CN102825813A

CN102825813A - 用于形成环形弹性体轮胎构件的方法和装置

Info

Publication number: CN102825813A
Application number: CN2012101959435A
Authority: CN
Inventors: R.D.瓦戈; G.R.伯格; B.R.科赫; D.M.斯帕罗恩
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: EP2535176A1; CN102825813B; US20120318440A1; EP2535176B1; US20160263850A1

Abstract

本发明公开了一种形成轮胎三角胶和胎圈组件的方法。该方法包括将胎圈安装在可旋转的胎圈保持器中，使胎圈和胎圈保持器旋转并且将一个或多个道次的连续弹性体材料条带挤出到胎圈的外表面上，以及在两个相对的旋转辊之间成形一个或多个道次的弹性体材料。

Description

用于形成环形弹性体轮胎构件的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于形成环形胎圈三角胶或胎圈填充胶的方法和装置。

背景技术

本发明涉及用于形成环形胎圈三角胶和胎圈芯子组件的方法和装置。胎圈三角胶是位于通常称为胎圈芯的环形拉伸部件的径向外侧的橡胶构件。胎圈三角胶的形状通常是长的三角形状，导致非常长和薄的脆弱三角胶。轮胎的胎体帘布层位于胎圈三角胶的径向内表面附近，并且通常包绕胎圈芯并且沿着胎圈三角胶的径向外表面延伸，在通常称为帘布层反包中。

当轮胎被制成扁平时，三角胶必须转动90°至直立位置。这使得胎圈三角胶的径向最外侧顶端比三角胶的最内侧部分（靠近胎圈）周向拉伸更大的量，导致胎圈三角胶的高应力和局部变薄。

制造胎圈三角胶子组件比较困难。随着三角胶形状变得更高和更薄，由于三角胶的脆弱，制造更为困难。一个问题是确保三角胶具有足够粘性附着到胎圈钢丝。通常需要大量的力来确保三角胶橡胶和胎圈之间的机械结合。如果使用平的板或其它形成装置来形成环形三角胶，则由于粘性难以从板移除所形成的三角胶。已经做出努力来制造未硫化的胎圈三角胶条带，但是当形成为环形圈时，由于挤出物不均匀地拉伸和收缩，这些三角胶的伸长的顶端可能会弯曲和翘曲。这种弯曲或翘曲使得这些部件变得无用。因此，仅有非常短的短粗的三角胶能够进行这种类型的预成型。制造三角胶和胎圈子组件的第三个问题涉及形成三角胶的接头。

因此，希望提供一种方法和装置，其能够形成诸如三角胶构件的环形弹性体条带而不造成不希望的顶端的拉伸或弯曲。还希望提供一种方法和装置，用于制成长的三角胶或其它的轮胎材料条带，其轮廓定向为非常接近完成后的模制轮胎的形状。还希望提供一种方法，用于制造不同材料的多层构件或相似材料的多层构件。还希望提供一种方法，其产生环形构件的开始处和构件的端部处的平滑重叠，使得该部分看上去是无缝的。

发明内容

轮胎的“高宽比”是指轮胎的截面高度（SH）与其截面宽度（SW）之比。

“轴向”和“轴向地”是指与轮胎的旋转轴线平行的线或者方向。

“胎体”是指除带束层结构、胎面、底胎面以及帘布层上的侧壁橡胶之外但是包括胎圈的轮胎结构。

“胎圈包布”是指围绕胎圈外侧放置的材料窄条带，用于保护帘线帘布层不受轮辋损害，并且在轮辋上分布挠度，并且密封轮胎。

“加强片”是指位于轮胎的胎圈部分中的加强结构。

“帘线”是指加强绞线中的一股，轮胎中的帘布层由帘线形成。

本发明涉及以下技术方案。

1. 一种形成轮胎三角胶和胎圈钢丝组件的方法，所述方法包括以下步骤：

将胎圈钢丝安装在可旋转的胎圈保持器中，

使所述胎圈钢丝和胎圈保持器旋转，并且将一个或多个道次的弹性体材料条带挤出到胎圈的外表面上，以及

在两个相对的旋转辊之间成形所述一个或多个道次的弹性体材料。

2. 如技术方案1所述的方法，其中，所述旋转辊相对于彼此独立地旋转。

3. 如技术方案1所述的方法，其中，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。

4. 如技术方案1所述的方法，其中，每个辊能够平移。

5. 如技术方案1所述的方法，其中，每个辊能够沿X方向平移。

6. 如技术方案1所述的方法，其中，所述挤出机具有出口管嘴，所述管嘴能够旋转。

7. 如技术方案1所述的方法，其中，所述条带被连续地施加。

8. 一种形成轮胎三角胶和胎圈钢丝组件的装置，所述装置包括：

可旋转的胎圈保持器，所述胎圈保持器用于在其上固定胎圈钢丝，

用于使胎圈钢丝和胎圈保持器旋转的装置，

邻近胎圈钢丝定位的挤出机，用于将一个或多个道次的连续弹性体材料条带挤出到胎圈的外表面上，

邻近挤出机出口和胎圈钢丝保持器定位的两个相对的辊，其中，所述辊围绕第一轴线可旋转地安装，并且定位成将一个或多个道次的弹性体材料成形为预先确定的轮廓。

9. 如技术方案8所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。

10. 如技术方案8所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线独立地枢转。

11. 如技术方案8所述的装置，其中，每个辊可以沿其旋转轴线独立地平移。

12. 如技术方案8所述的装置，其中，挤出机具有出口管嘴，并且其中，所述出口管嘴能够旋转。

13. 一种形成弹性体构件的装置，所述装置包括：

可旋转的保持器，所述保持器用于在其上固定弹性体构件，

用于使所述保持器旋转的装置，

邻近保持器定位的挤出机，用于将一个或多个道次的连续弹性体材料条带挤出到保持器的外表面上，

邻近挤出机出口和保持器定位的两个相对的辊，其中，所述辊围绕第一轴线可旋转地安装，并且定位成将一个或多个道次的弹性体材料成形为预先确定的轮廓。

14. 如技术方案13所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。

15. 如技术方案13所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线独立地枢转。

16. 如技术方案13所述的装置，其中，每个辊可以沿其旋转轴线独立地平移。

17. 如技术方案13所述的装置，其中，挤出机具有出口管嘴，并且其中，所述出口管嘴能够旋转。

附图说明

将参考附图通过示例的方式来描述本发明，其中：

图1是本发明的胎圈三角胶机器的横截面图。

图2是图1的胎圈三角胶机器的侧视图。

图3是本发明的图1所示的装置的一部分的放大侧视图。

图4是胎圈和胎圈保持器的一部分的前视图，显示了由辊形成的三角胶的一部分。

图5和图6示出了形成三角胶和胎圈子组件的第二实施例。

图7示出了本发明的三角胶和胎圈子组件。

图8至图10显示了用于形成本发明的胎圈三角胶子组件的第三实施例。

具体实施方式

参考图1和图2，示出了用于形成弹性体环形构件的机器100。本发明尤其适用于形成橡胶轮胎构件，更尤其适用于形成胎圈三角胶组件。然而，本发明不限于形成三角胶，可以形成环形的弹性体构件。图7示出了胎圈三角胶组件10的一个例子。如图所示，胎圈三角胶组件10具有由弹性体材料制成的三角形的三角胶12。胎圈三角胶的径向内侧是通常称为金属胎圈芯6的环形拉伸部件，其由多个胎圈钢丝形成。重要的是，形成胎圈三角胶的弹性体材料已经浸渍胎圈芯6，该胎圈芯6形成浸渍胎圈的腿部14。三角胶不限于三角形的横截面形状，可以由任何期望的横截面形状形成。本发明还可用于形成不具有胎圈芯的其它环形轮胎构件。

机器100具有挤出机装置110，用于形成优选由橡胶形成的连续的弹性体条带10。挤出机可以包括适用于处理橡胶或弹性体化合物的任何商用挤出机。挤出机可以包括可以商业购买到的挤出机，本领域技术人员通常称之为销型挤出机、双螺杆挤出机或单螺杆挤出机、或环型挤出机。适于应用的一种商业可购买到的挤出机是多段剪切传递混合（MCT）挤出机，由荷兰的VMI Holland BV销售。优选地，挤出机具有大约8的L/D，但可以从大约5至大约25，优选是10至15。优选环型、销型或MCT型挤出机，但不限于此。挤出机用于将橡胶化合物加热到约80℃至约150°范围的温度，优选约90°至约120°，以便按需要塑炼橡胶成分。挤出机装置110可以仅是挤出机，但优选是与齿轮泵112组合的挤出机。挤出机或齿轮泵/挤出机具有出口端，该出口端优选具有管嘴114。该管嘴具有出口孔口116，该出口孔口116具有用于成形弹性体材料的期望轮廓形状。管嘴定位为邻近胎圈保持器120。胎圈保持器120构造成从其内表面支撑环形胎圈，并且绕其中心轴线旋转环形胎圈。胎圈保持器120具有环形支撑装置122，该环形支撑装置122可旋转地安装到马达124。胎圈保持器120用于当三角胶形成在外表面时支撑和旋转环形胎圈。胎圈保持器120可以沿Y方向增量式地平移以辅助将弹性体条带均匀地施加到胎圈上。

一个或多个成形辊130定位为邻近胎圈保持器。每个成形辊130旋转地安装在支撑臂132上，用于绕横向轴线X’旋转。每个成形辊可以独立地相对于其它成形辊移动。成形臂132被安装成使得其能够沿X’方向平移辊，并且使成形辊绕其纵向轴线或Y’轴线枢转，该纵向轴线或Y’轴线横向于X’轴线。成形辊可以绕Y’轴线枢转±90度。辊具有用于接触三角胶的外表面134，该外表面134平坦并具有倒角的边缘。

现在将描述形成胎圈三角胶组件的方法。首先，环形胎圈被安装并固定到胎圈保持器，使得外径向胎圈表面不受限制。胎圈保持器被旋转到期望的速度。挤出机装置的管嘴定位为邻近胎圈芯，用于将弹性体材料的薄条带施加到环形胎圈的外表面。弹性体材料优选以连续条带施加。由于从挤出机管嘴释放的橡胶的高压力，弹性体材料渗透到胎圈钢丝芯中。如图3所示，第一旋转或第一道次（first pass）的条带表示为140。在第一道次或第一完整旋转之后，管嘴沿Y方向平移一个小的量，第二道次（或第二完整旋转）的条带142被施加到邻近第一道次。条带的第二道次142可以与第一道次140重叠。然后施加第三道次条带144，其可以与第二道次142重叠或不与第二道次142重叠。可以使用计算机软件程序对条带道次的最有效布局进行建模，以便尽可能有效地接近近似最终的三角胶形状。计算机软件可以与计算机控制器通信，以便调整齿轮泵挤出机的运动、辊130的平移、旋转和枢转运动、以及胎圈保持器的旋转和平移。

当三角胶正在由一个或多个条带道次形成时，辊130被旋转使得外辊表面接合三角胶的相应侧边缘。辊可以枢转或稍微倾斜，使得外辊表面134垂直于三角胶的侧边缘。如图5所示，形成辊将足够的压力施加到三角胶外表面，以便使三角胶的外侧边缘表面平滑。辊沿着三角胶外表面移动，以便使三角胶的整个外侧边缘平滑。在三角胶的侧边缘被充分平滑之后，三角胶和胎圈组件从胎圈保持器移除，并且准备好安装到轮胎中。

或者，在三角胶已经由所有的期望道次充分形成之后，三角胶可以由辊130来成形。

三角胶材料优选地由G’在约150至约350kPa并且更优选地约190至约310kPa范围内的橡胶或弹性体化合物形成。除非另外指出，所有的G’值在190℃的样本温度、10Hz的测量频率以及15%的应变幅度下在未硫化的橡胶样本上测量。从按照期望的制造商规格制造的硫化轮胎取得橡胶样本。对于本发明的目的，储能模量属性G’是橡胶成分的粘弹性属性，可以在频率、温度和应变幅度的范围上通过动态机械分析器来确定。适于测量G’、G’’的动态机械分析器（DMA）的一个示例是由01-dB Metravib公司销售的型号DMA+450。该DMA仪器使用动态机械分析来评估橡胶成分。相应橡胶成分的硫化样本在一频率（赫兹）和温度（℃）下受到精确控制的动态激励（频率和幅度），并且由仪器来观察样本的应力响应。观察到的样本响应可以由仪器分为粘性或损失模量（G’’）以及弹性或储能模量（G’）分量。除非另外指出，所有的G’’与G’在相同的条件下测量。

本发明还包括用于形成弹性体构件的装置，该装置具有用于在其上固定弹性体构件的可旋转的保持器；用于旋转保持器的装置；邻近保持器定位用于将一个或多个道次的连续弹性体材料条带挤出到保持器的外表面上的挤出机；以及邻近挤出机出口和挤出机定位的两个相对的辊，其中，辊围绕第一轴线可旋转地安装，并且定位成将一个或多个道次的弹性体材料成形为预先确定的轮廓。该装置还可以包括的是，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。该装置还可以包括的是，每个辊可以绕其旋转轴线独立地枢转。该装置还可以包括的是，每个辊可以沿其旋转轴线独立地平移。该装置可以可选地包括具有出口管嘴的挤出机，并且其中，该出口管嘴可旋转。

其它的环形构件也可以由本发明来制造，诸如胎圈包布、侧壁等。根据本文提供的描述，本发明可以有各种变型。虽然已经为说明本发明的目的示出了某些代表性的实施例和细节，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，将理解的是，可以在所述的具体实施例中进行变化，这些变化在权利要求所限定的本发明的完整范围中。

Claims

1.一种形成轮胎三角胶和胎圈钢丝组件的方法，所述方法包括以下步骤：

将胎圈钢丝安装在可旋转的胎圈保持器中，

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述旋转辊相对于彼此独立地旋转。

3.如权利要求1所述的方法，其中，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。

4.如权利要求1所述的方法，其中，每个辊能够平移。

5.如权利要求1所述的方法，其中，每个辊能够沿X方向平移。

6.一种形成轮胎三角胶和胎圈钢丝组件的装置，所述装置包括：

用于使胎圈钢丝和胎圈保持器旋转的装置，

7.如权利要求6所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线枢转。

8.如权利要求6所述的装置，其中，每个辊可以绕其旋转轴线独立地枢转。

9.如权利要求6所述的装置，其中，每个辊可以沿其旋转轴线独立地平移。

10.如权利要求6所述的装置，其中，挤出机具有出口管嘴，并且其中，所述出口管嘴能够旋转。