CN1827352B - 用于制造波纹帘布层的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于制造波纹帘布层(O)的方法和装置，其中波纹帘布层(O)由一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物组成，其中加强帘线(R)并排布置，且在纵向加工方向(L)上相隔给定间距，在该帘布层中加强帘线(R)在帘布层平面内，在横向上形成具有幅度和周期可控的波纹。该装置包括用于传送连续直帘线帘布层(D)的装置，用于在帘布层平面内使加强帘线产生波纹的装置(1)，用于在帘布层纵向上铺设加强帘线(B)的装置(2)。

Description

用于制造波纹帘布层的装置和方法
技术领域
本发明涉及轮胎制造领域，且尤其是涉及制造例如用于轮胎胎冠带的加强帘布层形式的半成品。
背景技术
胎冠带通常包括一个或多个由帘线组成的加强带，这些帘线包覆在橡胶混合物中，且相对于轮胎的圆周方向通常成符号相反的给定夹角。
此外，当前大量使用的，称为零角度加强线的现代轮胎，特征在于它们由与圆周方向夹角大致为零的加强帘线组成。
用于放置这些零角度加强线的方法本身是公知的。它们通常包括在成形胎坯上放置，
-或者是包覆有小宽度橡胶产品或橡胶带，由数量很少的组合线通过在胎冠宽度上缠绕连续几圈而形成的组合线，
-或者是一到两圈由半成品组成的帘布层的部分，半成品本身由朝向零角度的帘线组成，且半成品的宽度大致与轮胎胎冠的宽度相同。
在此，“带”或“帘布层”理解成表示由橡胶混合物形成，且由一根或多根并排布置、彼此平行，且在带纵向上延伸的帘线增强的连续带或直帘线帘布层。“帘线”可以表示单股帘线、由几根组合线组成的缆线，或作为选择地表示帘布层线，且可以是纺织或金属线。
然而，为了解决与覆设零角度加强线的步骤和在硫化工艺中成形的最后步骤之间胎坯周长变化有关的问题，提出通过形成轻微的波纹而覆设帘线或帘线带。该工艺具有能够适应覆设到轮胎最后圆周上的帘线长度的优点。
由于该原因，通过缠绕多圈小宽度帘线或带的覆设工艺证明了特别适合，尤其是覆设低弹性帘线，例如金属线。这些工艺如同EP 1 208963中所说明的。它们的特征在于直接在胎坯覆设帘线或带。
制造连续的带或者在帘布层平面内由波纹状帘线加强的连续的帘布层的方法不同于上文方法之处在于该方法包括两个阶段，其中的帘布层通常称为“波纹帘布层”。在第一步中，以专用的工艺，制造具有很大长度的连续带形式的波纹帘布层。然后在第二步中，该帘布层被切割成具有给定长度的段，且将所述段缠绕到胎坯上。
用于制造波纹帘布层的方法是公知的，且通过文献EP 724 949中的例子说明，其中帘布层的加强帘线在帘布层平面的横向上具有波纹状。这些方法包括以给定速度并使用给定装置供应加强帘线，使加强帘线置于加工方向的横向，从而产生加强帘线的波纹，然后将这些帘线放置到一个支撑上，该支撑可以是带或者橡胶或塑料材料的帘布层。支撑的速度适合接收帘线。
还可能堆积第二层支撑材料以确保这样夹在两层橡胶或塑料材料带之间的帘线固定在正确的位置上。在下文中将看到，橡胶帘布层还具有如下功能，即使得这样得到的波纹帘布层具有一定的纵向拉伸强度，从而允许在接下来的组装操作中对帘布层进行处理，而不会对赋予加强帘线的波纹几何特性产生不利的影响。
这样获得的成品帘布层可以被切割成给定长度段，这些段可以缠绕在处于第一直径的胎坯上。一旦在挤压中成形，加强帘线被制成大于上一直径的第二直径，然后失去其波纹，并置于与纵向基本上形成零度夹角的直线方向。
该实施例可以获得良好的效果，然而需要严格控制帘线的放置，以防止它们彼此重叠，特别当有大量帘线需要放置到宽度很大的带上时，包括相当多高成本的专用装置。
这就是为什么试图研究一种实施例，其更加灵活，且对资金投入的要求更少，同时能够使用半成品，而无需在传统组装装置上的变形。
直帘线帘布层的连续制造已广为人知。传统制造装置包括一套压延机，用于向一层其加强帘线并排布置、且在纵向彼此平行的帘布层上涂覆橡胶混合物。这样形成的半成品为连续带的形式，通常称为直帘线帘布层，其中加强帘线由一层厚度受到控制的橡胶混合物覆盖，且帘线之间的间隔中被所述橡胶混合物填充。这种类型的帘布层在工业中以相对较低的成本制造。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种装置和方法，使得能从在传统装置上制造的直帘线帘布层制造连续波纹帘布层。
本发明提供一种用于制造波纹帘布层的方法，所述波纹帘布层包括一层用加强帘线增强的橡胶混合物以及直线固定帘线，其中加强帘线在所述帘布层的纵向上并排布置，并且横向相隔第一给定间距，且其中加强帘线在帘布层平面内，在帘布层的横向上形成具有幅度、周期的波纹，所述直线固定帘线沿帘布层的纵向以直线方式排列，且横向相隔第二给定间距，该方法的特征在于其包括下列步骤：
-用传统工艺，制造连续直帘线帘布层的连续带，该帘布层由一层用加强帘线增强的橡胶混合物组成，其中加强帘线在帘布层的纵向上并排布置，并且横向彼此平行并相隔第一给定间距，
-使整个所述帘布层在横向于帘布层的方向上往复移动，以在帘布层平面内形成加强帘线的波纹，
-通过使直线固定帘线横向相隔第二给定间距，将其在帘布层的纵向上布置在波纹帘布层的一个表面上，所述第二给定间距大于所述第一给定间距。
本发明还提供一种用于制造波纹帘布层的装置，其中波纹帘布层包括一层用加强帘线增强的橡胶混合物以及直线固定帘线，其中加强帘线在所述帘布层的纵向上并排布置，并且横向相隔第一给定间距，且其中加强帘线在帘布层平面内，在帘布层的横向上形成具有受控幅度、周期的波纹，所述直线固定帘线沿帘布层的纵向以直线方式排列，且横向相隔第二给定间距，该装置的特征在于其包括：
-用于传送连续直帘线帘布层的装置，该帘布层由一层用加强帘线增强的橡胶混合物组成，其中帘线在帘布层的纵向上并排布置，并且横向彼此平行并相隔第一给定间距，
-用于使整个所述帘布层往复移动以传送波纹帘布层的横向移动装置，以横向于帘布层的纵向，在帘布层平面内形成加强帘线的波纹，
-布置在横向移动装置下游且与其协作的接收装置，
-布置在接收装置下游部分，用于在帘布层的纵向上铺设固定帘线的装置。
本发明还提供一种用波纹帘布层制造的轮胎，该波纹帘布层包括一层用加强帘线增强的橡胶混合物，其中加强帘线在帘布层的纵向上并排布置，并且横向相隔第一给定间距，在该帘布层中，所述加强帘线在帘布层平面内的横向上形成具有幅度、周期的波纹，其特征在于直线固定帘线在帘布层的纵向上布置在波纹帘布层的一个表面上，且横向相隔以大于加强帘线的第一给定间距的第二给定间距。
根据本发明的装置包括：
-用于以给定的受控速度V1传送连续直帘线帘布层的装置，该帘布层包括一层帘线增强的橡胶混合物，其中帘线并排布置，且在纵向上彼此平行并相隔第一给定间距，
-用于使整个所述直帘线帘布层在横向于加工方向且位于帘布层平面内往复移动的装置，
-布置在横向移动装置下游且与其协作的接收装置，具有小于V1的直线速度V2，
-布置在接收装置下游部分，用于铺设固定帘线的装置，
-用于铺设或调节波纹帘布层的装置。
当所述帘布层放置在一个轴向固定的接收装置上时，用于使帘布层在横向于加工方向且位于帘布层平面内往复移动的装置具有使整个帘布层和形成帘布层的帘线产生波纹形状的效果。
相对于直帘线帘布层传送至该装置入口的速度，调节接收装置在纵向上的直线速度(V2)，使得速度V1/V2的比等于两个给定点之间波纹帘线的长度与连接这两个点的弦长的比。
另一种方法包括使帘布层在一对啮合的齿形辊之间通过，以在垂直于帘布层平面的方向上使帘布层产生波纹，然后使成形的帘布层在一对辊子之间通过，以将波纹帘布层铺设为如专利EP 431 187中所述的平面排列。上述横向移动装置包括一对啮合的齿形辊，以在垂直于帘布层平面的方向上使帘布层产生波纹，然后将波纹帘布层铺设为平面排列。
然而，即使这样获得的半成品确实具有所需的波纹形状，但可以看到，由于一旦离开接收装置就完全没有纵向拉伸强度，因此其无法照现在的样子在传统制造装置上采用。帘布层倾向于重新采用直帘线帘布层的形式。
当所采用的直帘线帘布层包含金属加强线时，该现象进一步加剧。当金属加强线形成波纹状后，充当了一个弹簧的作用，并产生了弹力，该弹力的结果是纵向力，其结果是使帘布层离开支撑并造成扭结，使得其不适于使用。
通过将直线固定帘线放置在波纹帘布层至少一个纵向平面上而解决该问题。固定帘线横向布置在一个大于加强帘线的第一给定间距的第二给定间距上。令人惊讶地，即使在具有很大硬度的金属加强线情况下，由于配合了固定帘线的铺设间距，获得的波纹帘布层也不扭结并保持其几何形状。
这样，通过明智地选择固定帘线的间距和强度，使得半成品具有足够的拉伸强度，使其能够满意地用在传统制造装置上，并且特别地，使其在组装操作过程中，能够承受与向产品施加的铺设拉力有关的纵向力。
固定帘线的铺设间距处于10至50mm之间，使得能够适合大多数测试的构造。对于诸如上面提及的具有大硬度的金属加强线，推荐选择较小间距，对于包括纺织加强帘线的帘布层，可以采用较大间距。
为了使该波纹帘布层能在轮胎中使用，最好确保上述波纹帘布层一旦结合到胎坯的构造中，可以承受最终成形，使得加强帘线与纵向形成的夹角大致为零。为了达到这一点，最好严格地选择固定帘线的性质。
第一种可能性包括选择弹性固定帘线。通过合适地改变固定帘线的铺设间距和每根所述固定帘线的弹性，一方面可以当波纹帘布层离开接收装置或调节装置时，在纵向稳定波纹帘布层，另一方面可以确保，在成形过程中，用于拉伸固定帘线直到加强帘线排列在纵向上的附加力可以忽略不计。因此，固定帘线的弹性即不能太高也不能太低。
实际上，使用在5daN下大约伸长5％，间隔30mm的弹性固定帘线，可以从由2/23形式的以每分米143根线的密度布置的金属加强缆线组成的直帘线帘布层满意地制造一种波长等于115mm，振幅为8mm的波纹结构。当金属线被19/18形式的金属缆线代替时，固定帘线的间距减小为25mm。
第二种可能性包括使用具有低弹性但具有低拉伸强度的固定帘线。在这种情况下，在进行成形的过程中，固定帘线断裂，使得加强帘线将其自身排列在纵向上。
实际上，易碎的固定帘线具有2至10daN的拉伸强度。
附图说明
下面参考附图说明根据本发明的装置，其中：
-图1是波纹帘布层截面的示意图，
-图2是一个根据本发明的装置的示意图。
具体实施方式
图1是波纹帘布层O截面的简图，其中可以看到加强帘线R在纵向L上相隔给定间距p1并排布置，其中帘线在帘布层O的平面中，在横向T上形成振幅为A，周期为P的波纹。固定帘线B在帘布层O的一个面上，在纵向L上以直线方式排列。它们相隔大于加强帘线间距p1的间距p2。
图2是一个根据本发明的能产生波纹构造的装置的示意立体图。
该装置包括用于以受控速度V1传送连续直帘线帘布层D的装置。这些装置在图2中未表示，但由传统装置组成，这些传统装置用于输送和展开布置在一个保护衬上的连续带状平制品。直帘线帘布层D由并排布置且在纵向上彼此平行相隔给定间距的加强帘线组成。加强帘线的间距大致等于间距p1。
该帘布层被缠在一个称为波纹辊的第一辊子1上，该辊在平行于辊子旋转轴线的方向T上作横向往复运动。波纹辊1的转速调节成使其圆周速度等于V1。
称为接收辊的第二辊子3，布置在波纹辊的下游。帘布层脱离波纹辊后缠绕在接收辊3上，接收辊3的转速调节成使其圆周速度V2小于V1。
波纹辊圆周和接收辊圆周之间的间距d是可调的。
通过使波纹辊1在横向T上以给定周期和频率往复移动，当帘布层放置在接收辊3上时，帘布层O的所有加强帘线R在所述帘布层平面内形成波纹。
一旦加强帘线R置于接收辊3上，为了得到加强帘线R波纹的周期P和幅度A，可以以公知的方式调节波纹辊1横向运动的周期和幅度，间距d，及速度V1和V2。
然而从实验可以观察到，与整个帘布层在横向与推动有关的力趋向于使所述帘布层在波纹辊和接收辊上滑动。因此，接收辊和波纹辊设计成允许较高的横向力很重要。
横向上滑动的效果是破环波纹几何形状的规律性。其可以通过处理辊子表面来避免，从而改善帘布层和所述辊子的附着性能。
为了实现这一点，第一种解决方案包括使所述辊子的表面具有磁性。这种解决方案显然只有在帘布层由金属加强线组成的情况才有效。
另一种解决方案包括改变辊子的温度。
还可能调节直帘线帘布层进料和展开系统与波纹辊之间的拉力。然而，可以注意到，波纹辊和接收辊之间的拉力必须被调节成尽可能低的值，以使帘布层在接收辊上没有纵向变形地放置。
用于铺设固定帘线的装置(2，4)由布置在接收装置下游部分的退卷装置4和施料辊2组成。固定帘线B以直线的方式布置在波纹帘布层O的至少一个表面上，从而当所述帘布层从接收辊或其调节支撑上分离时，防止帘布层发生任何纵向变形。
调节装置由以速度V2运动的衬背5组成，波纹帘布层O放置在其上。波纹帘布层O和衬背5共同围绕电机驱动轴6缠绕。
还可以用传送带代替辊子制造等价的装置；在这种情况下，必须确保移动部分能够承受与帘布层在波纹效果下的运动有关的横向力。
还可以设想波纹带布置在与用于制造轮胎的组装鼓圆柱形表面相连的传送装置上，或直接布置在组装鼓表面上。这种布置能够省却调节和存储操作，并且当波纹帘布层在组装机器入口处的消耗量很高时，证明具有很好的效益。
使用上述装置从直帘线帘布层制造波纹帘布层(O)的方法包括下列步骤：
-用传统工艺，制造连续直帘线帘布层(D)的连续带，该帘布层由一层加强帘线(R)增强的橡胶混合物组成，其中加强帘线(R)并排布置，且在纵向(L)上彼此平行并相隔给定间距(p1)，
-以一个受控直线速度V1传送所述直帘线帘布层(D)，
-使整个所述帘布层在横向于帘布层平面内加工方向的方向上往复移动，
-将这样形成的波纹帘布层(O)铺设到接收装置(3)上，该装置具有小于V1的直线速度V2，
-使直线固定帘线(B)布置在波纹帘布层(O)的至少一个表面上，在纵向加工方向上，横向相隔给定间距(p2)，
-将波纹帘布层(O)放置到传送或调节装置(5，6)上。
由于该方法的使用简便和灵活性，因此无论是在整个轮胎组装装置上分配成品的中央装置上，还是直接在组装机器上，这些方法步骤都可以很容易地结合到制造轮胎的通用方法中。
此外，尽管波纹帘布层已经广泛地用于轮胎胎冠加强件的生产，上述方法和装置可以很完美地用于制造位于轮胎其它部分中的波纹帘布层。

Claims (12)

1.一种用于制造波纹帘布层(O)的方法，所述波纹帘布层(O)包括一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物以及直线固定帘线(B)，其中加强帘线(R)在所述帘布层的纵向(L)上并排布置，并且横向相隔第一给定间距(p1)，且其中加强帘线(R)在帘布层平面内，在帘布层的横向上形成具有幅度(A)、周期(P)的波纹，所述直线固定帘线(B)沿帘布层的纵向(L)以直线方式排列，且横向相隔第二给定间距(p2)，该方法的特征在于其包括下列步骤：
-用传统工艺，制造连续直帘线帘布层(D)的连续带，该帘布层由一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物组成，其中加强帘线(R)在帘布层的纵向(L)上并排布置，并且横向彼此平行并相隔第一给定间距(p1)，
-使整个所述帘布层在横向于帘布层的方向上往复移动，以在帘布层平面内形成加强帘线的波纹，
-通过使直线固定帘线(B)横向相隔第二给定间距(p2)，将其在帘布层的纵向上布置在波纹帘布层(O)的一个表面上，所述第二给定间距(p2)大于所述第一给定间距(p1)。
2.一种用于制造波纹帘布层(O)的装置，其中波纹帘布层(O)包括一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物以及直线固定帘线(B)，其中加强帘线(R)在所述帘布层的纵向(L)上并排布置，并且横向相隔第一给定间距(p1)，且其中加强帘线(R)在帘布层平面内，在帘布层的横向上形成具有受控幅度(A)、周期(P)的波纹，所述直线固定帘线(B)沿帘布层的纵向(L)以直线方式排列，且横向相隔第二给定间距(p2)，该装置的特征在于其包括：
-用于传送连续直帘线帘布层(D)的装置，该帘布层(D)由一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物组成，其中帘线(R)在帘布层的纵向(L)上并排布置，并且横向彼此平行并相隔第一给定间距(p1)，
-用于使整个所述帘布层往复移动以传送波纹帘布层的横向移动装置，以横向于帘布层的纵向(L)，在帘布层平面内形成加强帘线的波纹，
-布置在横向移动装置下游且与其协作的接收装置，
-布置在接收装置下游部分，用于在帘布层的纵向(L)上铺设固定帘线(B)的装置(2)。
3.根据权利要求2所述的装置，其中用于横向移动直帘线帘布层(D)的装置包括一个波纹辊(1)，所述直帘线帘布层(D)缠绕在该辊上，所述波纹辊以第一圆周速度(V1)运动，并以给定周期和幅度在横向往复运动。
4.根据权利要求3所述的装置，其中接收装置由以第二圆周速度(V2)运动的接收辊(3)组成，波纹帘布层(O)缠绕在该辊上。
5.根据权利要求4所述的装置，其中波纹辊(1)圆周和接收辊(3)圆周之间的间距(d)可调。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中所述波纹辊(1)和接收辊(3)的表面具有能增大帘布层(D，O)在各自辊子圆周上附着力的特性。
7.根据权利要求6所述的装置，其中波纹辊(1)和接收辊(3)具有磁性。
8.根据权利要求6所述的装置，其中波纹辊(1)和接收辊(3)在温度上可控。
9.一种用波纹帘布层(O)制造的轮胎，该波纹帘布层(O)包括一层用加强帘线(R)增强的橡胶混合物，其中加强帘线(R)在帘布层的纵向(L)上并排布置，并且横向相隔第一给定间距(p1)，在该帘布层中，所述加强帘线在帘布层平面内的横向上形成具有幅度(A)、周期(P)的波纹，其特征在于直线固定帘线(B)在帘布层的纵向(L)上布置在波纹帘布层(O)的一个表面上，且横向相隔以大于加强帘线(R)的第一给定间距(p1)的第二给定间距(p2)。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中波纹帘布层(O)的固定帘线(B)具有弹性，且具有在5daN下伸长大约5％的抗拉伸性能。
11.根据权利要求9所述的轮胎，其中波纹帘布层(O)的固定帘线(B)具有低弹性，且具有介于2daN至10daN之间的拉伸强度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的轮胎，其中波纹帘布层(O)的固定帘线(B)的横向的第二给定间距(p2)介于10至50mm之间。
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