CN107690381B - 用于制造轮胎的轮胎面和/或胎侧护条的轮胎条带-挤出装置和用于制造轮胎的轮胎面或胎侧护条的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造轮胎的轮胎面和/或胎侧护条的轮胎条带‑挤出装置，具有：第一挤出机(12.1)，其具有至少一个带有第一螺杆‑纵轴线(L14.1)的第一螺杆(14.1)；第二挤出机(12.2)，其具有至少一个带有第二螺杆‑纵轴线(L14.2)的第二螺杆(14.2)；第三挤出机(12.3)，其具有至少一个带有第三螺杆‑纵轴线(L14.3)的第三螺杆(14.3)；至少一个第四挤出机(12.4)，其具有至少一个带有第四螺杆‑纵轴线(L14.4)的第四螺杆(14.4)；和挤出头(18)，其带有：头壳体(20)，该头壳体具有至少四个为了供应挤出材料而分别与指配的挤出机(12.i)连接的供应开口(38.i)，且该挤出头带有用来由所述挤出材料形成挤出棒条的注塑模具(22)，该注塑模具与所述头壳体(20)连接，具有输出开口(26)，且经过适当布置，使得经由所述供应开口(38.i)供应的挤出材料可沿着相应的材料路径引导至所述输出开口(26)，其中，至少大部分所述挤出机(12.i)和所述头壳体(20)适当地构造，从而相应挤出机(12.i)的螺杆(14.i)可取下，而所述头壳体相对于所述挤出机静止，其中，所述注塑模具(22)具有成型板(24)，在该成型板上开设了所述输出开口(26)。根据本发明规定，所述注塑模具(22)具有第一分配板(28)；和至少一个第二分配板(30、32)，该第二分配板参照材料路径设置在所述成型板(24)之前，所述第一分配板(28)沿着第一分隔面(46.1)贴靠在所述头壳体(20)上且沿着第二分隔面(46.2)贴靠在第二分配板(30)上，所述分配板经过适当构造，使得全部材料路径中的至少大部分延伸穿过全部的分隔面。

Description

用于制造轮胎的轮胎面和/或胎侧护条的轮胎条带-挤出装置 和用于制造轮胎的轮胎面或胎侧护条的方法
本发明涉及一种用于制造轮胎的轮胎面和/或胎侧护条的轮胎条带-挤出装置，具有：(a)第一挤出机，其具有至少一个带有第一螺杆-纵轴线的第一螺杆；(b)第二挤出机，其具有至少一个带有第二螺杆-纵轴线的第二螺杆；(c)第三挤出机，其具有至少一个带有第三螺杆-纵轴线的第三螺杆；(d)至少一个第四挤出机，其具有至少一个带有第四螺杆-纵轴线的第四螺杆；和(e)挤出头，其带有：(i)头壳体，该头壳体具有至少四个为了供应挤出材料而分别与指配的挤出机连接的供应开口；(ii)用来由挤出材料形成挤出棒条的注塑模具，该注塑模具与头壳体连接，具有输出开口，且经过适当布置，使得经由供应开口供应的挤出材料可沿着相应的材料路径引导至输出开口，其中，至少大部分挤出机围绕头壳体适当地布置，从而相应挤出机的螺杆可借助螺杆的移动经由头壳体取下，而头壳体相对于挤出机静止，其中，注塑模具具有成型板，在该成型板上开设了所述输出开口。
根据第二方面，本发明涉及一种用于制造轮胎的轮胎面或胎侧护条的方法。本发明还涉及一种用于制造轮胎的方法，其中采用了如此制得的轮胎面或胎侧护条。
这种轮胎条带-挤出装置用于制造轮胎的轮胎面或胎侧护条。这种轮胎条带-挤出装置相比于用来把橡胶挤出成实心条带的其它挤出装置设有高的生产量。因此，轮胎条带-挤出装置往往经过适当设计，使得它们能够每小时生产至少1500kg的轮胎条带。这导致有大量橡胶通过注塑模具。
为了实现大的生产量，采用了大型的挤出机，也就是说，所采用的挤出机具有相对大的螺杆直径。较小的螺杆直径是不利的，因为只有当小型挤出机高转速地工作时才能利用这些小型挤出机实现大的生产量。但这提高了橡胶的剪切负荷，并且提高了必须予以避免的过早硫化的风险。
相比于小型挤出机，大型挤出机在高的喷注压力情况下具有低的效率。因此试图使得挤出头中的流动阻力保持得尽可能小。
已知的轮胎条带-挤出装置的缺点是，它们比较昂贵，并且难以清洁。
此外不利的是，无法制得复杂的轮胎条带。
本发明的目的是，减少现有技术中的缺点。
本发明通过所述类型的一种轮胎条带-挤出装置来解决该问题，其中，注塑模具具有第一分配板和至少一个第二分配板，该第二分配板参照挤出材料的材料路径设置在成型板之前，第一分配板沿着第一分隔面贴靠在头壳体上，且沿着第二分隔面贴靠在第二分配板上，这些分配板经过适当构造，从而全部材料路径中的至少大部分，特别是全部材料路径，都延伸穿过全部的分隔面。
根据第二方面，本发明通过所述类型的方法来解决该问题，其中采用了根据本发明的轮胎条带-挤出装置。
本发明的优点是，挤出头非常易于清洁。因而只需要取下分配板并予以清洁。不同于已知的具有可翻摆式模具插件的挤出装置，可以快速且简便地清洁，且构造成本低。
本发明的另一优点是，能挤出造型复杂的轮胎条带。对于已知的轮胎条带-挤出装置来说，挤出头具有可摆动的模具插件。但这种可摆动的模具插件只能不好地构造，致使可以供应多于6、7种或者甚至8种挤出材料并形成轮胎条带。由于存在分配板，所以可以形成挤出材料的多个不同的材料路径。
似乎可以预料的是，由于存在分配板，需要如此高的喷注压力，致使随之而来的效率损失和由此导致的附加的橡胶内部摩擦造成过早的硫化。然而已表明，通过采用多个较小的挤出机，可以实现对于制造轮胎条带必需的生产量，而不会出现过早的硫化。
在本发明的范畴内，轮胎条带-挤出装置是一种在工作中生产轮胎条带的装置。轮胎条带是指轮胎的轮胎面或胎侧护条。
头壳体尤其是指挤出头的与挤出机固定地连接的部分。虽然可行的且根据一种优选实施方式所规定的是，头壳体可松开地与挤出机连接，但所述连接通常经过适当设计，使得其不必为了更换注塑模具而断开。
有益的是，挤出头经过构造，从而形成实心的轮胎条带。实心的轮胎条带不含有空腔。
成型板尤其系指一种在一个空间方向上即在高度上相比于在两个其它空间方向上即在长度和宽度上明显较小的构件。至少大部分分配板，特别是全部的分配板，都具有方形的基本造型，这是可行的，并且是一种优选的实施方式。
需要说明，所有的挤出材料都通过成型板离开挤出头。成型板的输出开口起到产生最终造型的作用。
有益的是，各个挤出机的挤出材料在至少一种特性例如其组分上彼此不同。轮胎条带于是也可以称为多组分条带。
为了能够制得足够复杂的轮胎条带，有益的是，注塑模具具有至少三个分配板。为了使得分配板的阻挡挤出材料的流动阻力保持较小，有益的是，注塑模具具有至多六个分配板。为了得到尽可能高的稳定性，头壳体优选一体地构造，也就是说，不存在可松开地连接的部件。头壳体尤其是整体式的，也就是说，不存在接合部位。
这些分配板优选前后相继地布置，也就是说，挤出材料连续地流经这些板。优选地，挤出材料的材料路径并不向后伸展，也就是说，材料路径并非首先沿一个方向然后又反向地经过一个板。
根据一种优选的实施方式，至少大部分挤出机和头壳体经过适当构造，从而相应挤出机的螺杆(a)通过螺杆移动穿过头壳体或者(b)通过螺杆移动离开头壳体而可取下，而头壳体相对于挤出机静止。由于在制造轮胎条带时需要大的生产量，所以为此所采用的挤出机也是针对大的生产量而设计的，因而是笨重的。此外，必须把大的驱动功率传递到挤出机的轴上，因而针对该轮胎条带-挤出装置已实现可以取下挤出机的螺杆，而不必使得头壳体相对于挤出机移动。
根据一种优选的实施方式，轮胎条带-挤出装置具有至少七个挤出机。这么多的挤出机无法利用以前的挤出头来构造，因为用于挤出材料的多个通道需要多个可翻摆的模具插件，其中，这些模具插件必须分别具有彼此精确地对齐的摆动轴。
特别有益的是，头壳体具有至少七个供应开口，并且每个挤出机都与刚好一个供应开口连接。
为了实现尽可能高的生产量，特别是每小时1500kg以上的生产量，有益的是，全部的挤出机都具有至少90毫米的挤出机螺杆直径。该挤出机螺杆直径是一个或多个挤出螺杆的直径。根据一种优选的实施方式，至少一个分配板具有至少一个引导通道，该引导通道至少局部地沿着分隔面伸展。
引导通道沿着分隔面伸展这一特征尤其系指，引导通道朝向端面即分隔面开口，和/或在板的内部沿着分隔面延伸，从而挤出材料在工作中沿着分隔面流动。如果引导通道在其板上朝向端面开口，则流经该引导通道的挤出材料同时与相应的分配板和相邻的分配板或头壳体接触。
特别有益的是，全部的材料板延伸穿过全部的分隔面。换句话说，于是，没有材料路径在分配板的狭窄侧与头壳体之间延伸。这也意味着，通过取下注塑模具，往往只有还在来自挤出机的挤出材料进入到注塑模具中之处存在橡胶材料。而头壳体的侧面并不与橡胶材料接触，从而这些侧面也不必予以清洁，注塑模具贴靠在所述侧面上。
有益的是，至少一个分配板具有孔，引导通道与该孔连通。挤出材料于是可以流经该孔，并沿着引导通道例如流至沿材料流向布置在该分配板之后的分配板的一个、两个或多个孔。特别有益的是，至少两个分配板至少各有一个引导通道。特别有益地且根据一种优选的实施方式规定，至少一个分配板具有至少两个引导通道。需要指出，两个或多个分配板具有一个或多个孔。
根据一种优选的实施方式，至少一个引导通道在背离孔的端部具有分成第一通道-分支和至少一个第二通道-分支的分叉部，从而在引导通道中从孔流出的挤出材料沿流向在分叉部之后既流入到第一通道-分支中，又流入到第二通道-分支中。有益的是，至少一个引导通道具有三个通道-分支。于是可行的是，制得具有复杂横截面的轮胎条带，其中，轮胎条带横截面中的各个区段的数量大于对于制造轮胎条带必需的挤出机的数量。因而例如可以把来自挤出机的挤出材料挤出至轮胎条带横截面的两个彼此间隔开的且相互分离的区域。
有益的是，输出开口具有至少1000平方毫米、特别是至少1500平方毫米的横截面积。如上已述，这么大的横截面需要功率特别大的挤出机，从而出现通过本发明予以克服的所述问题。
有益的是，分配板被设计成可通过平移移动而插入到头壳体中。换句话说，摆动运动不是必要的。注塑模具因而可以特别简便地取下并再次使用。
有益的是，大部分挤出机具有最多150毫米、特别是最多120毫米的螺杆直径。在高反压情况下，小的螺杆直径导致与大螺杆直径相比较高的效率。因而尽管需要高的生产量，在使用分配板时仍有利的是，使用具有比较小的螺杆直径的挤出机。
有益的是，全部挤出机的最大螺杆直径与全部螺杆直径的平均值之间的偏差最多为30毫米。这样就可以高能效地制得如下条带：在轮胎条带的横截面上，各种挤出材料具有类似的份额。挤出机相互间的比较小的螺杆直径偏差导致这些挤出机能够比较容易地在相同的工作点工作，这导致轮胎条带-挤出装置的高能效的运行方式。此外有益的是，全部挤出机的最小螺杆直径与全部螺杆直径的平均值之间的偏差最多为30毫米。
有益的是，全部挤出机中的至少大部分具有相同的螺杆直径。当然，并不需要使得螺杆直径在数学意义上相等。确切地说，螺杆直径相互间的差如此之小，以至于可以将其视为相等，这样就足够了。特别地，3％的偏差是可容忍的。对于90毫米的螺杆直径而言，这意味着，最小的螺杆直径与最大的螺杆直径可以相差大约5毫米。螺杆直径相同有利于使得轮胎条带-挤出装置易于控制且可高能效地工作。
有益的是，至少大部分分配板具有定中辅助装置，用于使得相邻的分配板形状配合地对齐。该定中辅助装置例如可以是凸起和/或下凹。
优选地，轮胎条带-挤出装置包括用于把分配板固定在头壳体上的固定装置。该固定装置可以是机械的和/或液压的固定装置。
在利用多个挤出机制造轮胎条带时，需要尽可能高效地把这些挤出机布置在挤出头周围。已表明有利的是，各挤出机布置成使得至少两个螺杆-纵轴线在水平面上的投影夹成至少45°的角度。换句话说：这些挤出机优选扇形地围绕挤出头布置，这样就使得挤出材料在离开螺杆之后所历经的路程保持得短小，这减小了对于挤出机所必需的驱动功率。
有利的是，头壳体具有凸起地弯拱的面向挤出机的后壁。于是可行的是，挤出机与挤出头之间的供应以与90°相差无几的角度进行。这样就简化了装配。
有益的是，各供应开口布置成两维的样式。“各供应开口布置成两维的样式”这个特征尤其系指，对于包围全部供应开口的包络矩形即面积最小的矩形来说，所有的侧边长度都大于特别优选平均的螺杆直径的1.3倍、尤其是两倍。优选地，各供应开口沿着相互错开的线布置。如果各供应开口布置在弯曲的面上，则包络矩形就是该弯曲面上的矩形。
根据一种优选的实施方式，轮胎条带-挤出装置包括用于使得至少一个分配板处于规定的温度的分配板-调温装置。
在根据本发明的方法中，轮胎面的产量优选为每小时至少2500千克。替代地，胎侧护条的产量至少为每小时1000千克。替代于产量，也可以说是生产量。
下面借助附图详述本发明。在此：
图1为根据本发明的轮胎条带-挤出装置的三维的示意性的局部-视图；
图2示出根据图1的轮胎条带-挤出装置，其中，注塑模具已从挤出头中取下；
图3示出图1和2的轮胎条带-挤出装置的注塑模具；
图4示出根据图3的在成型板被取下情况下的注塑模具；
图5示出根据图3和4的注塑模具的分配板，其中，参照材料流向的后一个分配板已被去除；和
图6示出注塑模具的参照材料流向位于最前面的分配板。
图1示出根据本发明的轮胎条带-挤出装置10，其具有第一挤出机12.1、第二挤出机12.2、第三挤出机12.3、第四挤出机12.4、第五挤出机12.5、第六挤出机12.6、第七挤出机12.7和第八挤出机12.8。每个挤出机12.i(i＝1、2、…、8)都具有示意性地示出的第一螺杆14.i，其中，图1中只示出了螺杆14.1。
螺杆14.1沿着螺杆-纵轴线L14.1伸展。可以看出，在当前情况下，全部的螺杆-纵轴线L14.i都延伸穿过挤出头18。该挤出头18包括头壳体20和注塑模具22。该注塑模具22包括成型板24，在该成型板上开设了输出开口26。该输出开口26给要制造的轮胎面或胎侧护条赋予了其最终轮廓。
图1示出，注塑模具22具有第一分配板28、第二分配板30和第三分配板32。在当前情况下，成型板24固定在、例如推入在第三分配板32上。示意性地示出了固定装置34，其在当前情况下机械地例如借助锁紧手柄使得注塑模具22夹紧在头壳体20上。
在工作中，每个挤出机12.i都沿着材料路径朝向注塑模具22输送橡胶形式的挤出材料，该挤出材料通过供应装置36.i例如供应漏斗供应给挤出机12.i。
图2示出去除了注塑模具22(参见图1)的轮胎条带-挤出装置10。头壳体20具有多个供应开口38.i，在工作中，挤出材料由挤出机12.i流经这些供应开口。可以看出，头壳体20具有后壁40，该后壁面向挤出机12.i且具有凸出的形状。还可看出，这些供应开口38.i按照两维的样式布置，在当前情况下，也就是按照相互平行地伸展的三排的形式布置。
在面向第一分配板28的一侧，构造了第一分隔面46.1。在工作中，第一分配板28贴靠在该分隔面46.1上。
图3示出注塑模具22。输出开口26具有在当前情况下为2000平方毫米的横截面积。
图4示出无成型板时的注塑模具22。可以看出，沿材料流向在输出开口26的前面(参见图3)设置了多个通道，挤出材料分别经由这些通道流入，以便在输出开口26处连接成轮胎条带。
图5详细地示出了第二分配板30。可以看出，第二分配板30具有与孔44连通的引导通道42。在第一分配板28与第二分配板30之间构造了第二分隔面46.2。在第二分配板30与第三分配板32之间构造了第三分隔面46.3。引导通道42沿着第三分隔面46.3延伸，该第三分隔面在当前情况下通过宽边与第二分配板30连接。
引导通道42具有分叉部48，该分叉部在当前情况下设置在孔44的区域中。在该分叉部中，引导通道42分成第一通道-分支50和第二通道-分支52。
图6示出第一分配板28。可以看出，孔44(参见图5)与第二引导通道54连通，该第二引导通道通过第二孔56被供应以挤出材料。
可以看出，第一分配板28具有第三引导通道58，该第三引导通道分成三个通道-分支60.1、60.2、60.3。
附图标记清单
10 轮胎条带-挤出装置
12 挤出机
14 第一螺杆
18 挤出头
20 头壳体
22 注塑模具
24 成型板
26 输出开口
28 第一分配板
30 第二分配板
32 第三分配板
34 固定装置
36 供应装置
38 供应开口
40 后壁
42 引导通道
44 孔
46 分隔面
48 分叉部
50 通道-分支
52 第二通道-分支
54 引导通道
56 第二孔
58 第三引导通道
60 通道-分支
L14 螺杆-纵轴线

Claims (13)

1.一种用于制造轮胎的轮胎面和/或胎侧护条的轮胎条带-挤出装置，具有：
(a)第一挤出机(12.1)，其具有至少一个带有第一螺杆-纵轴线(L14.1)的第一螺杆(14.1)；
(b)第二挤出机(12.2)，其具有至少一个带有第二螺杆-纵轴线(L14.2)的第二螺杆(14.2)；
(c)第三挤出机(12.3)，其具有至少一个带有第三螺杆-纵轴线(L14.3)的第三螺杆(14.3)；
(d)至少一个第四挤出机(12.4)，其具有至少一个带有第四螺杆-纵轴线(L14.4)的第四螺杆(14.4)；和
(e)挤出头(18)，其带有：
(i)头壳体(20)，
该头壳体具有至少四个为了供应挤出材料而分别与指配的挤出机(12.i)连接的供应开口(38.i)；
(ii)用来由所述挤出材料形成挤出棒条的注塑模具(22)，该注塑模具
-与所述头壳体(20)连接，
-具有输出开口(26)，且
-经过适当布置，使得经由所述供应开口(38.i)供应的挤出材料可沿着相应的材料路径引导至所述输出开口(26)，
(f)其中，至少大部分所述挤出机(12.i)和所述头壳体(20)适当地构造，从而相应挤出机(12.i)的螺杆(14.i)可取下，而所述头壳体相对于所述挤出机静止，
(g)其中，所述注塑模具(22)具有成型板(24)，在该成型板上开设了所述输出开口(26)，
其特征在于，
(h)所述注塑模具(22)具有
-第一分配板(28)；和
-至少一个第二分配板(30、32)，该第二分配板参照材料路径设置在所述成型板(24)之前，
(i)所述第一分配板(28)沿着第一分隔面(46.1)贴靠在所述头壳体(20)上，且沿着第二分隔面(46.2)贴靠在第二分配板(30)上，
(j)所述分配板经过适当构造，使得全部材料路径中的至少大部分延伸穿过全部的分隔面(46.i)。
2.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，至少大部分所述挤出机(12.i)和所述头壳体(20)经过适当构造，从而相应挤出机(12.i)的螺杆(14.i)
(a)通过所述螺杆移动穿过所述头壳体，或者，
(b)通过所述螺杆移动离开所述头壳体而可取下，而所述头壳体相对于所述挤出机静止。
3.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于至少七个挤出机(12.i)，其中，所述头壳体(20)具有至少七个供应开口(38.i)，其中，每个挤出机都与刚好一个供应开口连接。
4.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，至少一个分配板(28、30、32)具有至少一个引导通道(42)，该引导通道至少局部地沿着分隔面(46.i)延伸。
5.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，所有的材料路径都延伸穿过全部的分隔面(46.i)。
6.如前述权利要求4所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，
-至少一个分配板(28、30、32)具有孔(44)，并且
-所述引导通道(42)与所述孔(44)连通。
7.如权利要求6所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，至少一个引导通道(42)在背离所述孔(44)的端部具有分成第一通道-分支(50)和至少一个第二通道-分支(52)的分叉部，从而在引导通道(42)中从所述孔(44)流出的挤出材料沿流向在所述分叉部之后既流入到所述第一通道-分支中，又流入到所述第二通道-分支中。
8.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，所述分配板被设计成可通过平移移动而插入到所述头壳体(20)中。
9.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，至少大部分所述挤出机(12.i)具有最多150毫米的螺杆直径。
10.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，各挤出机布置成使得至少两个螺杆-纵轴线(L14)在水平面上的投影夹成至少45°的角度。
11.如权利要求1所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，各供应开口布置成两维的样式。
12.如权利要求9所述的轮胎条带-挤出装置，其特征在于，至少大部分所述挤出机(12.i)具有最多120毫米的螺杆直径。
13.一种用于制造轮胎的轮胎面或胎侧护条的方法，其特征在于，采用根据权利要求1-12中任一项所述的挤出装置(10)，轮胎面的产量至少为每小时2500千克，和/或胎侧护条的产量至少为每小时1000千克。
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