CN102015269B - 构建轮胎的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
通过挤压机(22)以线性传送速度(V1)生产由弹性体材料构成的连续细长元件(21)，并在没有其它装置介入的情况下将连续细长元件直接进给到传送机(30)的移动表面(31)上。使连续细长元件(21)在移动表面(31)上沿着预定的方向(X)以与线性传送速度(V1)不同的线性前进速度(V2)前进，直到传送机(31)的近端(32)。接着，将连续细长元件(21)施加在成形支撑件(16)上，成形支撑件(16)以与线性传送速度(V1)不同的周向速度(V3)相对于传送机(30)的近端(32)旋转，以便使连续细长元件(21)变形并将其以缠绕绕组的形式施加到成形支撑件(16)上，以便形成轮胎(3)的弹性体材料部件。
Description
技术领域
本发明涉及用于构建轮胎的方法以及根据所述方法操作的用于构建轮胎的设备。
背景技术
轮胎通常包括胎体结构，胎体结构包括具有端部垫带的至少一个胎体帘布层，该端部垫带与相应的环形锚定结构接合，各个环形锚定结构通过由至少一个大致圆周环形的插入件形成，该至少一个插入件上设置有离开旋转轴线径向地渐缩的至少一个填充插入件。
在径向外部位置处与胎体结构相关的是包括一个或多个带束层的带束结构，该带束层布置成相对于彼此以及相对于胎体帘布层成径向叠置的关系，该胎体帘布层设置有织物或金属增强帘线，该增强帘线具有交叉定向和/或基本上与轮胎的圆周延伸方向平行地设置。在带束结构的径向外部位置处，设有胎面带，该胎面带与构成轮胎的其它半成品一样也是由弹性体材料制成。
弹性体材料的所谓“垫层”可以插入在胎面带与带束结构之间，该垫层的特征适于确保带束结构与胎面带之间的稳固结合。
弹性体材料的相应侧壁进一步设置到胎体结构的侧表面上，各个侧表面从胎面带的一个侧边缘延伸至靠近对胎圈的相应环形锚定结构。
要指出的是，对于本说明书的目的，术语“弹性体材料”指的是包括至少一种弹性体聚合物和至少一种增强填充物的复合物。优选的是，这种复合物还包括诸如交联剂和/或增塑剂的添加剂。由于交联剂的存在，这种材料可以通过加热交联，以便形成成品。
在“无内胎型”轮胎中，胎体帘布层完全涂覆有优选为丁基弹性体材料的层，该层通常称为“衬里”，衬里具有优化的不透空气特征并且从一个胎圈延伸至另一个胎圈。
在低压安全型轮胎或用于其它特定用途的轮胎中，胎体结构还可以设置有由弹性体材料构成的辅助支撑插入件，该辅助支撑插入件位于相对于各个侧壁的轴向内部位置处。这些辅助支撑插入件通常称为“侧壁插入件”，其自身在轮胎意外放气的情况下支撑传递至车轮的载荷，以便使得车辆能够在安全条件下继续行驶。
在制造轮胎的许多已知方法中，胎体结构和带束结构以及胎面带、侧壁和任何其它弹性体结构元件在各自的工位中彼此独立地制造，然后存储在存储工位或仓库中，接下来从存储工位或仓库中被选出，以沿着轮胎构建生产线进行相互组装。
要指出的是，在此上下文中的轮胎的“弹性体材料的部件”指的是轮胎中由弹性体材料构成的任何部件(例如，胎面带、侧壁、衬里、底衬、胎圈区域中的填充物、低压安全轮胎中的侧壁插入件、防磨损插入件等)或其部分，或者还指的是由两个或更多个部件或其部分形成的组件。
最近，按照申请人与本申请相同的文献WO01/36185中所描述的，已经开发了一种生产方法，其中，执行以下步骤以制造用于车轮的弹性体材料轮胎部件：从设置在超环形支撑件附近的传送构件进给连续细长元件，以便将所述细长元件置于超环形支撑件上；使超环形支撑件绕其几何旋转轴线进行圆周分配旋转运动，使得细长元件被圆周地分配在超环形支撑件上；执行受控的相对移动，以便在超环形支撑件与传送构件之间进行横向分配，从而用所述细长元件形成轮胎的部件，该部件由根据取决于待赋予所述部件的预定截面轮廓的预定布置设计以靠近且相互叠置的关系放置的多个绕组限定；其中圆周分配旋转运动被控制为随着细长元件到超环形支撑件上的施加点与所述几何旋转轴线之间的距离而变化，以便在施加点处使超环形支撑件具有周向施加速度，该周向施加速度的标称值大于所述传送构件进给细长元件的理论进给速度并且与该理论进给速度成比例。
EP 1033236公开了用于制造诸如轮胎部件的橡胶部件的设备，包括：设置有挤压机和一对压缩辊以便产生未硫化橡胶带的单元；卷筒，橡胶带缠绕该卷筒，以便形成一个所述部件；用于向卷筒运输未硫化橡胶带的传送机。这对压缩辊形成缝隙，适于将挤压出的橡胶压缩和成形为具有特定截面的橡胶带。传送机包括缠绕辊的传送带，并且橡胶带定位在该传送带的一侧上。传送机包括用于接收橡胶带的区段、存储区段以及能够使传送带沿着卷筒的轴向方向移动的装置。
这种装置设置有端部辊，传送带缠绕该端部辊，并且橡胶带从该端部辊朝向卷筒释放。
发明内容
在该技术领域中，申请人已经感觉到以下的需要：
-增大适于将连续细长元件放在成形支撑件上的生产工艺的速度和效率；
-增大这些设备的可靠性、速度和多功能性；
-简化设备的结构，其设计成执行这些生产工艺，同时减小体积；
-提高所生产的连续细长元件的质量以及至少部分地通过放置所述元件所制造的轮胎的质量；
-克服与将压力施加在连续细长元件上的辊的使用相关的工艺问题，尤其是由于成形表面与连续细长元件之间不期望的粘着所导致的那些问题。
申请人已经证实，EP 1033236中所公开类型的设备在机械上非常复杂，并因此可靠性降低、非常昂贵、难以设定且需要频繁的进行维护，其中该设备在挤压机传送开口的紧下游执行带的压延，以便使所述带具有正确的截面，接下来通过适于存储该带和使该带尺寸稳定的复杂的系列机构来进给该带。
申请人还发现，所述文献中描述的存储部分使得该设备体积很大，而体积大在整体上对设备的尺寸有不利的影响。实际上，即使当橡胶带没有缠绕鼓时，传送带也继续以不变的速度移动，以便构建橡胶带直到再次开始将橡胶带放置到鼓上。因此，存储部分的尺寸必须足以容许这种构建操作。
此外，申请人已经注意到，每次需要改变橡胶带的截面时，该设备必须强制地停止，以便更换压延机的辊，这个操作使得该方法不是很灵活。
申请人已经观察到，如果构成橡胶带的材料具有不能附着到传送带上的特性，那么EP 1033236中所描述类型的设备不能操作，因为这种橡胶带一旦完成切断就不能以任何方式保持在传送机上。
申请人还认识到，在如WO01/36185中所述的超环形成形支撑件上构建轮胎的情况下，可能有利的是，在至少两个不同的阶段中分配连续细长元件的变形，以便在放置时获得连续细长元件的期望截面。实际上，因为不执行成形步骤，所以在超环形支撑件上执行的构建工艺中，所形成的部件必须已经具有与在硫化和模制步骤结束时的成品非常接近的形状。为此，连续细长元件有时必须具有与挤压机的传送开口处获得的形状完全不同的形状，这种情形可能在其上引起应力尤其是张力：因此，将其所受到的变形分为几个步骤减小了应力和张力，从而减小了获得废品的风险。
因此，申请人已经发现，通过取消对离开挤压机的弹性体材料的连续细长元件的压延、在所述挤压机的紧下游执行连续细长元件的第一纵向变形、接下来使连续细长元件变形直到使其具有期望的截面，能够克服上述问题。
更具体地，在第一个方面中，本发明涉及一种用于构建轮胎的方法，包括在成形支撑件上形成弹性体材料部件的步骤，其中，通过以下步骤制造所述弹性体材料部件中的至少一个弹性体材料部件：
-通过挤压机生产由弹性体材料构成的连续细长元件，所述元件在从所述挤压机出来时具有线性传送速度；
-在没有其它装置介入的情况下将所述连续细长元件直接进给到传送机的移动表面上；
-使由弹性体材料构成的所述连续细长元件在所述移动表面上沿着预定的方向以线性前进速度前进，直到所述传送机的与所述成形支撑件相邻的近端，其中所述线性前进速度与所述线性传送速度不同；
-将所述连续细长元件施加成缠绕在所述成形支撑件上的绕组，以便形成所述轮胎的所述至少一个弹性体材料部件；所述成形支撑件以周向速度相对于所述传送机的所述近端旋转；
其中，所述周向速度与所述线性传送速度不同，以便使所述连续细长元件变形。
根据第二个方面，本发明涉及一种用于构建轮胎的设备，包括：
-至少一个成形支撑件；
-至少一个成形装置，其在所述成形支撑件上形成由弹性体材料构成的部件；
其中，所述至少一个成形装置包括：
-至少一个挤压机，其以线性传送速度传送由弹性体材料构成的连续细长元件；
-至少一个传送机，其具有移动表面，所述至少一个传送机用于沿着预定的方向以线性前进速度且朝向所述传送机的与所述成形支撑件相邻的近端传送所述连续细长元件，其中所述线性前进速度与所述线性传送速度不同；
-用于将所述连续细长元件施加到所述成形装置上的至少一个装置，所述至少一个装置定位成靠近所述传送机的所述近端；
-用于使所述成形支撑件在其轴线上以周向速度相对于所述传送机的所述近端旋转的装置；
-其中所述挤压机在没有其它装置介入的情况下将所述连续细长元件直接进给到传送机上；
-其中，所述周向速度与所述线性传送速度不同，以便使所述连续细长元件变形。
通过采用根据本发明的方法和设备，申请人已经获得了设备相对于现有技术的极大结构简化、体积的减小、设备的制造和维护成本的减小以及可靠性和轮胎生产速度和灵活性的增大。
实际上，通过在两个步骤中变形以及不采用压延机，连续细长元件能够获得正确的截面。此外，因为通过拉延获得期望的截面，所以可以使用具有以下传送开口的挤压机，该传送开口的截面甚至大大地大于所施加的连续细长元件的截面。因此，当要改变所施加的连续细长元件的截面时，不需要每次改变压延机和/或挤压机的形成有所述传送开口的凸缘，并且这确保了设备具有更大的灵活性。此外，由于连续细长元件可以精确地在使用的时候产生，而不再需要存储连续细长元件，从而避免连续细长元件的堆积，这种堆积可能导致材料的腐烂和浪费。
本发明在上述方面的至少一个方面中可以具有一个或多个下述的优选特征。
优选地，所述周向速度高于所述线性传送速度，以便拉伸所述连续细长元件。
优选地，所述周向速度高于或等于所述线性传送速度的大约1.2倍。
此外，优选地，所述周向速度高于或等于所述线性传送速度的大约1.3倍。
优选地，所述周向速度低于或等于所述线性传送速度的大约1.6倍。
优选地，所述周向速度低于或等于所述线性传送速度的大约7倍。
相对于挤压速度的速度增大量取决于连续细长元件的材料特性和在放置期间期望获得的连续细长元件的截面。
根据优选实施例，所述周向速度低于所述线性传送速度，以便压缩所述连续细长元件。
优选地，所述周向速度处于所述线性传送速度的大约0.5倍与大约0.95倍之间。
更优选地，所述周向速度处于所述线性传送速度的大约0.65倍与大约0.85倍之间。
根据所述方法的优选实施例，所述线性前进速度高于所述线性传送速度。
实际上，有利的是，在两个步骤中执行连续细长元件的纵向变形。
优选地，所述线性前进速度高于或等于所述线性传送速度的大约1.5倍。
以这种方式在两个顺序步骤中执行连续细长元件的拉延，在从挤压机离开之后紧接着的第一步骤，以及在施加到成形支撑件上期间的第二步骤。在两个步骤中拉延允许消除或至少减少连续细长元件的损坏。实际上，从挤压机传送的连续细长元件具有高的和不均匀的温度和压力。如果在从挤压机传送的条件下尤其是在临界的(即不是非常弹性的)混合物的情况下承受单一拉延操作，连续细长元件将由于在其表面上产生破裂和/或毛刺而损坏。
在最终施加步骤之前在传送机的移动表面上执行放置和前进使得连续细长元件能够冷却并且具有均匀的压力和温度条件，使得能够在不削弱连续细长元件的质量的情况下，执行接下来通过鼓的周向速度相对于传送机的线性前进速度增大而获得的第二拉延步骤。
更优选地，所述线性前进速度高于或等于所述线性传送速度的大约1.005倍。
或者，根据所述方法的优选实施例，所述线性前进速度低于所述线性传送速度。
优选地，所述线性前进速度高于或等于所述线性传送速度的大约0.75倍。
更优选地，所述线性前进速度低于或等于所述线性传送速度的大约0.995倍。
在第一步骤中，代替拉延的是执行压缩操作，该压缩适于补偿从挤压机出来的连续细长元件的冷却效果。实际上，连续细长元件在冷却期间容易收缩。冷却效果在连续细长元件中产生轴向应力。当连续细长元件的混合物仍然热的时候执行压缩防止了所述连续细长元件变冷时所述应力的形成并且避免了由于收缩产生的破裂和/或毛刺
根据所述方法的优选实施例，所述线性前进速度与所述线性传送速度的比在施加所述连续细长元件的步骤期间维持不变。
或者，所述线性前进速度与所述线性传送速度的比在施加所述连续细长元件的步骤期间变化。
此外，优选地，所述周向速度与所述线性传送速度的比在施加所述连续细长元件的步骤期间维持不变。
或者，所述周向速度与所述线性传送速度的比在施加所述连续细长元件的步骤期间变化。
施加期间速度的变化允许主动地补偿细长元件的特征中的可能变化，这些变化例如是由于不期望的压力和/或温度变化所导致的，或者施加期间速度的变化允许根据预先建立的程序和/或成形支撑件的放置表面的形状来改变细长元件的截面和/或放置速度。
优选地，通过至少一个施压装置将所述连续细长元件压在所述移动表面上而使所述连续细长元件具有所述线性前进速度。
从结构观点上看，这种方案是简单的，此外，在包含混合物纤维的情况下，例如“凯夫拉尔纸浆”，能够在混合物仍然是热的时候使这些纤维具有允许预定的定向。
有利的，在施加结束时，在所述挤压机与所述传送机之间切割所述连续细长元件。
当切割连续细长元件时，挤压机停止。仍留在切割点下游的那段长度的连续细长元件行进到传送机上并且被施加到成形支撑件上。因此，在一次施加和下一次施加之间不需要管理仍留在挤压机与成形支撑件之间的很长长度的连续细长元件。此外，在新的施加之前，在施压装置的辊与传送带之间引导连续细长元件是容易的，因为不需要所述连续细长元件穿过压延机的成形缝隙，而在连续细长元件要穿过成形缝隙的情况下连续细长元件将还有可能保持粘附到压延机的钢辊上。
根据优选实施例，所述设备包括控制单元，所述控制单元操作地连接到所述挤压机、所述传送机以及用于使所述成形支撑件在其轴线上旋转的装置，并且所述控制单元用于控制和调节所述线性传送速度、所述线性前进速度和所述周向速度。
采用电子控制单元允许在各次施加之前以简单的方式输入所有的速度以及/或者在所述施加期间控制和调节这些速度。
优选地，所述设备还包括施压装置，所述施压装置面对所述传送机的所述移动表面并且具有与所述连续细长元件接合的侧表面。
施压装置保持连续细长元件与移动表面之间的接触并且确保连续细长元件具有传送机的速度。
在优选实施例中，所述施压装置包括辊和施压元件，所述辊承载所述侧表面，所述施压元件操作地作用在所述辊上，以便将所述侧表面压靠所述连续细长元件。
此外，优选地，所述施压元件为弹性类型。这种结构简单、高效、可靠并且廉价。
优选地，所述施压装置定位在所述传送机的与所述挤压机相邻的远端。这样，连续细长元件立即与移动表面接触，移动表面在其整个延伸上得到利用。
根据优选实施例，所述传送机包括传送带，所述传送带缠绕在辊上并且具有限定所述移动表面的运行张紧部。
优选地，所述传送带缠绕在位于所述传送机的所述近端处的近端辊上。
此外，所述传送带缠绕在位于所述传送机的与所述挤压机相邻的远端处的远端辊上。
更优选地，所述运行张紧部是直的，并且所述移动表面位于单个平面内。
这种结构简单、高效、可靠并且廉价。
优选地，所述至少一个施加装置包括至少一个施加构件，所述至少一个施加构件相对于所述传送机被操作地支撑并且以推压的关系朝向所述成形支撑件进行作用。
此外，优选地，所述挤压机包括圆筒和旋转螺杆，所述圆筒具有传送开口，所述旋转螺杆容纳在所述圆筒中并且具有靠近所述传送开口的端部。
优选地，所述挤压机包括插入在所述旋转螺杆与所述传送开口之间的齿轮泵。
在旋转螺杆的端部与传送开口之间或者在齿轮泵与所述传送开口之间不存在适于将混合物引导离开挤压机的管道。因此，避免了由于管道内的高温和高压而产生的对混合物和连续细长元件的损坏，其中温度和压力是保持混合物为流体状态所需要的。因此，由于摩擦和感应加热而可能在管道内在弹性体材料上产生局部焦痕，该局部焦痕导致局部硫化并且削弱连续细长元件的质量。此外，硫化的混合物可以附着到管道壁上，使得管道自身的通道截面减小，从而增大了管道内的压力和温度，使得形成连续细长元件的混合物的特性变差。
根据优选实施例，所述成形支撑件是超环形支撑件。
优选地，所述超环形支撑件的径向外部表面根据待构建轮胎的径向内部表面进行成形。在施加连续细长元件之后，所形成的部件已经具有轮胎的大致最终形状。
根据所述设备的可替代实施例，所述成形支撑件是圆柱形鼓。因此，在施加连续细长元件之后，所形成的部件必须进行成形操作，以便使得胎体帘布层具有超环形构造。
附图说明
从根据本发明的用于构建轮胎的方法和设备的优选但非限制性的实施例的说明中，进一步的特征和优点将会变得更加清楚。在下文中将参考通过非限制性例子给出的附图进行说明，其中：
图1是用于生产轮胎的装备的俯视图，该装备包括根据本发明的构建设备；
图2是图1所示的装备的详细俯视图；
图3是为所述设备一部分的成形装置的侧视图；
图4示出了能够根据本发明获得的轮胎例子的径向截面。
具体实施方式
参考附图，用于生产轮胎的装备包括根据本发明的构建设备2，该装备大体用1表示。
装备1用于制造轮胎3(图4)，轮胎3主要包括至少一个胎体帘布层4、两个所谓的“胎圈”6、带束结构8、胎面带9以及两个侧壁10，其中胎体帘布层4的内部优选地涂覆有由气密性弹性体材料构成的称为“衬里”5的层，两个所谓的“胎圈”6分别结合有环形锚定结构7，该环形锚定结构7可能与弹性体填充物7a相关联并且与胎体帘布层4的圆周边缘接合，带束结构8施加在胎体帘布层4的径向外部位置上，胎面带9轮胎3的所谓胎冠区域中施加在带束结构8的径向外部位置上，两个侧壁10施加在胎体帘布层4的侧向相对的位置处，每个侧壁都位于轮胎3的侧区域处并从对应的胎圈6延伸至胎面带9的对应的侧边缘。
在低压安全轮胎或特殊用途轮胎中，还可以设置有辅助支撑插入件(未示出)，其采用的类型通常称为例如“侧壁插入件”，该侧壁插入件靠近侧壁施加在胎体帘布层4的轴向内部位置处，或者位于两个成对的胎体帘布层4之间，和/或位于所述至少一个胎体帘布层4的轴向外部位置处。
构建设备2可包括多个构建工位11、12、13、14、15(图1)，每个都例如设计成在成形支撑件16上直接处理的情况下形成轮胎3的部件，该成形支撑件16优选地为超环形构造，并且更优选地具有根据当完成构建时轮胎3的径向内部表面(图4)成形的径向外部成形表面16a。
或者，不在为超环形构造的成形支撑件16上直接制造，所处理轮胎3的一个或多个部件设置成从前面的加工步骤作为半成品获得并且在所述成形支撑件16上组装到其它部件上。成形支撑件16还可以具有圆柱形构造或者与此前所述不同的其它形状。
作为示例，图1中示出了第一工位11，其中通过将由弹性体材料构成的连续细长元件缠绕成绕组来制造例如衬里5的由弹性体材料构成的至少一个部件，该绕组设置成相互靠近并且沿着具有超环形构造的成形支撑件16的成形表面16a分布。在至少一个第二构建工位12中，可以实现一个或多个胎体帘布层4的制造，通过以圆周地靠近的关系将带状元件放置在成形支撑件16上来获得胎体帘布层，通过将由弹性体材料构成的连续带切割成包括以平行并排关系设置的织物或金属帘线的尺寸来形成该带状元件。第三构建工位13可以专用于制造集成到轮胎胎圈6中的环形锚定结构7和填充物7a，所述环形锚定结构7是通过将包括至少一个涂有橡胶的金属帘线的至少一个连续细长元件放置到径向叠置绕组中而获得的，并且所述填充物7a是通过将由弹性体材料构成的连续细长元件缠绕成彼此靠近且沿所述成形表面16a分布的绕组而获得的。至少一个第四构建工位14可以专用于制造环形锚定结构8，所述环形锚定结构8例如是通过以圆周地靠近的关系放置带状元件以及/或者通过在轮胎3的胎冠部分中将优选为金属的至少一个涂有橡胶的增强帘线缠绕成轴向靠近的绕组而获得的，所述带状元件是由弹性体材料的连续带形成的，所述连续带包括相互平行的优选为金属的帘线。
至少一个第五构建工位15可以设计成用于制造胎面带9和侧壁10。胎面带9和侧壁10优选地是通过将由弹性体材料构成的至少一个连续细长元件缠绕成相互靠近的绕组而获得的。
构建工位11、12、13、14、15均可以在相应的所处理的轮胎3上同时操作，该轮胎3由相应成形支撑件16承载，并通过机械臂17或其它合适的装置将成形支撑件16顺序地从一个构建工位传送至下一个构建工位。
通过设备2构建的轮胎3被顺序地传送至集成到装备1中的至少一个硫化单元18。
根据本发明，弹性体材料轮胎3的部件中的至少一个，例如衬里5、填充物7a，和/或胎圈6、侧壁10、胎面带9、下带束层、胎面带底层、耐磨元件和/或其它元件中的其它弹性体材料构件，是通过大体由19表示的成形装置(图2和3)获得的。
成形装置19包括供应由弹性体材料构成的连续细长元件21的至少一个进给单元20(图2和3)。
进给单元20包括设置有圆筒23的挤压机22，弹性体材料被引入到该圆筒23中。被加热至例如大约40℃至大约120℃之间的受控温度的圆筒23操作地容纳有旋转螺杆24，借助旋转螺杆24的作用，弹性体材料沿着圆筒23被推向挤压机22的传送开口25。在需要时，弹性体材料可以穿过齿轮泵26，齿轮泵26例如操作地插入在旋转螺杆24与传送开口25之间，以便确保通过传送开口25的流量更均匀。
更详细地，挤压机22上装有凸缘22a，凸缘22a承载限定了所述传送开口25的模具22b。优选地，传送开口25设置成靠近齿轮泵26，或者在没有齿轮泵26的情况下设置成靠近旋转螺杆的端部24a。具体地，所述齿轮泵26或者旋转螺杆24的端部24a与传送开口25之间的距离“l”，即由模具22b界定的管道22c的长度，小于大约30cm，优选地小于大约15cm，以便限制混合物在管道22c壁上的流动，由此限制产生混合物局部交联的危险。优选地，凸缘22a和模具22b还经过温度调节，即被加热至受控温度。螺杆24和齿轮泵26也可以被加热至受控温度，例如大约40℃至大约120℃之间。
因此，具有大致圆形截面形状的由弹性体原材料构成的连续细长元件21通过传送开口25传送。或者，传送开口25的构造可以是椭圆形，由此连续细长元件21的截面形状可以是椭圆形。在这两种情况下，传送开口25的截面面积优选地在大约3.5mm2至大约100mm2之间。
所述尺寸特征允许连续细长元件21按照期望的线性传送速度“V1”传送，该线性传送速度“V1”对应于体积流量的所谓“目标值”，例如在大约1cm3/s至大约70cm3/s之间，从而传送开口25处不会使弹性体材料块受到太多变形。从而，传送开口25处的弹性体材料的温度可以有利地维持为较低的值，例如在大约70℃至大约110℃之间。
在进给单元20下游操作的施加装置27将来自所述进给单元20的连续细长元件21施加到成形支撑件16上(图3)。
在施加期间，通过例如所述机械臂17之一以悬置方式支撑的成形支撑件16被合适的装置驱动以周向速度“V3”旋转，并且在施加装置27前面运动，以便将连续细长元件21分配成以靠近和/或叠置关系设置且缠绕该成形支撑件16的绕组，从而形成例如衬里5，或者所处理的轮胎的任何其它弹性体材料部件。
施加装置27包括至少一个施加构件28，该施加构件28借助例如气动致动器29的作用以推压关系朝向成形支撑件16作用，以将连续细长元件21施加到成形支撑件16上。
如图所示，施加构件28是优选空转地安装在摇臂27a上的辊。摇臂27a的与承载辊28的端部相对的端部连接至气动致动器29。空转辊28的圆柱形侧表面28a靠着并且压靠施加到成形支撑件16的连续细长元件21。所述圆柱形侧表面28a优选地由硅基防粘材料制成。
进给单元20与施加装置27之间操作地设置有传送机30，传送机30的功能是将从进给单元20出来的连续细长元件21带到成形支撑件16上并且靠近施加装置27。施加构件28优选地相对于传送机30被操作地支撑。
传送机30具有移动表面31，该移动表面31沿着预定方向“X”以线性前进速度“V2”朝向传送机30的与成形支撑件16相邻的近端32进行连续运动。
连续细长元件21沿着预定方向“X”在移动表面31上前进，并且被引导至近端32，施加装置27定位在该近端32处。
在所示的优选实施例中，传送机30包括传送带33，传送带33缠绕在近端辊34a和远端辊34b上，近端辊34a位于传送机30的近端32处，远端辊34b位于传送机30的与近端32相对且与挤压机22的传送开口25相邻的远端35处。辊34a、34b之一或者两者是由动力驱动的。
传送带33可以例如由齿形带限定，该齿形带跨过具有周向齿的辊34a、34b。传送带33(至少与连续细长元件21接触的部分)优选地由硅基防粘材料制成。
传送带33的上部处具有直的运行张紧部33a，运行张紧部33a支撑细长元件21并且由此限定了移动表面31，该移动表面31基本上处于单个平面内。
传送带33被驱动成随着连续细长元件21运动，其中该连续细长元件21移动离开挤压机22直到靠近施加构件28。
传送机30与施加辊28的宽度尺寸可以基本上高达与连续细长元件21的宽度，从而传送机30与施加辊28在施加连续细长元件21期间不会阻碍由机械臂17引起的成形支撑件16的运动。在不同的实施例中，传送带33的宽度可以在连续细长元件21的宽度的大约0.8至大约3倍之间变化。
传送机30还包括安装到传送机30的远端35上的施压装置36。在所示的实施例中，施压装置36包括辊37，辊37面对传送机30的移动表面31并且具有易于与连续细长元件21接合的圆柱形侧表面38。辊37能够绕其自身的旋转轴线自由旋转，该旋转轴线基本上与传送机30的近端辊34a和远端辊34b的旋转轴线平行并且与施加装置27的辊28的旋转轴线平行。辊37的圆柱形侧表面38也优选地由硅基防粘材料制成。
辊37被推向传送机30的移动表面31并且通过施压元件39压靠连续细长元件21，施压元件39为例如弹性类型(如弹簧)，或者为液压或气动类型。
在所示的实施例中，辊37定位在挤压机22的紧下游，以便在传送带33上引导连续细长元件21并且保持连续细长元件21与所述传送带33接触。
这样，连续细长元件21至少在施压装置36紧下游的区域中与移动表面31一起运动，运动速度与移动表面31的线性前进速度“V2”相同。离开挤压机22的连续细长元件21在例如没有适于改变其截面的其它装置(例如压延机等)介入的情况下直接进给到辊37与移动表面31之间。实际上，如图3所示，在传送开25下游和传送机30上游的区域中不存在上述类型的装置。
成形装置19还包括电子控制单元40，该电子控制单元40操作地连接至挤压机22、确定支撑件16旋转的装置以及传送机30。控制单元40设置有传感器，该传感器能够检测成形装置19的操作参数，这些操作参数包括线性传送速度“V1”、线性前进速度“V2”和周向速度V3”，并且控制单元40能够在开始施加之前和/或在施加循环期间改变这些速度中的一个或多个。
在使用时，以线性传送速度“V1”从挤压机22传送的连续细长元件21直接沿施压装置36的辊37与传送带33之间的路线行进。辊37压靠连续细长元件21，连续细长元件21又压靠传送带33，并且使得连续细长元件21具有与传送带33相同的线性前进速度“V2”，线性前进速度“V2”与线性传送速度“V1”不同。优选地，线性前进速度“V2”在线性传送速度“V1”的大约0.75倍至大约0.995倍之间。
在不同的实施例中，线性前进速度“V2”在线性传送速度“V1”的大约1.005倍至大约1.5倍之间。
如果线性前进速度“V2”高于线性传送速度“V1”，那么连续细长元件21在靠近辊37处被轴向拉延。辊37下游的连续细长元件21截面面积与辊37上游的连续细长元件21的基本上与传送开口25一致的截面面积的比优选地在大约0.7至大约0.99之间。
如果线性前进速度“V2”低于线性传送速度“V1”，那么连续细长元件21在靠近辊37处被轴向压缩。辊37下游的连续细长元件21截面面积与辊37上游的连续细长元件21的基本上与传送开口25一致的截面面积的比优选地在大约1.01至大约1.3之间。
当连续细长元件21已经到达近端32时，其离开传送机30并且通过成形支撑件16自身与施加构件28之间被施加在成形支撑件16上。
施加构件28压靠连续细长元件21，连续细长元件21又压靠成形支撑件16，使得连续细长元件21具有成形支撑件16的周向速度“V3”，该周向速度“V3”高于线性传送速度“V1”。
优选地，周向速度“V3”在线性传送速度“V1”的大约1.2倍至大约7倍之间，更优选地在线性传送速度“V1”的大约1.3倍至大约1.6倍之间。
此外，优选地，周向速度“V3”高于线性前进速度“V2”，因此连续细长元件21在施压装置36与施加构件27之间的长度优选地被拉延。
在这些实施例中，与连续细长元件21离开挤压机22时相比，在任何情况下连续细长元件21通过两个快速速度改变而被轴向拉延。
放置在成形支撑件16上的连续细长元件21的截面面积与从挤压机22出来的连续细长元件21的基本上与传送开口25一致的截面面积之间的比优选地高于或等于大约0.3并且低于1。因为第一快速速度改变可以引起拉延或压缩，所以可以在施压装置36和施加构件28两处或完全在施加构件28处发生轴向拉延。
或者，在不同的实施例中，周向速度“V3”可以低于线性传送速度“V1”，以便压缩连续细长元件21。对于特定的弹性体材料或轮胎部件的几何形状，例如需要用截面比传送开口25截面大的连续细长元件21来缠绕绕组时，采用这种方案。
在这些情况下，即使“V2”低于“V1”，也可以在两个不同的步骤中使所述速度减小而随之发生压缩并且截面面积增大，或者当“V2”高于“V1”时，可以在速度减小而随之发生压缩的步骤之前具有速度增大而随之发生拉延(或伸展)的步骤。
优选地，在最后所述的这些实施例中，周向速度“V3”在线性传送速度“V1”的大约0.5倍至大约0.95倍之间。更优选地，周向速度“V3”在线性传送速度“V1”的大约0.65倍至大约0.85倍之间。
放置在成形支撑件16上的连续细长元件21的截面面积与从挤压机22出来的连续细长元件21的基本上与传送开口25一致的截面面积之间的比优选地小于或等于大约1.5并且大于1。
线性前进速度“V2”与线性传送速度“V1”之间的比以及周向速度“V3”与线性传送速度“V1”之间的比可以在开始放置之前输入并且在施加期间维持不变，或者甚至以彼此独立的方式在施加期间变化，以便基于成形支撑件16上的放置区域来改变连续细长元件21的特征。当在已经“成形”的形状上发生构建时，如果由于待构建部件的特定几何形状，所述成形支撑件16具有超环形构造，则这种形式的放置是特别有利的。
在施加结束时，连续细长元件21在挤压机22与传送机30之间的区域处被切断，优选的是，这个区域靠近传送开口25，并且设置在切断点下游的那段长度的连续细长元件21完全施加到成形支撑件16上。
Claims (52)
1.一种用于构建轮胎(3)的方法，包括在成形支撑件(16)上形成弹性体材料部件的步骤，其中，通过以下步骤制造所述弹性体材料部件中的至少一个弹性体材料部件：
-通过挤压机(22)生产由弹性体材料构成的连续细长元件(21)，所述连续细长元件(21)在从所述挤压机(22)出来时具有线性传送速度(V1)；
-在没有其它装置介入的情况下将所述连续细长元件(21)直接进给到传送机(30)的移动表面(31)上；
-使由弹性体材料构成的所述连续细长元件(21)在所述移动表面(31)上沿着预定的方向(X)以线性前进速度(V2)前进，直到所述传送机(30)的与所述成形支撑件(16)相邻的近端(32)，其中所述线性前进速度(V2)与所述线性传送速度(V1)不同；
-将所述连续细长元件(21)施加成缠绕在所述成形支撑件(16)上的绕组，以便形成所述轮胎(3)的所述至少一个弹性体材料部件；所述成形支撑件(16)以周向速度(V3)相对于所述传送机(30)的所述近端(32)旋转；
其中，所述周向速度(V3)与所述线性传送速度(V1)不同，以便使所述连续细长元件(21)变形。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周向速度(V3)高于所述线性传送速度(V1)，以便拉伸所述连续细长元件(21)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述周向速度(V3)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.2倍。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述周向速度(V3)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.3倍。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述周向速度(V3)低于或等于所述线性传送速度(V1)的1.6倍。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述周向速度(V3)低于或等于所述线性传送速度(V1)的7倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周向速度(V3)低于所述线性传送速度(V1)，以便压缩所述连续细长元件(21)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述周向速度(V3)处于所述线性传送速度(V1)的0.5倍与0.95倍之间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述周向速度(V3)处于所述线性传送速度(V1)的0.65倍与0.85倍之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)高于所述线性传送速度(V1)。
11.根据权利要求1或10所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)低于或等于所述线性传送速度(V1)的1.5倍。
12.根据权利要求1或10所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.005倍。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)低于所述线性传送速度(V1)。
14.根据权利要求1或13所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)高于或等于所述线性传送速度(V1)的0.75倍。
15.根据权利要求1或13所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)低于或等于所述线性传送速度(V1)的0.995倍。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)与所述线性传送速度(V1)的比在施加所述连续细长元件(21)的步骤期间维持不变。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性前进速度(V2)与所述线性传送速度(V1)的比在施加所述连续细长元件(21)的步骤期间变化。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周向速度(V3)与所述线性传送速度(V1)的比在施加所述连续细长元件(21)的步骤期间维持不变。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周向速度(V3)与所述线性传送速度(V1)的比在施加所述连续细长元件(21)的步骤期间变化。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，通过至少一个施压装置(36)将所述连续细长元件(21)压在所述移动表面(31)上而使所述连续细长元件(21)具有所述线性前进速度(V2)。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，在施加结束时，在所述挤压机(22)与所述传送机(30)之间切割所述连续细长元件(21)。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述成形支撑件(16)是超环形支撑件。
23.一种用于构建轮胎的设备，包括：
-至少一个成形支撑件(16)；
-至少一个成形装置(19)，其在所述成形支撑件(16)上形成由弹性体材料构成的部件；
其中，所述至少一个成形装置(19)包括：
-至少一个挤压机(22)，其以线性传送速度(V1)传送由弹性体材料构成的连续细长元件(21)；
-至少一个传送机(30)，其具有移动表面(31)，所述至少一个传送机(30)用于沿着预定的方向(X)以线性前进速度(V2)且朝向所述传送机(30)的与所述成形支撑件(16)相邻的近端(32)传送所述连续细长元件(21)，其中所述线性前进速度(V2)与所述线性传送速度(V1)不同；
-用于将所述连续细长元件(21)施加到所述成形装置(19)上的至少一个施加装置(27)，所述至少一个施加装置定位成靠近所述传送机(30)的所述近端(32)；
-用于使所述成形支撑件(16)在其轴线上以周向速度(V3)相对于所述传送机(30)的所述近端(32)旋转的装置；
-其中所述挤压机(22)在没有其它装置介入的情况下将所述连续细长元件(21)直接进给到传送机(30)上；
-其中，所述周向速度(V3)与所述线性传送速度(V1)不同，以便使所述连续细长元件(21)变形。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述周向速度(V3)高于所述线性传送速度(V1)，以便拉伸所述连续细长元件(21)。
25.根据权利要求23或24所述的设备，包括控制单元(40)，所述控制单元(40)操作地连接到所述挤压机(22)、所述传送机(30)以及用于使所述成形支撑件(16)在其轴线上旋转的装置，并且所述控制单元(40)用于控制和调节所述线性传送速度(V1)、所述线性前进速度(V2)和所述周向速度(V3)。
26.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述周向速度(V3)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.2倍。
27.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述周向速度(V3)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.3倍。
28.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述周向速度(V3)低于或等于所述线性传送速度(V1)的1.6倍。
29.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述周向速度(V3)低于或等于所述线性传送速度(V1)的7倍。
30.根据权利要求23所述的设备，其中，所述周向速度(V3)低于所述线性传送速度(V1)，以便压缩所述连续细长元件(21)。
31.根据权利要求23或30所述的设备，其中，所述周向速度(V3)处于所述线性传送速度(V1)的0.5倍与0.95倍之间。
32.根据权利要求23或30所述的设备，其中，所述周向速度(V3)处于所述线性传送速度(V1)的0.65倍与0.85倍之间。
33.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)高于所述线性传送速度(V1)。
34.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)低于或等于所述线性传送速度(V1)的1.5倍。
35.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)高于或等于所述线性传送速度(V1)的1.005倍。
36.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)低于所述线性传送速度(V1)。
37.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)高于或等于所述线性传送速度(V1)的0.75倍。
38.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述线性前进速度(V2)低于或等于所述线性传送速度(V1)的0.995倍。
39.根据权利要求23所述的设备，还包括施压装置(36)，所述施压装置(36)面对所述传送机(30)的所述移动表面(31)并且具有与所述连续细长元件(21)接合的侧表面(38)。
40.根据权利要求39所述的设备，其中，所述施压装置(36)包括辊(37)和施压元件(39)，所述辊(37)承载所述侧表面(38)，所述施压元件(39)操作地作用在所述辊(37)上，以便将所述侧表面(38)压靠所述连续细长元件(21)。
41.根据权利要求40所述的设备，其中，所述施压元件(39)为弹性类型。
42.根据权利要求39所述的设备，其中，所述施压装置(36)定位在所述传送机(30)的与所述挤压机(22)相邻的远端(35)。
43.根据权利要求23所述的设备，其中，所述传送机(30)包括传送带(33)，所述传送带(33)缠绕在辊(34a、34b)上并且具有限定所述移动表面(31)的运行张紧部(33a)。
44.根据权利要求43所述的设备，其中，所述传送带(33)缠绕在位于所述传送机(30)的所述近端(32)处的近端辊(34a)上。
45.根据权利要求43所述的设备，其中，所述传送带(33)缠绕在位于所述传送机(30)的与所述挤压机(22)相邻的远端(35)处的远端辊(34b)上。
46.根据权利要求43所述的设备，其中，所述运行张紧部(33a)是直的，并且所述移动表面(31)位于单个平面内。
47.根据权利要求23所述的设备，其中，所述至少一个施加装置(27)包括至少一个施加构件(28)，所述至少一个施加构件(28)相对于所述传送机(30)被操作地支撑并且以推压的关系朝向所述成形支撑件(16)进行作用。
48.根据权利要求23所述的设备，其中，所述挤压机(22)包括圆筒(23)和旋转螺杆(24)，所述圆筒(23)具有传送开口(25)，所述旋转螺杆(24)容纳在所述圆筒(23)中并且具有靠近所述传送开口(25)的端部(24a)。
49.根据权利要求48所述的设备，其中，所述挤压机(22)包括插入在所述旋转螺杆(24)与所述传送开口(25)之间的齿轮泵(26)。
50.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述成形支撑件(16)是超环形支撑件。
51.根据权利要求50所述的设备，其中，所述超环形支撑件(16)的径向外部表面根据待构建轮胎(3)的径向内部表面进行成形。
52.根据权利要求23或24所述的设备，其中，所述成形支撑件(16)是圆柱形鼓。
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