CN1086648C - 轮胎的零角度加强件和制作这种加强件的切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎的零角度加固件以及用于生产轮胎的可在平行帘子线层上加工切口的切割装置，包括有用来给平行帘子线层一确定方向的参考工作台10，还有具有给定宽度C的刀片2，刀片2相对于上述确定方向横向定位，另外还包括以下装置：用来使刀片切割平行帘子线层的装置，用来使刀片2相对于工作台10横向移动的装置，用来使平行帘子线层相对工作台10纵向移动的装置。

Description

轮胎的零角度加强件和 制作这种加强件的切割装置

本发明涉及一种轮胎，尤其是涉及一种轮胎的加强结构。

众所周知，轮胎一般由帘子绳、部件或帘子布来加固。不管何种加固材料，在本发明中统一称为帘子线。这些帘子线的方向和标准参考面间的夹角是一个重要的结构参数，这个参考面就是垂直于轮胎旋转轴的中间面，专业人员熟知这一点。本专利特指上述夹角为零度的轮胎加固件。

从目前的工艺发展水平可知有许多采用零度角帘子线来加固轮胎侧壁或轮周的实例。例如欧洲专利申请0676304号或日本专利公开号JP62/231802可看出，采用零度帘子线来加固轮胎有许多优点，本发明的目的不是重复这些优点。然而这种方法最大的不足是在轮胎生产的不同阶段帘子线本身不适合成形加工。为了解决成形问题，一种常用的方法是将帘子线在零度时切割成段，两次切割间的帘子线部分称为“帘子线段”。帘子线段长度L是轮胎的一个尺寸参数，德国专利1091890号就是关于这项技术的。该专利技术阐述一种生产轮胎的方法，这种轮胎有十字形的轮胎壳，并且在轮胎壳上附着一层零度帘子线层。这些帘子线不是沿圆周连续分布的，沿圆周分布的加固层由一定数量的帘子线段组成。帘子线带是这样形成的：重复放置帘子线，每次在两根相邻的帘子线之间使重复放置的帘子线有一周向的偏移，以使分离的帘子线段的切口位置交错成行。我们指定相邻参考面的横向位置与轮胎的厚度尺寸相应。对于轮周帘子线层，横向位置定义为相对于参考面的轴向偏移，而对于轮壁，该偏移则是径向的。更一般的，在连续几层帘子线层的生产过程中，“横向”则指同一层中的相邻关系。因此在成形过程中，帘子线段的两端相互分离，而相邻的帘子线段们保留横向重迭。可以通过尺寸的调整来调节上述横向重迭的程度。通过硫化作用使加固结构和轮胎粘合在一起，产生周向张力。

这个众所周知的原理非常有趣，然而实际应用中并未获得成功。原因在于，据此原理在对帘子线进行零度定位时速度极慢。因为整个加固结构必须一根根放置帘子线，而且在放置帘子线的过程中逐渐横移。即在制作过程中，必须旋转未经处理的轮胎，同时横向移动帘子线导向装置，并使它们相互协调才能得到期望的在未处理的轮胎上缠绕帘子线效果：合适的定位距离和帘子线密度。如果想要一层帘子线加固，例如在装配过程中在未处理轮胎上缠绕一层帘子线层，则必须预先在这层帘子线层上切割好需要的切口。因此在这种情况下很难保证所有帘子线都准确地切割。

还有以下一个问题也未解决：预先在平行帘子线层上严格确定切口位置并在所有希望得到切割帘子线段的位置上准确切割。对于这个问题，要考虑相对于切割刀具的帘子线实际相对定位公差。

如果人们切割的不是一根帘子线，而是一层帘子线时，这个问题则变得尤为困难。在这种情况下，不可能夹持待切帘子线的所有侧面，那么帘子线有可能会移位。在这种情况下；不可能夹持待切帘子线的所有侧面，那么帘子线有可能会移位。在这种情况下，如果参考上面引用的德国专利1091890的图1，在工业应用中实际结果是无法完成切割。甚至更严重的是，由于切割损伤是随机的，轮胎就会呈非均匀状态。

本发明的目的就是解决这些问题。因此，本发明的目的在于提供一种轮胎的零角度加强件，其优点是可以在很短的时间完成轮鼓上的轮胎的加工工序。

本发明还提供一种在一层平行帘子线层上作切割装置，可用于将一层帘子线层装配到未经处理的轮胎上构成零度角的加固层。并保证所有期望的切割能真正实现。

本发明提出一种适合切割平行帘子线层的切割装置。包括用来给平行帘子线层一确定方向的参考工作台，和相对于上述确定方向横向定位的、宽度为C的刀片。该切割装置还有以下部分：用来使刀片切割平行帘子线层的装置，用来使刀片相对工作台横向移动小于2C的距离的装置和用来使平行帘子线层相对工作台纵向移动的装置。

在每两个切口之间留有一个小于切口宽度的间隔，这样做的目的在于使切口间没切割的帘子线数小于切口处切割的帘子线数。例如，想要留4根帘子线的区域不切割，刀片C的宽度即切口宽度至少要有6个帘子线的宽度。然后，帘子线层相对于刀片纵向偏移几分之一间距，该间距随帘子线段的长度L而定。典型地，这个偏移量相当于间距的一半。在纵向位置上用相同的方法加工切口，但与横向切口不同的是，每次切口相对上一次交错排列并稍有重叠，这正是本发明的一个重要方面。

本发明的轮胎的加强件由相互平行且平行一给定方向α、大致呈直线的帘子线段组成，每个帘子线段有两个端头，帘子线段按下列方法重复布置：长度为M的一个或几个中间帘子线段，在两边水平放置一长度L(L＞M)的侧向帘子线段，每个放置的侧向帘子线段部分和中间帘子线段共同伸展，且部分沿α方向伸展超过中间帘子线段的一个端头，每个侧向帘子线段的伸展部分位于圆周上每个中间帘子线段的一侧，在中间帘子线段的侧面各自平行于α方向，每个伸展部分本身与另一中间帘子线段相邻。

从某些方面来说，对零角度帘子线加固情况，轮胎设计者很容易过多地估计帘子线数。中间帘子线段没有固定的分割长度。典型地，这个长度减为一半，用这种方式生产的零角度帘子线加固法类似阻止沿圆周延伸的作用，好象中间帘子线段不存在一样。在侧面帘子线段间中间帘子线段的存在与合适的力传送并不冲突。

下面重新考虑这个问题：如何保证所有位于刀片下的帘子线都被切割下来。可以发现在本发明范围内，如果一些帘子线有横向移位而未被切割，那么结果很简单：将缺少一根中间帘子线段，这样将增加长度为L的侧面帘子线段数量(特别由于缺少中间帘子线段)。用这种方法制造的轮胎可以发现成形时帘子线仍然保持均匀，甚至如果没有很好地控制切割帘子线数目或者甚至侧面帘子线段间存在中间帘子线段，帘子线同样非常均匀。

通过下面的描述和所附插图说明的帮助，人们就能很好地理解这项发明。从一些具体实施例里可看到本发明的全部。下面所有的解释都围绕零角度加固轮胎问题。但当成形之类的问题出现时，这项发明也可应用，这项发明可以涉及更宽的角度范围，比如α从0°到20°。

图面简单说明：

图1为本发明的切割装置示意图。

图2为显示图1后一操作阶段的同一切割装置示意图。

图3为显示在图1后面另一操作阶段的同一切割装置示意图。

图4为本发明的另一种切割装置图。

图5为和本发明有关的轮胎剖面图。

图6为本发明加工而成的一平行帘子线层示意图。

本发明切割装置1的基本组成部分如图1所示，其中包括工作台10。帘子线层3是由嵌放在混练橡胶31中的平行帘子线30组成。该帘子线层3是铺开的，沿着导向通道11平放在工作台10上。它沿着由挡板12所确定的方向移动(图2Y方向)，Y箭头方向和帘子线30平行。

切割装置1包括有宽度为C的刀片2，即图1中起始位置处的实线部分和在横向移动后的位置上的虚线部分。切割装置还包括压杆14(其右端在图中呈虚线)，压杆14用来在刀片2动作时把帘子线层锁固在导向通道11上。通过选择适当的刀片2的宽度C，该切割装置可以同时切割一组相邻的帘子线。

下面所要解释的是由于刀片和帘子线层的相对运动，也就是垂直帘子线层的横向运动和平行帘子线层的纵向运动，可以在全部预期的位置上加工切口32。

几个切口32很好地横向排成一排(也就是说沿一定方向，比如垂直帘子线30的方向或无论如何也要远远偏离平行帘子线层的方向)。假如要加工这些切口，可以横向(Z向)移动刀片2，经过几个连续的切割位置，而此时帘子线层3保持静止不动。根据本发明，两个连续切割位置间的横向位移为C+B，使得B小于刀片宽度C值(如图1)。有关宽度C和距离B的大小选择将在下面给出。

另外，工作台10上有正对刀片2的切口槽13，刀片2可移近和移开工作台，如图1x方向所示。由于切口槽13的存在，可使刀片和刀刃行进深入工作台10台面11一点。这个动作就象剪切机一样把加固帘子线切断。

帘子线层3的向前运动是间歇运动。在运动时，刀片2的方向差不多垂直Y方向。压杆14沿图1R方向升起后，帘子线层3相对工作台纵向移动(图2Y方向)距离M，距离M是根据所要的帘子线段的长度L事先选择的。如图3所示在下一个切割位置上，压杆14又降下来固定住帘子线层，再进行新的切割。在帘子线层3移动之前，这些切口的第一刀应在相对于上次切口的最后一刀横向移动一定位置完成。根据本发明，更精确地说，这个位置定在上两个切割位置切口32之间的间隔中间比较合适。通过将刀片2每一次横向移动(B+C)的相同距离，可以切割出横向排成一排的几个切口，此处B小于C。

沿着整个帘子线层，可使切口大致排列在横向上的一条直线上，在圆周方向上稍微有些重叠。

图4说明本发明的切割装置变化后不在Z方向上移动刀片也可同时切割几个切口。图中的设备设计成和上面所描述的分布一样。切割装置1是由一定数量的刀片组成，以进行必要的基本切口加工。该设备能够在沿帘子线层的Y方向上移动L位移量。

本发明提供一种切割装置，这种切割装置一次切割便得到几排横向排列的切口。在加固帘子线方向上可看到两排切口有轻微的重叠。这样的设备适用于切割一层平行帘子线层，包括有用来给平行帘子线层一确定方向的参考工作台；相对于上述确定方向横向定位且横向分离的第一组刀片，还有相对于第一组刀片交错排列的另一组刀片，这组刀片部分延伸超出到第一组刀片一边，还有使刀片切割帘子线层的装置。

图4中的切割装置1由第一排刀片21，22和第二排刀片23、24组成，相对于第一排刀片的横向偏移量(Z向)使刀片23位于刀片21和22间隔的中心处。第二排刀片相对于第一排的纵向偏移量(y方向)是M。刀片的方向基本垂直于y方向。

所有的刀片都固定在一块平台上，这个平台在图中没画出来(为使图清楚)。这个平台可以沿x方向移近或移开工作台，其作用完全等价于上述的x方向的移动。由于切口槽的存在，这个移动使刀片可深入工作台10的台面11一点。

切割装置的基本动作过程如下：首先帘子线层3静止不动，压杆14(沿R方向)降下来把帘子线层锁固到导向通道11上。平台带动刀片21、22、23、24降下来(x方向)加工出和刀片一样多的切口32。然后平台升起，同时帘子线层向前移动一定距离，其长度与帘子线段的长度有关(如图6)然后再停止并固定。这个动作过程循环往复就可以沿着整个帘子线层长度方向上加工出切口来。用这种方法可以加工出半成品，这种方法应用在轮胎装配机等辅助设备上。大家知道，这些机器包括辅助设备被用在轮胎装配过程中缠绕预定数量的加固帘子线层。

现在介绍如何选择参数C和B，这些值取决于所生产轮胎的结构。例如假设轮胎加固件须有几组零度角长度为L的4个帘子线段。这样刀片的宽度就可以定出来，即使刀片能切断6根帘子线而不是4线。一般来说，如果n是一组同一帘子线段中帘子线的标准值(本例n＝4)，那么刀片宽度就可以计算出来，即能切断每组两边的至少一根额外的帘子线。如图中所示，本发明中C相当于4+2＝6根帘子线的宽度，一排中每两个刀片的距离根据一组中帘子线的数目n定出来，在这个例子里，最小值就定为4，这个数值影响距离B的选择，参数B应与帘子线数n相等。距离M为两排刀片间的距离或切割装置每次切割向前的移动距离，相当于每个帘子线段长度L的一半。

也可以只用一排刀片。这种情况下，带动刀片的平台必须能横向移动以完成交错切割，所以参考图4可设计出一种装置，这种装置只包括刀片21、22。从更普遍的意义来说，刀片的数目只要满足在一次切割运动中能切割一排全部切口的要求即可。

这种切割装置只适合一层平行帘子线层，包含有用来给平行帘子线层一确定方向的参考工作台，有宽度为C的一组刀片21、22，刀片间的横向间隔小于C，刀片21、22相对于上述确定方向横向放置；还包括使刀片切割平行帘子线层的装置，使刀片相对工作台横向移动小于C的距离的装置和使相对工作台10纵向移动平行帘子线层的装置。实际上在两次切割中，刀片需要相对于帘子线层做横向和纵向移动。

毫无疑问还可以想到许多如上所说的有关帘子线层切割的变化情况。还可使用两排以上刀片。例如可以用同样的方法使用两排刀片进行切割，这样每次平台向工作台移动就可切割出两倍的切口来，从而在机器动作速度不变的情况下，达到加快帘子线层加工的目的。图5所示是成形和硫化作用后的轮胎剖面图，在图中可见在零角度由帘子线组成的加固件的外观。从图中可看到轮胎5包含有沿撑轮圈51覆盖的两个交错的外胎帘子线层50，还有在装配轮胎过程中通过缠绕一周所加的帘子线层而成的帘子线带6。

图6显示本发明加工成的预切帘子线层，它与在轮胎内的加固层形状相同。若在帘子线层预割期间所有的帘子线都被切割，那么帘子线层按下列布置重复而成：长度为L/2(这儿仅一根)的中间帘子线段60横向放于长度大于L的侧向帘子线段61的两侧，侧向帘子线段在(i)区正对中间帘子线段定位。在(ii)区只有中间帘子线段的一个端头向圆周方向伸展，伸出部分分别记为601和602。在每个侧向帘子线段61在(ii)区的部分是(i)区部分的补充部分。每个侧向帘子线段61在(ii)区的延伸部分位于圆周上每个中间帘子线段60的一侧且分别位于中间帘子线段的两侧每个延伸部分本身与另一个中间帘子线段侧向相邻。

在成形过程中，切口的侧面L1，L2将互相脱开，这样图5中就可以看到外胎层50。在图5中，虚线表示侧面L1和L2位置的形成线。在轮胎装配时，根据定位层的直径，这些形成线相交于C点。由于帘子线段组G1、G2段与相邻的中间段沿相反方向运动，中间段60将承受剪力。每个中间段60将位于下列两个限制区内：端头60的极限位置在端头611所在的直线上，端头602的极限位置在端头612所在的直线上。一般来说，如图5和6所示，端头601、602的最后位置常常处于接近该极限位置的中间位置。

如果有的预切割操作没完成，那么从本发明可看出局部地方将没有中间帘子线段60，而其中有的相邻组却比预期的要多一根帘子线，所以在所给例子里计算C、B值时应用5代替4。即使如此对轮胎质量都毫无影响。所以这项发明提出一种技术，这种技术拓宽了刀片的位置公差或刀片相对于帘子线的位置公差范围。根据刚才给出的原理加工而成的轮胎加固件可用在轮胎结构的任何位置，比如轮胎侧壁或其它部位，刚才引用的例子只是最普通的应用。

Claims (5)

1、轮胎的加强件，其特征在于：它包括相互平行且平行于给定方向(α)的呈直线的帘子线段，每个帘子线段有两个端头，帘子线段按下列方式排列：在长度为(M)的一个或几个中间帘子线段(60)两边是长度大于(M)的长为(L)的侧向帘子线段(61)，侧向帘子线段(61)在第一区域与中间帘子线段共同延伸，而在第二区域在(α)方向则超出中间帘子线段的一个端头，每个侧向帘子线段(61)在第二区域的超出部分位于圆周上每个中间帘子线段的一侧且相应地平行于该中间帘子线段的该侧面的方向(α)，每个延伸的超出部分与另一个中间帘子线段的侧面相邻。

2、根据权利要求1所述的轮胎的加强件，其特征在于：所述的侧向帘子线段由同一长度的相邻的帘子线段组(G1、G2)排列构成。

3、根据权利要求1或2所述的轮胎的加强件，其特征在于：所述的每个排列只包含有单个的中间帘子线段(60)。

4、根据权利要求1或2所述的轮胎的加强件，其特征在于：所述的侧向帘子线段长度(L)是中间帘子线段长度(M)的两倍。

5、根据权利要求1或2所述的轮胎的加强件，其特征在于：所述的方向(α)是与垂直于轮胎旋转轴的中间面成0°到20°的角。

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