CN101229691B - 带有切割机构的轮胎组装敷贴设备 - Google Patents

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Abstract

一种带有切割机构的轮胎组装敷贴设备，包括敷贴弹性层材料到圆柱体的装置。该装置包括可移动安装于支承支架元件的敷贴支架部分，旋转连接于所述敷贴支架部分的伺服臂，用于收回和伸出所述敷贴支架部分朝向和远离圆柱体。另一方面，本发明提供一种敷贴弹性层到圆柱体的方法，包括步骤：提供可移动安装于支承结构上的敷贴支架，提供弹性层片到敷贴支架，向上转动敷贴支架并朝向圆柱体移动敷贴支架，将敷贴支架在接近圆柱体的倾斜位置定位，敷贴弹性层到圆柱体，然后收回敷贴支架到初始位置。

Description

带有切割机构的轮胎组装敷贴设备
本申请要求2006年12月21日提交的U.S.临时申请No.60/876,325的优先权，并将该临时申请的内容引入作为参考。
技术领域
本发明主要涉及敷贴一种轮胎薄层元件例如帘布或者内衬层到圆柱体上例如轮胎成形鼓并且在敷贴到圆柱体之前切割轮胎元件。
背景技术
轮胎帘布或其他橡胶元件经常通过通常称为敷贴设备的传送式装置应用到轮胎成形鼓。现有技术的敷贴设备通常利用传送带来精确地将轮胎元件安装到轮胎成形鼓。重要的是精确控制轮胎元件到成形鼓的安装，并且特别是关于元件的末端。同样重要的是元件要尽可能快速和有效的敷贴。敷贴设备同样必须从成形鼓充分收回来为其它机构和功能提供空隙。进一步，现有技术的敷贴设备通常要求切割装置和校正机构来使得敷贴设备根据轮胎成形鼓的不同型号调整。
轮胎帘布或其它橡胶元件通常在切割机构使用垫板来分离，从而要求附加机构和控制系统。垫板的存在会引起原料的混乱和侧面定向问题尤其是在原料切割角度的位置。
因此要求提供一种更先进的带有切割机构的敷贴设备，克服现有技术的缺陷。
发明内容
第一方面，本发明提供一种敷贴柔性材料层到圆柱体上的设备。该设备包括敷贴支架部分，该敷贴支架部分以垂直于圆柱体纵向轴线的方向可滑动地安装于支承支架元件，伺服臂可旋转地连接于所述敷贴支架部分，用于朝向和远离圆柱体收回和伸出所述敷贴支架部分。其中，敷贴支架部分还绕枢转点枢转地安装于支承支架元件。
优选地，敷贴支架部分还以平行于圆柱体纵向轴线的方向可滑动地安装于支承支架元件。
优选地，敷贴支架部分的重心位于敷贴支架部分的枢转点后侧，敷贴支架部分的重量相对于枢转点产生顺时针力臂。
优选地，伺服臂有连接于驱动马达的第一端部，和连接于敷贴支架部分后端边缘的第二端部。
第二方面，本发明提供一种敷贴弹性材料层到圆柱体的方法，包括步骤：提供如上述的设备，提供弹性层到敷贴支架部分，以最初所述敷贴支架部分的动作为主要相对于滑动枢转点转动从而向上提升敷贴支架部分的前端、然后所述敷贴支架部分的动作主要为线性向前方向、然后所述敷贴支架部分的动作由直线变为以转动为主的方式转动敷贴支架部分并朝向圆柱体移动敷贴支架部分，将敷贴支架部分定位在倾斜位置，敷贴支架部分向上成角度接近圆柱体，从所述前端边缘敷贴弹性层到圆柱体，及然后收回敷贴支架到初始位置。
优选地，所述方法还包括有接合弹性层到圆柱体的步骤。
定义
“扁平率”表示轮胎截面高度与截面宽度之比。
“轴向”和“沿轴向”表示平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
“胎圈”或“胎圈芯”通常表示轮胎的形成环形可伸展元件的部分，径向的内部胎圈是用于保持轮胎在轮缘上被帘布束缚地包裹和定形，使用或不使用加强元件例如胶织物、胎跟加强层、三角胶芯或填充物，防护端和胎圈包布。
“带结构”或“加强带”表示至少两圈平行带的层片或帘布，编织或非编织，在胎面的下面，不固定到胎圈上，具有与轮胎赤道面17°到27°范围的左边和右边帘线角度。
“斜帘布轮胎”表示帘布结构在胎体上斜交叉从胎圈到胎圈以相对于轮胎赤道面约25-65°的角度延伸的加强帘线，帘布的交替层具有相反的角度。
“护胎带”或“轮胎护胎带”表示于带或带结构或加强带相同。
“胎体”表示轮胎帘布材料的层片和其它轮胎元件切割成合适长度来拼接或已经拼接成圆柱体或环形的形状。附加元件在胎体硫化为模制轮胎之前可以附加到胎体上。
“周向”表示沿轮胎环形表面周长垂直于轴向的线或方向；也可以指接近环形曲面部分的方向，沿横截面可见环形曲面的半径确定了胎面的轴向曲度。
“帘线”表示加强绳股之一，包含用来加强帘布的纤维。
“内衬层”表示一层或多层人造橡胶或其它材料形成无内胎轮胎的内表面并且轮胎内包含充气流体。
“插件”表示通常用来加强泄气保用型轮胎的侧壁的加强件；也可以指在胎面下面的人造橡胶插件。
“帘布”表示涂覆人造橡胶的加强帘线层，径向展开或否则平行的帘线。
“径向的”和“径向地”表示径向朝向或远离轮胎转动轴线的方向。
“子午线帘布结构”表示一个或多个胎体帘布或至少一层与轮胎赤道面有65°到90°角度的加强帘线的帘布。
“子午线帘布轮胎”表示带的或圆周向束紧的充气轮胎，其中从胎圈到胎圈延伸的帘线以相对于轮胎赤道面成65°和90°之间的帘线角度设置。
“胎侧”表示在胎面和胎圈之间的轮胎的部分。
“层压结构”表示由一层或多层轮胎帘布或弹性元件例如内衬层、胎侧和任选的帘布层制成的未硫化结构。
附图说明
本发明会根据示例描述，涉及的相关附图如下：
图1是本发明轮胎敷贴设备的透视图；
图2是图1的右手侧的侧视图；
图2A是敷贴设备伸向轮胎成形鼓的动作的侧视图；
图2B是敷贴设备接触轮胎成形鼓的动作的侧视图；
图3是图2的轮胎敷贴设备的端视图；
图4是轮胎敷贴设备的俯视图；
图5是轮胎敷贴设备前端的调整机构面对不同型号的轮胎成形鼓的示意图；
图6根据敷贴设备前端倾斜角度对橡胶元件的末端的作用力示意图；
图7是图1中与敷贴设备一起示出的切割机构的透视图；
图8是敷贴设备和图7的切割机构在切割层片元件之前的侧视图；
图9是敷贴设备和图7的切割机构在切割层片元件期间的侧视图；和
图10是敷贴设备和图7的切割机构在切割层片元件期间的侧视图。
具体实施方式
图1-4示出了本发明轮胎元件敷贴设备10的第一实施例。轮胎元件可以是按规格裁剪的层片形式并且可以由轮胎衬层、帘布或其它元件形成。如果轮胎元件是有众多平行帘线的帘布，帘线可以斜向定向或径向定向。交替地，轮胎元件可以是其它轮廓或成形的形式例如胎侧、胎圈包布或胎跟加强层。
如图1所示，轮胎敷贴设备10由具有多个安装在支承板24上的支承腿22的支架部件20组成。横杆26，28对支架20提供结构支承。支承板24可以安装在地板或其它支承结构上。
横杆28进一步提供相对的平行导轨30可移动地接纳上部支架44的导向件32，使得整个支架上部可以在所述导轨30上允许横向调整地滑动(Z-Z方向)。致动杆40经由板件42连接到上部支架并且整个上部支架组件44向期望的横向方向滑动。致动杆可以是，例如，滚珠螺旋杆。横向调整允许敷贴设备平行于轮胎成形鼓的轴向方向移动。这允许选取和应用橡胶元件在多种横向敷贴设备位置。橡胶元件可以在敷贴设备导向或者如果必要在成形鼓上导向。
轮胎敷贴设备10也在X方向移动。轮胎敷贴设备10的上部进一步包括具有由中间支承轴51连接的相对平行端部52，54的中心支承件50。端部52，54可移动安装在相对平行排列的导轨56以沿X-X方向行进。敷贴传送器60也可转动安装在支承轴51上，支承轴由中间支承件50的竖直支承件58支承。敷贴传送器60由此可以绕支承轴51枢转，在导轨56上朝轮胎成形鼓70前后滑动并可选择的在导轨30上沿Z-Z方向横向滑动。
敷贴传送器60进一步包括由内部的辊子(未示出)和驱动马达63驱动的带62。敷贴传送器60进一步包括设置在敷贴设备前部的前侧辊子64和安装在轴68上的后侧辊子66。敷贴设备的后部设置接近的送料装置72来敷贴帘布层或原料到敷贴设备。
安装在其上有传送带的后侧辊子66的轴68还有第二个目的。其连接到独立的由精确的伺服马达/减速器90驱动的伺服臂80。伺服臂相对于枢转点82以顺时针方向在约150到约200度范围内转动。敷贴设备因此被这个伺服控制臂80驱动至成形鼓和从成形鼓返回。图2示出敷贴设备在收回或初始位置，此时伺服臂位于0角度。图2A示出敷贴设备伸向成形鼓，此时伺服臂转动了大约90度。图2B示出敷贴设备前端接触成形鼓，此时伺服臂80转动了大约170度。敷贴设备伺服臂逆时针转动使敷贴设备回到初始位置。
敷贴传送器60的重心65优选落在敷贴传送器的枢转点59后方。这样重心65落在枢转点59和敷贴设备的后端66之间。从而，敷贴传送器60在接近敷贴设备中点安装的枢轴座58的上方接近平衡。可移动枢转点59正好座落在敷贴设备重心64的前方是非常有助于克服当敷贴设备开始向成形鼓移动时的初始负荷。当考虑移动的枢转点的力矩时，敷贴设备重量的力距同样有利于帮助伺服臂的加速和减速。
敷贴设备进一步包括帮助元件粘附到成形鼓上的压辊95。压辊95设置在敷贴设备到成形鼓切点的上方以保证元件在接触压辊之前与成形鼓接触。如果压辊先于成形鼓接触到元件，压制可能形成波纹并且元件压制并扭曲。这个压辊可以由软的泡沫材料或分段圆盘构成，以适应元件的外形和产生适当的压制力。压辊95安装在位于接近敷贴设备前端的转动臂97上方。致动杆100转动压辊使其向与轮胎成形鼓接合的位置前进以使得压制敷贴元件到成形鼓上。
切割系统
如图7所示，本发明可以进一步包括可选择的切割系统200将进给原料切割成为要求长度的轮胎元件。进给原料的前端边缘从进料传送器72进入到敷贴传送器10直到达到切割系统200的切割线要求的长度。切割系统200的定位使得切割线位于敷贴传送器72的后侧敷贴辊子66和前侧辊子74之间的间隙。辊子之间的间隙即使可能变化也大约为1-2英寸。优选进料辊子74比后侧敷贴辊子66小以便小的间距可以利用。这样也助于原料的前端边缘容易从进料传送器向敷贴设备移动。传感器安装在传送带62上或附近，当进给原料达到要求的长度需要切割时进行检测，以便进给原料的切割线精确定位。当进给原料定位在切割线之后，一个或多个向下可收回式下压柱体120降下在传送带之间夹住原料。优选使用两个下压柱体205，其中一个定位在敷贴辊子66端部靠近中心线上方以夹住原料而另一个下压柱体定位在敷贴传送器的前侧辊子74端部上方同样夹住原料。下压柱体120有两个作用。第一，下压柱体用于将原料夹紧在传送带上并确保有足够的压力给切割刀片插入进原料中。第二，作为切割裂口并彼此横向分离，下压柱体保证刀片不会脱离原料中心。
如图7和8所示，切割机构200安装在敷贴设备上方并且进料传送器在支承导轨210上。切割机构200进一步包括横跨进给原料的导向件214。导向件214是容纳操纵切割机构220的带224的支承架。切割机构220可以是有两个侧面222a，b的分开式刀片，两个分开的侧面在切割机构插入原料的中间之后将其分离。刀片优选有钩状端215。切割机构插穿原料，然后带224使刀片往复移动将原料切割为层片。本发明不局限于分开式刀片，其它切割机构例如单个刀片也可以使用。刀片222或切割机构220停靠于优选为弹性承载并且被加热到适于切割帘布原料的温度的加热板上。
切割系统具有切割帘线与传送带径向轴线成垂直角度的帘布的能力。附加地，切割系统可以成角度地切割原料。例如，如果原料是具有从传送带径向轴线测量在0至大约+/-45度定向排列帘线的帘布，切割系统能以帘线角度切割而不穿透它。
切割系统200有致动装置230例如缸体或滚珠螺旋杆，其可升高和降低刀片220a，b朝向和远离切割线。如果要沿角度切割帘布，切割系统可以在切割操作离开敷贴传送器并仍然在切割原料期间升高刀片。如图10所示，在切割期间刀片在从起点少量移动之后，刀片被升高。在切割期间升高刀片防止刀片阻碍敷贴传送器。
系统操作
帘布层、内衬层或其它轮胎元件原料经由进料传送装置或其它装置被敷贴到敷贴传送器60的后端。帘布层可以被切割成上述的利用帘布切割装置形成的长度。传送带将切割的帘布层敷贴到敷贴传送器的前端。敷贴传送器下一步通过伺服控制臂80相对于枢转点82顺时针旋转接近轮胎成形鼓。敷贴传送器相对于枢转点59顺时针旋转，从而向上提升敷贴设备的前端。伺服臂继续顺时针旋转(90度)，敷贴传送器如图2A所示向上转动。最初，在循环的开始，敷贴设备的动作主要为相对于可滑动枢转点59转动。伺服臂连续转动并接近次约90度时，敷贴设备的动作主要为直线方向，即敷贴设备沿导轨56向前滑动。如图2A所示，敷贴设备的前端仍然升高在一个角度。伺服臂继续旋转，当敷贴设备接近轮胎成形鼓时敷贴设备的动作由直线变为以转动为主。实际上，重心在枢转点后面有助于敷贴设备的操作，帮助敷贴设备减速。当敷贴设备的前端接近成形鼓，敷贴设备以向上的角度在一倾斜的位置，通常在大约5到25度(图2B)的范围内。当敷贴设备停靠在成形鼓实施位置时其角度向上(相对于向下的角度)的事实，增加了元件和敷贴到成形鼓时的传送带之间的摩擦力(Ff)，结果原料后边缘得到更多控制，如图6所示。
下一步，传送带转动，将原料层的前端送到成形鼓。在原料层的前端到达成形鼓之后，辊子致动杆转动压辊将原料层接合在成形鼓上，辊子和成形鼓转动让原料层接合。致动杆转动压轮到收回位置，然后伺服臂从大约180度转动回到大约0度(初始点)将敷贴设备收回到初始或收回位置。
敷贴设备、可移动枢轴和伺服驱动控制臂的布局和机构使得敷贴设备有很好速度和精确度，胜过大多传统的敷贴设备。总之，敷贴设备具有如上所述的很多优点。提供了从提取位置到实施位置的快速并可控制的动作。当高速操作时，它没有“自我影响(beat itself up)”或影响校正或调整。相对于具有独立的驱动装置和调整机构的现有技术系统，它只利用一个驱动装置移动并同样补偿了各种直径的成形鼓。敷贴传送器也相对的消除了高度保持直线驱动并替代使用了一个非常强壮和精确的马达/减速装置。敷贴设备的状态在朝向成形鼓“倾斜”上升，也在实施过程中对橡胶元件的控制进行了改进，特别是后端边缘。这是由于作用在元件上的摩擦力的增加。
本发明的这里描述可以做出变化。尽管本发明的目的已经通过代表性的实施例和细节示出，但显然在不背离本发明范围的情况下，所属领域技术人员可以对其进行各种变化和改动。因此，本发明全部期望的范围内，对所述的特定实施例可能进行的变化的理解会被从属权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种将柔性材料层敷贴到圆柱体的设备，其特征在于：
敷贴支架部分以垂直于圆柱体纵向轴线的方向可滑动地安装于支承支架元件，伺服臂可旋转地连接于所述敷贴支架部分，用于朝向和远离圆柱体收回和伸出所述敷贴支架部分，
其中，敷贴支架部分还绕枢转点枢转地安装于支承支架元件。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，敷贴支架部分还以平行于圆柱体纵向轴线的方向可滑动地安装于支承支架元件。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，敷贴支架部分的重心位于敷贴支架部分的枢转点后侧，敷贴支架部分的重量相对于枢转点产生顺时针力臂。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，伺服臂有连接于驱动马达的第一端部，和连接于敷贴支架部分后端边缘的第二端部。
5.一种将弹性层敷贴到圆柱体的方法，其特征在于，包括步骤：
提供如权利要求1-4中任一项所述的设备，
提供弹性层到敷贴支架部分，
以最初所述敷贴支架部分的动作为主要相对于滑动枢转点转动从而向上提升敷贴支架部分的前端、然后所述敷贴支架部分的动作主要为线性向前方向、然后所述敷贴支架部分的动作由直线变为以转动为主的方式转动敷贴支架部分并朝向圆柱体移动敷贴支架部分，
将敷贴支架部分定位在倾斜位置，敷贴支架部分向上成角度接近圆柱体，
从所述前端边缘敷贴弹性层到圆柱体，及
然后收回敷贴支架部分到其初始位置。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，有接合弹性层到圆柱体的步骤。
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