CN101817219B - 用于挤出轮胎部件的组件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于挤出轮胎部件的组件和方法。为了利于将类似于机械工程轮胎胎肩垫胶的轮胎部件的组装，提出通过使用双层挤出机挤出在其周边具有高粘性混合物涂层的此类部件，所述双层挤出机可以另外的方式挤出在一侧带有第一高粘性混合物涂层的轮胎部件，结合使用用于挤出机的组件，包括拼接板、保持器和模具，其被设计用以提供挤出机的通道，所述通道用于在通过模具的挤出过程之前在与第一涂层的相反侧上引出和导引部分高粘性混合物流向混合物的物流，由此至少在部件几乎整个外周提供涂层。

Description

用于挤出轮胎部件的组件和方法

技术领域

本发明涉及一种用于挤出轮胎部件的组件和方法，特别是，本发明涉及一种用于挤出胎肩垫胶的组件和方法。

背景技术

在工程机械轮胎中使用胎肩垫胶是众所周知的。胎肩垫胶用于增强轮胎的胎肩部分和胎侧。图1为轮胎的横剖面视图，且图1中示出了附图标记S标引的一体成形在轮胎中的胎肩垫胶。类似于其它轮胎元件的这些垫胶典型地被挤压成形并被组装在一起。

这些轮胎部件中的一些要求使用基于有机溶剂的胶粘剂，在挤压之后所述有机溶剂溶解橡胶表面。例如在轮胎成型期间通过使用有机溶剂用钢丝刷进行清理，接触表面被刷新。

大量使用挥发性有机溶剂导致产生大量的污染气体排放，并且需要对昂贵的溶剂处理设备进行投资。在不久的将来，为了满足环境法规的规定，这种处理设备将会得到真正地需要。

定义

在下面的说明书中使用的这些概念，即“上部”、“下部”、“基部”、“盖部”、“顶部”、“底部”、“水平的”和“竖直的”，仅仅是为了使说明更加清楚，在任何情况下都不能被理解为绝对的和限制性的。所述组件可以在保持同样的相对布置和设计的同时具有不同的取向。

发明内容

本发明提供了一种用于轮胎部件挤出机的组件，包括：设计成用于引导和合并第一橡胶混合物的第一物流和第二橡胶混合物的第二物流的拼接板；设置在拼接板下游的模具，所述模具包括成型开口，第一混合物和第二混合物的合并物流通过所述成型开口被挤出以形成轮胎部件；辅助通道，所述辅助通道与第二橡胶混合物的第二物流相连通并且在第一物流侧面在橡胶混合物第一和第二物流合并的附近区域与在拼接板和模具之间的喂料端相连通以便在通过模具挤出之前将第二混合物的辅助物流在与第二物流相反的一侧处供给合并物流。

在本发明的一方面中，该通道与拼接板上游第二橡胶混合物的第二物流相连通。

在本发明的另一方面中，该通道包括设置在拼接板中与第二物流相连通的至少一条侧向通路(lateral passage)。

在本发明的另一个方面中，该通道的喂料端包括槽。

在本发明另一个方面中，该组件进一步地包括：唇部，所述唇部被设计成在拼接板和模具之间定位并朝向模具倾斜，从而使唇部在第一物流侧面朝向模具引导合并物流，所述槽设置在唇部下游。

在本发明的另一个方面中，该组件进一步包括保持器，所述保持器包括设计成在一侧用于容纳拼接板和在另一侧容纳模具的开口，并且所述唇部设置保持器上的开口中。

在本发明的另一方面中，唇部和模具的下游侧形成辅助通道的通路。

在本发明的另一方面中，所述模具包括带有成型开口的板，所述成型开口与要被挤出的轮胎部件横截面相对应，在所述成型开口区域中唇部的边缘远离该板，以便形成用于供给第二橡胶混合物辅助物流的槽。

在本发明的另一方面中，拼接板在每个末端都包括定位块，当拼接板定位于保持器中时，定位块具有至少两个与保持器形成接触的表面，其中，至少一个定位块包括形成在至少两个表面上的凹部，凹部和保持器一起形成辅助通道的弯曲通路，用于引导第二橡胶混合物从拼接板的第二物流上游流至唇部和模具之间的通路中。

在本发明的另一方面中，弯曲通路在唇部的侧向端与在唇部和模具之间的通路相连通，用于将第二橡胶混合物的辅助物流供给在唇部和模具之间的通路。

在本发明的另一方面中，保持器的开口包括在唇部侧向端的凹部，用于连通所述弯曲通路与在唇部和模具之间的通路。

在本发明的另一方面中，模具板位于成型开口附近区域内，在模具板与保持器中形成接触的一侧轻微地凹进，凹进区域在模具和唇部之间形成用于第二橡胶混合物辅助物流的槽。

在本发明的另一方面中，模具包括具有第一凹进边缘的第一板，以及具有与第一边缘相反设置的第二边缘的第二板，第一凹进边缘和第二边缘形成模具的成型开口。

最后，本发明还提供了一种借助于通过挤出机挤出橡胶混合物实现的用于生产轮胎部件的方法，包括以下步骤：通过所述挤出机挤出第一橡胶混合物，用以形成轮胎部件，并且同时通过所述挤出机挤出第二橡胶混合物，以在挤出期间在轮胎部件横截面区域周边形成涂层。

在本发明的一方面中，第二混合物为高粘性混合物。

在本发明的另一方面中，轮胎部件为胎肩垫胶。

在本发明的另一方面中，第二橡胶混合物为高粘性混合物，并且涂层在轮胎部件外表面形成粘附层(smear)，以利于将轮胎部件与其它轮胎元件组装在一起。

在本发明的另一方面中，所述挤出步骤包括：引导和合并第一橡胶混合物的第一物流与第二橡胶混合物的第二物流，并且同时引导第二橡胶混合物的辅助物流在与第二物流相反的第一物流一侧流向合并后的第一和第二物流，从而将辅助物流加到合并后的第一和第二物流中；挤出合并后的混合物第一、第二和辅助物流使其通过挤出模具以形成轮胎部件；以便使轮胎部件的至少两个相对侧涂覆有第二混合物。

在本发明的另一方面中，第二混合物的辅助物流通过设置在模具之前的槽被导引入第一物流中。

在本发明的另一方面中，所述挤出机为双层复合式挤出机。

附图说明

下面通过实例并结合附图对本发明进行描述，其中：

图1为标准轮胎的剖视图，图中示出了胎肩垫胶(用箭头和附图标记S标引)。

图2为根据本发明的用于挤出轮胎部件的组件的分解透视图。

图3为从另一视角观察到的图1所示组件的分解透视图。

图4为处于组装状态的图1和图2所示组件的透视图。

图5和图6为在图1、2和3中所示组件的模具部件的透视图。

图7为通过根据本发明的方法制造的胎肩垫胶的横剖面照片。

具体实施方式

以下描述为当前预期的最好实施方式或者实施本发明的方式。说明书是以阐明本发明的一般原理为目的，将不应被理解成具有限制性的意义。本发明的保护范围由所附的权利要求书确定。图中所示的附图标记与在说明书中使用的附图标记相同。

在本说明书中使用的这些概念术语“盖部”、“基部”、“顶部”和“底部”与将被挤出的胎肩垫胶的形状相关，其中胎肩垫胶的平坦部对应于其基部和底部，并且垫胶部对应于盖部和顶部。基于更清楚的目的，图2的分解视图中示出了沿一定取向定向的挤出机组件，其中胎肩垫胶的胎底平坦部朝上。因此“盖部”和“基部”这些概念术语与图2中的下部元件相关，而“顶部”和“底部”与上部元件相应。如图2和3所示的挤出机组件包括拼接板1，保持器2和模具3。拼接板1设计成引导和合并两股分离的橡胶物流。拼接板为细长元件，在每一端均带有紧固和定位块4、4’。这些块的横截面为梯形。每个块4、4’包括底表面5、5’，前表面6、6’，顶表面和后表面。拼接板引导段的横截面为三角形。基表面C设计成用于引导橡胶第一物流，而盖表面D设计成用于引导橡胶第二物流。引导段的后表面与块4和4’的后表面位于相同平面上。该表面被设计成能够与挤出机的相应表面相接触，以能够生产两股不同的橡胶物流。拼接板引导段的盖和基表面相交于下游从而汇集并合并了两股分离的橡胶物流。

保持器2被成形为包括开口的矩形板。开口形状用于容纳拼接板1。块4、4’的底表面5、5’和顶表面与开口的相应表面形成推力接合。

模具元件3通常被成形为包括成型开口11的板，轮胎部件通过该成型开口被挤出。保持器2和模具元件3被设计成在进行组装时能够形成接合。为此，保持器2包括与模具外表面相应的凹部，以便模具可以相对于保持器和拼接板非常精确地定位。当这三个元件，即拼接板、保持器和模具元件，组装在一起的时候，拼接板1的前表面6和6’与模具的后表面接触。

模具元件3由两个部分组成，即模具10和模具衬板(back die)9。它的结构最佳如图5和6所示。模具10设计成在它其中一个长边上带有凹部11的矩形板。该凹部11提供将要被挤出的轮胎元件的横截面形状。模具10还包括一系列底切部分，在图5中由标记12和13所示。模具衬板9被成形为矩形，其较长边与模具10的凹进边缘形成接触，从而关闭凹部区域并形成成型开口11的一部分。

拼接板的每个阻隔块6和6’具体而言在底面5和5’和前表面6和6’形成沟槽或凹部。这些沟槽由图2中的字母A表示。当拼接板、保持器和模具元件组配在一起时，它们与保持器2和模具元件3的副轴表面，即保持器和模具元件的表面一起与阻隔块的底表面和前表面形成接触，为拼接板的各个侧面提供侧向和辅助通道。该侧向通道被弯曲并导引来源于橡胶物流的辅助橡胶物流，一般由拼接板引导部分的上表面向下导引至保持器2的下面部分。

当到达保持器2的下面部分时，辅助橡胶物流被挤压穿过形成在唇部7每个端部的凹部8和8’，最好如图3所示。在侧部通道A的每一侧的前表面6和6’进入模具元件3的相应表面与之相接触，最好如图3和4所示，模具元件3设计成使模具衬板9的厚度与模具10的厚度相应，而一系列底切区域12、13形成于模具中用于为辅助橡胶物流限定一个从凹部8和8’到中心区域和限定模具成型开口的凹部11边的通道。该橡胶物流最好如图2的箭头B所示。

保持器2包括一个细长的唇部7，水平布置在容纳拼接板的一般开口的盖侧面上。该唇部7与保持器2一体形成，并形成一个前侧面，即在拼接板前面的侧面，当后者组装入保持器中时，前侧面具有一个与拼接板阻隔块4和4’顶表面的总平面相应的总平面。唇部的边平行于拼接板和保持器和模具元件的纵轴，并且在离凹部11的顶边很小的距离处与模具10形成接触。这最佳如图4所示，其中倾斜唇部、模具和它的成型开口是清晰可见的，并由虚线表示。唇部7的背侧为辅助橡胶物流限定了一个水平通道，由图2的箭头B表示。当拼接板和模具元件组装入保持器中，唇部7与模具3相接触，而底切区域12限定了一个用于为辅助橡胶物流提供通道的槽，从唇部两个端部起始并在由唇部7和模具10背侧限定的水平通道中心相交。然后，橡胶受到挤压向上穿过该槽，并连接来自拼接板并受到挤压穿过成型开口11的橡胶主物流。然后它与主物流一起移动穿过开口11，之后被共同挤出。

在下文中将对上述用于挤出机组件的功能以及由其实现的挤出过程进行更详细地说明：

该组件包括所述拼接板1、保持器2和模具3设计成安装在双层挤出机上，即能够产生两个独立橡胶混合物物流的挤出机，一般为双螺杆挤压机。带有超过两个螺杆的挤出机也适用于所述组件，但是这将不会有利于以下事实：所述组件和方法仅仅通过使用两个不同的橡胶流(即由双层螺杆挤出机生成的)就能够使得在其上和下表面均带有涂层的轮胎部件被挤出。

第一橡胶混合物的第一物流由挤出机生成，并且被供给至拼接板基面侧，而第二橡胶混合物的第二物流被供给到拼接板顶面侧。第一物流由拼接板的基表面以及保持器的对应表面导引。同样地，第二物流由拼接板的盖表面D以及保持器的对应表面导引。当离开拼接板时，两个物流合并成由两个粘附层组成的主物流。用于橡胶混合物两个物流以及两个辅助通道的组件入口由拼接板和保持器限定，这在图4中使用附图标记14、15、16和16’很好地进行了图示说明。两个入口14和15都具有矩形横断面，而用于第二物流的下部入口15比用于第一物流的上部入口14更细。如图4所示，拼接板盖和基表面的相交线大约在模具衬板9的水平边上，限定了成型开口11。该相交线实际上比模具衬板9的边缘略靠下，为了挤出在轮胎元件上表面上的第二橡胶混合物薄层。

平行于由橡胶混合物两粘附层组成的主物流的挤出通道，第二橡胶混合物的辅助物流被导引穿过由图2中箭头A和B所指示的通道。侧面通道A的两个入口16和16’示于图4中，并被大致定位在下部通道的入口水平上以便由挤出机采用第二橡胶混合物喂料。在进入组件之后，第二橡胶混合物物流穿过通道A流向保持器1的凹部8和8’，然后沿着在唇部7的背面和模具之间的水平通道顺着箭头B流动。两个水平物流在水平通道的中心区域交汇，并在压力作用下穿过由唇部7背面和模具10底切区域12限定的槽，从而连接和输送主物流，主物流由第二橡胶混合物下部薄层和用于轮胎元件主体的第一混合物上部较厚层组成。第二橡胶混合物的辅助物流转移到主物流的上层，然后被挤出穿过开口11。这使得仅需要一个双层挤出机即可使轮胎元件下侧的涂层具有与其下或底侧相同的混合物。混合物的上或顶涂层的厚度取决于很多因素，例如，混合物粘度(即混合物种类和工作温度)，待挤出的轮胎部件的形状...。对于限定的形状、确定的混合物及工作温度而言，这实质上依赖于由唇部7背侧和模具10底切区域12限定的槽的挤出速度、形状及横截面。

图7示出了由上述组件生成的胎肩垫胶。从图5和7中可以看到，该胎肩垫胶的形状与本文上述挤出机的模具元件3中的成型开口11相应。胎肩垫胶的主体19由穿过挤出机组件入口14(图4)并由拼接板1的盖表面D导引的第一橡胶混合物组成。第一橡胶混合物一般为OTR胎体胶料。主体19在其周边由第二橡胶混合物的薄层覆盖或涂覆，即在其下部或底部平坦侧面和在其上部或者顶部弯曲侧面的第二层18上的薄层17。第二混合物配制成围绕胎肩垫胶提供高粘性混合物的油脂，用于促进组件与其它轮胎部件的接合，一般为OTR油脂混合物。下层17由穿过入口15并受到拼接板1的基表面C导引的第二物流形成。上层18油辅助或侧向通路提供，并且由穿过辅助入口16和16’(图4)并受拼接板1的沟槽和保持器2的唇部7导引的第二物流形成(图3)。

在实施本发明的另一个方式中，也可以使用用于橡胶辅助物流的单条侧向通路。

这些组件元件，即拼接板、保持器和模具一般由钢制成，并通过机械加工成型，但是也可以考虑所属领域的技术人员熟知、与本文所述的方式类似的用于形成这些元件的可选方式。

已经结合最优实施方式对本发明进行了描述。显然，在阅读和理解了本说明书之后，还会想到其它变型和变换方式。本发明旨在包括所有这些落入所附权利要求书的保护范围内的变型和变换方式，或者其等同替代方式。

Claims (10)

1.一种用于轮胎部件挤出机的组件，其特征在于，

拼接板，所述拼接板被设计成用于引导和合并第一橡胶混合物的第一物流和第二橡胶混合物的第二物流，拼接板为细长元件，在每一端均带有紧固和定位块，这些块的横截面为梯形，每个块包括底表面、前表面、顶表面和后表面，拼接板引导段的横截面为三角形，基表面C设计成用于引导橡胶第一物流，而盖表面D设计成用于引导橡胶第二物流，引导段的后表面与块的后表面位于相同平面上，该表面被设计成能够与挤出机的相应表面相接触，以能够生产两股不同的橡胶物流，拼接板引导段的盖和基表面相交于下游从而汇集并合并了两股分离的橡胶物流；

设置在拼接板下游的模具，所述模具包括成型开口，第一和第二混合物的合并物流通过所述成型开口被挤出以形成轮胎部件；

辅助通道，所述辅助通道与第二橡胶混合物的第二物流相连通，并且在第一物流侧面在橡胶混合物第一和第二物流合并的附近区域与在拼接板和模具之间的喂料端相连通以便将第二混合物的辅助物流在通过模具的挤出过程之前在与第二物流相反的一侧处供给合并物流；

被成形为包括开口的矩形板的保持器，开口形状用于容纳拼接板，块的底表面和顶表面与开口的相应表面形成推力接合；

其中模具元件通常被成形为包括成型开口的板，轮胎部件通过该成型开口被挤出，保持器和模具元件被设计成在进行组装时能够形成接合，当拼接板、保持器和模具元件组装在一起的时候，拼接板的每个块的前表面与模具的后表面接触。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述通道与拼接板上游的第二橡胶混合物的第二物流相连通。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述通道包括在拼接板中提供的与第二物流相连通的至少一条侧向通路。

4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述通道的喂料端包括槽。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征进一步在于，

唇部，所述唇部被设计成定位在拼接板和模具之间并朝向模具倾斜，从而使唇部在第一物流侧面朝向模具引导合并物流，所述槽被布置在唇部下游。

6.根据权利要求5所述的组件，其特征进一步在于，所述保持器在一侧具有设计成用于容纳拼接板的开口且在另一侧具有设计成用于容纳模具的开口，并且其中唇部设置在保持器上的开口中。

7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，在唇部和模具的下游侧形成辅助通道的通路。

8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述模具包括带有成型开口的板，所述成型开口与待挤出的轮胎部件横截面相对应，在所述成型开口区域中唇部的边缘远离该板，以便形成用于供给第二橡胶混合物辅助物流的槽。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述拼接板在每个末端都具有所述定位块，当拼接板定位于保持器中时，所述定位块具有至少两个与保持器形成接触的表面，其中，每个定位块包括形成于至少两个表面中的侧部通道A，侧部通道A和保持器一起形成辅助通道的弯曲通路，用于将来自拼接板上游的第二物流中的第二橡胶混合物引导流至唇部和模具之间的水平通路中，并且弯曲通路在唇部的侧向端处与在唇部和模具之间的水平通路相连通，用于向唇部和模具之间的通路供给第二橡胶混合物的辅助物流。

10.一种借助于通过挤出机挤出橡胶混合物而实现的用于生产轮胎部件的方法，其特征在于以下步骤：

提供根据前述任一权利要求所述的轮胎部件挤出机的组件；

通过所述挤出机挤出第一橡胶混合物以用于形成轮胎部件，并且在其挤出期间同时通过所述挤出机挤出第二橡胶混合物以用于形成轮胎部件横截面区域周围的涂层；并且其中第二橡胶混合物为高粘性混合物且涂层在轮胎部件外表面上形成粘附层，以利于轮胎部件与其它轮胎元件的组装。

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