CN1208372A - 制造叠层并由非加强型轮胎部件生产轮胎胎体组件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制造叠层(10A)并由非加强型轮胎部件的组件生产用于充气轮胎的组件(10)的方法和装置(200),其中,所述方法包括以下步骤:提供一个可以同时成形、定位、连接和输送多个连续的弹性轮胎部件条的装置(200),启动该装置,同时进行成型和定位,并在所述轮胎部件条的输送过程中将多个连续的弹性轮胎部件条连接于相邻的轮胎部件条上,由此制成适于用作充气轮胎组件的非加强型轮胎部件的叠层(10A)

Description

制造叠层并由非加强型轮 胎部件生产轮胎胎体 组件的方法和装置

发明背景

本发明涉及一种用于制造叠层10A并由非加强型轮胎部件生产用于充气轮胎的组件10的方法和装置。

传统上，充气轮胎一直被制成具有胎圈、胎面、带状加强件和胎体的大致为环形形状的叠层结构。所述轮胎是由橡胶、织物和钢材制成。用于生产大部分部件的生产方法涉及对由材料的平面带材或片材构成的许多轮胎部件进行组装。将各个部件放置在一个生产鼓上，并将其切成能使部件的末端能相交或重叠的长度，以形成一个接头。

在组装的第一阶段，胎体可能包括一层或几层帘布层，以及一对侧壁，一对填充胶条，一个内部衬层(用于无内胎轮胎)，一对胎圈包布，并可能有一对橡胶肩形条。在上述胎制造的第一阶段，可加入一个环状胎圈填充芯，并使所述一个或几个帘布层沿该胎圈填充芯翻转，以形成“帘布层翻边”。

所述胎体部件(胎圈填充芯除外)可以是“对接连接的”或“互搭连接的”。对接连接的部件末端连接但不重叠，而互搭连接具有重叠的末端。

在所述组装的第一阶段，该生产的中间制品被制成圆筒形。在轮胎制造第一阶段结束时，所述圆筒形胎体膨胀成环形形状。在轮胎生产的第二阶段，将加强带和胎面加到所述中间制品上，这一过程可以在同一生产鼓或工作台上进行或在不同的成型工作台上进行。

在胎体膨胀期间，对轮胎胎体的拼接的、未硫化的部件施加拉应力。

就汽车或轻型卡车轮胎而言，优选多层的互搭连接，因为这种连接可保持完好，而对接连接容易分开或断裂。即使互搭连接的粘合良好，靠近连接点的帘线也容易被拉伸，以补偿位于该接点的重叠的两层帘线。这种局部拉伸会产生一种不均匀性，这种不均匀性在X-射线、超声波显示、或机械切割轮胎并用肉眼检查时很容易发现。

轮胎设计者为了避免轮胎不均匀性问题的发生，一直以来的做法是保证各部件的各层的接点不会沿周向对齐。这种接点的非对齐排列被认为可改善胎体的总体耐用性和均匀性，这一结论是通过轮胎的力变化量和平衡测知的。轮胎工程师们还认为，如果特意将这种不连续性周向间隔开地绕胎体设置，还能进一步提高轮胎的均匀性。这意味着，在轮胎加工台上必须将各个部件加到所述帘线层上，在该加工台上对各个部件进行切割并以间隔开的顺序拼接。

一份于1917年授权的美国专利披露了使用一种装置用于把多个条组合成轮胎胎面组件。于1917年授权的美国专利US1,353,934披露，为了制成宽度和位置适当的条，需要在该装置上裁剪所述部件。该胎面组件包括一个帘线加强带，并可选择性地包括一对侧壁。该组装方法要求在组装成轮胎外胎时将所述侧壁翻转，本领域技术人员不难看出，这样做是十分困难的，因为非加强型侧壁不能适应在径向向内翻转的压缩应力下又不大可能产生局部挠曲。这会在轮胎上形成很明显的不均匀性，因此迄今为止一直被作为轮胎组装的可行方法被弃而不用。

本专利申请的主题完全违背了上述传统认识，因为它涉及轮胎组件构造。该轮胎组件是由多个非加强型部件制成，所述部件被成形并附着于输送载体件上或轮胎部件上而无需任何二次剪裁，由此制成可以缠绕到辊子或卷筒上的叠层结构，以便随后将其用于轮胎加工台上。然后可以用一种新的切割方法切割所述叠层，以产生单一的拼接线。按照本发明方法制造的轮胎组件可有效降低轮胎的生产成本，同时降低与拼接相关的不均匀性。发明概述

披露了一种在制造充气轮胎的组件10时由非加强型轮胎部件的组件制造叠层10A的方法和装置200。在本申请中，非加强型是指没有常见的带状和层状的平行帘线加强件。

所述方法以最容易解释的形式包括下列步骤：提供一个可以同时成形、定位、连接和输送多个连续的弹性轮胎部件条的装置，启动该装置，同时多个连续的弹性轮胎部件条成形，并在所述轮胎部件条的输送过程中将成形部件定位并连接于相邻的轮胎部件条上，由此制成适于用作充气轮胎组件的非加强型轮胎部件的叠层，所述每个部件具有预定的截面形状。

所述用于生产叠层10A的方法可具有以下步骤：输送一个载体件20，该载体件具有宽度(W_C)，该宽度垂直于输送方向；生产多个连续的弹性轮胎部件条，所制成的轮胎部件条各自具有预定的剖面形状；并在生产所述部件的同时，以预定的横向位置将每个连续的轮胎部件条连接于另一个轮胎部件上，同时输送所述部件，以制成具有垂直于输送方向的宽度(W)的叠层10A。

优选的是，该方法还包括以下步骤：通过将所述叠层直接缠绕在辊子210上张紧该叠层10A；当预定长度的叠层10A被缠绕于辊子210上之后，沿平行于宽度(W)的方向切割该叠层10A；将该叠层10A的辊子210输送到一个轮胎制造鼓的工作台；将叠层10A切成预定的长度；并将该叠层10A放置到轮胎生产鼓上。

优选的是，放置多个连续的轮胎部件条的方法步骤还包括在其成形过程中将所述输送组件压至轮胎部件条上、从而将所述部件固定在组件10上的步骤。

优选的是，所述生产至少一个连续的轮胎部件条的步骤包括压延所述一个或几个部件的步骤。最优选的是，生产所述连续的轮胎部件条的步骤包括沿输送路径以间隔开的位置压延多个连续的具有预定截面的轮胎部件条。每个压延机至少有一个压延辊子350、352，该辊子上有部件成型凹槽356，每个凹槽356沿垂直于输送方向的方向精确定位。

组件10可以采用一个载体件20，该载体件可以是轮胎部件或片材，大部分轮胎部件直接或间接连接于其上。

最优选的是，所述载体件20可以是一个衬里部件，该衬里部件50是在所述装置上成型的，或者以被切成一定宽度(W_L)的未硫化的材料卷形式提供。

或者，载体件20可以是一种纺织布或其它材料卷，该材料卷并不构成成品轮胎的一部分而仅被用于方便地将非加强型部件的组件制成叠层10A。在这种情况下，载体件20可以是一个分立的衬里11，或者，更优选的是一卷未硫化的橡胶片，在所述部件成型的过程中，该部件的一个表面粘接在所述橡胶片上，在生产所述叠层的过程中连接到另一个部件上。当载体件20不构成成品轮胎一部分的情况下，所述方法包括在将组件10切成适用于轮胎的长度之前将载体件20从叠层10A上除去的步骤。

该方法还可以包括将所述输送载体件20压合在一个不可延伸的输送带207上的步骤，输送带207与构成所述压延辊子凹槽的部件横向对齐。

所述生产叠层10A的方法还可以包括以下步骤：挤压弹性材料25，以成形连续的轮胎部件条；以及将挤出的材料25送入压延辊350、352的辊隙中。或者，所述挤压机可以包括一个用于直接成形部件截面形状的模具，并因此能将成形的部件以精确的横向定位沿载体件的宽度W_C直接挤压到载体件20上。这种直接挤压可产生更多的刮痕，因此不如使用部件成形压延辊理想。

在某些场合，优选方法包括将挤出的材料25分成两股挤出材料25A和25B、使其进入压延辊350、352的辊隙的步骤，由每一股供给材料25A，25B制成不同的轮胎部件。当需要用两种类似的部件制成胎体组件10时这一步骤是必要的，而且，一个压延辊可同时成形两个部件。为了自动化生产叠层10A，该方法还应当包括计量挤出材料流的步骤，对材料流加以控制，以配合压延材料的流出量。

当该方法包括将叠层10A缠绕到一个辊子210上的步骤时，此时载体件20是一个诸如衬里50的未硫化的橡胶部件，该方法优选包括将一个独立的衬里11在将叠层10缠绕于辊子210上前加到该叠层10A一侧上的步骤。

在一种用于制造轮胎部件的叠层10A并由叠层10A生产轮胎组件10的优选方法中，该方法具有以下步骤：将一种由弹性材料24制成的衬里部件50用作载体件20，该载体件20本身是一个输送带条，当该载体件20沿其输送路径运行时，其它轮胎部件被连续成形并固定在载体件20或另一预先成形的部件上，以形成叠层10A；然后将叠层10A切成预定长度的段，每一段有一对末端12、14，相应的切口沿切割路径横跨叠层10A的整个宽度W；然后将一个切割段的两端12,14相互拼接在一起，以形成圆筒形轮胎组件10；接着，放置一个或几个帘线层，并将轮胎组件成形为环状。

下面披露由适用于充气轮胎100的轮胎部件的组件生产叠层10A的装置200。装置200具有一个用于输送组件10及其轮胎部件的装置204，同时，所述组件和连接于该组件上的每个部件的宽度取向角度大致垂直于输送方向；一个用于成形多个连续的弹性轮胎部件条的装置300，所制成的轮胎部件条具有预定的截面形状；以及一个用于在组件10被线性输送、而连续的条被成形时将每一个成形的连续的轮胎部件条加到组件10的一个或几个部件上的装置502，由此制成叠层10A。

装置200还可以包括一个用于把制品卷绕到辊子210上的装置209。

用于成形连续的轮胎部件条的装置300优选为多个压延机组件302。每个压延机组件302有两个压延辊350、352，以及一个用于将加工过的弹性材料25输送至压延辊350、352径向上方的辊隙354中的装置360。装置300包括一个用于输送加工过的弹性材料25的挤压机。

压延机组件302有一个装置320，用于将加工过的弹性材料横向定位于压延辊350、352上方的预定横向位置。

上述装置200和方法可以将弹性轮胎部件成形，并组装成叠层状组件10。叠层状组件10是以有效且极为精确的方式形成的，这可以以较低的生产成本提高轮胎的均匀性。附图简述

图1是按照本发明制造的装置200的一个实施方案的透视图，装置200表示叠层10A是通过将成形的轮胎部件加到输送带207或衬里部件50上而制成，在装置200上成形的衬里50被用作或起到载体件20的作用，将其它成形部件连接到该载体件20上。在制成叠层10A之后，将一个独立的衬里11连接上去，然后即可将该叠层10A缠绕成卷或筒210。

图2A表示装置200的另一种用途，其中，载体件20是一种由卷211提供的织物或橡胶片材，并将所有成形的部件均连接于该载体件20上以制成叠层10A，再将叠层10A缠绕成卷或筒210。

图2B表示装置200的另一种用途，其中，衬里50以固定宽度WL的片材形式由大型卷或筒提供，衬里50是预先在一个常规压延机上如图2C所示般地成形的，它被切成宽度(W_L)并缠绕在辊子211上，使独立的衬里11连接在它上面。将除去了独立衬里11的衬里50输入装置200，制成轮胎部件，并同时将轮胎部件直接连接于衬里50上，衬里50是载体件20。

图3A是叠层组件10的优选实施方案在轮胎生产鼓上成形为圆筒形之前的一半剖面，其中生产鼓未示出。未示出的组件10的另一半通常与示出的那一半相同，但不是必需如此。图3B-3G为该组件的各个其它视图。图3H表示在拼接后形成环形未硫化胎体一部分的组件10。

图4是压延机302的顶视图，压延机302的一部分以剖面形式示出。

图5是沿4中线5-5的压延机302的正视图。

图6是压延机302的正视图，示出压延辊支承端部310、312处于膨胀状态，而辊350、352被拆下。

图7是压延机302的透视图，辊350和352连接于其上。

图8是压延机302的透视图，辊350和352被拆下。

图9是辊输送机构400的透视图。

图10是辊输送机构400的另一幅视图，表示辊子350、352被插入该装置中。

图11是移动到辊子配置区420的输送机构400的第三幅视图。

定义

“填充胶条”是指设置在所述胎圈径向上方、位于所述帘线层与该层卷边之间的弹性填料。

“径向”和“径向地”是指平行于轮胎转动轴线的直线或方向。

“胎圈”是指轮胎的一部分，它包括一个缠绕有层状帘线的环形抗拉件，它成形有或没有如胶织物、基片、填充胶条、胎趾护板和胎圈包布等其它加强件，以适应设计轮缘。

“带状结构”或“加强带”是指位于所述胎面下方的至少两个环状的织造或非织造平行帘线层，它们未固定于所述胎圈上，其相对轮胎赤道面的左、右帘线角为17°-27°。

“胎体”是指未硫化的轮胎层状材料叠层和其它轮胎部件，将其切成适于拼接的长度，或已经将其拼接成筒状或环形形状。在该胎体被硫化成模制轮胎之前，还可将其它部件加至该胎体上。

“外胎”是指轮胎胎体和除胎面之外的轮胎的相关部件。

“胎圈包布”是指环绕胎圈外侧设置的窄的材料条，以便将帘线层和轮缘隔离、在轮缘上面产生挠曲并密封轮胎。

“周向地”是指垂直于轴向的沿环状胎面表面周边延伸的直线或方向。

“帘线”是指构成轮胎中的帘线层的加强线股之一。

“赤道面(EP)”是指垂直于轮胎的转动轴线并通过其胎面中点的平面。

“内部衬里”是指构成无内胎轮胎的内表面的弹性材料或其它材料层，该内部衬里在轮胎中装有充气流体。

“插入件”是指被用作加固件的弹性件，它通常位于轮胎的侧壁部分。

“帘线层”是指涂覆有橡胶的平行帘子线的连续层。

“径向”和“径向地”是指径向趋近或远离轮胎转动轴线的方向。

“径向帘布轮胎”是指一种带状或周向受限制的充气轮胎，其中，分布于胎圈与胎圈之间的帘线层相对轮胎赤道面呈65°-90°帘线角。

“台肩”是指紧邻于胎面边缘下部的侧壁的上部分。

“侧壁”是指位于胎面与胎圈之间的轮胎的部分。

“组件”是指未加强的层状轮胎部件的未硫化组件，可将一个或几个帘线加强层和其它部件加到它上面以形成胎体。

“胎面”是指一橡胶部件，它在与胎体粘合时包括当轮胎被正常充气并承载正常载荷的条件下与道路接触的那部分轮胎。

“胎面宽度”是指胎面沿轴向、即位于与轮胎转动轴线平行的平面上的弧线长度。

优选实施方案详述

参见图1、2A和2B，示出了将装置200用于由适用于充气轮胎的轮胎部件组件制造叠层10A的三种示例性用途。在对叠层10A作过讨论之后，披露了装置200及其另一种使用方法。

本发明的优选实施方案是如图3A、3B、3C、3D、3E和3F所示的叠层10A，该叠层被制成大体上平坦的复合结构，它具有很多彼此连接并粘合在一起的轮胎部件，由此形成叠层或轮胎组件，该叠层和组件分别用编号10A和10表示。应当理解，在所有场合下，叠层10A和轮胎组件10在结构上都是相同的，只有当使用一个载体件，且载体件20不是组件10的一部分时例外。在这种场合下，在切割叠层10A之前将载体件20除去，而且该载体件不再是制造轮胎所用组件10的一部分。因此，为了便于说明本发明，分别用类似的编号10和10A表示所述组件和叠层。

如图所示，以上所有部件均为长度大致相同的材料的片或条。所示出的每一个部件都相互以横向关系准确定位。所述叠层10A披露于共同未决的专利申请流水号08/573,341中(律师档案号95188A)，题为“用于轮胎外胎中的未硫化的非帘线加强组件”(“AN UNVULCANIZE-D NONCORD REINFORCED SUBASSEMBLY FOR INCORPORATION IN A TIRECASING”)，该申请被收作本文参考。

图3A表示一个载体件20，该载体件可以是织物片或未硫化的橡胶片，更理想的是，可以如图1所示般地利用在装置200上成形的衬里部件50代替载体件20，或取消该载体件，或如图2B所示般地以卷材211的形式供给所述装置200。在图3B-3G中没有专门标出载体件20；可以认为该载体件已被除去或是被衬里部件50所取代。如图3A所示，载体件20有第一外表面21、第二内表面23以及位于载体件20横向末端29的一对横向边缘部分26，所有组成轮胎的部件均位于横向边缘29的内侧。

当如图1和2B所示般地使用衬里50或用它取代载体件20时，可将诸如肩形橡胶条40的部件连接于衬里部件的第二表面或侧面52，其方法是：首先成形肩形橡胶条40，并将其连接在输送带207上，然后成形衬里50，并同时将该衬里放置在所述条上，覆盖条40，将每一个部件精确定位于输送带207上，使肩形橡胶条40相对于衬里边缘55进行精确地横向定位，如图3A所示，另外，可以反转衬里50，并在如图2B所示般地缠绕于大型筒210上之前将肩形橡胶条40连接于其第二表面52。

图2A所示的另一种制造方法包括使用一个载体件20，该载体件可以是一个织物片或未硫化的橡胶片或任何类型的加强或非加强型片材原料，实际上，它不必是成品轮胎的一部分，使用它只是为了便于轮胎外胎组件10的组装。在这种场合下，载体件的宽度(W_C)优选大于叠层10A的总宽度(W)。

在一份早期专利申请中，申请人披露了未硫化复合层的使用，由该复合层起到载体件20的作用。在申请号为08/369,026，题为“充气轮胎及作为其生产的中间制品的未硫化胎体”(“A PNEUMATICTIREAND AN UNVULCANIZED CARCASS AS AN INTERMEDIATE ARTICLE IN ITSMANUFACTURE”)的所述申请中，加强型复合件是轮胎的一部分。通过使用特殊的切割方法使之变得可行。在本申请中，优选使用披露于题为“切割弹性材料的方法和装置”(“A METHOD AND APPARATUS FORCUTTING 0F ELASTOMERIC MATERIALS”)的专利申请中的特殊切割方法，以获得轮胎均匀性的优点，不过，无论所采用的切割方法如何均能取得诸多生产效率。

读者在阅读下面对叠层10A的说明时应当牢记，衬里部件50可以代替载体件20，因此，应当理解，在这么做时，由衬里50起着载体件20的作用。

参见图3A，位于侧向边缘部分26的轴向内侧并与载体件20的外表面21连接的是一对肩形橡胶条40。该肩形橡胶条在轮胎外胎组件10的肩形部分27起着橡胶加强件的作用。

一个衬里部件50与载体件20连接，并覆盖肩形橡胶条40。由衬里50形成无内胎型轮胎的径向内部空气室的不透气的阻挡层。所述衬里通常是由卤丁基橡胶制成。衬里50的轴向宽度W_L等于或小于载体件20的宽度W_C。在轮胎成形时，该衬里的宽度W_L足于跨过胎圈的轴向外侧，从而在组装以后，在轮胎和车轮之间形成气密性空气室。该衬里具有第一表面51和第二表面52。

在衬里50的每一个横向末端55处示出了一个胎圈包布部件60。胎圈包布60与衬里50连接，并与载体件20的外表面21连接，并与侧壁部件20少许叠盖，该侧壁部件是在胎圈包布60之后加上去的。胎圈包布60是轴向定位的，以便在轮胎100与车轮的轮缘凸缘之间形成坚固的橡胶加强件，因此，它位于成品轮胎的胎圈部分。

所示出的侧壁部分70与载体件20结合，与胎圈包布60少许叠盖，并横向延伸至衬里50的横向末端55的横向外侧。

为了制造空心白色字母轮胎或白色胎壁轮胎，可如图1和图2B所示般地将白色胎壁条80和压边盖条90选择性地加到叠层10A上。另外，可在该组件的侧壁部分增加插入件31。这种做法在泄气保用轮胎结构上特别适用，如图2B所示。

对叠层10A的上述说明包括制造无内胎型轮胎所需的大部分非加强型弹性部件，并且被认为是实施本发明的最佳模式，因为它是生产组件10的最有效的方法。

另外，还认为，在本发明的范围内，可将叠层10A做成包括一个载体件20和选自用于制造轮胎的部件组中的至少两个任意的非加强型部件。理想的是，所有叠层部件在被切割至组成单个组件10的长度之后均具有独特的共同拼接特征，正如在题为“切割弹性材料的方法和装置”(“A METHOD AND APPARATUS FOR CUTTING 0F ELASTOMERICMATERIALS”)的共同未决专利申请08/299,943中所披露的，该专利被收作本文参考。

在切割叠层10A之前，如果载体件20不是轮胎结构的一部分，将其从叠层10A上除去并重新缠绕于筒211上。如果将衬里50用作载体件，则切割整个叠层10A。下面将进一步结合图3B-3G说明切割和拼接组件10的优选方法。

图3C和3D分别表示轮胎外胎组件10的第一末端12和第二末端14。如图所示，沿大致平行于叠层10A的宽度(W)方向的轴向或横向延伸的大体上垂直的直线路径切割两个末端12,14，以形成尽可能短的切口。或者，可以相对该叠层的宽度(W)斜切切割末端12、14，以便在倾斜角上形成直线切口。由这些直线切口形成第一末端或表面积12和第二表面积14。如图3E和3F所示，表面积12和14位于一个大体上平坦的平面(P)内，并相对法向面(NP)呈小于90°的θ角，法向面(NP)垂直于叠层10A。在该申请中，优选实施方案的θ角大约为80°。这样的大倾角可以在两个末端12、14于生产鼓5上如图3G所示般地拼接时形成大的粘合表面积。

当如图1、2A或2B所示般地生产叠层10A时，可将其制成连续的卷材210。然后以大型卷材210的形式贮存预组装状态的叠层材料10A，在将其送至轮胎生产台时，用特殊的切割装置将其切成精确长度(L)的段。将切至组件10长的切割段制成图3G所示的圆筒形形状，在其上至少连接一个帘层线22、一对填充胶条30和胎圈芯120。在形成翻边之后，通过将帘线层翻边、侧壁和胎圈包布轴向向内地滚压在胎面上，将胎体成形为图3H所示的环形形状，可有效地径向向外地拉伸侧壁，形成未硫化的胎体。

在对叠层10A作过说明之后，请读者再参阅图1、2A和2B，将对用于成形叠层10A的特殊装置200进行说明。图1的装置200大体上与图2A和2B的装置200相同，所不同的是，图1和2B的装置200使用新成形的衬里50或作为输送载体件20的未硫化衬层50。装置200包括一个压延机组装台300，用于将一对弹性肩形条40放置到输送载体件20的一侧23。该肩形条连接于衬里50的第二侧面52、与连接于第一侧面51的其它轮胎部件相对置，因此，被输送的叠层10A的方向可以颠倒，以利于如图2B所示般地放置成形的肩形条40，或者如图1所示般地先被成形，并在成形衬里50之前连接于输送带207上，再将衬里50覆盖于输送带207和肩形条40上。任一种方法的结果均为，肩形橡胶条40接合于衬里50的与其它部件相对的一侧52。

在图2B所示的实施本发明的方法中，载体材料20的卷材211是衬里50，它是用图2C所示的常规压延装置202成形，然后再切割至一定宽度的。将切割的衬里原料50拼接在一起，形成被放置到辊子211上的材料段，如图2B所示。将所述整卷的衬里211放置在装置200的一端。成卷的衬里材料50可以在该衬里的一侧52连接有一个织物隔离衬里11。操作者将隔离衬里11连接于由马达209驱动的卷绕筒212上，并在将衬里材料50送入一对横向设置的传感器214之后将衬里材料50压合在输送装置204上，由传感装置214监测衬里材料50之横向边缘55的排列和位置。输送装置204有两个与刚性构架180连接的大型转动鼓205。缠绕在这些鼓上的是一个输送带207。环形的输送带207优选是不可延伸的，并且是由不锈钢材料制成。在装置200的输出端由变速电机205A驱动转动鼓205。

示出了用于将衬里50压合在输送带207上的装置330。所示用于压合的装置330是一对辊330A、330B。另外，用于压合的装置可以是任何装置，由该装置对衬里材料50施加压力，将其连接于带207上，该装置可以包括排成多排的、分别由弹簧加载的滚柱轴承。

被输送的衬里材料50被压合在输送带207上，其宽度(W_L)的方向垂直于输送方向，它以预定速度运动通过多个装置300，以形成一个或几个连续的弹性轮胎部件条，这些轮胎部件条各有一个由部件成形凹槽形成的预定截面，该凹槽开在压延辊350、352中的其中一个之上。

用于成形轮胎部件的装置300优选具有多个压延组件302。

在成形轮胎部件时，装置200包括多个装置502，用于将成形的部件直接放置到输送的载体材料20的至少一侧21或23，或放置到衬里部件50的一侧51、52，同时如图9所示般地起着载体件20的作用。用于放置轮胎部件的装置502是一个通常被称作夹紧辊机构的辊。一个辊502被安装在输送带207的下面，并在输送材料20和在每个压延辊上成形的部件之间施压，以确保将该部件输送到输送叠层10A上。在所述带下面有一个装置600，用于横向定位和引导带207。在带207的下面粘接有一对导轨601。在输送带207的每一个横向边缘各有一个导轨601。导轨601由输送鼓205侧向精确定位。由成对的辊205对导向装置600进行横向定位。在输送装置的每一端各有一个辊205。连续的导轨601紧密地通过夹紧辊502，这还可阻止输送带207横向游动，并进一步确保带207相对部件成形凹槽356的横向定位。由此保证成形部件有效、精确的定位。然后即可将带有所有组装好的轮胎部件的成形叠层10A切成适于生产轮胎组件10的长度，或者如图1所示，叠层10A上可以有一个与该叠层10A的一侧连接的隔离衬里11，并将该叠层缠绕在一个大型辊210或筒上。所示的大型辊210是由电机209驱动的，以利于将叠层10A缠绕在辊210上。如图所示，每个辊210、211或筒212被放置在一对滚柱上。或者，每个辊子可以有一个被支承的轴，该轴可由电机驱动，以完成图1所示的过程。当足够量的或预定长度的叠层10A被缠绕于辊子上之后，切割叠层10A，优选沿平行于其宽度(W)的方向切割。

在切割叠层10A的卷材210期间，建议设置复式叠层支承台或辊子210，以便装置200可以连续成形叠层10A或至少尽可能减少因更换载体件辊211和叠层辊210而导致的机器停机时间。

类似地，如图2A和2B所示，材料卷211的供应最好用对齐的原料卷材211实现，该原料卷可以保证装置200稳定供应材料。

这可能需要使用一个设置在该装置与第一辊210或211之间的常规悬吊输送带，以利于辊的更换，悬吊输送带在图中未示出。

一旦叠层辊210满载，便可将其输送到贮存区或直接送至轮胎生产工作台。一旦到达轮胎生产工作台，即可将组件10切成预定长度的段，并将其放置到图3G所示的轮胎生产鼓5上。

参见图4，示出了一个压延组件302的详图。在本发明的优选实施方案中，所述装置包括多个压延组件302。每个压延组件302均与下一个或相邻的一个压延组件相同，所不同的是成对的压延辊350,352。

每个压延组件302表示一个用于成形轮胎部件的弹性条的装置。理想的是，每个压延机302包括一个用于将加工过的弹性材料25输送到两个压延辊350、352之辊隙354的装置360，辊隙354位于两个压延辊之间。所示的用于输送加工过的弹性材料25的装置360是一个挤压机，理想的是，每个装置200包括至少一个这样的挤压机，更理想的是每个压延组件300包括一个挤压机360。

压延组件302具有一个用于将加工过的弹性材料25横向定位于压延辊350、352上方的预定横向位置的装置320。如图1、2A和2B所示的用于定位的装置320被称作刮板320。至少将一对刮板320横向安装在成对的压延辊350、352径向上方的预定位置。每个刮板320有两个刚性件324，其形状可精确地贴合在两辊子的上方与这二者之间。理想的是，每个刮板刚性件324接近部件成形凹槽356的横向末端354横向安装，所述部件成形凹槽356位于压延辊350、352中的一个或两个之上。刮板320的这种定位可以保证并提供横向支承，同时避免溢出的压延材料成形并粘着于输送载体材料20上。

部件成形凹槽356的横向位置相对于装置200的输送带207精确定位。这样可以保证每个部件在成形时与输送载体件20或衬里50以及相对其所连接部件处于精确横向位置的预先成形并连接的部件对齐并与之连接。精确的横向定位可保证每个部件的正确定位，以实现较小的材料变动，同时，还可降低由于存在于现有组装方法中的允许偏差所导致的每个部件的相对尺寸。

向一对压延辊350、352输送加工过的材料25的挤压机可设置有一个输入源，以生产一种诸如衬里50的部件。不过，当成形两个类似部件、如橡胶肩形条40或侧壁70或胎圈包布60时，可将挤出物分开至两个流通途径中。一个流通途径向图1和2A所示的每一个部件成形凹槽356。

为了让所述装置自动化作业，必须设置一个用于检测并计量流向压延机的挤出物流量的装置362。该装置可以简单地是一个与挤压机的流量阀或流速阀或与二者组合使用的传感器。不过，据信最好对输送至压延机的挤出材料加以监测和控制。

如图1和2A所示，可以在每一个压延组件工作台上设置一个传感器，该传感器与一个控制板240连接，由它自动控制挤出物在给定工作台300处的流量。传感器362可以是个人用摄像机，它可将一幅图画传回到控制板240处的监测计算机。如图所示，所述传感器是一个摄像机，而所述刮板324是透明的，以便于观察。或者，如果刮板不是透明的话，所述图像传感器可以是可移动的。或者，传感器362可以是装在刮板324里面或上面的应变仪或压力传感器，由它向控制器传输信号，再由该控制器通过调整挤压机的速度或分引材料流来调节流向相应压延辊辊隙的材料流。

如图4-8所示，每个压延组件302有两个压延辊350、352，一个辊是转移辊，另一个辊是从动辊352。每个辊350、352是中空的、大致为圆筒形的结构，在其每一个端357、358处是开口的或锥形的，并且具有转动轴线R。

压延组件302具有一个用于支承两个压延辊的装置304。用于支承所述辊的装置具有第一端310和第二端312。第一端310和第二端312各有一对可转动的轮毂314、316，轮毂314、316中的一个分别插入辊350、352的每一端357、358中。用于插入辊子中的成对轮毂314、316的转动轴线RH与所述辊的转动轴线R相重合。每一个轮毂314、316以大约为6°的α角呈锥形收缩。所述圆形辊350、352以类似方式收缩，以便在组装时其配合是牢固的，从而不会出现会造成成形部件不均匀性的滑动。另外，还可以用销或槽来固定辊子的方式防止滑动。

如图4中所进一步示出的，每个压延组件302具有至少一个、优选两个电机340、342，以及由每一个电机驱动的传动轴或联轴器344，该传动轴与一个可转动的轮毂314连接，由轮毂314实现压延辊350或352之一的转动。

尽管一台电机340足以驱动一个辊350，但据信更理想地是使用两台变速电机340、342，每一个辊350、352都有一台电机驱动比较理想。第一台电机340与被称作转移辊350的辊350连接，使其与输送带207的线性速度同步，以便能以与部件成形速度大致相同的速度或以略有不同的速度将所成形的轮胎部件放置到输送的层状材料20上。

第二台电机342与被称作从动辊352的辊352连接，它所产生的转动速度大约为第一马达340的95％。辊350、352的速度差可保证压延的部件总是附着于输送件20上，而不会将其连接在从动辊352上。

如图5-11所示，每个压延组件302都适于做快速的辊子更换。这一特征可以下述方法而部分实现：将辊筒350、352连接于一对锥形轮毂314、316上，设置一个装置322，以便彼此相对地膨胀和收缩支承压延辊所用装置304的第一端310和第二端312。如图6所示，第二端312滑动连接于装置200的支架180上，并且当启动液压缸322时，第二端312可滑动膨胀或收缩，从而可以快速取出压延辊350、352。

图9-11表示如何用一个悬吊的输送机构400将快速更换的辊对350、352输送到最初将该对辊安装到装置200的位置。将机构400降至使支承装置312的末端封闭的位置，以将压延辊350、352固定在图10所示位置。然后悬吊的机构移回到辊的集结区420，等待下一组辊对350、352，以制造不同尺寸或式样的轮胎100。

图中所示的装置200将输送的材料20支承在不锈钢环形带207上。在每一个压延组件台300上设置一个装置500，用于将多个连续的弹性轮胎部件条放置到输送材料20的至少一侧21、23上，同时输送所述输送件20，以形成叠层10A。图中所示的放置装置是一个位于不锈钢带207下面的夹紧辊502。由夹紧辊502在带207和输送件20及输送辊350之间施加局部压力，由输送辊输送成形的轮胎部件。由此所施加的压力使所述部件附着于输送件20上，并使该部件从输送辊上松脱开。

参见图2A，可以看出，当把一个肩形条加到衬里50上时，在衬里50是以卷材211的形式供应的输送件20时，需要重新定向材料20，以使衬里材料50的第二侧52可用于接收轮胎部件。据信，以下述方式实现这一目的最为理想：将叠层10A转移至第二输送装置215，然后按上文所述方法成形并放置所述部件，接着在一组辊子216上将叠层10A从第二输送装置215上揭下，并将其缠绕到辊210上或将其切割至理想的组件长度，以便在一个或几个轮胎生产台上将其立即组装成圆筒形组件10。

上述成形轮胎部件并将其放置到输送组件上的方法不仅提供了用于生产的更为准确的方法，还提高了各个部件的总体粘合力。通过成形并层压于输送部件上，同时加热这些部件条，可以产生远优于现有方法的粘合特性。

通过将叠层10A缠绕到辊210上或通过立即制造圆筒形轮胎外胎组件10，可防止加热的部件产生不同于在组装之后一般会冷却的各轮胎部件或载体材料20的皱缩。另外，尽管不是必须，但可将载体材料20加热至接近所述部件的温度。通过利用在所述装置上成型的衬里部件50取代载体件20还可进一步避免与温度相关的皱缩差别。在一个实施方案中，压延组件302包括一个用于加热压延辊350、352的装置333或一个用于冷却压延辊的装置334。用于加热的装置333具有一个加热元件335，而用于冷却的装置334具有一个冷却元件336。如图8所示，装置333、334通过轮毂314或316上的孔337进入。所使用的每一个装置333或334可以加热或冷却辊350、352的内表面，使用这一装置可以在加工材料时更有效地放置。

据信，所披露并要求保护的方法和装置200是轮胎制造技术的一个显著进步。按照本文及相关申请制造的轮胎具有良好的抗爆裂强度，同时具有优良的制造均匀特性。

Claims (36)

1．一种由适用于生产充气轮胎外胎之组件的非加强型未硫化的轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征在于以下步骤：

提供一个可以同时成形、定位、连接和输送多个连续弹性轮胎部件条的装置，将每个部件成形为预定的截面形状；和

启动所述装置，同时成形、定位所述多个连续的弹性轮胎部件条，并在所述轮胎部件条的输送过程中将所成形的轮胎部件条彼此连接在一起，由此制成适用于生产轮胎组件的非加强型轮胎部件的叠层。

2．如权利要求1的方法，其特征还在于以下步骤：

提供一个线性运动的连续片材，该片材是一个载体件，所述连续的弹性轮胎部件条连接在它上面。

3．如权利要求2的方法，其特征在于所述载体件是未硫化衬里材料的连续片材。

4．如权利要求2的方法，其特征在于所述载体件不构成成品轮胎的一部分。

5．如权利要求1的方法，其特征在于所述多个轮胎部件选自下列一组部件：衬里、肩形橡胶条、胎圈包布、侧壁、插入件、白色胎壁条和一个压边盖条。

6．一种用于制造非加强型轮胎部件叠层并由该叠层生产轮胎组件的方法，该方法的特征在于以下步骤：

将具有宽度(W_C)的载体件用作其本身及其它作线性运动的轮胎部件的输送条，所述其它轮胎部件是连续成形的并连接于所述载体件上，当该载体件沿其输送路径运动时形成宽度为(W)的叠层；

然后将所述叠层切成预定长度的段，每一段有一对末端，相应的切口沿一个通过该叠层整个宽度的切割路径；

然后将一个切割段的两端拼接在一起，以形成圆筒形的轮胎组件。

7．一种由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征在于以下步骤：

输送一种载体材料，该载体材料是由具有宽度(W_C)的弹性材料制成，宽度(W_C)的取向垂直于输送方向；

形成多个连续的弹性轮胎部件条，将该轮胎部件条成形为具有预定的截面，与此同时在所述载体材料和预先连接的部件被输送时将所述多个连续的轮胎部件条连接到该载体材料或另一预先连接的部件上，以制成具有宽度(W)的叠层。

8．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

通过将所述叠层直接缠绕在一个辊子上来张紧所述叠层；和

当将预定长度的叠层缠绕于所述辊子上时，平行于宽度(W)地切割所述叠层。

9．如权利要求8的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

在形成所述多个连续的弹性轮胎部件条的同时形成所述载体件。

10．如权利要求8的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

将所述叠层切割至预定长度；和

将所述叠层放置到一个轮胎生产鼓上，以便由该叠层制成未硫化的圆筒形胎体组件。

11．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，所述放置多个连续的轮胎部件条的步骤包括将输送件压在成型的轮胎部件条上、从而将所述部件连接在输送件上的步骤。

12．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，所述成形至少一个连续的轮胎部件条的步骤包括压延所述一个或几个部件的步骤：

13．如权利要求12的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，所述连续轮胎部件条的成形步骤包括在沿输送件的间隔位置压延多个具有不同预定截面的连续轮胎部件条的步骤。

14．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

将所述连续的轮胎部件条压合到被输送的载体件上。

15．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

对输送的载体件的横向边缘进位定位；和

将所述连续的轮胎部件条相对于所述横向边缘定位在预定位置。

16．如权利要求12的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

挤压弹性材料，以形成至少一个连续的轮胎部件条；和

将挤压的材料流送入决定所述轮胎部件截面形状的压延辊中。

17．如权利要求16的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

将所述挤压材料分成两股引入压延辊中，由压延辊将每股输入的材料流成形为具有不同截面形状的轮胎部件。

18．如权利要求17的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

计量所挤出的材料流，对该材料流加以控制，以保持在每个压延组件中有足够量的挤压材料。

19．如权利要求7的由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的方法，该方法的特征还在于以下步骤：

在把所述叠层缠绕到一个辊子上之前，将一个隔离衬里加到该叠层的一个侧面上。

20．一种由适用于充气轮胎的非加强型轮胎部件的组件制造叠层的装置，该装置的特征在于：

一个用于输送轮胎部件组件的装置，使该组件的宽度垂直于输送方向；

一个用于成形多个连续的弹性轮胎部件条的装置，所述轮胎部件条具有预定的截面形状；和

一个用于当所述组件被线性输送而且所述连续的轮胎部件条被成形时将每一个成形的连续轮胎部件条加到所述组件的一个或几个部件上的装置，由此制成叠层。

21．如权利要求20的装置，该装置的特征还在于：

一个用于将所述叠层张紧并缠绕到一个辊子上的装置。

22．如权利要求20的装置，其特征在于所述成形装置是多个压延组件，每个组件有两个压延辊和一个用于将加工过的弹性材料输送至两个压延辊之间的辊隙的装置。

23．如权利要求20的装置，其特征在于所述压延组件具有一个用于将加工过的弹性材料横向定位于所述压延辊之间的一个预定横向位置的装置。

24．如权利要求22的装置，其特征在于所述用以输送加工过的弹性材料的压延组件装置包括至少一个挤压机。

25．如权利要求22的装置，其特征在于每个压延辊至少有一个具有一个或几个部件成形凹槽的辊，每个凹槽相对输送装置横向定位于预定位置。

26．如权利要求25的装置，其特征在于所述输送装置是一个不可延伸的环形带。

27．如权利要求26的装置，其特征在于所述带是由不锈钢制成。

28．如权利要求15的装置，其特征在于所述装置包括两个或两个以上压延机，每个压延机具有一个向压延辊供应加工过的弹性材料的挤压机。

29．如权利要求29的装置，其特征在于所述装置包括至少一个压延机，它具有两个用于驱动所述辊的独立的变速电机，分别由一个电机驱动一个辊，所述转移是相对被输送载体件之线性运动的同步转动。

30．如权利要求15的装置，其特征还在于它具有一个压合机构，该压合机构将所述载体件粘附于输送该载体件的所述装置上。

31．如权利要求24的装置，其特征在于所述输送装置包括一个不锈钢带。

32．如权利要求24的装置，其特征还在于它具有直接位于所述输送机和每一个转移压延辊下方的夹紧辊，由该夹紧辊施压，以便将所述橡胶部件从转移压延辊转移到载体件上。

33．如权利要求15的装置，其特征还在于它具有一个用于加热压延辊的装置。

34．如权利要求15的装置，其特征还在于它具有一个冷却所述压延辊的装置。

35．如权利要求15的装置，其特征在于所述载体件是一个衬里部件。

36．如权利要求35的装置，其特征在于所述载体件是由所述用于成型多个连续轮胎部件条的装置之一在上述装置上成形的。

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