CN113195205B - 用于制造轮胎胎坯的鼓和方法 - Google Patents

Abstract

用于制造轮胎胎坯的鼓，所述鼓包括轴、能够沿着轴平移移动的两个凸缘(14)、以及用于供应压缩空气的装置，每个凸缘包括至少一个气动效应器(36)。至少一个凸缘包括沿径向位于内部的第一环件(46)和沿径向位于外部的第二环件(48)，所述第二环件(48)能够通过至少两个气密枢轴连接件(50)围绕第一环件旋转，环件和枢轴连接件限定至少一个密封室(52)，所述凸缘包括至少一个第一压缩空气循环通道(54)，第一通道的属于第一环件的第一部分(56)在该部分的一个端部连接至密封室，第一通道的属于第二环件的第二部分(58)在该部分的一个端部连接至密封室。

Description

用于制造轮胎胎坯的鼓和方法

技术领域

本发明涉及包括胎体增强件的轮胎的制造，所述胎体增强件的增强元件在轮胎的胎侧中处于径向并且在胎冠或胎圈中具有相对于周向方向的倾斜角度。

更具体地，本发明涉及一种用于制造轮胎胎坯的鼓以及使用这种鼓的方法。

背景技术

轮胎分成三个不同的区域，包括：胎冠，其特别包括胎冠增强件和旨在与地面接触的胎面；胎圈，其旨在确保轮胎与车轮轮辋的连接；以及胎侧，其旨在将所述胎冠连接至所述胎圈。

为了将胎冠连接至胎圈，轮胎通常包括形成胎体的增强性增强件，所述增强件的增强元件由嵌在硫化弹性体基质中的金属丝线的部段组成。丝线的部段通常与轮胎的周向方向具有90°的角度。这种增强件被称为“径向胎体增强件”。

然而，径向胎体增强件对轮胎胎冠区域中的预期性能的贡献是过量的。于是，可以用胎体增强件代替环状增强件的元件，条件是所述胎体增强件的丝线部段在轮胎的胎冠区域中与轮胎的周向方向具有通常在10°和40°之间的角度(与被代替的胎冠增强件的元件的角度相同)。

为了制造这种轮胎，将呈现胎圈丝线、条带或帘布层形式的元件相继地沿周向放置在用于制造圆柱形轮胎胎坯的鼓上。轮胎胎坯中形成轮胎胎体增强件的元件被称为胎体帘布层。胎体帘布层的丝线部段与平铺的帘布层的纵向方向具有给定的角度，从而使得随后在轮胎的胎冠区域中在胎体增强件中获得所需的角度。

接下来，在称为成形的步骤中，将圆柱形形状的轮胎胎坯转变成曲面形状的轮胎胎坯。在该转变过程中，通过用空气对由胎坯和鼓界定的体积加压，胎坯的胎冠被拉伸以增加其直径，并且胎坯的胎圈沿轴向靠得更近。

此外，为了使胎坯的增强元件在胎侧中变成处于径向，或者换言之，为了使增强元件变成处于径向，胎坯的一个胎圈必须能够相对于另一胎圈旋转移动。

本申请人名下的专利申请EP1623819尝试通过提出一种用于制造轮胎胎坯的鼓来提供该问题的解决方案，所述鼓包括沿轴向延伸的轴和两个凸缘，所述两个凸缘安装成沿所述轴平移移动并围绕所述轴旋转移动。每个凸缘特别包括能够保持胎坯的胎圈的致动器。至少一个凸缘能够在容纳于所述凸缘中的机动化驱动系统的作用下围绕轴旋转移动，从而允许增强元件的径向化。

然而，用于驱动凸缘旋转的机动化系统的集成是一种昂贵且体积庞大的解决方案。

此外，凸缘包括被供应压缩空气的致动器。通过软管将压缩空气从属于固定组件的压缩空气供应源引入到属于每个可旋转移动凸缘的致动器。软管的缺点是限制凸缘围绕轴旋转的角偏转。

最后，凸缘的角偏转的限制使得必须在制造胎坯的每个循环中对其角度重新定位，这具有局限性。

发明内容

本发明的一个目的是弥补上述缺点并提供一种新颖、廉价且紧凑的解决方案，以使得可向安装在可旋转移动的凸缘上的致动器供应压缩空气，而且不限制所述凸缘的角偏转并且不必在每个循环中对所述凸缘的角度重新定位。

该目的通过本发明来实现，本发明提出一种用于制造轮胎胎坯的鼓，所述鼓包括沿轴向延伸的轴、能够沿着所述轴以轴向平移的方式移动的两个凸缘、以及用于供应压缩空气的装置，每个凸缘包括至少一个与轮胎胎坯配合的气动效应器，所述鼓的特征在于，至少一个凸缘包括第一径向内部环件和第二径向外部环件，所述第一径向内部环件能够沿着所述轴以轴向平移的方式移动，所述第二径向外部环件包括径向外部气动效应器并且能够通过至少两个气密枢轴连接件围绕第一环件旋转移动，环件和枢轴连接件界定至少一个密封室；所述凸缘包括至少一个第一压缩空气循环通道，第一通道的属于第一环件的第一部分在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至所述密封室，第一通道的属于第二环件的第二部分在其一个端部连接至所述密封室并且在其另一端部连接至气动效应器。

枢轴连接件的气密性使得可形成曲面形状的密封室，用作压缩空气循环通道。因此，通道中属于第一环件并通向密封室的部分与通道中属于第二环件并也通向密封室的另一部分连通，从而使得可以克服现有技术的凸缘的角偏转限制和角度重新定位约束。

在轮胎胎坯的制造过程中，更确切地是在胎坯的成形过程中，由胎坯和鼓界定的体积处于空气压力下。因此，对于所述体积中0.5巴的空气压力，胎坯在凸缘上施加高达40kN的巨大轴向力，所述轴向力将从第二环件传递至第一环件。两个枢轴连接件使得良好地传递轴向力。

优选地，两个枢轴连接件各自均包括角接触滚珠轴承，所述角接触滚珠轴承安装为形成所谓的“O”组件。与容纳在现有技术的凸缘中的驱动装置相比，滚珠轴承构成了一种经济且紧凑的解决方案。此外，角接触滚珠轴承具有可很好地传递轴向力的优点。

优选地，枢轴连接件各自均包括一体式气密密封件，所述一体式气密密封件呈现装配在第一环件与第二环件之间的环件的形式。这种密封件使得可以确保密封室的良好密封，同时使两个环件之间的摩擦最小化。

有利地，鼓包括使凸缘进行轴向平移的驱动装置，所述驱动装置包括传动指状件，每个传动指状件固定至凸缘并且能够沿着轴的凹槽以轴向平移的方式移动。传动指状件构成了一种简单且紧凑的解决方案，用于在轴的内侧和外侧之间传递轴向力。

有利地，至少一个传动指状件固定至第一环件并且包括第一通道的第三部分，所述第三部分在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至第一通道的第一部分。

凸缘通过传动指状件而在轴上被驱动进行轴向平移，包括所述凸缘的鼓具有以下优点：可设置经由所述指状件向气动装置供应压缩空气的简单装置。因此简化了鼓的构造。此外，从轴的内侧供应在轴的外侧的装置具有避免气动软管和可移动组件之间干扰的优点。

优选地，压缩空气供应装置包括通过气动软管连接至第一通道的主供应装置。气动软管以拉伸弹簧的形式螺旋缠绕在轴内，以便在传动指状件的轴向移动期间以有序的方式变形。

有利地，驱动装置包括杆和两个螺母，所述杆沿轴向延伸、能够以轴向旋转的方式移动并且包括两个具有相反螺距的螺纹部分，每个螺母能够相对于另一个螺母基本对称地沿着两个部分之一滑动移动，每个传动指状件固定至螺母。螺杆-螺母系统为使凸缘沿轴向对称平移的紧凑且精确的驱动装置。

有利地，凸缘的气动效应器包括能够保持轮胎胎坯的胎圈并且与所述胎圈形成气密性接触的保持装置。因此，由轮胎胎坯和鼓界定的体积针对高达0.5巴的压缩空气是密封的，并且不再需要依靠柔性膜的膨胀来使其处于压力下，这简化了鼓的构造并扩大了其制造不同尺寸的胎坯的能力。

有利地，凸缘包括用于阻止第二环件旋转的制动装置。

在使胎坯成形时，拉伸胎坯的胎冠使得在胎侧的增强元件中产生张力。这些张力趋向于使增强元件径向化并且使胎圈围绕凸缘旋转。胎圈的旋转被保持装置阻止，围绕第一环件自由旋转的第二环件可枢转并实现径向化。然而，在没有能够使第二环件旋转或阻止第二环件旋转的机动化驱动系统的情况下，有必要使用制动装置。

有利地，制动装置包括布置在密封室中的可膨胀密封件，所述凸缘包括第二压缩空气循环通道，第二通道的属于第一环件的第一部分在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至可膨胀密封件。

可膨胀密封件由循环通过第二供应通道的空气致动。充气期间的密封件在环件之间扩张并像制动器一样通过摩擦来阻止第二环件的旋转。可膨胀密封件为阻止凸缘的第二环件旋转的简单且有效的装置。

优选地，可膨胀密封件具有曲面形状，并且密封件的外表面为粘性的，以促使阻止第二环件的旋转。

有利地，旨在用于使压缩空气循环的通道埋在环件和指状件中。因此，环件和传动指状件具有小的占用空间并且容易集成到鼓组件中。

优选地，环件和传动指状件为一体式，并且通道通过钻孔来获得。这种构造为环件和传动指状件提供了良好的抗性。

此外，本发明的一个主题为一种使用根据本发明的轮胎胎坯制造鼓来保持轮胎胎坯的方法，其包括以下步骤：

-通过使用压缩空气供应装置向保持装置供应压缩空气来保持胎坯的胎圈。

最后，本发明的一个主题为用于制造轮胎胎坯的方法，其包括以下步骤：

-在预先制得圆柱形轮胎胎坯之后，通过致动所述制动装置来阻止制造鼓的第二环件的旋转，

-根据前述权利要求的保持方法来保持轮胎胎坯，

-使用制造鼓，通过用空气对由胎坯和鼓界定的体积加压来拉伸胎坯的胎冠以增加其直径，并且使胎坯的胎圈沿轴向靠得更近，

-在使轮胎胎坯的胎圈沿轴向靠得更近的同时，通过不致动所述制动装置使得第二环件的旋转不受限制。

附图说明

通过说明书的剩余部分将更好地理解本发明，所述剩余部分得到如下附图的支持：

-图1为根据本发明的轮胎胎坯制造鼓的部分径向截面的立体图；

-图2为图1中某些元件的径向截面图。

在各个附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此不系统地重复它们的描述。

具体实施方式

图1示出轮胎胎坯制造鼓10，其包括壳体形式的框架(未示出)、圆柱形轴12和两个凸缘14。轴从壳体沿轴向延伸，并且安装为能够相对于壳体以轴向旋转的方式移动。两个凸缘围绕轴安装，并且能够沿着轴以轴向平移的方式移动。

“轴向”或“沿轴向”是指平行于轴线16(轴12能够围绕所述轴线16旋转移动)的方向，或垂直于所述轴线的平面。

“径向”或“沿径向”是指包含轴的旋转轴线16的方向或平面。

鼓进一步包括用于使凸缘14轴向平移的驱动装置18。驱动装置包括布置在箱体中的电机和容纳在轴12和壳体中的螺杆-螺母系统20。

螺杆-螺母系统20包括杆22和两个螺母24。杆沿轴向延伸，优选地与轴线16(轴12能够围绕所述轴线16旋转移动)同轴。杆安装为能够相对于壳体以轴向旋转的方式移动并且由电机驱动旋转。杆具有两个螺距相反的螺纹部分22a、22b，每个螺母能够相对于另一个螺母基本对称地沿着两个部分之一滑动移动。术语“基本对称”理解为意指两个螺母以0.5mm的精度位于距鼓和轮胎胎坯的中平面28的相同距离处。

每个螺母24包括至少一个连接至凸缘14的传动指状件30。每个传动指状件沿径向穿过轴12从螺母延伸至凸缘，并且固定至螺母和凸缘。因此，每个指状件能够沿轴向滑动地移动。每个指状件与沿轴向延伸的轴的凹槽32配合，使得当杆22通过电机而旋转时，指状件30能够沿着凹槽32以轴向平移的方式移动。因此，凸缘14能够沿着轴12以轴向平移的方式移动。优选地，凸缘包括两个连接至凸缘的传动指状件，以使得在驱动装置18与凸缘之间良好地传递轴向力。

图2更具体地示出了凸缘14。每个凸缘包括至少一个与轮胎胎坯配合的气动效应器34。此外，鼓包括旨在将压缩空气供应至气动效应器34的压缩空气供应装置(未示出)。

举例而言，气动效应器包括使胎体帘布层的边缘围绕胎圈丝线卷起的装置，该装置包括沿周向围绕凸缘布置并且能够相对于周向方向枢转移动的臂。

优选地，气动效应器34包括能够保持轮胎胎坯的胎圈并且与所述胎圈形成气密性接触的保持装置36。因此，由轮胎胎坯和鼓10界定的体积是气密的。保持装置包括沿周向围绕凸缘14布置并且能够相对于周向方向枢转移动的杠杆38、以及形成杠杆径向外壳的柔性膜40。每个杠杆包括凹槽42，所述凹槽42与其它杠杆形成能够容纳胎圈的周向凹槽。柔性膜40使得形成与胎圈的气密性接触。凹槽42使得对胎圈定位并在轴向位置保持所述胎圈。

每个杠杆38能够在保持胎圈的第一位置与不保持胎圈的第二位置之间移动。杠杆在柱塞44的作用下通过枢转从第二位置到达第一位置。杠杆的枢转引起柔性膜40的径向扩张。在来自压缩空气供应装置的压缩空气的作用下，柱塞能够以径向平移的方式移动。在柔性膜40的弹性径向退回和容纳在杠杆38的凹槽42中的周向弹簧的作用下，杠杆38从第一位置移到第二位置。

根据本发明，至少一个凸缘14包括第一径向内部环件46和第二径向外部环件48，所述第一径向内部环件46能够沿着轴以轴向平移的方式移动，所述第二径向外部环件48包括气动效应器34，能够通过至少两个气密枢轴连接件50围绕第一环件旋转运动，环件和枢轴连接件限定至少一个密封室52。枢轴连接件的气密性使得可形成曲面形状的密封室，用作压缩空气循环通道。优选地，鼓包括根据本发明的两个凸缘。

此外，所述凸缘包括至少一个用于循环压缩空气的第一压缩空气循环通道54。压缩空气循环通道包括多个部分。第一通道的属于第一环件的第一部分56在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至密封室52，并且第一通道的属于第二环件的第二部分58在其一个端部连接至密封室52并且在其另一端部连接至气动效应器34。因此，通道的属于第一环件并通向密封室的部分与通道的属于第二环件并也通向密封室的另一部分连通。

优选地，至少一个传动指状件30固定至第一环件并且包括第一压缩空气循环通道54的第三部分60(图1)，所述第三部分60在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至第一通道的第一部分56。传动指状件使得可以从轴的内侧供应在轴的外侧的保持装置36。

优选地，压缩空气供应装置包括通过气动软管(未示出)连接至第一压缩空气循环通道54的主供应装置。气动软管螺旋缠绕在轴内，以便在传动指状件30的轴向移动期间以有序的方式变形。

互连的通道部分形成密封的循环通道，该循环通道对高达8巴，优选5巴的压缩空气是气密的。

举例而言，枢轴连接件50包括光滑轴轴承类型的连接件，或者滚珠轴承。优选地，滚珠轴承为允许良好地传递轴向力的角接触滚珠轴承62。

每个枢轴连接件50包括气密密封件64。例如，密封件为一体式或多零件的。优选地，密封件64为一体式，呈现装配在第一环件和第二环件之间的环件的形式，以便获得与高达8巴的压缩空气的气密性接触，并使摩擦最小化。密封件固定至第二径向外部环件48，从而与第二环件形成静态密封并与第一径向内部环件46形成动态密封。密封件64与角接触滚珠轴承62同轴安装。优选地，旋转接头沿轴向安装在轴承的外部以便具有可接近性。

根据本发明的凸缘14包括用于阻止第二径向外部环件48旋转的制动装置66。制动装置包括布置在密封室52中的可膨胀密封件68。凸缘包括第二压缩空气循环通道70，第二通道的属于第一径向内部环件46的第一部分72在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部经由密封室52连接至可膨胀密封件68。可膨胀密封件呈现曲面形状并且由弹性体材料制成。优选地，可膨胀密封件的外表面是粘性的。

可膨胀密封件68由循环通过第二压缩空气循环通道70的空气致动。充气期间的密封件挤压在环件之间并且以制动的方式通过摩擦阻止第二径向外部环件48的旋转。

第一压缩空气循环通道54、第二压缩空气循环通道70的部分56、58、60、72埋在第一径向内部环件46、第二径向外部环件48和传动指状件30中。因此，环件和传动指状件具有小的占用空间并且容易集成到鼓10的组件中。

环件和传动指状件由刚性材料(例如钢、铝或树脂)制成并且为一体式。压缩空气循环通道的部分通过钻孔来获得。

制造鼓10用于轮胎胎坯制造方法中。

首先制造圆柱形轮胎胎坯。

通过致动所述制动装置66来阻止根据本发明的制造鼓10的第二径向外部环件48的旋转，将轮胎胎坯安装在制造鼓10上，然后通过向保持装置36供应压缩空气来保持轮胎胎坯的胎圈。

在称为成形的步骤中，将圆柱形形状的轮胎胎坯转变成曲面形状的轮胎胎坯。在该转变过程中，通过用空气对由胎坯和鼓界定的体积加压，胎坯的胎冠被拉伸以增加其直径，并且胎坯的胎圈沿轴向靠得更近。

在使轮胎胎坯的胎圈沿轴向靠得更近的同时，通过不致动所述制动装置66使得第二径向外部环件48的旋转不受限制。

轮胎胎面沿周向设置在轮胎胎坯的胎冠上。

在不偏离这些权利要求的范围的情况下可以设想本发明的其它变体形式和实施方案。

Claims (10)

1.一种用于制造轮胎胎坯的鼓（10），所述鼓（10）包括沿轴向延伸的轴（12）、能够沿着所述轴以轴向平移的方式移动的两个凸缘（14）、以及用于供应压缩空气的装置，每个凸缘包括至少一个与轮胎胎坯配合的气动效应器（34），至少一个凸缘（14）包括第一径向内部环件（46）和第二径向外部环件（48），所述第一径向内部环件（46）能够沿着所述轴以轴向平移的方式移动，所述第二径向外部环件（48）包括气动效应器，所述鼓的特征在于，第二径向外部环件（48）能够通过至少两个气密枢轴连接件（50）围绕第一径向内部环件（46）旋转移动，环件和枢轴连接件界定至少一个密封室（52）；所述凸缘包括至少一个第一压缩空气循环通道（54），第一通道的属于第一环件的第一部分（56）在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至所述密封室（52），第一通道的属于第二径向外部环件（48）的第二部分（58）在其一个端部连接至所述密封室（52）并且在其另一端部连接至气动效应器（34）。

2.根据前一权利要求所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），所述鼓包括使凸缘（14）进行轴向平移的驱动装置（18），所述驱动装置包括传动指状件（30），每个传动指状件固定至凸缘并且能够沿着轴（12）的凹槽（32）以轴向平移的方式移动。

3.根据权利要求2所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，至少一个传动指状件（30）固定至第一径向内部环件（46）并且包括第一压缩空气循环通道（54）的第三部分（60），所述第三部分（60）在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至第一通道的第一部分（56）。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，所述驱动装置包括杆（22）和两个螺母（24），所述杆沿轴向延伸、能够以轴向旋转的方式移动并且包括两个具有相反螺距的螺纹部分（22a、22b），每个螺母能够相对于另一个螺母基本对称地沿着两个部分之一滑动移动，每个传动指状件（30）固定至螺母。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，所述气动效应器（34）包括能够保持轮胎胎坯的胎圈并且与所述胎圈形成气密性接触的保持装置（36）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，凸缘（14）包括用于阻止第二径向外部环件（48）旋转的制动装置（66）。

7.根据权利要求6所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，所述制动装置（66）包括布置在所述密封室（52）中的可膨胀密封件（68），所述凸缘（14）包括第二压缩空气循环通道（70），第二通道的属于第一径向内部环件（46）的第一部分（72）在其一个端部连接至压缩空气供应装置并且在其另一端部连接至所述可膨胀密封件（68）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10），其中，第一压缩空气循环通道（54）、第二压缩空气循环通道（70）的部分（56、58、60、72）埋在第一径向内部环件（46）、第二径向外部环件（48）和传动指状件（30）中。

9.一种使用根据权利要求5至8中任一项所述的用于制造轮胎胎坯的鼓（10）来保持轮胎胎坯的方法，其包括以下步骤：

- 通过使用压缩空气供应装置向保持装置（36）供应压缩空气来保持胎坯的胎圈。

10.一种用于制造轮胎胎坯的方法，其包括以下步骤：

- 在预先制得圆柱形轮胎胎坯之后，通过致动根据权利要求6-7中任一项的所述制动装置（66）来阻止制造鼓（10）的第二径向外部环件（48）的旋转，

- 根据权利要求9所述的保持轮胎胎坯的方法来保持轮胎胎坯，

- 使用制造鼓（10），通过用空气对由胎坯和鼓界定的体积加压来拉伸胎坯的胎冠以增加其直径，并且使胎坯的胎圈沿轴向靠得更近，

- 在使轮胎胎坯的胎圈沿轴向靠得更近的同时，通过不致动根据权利要求6-7中任一项的所述制动装置（66）使得第二径向外部环件（48）的旋转不受限制。

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