本申請是名稱為“用于在構建輪胎的處理中控制由彈性體材料制造的連續細長元件的厚度的方法”、國際申請日為2013年9月30日、國際申請號為pct/ib2013/058999、國家申請號為201380052481.4的發明專利申請的分案申請。
本發明涉及一種用于在構建用于車輪的輪胎的處理中控制由彈性體材料制造的連續細長元件的厚度的方法。
背景技術:
用于車輪的輪胎通常包括胎體結構,胎體結構包括至少一個胎體簾布層,所述至少一個胎體簾布層各自具有相對的末端翼片,所述末端翼片與相應的環形錨固結構(通常稱為“胎圈芯”)接合,所述環形錨固結構結合在通常用名字“胎圈”標識的區域中,所述“胎圈”的內徑大體上對應于輪胎在相應的安裝輪輞上的所謂“配合直徑”。在徑向外側位置,胎體結構與包括一個或多個帶束層的帶束結構相連,帶束層相對于彼此且相對于胎體簾布層處于徑向疊加關系,帶束層具有織物增強簾線或金屬增強簾線,所述增強簾線相對于輪胎的圓周延伸方向交叉定向和/或大體平行地定向。在徑向外側位置,胎面帶被施加在帶束結構上,該胎面帶與構成輪胎的其它半成品一樣也由彈性體材料制造而成。在胎面帶和帶束結構之間,可置入由彈性體材料制造的所謂的“底層”,其具有適于確保胎面帶自身的穩定接合的特性。在胎體結構的側表面上(每個側表面均從胎面帶的側邊緣中的一個延伸至在胎圈處的相應的環形錨固結構),還施加有由彈性體材料制造的相應的胎側。
需要注意的是,輪胎的“由彈性體材料制造的部件”表示輪胎的由彈性體材料制造的任何部件(例如胎面帶、胎側、內襯、底襯、胎圈區域中的填料、自支撐輪胎中的胎側插入件、抗磨損插入件等等),或這些部件的一部分,或由上述部件或上述部件的部分中的兩個或更多個形成的集合。
必須要說明的是,術語“彈性體材料”表示包括至少一種彈性體聚合物和至少一種增強填料的混合物。優選地,這樣的混合物還包括添加劑,例如交聯劑和/或塑化劑。由于交聯劑的存在,這種材料能夠通過加熱而交聯,從而形成最終的制品。
本申請人名下的wo2011/077236描述了具有高靈活性的用于制造不同類型的生輪胎的處理和成套設備,在該處理和成套設備中,設置了至少兩個工位,所述至少兩個工位適于生產輪胎的結構部件并裝備有用于供給初級半成品的多個單元。初級半成品能夠從多個可能的不同半成品中選擇,以通過成套設備的高技術靈活性獲得各種各樣的輪胎。
本申請人名下的wo2008/053278描述了一種用于構建輪胎的裝置,所述裝置設置有組裝設備,該組裝設備包括:用于供給由彈性體材料制造的連續細長元件的供給單元,該供給單元裝備有擠出機和成形設備,所述成形設備包括具有兩個反向旋轉的輥的壓延機;傳送機,所述傳送機具有能夠沿著預定方向并且朝著傳送機的毗鄰成形支撐件的近端運動的表面;放置在所述近端處的施加設備。連續細長元件在可運動表面上前行至所述近端并且成形支撐件被驅動轉動,以允許按照纏繞在前述成形支撐件上的線圈的方式施加連續細長元件。
本申請人名下的wo2009/130727描述了用于構建輪胎的處理和裝置,在該處理和裝置中,通過擠出機生產由彈性體材料制造的連續細長元件,并且連續細長元件在傳送機的可運動表面上沿著預定的方向以與離開擠出機的離開線速度不同的前行線速度前行。隨后,連續細長元件被施加到成形支撐件上,所述成形支撐件相對于傳送機的端部以不同于離開線速度的圓周速度旋轉,以便使連續細長元件變形,并按照纏繞在前述成形支撐件上的線圈的方式施加連續細長元件。
在本技術領域中,本申請人已經注意到有必要通過以下方式來提高所生產的輪胎的質量:優化連續細長元件在成形支撐件上的施加以便根據設計規格獲得確保輪胎自身的徑向對稱性的結構部件。
申請人已經注意到在設備(比如在wo2008/053278或在wo2009/130727中描述的那些設備)中,插置在擠出機和成形支撐件之間的元件不適于處理和運送所有類型的彈性體材料。
例如,申請人已經證實組裝設備(例如在wo2008/053278中描述的組裝設備)不允許正確地處理特別黏的彈性體材料,這時因為由這些特別黏的彈性體材料形成的連續細長元件傾向于保持粘附到壓延機的下部輥,直至連續細長元件被纏繞在下部輥上并致使下部輥堵塞。
申請人還已經注意到處理(比如在wo2008/053278和wo2009/130727中描述的那些處理)確定了擠出機和成形支撐件之間的間距,在所述間距中,連續細長元件處于懸置狀態或被簡單抵接,導致連續細長元件由于自身的重量或它所經受的牽引/壓縮而發生變形,所述變形很大程度上取決于連續細長元件的物理特性,尤其是在運送不是一個連續處理而是提供了有限持續時間的周期并且在一個周期和下一個周期之間具有停止時間的情況下。
更具體地,申請人已經察覺到有必要確保連續細長元件在布置成線圈后大體上沿著連續細長元件的整個縱向長度具有正確且恒定的截面。
申請人確實已經注意到在設備(比如在wo2008/053278和wo2009/130727中描述的那些設備)中,連續細長元件在擠出機和傳送機之間經受變形,并且在傳送機和成形支撐件之間經受后續的變形。在這樣的連續細長元件中,頭端的長度對應于輸出開口和所述傳送機之間的距離。
申請人注意到前述頭端沒有被拉伸,因為一旦它從擠出機離開,它在到達傳送機之前是自由的。然而,鑒于它具有可忽略的尺寸,頭端不影響成品輪胎的質量和性能。
如在本說明書的下文中更詳細說明的那樣,在相同的連續細長元件中,布置成緊鄰頭端的連續細長元件段的長度通常大于前述頭端的長度。
申請人已經注意到這樣的雙重變形不允許毗鄰所述連續細長元件的頭端的連續細長元件段具有與連續細長元件的其余部分相似或大體上相同的截面,從而在輪胎上產生能夠損害輪胎的質量和性能的缺陷。
然而,由于拉伸發生在兩個步驟中且發生在裝置的兩個不同的區域中,所以連續細長元件的布置成緊鄰頭端的連續細長元件段僅在第一步驟中被拉伸,這時因為在它從傳送機離開后,它在到達下游的施加設備之前是自由的。結果,連續細長元件在被放置在成形支撐件上之后沿著它的整個長度(除了沿著毗鄰頭端的前述連續細長元件段和頭端自身處之外)具有恒定的拉伸(并且因此具有被一致地減小的截面)。
申請人已經察覺到通過隨著時間改變第一拉伸系數(其在擠出機和傳送機之間獲得),可以克服與毗鄰頭端的連續細長元件段相關的上述問題。
最終,申請人已經發現在放置的初始瞬態期間必須相對于操作系數改變該第一拉伸系數。
技術實現要素:
更具體地,根據第一方面,本發明涉及一種用于控制按照纏繞在成形支撐件上的線圈的方式施加的由彈性體材料制造的連續細長元件的厚度的方法。
優選地,所述方法包括:使所述連續細長元件的頭端朝著成形支撐件前行。
優選地,所述方法包括:在前行期間,在連續細長元件被施加在成形支撐件上之前,使連續細長元件經受具有第一拉伸系數的第一拉伸。
優選地,所述方法包括:在前行期間,使連續細長元件在將連續細長元件施加在成形支撐件上期間經受具有第二拉伸系數的第二拉伸。
優選地,在第一拉伸期間,連續細長元件的毗鄰頭端的連續細長元件段被以大于第一拉伸系數的補充拉伸系數拉伸。
根據第二方面,本發明涉及一種用于構建用于車輪的輪胎的處理,所述處理包括:在成形支撐件上形成由彈性體材料制造的部件。
優選地,由彈性體材料制造的所述部件中的至少一個通過以下方式獲得:通過擠出機生產由彈性體材料制造的連續細長元件。
優選地,所述處理包括:將擠出機的輸出開口布置在兩個相對的傳送帶的相互會聚的輸入部分之間。
優選地,所述處理包括:將連續細長元件引入到所述傳送帶之間,使得連續細長元件與傳送帶相接觸。
優選地,所述處理包括:通過傳送帶使所述連續細長元件前行至成形支撐件。
優選地,所述處理包括:按照纏繞在成形支撐件上的線圈的方式施加連續細長元件,以形成由彈性體材料制造的部件。
根據一個不同的方面,本發明涉及一種用于構建用于車輪的輪胎的裝置,所述裝置包括:
至少一個成形支撐件;
至少一個擠出機,所述擠出機用于分發由彈性體材料制造的連續細長元件;
至少一個傳送機,所述傳送機布置在所述擠出機和所述成形支撐件之間。
優選地,所述傳送機包括兩個相對的傳送帶,所述傳送帶具有各自的傳送分支,所述傳送分支布置成面對面并且適于使連續細長元件在與傳送分支相接觸的情況下從擠出機朝著成形支撐件前行。
優選地,所述裝置包括至少一個敷設構件,所述敷設構件用于將連續細長元件敷設在所述成形支撐件上,所述敷設構件以推壓關系作用在成形支撐件上。
優選地,所述裝置包括用于使成形支撐件在其軸線上旋轉的設備。
優選地,擠出機的輸出開口在所述傳送帶的相互會聚的入口部分之間打開。
申請人認為根據本發明的方法、處理和裝置允許使毗鄰頭端的段的拉伸程度和截面類似于或基本等同于連續細長元件的其余部分的拉伸程度和截面。
更具體地,申請人認為本發明允許使用相同類型的設備生產和放置由不同的彈性體材料(即非常黏的或非常稠的)獲得的連續細長元件和/或用于形成輪胎的不同部件的連續細長元件,而不必顯著改變一種或多種裝置自身。
特別地,申請人認為示出的方案能夠在不改變裝置的結構和/或不顯著改變處理的情況下管理在很熱時非常黏的彈性體材料(像那些用于胎面帶的材料)以及非常稠的彈性體材料(像那些用于底層的材料)。申請人認為這是因為不存在壓延機輥(非常黏的材料傾向于保持附著到輥上)并且不存在噴口(在噴口內,非常稠的彈性體材料達到過高的溫度并局部硫化)。
申請人還認為以這樣的方式能夠將連續細長元件便利且高度自動地拉入到傳送帶之間,并且能夠顯著減少在初始的細長元件上形成的皺褶,原因在于輸出開口放置成非常接近傳送帶并且沒有任何其它設備插置在輸出開口和傳送帶之間。因此,剛剛從擠出機離開的連續細長元件的頭部被引導處于兩個傳送帶之間,所述頭部釋放了由進入輸出開口所引起的彈性張力,并呈現扁平的形狀。頭部在兩個傳送帶的出口處的扁平形狀確保了其正確地插入到敷設構件和成形支撐件之間,而沒有通常導致生產廢料的不規則的卷起。
申請人最后認為示出的方案允許在沒有撕裂連續細長元件的風險的情況下拉伸連續細長元件和/或允許獲得更大拉伸,這是因為能夠在兩個步驟中執行所述拉伸,一個在輸出開口和兩個傳送帶之間,一個在傳送帶和成形支撐件之間,這樣做的優勢在于將總拉伸分為幾個部分并放置可能導致破損的應力集中。
本發明在至少一個前述方面中能夠具有一個或多個將在下文描述的優選特征。
優選地,補充拉伸系數等于第一拉伸系數和第二拉伸系數的乘積。以這樣的方式,毗鄰連續細長元件的頭端的連續細長元件段(其不經受第二拉伸)也被拉長,并且該連續細長元件段的截面與連續細長元件的其余部分(其經受第一拉伸和第二拉伸兩者)一樣地減小。
在一個修改的實施例中,補充拉伸系數小于第一拉伸系數和第二拉伸系數的乘積。以這樣的方式,毗鄰頭端的所述段(其不經受第二次拉伸)被拉長,并且所述段的截面的減小程度小于連續細長元件的其余部分的減小程度但大于頭端的減小程度。
優選地,第一拉伸系數包含在約1和約1.5之間。
優選地,第二拉伸系數包含在約1和約3之間。
優選地,補充拉伸系數包含在約1和約2之間。
在一個優選實施例中,輸出開口布置成與兩個相對的傳送帶和連續細長元件之間的第一接觸區域相距第一距離的位置處,該第一距離的小于約10毫米。
優選地,所述第一距離包含在約1毫米和約5毫米之間。
該第一距離越小,上文列舉的優勢就越大。如果連續細長元件被拉伸,則該距離還對應于在被放置在成形支撐件上之后頭端相對于連續細長元件的其余部分的放大長度。
在一個另外的優選實施例中,傳送帶的一個端部布置成與連續細長元件和成形支撐件之間的第一接觸區域相距第二距離的位置處,該第二距離小于約100毫米。
優選地,所述第二距離包含在約10毫米和約50毫米之間。
如果連續細長元件經受雙重拉伸,則該第二距離對應于(如在下文更好地示出的那樣)頭端的長度(即第一距離)和布置在緊鄰頭端的段的長度之和,所述段優選地被以補充拉伸系數拉伸,以使其與連續細長元件的其余部分保持一致。
優選地,兩個傳送帶的線速度大于連續細長元件從輸出開口的離開速度。
以這樣的方式,連續細長元件經受具有第一拉伸系數的第一次拉伸,所述第一拉伸系數由線速度和離開速度之間的比值給出。
優選地,線速度和離開速度之間的比值包含在約1和約1.5之間。
優選地,成形支撐件的圓周速度大于兩個傳送帶的線速度。
以這樣的方式,連續細長元件經受具有第二拉伸系數的第二次拉伸,所述第二拉伸系數由前述圓周速度和線速度之間的比值給出。
優選地,圓周速度和線速度之間的比值包含在約1和約3之間。
根據一個優選實施例,初始瞬態期間的線速度大于操作線速度。瞬態的持續時間(如下文所述,從頭端被接合在傳送帶之間時開始測量)由前述第二距離和第一距離之間的差除以瞬態期間的線速度而得到的比值給出。
以這樣的方式,布置成緊鄰連續細長元件的頭端的連續細長元件段經受補充的拉伸。
優選地,初始瞬態中的線速度和操作線速度之間的比值包含在約1和約2之間。
根據一個優選實施例,初始瞬態期間的線速度等于圓周速度。以這樣的方式,在瞬態期間施加在布置成緊鄰頭端的所述段上的拉伸等于施加在連續細長元件的其余部分上的第一拉伸和第二拉伸之和。結果,在施加在成形支撐件上之后,除了頭端之外,整個連續細長元件具有相同的拉伸和相同的截面(指的是橫截面的面積)。
根據一個不同的優選實施例,初始瞬態期間的線速度小于圓周速度(但仍然大于操作線速度)。以這樣的方式,在瞬態期間施加在布置成緊鄰頭端的所述段上的拉伸小于施加在連續細長元件的其余部分上的第一拉伸和第二拉伸之和(但仍然大于單個第一拉伸)。結果,在施加在成形支撐件上之后,布置成緊鄰頭端的段的拉伸和截面與連續細長元件的其余部分的拉伸和截面類似但不等同。
在又一個實施例中,規定基于連續細長元件進入到兩個傳送帶之間來產生的信號,并使用所述信號起動成形支撐件的旋轉。
這個技術方案允許最優化連續細長元件的出發(departure)和將連續細長元件施加在成形支撐件上的初始步驟。信號表示連續細長元件的頭部在那個瞬間處于精確的位置并且與成形支撐件相距一個限定的距離,并且因此,根據傳送帶的速度,連續細長元件將在限定的時間與成形支撐件接觸。這樣的技術方案也是高效的、精確的和安全的,這是因為信號不受擠出的彈性體材料的特性的影響。
優選地,所述信號是所述傳送帶中的一個沿著橫向于連續細長元件的前行方向的方向的運動的函數,所述運動由連續細長元件被引入到所述傳送帶之間而產生。這種運動能夠容易地確定,例如,使用產生上述信號的接近傳感器來確定。
更優選地,信號是所述兩個傳送帶中的上部帶的豎直運動的函數,其中,所述運動由連續細長元件被引入到所述傳送帶之間而產生。
優選地,規定調整兩個傳送帶在連續細長元件上的壓縮力。
優選地,所述處理包括:調整由所述兩個傳送帶中的上部帶施加在連續細長元件和所述兩個傳送帶中的下部帶上的豎直力。
這樣的技術方案允許保持充足和必要的壓力,用于確保連續細長元件在不滑動的情況下由傳送帶驅動。
優選地,規定停止擠出機并移動兩個傳送帶以清除連續細長元件。
有利的是,通過這樣的操作,能夠從開口容易地清除連續細長元件。具體來說,傳送帶使連續細長元件從輸出開口分離,并將連續細長元件卸載到地面上或卸載到適當的容器中。
優選地,連續細長元件離開所經過的開口直接固定在擠出機的齒輪泵的輸出口上。
此外,優選地,傳送帶涂覆有防黏材料,使得甚至能夠處理最黏的彈性體材料。
優選地,輸出開口的外部輪廓遵循傳送帶的相互會聚的部分的形狀。這允許將輸出開口放置在非常接近傳送帶的相互會聚的部分的位置處。
優選地,傳送機包括兩個相對的帶輪,相應的傳送帶部分地纏繞在每個所述帶輪上,其中,輸出開口放置在所述帶輪之間的具有最大接近度的區域處。
帶輪允許簡單地界定傳送帶的相互會聚部分和開口的放置空間。
優選地,只有第一傳送帶(即下部傳送帶)是機動的,而另一傳送帶由第一傳送帶通過摩擦帶動。
優選地,輸出開口布置成與具有最大接近度的區域相距第一距離,所述第一距離小于約10毫米。
優選地,所述第一距離包含在約1毫米和約5毫米之間。
優選地,傳送機的一個端部布置成與成形轉鼓相距第二距離,所述第二距離小于約100毫米。
優選地,所示第二距離包含在約10毫米和約50毫米之間。
根據一個實施例,所述裝置包括至少一個控制單元,所述控制單元操作地連接到擠出機、傳送機和成形支撐件上,用于調整連續細長元件從開口離開的離開速度、兩個傳送帶的線速度和成形支撐件的圓周速度之間的比值。
優選地,傳送機包括運動傳感器,所述運動傳感器操作地連接至控制單元,并適于檢測傳送帶中的一個相對于另一個沿著橫向于傳送分支的前行方向的方向的運動。
這個技術方案是相對廉價且安全的,并且能夠采用(例如)簡單的接近開關來實施。
優選地,運動傳感器檢測所述兩個傳送帶中的上部傳送帶的豎直運動。
優選地,傳送機包括至少一個致動器,所述致動器連接到傳送帶中的至少一個,并適于改變在兩個傳送分支之間的相互壓縮力。
更優選地,所述致動器是氣動彈簧。
優選地,致動器被連接到所述兩個傳送帶中的上部傳送帶。
附圖說明
通過對根據本發明的用于構建輪胎的處理和裝置以及用于控制由彈性體材料制造的連續細長元件的厚度的方法的優選但不唯一的實施例的描述,其它特征和優勢將變得更加清楚。
下面將照附圖進行上述描述,這些附圖僅作為非限制性示例提供,在這些附圖中:
圖1以俯視圖示意性地顯示了根據本發明的用于構建輪胎的成套設備;
圖2詳細地顯示了圖1的成套設備的裝置;
圖3a、圖3b和圖3c顯示了使用圖2的裝置獲得的各個連續細長元件;
圖4以直徑截面示意性地顯示了使用圖1的成套設備獲得的用于車輪的輪胎。
具體實施方式
參照上述附圖,使用1表示根據本發明的用于構建輪胎2的成套設備的整體。
成套設備1設置成用于獲得輪胎2(圖4),所述輪胎2主要包括:至少一個胎體簾布層3,所述胎體簾布層3優選地被一層不可透過的彈性體材料或所謂的內襯4覆蓋;兩個所謂的“胎圈”5,所述“胎圈”5與相應的環形錨固結構6成一體,所述環形錨固結構6包括可與彈性體填料6b相聯并且與胎體簾布層3的圓周邊緣相接合的胎圈芯6a;帶束結構7,所述帶束結構7施加在胎體簾布層3的徑向外側位置;胎面帶8,所述胎面帶8在輪胎2的所謂胎冠區域施加在帶束結構7的徑向外側位置;和兩個胎側9,所述胎側9在橫向相對的位置施加在胎體簾布層3上,每個胎側9均位于輪胎2的一個側向區域,從對應的胎圈5延伸至胎面帶8的對應的側向邊緣。
成套設備1包括多個工位,每個工位(例如)布置成形成正在直接在成形支撐件11、16上處理的輪胎2的部件,所述成形支撐件11、16優選具有圓柱形或圓環形的構型。作為替代,可以規定正被處理的輪胎2的一個或多個部件在先前的處理步驟中以半成品的形式獲得而不是在成形支撐件上直接獲得,并且所述一個或多個部件在所述成形支撐件上與其它部件進行組裝。
作為示例,成套設備1優選包括用于構建胎體結構的生產線10,在生產線10中,包括胎體簾布層3和環形錨固結構6中的至少一個的胎體結構形成在由構建轉鼓11限定的成形支撐件上。用于構建胎體結構的生產線10包括用于在構建轉鼓11上構建胎體套筒的設備12。構建設備12包括多個工位13。例如,第一工位13完成內襯4,在構建設備12的至少一個第二工位13中,可以獲得一個或多個胎體簾布層3。用于構建胎體結構的生產線10還包括另外的工位14,所述工位14專門用于通過以下方式將將環形錨固結構6結合在所述至少一個胎體簾布層3中:將該環形錨固結構6在軸向外側位置施加到所述至少一個胎體簾布層3的沿著所述構建轉鼓11的旋轉軸線方向向下折轉的翼片上,大體上圍繞環形錨固結構6向上折轉所述翼片。在用于結合環形錨固結構6的工位14的下游,可存在另外的工位13,例如用于獲得耐磨損元件的至少一個部分或胎側9的至少一個部分的工位。
成套設備1還包括用于構建胎冠結構的生產線15,在生產線15中,胎冠結構(至少包括帶束結構7,并且優選還包括胎面帶8)在由成形轉鼓16限定的成形支撐件上形成。在圖1中,顯示了屬于用于構建胎冠結構的前述生產線15的多個工位17,每個工位17專門用于在成形轉鼓16上形成輪胎2的胎冠結構自身的部件的至少一個部分。成形轉鼓16通過合適的設備(未顯示)順序地從一個工位傳遞至下一個工位。至少一個工位17能夠專門用于獲得帶束結構7。作為示例,工位17優選布置成用于獲得胎面帶8和/或胎側9。成套設備1還設置有組裝與成形工位18,所述組裝與成形工位18操作地與用于構建胎體結構的生產線10和用于構建胎冠結構的生產線15相連。在組裝與成形工位18中,胎體結構被環形地成形并與胎冠結構相連,由此獲得生輪胎。由成套設備1構建的生輪胎被依次傳遞到硫化生產線19,在該硫化生產線19中獲得模制且硫化的輪胎2。
根據本發明,輪胎2的由彈性體材料制造的至少一個部件(比如內襯4、填料6b和/或胎側9、胎面帶8、帶束層底層、胎面帶底層、耐磨損件、和/或其它部件的由彈性體材料制造的其它部分)由整體被標示為20的裝置(圖2)通過以下方式獲得:優選地按照相互毗鄰或部分重疊并且沿著成形支撐件11、16的成形表面11a、16a分布的線圈的方式纏繞彈性體材料制造的連續細長元件21,其中優選地,成形支撐件11、16具有圓柱形或圓環形構型。
裝置20包括擠出機22,所述擠出機22裝備有缸體23,彈性體材料被引入到所述缸體23。被加熱至可控溫度(大約介于約40℃和約120℃之間)的缸體23操作地容納有旋轉螺紋桿24;在致動該螺紋桿24時,彈性體材料沿著缸體23自身被推向擠出機22的出口開口25。彈性體材料被運送通過操作地布置在旋轉螺紋桿24和出口開口25之間的齒輪泵26,以確保通過出口開口25的更高的流量均勻性。更詳細地,法蘭22a固定在擠出機22上并具有輸出開口22b,輸出開口22b界定了終止于所述出口開口25的出口管22c。出口開口25臨近齒輪泵26。具體地,上述齒輪泵26和出口開口25之間的距離(即:輸出開口22b所界定的管22c的長度)小于約100毫米,優選介于約60毫米和約80毫米之間,以便限制彈性體材料在管22c的壁面上的滑動以及由此導致的破壞性的彈性體材料自身的局部交聯。此外,優選地,法蘭22a和輸出開口22b均被調溫,即被加熱到可控的溫度。此外,螺紋桿24和齒輪泵26也可被加熱至大約介于約40℃和約120℃之間的可控的溫度。輸出開口22b具有漸縮的輪廓,所述漸縮的輪廓的外壁面朝著出口開口25收縮。因此,生彈性體材料制造的連續細長元件21通過出口開口25輸出,這樣的連續細長元件具有大體上圓形或橢圓形截面的輪廓。在上述兩種情況下,出口開口25的截面面積優選包含在約10平方毫米和約40平方毫米之間。
裝置20包括:傳送機27,所述傳送機27置于擠出機22和成形支撐件11、16之間,并適于將連續細長元件21運送至成形支撐件11、16;敷設構件28,所述敷設構件28用于在成形支撐件11、16轉動時將連續細長元件21按壓在所述成形支撐件11、16上,其中成形支撐件11、16由設備29驅動以繞著軸線“x-x”旋轉。
傳送機27包括兩個傳送帶:第一傳送帶30(圖2中的上部傳送帶)和第二傳送帶31(圖2中的下部傳送帶)。第一傳送帶30纏繞在布置在擠出機22處的第一帶輪32和布置在敷設構件28處的第一輥33上。第一輥33小于第一帶輪32,并且優選地,第一帶輪32的直徑“d1”是第一輥33的直徑“d2”的約4倍。在圖2所示的實施例中,輥33可具有例如包含在約25毫米和約30毫米之間的直徑“d2”,而帶輪32可具有約100毫米的直徑“d1”。第一帶輪32和第一輥33可旋轉地固定在第一支撐框架34上。第一傳送帶30沿著優選的三角形路徑延伸,并且具有第一直線傳送分支30a,所述第一直線傳送分支30a適于與將要傳送的連續細長元件21相接觸。在所示出的實施例中,這樣的第一傳送分支30a的用于與連續細長元件21相接觸的面朝下。
第二傳送帶31纏繞在布置在擠出機22處的第二帶輪35和布置在敷設構件28處的第二輥36上。類似于對第一傳送帶30的描述,第二輥36小于第二帶輪35,并且優選地,第二帶輪35的直徑“d3”是第二輥36的直徑“d4”的約4倍。第二帶輪35的直徑“d3”優選等于第一帶輪32的直徑。因此,第二輥36的直徑“d4”優選等于第一輥33的直徑。第二帶輪35和第二輥36可旋轉地固定在第二支撐框架37上。同樣地,第二傳送帶31沿著大體三角形的路徑延伸,并且具有第二直線傳送分支31a,所述第二直線傳送分支31a適于與將要傳送的連續細長元件21相接觸。在所示出的實施例中,這樣的第二直線傳送分支31a的用于與連續細長元件21相接觸的面朝上。
第一和第二傳送分支30a、31a面對面布置。當第一和第二傳送分支30a、31a之間沒有連續細長元件21時,所述第一和第二傳送分支30a、31a相互接觸。為此,第一支撐框架34和第二支撐框架37安裝在未示出的支撐結構上。
第一和第二帶輪32、35處于相互接觸的狀態(只被部分圍著它們纏繞的傳送帶30、31所分開),并且第二傳送分支31a比第一傳送分支30a更長,即:與第一輥33相比,第二輥36朝著敷設構件28運動地更多。因此,第二傳送分支31a的臨近第二輥36的末端間距38保持為自由狀態,即:不面對第一傳送分支30a。前述實施例允許留下用于敷設構件28的運動的更大的操縱空間。
第二帶輪35可操作地(例如通過帶39)連接至電動機40,所述電動機40驅動第二帶輪35圍繞其旋轉軸線“y-y”旋轉。第二(機動化)帶輪35傳遞運動至第二傳送帶31(例如通過齒接)和第二輥36。由于直接接觸的傳送分支30a、31a之間的摩擦或傳送分支與置于傳送分支之間的連續細長元件21之間的摩擦,第二帶輪35驅動第一傳送帶30,使第一帶輪32圍繞其旋轉軸線“z-z”轉動,并且使第一輥33轉動。這允許在沒有相對運動或相對滑動的情況下驅動位于前述相對的傳送帶之間的連續細長元件21。實際上,傳送帶的速度與連續細長元件21的前行速度保持相同。
第一支撐框架34可在有限的行程內相對于支撐結構豎直移動,所述第一支撐框架34通過合適的導向裝置(未示出)固定在支撐結構上。
致動器41(例如液壓活塞或氣動活塞)固定在支撐結構上并且連接至第一支撐框架34。在所示出的實施例中,致動器41具有被約束到支撐結構上的主體42和被約束到第一支撐框架34上并優選垂直于傳送分支30a、31a的桿43。放置在第一傳送帶30處的運動傳感器44能夠檢測第一傳送分支30a的每一個豎直運動。
敷設構件28包括輥45,所述輥45由于(例如)第二致動器46的作用而朝著成形支撐件11、16以推壓關系操作。在所示出的示例性實施例中,輥45空轉地(idly)固定在第二致動器46(例如由氣動活塞獲得)的桿47的一個端部上。惰輥45的側向圓柱形表面抵接并且壓靠施加到成形支撐件11、16上的連續細長元件21上。
第一帶輪32和第二帶輪35確定具有最大接近度的共同區域48,所述共同區域48位于連接兩個帶輪32、35的旋轉軸線“z-z”、“y-y”的線上。這個最大接近度的區域48是位于兩個相對的傳送帶30、31和從擠出機22出來的連續細長元件21之間的第一接觸區域。
第一帶輪32確定對應的第一傳送帶30的第一輸入部分49,第一傳送帶30布置成與對應的第一帶輪32接觸;這個帶輪限定一段圓弧,并且從頂部面對著擠出機22的輸出開口22b。類似地,第二帶輪35確定對應的第二傳送帶31的第二輸入部分50,第二傳送帶31布置成與對應的第二帶輪35接觸;這個帶輪限定一段圓弧,并且從底部面對著擠出機22的輸出開口22b。第一輸入部分49和第二輸入部分50朝著彼此并且朝著最大接近面48會聚,從而在它們之間界定出楔形的空間或容腔。
擠出機22的輸出開口22b放置在所述楔形容腔內,出口開口25面向最大接近度的區域48,并且位于與最大接近度的區域48相距第一距離“d1”的位置處,所述第一距離“d1”小于約10毫米并且優選包含在約1毫米和約5毫米之間。傳送機27的與具有最大接近度的區域48相對的端部51(其在所示出的實施例中是第一傳送分支30a的布置在第一輥33處的末端)位于與敷設構件28相距第二距離“d2”的位置處,更具體地,所述端部51位于與惰輥45和成形支撐件11、16(在不存在連續細長元件21時)之間的接觸點或惰輥45和連續細長元件21與成形支撐件11、16的第一接觸區域52之間的接觸點相距第二距離“d2”的位置處。
更普遍地,第二距離“d2”定義為包含在以下兩點之間的距離:接近成形支撐面11、16的點,在該點處第一傳送分支30a和第二傳送分支31a不彼此相對;和惰輥45與成形支撐件11、16之間(或惰輥45和連續細長元件21與成形支撐件11、16的第一接觸區域52之間)的接觸點。
具體地,在傳送分支30a和31a出于結構的原因而不在它們的整個長度上重合時(如圖2所示),距離“d2”大體上從距離成形支撐件最遠的輥中心在對應的傳送分支上的投影開始計算;當分支30a和31a重合時,該距離從兩個輥中的任意一個的中心在對應的傳送分支上的投影開始計算。
該第二距離“d2”小于約100毫米,并且優選包含在約10毫米和約50毫米之間。第一距離“d1”和第二距離“d2”平行于傳送分支30a、31a進行測量。裝置20還包括至少一個控制單元53,所述控制單元53操作地連接至電動機40、用于使成形支撐件11、16運動的設備29、擠出機22、致動器41、敷設構件28、和運動傳感器44。
在使用期間并且根據本發明的方法和處理,通過由控制單元53控制的擠出機22生產的連續細長元件21從出口開口25出來。在生產開始時,剛剛從上述出口開口25出來的連續細長元件21的頭端54在具有最大接近度的區域48處被接合在第一和第二帶輪32、35之間(第二和第二帶輪已經在轉動)。連續細長元件21在兩個傳送帶30、31的兩個分支30a、31a之間前行至端部51。鑒于出口開口25與具有最大接近度的區域48非常接近,所以頭端54僅稍微向下彎曲,而沒有危害到頭端直接正確地插入到傳送帶30、31之間。在插入的瞬間,由于連續細長元件21的厚度,第一支撐框架34連同第一傳送帶30一起在上述導向裝置上稍微向上提升,并且這個運動“δs”由運動傳感器44檢測到,運動傳感器44發送信號“s”至控制單元53。當連續細長元件21即將達到端部51時,控制單元53基于接收到的信號控制成形支撐件11、16開始旋轉。為了確保連續細長元件21在沒有滑動且沒有被過度擠壓的情況下與傳送帶30、31一起前行,致動器41(可由控制單元53控制)將第一傳送帶30壓在連續細長元件21上(致動器41的作用與第一傳送帶30和第一支撐框架34的重量相加),或致動器41傾向于提升第一傳送帶30,以部分地從連續細長元件21上卸載第一傳送帶30和第一支撐框架34的重量。一旦頭端54到達第二輥36,則頭端54被敷設在已經轉動的成形支撐件11、16的成形表面11a、16a上,并且被驅動到敷設構件28的輥45的下面,輥45擠壓頭端54并將頭端54固定在所述成形表面11a、16a上。成形支撐件11、16的旋轉致使從擠出機22連續運送出來的連續細長元件21纏繞在成形支撐件11、16自身上。
控制單元53能夠調整旋轉螺紋桿24和/或齒輪泵26的功率、電動機40的功率、和用于使成形支撐件11、16運動的設備29的功率。以這種方式,控制單元53控制并調整連續細長元件21從輸出開口22b的離開速度“ve”、傳送帶30、31的兩個分支30a、31a以及布置在它們之間的連續細長元件21的線速度“vt”、和成形支撐件11、16以及附著到成形表面11a、16a的連續細長元件21的圓周速度“vs”。
成形支撐件11、16的圓周速度“vs”在起動時以及在操作期間均保持大于離開速度“ve”,以擠出具有特定截面(這樣不會導致擠出問題)的連續細長元件21、拉伸連續細長元件21并將連續細長元件21以期望的設計截面(小于擠出截面)放置在成形支撐件11、16上。總拉伸系數“ktot”表示圓周速度“vs”和離開速度“ve”之間的比值。拉伸包括拉長和連續細長元件21的截面的減小。總拉伸系數“ktot”(例如)等于約1.4。
根據一個實施例,傳送帶30、31的兩個分支30a、31a的線速度“vt”大于離開速度“ve”,以便使連續細長元件21經受兩次拉伸,一次拉伸在擠出機22和傳送機27之間,另一次拉伸在傳送機27和敷設構件28之間。
第一拉伸系數“k1”表示線速度“vt”和離開速度“ve”之間的比值。第二拉伸系數“k2”表示圓周速度“vs”和線速度“vt”之間的比值。總拉伸系數“ktot”等于第一拉伸系數“k1”和第二拉伸系數“k2”的乘積(k1*k2)。第一拉伸系數“k1”(例如)包含在約1和約1.5之間。第二拉伸系數“k2”(例如)包含在約1和約3之間。
根據一個實施例,在整個工作周期內,離開速度“ve”、線速度“vt”和圓周速度“vs”之間的比值保持為常數。連續細長元件21的頭端54(其長度l1等于第一距離“d1”(l1=d1))不經受任何拉伸。緊鄰頭端54并長度“l2”等于第二距離“d2”和第一距離“d1”之間的差(l2=d2-d1)的連續細長元件21的連續細長元件段55經受具有第一拉伸系數“k1”的單次拉伸,并且連續細長元件21的其余部分經受第一拉伸和具有第二拉伸系數“k2”的第二拉伸。連續細長元件21的所述其余部分經受具有總拉伸系數“ktot”(其等于第一拉伸系數“k1”和第二拉伸系數“k2”的乘積)的總拉伸。結果,如圖3a所示,頭端54具有第一厚度“t1”,該第一厚度“t1”大于毗鄰頭端54的連續細長元件段55的第二厚度“t2”,該第二厚度“t2”又大于連續細長元件21的其余部分的第三厚度“t3”。類似地,連續細長元件21在頭端54、在毗鄰頭端54的連續細長元件段55、以及在連續細長元件21的所有其余部分中具有不同的、逐漸遞減的寬度(未在圖中顯示)。
根據一個實施例,在初始瞬態“δt”(從頭端54被接合在傳送帶30、31之間時開始測量)期間,線速度“v’t”大于操作線速度“vt”。所述初始瞬態“δt”使得連續細長元件21前行連續細長元件21的緊鄰頭端54的連續細長元件段55的長度,即:它等于第二距離“d2”和第一距離“d1”之間的差除以瞬態“δt”期間的線速度“v’t”的比值(δt=(d2-d1)/v’t)。
如果瞬態“δt”期間的線速度“v’t”等于圓周速度“vs”,則所述連續細長元件段55被以等于總拉伸系數“ktot”的補充拉伸系數“k’1”被拉伸,并且所述連續細長元件段55的第二厚度“t2”等于連續細長元件21的其余部分的第三厚度“t3”(圖3b)。
如果瞬態“δt”期間的線速度“v’t”小于圓周速度“vs”(但仍然大于操作線速度“vt”),則所述連續細長元件段55被以小于總拉伸系數“ktot”(但仍然大于第一拉伸系數“k1”)的補充拉伸系數“k’1”被拉伸,并且所述連續細長元件段55的第二厚度“t2”大于第三厚度“t3”(圖3c)但小于所述連續細長元件段55在瞬態“δt”期間的線速度是操作線速度“vt”的情況下所具有的厚度(圖3a)。
在運送結束時,控制單元53停止擠出機22,從而允許傳送帶30、31旋轉直至剩余的連續細長元件21被移除為止。如果,在一個生產周期和下一個生產周期之間少量的彈性體材料由于壓力而從擠出機22的輸出口22b離開,則所述少量的彈性體材料位于具有最大接近度的區域48處并能夠通過驅動傳送帶30、31來移除。