用于容納噴于表面的線的導線器的偏轉板開口角度的定義的制作方法

專利名稱：用于容納噴于表面的線的導線器的偏轉板開口角度的定義的制作方法
技術領域：
本發明具體地涉及輪胎的制造，更準確地說涉及加強件的制造。
背景技術：
在現有技術中已知一種制造方法，在該制造方法中這種加強件在
輪胎預成形件上通過以絞纏(whip)的方式噴涂連續的線來直接制造，而
不是在輪胎裝配時以結合多股的形式來制造。
術語"線"應從最寬廣的意義上理解，涵蓋單絲、復絲、雙絞軟 線或股線或者等效組件，不考慮線的材料或者進行過什么處理，例如 使其與橡膠緊密結合的表面處理，或者一種將所述線包在橡膠涂層內 使其在噴涂時能直接附著在支撐件上的橡膠化處理。
EP 248 301中公開了一種這樣的設備，圖1示出了構成這類機構 的主要元件。
線1從供應源(未示出)引入設備。機構噴涂一定長度的線到接收表 面Q(未示出)，該接收表面可以通過輪胎預成形件的胎冠(crown)區域形 成，或者通過單獨的支撐環形成，或者就是通過一個平面形成，這些 方式都具有等同的優選性。
所述設備包括
-從線源供給線1的供給裝置11，
-
旋轉導管2，固定到軸20上，該軸構成了所述導管的旋轉軸線 R，從而所述導管的徑向外端21相對于旋轉軸線大致呈徑向，所述導 管通過其中央端22容納線1，中央端是與所述徑向外端21相對的一端， 從所述供給裝置中，所述線從所述徑向外端伸出，所述供給裝置控制 所述旋轉導管內的該線前進的線速度，
-
使所述旋轉導管繞著軸線R旋轉的裝置，和
-線切割裝置(未示出)，作用在線上使所述旋轉導管每轉一周就釋 放出一定長度。
該設備還包括導線器(threadguide)4，以容納并導引一定長度的線， 如EP 248 301所公開的，或者如EP 845 348以及EP 845 349所公開的。
因此，對于這種已知類型設備的布局的更多細節，建議參閱上述 公開文獻。

發明內容
更具體地，本發明涉及導線器，以及該導線器相對于線噴涂裝置 的布置方式。根據現有技術，導線器的目的是在線"降落"到接收表 面Q上之前對一定長度的線施加一條準確的軌跡。在線自由運動的過 程中， 一定長度的線進入導線器，其進入的方式使其在噴到接收表面 之前進行最后的路線調整。
本發明主題是一種導線器，其幾何特征被優化，從而提供線朝向 接收表面的最優引導。


本發明的細節在下文的說明中參考附圖1至6進行解釋，附圖中
-圖1，己經提到過，顯示本發明涉及的鋪設裝置和導線器的立體
圖，
-圖2顯示一剖面示意圖，其示出了可能影響鋪設質量的主要幾 何參數，
-圖3是鋪設裝置的俯視示意圖，
-圖4示出了接收表面的俯視示意圖，根據具體實施例一定長度 的線己經鋪設到該表面上了，
-圖5示出了導線器的俯視示意圖，其可以根據所述具體實施例 對線進行引導，
-圖6示出了提供所述具體實施例范圍內接收表面、導線器以及 鋪設裝置的具體布置的視覺指示的俯視示意圖。
具體實施例方式
圖1中所示的導線器由兩個偏轉板構成，該兩個偏轉板相對于旋 轉導管的定位方式使得在旋轉導管的旋轉平面內接收一定長度的線。
旋轉導管的旋轉平面由字母P表示。兩個偏轉板限定出位于所述旋轉 平面P內的拉長的內部開口，且兩個偏轉板的布置方式使得在二者之 間留下一個包括進口和噴射口的溝槽，通過這些口 一定長度的線可以
朝著接收表面Q穿出，且這些口的定位方式使得偏轉板之間的分離部
分朝著噴射口方向變窄。
各偏轉板在噴射口端可以具有弧形邊緣使其更靠近接收表面。 還可以將兩個偏轉板設計成相互接觸，至少在噴射口端的孤立點
(isolated point)處相互接觸。在這種情況下，需要提供能調節所述偏轉 板在一定長度的線穿出時相互施加的壓力的裝置，還需要針對所述偏 轉板設計以在所述長度的線穿出時能相互移開。
圖2示出了本發明涉及的這種導線器的剖視圖，提供兩個偏轉板 42和43的相對位置的視覺指示，兩個偏轉板相對于平面P定位成具有 給定的孔徑張角e。 一定長度的線通過開口 41進入并通過噴射口 40 重新穿出。偏轉板之間在開口 41處的分隔由W表示，在噴射口40處 的分隔由e表示。偏轉板的壁的高度由h表示。 一定長度的線的長度 由L表示。
在縱向方向上，當所述導管處于與一定長度的線釋放的時刻精確 一致的有角度的結構內時，導線器大致朝向導管2的徑向方向。導線 器具有通常被稱作徑向內端44的一端，該端是導線器最靠近導管2端 部21的部分；導線器還具有徑向外端45，該端是離導管2端部21徑 向最遠的部分。
本發明主題涉及導線器的幾何特性的確定，其中角度e和高度h 的選擇必須進行特別考慮以達到滿意的效果。
實際上已通過實驗發現，與前面文獻公開內容相反，線和一定長 度的線不嚴格在平面P內運動。于是，已經發現線1在平面P的兩側 振蕩，這種振蕩的振幅在徑向上朝著一定長度的線離導管2的出口 21 最遠的部分增加，如圖3所示。在線的末端，這種振蕩的振幅的最大 值標為amax。另外，隨著線長度的增加振蕩的振幅增大，因而線在切斷 且一定長度的線開始自由運動之前amax的值達到最大。線在平面P的 每一側上在圖3虛線所示的界限Cl和c2內振蕩。
該最大振幅值取決于線的性質、 一定長度的線的長度和導管2的
旋轉速度Q。通過讀數的方式，對于測量長度為450mm的9-23型線 的一段膠結(cemented)長度，測得的振幅amax A+/-5mm量級的。對于 相同長度的線，但沒有膠結涂層，振幅amax為+M0mm。同樣，當這兩 種線的長度是600mm時，振蕩的振幅分別是+/-10,和+/-15匪。 對于膠結2+2-28、測量長度500mm的線，振幅a腿為+A20mm，
對于同樣長度但沒有膠結涂層的線，振蕩的振幅3 ^為+/-15!11111。
這種振蕩可以通過例如使用頻閃燈的裝置或者高速圖像記錄裝置 來進行測量。
應當采取措施來保證，決定沿著導線器縱向長度的在給定點的導 線器的開口的值W大于線的振蕩的振幅或者大于在此點進入導線器的 線的長度，從而使得一定長度的線進入導線器不會撞到導線器的上邊 緣。
因此，對于決定開口值的孔徑張角9和偏轉板高度h的值的選擇， 需要在非常準確的值的范圍內，以得到良好的鋪設結果。
根據本發明，已發現角e的值需要在3°到7°之間的角度范圍內， 從而線可以引導到導線器內且以足夠的速度穿出噴射口，從而可以絞 纏在接收表面上以粘在其上。
實際中發現，對于給定值W，角度e的值太小，小于3°，則意味 著必須要增加偏轉板的高度，這會導致一定長度的線與偏轉板壁的摩 擦增大。這就會產生該一定長度的線的動能損失，致使所述一定長度 的線的速度降低，進而穿出噴射口的線難于有效粘著在該接收表面Q 上。
相反，仍然對于給定值w，太大的角e會引起該一定長度的線撞
到偏轉板的壁而彈到偏轉板的另一相對壁上，再次導致該一定長度的
線的動能損失，和前面一樣，使線不足以粘著在接收表面Q上。
因而，在3°到7°的狹窄范圍內選擇開口的角度值可以控制一定長
度的線在整個長度上的絞纏速度，因此確保所述一定長度的線能粘著
在接收表面Q上。
知道振蕩的振幅的值a，受到界限d和C2的約束，可以確定偏轉
板42和43的高度值h。作為一般規則，可以讓h值盡可能低，以減小
該一定長度的線和偏轉板壁之間的摩擦或接觸。然而，當考慮到角度
e的限制值時，高度h不能簡單地不加考慮地減小，因為否則開口值
W會小于振蕩的振幅值a。
這些振幅值之間的關系可以通過一個簡單的計算獲得，其目的是 確保W》2Xa，其中W=e+2XhXsin9 ，從而可以確定沿導線器縱向 各點高度h的較小值，作為a和孔徑張角e的函數，艮口<formula>complex formula see original document page 9</formula>
因而，對于4mm的值e、 20mm的值a和3°的角度e ，高度h需 要大于大約350mm，對于同樣值的e和a以及7°的孔徑張角0 ，高度 h需要大于大約150mm。
最后，可以看到，當觀察到這種關系時，可以以優化鋪設性能的 方式改變導線器的形狀和幾何尺寸。
如上文所述，線振蕩的振幅在遠離導管的出口 21的方向上增加， 振幅在線末端，即離導管2轉軸徑向最遠的端部，達到最大值amax。
結果，對于孔徑張角9的相同的值，隨著振蕩的振幅的值a減小 可以減小高度值h。不同的是，這使得導線器以這種方式進行設計偏 轉板壁高度在導線器縱向方向上從內端44朝著外端45增加。
這種布置被證明在一定長度的線在導管2出口 21徑向相同端部分 的動能小于徑向遠端部分的動能時是特別有利的。通過減小該區域偏 轉板的高度可以減小由于穿過導線器引起的能量耗散，并優化一定長 度的線這一部分的鋪設狀態。
還是在相同的方案下，對于給定的偏轉板高度h，可以在兩邊界值 3°到7°之間改變角度9 ，所述角度在導線器的縱向上從內端44朝著外 端45增加。
最后，可以設計在偏轉板高度上改變e ，通過設計成在開口 41的 相同端具有較大的e，然后朝著噴射口40減小。這種布置的目的是提 高鋪設精度。角度e因此可以從開口處的7°變為噴射口處的3°。
當然，這些技術選擇可以組合，只要孔徑張角e和壁高度都在前
文所述的限制內。從而，也可以具有恒定的高度h和恒定的孔徑張角
這些參數之間關系的另一種應用己被證明是特別有用的，涉及一定長度的線10被放在接收表面Q上線L的兩側的情形，如圖4所示。 作為一般規則，與圖4所示情況相反， 一定長度的線被位于接收 表面Q上并布置成在大致直線方向上相互平行。線L與接收表面Q的 縱向方向E之間形成角度ci，線L與所鋪設的一定長度的線重合。當 接收表面構成輪胎胎冠時，這個角度a與胎冠加強件鋪設角相對應。 如本文所引用公開文獻中所詳細介紹的，要采取措施來確保 一方面 噴射口 40在縱向上具有直線形狀，另一方面導管2在接收平面Q上方 移動的平面P的線與縱向E形成角度cx并與線L重合。然后，旋轉平 面P穿過噴射口 40。
在這種具體方案中，每根一定長度的線10與線L相切于M點， 所述點M可以插在縱向中線E和線L之間。該一定長度的線一旦呈S 形鋪設在線L的兩側，所述線與中線E形成角度a 。
然后，必須提供一種導線器，使其噴射口40的縱向形狀被設計成 能讓線具有這種S形狀。圖5示出了這種導線器4的俯視圖，其具有 兩個偏轉板42和43。偏轉板之間的孔徑張角e和前面介紹過的一樣在 3°到7°之間。導線器上該一定長度的線會"降落"在點M的區域所穿 過的點被標為m。該點m大致位于端部44和45的中間。
所要鋪設的該一定長度的線的長度及性質決定了振蕩的振幅amax。 因此作為一級近似，導線器位于接收表面Q上方，其定位方式使 得噴射口位于近可能靠近接收表面Q且點m大致位于點M上方。另 外，導線器的定向方式使得在點m處與噴射口 40的切向與中線E形 成角度a 。
根據上述教導，旋轉導管2需要布置成旋轉平面P和接收平面Q 之間的交線與中線E形成角度ct ，壁的高度h需要被計算出，以使界 限^和C2落在導線器上邊緣的開口41內。已經可以看出，由于噴射口 的特殊形狀，這會導致偏轉板壁面高度h的顯著增加，從而導致由于 與偏轉板的壁的摩擦或碰撞而引起線的動能損失。
已經發現可以通過繞著點m讓該旋轉導管相對線L旋轉附加角度 S來大致減小該缺陷，從而平面P在導線器端部44和45附近與噴射 口的縱線相交在所述平面P與所述線相切的點m處。噴射口的線是在 噴射口 40處穿過距偏轉板42、 43的壁的邊緣相同距離的虛擬線。當
該距離e等于零時其對應于壁之間的接觸線。
剩下要做的就是利用上文給出的規則考慮線的振蕩的振幅來確定 偏轉板的形狀和高度，振幅值可以通過實驗測量以前面介紹過的方式 得到。壁面的高度則可以盡可能的減小，線穿過導線器的動能損失也 可以盡可能的減小。
本說明書涉及一定長度的線在線L兩側呈S形鋪設的結構。可以 看到也可以采用關于線L的不同形狀來鋪設一定長度的線，那么當其 鋪設在接收表面Q上時就不是直的了。因此本領域技術人員可以以下 述方式決定導線器相對線L的定向，即使得限制線在旋轉平面P兩側 的振蕩的振幅的兩條直線Q和C2落在導線器的進口41內。
另一應用涉及用上文提到的不同可選方式來確定導線器的范圍的 可能性，其中導線器的幾何特征適合于不同性質和長度的線的鋪設， 或者這些線具有盡管相似但卻不同的振蕩的振幅。這可以通過根據要 制作的產品范圍仔細調節角度和高度值的選擇來限制制造多種尺寸和 線所需的導線器的數目。
權利要求
1、一種用于用線(1)來制造加強件的設備，通過將一定長度的所述線(10)噴涂在接收表面(Q)上來將線(1)直接鋪設在其最終位置上，所述設備包括-供給裝置(11)，從線源供給線(1)，-旋轉導管(2)，固定到軸(20)上，該軸構成了所述導管的旋轉軸線(R)，從而所述導管的徑向外端(21)實質上相對于旋轉軸線徑向定向，所述導管通過其中央端(22)容納線(1)，該中央端(22)是與所述徑向外端(21)相對的一端，從所述供給裝置中，所述線從所述徑向外端伸出，所述供給裝置控制所述旋轉導管內的該線前進的線速度，-使所述旋轉導管旋轉的裝置，-線切割裝置，作用在線上使所述旋轉導管每轉一周就釋放出一定長度，-導線器(4)，用于接收和引導一定長度的線，由兩個偏轉板(42、43)組成，其相對于旋轉導管(2)的定位方式使得在旋轉導管的旋轉平面(P)內接收一定長度的線，所述偏轉板限定出位于所述旋轉平面(P)內的拉長的內部開口，從而在二者之間留下包括一個進口(41)和一個噴射口(40)的溝槽，通過這些口一定長度的線(10)能夠穿出，且這些口的定位方式使得偏轉板之間的分離部分朝著噴射口方向變窄，在二者之間形成給定角度θ，其特征在于，所述角度θ在3°到7°范圍內。
2、 根據權利要求1所述的設備，其特征在于偏轉板(42、 43)形成 的角度9實質上恒定。
3、 根據權利要求1所述的設備，其特征在于偏轉板(42、 43)形成 的角度e沿著所述偏轉板高度向噴射口(40)方向減小。
4、 根據權利要求1所述的設備，其特征在于偏轉板(42、 43)形成 的角度e在導線器的縱向上從導線器(4)的徑向內端(44)朝著導線器(4)的徑向外端(45)增大。
5、 根據權利要求1至4其中之一所述的設備，其特征在于偏轉板 (42、 43)的壁的高度h以如下方式確定偏轉板在進口(41)處的分隔(W) 大于線在旋轉平面(P)兩側的振蕩的值(a)。
6、 根據權利要求5所述的設備，其特征在于偏轉板的壁的高度(h) 在導線器的縱向上從導線器的徑向內端(44)朝著導線器的徑向外端(45) 增大。
7、 根據權利要求5所述的設備， 的高度(h)實質上恒定。
8、 根據權利要求1至7其中之一 (40)在縱向上具有實質上直的形狀。
9、 根據權利要求8所述的設備， 得旋轉平面P穿過噴射口(40)。其特征在于偏轉板(42、 43)的壁 所述的設備，其特征在于噴射口 其特征在于導線器的定位方式使
10、 根據權利要求1至9其中之一所述的設備，其特征在于噴射 口在縱向上具有非直線的形狀。
11、 根據權利要求10所述的設備，其特征在于該噴射口在縱向上 具有S形狀。
12、 根據權利要求10或11所述的設備，其特征在于導線器的定 位方式使得限定線在旋轉平面P兩側振蕩的振幅的線Cl和C2落在所述 導線器(4)的進口(41)內。
13、 根據權利要求12所述的設備，其特征在于該導線器的定位方 式使得旋轉平面P與噴射口的線相切于點m且在所述端部處與噴射口 (40)相交，該切點實質上位于導線器的端部(44)和(45)中間。
14、用根據權利要求1至13其中之一所述的設備制造輪胎'
全文摘要
用于用線(1)來制造加強件的設備，通過將一定長度的所述線(10)噴涂在接收表面(Q)上來鋪設線(1)，所述設備包括供給裝置(11)，固定到軸(20)上的旋轉導管(2)，該軸構成所述導管的旋轉軸線(R)，從而所述導管的徑向外端(21)實質上相對于旋轉軸線徑向定向，所述導管通過其與所述徑向外端(21)相對的中央端(22)容納線(1)，所述線從所述徑向外端伸出，作用在線上使導管每轉一周就釋放出一定長度的線切割裝置，由兩個偏轉板(42、43)組成的導線器(4)，所述偏轉板限定出拉長內部開口，從而在二者之間留下包括一個進口(41)和一個噴射口的溝槽，通過這些口一定長度的線(10)能夠穿出，其中偏轉板之間的分離部分朝著噴射口方向變窄，在二者之間形成給定角度θ，其在3°到7°范圍內。
文檔編號B29D30/16GK101195278SQ200710167058
公開日2008年6月11日 申請日期2007年10月31日 優先權日2006年11月2日
發明者D·科爾達亞, P·馬丁 申請人:米其林技術公司;米其林研究和技術股份有限公司