CN100542787C - 轮胎结构部件的形成方法及胶片压延装置 - Google Patents

轮胎结构部件的形成方法及胶片压延装置 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种带沟槽胶片的制造方法及装置。橡胶片材通过旋转的一对相向设置的压延辊12和13而被压延制成胶片部件1。胶片部件1被层叠并层压，形成轮胎的构成部件。至少一方的压延辊12形成有给予被压延的胶片部件轮廓的轮廓表面20、21以及形成在轮廓表面上的多数个细微的凸脊12a(31a)。当转动压延辊12和13形成胶片部件1时，在胶片部件1的表面同时形成用于排出空气的沟纹和细槽2。可以简化制造排出空气的沟纹和细槽的胶片部件1的工序，同时能够形成均匀的细槽。

Description

轮胎结构部件的形成方法及胶片压延装置
技术领域
本发明涉及轮胎结构部件的形成方法及胶片压延装置。
背景技术
包括轮胎内衬在内的胶片被多层地缠绕在成形卷筒上，这些多层胶片被层压到一起，形成结构部件，并通过对该结构部件成形，最终形成轮胎。某些情况下，在对胶片进行层压时，胶片之间会驻留空气。
尽管如果胶片具有光滑表面，胶片层之间就极少能够驻留空气，但是，具有光滑表面的层压胶片之间一但驻留空气，就很难从胶片层中完全除去。驻留在层压胶片间的空气所形成的空隙会损害轮胎的质量。
JP 63-43125U公开了一种在胶片表面形成多数个沟槽以使得胶片间驻留的空气能够通过这些沟槽排出的技术。
JP 63-43125U中公开的生胶片的表面设有多数个沟槽。在JP 63-43125U中没有提及任何一种形成这些沟槽的方法。一般地，如日本专利N0.3204747或JP 59-99805U中公开了在橡胶片表面形成多数个沟槽的方法，该方法是将橡胶片放在带有多数个凸脊的圆柱形凸纹辊和圆柱形反作用辊之间压制形成沟槽。
使胶片表面形成沟槽的沟槽成形工艺是在胶片成形工艺之后进行的。当在压延形成胶片之后再于胶片上形成沟槽时，由于受到胶片成形工艺中包括的工艺速度在内的工艺条件导致橡胶片温度变化的影响，采用沟槽成形工艺形成的沟槽形状不规则。
当胶片成形工艺中包括用于在橡胶片表面中形成凸起和凹陷的压纹工艺时，借助圆柱形凸纹辊对具有凸起和凹陷的橡胶片表面进行压延，能够在凸起处形成较深的沟槽，但在凹陷处却很难形成沟槽。
例如，假设轮胎结构部件是通过将多数个具有均匀厚度的胶片重叠后压延成形的。如果这些胶片具有不同的宽度，即，横越胶片长度方向的尺寸分别不同，那么轮胎结构部件的厚度就不均匀。当圆柱形凸纹辊对具有不均匀厚度的结构部件的表面进行压制时，就不能在结构部件的表面形成深度固定的沟槽。
当对生胎进行轮胎成形工艺和/或硫化工艺处理时，生胎会膨胀并向外变形。生胎的肩部，即突出部较其它部分更易于膨胀。因此，当采用厚度相同的胶片形成生胎时，对该生胎进行硫化后所形成的硫化轮胎的橡胶层会具有不均匀的厚度。为了避免上述情况的发生，经常使用肩部(突出部)对应部分的厚度大于其它部分的不均匀厚度胶片形成轮胎，以防止不均匀变形。但是采用凸纹辊对胶片表面进行压延的压延工艺无法在这种厚度不均匀的胶片表面无法形成深度一致的沟槽。
针对上述问题提出本发明，因此，本发明的一个目的就是提供一种生产带沟槽胶片的方法，能够减少制造工艺环节，并且不论胶片是否采用压纹工艺处理过都能够在胶片上形成均一的沟槽。
发明内容
本发明提供一种轮胎结构部件的形成方法，该方法包括以下步骤：准备一对对向压延辊，至少其中之一的压延辊的外周面提供有轮廓加工面，该轮廓加工面上形成有多数个凸脊；于所述一对压延辊之间供给橡胶材料；旋转该对压延辊以压延所述橡胶材料形成胶片，同时在所述胶片部件的表面形成与轮廓加工面对应的轮廓表面，并在轮廓表面上形成多数个与该突条对应的沟槽；使前述胶片具有凸脊的轮廓表面面向另个胶片，以此方式使前述胶片和另个胶片重迭，并使前述胶片贴合到另个胶片的面。
采用上述方法，向至少有一个压延辊的表面上提供有多数个凸脊的一对转动的压延辊之间加入橡胶材料，同时形成胶片和沟槽，可以减少制造工序和节省工作时间。
该方法不受胶片处理速度造成的胶片温度变化的影响，即使胶片的厚度不均匀，仍然能够形成均匀的沟槽。因此可以制成稳定高质的胶片。
根据本发明，所述的一对压延辊中具有多数个凸脊的压延辊设置有给予被压延的胶片部件轮廓的轮廓加工面，在压延时同时在所述胶片的表面形成多数个沟槽。
如此，通过在具有多数个凸脊的压延辊上同时形成轮廓加工面，可以在胶片表面同时形成沟纹和沟槽图案，并且在整个胶片的任何部分都形成统一形状的沟槽。
典型地，轮廓加工面包括多数个具有不同周长的外周面。
根据本发明，通过压延辊头挤出机(roller-head extruder)将橡胶材料挤出而形成的胶片可被送入一对转动的压延辊并被该对压延辊压延。该对压延辊可以是一对砑光辊。
本发明的另一方面，一种胶片压延装置包括：将送入的橡胶材料压延成胶片的一对相对放置的旋转压延辊，该对压延辊中至少有一个压延辊具有给予被压延的胶片轮廓的轮廓加工面，以及设置在所述轮廓加工面上的多数个凸脊。
该胶片压延装置与轮胎结构部件的形成方法具有相同的效果。
典型地，轮廓加工面包括多数个具有不同周长的外周面。
该旋转的压延辊可为设置在一个压延辊头挤出机的头部的一对辊。该对压延辊可以是一对砑光辊。
较佳的是，该凸脊是以预定的图案被设置。该凸脊的图案对应所述至少一个压延辊的轴线方向中央部的周方向中心线而对称的成V字形，以压延辊的轴线方向成分及周方向成分，大致平行的朝向同一压延辊的轴线方向两端延伸。
较理想的是，凸脊的高度在0.1-0.3mm的范围之间，宽度在0.5-2.0mm的范围之间。
较佳的是，凸脊的截面是梯形。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的压延辊头挤出机的立体图；
图2是包括在图1所示的压延辊头挤出机中的压延辊头的正视图；
图3是压延辊的轮廓表面的部分剖视图；
图4是生橡胶片的部分剖视图；
图5是说明压延辊与生橡胶片之间关系的立体图；
图6是图5中沿直线VI-VI方向的剖视图；
图7是本发明的第二实施例的压延辊头挤出机中的压延辊头的正视图；
图8是轮廓表面的局部放大平面图。
图9是图8中沿直线IX-IX方向的剖视图。
具体实施方式
以下结合图1-图6，详细说明依据本发明的较佳实施例。
本发明较佳实施例中使用压延辊头挤出机10制造生橡胶片1。包括在压延辊头挤出机10中的压延辊是可更换的。
参见图1，压延辊头挤出机10是一种橡胶片形成装置，其是通过将挤出机11和包括有一对相向放置并沿挤出方向横向延伸的压延辊12和13的压延辊头组合而成的。提供给挤出机11的橡胶材料被一内部螺杆挤压并强力穿过一模头上的模孔。被挤出的橡胶材料被一对压延辊12和13连续压延，形成预定截面形状(即预定剖面形状)的生橡胶片1。
送出的生橡胶片1由导辊15、16和17引导。一对切边机18被设置于生橡胶片1的相向两侧并相互隔开一预定距离。切边机18切去生橡胶片1的侧部，将生橡胶片1的宽度调整到预定宽度。
可以通过调整该对切边机18之间的距离形成具有期望宽度的生橡胶片1。生橡胶片1被卷绕辊卷成卷或被切成条。生橡胶片卷或生橡胶片条被送入成形工序。
一对压延辊12和13的上压延辊12如图2所示的那样具有轮廓表面，使生橡胶片1具有预定的截面形状。如图2所示，轮廓表面具有环形凸起20和环形沟槽21。因此轮廓表面具有分别具有不同周长的圆周表面。
根据本发明，轮廓表面提供有由成V字形往左右展开的多数个细小凸脊12a组成的图案。多数个凸脊12a对应中央环形凸起20的周方向中心线而成左右对称的V字形，以辊的轴线方向成分及周方向成分，大致平行的朝向压延辊12的两端延伸。如此构成凸纹辊。
尽管凸纹辊的凸脊12a可以通过机械加工形成，但更好的是通过蚀刻工艺形成凸脊12a，因为蚀刻适合于形成均一形状的凸脊12a。
压延辊头挤出机10的结构被设计为具有带图案表面的压延辊12能够被任一分别具有不同尺寸、不同轮廓表面和不同凸脊图案的其它辊所替换。压延辊12能够在短时间内容易地被其它辊更换。
现在参见图3，在压延辊12的轮廓表面形成的凸脊12a按照相同的间距放置，并且具有平行的侧面，高度在0.1-0.3mm的范围内，例如0.2mm，并且宽度在0.5-2.0mm的范围内，例如1.5mm。相邻两个凸脊12a之间的距离在5.0-15.0mm之间，例如10.0mm。下压延辊13具有平滑的圆柱形表面。
压延辊对12和13将挤出的橡胶材料压延成胶片并在该胶片上同时形成沟槽图案，最终形成生橡胶片1。在生橡胶片1的表面，多数个沟槽2形成与凸脊12a的V形图案相对应的图案。
如图4所示，在生橡胶片1的轮廓表面中形成的沟槽2具有均一的形状和深度。例如，沟槽2的深度为0.2mm。
由于形成生橡胶片1和形成沟槽2的工序是同时进行，因此可以减少加工步骤并缩短加工时间。由于沟槽形成工艺不受加工速度变化所导致的生橡胶片1的温度变化的影响，因此能够形成均匀的沟槽，从而制造出稳定高品质的胶片。
图5示出了带轮廓生橡胶片1与压延辊12之间的关系。等于每条凸脊12a的V形图案相对部分之间夹角一半的夹角α为，例如，45°。因此，在生橡胶片1上形成的沟槽2具有相同的V形图案，其具有相同夹角α。
如图3的剖视图所示，压延辊12的凸脊12a具有相互平行的侧表面。更佳的是，如图5的VI-VI线的剖视图图6所示，凸脊12a具有倾斜的侧表面和梯形的横截面。图6所示的梯形凸脊12a的梯形截面的高度H为0.15±0.015mm，顶面宽度W为1.5±0.1mm。梯形凸脊12a的排列间距P为10mm。更佳的是，梯形凸脊12a的侧表面相对于梯形凸脊12a顶面的垂直线的侧倾角β为，例如，大约15°。当压延辊12提供有向顶部的宽度逐渐减小的梯形凸脊12a时，凸脊12a的形状随时间的变化对沟槽2的形状的影响能够被限制在最小程度，并且凸脊12a的形状能够保持。通过带有梯形凸脊12a的压延辊12在生橡胶片1表面所形成的沟槽2的开口宽度大于槽底的宽度。这样向外延伸的沟槽2就不容易被闭合。
表面提供有许多均一沟槽2的生橡胶片1被用作轮胎的构成部件，例如：内衬层、帘布层、带束层和轮胎侧壁。生橡胶片1在一成型卷筒上被重叠和层压，形成层压结构。生橡胶片1邻近层之间驻留的空气能够通过沟槽2从层压结构中逸出。因而，在层压结构中不会产生由于驻留在层压结构中的空气而形成空腔，因此这种没有内部空腔的层压结构能够被用作高品质轮胎的结构部件。
以下结合图7至图9对本发明的第二实施例进行说明。
参见图7，第二实施例中使用的压延辊31具有类似于图2所示压延辊12的外形轮廓。如图8所示，凸脊31a在压延辊31的表面形成蜂巢图案。如图9所示，所形成的凸脊31a具有相同的高度，例如，0.2mm。下部压延辊32具有光滑的圆柱状表面。
压延辊对31和32内置于挤出机的头部。压延辊对31和32将其间由挤出机挤出的橡胶材料压制成胶片并同时在胶片上形成轮廓沟槽和细小沟槽构成的蜂巢图案，从而形成生橡胶片。生橡胶片表面上形成的细沟槽构成的蜂巢图案与凸脊31a的蜂巢图案相一致。
在生橡胶片表面上的凸起部分和凹陷部分中形成的沟槽是均一的，其深度相同，例如0.2mm，宽度亦相同，例如1.5mm。
压延辊的凸脊可以由任意图案形成。上压延辊和下压延辊都可以具有轮廓表面，在生橡胶片的两面都形成轮廓表面。
更佳的是，第二实施例中采用的压延辊31的凸脊31a是图6所示的梯形凸脊。
可以使用提供有砑光辊的胶片形成装置取代辊头挤出机。砑光辊或两个光辊都提供有凸脊图案以便在生橡胶片被挤出时于其上形成沟槽。

Claims (13)

1.一种轮胎结构部件的形成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
准备一对对向的压延辊，该对压延辊中至少有一个压延辊的外周面具有轮廓加工面，该轮廓加工面上形成有多数个0.5mm至2.0mm的细凸脊；
于所述一对压延辊之间供给橡胶材料；
旋转该对压延辊以压延所述橡胶材料形成胶片，同时在所述胶片的表面形成与轮廓加工面对应的轮廓表面，并在轮廓表面上形成多数个与该细凸脊对应的细沟槽；及
使前述胶片具有凸脊的轮廓表面面向另个胶片，以此方式使前述胶片和另个胶片重迭，并使前述胶片贴合到另个胶片的面。
2.根据权利要求1所述的轮胎结构部件的形成方法，其特征在于其中所述的一个压延辊在前述轮廓加工面包括多数个分别具有不同周长的外周面。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎结构部件的形成方法，其特征在于包括以下步骤：将所述橡胶材料通过辊头挤出机挤出后，送入所述一对压延辊之间。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎结构部件的形成方法，其特征在于其中所述的一对压延辊是一对砑光辊。
5.一种胶片压延装置，其特征在于包括：
一对互相相对放置的、用于将送于其间的橡胶材料压延成胶片的旋转压延辊；
所述一对压延辊中的至少一个压延辊的外周面具有给予被压延的胶片轮廓的轮廓加工面，以及设置在所述轮廓加工面上的多数个细凸脊，且细凸脊具有0.5mm至2.0mm的宽度。
6.根据权利要求5所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的轮廓加工面具有多数个不同周长的外周面。
7.根据权利要求5或6所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的压延辊为设置在一辊头挤出机的头部中的一对辊。
8.根据权利要求5或6所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的一对压延辊是一对砑光辊。
9.根据权利要求5或6所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的凸脊是以预定的图案被设置。
10.根据权利要求9所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的凸脊的图案对应所述至少一个压延辊的轴线方向中央部的周方向中心线而对称的成V字形，以压延辊的轴线方向成分及周方向成分，大致平行的朝向同一压延辊的轴线方向两端延伸。
11.根据权利要求9所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的凸脊图案是蜂巢图案。
12.根据权利要求5所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的凸脊具有范围在0.1-0.3mm的高度。
13.根据权利要求5所述的胶片压延装置，其特征在于其中所述的凸脊具有梯形的横截面。
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