CN1426885A - 轮胎部件成型方法和设备 - Google Patents

Abstract

用非硬化弹性材料成型至少两种轮胎花纹(10A)的方法，其特征在于，它包括以下的步骤：将第一花纹化合物流(25)喂送到一对砑光辊(350、352)内，辊(352)之一有第一和第二成型沟糟(356)，第一花纹化合物流在第一成型沟糟内成型；将第二花纹化合物流喂送到一对砑光辊内，第二花纹化合物流在第二成型沟糟(356)内成型，第二花纹化合物流由一个以上的、用于分离第一和第二花纹化合物流的分离装置(320)从第一种已成型的花纹化合物流中分离出来。

Description

轮胎部件成型方法和设备

技术领域

本发明涉及弹性部件成型的多种方法和设备，特别是轮胎部件成型的多种方法和设备。

发明背景

许多轮胎部件是用挤压机制造出来的。挤压机的主要功能是将混合的橡胶进行加热、塑化，然后挤压成所需的形状。挤压机由进料箱，内置在圆桶中的螺杆和夹持模板的端部组成。一些挤压机还带有多个衬垫或流道，用来将橡胶从螺杆上导向塑模开口位置。塑模开口的形状与橡胶压出物所需的形状相同。

用挤压机挤压橡胶的工艺流程，第一步是将混合后的橡胶原片或橡胶带送入给料箱。转动螺杆的螺旋片，将橡胶推入到螺杆与圆桶之间的空置位置上。橡胶沿螺杆往前传送，且在前头的螺杆压挤橡胶。当橡胶上的液压压力足够大时，橡胶就被推出塑模开口，形成近乎塑模开口形状的压出物。

为了使橡胶能平滑流过塑模开口，设置了“引出带”来将压出物从塑模中拉出来。通常情况下，引出带会将压出物拉长2％到10％。这一状况往往会在橡胶压出物中产生应力，造成令橡胶压出物收缩的趋势。这种收缩现象会在轮胎成品上造成有害的不均匀状态。

当压出物从塑模中出来并膨胀到较大的横截面积时，往往会产生“塑模膨胀”现象。所有的挤压机都会有一定程度的塑模膨胀现象，从而导致有害的轮胎不均匀状态。

压出物可以由不止一种橡胶剂料构成。要制造有两种不同剂料的压出物，往往使用双重挤压机，该挤压机装有两个圆桶，每一圆桶内都内置一根螺杆。两圆桶通常是用螺栓固定在同一夹持塑模的端部上。控制两种不同橡胶剂料之间的界面位置，所使用的是衬垫或接合杆和流道。这一界面被称为“缝”。

制成有三种剂料的压出物，所使用的是装有三个圆桶、每个圆桶内置一根螺杆的三重挤压机。类似地，制成有四种剂料的压出物用的是装有四个圆桶和四根螺杆的四重挤压机。所制成的挤压物有多少种剂料，挤压机就有多少圆桶和螺杆。

如果使用复合型流道，就可以同时从带多个塑模开口的同一模板上，制成一种以上的挤压物。同时挤压两种、三种或四种挤压物是很常见的。

一些挤压机装有一个或两个构成部分或全部的塑模开口的驱动辊。这类型的挤压机被称为单导板头或双导板头挤压机。

要挤压出均匀的橡胶部件，压出物必须在温度上升后还具备足够的强度，从而不会过度拉伸(小于10％)，或不至于撕开。

发明概述

本发明涉及：采用早先在一美国专利申请08/854,070中公开的“热成型技术”，制成所需形状的非硬化橡胶带。此项引用的专利申请，涵盖了通常用挤压机或外形砑光机制成的轮胎胎壳部件的成型和预装配工序。

本发明远远超出引用的公开内容，而包括了在同一热成型砑光台上制成的复合橡胶制成物、以及制成和预装配全系列粘度及粘附特征的橡胶聚合物的能力。该新技术允许将液体橡胶成型和预装配到其它部件上。该技术允许将一种液态或半液态的橡胶涂到另一种橡胶表层上，就如用涂料滚筒一样。该新技术使早先不能用挤压机或外形砑光机加工的极软和/或“极粘”的橡胶的使用成为可能。

在光滑的有某种轮廓的砑光辊350，352之间的“犁形装置”或320可调分隔器的使用，使在多种剂料之间的缝或界面能精确地定位在所要求的位置上。热成型系统的灵活性使获得不同类型橡胶聚合物的最佳加工条件成为可能。

参照图2，可以用使用该技术制成轮胎花纹部分10A来作为例子。虽然在图2中整个横截面的形状是对称的，但单独的剂料的形状是不对称的。

使用该技术对不同剂料区域的数量和形状没有限制。该技术对各化合物区域以及整个部件的尺寸控制，比已知的挤压技术明显地更好。

附图简述

图1所示为本发明的设备200的实施例之一的透视图。

图2所示为能够用本发明的设备200制成的轮胎胎面10A的横截面图。

图3所示为能够用本发明的设备200制成的轮胎侧壁10B的横截面图。

图4为一砑光机302的俯视图，砑光机302的一部分用截面图示出。

图5为砑光机302的透视图，展示辊350上的成型沟槽356。

定义

“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎回转轴的直线或方向。

“胎体”是指，轮胎多层胶料的非硬化层压橡胶，及其它切割成适当长度以接制成圆柱形或环形的、或已经接制成圆柱形或环形的轮胎部件。在胎体经硬化做成模制轮胎之前，可能有附加部件加入胎体之中。

“外胎”是指除胎面之外的轮胎胎体和辅助轮胎部件。

“圆周的”是指沿垂直于轴向的环形胎面的表面周缘伸展的直线或方向。

“赤道平面”是指：垂直于轮胎回转轴并穿过其胎面中心的平面。

“横向”是指轴向。

“径向”和“径向地”是指沿半径朝向或离开轮胎回转轴的方向。

“径向帘布层轮胎”是指一种束带充气轮胎或沿圆周受限制的充气轮胎，其中从胎缘延伸到胎缘的帘布层帘线是以相对于轮胎的赤道平面的65°到90°的帘线角设置。

“侧壁”是指在胎面和胎缘之间的轮胎部分。

“胎面”是指一橡胶或弹性部件，当粘合到胎体上时，它包括在轮胎正常充气并在正常负荷下时与路面接触的轮胎部分。优选实施例详述

本发明涉及：采用早先在一美国专利申请中公开的“热成型技术”(专利申请的标题为：《制造轮胎层压橡胶和使轮胎胎体组件成型的方法和设备》；给定的序列号为08/854,070)，制成所需形状的非硬化橡胶带。此项引用的专利申请，涵盖了通常用挤压机或外形砑光机制成的轮胎胎体部件的成型和预装配工序。

本发明远远超出引用的公开内容，而包括了在同一热成型砑光台上制成的复合橡胶制成物、以及制成和预装配全系列粘度及粘附特征的橡胶聚合物的能力。该新技术允许将液体橡胶定形和预装配到其它部件上。该技术允许将一种液态或半液态的橡胶涂到另一种橡胶表层上，就如用涂料滚筒一样。该新技术使早先不能用挤压机或外形砑光机加工的极软和/或“极粘”的橡胶的使用成为可能。

图1展示的实用范例，是一台制成充气轮胎弹性橡胶带10的成型设备200。通过论述弹性橡胶带10，将设备200和替代使用设备200的方法予以公开。

如图2所示，在本发明的一实施例中，弹性橡胶带10A是由多种剂料组成的轮胎胎面(用标号10A表示)。虽然图2中整个横截面形状是对称的，但单种剂料的形状是不对称的。当然本发明不要求单个独种剂料的形状一定要不对称。剂料A可以是一种低迟滞、高粘度的基础剂料。剂料B可以是适用于轮胎内侧的低迟滞、高散热度剂料。剂料C应是特别为印痕中心设计的。剂料D应是特别适用于轮胎外侧的。剂料E和F应是抗磨损的，以增长花纹磨损寿命，和在干湿路面有牵引能力的。简而言之，这些剂料A，B，C，D，E和F能够做成各种尺寸、形状和颜色，并能够有所需的粘度、粘附特征以及其它性能特征。这为轮胎设计者带来了极大的设计灵活性。

如图3所示，在本发明的另一实施例中，弹性橡胶带10为也是用多种剂料制成的轮胎侧壁(用引用号码10B表示)。同样，多种剂料1，2，3，4，5，6能够做成各种尺寸、形状和颜色，并能具有所需的粘度、粘附特征以及其它性能特征。

应指明的是，所有做成部件的剂料都是长度基本相同的带状材料。如图2-3所示，每种剂料都在横向上彼此精确定位。

如图1所示，弹性橡胶带10在制造过程中可以卷成不间断的卷210。然后，弹性橡胶带10在预装配状态下以大卷210的形式贮存，当大卷210送到轮胎制造厂时，被切割成长度精确的段。如图所示，大卷210用马达209驱动，以便将弹性橡胶带10绕成大卷210。

在描述弹性橡胶带10之后，现参照图1，对用于制成弹性橡胶带10的独特设备200进行描述。设备200包括至少一个砑光装配台300，砑光装配台300将弹性橡胶带10铺到可能包含一条传送带207的传送装置204上。或者，砑光装配台300可以将弹性橡胶带10铺到一条先前已经制成的、并已铺到传送装置204表面上的弹性橡胶带10上。用这样的方法，就可以制成一条有竖向层叠带(如图2中所示的胎面10A)的轮胎部件。应指明的是，每条竖向层叠带10(可以包括多种横向上是邻接的、但特性各不相同的剂料)需要有独立的砑光装配台300。因此，图2中的花纹10A就需要三台独立的砑光组件台300。第一砑光组件台300用剂料A制成基础材料。下一条竖向层叠带或排(包括三种剂料B、C、D)在第二砑光组件台300上制成。类似地，上层带(包括剂料E和F)可以在第三砑光组件台300上制成。

传送装置204可以有两个连接到刚性框架180上的大旋转鼓轮205。绕到鼓轮205上的传送带207最好是不可伸展的并且是用不锈钢材料制成。设备200的输出端有用调速马达205A驱动的旋转鼓轮205。传送装置204以预定的速度经过砑光组件台300。传送带207之下为装置600，用于横向定位和引导传送带207。

砑光组件台300既可单独使用，也可与其它砑光组件台300一起联合使用，以制成上述的弹性橡胶带10。用作轮胎部件的胶带10各有预定的横截面形状(如图5中所示)，该横截面形状由至少一个成型沟槽356形成，成型沟槽356用机器加工到砑光辊350，352的其中之一上。

图4展示了砑光组件302的详图。除了砑光辊对350、352之外，各砑光组件302基本上与下一个或相邻的砑光组件台相同。各砑光组件台302包括进料装置360，用于将加工过的弹性胶料25传送(或喂进)到两个砑光辊350、352的夹子354中，夹子354位于两砑光辊之间。如图所示，进料装置360为挤压机360。各砑光组件台300包括至少一台挤压机360，但也可以包括多重挤压机360。例如，要制成如图2所示的胎面10A的中间一行，必须使用三台挤压机360：一台用于送进剂料A，一台用于进剂料B，而第三台用于进剂料C。在另一方面，单台挤压机360可以将两条材料流25喂进一单台砑光组件台内，材料流25被带入在砑光辊350、352其中之一上的成型沟糟356中。须指明的是，采用无需带挤压端部的挤压机360，意味着可以在大大低于现有技术中所采用温度的温度下制成弹性橡胶带10。为使挤压机360能够自动运行，必须提供一种装置362以探测和量度送到砑光机中的挤压物流25。

再参照图1，砑光组件302包括了横向定位装置320(亦称分离装置320)，用于将弹性材料25定位到预定的位于砑光辊350、352的上方横向位置上。首选的横向定位装置320被称为犁状装置320。至少一对的犁状装置320横向地定位在，每对砑光辊350、352之上的径向预定位置上。每个犁状装置320都有两个刚性组件324，做成某种外形以便精确地固定在两个辊的上方和中间。犁状刚性组件324可以横向地邻靠成型沟糟356的一横向端部放置，该沟糟位于一个或两个砑光辊350、352之上。然而，须指明的是，犁状装置320还可以安放在成型沟糟356的中间位置。如果这样，当第一种剂料从犁状装置320的一旁喂进、第二种剂料从犁状装置320的另一旁喂进的时候，第一和第二种剂料通过犁状装置320之外的夹子354时，第一和第二种剂料在从辊上移走之前会横向地结合在一起。因此，在平滑、有某种外形的砑光辊之间装上犁状装置320(或可调分离器)，就可以将各剂料之间的缝或界面精确地定位到所需的位置上。犁状装置320在防止溢出的砑光材料不在传送装置204上成型和粘附在传送装置204之上的同时，还可以确保和提供横向支撑作用。

成型沟糟356部件的横向位置，精确地相对于传送带207定位。这确保了每个部件在其成型时，相对于传送装置204以及相对于先前成型和附加的部件，对准并固定。精确的横向定位，可以确保每个部件都能适当定位，获得最小的材料变化，同时还可以减少在现有装配工艺中由于公差变化所带来的各部件的尺寸差异。

如图4所示，各砑光组件302均带有两根砑光辊350、352，一根是传送辊350，另一根是从动辊352。各砑光组件302都包括用于支承辊的装置304。各砑光组件302至少带一台——最好两台马达340、342。

上述热成型法的灵活性在于获得不同类型的橡胶聚合物的最佳加工条件成为可能。使用该技术对不同剂料区域的数量和形状没有限制。该技术对各剂料区域以及整个部件的尺寸控制，比已知的挤压技术明显地更好。

现已参照优选实施例对本发明作了描述。很明显，在阅读和理解本技术规格之后，人们会对其它的发明进行修改和更改。这种修改和更改皆列入所附的权利要求或其等同物的范围内。

Claims (3)

1.用非硬化弹性材料成型至少两种轮胎花纹(10A)的方法，其特征在于，它包括以下的步骤：

将第一花纹化合物流(25)喂送到一对砑光辊(350、352)内，辊(352)之一有第一和第二成型沟糟(356)，第一花纹化合物流在第一成型沟糟内成型；

将第二花纹化合物流喂送到一对砑光辊内，第二花纹化合物流在第二成型沟糟(356)内成型，第二花纹化合物流由一个以上的、用于分离第一和第二花纹化合物流的分离装置(320)从第一种已成型的花纹化合物流中分离出来。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二花纹化合物流由单个进料装置(360)供给。

3.用非硬化弹性材料流同时成型至少两种轮胎花纹(10A)的设备(200)，其特征在于，

第一和第二砑光辊(350、352)有夹子(354)，辊(352)之一有第一和第二用于成型第一和第二花纹的成型沟糟(356)；

进料装置(360)，用于选择性地同时喂送第一和第二种非硬化弹性橡胶材料(25)至第一和第二砑光辊；

横向定位装置(320)，用于将第一和第二种非硬化弹性材料流定位在第一和第二砑光辊上方的预定横向位置上，使第一和第二非硬化弹性材料得以相应地进入第一和第二成型沟糟；

传送装置(204)，用于将第一和第二花纹从第一和第二辊上传送出去。

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