CN1233554A - 装配鼓轮和轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造轮胎的可径向扩张的装配鼓轮(1)。它具有一个安装在一根中心轴(2)上的鼓轮体(10),该鼓轮体为要装配的产品提供一个安放表面(3)。该鼓轮体端部的直径不相同。所述鼓轮还包括一个可以盖住该安放表面(3)的直径较小的一端的可收缩装置(31)和使该鼓轮(1)扩张至二个独立的扩张位置的扩张装置(17,56,57)

Description

装配鼓轮和轮胎的制造方法

本发明涉及一种轮胎的制造方法和一种使该方法的使用成为可能的可径向扩张的装配鼓轮。

具体地说，本发明涉及一种轮胎的制造，该轮胎包括一个胎体加强体，和在每一个轮轮缘中的至少一根加强轮胎钢丝，在该轮胎内部，该胎体加强件形成一个卷起部分，并且该轮胎的二个轮缘直径不同。

制造这种形式的轮胎需要使用一种装配鼓轮，该鼓轮本身提供安放不同直径的轮缘部位。然而，要适应不同直径的这个要求，在控制所生产的轮胎质量和可靠性方面会带来一些生产问题和困难。

对于轮胎的质量和可靠性，重要的是要将该胎体加强件的各种组成部件(例如线网层等)根据基几何形状均匀地放置在该鼓轮上；并从而在产品中实现定中心和分布张力。这在轮缘安放部位的直径不相同的鼓轮上似乎特别难做到。但是，缓慢地和小心地用于来放置不同的产品可以克服这些困难。显然，这种解决方法对工业化生产是不适用的。

另外，在轮轮缘中制造该胎体加强件的卷起部分需要在该胎体加强件围绕着转动着一些点上拉伸该胎体加强件，这要在二个直径不同的部位同时来完成是比较困难的。

本发明旨在解决这些问题。

根据本发明，该装配鼓轮具有一个安装在一根中心轴上的鼓轮体，该鼓轮体为要装配的产品提供一个安放表面，并且鼓轮体端部的直径不相同。该鼓轮包括一个可以盖住安放表面较小直径的端部的可收缩装置，和使该鼓轮扩张至二个独立的扩张位置的扩张装置。

当需要时，该可收缩装置可以形成一个用于安放产品的、基本上为圆柱形的整个表面；由于该鼓轮有二个扩张位置，该扩张装置可以在直径不同的每个部位上拉伸产品。

本发明还涉及一种制造轮胎的方法，它包括下列步骤：

-使用具有不同直径的端部的第一表面；

-向着所述第一表面移动一个第二表面，该第二表面的直径与该第一表面的直径较大的端部的直径大致相同，以便盖住该第一表面的直径较小的端部，并形成一个基本上为圆柱形的整个安放表面；

-将一个胎体加强件放置在所述的整个安放表面上；

-分别将一个金属或橡胶制的圆环形部件放置在该胎体加强件的每个端部部上；

-使该第二表面缩回以及使该第一个表面扩张；

-分别围绕着相应的圆环形部件使该胎体加强件的每个端部卷起来。

该第一表面的扩张最好大于或等于在所述第一表面的二个端部之间存在的直径差。

通过结合附图阅读本发明的一个实施例，本发明的其他特点和优点将会清楚，其中：

图1为根据本发明的一个鼓轮的部分截面透视图；

图2为在三种不同形态下的图1所示的鼓轮的轴向截面图：上部是鼓轮缩回，套管前进的位置；下右方是鼓轮在中间位置；下左方是鼓轮在扩张位置；

图3为沿图2的Ⅲ-Ⅲ线所截取的鼓轮的径向截面；

图4为图3所示的动力气缸的示意图；

图5A-5F为表示该鼓轮的隆起部分的一个凸轮不同工作阶段的径向截面的示意图；

图6A-6H为表示根据本发明的轮胎制造的不同阶段的部分轴向截面的示意图；

根据图1，可径向扩张的装配鼓轮1包括一个鼓轮体10，鼓轮体安装在一根中心轴2上并提供一个用于安放要装配的产品的表面3。

该鼓轮10包括二个可在该中心轴2上沿轴线方向移动的半圆柱体11和13，以便调节要制造的轮胎的轮胎钢丝之间的间隔。该二个半圆柱体11和13由一个相对于中心轴2轴向固定的中心隆起部分12隔开。

半圆柱体11和13以及隆起部分12由若干扇形体41、43和42组成，它们分别围绕中心轴2沿圆周方向并到配置，扇形体41、42和43是排列在一直线上的。为了保证鼓轮体10的协调一致，每一个扇形体41和43都通过一根杆14与相对的扇形体42连接。该杆14穿过扇形体42，其端部分别可滑动地安装在扇形体41和43的孔15中。

为了使鼓轮1达到其扩张位置，扇形体41、42、43在分别位于所述扇形体41和43下面的两个扩张腔17的作用下可以沿径向方向运动，扩张腔17可以膨胀。在它们径向运动时，扇形体41和43通过杆14带动隆起部分12的扇形体42一起运动。

平板5由图中没有示出的螺钉固定在隆起部分12的扇形体42上。为了不论上述半圆柱体的轴向位置如何，保证要装配的产品在隆起部分12和半圆柱体11以及13之间的连续性，这些平板5至少部分地盖住扇形体41和43。隆起部分12还可在鼓轮1径向扩张时保证平板5的轴向固定。

扇形体41和43的朝向鼓轮1外侧的侧端面上带有支承件6和7，支承件6和7分别带有用于安放轮胎的轮胎钢丝的槽18和19。这些安放槽18和19的直径不相同，在这个例子中，槽19的直径最小，这就有可能制造一种不对称的轮胎，即轮胎的二个轮缘直径不相同的轮胎。

这样，要装配的产品的安放表面3由平板5的一组外表面、扇形体41和43的没有被所述平板盖住的区域以及支承件6和7的外表面组成。

在本说明书中，术语“指形件”应理解为表示一个小截面的轮廓。

这里所述例子中所选择的鼓轮1可以制造一种不对称的轮胎，在该轮胎中，每一个轮缘中的胎体加强件的卷起部分排列在轮胎钢丝和该胎体加强件本身之间。这样，该鼓轮1在分别由支承件6和7的外表面组成的上述安放表面3的每个端部带有一个提升装置20。下面将说明一个单一的提升装置，它是位于图中平面P左边的一个提升装置。第二个提升装置与它相同，只不过与相应的槽直径对应，它的直径较小。

提升装置20包括若干矩形截面的提升指形件22，这些指形件围绕着该中心轴2沿圆周分布并沿径向方向延伸。

相对于鼓轮1的中心，这些提升指形件22离安放槽18一个短距离地轴向布置在安放槽18的外侧，并且分别为要装配的产品提供一个支承表面221。指形件22分别安装成在扇形体41上作径向移动，所述指形件22在鼓轮1作扩张运动时与扇形体41成为一个整体。

这样，这些提升指形件22可以向着鼓轮1的外侧、从一个静止位置沿径向方向移动至一个展开的位置。在该静止位置时，支承表面221构成上述安放表面3的延伸部分；而在该展开位置时，该支承表面221构成一个直径比表面3的直径大的、与上述中心轴2同轴的圆柱形表面。因此，这些提升指形件22为要装配的产品提供了若干不连续的、并沿圆周方向分布的支承表面221。

因此，在展开位置时，放置在该支承表面221上的产品的端部区域从放置在该安放表面3上的所述产品的中心部分升高。

位于鼓轮1的径向外侧的提升指形件22的自由端最好由一个可自由转动地安装在一个销子上并带有支承表面221的滚子28构成。所述滚子28可以避免该提升指形件22展开时在被升高的产品中产生应力，从而保证在该状态下该指形件与产品之间为“滚动”接触。

每一个指形件22均在相应的支承件6上挖空形成的一个槽60内滑动。更精确地说，相对于安放槽18位于鼓轮1的外侧的每个支承件6的自由端在与半径垂直的平面内形成一个U形截面，该U形截面的二个臂沿轴向方向延伸。当放置产品时，其端部搁置在该支承表面221上，该提升指形件22处在静止状态下，这种结构可为所述的产品端部提供一个完全围绕着表面221延伸的安放表面。因此，这些产品的端部也被支承件6的端部61的U形外表面62支承，这可使该产品在鼓轮1上得到正确的定位。

在鼓轮1上的每一个提升指形件22的沿径向的内端带有一个轴向延伸部分222。每一个延伸部分222是位于所述指形件的一个驱动动力气缸23上，该动力气缸23则放置在相应的扇形体42的一个孔中。

提升指形件22的径向移动受到该驱动动力气缸23行程的限制，而所述指形件相对于鼓轮体10的轴向定位可由形成在延伸部分222上的孔26调整。动力气缸23上的固定螺钉通过该孔6

为了保证该提升指形件22回复至静止位置，一条弹性回复带27环绕着该组轴向延伸部分222。

此外，鼓轮1还带有一个可收缩装置30。该装置30可以盖住安放表面直径较小的端部，即由支承件7组成的端部。该可收缩的装置30包括一个套管31，其直径与平板5的外表面的直径基本上相同，并且安装成可在图1所示的缩回位置和图2中相对于轴向平面C的上部所示的盖住该支承件7的位置之间相对于中心轴2移动。显然，套管31的存在可以将产品放置在一个基本上为圆柱形的整个表面上，从而可与产品的几何形状和放置所述产品时的张紧情况相适应。在以下的说明中还可以看出，在轮胎的轮缘具有二个直径的情况下，该缩回位置怎样保持这个特性。

该套管31由安装在中心轴2上的一个支承件32支承。该支承件32包括一个与中心轴2同心的第一外圆环33，当该套管31在缩回位置时，该第一外圆环33盖住套管31，套管31可以滑入在该第一外圆环33和第二内圆环37之间形成的槽中。

也是与中心轴2同心的第二内圆环37放置在该支承件32朝向鼓轮体10的侧向端部上，便于套管31的导向。

在该支承件32与鼓轮体10相对的侧向端部，该支承件32具有一个与中心轴2同心的环形腔38，通过杆39与套管31连接的活塞381在该腔内作轴向滑动，驱动该套管31。每一个杆39通过将它安装在与该套管31成为一体的一个轴承40上而与该套管31连接，并保证套管移动的导向。该杆39还可以由一个马达装置驱动运动。

另外，鼓轮1具有一个使其扩张至二个不同的扩张位置的扩张装置。当然，扩张装置包括上述的扩张腔17。

扩张装置还包括二个与中心轴2同轴的控制隆起部分56和57。该隆起部分56和57可在中心轴2上回转，它们在轴向方向位于鼓轮1的鼓轮体的外侧，靠近分别由鼓轮体10的扇形体6和7构成的每个端部。可以使用单一一个隆起部分，但是最好是选择使用二个隆起部分，以便保证鼓轮的两个端部扩张能很好地同步。

另外，每一个隆起部分56、57安装成在安装在中心轴2上并与中心轴2成为一整体的支承圆环上转动。基本上为了紧凑起见，与隆起部分57相应的支承圆环由上述第二个内圆环37构成，该内圆环37具有与隆起部分57配合的一个内部圆柱形肩部372。隆起部分56安装在一个支承圆环36上，该圆环36对称地具有一个肩部362。

每一个扇形体6(7)具有一个卡爪63(73)，它卡入在控制隆起部分56(57)上的一个凸轮561(571)中，并与沿着径向方向定位和形成在支承圆环36(37)上的孔361(371)啮合，如图3所示。

鼓轮1所能达到的扩张位置取决于所述隆起部分56(57)的角向位置。实际上，根据隆起部分56(57)的转动，因而也是根据其角向位置和凸轮561(571)的角向位置，卡爪63(73)具有不同的径向定位范围，因而就限制了鼓轮1的径向扩张。孔361(371)用于保证卡爪63(73)沿半径方向的导向，因而也是扇形体41(43)沿半径方向的导向。

隆起部分56和57的转动及其角向位置的控制由动力气缸操作。这些气缸是相同的，因此，只对图4所示的动力气缸70在不是其稳定位置之一的任何一个位置进行说明。

动力气缸70包括由一侧的挡块711和711’及另一侧的挡块713和713’限定的二个腔。动力气缸70还包括一个具有一个端部挡块701’的滑动活塞701，以及一个在该活塞701内滑动、带有与挡块713和713’相互作用的端部702’的活塞杆702。活塞701还其有一个与挡块711相互作用的中间挡块712，挡块701’与挡块702’相互作用。

因此，动力气缸70的腔被分隔成不同的分隔间，这些分隔间通过一个气体供应孔被分别通入气体：

-在固定挡块711和中间挡块712之间形成的分隔间731通过孔721通入气体；

-在中间挡块712和端部702’之间形成的分隔间732通过孔722通入气体；

-而在端部702’和固定挡块713之间形成的分隔间733通过孔723通入气体。

这样，动力气缸70具有与隆起部分56的三个角向位置相对应的三个可能的位置：

-第一是回程位置，在该位置，动力气缸70通过单一的孔721通入气体，端部702’与固定挡块713和端部挡块701’接触，这个位置对应于图5A和5B所示的隆起部分56的位置。

-第二是中间位置，在该位置，动力气缸70通过孔721和723通入气体，端部702’与固定挡块713’和端部挡块701’接触。动力气缸70腔中的气体压力差使得当端部701’靠着端部702’时，端部702’仍保持与固定挡块713’接触。这个位置对应于图5C和5D所示的隆起部分56的位置。

-最后是输出位置，在该位置，动力气缸70通过单一的孔722通入气体，端部702’与固定挡块713接触，而挡块712与固定挡块711接触。这个位置对应于图5E和5F所示的隆起部分56位置。

图5A至5F表示凸轮561的形状，它象一个Z字形，二个凸轮561和571是相同的，但卡爪63的位置可能不同：

-图5A对应于鼓轮1的缩回位置，如图2的顶部所示那样。

-图5B、5C、5D和5E对应于鼓轮1的第一个扩张位置，它称为“中间位置”，如图2中下部右方所示那样。

-图5F对应于鼓轮1的最大扩张位置，它称为“扩张位置”，如图2下部左方所示那样。

隆起部分56和57的圆周位置分别由动力气缸70和71控制。也可以使用马达驱动进行工作。

下面将参照图6A-6H和图5A-5F来说明带有径向胎体加强件的一个客车轮胎的制造方法。该轮胎包括一个胎体加强件以及含有至少一个加强轮胎钢丝的二个直径不同的轮缘；并且在该轮胎中，该胎体加强件形成设置在该轮胎钢丝和该胎体加强件本身之间的一个卷起部分。

可以使用该方法的设备包括鼓轮1和可以沿轴向移动的、并与中心轴2同轴的轮胎钢丝导向装置50。该轮胎钢丝导向装置50分别包括一个轮胎钢丝输送圆环，该圆环具有分布在其圆周上的夹持边缘，可保证将胎线同心地绕在鼓轮1上。

开始时：

-鼓轮1处在缩回位置，扩张腔17放气；

-套管31收缩在第一个圆环33下面；

-动力气缸70(71)处在缩回位置；

-卡爪63(73)处在凸轮561(571)的最低的径向位置，如图5A所示；

-提升装置20处在静止状态，提升指形件22的支承表面221使安装表面3延伸。

当套管31移动时，鼓轮1的其他部件保持静止不动。套管31的移动由轴承40导向，它盖住支承件7，从而可以形成一个基本上为圆柱形的安放产品的整个表面。

然后放入织物线绳制的线网层，在这里所述的例子中，该线网层单独构成了在整个表面上的胎体加强件A。

再将二个成形轮廓的橡胶制品P’和P”分别放置在该胎体加强件A的侧面端部区域A’和A”上，使它们位于安放槽18和19的轴向位置的外侧。在所述的例子中，该二个成形轮廓的橡胶制品P’和P”的截面为四边形，但显然，可以使用其他的截面形状。另外，为了使成形橡胶制品P’和P”的硬度足够大，最好选择根据ASTM:D-1646标准测量的、100℃时的门尼ML(1+4)粘度大于或等于70的橡胶制品。

如图6A所示，二个成形轮廓的橡胶制品P’和P”放置在每一个提升装置20的提升指形件22的支承表面221上，以便当该指形件展开和该胎体加强件A围绕着构成相对于胎体加强件A的刚性改变点的点R’和R”卷起时，使所述成形橡胶制品倾斜。

如图6B所示，通过驱动杆39可使套管31向着上述第一个圆环33缩进。应注意的是，套管的表面应选择和/或处理成，在通过时使该胎体加强件A不粘附在所述表面上。

然而，鼓轮1进入中间位置，如图6C所示。这时，支承件7可以较小的张力与该胎体加强件的端部A”接触；而在直径较大的支承件6上的端部A’处的张力较大。

为了实现鼓轮1在中间位置扩张的操作，可以进行如下过程：使扩张腔17膨胀，这将造成扇形体41、42和43沿径向方向移动；同时，在凸轮561(571)的孔361(371)中导向的卡爪63(73)移动至图5B所示的极限位置。卡爪63(73)的固定使鼓轮体10的扇形体的运动停止，从而确定了鼓轮的中间位置。

通过孔721和723将流体供应到动力气缸70(71)中，使动力气缸70(71)运动至中间位置，可使隆起部分56(57)转动至图5C所示的位置。然后，停止供气至扩张腔17，鼓轮1仍保持在中间位置，卡爪63(73)重新下降至孔361(371)中，如图5D所示。这个运动可以保持在机械部件之间的传统游隙限度内。

当鼓轮1保持在中间位置时，提升指形件22在动力气缸23的作用下展开。这样，上述二个成形轮廓的橡胶制品P’和P”升高，并围绕着点R’和R”转动；而该胎体加强件A的端部A’和A”也升高。如图6D所示，端部A’和A”不靠在任何表面上，它们是不受约束的。

装有轮胎钢丝T’和T”的轮胎钢丝导向装置50沿轴向移向该胎体加强件A，直至所述加强件的自由端分别与轮胎钢丝T’和T”接触为止，如图6E所示。在这个例子中，使用了一种“编织的轮胎钢丝，即由一个芯线形成的轮胎钢丝，股绳或线绳围绕该芯线绕成围绕该芯线转动的一层或多个层。

根据图6F，然后驱动气缸23停止进给，提升指形件22由回复带27回复至其静止位置；该胎体加强件A的端部A’和A”只支承在轮胎钢丝T’和T”上。

轮胎钢丝导向装置50的前进是与鼓轮1扩张至扩张位置同步进行的；这时，轮胎钢丝T’和T”带着该胎体加强件A的端部A’和A”一起前进，并使它们围绕着上述二个成形的轮廓的橡胶制品P’和P”形成卷起部分，如图6G所示。

一旦轮胎钢丝T’和T”处在与所需要的最终位置相应的轴向位置，则轮胎钢丝松开，并停止鼓轮达到其扩张位置的扩张运动，以使沿轴向和径向固定该轮胎钢丝的位置，随后轮胎钢丝T’(T”)和成形轮廓的橡胶制品P’(P”)被安放在安放槽18(19)中，如图6H所清楚地表示那样。

鼓轮1的第二次膨胀是通过驱动隆起部分56和57的动力气缸70和71实现的。动力气缸使它们转动，直至图5E所示的所述动力气缸的输出位置。然后，给扩张腔17供气，由于这时卡爪63(73)具有径向移动的新的自由度，因此扩张腔可以再次张开，直至达到图5F所示的、与鼓轮1的扩张位置相应的位置为止。显然，为了使鼓轮缩下去，需要充分减小扩张腔17的压力，并通过孔721给动力气缸70(71)供气以使隆起部分56和57回复至图5A所示的角向位置。

在不偏离本发明的范围的情况下，完全可以利用其他部件而不是扩张腔使鼓轮径向扩张；另外，带有使鼓轮的径向位置服从于隆起部分的圆周位置的系统的控制隆起部分不必与扩张腔的选择联系在一起。

然后放入其他部件的产品。本发明不涉及这些部件的制造。有多种制造方法可供专业技术人员使用，这就是为什么不将这种制造方面的内容列入本发明的说明中的原因。然而，应当指出，在二阶段的制造过程的情况下，必需在所谓“成品”鼓轮上设置不同直径的凸缘。

然后进行轮胎的硫化。为此，将轮胎送入在顶部具有最小直径的压制机中，为了考虑这种不对称性，所使用的压制机的上机架包括一个用于模制上轮缘的支承隆起部分，一个类似的可收缩装置装在下机架上。另外，还需指出，由于轮胎的不对称性，可以毫不困难地将轮胎放入压制机中并从模型中取出。

Claims (9)

1、一种用于制造轮胎的可径向扩张的装配鼓轮(1)，它具有一个鼓轮体(10)，该鼓轮体安装在一根中心轴(2)上并为要装配的产品提供一个安放表面(3)，鼓轮体的端部直径不同，其特征在于，该鼓轮包括一个可收缩装置(31)，它可以盖住该安放表面(3)的直径较小的端部；以及使鼓轮(1)扩张至二个独立的扩张位置的扩张装置(17,56,57)。

2、如权利要求1所述的鼓轮，其特征在于，该可收缩装置包括一个套管(31)，它安装成可相对于中心轴(2)在缩回位置和盖住该安放表面(3)的直径较小的端部的位置之间移动。

3、如权利要求1或2所述的鼓轮，其特征在于，扩张装置包括至少一个与该中心轴同心的控制隆起部分(56,57)，该隆起部分安装成可绕该中心轴(2)转动，轴向方向位于该鼓轮(1)的鼓轮体(10)的外侧并靠近该鼓轮体的一个端部；该鼓轮(1)所能达到的扩张位置取决于所述隆起部分的角向位置。

4、如权利要求3所述的鼓轮，其特征在于，该鼓轮体(10)的端部带有至少一个卡爪(63,73)，它卡入在该控制隆起部分(56,57)上的一个凸轮(561,571)中。

5、如权利要求4所述的鼓轮，其特征在于，该隆起部分(56,57)可在与该中心轴(2)同心的一个圆环(36,37)上转动，并且具有一个与该卡爪(63,73)相配合的导向槽(361,371)。

6、如权利要求3至5中任何一个所述的鼓轮，其特征在于，该控制隆起部分(57)具有该套管(31)的导向件(40)。

7、如权利要求3至6中任何一个所述的鼓轮，其特征在于，该鼓轮体(10)包括许多围绕着该中心轴(2)沿圆周并列设置的扇形体(41,43)，每个扇形体(41,43)带有一个卡爪(63,73)，它卡入在该控制隆起部分(56,57)上的一个凸轮(561,571)中。

8、一种制造轮胎的方法，其特征在于，它包括下列步骤：

-使用具有不同直径的端部的一个第一表面；

-向着所述第一表面移动一个第二表面，该第二表面的直径与该第一表面直径较大的一端的直径大致相同，以便盖住该第一表面的直径较小的一端，并形成一个基本上为圆柱形的整个安放表面；

-将一个胎体加强件放置在所述整个安放表面上；

-分别将一个金属或橡胶制的圆环形部件放置在该胎体加强件的每个端部上；

-使该第二表面缩回并使该第一表面扩张；

-分别围绕着相应的圆环形部件将该胎体加强件的每个端部卷起。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，该第一表面的扩张大于或等于所述第一表面二个端部之间的直径差。

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