CN1792624A - 胎冠加强帘布层的成形鼓 - Google Patents

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Abstract

一种通常为圆柱体的可变直径的鼓(1),用于组装构成轮胎胎冠的带束帘布层和成形元件,包括一组圆周布置在所述鼓赤道处的第一固定装置(3),其适于使与这些装置水平布置的帘布层部分固定在鼓上,其特征在于:成形鼓包括一组第二固定装置(4),其适于使与第二装置水平布置的帘布层部分在鼓上交替地固定或自由滑动,第二固定装置在所述鼓(1)的整个表面上圆周布置在赤道的轴向两侧。

Description

胎冠加强帘布层的成形鼓
技术领域
本发明涉及轮胎的制造领域,更具体地涉及胎冠加强带束层的制造领域。这些胎冠加强带束层通常由一个或多个彼此叠置的帘布层构成。每个帘布层都由彼此平行的钢丝形成并且涂覆有天然橡胶混合物(rubber-nature mix)。这些钢丝与轮胎的圆周方向成预定角度。钢丝可为一股或多股,且在构成胎冠加强帘布层时,钢丝由纺织品或更多的由金属制成的单个帘线形成。
背景技术
为了实现轮胎的预期质量,加强带束层通常由至少两个帘布层形成,其中的钢丝相对于圆周方向形成方向相反的角,该角的绝对值彼此接近但是不需要相等。在一种情况下,这些帘布层与胎体加强件的帘布层形成三角形(triangulation),且其钢丝相对于纵向通常为90°。
根据轮胎工业的常用制造方法,在第一阶段形成胎体之后铺设胎冠加强帘布层,也就是说在近似圆柱形的轮胎坯料形成环面体之后。所述胎体的胎体加强帘布层的两端固定在钢丝圈上以加强胎圈。
当坯料的直径接近轮胎的预定直径时铺设带束帘布层。这个直径的大小可以使所述最终坯料插入在硫化机中。
另一种在圆柱体(还指胎冠体(crown form))上制造整个胎冠的方法,其直径也接近预定直径,并且在其上连续地堆积胎冠加强帘布层和构成轮胎胎冠部分的成形元件,其中该成形元件还包括胎面。然后通过夹环将最终形成的胎冠传送到胎体上,通过装配使胎体粘附在胎冠内部。
另一方面,仍以提高轮胎性能为目的,已经证明加强钢丝的角度沿其长度改变的胎冠帘布层具有优点。更具体地,加强帘线相对于纵向的角度在帘布层的中心处小于边缘处。这种S形布置的结果通过提高舒适性和稳定性便于校平轮胎,以及减少帘布层边缘的磨损现象。这种类型的轮胎例如在专利FR2037520或EP312300中公开了。
本领域技术人员已知三角形帘布层机构,并且在许多出版物中公开过,其中包括申请FR2797213。
制造这种特殊结构的胎冠带束层的方法已经在上述专利FR2037520中公开。其包括彼此叠置地堆积两个胎冠加强帘布层,使它们在整个长度和整个宽度上牢固地粘在一起,并且在纵向上整体伸展。这种方法的变形实例为,在局部宽度上具有分离元件,以允许帘布层滑动以及限定帘布层的边缘区域,在该区域改变这个角度。一旦稳定下来,帘布层直接铺设在轮胎胎体上,其中胎体预先弯曲成环面体。
可以看出这种方法需要在独立工位组装帘布层,需要连接组件的两端,从而由于不同角度帘布层的重叠导致制造变得困难。
申请FR2797213公开的方法可以制造出具有上述特征的胎冠,但是其存在胎冠区域下方的胎冠加强帘布层非径向变形(deradialisation)的问题。
发明内容
本发明涉及一种在胎冠加强帘布层的胎冠体上制造组件方法和装置,其中帘布层的钢丝在其长度上与圆周方向形成可变的角度,从而精确地控制在成形鼓上铺设的几何形状和位置以获得钢丝圈。
为了实现这个目的,在通常为圆柱体的直径可变的成形鼓上分开组装构成轮胎胎冠的元件,其中成形鼓包括一组圆周布置在所述鼓赤道处的第一固定装置,其适于使与这些装置水平布置的帘布层部分固定在鼓上,其特征在于成形鼓包括一组第二固定装置,其适于使与第二装置水平布置的帘布层部分在鼓上交替地固定或自由滑动,第二固定装置在所述鼓的整个表面上圆周布置在赤道的轴向两侧。
使鼓定位在第一直径时组装胎冠带束帘布层。在起动第一和第二装置时堆积第一胎冠带束加强帘布层,以使整个帘布层固定在鼓的表面上,其中的加强钢丝相对于圆周方向成预定角度。
然后堆积第二胎冠带束帘布层,其中加强钢丝与圆周方向成预定角度,该角度与第一帘布层的加强钢丝与圆周方向所成的角度方向相反。然后将第二带束层牢固地固定在第一带束层上。
使第一装置保持前述结构,起动第二装置以使与第二装置水平布置的第一帘布层滑动,同时使鼓变为比第一直径大的第二直径。
已经示出了,为了保持帘布层的轴与圆周方向的精确对齐,需要在成形时牢固地固定这个中心部分,同时促进位于轴两侧的部分的滑动,以形成帘布层的三角形,包括使其宽度和形成帘布层的钢丝的角度变化。
因此,每个钢丝绕其中心部分发生转动,所述中心部分通过第一装置牢固地固定在鼓的表面上。此外,侧部的自由滑动促进了帘布层的三角形以均匀和重复方式成形在鼓的整个圆周上。
因此很容易继续在同一鼓上堆积构成所述胎冠的其他元件以形成轮胎的胎冠。这些元件可包括与圆周方向成零角度的其他胎冠加强帘布层,还有橡胶成形元件,该橡胶成形元件包括轮胎的胎面。
因此,不需要在与制造胎冠不同装置上形成胎冠加强帘布层的三角形。此外,使用这种装置可精确地控制构成胎冠的元件相对于彼此以及相对于鼓的参考物的几何位置。
然后按照传统方法使用夹环夹住胎冠并将其堆积在胎体上,形成最终的轮胎。
附图说明
下面参考附图简要说明根据本发明的鼓,其中
图1是本发明处于第一直径的鼓的示意前视图,
图2是本发明处于第二直径的鼓的示意前视图,
图3是处于第一直径的鼓的示意立体图,
图4是处于第二直径的鼓的示意立体图,
图5是堆积了胎冠加强帘布层的处于第一直径的鼓的前视图,
图6是堆积了胎冠加强帘布层的处于第二直径的鼓的前视图,
图7到图9表示固定装置的主要操作阶段。
具体实施方式
图1所示的鼓1包括绕着旋转轴XX′等距布置地一组元件2。这些元件可径向移动从而使鼓的圆柱表面的直径从第一直径D1变为第二直径D2。
每个元件2在轴向方向上都具有贮槽20,在这些贮槽中分别放置第一固定装置3和第二固定装置4。
第一固定装置3轴向布置在每个元件2的中间,从而使一组第一固定装置圆周布置在鼓1的赤道EE′上。该赤道为所述鼓表面形成的圆柱体的垂直于鼓的旋转轴XX′并且在鼓表面中心轴向延伸的横断面。
在图7中示出了第一固定装置3的实施例,该固定装置与轮胎阀40相连。阀40沿径向轴AA′的本体布置在元件2的贮槽20中。阀40本体包括位于侧部的一组孔45。这些孔与腔46连通。
阀本体包括管状滑块41,其沿着同一轴AA′滑动并且在两端分别具有座43和出口47。滑块43的座在弹簧42的作用下抵靠在支撑面44上,防止空气在孔45和腔46之间流动。滑块41的本体包括使孔45和腔46连通的管道。出口47径向布置且稍微突出于元件2表面形成的平面外侧。孔45与真空源(未示出)相连。
因此如图8所示,通过在元件2的表面堆积帘布层N1,滑块41在力的作用下径向朝内侧缩进。通过这种方式使滑块的座43与其支撑面44分离,使腔46与孔45连通,从而在滑块的出口47处产生局部真空。图8所示的箭头表示空气的流动方向。由于局部真空产生的吸力在鼓表面压平帘布层,使帘布层在出口47的中间附近不会发生任何的轴向移动。
第二装置与第一装置类似。它们轴向布置在赤道EE′的两侧。然而与第一装置3不同的是孔45交替地与如上所述的真空源连通充当吸盘,或与压力空气源连通。在第二中情况下,第二装置的操作在图9中示出。
通过在出口47处铺设的帘布层N1滑块41固定在缩进位置。于是空气沿箭头方向从孔45朝出口47自由流动。结果在元件2表面和帘布层N1之间产生薄的气缓冲(thin cushion),促进出口47中间附近的帘布层在鼓表面的滑动。
设置弹簧42来调节口45入口处的气压,以在去除帘布层N1时关闭腔46和口45之间的连通。
第一装置和第二装置通过操作简单的气动阀实现。然而不能不考虑第一装置本身是电磁的,已经证实其在胎冠的带束帘布层是金属帘布层时具有高性能。
图2表示处于第二直径D2的鼓1,图3和图4分别是处于直径D1和D2的鼓1的立体图。该机构控制元件2的径向移动,本领域技术人员已知该装置还可支撑鼓并使其绕着轴XX′转动,并且这些也不是本申请的发明点,所以在附图中没有示出。
图5和图6是由两个宽度分别为L1和L2的帘布层N1和N2构成的胎冠加强带束层的成形阶段,其中L2通常小于L1。形成帘布层的加强钢丝相对于圆周方向形成方向相反的角α1和α2。
鼓1为第一直径D1,第二装置的孔45与真空源相连。通过堆积第一加强帘布层N1,滑块41的出口47如上所述径向缩进,从而使帘布层N1保持固定在鼓1的表面。帘布层的中心还与赤道EE′同线,从而确保轮胎结构相对于已知参考物几何对齐。
然后堆积第二帘布层N2。这样根据前面引证的FR2797213公开的几何规律形成帘布层的三角形,其中该文献将两个帘布层彼此牢固地固定。需要指出的是,在这个操作过程中将帘布层固定在鼓表面的适当位置是为了在铺设帘布层时保证几何对齐。
一旦完成这个操作,就可以起动第二装置以通过使第二装置的孔45与高压空气源连通来使帘布层在鼓表面上滑动。第一装置保持在上述位置,从而保持位于赤道EE’的胎冠加强带束层牢固地接触鼓,防止与第一装置水平固定的带束层发生任何移动。沿着鼓的中心圆周EE′正确地固定带束层可以保持帘布层相对于鼓1的固定参考物几何对齐。
通过使鼓的直径变为D2形成帘布层的三角形,其宽度分别从L1变为L1′以及从L2变为L2′。钢丝在赤道处相对于圆周方向的角度α1和α2分别变为α1′和α2′,且小于α1和α2。这些值α1′和α2′在钢丝的长度上近似为常数,但是可以看出这些角在带束层N1和N2边缘区域的钢丝的端部大大增加,从而使带束层的钢丝形成S形体。具体地,钢丝在端部与圆周方向成的角度与同一钢丝在帘布层中心相对于圆周方向成的角度之间的差为2°到15°。
一旦已经形成带束层,形成轮胎胎冠的其余部件按传统方式组装。
还可以看出钢丝之间的间距窄。换句话说,彼此近似平行的两个连续钢丝之间的距离在形成帘布层期间减小。这种现象在帘布层的中心比边缘要明显。
刚刚说明的装置利用了这种已知现象。这是因为减小节距和增加中心处钢丝的密度,就会增加胎冠的挠曲强度,从而提高轮胎的耐磨寿命。
还可以根据需要调节帘布层的节距。这是因为在起初阶段帘布层N1具有给定节距P1,通过改变成形比(shaping ratio)而制造出具有无限个节距的带束层。成形比等于第二直径D2和第一直径D1的比。具体的,成形比在1.03和1.5之间变化。
因此,已知帘布层N1的节距P1、角度α1′、宽度L1′、带束层N1的最终节距P1′(或轮胎中心处所期望得到的钢丝密度)以及最终直径D2,就很容易地调节宽度L1、角度α1和铺设直径D1。具体的,可以得出大小在节距P1和0.75*P1之间的P1′。
这种制造方法可以通过减少不同节距P1的帘布层的参考物数量简化工业复杂性,同时为钢丝的选择留出更多空间,可以选择直径较小的钢丝,通过本发明的成形方法增加密度以获得结构阻力类似于用较大强度和较大节距的钢丝形成的结构阻力。

Claims (9)

1、一种通常为圆柱体的可变直径的鼓(1),用于组装构成轮胎胎冠的带束帘布层(N1,N2)和成形元件,包括一组圆周布置在所述鼓赤道EE′处的第一固定装置(3),其适于使与这些装置水平布置的帘布层(N1)部分固定在鼓上,其特征在于:成形鼓包括一组第二固定装置(4),其适于使与第二装置水平布置的帘布层部分在鼓上交替地固定或自由滑动,第二固定装置在所述鼓(1)的整个表面上圆周布置在赤道EE′的轴向两侧。
2、根据权利要求1的鼓,其特征在于:第一装置(3)由在所述鼓(1)的外表面打开的气动阀形成,并且与真空源相连。
3、根据权利要求1的鼓,其特征在于:第一装置(3)由电磁体形成。
4、根据权利要求1的鼓,其特征在于:第二装置(4)由在所述鼓(1)的外表面打开的气动阀形成,并且可与真空源或供应高压空气的管道交替相连。
5、根据权利要求1到4中任一个的鼓,通过组装预定数量的可径向移动的元件(2)形成,在其上所述第一装置(3)轴向位于所述元件的中间,所述第二装置(4)轴向位于所述第一装置(3)的两侧。
6、一种组装轮胎的方法,包括在通常为圆柱体的直径可变的鼓(1)上制造所述轮胎胎冠的单个步骤,所述鼓包括一组圆周布置在所述鼓赤道EE′处的第一固定装置(3),其适于使与这些装置水平布置的帘布层(N1)部分固定在鼓(1)上,还包括一组第二固定装置(4),其适于使与第二装置(4)水平布置的帘布层部分在鼓上交替地固定或自由滑动,第二固定装置在所述鼓(1)的整个表面上圆周布置在赤道EE′的轴向两侧,
其特征在于:包括下列步骤:
-将鼓(1)定位于第一直径D1,
-堆积由涂覆了橡胶混合物的加强钢丝构成的第一胎冠带束帘布层N1,其中钢丝与圆周方向形成预定角度α1,通过起到第一和第二装置使整个带束层固定在鼓的表面。
-堆积由涂覆了橡胶混合物的加强钢丝构成的第二胎冠带束帘布层N2,其中钢丝与圆周方向形成预定角度α2,该角度与α1方向相反,
-将第二帘布层N2固定在第一帘布层N1上,
-在将第一装置(3)保持为前述结构的同时,起动第二装置(4)以使与所述第二装置(4)水平布置的第一帘布层滑动,
-将鼓定位到大于第一直径的第二直径D2,
-起动第二装置(4)以使帘布层固定在鼓的表面,
-堆积构成轮胎胎冠的其他帘布层和其他成形元件,
-使用夹环夹住胎冠并将胎冠堆积在环形体的轮胎坯料上。
7、根据权利要求6的组装方法,其特征在于:等于第二直径D2与第一直径D1之比的成形比在1.03和1.5之间。
8、根据权利要求7的组装方法,其特征在于:钢丝在端部与圆周方向成的角度比同一钢丝在中心部与圆周方向成的角度大。
9、根据权利要求8的组装方法,其特征在于:钢丝在端部与圆周方向成的角度比同一钢丝在中心部与圆周方向成的角度大2°到15°。
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