CN100562426C - 生胎形成装置和生胎形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于精确而有效地将胎面环和生胎基体相互粘合。环状基体(5)对准成形设备(3)。该环状基体(5)相对地靠近和离开成形设备(3)。该环状基体(5)包括将胎面环(A)粘合到生胎基体(B)的粘合设备(6)。该粘合设备(6)包括具有多个紧靠着胎面环(A)的外周面的扇形体(13)的抓具(11)用以抓住胎面环(A)。该粘合设备(6)还包括具有环状橡胶内胎体(15)的下推粘合工具(12)。该橡胶内胎体(15)设置在扇形体(13)的每一侧上，通过膨胀将胎面环(A)的胎肩侧部(As)推下，以将胎肩侧部(As)粘合到生胎基体(B)上。

Description

生胎形成装置和生胎形成方法

技术领域

本发明涉及一种生胎形成装置和一种生胎形成方法，该方法能精确而有效地将胎面环粘合到生胎基体上，提高成品轮胎的均匀性和提高产率。

背景技术

如图7所示，在子午线轮胎的生胎(硫化前的轮胎)生产步骤中，必须将圆柱形胎面环A粘合到呈环形膨胀的生胎基体B上。按照一般的粘合方法，称之为胎面压合辊的可转动圆盘e向着胎面环A推压，使生胎基体B转动，在这种状态下，圆盘e逐渐在轮胎的轴向朝外移动，且在径向朝里移动，由此粘合整个胎面环A。

在使用圆盘e的压合辊方法中，胎体帘线由于转距产生的扭转而偏离径向方向，横向方向上的角度不同于带体帘线上的角度，且成品轮胎的均匀性受到不利的影响。由于胎面环A的胎肩侧部逐渐地往下推，因此需要花费时间来粘合胎面环A，降低了生胎的产率。

这个问题的解决方法在专利文献1(日本专利申请公报NO.S60-132745)、专利文献2(日本专利申请公报NO.2003-71947)和专利文献3(日本专利申请公报NO.2003-71948)中被提出。

然而，按照专利文献1，使用整体具有胎侧胶的宽胎面环来防止胎面边缘裂开。于是，必需在胎圈部分附近将宽的区域卷曲。因此，必需增加内胎胆(tube bladder)的膨胀系数，但是如果膨胀系数被增加的话，容易在圆周边上产生膨胀系数方面的巨大差异，在某些情况下，粘合操作不能均匀地进行。

在专利文献2中，由于胆体由一个夹钳构件支撑，同心度因夹钳体和生胎基体之间的位置关系而很高。因此，即使在同心状态中存在很小的偏差，也会在夹压力中产生变化，胎面边缘会弯曲且质量受到不利影响。由于胆体的中心朝着胎面相对于夹钳构件的中心偏离，因此，可能不利的是空气残余在胎面环下面。

在专利文献3中，由于刚度变化依赖于内胎部分，必须提高内胎部分的精度以精确地控制胎面环开始接合的位置。因此，精确地成型内胎和进行高水平的维护是很重要的。由于安装了夹钳，同专利文献2一样，存在同心度很高的问题。

在专利文献1到3的任一文献中，在胎面环被传送到生胎基体上后，移动粘合装置到预定位置用以卷曲的步骤，要求与那些传统技术，比如传统的圆盘相同的安装空间和该步骤的循环时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种生胎形成装置和一种生胎形成方法，该方法能精确而有效地将胎面环粘合到生胎基体上，同时在不要求橡胶内胎体本身和橡胶内胎体的安装操作的高精度的情况下，减少安装空间和步骤循环时间。

为了获得上述目的，本发明提供一种生胎形成装置，其中，包含带体帘布层和胎面胶的胎面环的位置与成形设备上的生胎基体的外周对准，在该成形设备中，包含胎体帘布层的轮胎构件被结合在其中，且胎面环被传送到该装置中，生胎基体从圆柱形膨胀成环形，胎面环向着环形生胎基体推进，且该生胎形成装置包括用来粘合胎面环的内周面到生胎基体的粘合设备，其特征在于，

该粘合设备包括在轮胎的轴向上与成形设备作同心且相对移动的环状基体，

该环状基体包括具有多个能在径向推进和缩回的扇形体(segment)的抓具(graspingtool)，该扇形体能紧靠胎面环的外周面以通过环状基体的内表面的向内推进来抓住胎面环，和

具有设置在扇形体的每一侧的环形橡胶内胎体的下推粘合工具，该扇形体通过冲入内压膨胀将胎面环的胎肩侧部向下推，由此将胎肩侧部粘合到环形生胎基体上。

本发明还提供一种生胎生产方法，用来粘合包括带体帘布层和胎面胶的胎面环的内周面到生态基体的外周面上，该生胎基体中结合包括胎体帘布层的轮胎构件，且该生胎基体在成形设备上从圆柱形膨胀为环形，其特征在于，该方法包括：

抓紧步骤，通过设置在环状基体上的抓具来抓紧胎面环，该环状基体在轮胎轴向上与成形设备一起相对地同心移动，

定位步骤，通过环状基体的相对移动，相对于生胎基体将被抓住的胎面环定位在成形设备上，

膨胀步骤，通过冲入内压在成形设备上将生胎基体从圆柱形膨胀为环形，将该生胎基体推压和粘合到被抓住的胎面环的中心部分，和

粘合步骤，通过设置在扇形体的每一侧上且靠冲入内压膨胀的橡胶内胎体将胎面环的胎肩侧部下推，且将胎肩侧部粘合到环形生胎基体上。

附图说明

图1是显示本发明的生胎形成装置的一个实施方式的侧视图；

图2是它的正视图；

图3是粘合设备的放大截面图；

图4是粘合设备的操作状态的截面图；

图5(A)是橡胶内胎体的正视图，图5(B)是显示橡胶内胎体的安装状态的一个实施例的示意图，图5(C)是显示橡胶内胎体的安装状态的另一个实施例的示意图；

图6(A)和(B)是胎面环和生胎基体的示意截面图；以及

图7是用来说明传统技术的示意图。

具体实施方式

结合附图将阐述本发明的一个实施方式。

图1显示了本发明的生胎形成装置1。该生胎形成装置1设置在形成胎面环A的胎面环形成鼓2和将生胎基体B从圆柱形膨胀为环形的成形设备3之间。

生胎形成装置1将来自胎面环形成鼓2的胎面环A传送到成形设备3上，同时将胎面环A与生胎基体B的外周在成形设备3上对准。生胎形成装置1还将胎面环A的内周面推向环形生胎基体B并使其粘合。也就是说，本发明的生胎形成装置1用作传送胎面环的传送装置和用作粘合胎面环的压和辊。因此，能省掉传统的专用粘合装置，并能有效地利用安装空间。

这里，胎面环形成鼓2是公知的结构，它具有直径能被减小的转动鼓。包括带体帘布层a1和胎面胶a2的胎面组件被缠绕在鼓2A上，由此形成环形胎面环A(图6(A)所示)。

在本实施方式中，成形设备3是一个用在所谓的单级形成法中的公知结构的单级成形设备(single former)。包括胎体帘布层b1的轮胎构件依次缠绕，并形成圆柱形生胎基体B(图6(B)所示)。附图中，参照号b2代表内部带状胶，参照号b3代表胎圈芯，参照号b4代表三角胶芯，参照号b5代表胎侧胶。成形设备3可以是用作二级形成法中的二级成形设备。在这种情况下，在单级成形设备中单独形成的生胎基体B配置在成形设备3上。

其次，生胎形成装置1包括在胎面环形成鼓2和同心设置的成形设备3之间移动的环状基体5，和由该环状基体5支撑的粘合设备6，如图1所示。粘合设备6包括能抓住胎面环A的抓具11，和将胎面环的胎肩侧部As向下推且将其粘合到环形生胎基体B上的下推粘合工具。

在本实施方式中，环状基体5是一个与成形设备3同心的环形体。环状基体5具有矩形横截面，该横截面包括内周平板部7和通过侧板相互连接的外周平板部8。环状基体5在其下端设置有一个运行台10(running-stage)，它能沿设置在胎面环形成鼓2和成形设备3之间的轨道9运行。因此，环状基体5能相对于成形设备3在轮胎轴向上相对移动。

抓具11包括多个能在径向前后移动的扇形体13。如果扇形体13向前移动，即朝环状基体5的内表面向里面移动，则扇形体13紧靠着胎面环A的外周面并抓住胎面环A。尽管在本实施方式中，扇形体13由固定到内周平板部7的圆柱14的杆端支撑，扇形体13也可以由任何公知的减径机构(diameter reducingmechanism)支撑，使得扇形体13能在移动的同时减少直径。

其次，下推粘合工具12包括设置在扇形体每一侧的可膨胀的环形橡胶内胎体15，如图3所示。在本实施方式中，下推粘合工具12包括引导橡胶内胎体15的膨胀的导向工具16。

每个橡胶内胎体15都是具有圆形横截面和1-4mm的橡胶厚度的柔软环形体。橡胶内胎体15在轮胎的圆周方向上连续延伸。如图5(A)所示，2-5个包含空气阀20A的螺栓状固定部件20在圆周方向上以彼此间一定距离自橡胶内胎体的外周缘伸出。除空气阀20A之外的固定部件20通过焊接等固定到橡胶内胎体15上。如图5(B)所示，固定部件20使用双螺帽等其间具有间隙的安装在环状基体5上。

作为另一种安装方法，如图5(C)所示，除空气阀20A之外的固定部件20可使用橡胶带状固定索21相对于环状基体5具有间隙的固定。在这种情况下，固定索21优选容易膨胀的且具有低于橡胶内胎体15的弹性。在任何情况下，橡胶内胎体15被点支撑，且橡胶内胎体15被安装成它能通过间隙绕支撑点倾斜，且它能容易偏离适当的位置。

如图3所示，导向工具16在橡胶内胎体的每一侧上形成为V形，该V形具有均在圆周方向延伸的内导向块16i和外导向块16o。内、外导向块16i和16o以从径向外侧到内侧的方向倾斜，从而与橡胶内胎体15分离。此时，内导向块16i和轮胎轴向之间的倾斜角α1优选在50-90°的范围内，外导向块16o和轮胎轴向之间的倾斜角α2优选在30-70°的范围内且等于或小于倾斜角α1，导向工具16引导使得橡胶内胎体15在轮胎轴向上尽可能向外膨胀。

在胎面环形成鼓2的位置处，让生胎形成装置1的扇形体13径向向内推进，且紧靠着胎面环形成鼓2上的胎面环A的外周面。这样，胎面环A由胎面环形成鼓2接收和抓住(抓紧步骤)。当胎面环A被接收时，胎面环形成鼓2减小其直径以释放胎面环A。

然后，让生胎形成装置1沿轨道9移动到成形设备3上的预定位置，且被抓住的胎面环A与成形设备3上的生胎基体B对准(定位步骤)。在这种状态下，通过充气内压，成形设备上的生胎基体B从圆柱形膨胀为环形。此时，如图3所示，被抓住的胎面环A的中心部分与压力状态下的环形生胎基体B的中心部分相接触且被粘合(膨胀步骤)。

随后，维持扇形体13的减径状态，在这种状态下，充气内压到下推粘合工具12的橡胶内胎体15内，从而大量地膨胀橡胶内胎体15，如图4所示。这样，胎面环胎肩侧部As被下推和粘合在生胎基体B上(粘合步骤)。此时，限制橡胶内胎体15的膨胀，并通过内、外导向块16i和16o导向。

这里，胆体、橡胶内胎等由橡胶制成。因此，当它从其弱(薄)的薄膜部分膨胀时，它自然地离心膨胀。该离心的或不均匀的膨胀部分首先推动胎面环或强力地推动胎面环。此时，如果将增强层等插入到橡胶内胎体中且无间隙的固定，由于橡胶内胎的一侧容易变形，和力不能释放，其胎面环不均匀地被推动，因此胎面边缘部分弯曲且均匀性受到不利地影响。

在本实施方式中，橡胶内胎体15无间隙地安装以至于橡胶内胎体15能轻易地偏离一定位置。因此，当产生不均匀膨胀的部分且该部分试图强烈接触胎面环A时，橡胶内胎体15本身移动(改变它的位置)，且释放不均匀的力。也就是说，即使当某些情况下橡胶内胎体15中产生圆周方向或径向上的应力变化时，由于橡胶内胎体15膨胀，它本身移动以释放这些力，反作用力使它相对于胎面环A自动居中，能显示自动校正功能。

因此，下推粘合工具12能精确而高质量地粘合胎面环A和生胎基体B。此外，橡胶内胎体15不需要高的部件精度和安装精度，优点是具有简单的圆形横截面的形状或结构能被用作橡胶内胎体15。在通过扇形体13推动胎面环A的中心部分同时，下推粘合工具12使橡胶内胎体15膨胀。因此，胎面环A下面的空气能向胎面边缘释放，可以可靠地从包括中心部分的整个区域排出残余的空气。由于粘合操作能与胎面A传送到生胎基体B中同时进行，所以能大量的减少操作时间，也能大量减少步骤循环时间。

如图3所示，在轮胎轴向上扇形体13和内导向块16i的末端之间的距离L1优选大于0mm且等于或小于10mm。如果距离L1为0mm或更小，当扇形体13推进或缩回时，它撞着内导向块16i。如果距离L1超过10mm，可能不利的是空气残余在这个距离L1中。

在橡胶内胎体15中充入1大气压力的标准状态下，其横截面形状基本为圆形，橡胶内胎体15的横截面直径d优选在胎面环A的胎面宽度TW的25-100％范围内(图6(A)所示)，且轮胎轴向上横截面中心和最宽的带体帘布层a1的外端之间的距离L2优选在-5到+10mm的范围内(轮胎轴向上自外端起的外侧为+)。如果横截面直径d小于-25％和如果距离L2小于-5mm，则需要具有大的膨胀系数的橡胶内胎体15用以将它粘合到胎面边缘，则橡胶内胎体15的耐磨强度降低，且充入压力很费时。如果横截面直径超过100％，装置尺寸增大，安装空间不能有效的利用，且冲入压力很费时。如果距离L2超过+10mm，则空气容易残留在胎面环胎肩侧部As。当横截面直径d不是精确的圆时，能环绕橡胶内胎体15(不包括空气阀)的横截面的精确圆中的最小精确圆的直径定义为横截面直径d。

这种标准状态下，橡胶内胎体15的内径D1优选在胎面环A的外径D2的100-110％范围内。如果内径D1超过外径D2的110％，则需要具有大的膨胀系数的橡胶内胎体15，则橡胶内胎体15的耐磨强度降低，且充入压力很费时。

橡胶内胎体15的充气内压P1优选在生胎基体B的充气内压P2的20-95％范围内，更优选为30-80％。如果充气内压P1小于充气内压P2的20％，则胎面环胎肩侧部As的下推力不够，或者对生胎基体B的下推力不够，可能不利的是粘合操作不能可靠地进行。如果充气内压P1超过充气内压P2的95％，则当进行粘合操作时，生胎基体B产生变形等。

本发明中，生胎基体B的充气内压P2能减小到使用圆盘e的传统压合辊系统(图7所示)的约30-80％(即42-112KPa)。因此，能够抑制由该充气内压P2产生的生胎基体B的变形。

在传统压合辊系统的情况下，生胎基体B的充气内压P2通常设定为高达140KPa的值，圆盘3的推力P3设定为高达140KPa的值。这是因为如果充气内压P2小于推力P3，生胎基体B被圆盘e推动且朝里变形。如果推力P3为140Kpa或更低，卷曲力变得十分的弱，胎面环跳跃或返回，不能进行粘合操作。为了防止这种现象，必须大幅度减小生胎基体B的转动速度，操作效率被大幅度的降低。因此，充气内压设定为高压。

然而，在本实施方式中，生胎基体B不转动且在圆周上被冲击下推动，因此，可以在充足的卷曲时间内强力推动。因此，在可靠地进行粘合操作的同时，橡胶内胎体15的充气内压P1能设定为低值，且生胎基体B的充气内压P2也能被减小。

虽然已经详细地描述了本发明具体的优选实施方式，但本发明不受该实施方式的限制，本发明能以多种方式改进。

实施例

使用传统的压合辊系统(图7)和使用图1中所示的本发明的生胎形成装置和圆盘e形成十个生胎，生胎中胎面环和生胎基体相互粘合，生胎被硫化和成型，比较均匀性(RFV，LFV)、胎面环下的空气残余状态、和成品轮胎(尺寸为145/65R13)的粘合操作时间，且结果示于表1中。实施例中，本发明轮胎和传统的轮胎的胎面环除粘合方法之外的其它规格都相同。生胎形成装置的规格示于表2中。

(1)均匀性

按照JASOC607，在轮辋为13×4.5J、内压为200Kpa和载荷为2.4kN的条件下测量十个样品轮胎的RFV(径向力变化)和LFV(横向力变化)，以比较例为100作为指数表示其平均值。指数越低表示均匀性越好。

(2)空气残余状态

拆开完成的或成品轮胎，目视检查残余空气的有无。

表1(PS3568)

	传统实施例	本发明实施例
			生胎基体的充气内压P2(KPa)橡胶内胎体的充气内压P1(KPa)圆盘的压力P3(KPa)粘合操作时间(秒)均匀性·RFV·LFV空气残余状态	140-140101001000	8050-587440

表2(PS3568)

		橡胶内胎体·橡胶厚度(mm)·横截面直径d(mm)(比率d/TW)·内径D1(mm)(比率D1/D2)·距离L2(mm)引导工具·倾斜角α1(°)·倾斜角α2(°)·距离L1(mm)	1.56285％505103555455

*胎面宽度TW为146mm。

胎面环的外径D2为488mm。

如上所述，由于本发明具有胎面环的传送功能和辊压功能，能有效地利用安装空间，胎面环的传送操作和粘合操作能同时进行。因此，能大量地减少步骤循环时间。不必太关注不对准性，同心度和橡胶内胎的不均匀膨胀，胎面环和生胎基体之间的粘合操作能高质量的精确地进行，同时不要求橡胶内胎体本身的部件的高精度和高的安装精度。可以防止空气残余在胎面环下面的整个区域中。

Claims (7)

1.一种生胎形成装置，其中，包括带体帘布层和胎面胶的胎面环的位置与成形设备上生胎基体的外周对准，所述成形设备中，包括胎体帘布层的轮胎构件被结合在其中，且胎面环被传送到该装置中，所述生胎基体从圆柱形膨胀成环形，所述胎面环向着环形生胎基体推动，所述生胎形成装置包括用来将胎面环的内周面粘合到生胎基体上的粘合设备，其特征在于，

所述粘合设备包括在轮胎的轴向上与成形设备作同心且相对移动的环状基体，

所述环状基体包括具有多个能在径向推进和缩回的扇形体的抓具，所述扇形体能紧靠胎面环的外周面以通过环状基体的内表面的向内推进来抓住胎面环，和

具有设置在扇形体的每一侧的环形橡胶内胎体的下推粘合工具，所述橡胶内胎体通过冲入内压膨胀将胎面环的胎肩侧部向下推，由此将胎肩侧部粘合到环形生胎基体上。

2.如权利要求1所述的生胎形成装置，其特征在于，所述下推粘合工具包括具有内导向块和外导向块的导向工具，内、外导向块各自在轮胎轴向上的橡胶内胎体的内侧和外侧的圆周方向上延伸，并引导橡胶内胎体的膨胀，内、外导向块各自在离开橡胶内胎体的从径向外侧到内侧的方向倾斜。

3.如权利要求1或2所述的生胎形成装置，其特征在于，所述内导向块具有相对于轮胎轴向为50-90°的倾斜角α1，所述外导向块具有相对于轮胎轴向为30-70°的倾斜角α2，倾斜角α2等于或小于倾斜角α1。

4.如权利要求1或2所述的生胎形成装置，其特征在于，所述橡胶内胎体有间隙地安装在环状基体上。

5.一种生胎形成方法，用来将包括带体帘布层和胎面胶的胎面环的内周面粘合到生胎基体的外周面上，所述生胎基体中结合了包括胎体帘布层的轮胎构件，且所述生胎基体在成形设备上从其圆柱形膨胀为环形，其特征在于，该方法包括：

抓紧步骤，通过设置在环状基体上的抓具来抓紧胎面环，该环状基体在轮胎轴向上与成形设备一起相对地同心移动，

定位步骤，通过环状基体的相对移动，相对于生胎基体将被抓住的胎面环定位在成形设备上，

膨胀步骤，通过冲入内压在成形设备上将生胎基体从圆柱形膨胀为环形，将所述生胎基体推压和粘合到被抓住的胎面环的中心部分，和

粘合步骤，通过设置在扇形体的每一侧上且靠冲入内压膨胀的橡胶内胎体将胎面环的胎肩侧部下推，且将胎肩侧部粘合到环形生胎基体上。

6.如权利要求5所述的生胎形成方法，其特征在于，所述橡胶内胎体在膨胀的同时由从轮胎轴向上的橡胶内胎体的内侧和外侧在圆周方向上延伸的内导向块和外导向块导向。

7.如权利要求5或6所述的生胎形成方法，其特征在于，橡胶内胎体的充气内压为生胎基体的充气内压的20-95％。

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