用于制造輪胎的設備和方法與流程

本發明涉及客運車輛或多用途車輛的輪胎的制造領域，更具體地涉及連續鋪設所述輪胎的所有組成部件的組裝方法而基本上不改變鋪設直徑。

背景技術：

在這些方法中，在轉鼓上進行構建輪胎胎坯的所有操作，所述轉鼓的直徑優選基本上對應于輪胎的內徑(通常被稱為“輪輞座直徑”，參考輪胎在使用過程中將安裝在其上的輪輞的標準直徑)。因此，不僅胎體、胎圈和胎側，而且胎冠增強件和胎面都可以鋪設在組裝轉鼓上，所述轉鼓的直徑基本上對應于輪輞座直徑。這些類型的方法的一個優點是能夠在整個構建過程中將輪胎胎坯保持在相同轉鼓上。然后可以將完整胎坯直接引入硫化模具，胎坯在硫化模具中通過內部壓力的作用呈現其最終直徑。這種方法的一個示例描述于文獻FR1508652。

成形表示輪胎胎坯在從其基本上管狀形狀變成成品輪胎的通常環狀復曲形狀時所經受的轉變。在成形過程中，胎坯的對應于輪胎胎冠的中央部分的直徑通過內部壓力的作用增加，而胎圈保持初始直徑。輪輞座直徑和成形直徑之間的周長差異通常在30％和70％之間，例如對于客運車輛的輪胎通常為約50％。

這些方法的一個限制來自如下事實：客運車輛或多用途車輛的輪胎的胎冠增強件實際上系統性地具有周向環箍增強體，通常被稱為“0°增強體”。這些0°增強體的功能是大大抑制輪胎在使用時(特別是高速使用時)的周向膨脹。即使當增強體以螺旋纏繞的方式鋪設并且因此具有極小的螺旋角度時，仍然使用術語0°增強體。通常忽略該螺旋角度，并且環箍增強體的效果被視為與增強體設置在嚴格平行于輪胎赤道平面的平面中的效果相同。應理解如果在胎坯成形之前將0°增強體鋪設在胎坯上，這些0°增強體可能阻止成形。

這種不可能性的解決方案例如描述于文獻US4050973和US4094354。

文獻US4050973提出制造0°增強體并且通過用較短但是易碎的絲線(這些絲線在成形過程中斷裂)編織0°增強體從而以波狀形式將其鋪設在輪胎胎坯上。該方法的一個問題明顯在于制造編織物的復雜性和緩慢性。另一個問題是需要額外絲線的事實，額外絲線在最終產品中是無用的并且還可能是有害的。

文獻US4094354提出以橡膠的雙重條帶的形式制造0°增強體，所述橡膠的雙重條帶包括波狀0°增強體和繃緊但是易碎的絲線，所述絲線旨在在成形過程中斷裂。該方法的一個問題明顯在于制造雙重條帶的復雜性以及引入最終產品的絲線無用或甚至有害的事實。

因此，盡管存在這些對策，輪胎工業尚未采取這種方法以輪輞座直徑組裝整個胎坯從而制造具有0°胎冠增強體的輪胎，特別是制造現代子午線輪胎。

技術實現要素：

因此本發明的目的是克服上述缺點的至少一者。

為此目的，本發明提出用于制備和鋪設條帶的設備，所述條帶包括縱向增強體并且以波狀形式鋪設使得縱向增強體的長度遠大于鋪設長度。使用術語“超出長度”表示有效鋪設的條帶長度與在鋪設表面上延伸的長度之間的差異。

在本申請中，術語“增強條帶”或“條帶”表示橡膠窄條，所述橡膠窄條包括旨在通過螺旋纏繞鋪設在輪胎胎坯中的縱向增強體。增強體可以例如為由鋼、無機材料(玻璃纖維或碳纖維)、合成纖維或織物材料以輪胎領域中已知的方式制成的簾線或單絲。條帶包括多個增強體，例如3至10個增強體。所述條帶具有橫穿環箍增強件的總寬度的約15至20mm的最大寬度。還優選地，對于客運車輛輪胎的環箍增強件，條帶具有11mm的最大寬度。纏繞包括多個圈，例如10至30圈，從而形成完整的環箍增強件。

為此，本發明提出用于制備旨在制造輪胎的增強條帶的設備，所述設備能夠由平坦的增強條帶制備波狀增強條帶，所述設備包括：

-連續輸送器，所述連續輸送器能夠沿著包括至少一個直線路徑部分的封閉回路引導多個指狀物，所述指狀物能夠抵靠條帶的第一表面，

-圍繞支撐板軸線旋轉的旋轉支撐板，所述旋轉支撐板支承多個旋轉滾輪，所述旋轉滾輪的軸線平行于支撐板軸線，所述滾輪分布在基本上與支撐板軸線同中心的圓中，所述滾輪能夠抵靠條帶的第二表面，

-引導裝置，所述引導裝置用于引導進入設備的平坦的增強條帶，

-使旋轉支撐板的旋轉和連續輸送器的向前運動同步的構件，

其中封閉回路具有交叉部分，在所述交叉部分中同步裝置允許指狀物和滾輪在垂直于支撐板軸線的公共平面中以旋轉移動的方式移動，指狀物和滾輪在所述交叉部分中穿插設置從而使條帶形成在所述公共平面中延伸的波。

優選地，連續輸送器為鏈條，所述鏈條被封閉回路的交叉部分中的交叉鏈輪引導。

還優選地，滾輪分布在圓中，所述圓的直徑大于交叉鏈輪的直徑。

還優選地，指狀物被鏈條的連桿的銷支承。

還優選地，設備還包括靜態條帶轉向器，所述靜態條帶轉向器設置在交叉部分中從而能夠使條帶從指狀物轉向，優選在交叉部分開始之后的至少四分之一圈處從指狀物轉向。

還優選地，引導裝置包括滑輪，所述滑輪能夠在接近所述公共平面的方向上朝著交叉部分引導條帶。

還優選地，輸送器和支撐板被基座支承，所述基座能夠相對于固定結構移動。

還優選地，設備還包括用于縫合波狀條帶的縫合裝置。

還優選地，設備還包括能夠控制平坦的條帶供應的絞盤。

本發明還涉及包括所述設備并且進一步包括旋轉接收模型的裝置，所述旋轉接收模型面對交叉部分設置使得波狀條帶的波峰能夠附著至模型的表面從而允許將波狀條帶輸送至模型。

本發明還涉及使用該裝置制備波狀條帶的方法。

優選地，接收模型由被轉鼓承載的生胎坯組成。

還優選地，將多個波狀條帶螺旋纏繞至生胎坯，條帶的波在基本上平行于生胎坯的赤道平面的平面中延伸。

還優選地，在纏繞至胎坯的過程中，波的高度變化。

還優選地，使用縫合裝置抵著生胎坯向下折疊條帶的波。

附圖說明

基于圖1至圖9，如下描述使得能夠更容易地理解根據本發明的優選實施方案的設備的結構和操作，在圖中：

-圖1為顯示根據本發明的第一實施方案的設備在其使用過程中的示意圖，

-圖2為圖1的設備的示意性立體圖，

-圖3為圖1的設備的操作的細節圖，

-圖4為圖1的設備的指狀物的支撐件的示例性實施方案的橫截面圖，

-圖5為圖1的設備的旋轉支撐板上的滾輪的支撐件的示例性實施方案的橫截面圖，

-圖6和圖7為顯示通過本發明的方法使用根據前圖的設備獲得的輪胎胎坯的兩個相似實施例的示意性立體圖，

-圖8和圖9顯示了根據本發明的設備的優選實施方案的立體圖和俯視圖。

具體實施方式

在不同的附圖中，相同或相似的元件帶有相同的附圖標記。因此，不系統性地重復這些相同或相似的元件的結構和功能的描述。

通過圖1可見根據本發明的設備1的基本原理。該設備能夠將平坦的增強條帶20轉變成波狀條帶21。優選地，設備還能夠將波狀條帶21轉變成經縫合的波狀條帶22，即波向下折疊至接收模型(此處為旋轉模型3)的條帶。在該圖中可以清楚看到，向下鋪設至模型的條帶的長度(因此為其所包括的縱向增強件的長度)明顯遠大于在接收模型上延伸的鋪設長度。

為了達到該目的，設備1包括封閉回路，指狀物5沿著所述封閉回路在圖中箭頭表示的方向上循環。通過變址連續輸送器4(例如鏈條或齒形帶)沿著回路引導指狀物。連續輸送器在該情況下通過齒輪傳動輸送器馬達42驅動。旋轉支撐板6承載滾輪7，所述滾輪7以與旋轉支撐板的旋轉軸線AP同中心的圓61分布在其圓周。支撐板的旋轉受齒輪傳動的支撐板馬達62的控制。

同步裝置控制兩個齒輪傳動馬達的速度使得指狀物5沿著回路的移動與支撐板的滾輪7的移動協調，特別在指狀物和滾輪可以在垂直于支撐板軸線AP的公共平面中移動的交叉部分PI中。指狀物5抵靠條帶的上表面，而滾輪7抵靠條帶的下表面。在設備的運行過程中，應理解支撐板的滾輪介于指狀物之間并且逐步迫使條帶呈現波狀形狀21。

如圖所示，設備1可以與旋轉模型3相關聯。則設備可以面對旋轉模型設置使得旋轉支撐板的滾輪逐一朝向模型的表面31移動。上述設備的運行與模型的旋轉同步。波狀條帶21的波峰211之后可以逐一接觸并擠壓模型表面。橡膠條帶因此可以附著至旋轉模型的表面的多個點并且因此被攜載于所述表面。

設備優選包括固定的條帶轉向器63，所述條帶轉向器63的功能是一旦波狀條帶連接至模型時使條帶21與指狀物沿軸向脫離。條帶然后被旋轉模型攜載并且脫離設備的指狀物和滾輪的控制。條帶轉向器在交叉部分PI中作用，優選在交叉部分開始之后的至少四分之一圈處作用。

還優選地，縫合裝置30通過抵著模型表面擠壓使波狀條帶21的波向下折疊。經縫合的波狀條帶22然后在其位置及其增強體的縱向取向方面更好地固定，因此能夠保證增強體的超出長度在模型圓周上的最佳分布。

圖2以立體圖的方式更好地顯示了該優選實施方案的設備的組成元件。特別地，如果對比圖1和2，容易看出引導平坦的條帶進入設備的裝置的原理。設置在輸送器4的平面中和封閉回路內的引導滑輪9朝向指狀物和滾輪的交叉部分PI引導平坦的條帶。引導滑輪9接收來自進料滑輪10的條帶，所述進料滑輪10同樣設置在指狀物的回路平面中但是其取向能夠接收來自外部(例如在該實施方案中來自圖1的后方)的條帶。還能夠看出條帶20在兩個滑輪之間扭曲約四分之一圈。

圖2還清楚顯示了指狀物5被連續輸送器4(在該情況下為鏈條41的形式)驅動的原理。鏈條41圍繞兩個鏈輪411和412循環。因此，輸送器4的封閉回路包括圍繞兩個鏈輪411和412的兩個半圓路徑部分和位于兩個鏈輪411和412之間的兩個直線路徑部分。驅動鏈輪411被輸送器馬達42驅動。有利地，具有鏈條41和鏈輪411和412的連續輸送器4的設計允許相對于齒輪傳動的支撐板馬達62重新安置輸送器馬達42。交叉鏈輪412被鏈條旋轉驅動并且其唯一的功能是引導鏈條，因此相對于支撐板6的滾輪7引導指狀物5。如上所述，鏈條的移動以與支承滾輪7的支撐板6的旋轉完全同步的方式進行。通過同步裝置(例如通過兩個電動馬達42和62的共同控制)保證該同步。替代性地，交叉鏈輪412可以借助與旋轉支撐板相同的馬達旋轉驅動。由于鏈輪412不一定與支撐板的軸線同軸，鏈輪412可以優選通過奧爾德姆聯軸節或裝配有恒速萬向節的軸驅動。

因此，在交叉部分PI中，連續輸送器4提供第一直線路徑部分，其中指狀物5以直線方式移動同時支撐板6的滾輪7介于這些指狀物5之間；然后連續輸送器4提供半圓路徑部分，其中指狀物5以圓形方式在滾輪7移動的圓61內移動；然后連續輸送器4再次提供直線路徑部分，其中指狀物5以直線方式移動同時支撐板6的滾輪7與這些指狀物5再次交叉。

圖2還顯示了能夠相對于框架17移動的基座16能夠控制設備的元件套組相對于接收模型的位置，因此能夠控制設備的元件套組相對于胎坯的位置，還能夠控制通過滾輪朝向胎坯表面擠壓波狀條帶21的壓力。縫合裝置(在該情況下為擠壓滾輪30的形式)也被可移動基座16承載，例如被向其施加彈性擠壓力的氣動缸31(還參見圖1)承載。可移動基座16的位置在該情況下受電動缸19的控制。

本身能夠相對于基座16移動的滑動件15支撐連續輸送器的兩個鏈輪。應理解通過使該滑動件相對于旋轉支撐板的支持物(因此相對于支撐板軸線AP)略微移動，能夠改變施加至條帶的波的高度。通過這種方式能夠精確地改變賦予波狀條帶的超出長度。滑動件15的移動在該情況下受滑動件電動缸18的控制。為了指明幅度的大小，可以說當波具有約11mm的高度(幅度)時獲得50％的超出長度。

圖3以較大比例顯示了本發明的通過指狀物5和滾輪7在交叉部分中的合作形成波的原理。其還清楚顯示了條帶轉向器63(以靜態凸輪的形式)的原理，所述條帶轉向器63的功能是使條帶轉向使得條帶被擠壓至模型(此處未顯示)之后與指狀物5脫離。為此目的，條帶轉向器包括傾斜板，波狀條帶21的邊緣沿著所述傾斜板滑動。將理解在該階段，條帶已經結合至接收模型。

圖4以更大的比例顯示了本發明的該實施方案(特別是連續輸送器和指狀物的實施方案)的細節。鏈條41的連桿的銷413支撐指狀物5，所述指狀物5通過滾珠軸承414旋轉安裝在所述銷上。指狀物5因此相對于其支撐件自由旋轉以允許條帶循環并且通過在設備上(并且在條帶本身上)施加盡可能小的力從而形成波。

圖5以較大比例顯示了本發明的該實施方案(特別是被旋轉支撐板6承載的滾輪7)的細節。滾輪通過軸承(例如滑動軸承)安裝從而在支撐板上旋轉。與指狀物相同，滾輪相對于其支撐件自由旋轉以允許條帶循環并且通過在設備上(并且在條帶本身上)施加盡可能小的力從而形成波。

本發明的設備因此能夠實施根據本發明的方法，所述方法包括制備并且在接收模型上鋪設具有受控制的超出長度的波狀條帶。這兩個步驟依次連續進行，優選前后緊接著進行。波狀條帶然后被接收模型攜載。波狀條帶之后可以成卷儲存并且構成旨在用于后續輪胎制造的半成品。

然而優選地，本發明的方法包括在構建輪胎的時候將條帶直接施加至輪胎的生胎坯。相比于包括制備半成品的方法，特別當關注增強體的超出長度的值和該超出長度在胎坯圓周上的規律分布時，直接鋪設在胎坯上能夠更好地保證鋪設精確度。在該情況下，接收模型因此通過由轉鼓承載的輪胎生胎坯構成，圍繞接收模型螺旋纏繞合適圈數的波狀條帶從而形成輪胎的環箍增強件。正如本申請序文中所描述的，可以以輪輞座直徑進行該纏繞，因為波狀條帶的增強體的超出長度允許在所述0°增強體實際受到張力之前使胎坯成形，即呈現輪胎的最終真實形狀。

在圍繞胎坯螺旋纏繞的過程中，還能夠通過控制滑動件15的位置改變條帶的超出長度的值。能夠例如使胎面中央的超出長度小于胎面胎肩的超出長度，從而在完整胎坯的成形過程中賦予輪胎一定的曲率。

圖6示意性地顯示了在輪胎的生胎坯50內直接構建環箍增強件的本發明的該應用實施例。因此該胎坯充當用于通過本發明的設備制備的波狀條帶的接收模型。可以看到通過本發明的設備形成的以波狀條帶21的形式設置的0°增強體。條帶的波在平行于胎坯的赤道平面的平面中延伸(忽略如上所述的纏繞螺旋角度)。圍繞胎坯纏繞約15圈從而形成完整的環箍增強體。

還可以看到包括胎體增強體的層51和包括胎圈增強體(通常被稱為“胎圈線”)的胎圈52。胎冠增強體簾布層可以設置在環箍增強件的下方。內襯層53優選位于胎體51內部。此處顯示了波狀形式21但是未經縫合的0°增強體條帶(上圖中的附圖標記22)從而更容易理解附圖。應理解在上述方法的其余部分中，優選經縫合形式來改進增強體的定位精確度。還可以將胎面和胎側的保護橡膠加入該胎坯。因此可以以相同的減小的直徑(即在同一個轉鼓上以輪輞座直徑)鋪設未來輪胎的所有組成元件，因此無需中間成形。

替代性地，如果鋪設轉鼓包括用于接收胎坯的胎圈的凹槽，則鋪設轉鼓還可以具有略大于輪輞座直徑的直徑。取而代之則獲得圖7所示的胎坯。

在兩種情況下，然后可以將因此形成的組件放置在硫化壓機中，以已知的方式成形然后模制并且硫化。

為了賦予整個纏繞均勻的剛度，可以在沒有軸向位移的情況下在其本身上纏繞第一圈和最后一圈條帶。相似地，為了獲得足夠的增強體密度，優選的是根據本發明的原理依次纏繞多個環箍增強件層。

優選地，用平坦的條帶向設備進料經受進料速度的精確控制。這可以通過使用如圖8和圖9所示的機動化絞盤100而實現。這些附圖顯示了圍繞絞盤的滑輪101引導的平坦的條帶20，該滑輪的旋轉受絞盤馬達102的控制。還優選地，在返回件(renvois)104之間伸展的皮帶103朝向絞盤滑輪擠壓條帶從而避免條帶意外滑脫。可以根據接收模型的旋轉速度精確控制絞盤的旋轉速度(即平坦的條帶進料至設備的速度)從而在如上所述的波狀條帶的螺旋纏繞的過程中以動態方式精確控制鋪設的增強體的超出長度。

為了適應由絞盤提供的長度的變化，支撐板軸線AP和交叉鏈輪的軸線之間的偏離可以例如通過簡單的彈簧(彈簧傾向于使滑動件15復位)進行被動調節或者通過基于條帶的有效張力測量的管理進行主動調節。