CN100418738C - 用于生产橡胶条带的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产至少两个橡胶条带的装置，其包括：一个用于将混合橡胶挤压成至少两个均具有预制截面形状的预制橡胶条带的挤压机，以及一对用于同时将预制橡胶条带形成为至少两个均具有成品截面形状的橡胶条带的压延辊。

Description

用于生产橡胶条带的装置
技术领域
本发明涉及一种用于生产橡胶条带的装置，其能够同时且精确地由一台挤压机形成多个橡胶条带。
背景技术
在充气轮胎中，为了充分表现轮胎不同部分的特性，胎面橡胶件、胎侧橡胶件、箝紧橡胶件以及内衬橡胶件由不同混合物制成。此外，当要制造充气轮胎时，将上述提及的橡胶化合物挤压成不同的截面形状并供应给轮胎成型设备。
近年来，提出条带缠绕方法来形成橡胶件。根据所述条带缠绕方法，例如如图7(A)所示，带状未经硫化的橡胶条带“a”绕轮胎成型设备(未图示)螺旋地连续缠绕，从而获得具有期望截面形状的橡胶件b。图7(A)示出胎面橡胶件c作为橡胶件b的一个例子。
此外，近年来，提出了双缠绕方法，如图7(B)所示。根据该方法，将两个橡胶条带a1和a2同时绕所述成型设备从其相对两端沿其横向方向朝向其中心缠绕。图7(C)示出双缠绕方法的另一示例。根据该方法，两个橡胶条带a1和a2绕成型设备从其中心朝其相对端缠绕。
在所述的双缠绕方法中，必须同时向轮胎成型设备提供多个橡胶条带。因此，传统方法需要数量与橡胶条带数量对应的用于挤压混合橡胶的挤压机。传统的方法存在挤压机数量增加且设备成本增加的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于生产橡胶条带的装置，其能够使用一台挤压机同时形成至少两个橡胶条带。这可减少要使用的挤压机的数量并降低设备成本。
根据本发明，一种用于生产至少两个橡胶条带的装置包括：
一个用于挤压混合橡胶的挤压机，所述挤压机包括一个具有挤出开口的主体以及一个安装于主体上的模子，所述模子包括：一个与所述主体的挤出开口相通的入口；至少两个出口，混合橡胶由所述出口挤成至少两个均具有预制截面形状的预制橡胶条带；以及一个橡胶通道，其延伸于所述入口和出口之间，用以将由入口供应的橡胶分送到每个出口；以及
一对压延辊，用于同时将所述至少两个预制橡胶条带形成为至少两个均具有成品截面形状的橡胶条带。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的用于生产橡胶条带的装置的侧视图；
图2为所述装置主要部分的放大截面视图；
图3(A)为沿横向方向的橡胶通道的放大截面视图，
图3(B)为示出接口件的前视图；
图4为橡胶通道的立体图；
图5为压延辊的前视图；
图6为一个成品橡胶条带示例的截面视图；以及
图7(A)为用于说明橡胶条带缠绕方法的截面视图；且
图7(B)和7(C)为用于原理性说明双缠绕方法的图示。
具体实施方式
在图1和图2中，用于生产橡胶条带的装置1(下文一些情况下简称“装置”)包括：一个挤压机3，用于将混合橡胶挤压成至少两个均具有预制截面形状的预制橡胶条带Gp；以及一个具有一对压延辊19U、19L的压延头，用于同时将预制橡胶条带Gp形成为至少两个均具有成品截面形状的橡胶条带Gs。
本实施例的装置1用于通过双缠绕方法形成轮胎橡胶件。如图6所示，本实施例的装置1可生产两个均具有条带宽度Ws为5mm到30mm且条带厚度Ts为0.5mm到2.0mm的橡胶条带Gs。
将两个橡胶条带Gs以较高的温度(即在没有通过冷却步骤的情况下)供应给具有圆柱形表面的轮胎成型装置(图未示)，并且将两个橡胶条带Gs绕成型设备螺旋缠绕。借此，由于橡胶条带Gs的粘性没有受到损害，可有效地形成其中的橡胶条带彼此坚固结合成一整体的轮胎橡胶件。
本实施例的橡胶条带Gs具有基本上梯形的截面。相对侧的端部是渐缩的具有基本上梯形、三角形或新月形截面形状的橡胶条带对形成具有光滑表面的轮胎橡胶件是有用的。
橡胶挤压机3包括：类似圆筒的主体9；安装于主体9的模子6；设置在主体9中的螺杆轴10；用于驱动螺杆轴10的电动机M。主体9的前端设有一个挤出开口2，橡胶通过该挤出开口2排出。如果螺杆轴10旋转，则使主体9中的橡胶在其中混合并在该状态下由挤出开口2挤出。
模子6包括：一个入口6i，该入口6i与主体9的挤出开口2连通；至少两个出口17A和17B，混合的橡胶通过出口挤压成两个预制橡胶条带Gp；以及一个延伸于入口6i和出口17A和17B之间的橡胶通道，用以将由入口6i供应的混合橡胶分送至每个出口17A和17B。
如图2所示，模子6包括一个块状模头11以及一个接口件12，该接口件12可拆卸地安装在模头11的前侧(前侧为橡胶流的下游侧)。模头11借助于诸如可移走的螺栓等固定工具装至主体9前端的凸缘部9A。
模头11具有入口6i，并且接口件12具有出口17A和17B。
橡胶通道4包括一个延伸于模头11内的第一通道部14以及一个位于下游侧在第一通道部14之后并在接口件12中延伸的第二通道部15。在本实施例中，橡胶通道4的截面面积朝下游侧逐渐减小。以此设计，可在高压下挤压混合橡胶。
如图4所示，第一通道部14具有一个变化部14A，该变化部A处的截面形状朝接口件12方向由圆形平滑地改变为横长扁平形。本实施例中，尽管第一通道部14的截面形状由入口6i连续改变，但第一通道部14也可包括一个具有与入口6i截面形状相同的截面形状的延伸部。
如图3和图4所示，第二通道部15包括至少两个分支通道16A和16B，用于将第一通道部14的混合橡胶分送至所述的至少两个出口17A和17B中。在一些情况下，分支通道16A和16B可共同称为分支通道“16”，并且出口17A和17B可共同称为出口“17”。
在本实施例中，第二通道部15还包括一个连接于第一通道部14和分支通道16A和16B的连接通道18。
两个分支通道16中的每个都是渐缩的，使得其截面形状的高度和宽度朝出口17越来越小。以此设计，穿过每个分支通道16的混合橡胶逐渐受到朝出口17的高压，且将橡胶精确挤出形成与出口17相同的截面形状。
图3(B)示出分支通道16的上游开口16a和下游开口16b(对应于出口17)。上游开口16a的开口面积Sa的总和∑Sa与下游开口16b的开口面积Sb的总和∑Sb的比(∑Sb/∑Sa)优选地在0.25到0.5的范围。如果比(∑Sb/∑Sa)大于0.5，则不能充分移除混合橡胶中的空气，并趋于不能获得均匀的橡胶材料。另一方面，如果比(∑Sb/∑Sa)小于0.25，则由于材料量不同，橡胶的挤压速度将大大降低。
在本实施例中，出口17具有横长椭圆截面形状，其宽度Wp为条带宽度Ws的0.1到1.0倍，优选为0.5到1.0倍，且其厚度Tp为条带厚度Ts的1.0到10.0倍，优选为1.2到3.0倍。在本实施例中，两个出口17的截面形状基本相同。如果出口17的宽度Wp和厚度Tp与条带宽度Ws和条带厚度Ts显著不同，则辊头7的加工率变得很大，并且成品橡胶条带Gs的尺寸会不相同。如果出口17和橡胶条带的尺寸彼此太接近，则出口17的挤出厚度减少，预制橡胶条带Gp变成波状，且挤出稳定性趋于恶化。
优选地，所述至少两个出口17A和17B在橡胶条带Gs的横向方向彼此分开2mm到100mm范围内的距离L。如果距离L小于2mm，则可能出现挤出的预制橡胶条带Gp彼此接触的不利情况。更优选地，距离L为5mm或5mm以上。如果距离L过长，模子6比所需要的大。因此，距离L优选不超过100mm，更优选为不超过20mm。
第二通道部15的上游开口15a的截面形状基本上与第一通道部14的下游开口14b的截面形状相同。如图4所示的，上游开口15a的宽度WO设置为等于或小于挤出开口2的直径DO。但是，当要形成宽度较宽的橡胶条带Gs时，宽度WO可以设置得大于直径DO。在此情况下，宽度WO优选大于出口17总宽度∑Wp和距离L的总和∑L的总和，即WO＞(∑Wp+∑L)。如果WO≤(∑Wp+∑L)，在分支通道16外横向方向上橡胶流动性变差，并且预制橡胶条带Gp的形状和尺寸的均匀性趋于变差。
压延头7包括有设置在模子6的附近的上压延辊19U和下压延辊19L(共同称为压延辊19)。例如，压延辊19U和19L通过支架20整体设置在模子6上。
如图5所示，在压延头7中，在压延辊19U和19L中的至少一个的外表面上设置有槽21。槽21沿辊的圆周方向彼此平行延伸，并将由每个出口17挤出的预制橡胶条带Gp形成具有最终成品截面形状的成品橡胶条带Gs。在本实施例中，在上压延辊19U的外表面中设置有两个彼此平行的槽21。
将每个预制橡胶条带Gp在上压延辊19U的槽21与下压延辊19L的外表面之间的间隙中辊压，同时产生两个具有成品截面形状的橡胶条带Gs。
槽21的截面形状具有扁平底部21b以及由底部21b的相对端部沿槽宽度增加方向延伸的侧壁21a。以此设计，如图6所示，可易于获得具有渐缩的相对侧部的成品橡胶条带Gs。此外，槽21的一对侧壁21a用于防止橡胶条带Gs在宽度方向延伸过大。考虑到此，除去辊19U和19L的槽21之外的外表面之间的间隙D1优选不超过槽21的深度D2的0.5倍。在本实施例中，槽21具有相同的截面形状。
如另一实施例，出口17的截面形状和成型的槽21的截面形状彼此可以是不相同的。这样的装置1可同时生产两种具有不同截面形状的成品橡胶条带。这对于形成横向对称的橡胶件是有用的。
上述的生产装置1可使用一台挤压机3同时并精确地形成多个(本实施例中为两个)橡胶条带Gs。因此，可通过双缠绕有效地形成橡胶件，并且可减少挤压机3的数量。这样，设备成本得以减少，工厂空间得以节省。
根据本发明的装置1，可将橡胶条带Gs在其辊压后立即直接供应给轮胎成型设备，并因此使橡胶条带Gs可以保持在较高温度下。因此，可保持橡胶条带Gs的表面粘性，并将其彼此坚固地结合成一整体。这样，可防止成型的轮胎橡胶件剥落或损坏，并生产出高质量的充气轮胎。
此外，根据本发明的装置1，仅通过改变接口件12就可同时生产出具有不同形状的橡胶条带Gs。因此，可容易地切换单缠绕方法和双缠绕方法。尽管已经详细描述了本发明优选实施例，本发明并不限于这些实施例，其可进行多种改变并以不同方式实现。

Claims (10)

1. 一种用于生产至少两个橡胶条带的装置，其包括：
一个用于挤压混合橡胶的挤压机，
所述挤压机包括：
一个具有挤出开口的主体，以及
一个安装于主体上的模子，
所述模子包括：
一个与所述主体的挤出开口相通的入口，
至少两个出口，混合橡胶由所述出口挤压成至少两个均具有预制截面形状的预制橡胶条带，以及
一个橡胶通道，所述橡胶通道延伸于所述入口和出口之间，用以将由入口供应的橡胶分送至每个出口；以及
一对压延辊，用于同时将所述至少两个预制橡胶条带形成为至少两个均具有成品截面形状的橡胶条带，其中
所述橡胶通道具有一个以不分支的方式延伸的第一通道部和一个连接于所述第一通道部并包括至少两个分支通道的第二通道部，且
每个分支通道渐缩使得其截面形状的高度和宽度朝所述出口方向减小。
2. 如权利要求1所述的装置，其中
所述模子包括一个设有所述入口的模头，以及
一个安装在所述模头上并设有所述出口的接口件，且
所述第一通道部以使得其截面形状的宽度相同的方式延伸于所述模子的本体中并且所述第二通道部延伸于所述接口件中。
3. 如权利要求1所述的装置，其中
所述出口具有基本上相同的截面形状。
4. 如权利要求1所述的装置，其中
所述出口沿橡胶条带的宽度方向彼此分开2毫米到100毫米的距离。
5. 如权利要求2所述的装置，其中
所述接口件安装在所述模头上，所述接口件可进行更换。
6. 如权利要求1所述的装置，其中
至少一个所述压延辊设置有至少两个沿辊的圆周方向延伸的平行槽，用于形成至少两个橡胶条带。
7. 如权利要求6所述的装置，其中
所述槽具有基本上相同的截面形状。
8. 如权利要求6所述的装置，其中
所述槽均具有扁平底部以及一对由所述底部的端部沿槽宽度增加方向延伸的侧壁。
9. 如权利要求1所述的装置，其中
所述每个分支通道具有上游开口和下游开口，且
所述上游开口的开口面积(Sa)的总和(∑sa)与所述下游开口的开口面积(Sb)的总和(∑Sb)的比(∑Sb/∑Sa)在0.25到0.5的范围内。
10. 如权利要求1所述的装置，其中
所述第一通道部比每个分支通道都长。
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