CN110001101A - 用于制造多组分轮胎的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造多组分轮胎的装置和方法。装置成型未固化轮胎。所述装置包括：用于接收帘布层结构的圆筒形轮胎成型鼓；用于将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中每个的施加器；用于分发材料的条带的挤压机；以及用于将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带的切割设备。

Description

用于制造多组分轮胎的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎制造系统，更尤其地涉及一种用于制造多个组分的轮胎的方法和装置，甚至更尤其地涉及用于在不存储组成的情况下在两级制造中实现上述内容的方法和装置。

背景技术

具有第一级轮胎成型鼓和第二级轮胎成型鼓的两级轮胎成型在本领域中是公知的并且以成型鼓彼此成直线并且彼此偏离的形式来设立。还已知具有两级轮胎构造，其中单个鼓在第一级位置和第二级位置之间摆动，其中带条（band）成型器与第一级成型鼓成直线。对于该系统来说，各个缓冲层应用和单块胎面橡胶在第二阶段施加，而例如三角胶芯胎圈包布和胎肩楔件的组分在第一阶段施加。上述组件在单独的操作中制造并存储以在级成型过程中根据需要使用。

还周知的是，使用条带施加器将连续条带（例如通过层压或螺旋缠绕）放置到轮胎上以积聚轮胎胎面所需的橡胶。此外，已知使用特定形状的饰带用于上述过程并使用条带应用器用于将胎侧和胎侧防擦肋从冷供给挤压机施加到轮胎上，所述冷供给挤压机将条带供应到条带施加器。

虽然两级成型过程在其各个级中可以提供用于各种组分的服务器，但是它还需要用于两个单独位置的大工作区域以及需要协调单独功能，以及需要将所有组分一起带至适当的站点。结果，组分已经被存储并且经受老化，有时例如在处理单独施加的组分期间失去其粘性。此外，即使使用机械服务器来帮助操作者将组分放置在第一和第二级鼓上的轮胎上，从一个轮胎子组件步骤到另一个轮胎子组件步骤的改变也是高度劳动密集型操作。结果，操作成本很高。

发明内容

根据本发明的装置成型未固化轮胎。所述装置包括用于接收帘布层结构的圆筒形轮胎成型鼓；用于将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中每个的施加器；用于分发材料的条带的挤压机；以及用于将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带的切割设备。

根据装置的另一方面，所述装置还包括用于所述帘布层结构的膨胀器。

根据装置的又一方面，所述第一楔件条带和第二楔件条带具有相等的宽度。

根据装置的再一方面，所述装置还包括用于所述材料的条带的冷却器。

根据装置的又一方面，所述装置还包括用于将所述帘布层结构牢固到所述膨胀器的夹具。

根据装置的再一方面，所述挤压机被布置成靠近所述圆筒形轮胎成型鼓。

根据装置的又一方面，所述切割设备以平坦竖直的切割来分割所述材料的条带。

根据装置的再一方面，所述帘布层结构是用于未固化轮胎的胎体帘布层。

根据装置的又一方面，所述帘布层结构是用于未固化轮胎的带束层帘布层。

根据装置的再一方面，所述装置还包括在所述切割设备分割所述材料的条带之前用于验证所述材料的条带的形状的相机。

根据本发明的方法成型未固化轮胎。所述方法包括步骤：通过圆筒形轮胎成型鼓接收帘布层结构；将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中的每个；从挤压机分发材料的条带；以及将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带。

根据方法的另一方面，另一步骤还包括使所述帘布层结构膨胀。

根据方法的又一方面，所述第一楔件条带和第二楔件条带具有相等的宽度。

根据方法的再一方面，另一步骤还包括冷却所述材料的条带。

根据方法的另一方面，另一步骤还包括将所述帘布层结构牢固到所述圆筒形轮胎成型鼓。

根据方法的再一方面，另一步骤还包括将所述挤压机放置成靠近所述圆筒形轮胎成型鼓。

根据方法的又一方面，切割步骤在条带材料中形成平坦竖直的切割。

根据方法的再一方面，所述帘布层结构是用于未固化轮胎的胎体帘布层。

根据方法的又一方面，所述帘布层结构是用于未固化轮胎的带束层帘布层。

根据方法的另一方面，另一步骤还包括在切割步骤之前验证所述材料的条带的形状。

根据本发明的一方面，提供一种用于成型未固化轮胎的装置，其特征在于，包括：

用于接收帘布层结构的圆筒形轮胎成型鼓；

用于将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中每个的施加器；

用于分发材料的条带的挤压机；以及

用于将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带的切割设备。

根据本发明的另一方面，还包括用于所述帘布层结构的膨胀器。

根据本发明的另一方面，所述第一楔件条带和第二楔件条带具有相等的宽度。

根据本发明的另一方面，还包括用于所述材料的条带的冷却器。

根据本发明的另一方面，还包括用于将所述帘布层结构牢固到所述膨胀器的夹具。

根据本发明的另一方面，所述挤压机被布置成靠近所述圆筒形轮胎成型鼓。

根据本发明的另一方面，所述切割设备以平坦竖直的切割来分割所述材料的条带。

根据本发明的另一方面，所述帘布层结构是胎体帘布层。

根据本发明的另一方面，所述帘布层结构是带束层帘布层。

根据本发明的另一方面，还包括在所述切割设备分割所述材料的条带之前用于验证所述材料的条带的形状的相机。

根据本发明的另一方面，提供一种用于成型未固化轮胎的方法，其特征在于，包括步骤：

通过圆筒形轮胎成型鼓接收帘布层结构；

将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中的每个；

从挤压机分发材料的条带；以及

将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带。

根据本发明的另一方面，还包括使所述帘布层结构膨胀的步骤。

根据本发明的另一方面，所述第一楔件条带和第二楔件条带具有相等的宽度。

根据本发明的另一方面，还包括冷却所述材料的条带的步骤。

根据本发明的另一方面，还包括将所述帘布层结构牢固到所述圆筒形轮胎成型鼓的步骤。

根据本发明的另一方面，还包括将所述挤压机放置成靠近所述圆筒形轮胎成型鼓的步骤。

根据本发明的另一方面，切割步骤形成平坦竖直的切割。

根据本发明的另一方面，所述帘布层结构是胎体帘布层。

根据本发明的另一方面，所述帘布层结构是带束层帘布层。

根据本发明的另一方面，还包括在切割步骤之前验证所述材料的条带的形状的步骤。

附图说明

在结合附图观察时，本发明的特征将得到更清楚地理解。其中：

图1是根据本发明的示例装置的示意性正视图；以及

图2是根据本发明的另一示例装置的示意性平面图。

具体实施方式

机器操作可以通过在有效的操作和布局中将用于构建轮胎的许多机器操作结合在一起而显著降低成型轮胎的成本，这也可以减少空间需求，其强调轮胎组分在被需要时制造，以及被应用以克服任何库存问题，同时促进轮胎的尺寸和类型的快速转换。用于成型轮胎的系统可以具有胎体成型站、缓冲层站和轮胎成型站，其与胎体和缓冲层站机械地起作用。每个站可以机械化，从而实现轮胎成型的自动化。胎体成型站可包括坚固表面，用于将弹性体条带供应和缠绕到坚固表面上以形成期望轮廓的层的装置，用于供应弹性体带条以便包裹在由所述弹性体条带形成的层的顶部上，用于将来自挤压机和施加器的以轮胎组分的形式的弹性体条带挤压和缠绕到弹性体带条上的装置。

轮胎成型站可包括能够将胎体扩展成环形形状的轮胎成型鼓，用于将胎面材料层压到鼓上的胎体上的装置，以及用于通过从胎体成型鼓移除胎体并且将其放置在轮胎成型鼓上并且来平移胎体并扩展轮胎胎体的装置。缓冲层站可包括用于切割各种所需材料和宽度的有限长度以及按送料顺序对有限长度的材料进行排序以便累积到缓冲层包中的装置，用于将材料顺序地供应到缓冲层包以形成用于轮胎的缓冲层的装置，用于将缓冲层输送到轮胎成型鼓上的轮胎胎体的装置，用于将缓冲层施加到轮胎胎体上的装置。

这种方法和/或装置可提供两级轮胎成型而无需不必要地存储轮胎的组分。制造轮胎的方法可以包括制造用于轮胎胎体的带条，其通过将胶条带添加到覆盖有帘布层的内衬以形成带条来形成，其然后被转移到第一轮胎成型位置。然后可以将胎侧、胎肩楔件和胎圈添加到第一位置，从该第一位置可以转移到第二轮胎成型位置。在第二轮胎成型位置，可以发生未固化轮胎的最终成形以及缓冲层和胎面橡胶的添加。胎侧和胎肩楔件橡胶可以在第一轮胎成型位置处从连续的条带橡胶源缠绕到胎体上。

装置可在第一级成型位置处成型带条以形成轮胎胎体及其后续处理。第一步可成型用于轮胎胎体的带条，包括内衬、胶条带和帘布层。带条成型在本领域中是已知的并且存在多种已知的成型带条的方式，包括使用带束层或可折叠的鼓，以通常未增强的连续片材的形式的内衬并且类似地以连续片材的形式通常未增强和施加的帘布层施加到所述鼓。片材可以通过压延操作等供给。可以使用坚固的鼓进行带条成型，并且可以在内衬和帘布层之间添加胶条带。胶条带可以是以任何所需轮廓缠绕在内衬上的条形楔件材料。此外，条带材料的帘布层也可以缠绕在帘布层的顶部上。可以以通常的方式添加胎跟加强层。

然后可以将成型在带条成型器上的胎体的部分转移到第一级成型鼓。在第一级成型器处加载胎圈并使鼓膨胀的操作可以在带条被加载在与第一级成型鼓一致的膨胀器上的同时发生，于是拖拉器环可以夹持带条并将其拉到第一级成型鼓上。此时囊反包会出现，接着在胎侧材料上进行条带层压，之后可能发生胎圈包布的施加。然后可以折叠第一级成型鼓并且可以发生胎体到第二级成型鼓的转移。

胎体成型站可包括带条成型鼓，其具有用于使鼓围绕其圆筒形轴线旋转的头架（head stock）或主驱动器。带条成型鼓可具有坚固的但可折叠的表面用于带条成型操作。与带条成型鼓相邻的可以是层压机或条带施加器，其朝向鼓并且沿其平行于鼓的圆筒形轴线的表面可移动。弹性条带可以在将条带通过冷却鼓之后从冷供给挤压机供应到鼓，以使条带处于可接受的温度以施加到鼓。

层压的阻挡或胶垫层可以包括条带材料，在鼓绕其轴线旋转时条带材料缠绕在鼓上，一个抵靠另一个通过。条带材料可以平放，一个在另一个上面，和/或以范围可从平面到竖直的角度放置，从而便于刻画楔形胶条带的表面的轮廓。楔形条带的轮廓可以在鼓的长度上变化。

此外，在与施加器相对的一侧上的鼓附近的可以是服务器和缝合器。缝合器可以具有横穿鼓表面的辊以从被施加到鼓的组分下方去除存留的空气，从而确保组分均匀地施加到鼓上。衬和帘布层都可以由服务器提供给鼓。衬可以是单个材料带条或由多匝材料构成的带条。在衬可以特别宽的情况下，带条可以在圆筒形轴线的方向上螺旋地施加在鼓表面上。

由于鼓的大尺寸，超级结构可以支撑承载用于轮胎帘布层的材料卷轴的“A”框架，该材料是加强（例如通过绳索）材料的带条和用于收集插入在卷轴中的材料层之间的备用衬的卷绕辊以确保分离。“A”框架可以在升高的位置延伸，具有两个备用和交替材料源用于转换。升高的位置可以允许卷轴将材料供应到传送器，传送器由驱动组件驱动并且具有枢转端部以便将帘布层材料的大致切向放置到鼓的表面上。

另一驱动组件可以相对于变化的鼓直径定位传送器的端部。将传送器放置在鼓上允许其上具有轮胎衬的卷轴放置在传送器下方。卷轴可以在搬运车上运载并且具有类似于“A”框架的卷绕辊。衬应用器可以朝向和远离鼓移动以施加衬。带条转移单元可以通过使带条经过鼓并使带条与吸盘接合来从鼓移除带条。带条转移单元可以在鼓和带条膨胀器之间移动，带条可以放置在带条膨胀器上。

成型在坚固鼓上的带条可以是衬，层压屏障，帘布层和/或替代的层压刮板或叠置帘布层（其以上述用于层压屏障的方式制成）的复合物，可被彼此层叠和/或成角度以形成叠置帘布层的条带材料的复合物。作为另一替代方案，可以去除衬，并且帘布层可以包括多个增强材料的带条。

带条膨胀器可以具有转塔以便使带条膨胀器在那里旋转到与带条拖拉器对齐的位置。带条拖拉器可以在带条在膨胀器上膨胀到其所需直径之后接合带条，以通过在带条膨胀器和成型鼓之间横向移动而将带条拉到与带条拉动器对齐的第一级成型鼓上。成型鼓可以由安装在转塔上的头架支撑，头架用于将成型鼓从一个位置摆动到成型位置，在那里它由尾架支撑。第二缝合器可以在其成型位置处邻近成型鼓定位。而且，在成型位置处与成型鼓相邻，但在与第二缝合器相对的一侧，可以是第二条带施加器或层压机。条带施加器可以将弹性条带施加到成型鼓上，用于将胎侧和胎肩楔件组分补充到其上的带条，所述胎侧和胎肩楔件组分以与上述用于通过第一条带施加器为胶垫刻画轮廓的相同方式构造。在条带经过两个冷却鼓之后，第二条带施加器可以通过第二冷供给挤压机进料。

在如上所述的第一级复合体中成型轮胎胎体的同时，可以存在构成连续长度缓冲层材料的并行操作。可以通过围绕增强材料进行压延或挤压来形成连续长度的缓冲层材料。连续长度的各种弹性体和增强物的缓冲层材料可以以各种宽度构成轮胎的各缓冲层。随后，可以通过将货厢上的材料的搬运车循环到切断处来对累积的缓冲层进行排序，其中可以以适当的顺序从材料切割有限长度的缓冲层，以便将它们送料给第二级成型鼓。

缓冲层可以以它们适当的顺序施加到第二级成型鼓上，通过将缓冲层经由串行服务器顺序地供给到第二级成型鼓上的轮胎胎体上，现在已经转移至成型的轮胎胎体。胎面橡胶在通过第二级成型鼓的膨胀成形并层压之后可以添加到轮胎中。

上述制造轮胎的方法提供了由需求引起的所需的缓冲层的连续构造以及第一级成型所需的胎侧和胎肩楔件材料的供应，消除了对这些组分的存储的需要。这种装置可以包括在轨道上的移动货厢的闭环，其中一个货厢在进入轨道上。该环可以通过转送货厢来操作，所述转送货厢在轨道之间使货厢循环。移动的货厢可以容纳搬运车，每个搬运车支撑一卷缓冲层材料和用于在卷上的缓冲层材料之间集聚衬的喂送辊。卷可以支撑在被驱动以使卷旋转的轴上。此外，搬运车也可以放置在切断服务器的出口端以从服务器接收缓冲层。搬运车可以装载到货厢上并通过闭环进行排序。

顶置传送器系统可用于通过闭环运输搬运车。升降机可以将货厢提升到搬运车中达到轨道上的货厢的水平。当所有搬运车装载进入闭环时，闭环可以依次重复产生有限长度的缓冲层。用于切断服务器入口和出口端搬运车的驱动器可以驱动其上的辊以从入口端的辊供应缓冲层材料，其然后可以由操作员切断并且前进到出口端的搬运车，出口端的搬运车具有由驱动器驱动的辊以在其上依次连续累积有限长度的缓冲层。由于各搬运车的缓冲层材料用于特定轮胎的特定缓冲层包的缓冲层，因此驱动器可以转换到交替位置，以允许携带搬运车的货厢越过转送货厢。以这种方式，货厢可以顺序地旋转通过闭环以将每个货厢以适当顺序带到切断服务器，以从货厢上的每个辊上剪切适当长度的缓冲层以构成特定轮胎的包。

作为示例，六个货厢可以用于单个轮胎的六个缓冲层包。对于更少的缓冲层，可以通过闭环循环更少的货厢。当搬运车处于切断服务器前方的位置时，驱动器可以朝向搬运车移动并且接合其轴以使其能够使承载搬运车上的缓冲层材料卷的轴旋转。材料可以从搬运车供给切断服务器上，并通过表面驱动数字编码器来测量长度，所述编码器设置成停止对于该特定缓冲层的服务器。可以切割材料并将多余的卷起来。下一搬运车可以移动到位，并且下一块缓冲层材料可以被切断并且顺序地沿着切断服务器的传送器向下引导以在切断服务器的出口端处卷绕到搬运车上的辊中。

该过程可以继续直到缓冲层材料的供应耗尽，此时可以将装载的搬运车更换为空的搬运车且可以将空的搬运车安装在卷绕位置。如果满足对特定缓冲层包的需求，则可以将另一组缓冲层辊材料输入系统以产生用于下一组轮胎的缓冲层包。

缓冲层系统的循环可以如下：可以将整搬运车的材料带到升降机，在那里货厢被提升到搬运车上；搬运车/货厢组合通过短的直段和转送货厢进入系统；如果转送货厢上有另一货厢/搬运车，则货厢/搬运车组合可在轨道的直段等待；可以按合适顺序以相同的方式装载多达五搬运车。驻守在切断服务器处的操作员现在可以拥有多达六个货厢/搬运车组合。空搬运车可处于切断服务器的出口端的卷绕位置。每当驱动器远离脱离位置时，限位开关可以发送信号，防止搬运车/货厢组合移动越过材料展开站。操作员可以按下离开站按钮，并且如果有刚刚卸载下的货厢/搬运车组合，它可移出位置。然后，操作员满意她/他有合适的搬运车，可以按下卷绕开始按钮，并且驱动器卷绕可以移入并接合已经移动到位的新搬运车。操作员可以通过速度控制跳动辊下方的导向装置将原料展开，并使用长度测量器将其放到切断服务器的传送器上。传送器可以停在预设长度并且原料可被切割。

当原料到达切断服务器的末端时，它可以在另一速度控制跳动辊下与卷绕搬运车的衬一起被供给。然后操作员可以推动缩回原料按钮，这将多余的材料卷回到切断服务器前部的货厢/搬运车组合中。这也会导致驱动器脱离和缩回。当驱动器完全缩回时，操作员可以按下离开站按钮并且货厢/搬运车组合可以在轨道周围移动以便另一循环或者在它为空的情况下移动到装载/卸载站。如果货厢/搬运车组合要进入装载/卸载站，操作员可以在其控制面板上指示这一点。下一货厢/搬运车组合向上移动并且驱动器返回到位以重复循环，直到材料供应耗尽或工厂要求得到满足。

当操作员处于他的最后一个循环时，闭环中的搬运车可以在它们完成时卸载并且整个搬运车放在其位置中以便不干扰工作流程。一旦操作员在切断服务器的出口端替换包含预装配的缓冲层包的卷绕搬运车，她/他就可以继续。在循环结束时，搬运车可以从切断服务器的末端撤出，并且驱动器可以移位，准备好在搬运车被移位到位时在切断服务器的入口端将其转送到转送货厢。如上所述的这种方法和/或装置在美国专利5,554,242中公开，该专利全文以引用的方式并入本文。

现在参考附图，图1和2示出了根据本发明的方法和装置10。胎肩楔件材料11可被分割并以两个条带13、14的形式缠绕到第一级成型鼓20处的胎体帘布层5。带条膨胀器30可以从图2中所示的与第一级成型鼓20一致的虚幻位置能够摆动，以允许带条拖拉器40穿过第一级成型鼓20以及将胎体5夹在带条膨胀器30上以随后在第一成型鼓20上拖拉胎体帘布层5。条带施加器50可施加条带13、14两者。条带13、14可以从挤压机60供应，挤压机60可以是热或冷的供给挤压机。条带13、14可以在被条带施加器60施加之前传递到带条冷却器或结彩器（festoon）70。在上述方式中，条带13、14可在其被制造时直接施加在轮胎成型操作中，并且不需要存放组分，例如胎肩楔件。

楔件材料11可以从挤压机60输出，在条带冷却器70处冷却，然后竖直地分成两个条带13、14，每个条带具有相等的水平宽度。相机80可以在冷却之前验证楔件材料11的形状。根据本发明的这个例子，切割器90，例如刀，可以在竖直平面中将楔件材料11分成两个条带13、14，一个用于轮胎的一个胎肩。一旦条带13、14在轮胎成型操作中施加到例如胎体帘布层5或轮胎的带束层包，条带可支撑带束层的边缘，因为（多个）胎体帘布层5向下径向弯曲到轮胎的侧壁区域。条带13、14可以是平的，但更常见的可以是横截面为三角形以匹配轮胎的胎肩曲率。

条带13、14通常在与轮胎成型区域分开的组分制备区域中制造。如果条带13、14被预先施加到与轮胎成型机10靠近（例如，在10-40英尺内）的轮胎成型区域中的带束层或帘布层，则传送到轮胎成型鼓10之前在卷绕或储存期间，可能的损坏，如挤压，切割，扭曲，污染等，可以被消除。

根据专利法的规定，已经解释了装置和方法的原理和操作模式，并且已经说明和描述了被认为是其最佳示例的内容。然而，应该理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以不同于具体示出和描述的方式来实施。

Claims (10)

1.一种用于成型未固化轮胎的装置，其特征在于，包括：

用于接收帘布层结构的圆筒形轮胎成型鼓；

用于将第一楔件条带和第二楔件条带施加到所述帘布层结构的两个胎肩部分中每个的施加器；

用于分发材料的条带的挤压机；以及

用于将所述材料的条带分割成所述第一楔件条带和第二楔件条带的切割设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于所述帘布层结构的膨胀器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一楔件条带和第二楔件条带具有相等的宽度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于所述材料的条带的冷却器。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括用于将所述帘布层结构牢固到所述膨胀器的夹具。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挤压机被布置成靠近所述圆筒形轮胎成型鼓。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切割设备以平坦竖直的切割来分割所述材料的条带。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述帘布层结构是胎体帘布层。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述帘布层结构是带束层帘布层。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括在所述切割设备分割所述材料的条带之前用于验证所述材料的条带的形状的相机。