專利名稱：組裝車輪輪胎的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及組裝車輪輪胎的方法。本發明也涉及組裝車輪輪胎的設備，用于實施上述方法。
車輪輪胎一般包括一個胎體結構，該胎體結構包括至少一個胎體層，胎體層分別具有兩相對的端片，端片繞環形錨定結構環狀折起，每個所述錨定結構通常由基本周向的環狀插入件構成，在其徑向外部位置施加至少一個填充鑲件。
一個帶結構與胎體結構配合工作，包括一個或多個帶層，帶層彼此并與胎體層以徑向重疊關系布置，并具有紡織的或金屬的加強簾線，簾線是交叉定向的和/或基本平行于輪胎的圓周延伸方向。一個胎面帶施加在帶結構的徑向外部位置上，胎面帶與作為輪胎構成部分的其它半成品一樣是由彈性體材料制成的。
在本說明書中，需指出的是術語“彈性體材料”是指整體來說的橡膠混合物，即，適當與加強填料和/或各種工藝添加劑混合的至少一種基本聚合物的混合物。
另外，彈性體材料的各側壁也施加在胎體結構的側面上，每個側壁從胎面帶的側緣之一延伸直至接近胎緣處的有關環形錨定結構，取決于不同的實施例，所述側壁可以具有徑向外部端緣，所述端緣或者重疊在胎面帶側緣上，以構成通常稱為“上覆側壁(overlyingsidewalls)”的那種設計方案，或者夾置在胎體結構和胎面帶本身的側緣之間，以構成通常稱為“下伏側壁(underlying sidewalls)”的那種設計方案。
在大多數輪胎制造方法中，胎體結構和帶結構連同各胎面帶是在各自的工位分別單獨制成并在其后相互裝配起來。
更具體來說，胎體結構的制造可首先在一個通常稱為“構制鼓(building drum)”的第一鼓上設置胎體層(一層或多層)以形成一個圓套筒。在胎緣處的環形錨定結構在胎體層的兩相對端片上裝配或形成，端片又繞環形結構自身翻起以便使其圍成一種環狀。
同時，在一個第二鼓或輔助鼓上制成一個外套筒，外套筒包括彼此徑向重疊關系鋪設的帶層，以及施加在帶層的徑向外部位置上的胎面帶。然后將外套筒從輔助鼓拾起，以便與胎體套筒相結合。為此目的，將外套筒圍繞胎體套筒以共軸關系設置，其后，通過使胎緣彼此軸向移近，同時使壓力下的流體進入胎體套筒，從而將胎體層(一層或多層)形成一個環形構造，以便確定將帶結構和胎面帶在輪胎的胎體結構徑向外部位置施加在胎體結構上。胎體套筒與外套筒的組裝可以在與用于構制胎體套筒的相同鼓上進行，在這種情形中，稱其為“單階段構制法”。這種類型的構制方法例如在美國專利US 3,990,931中描述。
或者，組裝也可在所謂的“成形鼓”上進行，胎體套筒和外套筒被轉送至成形鼓，以便按照例如EP 0 613 757中描述的所謂“雙階段構制法”來構制輪胎。
在傳統的組裝方法中，胎面帶通常是從一個連續擠壓部件取得的，為穩定其幾何形狀而冷卻后，胎面帶被儲存在適當的臺架或卷軸上。區段的或連續條帶形式的半成品然后被送至一個輸送組件，進行區段的拾取或將連續條帶切成一定長度的區段，每個區段構成胎面帶，以便圓周地施加在正在加工的輪胎的帶結構上。
GB 1,048,241公開了一種機器，用于將不定厚度的彈性體材料層施加在輪胎胎體上，該機器包括一個將彈性體材料帶施加在胎體上的輸送頭部；用于設置胎體的裝置，胎體繞其軸線轉動以便當胎體相對于輸送頭部轉動時將多個匝纏繞在其上；用于將輸送頭部從胎體的圓周對稱面的一側橫向移至另一側的裝置；以及用于自動地改變每一纏繞回轉的橫向移動量以改變連續匝的重疊度，因而改變在胎體層上形成的層厚的裝置。在用制造新輪胎的適當變型中，在胎面帶的形成過程中，胎體安裝在一個構制鼓上，并具有圓筒形的正確構造。
在同一申請人的文件WO 01/36185中，一機械臂承載一環形支承件，在制的輪胎的每個構件在環形支承件上直接制造。該機械臂對圍繞幾何軸線的圓周分配運動提供環形支承件，同時在供應彈性體窄條帶的供應構件前控制橫向分配位移。因此，窄條帶形成多個匝，其取向及相互重疊參數受到適當調控，以便在電子計算機上預設的預定設置方案的基礎上來控制在制的輪胎的構件的厚度變化。
在本發明相關的生產環境中(涉及半成品的生產和儲存，以及半成品其后在一個構制和/或成形鼓上的組裝)，為了制造胎面帶，目前需要安裝必須具有高生產率的擠壓生產線，以便按照大規模的經濟效益作出適當的反應。因此，擠壓生產線通常能夠供應多個組裝工位。實際上，擠壓生產線的生產率需要與各組裝工位的生產率成正比地調節，組裝工位的數目對飽和度具有影響，因而也影響擠壓生產線的生產率。
按照本發明，申請人想要克服上述情形造成的強大約束，具體來說是生產設備不能按照市場需求改變生產率及產品類型。實際上，由于設備生產率與胎面帶擠壓生產線的生產率顯著相關，因而生產率的增加通常需要安裝更多的擠壓生產線，這將引起生產能力的增加，而相對于實際市場需求來說，生產能力在這一點上可能是過大的。
為了解決上述問題，申請人認識到通過以現在的輪胎構制方法制造胎面帶對于生產靈活性和產品質量而言可能取得很大改進，上述輪胎構制方法直接在帶結構上以并排關系將連續帶狀構件纏繞成匝，從而實現半成品的組裝。
更詳細來說，本發明的目的是提供一種組裝車輪輪胎的方法，該方法包括以下步驟在一初級鼓上設置一個胎體結構，該胎體結構包括至少一個與彼此軸向間隔開來的環形錨定結構接合的胎體層；在一輔助鼓上設置一個帶結構，該帶結構包括至少一個帶層；從輔助鼓拾取帶結構，將其轉送至一個相對于胎體結構共軸定心的位置；向帶結構4施加一個胎面帶，胎面帶的施加是通過圍繞帶結構將至少一個彈性體材料的連續條帶狀構件纏繞成連續的圓周匝而進行的。
按照本發明的另一方面，上述方法是借助下述設備進行的一種用于組裝車輪輪胎的設備，該設備包括一個布置成支承一個胎體結構的初級鼓，所述胎體結構包括至少一個與彼此軸向間隔開來的環形錨定結構相接合的胎體層；一個用于承載帶結構的輔助鼓；至少一個用于將胎面帶施加在帶結構上的組件；一個將帶結構從輔助鼓移至初級鼓的轉送構件；其中所述至少一個施加組件包括至少一個供應構件，以便將至少一個彈性體材料的連續條帶狀構件在帶結構上鋪設成連續圓周匝。
通過對于按照本發明的用于組裝車輪輪胎的方法和設備的優選的但又非排他的實施例的詳細描述，可進一步理解本發明的其它特征及優點。
下面將對照以下附圖以非限定性實例的方式進行描述。
圖1是按照本發明的用于組裝輪胎的設備的示意頂視圖；圖2是圖1設備的正視圖；圖3是按照本發明的一個可能的替代實施例的用于組裝輪胎的設備的示意頂視圖；圖4是圖3設備的正視圖；圖5是按照本發明制成的輪胎的局部示意橫剖圖。
現在對照圖1至3，用于實施按照本發明的組裝方法的用于組裝車輪輪胎的設備總體上由附圖標記1表示。
本發明的目的在于制造圖5中總體標識為2的輪胎，該輪胎基本包括一個基本為環形構造的胎體結構3；一個基本呈圓筒形構造、圍繞胎體結構3圓周延伸的帶結構4；一個在帶結構圓周外部位置上施加在帶結構4上的胎面帶5；以及一對在相對兩側橫向施加在胎體結構3上的側壁6，每個側壁從胎面帶的一個側緣延伸直至靠近胎體結構本身的一個徑向內緣。
按照通常稱為“下伏側壁”的那種設計方案，每個側壁6可具有至少部分被胎面帶5的末端覆蓋的徑向外端尾部6a，如圖5中實線所示。或者，側壁6的徑向外端尾部6a可以橫向重疊在胎面帶5的相應末端上，如圖5中虛線所示，以實現通常稱為“上覆側壁”的那種設計方案。
胎體結構3包括一對結合在通常稱為“胎緣”的區域內的環形錨定結構7，每個環形錨定結構例如由基本圓周環形插入件8構成，該插入件通常稱為“胎緣芯”且在其徑向外部位置上承載彈性體填充物9。
一個或多個胎體層10的端片10a圍繞每個環形錨定結構折起，所述胎體層包括紡織的或金屬的簾線，所述簾線可以按照兩環形錨定結構7之間的預定斜度，在輪胎2的圓周延伸范圍的橫向上延伸。
帶結構4則可包括一個或多個帶層11a，11b，所述帶層包括分別在一個帶層和另一帶層之間交叉定向的適當傾斜于輪胎的圓周延伸范圍的金屬的或紡織的簾線，可能還包括一外部帶層12，該外部帶層12包括一條或多條簾線，圍繞帶層11a，11b圓周纏繞成以并排關系軸向設置的匝。
在重型輪胎，如卡車和重型運輸車輛的輪胎中，帶結構也可內設一個防砂礫條帶(未畫出)，其適于防止外界物體進入下面的帶層中。
側壁6和胎面帶5分別基本包括至少一個適當厚度的彈性體材料層。一個彈性體材料的所謂的基底(未畫出)也可與胎面帶5相連結，其具有適當的成分和物理化學特征，用作實際的胎面帶和下面的帶結構4之間的界面。
胎體結構3的各構件，例如，具體來說，環形錨定結構7、胎體層10、帶層11a，11b，以及還可能有用于構成外部帶層12的加強構件以在前面的制造步驟中制成的半成品的形式送至設備1，以便彼此適當地組裝起來。
設備1包括一個初級鼓13，由于該初級鼓能夠以任何方便的方式制成而未詳細畫出，一個或多個胎體層10首先纏繞在該初級鼓上；所述胎體層來自一條送料線14，它們沿該送料線在施加在初級鼓13上以形成所謂的基本圓筒形的“胎體套筒”之前被切成適當長度的區段，所述適當長度相關于初級鼓圓周延伸范圍。其后，環形錨定結構7被裝配在胎體層10的端片10a上，然后進行端片本身的折起，使錨定結構接合在由折起的胎體層10形成的環中。輪胎側壁6也可施加在胎體套筒上，側壁來自至少一條相應的側壁送料線(未畫出)，該送料線供送彈性體材料的連續條帶形式的半成品，從所述連續條帶切出預定長度的區段，所述長度與初級鼓13和待制的輪胎2的圓周延伸范圍相關。
或者，胎體結構3的構件，以及可能還有側壁6的組裝可以分開地在一個不同的構制鼓上進行，其后，將組裝好的胎體套筒轉送至初級鼓13。
與初級鼓13上圓筒形套筒形式的胎體結構3組裝的同時，或與已組裝的胎體套筒向初級鼓轉送的同時，帶結構4，以及最好也包括胎面帶5被設置在一個輔助鼓15上。
更具體來說，為此目的，輔助鼓15例如被設置成與初級鼓15共軸對準的關系，使其與用于將帶結構4施加在輔助鼓本身上的裝置16相互作用。舉例來說，所述用于施加帶結構的裝置16可包括至少一條送料線16a，使連續條帶形式的半成品沿所述送料線向前移動，然后，與在輔助鼓上形成相應的帶層11a，11b的同時，將所述條帶切成長度相應于輔助鼓15的圓周延伸范圍的區段。用于供送一條或多條準備施加在帶層上以形成連續圓周匝的連續簾線的組件可與帶層的送料線16a相結合。
當已完成帶結構4的形成時，從輔助鼓15與用于施加帶結構的裝置16相互作用的一個位置開始，進行輔助鼓15的運動，以便接受至少一個用于施加胎面帶的組件(總體標為17)的動作。
胎面帶施加組件17包括至少一個供應構件18，用于在帶結構4上將至少一個彈性體材料的連續條帶狀構件鋪設成連續圓周匝。更詳細來說，供應構件18例如可包括一個擠壓機、一個施加輥或其它構件，其適于與圍繞帶結構4纏繞條帶狀構件的同時，直接在由輔助鼓15支承的帶結構4上供應連續條帶狀構件。一個驅動組件19在輔助鼓15上操作，以便繞輔助鼓的幾何軸線旋轉驅動輔助鼓，從而使條帶狀構件圓周地分布在帶結構4上。同時，驅動組件19進行輔助鼓15和供應構件18之間的受控的相對位移，以便將條帶狀構件分布成以相互并排關系設置的匝，從而按照需要的厚度和幾何構造要求形成胎面帶5。
在圖1和2所示的優選實施例中，驅動組件19被結合成至少一個機械臂19a，該機械臂承載一個端部的頭部，輔助鼓15借助一個與其幾何軸線重合的柄部15a以懸臂方式被緊固。在圖示實例(見圖2)中，機械臂19a包括一個繞第一豎直軸線在固定平臺22上旋轉的底座21；一個繞最好水平的第二軸線可擺動地連接于底座21的第一部分23；一個繞最好也是水平的第三軸線可擺動地連接于第一部分23的第二部分24；以及一個繞與第三擺動軸線垂直的軸線可移動地由第二部分24支承的第三部分25。機械臂19a的頭部20在其端部與第三部分相連接，可繞彼此垂直的第五和第六擺動軸線擺動，并且可轉動地承載著由電機26旋轉操作的輔助鼓15。
因此，機械臂19a適于在整個生產循環中支承輔助鼓15并控制其運動，驅動它在帶層16a，16b的送料線前面轉動，以便完成施加帶層的目的，其后，將輔助鼓帶至用于構成胎面帶5的連續條帶狀構件的擠壓機18前面。當胎面帶5的制造需要形成一個基底時，可以設置一個輔助擠壓機18a，用于輸送也是連續條帶狀構件形式的用于構成這種基底的彈性體材料。在這種情形中，輔助鼓15首先被移向用于制造基底的輔助擠壓機18a，然后，轉送至用于制造實際胎面帶5的擠壓機18。
在胎面帶5的制造過程中，每個擠壓機18，18a保持一個固定的定位，而輔助鼓15被旋轉驅動，被借助機械臂19a適當地沿橫向移動，以便在帶結構4上形成一個適當形狀和厚度的層。從擠壓機18，18a輸送的連續條帶狀構件最好具有扁平的截面，因而通過改變連續匝的重疊度和/或帶結構4的表面相對于來自擠壓機18，18a的條帶狀構件的橫截面輪廓的取向，可以調節在帶結構4上形成彈性體層的厚度。
在已完成胎面帶5的制造時，機械臂19a引起輔助鼓15的新平移，使其從擠壓機18或其它供應構件移開，并將其再次裝置成相對于初級鼓13的軸向對準關系。
在圖3和4所示的一種可能的替代實施例中，驅動組件19包括一個滑架19b，該滑架可沿一導向結構27在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置上，它在用于施加帶結構的裝置16前面支承輔助鼓15，如圖3中虛線所示，在第二位置上，它在作為施加組件17的一部分的一個擠壓機18或擠壓機18a的前面支承輔助鼓15，如圖3中實線所示。
承載胎面帶5的帶結構4適于被輔助鼓15拾取，并被轉送至已在初級鼓13上形成或接合的圓筒形套筒形式的胎體結構。為此目的，一個基本環形構造的轉送構件28被移動直至它圍繞輔助鼓15定位，以便從輔助鼓拾取帶結構4和胎面帶5。按照一種本身公知的方式，輔助鼓15脫開帶結構4，然后，帶結構被轉送構件28軸向平移，以便放置在承載胎體套筒的初級鼓13上的一個共軸定心的位置上。
然后，胎體套筒通過使環形錨定結構7彼此移近，同時使壓力下的流體進入套筒直至使胎體層與被轉送構件保持的帶結構4的內表面接觸為止，從而形成一種環形構造。這樣構制的輪胎2使其本身從初級鼓15除下，以便其后接受通常的硫化步驟。
與上述各實施例不同，胎面帶5可適當地制成，其后將帶結構4轉送至胎體套筒3上。在這種情形中，驅動組件19將被設置成通過進行所述驅動組件19、初級鼓15和/或供應構件18，18a之間的相對運動而在一個或多個供應構件18，18a的前面在初級鼓13上操作，以便形成胎面帶5。在這種情形中，當進行胎面帶5的形成時，帶結構4將已經與呈環形構造的胎體套筒3接合。
在可以在上述各實施例中采用的另一個替代實施例中，驅動組件19可被設置成在帶結構4的圓周范圍的橫向上進行一個或多個供應構件18，18a的平移，以便引起由連續條帶狀構件構成的匝的橫向分布。
本發明具有重要的優點。
通過將連續條帶狀構件纏繞成以并排關系設置的匝而制造胎面帶5，這實際上能夠克服所有的現有技術局限性，現有技術的局限性是與需要采用復雜笨重的機械通過擠壓生產胎面帶相關的；實際上，使用這種復雜笨重的機械涉及到只有大規模生產才合理的高額投資和運行成本。然而本發明能夠使用簡單輕便得多的機械來生產胎面帶，適于與各組裝設備1的生產率成比例地調節的生產狀態。
因此，目前使用的、包括與同一胎面帶擠壓生產線相連結的多個組裝設備可以有利地適應于市場所要求的生產率的增加，這只要增加一個或多個按照本發明的設備以便實現符合市場需求的生產率的提高即可。
也應該認識到，本發明可實現胎面帶的更大均勻性，而這種均勻性在公知技術中是借助圍繞帶結構施加的生彈性體材料的條帶、特別是在條帶本身的末端處端部對端部的接合部的正確分布來顯著調節的。
在公知技術中，這些狀況也會引起很大數量的報廢產品，然而本發明則能夠消除這種缺陷。
另外，從定性的觀點來看的進一步的優點，當所述設備與連結有一條公知類型的擠壓線的其它設備組合使用時，還可體現在傳統的擠壓線上。例如，所述設備與設有一條或多條傳統擠壓線的公知設備相組合，當必須進行特定的混合工作及由于工藝要求，材料不能被高速擠壓時，能夠降低擠壓線的生產率。另外，有利的是，能夠借助擠壓線最大生產率極限的適當余量來利用擠壓線，在這種狀態下，就所制成的產品的質量穩定性而言可得到更大的保證。
權利要求
1.一種組裝車輪輪胎的方法，該方法包括以下步驟在一初級鼓(13)上設置一個胎體結構(3)，該胎體結構包括至少一個與彼此軸向間隔開來的環形錨定結構(7)接合的胎體層(10)；在一輔助鼓(15)上設置一個帶結構(4)，該帶結構包括至少一個帶層(11a，11b，12)；從輔助鼓(15)拾取帶結構(4)，將其轉送至一個相對于胎體結構(3)共軸定心的位置；向帶結構4施加一個胎面帶(5)，胎面帶(5)的施加是通過圍繞帶結構(4)將至少一個彈性體材料的連續條帶狀構件纏繞成連續的圓周匝而進行的。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于胎面帶(5)的施加是在帶結構(4)從輔助鼓(15)去除前進行的。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于連續條帶狀構件在與條帶狀構件本身圍繞帶結構(4)纏繞的同時，從放置在靠近帶結構(4)的區域的一個供應構件(18，18a)輸送的。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于連續條帶狀構件的輸送是在通過所述供應構件(18，18a)的擠壓而進行的。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于與連續條帶狀構件的施加同時進行以下步驟使承載帶結構(4)的輔助鼓(15)進行圍繞其幾何軸線的圓周分布旋轉運動，從而使連續條帶狀構件圍繞帶結構(4)圓周分布；進行輔助鼓(15)和供應構件(18，18a)之間的受控的相對橫向分布位移，從而用所述條帶狀構件形成以相互并排關系設置的多個匝，以便形成胎面帶(5)。
6如權利要求5所述的方法，其特征在于所述橫向分布位移是借助輔助鼓(15)的移動而進行的。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于輔助鼓(15)的旋轉驅動和移動是借助一個接合輔助鼓本身的驅動組件(19a)進行的。
8.如權利要求3所述的方法，其特征在于還包括下述步驟在進行帶結構4的轉送之前，將輔助鼓(15)從所述供應構件(18，18a)移開，以便將其定位在用于施加帶結構的裝置(16)的前面。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于在形成帶結構(4)之后及在進行連續條帶狀構件的施加之前，從輔助鼓(15)與用于施加帶結構的裝置(16)相互作用的位置開始，進行將輔助鼓(15)移向供應構件(18，18a)的步驟。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于布置胎體結構(3)的步驟是通過在初級鼓(13)上組裝胎體結構本身的構件而進行的。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于在將胎體結構(3)本身成形為環形構造之后，將轉送至胎體結構(3)上的一個共軸定心位置的帶結構(4)與所述胎體結構相連接。
12.一種用于組裝車輪輪胎的設備，該設備包括一個布置成支承一個胎體結構(3)的初級鼓(13)，所述胎體結構包括至少一個與彼此軸向間隔開來的環形錨定結構(7)相接合的胎體層(10)；一個用于承載帶結構(4)的輔助鼓(15)；至少一個用于將胎面帶(5)施加在帶結構(4)上的組件(17)；一個將帶結構(4)從輔助鼓(15)移至初級鼓(13)的轉送構件；其中所述至少一個施加組件(17)包括至少一個供應構件(18，18a)，以便將至少一個彈性體材料的連續條帶狀構件在帶結構(4)上鋪設成連續圓周匝。
13.如權利要求12所述的設備，其特征在于所述供應構件包括至少一個擠壓機(18，18a)。
14.如權利要求12所述的設備，其特征在于所述施加組件(17)包括一個驅動組件(17)，用于繞輔助鼓(15)的幾何軸線旋轉驅動輔助鼓，使所述條帶狀構件在帶結構(4)上圓周分布，并引起輔助鼓(15)所述至少一個供應構件(18，18a)之間受控的相對位移，以便使所述條帶狀構件分布成使所述匝以相互并排關系設置，從而形成胎面帶(5)。
15.如權利要求14所述的設備，其特征在于所述驅動組件(19)在輔助鼓(15)上操作，以便使輔助鼓相對于供應構件(18，18a)移動。
16.如權利要求14所述的設備，其特征在于所述驅動組件被結合在一個接合于輔助鼓(15)的機械臂(19a)中。
17.如權利要求14所述的設備，其特征在于驅動組件(19)包括一個滑架(19b)，該滑架可沿一個導向結構(27)在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置上，它將輔助鼓(15)支承在帶結構施加裝置(16)前面的一個位置上，在第二位置上它將輔助鼓(15)支承在所述至少一個供應構件(18，18a)前面的位置上。
18.如權利要求14所述的設備，其特征在于還包括用于在輔助鼓(15)上施加帶層以形成所述帶結構(4)的裝置(16)，其中所述驅動組件(19)被布置成從輔助鼓(15)與用于施加帶結構的裝置(16)相互作用的位置開始，引起輔助鼓(15)向著所述至少一個供應構件(18，18a)的平移。
全文摘要
輪胎(2)的胎體結構(3)在初級鼓(13)上形成，而帶結構(4)以及其后胎面帶(5)在輔助鼓(15)上制成，以便隨后與胎體結構(3)相連接。輔助鼓(15)由一機械臂(19a)支承，該機械臂引起所述輔助鼓在兩個位置之間的平移，其中一個位置與初級鼓(13)共軸對準，在該位置上輔助鼓(15)與帶層供料線(16)相互作用，而另一個位置上則與供應連續條帶狀構件的至少一個擠壓機(18，18a)相互作用。機械臂(19a)使輔助鼓(15)在擠壓機(18，18a)前面移動，以便以連續圓周匝形式分布條帶狀構件，從而形成胎面帶(5)。
文檔編號B29D30/20GK1694799SQ02829811
公開日2005年11月9日 申請日期2002年11月5日 優先權日2002年11月5日
發明者C·拉卡尼納 申請人:倍耐力輪胎公司