CN1914027A - 制造轮胎增强层的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造轮胎增强层的装置，包括绕旋转轴线(R)旋转的旋转分配器(6)。旋转分配器包括至少一个弯管(61)，弯管具有从径向内侧接收金属丝的通道，并在径向外侧形成向外的导向部。该装置包括输送金属丝到分配器的部件，所述输送部件包括基本垂直旋转轴线(R)的管状部分(53)，在管状部分(53)和弯管(61)之间设置径向空间。刀(7)置于旋转分配器与输送部件之间的空间中。输送部件和分配器被连接并且都旋转，刀(7)装在刀保持器(70)上以便调节，但刀在切割过程中不能旋转。旋转分配器包括中心管(51)，其入口(52)基本处于旋转分配器的旋转轴线(R)上，管状部分(53)从中心管(51)延伸。

Description

制造轮胎增强层的装置
技术领域
本发明涉及轮胎制造。更准确地，本发明涉及胎冠增强层的制造，胎冠增强层存在于具有通常径向的带束层和胎体的轮胎中。
背景技术
参见专利US4952259，现有技术中具有制造这种增强层的技术，但不是称为“帘布层”的半成品，制成平面状随后在轮胎组装过程中结合到轮胎中；而是在轮胎制造过程中直接形成在轮胎上，并使用单一金属丝圈。基于像鞭子梢一样的金属丝投影的此建议可以覆盖所谓胎冠帘布层的金属丝的通常角度范围。而且，可以制造径向胎体增强层，或者延伸尺寸小的增强层。但是，对于后者，金属丝尺寸越小，实施此技术的问题越多。本发明的目的是提出一种制造技术，通过在靠近支撑上布置长度短的金属丝段，特别适合于制造金属丝具有较为普通长度的增强层，特别是(但不是限制性的)制造轮胎胎圈中或者侧壁的径向内部的增强层，并且这无关这些增强层金属丝形成的角度(90°角)是否是根据本领域公知惯例的、包括轮胎旋转轴线的平面中包括的金属丝的角度。
发明内容
本发明提供一种制造增强层的方法，增强层包括嵌入弹性体基体中的增强金属丝的相邻段，在所述方法中：
●支撑上的接收表面覆盖有所述弹性体基体；
●包括旋转分配器和输送金属丝到分配器的输送部件的组件设置在支撑的接收表面前方，输送部件包括基本垂直旋转分配器的旋转轴线的最后管状部分，分配器包括至少一个偏转器，偏转器在径向内侧形成接收金属丝的通道，在径向外侧形成偏转器出口的导向部，在旋转分配器与输送部件的最后管状部分之间形成沿径向的空间，这种结构使得接收表面在旋转分配器旋转时靠近偏转器出口的导向路径，以及旋转分配器的旋转轴线形成与支撑上的金属丝段所需的布置角度垂直的角度；
●旋转分配器以受控的旋转速度被驱动旋转；
●接收表面相对于旋转分配器运动；
●金属丝以受控的线速度被引入输送部件，穿入管状部分；
●刀在管状部分与分配器之间的空间内工作，使得刀可以切断金属丝段，所述金属丝段通过所述至少一个偏转器被引导并布置在接收表面上。
上述方法的一个优选用途包括在所述支撑上逐渐制造轮胎过程中制造增强层，所述支撑是回转的并安装成可以绕轴线旋转，按照所述轮胎结构所需的顺序和位置堆叠轮胎的各个构成部分。例如，可以制造位于轮胎侧壁中的增强层、或者位于轮胎胎圈中的增强层。
更具体地，本发明提出将此方法应用于在所述支撑上逐渐制造轮胎过程中制造增强层，所述支撑是回转的并安装成可以绕轴线旋转，按照所述轮胎结构所需的顺序和位置堆叠轮胎的各个构成部分。例如，所述支撑的形状基本是环形的，其形状接近轮胎的内部空腔。
“制造轮胎”是指完全制造或部分制造，例如，包括制造侧壁，其中至少增强层是根据本发明方法制造。
术语“金属丝”在整个基本概念上当然应该理解为包括单根丝、多根丝、线缆或绞合线或者等同的组件，而不管构成金属丝的材料或者其经受的处理如何，例如，有助于其粘结到支撑上的表面处理或者有助于其与弹性体紧密连接的表面处理。
当更具体地提到金属丝段时，更准确地是指该金属丝段单独形成的金属丝件，即，两个切端端部之间的一段金属丝。但是，存在使用单一金属丝制造增强层的方法，并且设计成连续使用例如线卷提供的金属丝，由此得到增强层(正规术语称为帘布层)。
所述的支撑可以是轮胎内部空腔表面的形状，或者接近它。支撑可以是可取出的刚性金属芯。但是，也可以是加强的可充气膜，例如轮胎制造鼓中存在的可充气膜。也可以是在上面制造胎冠块的芯。使得放置的金属丝贴合在支撑上，例如，在支撑上涂覆一层橡胶是足够的。当使用金属芯作为支撑时，优选地使芯上的轮胎硫化，以便于将芯从轮胎中抽出。
本发明还提出一种基于将布置在接收表面上的增强金属丝段制造增强层的装置，所述装置包括：
●绕旋转轴线(R)旋转的旋转分配器(6)，所述旋转分配器包括至少一个偏转器，所述偏转器在径向内侧形成接收金属丝的通道，在径向外侧形成出口的导向部；
●输送金属丝到分配器的部件，包括基本垂直于旋转分配器旋转轴线(R)的最后管状部分(53)，在最后管状部分(53)与旋转分配器之间设置径向空间；
●置于旋转分配器与输送部件之间的空间中的刀(7)。
所述装置可以制造半成品，例如轮胎工业中传统使用的帘布层。但是，当集成在轮胎制造设备中时也特别有用，一种制造轮胎增强层的设备，所述设备用于制造由通过适当进给装置连续并根据需要输送的金属丝(P)形成的增强层，所述设备包括：
●框架；
●构成支撑的回转芯(2)，所述增强层是通过布置所述金属丝段逐渐形成在所述支撑上；
●根据权利要求12到20的任一项所述的装置；
●安装到所述装置的芯上的操纵器，所述结构被安装在所述部件上；
●用于以受控旋转速度旋转地驱动所述装置的中心部分的装置；
●用于驱动金属丝以使金属丝能够以受控速度线性前进的部件；
●用于驱动所述芯以受控旋转速度旋转的装置。
需要注意的是，旋转分配器的旋转轴线位于芯上的接收表面外侧、并朝向芯上的接收表面。
附图说明
参考附图，下面将解释本发明实施例的所有细节。
图1是显示本发明主要方面的透视图；
图2是沿图1的箭头II方向的另一个视图；
图3到7显示了本发明操作的各个连续阶段。
具体实施方式
在图1中，可以看到芯2用于形成轮胎内部空腔的表面。芯2特别涂覆弹性体20，其可见表面构成金属丝1的段10利用本发明的装置设置在其上的接收表面。覆盖芯2的弹性体20可以将金属丝的段10通过粘结结合在它们布置时保持在芯2上。金属丝的段10一起形成增强层11。金属丝的段10相对于增强层定向形成角度α。从图1可以看出，增强层定向这里基本是周向的，也就是说，增强层形成细长的几何图形，其最大尺寸与垂直于成品轮胎旋转轴线的平面平行。还可以看到，金属丝的段10相对增强层定向的角度大致为90°(实际上，测量每个段的角度所参考的基准是在轮胎技术领域内测量角度的传统基准)。因此，为了更加清楚，最后需要强调的是，这些定向和角度，特别是上述的90°角，决不是限制性的。
用于图示本发明的支撑形成制造轮胎的内部形状。它例如是轮胎在上面逐渐制成的刚性可拆卸芯2，但这不是限制性的。此支撑可以有很多其它特征，因为根据相应方法，本发明也可以用于生产轮胎制造时使用的半成品。此支撑实际上可以是任何类型，例如，可以是传送带。
在图1中可以看到金属丝1的卷3为金属丝铺设装置提供金属丝。还可以看到金属丝1的驱动件4。金属丝1在进入筒管31之前经过一种漏斗30。这构成金属丝喂丝，其下游是金属丝的驱动件4，主要是由一对反转的辊40、41构成。至少一个辊40、41是由电机42驱动旋转的。
在驱动件4下游具有一个组件，此组件包括旋转分配器6以及向旋转分配器6输送金属丝的部件5。旋转分配器和向分配器输送金属丝的部件5的布置，使得功能部件基本在垂直于旋转分配器6旋转轴线的同一平面上，二者之间径向存在一个空间。此空间用于将刀7插入旋转分配器6与输送部件5之间。金属丝的输送部件5与刀7相互配合(在图3中更好地表示)，刀7装在刀保持器70上。在该示例实施例中，输送部件5和分配器6是连接的并且都旋转，刀7装在旋转的刀保持器70上，仅仅是为了调节，其旋转可在切割时被锁定。但是，不用说，输送件可以制成不旋转的，并且刀旋转，它们的相对旋转所起到的功能是取出通过切割金属丝形成的段，这将在下面详细解释。
在此实施例中，输送部件5包括装在绕旋转轴线R旋转的盘50上的各种元件。其中盘仅是在其它元件中的一个结构性布置。盘50是由电机59驱动旋转的。盘50内具有中心管51和基本处于旋转轴线R上的入口52。中心管51包括基本垂直于旋转轴线的最后管状部分53，管状部分53与中心管51对齐。最后管状部分53包括在其径向外端的小孔54。
最后，旋转分配器6装在盘50上。可以看出，此旋转分配器6主要包括一个偏转器，用于使从最后管状部分53吐出的金属丝1路径偏转。偏转器在径向内侧形成接收金属丝的通道，并在径向外侧形成偏转器的出口导向部。此偏转器在这里包括弯管61。旋转分配器6装在盘50上。因此，能像最后管状部分53一样准确弯曲。旋转分配器6的安装使弯管61与最后管状部分53相对。在旋转分配器6和输送部件5的最后管状部分53之间沿径向形成所述空间。
整个图示结构使得当旋转分配器开始旋转时，布置金属丝段的接收表面(这里是覆盖芯2的弹性体20)靠近偏转器在其出口引导的金属丝路径，并且旋转分配器的旋转轴线形成垂直于金属丝段在支撑上所需布置角的角度。
另外，旋转分配器6还包括敷贴器，在此实施例中由旋转辊62构成。此旋转辊可以替换为诸如雪橇型的固定件。旋转辊62装在臂63的端部，臂63在64处铰接在固定到盘50的叉形接头65上。弹簧66(或者提供弹簧功能的任何装置)推动辊62移离盘50。包括弹簧的这个机构可以替换成旋转辊62位置的连控轨道(desmodromic)控制。例如，可以使用凸轮控制或者有源控制的电致动器。
因此，刀保持器70绕旋转轴线R的旋转是可调节的，以调节刀7的切割位置。刀7还安装成可以插在管状部分53与弯管61之间的空间，从而与管状部分53的径向端部相互配合，以实现净切割。
操作过程如下：
金属丝1夹在辊40、41之间，对其施加一个明确的向前运动。金属丝1接着通过入口52进入输送部件5。在盘50每转一圈时，金属丝到达在空间中不动的刀7。因此，在盘50每转一圈时，由于刀7在空间中是不动的，因此切断金属丝，放出一个段10。当刀7切断金属丝时，金属丝在极短的时间内是不动的。因此，此中心管需要能暂时含有继续被辊40、41推动的一定量金属丝。
如果输送部件5正在旋转，而驱动部件4不动，在盘50的第一圈，将金属丝与小孔50平齐地切断，然后不发生另外的任何事。当通过适当控制辊40、41的旋转使金属丝1产生一定前进时，在盘50的每一圈，一定长度的金属丝1从小孔54出来。这段长度确定了段10的长度。在盘50的每一圈，放出一个段10。
每个段10由弯管61引导到达其布置的接收表面。当金属丝被刀7切断时，弯管61可以接收金属丝段10。
经过弯管61的转弯形状，金属丝1的定向在布置到芯2表面之前从相对旋转轴线R的径向定向逐渐改变到基本垂直于所述径向定向的定向。当然，芯2本身也被任何适合的装置(未图示)驱动沿箭头W所示方向旋转。
下面将更详细地描述形成段10的循环，即从小孔54刚越过刀7的时刻开始，这个位置显示在图1、3或3bis中。就在此时刻之前，金属丝1的自由端开始从小孔54中出现，并进入弯管61。在盘旋转的过程中，金属丝1继续前进。参见图4，在盘继续旋转的过程中，金属丝1呈现由周边管形状赋予的姿态。
参见图5。在图6中，盘已经转过完整的一圈，并接近刀7。可以看出，在切断之前，金属丝1的自由端已经接触芯2的表面，并且夹在辊62与芯2之间。图7与图6的不同仅仅在于，盘50转过一定角度，其继续运动使小孔54向前运动相当靠近刀7。在图7中，金属丝撞击刀7，刀将金属丝切断，循环重新开始。
在图3或在图3bis所示的支撑附近部分的放大图中，可以看出，切断的金属丝现在形成段10，段10被辊62继续施加到芯2上。图1显示布置在芯2上的很多段10。
利用本发明装置制造的增强层的不同特征是段的长度以及段相对于增强层主方向的布置角度。通过相对于输送部件5转速适当地调节驱动部件4的相对速度(调节赋予金属丝的线速度)，可以调节每个段10的长度。对于输送部件5的给定转速，辊40、41的转速越大，段10的长度越大，反之亦然。
至于段10的定向，其调节是通过改变布置装置本身相对于金属丝段布置在其上的表面运动的角度α(见图1)。如果布置表面运动到垂直于盘50，如同本发明图示的例子一样，段10与增强层基本方向形成90°角度。如果芯2前进方向与盘50的平面形成小于90°的角度，则得到图1所示的结果。

Claims (22)

1.一种制造增强层的方法，增强层包括嵌入弹性体基体中的增强金属丝的相邻段，在所述方法中：
●支撑上的接收表面覆盖有所述弹性体基体；
●包括旋转分配器和输送金属丝到分配器的输送部件的组件设置在支撑的接收表面前方，输送部件包括基本垂直旋转分配器的旋转轴线的最后管状部分，分配器包括至少一个偏转器，偏转器在径向内侧形成接收金属丝的通道，在径向外侧形成偏转器出口的导向部，在旋转分配器与输送部件的最后管状部分之间形成沿径向的空间，这种结构使得接收表面在旋转分配器旋转时靠近偏转器出口的导向路径，以及旋转分配器的旋转轴线形成与支撑上的金属丝段所需的布置角度垂直的角度；
●旋转分配器以受控的旋转速度被驱动旋转；
●接收表面相对于旋转分配器运动；
●金属丝以受控的线速度被引入输送部件，穿入管状部分；
●刀在管状部分与分配器之间的空间内工作，使得刀可以切断金属丝段，所述金属丝段通过所述至少一个偏转器被引导并布置在接收表面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转分配器的旋转轴线位于接收表面外侧、并朝向接收表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，接收表面是回转表面。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，偏转器是弯管。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输送部件和分配器被连接并且都旋转，所述刀在切断过程中保持不动。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刀在旋转分配器每转一圈时切下一个金属丝段。
7.根据权利要求3到6的任一项所述的方法，其特征在于，用于在所述支撑上逐渐制造轮胎过程中制造增强层，所述支撑被安装成绕轴线旋转，按照所述轮胎结构所需的顺序和位置堆叠轮胎的各个构成部分。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，用于制造位于轮胎侧壁中的增强层。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，用于制造位于轮胎胎圈中的增强层。
10.根据权利要求7到9的任一项所述的方法，其特征在于，支撑大体上是环形形式，其形状类似于轮胎的内部空腔。
11.根据权利要求1到10的任一项所述的方法，其特征在于，通过适当地调节金属丝的线速度调节所述金属丝段的长度。
12.一种基于将布置在接收表面上的增强金属丝段制造增强层的装置，所述装置包括：
●绕旋转轴线(R)旋转的旋转分配器(6)，所述旋转分配器包括至少一个偏转器，所述偏转器在径向内侧形成接收金属丝的通道，在径向外侧形成出口的导向部；
●输送金属丝到分配器的部件，包括基本垂直于旋转分配器旋转轴线(R)的最后管状部分(53)，在最后管状部分(53)与旋转分配器之间设置径向空间；
●置于旋转分配器与输送部件之间的空间中的刀(7)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，输送部件和分配器被连接并且都旋转，刀(7)装在旋转刀保持器(70)上以便调节，并且刀保持器的旋转在切断过程中被锁定。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，偏转器是弯管(61)。
15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，旋转分配器包括中心管(51)，其入口(52)基本处于旋转分配器的旋转轴线(R)上，管状部分(53)与中心管(51)对齐。
16.根据权利要求12到15的任一项所述的装置，其特征在于，包括固定到旋转分配器(6)上的敷贴器。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，敷贴器安装在臂(63)的端部，臂(63)本身铰接在固定于旋转分配器上的叉形接头(65)上。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，敷贴器是旋转辊(63)。
19.根据权利要求16到17的任一项所述的装置，其特征在于，弹簧(66)将敷贴器移离盘(50)。
20.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，中心管(51)设置在绕旋转轴线(R)旋转的旋转盘(50)内。
21.一种制造轮胎增强层的设备，所述设备用于制造由通过适当进给装置连续并根据需要输送的金属丝(P)形成的增强层，所述设备包括：
●框架；
●构成支撑的回转芯(2)，所述增强层是通过布置所述金属丝段逐渐形成在所述支撑上；
●根据权利要求12到20的任一项所述的装置；
●安装到所述装置的芯上的操纵器，所述结构被安装在所述部件上；
●用于以受控旋转速度旋转地驱动所述装置的中心部分的装置；
●用于驱动金属丝以使金属丝能够以受控速度线性前进的部件；
●用于驱动所述芯以受控旋转速度旋转的装置。
22.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，旋转分配器的旋转轴线位于芯上的接收表面外侧、并朝向芯上的接收表面。
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