CN101600562B - 用于制造轮胎的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
按照大于轮胎(2)配合直径(D0)的贴附直径(D1),将胎体帘布层(3)环绕着构建转鼓(10)的外表面(14)执行贴附。限定了配合直径(D0)的环形锚固结构(5)被围绕着各个端部折片(3a)同轴地进行接合。包括至少一个束带结构(7)的外坯套(24)定位到这样的位置处—围绕着已被贴附到构建转鼓(10)上的胎体坯套(21)为同轴对中的状态,其中的束带结构可能还与胎面条带(8)相连。通过使构成构建转鼓(10)的两个半体(10a)在轴向上接近,将胎体坯套(21)造形为环面体构造,由此使得该胎体坯套贴接着所述外坯套(24)的径向内表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造轮胎的方法和设备。
更具体而言,本发明特别针对于用于构建未硫化轮胎的方法和设备,未硫化轮胎在随后将被传送到硫化操作循环中,由此来制得最终的轮胎制品。
背景技术
用于车轮的轮胎通常包括胎体结构,胎体结构包括至少一个胎体帘布层,帘布层具有相对的端部折片(flap),折片与对应的环形锚固结构相接合,环形的锚固结构被包含在通常称为“胎边”的区域内,胎边的内径大体上对应着轮胎安装在对应轮辋上的所谓“配合直径”。
包括一个或多个带束层的束带结构与胎体结构相连,所述的各个带束层在径向上相互叠压,且叠压到胎体帘布层上,带束层具有织物性的增强线或金属性的增强线,这些增强线与轮胎的环周延伸方向成相交和/或基本上平行的定向状态。胎面条带被贴附到束带结构的径向外侧位置上,与构成轮胎的其它半成品制品一样,该胎面条带也是由弹性体材料制成的。
此外,在胎体结构的侧表面上还贴附着由弹性体材料制成的对应侧壁,每个侧壁都是从胎面条带的一个侧边缘处延伸到靠近胎边上对应环形锚固结构的位置处。在“无内胎”型轮胎中,利用通常被称为“胎衬”的气密涂覆层覆盖了轮胎的内表面。
在完成了通过将各个组成部件组装到一起而构建出未硫化轮胎的操作之后,通常执行成型及硫化处理;该处理操作的目的在于通过使弹性体组成物发生交联反应而促成轮胎结构的稳定性,此外,该操作的目的还在于在轮胎上印制所需的胎面花纹,且可能还在轮胎侧壁上印制识别性的图形标记。
胎体结构和束带结构通常是在各自的工作台上单独地制出的,随后再相互组装到一起。
更详细来讲,胎体结构的制造首先关注的是将一个或多个胎体帘布层贴附到构建转鼓上,从而形成基本上为圆柱形的所谓“胎体坯套”。胎边的环形锚固结构被构建到、或制在胎体帘布层的相对端部折片上,端部折片在随后将围绕着环形锚固结构本身进行翻折,从而将锚固结构环封在其中。
与此同时,在第二个转鼓或辅助转鼓上制出所谓的“外坯套”,其包括一些带束层,这些带束层在径向上相互叠压着,可能的话,胎面条带被贴附到带束层的径向外侧位置上。然后,外坯套被从辅助转鼓上摘取下来,以便于联接到胎体坯套上。为此目的,外坯套被布置成同轴地环绕着胎体坯套,随后,通过使两胎边在轴向上相互接近,将一个或多个胎体帘布层造形成环面体形态,同时,将压力流体注入到胎体坯套的内部,由此限定了胎体帘布层的径向膨胀量,使得胎体帘布层膨胀到其与外坯套的内表面粘贴到一起为止。
可在用于制造胎体坯套的同一转鼓上执行将胎体坯套与外坯套组装到一起的操作,在此情况下,建立了针对“单阶段构建方法”的基准。
现有技术中还存在所谓的“两阶段”构建方法,在这种类型的方法中,采用了所谓的“第一阶段转鼓”来制造胎体坯套,而胎体坯套与外坯套之间的组装工作则是在所谓的“第二阶段转鼓”或“造形转鼓”上进行的,从第一阶段转鼓上取下的胎体坯套、以及随后从辅助转鼓上取下的外坯套被传动到该造形转鼓上。
专利文件US3990931公开了一种单阶段的构建方法,在该方法中,使用了可在径向上扩张开的转鼓,用以使得胎体结构接合到环体锚固结构上,且该转鼓可在径向方向上收缩,从而,随着将流体注入到胎体帘布层与转鼓本身之间,胎体帘布层的形态得以形成。该文献中描述的构建方法还表明:由处于加工过程中的轮胎环形锚固结构所限定的内部配合直径大于胎体帘布层贴附到所述转鼓上的直径。
第7128117号美国专利公开了一种第一阶段转鼓,其上设置有中间部分和两个端部部分,相对于中间部分,两端部部分位于轴向相反的位置上。中间部分被沿着周向分割成多个可径向移动的扇段,以便于使得中间部分可在收缩状态与径向扩开状态之间进行扩张。在第一阶段转鼓上制出的胎体坯套具有环形的增强结构,其被构建到转鼓的端部部分上,该增强结构带有各自的可充胀翻折袋囊,其在轴向上抵接着处于径向扩展开状态的中间部分上,以便于对胎体帘布层进行支撑。
第6390166号美国专利公开了一种第一阶段转鼓,该转鼓的端部部分可与中间部分一起在径向上扩张或收缩,以便于与胎体坯套相接合或拆卸下胎体坯套,且两端部部分可在轴向上相互靠近或远离,从而使得转鼓的轴向尺寸适应于所制造轮胎的宽度。
第3826297号美国专利提出了如下的方案:使用可拆分开的第一阶段转鼓,以便于能将先前制成的胎体坯套解脱下来,其中,胎体坯套是通过如下的操作制得的:将环形锚固结构定位成贴接着转鼓上的侧边凸肩,随后通过对在周向上连续的带状元件执行贴附操作、以遮盖住第一阶段转鼓的周向延伸面而形成胎体帘布层。
发明内容
根据本发明,发明人希望解决的问题是如何避免对胎体坯套进行运送、且如何减小轮胎在加工过程中的变形—特别是在造形步骤期间的变形。
根据本发明,申请人已经发现:通过将两方面的特征相结合,就能制得质量改善的轮胎,其中的两个特征是指单阶段的制造方法和半成品上直径较大的贴附表面,其中的半成品是指构成胎体结构的半成品,所述的贴附表面直径大于所加工轮胎的配合直径。
更具体而言,本发明的第一方面涉及一种用于构建轮胎的方法,其包括步骤:
—环绕着具有贴附直径的构建转鼓的至少一个外表面,对至少一个胎体帘布层执行贴附,所述的至少一个胎体帘布层具有在轴向上相对的端部折片;
—将环形锚固结构围绕着各个端部折片同轴地进行接合,由此来制得胎体坯套,其中,环形锚固结构限定了小于所述贴附直径的配合直径;
—将包括至少一个束带结构的外坯套定位到这样的位置处—围绕着已被贴附到所述构建转鼓上的所述胎体坯套为同轴对中的状态;
—将所述胎体坯套造形为环面体构造,由此使得该胎体坯套贴接着所述外坯套的径向内表面;
其中,所述贴附直径等于或大于配合直径的约102%,所述贴附直径小于或等于配合直径的约120%。
按照申请人的选择项,对胎体帘布层执行贴附时所遵照的贴附直径大于配合直径,这一特点使得胎体帘布层受到的变形出现了重要的减小,其中,使胎体帘布层产生变形是为了能在造形步骤期间使其产生径向扩张—直到其扩张到外坯套处为止。
申请人已经验证:在形成位于轮胎径向外侧区域的胎体帘布层时,按照这样的方式,能更为均匀地对构成胎体帘布层的帘线进行分布,尤其是对于扁平截面的高性能或超高性能轮胎,这一效果更为明显(据分析:这一效果同样也出现在非扁平截面的轮胎中,但检测这一效果不太容易)。
在本申请文件的此处以及下文中,扁平截面轮胎是指这样的轮胎:其具有减小的截面比—即在这种轮胎上,轮胎断面的高度约小于轮胎断面宽度的50%,其中,断面高度是在胎面条带上的径向最外侧点与胎边的径向最内侧点之间测得的,而断面宽度是在轮胎最大弦长的位置点处测得的轴向长度。更具体而言,在本文的语境中,被认为是扁平截面的轮胎将是那些其截面高度相对于截面宽度处于约20%到50%范围内的轮胎。
特别是,申请人已经注意到:对于扁平截面的轮胎而言,造形步骤结束时轮胎最终直径(对应于外坯套的直径)和配合直径的百分比差异显著小于非扁平截面轮胎的同等差异,这就能使得胎体结构实现更为显著的均匀效果。
与此同时,申请人已经注意到:在单个构建转鼓上执行构建操作能充分地消除应力和不规则变形,而对于那些由转移生产方法制得的胎体结构,胎体结构上则会出现这样的应力和不规则变形,在后者的方法中,需要将胎体坯套从第一阶段转鼓转移到第二阶段转鼓或造形转鼓上,并在随后进行定中。
因而,由于在造形过程中胎体帘布层受到的变形较小,所以能极大地改善胎体结构的精度和结构均一性,在设置有多个胎体帘布层、或由织物性材料或具有中等结构坚固度的其它材料制成的其它组成部件的情况下,情况也是这样。
在另一方面,本发明涉及一种用于构建轮胎的设备,其包括:
—构建转鼓,其具有至少一个限定了贴附直径的外表面;
—用于将至少一个胎体帘布层围绕着所述外表面、按照所述贴附直径进行贴附的装置,所述至少一个胎体帘布层具有在轴向上相对的端部折片;
—用于将环形锚固结构围绕着端部折片同轴地进行接合、由此制成胎体坯套的装置,其中的环形锚固结构限定了较所述贴附直径小的配合直径;
—用于对外坯套进行定位的装置,其中的外坯套包括至少一个束带结构,该装置将外坯套定位到这样的位置上—环绕着贴附到所述构建转鼓上的胎体坯套为同轴对中的状态;以及
—造形装置,其在构建转鼓上工作,以将胎体坯套造形为环面体形态。
根据再一方面,本发明涉及一种为被加工轮胎的胎体坯套上的环形锚固结构设置的锁定构件,其包括至少一个环形元件,该元件由单体件构成,该元件可在停息状态与径向扩开状态之间发生径向变形。
优选地是,所述环形元件将所述胎体坯套在所述环形锚固结构处相对于其构建转鼓气密地进行密封。
在上述各个方面的至少一个方面中,本发明可具备下文描述的一个或多个优选特征。
优选地是,所述贴附直径等于或大于配合直径的约102%。
根据另一种实施方式,所述贴附直径小于或等于配合直径的约120%。
更为优选地是,所述贴附直径等于或大于配合直径的约105%。
最后,根据一种不同的实施方式,所述贴附直径小于或等于配合直径的约115%。
优选地是,所述贴附直径处于配合直径的约102%到约120%之间。
优选地是,所述贴附直径处于配合直径的约105%到约115%之间。
按照这种方法,有利地是,限制施加到胎体结构上的变形的操作变得特别有效。
在一种优选实施方式中,贴附直径大于或等于外坯套内径的约30%。
在另一种实施方式中,所述贴附直径小于或等于外坯套内径的约90%。
在再一种实施方式中,贴附直径等于或大于外坯套内径的约50%。
在一种不同的实施方式中,贴附直径小于或等于外坯套内径的约80%。
优选地是,贴附直径处于外坯套内径的约30%到约90%之间。
优选地是,贴附直径处于外坯套内径的约50%到约80%之间。
作为补充措施或替代方案,贴附直径与配合直径之间的差值大于或等于束带结构内径与配合直径之间差值的约2%。
在一种不同的实施方式中,贴附直径与配合直径之间的差值小于或等于束带结构内径与配合直径之间差值的约70%。
在另一种优选实施方式中,贴附直径与配合直径之间的差值大于或等于束带结构内径与配合直径之间差值的约20%。
在一种不同的实施方式中,贴附直径与配合直径之间的差值小于或等于束带结构内径与配合直径之间差值的约50%。
优选地是,贴附直径与配合直径之间的差值相对于束带结构与配合直径之间的差值处于约2%到约70%的范围内。
优选地是,贴附直径与配合直径之间的差值相对于束带结构与配合直径之间的差值处于约20%到约50%的范围内。
需要指出的是:对所述至少一个胎体帘布层执行贴附的操作既可以按照传统的方式进行,也可通过贴附带状元件的形式来进行,其中,在传统方式中,是通过卷绕半成品来完成贴附的。
更具体而言,根据一种优选的实施方式,如果需要的话,可通过对沿着构建转鼓外表面周向延伸范围依次布置的多个带状元件执行贴附的方式来执行对至少一个胎体帘布层执行贴附的操作。
事实上,由于一个或多个胎体帘布层受到的应力减小,所以可通过如下的操作来制造胎体帘布层:对带状的元件执行贴附,这些带状元件被布置在构建转鼓上,且在周向上相互靠近,且还不存在相互叠压,在造形步骤期间,胎体帘布层不出现伸展,这就不会造成各个带状元件之间出现不利的分离。
在一种优选实施方式中,被贴附到构建转鼓上的所述带状元件具有至少一条纵向轴线,其与构建转鼓的轴线平行。
在一种不同的实施方式中,贴附到构建转鼓上的所述带状元件的纵向轴线与构建转鼓的轴线之间形成了不同于零度的角度。
可能的情况是,在对胎体帘布层执行贴附之前,将轮胎的第一组成部件至少部分地贴附到各自的搁放表面上,搁放表面在构建转鼓外表面的延长方向上沿轴向相反的方向延伸。
在接合环形锚固结构的步骤之前,将搁放表面(如果存在的话)移开,并优选地是将胎体帘布层的侧边折片向下翻折向构建转鼓的几何轴线,从而有利于对环形锚固结构进行定位。
当造形操作已被完成时,有利地是,可将构建转鼓从造形工作台处移走,且胎体坯套可被设置为保持着充胀状态,从而有利于在胎体坯套上执行其它可能的加工操作。
优选地是,在造形步骤期间,环形锚固结构相对于构建转鼓是被锁定的,从而防止了环形锚固结构出现不利的非可控移动、和/或在造形步骤之后胎体结构的胎边处出现扭曲。
与所述锁定步骤同时,实现了将胎体坯套在环形锚固结构处气密地进行密封,从而有利于将胎体坯套充胀起来,以便于造形步骤的完成。
有利地是,构建转鼓可被从构建工作台处传送到造形工作台处,在构建工作台处,胎体的各个组成部件被组装到一起,而在造形工作台处,执行的是与外坯套进行联接的操作。
有利地是,用于对所述至少一个胎体帘布层执行贴附的装置包括这样的构件:其用于将多个带状元件沿着构建转鼓外表面的周向延伸方向依次顺接地贴附起来。
构建转鼓可与辅助支撑构件相连,辅助支撑构件易于被可拆卸地移近到构建转鼓的两轴向相反侧处,辅助支撑构件具有各自的搁放表面,其在构建转鼓外表面的延长方向上延伸,以利于胎体坯套第一组成部件的贴附,且在构建转鼓上执行贴附的过程中,其支撑着胎体帘布层的端部折片。
因此,直到所述辅助支撑构件从轴向相反两侧移动靠近构建转鼓之后,整个外部贴附表面的轴向尺寸才大于所述至少一个胎体帘布层的宽度。随后,当所述辅助支撑构件被移走时,位于构建转鼓上的胎体帘布层的端部折片将在轴向上从构建转鼓的两相对端部突伸出。
装置可被设置成向下翻折,以朝向构建转鼓、以及被围绕着所述构建转鼓进行贴附的所述至少一个胎体帘布层的轴向相对端部折片的几何轴线。
优选地是,造形装置包括致动器,其作用在构建转鼓上,用于使环形锚固结构在轴向上相互接近,造形装置还包括充胀构件,在环形锚固结构相互接近的过程中,该充胀构件用于向胎体坯套输送工作流体。
有利地是,充胀构件可包括供送导管。
根据一种实施方式,所述供送导管被制在构建转鼓中。
根据另一种实施方式,所述充胀构件包括至少一个单向阀,用于防止流体从胎体坯套流回到供送导管中。
用于将环形锚固结构相对于构建转鼓进行锁定的构件还可与构建转鼓本身相连。
易于与构建转鼓可拆卸地进行接合的所述锁定构件还可包括封闭构件,用于执行对胎体坯套在环形锚固结构处进行气密密封的操作。
所述至少一个胎体帘布层的贴附装置和造形装置可被分别安装在构建工作台和造形工作台中,用于将构建转鼓从构建工作台转移到造形工作台的装置在两个装置之间工作。
附图说明
从下文对根据本发明的、用于制造轮胎的方法和设备的优选实施方式的详细描述,可更加清楚地认识到本发明的其它特征和优点,其中,优选的实施方式并非是排它性的。
下文的描述在参照附图进行的,附图表示出了非限定性的实例,在附图中:
图1是示意性的径向剖面图表示了将胎体帘布层围绕着构建转鼓进行贴附的步骤;
图2是图1的放大视图,表示了这样的步骤:在该步骤中,环形锚固结构被同轴地构建到胎体帘布层的对应端部折片上;
图3是图1的放大视图,表示了将胎体帘布层的端部折片包绕着对应的环形锚固结构进行翻折的步骤;
图4中的示意性径向剖面图表示了胎体坯套在利用锁定构件接合胎边过程中时的状态;以及
图5表示了被加工的轮胎在某一步骤时的情形,在该步骤中,对胎体帘布层执行造形处理,以将外坯套贴附到其上。
具体实施方式
参见附图,用于制造车轮用轮胎的设备在总体上被标记为数字1,该设备用于执行根据本发明的方法。
设备1被用于制造轮胎2(参见图5),该轮胎基本上包括至少一个胎体帘布层3,优选地是,胎体帘布层的内部涂覆有气密的弹性体材料层或所谓的胎衬4。两个环形锚固结构5与胎体帘布层3的两对应端部折片3a相接合,每个环形锚固结构都包括所谓的胎边芯体5a,其径向外侧部位处带有弹性体材质的填料5b。环形锚固结构5被整合到通常称为“胎边”的区域附近,轮胎2与对应的安装轮辋(图中未示出)通常在胎边区域处进行接合,两者之间的接合是依据配合直径D0进行的,配合直径是由环形锚固结构5的内径尺寸决定的。
束带结构7围绕着胎体帘布层3沿周向进行贴附,胎面条带8沿周向叠压到束带结构7上。两个胎侧壁9被贴附到胎体帘布层3的两相对侧边部位上,两侧壁都是从对应的胎边6延伸到胎面条带8的对应侧边缘处。
设备1包括构建转鼓10,其具有两个半体10a,它们由沿着构建转鼓10自身几何轴线X-X延伸的中心轴杆11支撑着。例如在螺杆的作用下,两个半体10a可沿着轴向相互靠近,其中的螺杆可工作地布置在中心轴杆11中,并带有两个螺纹部分12a、12b,它们分别位于右手端和左手端,并各与其中一个半体10a相接合。因而,随着螺杆12受到致动器(图中未示出)的驱动而转动,构建转鼓10的两个半体10a将在相反的方向上沿着中心轴杆11同时平动,其中的致动器可与中心轴杆11的一端实现工作联接。
构建转鼓10还包括中间区段13,其与两个半体10a可滑动地接合着,且与两个半体形成连续表面延伸的关系,从而与两半体形成了基本上连续的外表面14。
根据一种可能的备选实施方式(图中未示出),构建转鼓10的半体10a可具有在轴向上相向延伸的、相互啮合的锯齿,也就是说,在此情况下,两锯齿的齿牙可滑动地插入到属于另一半体的齿牙之间的交替齿列中。
半体10和中间区段13都是由各自的周向扇段构成的,在径向上,这些周向扇段可在停息状态(图中未示出)与工作状态之间移动,在停息状态下,扇段被布置成在径向上靠近几何轴线X-X,从而使得构建转鼓10的径向尺寸规格小于被加工轮胎的配合直径D0,从而能将构建成的轮胎2从构建转鼓自身上拆卸下来,在工作状态下,如附图所示,所述的扇段以周向连续的关系进行延伸,从而形成了所述的外表面14,该表面限定了贴附直径D1,该直径显著大于配合直径D0。
在图示的实例中,周向扇段的径向运动是利用多个连杆15实现的,每个连杆都连接在构建转鼓10中间区段13的其中一个扇段与驱动轴环16之间,轴环16被中心轴杆11可转动地载带着,借助于外部致动器(图中未示出),可驱动该轴环产生转角旋转。利用沿轴向延伸穿过中间区段13的传动杆17,可将中间区段的径向运动传递给构建转鼓10两轴向对置半体10a的周向扇段,这些周向扇段由对应的支柱18可滑动地进行引导,支柱18相对于中心轴杆11在径向上延伸出。
构建转鼓10允许其自身被至少一个机械手(图中未示出)或其它类型的传送装置运送到一个或多个工作台19、20处,以便于执行各种不同的加工步骤,以便于对被加工的轮胎2进行组装,其中,机械手或其它传送装置对中心轴杆11上的至少一个抓夹端11a进行操作。
更详细来讲,构建转鼓10首先被接合到构建工作台(见图1到图3)中,在该工作台上,包含胎体帘布层3的所谓胎体坯套21被与对应的环面锚固结构5联接起来。
优选地是,构建工作台19上配备有辅助的支撑构件22,该支撑构件例如被制成两个环形元件的形式,两环形元件适于在构建转鼓10的两轴向相反侧可拆卸地接近构建转鼓。辅助支撑构件22具有对应的搁放表面22a,优选地是,搁放表面就不是为圆柱面形态,其直径基本上等同于贴附直径D1。当进行接近时,搁放表面22a的延伸方向与外表面14是连续的,不会出现中断。
在构建工作台19处,一些辅助装置(图中未示出)可进行工作,以便于将胎体坯套21的一些第一组成部件贴附到构建转鼓10上。更详细来讲,这些辅助装置例如可包括一个或多个配送构件,当构建转鼓10受到驱动而绕几何轴线X-X转动时,配送构件输送至少一条连续的纵长弹性体材料元件,从而可在外表面14和搁放表面22a上形成上述的胎衬4。作为胎衬4的补充措施或替换方案,辅助装置可被设计成用于在搁放表面22a上形成耐磨损的嵌入体,这些嵌入体将被包含在胎边6区域中,和/或在所谓漏气保用(run-flat)轮胎的情况下,由弹性体材料制成的辅助支撑嵌入体(所谓的侧壁嵌入体)被贴附到构建转鼓10的对应半体10a上,从而可在随后被包含到轮胎2的侧壁9区域中。
在形成了所述第一组成部件之后,按照任何方便的形式制成的装置(图中未示出)将胎体帘布层3围绕着外表面14进行贴附,该操作所依据的直径是所述的贴附直径D1。每个胎体帘布层3都可以是由制出的物件组成的,这些物件为连续条带的形式,它们被预先按照外表面14的周向延伸长度而进行了切割,且被送向所述的外表面,同时,构建转鼓10绕其几何轴线X-X进行转动,从而将所述条带卷绕到外表面14上。
在一种优选的实施方式中,贴附装置包括一些构件,这些构件用于在构建转鼓10受到驱动而步进转动的同时对多个带状元件依次执行贴附,多个带状元件被布置成在外表面14的周向延伸面上横向排列,例如在属于本申请人的US6328084中就描述了同样的操作方式。需要指出的是:为便于本文的描述,术语“带状元件”是指细长形态的基础性组成部件,其包括与弹性体基体相连的一条或多条增强帘线,该元件的长度对应着胎体帘布层3的宽度,而其宽度对应着胎体帘布层3自身周向延长量的一部分。
因而,胎体帘布层3是在构建转鼓10上由带状元件直接制成的,带状元件被按照相互接近的方式进行贴附,从而遮盖了外表面14的整个周向延伸范围。
优选地是,外表面14的轴向尺寸小于所述至少一个胎体帘布层3的宽度,从而,布置在构建转鼓10上的胎体帘布层3的端部折片3a将在轴向上从外表面14的相反两端突伸出,且至少部分地被所述搁放表面22a支撑着。
在已完成了胎体帘布层3的制造之后,辅助支撑构件22在轴向上离开对应的构建转鼓10半体10a,从而使得搁放表面22a与胎衬4以及胎体帘布层3滑脱分离开。将搁放表面22a移开则就可以利用例如滚轮或其它装置(图中未示出)将包绕构建转鼓10贴附着的胎体帘布层3的端部折片向下翻折,以将端部折片翻折向构建转鼓10自身的几何轴线X-X,其中,可按照任何方便的形式来制造其中的其它装置。
可按照已有的方式来制造图中未示出的定位装置,该装置执行的操作是将每个环形锚固结构5围绕着胎体帘布层3上已向下翻折向几何轴线X-X的一个端部折片3a同轴地进行构建。环形锚固结构5的内径限定了所述的配合直径D0,该直径小于限定了胎体帘布层3贴附直径D1的外表面14直径。因而,构建到端部折片3a上的环形锚固构件5使得自身与构建转鼓10上对应的半体处于轴向抵接的关系,每个环形锚固结构都抵靠着半体。
当定位操作完成时,可充胀的袋囊23或其它的翻折构件对各个端部折片3a执行翻折操作,使其包绕着对应的环形锚固结构进行翻折,由此稳固了环形锚固结构与胎体帘布层3的接合,促成了所述胎体坯套21的成型。
当已完成了环形锚固结构5的接合时,可进行对侧壁9进行贴附的操作。
然后,载带着胎体坯套21的构建转鼓10被从构建工作台19传送到造形工作台20(见图4和图5),以便于接纳外坯套24并与其进行接合,外坯套带有束带结构7,优选地是,束带结构已与胎面条带8联接起来。
通过在辅助转鼓(图中未示出)上对适于形成束带结构7的一个或多个带束层进行成型或卷绕,并在随后将胎面条带8卷绕到由辅助转鼓载带的束带结构7上,就可预先制备出外坯套24。更具体而言,利用配送装置来执行组装出胎面条带8的操作,该配送装置输送弹性体材料的连续纵长元件,纵长元件被按照环圈的形式进行贴附,环圈被布置成并排排列,且在径向上叠压到由辅助转鼓载带的束带结构7上,与此同时,辅助转鼓受到驱动而转动。
例如利用转移环25或其它合适的装置,适于将这样制出的外坯套24从辅助转鼓上拆卸下,转移环或其它装置随后将外坯套转移到造形工作台20处,在该工作台处,外坯套被布置成围绕着由构建转鼓10载带的胎体坯套21处于同轴对中的位置处。
作用在构建转鼓10上的造形装置在造形工作台20处工作,以便于将胎体坯套21造形为环面体构造(见图5),由此使得胎体坯套贴附到外坯套24的径向内表面上。
造形装置例如包括所述的致动器(图中未示出),其被用于驱动螺杆12转动,以使得转鼓的两个半体10a在轴向上相互接近,结果就使得胎体坯套21的两环形锚固结构5在轴向上相互靠近。造形装置还包括充胀构件,其具有至少与供送导管26连接的气压回路,导管26例如是沿着中心轴杆11制出的,用于向胎体坯套21供送工作流体,从而在环形锚固结构5相互接近的过程中,可利用充胀作用使胎体坯套在径向上扩张。
在一种实施方式中,在供送导管26上连接了至少一个单向阀27,以防止流体从胎体坯套21回流到供送导管26中,由此可将胎体坯套21保持在充胀开的状态—即使在供送导管26与气压回路断开的情况下。
为了降低胎体坯套21径向扩张期间将不利变形传递到胎边6区域的风险,锁定构件28在造形工作台20上也可进行工作,以将环形锚固结构5相对于构建转鼓10进行锁定。
锁定构件28例如可包括一对凸缘29,它们可按照轴向接近的关系、从相反的两侧可拆卸地紧固到造形转鼓10上。每个凸缘29都带有环形元件30,其可在停息状态与径向扩开状态之间弹性变形。
根据一种优选的实施方式,每个环形元件30都是由单体件构成的,以便于减小由于在停息状态与径向扩开状态之间变动而出现的几何扭曲效应。
在每个环形元件30中,都设置了推力环31,其可被驱动而促使环形元件本身在停息状态与径向扩开状态之间发生弹性变形,所述的推力环例如由工作流体进行操作。
在执行造形步骤之前,凸缘29相对于环形锚固结构5在轴向上定位,且各个环形元件30处于停息状态,在该状态下,其在径向上至少部分地构建到环形锚固结构本身的内部中。
然后,推力环31受到工作流体的作用而将环形元件30置于径向扩开状态。在此条件下,环形元件30以径向顶推的方式从内向外对环形锚固结构5的径向内表面施加作用,从而,在随后的造形步骤期间,能在应力传递方面有效地对环形锚固结构进行锁定。
优选地是,每个环形元件30都是在周向上连续地延伸,从而其起到了气密密封封闭元件的作用,其将胎体坯套21在环形锚固结构5处进行了密封,以利于胎体坯套自身的进行扩张,并能在造形步骤之后保持其充胀状态。
如前文提到的那样,将胎体帘布层3贴附到构建转鼓10上的操作是按照大于配合直径D0的贴附直径D1进行的,有利之处在于,这能显著地减小胎体帘布层自身所受到的变形,其中的配合直径D0是由环形锚固结构5限定的,而胎体帘布层出现变形则是由于在造形步骤期间、其为了实现与外坯套24内表面的贴接而通过径向扩张来动作。
减小变形的效果在于:传递给胎边6区域的应力更小,这对于胎边的几何精度和结构精度而言是有利的,并进一步减轻了胎体帘布层3中帘线的变细倾向—特别是在与束带结构7相接触的胎冠区域。由于胎体帘布层中帘线随着径向扩张而出现的变细现象在轮胎2的周向延伸方向上更不均匀,所以,低的扩张程度还对应着这样的有利效果:胎冠区域中胎体帘线在周向分布上的均匀性改善了。
在最大程度地利用本发明优点的方面,本领域技术人员将能在表达了贴附直径D1的优选数值范围内进行试验,并关注这样的事实:这些数值必须要被作为平均值使用,它们是在整个胎体帘布层的径向最内侧表面与径向最外侧表面之间测得的。
申请人已经发现:优选地是,胎体帘布层3的贴附直径D1可处于构建直径D0约102%到120%的范围内。
更为优选地是,所述贴附直径D1可处于构建直径D0约105%到115%的范围内。
在根据本发明方法的一种优选实施方式中,贴附直径D1相对于外坯套24的内径D2(其等于束带结构的内径)处于约30%到约90%的范围内。
更为优选地是,贴附直径D1处于外坯套24内径D2的约50%到80%的范围内。
还优选地是,贴附直径D1与配合直径D0之间的差值相对于外坯套24内径D2与配合直径D0之间的差值处于约2%到70%的范围内。
更为优选地是,贴附直径D1与配合直径D0之间的差值相对于外坯套24内径D2与配合直径D0之间的差值处于约20%到50%的范围内。
对于本发明的目的而言,根据本发明的方法和设备优选地是被用于制造高性能或超高性能的扁平型轮胎
事实上,由于在这些扁平型轮胎中,造形步骤结束时胎体坯套21最终直径(对应于外坯套24的直径)与配合直径D0被相对地减小了,所以,最终造形直径(对应于D2)与胎体帘布层3贴附直径(对应于D1)之间的差值减小了,这就能在所制得的胎体结构中实现更为显著的均匀效果。
当造形步骤结束时,构建转鼓10可被从造形工作台20处移走,
以便于能将其传送到至少一个另外的工作台(图中未示出)处,该工作台例如是被用于制造侧壁9。
有利地是,在径向扩张状态时顶接着环形锚固结构5的环形元件30上,设置了单向阀27和凸缘29,它们将胎体坯套21保持在充胀状态下,从而有利于在其它工作台19、20处进行的侧壁9贴附操作和/或其它加工操作。
当构建工作完成时,在将构建转鼓10径向收缩之后,可将轮胎2从构建转鼓10上取下,以便于按照任何方便的形式将其送去执行硫化步骤。
Claims (72)
1.一种用于制造轮胎的方法,其包括步骤:
-环绕着具有贴附直径(D1)的构建转鼓(10)的至少一个外表面(14),对至少一个胎体帘布层(3)执行贴附,所述的至少一个胎体帘布层(3)具有在轴向上相对的端部折片(3a);
-将环形锚固结构(5)围绕着各个端部折片(3a)同轴地进行接合,由此来制得胎体坯套(21),其中,环形锚固结构(5)限定了小于所述贴附直径(D1)的配合直径(D0);
-将包括至少一个束带结构(7)的外坯套(24)定位到这样的位置处:围绕着已被贴附到所述构建转鼓(10)上的所述胎体坯套(21)为同轴对中的状态;
-将所述胎体坯套(21)造形为环面体构造,由此使得该胎体坯套贴接着所述外坯套(24)的径向内表面,
其特征在于:所述贴附直径(D1)等于或大于配合直径(D0)的约102%,所述贴附直径(D1)小于或等于配合直径(D0)的约120%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:对所述至少一个胎体帘布层(3)执行贴附的操作包括步骤:对沿着构建转鼓(10)外表面(14)的周向延伸范围依次布置的多个带状元件执行贴附操作。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:对所述至少一个胎体帘布层(3)执行贴附的操作包括步骤:将连续条带形式的制成物件围绕着构建转鼓(10)的外表面(14)沿周向进行卷绕。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述贴附直径(D1)等于或大于配合直径(D0)的约105%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述贴附直径(D1)小于或等于配合直径(D0)的约115%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)大于或等于外坯套(24)内径(D2)的约30%。
7.根据权利要求l所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)小于或等于外坯套(24)内径(D2)的约90%。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)等于或大于外坯套(24)内径(D2)的约50%。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)小于或等于外坯套(24)内径(D2)的约80%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值大于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约2%。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值小于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约70%。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值大于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约20%。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值小于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约50%。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在将所述至少一个胎体帘布层(3)贴附到构建转鼓(10)上的过程中,所述至少一个胎体帘布层(3)的端部折片(3a)从构建转鼓(10)外表面(14)的相对端部沿轴向突伸出。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在将所述至少一个胎体帘布层(3)贴附到构建转鼓(10)上的过程中,所述至少一个胎体帘布层(3)的端部折片(3a)被支撑在对应的搁放表面(22a)上,搁放表面在构建转鼓(10)外表面(14)的延续方向上延伸。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在执行将所述至少一个胎体帘布层(3)贴附到构建转鼓(10)上的步骤之前,在构建转鼓(10)上执行对胎体坯套(21)的至少一个第一组成部件(4)进行贴附的操作。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于:所述至少一个第一组成部件(4)被至少部分地贴附到对应的搁放表面(22a)上,在构建转鼓(10)外表面(14)的延续方向上,各个搁放表面沿轴向相反的方向延伸。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括步骤:将围绕着构建转鼓(10)进行贴附的至少一个胎体帘布层(3)的轴向相对端部折片(3a)向着构建转鼓(10)的几何轴线(X-X)向下翻折。
19.根据权利要求15所述的方法,其特征在于还包括步骤:在将所述至少一个胎体帘布层(3)的端部折片(3a)向下翻折之前,将所述搁放表面(22a)移开。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于对各个环形锚固结构(5)进行接合的步骤包括操作:
-将环形锚固结构(5)围绕着所述至少一个胎体帘布层(3)上对应的端部折片(3a)同轴地进行构建;
-将所述至少一个胎体帘布层(3)的端部折片包绕着对应的环形锚固结构(5)翻折。
21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于将所述胎体坯套(21)造形为环面体构造的步骤包括操作:
-使环形锚固结构(5)在轴向上靠近;
-在使环形锚固结构(5)相互靠近的过程中,将胎体坯套(21)在径向上扩张开。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于:利用充胀操作来实现胎体坯套(21)的径向扩张。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于还包括步骤:
-将构建转鼓(10)从造形工作台(20)上移走;
-在将构建转鼓(10)从造形工作台(20)上移走之后,保持胎体坯套(21)的充胀状态。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:在将构建转鼓(10)从造形工作台(20)上移走之后,在保持着充胀状态的胎体坯套(21)上执行其它的加工操作。
25.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在将所述胎体坯套(21)造形为环面体构造的步骤期间,环形锚固结构(5)相对于构建转鼓(10)被锁定。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于:与所述锁定步骤同时,将胎体坯套(21)在环形锚固结构(5)处气密地进行密封。
27.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括:对构建转鼓(10)进行转移的步骤。
28.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在执行对外坯套(24)进行定位的所述步骤之前,将构建转鼓(10)从构建工作台(19)处传送到造形工作台(20)处。
29.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述外坯套(24)包括卷绕在所述束带结构(7)径向外侧位置上的胎面条带(8)。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于:通过将至少一条弹性体材料的连续纵长元件卷绕成环圈、并将这些环圈布置成并列和径向叠压的关系,在载带着所述束带结构(7)的辅助转鼓上构建成所述的胎面条带(8)。
31.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括步骤:
-将构建成的轮胎(2)从构建转鼓(10)上拆下;
-对所述轮胎(2)执行硫化。
32.根据权利要求31所述的方法,其特征在于:利用构建转鼓(10)的至少一个径向收缩操作来完成将构建成轮胎(2)拆卸下的操作。
33.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:贴附到所述构建转鼓(10)上的所述带状元件具有至少一条与构建转鼓(10)的轴线相平行的纵向轴线。
34.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:贴附到构建转鼓(10)上的所述带状元件的纵向轴线与构建转鼓(10)的轴线之间形成了不同于零度的角度。
35.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述构建制得轮胎(2)的断面高度相对于断面宽度处于约20%到50%范围内,其中,断面高度是在胎面条带(8)上的径向最外侧点与胎边(6)的径向最内侧点之间测得的,而断面宽度是在轮胎(2)最大弦长的位置点处测得的轴向尺寸。
36.一种用于构建轮胎的设备,其包括:
-构建转鼓(10),其具有至少一个限定了贴附直径(D1)的外表面(14);
-用于将至少一个胎体帘布层(3)围绕着所述外表面(14)、按照所述贴附直径(D1)进行贴附的装置,所述至少一个胎体帘布层(3)具有在轴向上相对的端部折片(3a);
-用于将环形锚固结构(5)围绕着端部折片(3a)同轴地进行接合、由此制成胎体坯套(21)的装置,其中的环形锚固结构限定了较所述贴附直径(D1)小的配合直径(D0);
-用于对外坯套(24)进行定位的装置,其中的外坯套包括至少一个束带结构(7),该装置将外坯套定位到这样的位置上:环绕着贴附到所述构建转鼓(10)上的胎体坯套(21)为同轴对中的状态;以及
-造形装置,其在构建转鼓(10)上工作,以将胎体坯套(21)造形为环面体形态,
其特征在于:所述贴附直径(D1)等于或大于配合直径(D0)的约102%,所述贴附直径(D1)小于或等于配合直径(D0)的约120%。
37.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:用于对所述至少一个胎体帘布层(3)执行贴附的装置包括这样的构件:其用于将多个带状元件沿着构建转鼓(10)外表面(14)的周向延伸方向依次顺接地贴附起来。
38.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:用于对所述至少一个胎体帘布层(3)执行贴附的装置执行了对连续条带形式的制成物件进行输送,以将其围绕着构建转鼓(10)的外表面(14)沿周向进行卷绕。
39.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:所述贴附直径(D1)等于或大于配合直径(D0)的约105%。
40.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:所述贴附直径(D1)小于或等于配合直径(D0)的约115%。
41.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)大于或等于外坯套(24)内径(D2)的约30%。
42.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)小于或等于外坯套(24)内径(D2)的约90%。
43.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)等于或大于外坯套(24)内径(D2)的约50%。
44.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)小于或等于外坯套(24)内径(D2)的约80%。
45.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值大于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约2%。
46.根据权利要求36所述的设备,其特征在于::贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值小于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约70%。
47.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值大于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约20%。
48.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:贴附直径(D1)与配合直径(D0)之间的差值小于或等于外坯套(24)内径(D2)与配合直径(D0)之间差值的约50%。
49.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:所述外表面(14)的轴向尺寸小于所述至少一个胎体帘布层(3)的宽度,从而,位于构建转鼓(10)上的胎体帘布层(3)的端部折片(3a)在轴向上从外表面(14)的两相对端部突伸出。
50.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:辅助支撑构件(22),其易于被可拆卸地移近到构建转鼓(10)的两轴向相反侧处,辅助支撑构件具有各自的搁放表面(22a),其在外表面(14)的延续方向上延伸。
51.根据权利要求50所述的设备,其特征在于:所述搁放表面(22a)大体上为圆柱面的形态,其直径与贴附直径(D1)相同。
52.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:用于在构建转鼓(10)上对胎体坯套(21)的至少一个第一组成部件(4)执行贴附的辅助装置。
53.根据权利要求52所述的设备,其特征在于还包括:所述辅助装置将所述至少一个第一组成部件(4)至少部分地贴附到与外表面(14)连续延伸的搁放表面(22a)上。
54.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:翻折装置,其用于将围绕着构建转鼓(10)进行贴附的所述至少一个胎体帘布层(3)的轴向相对端部折片(3a)向着构建转鼓(10)的几何轴线(X-X)向下翻折。
55.根据权利要求36所述的设备,其特征在于用于对各个环形锚固结构(5)进行接合的所述装置包括:
-用于将环形锚固结构(5)围绕着所述至少一个胎体帘布层(3)上对应的端部折片(3a)同轴地进行构建的构件;
-用于将所述至少一个胎体帘布层(3)的端部折片(3a)包绕着对应的环形锚固结构(5)进行翻折的构件。
56.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:构建转鼓(10)包括两个半体(10a),它们可在轴向上接近,且它们都被设计成与其中一个所述环形锚固结构(5)进行接合。
57.根据权利要求56所述的设备,其特征在于:构建转鼓(10)还包括中间区段(13),其可滑动地接合着所述半体(10a),并形成了所述外表面(14)的中间区域。
58.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:构建转鼓(10)包括一些周向扇段,在径向上,这些周向扇段可在停息状态与工作状态之间移动,在工作状态下,这些扇段以周向连续的关系进行延伸,从而形成了所述外表面(14),在停息状态下,这些扇段被布置成在径向上靠近构建转鼓(10)的几何轴线(X-X),从而能将构建成的轮胎(2)从构建转鼓(10)自身上拆卸下来。
59.根据权利要求36所述的设备,其特征在于所述造形装置包括:
-致动器,其作用在构建转鼓(10)上,用于使环形锚固结构(5)在轴向上相互接近;
-充胀构件,在环形锚固结构(5)相互接近的过程中,充胀构件用于向胎体坯套(21)输送工作流体。
60.根据权利要求59所述的设备,其特征在于:所述充胀构件包括供送导管(26)。
61.根据权利要求60所述的设备,其特征在于:所述供送导管(26)被制在构建转鼓(10)中。
62.根据权利要求60所述的设备,其特征在于:所述充胀构件包括至少一个单向阀(27),用于防止流体从胎体坯套(21)流回到供送导管(26)中。
63.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:用于将环形锚固结构(5)相对于构建转鼓(10)进行锁定的锁定构件(28)。
64.根据权利要求63所述的设备,其特征在于:所述锁定构件(28)可被可拆卸地紧固到构建转鼓(10)上。
65.根据权利要求63所述的设备,其特征在于还包括:封闭构件,其与锁定构件(28)实现工作连接,用于执行对胎体坯套(21)在环形锚固结构(5)处进行气密密封的操作。
66.根据权利要求65所述的设备,其特征在于:所述封闭元件包括至少一个环形元件(30),其可在停息状态与径向扩开状态之间发生径向变形。
67.根据权利要求66所述的设备,其特征在于:所述环形元件(30)是由单体件构成的。
68.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:
-构建工作台(19),其载带着对所述至少一个胎体帘布层(3)进行贴附的贴附装置;
-造形工作台(20),其载带着所述的造形装置;
-传送装置,其用于将构建转鼓(10)从构建工作台(19)移动到造形工作台(20)。
69.根据权利要求68所述的设备,其特征在于:所述构建转鼓(10)包括中心轴杆(11),其具有至少一个与所述传送装置进行接合的抓夹端(11a)。
70.根据权利要求36所述的设备,其特征在于还包括:支撑着所述束带结构(7)的辅助转鼓,在该转鼓上,在径向外侧位置上构建出胎面条带(8)。
71.根据权利要求70所述的设备,其特征在于还包括:
-配送构件,用于输送弹性体材质的连续纵长元件;
-贴附构件,其借助于并排布置且径向叠压的多个环圈,对所述弹性体材质的连续纵长元件进行贴附,以构建成所述的胎面条带(8)。
72.根据权利要求36所述的设备,其特征在于:构建制得轮胎的断面高度相对于断面宽度处于约20%到50%范围内,其中,断面高度是在胎面条带(8)上的径向最外侧点与胎边(6)的径向最内侧点之间测得的,而断面宽度是在轮胎(2)最大弦长的位置点处测得的轴向尺寸。
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