CN103465488B - 一种轮胎胎胚成型鼓及成型方法 - Google Patents

一种轮胎胎胚成型鼓及成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述的轮胎胎胚成型鼓及成型方法，设置有丝杠传动机构，通过采用伺服电机或其他系统提供的动力驱动丝杠来进行反包动作。所述成型鼓包括有主轴系统、左右胎圈和动力系统，其中主轴系统包括一中空主轴，中空主轴内设置有至少两根丝杠、至少一个离合器、至少一个制动器。本发明通过丝杠传动机构带动反包机构来实现两侧胎层的反包，确保了反包的同步性，提高了轮胎的性能指标，而且结构简单，易于加工制造。

Description

一种轮胎胎胚成型鼓及成型方法
技术领域
本发明涉及一种用于轮胎胎胚的成型鼓及其成型方法，具体地应用在轮胎成型机上实施胎体组件的反包作业，属于橡胶机械领域。
背景技术
在现有轮胎的制造过程中，装配在轮胎成型机上的成型鼓主要用于实施胎体组件的贴合和反包，具体为将各胎体组件依次贴合在成型鼓的外圆周上形成圆筒状胎层，然后向圆筒状胎层内部充气并对其两侧的胎层部分实施反包，从而形成胎胚。
现有技术中两侧胎层部分的反包动作大都采用气动控制来实现，而压缩空气压力不稳定、流量控制不稳定等因素决定了两侧的胎层在反包过程中动作难以保证同步性，造成反包的不对称，从而造成了两侧的胎层胶料受力不对称，对轮胎的动平衡、均匀性等指标影响较大。
发明内容
本发明所述的轮胎胎胚成型鼓及成型方法，在于解决上述问题而设置丝杠传动机构，通过采用伺服电机或其他系统提供的动力驱动丝杠来进行反包动作，替代现有技术中的气动控制，从而完全实现两侧胎层反包动作的同步性。
为实现上述发明目的，本发明所述的轮胎胎胚包含圆筒状胎层、以及套接在圆筒状胎层的外圆周上并沿其轴向间隔分布的左、右胎圈；该成型鼓包括：
主轴系统，具有一中空主轴；
左、右侧鼓，间隔套接在中空主轴的外圆周上并能在外圆周上做轴向相对移动，分别具有承载圆筒状胎层的外圆周、用来承载并固定左、右胎圈的左、右胎圈锁定机构、以及用来将位于左、右胎圈外侧的胎层进行反包的左、右反包机构；
动力系统，其输出端与主轴系统相连接，驱动主轴系统做旋转运动；
与现有技术的不同之处在于，中空主轴内设置以下部件：
至少两根丝杠，至少一根丝杠同左、右反包机构上设置的左、右第一丝母相配合并同动力系统的输出端相连接，至少一根丝杠同左、右胎圈锁定机构上设置的左、右第二丝母相配合，；
至少一个离合器，设置在两根丝杠之间且能实现二者的连接和分离；
至少一个制动器，两根丝杠分离时将与左、右第二丝母相配合的丝杠锁定。
如上述基本方案，动力系统的输出端驱动其中一根丝杠旋转，此时在离合器的作用下中空主轴的所有丝杠处于连接状态，通过与其相配合的左、右第一丝母，将旋转运动转化为左、右侧鼓的轴向相对运动；然后在离合器的作用下中空主轴内的丝杠分离，在制动器的作用下，与左、右第二丝母相配合的丝杠处于锁定状态，与左、右第一丝母相配合的丝杠在动力系统作用下继续旋转，带动左、右反包机构完成反包动作。
将本技术方案做进一步改进，所述中空主轴内设有两根丝杠，分别为内丝杠和外丝杠，外丝杠为中空轴状，其内套接内丝杠。
其中，可以为内丝杠同左、右第二丝母相配合，所述外丝杠同左、右第一丝母相配合。
此外，也可以为内丝杠同左、右第一丝母相配合，所述外丝杠同左、右第二丝母相配合。
将本技术方案做进一步改进，所述中空主轴内设置三根丝杠，分别为内丝杠、左外丝杠、右外丝杠，其中内丝杠同左、右第一丝母相配合，左外丝杠同左第二丝母相配合，右外丝杠同右第二丝母相配合，内丝杠同左、右外丝杠之间设置有离合器，左、右外丝杠分别同中空主轴之间设置有左、右制动器。
其中，可以为左、右外丝杠为中空轴状，二者的轴线位于同一直线上，二者内部套接内丝杠。
将上述技术方案做进一步改进，其中内丝杠同左外丝杠之间设置有左离合器，内丝杠同右外丝杠之间设置有右离合器。
基于上述成型鼓的结构，本发明还实现了下述轮胎胎胚的制造方法：
将圆筒状胎层形成/放置于左、右侧鼓的外圆周上；
将左、右胎圈套接在圆筒状胎层的外圆周上与左、右胎圈锁定机构相对应的位置；
左、右胎圈锁定机构分别固定左、右胎圈后，左、右侧鼓沿中空主轴的外表面做轴向相对运动，同时左、右胎圈之间的中间胎层隆起，左、右胎圈之间的轴向距离达到预设值后左、右侧鼓停止运动；
锁定左、右胎圈锁定机构，左、右反包机构做轴向相对运动，对位于其上的左、右侧胎层做反包运动使其贴合在隆起后的中间胎层的两侧；
与现有技术的不同之处在于，通过主轴系统和左、右侧鼓之间设置的丝杠传动机构将主轴系统的旋转运动转换为左、右侧鼓的轴向相对运动、以及左、右反包机构的反包运动。
本发明所述成型鼓及利用该成型鼓制造轮胎胎胚的方法，具有以下有限和有益效果：
1、通过丝杠传动机构带动反包机构来实现两侧胎层的反包，确保了反包的同步性，从而提高了轮胎的性能指标。
2、结构简单，易于加工制造。
附图说明：
现结合附图对本发明做进一步的说明：
图1本发明所述轮胎胎胚的局部截面图
图2本发明所述轮胎胎胚形成/放置于成型鼓上的局部截面图
图3本发明所述轮胎胎胚成型后的局部截面图
图4本发明所述轮胎胎胚成型鼓具体实施例一的结构示意图
图5本发明所述轮胎胎胚成型鼓具体实施例二的结构示意图
图6本发明所述轮胎胎胚成型鼓具体实施例三的结构示意图
图7本发明所述轮胎胎胚成型鼓具体实施例四的结构示意图
圆筒状胎层1，左侧胎层11，右侧胎层12，中间胎层13；
左胎圈21，右胎圈22；
中空主轴3；
左侧鼓41，右侧鼓42；
左胎圈锁定机构51，右胎圈锁定机构52，左第二丝母511，右第二丝母521；
左反包机构61，右反包机构62，左第一丝母611，右第一丝母621；
动力系统7，输出端71；
内丝杠81，外丝杠82，左外丝杠821，右外丝杠822；
离合器9，左离合器91，右离合器92；
制动器10，左制动器101，右制动器102
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明所述的成型鼓包括主轴系统、左、右侧鼓(41,42)以及动力系统(7)。其中主轴系统包括一中空主轴(3)；左、右侧鼓(41,42)间隔套接在中空主轴(3)的外圆周上并能在外圆周上做轴向相对移动，分别具有承载圆筒状胎层(1)的外圆周、用来承载并固定左、右胎圈(21,22)的左、右胎圈锁定机构(51,52)、以及用来将位于左、右胎圈(21,22)外侧的左、右侧胎层(11,12)进行反包的左、右反包机构(61,62)；动力系统(7)的输出端(71)与主轴系统相连接，驱动主轴系统做旋转运动。
轮胎的各胎体组件如内衬层、胎侧胶等依次贴合在成型鼓上形成圆筒状胎层(1)，其外圆周上套接有左、右胎圈(21,22)，或者该圆筒状胎层(1)和左、右胎圈(21,22)形成于其它设备上，然后套接在该成型鼓的外圆周上。其中，左、右胎圈(21,22)的位置分别对应左、右侧鼓(41,42)中的左、右胎圈锁定机构(51,52)的位置。
当圆筒状胎层(1)和左、右胎圈(21,22)置于成型鼓上之后，左、右胎圈锁定机构(51,52)分别固定住左、右胎圈(21,22)，使其处于锁定状态，左、右侧鼓(41,42)沿中空主轴(3)的外表面做轴向相对运动，同时左、右胎圈(21,22)之间的中间胎层(13)隆起，左、右胎圈(21,22)之间的轴向距离达到预设值后左、右侧鼓(41,42)停止运动；然后左、右胎圈锁定机构(51,52)被锁住，使左、右胎圈(21,22)之间的距离固定不变，然后左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，对位于其上的左、右侧胎层(11,12)做反包运动使其贴合在隆起后的中间胎层(13)的两侧，从而完成轮胎胎胚的成型。
上述左、右反包机构(61,62)的轴向相对运动和左、右侧胎层(11,12)的反包运动可以通过以下几种实施例中的机构来实现：
实施例1
如图4所示，中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、外丝杠(82)，外丝杠(82)为中空轴状，其内套接内丝杠(81)，外丝杠(82)同动力系统(7)的输出端(71)相连接，在动力系统(7)的驱动作用下做旋转运动。外丝杠(82)同同左、右反包机构(61,62)上设置的左、右第一丝母(611,621)相配合，可驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动。内丝杠(81)同左、右胎圈锁定机构(51,52)上设置的左、右第二丝母(511,521)相配合，内丝杠(81)旋转时刻驱动左、右胎圈锁定机构(51,52)做轴向相对运动。
外丝杠(82)和内丝杠(81)之间设置有离合器(9)，用来实现二者的连接和分离；内丝杠(81)和中空主轴(3)之间设置有制动器(10)，用来锁住内丝杠(81)。当内丝杠(81)和外丝杠(82)在离合器(9)的作用下处于连接状态时，在动力系统(7)的作用下，二者一起旋转，从而使左、右侧鼓(41,42)做轴向相对运动，同时中间胎层(13)在内部气体的作用下隆起。当左、右侧鼓(41,42)之间的距离达到预设值时，内丝杠(81)和外丝杠(82)在离合器(9)的作用下分离，同时制动器(10)锁住内丝杠(81)。此时外丝杠(82)在动力系统(7)的作用下继续旋转，驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，使位于其上的左、右侧胎层(11,12)反包贴合在已隆起的中间胎层(13)上，完成轮胎胎胚的成型。
实施例2
如图5所示，中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、外丝杠(82)，外丝杠(82)为中空轴状，其内套接内丝杠(81)，内丝杠(81)同动力系统(7)的输出端(71)相连接，在动力系统(7)的驱动作用下做旋转运动。内丝杠(81)同同左、右反包机构(61,62)上设置的左、右第一丝母(611,621)相配合，可驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动。外丝杠(82)同左、右胎圈锁定机构(51,52)上设置的左、右第二丝母(511,521)相配合，外丝杠(82)旋转时可驱动左、右胎圈锁定机构(51,52)做轴向相对运动。
外丝杠(82)和内丝杠(81)之间设置有离合器(9)，用来实现二者的连接和分离；外丝杠(82)和中空主轴(3)之间设置有制动器(10)，用来锁住外丝杠(82)。当内丝杠(81)和外丝杠(82)在离合器(9)的作用下处于连接状态时，在动力系统(7)的作用下，二者一起旋转，从而使左、右侧鼓(41,42)做轴向相对运动，同时中间胎层(13)在内部气体的作用下隆起。当左、右侧鼓(41,42)之间的距离达到预设值时，内丝杠(81)和外丝杠(82)在离合器(9)的作用下分离，同时制动器(10)锁住外丝杠(82)。此时内丝杠(81)在动力系统(7)的作用下继续旋转，驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，使位于其上的左、右侧胎层(11,12)反包贴合在已隆起的中间胎层(13)上，完成轮胎胎胚的成型。
实施例3
如图6所示，中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、左外丝杠(821)、右外丝杠(822)，左、右外丝杠(821,822)为中空轴状，二者的轴线位于同一直线上，二者内部套接内丝杠(81)。内丝杠(81)同动力系统(7)的输出端(71)相连接，在动力系统(7)的驱动作用下做旋转运动。其中内丝杠(81)同左、右反包机构(61,62)上设置的左、右第一丝母(611,621)相配合，可驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动。左外丝杠(821)同左第二丝母(511)相配合，右外丝杠(822)同右第二丝母(521)相配合，左、右外丝杠(821,822)旋转时可驱动左、右胎圈锁定机构(51,52)做轴向相对运动。
内丝杠(81)同左、右外丝杠(821,822)之间设置有离合器(9)，该离合器(9)位于左、右外丝杠(821,822)两个相对的端部之间，可实现内丝杠(81)和左、右外丝杠(821,822)的连接和分离。左、右外丝杠(821,822)分别同中空主轴(3)之间设置有左、右制动器(101,102)，用来锁住左、右外丝杠(821,822)。当内丝杠(81)同左、右外丝杠(821,822)在离合器(9)的作用下处于连接状态时，在动力系统(7)的作用下，三者一起旋转，从而使左、右侧鼓(41,42)做轴向相对运动，同时中间胎层(13)在内部气体的作用下隆起。当左、右侧鼓(41,42)之间的距离达到预设值时，内丝杠(81)和左、右外丝杠(821,822)在离合器(9)的作用下分离，同时左、右制动器(101,102)锁住左、右外丝杠(821,822)。此时内丝杠(81)在动力系统(7)的作用下继续旋转，驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，使位于其上的左、右侧胎层(11,12)反包贴合在已隆起的中间胎层(13)上，完成轮胎胎胚的成型。
实施例4
如图7所示，中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、左外丝杠(821)、右外丝杠(822)，左、右外丝杠(821,822)为中空轴状，二者的轴线位于同一直线上，二者内部套接内丝杠(81)。内丝杠(81)同动力系统(7)的输出端(71)相连接，在动力系统(7)的驱动作用下做旋转运动。其中内丝杠(81)同左、右反包机构(61,62)上设置的左、右第一丝母(611,621)相配合，可驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动。左外丝杠(821)同左第二丝母(511)相配合，右外丝杠(822)同右第二丝母(521)相配合，左、右外丝杠(821,822)旋转时可驱动左、右胎圈锁定机构(51,52)做轴向相对运动。
内丝杠(81)分别同左、右外丝杠(821,822)之间设置有左、右离合器(91,92)，可实现内丝杠(81)和左、右外丝杠(821,822)的连接和分离。左、右外丝杠(821,822)分别同中空主轴(3)之间设置有左、右制动器(101,102)，用来锁住左、右外丝杠(821,822)。当内丝杠(81)同左、右外丝杠(821,822)在左、右离合器(91,92)的作用下处于连接状态时，在动力系统(7)的作用下，三者一起旋转，从而使左、右侧鼓(41,42)做轴向相对运动，同时中间胎层(13)在内部气体的作用下隆起。当左、右侧鼓(41,42)之间的距离达到预设值时，内丝杠(81)和左、右外丝杠(821,822)左、右离合器(91,92)的作用下分离，同时左、右制动器(101,102)锁住左、右外丝杠(821,822)。此时内丝杠(81)在动力系统(7)的作用下继续旋转，驱动左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，使位于其上的左、右侧胎层(11,12)反包贴合在已隆起的中间胎层(13)上，完成轮胎胎胚的成型。

Claims (8)

1.一种轮胎胎胚成型鼓，该轮胎胎胚包含圆筒状胎层(1)、以及套接在圆筒状胎层(1)的外圆周上并沿其轴向间隔分布的左、右胎圈(21,22)；该成型鼓包括：
主轴系统，具有一中空主轴(3)；
左、右侧鼓(41,42)，间隔套接在中空主轴(3)的外圆周上并能在外圆周上做轴向相对移动，分别具有承载圆筒状胎层(1)的外圆周、用来承载并固定左、右胎圈(21,22)的左、右胎圈锁定机构(51,52)、以及用来将位于左、右胎圈(21,22)外侧的左、右侧胎层(11,12)进行反包的左、右反包机构(61,62)；
动力系统(7)，其输出端(71)与主轴系统相连接，驱动主轴系统做旋转运动；
其特征在于中空主轴(3)内设置以下部件：
至少两根丝杠，至少一根丝杠同左、右反包机构(61,62)上设置的左、右第一丝母(611,621)相配合并同动力系统(7)的输出端(71)相连接，至少一根丝杠同左、右胎圈锁定机构(51,52)上设置的左、右第二丝母(511,521)相配合；
至少一个离合器，设置在两根丝杠之间且能实现二者的连接和分离；
至少一个制动器，两根丝杠分离时将与左、右第二丝母(511,521)相配合的丝杠锁定。
2.按照权利要求1所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于所述中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、外丝杠(82)，外丝杠(82)为中空轴状，其内套接内丝杠(81)。
3.按照权利要求2所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于所述内丝杠(81)同左、右第二丝母(511,521)相配合，所述外丝杠(82)同左、右第一丝母(611,621)相配合。
4.按照权利要求2所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于所述内丝杠(81)同左、右第一丝母(611,621)相配合，所述外丝杠(82)同左、右第二丝母(511,521)相配合。
5.按照权利要求1所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于所述中空主轴(3)内设置内丝杠(81)、左外丝杠(821)、右外丝杠(822)，其中内丝杠(81)同左、右第一丝母(611,621)相配合，左外丝杠(821)同左第二丝母(511)相配合，右外丝杠(822)同右第二丝母(521)相配合，内丝杠(81)同左、右外丝杠(821,822)之间设置有离合器(9)，左、右外丝杠(821,822)分别同中空主轴(3)之间设置有左、右制动器(101,102)。
6.按照权利要求5所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于左、右外丝杠(821,822)为中空轴状，二者的轴线位于同一直线上，二者内部套接内丝杠(81)。
7.按照权利要求5所述的轮胎胎胚成型鼓，其特征在于内丝杠(81)同左外丝杠(821)之间设置有左离合器(91)，内丝杠同右外丝杠(822)之间设置有右离合器(92)。
8.按照权利要求1至7所述的任一轮胎胎胚成型鼓的成型方法，包含以下步骤：
将圆筒状胎层(1)形成/放置于左、右侧鼓(41,42)的外圆周上；
将左、右胎圈(21,22)套接在圆筒状胎层(1)的外圆周上与左、右胎圈锁定机构(51,52)相对应的位置；
左、右胎圈锁定机构(51,52)分别固定左、右胎圈(21,22)后，左、右侧鼓(41,42)沿中空主轴(3)的外表面做轴向相对运动，同时左、右胎圈(21,22)之间的中间胎层(13)隆起，左、右胎圈(21,22)之间的轴向距离达到预设值后左、右侧鼓(41,42)停止运动；
锁定左、右胎圈锁定机构(51,52)，左、右反包机构(61,62)做轴向相对运动，对位于其上的左、右侧胎层(11,12)做反包运动使其贴合在隆起后的中间胎层(13)的两侧；
其特征在于：通过主轴系统和左、右侧鼓(41,42)之间设置的丝杠传动机构将主轴系统的旋转运动转换为左、右侧鼓(41,42)的轴向相对运动、以及左、右反包机构(61,62)的反包运动。
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