CN101873919A - 用于生产胎面的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于生产轮胎的胎面的装置，所述胎面包括高度为h的多个凸纹轮廓部件，并且具有当轮胎在路上移动时用以与地面接触的径向外表面，其中所述装置包括：旋转支撑部，其能够支撑基体带束(MB)，该基体带束(MB)限定接收表面(S)；挤出模(1)，其包括多个挤出管嘴，这些挤出管嘴具有径向地定向并且大致垂直于所述接收表面(S)的出口通道；至少两个混合物供给部件，每个混合供给部件在一个或者多个单独的挤出管嘴上开口；以及用于相对于接收表面(S)定位和移动所述挤出模的部件。

Description

用于生产胎面的装置和方法

技术领域

本发明涉及轮胎的制造。更特别地，本发明涉及轮胎胎面的制造的问题，其中每个胎面块由至少两个不同质量的弹性体混合物形成。

背景技术

这种类型的轮胎在公告WO 03/089257以及公告JP 2005/186841中作为实例进行了描述。此外，该特别的结构设计为，在不降低轮胎在干燥表面上的磨损和抓地质量的情况下改进轮胎在湿的表面上的性能。

这类胎面的生产，需要十分注意以精确且可重复的方式对材料进行定位。在WO 2006/069912中提出并公布了一个工艺。该工艺引入了：在管嘴的端部被推入所述胎面后，使用所述管嘴在预定位置处将插入混合物注射到未硫化的基体胎面中。当将轮胎原坯(green tyre)置入压力机中时，需要十分注意使所得到的插入物与它们的相应的胎面花纹呈直线排列。

然而，人们注意到，该工艺具有某些限制，特别是当它进行精确模制时。在模制过程中，橡胶的移动引起混合物的插入物的随机移动。这导致在混合物之间的界面的非常大的偏移，这进而限制了能够被注射进入胎面单元的不同混合物的数量。

发明内容

本发明的一个目的是提供减少上述方法的缺点的装置和工艺，特别是在希望生产包括多个不同混合物质量的凸纹胎面单元的情况下。

根据本发明的装置包括：适合于支撑基体带束的旋转组件，该基体带束形成接收表面S；挤出模，其包括多个挤出管嘴，这些挤出管嘴的出口通道大致垂直于所述接收表面而定向；至少两个混合物供给部件(means)，每个混合供给部件供给至一个或者多个单独的挤出管嘴；以及用于定位并相对于接收表面S移动所述挤出模的部件。

还是根据本发明，使用在前段中详细描述的装置来制造轮胎的胎面的工艺，能够生产包括多个凸纹胎面单元的胎面。所述工艺包括以下步骤：

·由未硫化的弹性体基体混合物来制备基体带束，该基体带束作为接收表面，并且

·直接在所述带束上、在基本对应于胎面单元的预定位置处，通过从挤出管嘴挤出混合物来沉积未硫化的混合物的块，所述块设计为形成凸纹胎面单元，所述块的每一个由不同质量的至少两种未硫化的弹性体混合物组成。

这给出了一种胎面，在该胎面上，胎面凸纹是可见的，并且大约设置在它们最终的位置上。当轮胎原坯放置到压力机中时，模具的凸纹花纹进入轮胎原坯，模具的凸纹部分将它们本身直接定位在混合物的块之间的空间中。因此，大大减少了橡胶的移动，并且橡胶的移动限制于填充胎面压痕。结果是在一个凸纹胎面单元中不同混合物的定位更加精确。

附图说明

下面的描述给出了根据本发明的一个特定装置，并且该描述基于图1至17，其中：

·图1是轮胎原坯的示意图，在该轮胎原坯上沉积了混合物的块，

·图2是所述混合物的块的示意图，

·图3至8示出了使用根据本发明的装置的各个步骤，

·图9示出了根据本发明的装置的第一变体，

·图10示出了根据本发明的装置的第二变体，

·图11示出了根据本发明的装置的第三变体，

·图12是供给部件和挤出模的示意图，

·图13、14和15示出了能够由根据本发明的装置生产的花纹的实例，以及

·图16和17是由根据本发明的装置生产的胎面花纹的立体图。

具体实施方式

图1是通过设置在支撑部M上的基体带束MB的示意性剖面图，支撑部M围绕横向轴线OO’旋转。块P在非常精确的预定方位角α处被沉积在基体带束上。与方位角以及横向方向OO’相关的混合物的块P的位置对应于最终轮胎的胎面的凸纹单元(relief element)的位置。

用于实现本发明的支撑部M的形状可以是圆柱形或者花托状，圆柱形是在胎冠增强帘布层和胎面组装在独立的型体(form)上的轮胎组装部件的情况下，花托状是当整个轮胎原坯组装在该型体上时。

优选地，能够通过将基体带束MB放置在平坦的支撑部上来实现本发明。然后，在制造的较后阶段，并且在将混合物的块设置到所述基体带束上之后，必须取该基体带束的一定长度并且将该长度沉积在胎冠组装型体上。接着，可以看到：在不损坏位于带束的两个端部将被焊接在一起的精确位置处的混合物的块的情况下，很难将带束的两个端部对接(butt-join)。另外，由于通过缠绕工艺敷设一定长度的基体带束而导致的不准确性，能够破坏实施根据本发明的方法旨在达到的真正效果。因此，优选地使用圆柱状的或者花托状的支撑部，在该支撑部上基体混合物大致设置在其最终的位置处，并且该支撑部允许对混合物的块的位置进行精确的标定(indexing)。这种标定的效用将在本发明的描述过程中逐步阐明。

图2是图1中的被圆圈圈住的区域的细节图。块P由并列设置的两种不同的混合物ME1和ME2形成，这两种不同的混合物敷设至基体带束MB的表面。混合物ME1和ME2未硫化，从而允许在执行本发明的方法的过程中所述混合物在装置的各个部件中流动。

混合物的块P具有高度h，其大致对应于轮胎胎面的凸纹单元的高度。混合物的块的横向和周围尺寸还被十分小心地控制，从而尽可能准确地对应于胎面单元的尺寸。

块P的径向外表面Ps大致是所述块P所对应的凸纹胎面单元的表面的形状，该表面设计为当轮胎沿着道路表面滚动时与地面接触。为了获得滚动的轮胎的性能方面的上述效果，还应该遵守：每一种混合物的径向地设置，从而与表面Ps的水平面齐平。

图3至8示意性地示出了使用根据本发明的装置的各个阶段。图3示意性地示出了挤出模1，其通过并列设置多个挤出管嘴11、12、13、14以及15而形成，这些挤出管嘴在大致垂直于接收表面S的方向上径向地定向。在该图中所示出的本发明的实施方式表明存在五个单独的挤出管嘴。不言而喻，在不偏离本发明的范围的情况下，能够在横向方向上或者在周围方向上增加管嘴的数量。

在图3所示的实例中，每个管嘴通过供给通道连接至混合物供给部件(未示出)。在图3所示的装置的情况下，挤出管嘴11连接至输送混合物ME1的供给部件，并且挤出管嘴12、13、14和15连接至输送混合物ME2的供给部件。随后将会解释，依据制造需要，能够设计所需要数量的装置，并且将管嘴连接至两个或者更多的单独的供给部件。

出口孔111、121、131、141和151设置在大致平行于接收表面S的平面上。这是有用的，如果希望生产这样的块的花纹的话：混合物ME1、ME2的每一个与块P的表面Ps齐平。

还以这样的方式设置挤出管嘴出口管道的孔：它们限定于区域Ps中。

执行该工艺的第一步骤为：使挤出模前进从而使出口孔尽可能接近接收表面S。图4示出了挤出管嘴的出口孔111、121、131、141和151与接收表面接触的情况。

下一步，如图5所示，起动混合物供给部件，以通过管嘴11、12、13、14和15的孔111、121、131、141和151挤出混合物ME1和ME2。同时，挤出模沿方向r径向地从表面拉回，从而在由挤出孔形成的平面和接收表面之间的空间被从管嘴排出的混合物ME1和ME2填充。撤回挤出模的速度必须调节为所述空间被挤出管嘴填充的速度，从而尽量在挤出管嘴的孔与正被制造的块的径向上部之间不产生空隙。

当挤出孔距离接收表面为径向高度h时，如图6所示，挤出流中断。

然后，挤出模远离接收表面的径向移动继续进行，直到排出挤出孔111、121、131、141和151的混合物的卷边(bead)断开。为此目的，出口孔的横截面被做成明显小于挤出管嘴的通道的横截面，从而降低因此排出管嘴的混合物的卷边的横截面。因此，出口孔的横截面越小，卷边断开前必须行进的距离越短，并且表面Ps的不规则就越小。另外，横截面太小将导致在挤出过程中混合物过热，特别是如果为了加快敷设周期的明显原因而希望增大流量的话。

下一阶段包括在圆周方向c上相对于挤出模移动支撑部M，如图8所示。实际上，将会发现以下方法是便利的：使用旋转驱动支撑部M的部件，从而进行在圆周方向上的相关移动，并且为了将挤出模相对于基体带束MB定位在准确的位置(该位置对应于前面已经指出的胎面单元的位置)，使挤出模具有在横向方向上(平行于方向OO’)移动的部件。这两种部件的结合允许挤出模相对于接收表面S精确地定位。优选地，使用用于控制电机的自动系统来控制，该电机旋转支撑部M并且沿直线移动挤出模1。

接着，按照上述的顺序运行这一系列步骤，再次开始一个敷设周期，沉积将要形成胎面凸纹单元的所有的块。

为了改进生产一个完整胎面所需要的时间，能够在圆周方向上或者在横向方向上具有多个挤出模，只要胎面的几何花纹适合于该构造。同样，挤出模的数量和形状能够有利地适合于变化的胎面的基体花纹，从而减少要执行的操作的数量。

图9、10和11示出了在不偏离本发明的保护范围的情况下所能够作出的改进。壁21、22、23围绕所述挤出模。该壁在混合物的向外流动的方向上可延伸超出由挤出管嘴的孔形成的平面。实际上，所述壁在由挤出管嘴的孔形成的平面和接收表面S之间径向地延伸。

这样，可以出现若干种构造。

第一构造，如图9所示，对应于挤出模1相对于壁21固定的情况。在该情况下，壁21可以是圆锥的形状，该圆锥的母线穿过基本对应于表面Ps的周线的曲线，并且朝向径向地位于接收表面S外部的一个点会聚，相对于接收表面S形成一个角度。所述壁还可以是圆柱体的形状，该圆柱体的母线在大致垂直于接收表面S的方向定向，并且还穿过对应于表面Ps的周线的曲线。

在图9所示的构造中，壁21的高度大致等于混合物的块的高度h。在该情况下，由壁21、接收表面S以及由挤出管嘴的孔形成的平面所限定的空间在挤出模不进行径向移动的情况下被填充。

在第二构造中，如图10所示，壁22相对于挤出模1保持固定，但是其高度e小于高度h。在该情况下，挤出模的径向移动被阻止直到体积V完全被混合物ME1和ME2填充，该体积V对应于由接收表面S、由管嘴孔形成的平面以及壁22所限定的体积。当体积V被填满时，挤出模径向地移动直至由孔形成的平面与接收表面距离高度h。

在第三构造中，如图11所示，使壁23可相对于挤出模移动。在该情况下，有利地使壁23为圆柱形，从而挤出模能够在由壁23所限定的内部空间中径向滑动。在该构造中，在混合物挤出的整个过程中，壁23的径向内边缘与接收表面S保持接触。挤出模以与在接收表面、壁23以及由挤出管嘴的孔形成的平面之间的空间被填充的相同的速率在径向方向上移动。这种特别的设置，使得在块P的侧面周围产生更好的表面质量。

图12示意性示出了在混合物供给部件31和32以及挤出模1之间的连接。在图12所示的情况下，挤出模包括设置成两行的八个挤出管嘴。一行由管嘴11a、12a、13a以及14a组成，第二行由管嘴11b、12b、13b以及14b组成。这两行在圆周方向上设置为一行在另一行的后面，如图12所示的是两行管嘴的展平的视图。

所述装置还包括两个供给部件31和32，分别用于混合物ME1和ME2。每个供给部件通过分配通道连接至至少一个挤出管嘴。因此，管嘴11a和11b连接至专用于混合物ME1的供给部件31，并且管嘴12a、13a、14a、12b、13b以及14b连接至专用于混合物ME2的供给部件32。

供给部件可以是螺旋挤出机类型，或者优选地是能够输送恒定体积流量的橡胶泵类型的正位移挤出部件。该最后的选择特别地适合于这种类型的应用，因为事实上能够非常准确地控制块P的体积。

还对供给部件31和32的流量进行调节，使得挤出管嘴的出口处的流量大致相等。因此，在如图12所示的特定情况下，供给部件32的流量比供给部件31的流量大三倍。

图13显示了在径向方向上观察到的块P，该块P由设置为图12所示的构造的装置来制造。挤出管嘴的每一个输送大致对应于块P的体积的1/8的混合物的校准体积(calibrated volume)。

不言而喻，关于管嘴的数量或者不同的供给部件的数量的可能的组合的数量是不受限制的，并且基本取决于希望生产的混合物的块的几何特征以及单独管嘴和供给通道的尺寸。增加管嘴的数量允许产生更精确的花纹，增大供给部件的数量使得能将理想质量的弹性体混合物被输送至胎面块的每个部分。

图14和15示出了两种混合物ME1和ME2向如图12所示的八个管嘴进行分配的设置。

图16和17示出了由两种(ME1、ME2)或者三种不同的混合物(ME1、ME2、ME3)制成的混合物的块的示意性立体图。

一旦混合物的块被沉积在整个基体带束上，轮胎原坯就能够送去硫化。

为此目的，所述轮胎原坯设置在包括凸纹部分的硫化模中，该凸纹部分设计为赋予胎面最终的形状，并且通常已知为凹模(die)。因此，因此，最重要的是使轮胎在硫化压力机中精确地定位，从而衬套(liner)的凸纹部分与在轮胎原坯的混合物的块之间的间隙径向地呈直线设置，并且每个混合物的块径向地与对应于它的胎面单元呈直线设置。

为此目的，建议在组装支撑部M上以及在硫化压力机上设置精确标定装置，这两者之间的对齐将确保在压力机中的轮胎原坯的方位角是正确的。这样的装置，在例如已经引用的公告WO 2006/069912中得到了描述。

Claims (19)

1.一种用于制造轮胎的胎面的装置，所述胎面包括高度为h的多个凸纹胎面单元，其径向外表面(Ps)设计为当轮胎在路面上滚动时与地面接触，所述装置包括：旋转支撑部(M)，其适合于支撑基体带束(MB)，该基体带束(MB)形成接收表面(S)；挤出模(1)，其包括多个挤出管嘴(11、12、13、14、15)，这些挤出管嘴的出口通道大致垂直于所述接收表面(S)而径向地定向；至少两个混合物供给部件(31、32)，每个混合供给部件供给至一个或者多个单独的挤出管嘴；以及用于相对于所述接收表面(S)定位和移动所述挤出模的部件。

2.根据权利要求1所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中基体带束支撑组件(M)由大致为花托状的芯部形成，形成轮胎原坯的部件首先设置在该芯部上。

3.根据权利要求1所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中基体带束支撑组件(M)由圆柱体形成，形成轮胎的胎冠增强结构的部件设计为首先沉积在该圆柱体上。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述混合物供给部件(31、32)包括挤出机。

5.根据权利要求4所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述挤出机(31、32)是正位移挤出机。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中管嘴的移动和定位部件适合于在大致垂直于所述接收表面(S)的径向方向上移动所述挤出模(1)。

7.根据权利要求1至6的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述挤出管嘴(11、12、13、14、15)的孔(111、121、131、141、151)设置为大致限定于平面区域(Ps)内，该平面区域大致具有设计为与地面接触的胎面单元区域的形状。

8.根据权利要求1至7的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述挤出管嘴(11、12、13、14、15)的出口孔(111、121、131、141、151)的横截面小于所述管嘴的横截面，从而当挤出流中断时允许混合物的卷边断开。

9.根据权利要求1至8的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中壁(21、22、23)围绕所述挤出模(1)，壁(21、22、23)适合于在混合物出口流动的方向上延伸超出由注射管嘴孔形成的平面。

10.根据权利要求9所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述壁(22、23)是圆柱体的形状，该圆柱体的母线在垂直于接收表面(S)的方向上定向，并且还穿过封闭的曲线，该封闭的曲线的形状基本对应于设计为与地面接触的胎面单元的区域(Ps)的周线。

11.根据权利要求10所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述壁(23)能相对于所述挤出模(1)移动。

12.根据权利要求9所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述壁(21)是圆锥的形状，该圆锥的母线穿过闭合的曲线，该闭合的曲线的形状基本对应于设计为与地面接触的胎面单元的区域(Ps)的周线，并且所述母线基本上朝向接收表面(S)的径向外部的点会聚，相对于垂直于接收表面(S)的方向形成给定角度δ。

13.根据权利要求10或12所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述壁(21、22)相对于所述挤出模(1)固定。

14.根据权利要求13所述的用于制造轮胎的胎面的装置，其中所述壁(22)在混合物的排出方向上径向地延伸超出由所述挤出管嘴(11、12、13、14、15)的孔(111、121、131、141、151)形成的平面给定高度(e)，该高度(e)小于胎面单元的高度(h)。

15.一种用于制造轮胎的胎面的工艺，该工艺使用根据权利要求1至14的任意一项所述的装置，所述胎面包括多个凸纹胎面单元，在该工艺中进行下列步骤：

·由未硫化的弹性体基体混合物在旋转支撑部(M)上沉积基体带束(MB)，作为接收表面(S)，并且

·直接在所述基体带束上、在基本对应于胎面单元的位置的预定位置处、通过从挤出管嘴(11、12、13、14、15)挤出弹性体混合物(ME1、ME2)来直接沉积未硫化的混合物的块(P)，所述块设计为形成凸纹胎面单元，所述块的每一个由不同质量的至少两种未硫化的弹性体混合物(ME1、ME2)组成。

16.根据权利要求15所述的用于制造轮胎的胎面的工艺，其中所述混合物通过所述挤出管嘴挤出，所述挤出模(1)垂直于接收表面(S)移动，从挤出管嘴(11、12、13、14、15)的孔(111、121、131、141、151)尽可能靠近接收表面(S)的位置移动至挤出管嘴的孔距离所述接收表面预定距离(h)的位置，并且当达到最后的位置时停止挤出。

17.根据权利要求16所述的用于制造轮胎的胎面的工艺，其中供给部件(31、32)的流量调节为，排出管嘴的每一个的出口处的流量大致相等，从而混合物的每一个与胎面单元(P)的径向外表面(Ps)齐平。

18.根据权利要求17所述的用于制造轮胎的胎面的工艺，其中所述挤出模(1)的移动在通过预定距离(h)后继续进行，直到离开所述挤出管嘴的孔的混合物的卷边断开。

19.根据权利要求15至18的任意一项所述的用于制造轮胎的胎面的工艺，还包括在硫化压力机中以预定方位角定位轮胎原坯的步骤，从而混合物的块(P)径向地面向它们的相应的胎面单元设置。

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