專利名稱：制造充氣輪胎的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造充氣輪胎的方法和根據(jù)所述方法來(lái)操作的輪胎制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
輪胎通常包括一含有至少一個(gè)胎體簾布層的胎體結(jié)構(gòu)，所述胎體簾布層則具有數(shù)個(gè)分別與環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)接合的端板(end flap)，每個(gè)環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)通常由基本呈圓周狀的環(huán)形插入件形成，可以在其徑向外部位置向該插入件施加至少一種填充嵌入物。
與胎體結(jié)構(gòu)連在一起的是帶結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)或多個(gè)帶層，這些帶層相對(duì)于彼此和胎體簾布層呈徑向疊置，并且具有織物加固簾線或金屬加固簾線，這些加固簾線呈交叉定向和/或基本平行于輪胎的周向延伸方向。在將帶結(jié)構(gòu)裝配到胎體結(jié)構(gòu)之前或之后，將彈性體材料制成的胎面帶(tread band)在徑向外部位置處施加到帶結(jié)構(gòu)自身上。
此外，彈性體材料制成的相應(yīng)側(cè)壁被分別施加到胎體結(jié)構(gòu)的側(cè)面，每個(gè)側(cè)壁都從胎面帶的側(cè)邊延伸到接近胎圈的相應(yīng)的環(huán)形固定結(jié)構(gòu)處。
應(yīng)指出的是，本發(fā)明中描述的術(shù)語(yǔ)“彈性體材料”是一種混合物，包括至少一種彈性聚合物和至少一種增強(qiáng)填料。優(yōu)選的是這種混合物可進(jìn)一步包括添加劑，如交聯(lián)劑和/或增塑劑。由于交聯(lián)劑的存在，能夠通過(guò)加熱來(lái)交聯(lián)該材料，從而形成最終的制造產(chǎn)品。
根據(jù)傳統(tǒng)的制造方法，胎面帶、側(cè)壁以及輪胎的其它結(jié)構(gòu)部件均由連續(xù)擠出的區(qū)段部件制成，這些擠出部件在經(jīng)過(guò)冷卻使其幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，被存儲(chǔ)到適宜的工作臺(tái)或卷軸上。然后將這些區(qū)段或連續(xù)帶狀的半成品發(fā)送到供送單元，所述供送單元的任務(wù)是拾取(pick up)所述區(qū)段或?qū)⑦B續(xù)帶切割成預(yù)定長(zhǎng)度的區(qū)段，它們構(gòu)成了胎面帶或在工作條件下沿圓周方向施加到輪胎上的其中一個(gè)側(cè)壁。
在美國(guó)專利US5171394中，借助一容積式擠壓機(jī)將輪胎的結(jié)構(gòu)部件設(shè)置到一剛性鼓形物(rigid drum)上，其中所述擠壓機(jī)在其上施加彈性體的表面附近具有一小尺寸的出口。在提供連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件形式的彈性體材料的同時(shí)，通過(guò)擠壓機(jī)相對(duì)于環(huán)形支承件表面(被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng))的運(yùn)動(dòng)來(lái)形成彈性體材料部件。
根據(jù)同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)WO00/35666和WO01/36185，例如其中包含胎面帶和側(cè)壁的一些車輪部件是這樣制成的從擠壓機(jī)分配一細(xì)長(zhǎng)元件，從而在工作狀態(tài)下將其適當(dāng)?shù)胤植嫉街С兄喬サ墓男挝锷?，同時(shí)使所述輪胎繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，從自動(dòng)化臂處懸掛的支承鼓形物移動(dòng)到擠壓機(jī)之前，以使細(xì)長(zhǎng)元件橫向分布，由此形成了多個(gè)環(huán)形線圈，所述線圈被設(shè)置成彼此靠近且/或徑向疊置，從而限定出輪胎的結(jié)構(gòu)部件。
在同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)WO04/041522中，胎體結(jié)構(gòu)是這樣形成的將半成品裝配到支承鼓形物上，隨后連接輔助鼓形物上的帶結(jié)構(gòu)。在將胎體結(jié)構(gòu)連接于帶結(jié)構(gòu)的步驟中，所采用的鼓形物與驅(qū)動(dòng)裝置接合，該驅(qū)動(dòng)裝置包括被設(shè)計(jì)成能夠連續(xù)轉(zhuǎn)移所述鼓形物并將其方便地移動(dòng)到一系列擠壓機(jī)之前的可移動(dòng)支架或自動(dòng)化臂，其中每個(gè)擠壓機(jī)都用于將各自的彈性體材料制成的連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件敷設(shè)到胎體結(jié)構(gòu)和/或帶結(jié)構(gòu)上，所述細(xì)長(zhǎng)元件的物理化學(xué)特性是基于由單獨(dú)的擠壓機(jī)制造的部件的類型而特別選定的，以便能夠形成輪胎的胎面帶和側(cè)壁。在一可供選擇的實(shí)施例中，支承鼓形物由支架支承，一個(gè)或數(shù)個(gè)擠壓機(jī)可以相對(duì)于該鼓形物的幾何軸線徑向和/或橫向移動(dòng)，以便在工作狀態(tài)下使形成在線圈中的相應(yīng)細(xì)長(zhǎng)元件沿徑向分布為彼此靠近并抵靠著輪胎的相對(duì)側(cè)。
申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)采用具有基本扁平截面的細(xì)長(zhǎng)元件時(shí)，所述部件被敷設(shè)到敷設(shè)表面上的所期望的位置處是很難以足夠精確的方式控制的，尤其是當(dāng)所述表面具有曲線輪廓時(shí)如此。特別在胎面帶和側(cè)壁之間的過(guò)渡區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)這種情況。
此外，細(xì)長(zhǎng)元件的布置通常處在平行于敷設(shè)表面的平面上，即該細(xì)長(zhǎng)元件的橫截面的主軸平行于敷設(shè)表面，在從擠壓機(jī)模的離開點(diǎn)和施加點(diǎn)之間處于拉伸的過(guò)程中，這將引起敷設(shè)的不精確，以及細(xì)長(zhǎng)元件本身的幾何結(jié)構(gòu)扭曲。
申請(qǐng)人還驗(yàn)證了這樣一種可能性，即在軸向螺旋間距小于細(xì)長(zhǎng)元件的最大寬度的情況下，通過(guò)設(shè)置線圈使細(xì)長(zhǎng)元件為相對(duì)于敷設(shè)表面的相關(guān)的定位。事實(shí)上，通過(guò)這樣做，每個(gè)線圈都能夠沿軸向設(shè)置，并且相對(duì)于先前形成的線圈呈偏置關(guān)系，且部分寬度徑向重疊，以便使傾斜定位橫跨所述在先形成的線圈的側(cè)邊。通過(guò)以上述方式連續(xù)形成數(shù)個(gè)線圈，細(xì)長(zhǎng)元件就能夠被逐漸定位成相對(duì)于敷設(shè)表面接近垂直，即橫截面的主軸基本垂直于敷設(shè)表面。
不過(guò)，經(jīng)確定的是這將迫使細(xì)長(zhǎng)元件遭受更嚴(yán)重的幾何變形。

發(fā)明內(nèi)容
為了將上述幾何變形降低到一個(gè)可接受的限度，另外需要擠壓機(jī)的脫離模與敷設(shè)表面保持一定間隔，但是這將對(duì)敷設(shè)的精確控制更加不利。
因此，根據(jù)本發(fā)明，申請(qǐng)人實(shí)現(xiàn)了一種更好地控制制造物品幾何形狀的可能性，這是通過(guò)在分配過(guò)程中便利地操縱細(xì)長(zhǎng)元件圍繞其縱向伸展的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而有效地抵消了細(xì)長(zhǎng)元件的自然趨勢(shì)，以便相對(duì)于敷設(shè)表面以給定的定位布置細(xì)長(zhǎng)元件。但是，借助于已知技術(shù)中的方法和設(shè)備執(zhí)行這種類型的控制是相當(dāng)復(fù)雜的，這是因?yàn)樾枰褂镁哂袕?fù)雜結(jié)構(gòu)的機(jī)器人或處理裝置，并且在操作過(guò)程中很難控制，特別是當(dāng)采用非常沉重和體積龐大的鼓形物時(shí)，例如當(dāng)制造用于卡車等的輪胎時(shí)。
因此，本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果一噴嘴適于被定位成圍繞其表示材料離開方向的縱向軸線，將這樣的噴嘴設(shè)置到擠壓機(jī)上，那么就有可能通過(guò)僅在一個(gè)或兩個(gè)笛卡兒坐標(biāo)軸上移動(dòng)所述鼓形物和/或擠壓機(jī)使噴嘴沿敷設(shè)表面的輪廓，而不需要機(jī)器人的幫助。
在第一方面，本發(fā)明涉及一種制造充氣輪胎的方法，包括以下步驟在工作狀態(tài)下將輪胎部件裝配到支承元件的敷設(shè)表面上，其中至少一個(gè)所述部件是通過(guò)下面步驟形成的將支承元件定位在分配裝置的噴嘴前；通過(guò)噴嘴分配彈性體材料，以形成連續(xù)細(xì)長(zhǎng)的部件；在支承元件和噴嘴之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便沿著預(yù)先設(shè)定的路徑將連續(xù)細(xì)長(zhǎng)的部件纏繞并分配在支承元件的敷設(shè)表面上，從而形成輪胎部件；在輪胎部件成型的過(guò)程中，控制噴嘴在來(lái)自于噴嘴的細(xì)長(zhǎng)元件的離開方向周圍的定位，以便與所述敷設(shè)表面一致。
實(shí)際上，申請(qǐng)人認(rèn)識(shí)到如果細(xì)長(zhǎng)元件的噴嘴被合適的定位，那么能夠?qū)崿F(xiàn)使放置在制造物品上的細(xì)長(zhǎng)元件的定位更精確。事實(shí)上，有利地，可能在敷設(shè)位置中，根據(jù)對(duì)應(yīng)于所要求的定位擠出細(xì)長(zhǎng)元件。因此，能夠?qū)娮於ㄎ辉诩?xì)長(zhǎng)元件的施加位置附近，從而避免了在從噴嘴離開和敷設(shè)位置之間受到拉伸時(shí)所述細(xì)長(zhǎng)元件的結(jié)構(gòu)變形。
本發(fā)明的另一方面涉及一種制造輪胎的設(shè)備，包括至少一個(gè)支承元件，用于在工作狀態(tài)下將輪胎部件裝配到由支承元件承載的敷設(shè)表面上的裝置；其中所述裝配裝置包括至少一個(gè)分配位置，其用于分配通過(guò)噴嘴的彈性體材料的連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件；驅(qū)動(dòng)裝置，其被設(shè)計(jì)成在所述支承元件和噴嘴之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便在所述敷設(shè)表面上形成輪胎部件；控制裝置，其用于在來(lái)自于噴嘴的細(xì)長(zhǎng)元件的離開方向周圍控制噴嘴的定位。
根據(jù)本發(fā)明的制造輪胎的方法和設(shè)備的優(yōu)選但并不排他的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加直觀。


下面參照通過(guò)非限定性實(shí)施例給定的附圖，開始這一描述，其中-圖1概略地示出了結(jié)合本發(fā)明設(shè)備的工作站；-圖2示出了關(guān)于該設(shè)備的又一應(yīng)用示例的概略的頂視圖；-圖3示出了沿分配裝置的噴嘴的徑向平面剖開的所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；-圖3a示出了圖3中放大的細(xì)節(jié)；-圖4是沿圖3中IV-IV線剖開的截面圖；
-圖5和圖6示出了處于兩種不同操作條件下的本發(fā)明的設(shè)備；-圖7a和7b分別示出了通過(guò)所述設(shè)備實(shí)現(xiàn)的一連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件的兩種不同的敷設(shè)方案；-圖8作為示例以不完整截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明可得到的輪胎。
具體實(shí)施例方式
特別參照附圖，用來(lái)將本發(fā)明的方法用于實(shí)踐的制造輪胎的設(shè)備總體上用附圖標(biāo)記1表示。
本發(fā)明的目的在于制造圖8中標(biāo)記為2的這類輪胎，其主要包括基本為環(huán)形構(gòu)造的胎體結(jié)構(gòu)3，基本為圓柱形構(gòu)造、在胎體結(jié)構(gòu)3周圍徑向延伸的帶結(jié)構(gòu)4，沿周向的外部位置施加于帶結(jié)構(gòu)4上的胎面帶5，以及橫向施加在胎體結(jié)構(gòu)3相對(duì)邊的一對(duì)側(cè)壁6。
每個(gè)側(cè)壁6和胎面帶5基本都包括至少一層具有適宜厚度的彈性體材料。與胎面帶相連的是所謂的襯層5a，其由適當(dāng)成分的彈性體材料構(gòu)成，且具有物理化學(xué)特性，它可作為胎面帶和其下的帶結(jié)構(gòu)4之間的分界面。
胎體結(jié)構(gòu)3包括一對(duì)環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)7，該環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)結(jié)合到通常被稱為“胎圈”的區(qū)域，每個(gè)環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)都包括例如一通常被稱為“胎圈芯”的基本在圓周方向?yàn)榄h(huán)形的插入件8，所述插入件在沿徑向的外部位置處支承著彈性體填充物9。將每個(gè)環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)接合在一起的是至少一個(gè)胎體簾布層10的端板10a，所述胎體簾布層包括沿輪胎2的圓周橫向延伸的織物簾線或金屬簾線，或者也可以按照預(yù)定的斜度從一個(gè)環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)7向另一個(gè)延伸。最后，在這種無(wú)內(nèi)胎型輪胎即沒(méi)有氣管的輪胎中，胎體結(jié)構(gòu)在其徑向的內(nèi)部位置處具有一彈性體材料制成的基本氣密層，即通常被成為“襯墊”。
在泄氣保用輪胎或用于特定用途的輪胎中，可以設(shè)置輔助增強(qiáng)插入件12，即通常被稱為“側(cè)壁插入件”的類型，例如，它可以施加在簾布層10的內(nèi)部靠近側(cè)壁6的位置，即圖中點(diǎn)劃線所示，或者設(shè)置在兩對(duì)胎體簾布層之間。
帶結(jié)構(gòu)4依次包括一個(gè)或多個(gè)帶層13a，13b，所述帶層含有適當(dāng)傾斜于輪胎2圓周伸展方向的金屬簾線或織物簾線，這些簾線分別在帶層之間交叉定位，所述帶結(jié)構(gòu)還包括一可能的外部帶層，其含有沿圓周方向纏繞成線圈的一個(gè)或多個(gè)簾線，這些線圈被設(shè)置成在帶層13a，13b周圍以并排關(guān)系軸向布置。
有可能被合并到某一設(shè)備(未圖示出)的裝置1包括用于將輪胎1的至少部分結(jié)構(gòu)部件裝配在至少一個(gè)支承元件15上的部件14，該設(shè)備可用來(lái)生產(chǎn)輪胎或執(zhí)行輪胎生產(chǎn)周期中的部分操作。
在圖示的實(shí)施例中，輪胎2的部分結(jié)構(gòu)部件如胎體簾布層10，環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)7和/或帶結(jié)構(gòu)4均為半成品形式，隨后將它們裝配到支承元件15上。
根據(jù)使用和所涉及的工藝步驟，該支承元件15能夠由傳統(tǒng)的圓柱形構(gòu)造的成型鼓形物表示，這是目前在形成胎體結(jié)構(gòu)中相配合的部件進(jìn)行裝配使用的最常見(jiàn)的類型，或者該支承元件也可以由輪胎2本身表示，這種輪胎應(yīng)被成型在用于在胎體結(jié)構(gòu)3上獲得帶結(jié)構(gòu)4組件使用的成型鼓形物或成形鼓形物上。
或者，輪胎2的每個(gè)結(jié)構(gòu)部件應(yīng)當(dāng)通過(guò)在工作中將基本的半成品連續(xù)施加在支承元件15或輪胎2上而制成，其中所述半成品由彈性體材料的連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件和/或一個(gè)或多個(gè)織物簾線或金屬簾線構(gòu)成，它們共同結(jié)合到一彈性體材料層，該支承元件可以包括與輪胎內(nèi)表面形狀一致的剛性環(huán)形支承件，例如同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)WO-00/35666和WO-01/36185對(duì)此進(jìn)行了說(shuō)明。
為了制造彈性體材料的部件，如胎面帶5、側(cè)壁6、可能存在的襯層5a、填充物9、襯墊11和/或可能存在的側(cè)壁插入件12，所述裝配裝置14優(yōu)選包括至少一個(gè)擠壓機(jī)16或其它適宜的分配裝置，其用于分配至少一個(gè)連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17，使其直接抵靠著支承元件15的敷設(shè)表面，或者抵靠著之前形成的或形成在支承元件自身上的輪胎部件。
擠壓機(jī)16具有一支承著固定前壁19的擠壓頭18，一噴嘴20從擠壓頭伸出，所述噴嘴縱向貫穿了連接管20a，該連接管沿橫向于前壁19形成的分配開口19a的延伸方向延伸，并終止于脫離模21，其中所述連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17可以從該脫離模中出來(lái)。溫度調(diào)節(jié)裝置20b能夠與噴嘴相連以控制沿連接管20a流動(dòng)的彈性體材料的溫度。
模21優(yōu)選具有一基本沿其主延伸軸線N-N方向?yàn)榧?xì)長(zhǎng)的截面輪廓，其中該主延伸軸線垂直于彈性體材料的離開方向Z-Z，而所述離開方向則平行于噴嘴的縱向延伸方向，從而使連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17具有例如基本扁平的、矩形的、梯形的、橢圓形的或透鏡狀的截面輪廓，其截面尺寸相對(duì)于所希望制造部件5、5a、6、9、11、12的截面尺寸被極大地減小。例如，連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17可以具有3毫米至15毫米的寬度，以及0.5毫米至1.2毫米的厚度。
通過(guò)把細(xì)長(zhǎng)元件17分配在該支承元件上來(lái)獲得部件5、5a、6、9、11、12的最后結(jié)構(gòu)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置22在支承元件和噴嘴之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便將連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17沿預(yù)定的路徑纏繞和分布到支承元件的敷設(shè)表面15a上，所述支承元件15預(yù)先設(shè)置在噴嘴20之前。為此，驅(qū)動(dòng)裝置22包括至少一個(gè)馬達(dá)23或等同的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，其被設(shè)置成驅(qū)動(dòng)支承元件15旋轉(zhuǎn)，以便使敷設(shè)表面15a進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用于使細(xì)長(zhǎng)元件17圍繞著支承部件本身的幾何軸線沿圓周纏繞。
在使支承元件15轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，用于平移驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的部件24進(jìn)行噴嘴20和支承元件之間的橫向運(yùn)動(dòng)，從而把連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件17分布到線圈25上，其中這些線圈被設(shè)置成彼此沿軸向接近和/或彼此在徑向上疊置，以便基于所給定的待制造部件5、5a、6、9、11、12的所期望的截面輪廓使敷設(shè)表面15a沿著預(yù)定的敷設(shè)路徑。
根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置22基本包括一自動(dòng)化臂，該臂設(shè)置成可轉(zhuǎn)動(dòng)地接合支承元件15，并且與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件23和平移驅(qū)動(dòng)部件24結(jié)合，其中該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件被設(shè)計(jì)成用來(lái)實(shí)現(xiàn)支承元件本身圍繞其幾何軸線的旋轉(zhuǎn)，而該平移驅(qū)動(dòng)部件則用于實(shí)現(xiàn)橫向—分布運(yùn)動(dòng)。例如，能夠采用在同一申請(qǐng)人的文獻(xiàn)WO-00/35666和WO-01/36185中描述的一種具有7個(gè)軸的人形自動(dòng)化臂。
在圖2示出的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置22包括一支承著旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件23的支架26，其中該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件用以接合支承元件15。
支架26優(yōu)選沿著導(dǎo)向結(jié)構(gòu)27在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，這兩個(gè)位置即在圖2中分別用點(diǎn)劃線和實(shí)線標(biāo)注的位置。在第一位置上，支架26在工作站28之前支承著支承元件15，其中該工作站用于通過(guò)使用胎體簾布層10、環(huán)形錨定結(jié)構(gòu)7、帶層13a，13b和/或其它例如在文獻(xiàn)WO04/041522中描述的以半成品形式制成的結(jié)構(gòu)部件來(lái)形成胎體結(jié)構(gòu)3和/或帶結(jié)構(gòu)4。
在第二位置上，支架26在所述至少一個(gè)擠壓機(jī)16或其它分配部件之前支承著支承元件15，這里所述擠壓機(jī)或其它分配部件用于通過(guò)連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件17的螺旋運(yùn)動(dòng)制造彈性體材料制成的其它結(jié)構(gòu)部件5、5a、6、9、11、12。
在該實(shí)施例中，平移—驅(qū)動(dòng)部件24例如包括與支架26相連的同樣的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)27，和/或另一與擠壓機(jī)16相連的滑動(dòng)導(dǎo)軌29，以便在分別正交于第一和/或第二方向X，Y的支承元件15和擠壓機(jī)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
設(shè)備1還包括大體用30表示的控制裝置，該控制裝置能夠在敷設(shè)細(xì)長(zhǎng)元件17以形成輪胎2的部件5、5a、6、9、11、12時(shí)，控制圍繞著細(xì)長(zhǎng)元件的離開方向Z-Z的噴嘴20的方向，以便同樣相對(duì)于敷設(shè)表面15a方便地調(diào)節(jié)定向，稍后將對(duì)此詳細(xì)闡明。
最好如圖3更詳細(xì)地所示，通過(guò)連接裝置31使噴嘴20相對(duì)于擠壓頭18的前壁19可旋轉(zhuǎn)地支承著，其中在圖示的實(shí)施例中，該連接裝置30包括安裝在端部連接器34上的第一徑向軸承32和第二徑向軸承33，這里所述端部連接器34設(shè)置在噴嘴20上與模21相對(duì)的一側(cè)。
第一徑向軸承32與緊固在擠壓頭18前壁19的第一凸緣35接合，而第二徑向軸承33在與第一軸承32軸向間隔開的位置上，通過(guò)墊片36a與緊固在前壁19的第二凸緣36接合。推力軸承37則被進(jìn)一步可操作地插入在形成在噴嘴20的端部連接器34上的徑向臺(tái)肩37a和與前壁19剛性連接的第二凸緣36之間。
驅(qū)動(dòng)器38使噴嘴20圍繞著方向Z-Z的方向受到驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)器38例如可以包括馬達(dá)，其被固定于前壁19，并支承著與齒輪39可操作嚙合的蝸桿38a，這里所述齒輪由端部連接器34同軸支承，并且位于第一徑向軸承32和第二徑向軸承33之間。
優(yōu)選地，連接裝置31進(jìn)一步包括形成在噴嘴20的端部連接器34中和/或形成在前壁19的分配開口19a中的接合座(engagement seat)40a，40b，用以可旋轉(zhuǎn)地接合被接頭管道41c縱向貫穿的接頭套管41，這里該接頭管道41c在分配開口和沿著噴嘴20通過(guò)的連接管道20a之間延伸。
在一優(yōu)選的解決方案中，設(shè)置有分別標(biāo)記為40a和40b的兩個(gè)接合座；它們分別形成在前壁19和噴嘴20中，彼此處于軸向?qū)?zhǔn)的關(guān)系，而且它們分別與接頭套管41的相對(duì)于噴嘴20凸出的第一部分41a和接頭套管的相對(duì)于前壁19凸出的第二部分41b接合。
在接頭套管41和接合座40a，40b之間限定而成的是至少一個(gè)與連接導(dǎo)管20a連通的間隙42，該間隙被設(shè)置成在操作擠壓機(jī)16的過(guò)程中接收向著模21傳送的一小部分彈性體材料。
沿著間隙42形成的是至少一個(gè)用于使彈性體材料停滯和交聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)狹窄通道42a，其尺寸被設(shè)定成能夠使材料流動(dòng)緩慢至這樣的程度，即所述材料在擠壓機(jī)內(nèi)執(zhí)行增塑的過(guò)程中，以及/或者在傳送通過(guò)擠壓頭18的壁和/或噴嘴20的過(guò)程中，在由材料自身存儲(chǔ)的熱量的作用下受到交聯(lián)。
在圖示的實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)的狹窄通道42a基本沿著接頭套管41的第一部分41a的整個(gè)軸向范圍延伸，并且由一微小的機(jī)械間隙，所述間隙如大約0.05mm至0.5mm之間，而且在套管的外徑和相應(yīng)的接合座40a的直徑之間產(chǎn)生。
所述標(biāo)準(zhǔn)的狹窄通道的尺寸適于產(chǎn)生彈性體材料的交聯(lián)，并由此在所述材料到達(dá)前壁19和噴嘴20的端部連接器34的相互接觸面(mutually facing surface)之前，阻止材料沿著間隙流動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)圓周凹槽43設(shè)置在接頭套管41的第一部分41a和/或接合座的相應(yīng)部分40a之間，這些凹槽基本構(gòu)成一迷宮式路徑，其目的在于促使彈性體材料停滯，以便隨著彈性體材料的交聯(lián)在每個(gè)凹槽內(nèi)形成一種密封環(huán)。
由于在標(biāo)準(zhǔn)的狹窄通道42a內(nèi)彈性體材料的停滯和交聯(lián)，因此不會(huì)將過(guò)于強(qiáng)大的軸向推力傳送給噴嘴20，即使在1000巴左右的彈性體材料的高供送壓力下也是如此。事實(shí)上，關(guān)于這一點(diǎn)應(yīng)指出的是在壓力作用下由彈性體材料施加的推動(dòng)作用僅涉及接頭套管41端部的徑向延伸，和/或相應(yīng)的接合座40a，40b。這一軸向推力能夠容易地被推力軸承37抵消掉。
可以看出，在此處示出的優(yōu)選的實(shí)施例中，套管41可以起類似由彈性體材料的壓力推動(dòng)的活塞的作用，并且該套管將其密封表面從徑向(需要高軸向載荷，因此能夠產(chǎn)生重要的摩擦力矩)轉(zhuǎn)移為軸向圓柱形的表面，其中在該圓柱形表面上設(shè)置有所述的迷宮式路徑。
接頭套管41和接合座40a，40b之間的軸向公差實(shí)際上能夠被有利地設(shè)置成這樣的方式，即能夠使彈性體材料徑向穿透靠近分配開口19a區(qū)域的間隙42，從而使接頭套管41抵靠著端部連接器34，因此可利用彈性體材料的壓力不斷地推動(dòng)接頭套管使其抵靠著噴嘴20。
這樣，能夠完全消除接頭套管41和噴嘴20之間的接觸面上的滑動(dòng)摩擦，所述摩擦構(gòu)成了噴嘴的抗旋轉(zhuǎn)扭矩的最大部分。為了便于噴嘴20的轉(zhuǎn)動(dòng)，有利的是，接頭套管41可由青銅合金或其它適宜的燒結(jié)材料制成，以便相對(duì)于其它毗鄰部件的材料(通常為鋼)提供較低的摩擦系數(shù)。
利用控制單元44實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器38的操縱，該控制單元優(yōu)選由可電子編程的處理單元表示，其還可以監(jiān)視擠壓機(jī)16和驅(qū)動(dòng)裝置22的操作?？刂茊卧?4執(zhí)行對(duì)線圈25敷設(shè)的控制，其按照預(yù)設(shè)的程序驅(qū)動(dòng)噴嘴20旋轉(zhuǎn)，從而控制所述噴嘴20圍繞著來(lái)自于模21的連續(xù)伸長(zhǎng)部件17的離開方向Z-Z的定位，以這種方式能夠在成形輪胎2的部件5、5a、6、9、11、12的過(guò)程中使噴嘴適當(dāng)?shù)匮刂С性?5的敷設(shè)表面15a。
更詳細(xì)地，通過(guò)調(diào)整噴嘴本身的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴嘴20旋轉(zhuǎn)的控制，以便總是保持與所述模21的主延伸軸線N-N基本垂直，或者在任何情形下都被設(shè)置成如圖6所示在細(xì)長(zhǎng)元件17的施加位置中，相對(duì)于敷設(shè)表面15a具有一顯著的傾角，以形成如圖7a所示沿“邊緣方式”敷設(shè)的線圈25。
利用這種方式，可以通過(guò)敷設(shè)單層線圈25在敷設(shè)表面15a上形成彈性體材料的較大厚度，這與敷設(shè)多層疊置的線圈相比，有利地減少了工作時(shí)間，如通過(guò)“平”敷設(shè)形態(tài)獲得同樣的厚度所需要的。此外，即使在需要敷設(shè)2層或多層線圈25時(shí)，由于單層形成較大厚度的可能性，因此在靠近細(xì)長(zhǎng)元件17相對(duì)側(cè)邊緣的相鄰線圈之間的彈性體材料內(nèi)所夾帶的空氣量被極大地減少。
或者，還可以控制噴嘴20的定位以便在細(xì)長(zhǎng)元件17的施加位置中，使模21的主延伸軸線N-N總是保持與敷設(shè)表面15a平行，如圖5所示，從而形成如圖7b所示沿“平”方式敷設(shè)的線圈25。這種敷設(shè)模式能夠使減小了厚度的部件如胎面帶5的襯墊11或襯層5a被快速地成形。
如果需要，還可以在成形部件5、5a、6、9、11、12的過(guò)程中在“平”的敷設(shè)狀態(tài)和“邊緣方式”敷設(shè)狀態(tài)之間的任意中間位置有利地調(diào)節(jié)噴嘴20的定位。這種相對(duì)于敷設(shè)表面15a來(lái)定向細(xì)長(zhǎng)元件17的可能性使得在控制由并排布置的線圈25形成的層厚方面更加靈活和精確，并且還可能獲得具有復(fù)雜輪廓的部件。
為了使控制單元44能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)噴嘴20定位的有效操縱，需要在細(xì)長(zhǎng)元件17的敷設(shè)過(guò)程中提供至少一個(gè)與噴嘴20的定位相關(guān)的參數(shù)，而且該參數(shù)應(yīng)能夠由與驅(qū)動(dòng)器38相連的編碼器45或其它任何適宜的裝置循環(huán)檢測(cè)?？梢约傻娇刂茊卧?4中的比較儀46循環(huán)接收來(lái)自于編碼器45的表示噴嘴20定位的信號(hào)，并將該信號(hào)與至少一個(gè)例如儲(chǔ)存在控制單元自身中的預(yù)定的參考參數(shù)相比較。當(dāng)編碼器45檢測(cè)到的參數(shù)不同于所存儲(chǔ)的參考參數(shù)時(shí)，該控制單元44作用于驅(qū)動(dòng)器38，改變噴嘴20的定位，從而使該參數(shù)與參考參數(shù)一致。
因此，本發(fā)明能夠通過(guò)分配過(guò)程中圍繞著細(xì)長(zhǎng)元件17的縱向延伸范圍對(duì)細(xì)長(zhǎng)元件的定位進(jìn)行適宜的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)在支承元件15上形成的部件5、5a、6、9、11、12的良好的幾何控制，盡管細(xì)長(zhǎng)元件本身的自然趨勢(shì)使定位平行于敷設(shè)表面時(shí)也是如此。
此外，本發(fā)明能夠使支承元件15和/或擠壓機(jī)16在一個(gè)或兩個(gè)笛卡兒坐標(biāo)軸上的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)沿著敷設(shè)表面15a的輪廓，而不需要借助于復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)裝置，特別是在采用非常沉重和體積龐大的鼓形物時(shí)，如在制造卡車等的輪胎時(shí)那樣。
還要指出的是，通過(guò)噴嘴20旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的對(duì)細(xì)長(zhǎng)元件17的定位控制能夠使模21保持在敷設(shè)表面的附近，借此避免在細(xì)長(zhǎng)元件上出現(xiàn)應(yīng)力和變形。
此外，在形成控制裝置30中采用的方法使得旋轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)能夠抵抗1000巴的壓力和大約150℃的溫度，同時(shí)保持噴嘴20的較低的抗旋轉(zhuǎn)扭矩，從而沒(méi)有增加旋轉(zhuǎn)時(shí)間，這將使得在大功率的馬達(dá)的使用減小和由此不需要體積龐大(不建議用于實(shí)際的使用)的情況下，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)精確度降低。
最后應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置能夠適用并分別結(jié)合到傳統(tǒng)的制造設(shè)備中，其中在不必強(qiáng)迫使用前述自動(dòng)化臂的情形下就能夠?qū)崿F(xiàn)至少一個(gè)彈性體材料制成的連續(xù)部件的類似螺旋敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)，不但在所述臂非常龐大如前面所述制造卡車等的輪胎時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)該優(yōu)點(diǎn)，而且在由于胎面帶(如兩輪車輛的輪胎)具有特定的曲率，需要以特殊的定位執(zhí)行所述敷設(shè)操作時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)該優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種制造充氣輪胎的方法，包括以下步驟-在工作狀態(tài)下將輪胎(2)的部件(5、5a、6、9、11、12)裝配到支承元件(15)的敷設(shè)表面(15a)上，其中所述部件(5、5a、6、9、11、12)中的至少一個(gè)是通過(guò)下面步驟形成的-將支承元件(15)定位在分配裝置(16)的噴嘴(20)之前；-通過(guò)噴嘴(20)分配彈性體材料，以形成連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)；-在支承元件(15)和噴嘴(20)之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便沿著預(yù)先設(shè)定的路徑將連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)纏繞并分布在支承元件(15)自身的敷設(shè)表面(15a)上，從而形成輪胎部件(5、5a、6、9、11、12)；-在輪胎部件(5、5a、6、9、11、12)成形的過(guò)程中，控制噴嘴(20)在來(lái)自于噴嘴(20)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)的離開方向(Z-Z)周圍的方位，從而沿著所述敷設(shè)表面(15a)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)噴嘴(20)方位的控制包括在輪胎(2)的部件(5、5a、6、9、11、12)成形的過(guò)程中，根據(jù)預(yù)定的程序改變所述噴嘴(20)的方位的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在對(duì)噴嘴(20)方位的控制過(guò)程中，循環(huán)重復(fù)下述步驟順序-檢測(cè)與噴嘴(20)的方位相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)；-將該檢測(cè)參數(shù)與至少一個(gè)預(yù)定參考參數(shù)比較；以及-當(dāng)所述檢測(cè)參數(shù)不同于參考參數(shù)時(shí)，改變噴嘴(20)的方位，從而使該檢測(cè)參數(shù)與參考參數(shù)一致。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中噴嘴(20)設(shè)有模(21)，所述模具有沿其主延伸軸線(N-N)方向的基本細(xì)長(zhǎng)的輪廓，該輪廓位于基本垂直于彈性體材料離開方向(Z-Z)的平面上。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述控制步驟在于調(diào)整平坦敷設(shè)狀況和邊緣方式敷設(shè)狀況之間的噴嘴(20)的方位，其中在所述平坦敷設(shè)狀況下，在細(xì)長(zhǎng)元件(17)的施加位置上，模(21)的所述主延伸軸線(N-N)基本平行于敷設(shè)表面(15a)，在所述邊緣方式敷設(shè)狀況下，在細(xì)長(zhǎng)元件(17)的施加位置上，模(21)的所述主延伸軸線(N-N)基本垂直于敷設(shè)表面(15a)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述控制步驟在于在細(xì)長(zhǎng)元件(17)的施加位置上，調(diào)整噴嘴(20)的方位，從而保持所述模(21)的所述主延伸軸線(N-N)基本平行于敷設(shè)表面(15a)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述控制步驟在于在細(xì)長(zhǎng)元件(17)的施加位置上，調(diào)整噴嘴(20)的方位，從而保持所述模(21)的所述主延伸軸線(N-N)基本垂直于敷設(shè)表面(15a)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中支承元件(15)和噴嘴(20)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)包括步驟-驅(qū)動(dòng)支承元件(15)旋轉(zhuǎn)，從而使敷設(shè)表面(15a)進(jìn)行用于細(xì)長(zhǎng)元件(17)的圓周方向的纏繞的運(yùn)動(dòng)；-在噴嘴(20)和支承元件(15)之間進(jìn)行相對(duì)的橫向—分布移動(dòng)，從而將連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)分布成線圈，其中所述線圈彼此靠近地設(shè)置在敷設(shè)表面(15a)上，從而形成輪胎(2)的部件(5、5a、6、9、11、12)。
9.一種制造輪胎的設(shè)備，包括-至少一個(gè)支承元件(15)；-用于在工作狀態(tài)下將輪胎(2)的部件(5、5a、6、9、11、12)裝配到由支承元件(15)承載的敷設(shè)表面(15a)上的裝置(14)；其中所述裝配裝置(14)包括-至少一個(gè)分配裝置(16)，其用于通過(guò)噴嘴(20)分配彈性體材料的連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件(17)；-驅(qū)動(dòng)裝置(22)，其被設(shè)計(jì)成在所述支承元件(15)和所述噴嘴(20)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便在所述敷設(shè)表面(15a)上形成輪胎部件(5、5a、6、9、11、12)；-用于控制噴嘴(20)方位的裝置(30)，其用于在來(lái)自于噴嘴(20)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)的離開方向(Z-Z)周圍控制噴嘴(20)的方位。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述控制裝置(30)包括-連接裝置(31)，用來(lái)相對(duì)于分配裝置(16)的固定前壁(19)可旋轉(zhuǎn)地支承所述噴嘴(20)；-用以驅(qū)動(dòng)噴嘴(20)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器(38)；-控制單元(44)，其用于操作驅(qū)動(dòng)器(28)，從而驅(qū)動(dòng)噴嘴(20)使其按照預(yù)定程序旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述連接裝置(31)包括-從所述噴嘴(20)和前壁(19)的至少其中之一伸出的接頭套管(41)，該接頭套管在所述前壁(19)中的分配開口(19a)和沿噴嘴(20)穿過(guò)的連接導(dǎo)管(20a)之間由接頭導(dǎo)管(41c)縱向貫穿；-在所述噴嘴(20)和前壁(19)的至少其中之一上形成的接合座(40a、40b)，用來(lái)可旋轉(zhuǎn)地接合所述接頭套管(41)。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述連接裝置(31)進(jìn)一步包括-在套管(41)和接合座(40a、40b)之間形成的至少一個(gè)間隙(42)，并且所述間隙與接頭導(dǎo)管(41c)連通以接收來(lái)自于分配開口(19a)的部分彈性體材料；-至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的狹窄通道(42a)，其用于使在所述間隙(42)中形成的彈性體材料停滯和交聯(lián)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述間隙(42)具有至少一個(gè)圓周凹槽(43)，所述凹槽基本限定一迷宮式路徑。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述連接裝置(31)進(jìn)一步包括至少一個(gè)推力軸承(37)，該推力軸承被可操作地插入徑向臺(tái)肩(37a)和凸緣(36)之間，以抵消由所述間隙(42)內(nèi)接收的彈性體材料傳送的軸向推力，其中所述徑向臺(tái)肩在噴嘴(20)上形成，而所述凸緣則剛性連接于分配裝置(16)的前壁(19)。
15.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述連接裝置(31)進(jìn)一步包括至少一個(gè)支承軸承(32、33)，該支承軸承被可操作地插入噴嘴(20)和凸緣(35、36)之間，以便相對(duì)于分配裝置本身可旋轉(zhuǎn)地支承噴嘴(20)，其中所述凸緣剛性連接于分配裝置(16)的固定前壁(19)。
16.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動(dòng)器(38)包括-固定在分配裝置(16)的固定前壁(19)上的馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)蝸桿(38a)旋轉(zhuǎn)；-由噴嘴(20)支承的齒輪(39)，其與蝸桿(38a)成共軸的關(guān)系，并且可操作地與蝸桿接合。
17.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述噴嘴(20)包括模(21)，該模具有沿其主延伸軸線(N-N)方向的基本細(xì)長(zhǎng)的輪廓，所述輪廓位于基本垂直于彈性體材料離開方向(Z-Z)的平面上。
18.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述控制裝置(30)進(jìn)一步包括-用于檢測(cè)的裝置(45)，其用于檢測(cè)與噴嘴(20)的方位相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)；-比較儀裝置(46)，其用于將檢測(cè)的參數(shù)與至少一個(gè)預(yù)定參考參數(shù)比較；-所述檢測(cè)裝置(45)和比較儀裝置(46)與控制單元(44)相互作用，用以在檢測(cè)的參數(shù)不同于參考參數(shù)時(shí)，調(diào)整噴嘴(20)的方位并使該檢測(cè)參數(shù)與參考參數(shù)一致。
19.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置(22)包括-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，其在支承元件(15)上操作，使敷設(shè)表面(15a)進(jìn)行用于使細(xì)長(zhǎng)元件(17)在圓周方向纏繞的運(yùn)動(dòng)；-平移—驅(qū)動(dòng)部件，用以在噴嘴(20)和支承元件(15)之間產(chǎn)生橫向移動(dòng)，以便將連續(xù)細(xì)長(zhǎng)元件(17)分布成線圈，其中所述線圈在敷設(shè)表面(15a)上彼此靠近。
20.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述分配裝置(16)包括至少一個(gè)擠壓機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了通過(guò)下述方法形成輪胎的一個(gè)或多個(gè)彈性體材料的部件，即通過(guò)擠壓機(jī)(16)的噴嘴(20)分配彈性體材料以形成具有扁平截面的連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)元件(17)，其中所述細(xì)長(zhǎng)元件以線圈(25)形式放置，且所述線圈在由支承元件(15)承載的敷設(shè)表面(15a)上彼此靠近，同時(shí)該支承元件被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且被適宜地移動(dòng)成靠近噴嘴(20)的模(21)。在成型輪胎部件的過(guò)程中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器(28)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)噴嘴(20)，以便根據(jù)預(yù)定的程序改變噴嘴的方位。
文檔編號(hào)B29D30/60GK101052507SQ200480044299
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者G·波扎蒂, I·德格澤, G·洛普雷斯蒂, R·諾托, C·拉卡尼納 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎股份公司