專利名稱：通過擠出一管并壓平該管制造胎圈包布的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于輪胎制造的橡膠制品敷設(laying)，特別是，本發明涉及通過卷繞胎圈包布(strip)制造輪胎，以及涉及制造胎圈包布形式的半成品。
背景技術：
在已知技術中，為了制造未硫化橡膠輪胎，全部或部分橡膠制品的敷設可通過在一制造支撐件上卷繞一胎圈包布實現。例如，專利申請EP0264600提出使用用于具有很高精度的橡膠制品的容量型擠出。專利申請EP0690229提出使用用于連續擠出有很高精度的未硫化橡膠的胎圈包布的容積泵。
在輪胎工業中一個眾所周知的問題是，一些可硫磺硫化橡膠混合物對于擠出是十分困難的，該混合物有易碎裂的傾向，在擠壓之后沒有光滑的表面，而是粒狀的、不平的、粗糙的表面，它有時會具有初始的破損。使這種混合物準確、平整地形成一胎圈包布是困難的。這包括處理被擠出的半成品的困難。這還包括在制造中在一輪胎生膠塊上敷設這種產品的困難，因為在未硫化狀態下這種混合物的粘性通常很差。
對于在一支撐件上卷繞一胎圈包布的該技術這是非常特別的一種困難，在這種情況下，該被擠出橡膠的截面非常薄弱，而這對于為了能夠在一適當的時間內敷設所需體積的橡膠，以便能夠在高速下擠出胎圈包布是十分重要的。現今，對于給定的膠料配方，擠出和/或在支撐體上卷繞速率增加越多，增加的困難越大。
發明內容
本發明提出，通過首先制造的一管，該管隨后被壓平而構成胎圈包布。
本發明的第一方面涉及在制造輪胎中敷設包含未硫化橡膠的組件，該敷設包括在一具有接收表面的旋轉支承物上卷繞一膠帶實現，該方法包括下述步驟·通過給被擠壓的未硫化橡膠一管形截面的模具擠出未硫化橡膠，形成一橡膠管，該管的壁確定一內腔，·壓平該管，由此獲得被粘貼在所述接收表面上的一膠帶。
本發明的第二方面涉及未硫化橡膠膠帶的制造，給在擠壓操作之后的膠帶附加一組分。這可以包括添加纖維。它可以包括添加添加物，特別是能夠轉移到未硫化橡膠中的材料。該方法包括下述步驟·通過給被擠出的未硫化橡膠一管形截面的模具擠出未硫化橡膠，形成一未硫化橡膠管，該管的壁確定一內腔，·伴隨著擠壓，將一材料以預定的量加入所述管，·壓平該管，由此獲得一膠帶。
在下述實例中，利用一具有卵形體的筒形模具擠出一橡膠管，該卵形體也是筒形的，并且尺寸稍小，使得在噴嘴與該卵形體之間留下一回轉的空隙。不用說該筒形的形狀是不受限制的，并且也可以考慮其它形狀，特別是橢圓形截面。然而回轉的形式有利于部件制造。
下面以非限定的方式描述本發明可能的不同的應用，這使得能夠理解其整體范圍和所有優點。
圖1是示出本發明第一種應用裝有模具的擠壓頭的剖視圖，圖2是與作為輪胎制造基準的旋轉芯體相配合的擠壓機的簡圖，圖3是沿圖1中III-III線的局部剖視圖，圖4是沿圖1中IV-IV線的局部剖視圖，圖5是經包括該模具中心軸線的一剖面的局部剖視圖，示出了本發明在第一種應用中的模具不同的實施例，圖6是圖5的一局部放大視圖，圖7是經包括該模具中心軸線的一剖面的局部剖視圖，示出了本發明第一種應用中模具的另一種同不實施例，圖8是圖7的一局部放大視圖，圖9單獨示出了圖7的卵形體，圖10示出了本發明第一種應用中將一胎圈包布壓向該接收表面的裝置，圖11是圖10所描述的不同實施例的左視圖，其中省略了一些細節，圖12是沿圖10中A-A線的局部剖視圖，圖13是沿圖10中B-B線的局部剖視圖，圖14示出了根據本發明的模具的第二種應用，圖15是示出本發明所獲得的一卷繞胎圈包布的簡圖，圖16是圖15的局部放大圖，圖17示出了一模具的另一不同實施例，可用于本發明第一和第二種應用，圖18是圖17的局部放大圖，圖19示出了所述的另一不同實施例，以不同的調節方式，圖20是圖19的局部放大圖，圖21是本發明另一不同的卷繞胎圈包布的簡圖，圖22是圖21的局部放大圖。
具體實施例方式
在圖2中可見一大致為環形的芯體30，構成輪胎制造的基準。這種制造技術是已知的。為了擠壓橡膠，所使用的擠壓機安裝在一操作機器手上，它允許在所述接收表面和該模具之間所希望的所有相對位置，模具被置于相對于該接收表面的位置，用于在該接收表面的附近擠壓出管形物，該管形物在擠出后被直接壓平在該接收表面上。
本發明提供一種用于敷設制造輪胎用的包含有未硫化橡膠的組件的機器，所述機械在一旋轉支撐件上卷繞膠帶，所述機械包括下述部件·裝有模具1的一擠壓機，該模具使被擠出的未硫化橡膠截面具有管形，·一用作輪胎的制造基準的回轉的旋轉支撐件，·一操作機械手19，允許在所述回轉支承物和該模具之間所希望的所有相對位置，·至少一滾輪40，與該旋轉支承物配合，在該模具的下游將該管形件壓平于該旋轉支承物上。
可以看到，用于未硫化橡膠的泵10給出了擠壓機的一個可能的實例。用于未硫化橡膠的該泵10由一操作機械手19支撐。該橡膠泵主要具有一供料螺旋器102、一或多個活塞101及一擠壓模具1。從橡膠帶2開始，該泵能夠將一胎圈包布22鋪設在該芯體30的表面S上，一滾輪40完成鋪設。該操作機械手19能夠使該擠出模具1沿軸線X朝向或離開該芯體30移動，并將其置于沿軸線Y的橫向位置，并還能夠繞軸線α旋轉該橡膠泵。該軸線α大致經過該胎圈包布22與該表面S相接合的點。
該機器被置于一自動機器的控制之下，該自動機器可以適當地驅動它。以所示方式，說明彼此相關并由自動機器控制的某些參數該螺旋器102的速度“V”、被機械連接的活塞101的運行速度、有效敷設半徑“r”(根據輪胎區域而不同，例如胎圈或胎面，或在制造胎面的重疊卷繞情況下一卷繞與另一卷繞的不同)、該芯體30的旋轉速度“N”。在此使用一容積擠壓機，被擠壓的未硫化橡膠的流率作為該接收表面旋轉速度和該膠帶敷設半徑的函數而被特別控制。
在圖1中，可以更詳細地看到根據本發明的模具1的第一實施例，該后者具有一安裝在橡膠泵上的預制模具17。滾輪40在擠出口下游處與該芯體30配合，該擠出口位于IV-IV面上。未硫化橡膠20在該橡膠泵10的壓力下被輸送，到達模具1。該模具1具有一噴嘴11和固定在該噴嘴上并部分地擋住該擠出口的卵形體12，由此在該噴嘴和該卵形體之間提供一空隙15，該空隙終止于適當形狀的擠出截面上。
橡膠以一管21的形式被擠出。該管21的一部分210靠近該接收表面S，另一部分遠離表面S。該管21由與該芯體30配合的滾輪40的作用被壓平，通過粘貼該管21的側壁形成一胎圈包布22。
該卵形體12由一尾部18延長，安裝在該預制模具17的特定孔中，并由一螺帽180固定，它防止該卵形體12在橡膠輸送壓力作用下被推出。可以提供用于排出被封閉在該管21中氣體的排氣裝置。為此，該尾部18具有一管子13，該管子終止于可容易地連接適合管子的連接頭14。該管子13穿過該卵形體12，并開口于該擠出口。該排氣可通過一降低的壓促進。然而，該排氣不是必需的，因為在本發明的運行中沒有聚集的氣體。
該卵形體最好具有徑向翼板121(見圖3)，將該卵形體12在該噴嘴11內對中。在一變型中，在該噴嘴內的該卵形體可在中心位置和偏心位置之間調節，可形成該管21的非軸線對稱擠出。
在圖1中可見，該卵形體12與該噴嘴11形成到達該該擠出口的一組合錐體。換言之，該空隙15在擠出口的尺寸最小(還見圖6中的150A)。
本發明提出的該模具可容易的改裝來適合需要制造的不同尺寸的胎圈包布，為了從小的胎圈包布移換到大的胎圈包布而對擠出控制的作用并不總是可能的。在圖5至9所示的變型中，該擠壓模具可很容易地更換，因為它是通過在該預制模具17上的一環16安裝的，并且可從該劑出口的側面進入。通過旋下該卡圈16，可很容易地取下包括該噴嘴11和該卵形體12A或12B的組件。
在未硫化橡膠擠壓操作過程中，眾所周知，有時具有很多經歷初始硫化的固體或橡膠體，這是為什么經常在該擠出口上游提供有過濾器的原因。這種過濾器的缺點是它們產生一較大的壓力降。在圖7、8和9所示的不同的實施例中，提出在該擠出口上游該空隙150B最好具有最小值是非常有利的。以此方式，如果任何固體阻擋在該空隙150B處，流過該空隙150B的未硫化橡膠在到達該擠出口前能夠形成連續的環，這種結構起到了一過濾器的作用，但具有很低的壓力降。
在圖8中可詳細地看到，該卵形體具有一環，構成了與擠出口同水平面的端部上游的凸臺120。而且，該卵形體12B如前述具有能夠將其對中的翼板121。在該凸臺120與該擠出口之間的距離，在任何阻擋在該空隙150B處的雜質的下游，再形成一連續的環是足夠的，如果需要，該距離可以試驗確定。
在本發明的優點中，可以說這種擠壓技術沒有邊緣效應。由此制造的該胎圈包布不容易受到剪切力，這種剪切力通常是始于一個邊緣上。對于某些橡膠混合物這是特別有利的。此外，利用本發明，可以獲得好的該管21內外表面的質量，這保證了通過壓平形成的胎圈包布在未硫化狀態中具有良好地粘貼性能。
圖10和11更詳細地表示了輥壓操作，它適合在該擠出口下游完成。可以看到芯體30和接收表面S。還可看到模具1，該模具1具有一噴嘴11，在其中安裝一卵形體12。一滾輪40安裝在一叉45上，該叉45由一鉸接在一支撐件44的臂46支承。該支撐件44與該橡膠泵10構成一體，一彈簧42作用在該支撐件44與該滾輪40之間。由此該滾輪40向該芯體30施加一受控壓力。可以看到安裝在側板48上的兩個輔助輥輪41，每個側板48安裝在一鉸接在該支撐件44上的臂47上。彈簧43類似該彈簧42功能，作用在每個臂47與該支撐件44之間。
實際上有利的是最好是輥壓由三個相互聯系的的滾輪完成，施加大致在徑向上的力的主滾輪40和兩個輔助滾輪41，根據試驗選擇的該力被很好地控制其大小，并且是可調的。為了施加一基本恒定的輥壓壓力，具有較大柔性的彈簧是有利的，甚至在橡膠敷設中在偏心情況下，或者有局部缺陷下。滾輪40首先壓平從該模具1壓出的管21，將該胎圈包布22的中間部分置于并粘貼于該接收表面S上。該輔助滾輪41將該胎圈包布22的邊緣在該接收表面S上壓平。
本發明的一個優點可以從圖12和13中更好地理解。為了不同的原因，其中有高精度敷設橡膠，希望該橡膠泵10的頭部位于離被制造的輪胎坯料上要敷設橡膠的點盡可能近的位置。然而，用于敷設橡膠胎圈包布的擠壓機相對較大，在常規裝置中擠出的截面通常是矩形，能夠成型該輪胎胎圈包布的模具具有的尺寸大于希望敷設的橡膠胎圈包布的截面。
本發明由此提出一種擠壓模具，它比被擠壓出的胎圈包布窄。參照圖12和13，可以看到，從給定直徑“d”的管21到胎圈包布22的變化，胎圈包布22的寬度“L”大于該管21的直徑，并基本類似該模具1的尺寸“E”。
另外，希望該胎圈包布敷設樣式盡可能與模制的輪胎的形狀一樣，例如一些胎面，希望該未硫化橡膠的總截面盡可能接近輪胎最終胎面的樣式，以避免或限制在模制時橡膠的移動。由此導致，例如，敷設該膠帶堆疊以形成由小的溝槽分隔開的環花紋條(rib)。由此出現的問題是該橡膠泵10的頭部，也就是成型該橡膠的模具1，因為其尺寸，可能會接觸到已敷設成環形的相鄰花紋條的未硫化橡膠。
圖12是圖10中箭頭AA方向的視圖，滾輪40未示出。可以看到用于擠出未硫化橡膠的噴嘴11。該管21通過壓平變成一胎圈包布22。如已經強調過的，該胎圈包布22具有的寬度“L”大于該管21的直徑“d”。由于本發明，可以看到能夠在已制造的輪胎坯料50上敷設胎圈包布22，通過疊放形成橡膠花紋條51而不會妨礙在一偏開的橫向位置已產生的堆垛。圖13是圖10中箭頭BB方向的視圖。可以理解，盡管本發明提出的具有三個滾輪40和41的輥壓裝置具有接近于該胎圈包布22寬度的尺寸，該輥輪輪架(輥輪40和41的支架)很容易穿進未硫化橡膠芯之間。
本發明的其它應用是可能的，可以想到注塑其它產品，例如一硫化體系，或封閉在該管21體積中的加強纖維。
圖14示出了本發明的一個應用，在該管21中添加組分，使完成硫化橡膠組件，這可以是，例如，該硫化系統，和/或適當的添加劑。業已知道，一些組分可以加入該未硫化橡膠，使得該添加物不會不相容，而有好的均勻性。這種添加在敷設該胎圈包布22時，在輪胎制造中敷設具有未硫化橡膠的組件的過程中實現，該敷設是通過在具有一接收表面S的旋轉支承件上卷繞一膠帶實現的，該膠帶如前述制造。然而也可以用這種方式制造一半成品。
可以看到該模具1B具有一噴嘴11B和一卵形體12B，該卵形體12B具有一穿過該卵形體12B并在該擠出口開口的管道13B。用適當的方式可以將一材料23引入該管21中。在該胎圈包布22成型和放置在該制造支撐件30上時，一確定量的材料23由此被連續加入該未硫化橡膠。用于根據本發明控制該機器的自動機器保證了在該材料23和該擠壓橡膠20之間保持受控制的比例，這些比例不需是恒定的，該材料23的計量可以是變化的，被調整的比例隨著被敷設在該輪胎上的該胎圈包布22所在位置的功能而變化。
圖15和16示出了在一旋轉支撐件上卷繞三圈胎圈包布22所得到的結果，例如用作輪胎制造基準的旋轉芯體被疊放。缺少均勻性(該胎圈包布厚度“e”越大，它越大)在該胎圈包布起點22A敷設方位被注意到，這種不均勻性很難消除，即使通過修正該胎圈包布端部22B位置的方位。
為了克服這種困難，希望在敷設的起點和端點產生不同的胎圈包布厚度。圖17-20示出了本發明另一變型，它能夠準確地實現這一點。為此，所述橡膠管壁的厚度是變化的，以獲得該胎圈包布厚度上的變化。
在圖17中可見，該卵形體12B由一尾部18B延長，安裝在該預制模具17的特定孔中，該尾部18B穿入一缸體182B，并終止于在該缸體182B中滑動而構成一活塞的圓盤181B上，一控制位移的裝置183B能夠對該尾部18B相對該預制模具17的相對位置起作用，例如，將給定量的油注入或抽出該腔室184B。由此在該噴嘴11中的該卵形體12B(圖18)的位置可以在平行于該空隙中未硫化橡膠流動的方向上調節。此外在擠出口上游，該噴嘴11和該卵形體12B具有截圓錐表面。以此方式，通過對在該噴嘴11中的該卵形體12B位置的作用，改變該空隙的厚度，相應地改變擠壓出的橡膠管的厚度。
圖18示出了一管的擠出，其側壁厚度使得，一旦在支撐面S上壓平，厚度為“e2”的一胎圈包布從圖17和18所示的該卵形體12B的位置獲得。在圖19和20中，可以看到在該噴嘴11中的該卵形體12B的另一位置，在如圖所示的這些部件的布置中，該空隙較小。一旦該管在支撐面S上壓平，得到一較小厚度“e1”的胎圈包布。可注意到該擠出的胎圈包布的寬度主要取決于該管的直徑“d”，基本上與其厚度無關。
通過逐漸改變所述厚度，當然與擠出體積和該支撐面S旋轉同步，如圖21和22所示，可以獲得該胎圈包布的起點22C和終點22D，它們在變大或減小尺寸的圓弧α上延伸。本發明已被說明以螺紋方式的胎圈包布敷設的操作，本發明還可在輪胎制造中用于以螺旋線方式敷設胎圈包布，及特別用于通過在輪胎制造的支撐件上直接擠壓以任何方形式的橡膠產品的敷設。
權利要求
1.一種在輪胎制造中用于敷設含有未硫化橡膠的組件的方法，該敷設通過在具有接收表面(S)的旋轉支承件上卷繞一膠帶實現，包括如下步驟通過給被擠出的未硫化橡膠(20)一管形截面的模具(1)擠出未硫化橡膠，形成一橡膠管(21)，該管的壁限定一內腔(211)；壓平該管，由此獲得粘貼于所述接收表面(S)上的一膠帶(22)。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，用于擠出橡膠的擠壓機安裝在一操作機械手上，它容許所述接收表面和該模具之間所希望的所有的相對位置，該模具被置于相對該接收表面的位置，用于在該接收表面附近擠出該管形物，該管形物在擠出后被直接壓平在該接收表面上。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于，使用一容積擠壓機，被擠出未硫化橡膠的流率作為該接收表面旋轉速度和該膠帶敷設半徑的函數而被控制。
4.根據權利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，包含在該管21中氣體由排氣裝置排出。
5.根據權利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，該橡膠管(21)所述壁的厚度是變化的。
6.一種制造未硫化橡膠膠帶的方法，具有如下步驟通過給被擠出的未硫化橡膠(20)一管形截面的模具(1)擠出未硫化橡膠，形成一未硫化橡膠管(21)，該管的壁確定一內腔(211)；伴隨著擠出，將一材料以一預定的量引入該管；壓平該管，由此獲得一膠帶(22)。
7.在制造輪胎時用于敷設含有未硫化橡膠的組件的方法，其特征在于，該敷設通過在具有接收表面(S)的旋轉支承件上卷繞一膠帶實現，該膠帶根據權利要求6制造。
8.根據權利要求7的方法，其特征在于，該材料的計量隨著在輪胎中敷設位置的功能是可變化的。
9.根據權利要求7或8的方法，其特征在于，用于擠出橡膠的一擠壓機安裝在一操作機械手上，它允許所述接收表面和該模具之間所希望的所有的相對位置，該模具被置于相對該接收表面的位置，用于在該接收表面附近擠出該管形物，該管形物在擠出后被直接壓平在該接收表面上。
10.根據權利要求7至9中任一項的方法，其特征在于，使用一容積擠壓機，被擠出的未硫化橡膠的流率作為該接收表面旋轉速度和該膠帶敷設半徑的函數而被控制。
11.根據權利要求7至10中任一項的方法，其特征在于，該橡膠管(21)所述壁的厚度是變化的。
12.一種在制造輪胎中用于敷設含有未硫化橡膠的組件的機器，所述機器在一旋轉支承件上卷繞一膠帶，所述機器具有下述部件一臺裝有一模具(1)的擠壓機，該模具賦予被擠出的未硫化橡膠一管形截面；一個用作該輪胎制造基準的回轉的旋轉支撐件；一操作機械手(19)，允許在所述回轉支承物和該模具之間所希望的所有相對位置；至少一滾輪(40)，與該旋轉支承物配合，在該模具的下游將該管形件壓平在該旋轉支承物上。
13.據權利要求12的機器，其特征在于，所述擠壓機是一活塞擠壓機(101)。
14.根據權利要求12或13的機器，其特征在于，所述模具(1)包括一具有擠出口的噴嘴(11)和固定在該噴嘴上并部分地擋住該擠出口的卵形體(12)，在該噴嘴和該卵形體之間提供一空隙(15)，該空隙終止于適當形狀的擠出截面上。
15.根據權利要求14的機器，其特征在于，在該噴嘴內的該卵形體位置可在中心位置和偏心位置之間調節。
16.根據權利要求14或15的機器，其特征在于，該空隙在該擠出口上游達到最小尺寸。
17.根據權利要求14至16中任一項的機器，其特征在于，一管子穿過該卵形體，并開口于該擠出口，具有將一材料引入所述管的裝置。
18.根據權利要求14至17中任一項的機器，其特征在于，該噴嘴(11)和該卵形體(12)具有截圓錐表面，在該噴嘴中的該卵形體的位置可以在平行于該空隙中的未硫化橡膠流動的方向調節。
全文摘要
用于制造輪胎的敷設一胎圈包布22的機械,具有下述部件:·一用于未硫化橡膠的10,裝有能夠擠出一管21的模具1,·一用作輪胎制造基準的旋轉芯體30,·一輥輪40,在該模具1的下游,與該芯體30配合,在該芯體30上壓平該管21由此形成一胎圈包布22。
文檔編號B29K21/00GK1348879SQ0113644
公開日2002年5月15日 申請日期2001年10月17日 優先權日2000年10月18日
發明者O·達耶, R·馬丁 申請人:米其林研究和技術股份有限公司, 米其林技術公司