CN1008801B - 用于轮胎加固层的制造方法及机器 - Google Patents

Abstract

本发明提出的用于轮胎加固层的制造方法是十分引人注目的，该为法把每根加固用线丝分别置于其在加固层的位置上，本发明用于制造轮胎加固层的机器包括旋转导管(24)，该导管通过其外径向端投射线丝(4)，所述的机器还包括两个确定置放线丝(4)线速度的轮(230)和(231)。

Description

本发明涉及轮胎制造，特别是涉及轮胎加固层的制造方法及机器。

轮胎通常使用帘布层来进行加固，该帘布层含有许多相邻的，明显平行的线丝。在通常称之为轮箍的端面加固层中，上述线丝一般是在垂直于轮胎旋转的平面上斜向排列。术语“线丝”一词应作最广义理解，可以是单根线丝，也可以是由多根线丝组合成的缆绳，或者是等同的组合物。在已有技术中，最常用的方法是从许多线轴同时放线开始来制造帘布层，其中，使排列的帘布层线丝平行于它们的最大长度，并将其涂以橡胶。这些帘布层根据任意角度切割成相应宽度的段片，然后，使这些帘布层的段片在它们平行于线丝的端部对接，其同线丝可以叠合也可以不叠合，以便形成所说的制造轮胎时的中间产品或半成品。这种半成品的制造情况在例如美国专利US    3573135中已有描述。

这种方法实施起来需要昂贵的设备，并需根据要制造的各种轮胎的结构所要求的线丝间距、帘布层宽度以及线丝排列角度，来制造大量不同的帘布层。对于带有径向胎体的轮胎，胎体的帘布层同上述垂直于轮胎旋转轴的平面成＜α＝90°的角度。对于用于加固轮胎端面的帘布层，即位于轮胎着地面部分的帘布层，它们经常按照大量不同的角α的角度（该角度不受限制，可在50°～15°之间）进行制造。

在已有技术中，还有一种端面加固用帘布层的制造方法。在该方法中，加固用线丝是通过往复运动一根接一根地置放的，形成一种所需角度的宽幅帘布层，如同美国专利US    4409059中所描述 的那样，这就要求必须有一种比较复杂的设备，并且只能很困难地通过往复运动来提高速度。

本发明的目的是提出一种方法，该方法从线轴放线开始，只通过简单的机械运动传送线丝，就可以非常简便地制造轮胎的加固层。特别是这种方法可在轮胎本身的制造过程中制造加固层，而不必经过制造一个或几个半成品的阶段。

本发明的另一个目的是，提出实施这种制造方法的机器。

根据本发明，轮胎加固层的制造方法在于，使上述加固层含有相邻的并明显平行的线丝，其特征是，每根加固用线丝置于其加固层的位置上，上述加固层在确定加固层几何形状的部件上形成，部件和线丝具有自动粘附的作用。

本发明借助以下各图进行说明：

图1是本发明机器的主要部件透视图;

图2是本发明机器其它主要部件布置透视图;

图3是图2中局部示出的机器的正视图;

图4是表示加固用线丝的置放装置的正视图;

图5是置放装置的平面图;

图6是根据图4Ⅵ-Ⅵ的剖面图;

图7是本发明的变型装置的示意图。

实施本发明，最大的优越性在于，可以在轮胎制造过程中直接在轮胎毛坯上制造加固层，尤其是用金属线丝制造的端面加固层更是如此。上述情况将在下面进一步描述。所述的金属线丝是六股钢缆，每根钢缆的直径为0.23mm。在所述的这个实施例中，实施例不受限制，端面加固层也可以在支承环上制造，如同目前轮胎制造中通常采 用的方法那样，可将制成的加固层用支承环移放到轮胎上，同样，还能制造端面加固用帘布层或扁平状半成品帘布层，或制造含有许多帘布层的混合帘布层。在上述这些实施例中，只需要换用于在上面制造加固层的部件即可，该部件不属于本发明的范围。同样，也可以改变加固用线丝的材料种类来制造帘布层。

根据本发明的方法，值得注意的是，每根加固用线丝，通过其中所有构件都作旋转运动的装置，分别置于其在加固层的位置上。在上述方法中，可同时使线丝排列在所述构件的旋转平面上，通过切割机构切成任意长度的线丝放出任意长度，并使上述线丝置于其在加固层的位置上。

在图1中可看到包括置放装置2的机器，这些置放装置可通过指示机构3给出的自由度位于轮胎1的适当位置上。指示机构3可以调节置放装置2的位置和方向，该置放装置2在制造加固层的部件上。根据轮胎1的结构，轮胎1可包括胎体的筋骨架和/或任何其它相类似的加固层。加固用线丝4象甩鞭子一样甩到轮胎1上，这就构成制造加固层的原理。为了把加固层制得更精细，就要求由投射线丝4的构件所组成的机构同线丝4本身具有自动粘附的特性。也就是说，由所述的机构投射线丝4时，该线丝4应具有粘附性。上述这种粘附性能可通过任何相应的方法获得，例如，制造过程中，表面10指的是轮胎1的端面区域，该表面10可预先涂覆与线丝4相粘附的橡胶。需要时，线丝4也可以进行如下相应处理：例如，通过下面述及的线丝4的预制装置，给线丝4涂覆橡胶。

设置指示机构3，能使线丝4按需要的方式置于加固层中。置放轮胎轮箍的部位可以大致上限定部分环形表面，而线丝的投射必须在 除了存在任何横向力区域例如磁场或气动源之外的平面上进行。然后，使线丝4根据上述表面10同所述平面相交来进行排列。在制造轮胎轮箍加固层的方法中，可在该加固层上提供线丝4轨迹的所有纬度，并根据这些纬度使上述表面同平面相交。另外，在线丝4放置之前，使刚被确定下来的这样的交点稍微错开。

图1中示出的第一个实施例中，制造的轮胎1端面加固层并不必须是对称的。为此，支臂30能绕轴转动，以便调节轮胎1端面加固用线丝4的置放角α，并通过置放装置2靠近轮胎1，所述的通过置放装置2靠近轮胎1是由轴31相对于构件33的垂直滑动保证的，而构件33是相对于悬置部件34水平滑动的。因此，轴31相对于轮胎1可以轴向地位于最佳位置，可使丝线4改变在加固层上的轨迹。

图2中示出的第二个实施例中，轮胎1端面的加固用线丝4的置放角α，可通过支臂30绕轴31旋转来调节，轴31与轮胎旋转轴相切，轮胎旋转轴轴向位于轮胎中心。这样，就可以制造与轮胎1的中间平面相对称的加固层。其靠近轮胎1是通过沿悬置部件32的滑动保证的。为了使图案清晰，上述部件运动的控制机构没有在图中详细示出，只简单地用箭头标出。

下面，参照图4～6来详细描述置放装置2。置放装置2主要包括：

-确定置放加固用线丝4的线速度的机构;

-固定在轴25上的旋转导管24构成该导管24的旋转轴，导管的外径向端241明显地定位在垂直于该导管24旋转轴的平面上，上述导管24通过几乎位于上述旋转轴的基部240来接收加固用线丝4，并通过该导管的外径向端241投射线丝4， -切割上述线丝4的机构。

上述端241最好径向定位，如实施例中所示的那样，或者倾斜于其旋转方向的反方向。最好把切割机构装在导管24的后面（沿线丝4经过的方向）。在这种情况下，线丝4的支承构件同上述导管24相连接，该支承构件径向固定在导管24外径向端241的延伸部位，这样，线丝4的支承件正好在相对于导管24的旋转方向的后部。切割机构径向地配置在上述端241和上述支承构件之间。

确定置放线丝4线速度的机构，由轮230和231构成，该轮230和231具有橡胶外层2300，不打滑地传送线丝4。为此最好的方法是，使线丝4围绕轮230成四分之一圈缠绕，轮230配有两个侧挡板2311，以保证线丝4较好传送。轮230和231由马达235传动，并由槽形带（未示出）保证它们始终同步转动。

线丝4绕上述导管24每转一圈就被切割机构切断，该切割机构非常简单地由刀26构成，刀26径向固定在高于导管24端241的水平位置上，且呈一定角度靠近线丝置放区域。上述刀26的精确角度位置以及置放装置与轮胎1的靠近，组成了线丝4在轮胎1上的位置的调节参数。

导管24包括容器242，当线丝4在导管24的出口被刀26阻隔时，该容器242可暂时容纳由轮230和231退绕的线丝4。

带有上述导管24的机构具有精确形状，这显然是出自于对旋转机构提供良好的动态和静态平衡方面的考虑。

按照线丝4的行走路线，线丝4通过位于上述导管24旋转轴的基部240进入导管24中。并被轮230、231投到上述端241的外部，该轮具有把通过马达251带动导管24旋转产生的离心力 施加于线丝4上的作用。

图6中，明显地示出了由轮27构成的线丝4支承构件。在支承构件上，上述导管24的外径向端241实际上没有摩擦力，轮27只产生微不足道的转动阻力，这样，线丝4在置放装置2上的摩擦力就被减少到最低限度。轮27最好与线丝4同时到达置放线丝4的表面上。因此，这种轮可以使线丝4在加固层中置放就位。

轮胎1安装在由马达12控制（连续或顺序）旋转的支架11上。置放装置中所有构件的运动都应相互协调，因此，当导管24转一周时，轮胎就转动一个相当于端面加固层间距的小角度，也就是相当于两根从圆周方面测定的线丝4之间的间距。同样，当导管24转一周时，线丝4由端241的外部径向伸出，其长度相当于置于轮胎1端面10上的线丝的长度。因此，轮230和231的放线速度是这样的，在导管24转一周时，线丝4的进给长度就等于把线丝4置放在轮胎1上的长度。

本实施例中，还可以制造其它许多种加固层，该加固层含有一根接一根交替置放的不同长度的线丝。为此，可采用两个连续的工序来制造加固层：首先，将同样长度的线丝以最后间距两倍的间距置放，然后，将其它长度的线丝置放在它们的间距之中。一般来说，通过这样的连续工序的处理，就可以制造所有其它种类的轮胎加固层。在这种加固层中，线丝的长度是相同的或不同的，轴向同心的或不轴向同心的。

起动时，例如，首先使导管24转动，然后，起动轮230和231的控制马达235，使轮胎1旋转。这种起动应该相当快，使导管24转过第一圈时置放的线丝4就能具有需要的长度。在其它起 动方式中，当轮230和231与导管24的转速比完全保持恒定时，就起动轮230和231使轮胎1和导管24旋转。在这种情况下，应当重视置放线丝4长度的准确性;为了使置放的动力条件在所有加固层线丝都相同，起动应该很快，以便使上述这种机构在导管24转满一圈前一点儿正好达到正常速度，从而达到置放线丝的匀称性，因此，必须使轮230和231、导管24以及线丝4的供给机构的惯性非常小，所有旋转装置中的活动构件可根据马达的有效扭矩具有足够小的惯性力矩。需要时，可选用除线丝4本身的运动惯性之外的线丝4供给机构。

轮胎1加固层的制造方法在于，将每根加固用线丝4通过旋转装置分别置于其在加固层的位置上，旋转装置主要由导管24和轮230及231构成，该轮230和231可确定将线丝4导入导管24的线速度。线丝4的一端划出由轴线400所表示的轨迹线。上述旋转装置可将线丝4放出任意长度，所述的线丝4在置放装置之外。当一定长度的线丝4接近置放表面时，线丝4就被刀26切断，这样，线丝4的运动轨迹仍然在导管24的旋转平面上。

为了保证制造加固层的方法得以良好实施，线丝4最好能投到表面上，该表面能使上述加固层具有良好的几何形状。在轮胎毛坯上制造端面加固层的过程中，应预先对轮胎的内腔充填薄膜，该薄膜可使其具有相应的几何形状，并用足够大的压力进行充气，或者使用确定轮胎内表面形状的、可拆卸的刚性芯子来支承上述轮胎。为了在金属线丝4和被投射的线丝4的表面之间获得相应的自动粘附特性，线丝4涂覆已开始硫化的橡胶，所述的表面上也涂覆橡胶层（非硫化的）。

此外，更为有利的是，本发明机器包括加固用线丝4的接收装置 28，用于在导管24的旋转平面上接收线丝4。这种装置28可使线丝4的轨迹恰好在线丝4应当置放的表面上，并使线丝4的置放具有比较大的准确性。该装置28主要由固定在保持构件281的小板280组成，小板280成对地安装在上述轨迹线的两侧，以保证对线丝4的导向，根据小板之间的间距及它们本身的挠性，至少需要在线丝4的一端配备线丝4的制动器，以保证对这类装置进行调节，从而可以使线丝4稍微错开其正常轨迹。

在另一个特别重要的实施例中（见图7），上述保持构件281是挠性的，使接收装置28同在轮胎上制造加固层区域的曲度相适应。在图7中，可以看到用实线表示的装置28的第一种结构，用虚线表示的装置28的第二种结构，它与轮胎端面的最大曲度相适应。例如，保持构件281可由挠性薄板组成，板的一端2810以非移动方式固定在支臂30上。因此，薄板相对于轮胎的位置是通过调节靠近置放装置来保证的。上述板的另一端2811安装在构件282上，构件282的一端，通过两个滑槽中装在凸销2822上的滑块划出相应的轨迹，这凸销2822固定在支臂30上。

下面描述图3中示出的线丝4预制装置5。该装置5的作用，一方面在线丝4上涂覆橡胶层，并使橡胶层部分硫化;另一方面，贮存至少是制造加固层所需的线丝4量，以便通过确定置放线丝4线速度的机构把线丝4拉回，不利用其它惯性而只利用线丝4本身的惯性拉回。

线丝4是通过线轴40供线的。线轴40的放线由制动器控制，以保持线丝4的张力，然后，使线丝4进入充满橡胶胶水的容器51（其浓度最好至少不低于20%，以便获得极粘的液体）。在容器51 的下端有直径刚刚大于线丝4直径的牵线器510。为了改进橡胶胶水对线丝4的涂覆质量，可使滚轮511始终沿线丝4传送橡胶胶水。线丝4进入圆柱体52的内部（见图3），缠绕在带有径向铁板530的滚筒53上，并在缠绕成螺旋圈的线丝4上涂覆橡胶胶水。这样置放的线丝4，相对于滚筒完全保持不动时，就可由轮230和231拉拽。为此，在按照大于线丝4直径的间距置放线丝4时，通过滚筒53的转动，可在该滚筒53上缠绕线丝4。滚筒53的旋转与牵线器510的移动相协调，该牵线器510沿着圆柱体侧壁在平行于圆柱体52的轴的间隙中移动。

这种牵线器510和容器51机械连接。线丝4始终穿过本发明机器的所有部件。特别是在滚筒53负载时，线丝4一方面支承在旋转的滚筒53上;另一方面，线丝4则进入置放装置2，该置放装置在旋转时相对于圆柱体52是固定的。为了使线丝4不产生扭曲，必须通过夹钳531使线丝4在旋转时相对于滚动53保持不动，当轮230和231彼此错开时，就可使其在本发明机器的所有部件上自由传送。

为了把线丝4缠绕在滚筒53上，靠近滚筒53的左边轴向边缘上有凸销56（见图3），该凸销56在上述滚筒53的外部突出，直至贴近圆柱体52的径向内壁，牵线器510从凸销56的一侧轴向牵拉线丝4。滚筒53旋转时，凸销56必须挂住线丝4，这样，就可开始缠绕。当为制造加固层贮存了足够的线丝4量时，这种缠绕就停止。

当滚筒负载时，使热气流循环就可以把涂覆在线丝4上的橡胶部分硫化，该热气流可通过任何适合的加热器（如电阻）进行预热，通 过相应的装置54（如风扇）进行循环，热气流在滚筒53的周围流动（如图3中的箭头所示），以便流向吸风罩。

在制造加固层时，线丝4被轮230和231拉拽就离开滚筒53（保持不动），该线丝4在构件530上滑动，它的一端就开始在滚筒53上缠绕。在上述阶段中，凸销56就收起，夹钳531就开启。

为了重新缠绕线丝，必须拉拽线丝4，或将缠绕在滚筒右侧轴向端上的线丝4螺旋圈拉向滚筒的左侧，也就是说，拉向置放装置2拉拽的线丝4的那一侧。因此，应配置马达加以控制，以便在牵线器510重新回到滚筒左侧时，将线丝4拉回到线轴40上。

因此，本发明机器的全部工作循环如下：使滚筒53负载，使线丝4的橡胶层硫化，将线丝4置于其在加固层的位置上。当然，可以具有为置放装置2供线的类似的其它任何机构。这种供线机构，最好除线丝4本身的惯性外没有其它惯性也能完成供线，或者至少其惯性与导管24和轮230、231的加速度相比是极弱的，直至在导管24转一圈时达到正常速度，而该速度足够通过投射线丝来实现线丝的置放。例如，可以通过旋转速度至少为1500转/分的导管24来置放上面述及的金属缆绳。

本发明并不限于所描述的实施例，它也包括与本发明基本部件相仿的变型，特别是那些使线丝同时径向和沿圆周传送，并用线段置于其在加固层的位置上，以保证使加固用线丝连续置放的本发明的变型。

Claims (14)

1、轮胎加固层的制造方法，该加固层含有相邻的并明显平行的线丝，其特征在于，每根加固用线丝分别置于其在加固层的位置，上述加固层在确定加固层几何形状的部件上形成，部件和线丝具有自动粘附的特性。

2、根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，每根加固用线丝，通过其中所有构件都作旋转运动的装置，分别置于其加固层的位置上。

3、根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，每根加固用线丝通过旋转装置分别置于它的位置上，同时，可使上述线丝排列在上述装置的旋转平面上，使通过切割机构切成任意长度的线丝放出任意长度，并使线丝置于其在加固层的位置上。

4、根据权利要求1～3中的任何一个权利要求中所述的方法，其特征在于，上述加固层是在制造过程中的轮胎毛坯上制造的。

5、在支承上制造轮胎加固层的机器，上述加固层含有相邻的并明显平行的线丝，上述机器包括置放装置，其特征在于，该置放装置包括：

-确定置放加固用线丝线速度的机构，

-固定在轴上的旋转导管构成该导管的旋转轴，导管的外径向端明显地定位在垂直于该导管的旋转轴的平面上，上述导管通过几乎位于上述旋转轴的基部来接收加固用线丝，并通过该导管的外径向端投射线丝，

-切割上述线丝的机构。

6、根据权利要求5中所述的机器，其特征在于，它包括线丝支承构件，该支承构件同上述导管相连接，径向地固定在上述外径向端的延伸部位，恰好在上述导管的旋转方向的后部，其特征还在于，上述线丝的切割机构径向地位于上述外径向端和上述支承构件之间。

7、根据权利要求6中所述的机器，其特征在于，上述线丝的切割机构是由刀构成的，该刀呈一定角度固定在靠近上述线丝的置放区域。

8、根据权利要求5、6或7中所述的机器，其特征在于，上述支承构件由轮构成。

9、根据权利要求5至7中任何一个权利要求中所述的机器，其特征在于，它还包括一个加固用线丝的接收装置，用于在上述导管的旋转平面上接收线丝。

10、根据权利要求9中所述的机器，其特征在于，接收装置主要由固定在保持构件上的挡板构成，该挡板配置在线丝轨迹线的两侧。

11、根据权利要求10中所述的机器，其特征在于，上述保持构件是挠性的，使接收装置与在轮胎上制造加固层的区域的曲度相适应。

12、根据权利要求5～7中任何一个权利要求中所述的机器，其特征在于，置放装置是由指示机构支承的，指示机构可调节置放装置同在其上制造加固层的部件的位置和方向。

13、根据权利要求5～7中任何一个权利要求中所述的机器，其特征在于，包括线丝的预制装置，用于在线丝上涂覆橡胶层，使上述橡胶层部分硫化，并用于贮存制造加固层所必须的线丝量，以便通过上述确定置放线丝线速度的机构拉回线丝，不用其它惯性而只用线丝本身的惯性拉回。

14、根据权利要求13中所述的机器，其特征在于，上述机构包括带有径向铁板的滚筒，带有橡胶胶水的容器以及加热器，线丝在所述的滚筒上成螺旋圈状卷绕，并进入所述的容器中。

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