CN109648820A - 多层橡胶部件的制造装置和制造方法 - Google Patents

多层橡胶部件的制造装置和制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供多层橡胶部件的制造装置和制造方法，仅通过各橡胶挤压机的模板的变更而容易进行多层橡胶部件的截面形状、尺寸、橡胶区域的比例等的变更，从而实现了设备成本的降低和生产性的提高。该制造装置具有：第一输送机(4)，其输送来自第一橡胶挤压机(2)的第一橡胶体(G1)；以及第二输送机(5)，其穿过第一输送机(4)的上方，并将来自第二橡胶挤压机(3)的第二橡胶体(G2)向与第一橡胶体(G1)相同的方向输送。第二输送机(5)的下流侧端部(E2L)在第一输送机(4)的输送面(4s)的上方终止，使从下流侧端部(E2L)送出的第二橡胶体(G2)在合流位置(Q)处重合在第一橡胶体(G1)上而形成多层橡胶部件(G)。

Description

多层橡胶部件的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及一种多层橡胶部件的制造装置和制造方法，适于轮胎的胎圈三角胶的制造，可以结构简单地制造截面被划分成两个橡胶区域的多层橡胶部件。
背景技术
如图11所示，作为重载用轮胎的胎圈三角胶a，使用被划分成由硬质的橡胶构成的半径方向内侧的橡胶区域a1和由软质的橡胶构成的半径方向外侧的橡胶区域a2的多层构造的橡胶(例如参照专利文献1)。
该多层构造的胎圈三角胶a以往通过双层橡胶挤压装置而挤压出成型(例如参照专利文献2)。双层橡胶挤压装置具有供两个橡胶挤压机各自的前端部安装的挤压出头，在该挤压出头安装有预成型机和模板。预成型机具有预成型流路，对从各橡胶挤压机分别挤压出的橡胶分别进行预成型并且按照规定的分配(与橡胶区域a1、a2的面积比对应的分配)进行合流。另外，模板具有成型口，将所述预成型的合流橡胶挤压出成型为最终的截面形状。
另一方面，在胎圈三角胶a中，根据轮胎的尺寸和种类，其截面形状、尺寸、橡胶区域a1、a2的比例等不同。但是，在双层橡胶挤压装置中，在对所述截面形状、尺寸、橡胶区域a1、a2的比例等进行变更的情况下，需要根据它们来变更预成型机和模板并进行更换，导致随着设备成本的增加和更换作业的生产性的降低。尤其是，由于预成型机的构造复杂并且更换作业需要时间，因此成为上述问题点的主要原因。
专利文献1：日本特开2005-8071号公报
专利文献2：日本特开2008-23743号公报
发明内容
本发明的课题在于，提供如下的多层橡胶部件的制造装置和制造方法：尤其能够在轮胎的胎圈三角胶的制造中优选采用，从而能够仅通过各橡胶挤压机的模板的变更而容易进行多层橡胶部件的截面形状、尺寸、橡胶区域的比例等的变更，从而有助于设备成本的降低和生产性的提高。
本申请的第一发明是与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶构成的第一橡胶区域和由第二橡胶构成的第二橡胶区域的长条的多层橡胶部件的制造装置，该制造装置具有：
第一橡胶挤压机；
第二橡胶挤压机；
第一输送机，其输送从所述第一橡胶挤压机挤压出的第一橡胶体；以及
第二输送机，其穿过所述第一输送机的上方，并且将从所述第二橡胶挤压机挤压出的第二橡胶体向与所述第一橡胶体相同的方向输送，
所述第二输送机的输送方向的下游侧端部在所述第一输送机的输送面的上方终止，使从所述下游侧端部送出的第二橡胶体在合流位置处重合到所述第一输送机的第一橡胶体上从而形成多层橡胶部件。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，在比所述合流位置靠下游侧的位置具有使所述多层橡胶部件的第一橡胶体与第二橡胶体压接的压接单元。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，在所述第一输送机的下游侧，以能够转送的方式配置有输送所述多层橡胶部件的第三输送机，并且在所述第一输送机与所述第三输送机之间配置有所述压接单元。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，所述第一、第二橡胶挤压机分别在前端部具有齿轮泵。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，在所述第一橡胶挤压机与所述第一输送机之间设置有第一悬挂部，并且在所述第二橡胶挤压机与所述第二输送机之间设置有第二悬挂部。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，该制造装置具有速度控制单元，该速度控制单元根据所述第一输送机的输送速度使所述第一橡胶挤压机的橡胶挤压速度变化，并且根据所述第二输送机的输送速度使所述第二橡胶挤压机的橡胶挤压速度变化。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，优选的是，所述多层橡胶部件是贴合在轮胎的环状胎圈芯的外周面的胎圈三角胶，所述多层橡胶部件的制造装置具有将所述多层橡胶部件切断成规定的长度的切断单元，并且所述切断单元以形成所述多层橡胶部件的一侧缘侧的长度比另一侧缘侧的长度大的V字状的切取部的方式切断所述多层橡胶部件。
本申请的第二发明是多层橡胶部件的制造方法，使用第一发明的多层橡胶部件的制造装置来制造与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶构成的第一橡胶区域和由第二橡胶构成的第二橡胶区域的长条的多层橡胶部件。
在本发明的多层橡胶部件的制造装置中，使第一输送机和第二输送机分担现有的双层橡胶挤压装置中的预成型机的作用。而且，使从第二输送机的下游侧端部送出的第二橡胶体重合在第一输送机所输送的第一橡胶体上而合流从而形成多层橡胶部件。
因此，在对多层橡胶部件的截面形状、尺寸、橡胶区域的比例等进行变更的情况下，可以通过仅变更第一、第二橡胶挤压机的模板而变更第一橡胶体和第二橡胶体的截面形状、尺寸等来应对。即，不需要现有的预成型机，与此相伴，能够抑制设备成本的增加和生产性的降低。另外，虽然模板的种类数增加，但模板的构造简单并且是小型的，因此对设备成本和生产性的影响比预成型机小。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的多层橡胶部件的制造装置的一个实施例的侧视图。
图2是将其主要部分放大示出的侧视图。
图3是示出第一橡胶体与第二橡胶体的合流前后的立体图。
图4的(A)和(B)是对第一橡胶体与第二橡胶体的合流进行说明的剖视图。
图5是示意性地示出压接单元的剖视图。
图6是示出多层橡胶部件向胎圈芯的粘贴的俯视图。
图7的(A)和(B)是示意性地示出切断单元的剖视图。
图8是示意性地示出多层橡胶部件的一个实施例的剖视图。
图9是示意性地示出本发明的制造装置的另一实施例的局部剖视图。
图10是示出第一～第三输送机的优选配置的示意图。
图11是示出胎圈三角胶的剖视图。
标号说明
1：多层橡胶部件的制造装置；2：第一橡胶挤压机；3：第二橡胶挤压机；4：第一输送机；4s：输送面；5：第二输送机；6：第三输送机；7：压接单元；8：切断单元；10：环状胎圈芯；11：胎圈三角胶；20：切取部；25：第一悬挂部；26：第二悬挂部；27：速度控制单元；e1、e2：端面；g1：第一橡胶；g2：第二橡胶；E1L：下游侧端部；G1：第一橡胶体；G2：第二橡胶体；G：多层橡胶部件；Q：合流位置；Y1：第一橡胶区域；Y2：第二橡胶区域。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。
如图1所示，本实施方式的多层橡胶部件的制造装置1(有时简称为“制造装置1”。)包含第一橡胶挤压机2、第二橡胶挤压机3、第一输送机4以及第二输送机5。在本例中，还具有第三输送机6、压接单元7、切断单元8。
如图8所示，所述制造装置1形成长条的多层橡胶部件G，该长条的多层橡胶部件G的与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶g1构成的第一橡胶区域Y1和由第二橡胶g2构成的第二橡胶区域Y2。在本例中，示出了多层橡胶部件G是贴合在轮胎的环状胎圈芯10的外周面的胎圈三角胶11的情况。
具体而言，胎圈三角胶11呈截面大致三角形，被如下部分包围：贴合在环状胎圈芯10的外周面的底面S1；从底面S1的轮胎轴向内端Pi延伸至半径方向外端Pt的内侧面S2；和从底面S1的轮胎轴向外端Po延伸至半径方向外端Pt的外侧面S3。另外，胎圈三角胶11通过将底面S1上的点P1和内侧面S2上的点P2连结起来的斜面S4被划分成半径方向外侧的第一橡胶区域Y1和半径方向内侧的第二橡胶区域Y2。所述第一橡胶g1由橡胶硬度比第二橡胶g2小的软质的橡胶构成。
如图1所示，第一、第二橡胶挤压机2、3分别是单层橡胶挤压机，在本例中，例示了在螺杆式的挤压机主体12A的前端部具有齿轮泵12B的情况。第一橡胶挤压机2挤压出近似于第一橡胶区域Y1的截面形状的第一橡胶体G1。另外，第二橡胶挤压机3挤压出近似于第二橡胶区域Y2的截面形状的第二橡胶体G2。
作为挤压机主体12A和齿轮泵12B。可以适当采用具有公知构造的现有的各种装置。
如图2所示，第一输送机4、第二输送机5以及第三输送机6分别具有输送带14，该输送带14借助多个引导辊13绕装成能够进行环绕。
而且，第一输送机4将来自第一橡胶挤压机2的第一橡胶体G1从输送方向的上游侧端部E1U至下游侧端部E1L在长度方向上输送。另外，第二输送机5穿过第一输送机4的上方。另外，第二输送机5将来自第二橡胶挤压机3的第二橡胶体G2从输送方向的上游侧端部E2U至下游侧端部E2L向与第一橡胶体G1相同的方向输送。
如图3、4的(A)所示，在本例中，第一输送机4在其输送面4s上承托第一橡胶体G1的外侧面S3。另外，第二输送机5在其输送面5s上承托第二橡胶体G2的斜面S4。这样，通过承托第一橡胶体G1中的最宽的外侧面S3和第二橡胶体G2中的最宽的斜面S4，可以稳定地输送第一橡胶体G1和第二橡胶体G2。
另外，如图2、3所示，第二输送机5的下游侧端部E2L在第一输送机4的输送面4s的上方终止。由此，从下游侧端部E2L送出的第二橡胶体G2在合流位置Q处重合到第一输送机4的第一橡胶体G1上。而且，在比合流位置Q靠下游侧的位置，第一橡胶体G1和第二橡胶体G2上下层叠而形成多层橡胶部件G。
如图4的(A)所示，在比下游侧端部E2L靠上游侧的输送阶段Ka中，第一橡胶体G1和第二橡胶体G2以在上下具有间隔的方式被输送。另外，如图4的(B)所示，在从下游侧端部E2L送出直至到达合流位置Q为止的转移阶段Kb中，第二橡胶体G2平行移动而接近第一橡胶体G1。而且，在合流位置Q处第二橡胶体G2的点P2与第一橡胶体G1的点P2接触之后，第二橡胶体G2会发生扭转，第二橡胶体G2的斜面S4与第一橡胶体G1的斜面S4接合。由此，形成多层橡胶部件G。
因此，在本例中，优选以使第二橡胶体G2的点P2位于穿过第一橡胶体G1的点P2的垂线Z上的方式输送第一橡胶体G1、第二橡胶体G2。如图2所示，优选第一输送机4的输送面4s和第二输送机5的输送面5s以例如20度～30度的角度θ倾斜。另外，若角度θ小于20度，则不稳定的转移阶段Kb变长。反之，若角度θ大于30度，则接合时的冲击变大，它们均导致有可能引起错位。
在第一输送机4的下游侧，以能够转送的方式配置有输送多层橡胶部件G的第三输送机6。此时，如图10中夸张地示出的那样，优选的是，第三输送机6的上游侧端部E3U处的引导辊13、所述第二输送机5的下游侧端部E2L处的引导辊13以及所述第一输送机4的下游侧端部E1L处的引导辊13彼此平行，并且这些引导辊13各自的上端在相同的高度位置X处对齐。这样的配置在顺畅地进行转送的方面是优选的。
另外，如图2所示，在第一输送机4与第三输送机6之间配置有使多层橡胶部件G中的第一橡胶体G1和第二橡胶体G2压接的压接单元7。
压接单元7具有：支承体15，其对多层橡胶部件G的下表面进行支承；以及按压体16，其被支承为可升降移动，并且通过下降将多层橡胶部件G按压在支承体15。在本例中，作为支承体15，由被支承为可旋转的例如金属制的辊15A形成。另外，作为按压体16，由借助于保持架18可旋转地支承于气缸等升降器具17的杆端的按压辊19形成。如图5所示，按压辊19具有枢轴支承于保持架18的芯轴19A和配置在该芯轴19A的周围的由海绵材料等构成的能够变形的软质部19B。而且，通过软质部19B的压缩变形，可以在例如截面大致三角形的多层橡胶部件G中使第一橡胶体G1和第二橡胶体G2均匀地压接接合。另外，作为按压辊19，可以采用各种部件。
如图6所示，切断单元8将作为多层橡胶部件G的胎圈三角胶11以能够在环状胎圈芯10的外周面卷绕一周的规定的长度进行切断。此时，为了使卷绕一周后的周向的端面e1、e2彼此对接并接合，需要使多层橡胶部件G的外端Pt侧的长度比底面S1侧的长度大。
因此，切断单元8以形成多层橡胶部件G的一侧缘侧(底面S1侧)的长度Li比另一侧缘侧(外端Pt侧)的长度Lo大的V字状的切取部20的方式切断所述多层橡胶部件G。
如图7的(A)中夸张地示出的那样，本例的切断单元8具有：第一切割器21，其齿部21a与多层橡胶部件G的长度方向成直角；以及第二切割器22，其齿部22a相对于所述长度方向以锐角的角度α倾斜。第二切割器22在比第一切割器21靠下游侧的位置切断多层橡胶部件G。另外，在本例中，第一切割器21和第二切割器22被例如气缸等进退器具(省略图示)支承为能够在与齿部21a、22a分别成直角的方向上进退。另外，如图7的(B)所示，优选的是，第一切割器21和第二切割器22相对于多层橡胶部件G的厚度方向以锐角的角度β倾斜。通过这样以角度β倾斜，能够增加周向的端面e1、e2间的接合面积，从而能够提高接合牢固度。另外，作为切断单元8，只要是能够以形成所述V字状的切取部20的方式进行切断的切断单元，则可以采用各种部件。
如图1所示，在本例中，在第一橡胶挤压机2与第一输送机4之间设置有第一悬挂部25。另外，在第二橡胶挤压机3与第二输送机5之间设置有第二悬挂部26。
第一悬挂部25将来自第一橡胶挤压机2的第一橡胶体G1呈U字状下垂而储存第一橡胶体G1。由此，吸收第一橡胶挤压机2的橡胶挤压速度与第一输送机4的输送速度的速度差。同样地，第二悬挂部26将来自第二橡胶挤压机3的第二橡胶体G2呈U字状下垂而暂时储存第二橡胶体G2。由此，吸收第二橡胶挤压机3的橡胶挤压速度与第二输送机5的输送速度之差。
本例的制造装置1还具有速度控制单元27。该速度控制单元27根据第一输送机4的输送速度V1c使第一橡胶挤压机2的橡胶挤压速度V1g变化。另外，速度控制单元27根据第二输送机5的输送速度V2c使第二橡胶挤压机3的橡胶挤压速度V2g变化。
具体而言，通常在形成多层橡胶部件G时，以第一橡胶挤压机2的橡胶挤压速度V1g、第一输送机4的输送速度V1c、第二橡胶挤压机3的橡胶挤压速度V2g、第二输送机5的输送速度V2c、第三输送机6的输送速度V3c、以及将多层橡胶部件G粘贴于环状胎圈芯10的速度彼此相等的恒定速度运转。另外，多层橡胶部件G的切断在暂时停止第一输送机4、第二输送机5、第三输送机6的状态下进行。此时，第一橡胶挤压机和第二橡胶挤压机3各自的橡胶挤压速度V1g、V2g比所述恒定速度慢，优选以接近停止的低速度运转。
因此，在进行多层橡胶部件G的切断时，速度控制单元27使第一输送机4、第二输送机5、第三输送机6停止。另外，速度控制单元27与该停止相应地使第一橡胶挤压机2和第二橡胶挤压机3的橡胶挤压速度V1g、V2g从恒定速度切换为低速度。另外，以低速度挤压出的第一橡胶体G1和第二橡胶体G2储存在所述第一、第二悬挂部25、26中。
在制造装置1中，作为第一输送机4，也可以形成为连结第三输送机6的一个连续的输送机。
另外，在图9中示出了制造装置1的另一实施例。本例的制造装置1在多层橡胶部件G的一个面(例如下表面)具有例如供给片状部件30的供给单元31。本例的供給单元31具有卷绕片状部件30并进行保持的卷筒32。作为片状部件30，包含织物材料或者橡胶片等。从卷筒32绕回的片状部件30经由引导单元(省略图示)而被引导至第三输送机6的输送面6s上。然后，通过使多层橡胶部件G输送到该片状部件30上，形成在多层橡胶部件G的下表面上还粘贴有片状部件30的复合部件。这样的片状部件30构成例如图8、10中点划线所示那样的胎体帘布层的边沿衬条。
另外，在多层橡胶部件的制造方法中，通过使用所述制造装置1，能够结构简单地制造与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶g1构成的第一橡胶区域Y1和由第二橡胶g2构成的第二橡胶区域Y2的长条的多层橡胶部件G。
以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于图示的实施方式，可以变形成各种方式来实施。

Claims (8)

1.一种多层橡胶部件的制造装置，该多层橡胶部件是长条的，并且与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶构成的第一橡胶区域和由第二橡胶构成的第二橡胶区域，
所述多层橡胶部件的制造装置具有：
第一橡胶挤压机；
第二橡胶挤压机；
第一输送机，其输送从所述第一橡胶挤压机挤压出的第一橡胶体；以及
第二输送机，其穿过所述第一输送机的上方，并且将从所述第二橡胶挤压机挤压出的第二橡胶体向与所述第一橡胶体相同的方向输送，
所述第二输送机的输送方向的下游侧端部在所述第一输送机的输送面的上方终止，使从所述下游侧端部送出的第二橡胶体在合流位置处重合到所述第一输送机的第一橡胶体上从而形成多层橡胶部件。
2.根据权利要求1所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
在比所述合流位置靠下游侧的位置具有压接单元，该压接单元对所述多层橡胶部件的第一橡胶体与第二橡胶体进行压接。
3.根据权利要求2所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
在所述第一输送机的下游侧，以能够转送的方式配置有输送所述多层橡胶部件的第三输送机，并且所述压接单元被配置在所述第一输送机与所述第三输送机之间。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
所述第一橡胶挤压机和所述第二橡胶挤压机分别在前端部具有齿轮泵。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
在所述第一橡胶挤压机与所述第一输送机之间设置有第一悬挂部，
并且在所述第二橡胶挤压机与所述第二输送机之间设置有第二悬挂部。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
所述多层橡胶部件的制造装置具有速度控制单元，该速度控制单元根据所述第一输送机的输送速度使所述第一橡胶挤压机的橡胶挤压速度变化，并且根据所述第二输送机的输送速度使所述第二橡胶挤压机的橡胶挤压速度变化。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的多层橡胶部件的制造装置，其中，
所述多层橡胶部件是贴合在轮胎的环状胎圈芯的外周面的胎圈三角胶，
所述多层橡胶部件的制造装置具有将所述多层橡胶部件切断成规定的长度的切断单元，
并且所述切断单元以形成所述多层橡胶部件的一侧缘侧的长度比另一侧缘侧的长度大的V字状的切取部的方式切断所述多层橡胶部件。
8.一种多层橡胶部件的制造方法，其中，
使用权利要求1～7中的任意一项所述的多层橡胶部件的制造装置来制造长条的多层橡胶部件，该多层橡胶部件的与长度方向成直角的截面被划分成由第一橡胶构成的第一橡胶区域和由第二橡胶构成的第二橡胶区域。
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