CN101720275A - 胎壳成型方法和鼓 - Google Patents

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吉尔吉奥·马伦乔尼
维斯卡多·巴尔多尼
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Marangoni Meccanica SpA
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Abstract

为了成型胎壳(2)，将帘布层(20)包绕在鼓(1)上，该鼓(1)具有两个可沿着相反的方向相对于鼓(1)的中心平面(4)相向或相离地轴向移动的半鼓(5)，且所述两个半鼓具有各自的反包胶囊(8；34)，在每个反包胶囊上置有各自的所述帘布层(20)的环形侧面部分(23)；每个环形侧面部分(23)围绕各自的胎圈芯(7)反包，并且通过给相应的反包胶囊(8；34)充气和控制所述反包胶囊(8；34)的指定的环形部分(12；38)的膨胀，使所述环形侧面部分(23)触及所述帘布层(20)的环状的环形中心部分(22)上，从而当充气完成时，所述环形部分(12；38)位于指定的最终位置，在此最终位置，所述反包胶囊(8；34)的中间部分沿着相应的所述帘布层(20)的环形中心部分(22)的侧壁(24)向外滚动。

Description

胎壳成型方法和鼓
技术领域
本发明涉及胎壳成型方法和鼓。
更具体地说，本发明涉及对已知的成型方法的改进，该改进使用了一种鼓，所述鼓包括两个半鼓；所述两个半鼓可沿着相反的方向相对于鼓的中心平面相向或相离地轴向移动，且包括各自的反包胶囊。
背景技术
在已知的方法中，通过下列步骤成型胎壳：
将帘布层包绕所述鼓，将所述帘布层的两个环形(annular)侧面部分置于各自的反包胶囊上；
将各自的胎圈芯安装在每个半鼓和各自的环形侧面部分上；
在鼓上将所述胎圈芯夹持就位；在所述帘布层上，胎圈具有在所述胎圈芯外侧的两个环形侧面部分和在胎圈芯之间的中心部分；
相向移动所述两个半鼓，从而令中心部分形成环状(toroidalshape)；和
一旦所述中心部分成形，施加充气压力以使所述环形侧面部分向外膨胀并包绕各自的胎圈芯。
在上述已知的胎壳成型方法中，简单地给所述反包胶囊充气很难充分保证反包的环形侧面部分牢固地贴附到各自的环状的中心部分的侧壁上，尤其是在广泛反包的情况下。
因此，众所周知，每个反包胶囊关联至少一个相应的推动胶囊(pushbladder)，该推动胶囊设于相应的反包胶囊的轴向外侧，当充气时，该推动胶囊挤压相应的反包胶囊顶住相应的帘布层的中心部分的侧壁。当这样挤压时，该反包胶囊径向向外膨胀以增加其贴附于相应的中心部分的侧壁上的外表面部分，并且完成相应的帘布层的环形侧面部分的反包。
使用推动胶囊造成了一些缺陷，因为每个反包胶囊通过相应的推动胶囊使反包胶囊承受严重的轴向推力从而发生径向膨胀，对于平均尺寸的胎壳，该推力在几吨的范围，并且传递到所述帘布层的环状的中心部分。
考虑到：
所述胎壳是绿色的；
所述由推动胶囊施加的轴向推力仅可通过将压缩空气充入所述帘布层的环状的中心部分来抵消；和
中心部分内部的空气压力越大，对所述中心部分的气密性和结构耐性造成的问题就越大；
在较高的反包的情况下，抵消所述推动胶囊的轴向推力的唯一方法，是给在所述环状的中心部分内部的中间胶囊充气，这样做会意味着成本增加和同等严重的结构问题。
除了结构问题，推动胶囊还带来尺寸问题，因为推动胶囊至少部分位于半鼓上的相应的反包胶囊外。因此，所述半鼓必须被制造得足够长以支撑相应的推动胶囊，这意味着尺寸的增加、整体上更强的鼓支撑结构，以及成本的大幅增加的。
上述考虑甚至有更大的影响，如US-A-5660677和US-A-2986196中所述，有时用外部的液压或气动操纵的推动装置代替推动胶囊。在此种情况下，所述外部推动装置不仅显著增加了所述鼓的轴向尺寸，并且使得基本不可能在轮胎工业通常使用的多鼓转台上使用所述鼓。并且，与使所述反包胶囊承受基本均匀分布的应力的推动胶囊不同，一般包括推动罐的外部推动装置使所述反包胶囊承受更大或更小的集中应力，所述集中应力显著缩短了所述反包胶囊的工作寿命。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种胎壳成型方法，所述方法便宜且易于实施，同时消除了前面提到的缺陷。
根据本发明，提供了一种胎壳成型方法，如在权利要求1中以及优选在接下来的直接或间接从属于权利要求1的任意一项权利要求中所要求的内容。
本发明还涉及一种胎壳成型鼓。
根据本发明，提供了一种胎壳成型鼓，如在权利要求22中以及优选在接下来的直接或间接从属于权利要求22的任意一项权利要求中所要求的内容。
附图说明
本发明的几个非限定性的实施方案将用实例参考附图进行描述，在附图中：
图1示出了根据本发明的鼓的第一优选实施方案的轴向和径向截面示意图；
图2至4与图1类似，示出了在各自不同操作位置的图1的鼓。
图5示出了图4中的一个细节的立体示意图。
图6和7分别类似于与图2和4，示出了图1至4中的鼓的第一种变化；
图8与图7类似，示出了图1至5中的鼓的第二种变化。
具体实施方式
图1至4中的附图标记1表示作为整体用于成型汽车胎壳2(图4)的鼓。
鼓1具有纵轴3和垂直于纵轴3的中心平面4，且包括固定轴向长度的两个刚性的半鼓5(仅示出一个)，所述两个半鼓相对于中心平面4镜面设置，并且与纵轴3同轴，并且通过未显示的已知的动力驱动的螺母螺钉传动可沿着相反的方向相对于中心平面4相向或相离地轴向移动。
每个半鼓5在对着中心平面4的末端装有用于夹紧各自的胎圈芯7的各自的已知的夹紧装置6，并支撑各自的环形反包胶囊8，所述环形反包胶囊8在静止时沿着半鼓5放置且具有内部环形紧固箍9(fasteningshoe)，该内部环形紧固箍9容纳在各自的环形沟槽10内部，该环形沟槽10在半鼓5的圆柱状外表面11中形成，与夹紧装置6相邻。在内部环形紧固箍9的相对端，反包胶囊8具有环形部分，该环形部分具有外部环形紧固箍12，在静止时置于外表面11上。
每个半鼓5包括弹性管式膜13，在静止时(图1)置于半鼓5的外表面11上面并在反包胶囊8下面，所述管式膜13具有包含在环形沟槽15内部的环形紧固箍14，，该环形沟槽15在半鼓5的圆柱形外表面中形成，与半鼓5的自由端相邻，所述管式膜在紧固箍14的相对端以末端部分16结束，该末端部分16靠近环形沟槽10并与反包胶囊8的外部紧固箍12一体连接。
如图5中更为清楚地示出，管式膜13从紧固箍14开始减小厚度，并且所述管式膜在内部装有加劲肋17(stiffener)，优选采用金属丝。
如图4中更为清楚地示出，由每个反包胶囊8和相应的管式膜13包绕着相应的半鼓5的外表面11限定了单个的环形腔18，通过将压缩空气充入该环形腔18将充气压力施加到该环形腔18上，所述将压缩空气充入环形腔18的过程是由通过穿过相应的半鼓5延伸的管道19与环形腔18连通的已知的气动回路(未显示)实现的。
在实际使用中，在图1所示的静止位置帘布层20包绕着鼓1，在该位置所述两个半鼓5相距最大距离，反包胶囊8被完全抽取空气且放置在相应的管式膜13的外表面上，而管式膜13放置在相应的半鼓5的外表面11上。
在此位置，帘布层20放置在每个夹紧装置6上，上述两者之间插入由相应的反包胶囊8的侧部环形附件形成的各自的环形带21，其目的解释如下。
在此位置，由夹紧装置6在帘布层20上限定了两个夹紧装置6之间的环形中心部分22；和两个环形侧面部分23，每个环形侧面部分23向相应的夹紧装置6外侧延伸且包围相应的反包胶囊8。
显而易见，帘布层20没有直接接触鼓1放置，帘布层首先装有其它组成部分，为了简明起见未示出这些组成部分，所述组成部分包括复合材料层，该复合材料层由中心内衬层、两个侧部磨损带，和两个外侧壁带构成。
随后各自的胎圈芯7被安装于每个半鼓5的环形侧面部分23上，并且通过以已知的方式伸展相应的夹紧装置6(图2)将各自的胎圈芯7夹持就位。此时，以已知的方式将压缩空气充入环形中心部分22下面，并且同时，所述两个半鼓相向且向中心平面4移动(图2)从而使环形中心部分22形成带有两个环形侧壁24的环状，该环形侧壁24基本垂直于纵轴3。
此时，将压缩空气沿着管道19充入环形腔18。如图中清楚可见，反包胶囊8较相应的管式膜13更加可变形，充入环形腔18中的压缩空气首先膨胀反包胶囊8(图3)以向外部分地折叠环形侧面部分23包绕相应的胎圈芯7，随后逐渐使管式膜13展开(图4)，每个管式膜13的末端部分16仅由充气压力逐渐扩张，因此基本径向地逐渐扩张并且抬升相应的反包胶囊的外部紧固箍12。
联系上述内容，应该指出，当每个反包胶囊8扩张时，轴向刚性的相应的管式膜13作为圆锥形支架起到阻止沿着外部紧固箍12的任意一点P基本轴向地移动的作用，且仅允许其基本径向地移动。更具体地，当反包胶囊8扩张时，由相应的管式膜13构成的圆锥形支架沿着基本为圆的轨迹T引导每个点P，该轨迹T在与半鼓5的外表面11交叉的点上与外表面11垂直；并且在径向平面内经过纵轴3和点P，且围绕各自的位于相应的紧固箍14处的中心C延伸。
换言之，当每个反包胶囊8扩张时，相应的管式膜13迫使反包胶囊8的指定的环形部分(在示出的实例中为外侧紧固箍12)在置于半鼓5的外表面11上的静止位置和与纵轴3同轴的指定扩张位置之间基本为径向地移动。
对图3和4的构造进行的比较显示，对于每个反包胶囊8：
环形带21起到下述双重功能：阻止压缩空气从由环状的环形中心部分22限定的腔室泄露出去，以及保证展开的反包胶囊8尽可能稳固地与相应的侧壁24相接触；
外部紧固箍12的径向扩张将反包胶囊8的整体向着相应的侧壁24向外推动；
因此，反包胶囊8的中心部分逐渐沿着侧壁24滚动以便逐渐反包环形侧面部分23到侧壁24上；
由于反包胶囊8的中心部分与环形侧面部分23的在侧壁24上的滚动，环形侧面部分23逐渐贴附于侧壁24，而在环形侧面部分23的一侧和反包胶囊8之间、在环形侧面部分的另一侧与侧壁24之间没有滑移；和
环状侧面部分23被逐渐完全反包到侧壁上而不使环状的环形中心部分22承受超出且大于由反包胶囊8的膨胀施加的任何额外的轴向应力。
在图1-5的实施方案中，管式膜13向着所述中心平面减小厚度，以便它以与弹簧片相同的方式弯曲。然而，显而易见，轴向增强以支撑并引导外侧紧固箍12的均一厚度的管式膜13(未显示)也是优选可接受的。
在图6和7的变化中，为了保证外部紧固箍12均匀、平衡地变形，即，为了保证每个管式膜13与纵轴3同轴地展开，每个环形腔18被各自的径向推动胶囊29分为两个环形腔25和26，与各自的进气管道27和28连通；所述径向推动胶囊29当其膨胀时(图7)，具有大致为等腰三角形且顶点对着半鼓5的自由端的截面，接触半鼓5的外侧表面11的径向内部侧面30，和被管式膜13覆盖并在面向中心平面4的末端支撑着反包胶囊8的外侧紧固箍的径向外部侧面31。径向推动胶囊29通过两个紧固箍32和33与半鼓5连接，所述两个紧固箍32和33在管道27的相对的两侧，与各自的侧面30、31相连并包含在形成在半鼓5内的各自的环形沟槽中。
图8的变化方案，除了每个半鼓5仅支撑反包胶囊34之外，类似于图1-5的实施方案，该反包胶囊34包括部分35，该部分35与反包胶囊8的形状和尺寸一致且通过相当于内部紧固箍9的内部紧固箍36固定于半鼓5；该反包胶囊34还包括另一部分37，该部分37在其一端具有与部分35的外端部分成为一体的内部环形端部38，在其另一端通过相当于紧固箍14的外部紧固箍39固定于半鼓5。部分37利用纵肋40增强，该纵肋40整体安装到部分37的外表面，在部分37的整个长度上伸展，且为内部环形端部38的每个点P沿着轨迹T围绕中心C移动提供支撑和引导，如参考图1-5的实施方案所述。
图8的变化方案以与图1-5的实施方案相同的方式工作，因此不需要进一步的解释。

Claims (42)

1.一种成型胎壳(2)的方法，所述方法包括以下步骤：
制备鼓(1)，所述鼓具有纵轴(3)，并且包括两个轴向长度固定的半鼓(5)，所述两个半鼓可沿着纵轴(3)以相反的方向相对于鼓(1)的中心平面(4)相向或相离地移动，且所述两个半鼓在外部被各自的反包胶囊(8；34)覆盖；
将帘布层(20)包绕所述鼓(1)，以便使所述帘布层(20)的两个环形侧面部分(23)放置在相应的反包胶囊(8；34)的至少部分上；
将各自的胎圈芯(7)安装到每个半鼓(5)和相应的环形侧面部分(23)上，每个环形侧面部分(23)向相应的胎圈芯(7)的外侧延伸；
在相应的半鼓(5)上将每个胎圈芯(7)夹持就位；
通过相向移动所述两个半鼓(5)将所述帘布层(20)的环形中心部分(22)成形为环形，所述环形中心部分在两个胎圈芯(7)之间延伸；和
一旦所述环形中心部分(22)成形，施加充气压力以使所述环形侧面部分(23)包绕相应的胎圈芯(7)向外并向上膨胀；
其特征在于，所述方法包括下述步骤：
通过施加所述充气压力在每个半鼓(5)上扩张相应的反包胶囊(8；34)的指定的环形部分(12；38)；和
使用引导装置(13；40)控制所述环形部分的扩张，所述引导装置(13；40)相对于所述半鼓轴向固定并且单独地对所述充气压力的施加做出反应；并且以此方式将所述环形部分(12；38)移动到最终位置，在该最终位置所述反包胶囊(8；34)的中间部分沿着相应的环状的环形中心部分(22)的侧壁(24)向外滚动，所述中介部分在所述环形部分(12；38)和环状的所述环形中心部分(22)之间延伸。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环形部分(12；38)的最终位置为与所述纵轴(3)同轴的位置。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述引导装置(13；40)控制相应的环形部分(12；38)以便使所述环形部分(12；38)的每个点(P)沿着各自指定的轨迹(T)移动。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述环形部分(12；38)的每个点(P)的轨迹(T)相对于所述纵轴(3)基本为径向轨迹。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述环形部分(12；38)的每个点(P)的轨迹(T)为在径向平面上经过所述纵轴(3)和所述点(P)的圆形轨迹。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环形部分(12；38)的每个点(P)的圆形轨迹(T)围绕位于相应的所述径向平面内的中心(C)，在相应的反包胶囊(8；34)外侧且在相应的半鼓(5)的外表面上延伸。
7.如上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，所述引导装置(13；40)为支撑装置。
8.如上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，每个反包胶囊(8)具有固定于相应半鼓(5)的固定位置的内部环形箍(9)和外部环形箍(12)，所述外部环形箍限定了相应的所述环形部分(12)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，对于每个半鼓(5)，所述引导装置(13)包括：管式膜(13)，所述管式膜安装到相应的半鼓(5)轴向固定的位置，并且所述管式膜径向可弹性变形但轴向基本为刚性；所述管式膜(13)对着中心平面(4)的末端部分(16)，所述末端部分安装有相应的所述反包胶囊(8)的外部环形箍(12)；和所述外部环形箍(12)，通过施加所述充气压力将所述管式膜(13)展开从而将所述外部环形箍(12)扩张到所述指定的最终位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述管式膜(13)沿纵向改变厚度。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述管式膜(13)向着所述中心平面(4)减小厚度。
12.如权利要求9-11其中之一所述的方法，其特征在于，所述管式膜(13)包括轴向加劲肋(17)。
13.如权利要求9-12其中之一所述的方法，其特征在于，所述管式膜(13)与相应的反包胶囊(8)限定了单个的环形腔(18)，通过单个的压缩空气馈送装置(19)将所述充气压力施加到所述环形腔(18)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在对着所述中心平面(4)的末端的相反端，所述管式膜(13)包括用于连接相应的半鼓(5)的各自的紧固箍(14)。
15.如权利要求1-7其中之一所述的方法，其特征在于，每个反包胶囊(34)包括安装到相应的半鼓(5)的相反的两端的内部箍(36)和外部箍(39)，与所述内部箍(36)相邻的第一部分(35)，和与所述外部箍(39)相邻的第二部分(37)；所述引导装置(40)位于所述第二部分上，所述环形部分(38)作为将所述第二部分(37)连至所述第一部分(35)的末端部分。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述引导装置(40)为用于轴向增强所述第二部分(37)的装置。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，对于每个反包胶囊(34)，所述引导装置(40)包括多根轴向固定于相应的第二部分(37)的肋。
18.如权利要求7和8所述的方法，其特征在于，通过对径向推动胶囊(29)施加所述充气压力来扩张所述外部环形箍(12)，所述径向推动胶囊(29)与相应的反包胶囊(8)相关联且位于所述反包胶囊(8)对着中心平面(4)的相对侧，所述推动胶囊(29)支撑相应的所述反包胶囊(8)的外部环形箍(12)和相应的所述引导装置(13)。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述径向推动胶囊(29)当其膨胀时，具有大致为三角形的截面；所述推动胶囊(29)的径向内部第一侧面(30)接触相应的所述半鼓(5)的外表面(11)放置，所述推动胶囊(29)的径向外侧第二侧面(31)支撑所述引导装置(13)和相应的所述反包胶囊(8)的外侧环形箍(12)。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在每个半鼓(5)上，分别通过第一和第二馈送装置(27，28)注入压缩空气以便将所述充气压力同时施加到所述推动胶囊(29)和所述反包胶囊(8)上。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述推动胶囊(29)包括用于直接连接相应的半鼓(5)的两个箍(32，33)，所述两个箍并排放置，靠近相应的半鼓(5)的自由端且在所述第一馈送装置(27)的相对两侧。
22.一种用于成型胎壳(2)的鼓，所述鼓(1)具有纵轴(3)，包括轴向长度固定的两个半鼓(5)，所述两个半鼓(5)可沿着相反的方向相对于鼓(1)的中心平面(4)相向或相离地移动并且具有各自的反包胶囊(8；34)，每个所述反包胶囊至少具有直接连至相应的半鼓(5)的第一环形箍(9；36)和用于扩张每个反包胶囊(8；34)的指定的环形部分(12；38)的气动充气装置(19；27，28)；其特征在于，所述鼓(1)在每个半鼓(5)上包括引导装置(13；40)，所述引导装置(13；40)相对于所述半鼓(5)轴向固定并且由所述气动充气装置启动以便将所述环形部分(12；38)移动到指定的最终位置。
23.如权利要求22所述的鼓，其特征在于，所述环形部分(12；38)的最终位置为与所述纵轴(3)同轴的位置。
24.如权利要求22或23所述的鼓，其特征在于，当所述环形部分(12；38)在未变形的起始位置和所述最终位置之间扩张时，所述引导装置(13；40)引导所述环形部分(12，38)的每个点(P)沿着各自指定的轨迹(T)移动。
25.如权利要求24所述的鼓，其特征在于，所述轨迹(T)相对于所述纵轴(3)基本为径向轨迹。
26.如权利要求24或25所述的鼓，其特征在于，所述轨迹(T)为在径向平面内经过所述纵轴(3)和所述点(P)的圆形轨迹。
27.如权利要求26所述的鼓，其特征在于，所述环形部分(12；38)的每个点(P)的圆形轨迹围绕位于相应的所述径向平面内的中心(C)，在相应的反包胶囊(8；34)的外侧且在相应的半鼓(5)的外表面(11)上延伸。
28.如权利要求22-27其中之一所述的鼓，其特征在于，所述引导装置(13；40)为支撑装置。
29.如权利要求22-28其中之一所述的鼓，其特征在于，每个反包胶囊(8)具有限定相应的所述环形部分(12)的第二环形箍(12)。
30.如权利要求29所述的鼓，其特征在于，对于每个半鼓(5)，所述引导装置(13)包括：管式膜(13)，所述管式膜(13)安装到相应半鼓(5)的轴向固定位置，且所述管式膜径向可弹性变形但轴向基本为刚性；所述管式膜(13)的末端部分(16)，所述末端部分(16)面向中心平面(4)且安装有相应的反包胶囊(8)的第二环形箍(12)。
31.如权利要求30所述的鼓，其特征在于，所述管式膜(13)沿纵向改变厚度。
32.如权利要求30或31所述的鼓，其特征在于，所述管式膜(13)向着所述中心平面(4)减小厚度。
33.如权利要求30-32其中之一所述的鼓，其特征在于，所述管式膜(13)包括轴向加劲肋(17)。
34.如权利要求30-33其中之一所述的鼓，其特征在于，所述管式膜(13)与相应的反包胶囊(8)限定了单个的环形腔(18)，所述气动充气装置(19)包括单个的压缩空气馈送装置(19)，所述压缩空气馈送装置(19)与所述环形腔(18)连通，用于施加所述充气压力。
35.如权利要求34所述的鼓，其特征在于，在面向所述中心平面(4)的末端的相对端，所述管式膜(13)包括用于连至相应的半鼓(5)的各自的紧固箍(14)。
36.如权利要求22-28其中之一所述的鼓，其特征在于，每个反包胶囊(34)包括安装到相应的半鼓(5)的相反的两端的第一和第二环形箍(36，39)，与所述第一环形箍相邻的第一部分(35)，和与所述第二环形箍(39)相邻的第二部分(37)；所述引导装置(40)位于所述第二部分(37)上，所述环形部分(38)作为将所述第二部分(37)连至所述第一部分(35)的末端部分。
37.如权利要求36所述的鼓，其特征在于，所述引导装置(40)为用于轴向增强所述第二部分(37)的装置。
38.如权利要求35-36所述的鼓，其特征在于，对于每个反包胶囊(34)，所述引导装置(40)包括多根轴向固定于相应的第二部分(37)的肋。
39.如权利要求29所述的鼓，其特征在于，对于每个反包胶囊，所述鼓包括位于所述反包胶囊(8)对着所述中心平面(4)的相对侧的径向推动胶囊(29)；每个径向推动胶囊(29)支撑相应的反包胶囊(8)的第二环形箍(12)和相应的所述引导装置(13)，并且与所述气动充气装置(27，28)连通。
40.如权利要求39所述的鼓，其特征在于，所述径向推动胶囊(29)当其膨胀时，具有基本为三角形的截面，所述径向推动胶囊(29)的径向内部第一侧面(30)接触相应的半鼓(5)的外表面(11)放置，所述径向推动胶囊(29)的径向外部第二侧面(31)支撑所述引导装置(13)和相应的反包胶囊的第二环形箍(12)。
41.如权利要求39或40所述的鼓，其特征在于，在每个半鼓(5)上，所述气动充气装置(27，28)包括用于将压缩空气分别馈送到所述径向推动胶囊(29)和所述反包胶囊(8)的第一和第二充入装置(27，28)。
42.如权利要求41所述的鼓，其特征在于，所述径向推动胶囊(29)包括用于直接连至相应的半鼓(5)的两个箍(32，33)，所述两个箍(32，33)并排放置，靠近相应的半鼓(5)的自由端且在所述第一馈送装置(27)的相反的两侧。
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