (15) или (16), дополнительно включающий этап помещения невулканизированной шины в сборе в форму, выполненную с возможностью разделения на множество секций.

(18) Жесткое армирующее кольцо, служащее в качестве кольца, которое при помещении невулканизированной шины в форму, подаче внутрь невулканизированной шины теплоносителя и его последующем нагнетании к наружной стороне шины в радиальном направлении для осуществления бездиафрагменной вулканизации расположено таким образом, чтобы соприкасаться со всей внутренней боковой поверхностью области от участка протектора до бортового участка невулканизированной шины. При использовании такого кольца напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию растяжения заранее определенной величины на участке протектора и на бортовом участке кольца, больше, чем напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию сжатия заранее определенной величины в направлении вдоль окружности.

(19) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (18), причем кольцо получают путем покрытия армирующего каркаса невулканизированной резиной и вулканизации армирующего каркаса с покрытием. Армирующий каркас получают путем намотки переплетенной армирующей проволоки по меньшей мере в направлении вдоль окружности шины на участке протектора и на бортовом участке.

(20) Жесткое армирующее кольцо, описанное в п. (19), в котором множество переплетенных армирующих проволок, состоящих из одинаковых или отличающихся армирующих проволок, расположены таким образом, чтобы проходить в радиальном направлении шины и отстоять друг от друга в направлении вдоль окружности шины на бортовом участке кольца.

(21) Способ вулканизации шины, служащий в качестве способа бездиафрагменной вулканизации, включающий этапы помещения невулканизированной шины в форму, подачи теплоносителя внутрь невулканизированной шины и нагнетания теплоносителя к наружной стороне в радиальном направлении шины. Теплоноситель подают при расположении жесткого армирующего кольца, описанного в любом из пп. (18)-(20), по всей внутренней боковой поверхности области от участка протектора до бортового участка невулканизированной шины.

(22) Способ вулканизации шины, описанный в п. (21), дополнительно включающий этапы изготовления невулканизированной шины в сборе путем установки составляющих элементов невулканизированной шины на внешней периферии жесткого армирующего кольца, описанного в любом из пп. (18)-(20), и помещения невулканизированной шины в сборе в форму.

(23) Способ вулканизации шины, описанный в п. (22), дополнительно включающий этап помещения невулканизированной шины в сборе в форму, выполненную с возможностью разделения на множество секций.

Преимущественные эффекты изобретения

В соответствии с жестким армирующим кольцом и способом вулканизации шины, в котором используется жесткое армирующее кольцо настоящего изобретения, формовую вулканизацию выполняют с жестким армирующим кольцом, расположенным между внутренней круговой поверхностью невулканизированной шины, соответствующей участку протектора, и внешней периферийной поверхностью диафрагмы, соответствующей участку протектора, причем напряжение растяжения жесткого армирующего кольца больше, чем напряжение сжатия в направлении вдоль окружности. В результате предотвращается раздувание диафрагмы с наружной стороны, что делает возможным ограничение формы внутренней круговой поверхности шины и регулирование толщины шины в ее радиальном направлении. Кроме того, предотвращается расширение диафрагмы в радиальном направлении шины, а расширение в поперечном направлении шины увеличивается, что позволяет уменьшить толщину на участке «плеча» шины. Это дает возможность повысить точность размеров пневматической шины. Кроме того, наружный диаметр и ширину жесткого армирующего кольца можно по необходимости регулировать, что дополнительно расширяет спектр возможных решений при проектировании шины. Кроме того, жесткое армирующее кольцо можно просто использовать с существующей диафрагмой, таким образом поддерживая производительность без повышения производственных затрат. Кроме того, в данном способе вулканизации шины невулканизированную шину вулканизируют с использованием описанного выше жесткого армирующего кольца по пп. (1)-(13), таким образом повышая точность размеров и получая возможность изготавливать высококачественные пневматические шины в устойчивом режиме и при низкой себестоимости.

В соответствии с жестким армирующим кольцом и способом вулканизации шины, в котором используется жесткое армирующее кольцо второго аспекта настоящего изобретения, бездиафрагменную вулканизацию выполняют с жестким армирующим кольцом, расположенным таким образом, чтобы соприкасаться со всей внутренней боковой поверхностью области от участка протектора до бортового участка невулканизированной шины, причем напряжение растяжения жесткого армирующего кольца больше, чем напряжение сжатия в направлении вдоль окружности. В результате указанное жесткое армирующее кольцо делает форму внутренней поверхности шины превосходной и повышает точность размеров. Кроме того, жесткое армирующее кольцо может быть просто расположено на внутренней круговой поверхности невулканизированной шины, что дает возможность поддерживать требуемую производительность бездиафрагменной вулканизации. Кроме того, в данном способе вулканизации шины невулканизированную шину вулканизируют без диафрагмы с использованием описанного выше жесткого армирующего кольца по пп. (18)-(20), таким образом повышая точность размеров и получая возможность изготавливать высококачественные пневматические шины в устойчивом режиме и при низкой себестоимости.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 приведен пояснительный вид, схематично иллюстрирующий в поперечном сечении в меридиональном направлении пример варианта осуществления способа вулканизации шины, в котором используется жесткое армирующее кольцо в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 2А и 2В приведены пояснительные виды, схематично иллюстрирующие пример варианта осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 2A приведен вид в перспективе жесткого армирующего кольца, а на ФИГ. 2B - вид в перспективе, иллюстрирующий жесткое армирующее кольцо, представленное на ФИГ. 2А, с удаленной частью поверхности.

На ФИГ. 3 приведен вид в перспективе, иллюстрирующий другой пример варианта осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 4 приведен вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий другой пример варианта осуществления, представленного на ФИГ. 3, в котором наружная круговая поверхность имеет другую форму.

На ФИГ. 5 приведен вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий еще один пример варианта осуществления, представленного на ФИГ. 3, в котором наружная круговая поверхность имеет другую форму.

На ФИГ. 6 приведен вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий еще один пример варианта осуществления, представленного на ФИГ. 3, в котором наружная круговая поверхность имеет другую форму.

На ФИГ. 7А-7C приведены виды в поперечном сечении, схематично иллюстрирующие примеры вспомогательного кольца, установленного на наружной круговой поверхности варианта осуществления, представленного на ФИГ. 3. На ФИГ. 7А-7C приведены виды в поперечном сечении, схематично иллюстрирующие примеры, в которых наружная круговая поверхность вспомогательного кольца имеет различную форму.

На ФИГ. 8 приведен вид в перспективе, иллюстрирующий еще один пример варианта осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 9 приведен частично увеличенный вид в поперечном сечении скошенной части жесткого армирующего кольца, изображенного на ФИГ. 8.

На ФИГ. 10А-10C приведены частичные виды в поперечном сечении, соответствующие представленному на ФИГ. 9. На ФИГ. 10A приведен вид в поперечном сечении варианта осуществления жесткого армирующего кольца со скошенной частью, армированной волокнами на внешней стороне в радиальном направлении, на ФИГ. 10B приведен вид в поперечном сечении варианта осуществления жесткого армирующего кольца с основной и скошенной частями, армированными волокнами на внешней стороне в радиальном направлении, а на ФИГ. 10C приведен вид в поперечном сечении жесткого армирующего кольца с основной и скошенной частями, армированными волокнами на внешней стороне в радиальном направлении, и скошенной частью, армированной волокнами на внутренней стороне.

На ФИГ. 11А и 11В приведены виды в перспективе, иллюстрирующие варианты осуществления жесткого армирующего кольца с удаленной частью поверхности. На ФИГ. 11A приведен вид в перспективе жесткого армирующего кольца с основной и скошенной частями, армированными волокнами на внешней стороне в радиальном направлении, а на ФИГ. 11B приведен вид в перспективе жесткого армирующего кольца с основной и скошенной частями, армированными волокнами на внешней стороне в радиальном направлении, и скошенной частью, армированной волокнами на внутренней стороне в радиальном направлении.

На ФИГ. 12А-12С приведены пояснительные виды, схематично иллюстрирующие другие примеры вариантов осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 12A приведен вид в перспективе, где армирующий каркас намотан внутри в направлении вдоль окружности шины и часть поверхности жесткого армирующего кольца удалена. На ФИГ. 12В приведен вид в перспективе, где армирующая проволока проходит с внешней стороны в радиальном направлении армирующего каркаса, расположенного в направлении вдоль окружности жесткого армирующего кольца, представленного на ФИГ. 12А, и часть поверхности удалена на двух уровнях. На ФИГ. 12С приведен вид в перспективе, где армирующая проволока проходит на скошенных частях с внешних сторон в радиальном направлении армирующего каркаса, расположенного в направлении вдоль окружности жесткого армирующего кольца, представленного на ФИГ. 12А, и часть поверхности удалена на двух уровнях.

На ФИГ. 13А и 13В приведены пояснительные виды, схематично иллюстрирующие другие примеры варианта осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 13A приведен вид в перспективе жесткого армирующего кольца, которое включает в себя боковые кольца, а на ФИГ. 13B приведен вид в перспективе, иллюстрирующий жесткое армирующее кольцо, представленное на ФИГ. 13А, с удаленной частью поверхности.

На ФИГ. 14 приведен вид в перспективе, соответствующий представленному на ФИГ. 13В и иллюстрирующий еще один пример варианта осуществления жесткого армирующего кольца в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 15А-15С приведены пояснительные виды, схематично иллюстрирующие открывание и закрывание формы в процессе формовой вулканизации. На ФИГ. 15А приведен вид в поперечном сечении после помещения невулканизированной шины в форму, на ФИГ. 15B приведен вид в поперечном сечении в процессе вулканизации, а на ФИГ. 15С приведен вид в поперечном сечении в направлении экватора шины после извлечения вулканизированной шины.

На ФИГ. 16 приведен пояснительный вид, схематично иллюстрирующий в поперечном сечении в меридиональном направлении другой пример варианта осуществления способа вулканизации шины, в котором используется жесткое армирующее кольцо в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 17 приведен вид в поперечном сечении диафрагмы, расширенной в процессе вулканизации, согласно рабочему примеру, в котором используется жесткое армирующее кольцо в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 18 приведен вид в поперечном сечении диафрагмы, расширенной в процессе вулканизации, согласно сравнительному примеру, иллюстрирующему известный уровень техники.

Описание вариантов осуществления изобретения

Жесткое армирующее кольцо в соответствии с настоящим изобретением будет описано ниже на основании вариантов осуществления, изображенных на чертежах.

На ФИГ. 1 приведен пояснительный вид, схематично иллюстрирующий форму 1 в процессе формовой вулканизации, вулканизационную диафрагму 2 (далее - «диафрагма 2») и невулканизированную шину T. На ФИГ. 1 показано состояние, в котором невулканизированная шина Т прижата к внутренней поверхности формы 1 в результате расширения диафрагмы 2. Кроме того, невулканизированная шина Т образована участком T1 протектора, боковым участком Т2 и бортовым участком Т3.

В соответствии с настоящим изобретением жесткое армирующее кольцо 3 расположено между внутренней круговой поверхностью области невулканизированной шины Т, соответствующей участку Т1 протектора, и внешней круговой поверхностью области диафрагмы 2, соответствующей участку Т1 протектора. Жесткое армирующее кольцо 3 представляет собой кольцо цилиндрической формы, требующее, чтобы напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию растяжения заранее определенной величины в направлении вдоль окружности кольца, было больше, чем напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать деформацию сжатия заранее определенной величины в направлении вдоль окружности. Таким образом, жесткое армирующее кольцо 3 поддается сжатию и не поддается удлинению в направлении вдоль окружности шины.

Жесткое армирующее кольцо 3 устанавливают снаружи на внешней периферии диафрагмы 2, что делает жесткое армирующее кольцо 3 менее восприимчивым к удлинению в направлении вдоль окружности и изменениям в диаметре, когда диафрагма 2 расширяется в процессе формовой вулканизации. Это позволяет предотвратить увеличение («раздувание») наружного диаметра диафрагмы, особенно в центре на участке короны (участке протектора), по сравнению с проектными размерами шины и ограничивает периферийную форму диафрагмы 2. Таким образом, использование жесткого армирующего кольца 3 позволяет ограничить форму внутренней круговой поверхности шины, когда диафрагма 2 расширяется в процессе формовой вулканизации, регулировать толщину в радиальном направлении шины в области, соответствующей участку протектора, и повысить точность размеров. Таким образом, у жесткого армирующего кольца 3 жесткость при растяжении в направлении вдоль окружности шины предпочтительно больше, чем жесткость при растяжении в направлении вдоль окружности шины у диафрагмы 2.

Кроме того, диафрагма 2, установленная снаружи на жестком армирующем кольце 3, ограничена с точки зрения расширения в радиальном направлении шины и таким образом легко расширяется к отверстию жесткого армирующего кольца 3, т.е. в поперечном направлении шины. Это обеспечивает возможность необходимой обработки путем нагревания и приложения давления в области «плеча» невулканизированной шины, поскольку одной из причин увеличения времени вулканизации были трудности в приложении достаточного давления и в результате сравнительно поздний контакт с внутренней поверхностью формы. Таким образом, использование жесткого армирующего кольца 3 позволяет уменьшить толщину участка «плеча» шины, повысить точность размеров и сократить время вулканизации.

В дополнение к большому напряжению растяжения в направлении вдоль окружности жесткое армирующее кольцо 3 имеет небольшое напряжение сжатия в направлении вдоль окружности. На начальной стадии формовой вулканизации шины выполняют вулканизацию резиновых частей, таких как ленточный слой и каркас вблизи внутренней поверхности шины. В ходе промежуточной и последующих стадий выполняют вулканизацию по всему поперечному сечению шины, включая внутреннюю часть шины. В ходе вулканизации невулканизированной резины резина увеличивается в объеме за счет теплового расширения. В результате в процессе вулканизации по всему поперечному сечению шины на промежуточной и последующих стадиях вулканизированная резина вблизи внутренней поверхности шины, начав вулканизацию на начальной стадии за счет теплового расширения, деформируется на внутренней стороне в радиальном направлении таким образом, что длина окружности полости шины уменьшается. Таким образом, длина окружности жесткого армирующего кольца 3, которая увеличилась за счет теплового расширения диафрагмы 2 на начальной стадии формовой вулканизации, должна быть уменьшена на промежуточной и последующих стадиях. Жесткое армирующее кольцо 3 в соответствии с настоящим изобретением имеет небольшое напряжение сжатия в направлении вдоль окружности, что позволяет жесткому армирующему кольцу 3 следовать за поведением вулканизированной резины на промежуточной и последующих стадиях и предотвращать возникновение брака, например прогиба.

На ФИГ. 2А и 2В приведены пояснительные виды, схематично иллюстрирующие пример варианта осуществления жесткого армирующего кольца 3 в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на ФИГ. 2А и 2В, жесткое армирующее кольцо 3 представляет собой цилиндрическое кольцо. Хотя к его размерам не применяются особые ограничения, предпочтительно наружный диаметр кольца по существу равен внутреннему диаметру вулканизированной шины, а ширина кольца по существу равна ширине участка протектора вулканизированной шины. Это дает возможность регулировать форму области, соответствующей участку протектора шины, на внутренней стороне в радиальном направлении.

Следует отметить, что, хотя на ФИГ. 2А изображено жесткое армирующее кольцо 3, имеющее цилиндрическую форму с равномерным наружным диаметром в поперечном направлении шины, значения наружного диаметра жесткого армирующего кольца 3 не ограничиваются изображенным в данном примере. Например, при производстве пневматической шины, конструкция которой предусматривает наличие в поперечном сечении шины внутреннего линейного края по окружности, жесткое армирующее кольцо 3, изображенное на ФИГ. 2А, может использоваться без изменений. С другой стороны, при производстве пневматической шины, конструкция которой предусматривает наличие в поперечном сечении шины внутреннего края в виде дуги по окружности, наружный диаметр жесткого армирующего кольца 3 может изменяться в поперечном направлении шины в соответствии с формой запроектированной дуги. Таким образом, форма жесткого армирующего кольца 3 может определяться формой поперечного сечения проектируемой шины. Это позволяет дополнительно расширить спектр возможных решений при проектировании шины.

Конфигурация жесткого армирующего кольца 3 не имеет особых ограничений при условии, что напряжение растяжения в направлении вдоль окружности больше, чем напряжение сжатия. Например, жесткое армирующее кольцо 3 предпочтительно является кольцом, которое получают путем покрытия армирующего каркаса невулканизированной резиной 5 и последующей вулканизации армирующего каркаса с покрытием, как показано на ФИГ. 3. В такой конфигурации армирующий каркас получают путем намотки переплетенной армирующей проволоки 4 по меньшей мере в направлении вдоль окружности шины. В случае выполнения жесткого армирующего кольца 3 с использованием вулканизированной резины, изготовленной с помощью переплетенной армирующей проволоки, напряжение растяжения в направлении вдоль окружности увеличивается, а напряжение сжатия в направлении вдоль окружности уменьшается. Кроме того, жесткое армирующее кольцо 3 предпочтительно выполняют таким образом, чтобы оно не прилипало к невулканизированной резине или диафрагме. Это позволяет обеспечить превосходную извлекаемость вулканизированной шины. Кроме того, жесткое армирующее кольцо 3 можно легко отделить и снять с внутренней стороны вулканизованной шины, извлеченной из формы 1.

Примеры армирующей проволоки 4, составляющей жесткое армирующее кольцо 3, включают корды из органических волокон и корды из стали. Примеры кордов из органических волокон включают корды из полиэфирных, полиамидных, вискозных, арамидных, полиэтиленнафталатных, полиолефинкетоновых и акриловых волокон. Витая структура этих волоконных кордов может определяться особенностями использования с учетом достижения предварительно заданного напряжения растяжения и напряжения сжатия в сформированном жестком армирующем кольце 3. Кроме того, армирующий каркас образован путем спиральной намотки армирующей проволоки 4 в направлении вдоль окружности шины при приложении соответствующего натяжения к армирующей проволоке 4. Напряжение растяжения в направлении вдоль окружности жесткого армирующего кольца 3 может регулироваться витой структурой армирующей проволоки 4 и ее натяжением во время намотки.

Жесткое армирующее кольцо 3 получают путем расположения армирующего каркаса, образованного описанной выше армирующей проволокой 4, между слоями невулканизированной резины 5 и покрытия его таким слоем с последующей вулканизацией армирующего каркаса с покрытием. Что касается способа нанесения покрытия из невулканизированной резины 5, на армирующую проволоку 4 может быть заранее нанесено покрытие из невулканизированной резины, после чего армирующая проволока 4 с покрытием может быть намотана по спирали в направлении вдоль окружности шины.

Кроме того, резиновые компоненты, составляющие жесткое армирующее кольцо 3, не имеют особых ограничений: это могут быть резиновые компоненты, которые обычно составляют каучуковую композицию вулканизационной диафрагмы или каучуковую композицию шины. Примеры резиновых компонентов включают бутилкаучук, кремнийорганический каучук, фторкаучук, натуральный каучук, изопреновый каучук, бутадиеновый каучук и бутадиен-стирольный каучук.

Толщина жесткого армирующего кольца 3 не имеет особых ограничений, но предпочтительно составляет от 1 до 10 мм и более предпочтительно от 2 до 7 мм. Если толщина жесткого армирующего кольца 3 составляет менее 1 мм, оно не сможет надлежащим образом выполнять функцию регулирования формы внутренней круговой поверхности шины в процессе формовой вулканизации. Кроме того, если толщина жесткого армирующего кольца 3 превышает 10 мм, оно не сможет надлежащим образом выполнять функцию уменьшения длины окружности на промежуточной и последующих стадиях формовой вулканизации. Кроме того, оптимальная толщина жесткого армирующего кольца 3 варьируется в зависимости от формы, размера и т.п. вулканизируемой шины.

Может возникнуть необходимость в нанесении на внутреннюю поверхность шины определенного узора. Например, может возникнуть необходимость в формировании на внутренней поверхности шины ребер, проходящих в направлении вдоль окружности шины, для повышения продольной устойчивости в процессе эксплуатации или необходимость в формировании на внутренней поверхности шины платформы для установки информационного устройства, датчика и т.п. Известные способы нанесения узора на внутреннюю поверхность шины включают формирование углублений и выступов на наружной поверхности диафрагмы и перенесение формы углублений и выступов на внутреннюю поверхность шины; однако диафрагма представляет собой эластичный резиновый мешок, что затрудняет нанесение требуемого узора на внутреннюю поверхность шины. Кроме того, хотя имеется возможность использовать жесткое внутреннее кольцо в качестве внутренней формы, формировать углубления и выступы на наружной поверхности этого жесткого внутреннего кольца и переносить форму углублений и выступов на внутреннюю поверхность шины, устройство вулканизации, которое включает в себя указанное жесткое внутреннее кольцо, имеет недостатки, связанные с малой эксплуатационной гибкостью и высокими затратами на оборудование.

В соответствии с настоящим изобретением, как показано на ФИГ. 3, углубления 3A и выступы 3B расположены на внешней круговой поверхности жесткого армирующего кольца 3, что позволяет наносить узор различной формы на внутреннюю поверхность шины. Углубления 3A и выступы 3B могут располагаться непрерывно или прерывисто на внешней круговой поверхности жесткого армирующего кольца 3. Предпочтительно, углубления 3A и выступы 3B проходят непрерывно в направлении вдоль окружности жесткого армирующего кольца 3.

На ФИГ. 4-6 приведены виды в поперечном сечении, схематично иллюстрирующие примеры углублений 3А и выступов 3В на жестком армирующем кольце 3, которые имеют различную форму поперечного сечения. В жестком армирующем кольце 3 на ФИГ. 4 углубления 3А и выступы 3В расположены попеременно, причем каждый из них имеет по существу одинаковую ширину. В жестком армирующем кольце 3 на ФИГ. 5 имеются углубления 3A и выступы 3B, причем углубления 3А имеют различную глубину и ширину. Кроме того, внешняя круговая поверхность жесткого армирующего кольца 3 на ФИГ. 6 включает в себя по существу такие же углубления 3A и выступы 3В, как у жесткого армирующего кольца 3 на ФИГ. 5, но диаметр внутренней круговой поверхности варьируется. В результате толщина t1 области жесткого армирующего кольца 3 в центре в поперечном направлении отличается от толщины t2 области жесткого армирующего кольца 3 с внешней стороны в поперечном направлении. Толщина жесткого армирующего кольца 3 на ФИГ. 6 от нижней части множества углублений 3А до внутренней круговой поверхности жесткого армирующего кольца 3 является по существу одинаковой, поэтому давление, прилагаемое при расширении диафрагмы, по существу равномерно передается невулканизированной шине. Кроме того, жесткое армирующее кольцо 3 в целом тоньше, благодаря чему уменьшаются задержки в передаче тепла от диафрагмы к невулканизированной шине, что позволяет избежать увеличения времени вулканизации.

Кроме того, в качестве способа, позволяющего нанесение различных узоров, возможна установка вспомогательного кольца 10 в углубления 3А жесткого армирующего кольца 3, как показано на ФИГ. 7А-7С. При формовой вулканизации невулканизированной шины Т вспомогательное кольцо 10, заменяемое в соответствии с различными формами узоров, устанавливается в углубления 3А жесткого армирующего кольца 3 на время использования, позволяя без труда наносить требуемый узор на внутреннюю круговую поверхность невулканизированной шины. Вспомогательное кольцо 10, изображенное на ФИГ. 7A, включает в себя другое углубление. Вспомогательное кольцо 10, изображенное на ФИГ. 7B, включает в себя наружную круговую поверхность зигзагообразной формы. Вспомогательное кольцо 10, изображенное на ФИГ. 7C, включает в себя углубления с широкой нижней частью. Использование такого вспомогательного кольца 10 позволяет формировать на внутренней поверхности шины в процессе вулканизации компонент для прикрепления детали, датчика и т.п.

Жесткое армирующее кольцо 3 в соответствии с настоящим изобретением позволяет делать толщину концевого участка в поперечном направлении шины меньше толщины центральной области, и скошенная часть 6 предпочтительно предусмотрена от предварительно заданного положения вблизи концевого участка в поперечном направлении к концевому участку с постепенным уменьшением толщины. То есть, как показано на ФИГ. 8, жесткое армирующее кольцо 3 может включать в себя основную часть 7 и скошенную часть 6, расположенную по обе стороны от основной части 7. Основная часть 7 имеет по существу постоянную толщину t в центре жесткого