CN100398309C - 通过滚压将带状胎面组件与胎体组件结合的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
描述了一种在生胎生产中通过滚压将一带状胎面组件与一胎体组件结合的方法，其中一压力沿径向向内方向施加在与轮胎的膨胀胎体组件(1)部分结合的一带状胎面组件(5)的转动外周表面上，该胎体组件布置在一轮胎成型鼓上，该压力由至少两个转动且非弹性地布置在滚压单元的一刚性支承部件(3)上的滚压辊(2)的非弹性力施加。刚性支承部件(3)设有使滚压辊(2)沿箭头(6)的方向从待生产轮胎的带状胎面组件(5)的外周表面的中心部分向着其肩部相互对称移动的装置、沿着一垂直于待生产轮胎转轴的轴线移动刚性支承部件(3)的装置、以及沿箭头(7)的方向控制滚压辊(2)的转动位置的装置，滚压辊(2)的压缩力由该用于在一垂直于待生产轮胎的转轴的轴线的方向上移动刚性支承部件(3)的装置控制。还描述了一种实施该方法的设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种在生胎(green tyre)生产中将带状胎面组件与胎体组件结合的方法，其中通过将一带状胎面组件径向向内地压在膨胀的环形胎体组件的外周表面上，以实现组件的相互结合。本发明还涉及一种利用根据本发明的方法将带状胎面组件滚压(压合)至胎体组件上的设备。
背景技术
在轮胎生产过程中，胎体组件在一轮胎成型鼓上膨胀并成形，从而实现与一预先预备好的带状胎面组件的部分结合。随后，转动轮胎成型鼓，以使带状胎面组件与膨胀的胎体一起转动。
带状胎面组件和膨胀的胎体组件的最终结合通常利用由径向滚压辊(stitching roller)上的一弹性气缸所施加的压缩力来进行。
至今已知的将带状胎面组件和膨胀的胎体组件结合的方法利用了由一其上布置有分开的滚压辊的弹性气压缸在径向上施加的压缩力。直径不同的分开的滚压辊具有通常设计为使得沿着其整个长度对轮胎胎面的表面施压的外形。
另一种将带状胎面组件和膨胀的胎体结合的方法利用了由一其上布置有一对滚压辊的弹性气压缸在径向上所施加的压缩力。该对滚压辊从中心至带状胎面边缘平行于轮胎轴径向地对称移动。
滚压设备可能还有很多种设计方案。该设备可以设计为动态的，例如，在滚压过程中每个辊绕着其自身的平行于待生产轮胎的转轴的轴线转动，同时辊在从待生产轮胎外周表面的中心部分至其肩部的方向上相互对称地移动，即滚压辊平行于轮胎的转轴移动；这样的设计方案可以在例如专利EP 0770475B1中发现，其中使用了具有两个置于连接至一固定支架的气压缸上的滚压辊的系统，支架在径向上的移动和置于气压缸上的滚压辊在轴向上的移动通过与电动马达相连的螺杆保证。根据以上专利的设备还包括使滚压辊的转轴从一平行于轮胎成型鼓转轴的位置偏转的装置。
另一种滚压设备由静态的滚压设备构成，在该设备中，当使用时，辊只是绕着其自身的轴移动，而没有所用辊的相对移动。同时静态辊和动态辊的混合也是可能的。这在专利EP 0627302B1中有所描述，其中该发明的主题是一种用于生产子午线轮胎的设备，该设备的一部分由一设有至少一个辊的压力单元构成。特别是，其具有三个辊，其中一个辊静态地压下轮胎外周表面的中心部分并且两个动态辊布置为压下带状胎面边缘。这些辊在一气压缸的作用下移动到一传送单元的开口中，该传送单元特别适于该目的并将皮带和胎面从一卷筒传送至轮胎成型鼓。
静态滚压辊也可以设计为分开形式并具有不同的直径，并且其外形允许沿着其整个长度压下轮胎胎面表面。然而，在使用分开的滚压辊时，也可以利用滚压单元与辊在平行于成型鼓轴的方向上的移动，例如，如专利SU 1305056A1所述，其中分开的滚压辊的每个单独部分包括一弹簧，以致其位置不是固定的，而是可以在分开的辊相对于成型鼓轴的轴向移动期间根据变化的表面而变化。
通过使用上述设备，可以实施将一带状胎面组件压下-滚压(stitching)至一胎体组件的方法，其中在这种情况下，在相反方向上作用的弹性元件，即膨胀的带状胎面组件和气压缸会与滚压辊相接触。如果转动的带状胎面出现通常的表面不均匀性，滚压辊和带状胎面的相互作用就会增大。这种相互作用对于成品轮胎的均匀性有着不利的影响。
上述方法的缺点在于成品轮胎较低的均匀性、胎体纤维的变形、胎肩中可能出现气窝以及在成品轮胎的尺寸变化中滚压辊外形的复杂调节。
现在，已经令人惊奇地发现由一构成含有至少一滚压辊的滚压单元的一部分的气压缸以及一膨胀的胎体组件组成的两个弹性元件之间的上述相互作用可以以如此方式降低，即在滚压单元的设计中不使用弹性元件，而是用一刚性非弹性元件来代替。利用根据本发明的方法和设备可以获得具有更高均匀性的成品轮胎。
生产生胎的方法通常包括下述操作：
生产出呈气缸套形式的整体胎体组件，其通常由内橡胶、侧壁和胎体帘布层构成，并且随后安装上胎圈钢丝，
生产出通常由若干个带层和一轮胎胎面构成的汽缸套形式的带状胎面组件，
将该带状胎面组件传送至胎体组件上的一给定位置，
通过将胎体组件膨胀并同时装上胎圈钢丝，绕着胎圈钢丝卷起胎体帘布层和侧壁、将待生产轮胎的侧壁压在胎体组件上从而将胎体组件成形成一环形形状，其中在成型鼓转动期间，膨胀的胎体组件与带状胎面组件部分地结合，该带状胎面与呈环形形式的膨胀的胎体组件一起在成型鼓上转动，
在成型鼓转动期间，通过滚压完成带状胎面组件与环形形式的胎体组件的结合。
发明内容
利用根据本发明在轮胎生产中通过成型鼓上的滚压(压合)将一带状胎面组件和一胎体组件结合的方法，基本上可以消除上述缺点，本发明的主题在于将一压力径向向内地施加于与位于成型鼓上并呈环形形式的胎体组件相连的转动带状胎面组件的外周表面上，该压力由至少两个辊施加，该辊转动且非弹性地置于滚压单元的一刚性支承部件上，该刚性支承部件设有使滚压辊从待生产轮胎的带状胎面组件的外周表面的中心部分向其肩部相互对称地移动的装置，并且还可能带有用于使滚压辊的转轴从一平行于待生产轮胎的转轴(以及平行于转动成型鼓的转轴)的位置偏转的装置。该辊的压缩力通过用于在一垂直于待生产轮胎的转轴的轴线方向上移动刚性支承部件的装置进行调整(控制)。该用于在垂直于待生产轮胎的转轴的轴线方向上移动刚性支承部件的装置还用于将刚性支承部件移动至滚压处的一预定位置，并用于在滚压过程中根据滚压辊在待生产轮胎的转动表面上的位置移动刚性支承部件。
滚压单元的径向移动表示刚性支承部件在垂直于待生产轮胎的转轴的方向上的移动。表现为带有至少两个非弹性布置的滚压辊的一刚性支承部件的滚压单元向一限定位置(即从成型鼓的轴线向着滚压辊的轴线的一限定径向距离)的径向移动被自动控制。
类似地，滚压辊在从待生产轮胎外周表面的中心部分至其肩部的方向上的对称移动(即在平行于成型鼓的轴线的方向上)被自动控制，同时滚压辊的转轴还从一平行于待生产轮胎的转轴的位置处偏转，以使得在外周表面上以此方式施加的径向力可以以最有效的方式被利用，并且还可以进行刚性支承部件的径向移动，从而在滚压辊沿着待生产轮胎的弯曲外周表面移动期间能够保持由滚压辊所施加的压缩力的大小。
本发明的主题还涉及一种用于将带状胎面组件滚压(压合)至位于成型鼓上的胎体组件的设备，该成型鼓带有驱动成型鼓转动的驱动装置，其中该滚压单元包括有至少两个非弹性地附着于刚性支承部件的滚压辊，该辊绕着一平行于成型鼓轴的轴线转动，以及将刚性支承部件移动至一靠近与带状胎面组件部分结合的转动胎体组件的预定位置处的装置。这些装置还用于在滚压过程中根据滚压辊之间的相互位置使刚性支承部件随着滚压辊移动。该滚压设备还包括在滚压辊已经接触到上述表面之后使滚压辊从待生产轮胎的外周表面的中心部分向其肩部相互对称移动的装置，以及用于控制滚压辊的转轴从平行于待生产轮胎的转轴的位置处偏转的装置，其中滚压辊构造为非弹性的。
使滚压辊的转轴从平行于待生产轮胎转轴的位置处偏转的装置的任何已知结构方案均可以使用，只要滚压辊以非弹性的方式附着，这意味着它们无需放置在例如气压缸上。
在轮胎生产中将带状胎面组件滚压至胎体组件上的方法以及利用该方法的设备将通过附图和具体实施例中的例子进行详细的解释。
附图说明
图1示意性地示出了根据本发明的一设备相对于成型鼓的布置的侧视图。
图2示意性地示出了在根据本发明将带状胎面组件滚压至胎体组件上的过程中滚压单元的各部件的可能移动。
图3示意性地示出了根据本发明的一将带状胎面组件滚压至胎体组件上的设备。
图4示出了根据本发明的一滚压设备，其具有使滚压辊的转轴与待生产轮胎的转轴平行的位置偏转的可能。
图5示意性地示出了在辊出现表面粗糙度的情况下当其相对于成型鼓的轴线轴向移动时辊在径向上的偏转，其中：
A在通常的滚压法中
B在根据本发明的滚压法中
图6示出了轮胎径向强度的图形表示，参考所谓的“峰间(peak topeak)”值，其中：
A在通常的滚压法中
B在根据本发明的滚压法中
具体实施方式
在图1中示意性地示出的设备包括一带有杠杆臂的成型鼓9，其中该成型鼓9设有驱动装置，以保证其在给定方向上以给定速度转动。在成型鼓的外周周围，卷绕一胎体组件1，一预先准备的带状胎面组件5以预定间距布置在该胎体组件1上。成型鼓9设计为可以由压缩空气使环绕着该成型鼓的胎体组件膨胀，其中达到一定的压力值。通过使胎体组件1膨胀可以实现胎体组件1和带状胎面组件5的部分结合，并且成型鼓的随后转动会导致胎体组件1和部分结合的带状胎面组件5一起转动。
在成型鼓9附近布置有一根据本发明的滚压单元，该滚压单元包括一刚性支承部件3，在该刚性支承部件3上，至少两个滚压辊2置于支架8上，每个辊可绕自身的轴线转动，该轴线平行于将在成型鼓上生产的轮胎的转轴A。
从图2中可以看出，滚压单元的刚性支承部件3以及滚压辊2在滚压过程中可以沿箭头4的方向径向移动。除了在箭头4方向上的移动之外，滚压辊2还可以在箭头6的方向上轴向移动，同时其转轴可以沿箭头7的方向从一平行于待生产生胎的转轴A的位置偏转。
参考图3，以下将描述滚压单元的刚性支承部件3沿箭头4方向的径向移动以及滚压辊2沿箭头6方向的轴向移动的机构。一根据本发明的方法的设备的刚性支承部件3的径向移动通过一第二伺服马达41、一与该马达相连的螺杆43以及其他滑座42来保证，其中所有这些部件布置在相对于成型鼓的转轴A的径向方向上。第二伺服马达41使带有螺纹的螺杆43转动，从而使支承部件3沿着其他滑座42径向地朝着待生产生胎的外周表面移动。在完成滚压操作之后，第二伺服马达41的反向运动以及因此螺杆43在相反方向上的转动使滚压单元远离已生产出的生胎。同样的原理也适用于滚压辊的轴向移动，其中所有部件(即第一伺服马达61、与之相结合并且在其一半长度上带有右旋螺纹和在其另一半长度上带有左旋螺纹的杆63、以及滑座62)布置成与成型鼓的转轴A平行。为了确保滚压辊2绕着其轴线平行于成型鼓9的转轴A的旋转运动，优选地是，将辊布置在支架8上。这样，支架8在其面对成型鼓的一端具有滚压辊2，该滚压辊在接触到待生产旋转轮胎时将绕着其轴线转动，并且它们通过另一端与在其一半长度上带有右旋螺纹而在其另一半长度上带有左旋螺纹的杆63相结合。在这种情况下，第一伺服马达61的动作会引起带有右旋和左旋螺纹的杆63的转动，结果是支架8从待生产轮胎的外周表面的中心部分向着其胎肩对称移动。滚压辊2的返回运动由第一伺服马达61的反向动作来实现。
滚压辊的轴从一平行于待生产轮胎的转轴的轴线的偏转可以例如通过图4的方式完成。在每个支架8上，具有一个通过一枢转接头83与支架8相结合的辅助支架82。辅助支架82在靠近成型鼓9的端部设有一枢转连接的滚压辊2。线性伺服马达81通过枢转接头与支架8和辅助支架82相连。线性伺服马达81将活塞推出的动作将导致滚压辊2的偏转。
通过由第一伺服马达61驱动的支架8、由第二伺服马达41驱动的支承部件3进行的滚压辊2的准确定位、膨胀的待生产轮胎中的压力以及成型鼓9的转速由一控制系统以这样的方式控制，以使得在合适的时间内在带状胎面组件5和胎体组件1之间达到完美结合。
待生产轮胎的一致性是一个可以利用轮胎径向力的值(即所谓的“峰间”值)评定的量。因此，说明书还包括图5和图6，在图5中示意性地示出了在传统的滚压法以及根据本发明的滚压法中，在辊遇到一表面粗糙度的情况下，在辊相对于成型鼓轴线轴向移动时辊在径向上的偏转，在图6中示出了在传统的滚压法以及根据本发明的滚压法中用所谓的“峰间”值表示的轮胎的上述径向力的图示。图5和6很清楚地显示了本发明相对于背景技术的优点。
Claims (3)
1.一种在轮胎生产中通过滚压将一带状胎面组件与一胎体组件结合的设备，其特征在于，它包括有：
一刚性支承部件(3)，
至少两个转动地附着的滚压辊(2)，其中每个滚压辊(2)独立、非弹性并且可轴向移动地附着至刚性支承部件(3)上，该刚性支承部件(3)设有：
用于使滚压辊(2)轴向相互对称移动的装置，其中该装置由至少一个滑座(62)和一杆(63)构成，该杆(63)从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹，其中该滑座(62)和该杆(63)彼此平行地布置，并且从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹的该杆(63)与支架(8)的一端结合，其适于在用于使滚压辊(2)轴向相互对称移动的第一伺服马达(61)的控制下使支架(8)沿着从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹的该杆(63)对称移动，该滚压辊(2)转动地附着在支架(8)的另一端上，其中该滚压辊(2)的轴线平行于待生产轮胎的转轴A，以及
用于在一垂直于待生产生胎的转轴A的方向上移动刚性支承部件(3)的装置，以将刚性支承部件(3)置于一预定位置上，该装置由至少一个其他滑座(42)和一单向螺杆(43)形成，该其他滑座(42)和该单向螺杆(43)彼此平行地布置，该单向螺杆(43)与第二伺服马达(41)相连，其中该单向螺杆(43)和该其他滑座(42)一起布置为垂直于从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹的该杆(63)。
2.如权利要求1所述的在轮胎生产中通过滚压将一带状胎面组件与一胎体组件结合的设备，其特征在于，它包括有：
一刚性支承部件(3)，
至少两个非弹性地附着的滚压辊(2)，其中每个滚压辊(2)通过支架(8)独立、非弹性并且可轴向移动地连接至刚性支承部件(3)上，该刚性支承部件(3)设有：
用于使滚压辊(2)从待生产轮胎的外周表面的中心部分向其肩部轴向相互对称移动的装置，其中该装置由至少一个布置为平行于一杆(63)的滑座(62)形成，该杆(63)从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹并且与支架(8)的一端结合，其适于在用于使滚压辊(2)轴向相互对称移动的第一伺服马达(61)的控制下使支架(8)沿着从其中心开始对称地设有相反取向的螺纹的该杆(63)对称移动，
用于控制滚压辊(2)的转轴从一平行于待生产轮胎的转轴的位置偏转的装置，其与各支架(8)相连，其中每个支架(8)设有一辅助支架(82)，在该辅助支架的一端设有一转动地布置的滚压辊(2)并且其另一端通过一枢转接头(83)与一线性伺服马达(81)结合，该线性伺服马达通过又一个枢转接头(83)与支架(8)结合，
用于在一垂直于待生产生胎的转轴A的方向上移动刚性支承部件(3)的装置，以将刚性支承部件(3)置于一预定位置上，该装置由至少一个其他滑座(42)和一单向螺杆(43)形成，该其他滑座(42)和该单向螺杆(43)彼此平行地布置，该单向螺杆(43)与第二伺服马达(41)相连，其中该单向螺杆(43)和该其他滑座(42)一起布置成垂直于从其中心对称地设有相反取向的螺纹的该杆(63)。
3.一种利用如权利要求1或2所述的设备在轮胎生产中通过滚压将一带状胎面组件与一胎体组件结合的方法，其中沿径向向内的方向将压力施加于与轮胎的膨胀胎体组件相连的一转动带状胎面组件的外周表面上，该胎体组件置于一轮胎成型鼓上，该压力由至少两个可转动并且置于滚压单元上的滚压辊施加，其中该滚压单元设有使滚压辊从待生产轮胎的带状胎面组件的外周表面的中心部分向其肩部相互对称移动的装置、用于沿着一垂直于待生产轮胎的转轴的轴线的方向移动刚性支承部件的装置、以及可能设有控制该滚压辊的转动位置的装置，其特征在于，该辊的压缩力由该用于沿着一垂直于待生产轮胎的转轴的轴线的方向移动该刚性支承部件的装置控制。
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