CN116438047A - 由非突出橡胶层生产复合产品的复合成形设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于形成成型产品的复合产品的设备(100)，以由非突出橡胶层生产复合产品。本发明还涉及一种由所公开的设备(100)执行的由非突出橡胶层形成成型产品的复合产品的方法。本发明进一步涉及一种轮胎生产线，包括至少一个具有设备(100)的设施(500)。

Description

由非突出橡胶层生产复合产品的复合成形设备
技术领域
本发明大致涉及由一种或多种橡胶混合物制备的复合产品的生产。更具体地，本发明涉及一种复合成形设备，所述复合成形设备允许刀片通过，以由非突出橡胶层生产复合橡胶产品。
背景技术
在由橡胶混合物制备的产品(包括轮胎)的生产领域中，使用基于橡胶混合物以极薄条带形式制造成型产品的设备。所制造的条带可以非常宽，并且可以直接放置在已知的设备(包括轮胎成型鼓，或“鼓”)上，或者在设备的出口处直接叠加在另一种材料(例如，已经放置在鼓上的一个或多个帘布层或层)上。
使用的一种解决方案(由申请人的欧洲专利EP1343624公开)包括在待粘合的产品之间放置非常薄的橡胶产品层(该层有时被称为“连接橡胶”)。参考图1和图2，挤出设备10包括围绕其轴线X-X′旋转的旋转辊(或“辊”)12，所述旋转辊12具有外表面12a。挤出设备10还包括拱顶14，拱顶14具有在横向端(被辊12隐藏)和相对横向端16a之间延伸的壁16，当挤出设备10关闭时，在被辊12隐藏的横向端处限定入口孔，在所述相对横向端16a处限定挤出孔。挤出孔由辊12的外表面12a和挤出板(或“板”)18界定，所述挤出板18朝向拱顶14的相对横向端16a布置。部分地沿周向覆盖辊12的外表面12a的至少一部分的壁16包括内表面16b，内表面16b具有朝向辊12定向并且分离连续扇区16d的突出螺纹16c。因此，辊12和壁16之间界定间隙，所述间隙形成用于塑化形成薄条带的橡胶混合物的腔室。
在生产过程中，橡胶混合物经受相当大的应力。参考图2，在挤出设备10的一种使用模式中，相对于拱顶14布置的辊12沿预定方向(参见图2中的箭头A)旋转，所述预定方向取决于挤出设备出口处的条带将要放置其上的基材的行进方向(参见图2中的箭头B)。通过入口孔引入的橡胶混合物将沿着由条带M表示的路径。所引入的橡胶混合物进入壁16的内表面16b和辊12的外表面12a之间限定的间隙E10。橡胶混合物通过突出螺纹16c，在突出螺纹16c处产生显著的剪切力。因此，有时靠近辊的材料持续粘合至辊并绕过突出螺纹，这可能导致由此形成条带中的橡胶颗粒(例如，在突出螺纹不均匀的情况下)。
在施加橡胶复合物之后，在辊12上直接切割该过程结束时产生的橡胶层。例如，图3示出由橡胶复合物的组装半成品制成的胎面50的样品的截面图。所示的胎面50包括用于磨损和抓地的层52、成型内衬(或“子层”)54以及用于防止侧面冲击的接缝盖型材(joint-cover profile)56(当然其它类型的组件是已知的)。如果子层54突出，则它可能在外胎的外侧，从而导致轮胎的胎侧在其寿命期间产生裂纹。因此，为了减少突出橡胶层的产生，进行切割的刀片必须从橡胶复合物的下方通过。
因此，本发明提出了一种复合成形设备，其确保刀片从橡胶复合物的下方通过，从而获得非突出橡胶层。
发明内容
本发明涉及一种用于形成成型产品的设备，以由非突出橡胶层生产复合产品，其中，所述设备包括形成基于橡胶混合物的成型产品的挤出设备，所述挤出设备具有旋转辊、允许橡胶混合物流动的入口孔以及沿周向覆盖辊的外表面的至少一部分的拱顶，所述拱顶具有壁，所述壁的内表面上带有朝向辊定向的突出螺纹，从而与辊的表面界定用于塑化橡胶混合物的腔室，在限定产品轮廓的间隙中将橡胶混合物从入口孔朝向挤出孔推动，所述间隙由拱顶的壁和辊的外表面界定，辊包括一对具有相等预定直径的肩部，肩部与拱顶的两个横向端的每一个相对应，入口孔和挤出孔分别位于拱顶的两个横向端处，外凸缘和内凸缘安装在两个肩部上，其特征在于，所述设备包括：
-至少一对刀片，其相对于成型产品的边缘在至少一对刀片之间隔开预定距离；
-附加辊，其允许设备的刀片从成型产品的下方通过，附加辊具有围绕其轴线旋转的旋转辊并且具有基本上周向的外表面和中心，穿过所述中心限定附加辊的旋转轴线，附加辊在限定附加辊的预定长度的两个相对端之间沿轴向延伸；以及
-一个或多个支撑件，其以允许附加辊围绕其旋转轴线旋转的方式支撑附加辊；
-刀片切割从设备的挤出设备中离开的产品，以切割出成型产品的精确宽度，从而朝向附加辊引导成型产品，从而由非突出橡胶层以复合形式组装所述成型产品。
在设备的一些实施方案中，支撑件与相应的凸缘是一体的，并且附加辊包括可拆卸地固定至支撑件的单独部件。
在设备的一些实施方案中，附加辊和支撑件合并为单个部件，使得包含附加辊和支撑件的组件可拆卸地固定至设备的挤出设备。
在设备的一些实施方案中，所述设备进一步包括固定装置，所述固定装置将包含附加辊和支撑件的组件固定至设备的挤出设备。
在设备的一些实施方案中，附加辊、支撑件以及固定装置中的至少一个部件设置为套件，所述套件包含具有不同参数的部件。
本发明还涉及一种由所公开的设备生产的非突出橡胶层形成成型产品的复合产品的方法，包括以下步骤：
-通过挤出设备的入口孔将橡胶混合物引入设备的挤出设备的步骤；
-将进入的混合物输送到辊的外表面和拱顶的壁的内表面之间的间隙中的步骤，该步骤在辊旋转时由辊执行；
-使混合物前进直至设备的挤出设备的挤出孔使得混合物在挤出孔处以成型产品形式从挤出设备中离开的步骤；
-朝向辊引导从设备的挤出设备中离开的成型产品的传送步骤；
-切割成型产品的步骤，该步骤由刀片执行，其中将成型产品切割成与分隔刀片的间隙相对应的宽度；以及
-朝向附加辊传送切割的成型产品的步骤，附加辊将成型产品维持在预定张力下，以接收具有相应宽度的复合产品的一个或多个其它橡胶层。
本发明还涉及一种轮胎生产线，包括至少一个具有所公开的设备的设施。
在生产线的一些实施方案中，所述设施包括框架，辊安装在所述框架上并通过电机以预定转速旋转。
在生产线的一些实施方案中，所述生产线进一步包括至少一个挤出机，其中朝向设备的挤出设备的入口孔引导从挤出机中离开的混合物。
在生产线的一些实施方案中，所述生产线进一步包括用于挤出多种橡胶混合物的挤出机和布置在下游的至少两个设备。
通过如下详细描述，本发明的其它方面将变得明显。
附图说明
通过阅读如下的详细描述和研究附图，本发明的特点和各种优点将变得更加明显，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且在附图中：
[图1]图1示出用于生产基于橡胶混合物的成型产品的现有技术挤出设备的立体图。
[图2]图2示出图1的挤出设备的实施方案的示意图。
[图3]图3示出由复合产品制成的轮胎的样品的立体图。
[图4]图4示出安装在轮胎生产线的设施中的本发明的复合成形设备的实施方案的立体图。
[图5]图5示出图4的复合成形设备的实施方案的局部立体图。
[图6]图6示出在形成复合产品的过程中图4和图5的复合成形设备的实施方案的立体侧视图。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，图4、图5和图6示出由橡胶层(或“产品”)生产复合产品的复合成形设备(或“设备”)100的实施方案。设备100出口处的成型产品可以与至少一种其它橡胶产品结合，从而生产被称为“复合物”的产品。设备100可以形成轮胎生产线的设施500的一部分。
应当理解，引入设备100中的橡胶混合物(或“混合物”)可以包括生产橡胶产品(或“产品”)所需的所有材料，所述材料包括但不限于弹性体(例如，天然橡胶、合成弹性体及其组合和等效物)和一种或多种成分，例如一种或多种加工助剂、保护剂和增强填料。所述材料还可以包括一种或多种其它成分，例如炭黑、二氧化硅、油、树脂和交联剂或硫化剂。在橡胶混合物的混合过程中，根据通过混合过程获得的产品(例如，轮胎)所需的性能，以可变量引入所有成分。
参考图4和图5，设备100包括挤出设备，所述挤出设备包含与图1和图2所示并由申请人的专利EP1343624B1公开的挤出设备10相同的元件。挤出设备的旋转辊(或“辊”)112具有基本上周向的外表面112a。辊112具有中心，穿过所述中心限定辊的旋转轴线。在两个相对端之间沿轴向延伸的辊112相对于支撑辊的轴(未示出)围绕其旋转轴线旋转。辊112和轴可以是一体的，或者它们可以设置为两个单独的部件。辊112还包括一对具有相等预定直径的肩部(未示出)。
挤出设备的拱顶包括沿周向覆盖辊112的外表面112a的至少一部分的壁。所述壁的内表面具有朝向辊定向的突出螺纹。如本领域技术人员所理解的，所述壁的内表面具有基本上周向的轮廓，以将橡胶混合物流引导到所述壁的内表面和辊112的外表面112a之间界定的间隙中，所述间隙用作用于塑化混合物的腔室。入口孔和相对挤出孔分别位于拱顶的两个横向端(其对应于辊112的肩部)处。在形成混合物的过程中，在位于拱顶的壁和辊112的外表面112a之间的间隙中将混合物从入口孔朝向挤出孔推动。
应当理解，拱顶没有分成扇区而是具有至少两个从壁基本上沿轴向延伸的突出螺纹(“轴向螺纹”)。这两个轴向螺纹朝向挤出孔引导混合物，以使所述混合物分布在挤出孔的宽度上。拱顶上的其它突出螺纹可以相对于轴向螺纹沿不同方向定向(“定向螺纹”)，例如螺旋螺纹或会聚螺纹或发散螺纹。
外凸缘114和相对内凸缘116安装在两个肩部上，每个凸缘内部沿轴向支承分别与拱顶的相应端相互作用的肩部。这允许通过一个或多个已知的固定装置(例如，一个或多个螺钉或一个或多个等效装置)将拱顶固定。
如图4和图6可见，支撑元件118分别安装在凸缘114、116之间，所述支撑元件相对于辊112沿周向偏移。支撑元件118通过任何合适的装置(例如螺钉或等效固定装置)刚性地固定至凸缘114、116。应当理解，凸缘114、116和支撑元件118可以制成一体。
辊112可以安装在设施500的框架502上并通过电机以预定转速旋转。辊112相对于框架502的确切位置可以根据混合物和形成的条带的性质(其宽度和厚度)进行调节。
应当理解，关于图1和图2的挤出设备10的上述类型的挤出板(或“板”)以这样的方式从内部布置在支撑元件118上，即其与辊112的外表面112a界定挤出孔。因此，可以调节所述板和辊112的外表面112a之间的间距，从而根据将要获得的橡胶产品的条带(例如，薄条带)的轮廓来限定挤出孔的高度。所述板可以包括允许纺织纱线或金属线通过的一个或多个孔，从而生产可以直接放置在成型鼓或模板上的增强条带。
辊112包含用于控制辊内部温度的装置，该装置包括例如穿过辊的一个或多个已知的输送通道(未示出)的网状系统。因此，在辊112的外表面112a下输送相应的调节流体(例如水、蒸汽、气体或其它已知的温度调节流体)或电，从而在形成混合物的过程中调节混合物的温度。
仍然参考图4和图5，并且也参考图6，设备100进一步包括附加辊122，所述附加辊122允许设备的至少一对刀片125(在图5所示的设备100的实施方案中，单个刀片125布置在外凸缘114旁边，但是应当理解的是，第二刀片布置在内凸缘116旁边)在生产过程中从复合产品(换句话说，成型产品)的下方通过。设备100的刀片125与辊112的外表面112a隔开预定距离。该距离对应于的所需宽度取决于将要获得的橡胶产品轮廓(例如，如图3所示的成型内衬54)。两个刀片125可以相对于成型产品的边缘自动定位以产生该距离。刀片125切割从设备100的挤出设备中离开的产品，以切割出切割产品的精确宽度(参见图6中的箭头C)。将切割的产品从辊112朝向附加辊122引导，以与具有相应宽度的复合产品的其它层组装。在该构造中，设备100由非突出橡胶层组装复合形式的橡胶产品。
附加辊122包括围绕其轴线旋转的旋转辊并且具有基本上周向的外表面122a。附加辊122具有中心，穿过所述中心限定辊的旋转轴线。附加辊122在两个相对端(其限定附加辊的预定长度)之间沿轴向延伸。附加辊122相对于一个或多个支撑件127(其支撑附加辊)围绕其旋转轴线旋转。
附加辊122和一个或多个支撑件127可以是一体的，或者它们可以设置为两个单独的部件。在设备100的一个实施方案中，支撑件127可以与相应的凸缘114、116是一体的，并且附加辊122可以设置为单独的、可更换的部件。例如，根据所选橡胶混合物配方，具有预定直径的附加辊可以更换成具有另一个直径的附加辊。
在设备100的一个实施方案中，附加辊122和一个或多个支撑件127可以是一体的，以使得整个组件可以更换。在该实施方案中，包括附加辊122和支撑件127的组件可拆卸地固定，以允许将组件固定至辊112和从辊112上移除该组件。可以使用固定装置130固定包括附加辊122和支撑件127的组件，所述固定装置130将组件固定至外凸缘114。应当理解，附加辊122、支撑件127以及固定装置130可以设置为包含具有不同参数的部件(例如，根据所选混合物配方具有不同直径和/或不同长度的附加辊，具有对应于附加辊直径的直径和/或用于调节附加辊相对于辊112的高度的不同高度的支撑件127)的一个或多个套件。
仍然参考图6，在由设备100执行的复合成形过程中，通过挤出设备的入口孔将橡胶混合物引入设备100的挤出设备。当辊继续旋转时，辊112将沿圆周方向进入的混合物输送到辊的外表面112a和拱顶的壁的内表面之间的间隙中。当混合物穿过时，在混合物上赋予剪切能量，从而提高其温度。橡胶混合物继续前进直至设备100的挤出设备的挤出孔，在挤出孔处塑化的橡胶混合物被板带走，从而随后以成型橡胶产品(例如，对应于内衬的薄条带)的形式从挤出设备中离开。
朝向辊112(其沿一个方向旋转)引导从设备100的挤出设备中离开的成型产品，该方向取决于挤出设备出口处的条带将要放置其上的基材S的行进方向(参见图6中的箭头D)。当成型产品经过刀片125时，这些刀片将成型产品切割成与分隔刀片的间隙相对应的宽度。然后朝向附加辊122引导此时切割的成型产品，附加辊122将成型产品维持在预定张力下，以接收具有相应宽度的复合产品的一个或多个其它层。
应当理解，设备100(或并入设备100的设施500)可以布置在至少一个挤出机的出口处，从而朝向设备100的挤出设备的入口孔引导从挤出机离开的混合物。还应当理解，设备100(或并入设备100的设施500)可以并入生产线中，该生产线具有用于挤出多种橡胶混合物的挤出机和布置在下游的至少两个设备100，以允许多种产品依次放置，从而获得所需的复合产品。在这种生产线的每个实施方案中，从橡胶层的下方通过的刀片进行切割，以减少突出橡胶层的产生。
在设备100的所有实施方案中，可以安装监控系统。监控系统的至少一部分可以设置在便携式设备中，例如移动网络设备(例如移动电话、笔记本电脑、摄像机、连接至网络的一个或多个便携式设备(包括“增强现实”和/或“虚拟现实”设备、连接至网络的便携式服装和/或任何组合和/或任何等同物))。
在本发明的实施方案中，设备100(和/或并入设备100的设施500)可以接收语音命令或其它音频数据(例如表示混合物形成过程的开始或停止)。该请求可以包括对橡胶混合物形成过程的当前状态的请求。所生成的响应可以以听觉、视觉、触觉方式(例如通过触觉界面)和/或虚拟和/或增强方式来表示。
在一个实施方案中，由本发明的设备100执行的混合物形成过程可以包括训练设备100(或者训练并入设备100的设施500)的步骤，以识别代表薄条带的值(例如，相对于检测和去除的颗粒的长度、宽度和厚度的值)并将它们与期望值进行比较。该步骤可以包括训练设备100的步骤，以识别比较值之间缺乏等价性。每个训练步骤可以包括由自学习装置生成的分类。该分类可以包括但不限于所选橡胶混合物配方的参数、混合物形成过程的持续时间和正在进行的轮胎生产周期期间的期望值。所获得的数据可以输入到一个或多个神经网络中，所述一个或多个神经网络管理设备100和/或一个或多个并入设备100的设施500。
术语“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用。给出的介于“a和b之间”的范围包括值“a”和“b”。
尽管已经示出和描述了所公开的设备的特定实施方案，但是应当理解，在不脱离本说明书的精神或范围的情况下，可以进行各种改变、增加和修改。因此，除了所附权利要求书中所列之外，不应对所描述的本发明的范围施加限制。

Claims (10)

1.一种用于形成成型产品以由非突出橡胶层生产复合产品的设备(100)，其中，所述设备包括形成基于橡胶混合物的成型产品的挤出设备，所述挤出设备包括旋转辊(112)、允许橡胶混合物流动的入口孔以及沿周向覆盖辊(112)的外表面(112a)的至少一部分的拱顶，所述拱顶具有壁，所述壁的内表面上带有朝向辊(112)定向的突出螺纹，从而与辊的表面界定用于塑化橡胶混合物的腔室，在限定产品轮廓的间隙中将橡胶混合物从入口孔朝向挤出孔推动，所述间隙由拱顶的壁和辊的外表面界定，辊(112)包括一对具有相等预定直径的肩部，肩部与拱顶的两个横向端的每一个相对应，入口孔和挤出孔分别位于拱顶的两个横向端处，外凸缘(114)和内凸缘(116)安装在两个肩部上，其特征在于，所述设备(100)包括：
-至少一对刀片(125)，其相对于成型产品的边缘在至少一对刀片(125)之间隔开预定距离；
-附加辊(122)，其允许设备的刀片(125)从成型产品的下方通过，附加辊(122)包括围绕其轴线旋转的旋转辊并且具有基本上周向的外表面(122a)和中心，穿过所述中心限定辊的旋转轴线，附加辊(122)在限定附加辊的预定长度的两个相对端之间沿轴向延伸；以及
-一个或多个支撑件(127)，其以允许附加辊(122)围绕其旋转轴线旋转的方式支撑附加辊(122)；
-刀片(125)切割从设备(100)的挤出设备中离开的产品，以切割出成型产品的精确宽度，从而朝向附加辊(122)引导成型产品，从而由非突出橡胶层以复合形式组装所述成型产品。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，支撑件(127)与相应的凸缘(114、116)是一体的，并且附加辊(122)包括可拆卸地固定至支撑件(127)的单独部件。
3.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，附加辊(122)和支撑件(127)合并为单个部件，使得包含附加辊(122)和支撑件(127)的组件可拆卸地固定至设备(100)的挤出设备。
4.根据权利要求3所述的设备(100)，进一步包括固定装置(130)，所述固定装置(130)将包含附加辊(122)和支撑件(127)的组件固定至设备(100)的挤出设备。
5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，附加辊(122)、支撑件(127)以及固定装置(130)中的至少一个部件设置为套件，所述套件包含具有不同参数的部件。
6.一种由权利要求1至5中任一项所述的设备(100)生产的非突出橡胶层形成成型产品的复合产品的方法，包括以下步骤：
-通过挤出设备的入口孔将橡胶混合物引入设备(100)的挤出设备的步骤；
-将进入的混合物输送到辊(112)的外表面(112a)和拱顶的壁的内表面之间的间隙中的步骤，该步骤在辊(112)旋转时由辊(112)执行；
-使混合物前进直至设备(100)的挤出设备的挤出孔使得混合物在挤出孔处以成型产品形式从挤出设备中离开的步骤；
-朝向辊(112)引导从设备(100)的挤出设备中离开的成型产品的传送步骤；
-切割成型产品的步骤，该步骤由刀片(125)执行，其中将成型产品切割成与分隔刀片的间隙相对应的宽度；以及
-朝向附加辊(122)传送切割的成型产品的步骤，附加辊(122)将成型产品维持在预定张力下，以接收具有相应宽度的复合产品的一个或多个其它橡胶层。
7.一种轮胎生产线，包括至少一个设施(500)，所述设施(500)包括权利要求1至5中任一项所述的设备(100)。
8.根据权利要求7所述的轮胎生产线，其中，所述设施(500)包括框架(502)，辊(112)安装在所述框架(502)上并通过电机以预定转速旋转。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的轮胎生产线，进一步包括至少一个挤出机，其中朝向设备(100)的挤出设备的入口孔引导从挤出机中离开的混合物。
10.根据权利要求7或权利要求8所述的轮胎生产线，包括用于挤出多种橡胶混合物的挤出机和布置在下游的至少两个设备(100)。
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