CN111559061A - 挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法，其中挤出机包括具有模具和帘线引导件的挤出机头部，其中模具设置有横截面轮廓，该横截面轮廓限定了模具中的挤出材料的第一横截面，其中所述横截面轮廓具有轮廓高度，其中帘线引导件布置成用于在帘线进入高度处将帘线引导到模具中，其中挤出机头部设置有第一加热元件，其中挤出机包括控制单元，其操作地连接到第一加热元件，用于在轮廓高度上产生挤出材料中的可调节的高度温度梯度，以在挤出材料离开模具之后控制挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀。

Description

挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法

本申请是国际申请号为PCT/EP2016/050117、国家申请号为201680015198.8、申请日为2016年1月6日、名称为“挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法。

背景技术

已知的挤出机包括用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机头部，包括限定了横截面轮廓的模具以及用于将加强帘线引导到模具中的帘线引导件，通过该模具推挤挤出材料。一旦加强帘线离开帘线引导件并进入模具，它们就被嵌入到挤出材料中，并且不再被帘线引导件引导。由于挤出材料基本是均匀的，所以加强帘线相对于轮胎部件的横截面嵌入恒定位置。加强帘线相对于轮胎部件的横截面的精确定位对于获得轮胎部件的期望特性是关键的。通常，加强帘线相对于模具的横截面在5/100毫米的公差范围内被预先定位在帘线引导件中。

可能期望的是，改变加强帘线相对于轮胎部件的横截面的相对定位，以满足特定批次的轮胎部件的特定要求。目前，这需要将挤出机头部替换为具有不同帘线引导件的另一挤出机头部。由于挤出机头部是非常昂贵的模具件，对于每个加强帘线定位具有特定的挤出机头部是非常昂贵的。此外，互换挤出机头部需要时间并且导致挤出机头部的不期望的停机时间。

本发明的目的是提供用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机和方法，其中可以改善帘线在轮胎部件内的定位的灵活性。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种具有用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机头部的挤出机，其中挤出机头部包括用于接收挤出材料的模具和用于将帘线引导到模具中以使得在使用中将帘线嵌入挤出材料中的帘线引导件，其中模具设置有限定模具中的挤出材料的第一横截面的横截面轮廓，其中横截面轮廓具有轮廓高度，其中帘线引导件布置成用于相对于轮廓高度在帘线进入高度处将帘线引导到模具中，其中挤出机头部设置有一个或多个第一加热元件，所述一个或多个第一加热元件布置成将热从轮廓高度的第一侧传递到挤出材料中，其中挤出机还包括控制单元，该控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件，用于在轮廓高度上产生挤出材料中的可调节的高度温度梯度，以在挤出材料离开模具之后控制挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀。

可调节的高度温度梯度可以导致底部区段中的挤出材料的第一粘度和相关联的第一流量不等于顶部区段中的挤出材料的第二粘度和相关联的第二流量。通过控制轮廓高度上的不均匀粘度和流量，可以在挤出材料离开模具之后有效地控制挤出材料从第一横截面到第二横截面的膨胀。较低的粘度允许挤出材料以更高的流量更容易地流过模具，同时帘线通过模具供给的速度保持恒定。当流量高于帘线速度时，挤出材料在离开模具之后将相对于帘线进入高度膨胀到更大的高度。因此，可以与挤出物的高度成比例地控制最终帘线高度。相对于挤出物的高度的最终帘线高度可以被控制成与相对于轮廓高度的帘线进入高度成比例地不同。因此，当需要相对于挤出材料的横截面的不同的帘线位置时，不再需要改变挤出机头部。可以简单地使用控制单元与一个或多个第一加热元件组合来调节高度温度梯度的范围，以控制帘线相对于挤出材料的第二横截面的相对位置。

JPH06231633A公开了一种已知的用于涂覆橡胶塑料衬里缆线的具有交叉头的周向挤出涂覆装置。交叉头的周向流动通道被分成多个区域，每个区域具有其自身的温度调节装置。基于下游流动温度传感器的测量值来控制温度调节装置。这种已知的挤出涂覆装置的目标是在缆线的周向方向上提供涂层的均匀覆盖。在JPH06231633A中，教导了温度分布应均匀和均一。JPH06231633A明确地公开了任何温度梯度消失，并且防止径向方向、周向方向和纵向方向上的厚度偏差。JPH06231633A没有公开用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机头部。此外，JPH06231633A既没有暗示也没有建议控制单元被布置用于有意地产生和控制轮廓高度上的挤出材料中的可调节的高度温度梯度。

在一个实施例中，所述一个或多个第一加热元件位于模具处，用于在模具处从轮廓高度的第一侧将热传递到挤出材料中。优选地，挤出机设置有进入模具的流动通道，其中所述一个或多个第一加热元件位于流动通道下游的模具处，用于在模具处从轮廓高度的第一侧将热传递到挤出材料中。所述一个或多个第一加热元件在模具处的位置允许通过产生在模具处的高度温度梯度来相对于帘线进入高度更好地和/或直接地控制最终帘线高度。应当注意，在已知的JPH06231633A的交叉头中，温度调节装置位于流动通道中的模具的上游，并且因此不设置成用于精确地控制在模具处的最终帘线高度(如果有的话)。

在优选实施例中，轮廓高度上的高度温度梯度为至少五摄氏度，优选为至少十摄氏度。这样的高度温度梯度可以在底部区段和顶部区段之间产生挤出材料的膨胀量的显着差异。

在一个实施例中，所述一个或多个第一加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第一加热元件。所述多个第一加热元件可以从第一侧更均匀地将热传递到挤出材料中。

在其多功能实施例中，控制单元被布置成在轮廓宽度上单独地控制所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件的温度。因此，可以精确地控制从第一侧在轮廓宽度上传递到挤出材料中的热。

在一个实施例中，所述控制单元布置成用于在整个轮廓宽度或基本上整个轮廓宽度上产生挤出材料中的高度温度梯度。因此可以在整个轮廓宽度上控制挤出材料从第一横截面到第二横截面的膨胀。优选地，所述控制单元布置成用于在整个轮廓宽度或基本上整个轮廓宽度上均匀地产生挤出材料中的高度温度梯度。因此挤出材料可以被控制以在整个轮廓宽度上沿轮廓高度的方向均匀地膨胀。

在更精细的实施例中，挤出机头部包括一个或多个第二加热元件，所述一个或多个第二加热元件布置成从与第一侧相对的轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中，其中控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，用于在轮廓高度上产生挤出材料中的可调节的高度温度梯度，以控制在挤出材料离开模具之后挤出材料的膨胀。可以简单地使用控制单元与一个或多个第一加热元件和一个或多个第二加热元件组合来调节高度温度梯度的范围和/或高度温度梯度的增加方向，以控制挤出材料的膨胀量和/或方向。

在一个实施例中，所述一个或多个第二加热元件位于模具处，用于在模具处从轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中。优选地，挤出机设置有进入模具的流动通道，其中所述一个或多个第二加热元件位于流动通道下游的模具处，用于在模具处从轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中。所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件在模具处的位置允许通过产生在模具处的高度温度梯度来相对于帘线进入高度更好地和/或直接地控制最终帘线高度。再次注意到，在已知的JPH06231633A的交叉头中，温度调节装置位于流动通道中的模具的上游，并且因此不设置成用于精确地控制在模具处的最终帘线高度(如果有的话)。

在一个实施例中，控制单元被布置用于在第一模式和第二模式之间切换，在第一模式中，控制高度温度梯度，以从第一侧朝向第二侧增加温度，在第二模式中，控制高度温度梯度，以从第二侧向第一侧增加温度。因此，膨胀的方向可以指向具有最低粘度的一侧处的区段，在第一模式中为第一侧，而在第二模式中为第二侧。

在一个实施例中，所述一个或多个第二加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第二加热元件。所述多个第二加热元件可以从第二侧更均匀地将热传递到挤出材料中。

在一个实施例中，控制单元被布置成在轮廓宽度上单独地控制所述多个第二加热元件中的每一个第二加热元件的温度。因此，可以精确地控制从第二侧在轮廓宽度上传递到挤出材料中的热。

在一个实施例中，所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件沿轮廓高度的方向与所述多个第二加热元件中的一个第二加热元件相对地布置，其中控制单元布置成用于产生每组两个相对的加热元件之间的高度温度梯度。因此，对于轮廓宽度上的每个位置，可以在该位置处的轮廓高度的相对侧上由加热元件产生高度温度梯度。

在一个实施例中，控制单元被布置成除了轮廓高度中的可调节的高度温度梯度之外，还产生轮廓宽度上的可调节的宽度温度梯度。宽度温度梯度对于确保挤出材料达到轮廓宽度的远端是特别有用的。

优选地，挤出机头部设置有流动通道，所述流动通道布置成从挤出机头部的侧向端部与挤出材料的供应源流体连通，用于将挤出材料与轮廓宽度平行地接收到模具中，其中控制单元布置成用于控制宽度温度梯度，使得其相对于挤出材料的供应源朝向轮廓宽度的远侧端部增加。具有侧向供应挤出材料的挤出机被称为“交叉模具”。可以使用宽度温度梯度的增加方向来确保挤出材料相对于挤出材料源到达横截面轮廓的远侧端部。

在一个实施例中，控制单元布置成将所述多个第一加热元件和所述多个第二加热元件的最小温度控制到至少八十摄氏度，优选地至少九十摄氏度。最小温度可以对应于挤出材料正确挤出所允许的最大粘度。

在一个实施例中，横截面轮廓包括至少一个锥形区域，其中控制单元被布置成局部地增加所述至少一个锥形区域中的温度。温度的局部增加可以允许挤出材料更容易流入锥形区域或横截面轮廓的其他狭窄区域。

在一个实施方案中，使用中的挤出固化成为挤出物，其中帘线处于挤出物内的最终帘线高度处，其中挤出机包括传感器，用于检测挤出物中的帘线的最终帘线高度。传感器可用于验证挤出物内的帘线的定位。

优选地，传感器是电感式传感器。电感式传感器可以电子地感测帘线与传感器的接近度，而不会损坏挤出物。

优选地，控制单元被布置成基于来自传感器的测量值来生成高度温度梯度。从传感器到控制单元的反馈可以提高帘线定位的精度，甚至可以允许在线调节膨胀。

在一个实施例中，热被布置成传导性地进行传递。因此，热可以间接地传递，例如通过挤出机头部的材料传递到挤出材料中。

在另一实施例中，轮廓宽度在水平方向或大致水平方向上延伸，和/或其中轮廓高度在竖直方向或大致垂直方向上延伸。

在一个实施例中，横截面轮廓在轮廓宽度的方向上相对于较小的轮廓高度是长形的。

在一个实施例中，模具具有横截面轮廓，该横截面轮廓被布置成挤出片材和/或膜，尤其是轮胎胎面。

根据第二方面，本发明提供了一种使用包括挤出机头部的前述挤出机挤出帘线加强的轮胎部件的方法，其中挤出机头部包括用于接收挤出材料的模具和用于将帘线引导到模具中的帘线引导器，其中模具设置有横截面轮廓，该横截面轮廓限定了模具中的挤出材料的第一横截面，其中横截面轮廓具有轮廓高度，其中挤出机头部设置有一个或多个第一加热元件，其中挤出机还包括控制单元，该控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在模具中接收挤出材料；相对于轮廓高度在帘线进入高度处将帘线从帘线引导件引导到模具中，使得帘线嵌入在挤出材料中；利用控制单元控制所述一个或多个第一加热元件，以将热从轮廓高度的第一侧传递到挤出材料中，用于产生轮廓高度上的挤出材料中的可调节的高度温度梯度；以及在挤出材料离开模具之后，通过调节可调节的高度温度梯度，来控制挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀。

在该方法的优选实施例中，轮廓高度上的高度温度梯度为至少五摄氏度，优选为至少十摄氏度。

在一个实施例中，所述一个或多个第一加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第一加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在轮廓宽度上单独地控制所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件的温度。

在一个实施例中，在整个轮廓宽度或基本上整个轮廓宽度上产生挤出材料中的高度温度梯度。优选地，在整个轮廓宽度或基本上整个轮廓宽度上均匀地产生挤出材料中的高度温度梯度。

在更详细的实施例中，挤出机头部包括一个或多个第二加热元件，其中控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，其中所述方法包括以下步骤：利用控制单元控制所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，以分别从轮廓高度的第一侧和与第一侧相对的第二侧将热传递到挤出材料中，用于产生在轮廓高度上的挤出材料中的可调节的高度温度梯度；以及在挤出材料离开模具之后，通过调节可调节的高度温度梯度，来控制挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀。

在一个实施例中，所述方法包括：在第一模式和第二模式之间切换控制单元，在第一模式中，控制高度温度梯度，以从第一侧朝向第二侧增加温度，在第二模式中，控制高度温度梯度，以从第二侧向第一侧增加温度。

在一个实施例中，所述一个或多个第二加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第二加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在轮廓宽度上单独地控制所述多个第二加热元件中的每一个第二加热元件的温度。

在一个实施例中，所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件沿轮廓高度的方向与所述多个第二加热元件中的一个第二加热元件相对地布置，其中所述方法包括：产生每组两个相对的加热元件之间的高度温度梯度。

在一个实施例中，所述方法包括：除了轮廓高度中的可调节的高度温度梯度之外，还产生轮廓宽度上的可调节的宽度温度梯度。

在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：将所述多个第一加热元件和所述多个第二加热元件的最小温度控制到至少八十摄氏度，优选地至少九十摄氏度。

在一个实施例中，横截面轮廓包括至少一个锥形区域，其中所述方法包括以下步骤：局部地增加所述至少一个锥形区域中的温度。

在一个实施方案中，挤出材料固化成挤出物，其中帘线处于挤出物的高度内的最终帘线高度处，其中挤出机包括传感器，用于检测挤出物中的帘线的最终帘线高度，其中所述方法包括以下步骤：基于来自传感器的测量值来控制高度温度梯度。

该方法提供了使用上述挤出机的步骤，因此具有与先前关于挤出机的相应特征所述的相对于现有技术的相同的优点。

在该方法的一个具体实施例中，轮胎部件是包括缓冲帘布层、本体帘布层、盖带、胎圈包布或具有帘线的任何其它轮胎部件的组中的轮胎部件。

说明书中所述和所示的各个方面和特征只要有可能就是能够单独地应用的。这些单独的方面，尤其是所附从属权利要求中描述的方面和特征可以作为分案申请的主题。

附图说明

以下将参考所附示意图中所示的示例性实施例来描述本发明，其中：

图1A示出了根据本发明的具有挤出机头部的挤出机的前视图，其包括帘线引导件和模具；

图1B示出了根据图1A中的线IB-IB截取的挤出机头部的横截面；

图2A和2B分别示出了根据图1A和1B的挤出机，其中加强帘线的相对位置升高；以及

图3A和3B分别示出了根据图1A和1B的挤出机，其中加强帘线的相对位置降低。

具体实施方式

图1A和1B示出了根据本发明的挤出机1，用于挤出为帘线加强的轮胎部件形式的挤出物90。帘线加强的轮胎部件通过在挤出过程期间将帘线8(优选钢或织物加强帘线)嵌入挤出材料9(优选弹性体或橡胶化合物)中而形成。

挤出机1包括用于沿供给方向S供应挤出材料9的挤出材料源2和用于从挤出材料源2沿供给方向S接收挤出材料9的挤出机头部3。挤出机头部3包括模具4，用于将挤出材料9从供给方向S引导到挤出方向E，同时将挤出材料9形成为由模具4限定的期望形状的挤出物90。供给方向S垂直于挤出方向E，使得挤出材料9侧向地供应或从挤出机1的侧向端部供应到模具4中。布置成侧向地接收挤出材料9的模具4被称为“交叉模具(cross die)”。挤出机1设置有帘线引导件5，该帘线引导件用于在引导平面P中将帘线8沿挤出方向E引导到模具4中，使得在使用中将帘线8嵌入挤出材料9。挤出机1还包括用于控制挤出参数的控制单元6和任选的传感器7。

挤出机头部3包括第一挤出机半部31和第二挤出机半部32，第一挤出机半部31和第二挤出机半部32在如图1A和1B所示那样安装在一起时封闭模具4和帘线引导件5，其中引导平面P处于模具4和帘线器5之间。挤出机半部31、32可以以本身已知的方式拆卸，以将帘线8在帘线引导件5处插入在挤出机半部31、32之间。在该示例中，第一挤出机半部31位于挤出机头部3的底部处，第二挤出机半部32位于挤出机头部3的顶部处或第一挤出机半部31的顶部上。挤出机头部3包括第一挤出机半部31中的第一流动通道33和第二挤出机半部32中的第二流动通道34。流动通道33、34在挤出机头部3的侧向端部处与挤出材料源2在供给方向S上流体连通，以将挤出材料9的单独流引导到模具4中，如箭头F1和F2示意性地示出。流动通道33、34侧向地延伸穿过挤出机头部3，以便在从引导平面P的相对侧流注或合并到模具4中之前侧向地分配挤出材料9。

模具4设置有开口41，开口41具有限定模具4中的挤出材料9的形状的横截面轮廓42。横截面轮廓42具有轮廓宽度W和轮廓高度H1。在该示例中，轮廓宽度W在水平或基本水平的方向上延伸，并且轮廓高度H1在竖直或基本竖直的方向上延伸。横截面轮廓42在轮廓宽度W的方向上是长形的，并且相对于轮廓宽度W具有相对小的轮廓高度H1。因此，模具4布置成用于挤出片材和/或膜。横截面轮廓42将挤出机头部3分成在轮廓高度H1下面的第一侧A和在轮廓高度H1上方的第二侧B，在该示例中分别对应于第一挤出机半部31和第二挤出机半部32。在模具4中，挤出材料9具有第一横截面C1。如图2A和2B以及图3A和3B所示，可以控制挤出材料9的形状，使其从模具4内侧的第一横截面C1扩展或膨胀到在模具4外侧的表面积比第一横截面C1大的第二横截面C2或第三横截面C3。扩展后的第二横截面C2和第三横截面C3的高度分别用H2和H3表示。当挤出材料9以超过将帘线8沿挤出方向E进给到模具4中的速率的流量进给到模具4中时，发生膨胀。

在该示例性实施例中，横截面轮廓42具有梯形形状，包括直线或线性底部边缘43、平行于底部边缘43延伸的直线或线性顶部边缘44、以及在轮廓宽度W的相对端处将底部边缘43连接到顶部边缘44的第一锥形或三角形区域45和第二锥形或三角形区域46。示例性横截面轮廓42的形状类似于并且被布置用于将挤出材料9挤出成轮胎胎面的形状。然而，对于本领域技术人员明显的是，本发明的范围包括各种横截面轮廓。

挤出机头部3设置有一个或多个第一加热元件(在该示例中为多个第一加热元件35)以及一个或多个第二加热元件(在该示例中为多个第二加热元件36)。第一加热元件35在第一挤出机半部31中延伸并且被布置成与第一挤出机半部31的材料(通常是金属)直接接触，用于将热传递到第一挤出机半部31的材料中，并且最终传递到在第一流动通道33和模具4处与第一挤出机半部31直接接触的挤出材料9中。具体地，所述一个或多个第一加热元件在模具4处或沿着模具4位于第一流动通道33的下游，用于将热传递到模具4处的材料中。如图1B所示，第一加热元件35在挤出机头部3的处于模具4竖直下方的部分中延伸。第二加热元件36在第二挤出机半部32中延伸并且被布置成与第二挤出机半部32的材料(通常为金属)直接接触，用于将热传递到第二挤出机半部32的材料中，最终传递到在第二流动通道34和模具4处与第二挤出机半部32直接接触的挤出材料9中。具体地，所述一个或多个第二加热元件在模具4处或沿着模具4位于第二流动通道34的下游，用于将热传递到模具4处的材料中。如图1B所示，第二加热元件36在挤出机头部3的处于模具4竖直上方的部分中延伸。优选地，传导性地传递热。然而，也可以应用其它传热方式，例如热辐射。在该示例中，第一加热元件35和第二加热元件36在相应的挤出机半部31、32内形成为整体通道，用于接收与相应的挤出机半部31、32直接接触的加热介质。作为另外一种选择，第一加热元件35和第二加热元件36可以形成为电加热器。

第一加热元件35和第二加热元件36平行于或穿过横截面轮廓42的轮廓宽度W分布。优选地，第一加热元件35和第二加热元件36均匀地分布在轮廓宽度W上，使得热能够均匀地传递到挤出机半部31、32中，并最终传递到挤出材料9中。最优选地，对于每个第一加热元件35，在轮廓高度H1的方向上存在与其相对的第二加热元件36。如图1A所示，第一挤出机半部31中的第一加热元件35布置成在轮廓高度H1的方向上与横截面轮廓42的底部边缘43相距恒定的距离，而第二挤出机半部32中的第二加热元件36布置成在轮廓高度H1的方向上与顶部边缘44和锥形区域45、46相距恒定的距离。因此，位于锥形区域45、46之上的第二侧B处的至少第二加热元件36更靠近引导平面P，并且第一加热元件35在轮廓高度H1对面。

由第一加热元件35和第二加热元件36中的每一个产生的热可以以下面更详细地描述的方式进行调节。

如图1B所示，帘线引导件5形成在挤出机半部31、32之间的配合处。帘线引导件5包括多个已知的相互平行的引导通道(未示出)，这些引导通道形成在挤出机半部31、32中的一个或两个中并且布置成用于在引导平面P中将每个帘线8引向模具4。引导平面P相对于横截面轮廓42的底部或底部边缘43在帘线进入高度H4处在挤出机半部31、32之间延伸。帘线引导件5向上延伸到模具4但不延伸到模具4中。帘线8在帘线进入高度H4处从帘线引导件5引入模具4中，并且立即在所述帘线进入高度H4处被嵌入到从流动通道33、34、从轮廓高度H1的两侧A、B流入到模具4内的挤出材料9中。为了本发明的目的，帘线进入高度H4被表示为相对值或比例值，特别是作为轮廓高度H1的百分比。在该示例中，帘线进入高度H4约为轮廓高度H1的50％。帘线进入高度H4和/或引导平面P将横截面轮廓42分成帘线进入高度H4下方的下部区段和帘线进入高度H4上方的上部区段。每个区段接收一定体积的挤出材料9，这些体积一起从引导平面P的相对侧A、B嵌入帘线8。

如图1A所示，控制单元6可操作地连接到每个第一加热元件35和每个第二加热元件36，用于单独地控制每个上述加热元件35、36的热或热的温度。控制单元6具体设置为控制第一加热元件35和/或第二加热元件36，以在挤出材料9中在轮廓高度H1上产生可调节的高度温度差，Δ或梯度G1、G2，如图2A和2B以及图3A和3B中的温度曲线图示意性所示。高度温度梯度G1、G2导致挤出材料9中在轮廓高度H1上的不均匀的粘度。更具体地，高度温度梯度G1、G2使下部区段和上部区段中的一个区段的挤出材料9的粘度与下部区段和上部区段中的另一个区段的挤出材料9的粘度不相等。

参考图1A和1B所示的正常状态、如图2A和2B所示的第一模式和如图3A和3B所示的第二模式，来描述使用上述挤出机1挤出帘线加强的轮胎部件的方法。

在图1A和1B的正常状态下，控制单元6设置成将每个第一加热元件35和与第一加热元件35相对的各个相应第二加热元件36在轮廓高度H1的方向上设置为相同或基本上相同的温度，使得挤出材料9在轮廓高度H1上的温度基本上恒定。这也适用于第一加热元件35和第二加热元件36不活动的状态。在帘线进入高度H4处从帘线引导件5进入模具4的帘线8将被嵌入到从引导平面P的两侧A、B流入模具4的挤出材料9中。在正常状态下，挤出材料9的粘度在轮廓高度H1上基本恒定。结果，下部区段和上部区段中的挤出材料9的流F1、F2具有相等的粘度，因此在挤出方向E上以相同的速度和体积流量流动。因此，挤出材料9在离开模具4之后不会膨胀或朝向两侧A、B均匀地膨胀。结果，帘线8将基本上保持在帘线进入高度H4处，在该示例中为轮廓高度H1的大约50％。

在第一模式和第二模式中，分别如图2A和2B以及图3A和3B所示，控制单元6被布置成控制高度温度梯度G1、G2，以在挤出材料9在离开模具4之后将挤出材料9的膨胀最终影响和/或改变到挤出物90的膨胀的第二横截面C2相对于帘线进入高度H4的相对位置被降低的程度。为了实现这一点，控制单元6布置成产生从轮廓高度H1的第二侧B朝向第一侧A增加的可调节高度温度梯度G1、G2。具体地，控制单元6被布置用于仅启用第一加热元件35，或者可选地设置用于将第一加热元件35设置为比相应的第二加热元件36的温度更高的温度。在每种情况下，不成比例的热量从轮廓高度H1的第一侧A传递到挤出材料9中，以增加下部区段中的挤出材料9相对于上部区段中的挤出材料9的粘度。

温度高度梯度G1、G2在轮廓高度H1上在挤出材料9中产生不均匀的粘度。在下部区段处流动的挤出材料9的流F1具有比另一个流F2更低的粘度，导致比上部区段中的该另一个流F1更高的流量。具体地，挤出材料9在挤出方向E上流过下部区段的速度高于在同一挤出方向E上供给帘线8的速度。这导致挤出材料9的剩余体积在较高的压力下从下部区段离开模具4，并沿着第一侧A的方向膨胀。挤出材料9的形状从模具4中的第一横截面C1朝向模具4外部的第二横截面C2膨胀或扩展，然后固化以形成挤出物90。

结果，在帘线进入高度H4处延伸的帘线8相对于挤出物90的高度H2位于最终帘线高度H5处，该最终帘线高度相对于轮廓高度H1相对或成比例地高于帘线进入高度H4。具体地，在该实施例中，最终帘线高度H5相对于挤出物90的底部(侧A)为挤出物90的高度H2的约60％。换句话说，挤出物90在第一侧A处的挤出材料9的厚度相对于相同的挤出材料9在包含在模具4中时的厚度增加。

在第二模式中，如图3A和3B所示，控制单元6布置成产生从轮廓高度H1的第一侧A朝向第二侧B增加的可调节高度温度梯度G1、G2。具体地，控制单元6被布置用于仅启用第二加热元件36，或者被布置为将第二加热元件36设定到比相应第一加热元件35的温度更高的温度。在每种情况下，不成比例的热量从轮廓高度H1的第二侧B传递到挤出材料9中，以增加上部区段中的挤出材料9相对于下部区段的挤出材料9的粘度。

结果，第三横截面C3相对于第一横截面C1在第二侧B的方向上扩展。由于第二横截面C3的高度H3增加，帘线8相对于第二横截面C3的高度H3位于最终帘线高度H6处，该最终帘线高度相对于轮廓高度H1相对或成比例地低于进入帘线高度H4。在该示例中，最终帘线高度H6仅为第二横截面C3的高度H3的40％。换句话说，当挤出材料9仍然包含在模具4中时，最终帘线高度H6之上的挤出材料9的厚度基本上比帘线进入高度H4之上的挤出材料9的厚度厚。

在每种上述模式中，在挤出材料9中，在轮廓宽度W上，控制单元6布置成用于产生局部温度升高(未示出)或附加的可调节宽度温度差Δ或梯度G3、G4，因此产生附加的可调节的非均匀粘度。宽度温度梯度G3、G4在图2A和2B以及图3A和3B中以温度曲线图示意性地示出。优选地，控制单元6布置成控制第一加热元件35和第二加热元件36，使得宽度温度梯度G3、G4相对于挤出材料源2从挤出材料来源2向横截面轮廓42的远侧端部增大。结果，在第一模式中，第二加热元件36的温度由于从轮廓宽度W的第一温度T1到第二温度T2的宽度温度梯度G3而增加，而在第一模式中，第一加热元件35的温度由于从第三温度T3到第四温度T4的宽度温度梯度G4而增加。类似地，在第二模式中，第一加热元件35的温度由于从轮廓宽度W的第一温度T1到第二温度T2的宽度温度梯度G3而增加，而在第二模式中，第二加热元件36的温度由于从第三温度T3到第四温度T4的宽度温度梯度G4而增加。

宽度温度梯度G3、G4可能是特别有用的，以确保挤出材料9相对于挤出材料源2到达横截面轮廓42的远侧端部。温度的局部增加(未示出)可能导致挤出材料9更容易流入锥形区域45、46或横截面轮廓42的其它狭窄区域。

根据该模式，控制单元6布置成将轮廓高度H1的一侧A、B上的加热元件35、36到第一温度T1或者在上述宽度温度梯度G3、G4的情况下到第一温度T1和第二温度T2之间的温度范围，同时将另一侧A、B处的加热元件35、36设定为第三温度T3或者在上述宽度温度梯度G3、G4的情况下设定为第三温度T3和第四温度T4之间的温度范围。在一侧A、B处的每个加热元件35、36被设定为比沿着轮廓高度H1的方向与加热元件35、36相对或竖直地相对的在另一侧A、B处的相应加热元件35、36的温度高的温度。每个第一加热元件35和其相应的第二加热元件36之间的温差优选为至少五摄氏度，更优选为至少十摄氏度。类似地，在轮廓高度H1上，挤出材料9中的高度温度梯度G1、G2的范围优选为至少五摄氏度，更优选为至少十摄氏度。

控制单元6布置成用于在整个轮廓宽度W上产生可调节高度温度梯度G1、G2，以确保相对于帘线进入高度H4均匀地控制第一横截面C1到第二横截面C2的膨胀。具体地，在高度温度梯度G1、G2的情况下，控制单元6被布置成用于将第一加热元件35和第二加热元件36控制为第一组和相对于第一组偏移的第二组。控制单元6用于调节高度温度梯度G1、G2和/或宽度温度梯度G3、G4的范围或量。控制单元6还被布置用于在第一模式和第二模式之间切换，从而改变高度温度梯度G1、G2的方向。

在如图2A和2B以及图3A和3B所示的示例性模式中，第一温度T1是八十(80)摄氏度，第二温度T2是一百(100)摄氏度，第三温度T3是八十五(85)摄氏度，第四温度T4是一百二十五(125)摄氏度。温度T1-T4是可调节的，并且可以由控制单元6可变地控制，这取决于挤出材料9的类型、期望的帘线高度H2、H3和/或挤出材料9在轮廓宽度W上的分布或膨胀的优化。在该示例性实施例中，第一加热元件35和第二加热元件36用于将挤出材料9加热至与允许挤出材料9正确挤出的最大粘度相对应的最小温度。对于用于轮胎部件的典型的弹性体化合物形式的挤出材料9，最低温度为至少八十(80)摄氏度，优选至少九十(90)摄氏度。因此，在第一模式中，第二加热元件36的第一温度T1至少等于上述最低温度。

在上述模式中，控制单元6根据关于橡胶化合物的给定数据和各个温度T1-T4下相应的粘度进行编程。实际的帘线高度H2、H3可以通过切割挤出的轮胎部件以显示第二横截面C2或第三横截面C3及其中的帘线8的相对位置，来实验验证。随后，可以使用来自实验验证的发现来改善控制单元6的数据和编程。

除此之外或作为另外一种选择，如图1B所示，可选的传感器7可以设置在模具4的出口处，在该出口处挤出材料9在挤出方向E上离开挤出机头部3。传感器7用于确定挤出材料9中的帘线8的实际帘线高度H2、H3。在该示例中，传感器7是电感式传感器，其电子地感测挤出材料8中的金属帘线8的接近度。传感器7可操作地连接到控制单元6，用于将指示相对于传感器7的帘线8的接近度的信号发送到控制单元6。因此，控制单元6可以确定实际帘线高度H2、H3相对于第二或第三横截面C2、C3是否对应于期望的帘线高度H2、H3，并且如果需要，调节第一加热元件35和第二加热元件36的温度，以相对于期望的帘线高度H2、H3改善实际帘线高度H2、H3。传感器7和控制单元6之间的这种反馈可进一步提高挤出机1的精度，甚至允许在线调节膨胀。

应当理解，以上的说明用来图示优选实施例的操作，而并非限制本发明的范围。从以上的讨论中，许多变型形式对于本领域技术人员而言将是明显的，且由本发明的范围所涵盖。

Claims (15)

1.一种具有用于挤出帘线加强的轮胎部件的挤出机头部的挤出机，其中挤出机头部包括用于接收挤出材料的模具和用于将帘线引导到模具中以使得在使用中将帘线嵌入挤出材料中的帘线引导件，其中模具设置有限定模具中的挤出材料的第一横截面的长形的横截面轮廓，其中横截面轮廓具有轮廓宽度和相对于轮廓宽度较小的轮廓高度，其中帘线引导件布置成用于相对于轮廓高度在帘线进入高度处将帘线引导到模具中，其中挤出机头部设置有一个或多个第一加热元件，所述一个或多个第一加热元件布置成将热从轮廓高度的第一侧传递到挤出材料中，其中挤出机还包括控制单元，该控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件，用于在轮廓高度上产生挤出材料中的可调节的高度温度梯度，以控制在挤出材料离开模具之后挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀，其中所述一个或多个第一加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第一加热元件，其中控制单元被布置成在轮廓宽度上单独地控制所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件的温度。

2.根据权利要求1所述的挤出机，其中挤出机头部包括一个或多个第二加热元件，所述一个或多个第二加热元件布置成从与第一侧相对的轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中，其中控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，用于在轮廓高度上产生挤出材料中的可调节的高度温度梯度，以控制在挤出材料离开模具之后挤出材料的膨胀。

3.根据权利要求2所述的挤出机，其中所述一个或多个第二加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第二加热元件，其中控制单元被布置成在轮廓宽度上单独地控制所述多个第二加热元件中的每一个第二加热元件的温度。

4.根据权利要求3所述的挤出机，其中所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件沿轮廓高度的方向与所述多个第二加热元件中的一个第二加热元件相对地布置，其中控制单元布置成用于产生每组两个相对的加热元件之间的高度温度梯度。

5.根据权利要求3所述的挤出机，其中控制单元被布置成除了轮廓高度中的可调节的高度温度梯度之外，还产生轮廓宽度上的可调节的宽度温度梯度。

6.根据权利要求5所述的挤出机，其中挤出机头部设置有流动通道，所述流动通道布置成从挤出机头部的侧向端部与挤出材料的供应源流体连通，用于将挤出材料与轮廓宽度平行地接收到模具中，其中控制单元布置成用于控制宽度温度梯度，使得其相对于挤出材料的供应源朝向轮廓宽度的远侧端部增加。

7.根据权利要求5所述的挤出机，其中控制单元布置成将所述多个第一加热元件和所述多个第二加热元件的最小温度控制到至少八十摄氏度或至少九十摄氏度。

8.根据权利要求1所述的挤出机，其中所述一个或多个第一加热元件位于模具处，用于在模具处从轮廓高度的第一侧将热传递到挤出材料中。

9.根据权利要求1所述的挤出机，其中挤出机设置有进入模具的流动通道，其中所述一个或多个第一加热元件位于流动通道下游的模具处，用于在模具处从轮廓高度的第一侧将热传递到挤出材料中。

10.根据权利要求2所述的挤出机，其中所述一个或多个第二加热元件位于模具处，用于在模具处从轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中。

11.根据权利要求2所述的挤出机，其中挤出机设置有进入模具的流动通道，其中所述一个或多个第二加热元件位于流动通道下游的模具处，用于在模具处从轮廓高度的第二侧将热传递到挤出材料中。

12.一种使用包括挤出机头部的挤出机挤出帘线加强的轮胎部件的方法，其中挤出机头部包括用于接收挤出材料的模具和用于将帘线引导到模具中的帘线引导器，其中模具设置有长形的横截面轮廓，该横截面轮廓限定了模具中的挤出材料的第一横截面，其中横截面轮廓具有轮廓宽度和相对于轮廓宽度较小的轮廓高度，其中挤出机头部设置有一个或多个第一加热元件，其中挤出机还包括控制单元，该控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在模具中接收挤出材料；相对于轮廓高度在帘线进入高度处将帘线从帘线引导件引导到模具中，使得帘线嵌入在挤出材料中；利用控制单元控制所述一个或多个第一加热元件，以将热从轮廓高度的第一侧传递到挤出材料中，用于产生轮廓高度上的挤出材料中的可调节的高度温度梯度；以及通过调节可调节的高度温度梯度，来控制在挤出材料离开模具之后挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀，其中所述一个或多个第一加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第一加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在轮廓宽度上单独地控制所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件的温度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中挤出机头部包括一个或多个第二加热元件，其中控制单元操作地连接到所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，其中所述方法包括以下步骤：利用控制单元控制所述一个或多个第一加热元件和所述一个或多个第二加热元件，以分别从轮廓高度的第一侧和与第一侧相对的第二侧将热传递到挤出材料中，用于产生在轮廓高度上的挤出材料中的可调节的高度温度梯度；以及通过调节可调节的高度温度梯度，来控制在挤出材料离开模具之后挤出材料相对于帘线进入高度从第一横截面到第二横截面的膨胀。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个第二加热元件包括分布在轮廓宽度上的多个第二加热元件，其中所述方法包括以下步骤：在轮廓宽度上单独地控制所述多个第二加热元件中的每一个第二加热元件的温度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第一加热元件中的每一个第一加热元件沿轮廓高度的方向与所述多个第二加热元件中的一个第二加热元件相对地布置，其中所述方法包括：产生每组两个相对的加热元件之间的高度温度梯度。

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