PL180193B1 - S posób wytwarzania laminatu stanowiacego element skladowy opony, zwlaszcza do ksztaltowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatyczneji urzadzenie do wytwarzania laminatu stanowiacego element skladowy opony, zwlaszcza do ksztaltowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania laminatu stanowiacego element skladowy opony, zwlaszcza do ksztaltowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej, polegajacy na doprowadzeniu materialu warstwowego utworzonego z elastomeru wzmocnionego kordem osadzonym w elastome- rze równolegle, równo rozmieszczonym i ustawionym pod katem od 65° do 90° wzgledem kierunku doprowadzenia, formowaniu licznych ciaglych pasów elastomerowych elementów skladowych opony o zadanych przekro- jach poprzecznych, i nakladaniu tych pasów na co najmniej jedna strone doprowadzanego materialu warstwowego tworzac laminat, znamienny tym, ze doprowadzany material warstwowy (20) przemieszcza sie na bezkoncowym przenosniku tasmowym (207), z zadana szybkoscia, poprzez liczne elementy (300) do formowania licznych ciaglych pasów elastomero- wych elementów skladowych opony, zas formowane elementy skladowe opony naklada sie na doprowadzany material warstwowy (20) z co naj mmej taka sama szybkoscia, z jaka formuje sie element skladowy 11 Urzadzenie do wytwarzania laminatu z zespolu elementów skladowych opony, zwlaszcza do ksztaltowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej, zawierajace co najmniej jeden zespól wygladzajacy do formowania co najmniej jednego elastomerowego pasa elementów skladowych opony, które to zespoly wygladzajace sa rozmieszczone wzdluz bezkoncowej tasmy przenosnika owinietej wokól duzych obroto- wych bebnów, napedzanych co najmniej jednym silnikiem elektrycznym o zmiennej predkosci, znamienne tym, ze kazdy zespól wygladzajacy (302) sklada sie z dwóch walków wygladzajacych (350, 352), z których jeden jest walkiem przenoszacym (350) a drugi walkiem prowadzacym (352), przy czym na co najmniej jednym walku wygladzajacym (350, 352) znaj- duja sie elementy (356) formujace wglebienia, zas kazdy zespól wygladzajacy (302) zawiera co najmniej jeden silnik elektryczny, wy- tlaczarke (360) do podawania przetworzonego materialu na pare walków wygladzajacych (350, 352) oraz elementy (362) do wykrywania i pomiaru wytlaczanego pasma (25A, 25B) na walki wygladzajace (350, 352) FIG -1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej i urządzenie do wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej.

Do tej pory opony pneumatyczne były wytwarzane jako element warstwowy o toroidalnym kształcie, zawierający elementy usztywniające, bieżnik, pasy wzmacniające i osnowę. Opona jest wykonana z gumy, z tkaniny i ze stali. Najczęściej stosowane sposoby wytwarzania opon polegają na połączeniu wielu elementów składowych opony stanowiących płaskie paski i warstwy materiału. Każdy z elementów jest umieszczony na bębnie i przycinany do takiej długości, że jego końce stykają się i nachodzą na siebie, tworząc połączenie splatane.

Na pierwszym poziomie układu osnowa może zawierać jedną lub więcej warstw, parę ścian bocznych, parę wierzchołków, wkładkę (dla opon bezdętkowych), parę pasków ochronnych obrzeża opony, a także parę gumowych, pogrubionych pasów. W czasie tego etapu wytwarzania można dodać także pierścieniową drutówkę. Można także wokół drutówki nawinąć warstwę lub warstwy dla utworzenia „zagięcia warstwy”.

180 193

Elementy osnowy (wyłączając drutówkę) mogą być połączone „na styk” lub „na zakładkę”. W przypadku połączenia „na styk” dwa końce są połączone ze sobą, ale nie zachodzą na siebie, natomiast w połączeniu „na zakładkę” zachodzą na siebie.

Ten półprodukt procesu wytwarzania jest kształtowany, w czasie pierwszego etapu, dla nadania mu kształtu cylindrycznego. Po zakończeniu pierwszego etapu cylindrycznej osnowie nadawany jest kształt toroidalny. W czasie drugiego etapu wytwarzania opony dodawane są pasy wzmacniające i włókna, przy czym etap ten może być prowadzony z wykorzystaniem tego samego bębna czy stanowiska pracy.

W czasie rozszerzania osnowy, jego elementy połączone i nie poddane wulkanizacji ulegają naprężeniom rozciągającym.

W przypadku warstw, korzystne są łączenia „zakładkowe”, które pozostają nienaruszone, gdy połączenie „na styk” może ulec przerwaniu czy rozsunięciu. Nawet przy dobrym spojeniu końców połączenia, włókna w pobliżu łączenia sa poddawane rozciągnięciu, dla skompensowania zachodzących na siebie warstw włókna tworzących połączenie. To lokalne rozciągnięcie powoduje niejednorodność widoczną po obrazie ultrasonograficznym lub rentgenowskim.

Urządzenie do wytwarzania opony, w celu zapobieżenia powstawaniu niejednorodności, zapewniało, że połączenia różnych warstw elementów nie były dopasowane wzdłuż obwodu. Uważano, że to niedopasowanie połączeń zwiększa wytrzymałość opony, mierzoną odpornością na pęknięcie. Konstruktorzy opon uważali także, że jednorodność opony można poprawić, gdy nieciągłości w budowie są rozłożone równomiernie wokół osnowy. Oznaczało to, że każdy element musiał być umieszczony w warstwie na stanowisku wytwarzania opony, gdzie był on przycinany i łączony w odpowiednim ustawieniu przestrzennym.

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej.

Celem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej.

Sposób wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej polegający na doprowadzeniu materiału warstwowego utworzonego z elastomeru wzmocnionego kordem osadzonym w elastomerze równolegle, równo rozmieszczonym i ustawionym pod kątem od 65° do 90° względem kierunku doprowadzenia, formowaniu licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony o zadanych przekrojach poprzecznych; i nakładaniu tych pasów na co najmniej jedną stronę doprowadzanego materiału warstwowego tworząc laminat według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadzany materiał warstwowy przemieszcza się na bezkońcowym przenośniku taśmowym z zadaną szybkością poprzez liczne elementy do formowania licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony, zaś formowane elementy składowe opony nakłada się na doprowadzany materiał warstwowy z co najmniej taką samą szybkością, z jaką formuje się element składowy.

Korzystnie, obcina się laminat na zadaną długość, po czym nakłada się laminat na bęben do budowy opony dla utworzenia z laminatu niewulkanizowanego korpusu osnowy.

Korzystnie, nakładanie licznych ciągłych pasów elementów składowych opony obejmuje dociśnięcie doprowadzanego materiału warstwowego do formowanych pasów elementów składowych opony i mocowanie tych elementów do materiału warstwowego.

Korzystnie, operacja formowania ciągłych pasów elementów składowych opony obejmuje gładzenie licznych ciągłych pasów elementów składowych opony o różnych zadanych przekrojach poprzecznych, w położeniach rozmieszczonych wzdłuż doprowadzanej warstwy.

Korzystnie, przyszywa się elementy składowe opony do przenoszenia materiału warstwowego.

Korzystnie, ustala się położenie bocznej krawędzi przenoszonego materiału warstwowego i nakłada się ciągłe pasy elementów składowych opony w miejscach zadanych, względem bocznej krawędzi.

Korzystnie, wytłacza się elastomer dla uformowania co najmniej jednego z ciągłych pasów elementów składowych opony, po czym podaj e się wytłaczany materiał na wałki wygładzające, które określają kształt poprzecznego przekroju elementu składowego opony.

180 193

Korzystnie, rozdziela się wytłaczany materiał na dwa wytłaczane pasma materiału w wałkach wygładzających, przy czym każde pasmo materiału doprowadza się poprzez wałki wygładzające o odmiennym kształcie przekroju poprzecznego.

Korzystnie, nakłada się liczne ciągłe pasy elastomerowych elementów składowych opony na co najmniej jedną stronę doprowadzanego materiału warstwowego za pomocą elementów zespołu wygładzającego, tworząc laminat.

Korzystnie, nakłada się liczne ciągłe pasy elastomerowych elementów składowych opony na co najmniej jedną stronę doprowadzanego materiału warstwowego za pomocą wałka dociskowego umieszczonego poniżej bezkońcowej taśmy przenośnika, wywierającego miejscowy nacisk pomiędzy taśmą z doprowadzanym materiałem warstwowym i wałkiem przenoszącym formowany element składowy opony.

Urządzenie do wytwarzania laminatu z zespołu elementów składowych opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej, zawierające co najmniej jeden zespół wygładzający do formowania co najmniej jednego elastomerowego pasa elementów składowych opony, które to zespoły wygładzające są rozmieszczone wzdłuż bezkońcowej taśmy przenośnika owiniętej wokół dużych obrotowych bębnów, napędzanych co najmniej jednym silnikiem elektrycznym o zmiennej prędkości według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy zespół wygładzający składa się z dwóch wałków wygładzających, z których jeden jest wałkiem przenoszącym, a drugi wałkiem prowadzącym, przy czym na co najmniej jednym wałku wygładzającym znajdują się elementy formujące wgłębienia, zaś każdy zespół wygładzający zawiera co najmniej jeden silnik elektryczny, wytłaczarkę do podawania przetworzonego materiału na parę wałków wygładzających oraz elementy do wykrywania i pomiaru wytłaczanego pasma na wałki wygładzające.

Korzystnie, w zespołach wygładzających występują dwa silniki elektryczne o zmiennej prędkości, każdy do napędu jednego wałka wygładzającego.

Korzystnie, w każdym zespole wygładzającym wytłaczarka stanowi element doprowadzający przetworzony materiał do szczeliny chwytowej pomiędzy dwoma wałkami wygładzającymi.

Korzystnie, zespół wygładzający zawiera elementy pozycjonujące do poprzecznego ustawienia przetworzonego materiału w zadanym poprzecznym położeniu pomiędzy wałkami wygładzającymi.

Korzystnie, zespół wygładzający zawiera element ogrzewający wałki wygładzające.

Korzystnie, zespół wygładzający zawiera element chłodzący wałki wygładzające.

Korzystnie, elementy formujące wgłębienia są umieszczone tylko na wałku przenoszącym.

Korzystnie, każdy zespół wygładzający zawiera elementy do nakładania licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony, przy czym elementy stanowią wałek dociskowy umieszczony poniżej bezkońcowej taśmy przenośnika i wywierający miejscowy nacisk pomiędzy taśmą z doprowadzanym materiałem warstwowym a wałkiem przenoszącym formowany element składowy opony.

Osnowa jest wytwarzana z wielu elementów ukształtowanych i przylegających do warstwy nośnej, tworząc w ten sposób laminat, który może być nawinięty na wałki lub rolki dla sekwencyjnego wykorzystania w urządzeniu wytwarzającym oponę. Tak więc laminat może być przycinany z wykorzystaniem nowoczesnej techniki cięcia, której wynikiem jest pojedyncza linia łącząca. Osnowa opony wytworzonej w sposób zgodny z wynalazkiem może rzeczywiście zwiększyć wytrzymałość opony na pęknięcie, dzięki zmniejszeniu niejednorodności związanych z łączeniami.

Laminat jest tworzony w efektywny i bardzo precyzyjny sposób, co wpływa na poprawienie jednorodności opony i obniżenie kosztów produkcji.

W opisie są stosowane określenia wyjaśnione poniżej:

„Wierzchołek” oznacza elastomerowy wypełniacz umieszczony promieniowo powyżej elementu usztywniającego i usytuowany pomiędzy warstwami a zagięciem warstwy.

„Osiowy” i „osiowo” oznacza linie lub kierunki, które są równoległe do osi obrotu opony.

„Element usztywniający” oznacza część opony, która zawiera pierścieniowy element rozciągliwy okręcony włóknami i ukształtowany, zawierający lub nie inne elementy wzmacniające

180 193 typu wczepu opony, wierzchołka, zabezpieczenia brzegu, paska ochronnego obrzeża opony dopasowujące się do kształtu felgi.

„Struktura pasowa” lub „pasy wzmacniające” oznaczające najmniej dwie pierścieniowe warstwy równoległych włókien, tkaninowych lub włókninowych, leżących pod bieżnikiem, nie zamocowanych do elementu usztywniającego, których lewy i prawy kąt włókna jest w zakresie 17° - 27° względem równikowego przekroju opony.

„Obwodowy” oznacza linie lub kierunki wzdłuż obwodu powierzchni pierścieniowego bieżnika, prostopadłe do kierunku osiowego.

„Osnowa” oznacza nie poddany wulkanizacji element warstwowy materiału opony lub inne elementy opony, ucięte tak, że ich długość jest odpowiednia do sklejenia, lub już sklejone dla nadania im kształtu cylindrycznego lub toroidalnego. Możliwe jest też dodanie do osnowy dodatkowych elementów, przed poddaniem wulkanizacji nadającej oponie kształt.

„Paski ochronne obrzeża opony” dotyczą cienkich pasów materiału umieszczonych na zewnętrznej powierzchni elementu usztywniającego dla ochrony warstw włókien od felgi, uelastycznienia dociśnięcie opony do felgi.

„Włókno” oznacza żyłki wzmacniające, z których składają się warstwy opony.

„Płaszczyzna równikowa EP” oznacza płaszczyznę prostopadłą do osi obrotu i przechodzącą przez środek jej bieżnika.

„Wkładka” oznacza warstwę lub warstwy elastomeru lub innego, które tworzą wewnętrzną powierzchnię opony bezdętkowej i która zawiera substancję wypełniającą oponę.

„Warstwa” oznacza warstwę równoległych włókien pokrytych gumą.

„Promieniowo” i „promieniowy” oznacza kierunki promieniowe do i od osi obrotu opony.

„Radialna, warstwowa opona” oznacza opasaną lub ograniczoną obwodowo oponę pneumatyczną, której włókna warstwowe są umieszczone od elementu usztywniającego i tworzą kąt 65° - 90° względem równikowej płaszczyzny opony.

„Zgrubienie” oznacza górny element bocznej ściany, zaraz poniżej krawędzi bieżnika. „Boczna ściana” oznacza część opony pomiędzy bieżnikiem a elementem usztywniającym. „Bieżnik” oznacza element gumowy, który połączony z osnową opony stanowi część opony, która styka się powierzchnią jezdni, gdy opona jest normalnie napompowana i normalnie obciążona.

„Szerokość bieżnika” oznacza długość łuku powierzchni bieżnika w kierunku osiowym, tzn. w płaszczyźnie równoległej do osi obrotu opony.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem perspektywicznym urządzenia według wynalazku, w którym laminat stanowiący element składowy opony nie zawiera wierzchołków, fig. 2 jest widokiem perspektywicznym drugiego wariantu wykonania urządzenia według wynalazku, w którym laminat stanowiący element składowy opony zawiera wierzchołki, fig. 3a przedstawia połowę przekroju poprzecznego laminatu osnowy, przed nadaniem mu kształtu cylindrycznego za pomocą bębna kształtującego oponę, przy czym bęben ten nie jest pokazany, zaś druga, nie pokazana połowa osnowy jest taka sama jak część pokazana; fig. 3b - 3f przedstawiają laminat w innych rzutach; fig. 3g przedstawia laminaf któremu nadano kształt toroidalny po sklejeniu; fig. 4 jest rzutem głównym urządzenia wygładzającego wzdłuż linii 4-4 na fig. 1, przy czym element urządzenia wygładzającego jest pokazany w przekroju poprzecznym; fig. 5 jest widokiem bocznym urządzenia wygładzającego wzdłuż linii 5-5 na fig. 4; fig. 6 jest widokiem bocznym urządzenia wygładzającego przedstawiającym końce podtrzymujące wałki urządzenia wygładzającego w położeniu rozsuniętym i wysunięty wałek wygładzający; fig. 7 jest widokiem perspektywicznym urządzenia wygładzającego z zainstalowanymi wałkami wygładzającymi; fig. 8 jest widokiem perspektywicznym urządzenia wygładzającego z wysuniętymi wałkami wygładzającymi; fig. 9 jest widokiem perspektywicznym mechanizmu przenoszenia wałka; fig. 10 jest drugim widokiem mechanizmu przenoszenia wałka przedstawiającym wałki wygładzające; fig. 11 jest trzecim widokiem mechanizmu przenoszenia wałka dosuwanym do płaszczyzny utrzymującej wałki.

Na figurach 1 i 2 przedstawiono dwa przykłady wykonania urządzenia 200 dla wytwarzania laminatu 10A stanowiącego element składowy opony, a zwłaszcza do kształtowania osnowy radialnej opony pneumatycznej

180 193

Laminat 10A przedstawiony na fig. 3, 3b, 3c, 3d i 3e jest płaski i stanowi radialny materiał warstwowy 20, do którego dołączono i doklejono różne elementy składowe opony.

Jak pokazano, wszystkie elementy składowe stanowią warstwy czy paski materiału generalnie o takiej samej długości.

Figura 3A przedstawia materiał warstwowy 20 wzmocniony równoległymi włóknami 22, które są umieszczone w gumie 24 nie poddanej wulkanizacji. Materiał warstwowy 20, jak pokazano na fig. 3b i 3c, ma szerokość (Wp) i długość (L). Materiał warstwowy 20 zawiera parę elementów zagiętych 26 umieszczonych na jego bocznych końcach. Do zewnętrznej powierzchni 21 materiału warstwowego 20 jest dołączona para wierzchołków 30. Są one usytuowane w rejonie zagięcia elementu zagiętego 26 i zawijane w późniejszym etapie wokół oraz powyżej elementu usztywniającego 120. Korzystnie element usztywniający 120 stanowi linkę.

Osiowo w kierunku wierzchołków 30 jest umieszczona para gumowych pogrubionych pasów 40 przymocowanych do wewnętrznej powierzchni 21 materiału warstwowego 20. Gumowy, pogrubiony pas 40 działa jak gumowe wzmocnienie zgrubienia 27 osnowy 10.

Wkładka 50 jest połączona z materiałem warstwowym 20 wzdłuż gumowych, pogrubionych pasów 40. Wkładka 50 stanowi barierę nieprzepuszczalną dla powietrza, zabezpieczającą wewnętrzną komorę powietrzną opony bezdętkowej. Wkładki 50 zazwyczaj są wykonywane z gumy typu Halobutyl. Osiowa szerokość wkładki 50 jest mniejsza niż materiał warstwowy 20. Szerokość wkładki 50 jest wystarczająca do osiowego przejścia przez elementy usztywniające, w czasie kształtowania opony, dla utworzenia szczelnej komory powietrznej pomiędzy oponą i kołem.

Pas ochronny 60 obrzeża opony jest przedstawiony na każdym bocznym końcu 51, 52 wkładki 50. Pas ochronny 60 obrzeża opony jest połączony z wkładką 50, z wewnętrzną powierzchnią 21 materiału warstwowego 20 i lekko zachodzi na element bocznej ściany 70. Pas ochronny 60 obrzeża opony jest umieszczony osiowo, tworząc wzmocnienie gumy pomiędzy oponą i krawędzią felgi koła, oraz jest odpowiednio umieszczony w rejonie elementu usztywniającego 120, który usztywnia zakończenie opony.

Element bocznej ściany 70 jest połączony z warstwą i usytuowany bocznie, na zewnątrz bocznych końców 29 materiału warstwowego 20. Na boczne ściany 70 lekko zachodzą pasy ochronne 60 obrzeża opony.

Ewentualnie, dla utworzenia opony z konturowymi, białymi literami lub opony o białej ścianie, biały pas 80 i pas pokrywający 90 mogąbyć dodane do materiału laminatu 10A, jak pokazano na fig. 1 i fig. 2.

Wytłaczany materiał jest rozdzielony na dwa wytłaczane pasma materiału 25A, 25B w wałkach wygładzających 350, 352. Każde pasmo materiału 25A, 25B doprowadza się poprzez wałki wygładzające 350, 352 o odmiennym przekroju poprzecznym.

Uważa się za korzystne w przypadkach, gdy element usztywniający 120, wykorzystany w konstrukcji opony, nie jest w postaci linki, dodanie wierzchołka w późniejszym etapie, jak pokazano na fig. 1. Umożliwia to nawinięcie materiału laminatu 10A osnowy 10 na duże wałki 210 bez zniekształcenia wytłoczonych elementów. Alternatywnie, w przypadkach, gdy zastosowano wierzchołek 30 i linkę usztywniającą, uważa się za korzystne połączenie urządzenia 200 z fig. 2 z jednym lub kilkoma urządzeniami do tworzenia opon, bez potrzeby nawijania laminatu 10A osnowy 10 na duże wałki 210. Umożliwia to wytwarzanie materiału laminatu 10A osnowy 10 pozbawionego jakichkolwiek zniekształceń, wywołanych przenoszeniem i przechowywaniem.

Powyżej opisany laminat 10A osnowy 10 zawiera wszystkie elastomerowe elementy potrzebne dla utworzenia osnowy 10 opony bezdętkowej i jest uważany za najlepszy przykład wykonania wynalazku, ponieważ przedstawiony sposób wytwarzania osnowy 10 opony wydaje się najbardziej efektywny. Jak przedstawiono powyżej, możliwe jest alternatywne dodanie wierzchołka 30 w późniejszym etapie wytwarzania dla ułatwienia zastosowania różnego typu elementów usztywniających 120, jak np. heksagonalnych lub paskowych.

Ponadto uważa się, że laminat 10A może być tak zbudowany, że zawiera jedną warstwę materiału warstwowego 20 i co najmniej dwa elementy wybrane z grupy elementów opisanych powyżej. Wszystkie elementy materiału warstwowego 20, po dopasowaniu ich długości tworzą oddzielną osnowę 10 mającą tylko jedno wspólne połączenie.

180 193

Figury 3b i 3c przedstawiają pierwszy koniec 12 i drugi koniec 14 osnowy 10. Oba końce pierwszy 12 i drugi 14 są przecięte wzdłuż osi bocznie usytuowanej, zasadniczo prostej linii, równoległej do włókien 22 warstwy gumy 24. Prosta linia cięcia stanowi pierwsze zakończenie powierzchni pierwszego końca 12 i powierzchni drugiego końca 14. Jak pokazano na fig. 3d i 3e powierzchnie końców pierwszego 12 i drugiego 14 są nachylone pod kątem Θ mniejszym niż 90° do płaszczyzny normalnej NP, przy czym płaszczyzna normalna NP jest prostopadła do materiału warstwowego 20 i zasadniczo równoległa do włókien 22 w materiale warstwowym 20. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku kąt Θ wynosi 80°. Taki duży kąt nachylenia powoduje powstanie dużej powierzchni przylegania, gdy dwa końce pierwszy 12 i drugi 14 są nakładane na siebie na bębnie kształtującym 5, jak pokazano na fig. 3f.

Materiał laminatu 10A osnowy 10, po ukształtowaniu, jak pokazano na fig. 1 lub 2, może być umieszczony w sposób ciągły na. rolkach. Przed montażem jest przechowywany na dużych rolkach 210, zaś po wysłaniu do stanowiska wytwarzania opon może zostać pocięty na odcinki o określonej długości (L) za pomocą jednego urządzenia tnącego. Osnowa 10 pocięta na odcinki określonej długości może być następnie poddana formowaniu dla nadania jej kształtu cylindrycznego, jak pokazano na fig. 3f, a następnie po dodaniu elementu usztywniającego 120 i uformowaniu zagięć, osnowie 10 nadawany jest kształt toroidalny, jak pokazano na fig. 3g.

Urządzenie 200 z fig. 1 jest takie samo jak urządzenie 200 z fig. 2, z jednym wyjątkiem, że urządzenie z fig. 2 zawiera zespół wygładzający 300 dla umieszczania pary elastomerowych wierzchołków 30 po stronie wewnętrznej powierzchni 21 materiału warstwowego 20. Wierzchołki 30 są umieszczone po stronie wewnętrznej powierzchni 21 materiału warstwowego 20 umieszczonej przeciwnie względem innych elementów opony, czyli przesuwany laminat 10A jest odwracany dla ułatwienia umieszczenia uformowanych wierzchołków 30.

W korzystnym sposobie wykonania wynalazku rolki z materiałem warstwowym 20 są formowane za pomocą typowych elementów wygładzających 202, a następnie ucinane do odpowiedniego rozmiaru. Materiał warstwowy 20 stanowiący warstwę nośną jest sklejany ze sobą dla utworzenia materiału o odpowiedniej długości, który jest umieszczany na rolce, co jest pokazane na fig. 1A. Rolki 211 z materiałem warstwowym 20 są usytuowane na jednym końcu urządzenia 200. Nawinięty materiał warstwowy 20 zawiera tkaninową wkładkę oddzielającą 18 połączoną z wewnętrzną powierzchnią 21. Operator łączy wkładkę oddzielającą 18 ze szpulką nawijającą 209 napędzaną silnikiem i zszywa materiał warstwowy 20 z elementem 204 przenośnika po umieszczeniu materiału warstwowego 20 pomiędzy parą bocznych czujników 214 położenia, które monitorują położenie w linii bocznych krawędzi bocznego końca 29 materiału warstwowego 20. Elementy 204 przenoszące zawierają dwa duże, obrotowe bębny 205 przymocowane do sztywnej ramy 180. Taśma 207 przenośnika jest nawijana na te bębny 205. Korzystnie taśma 207 pozbawiona końców, jest wykonana ze stali nierdzewnej. Na wyjściowym końcu urządzenia 200 umieszczono bęben 205 napędzany za pomocą silnika 205A o zmiennej prędkości.

Elementy 330 zszywające materiał warstwowy 20 z taśmą 207 przenośnika stanowią parę wałków 330A i 33OB. Alternatywnie, element 330 zszywający może być urządzeniem wywierającym duży nacisk na materiał warstwowy 20, dzięki czemu jest ona łączona z taśmą 207, przy czym urządzenie takie może zawierać łożyska wałeczkowe oddzielnie obciążone sprężyną, ustawione w wielu rzędach.

Przesuwany materiał warstwowy 20, z włóknami 22 ułożonymi pod kątem 65° - 90° względem kierunku przesuwania, połączona z taśmą 207 przenośnika jest przesuwana z wcześniej określoną prędkością wzdłuż elementów zespołu wygładzającego 300 tworzących ciągłe, elastomerowe pasy o określonym przekroju poprzecznym.

Elementy zespołu wygładzającego 300 dla kształtowania elementów opony zawierają wygładzaki 302.

Urządzenie 200 zawiera elementy 502 do umieszczania ukształtowanych elementów opony bezpośrednio na co najmniej zewnętrznej 23 lub wewnętrznej 21 powierzchni przesuwanego materiału warstwowego 20, jak pokazano na fig. 9, lub na obu powierzchniach zewnętrznej 23 i wewnętrznej 21, jak pokazano na fig. 2, dla utworzenia laminatu 10A. Elementy 502 do umieszczania elementów opony stanowią wałek, który może działać jak typowy układ wałka dociskowego. Wałek ten jest umieszczany poniżej taśmy 207 przenośnika i po

180 193 woduje powstanie zwiększonego nacisku pomiędzy przesuwanym materiałem warstwowym 20 a ukształtowanym elementem opony, co powoduje dociśnięcie elementu opony do przesuwanej warstwy nośnej 20. Ukształtowany laminat 10A może być przecięty dla nadania mu długości odpowiedniej dla utworzenia osnowy 10 opony lub też, jak pokazano na fig. 1, laminat 10A może zawierać wkładkę oddzielającą 11, połączoną z jedną stroną laminatu 10A i być nawinięty na duży wałek 210 lub szpulkę. Duży wałek 210, jak pokazano, jest napędzany za pomocą silnika ze szpulą nawijającą 209 ułatwiającego nawijanie laminatu 10A na duży wałek 210. Jak pokazano, każdy duży wałek 210 i rolka 211 albo szpulka 212 są umieszczone na parze wałków. Alternatywnie, każdy wałek może zawierać podpartą oś i może być napędzany za pomocą silnika, jak pokazano na fig. 1. Kiedy wystarczająca ilość lub wcześniej określona długość laminatu 10A jest nawinięta na duży wałek 210, laminat 10A jest przecinany równolegle do włókien 22.

W czasie operacji cięcia laminatu 10A jest zalecane zastosowanie dodatkowego dużego wałka 210 na laminat 10A, dzięki czemu urządzenie może jednocześnie kontynuować formowanie laminatu 10A lub co najmniej zminimalizować przerwy w pracy spowodowane wymianami.

Podobnie, jak pokazano na fig. 1 i 2, zasilanie rolek 211 jest dokonywane dzięki temu, że rolki 211 są ustawione w jednej linii i umożliwiają ciągłe zasilanie materiałem urządzenia 200.

Może to wymagać zastosowania typowego przenośnika podwieszonego, usytuowanego pomiędzy urządzeniem i pierwszym wałkiem 210 lub 211 dla ułatwienia wymiany wałka, przy czym przenośnik podwieszony nie został pokazany.

Opisane urządzenie 200 może być zatrzymywane na krótki czas rzędu kilku minut, bez niebezpieczeństwa powstania niejednorodności w laminacie 10A. Jednakże, przerwy te mogą być skrócone lub całkiem wyeliminowane dzięki zastosowaniu wtórnego zasilania rolki 211 i dużego wałka 210.

Kiedy duży wałek 210 jest pełny, może być przeniesiony do miejsca przechowywania lub bezpośrednio na stanowisko formowania opony. Laminat 10A umieszczony na stanowisku formowania opony może być pocięty na odcinki o wcześniej określonej długości i umieszczony na bębnie 5 do kształtowania opony, jak pokazano na fig. 3f.

Na figurze 4 przedstawiono w sposób szczegółowy wygładzak 302. Korzystnie, urządzenie według wynalazku zawiera układ zespołów wygładzających 302.Wszystkie wygładzaki 302 są takie same, za wyjątkiem pary wałków wygładzających 350 i 352.

Każdy wygładzak 302 zawiera elementy do kształtowania pasa lub pasów elastomeru stanowiących elementy składowe opony. Korzystnie, każdy wygładzak 302 zawiera elementy dostarczające przetworzony materiał z elastomeru 25 do zacisku 354 dwóch wałków wygładzających 350 i 352, przy czym zacisk 354 znajduje się pomiędzy dwoma wałkami wygładzającymi 350, 352. Elementy dostarczające przetworzony materiał stanowią wytłaczarkę 360. Korzystnie urządzenie 200 zawiera co najmniej jedną wytłaczarkę 360, a jeszcze korzystniej każdy zespół wygładzający 300 zawiera jedną wytłaczarkę 360.

Wygładzak 302 zawiera elementy pozycjonujące 320 dla bocznego utrzymywania przetworzonego materiału we wcześniej ustalonym położeniu powyżej wałków wygładzających 350, 352. Elementy pozycjonujące 320 pokazane na fig. 1 i 2 nazywane są zgarniaczami. Co najmniej jedna para zgarniaczy jest umieszczona z boku, we wcześniej ustalonym położeniu, promieniście powyżej pary wałków wygładzających 350 i 352. Każdy zgarniacz zawiera dwa sztywne elementy 324 ukształtowane tak, że dokładnie mieszczą się powyżej i pomiędzy dwoma wałkami. Korzystnie, każdy sztywny element 324 zgarniacza jest usytuowany z boku, w pobliżu bocznego końca elementu tworzącego obniżenie 356, wykonane na jednym lub obu wałkach wygładzających 350 i 352. Zgarniacze pozycjonujące stanowią boczne zabezpieczenie przed bocznym wypływem materiału wygładzającego, który mógłby sklejać się z przesuwanym materiałem warstwowym 20.

Wytłaczarka 360 dostarczająca przetworzony materiał do pary wałków wygładzających 350 i 352 może zawierać pojedyncze źródło zasilania, np. wkładkę 50. Jednakże, gdy jednocześnie kształtowane są dwa takie same elementy składowe, takie jak gumowe, pogrubione pasy 40, boczne ściany 70, wierzchołek 30 lub pas ocłtronny 60 obrzeża opony. Wytłaczarka może być podzielona na dwa tory przepływowe. Jeden tor dostarcza jeden element składowy poddawany formowaniu, jak pokazano na fig. 1 i 2. Aby urządzenie działało automatycznie,

180 193 konieczne jest wprowadzenie czujników 362 przepływu od wytłaczarki do zespołów wygładzających 300. Czujniki 362 powinny być urządzeniami współpracującymi z układem zaworów przepływu lub prędkością wytłaczarki, albo obu czynnikami. Jednak, uważa się za korzystne monitorowanie i kontrolowanie przepływu wytłoczonego materiału dostarczanego do zespołów wygładzających 300.

Jak pokazano na fig. 1 i 2, czujnik 362 może być umieszczony przy każdym stanowisku zespołu wygładzającego 300, przy czym czujniki 362 mogą być połączone z płytą kontrolującą 240, która automatycznie reguluje przepływ z wytłaczarki do danego zespołu wygładzającego 300. Czujniki 362 mogą stanowić oddzielne kamery video, które wysyłają obrazy do komputera monitorującego płyty kontrolującej.

Jak pokazano na fig. 4 do fig. 8, każdy zespół wygładzający 300 zawiera dwa wałki wygładzające 350 i 352, przy czym jeden wałek wygładzający 350 jest wałkiem transportującym, a drugi wałek -wygładzający 352 jest napędzanym. Każdy z wałków wygładzających 350 i 352 jest pusty w środku i otwarty lub zbieżny na końcach 357, 358, ma kształt cylindryczny i oś obrotu R.

Wygładzak 302 zawiera elementy 304 podtrzymujące dwa wałki wygładzające 350, 352. Elementy 304 podtrzymujące wałki wygładzające 350, 352 mają pierwszy koniec 310 i drugi koniec 312. Pierwszy koniec 310 i drugi koniec 312 zawierająpo parze piast 314 i 316, przy czym jedna piasta 314 i 316 jest dopasowana do końców 357 i 358 wałka wygładzającego 350, 352. Para piast 314, 316 dla dopasowania na wałku wygładzającym 350, 352 ma oś obrotu Rh odpowiadającą osi obrotu R wałka wygładzającego 350,352. Każda piasta 314, 316 jest stożkowo zbieżna pod kątem a w przybliżeniu 6°. Cylindryczne wałki wygładzające 350, 352 są tak samo zbieżne, dzięki czemu dopasowanie w układzie jest zapewnione i unika się wystąpienia poślizgu, który mógłby powodować powstanie niejednorodności w formowanym elemencie.

Jak następnie pokazano na fig. 4, każdy zespół wygładzający 300 zawiera korzystnie co najmniej dwa silniki 340 i 342, wał napędzający 344 poruszany za pomocą silników 340, 342, przy czym wał napędzający 344 jest połączony z obrotową piastą 314, która powoduje ruch obrotowy jednego z wałów wygładzających 350 lub 352.

Jakkolwiek jeden silnik 340 wystarcza do napędzania jednego wałka wygładzającego 350, uważa się za korzystne zastosowanie dwóch silników 340 i 342 o zmiennej prędkości, przy czym jeden silnik napędza jeden wałek wygładzający 350, 352. Pierwszy silnik 340 połączony z wałkiem wygładzającym 350 zwanym wałkiem przesuwającym jest zsynchronizowany z liniową prędkością taśmy 207 przenośnika, dzięki czemu uformowany element opony może być umieszczony na przesuwanym materiale warstwowym 20 przy takiej samej prędkości, przy której był formowany, lub ewentualnie przy trochę większej prędkości.

Drugi silnik 342 jest połączony z wałkiem wygładzającym 352 zwanym wałkiem napędzanym i wprowadza on ruch obrotowy z prędkością 95% prędkości pierwszego silnika 340. Ta różnica prędkości wałków wygładzających 350, 352 powoduje, że wygładzony element zawsze przylega do przesuwanego materiału warstwowego 20, zamiast pozostawania na wałku napędzanym 352.

Jak pokazano na fig. 5-11, każdy zespół wygładzający 302 jest dostosowany do szybkiej wymiany wałka. Jest to spowodowane sposobem połączenia cylindrycznych wałków wygładzających 350, 352 z parą zbieżnych piast 314, 316 i wprowadzeniem elementów 322 dla przesuwanego rozszerzania i ściskania względem siebie pierwszego 310 i drugiego 312 końca elementów 304 podpierających wałki wygładzające 350, 352. Jak pokazano na fig. 6, drugi koniec 312 jest w sposób przesuwny połączony z ramą 180 urządzenia 200 i w czasie działania elementu 322 w postaci cylindra hydraulicznego drugi koniec 312 może przesuwając się rozszerzać i kurczyć, umożliwiając w ten sposób szybką wymianę wałka wygładzającego 350, 352.

Figury 9-11 przedstawiają w jaki sposób pary szybkowymienialnych wałków wygładzających 350, 352 mogą być przenoszone za pomocą podwieszonego mechanizmu przenoszenia 400 do miejsca początkowego umieszczenia par wałków wygładzających 350, 352 w urządzeniu 200. Mechanizm przenoszenia 400 jest obniżony do położenią w którym drugi koniec 312 elementów 304 podpierających jest zamknięty dla utrzymania wałków wygładzających 350, 352

180 193 w położeniu pokazanym na fig. 10. Podwieszony mechanizm przenoszenia 400 jest przesuwany z powrotem do obszaru 420, gdzie usytuowane są wałki wygładzające 350, 352, i tam oczekuje na następne ustawienie wałków wygładzających 350, 352 dla tworzenia opony o innym rozmiarze lub innego typu.

Urządzenie 200 zawiera przesuwany materiał warstwowy 20 wsparty na taśmie 207 ze stali nierdzewnej. Na każdym stanowisku zespołu wygładzającego 300 umieszczono elementy 500 dla wykonywania ciągłych pasów z elastomeru 25 na co najmniej jednej zewnętrznej 23, wewnętrznej 21 powierzchni przesuwanego materiału warstwowego 20, kiedy materiał warstwowy 20 jest przesuwany dla utworzenia laminatu 10A. Elementy 500 stanowią element 502 umieszczający w postaci wałka dociskowego 502 usytuowany poniżej taśmy 207 ze stali nierdzewnej. Wałek dociskowy lokalnie zwiększa nacisk pomiędzy taśmą 207, przesuwanym materiałem warstwowym 20 i wałkiem wygładzającym 350, który utrzymuje uformowany element opony. Ten zwiększony nacisk powoduje dociśnięcie elementu do warstwy i dzięki temu zdjęcie elementu z wałka przesuwającego.

Figura 2 pokazuje, że kiedy dodaje się wierzchołek 30 do przesuwanego materiału warstwowego 20 pożądana jest zmiana ułożenia materiału warstwowego 20, dzięki czemu element opony może być umieszczony na drugiej wewnętrznej stronie 21 materiału warstwowego 20. Uważa się, że najlepiej daje się to wykonać przenosząc laminat 10A na drugi przenośnik 215, a następnie kształtując i umieszczając element opony w sposób wcześniej opisany, zdejmując laminat 10A z drugiego przenośnika 215 i naciągając go na szereg wałków 216, nawijając go na duży wałek 210 i przecinając, dla nadania mu długości odpowiedniej do utworzenia osnowy 10 na jednym lub kilku stanowiskach tworzenia opony.

Powyższy opis formowania i umieszczania elementów opony na przesuwnym materiale warstwowym 20 nie tylko wprowadza bardziej precyzyjny sposób wytwarzania, ale także zwiększa siłę, z jaką połączone są różne elementy. Po połączeniu elementów z przesuwanym materiałem warstwowym 20, jeszcze gorące pasy mają charakterystykę przylegania nieporównywalnie lepszą, niż znana ze stanu techniki.

Dzięki nawinięciu laminatu 10A na duże wałki 210 lub natychmiastowemu tworzeniu cylindrycznego osnowy 10 gorące elementy są zabezpieczone przed powstaniem różnic w kurczeniu względem materiału warstwowego 20, który jest zazwyczaj chłodny. Alternatywnie, materiał warstwowy 20 nie poddany wulkanizacji może zostać ogrzany w przybliżeniu do temperatury elementów, dla uniknięcia późniejszych, zależnych od temperatury różnic w kurczeniu. W jednym przykładzie wykonania wynalazku urządzenie wygładzające zawiera elementy ogrzewające 333 lub elementy ochładzania 334 wałki wygładzające 350, 352. Elementy ogrzewające 333 zawierają element grzejny 335, a elementy ochładzania 334 zawierają element chłodzący 336. Elementy ogrzewające 333, ochładzania 334, są umieszczone poprzez otwór 337 w piastach 314 lub 316, jak pokazano na fig. 8. Każdy z elementów ogrzewających 333, ochładzania 334, powoduje ogrzewanie lub ochładzanie wewnętrznej powierzchni wałków wygładzających 350, 352 i jest on wykorzystywany wtedy, gdy może to zwiększyć efektywność obróbki materiału.

Opony tworzone według przedstawionego opisu wykazały bardzo dobrą wytrzymałość na pękanie, dzięki osiągnięciu dobrej charakterystyki jednorodności wytworzonej opony.

180 193

FIG-3A

180 193

FIG-3B

180 193

----------------Wp w---------------------FIG-3C

180 193

180 193

180 193

180 193

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania laminatu stanowiącego element składowy opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej, polegający na doprowadzeniu materiału warstwowego utworzonego z elastomeru wzmocnionego kordem osadzonym w elastomerze równolegle, równo rozmieszczonym i ustawionym pod kątem od 65° do 90° względem kierunku doprowadzenia, formowaniu licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony o zadanych przekrojach poprzecznych; i nakładaniu tych pasów na co najmniej jedną stronę doprowadzanego materiału warstwowego tworząc laminat, znamienny tym, że doprowadzany materiał warstwowy (20) przemieszcza się na bezkońcowym przenośniku taśmowym (207), z zadaną szybkością, poprzez liczne elementy (300) do formowania licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony, zaś formowane elementy składowe opony nakłada się na doprowadzany materiał warstwowy (20) z co najmniej taką samą szybkością, z jaką formuje się element składowy.
2. 2. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że obcina się laminat (10A) na zadaną długość, po czym nakłada się laminat (10A) na bęben do budowy opony (5) dla utworzenia z laminatu niewulkanizowanego korpusu osnowy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nakładanie licznych ciągłych pasów elementów składowych opony obejmuje dociśnięcie doprowadzanego materiału warstwowego (20) do formowanych pasów elementów składowych opony i mocowanie tych elementów do materiału warstwowego (20).
4. 4. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że operacja formowania ciągłych pasów elementów składowych opony obejmuje gładzenie licznych ciągłych pasów elementów składowych opony o różnych zadanych przekrojach poprzecznych, w położeniach rozmieszczonych wzdłuż doprowadzanej warstwy (20).
5. 5. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że przyszywa się elementy składowe opony do przenoszonego materiału warstwowego (20).
6. 6. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że ustala się położenie bocznej krawędzi (29) przenoszonego materiału warstwowego (20) i nakłada się ciągłe pasy elementów składowych opony w miejscach zadanych, względem bocznej krawędzi (29).
7. 7. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że wytłacza się elastomer dla uformowania co najmniej jednego z ciągłych pasów elementów składowych opony, po czym podąje się wytłaczany materiał (25) na wałki wygładzające (350, 352), które określają kształt poprzecznego przekroju elementu składowego opony.
8. 8. Sposób według zastrz 7, znamienny tym, że rozdziela się wytłaczany materiał na dwa wytłaczane pasma materiału (25A, 25B) w wałkach wygładzających (350, 352), przy czym każde pasmo materiału (25A, 25B) doprowadza się poprzez wałki wygładzające (350, 352) o odmiennym kształcie przekroju poprzecznego.
9. 9. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że nakłada się liczne ciągłe pasy elastomerowych elementów składowych opony na co najmniej jedną stronę (21, 23) doprowadzanego materiału warstwowego (20) za pomocą elementów (500) zespołu wygładzającego, tworząc laminat (10A).
10. 10. Sposób według zastrz 9, znamienny tym, że nakłada się liczne ciągłe pasy elastomerowych elementów składowych opony na co najmniej jedną stronę (21, 23) doprowadzanego materiału warstwowego (20) za pomocą wałka dociskowego (502) umieszczonego poniżej bezkońcowej taśmy przenośnika (207), wywierającego miejscowy nacisk pomiędzy taśmą (207)

    180 193 z doprowadzanym materiałem warstwowym (20) i wałkiem (350) przenoszącym formowany element składowy opony.
11. 11. Urządzenie do wytwarzania laminatu z zespołu elementów składowych opony, zwłaszcza do kształtowania osnowy korpusu radialnej opony pneumatycznej, zawierające co najmniej jeden zespół wygładzający do formowania co najmniej jednego elastomerowego pasa elementów składowych opony, które to zespoły wygładzające są rozmieszczone wzdłuż bezkońcowej taśmy przenośnika owiniętej wokół dużych obrotowych bębnów, napędzanych co najmniej jednym silnikiem elektrycznym o zmiennej prędkości, znamienne tym, że każdy zespół wygładzający (302) składa się z dwóch wałków wygładzających (350, 352), z których jeden jest wałkiem przenoszącym (350) a drugi wałkiem prowadzącym (352), przy czym na co najmniej jednym wałku wygładzającym (350, 352) znajdują się elementy (356) formujące wgłębienia, zaś każdy zespół wygładzający (302) zawiera co najmniej jeden silnik elektryczny, wytłaczarkę (360) do podawania przetworzonego materiału na parę wałków wygładzających (350,352) oraz elementy (362) do wykrywania i pomiaru wytłaczanego pasma (25A, 25B) na wałki wygładzające (350,352).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że w zespołach wygładzających (302) występują dwa silniki elektryczne (340,342) o zmiennej prędkości, każdy do napędu jednego wałka wygładzającego (350,352).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że w każdym zespole wygładzającym (302) wytłaczarka (360) stanowi element doprowadzający przetworzony materiał (25) do szczeliny chwytowej (354) pomiędzy dwoma wałkami wygładzającymi (350,352).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że zespół wygładzający (302) zawiera elementy pozycjonujące (320) do poprzecznego ustawienia przetworzonego materiału w zadanym poprzecznym położeniu pomiędzy wałkami wygładzającymi (350,352).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że zespół wygładzający (302) zawiera element ogrzewający (333) wałki wygładzające (350,352).
16. 16. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zespół wygładzający (302) zawiera element chłodzący (334) wałki wygładzające (350,352).
17. 17. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że elementy (356) formujące wgłębienia są umieszczone tylko na wałku przenoszącym (350).
18. 18. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że każdy zespół wygładzający (302) zawiera elementy' (500) do nakładania licznych ciągłych pasów elastomerowych elementów składowych opony, przy czym elementy (500) stanowią wałek dociskowy (502) umieszczony poniżej bezkońcowej taśmy (207) przenośnika i wywierający miejscowy nacisk pomiędzy taśmą (207) z doprowadzanym materiałem warstwowym (20) a wałkiem (350) przenoszącym formowany element składowy opony.

    * * *