CN110740857B - 用于制造轮胎的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造轮胎的方法和设备。该设备尤其包括轮胎成型鼓，该轮胎成型鼓包括用于实现胎体层翻边以制造未硫化的轮胎胎坯的设备。胎体层翻边的多个翻边指与布置在轮胎成型鼓之外的驱动单元耦合。实施驱动通过同步驱动的丝杠进行，这些丝杠借助于可移动的携动件耦接到轮胎成型鼓上。

Description

用于制造轮胎的方法及设备
技术领域
本发明涉及一种用于制造轮胎的方法及设备。该设备包括具有胎体层翻边装置(Lagenumschlag)的轮胎成型鼓，用于生产未硫化的轮胎胎坯。
背景技术
在制造未硫化的轮胎胎坯时，通常使用气囊来在胎体层翻边期间提供所需的挤压力。这种鼓相对昂贵并且必须以预定的周期间隔更换气囊。EP-A 1 001 876也已经公开了如何实现机械的胎圈翻边装置，其中，在使用多个单独的杠杆或者说翻边指的情况下实现所需的挤压力，所述杠杆或翻边指以类似于伞的辐条的方式布置。与使用气囊相比，这些机械设备提供了更长的使用寿命，但是不能实现对称运动。
发明内容
本发明的第一任务是，限定及设计开头提到的类型的方法和设备，以使得对同步的移动运行的执行进行辅助。
根据本发明，该任务通过下述方式解决：胎体层翻边装置具有多个滚子臂或者说翻边指，所述滚子臂或者说翻边指与布置在轮胎成型鼓之外的驱动器耦合。在根据本发明的设备的有利的实施方式中，驱动器支承在固定的轮胎成型环中并且优选地包括三个丝杠，这三个丝杠有利地独立地、在相反的方向上地并且同步地被驱动。优选地，使用力矩调节器作为调节器。优选使用伺服马达来调节丝杠。为此又优选使用交流电或者说交流电驱动器。
此外优选地，所述三个丝杠沿周向方向基本上以相等的相对彼此的间距布置。
在有利的实施方式中，从驱动丝杠到集成到轮胎成型鼓中的相应机构上的力传递经由可径向移动的携动件实现。
通过将驱动器布置在轮胎成型鼓之外，使得可以通过所谓的推动器来操纵翻边指，该推动器预给定绝对对称的移动运动。由此可以生产具有非常高的一致品质的轮胎胎坯。
本发明解决的另一任务是使得能在翻边过程中以更有效的方式利用材料挤压力。
根据本发明，该任务通过在翻边过程中的以下芯/胎圈芯放置间距来解决，该芯放置间距大于或等于在进一步的轮胎成型过程中的最小的芯到芯间距。由此，与现有技术相比，在翻边长度相等的情况下，轮胎胎坯在翻边过程中更平坦，并且由此得到有利的力-角度组合。
本发明的另一任务是这样设计用于制造轮胎的设备，以使得既能以平坦成型方法(Flachaufbauverfahren)制造轮胎胎坯也能以冠成型方法(Kronenaufbauverfahren)制造轮胎胎坯。
根据本发明，该任务通过以下方式解决：在胎体机器中存在第二驱动单元。附加地，根据本发明的设备具有可更换的轮胎成型鼓，该轮胎成型鼓分别辅助至少一种成型方法。
在一个有利的实施方式中，根据本发明的用于制造轮胎的设备具有轮胎成型鼓和胎体机器。此外，在优选的变型中，根据本发明的用于制造轮胎的设备具有胎体层配置器(Lagensever)、胎面配置器和轮胎成型环，利用胎体层配置器能将轮胎胎坯的不同的胎体材料层施加到轮胎成型鼓上，利用胎面配置器能将带束层组件或者说胎面的材料施加到带束层鼓上，在轮胎成型环的区域中，能够由胎体的施加到轮胎成型鼓上的胎体材料层结合带束层组件制造轮胎胎坯。
附图说明
在附图中示意性地描绘了本发明的实施例。在附图中：
图1示出了具有机械胎体层翻边装置的轮胎成型鼓的示意性纵向截面，
图2示出了根据本发明的具有机械胎体层翻边装置的轮胎成型鼓的纵向截面，没有材料施加到胎体层翻边装置上
图3示出了具有施加到其上的内衬层材料的图2所示的轮胎成型鼓的纵向截面，
图4示出了附加地施加有侧壁材料的图3所示的轮胎成型鼓的纵向截面，
图5示出了图4所示的轮胎成型鼓的纵向截面图，其中附加地施加了胎体帘布材料，
图6示出了在根据本发明的用于制造轮胎的设备中将轮胎成型鼓从胎面配置器转移到轮胎成型环的示意图，
图7示出了定位在轮胎成型环中的图5所示的轮胎成型鼓的纵向截面，
图8示出了具有附加放置的芯的图7所示的轮胎成型鼓的纵向截面，
图9示出了图8所示的轮胎成型鼓的纵向截面图，其中，内肩部伸出并且胎体充气，
图10示出了图9所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，携动件定位在推动环的环形槽中，
图11示出了图10所示的轮胎成型鼓的纵向截面，具有为胎体层翻边而进行移动的翻边指，
图12示出了图11所示的轮胎成型鼓在翻边过程之后的纵向截面，其中，环形槽被释放，
图13示出了具有另外连接到胎体的带束层组件的图12所示的轮胎成型鼓的纵向截面，
图14示出了图13所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，用于胎面的滚压设备被激活，
图15示出了图14所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，芯夹紧设备和内肩部缩回，
图16示出了芯放置间距的示意图和所产生的挤压力。
具体实施方式
图1所示的轮胎成型鼓由左半鼓(3)和右半鼓(4)组成，它们又支承在一鼓轴(6)上。两个半鼓(3，4)与鼓中间部件(5)和集成的芯夹紧设备(10)一起形成柱形的滚圆体。在该滚圆体上处理各个胎体层(12，15)并形成轮胎胎坯。
沿径向伸出的机械胎圈支撑件(9)结合芯夹紧设备(10)将胎圈区域向内稳定化。两个半鼓(3，4)锁定在开缝的鼓轴(6)上。半鼓(3，4)的轴向调节是借助马达产生的，该马达将定位在胎体机器中或鼓轴(6)中的丝杠转动。
下面描述典型的工作流程。将用于制造胎体的构造材料施加到柱形的鼓体(3，4，5)上，其中，翻边指(2)、芯夹紧设备(10)和机械胎圈支撑件(9)缩回。然后用部段化的、环形的芯放置设备(1)将两个芯(13)(在左边/在右边)放置在鼓体(3，4，5)上。芯放置设备(1)由对称的左半部和右半部构成。
芯放置设备(1)又支承在左/右旋的至少一个丝杠上，该丝杠可通过伺服马达以精确和程序控制的方式轴向移动。在放置芯(13)之后，左右芯放置设备(1)向外移动。用作推动设备的芯放置设备(1)在此沿径向向内移动到半鼓(3，4)的推动环(16)中。由此，在芯放置设备(1)和翻边指(2)之间建立伺服控制的连接。
通过所述至少一个丝杠的旋转减小芯(13)的间距。预先将胎圈支撑件(9)沿径向伸出并且形成用于随后的胎体层翻边过程的稳定靠置部。在左半鼓和右半部(3，4)上非常紧密地布置的多个翻边指(2)将位于它们上的胎体材料抬高。
随着芯(13)的间距逐渐减小并且压缩空气同时被送入到鼓起的胎体(12)中，将翻边指(2)通过轴向运动向外偏移。左右翻边指(2)的滚子将胎体材料(15)绝对对称地滚到形成的胎体(12)(轮胎胎坯)上。向外偏移的翻边指(2)在滚子头区域中形成增大的间距，该间距又被双滚子机构(2.1)填充。
由此，在胎体层翻边期间实现了面滚压，从而避免了空气夹杂。在完成胎体层翻边之后，从外侧供给另外的胎坯部件。
轮胎成型鼓设有外部的、在必要时耦接的、伺服控制的芯放置设备(1)。由此保证了两个半鼓(3，4)的滚动系统的绝对同步运行。同时，通过马达的同步运行而不会产生气动式翻边指操纵的粘滑效应或困难/不稳定的调节。因此，对于使用者来说，可以预期到显著改进的同心度品质/均匀性，特别是在改进的锥度和侧向力波动方面。
根据本发明的轮胎成型鼓在模块化设计方面具有进一步的优点。借助于芯夹紧设备(10)实现的芯夹紧的区域和胎圈支撑件(9)的区域可以结构相同地构成双气囊(Zwei-Balg)-鼓-类型。由此，与可沿径向伸出的机械胎圈支撑件(9)相结合，确保了绝对可靠的芯夹紧。
尽管使用了翻边指(2)以及其所有的中间空间，但轮胎成型鼓具有用于形成自动的拼接缝的绝对连贯的轴向承放面。
图2示出了根据本发明的另一轮胎成型鼓，其具有推动环(16)，这些推动环分别具有环形槽(17)。翻边指(2)在轮胎成型鼓内位于纵向槽中，并且以可旋转运动的方式与推动环(16)连接。翻边指(2)有利地借助于强制引导装置(18)来引导。此外，本发明的轮胎成型鼓的所示实施方式包括两个半鼓(3，4)，根据它们相对于鼓轴(6)的轴承的位置，所述半鼓被限定为外侧半鼓(3)或内侧半鼓(4)。在这些半鼓(3，4)之间存在中间部件(5)，芯夹紧设备(10)和胎肩支撑件位于该中间部件的旁边。
图3示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的一过程步骤。在轮胎成型鼓居中地位于根据本发明的设备的胎体层配置器(19)内期间，将不同的胎体材料层先后施加。图3示出了已经施加内衬材料(20)之后的鼓。接着施加侧壁材料(21)，就像图4中直观示出的那样。在图5中，示出了在施加帘布材料(22)之后的鼓，该帘布材料被施加到事先放置的胎体层上。
图6示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的下一步骤。先将带束层组件(25)在胎面配置器的区域中施加到带束层鼓(30)上，然后将该带束层鼓从胎面配置器传送到轮胎成型环(23)。轮胎成型环(23)具有抓取器(24)，该抓取器从带束层鼓接收轮胎胎坯的带束层组件(25)并且将其保持。接着将带束层鼓从轮胎成型环(23)又传送到胎面配置器。将轮胎成型鼓在轮胎成型环(23)中居中地定位在带束层组件(25)下方。
图7示出了根据本发明的轮胎成型鼓的纵向截面，该轮胎成型鼓在根据图6所示的处理步骤之后位于轮胎成型环(23)内。
根据本发明的方法的图8中所示的下一步骤是放置芯(13)，芯借助于芯夹紧设备(10)的移动被沿径向向外固定。
图9示出了所述方法的下一步骤，其中，胎圈支撑件(9)的内肩部伸出，并且借助从轮胎成型鼓内供给的超压给胎体充气。
接着，如图10所示，将借助于芯放置设备(1)实现的携动件(26)移动到推动环(16)的环形槽(17)中，由此将携动件与集成到轮胎成型环(23)中的驱动器耦合。
借助于将丝杠沿轴向同步地并且反向地驱动，携动件(26)并从而推动环(16)朝向轮胎成型环(23)的中心的方向移动，由此，如图11所示，翻边指(2)伸出。在此，首先将在圆周方向上有利地均匀分布的翻边指(2)通过在其面向轮胎胎坯的一侧上的滚子向上走过未示出的倾斜布置的环形机械表面(未示出)上，然后将事先放置的胎体层的弹性体材料竖起并翻边。在下一步骤中，翻边指(2)上的滚子将材料滚压到胎体上。
接着，如图12所示，将翻边指(2)通过推动环(16)的移动而又转进去并且沉入到轮胎成型鼓的纵向槽中。
根据现有技术，产生弹动的复位力的多个螺旋弹簧沿周向方向在翻边指(2)上延伸。根据本发明，附加地实现强制复位设备，使得弹簧仅须施加相对小的复位力。弹簧力的问题在于：取决于翻边指(2)的定位和长度，弹簧力中的一部分沿径向方向向内作用，而另外的分力经由翻边指(2)的滚子作用到要成型的轮胎的侧壁上。
接着，使携动件(26)返回并将推动环(16)的环形槽(17)又释放。
图13示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的下一过程步骤，其中，将芯间距调设到最终位置，并且将胎体与带束层组件(25)连接。接着，如图14所示，借助于在轮胎成型环(23)中存在的滚压设备(28)将构造为胎面的带束层组件(25)滚压到胎体上。
接着通过芯夹紧设备(10)和胎圈支撑件(9)的内肩部的缩回，将轮胎胎坯从轮胎成型鼓松脱，就像在图15中直观示出的那样。
图16示出了在翻边过程中由于根据本发明的芯放置而出现的挤压力F的图示。由于所放置的芯(13)的相对于在轮胎成型过程中的最终的芯放置间距更大或至少相等的间距，与现有技术相比，轮胎胎坯的胎体具有更平坦或至多同样高的轮廓。当翻边长度l相同时，在用于制造轮胎的设备的根据本发明的实施方式中，与现有技术相比，力矢量的相关的水平分力更大或至少相等。

Claims (9)

1.一种用于制造轮胎的设备，包括轮胎成型鼓，所述轮胎成型鼓具有用于实现胎体层翻边以制造未硫化的轮胎胎坯的设备，其中，所述胎体层翻边能够通过多个翻边指(2)实现，所述多个翻边指是与布置在所述轮胎成型鼓之外的驱动单元耦合，其特征在于，所述用于制造轮胎的设备实现能有效利用的材料挤压力，其方式是，在翻边过程期间能预给定芯放置间距，以使得实现以下芯放置间距，该芯放置间距大于或等于在进一步的轮胎成型过程期间达到的、芯到芯的最小尺寸,所述翻边指(2)的外部驱动器通过独立驱动的多个丝杠实现，所述多个丝杠支承在固定的轮胎成型环(23)中并且能够在相反方向上被同步地驱动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，对于所述轮胎成型鼓的每个半鼓(3、4)，该半鼓的翻边指(2)与一个推动环(16)耦合。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，所述翻边指(2)与伺服驱动器耦合。
4.根据权利要求2所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，所述推动环(16)分别具有环形槽(17)，所述环形槽用于耦接到用于翻边指(2)的外部驱动器上。
5.根据权利要求1或2所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，在所述固定的轮胎成型环(23)中的驱动单元能够通过能径向移动的携动件(26)耦接到所述轮胎成型鼓的至少一个推动环(16)上。
6.根据权利要求1所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，胎体机器被实施成，使得能够通过使用不同的轮胎成型鼓制成呈平坦型的轮胎胎坯和呈冠型的轮胎胎坯。
7.根据权利要求6所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，通过在胎体机器中的第二驱动单元实现灵活地制造呈平坦型的轮胎胎坯或呈冠型的轮胎胎坯。
8.一种用于制造轮胎的方法，其特征在于，轮胎材料的翻边过程通过支承在轮胎成型鼓之外的驱动器驱动，通过以一芯到芯的间距进行芯放置形成有利的力-角度关系，该力-角度关系允许有效利用材料挤压力，所述芯到芯的间距大于或等于在进一步的轮胎成型过程中达到的最小的芯间距，翻边指(2)的外部驱动器通过独立驱动的多个丝杠实现，所述多个丝杠支承在固定的轮胎成型环(23)中并且能够在相反方向上被同步地驱动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过同步地驱控在所述轮胎成型鼓的两侧上的翻边机构，实施特别均匀的翻边。
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