KR100829406B1 - 튜브를 압출한 다음 납작하게 하여 스트립을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

타이어 제조를 위해 스트립(22;strip)을 부설(laying)하는 기계는,

튜브(21;tube)를 압출할 수 있게 하는 다이(1; die)를 구비하는, 미경화 고무(uncured rubber)용 펌프(10;pump)와,

타이어 제조시 기준으로 작용하는 로터리 코어(30; rotary core)와,

다이(1)의 하류측 코어(30) 상에서 튜브(21)를 납작하게 하여 스트립(22)을 형성하기 위해 상호작용하는 롤러(40;roller)를 포함한다.

튜브, 스트립, 타이어, 코어, 다이

Description

튜브를 압출한 다음 납작하게 하여 스트립을 제조하는 방법{Manufacture of a strip by extrusion of a tube then flattening the tube}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 위한 다이를 구비하는 압출 헤드를 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 예시하는, 타이어의 제조시 기준으로서 작용하는 로터리 코어와 상호작용하는 압출 기계의 도면.

도 3은 도 1의 III-III을 따른 부분 단면도.

도 4는 도 1의 IV-IV를 따른 부분 단면도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 다이의 변형 실시예를 도시하는, 회전 다이(die of revolution)의 중앙축을 포함하는 절단 평면을 통한 부분 단면도.

도 6은 도 5의 부분의 확대도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 다이의 다른 변형 실시예를 도시하는, 회전 다이의 중앙축을 포함하는 절단 평면을 통한 부분 단면도.

도 8은 도 7의 부분의 확대도.

도 9는 도 7의 계란형 부분을 따로 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에서 수용면(receiving surface)에 대해 스트립을 가압하기 위해 사용되는 수단의 도면.

도 11은 몇몇 세부사항이 생략된, 도 10에 예시된 변형 실시예의 좌회전도.

도 12는 도 10의 AA를 따라 취한 부분도.

도 13은 도 10의 BB를 따라 취한 부분도.

도 14는 본 발명에 따른 다이의 제 2 실시예의 도면.

도 15는 본 발명에 의해 얻어지는 권취된 스트립(strip winding)의 도면.

도 16은 도 15의 부분 확대도.

도 17은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 동등하게 적절히 사용될 수 있는 다이의 다른 변형 실시예의 도면.

도 18은 도 17의 부분 확대도.

도 19는 상기 다른 실시예를 상이하게 수정한 것을 도시한 도면.

도 20은 도 19의 부분 확대도.

도 21은 본 발명의 다른 변형 실시예에서 얻어지는 권취된 스트립을 나타내는 도면.

도 22는 도 21의 부분의 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 다이 19: 조작용 로봇(manipulating robot)

30: 코어 40: 롤러

본 발명은 타이어 제조용 고무 제품을 부설하는 것에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 스트립을 감아 타이어를 제조하는 것에 관한 것이고 스트립 형태의 반제품(semi-finished product)을 제조하는 것에 관한 것이다.

미경화 고무로 이루어진 타이어를 제조하기 위해, 고무 제품의 부분 또는 모두를 부설하는 것은 제조용 지지부 상에 스트립을 감아서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유럽 특허 출원 EP 0 264 600호는 고무 제품을 높은 정확도로 부설하기 위해 용적(volumetric) 타입의 압출 방법을 사용하는 것을 제안한다. 유럽 특허 출원 EP 0 690 229호는 미경화 고무 스트립을 높은 정확도로 연속적으로 압출하는데 사용되는 용적식 펌프를 제안한다.

타이어 업계에 잘 알려진 한 문제점은 가황처리가능한(sulphur-vulcanizable) 고무 혼합물이 압출하기 매우 어렵다는 것이다. 이 혼합물은 부스러지는 경향이 있으며 압출 하류측에서 매끄러운 면을 갖지 않고, 오히려 초기의 틈(incipient tears)을 종종 포함하는 거칠고 울퉁불퉁한 표면을 갖는다. 이러한 혼합물에 스트립과 같은 정확하고 규칙적인 형태를 부여하는 것은 어렵다. 이는 압출된 반제품을 취급하는 것을 어렵게 한다. 또한, 이는 경화되지 않은 상태의 이러한 혼합물의 부착 상태가 일반적으로 열악하기 때문에 제조 중에 미가공된 타이어 블랭크(raw tyre blank)상에 이러한 제품을 부설하는 것을 어렵게 한다.

기술적으로 지지부 상에 스트립을 감는 것이 매우 어려운데, 왜냐하면 이 경우 압출된 고무 부분이 매우 약하기 때문이다. 적합한 시간 내에 필요한 고무 체적을 부설할 수 있기 위해서는 고속으로 스트립을 압출할 수 있는 것이 중요하다. 이제, 일반적으로 주어진 혼합물 제제(mix formulation)에 대해, 압출율 및/또는 지지부 상의 권취속도가 증가함에 따라, 문제점들이 더 증가한다.

본 발명은 먼저 튜브를 제조한 다음에 납작하게 하여 스트립을 형성하는 것을 제안한다.

본 발명의 제 1 특징은 타이어 제조 중에 미경화 고무를 포함하는 구성요소를 부설하는 것에 대한 것이며, 이러한 부설은 하기의 단계를 포함하는 공정에 의해 수용면을 갖는 로터리 지지부 상에 밴드(band)를 감아 이루어진다.

· 튜브의 벽이 내부 공동을 형성하도록, 압출되는 미경화 고무에 관형 단면(tubular section)을 부여하는 다이를 통해 미경화 고무를 압출하는 단계,

· 관형 형태를 납작하게 하여 상기 수용면에 접착되는 밴드(band)를 얻는 단계.
발명의 제 2 특징은 압출 작업의 하류측의 밴드에 한 구성요소를 부가하여, 미경화 고무로 이루어진 밴드를 제조하는 것에 대한 것이다. 이는 섬유제를 첨가하여 이뤄질 수 있다. 이는 첨가제, 특히 미경화 고무에 들어갈 수 있는 재료를 첨가하여 이루어질 수 있다. 이 공정은 하기의 단계를 포함한다.

삭제

· 튜브의 벽이 내부 공동을 형성하도록, 압출되는 미경화 고무에 관형 단면(tubular section)을 부여하는 다이를 통해 미경화 고무를 압출하는 단계,

· 압출과 동시에, 상기 튜브에 예정된 양으로 소정의 재료를 주입하는 단계,

· 관형 형태를 납작하게 하여 밴드를 얻는 단계.

후술하는 예에서, 고무 튜브는 계란형 부분(ovoid)을 포함하는 원통형 다이를 사용하여 압출되며, 이 계란형 부분 또한 원통형이며 약간 더 작은 사이즈를 가져 노즐과 계란형 부분 사이에서 회전을 위한 공기 간극(air gap)이 남게 된다. 원통형 형상이라는 것이 본원을 제한하는 것이 아님은 말할 필요도 없는 것이며, 다른 형태들, 특히 타원형 부분(oval section)이 고려될 수 있다. 그러나 회전 형태는 부품을 기계가공하는데 유리하다.

후술하는 실시예에서는, 본 발명의 실시가능한 상이한 응용예가 그 전체 범위와 장점을 이해할 수 있는 비제한적인 방식으로 설명된다.

도 2에서, 실질적으로 토로이드(toroid) 형상인 코어(30)를 볼 수 있으며, 이 코어는 타이어를 제조하는데 기준이 된다. 이러한 제조 기술은 공지되어 있다. 고무를 압출하기 위해, 압출기가 사용되며 이 압출기는 상기 수용면과 다이 사이에서 원하는 모든 상대 위치를 가능하게 하는 조작용 로봇 상에 장착되며, 상기 다이는 수용면 부근에서 관형 형태를 압출하기 위해 수용면 반대측에 위치되며, 이 관형 형태는 압출 직후에 수용면 상에서 납작하게 된다.

본 발명은 타이어를 제조하기 위한 미경화 고무를 포함하는 구성요소를 부설하기 위한 기계를 포함하며, 상기 기계는 로터리 지지부 상에서 밴드를 권취하며, 상기 기계는 하기의 요소를 포함한다.

· 압출된 미경화 고무의 단면에 관형 형태를 부여하는 다이(1)를 구비하는 압출기와,

· 타이어를 제조하는데 기준물로서 작용하는 회전하는 로터리 지지부와,

· 상기 회전하는 로터리 지지부와 상기 다이 사이에서 원하는 상대 위치를 허용하는 조작용 로봇(19)과,

· 상기 다이의 하류측에서 로터리 지지부와 상호 작용하여 관형 형태를 그 위에서 납작하게 하는 적어도 하나의 롤러(40).

압출기의 가능한 하나의 예를 구성하는 미경화 고무용 펌프(10)를 볼 수 있다. 이 미경화 고무용 펌프(10)는 조작용 로봇(19)에 의해 지지된다. 이 고무용 펌프는 실질적으로 압출 다이(1), 하나 이상의 피스톤(101) 및 충전 스크류(102; filling screw)를 포함한다. 고무 밴드(2)에서 시작하여, 펌프는 스트립(22)이 코어(30)의 표면(S) 상에 부설될 수 있게 한다. 롤러(40)는 부설하는 것을 용이하게 한다. 조작용 로봇(19)은 축 X를 따라 코어(30)로부터 멀어지게 또는 코어를 향해 압출 다이(1)를 이동시킬 수 있고 축 Y를 따라 횡방향으로 이동시킬 수 있고, 또한 고무용 펌프를 축 α 둘레로 회전시킬 수 있다. 이 축 α는 스트립(22)이 표면(S)과 다시 만나는 지점을 실질적으로 지나간다.

상기 기계는 적절하게 구동할 수 있게 하는 자동화 기계의 제어하에 위치될 수 있다. 예시를 위해, 서로 의존하며 자동화 기계에 의해 제어되는 특정한 인자(parameter)들 즉, 피스톤(101)의 작동 속도에 기계적으로 링크된 스크류(102)의 속도(V), 유효 부설 반경(r; effective laying radius)(타이어 영역- 예를 들어 비드(bead) 또는 트레드(tread)-에 따라 상이하거나, 트레드를 만들기 위해 중첩하여 감는 경우에 한 권취부로부터 다른 권취부까지 상이하다), 코어(30)의 회전 속도(N)가 언급될 수 있다. 여기서 용적식 압출기가 사용되며, 압출된 미경화 고무의 유동율은 특히 수용면의 회전 속도와 밴드의 부설 반경의 함수로서 제어된다.

도 1에서, 본 발명에 따라 다이(1)의 제 1 실시예를 보다 상세하게 알 수 있다. 다이는 고무 펌프(10) 상에 장착된 프리-다이(17; pre-die)를 포함한다. 롤러(40)는 압출 오리피스의 하류측에서 코어와 함께 작동하며, 압출 오리피스는 평면 IV-IV에 위치한다. 미경화 고무(20)가 고무 펌프(10)에 의해 압력을 받아 이송되고 다이(1)에 도착한다. 다이(1)는 노즐(11)과, 이 노즐에 고정되며 압출 오리피스를 부분적으로 막는 계란형 부분(12; ovoid)을 포함하며, 이 계란형 부분은 노즐과 계란형 부분 사이에 공기 간극(15)을 제공하며, 이 공기 간극은 적절한 형상의 압출 단면으로 종료한다.

고무는 튜브(21)의 형태로 압출된다. 튜브(21)의 일 부분(210)은 수용면(S)에 가깝고 다른 부분은 수용면으로부터 멀다. 이 튜브(21)는 코어(30)와 함께 작용하는 롤러(40)의 작용에 의해 납작해져, 튜브(21)의 벽 부분을 접착하여 스트립(22)을 형성한다.

계란형 부분(12)은 프리-다이(17)의 임시 구멍(ad hoc bore)에 장착되며, 고무의 이송 압력의 영향하에 계란형 부분(12)이 배출되는 것을 방지하는 너트(180)에 의해 유지되는 꼬리 부분(18; tail)까지 연장된다. 튜브(21) 내에 있는 가스에 대한 배기 수단이 제공될 수 있다. 이를 위해, 꼬리 부분(18)은 적절한 튜브가 용이하게 연결될 수 있는 커넥터(14)에서 종료하는 파이프(13)를 포함한다. 파이프(13)는 계란형 부분(12)을 지나 압출 오리피스로 개구(open)된다. 압력을 감소시키면 배기 작용을 도울 수 있다. 그러나, 배기 작용은 본 발명의 작업 중에는 가스가 축적되지 않으므로 배기작용은 필수적이지 않다.

계란형 부분(12)은 노즐(11) 내에서 계란형 부분(12)을 중심으로 하는 반경방향 윙(121; radial wing, 도 3)을 포함하는 것이 유익하다. 변형 예에서, 노즐(11) 내의 계란형 부분의 위치는 중앙 위치와 편심 위치 사이에서 조정될 수 있으며, 편심 위치는 튜브(21)의 비-축대칭(non-axisymmetrical) 압출을 촉진할 수 있다.

도 1에서 계란형 부분(12)이 노즐(11)과 함께 압출 오리피스까지 결합된 원뿔부를 형성하는 것을 볼 수 있다. 달리 말해, 공기 간극(15)이 압출 오리피스에서 최소의 사이즈이다(도 6에서 150A 참조).

본 발명에 의해 제안되는 다이는 제조되어야 할 상이한 사이즈의 스트립에 매우 용이하게 적용할 수 있다. 이는 작은 스트립으로부터 보다 큰 스트립으로 이동하기 위해 압출을 제어하는 것이 항상 가능하지는 않다. 도 5 내지 도 9에 도시된 변형 예에서, 압출 다이는 매우 용이하게 대체될 수 있는데, 왜냐하면 프리-다이(17) 상에 링(16)을 사용하여 장착되며 압출 오리피스의 측면으로부터 액세스할 수 있기 때문이다. 노즐(11)과 계란형 부분(12A, 12B)으로 이루어진 조립체를 교체하는 것은 칼라(16; collar)를 돌려 해제(unscrewing)하여 매우 용이하게 이루어질 수 있다.

미경화 고무에 대한 압출 작업중에, 초기에 가황처리를 수행하였을 수 있는 고체 물체(solid body) 또는 고무 물체가 포함됨은 잘 알려져 있다. 이는 왜 필터가 빈번히 압출 오리피스의 상류측에 설치되는 것을 설명한다. 이러한 필터의 단점은 이들이 큰 압력 손실을 일으킨다는 것이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 변형 실시예에서, 유익하게는 압출 오리피스의 상류측에서 공기 간극(150B)의 최소의 값을 가지는 것을 제안한다. 이러한 방식에서, 어떠한 고체 물체가 공기 간극(150B)에 걸리게 되면, 공기 간극(150B)을 넘어 지나는 미경화 고무가 압출 오리피스에 도달하기 전에 다시 연속적인 링을 형성할 수 있다. 이러한 배치는 필터와 같이 작용하지만, 압력손실이 훨씬 적다.

계란형 부분이 압출 오리피스와 같은 높이의 단부의 상류측에서 융기부(120; boss)를 형성하는 링을 포함할 수 있음을 도 8에서 상세히 볼 수 있다. 또한, 계란형 부분(12B)은 앞서 나타낸 바와 같이 이 계란형 부분을 중심에 있게 할 수 있는 윙(121)을 포함한다. 융기부(120)와 압출 오리피스 사이의 거리는 공기 간극(150B)에서 막힌 임의의 불순물의 하류측에서 연속적인 링을 재형성하기 충분하며, 이 거리는 필요하다면 실험적으로 정해질 수 있다.

본 발명의 장점 중에서, 본 출원인은 이러한 압출 기술이 에지 효과(edge effect)를 갖지 않는다고 언급할 수 있다. 이렇게 제조된 스트립은 종종 한 에지에서 시작하는 찢어짐이 잘 일어나지 않는다. 이는 특정한 고무에 대해 특히 유용하다. 나아가, 본 발명을 사용함으로 인해, 튜브(21)의 내측 및 외측 표면의 양호한 상태가 유지되며, 이는 미경화 상태에서 납작하게 하여 형성되는 스트립에서 양호한 접착력을 보장한다.

도 10 및 도 11은 압출 오리피스의 하류측에서 일어날 수 있는 압연(rolling) 작용을 보다 상세하게 예시한다. 여기서 코어(30)와 수용면(S)을 볼 수 있다. 또한, 그 안에 계란형 부분(12)이 장착되어 있는 노즐(11)을 포함하는 다이(1)를 볼 수 있다. 지지부(44)에 관절 방식으로 연결된(articulated) 암(46; arm)에 의해 그 자체가 지지되어 있는 포크(45) 상에 롤러(40)가 장착되어 있다. 지지부(44)는 고무용 펌프(10)와 일체로 되어 있다. 스프링(42)은 지지부(44)와 롤러(40) 사이에서 작용한다. 그러므로, 롤러(40)는 코어(30)를 향해 제어된 압력을 작용시킨다. 이 도면에서 측면판(side plate)에 각각 장착된 두 개의 보조 롤러(41)를 또한 볼 수 있다. 각각의 측면 판은 암(47) 상에 장착되며, 지지부(44)에 대해 관절 방식으로 연결된다. 스프링(43)은 스프링(42)의 기능과 유사한 기능을 위해 각각의 암(47)과 지지부(44) 사이에서 작용한다.

여기서 실험에 의해 선택되며 조정할 수 있는 양호하게 제어된 강도의 반경방향 작용력을 가하여 3개의 독립적인 롤러, 즉 롤러(40)와 보조 롤러(41)에 의해 양호한 압연(rolling) 작용을 얻는 것이 유익하다. 고무를 부설할 때 국지적인 결함 또는 편심이 있는 경우에도, 실질적으로 일정한 압연 응력을 작용시키는 큰 유연성을 갖는 스프링을 구비하는 것이 유익하다. 롤러(40)는 다이(1)에 의해 막 압출된 튜브(21)를 처음으로 납작하게 누르며, 스트립(22)의 중간 부분을 수용면(S) 상에 배치하며 접착시킨다. 보조 롤러(41)는 수용면(S) 상으로 스트립(22)의 에지를 납작하게 한다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 한 장점을 잘 이해할 수 있게 한다. 고무를 부설할 때의 정확도에 대한 상이한 이유로, 고무 펌프(10)의 헤드는 제조되는 타이어 블랭크(tyre blank) 상에 고무를 부설하기를 원하는 위치에 가능한한 가깝게 위치하는 것이 바람직하다. 그러나, 고무 스트립을 부설하는데 사용되는 압출기는 비교적 부피가 크다. 기존의 기계에서 보통 압출되는 단면이 직사각형이기 때문에, 타이어 스트립의 외형을 만들 수 있는 다이는 그 체적이 부설되기 원하는 고무 스트립의 단면보다 필수적으로 커야한다.

그러므로, 본 발명은 압출될 스트립보다 더 좁은 압출 다이를 제안한다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 주어진 직경 "d"의 튜브(21)로부터 그 폭"L"이 튜브(21)의 직경보다 더 크고 다이(1)의 크기"E"와 비슷한 스트립(22)으로 변함을 볼 수 있다.

또한, 스트립 부설 패턴이 가능한한 타이어의 성형 형상을 침해하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 어떤 트레드에 대해서는, 성형 중에 고무가 움직이는 것을 피하거나 또는 제한하기 위해 미경화 고무의 모든 부분이 타이어의 최종 트레드 패턴에 가능한한 가깝게 접근하는 것이 바람직하다. 그러므로, 예를 들어, 작은 홈으로 분리된 원주방향 리브(rib)를 형성하기 위해 밴드를 적층하게 된다. 발생하는 문제점은 고무 펌프(10)의 헤드, 즉 고무의 외형을 만들어주는 다이가 그 크기 때문에 원주 방향에서 인접한 리브를 형성하기 위해 부설되어 있는 미경화 고무와 부딪칠 수 있다는 점이다.

도 12는 롤러(40)가 도시되지 않은 도 10의 화살표AA의 방향에서 본 도면이다. 여기에서 노즐(11)을 볼 수 있으며, 이로 인해 미경화 고무로 된 튜브가 압출된다. 튜브(21)가 납작하게 되어 스트립(22)으로 변형된다. 앞서 강조한 바와 같이, 스트립(22)은 튜브(21)의 직경"d"보다 더 큰 폭"L"을 갖는다. 본 발명에 의해, 횡방향으로 오프셋(offset)된 위치에 만들어진 적층물에 방해받지 않고 고무 리브(51)를 중첩하여, 제조되고 있는 타이어 블랭크(50) 상에 스트립(22)을 부설할 수 있음을 알 수 있다. 도 13은 도 10에서 화살표 BB 방향에서 본 도면이다. 본 발명에서 제안한 3개의 롤러(40, 41)을 갖는 압연 기계가 스트립(22)의 폭에 근접한 크기를 가짐을 이해할 수 있게 해준다. (롤러(40, 41)를 지지하는) 압연 캐리지(rolling carriage)는 미경화 고무의 코드(帶; cords) 사이를 용이하게 지나갈 수 있다.

본 발명을 다른 데에도 응용할 수 있다. 예를 들어 가황처리 시스템 또는 강화 섬유와 같은 다른 제품을 튜브(21) 내의 공간에 주입할 수 있다.

도 14는 가황처리 가능한 고무 조성으로 끝마무리하기 위해 튜브(21)에 일정한 성분을 첨가하는 본 발명의 한 응용예를 예시한다. 이는 예를 들어 가황처리 시스템 및/또는 임의의 적절한 첨가제일 수 있다. 몇몇 성분은 미경화 고무로 들어갈 수 있으며, 이러한 첨가제는 양호한 균일성으로 어울림이 알려져 있다. 이러한 첨가는 스트립(22)을 부설할 때에 타이어 제조중에 미경화 고무를 포함하는 구성요소를 부설하는 과정에서 이루어지며, 이러한 부설은 수용면(S)을 갖는 로터리 지지대 상에 밴드를 감아 이루어지며, 이 밴드는 상술한 바와 같이 제조된다. 그러나, 이러한 방식으로 반제품을 만들 수 있음도 이해될 것이다.

다이(1B)는 노즐(11B)과 계란형 부분(12B)을 포함함을 볼 수 있다. 계란형 부분(12B)은 계란형 부분(12B)을 지나 압출 다이 오리피스로 개방된 파이프(13B)를 포함한다. 적절한 수단으로 재료(23)를 튜브(21)에 삽입할 수 있다. 그러므로, 특정한 양의 재료(23)가 스트립(22)이 형성되고 제조용 지지부(30)에 적용되는 동시에 미경화 고무에 연속적으로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따라 기계를 제어하기 위한 자동화 기계는 재료(23)와 압출되는 고무(20) 사이에 제어되는 비율이 유지됨을 물론 보장한다. 이러한 비율은 일정할 필요는 없다. 재료(23)의 계량(metering)은 변할 수 있으며, 상기 비율은 스트립(22)이 타이어에 부설되는 위치의 함수로 조정된다.

도 15 및 도 16은 타이어의 제조용 기준물로서 작용하는 로터리 코어와 같은, 회전 지지부 상에 감긴 스트립(22)이 세 번 완전히 감겨 겹쳐졌을 때 얻어진 결과물을 예시한다. 스트립의 처음 부분(22A; start)을 부설하는 방위각(azimuth)에서 균일성이 부족함(스트립의 두께"e")이 주목되며, 이는 스트립의 끝 부분(22B: end)의 방위각을 정확하게 위치조정해도 가릴 수 없다.

이러한 난점을 극복하기 위해, 부설의 시작 부분과 끝 부분에서 스트립 두께가 변하게 할 수 있는 것이 바람직하다. 도 17 내지 도 20은 이를 정확히 달성할 수 있는 본 발명의 다른 변형 예를 예시한다. 이를 위해 고무 튜브의 상기 벽의 두께는 변하여 스트립 두께의 변화가 얻어진다.

도 17에서 계란형 부분(12B)이 꼬리 부분(18B)까지 연장되고 프리-다이(17) 상의 임시 구멍에 장착되어 있는 것을 볼 수 있다. 꼬리 부분(18B)은 실린더(182B)를 관통해 들어가고 상기 실린더(182B)에서 슬라이딩하는 피스톤을 형성하는 디스크(181B)에서 종료한다. 배출량을 제어하는 기계(183B)는 예를 들어 챔버(chamber)로 또는 챔버로부터 소정의 오일 량을 주입하거나 빼내어 프리-다이(17)에 대해 꼬리 부분(18B)의 상대 위치를 제어할 수 있다. 그러므로, 노즐(11; 도 18) 내의 계란형 부분(12B)의 위치는 공기 간극 내의 미경화 고무의 흐름에 평행한 방향에서 조절할 수 있다. 또한, 압출 오리피스의 바로 상류측에서, 노즐(11)과 계란형 부분(12B)은 절두 원추형(frustoconical) 면을 갖는다. 이러한 방식에서, 노즐(11) 내의 계란형 부분(12B)의 상대 위치에 영향을 주어, 공기 간극의 두께, 결과적으로 고무로 이루어진 압출 튜브의 두께가 변한다.

도 18은 튜브의 압출을 나타내며, 튜브의 벽은 지지부(S)에 대해 일단 납작하게 되면 도 17 및 도 18에 예시된 계란형 부분(12B)의 위치에 대해 두께 "e2"의 스트립이 얻어지는 두께이다. 도 19 및 도 20에서, 노즐(11) 내측에 부가하여, 계란형 부분(12B)의 다른 위치를 볼 수 있다. 예시된 바와 같은 설정의 이러한 부품에서, 공기 간극은 보다 작다. 일단 튜브가 지지부(S)에 대해 납작해지면, 보다 작은 두께"e1"의 스트립이 얻어진다. 튜브의 직경"d"에 주로 의존하는 압출된 스트립의 폭이 두께에 실질적으로 무관함을 알 수 있다.

물론 지지부(S)의 회전과 압출되는 체적과 동기화하여, 상기 두께를 점차적으로 변화시켜, 도 21 및 도 22에 예시된 바와 같이 크거나 작은 사이즈의 호(arc) α에 걸쳐 연장하는 스트립의 시작 부분(22C)과 끝 부분(22D)을 얻을 수 있다. 본 발명은 2차원 나선형(spiral)으로 스트립을 부설하는 작업에 대해 예시되었다. 또한 본 발명은 3차원 나선형(helix)으로 스트립을 부설하는 것에 유용하며, 보다 일반적으로는 타이어 제조시 지지부 상에 직접 압출하여 고무 제품을 임의의 형태로 부설하는 것에도 유용하다.

본 발명의 장점 중에서, 본 출원인은 이러한 압출 기술이 에지 효과(edge effect)를 갖지 않는다고 언급할 수 있다. 이렇게 제조된 스트립은 종종 한 에지에서 시작하는 찢어짐이 잘 일어나지 않는다. 이는 특정한 고무에 대해 특히 유용하다. 나아가, 본 발명을 사용함으로 인해, 튜브(21)의 내측 및 외측 표면의 양호한 상태가 유지되며, 이는 미경화 상태에서 납작하게 하여 형성되는 스트립에서 양호한 접착력을 보장한다.

Claims (18)

1. 수용면(S)을 갖는 로터리 지지부 상에 밴드(band)를 감아 이루어지는 부설 작업에서, 타이어 제조 중에 미경화(uncured) 고무를 포함하는 구성요소를 부설하는 방법에 있어서,

   고무 튜브의 벽이 내부 공동(211; internal cavity)을 형성하는 고무 튜브(21)를 형성하도록, 압출되는 미경화 고무에 관형 단면을 부여하는 다이(1; die)를 통해 미경화 고무(20)를 압출하는 단계와,

   상기 관형 형태를 납작하게 하여 상기 수용면(S)에 접착되는 밴드(22)를 얻는 단계를 포함하는 부설 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   고무를 압출하기 위해, 상기 수용면과 상기 다이 사이에서 원하는 모든 상대 위치를 허용하는 조작용 로봇 상에 장착되는 압출기를 사용하고,

   상기 다이는 상기 수용면 부근에서 관형 형태를 압출하기 위해 상기 수용면 반대측에 위치되고, 상기 관형 형태는 압출 직후에 상기 수용면 상에서 납작하게 되는 부설 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   용적 압출기(volumetric extruder)를 사용하여, 압출되는 미경화 고무의 유동율은 상기 수용면의 회전 속도와 상기 밴드의 부설 반경(radius of lay of the band)의 함수로서 제어되는 부설 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   튜브 내에 둘러싸인 가스는 배기 수단에 의해 배출되는 부설 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   고무 튜브(21)의 상기 벽의 두께가 변하는 부설 방법.
6. 미경화 고무로 이루어지는 밴드의 제조 방법에 있어서,

   튜브의 벽이 내부 공동(211)을 형성하는 미경화 고무로 이루어지는 튜브(21)를 형성하도록, 압출되는 미경화 고무에 관형 단면을 부여하는 다이(1)를 통해 미경화 고무(20)를 압출하는 단계와,

   압출과 동시에, 상기 튜브에 예정된 량으로 소정의 재료를 주입하는 단계와,

   상기 관형 형태를 납작하게 하여 밴드(22)를 얻는 단계를 포함하는 밴드 제조 방법.
7. 수용면(S)을 갖는 로터리 지지부 상에 밴드를 감아 이루어지며, 타이어 제조 중에 미경화 고무를 포함하는 구성요소를 부설하는 방법에 있어서,

   상기 밴드는 제 6 항에 따라 제조되는 부설 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   재료의 계량은 타이어에서 부설 위치의 함수로서 변화하는 부설 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   고무를 압출하기 위해, 상기 수용면과 상기 다이 사이에서 원하는 모든 상대 위치를 허용하는 조작용 로봇 상에 장착되는 압출기를 사용하고,

   상기 다이는 상기 수용면 부근에서 관형 형태를 압출하기 위해 상기 수용면 반대측에 위치되고, 상기 관형 형태는 압출 직후에 상기 수용면 상에서 납작하게 되는 부설 방법.
10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

    용적 압출기를 사용하여, 압출되는 미경화 고무의 유동율은 상기 수용면의 회전 속도와 상기 밴드의 부설 반경의 함수로서 제어되는 부설 방법.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

    고무 튜브(21)의 상기 벽의 두께가 변화하는 부설 방법.
12. 로터리 지지부 상에 밴드를 감아, 타이어 제조를 위해 미경화 고무를 포함하는 구성요소를 부설하기 위한 기계에 있어서,

    압출되는 미경화 고무의 단면에 관형 형태를 부여하는 다이(1)를 구비한 압출기와,

    타이어 제조를 위한 기준물로서 작용하는 회전하는 로터리 지지부와,

    상기 회전하는 로터리 지지부와 상기 다이 사이에서 원하는 모든 상대 위치를 허용하는 조작용 로봇(19)과,

    상기 다이의 하류측에서 관형 형태를 롤러 위에 납작하게 하기 위해 상기 로터리 지지부와 상호 작용하는 적어도 하나의 롤러(40)를 포함하는 부설용 기계.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 압출기는 피스톤 압출기(101)인 부설용 기계.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 다이는 압출 오리피스를 갖는 노즐(11)과, 상기 노즐에 고정되며 상기 노즐과 계란형 부분 사이에 적절한 형상의 압출 단면으로 종료하는 공기 간극(15)을 제공하기 위해 상기 압출 오리피스를 부분적으로 막는 계란형 부분(12)을 포함하는 부설용 기계.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 노즐 내의 상기 계란형 부분의 위치는 중앙 위치와 편심 위치 사이에서 조정될 수 있는 부설용 기계.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 공기 간극은 상기 압출 오리피스 상류측에서 최소의 사이즈에 도달하는 부설용 기계.
17. 제 15 항에 있어서,

    소정의 재료를 상기 관형 형태에 주입하기 위해 상기 계란형 부분을 지나 상기 압출 오리피스로 개구되는 파이프를 추가로 포함하는 부설용 기계.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 노즐(11)과 상기 계란형 부분(12)은 절두원추형 면을 포함하고, 상기 노즐 내의 상기 계란형 부분의 위치는 상기 공기 간극 내의 미경화 고무의 흐름에 평행한 방향에서 조절할 수 있는 부설용 기계.

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