CN1676313A - 轮胎所用的胎圈构造方法与设备 - Google Patents

Abstract

一种用于制造环状轮胎构件例如轮胎胎圈的方法与设备，包括：定位环形支承件；将喷嘴放置成与环形支承件处于干涉关系；以及同时通过喷嘴将呈适当流体状态的弹性体带束层构件材料的连续流，以及位于流内的连续长度的至少一条线构件按照预定胎圈构型喷射至环形支承件上。胎圈构型至少部分地由喷嘴喷射口中的离隙和在其上形成胎圈的环形支承件限定。转动环形支承件可与同时喷射弹性体构件和线构件联同进行以便形成环状胎圈结构。可以通过这种方法与设备来构造具有所需胎圈构型和定位的轮胎。

Description

轮胎所用的胎圈构造方法与设备

技术领域

本发明涉及一种用于构造轮胎所用的环状构件的方法与设备，尤其涉及成型于转动式环形型撑上的轮胎用的环状胎圈构件的构造。

背景技术

通过顺序地将轮胎构件材料层压于转动式环形型撑或芯轴上而成型轮胎的技术在本领域内众所周知。按照这种层压方式施加到型撑上的构件可以包括轮胎胎圈，其包括由帘布包裹并且形状适于与作为基底的橡胶轮辋相配的环状伸张层。在一些现有技术中，通过层压作为基底的橡胶条，以及随后施加单缠绕股的线/缆线、第二橡胶层等等直至完成适当数量的胎圈股为止，从而将轮胎胎圈成型于转动式环上。

尽管在环形型撑上成型轮胎的层压方法是对其它替代方法的改进并且已被广泛接受，但是这种成型过程仍保留有若干缺点，这就阻碍了这种方法成为满足所有工业需求的解决方案。首先，层压成型技术需要将包括胎圈结构在内的每个轮胎构件预制成实心带。通常，这些带需要盘存，这就进一步增加了这个过程的成本。长期存储这些带还可能引起材料性能特征的老化，并对由其制成的轮胎的质量产生不利影响。而且，使得预制胎圈带在型撑上成层的过程费力且较慢，从而增加了产品的制造成本。另外，在层压过程中，缆线的安置和定位并未得到仔细控制，因而最终得到的胎圈结构可能会遭受在内层与外层的界限之内的缆线未对准的问题。因而，遭受缆线错位问题的轮胎的性能或质量可能就会因此受到损害。此外，依据现有技术，利用将各层顺序地层压于型撑上而成型胎圈的过程所需要的时间相当长，因而不合时宜地增加了轮胎制造的总成本。

发明内容

为了能够构造包括弹性体构件和线型构件(金属或其它材料)的轮胎构件，如胎圈结构，本发明将两种材料同时施加于转动式环形支承件或型撑上。在高温下利用弹性体构件材料增压的喷嘴放置成与转动式环支承件处于干涉关系。根据本发明的一个方面，喷嘴在施加点处带有离隙以便使得正在施加于环上的橡胶的轮廓在多个侧上由喷嘴喷出点的离隙决定，而在其它侧上由环的表面决定。穿过相同喷嘴的第二条路径用于送进线型材料的一个或多个股以便同时施加橡胶和股，从而构造轮胎胎圈构件。所喷出的弹性体构件和线构件可以施加于环上的预施加弹性体层上。依据本发明的另一个方面，公开了一种方法，包括以下步骤，将喷嘴放置于环形支承件或型撑的干涉位置上，放置并同时通过喷嘴将基本上呈半固态的弹性体构件的足够长的流，以及位于流内优选位置处的足够长的至少一条线构件按照预定胎圈构型喷射至环上。依据本发明的另一个方面，通过按照前文所概述的方式同时喷射弹性体和缆线构件，而将一种胎圈构件顺序地构造于环支承件上。

附图说明

以下将通过实例并参看附图对本发明进行描述，其中：

图1为依据本发明的部分以环形支承件的剖视图示出的透视图，其中环状构件施加于该环形支承件上；

图2为环形支承件的剖视图，示出了按照与其成干涉关系放置的喷嘴；

图3为依据本发明构制的喷嘴的放大透视图；以及

图4为部分以喷嘴的剖视图示出的前透视图，示出了喷嘴施加点处的离隙构型。

具体实施方式

首先参看图1和2，示出了一种轮胎成型设备10，其基本上包括转动式环支承件12、轴向枢轴传动轴14和胎圈构件喷射组件16。转动式支承件12，本文中也称作型撑，其包括沿着环形边缘20、22联接于中心毂24上的环形轮胎成形表面18。支承件12可以由任何工业上常见的适用材料如钢形成。支承件12可以具有整体、固定式几何构造，或者可以包括多个段，这些段在轮胎成型周期过程中压溃或者发生其它方式的相对运动以便改变支承件的几何形状。在轮胎成型过程中，传动轴14联接着以便转动轮毂24并由此转动环状表面18。表面18被构置成待成型于结构上的轮胎的形状。按照预期，弹性体材料层，如橡胶或橡胶组合物，将在成型的第一阶段中施加于表面18上以便形成胎体。胎体通常可以包括一个或多个帘线层和一对胎侧、一对三角胶芯、内衬层(用于无内胎轮胎)、一对胎圈包布，并可能包括一对胶质胎肩沿条。可以使用其它附加构件，甚至可以代替一些上述的那些构件。

典型的轮胎成型机包括轮胎成型鼓，各种轮胎构件按照连续的层包绕着该轮胎成型鼓，包括如内衬层、一个或多个帘布层、任选的胎侧增强层和胎圈区域插件(例如三角胶芯)、胎侧和轮胎胎边圈(胎圈)。在这种成层之后，帘布层端部包绕在胎圈上，轮胎被吹起成环形，并施加胎面/带束层包装。通常，轮胎成型鼓处于车间地板上的固定位置上，并且使用对准于固定式成型鼓上的基准点的工具来手动或自动地施加各层构件，以便保证按照所需的准确度放置构件。工具通常相对于轮胎成型鼓固定，例如相对于从支承着轮胎成型鼓的同一框架(机座)延伸的臂上的导轮固定。

本发明意欲提供一种用于将诸如轮胎胎圈之类的环状构件成型于环形支承件12上的新颖方式。为了便于这个过程，施加器组件16被邻近转动式环形支承件12放置，并且，更特别而言，邻近靠近其外边缘22的表面18放置，如图2中所示。施加器组件16包括安装托架26和弹性体构件容器28。在本文中用到时，“弹性体构件”优选地，但并非必须为用作胎圈弹性体的本工业内常见类型的橡胶或橡胶组合化合物。

参看图1、2和3，组件16还包括长喷射头组件30，其包括延伸至前尖端34的长喷嘴32。第一通道36在尖端34处具有开口37，并且沿着喷嘴32的纵向轴向向后延伸。喷嘴的前端包括向下延伸至尖端34的锥形表面39。第二缆线通道38延伸穿过喷嘴32的前端并且出口位于倾斜表面39处。安装环状凸缘40置于喷嘴32的后端并且包括多个安装孔42。喷射头组件30的构型和构造意欲表示多种备选构型中的一种，本发明所属领域的普通技术人员应当清楚这点。本发明并非意欲将运载弹性体胎圈构件和缆线构件至喷射器组件的施加端的通道限制于所示位置和分配关系。如下所述的能够保证必需同时施加弹性体和缆线构件至目标环状表面的其它构型也意欲包括于本发明的范围之内。

在图4中看得最清楚，所提供的缆线44穿过喷嘴前端延伸至表面39。缆线44被装于位于前喷嘴端之后的壳或腔46内，并且从其延伸至根据需求沿轴向向前供给缆线至喷嘴32前端的缆线供应机构如卷筒(未示出)。在构造胎圈缆线过程中，缆线44由工业上常见的适用材料构造而成，例如但不限于钢。如果需要，缆线44可包括单股或由多股构成的扭绞构造。

弹性体化合物52作为流从喷嘴32流出的前端或尖端34由包括相对侧壁48(图3在剖视图中示出了其中之一)和内侧端壁50的离隙所限定。出口腔或离隙的尺寸和形状确定了从喷嘴32流出的弹性体化合物流的截面构型。图4中所示的角度θ由表面39的斜率限定并且优选地但并非必须为大致六十度。离隙角影响着施加参数例如流特征并且可在不背离本发明的情况下进行改变以便调节此类参数。

从图1、2、3和4应当理解意欲被放置成与环形支承体12的环形表面18处于干涉关系的这种施加器组件16。在本文中用到时，“干涉”是指与环形表面18的充分靠近关系以便使得从喷嘴放出的材料将被置于表面18上的目标位置上。因此，“干涉”关系可以但并非必须为喷嘴与表面18之间的接触关系。在形成环状物体例如轮胎的过程中，环状支承件12可进行转动并且轮胎的各个构件被成层于表面18上。尽管优选地，当喷射器组件16随着环转动而绕着环的周边运动从而施加构件时，环形支承件12可转动，但本发明的实践并不想限定于此。在其它构型中，喷射器系统16与环形支承件的相对运动可被设计成其它方式。图中并未示出用于旋转支承件传动轴14、喷射器组件16和转动支承件12的装置。市场上可买到适用的转动驱动马达和控制器，并且可易于实现这一目的。

依次，依据本发明，可通过同时将两种材料施加于转动式环状支承件上而将环状胎圈结构构造于支承表面18上。这两种构件包括作为流从喷嘴端34的离隙开口流出的弹性体构件52和从缆线通道38的出口出现的、通常为由金属或其它材料形成的缆线44的线型构件。当缆线44连续地从缆线通道38出来时，缆线44就被置于从离隙出口腔37出来的弹性体构件材料流内。喷嘴32被加压至适当高的水平并且弹性体构件材料在适当高的温度下由常规型设备推动穿过喷嘴以便将材料52保持于半固态。

喷嘴喷射出的材料52的流的截面型式由施加点处的离隙构型、喷射器组件施加于环上的压力、橡胶组合物温度和成分以及喷嘴压力决定。因此，橡胶流的截面型式在三个侧面上由离隙的侧壁48和50决定，而沿着第四侧面由转动式环支承件的表面18决定。因此，当流以半固态形式在压力下施加于转动式环形支承件上时，表面18就与离隙的侧壁构型配合工作以便限定橡胶流的截面形状。尽管优选实施例推荐具有四边形截面型式的材料52流，但是本发明预想如果需要的话，在喷嘴尖端处的离隙构型可以改变成其它替代构型以便形成具有其它替代截面构型的材料流。

穿过同一喷嘴32的第二通道用来送进胎圈的线型材料的一股或多股44。缆线44的进料在最优位置处被引入弹性体构件材料52的流中，并且在这个位置处将缆线物理上包装于流内就保证了缆线将相对于转动式环形支承件表面具有最优定位。这样，同时施加缆线和弹性体构件层就实现了较高制造效率，并且改进了将缆线放于弹性体橡胶流内以及随后放于转动式环形支承件上的准确性。而且，股44可被切断并且停止，而橡胶继续进行施加，或者股44可被引入早已流动的材料52流中。

可以预想，弹性体构件材料52将以具有足够低粘度的半固态形式被供向喷嘴的施加点以便保持由喷嘴离隙和转动式环所限定的形状，但是又具有足够高的粘度以便从喷嘴进行可控、加压喷射。一旦被施加于转动式环形支承件上时，橡胶材料就会熔合至已预置于其上的橡胶基轮胎构件上。将半固态胎圈弹性体橡胶施加于转动式环形支承件上的预置轮胎层上就建立了确定的结合。此外，与橡胶构件同时施加的置于橡胶流内的缆线还提供了另一优点，即通过基本上在缆线之上或在缆线的所有侧面上提供涂层而将缆线44与橡胶52保持就位。这样，环形表面18就被通过同时施加弹性体构件材料和缆线构件而形成的环状胎圈所围绕。此后，可以将剩余的轮胎构件成型于环状支承件12上并且按照常规方式硫化以便形成成品。

尽管本发明特别施加于形成轮胎胎圈，但是也可以具有其它应用场合。举例来说，在并不是想为本发明定界的情况下，本公开内容还可广泛应用于形成任何弹性体环状体，包括但不限于轮胎带束层、缠绕敷面层、以及帘布层构件，其中环状体构造的一部分包括套于弹性体构件内的线型构件。在这些应用场合中，同时从喷嘴喷射系统施加此类线型构件及弹性体构件将证明很有利。

可以根据此处所提供的对本发明的描述对本发明进行变动。尽管为了对本发明进行举例说明在上文示出了特定典型实施例和细节，但本发明所属领域的普通技术人员应当清楚，在不超出本发明的范围的情况下，可以对本发明作出各种变化和改动。因此，应当理解，可以对所述的特定实施例做出改变，而这将在由以下所附权利要求限定的本发明的整个范围之内。

Claims (19)

1.一种用于制造轮胎所用的包括弹性体构件和至少一个线构件的环状胎圈的方法，其特征在于以下各个步骤：

a.定位环形支承件；

b.将施加器喷嘴放置于与环形支承件干涉的位置上；

c.放置并至少在一定时期内同时通过喷嘴将基本上呈半固态的弹性体构件的足够长的流，以及位于流内的足够长的至少一条线构件按照预定胎圈构型施加至环形支承件上。

2.根据权利要求1所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，在环形支承件上预成层弹性体轮胎层的步骤。

3.根据权利要求2所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，在从喷嘴施加弹性体构件和至少一个线构件期间转动环形支承件的步骤。

4.根据权利要求1所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，在从施加喷嘴施加弹性体和至少一个线构件的同时转动环形支承件和其上的弹性体层的步骤。

5.根据权利要求1所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，由喷嘴中的离隙至少部分地限定施加喷嘴的施加点处的预定胎圈构型的步骤。

6.根据权利要求5所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，由环形支承件至少部分地限定预定胎圈构型的一侧的步骤。

7.根据权利要求6所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，由喷嘴离隙的至少三个侧面限定预定胎圈构型的至少三个侧面以及由环形支承件限定至少一个侧面的步骤。

8.根据权利要求1所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，在施加之前在喷嘴内的高温下加压弹性体构件的步骤。

9.根据权利要求1所述的制造环状胎圈的方法，其特征还在于，将至少一条线定位于流内的优选位置处并且在对弹性体构件进行施加后硫化期间将至少一条线保持于优选位置上的步骤。

10.根据权利要求9所述的制造环状胎圈的方法，其特征在于，至少一条线的优选位置基本上位于流的中央。

11.一种用于形成包括弹性体构件和至少一个线构件的类型的轮胎所用的环状胎圈的设备，这种设备的特征在于：

a.环形支承件；

b.与环形支承件处于干涉关系的喷嘴装置；

c.喷嘴装置将基本上呈半固态的弹性体构件的足够长的流以及位于流内的足够长的至少一条线构件按照预定胎圈构型喷射至环形支承件上。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征还在于，用于相对于喷嘴装置转动环形支承件的装置。

13.根据权利要求11所述的设备，其特征还在于，喷嘴装置包括位于喷射口处的离隙以便至少部分地限定预定胎圈构型。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征还在于，预定胎圈构型至少部分地由环形支承件和注射口离隙限定。

15.一种形成有包括弹性体构件和至少一个线构件的环状胎圈的轮胎，形成轮胎的过程的特征在于以下各个步骤：

a.定位环形支承件表面；

b.将喷嘴放置于与环形支承件表面干涉的位置上；

c.放置并至少在一定时期内同时通过喷嘴将呈充分半固态的弹性体构件的足够长的流，以及位于流内的足够长的至少一条线构件按照预定胎圈构型喷射至弹性体层上。

16.通过根据权利要求15所述的过程形成的轮胎，其特征还在于，在从喷嘴喷射弹性体构件和至少一个线构件的同时相对于喷嘴转动环形支承件的步骤。

17.通过根据权利要求16所述的过程形成的轮胎，其特征还在于，在喷射口处由喷嘴中的离隙至少部分地限定预定胎圈构型的步骤。

18.通过根据权利要求17所述的过程形成的轮胎，其特征还在于，由喷嘴离隙的至少三个侧面限定预定胎圈构型的至少三个侧面以及由环形支承件限定至少一个侧面的步骤。

19.通过根据权利要求18所述的过程形成的轮胎，其特征还在于，在环形支承件转动的同时将至少一条线定位于流内的优选位置处以及从喷嘴喷射弹性体构件和至少一条线构件的步骤。

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