CN1055265C - 制造轮胎的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是轮胎制造方法，在该方法中利用称作“成型”筒的制造滚筒，在每个轮缘凹口外有翻卷薄膜，并有固定所述薄膜的固定设备，例如所述的固定设备有一组护板，护板可开启成扇形，在圆周方向它可以将翻卷薄膜全部盖住，而在轴向上它盖住一部分薄膜。所述护板的轴向移动由两活塞调节，这样可以改变翻卷薄膜的形状。

Description

制造轮胎的方法和设备
本发明涉及的是轮胎制造，具体地说是在滚筒上组装轮胎。
在该领域中，主要知道的有称作“成形筒”的滚筒，即这类成形筒所含的设备可以使滚筒上的轮胎轮缘凹口靠近在一起，以便使所述滚筒上所制成的轮胎坯件全部或部分作径向膨胀，所述滚筒与所述设备组合在一起使用。
在这种滚筒上制作轮胎的第一种情况中，按照所述轮胎的结构要求，在将许多半成品绕在所述滚筒外表面上的同时制成基本为圆柱形的胎体套管，半成品含有未硫化的橡胶基混合物，或者含有被涂上未硫化橡胶基混合物的加强件，例如绳或缆，这些混合物通常被成组制作。
在套管上把轮胎轮缘拉杆定好位置以后，并且在将成形滚筒上的胎缘凹口进行比较以后，使套管径向位于拉杆下面的那些部位作径向膨胀，直至拉杆下面的那些部位锁住为止。然后使轮缘凹口之间的套管部位作径向变形，从而得到环形形状，同时轴向靠近所述凹口。套管在拉杆下面的固定力应足够大，以便防止所述套管在该操作期间作相对于拉杆的移动。
例如至少通过对橡胶膜进行充气来得到这种形变，橡胶膜覆盖在制造滚筒上，而该滚筒位于轴向最里的轮缘凹口之间，该橡胶膜还可以把含有橡胶的产品在放气时置于橡胶膜基本为圆柱形的外表面上。
与第二种情况基本类似，套管在轴向最外的部位也通过采用一些属于制造滚筒一部份的设备而径向地朝外膨胀，并逐步地贴到轮缘凹口间的套管已膨胀的部位上。在该称之为“翻卷”的操作中，首先做成轮缘，然后形成胎侧。
在美国专利US4,683,021描述的轮胎制造滚筒中，通过对小尺寸的第一薄膜进行充气而使套管的轴向最靠外的部位翻卷，形成轮缘。然后对第二个套在第一薄膜上面尺寸又很大的薄膜充气，以便形成胎侧，直至胎侧各径向最外的点为止。此外还有另一个薄膜，它位于前二个薄膜的轴向外侧，以便可以在对每个翻卷薄膜施加向内的轴向推力时完成对胎侧径向最外部位的定位。
但是，这种方法不能确保很好地制作轮缘，因为尽管翻卷薄膜的尺寸很小，但它不能产生足够的轴向力来防止所述轮缘中产生气袋，这就可以说明，它对于轮胎以后使用期间的寿命是有害的。此外，对构成胎侧的橡胶基产品进行翻卷操作要求使用的薄膜尺寸是：一旦得到充气，所述薄膜的各点离制造滚筒对称轴的径向距离最远，这些点构成的半径至少等于胎侧径向最外面的点所构成的半径。由此可看出，置于放气状态薄膜上的产品就会在翻卷期间，当它们相对于所述薄膜径向最外的点来讲完全处于充气薄膜的同一侧时就有可能径向朝内对着轮缘滑动。由此造成胎侧中的产品尺寸有很大的误差，并有可能造成对所述轮胎的寿命有不良影响的波纹形状。
在美国专利US2,435,345中已知，可以在制造滚筒的每一端只用唯一的一个翻卷薄膜，便当把一个可以在所述薄膜上施加轴向推力的设备加到各个薄膜上时，同时构成轮缘和轮侧。应注意的是，每个外部薄膜由于其形状而不能比上述专利更好。上述专利的待翻卷产品的性能很好，直至与轮胎顶部相连的区域都有很好的性能，最后，所述沿轴向推的设备会在工业生产中造成别的令人十分讨厌的堵塞情况。
本发明的目的在于改善对初始放在基本圆柱形表面上的产品进行翻卷的机器，该圆柱形表面是制造滚筒上的，以便将所述产品精确地安置在轮胎上。
根据本发明，制造具有加强轮缘的轮胎的方法包括如下步骤：
—用一个成形制造滚筒，该滚筒的每一端都至少有一个翻卷薄膜，薄膜轴向延伸到承装轮缘的凹口之外；
—在所述滚筒上设置或做一个基本为圆柱形的套管，该套管构成含有轮缘加强件的坯料胎体；
—在使各轮缘凹口互相靠近的时候使套管在各轮缘凹口之间的部位作径向膨胀，从而使所述套管部分基本为环状；
—在翻卷薄膜轴向内边缘和固定设备之间的翻卷薄膜的至少一个径向外壁上确定一个有效面积，所述轴向内边缘与轮缘凹口高度相同，固定设备至少沿着半径可变的固定圆紧贴在所述薄膜上，所述固定圆与滚筒同心，从而在薄膜上产生一个临时支撑，将该薄膜沿着子午方向固定在所述薄膜预定位置上；
—对翻卷薄膜进行充气，并对固定设备施加任一轴向和径向的组合运动，以便在固定设备上薄膜的临时支撑面和所述薄膜的内边缘之间连续不断地控制所述有效面积的形变情况，薄膜在固定设备上的临时支撑面沿着子午方向相对于该薄膜来讲是固定不动的，从而对于所述固定圆在沿其有效路径上的所有轴向位置来讲，所述有效面积形成一个罩，该罩径向突起的高度比固定圆的高度高，同时还可正确地完成翻卷。
“有效面积”只应该包括轮缘凹口轴向外部的翻卷薄膜的径向外壁部位，轴向最外的套管产品可以放在该外壁部位上，薄膜上表示所述有效面积的那个部位被固定圆限制向外轴向延伸。该有效面积可以确保所述产品作径向膨胀，并使它定位于轮缘间的套管的适当部位上。
固定圆行程的有效部位对应于所述行程的最大部位，特别是只要已被翻卷产品还继续贴紧所述薄膜以便当所述产品的重量具有已可忽略的摩擦力时更是如此。
通过组合翻卷薄膜固定设备的径向和轴向运动，可以使所述薄膜子午面的曲率半径恒定地减少，所述曲率半径是依据径向外径最外的点作的，而薄膜与套管在轮缘凹口轴向内部的部位之间的切点径向朝外移动，以便逐步使已翻卷的产品贴在套管所述部位上。
调节翻卷薄膜固定设备的所述径向和轴向的组合运动使待翻卷产品轴向最外端部在绝大多数部位进行翻卷时位于一个圆上，该圆的半径小于径向最外边的薄膜点轴上的距离。通过将绝大多数部位进行翻卷，就可以说除了最后翻卷外，基本上全部进行了翻卷，因为此时，只是由薄膜支撑的产品重量还未加到坯件上，产品重量应当足够小，从而可以不再担心上述不希望有的结果，使本技术领域可以接受。
通过本发明，可以翻卷套管在轮缘的凹口轴向外面的部位，并可以使该部位紧贴在轮缘凹口之间的轴向套管部位上，从而形成各轮缘，同时避免构成所述轮缘的各产品之间会有气袋隐患。
此外，根据本发明，可以翻卷套管在轮缘凹口轴向外面的部位，并可将该部位紧贴在轮缘凹口之间的轴向套管合适的部位上，直至轮缘凹口间的套管部位径向最外处。根据本发明，可以连续不断地对胎体套管的径向膨胀并轴向位于轮缘凹口外部的部位上施加轴向和径向分力，因此就可以一边从靠近轮缘的区域向胎侧的高区域行进时一边逐步完成翻卷，同时防止构成胎侧的产品径向朝内滑动。
还有更佳的是，本发明方法可以对胎缘凹口轴向外部的套管上的膨胀部位施加一个轴向和径向的分力，该力的大小在轮胎制造的整个过程中为自动可变调节。
本发明的另一个优点在于：在对滚卷薄膜放完气使所述薄膜的有效面积呈大体圆柱形以后，可以先在所述薄膜外表面上设置新组件，然后在使用完成本发明任务的方法时使这些新组件翻卷。特别是那些未用纤维或绳缆加固的各种橡胶混合物构成的产品更易翻卷，所述产品并不因此在翻卷薄膜充气时沿着该翻卷薄膜向内作径向滑动。
本发明的目的还在于提供一种完成该方法的轮胎制造机器。所述轮胎制造机器有两个圆柱形的半截滚筒，这两个滚筒同心，它们彼此间作轴向移动，它们离轴向最远的端部均至少被一个环形薄膜覆盖，所述环形薄膜在零压时形成大体呈圆柱形的外表面，在该表面上设置有不同的轮胎组件，所包括的轮缘紧固设备径向位于承接轮缘的凹口下，其特征在于该机器包括：
—在承接轮缘的凹口轴向外部、与翻卷薄膜轴向连接的固定设备，该设备至少作用于与滚筒同心的直径可变的固定圆上，它沿着子午方向把所述薄膜固定在该薄膜的预定位置上，它还在所述薄膜的径向外壁上确定出一个有效面积，该面积位于薄膜的轴向内边缘和所述固定设备之间，所述轴向内边缘与轮缘的凹口在同一高度，
—阻止翻卷薄膜相对于固定设备作子午滑动的设备；
—可以把任一轴向和径向的组合移动加给所述固定设备，以便经常调节翻卷薄膜在所述固定设备上的支撑点的轴向和径向位置的控制设备。
本说明书中的附图非限定性地描述了本发明的实施例并可以理解它的原理和其优点。
图1、2和3为按照本发明在各不同的翻卷情况下制造轮胎机器的一半纵向剖视图；
图4为翻卷薄膜固定设备的透视图；
图5a、5b、5c、5d、5e为本发明各不同的轮胎制造情况的轴向剖视图。
根据本发明，该方法可以在翻卷薄膜的部分外壁上确定一个有效面积，并利用固定设备可以经常使该有效面积处于充气形状，固定设备作用于至少一个与滚筒同心的圆上，以便更好地控制轮缘凹口轴向外部的套管进行翻卷。
图1为初始静止状态时完成本发明方法的轮胎制造机器的局部轴向剖视图。所述的机器最好有两个半截制造滚筒，滚筒的AA线是旋转轴，每个半截滚筒装有一个支架18，该支架可以在中心轴线AA上移动，一个未示出的装置可以使这两个半截滚筒沿中心轴线作对称运动。
每个半截滚筒在两个区间2和2’中有一个环形薄膜，它的外壁用于放置各个胎体套管构件，而它在两个区间之间的结合区构成了轮缘凹口6；该凹口的作用是承接轮胎轮缘，并限定轮缘凹口6轴向外部的薄膜部分2和所述凹口轴向内部的薄膜部分2’。
在该情况下，该薄膜由橡胶基的混合物构成，并装有沿着轴向设置的线或绳式的加强件。
把所述薄膜的端部3轴向固定在轮缘凹口6内的支架18上，而另一个端部4在轮缘凹口6的外部，它被轴向固定在与滚筒支架18同心并可相对于该支架18运动的环12上。将确保凹口6轴向定位的设备1和确保使套管进行径向膨胀的设备1’径向地装在轮缘凹口6的下方，膨胀直至在至少一根杆上径向堵塞所述套管为止，设备1和设备1’一起组成抓紧设备(1，1’)。
固定设备作用于每个翻卷薄膜之上，该固定设备有一组金属护板11，护板可以张开变成“扇形”，它沿着圆周方向盖住整个薄膜2(见图4)，即使在膨胀状态下也是如此，它还可以沿着轴向方向仅盖住部分薄膜，所述覆盖的起点为所述薄膜的轴向最外端4。
薄膜2的有效面积指的是未被护板盖住的那一部份薄膜，这部分薄膜在护板11轴向最内端和轮缘凹口6之间延伸。
在每个半截滚筒上，把护板11与环13相连，该环与支架18同心，并可相对于支架18作轴向运动，支架和该环一起带动护板11。所述环13在作轴向移动时与环12相连。由此，薄膜2’的端部4一直进行轴向移动，由环13把该轴向移动传给护板11，而不可能沿着所述薄膜2’的子午方向作相对于护板11的滑动。
在这里所述的实施例中，把每个护板11固定在可动的手柄16上，手柄16可绕环13上的铰接点17旋转，所述手柄16与一个用适当型材制成的凸轮15接触。在该情况下，这种接触由滚轮14完成，滚轮装在每个手柄16轴向最外的端部，所述凸轮15的径向外表面上有一个与支架18同心的斜台150，该斜台相对于支架18可以移动。
在薄膜2中加压的作用下，护板11径向开启，并带动手柄16绕铰接点17转动，直至滚轮14与斜台150接触。对于护板11所规定的开启角度，可以使作用于待翻卷产品的轴向分力得到改变，同时也可以使护板11的轴向位置以及薄膜2有效面积的形状有所改变，通过护板11可以改变薄膜2的形变，并使环13作相对于斜台150的移动，所述护板11被固定在环13上。
在本情况下，本发明的机器的最外部的每个轴向端有两个同心环形活塞7和8(看图1至3的径向剖视图)，这两个活塞可以相对于支架18作轴向移动，活塞8的轴向最内的端部与环12和13相连，该活塞可以使护板11和翻卷薄膜2的端部4相对于胎缘凹口6作径向移动。在使活塞8运动期间，就可以使环13作轴向移动，环13把护板11带往斜台150。活塞7的路径可调并受到拧在螺杆9上的螺母10的限制，该活塞在作轴向移动时带动活塞8和斜台150作轴向移动。
因薄膜2充气而使护板11产生的旋转运动同时使环13作相对于斜台150的轴向移动，并使斜台150作轴向移动，手柄16的各接触点在该斜台上移动。该斜台150径向外侧的基体外形应当是：在环13作相对于斜台150作轴向移动的作用下，滚轮14沿着所述斜台150的外表面运动时，先给手柄16然后给护板11发出径向开启的明确指令。
所述的机器还有这里未加描述的设备，它们可以在活塞7作轴向移动时使两个半截滚筒靠近，活塞7位于滚筒轴向最外端。
图2表示与轮缘成形相对应的制造轮胎的情况。在该操作过程中，将套管在轮缘凹口6之间那一部分里面加压使其形成所述的环形部位M时使该部位作径向膨胀，同时使凹口6一个朝一个地轴向靠近，此外，对薄膜2’充气这样就可以对该轮缘附近并轴向位于该轮缘内部的套管部分施加一个力，该力的轴向分力向外。同时对薄膜2充气，以便翻卷轮缘凹口6轴向内部的套管部分F；在同一薄膜2的作用下，护板11径向朝外开启，同时绕铰接点17转动，直至让滚轮14与斜台150接触。在该位置，护板11的张开动作停止，由此薄膜有效面积的状态得到很好的确定。这样将活塞7沿轴移向内部，由此带动活塞8、斜台150和护板11进行移动，由此迫使薄膜2的有效部位给待翻卷的产品施加一个力，该力的轴向分力与薄膜2’发出的分力相反，并完全足以形成轮缘。
在下一个胎侧构成的情况下(图3)，对活塞8作用，由此使环13作相对于斜台150的轴向移动，并使滚轮14沿着斜台150外表面运动，以便调节护板11逐步开启变成扇形，并调节护板的轴向移动，在活塞8上的这种作用的效果在于逐步地改变翻卷薄膜2有效面积的形状，并可以很好地使轮胎胎侧产品进行定位。
重要的是该注意到，在进行绝大部分操作时，沿着轮胎胎侧最高的翻卷产品或部分翻卷产品都继续有薄膜2沿径向最外的点H，这样造成的结果是部分重迭，而此重迭可以阻止所述产品作相对于薄膜2的滑动，这样就可很好地控制它们的位置，直至它们最终在胎侧上定位，这就可以满足所述产品对于轮胎的理论尺寸。
当然在任何时候都可以把薄膜2的气完全放掉，以便有一个基本圆柱形的有效面积，从而可以把至少另一个未硫化的橡胶基产品放在该有效面积上，然后再重复上述翻卷操作。
为更清楚地说明本发明，图4示出了环13和开启成扇形的护板11的透视图。由所述护板沿着圆周方向一个在另一个上进行滑动而展现出护板11的扇形开启，这样可减少护板的部分重迭，在所述的情况下，护板11的尺寸应为：在完全打开以后，所述护板仍部分重迭，以便更好地控制薄膜2有效面积的形状。
在图5a、5b、5c、5d、5e中示出了完成本发明翻卷方法的制造轮胎的连续状况，轴线AA为成形滚筒的旋转轴。
在这些图中，该注意的特征是：
—图5a：当在覆盖滚筒的薄膜外壁上设有制造胎体套管以前，两个半截制造滚筒的初始状态图。
—在制造胎体套管和轮缘拉杆在所述薄膜上定位以后，使套管进行第一次径向膨胀，以便使套管和杆连在一起，当然在此期间，要求套管包括能够保持住第一膨胀的轮缘加强件，它的作用是为胎体线的长度有精确的尺寸。胎体线的长度可为以后确定出环形部分，此处这是杆作用。
最后，使轮缘凹口6轴向靠近，同时当轮缘凹口两边的薄膜2和2’充气以后，通过使所述套管在轮缘凹口6之间的那部分M充气而使该部分套管形成环形，在此状况下，护板11的开启根据要制造的轮胎的大小被限定在一个预定的值上。
图5c：通过使护板11轴向接近而完成轮缘凹口6的轴向接近并形成轮缘，护板11施加给轮缘一个附加的轴向力，使轮胎顶部框架S定位，并用此处未示出的设备将所述框架S的端部(在套管部位M之上)向下压。
—图5d：通过将每个翻卷薄膜2的有效部位上所定位的产品F翻卷而开始制造胎侧，并借助护板11的逐渐开启和它们的轴向接近来改变所述有效面积的形状。
—图5e：使护板11全面旋转和轴向移动来完成胎侧的制造。
当然，本发明并不局限于制造滚筒一种情况，胎体套管就是在该滚筒上制成的，但在实施本发明的，它所适用的制造滚筒上可以使所做成的胎体套管与另一个滚筒对中。
另一方面，用本发明可以毫无区别地在将构成轮胎顶部的元件定位到已成形胎体套管中部之前或之后完成胎侧的制造。
本发明也适用于另一种中间含有与上述设备不同的设备的制造滚筒。尤其是可以用刚性元件构成的机械设备代替薄膜2’，这里所述的钢性元件可以制成轮缘，而用求助于气压作用的机械方法确保轮缘凹口间胎体套管部分形成环形。本发明的目的还在于保留轮缘凹口外侧滚筒部分。

Claims (18)

1、一种制造具有加强轮缘的轮胎的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
—用一个成形制造滚筒，该滚筒的每一端至少有一个翻卷薄膜，薄膜轴向延伸到承装轮胎轮缘的凹口之外；
—在所述滚筒上设置或做一个基本为圆柱形的套管；该套管构成含有轮缘加强件的坯料胎体；
—在使各轮缘凹口靠近时使套管在各轮缘凹口之间的部位作径向膨胀，从而使所述套管部位基本呈环状；
—在翻卷薄膜轴向内边缘和固定设备之间的翻卷薄膜的至少一个径向外壁上确定一个有效面积，所述轴向内边缘与轮缘凹口高度相同，所述固定设备至少沿着半径可变固定圆紧贴在所述薄膜上，所述固定圆与滚筒同心，从而在薄膜上形成一个临时支撑，该支撑将该薄膜沿着子午方向固定在所述薄膜的预定位置上；
—对翻卷薄膜进行充气，并对固定设备施加任一轴向和径向的组合运动，以便在固定设备上薄膜的临时支撑面和所述薄膜的内边缘之间连续不断地控制所述有效面积的变形情况，薄膜在固定设备上的临时支撑面沿着子午方向相对于该薄膜来讲是固定不动的，从而对于所述固定圆在沿其有效路径上的所有轴向位置来讲，所述有效面积形成一个罩，该罩径向突起的高度比固定圆的高度高。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，当所述薄膜与轮缘凹口轴向内部的套管部分之间的切点在固定设备径向和轴向组合移动作用下径向朝外移动时，每个轮缘凹口轴向外部的薄膜子午平面的曲率半径恒定地减小。
3、根据权利要求2的方法，其特征在于：当进行绝大部分的翻卷操作时，待翻卷产品轴向最外的端部位于一个圆上，该圆的半径小于薄膜径向最外边的点的轴距。
4、根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：翻卷套管在轮缘凹口轴向外面的部位，并可使该部位紧贴在轮缘凹口之间的轴向套管部位上，从而形成各轮缘。
5、根据权利要求1的方法，其特征在于：翻卷套管在轮缘的凹口轴向外面的部位，并可使该部位紧贴在轮缘凹口之间的轴向套管的合适部位上，直至轮缘凹口之间的套管部位的径向最外处，从而形成胎侧。
6、根据权利要求1的方法，其特征在于：在对翻卷薄膜放完气使所述薄膜的有效面积呈大体圆柱形后，可以先在所述薄膜外表面上设置新组件，然后用相同的方法使这些新组件重新翻卷。
7、根据权利要求1的方法，其特征在于：被翻卷的产品是由各种轮胎胎侧橡胶混合物组成的。
8、制造轮胎的机器，它有两个圆柱形的半截滚筒，这两个半截滚筒同心，它们彼此间可作轴向移动，它们每一个离轴向最远的端部均至少被一环形薄膜(2)覆盖，所述环形薄膜在零压时形成大体呈圆柱形的外表面，在该外表面上设置有各种轮胎组件，该轮胎组件所含有的轮胎抓紧设备(1，1’)径向位于承装轮缘的凹口(6)下，其特征在于，该机器还包括：
—在承装轮缘的凹口的轴向外部与翻卷薄膜轴向连接的固定设备，该固定设备至少作用于与滚筒同心的直径可变的固定圆上，它沿子午方向把所述薄膜固定在该薄膜的预定位置上，并在所述薄膜的径向外壁上确定出一个有效面积，该面积位于薄膜的轴向内边缘和所述固定设备之间，所述轴向内边缘与轮缘凹口在同一高度；
—阻止翻卷薄膜相对于固定设备作子午滑动的设备；
—可以把任一轴向和径向的组合移动施加给所述固定设备，以便经常调节翻卷薄膜在所述固定设备上的支撑点的轴向和径向位置的控制设备。
9、根据权利要求8的机器，其特征在于：轮缘凹口(6)外的每个翻卷薄膜(2)的固定设备有一组可以开启成扇状的金属护板(11)，该护板沿圆周方向盖住所有薄膜(2)，即使在膨胀状态，它也能从所述薄膜轴向最内端起沿着轴向方向只盖住部分薄膜。
10、根据权利要求9的机器，其特征在于：在每个半截滚筒上把护板(11)与一个环(13)相连，该环与支架(18)同心，并可相对于支架(18)作轴向移动，支架与环(13)一起带动护板(11)。
11、根据权利要求10的机器，其特征在于：把每个护板(11)固定在一个手柄(16)上，该手柄可绕环(13)上的铰接点(17)旋转，所述手柄(16)与一个用适当型材制成的凸轮(15)接触。
12、根据权利要求11的机器，其特征在于：每个凸轮(15)的径向外表面上有一个与支架(18)同心的斜台(150)。
13、根据权利要求12的机器，其特征在于：环(13)可相对于斜台(150)作轴向移动，所述斜台(150)相对于支架(18)可作轴向移动。
14、根据权利要求13的机器，其特征在于：薄膜(2)最外端被固定在其上的环(12)和装有护板(11)的环(13)在它们轴向移动时连接在一起。
15、根据权利要求14的机器，其特征在于：环(12)和(13)的轴向移动受到两个同心环形活塞(7)和(8)的调节，而斜台(150)的轴向移动受到活塞(7)的调节。
16、根据权利要求15的机器，其特征在于：每一个护板(11)受到轮缘轴向外部薄膜(2)充气作用而绕铰接点(17)的旋转运动的作用在于，既使环(13)相对于斜台(150)进行轴向移动，同时也使斜台(150)作轴向移动，手柄(16)的接触点在该斜台上移动。
17、根据权利要求16的机器，其特征在于：翻卷薄膜(2)含有沿子午方向设置的加强件。
18、根据权利要求17的机器，其特征在于：翻卷薄膜为两个区间(2)和(2’)中的环形薄膜，两个区间之间的的结合区构成了轮缘凹口(6)。
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