CN110740858B - 用于制造轮胎的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造未硫化的轮胎胎坯的方法和设备。该设备具有轮胎成型鼓，该轮胎成型鼓具有用于实现胎体层翻边的装置，该装置具有多个翻边指。翻边指通过推动环与布置在轮胎成型鼓之外的驱动器连接。根据本发明，驱动器和翻边指的耦接以下述方式进行：使得既能在轮胎成型鼓的静止状态下也能在轮胎成型鼓的旋转的情况下实现耦接。

Description

用于制造轮胎的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造轮胎的设备。本发明还涉及一种用于制造轮胎的方法。该设备包括轮胎成型鼓，该轮胎成型鼓具有用于实现胎体层翻边(Lagenumschlag)的装置，用于制造未硫化的轮胎胎坯。

背景技术

当制造未硫化的轮胎胎坯时，通常使用气囊来提供为胎体层翻边所需的挤压力。这种类型的鼓相对昂贵，并且需要以特定的周期间隔更换气囊。从EP-A 1 001 876中已知可实现一种机械式胎圈翻边设备，其中使用多个单独的杠杆来实现所需的挤压，这些杠杆类似于伞的辐条地布置。这种机械设备具有与使用气囊相比更长的使用寿命，但是不能实现对称运动。

从DE 2006 012 026 A1中已知一种用于制造轮胎的轮胎成型鼓和方法，其使得能够实现对称的移动运动。

在DE 2006 012 026 A1中公开了：用于实现胎体层翻边的装置具有多个翻边指，这些翻边指通过推动环与布置在轮胎成型鼓之外的驱动器耦接。

在此，借助于芯/胎圈芯放置设备实现翻边指的移动，芯放置设备通过径向移动而能够耦接到轮胎成型鼓的离合装置中并且在耦接之后通过轴向移动而将驱动器与翻边指耦接。

然而，通过在提到的现有技术中描述的设备仅能够将翻边指与驱动器在轮胎成型鼓不与此同时旋转的情况下耦接。这将以这种方式实施的轮胎成型鼓的应用范围局限于制造以下轮胎结构，在这种轮胎结构中，带束层组件被翻到轮胎胎坯的侧壁上(TOS-treadover sidewall)。

而对于制造以下轮胎结构——其中，轮胎胎坯的侧壁被翻到带束层组件上(SOT-sidewall over tread)，需要：使得能在制造方法期间实现轮胎成型鼓的旋转。为了使胎体精确地保持固定在鼓上，需要至少在旋转的情况下实现的外肩来防止胎体由于出现压力而脱离其夹紧状态。

会导致胎体在鼓上滑动的可能的压力例如以胎体内压力与在制造轮胎胎坯时滚压胎体的压力相结合的形式出现。

发明内容

因此，本发明的任务是将用于制造轮胎的设备设计成，使得既能够制造SOT型的轮胎结构也能制造TOS型的轮胎结构，所述设备具有用于翻边指的驱动器，该驱动器支承在轮胎成型鼓之外。

根据本发明，通过实现相应于本发明中公开的特征的用于制造轮胎的设备来解决该任务。

根据本发明的用于制造轮胎的设备具有用于制造未硫化的轮胎胎坯的轮胎成型鼓，其中，轮胎成型鼓具有用于实现胎体层翻边的装置。用于实现胎体层翻边的装置包括多个翻边指，所述翻边指可以通过至少两个推动环与布置在轮胎成型鼓之外的驱动器耦合。根据本发明，翻边指既可在轮胎成型鼓的静止状态下也可在轮胎成型鼓旋转的情况下与驱动器耦合并且由此被驱动器控制。

本发明的另一个任务是限定一种用于制造轮胎的方法，通过该方法既能够制造SOT型的轮胎结构也能够制造TOS型的轮胎结构，该方法在使用轮胎成型鼓的情况下进行，其中，翻边指的驱动器支承在该轮胎成型鼓之外。

根据本发明，该任务通过相应于在本发明中公开的特征的用于制造轮胎的方法来实现。

在根据本发明的用于制造轮胎的设备的有利实施方式中，翻边指的驱动器支承在固定不动的轮胎成型环中并且优选地具有三个丝杠，所述三个丝杠可以有利地在相反方向上地、同步地、独立地被驱动。优选地，使用力矩调节器作为调节器。为了调节丝杠，优选使用伺服马达，伺服马达特别优选地构造为交流电或者说三相交流电驱动器。

此外优选地，三个丝杠在圆周方向上相对彼此基本上以相同的间距布置。

在有利的实施方式中，从驱动丝杠到集成在轮胎成型鼓中的相应机构的力传递经由可径向移动的携动件进行。在本发明的一个特别有利的实施方式中，该携动件可以是芯放置设备的一部分。

通过将驱动器布置在轮胎成型鼓之外而使得能实现：通过所谓的推动环操纵翻边指，所述推动环预给定各个翻边指的完全对称的移动运动。由此能够生产具有非常高且均匀的品质的轮胎胎坯。

为了在轮胎胎坯上施加均匀的力，在本发明的有利实施方式中，将翻边指均匀地、特别有利地等距地布置在轮胎成型鼓的圆周的走向上。根据轮胎成型鼓的直径，根据本发明的用于制造轮胎的设备有利地具有每个半鼓大约40至大约80个翻边指。

在根据本发明的用于制造轮胎的设备的优选实施方式中，轮胎成型鼓具有鼓轴、内半鼓和外半鼓以及中间部件。

在本发明的特别优选的实施方式中，内半鼓和外半鼓以在轴向方向上可运动的方式支持在鼓轴上。在本发明的一个有利的实施方式中，中间部件固定地与鼓轴连接。

内半鼓和外半鼓分别具有芯夹紧设备和肩支撑件，该肩支撑件可相对于鼓轴的轴线沿径向移动。

在有利的实施方式中，内半鼓和外半鼓还各自具有多个翻边指，借助它们可将用于轮胎制造的材料的胎体层翻边。在本发明的一个特别有利的实施方式中，翻边指在半鼓的区域中通过强制引导装置如此引导，使得实现了在待制造的轮胎胎坯上的特别有利的力施加。

支承在轮胎成型鼓之外的驱动器的可径向移动的携动件可以经由布置在半鼓的区域中的推动环与翻边指耦接。在有利的实施方式中，推动环具有环形槽，该环形槽用作用于接收携动件的耦合设备的对应结构。

在根据本发明的用于制造轮胎的设备的特别有利的实施方式中，布置在轮胎成型鼓之外的驱动器可以以下述方式与推动环耦接，使得驱动器和翻边指的耦接既可以在轮胎成型鼓的静止状态下也可以在轮胎成型鼓旋转的情况下实现。

根据本发明，驱动器和翻边指的容许旋转的耦接有利地通过滑动环的可旋转支承实现，该可旋转支承例如分别构造为滚动轴承。在本发明的一个有利的变型方案中，所述滚动轴承可以构造为球轴承，并且在本发明的另一个有利的实施方式中可以构造为滚子轴承。

然而，也可以设想驱动器和翻边指的容许旋转的耦接的其它实施方式。在此可设想使得能实现耦接状态中的旋转的元件布置在驱动侧的耦接元件的区域中，所述耦接元件例如可以至少在耦接区域中具有可围绕径向轴线相对于轮胎成型鼓的鼓轴旋转的元件。

此外，可设想驱动器和推动环的电磁耦合，该电磁耦合实现了驱动器和推动环经由磁场以容许旋转的方式耦合。

推动环的根据本发明的可旋转支承使得既能够在轮胎成型鼓的静止状态下也能够在轮胎成型鼓旋转的情况下借助于布置在轮胎成型鼓之外的驱动器控制翻边指的位置，使得翻边指能够在要制造的轮胎胎坯的区域中被驱控用于进行适宜的力施加，例如为了至少临时实现至少一个外肩。由此，轮胎胎坯的芯即使在轮胎成型鼓旋转的情况下也能附加地在外侧固定。

在用于制造轮胎的设备的另一有利实施方式中，既可以生产平坦型轮胎胎坯也可以生产冠型轮胎胎坯。

这有利地以下述方式实现：胎体机具有第二驱动单元。附加地，根据本发明的设备具有可更换的轮胎成型鼓，其分别辅助至少一个成型类型。

在根据本发明的用于制造轮胎的方法的有利实施方式中，既可以生产平坦型轮胎胎坯也可以生产冠型轮胎胎坯。根据本发明，这通过操控胎体机中的第二驱动单元用于制造冠型轮胎来实现。

根据本发明的用于制造轮胎的方法的特征还在于，通过使用用于制造轮胎的设备——该设备具有支承在轮胎成型鼓之外的驱动器——借助驱动器和翻边指的容许旋转的耦合既能够制造SOT型的轮胎胎坯也能够制造TOS型的轮胎胎坯。

下面描述根据本发明的用于制造轮胎的方法的典型流程。在翻边指、芯夹紧设备和肩支撑件缩回的情况下，将用于制造胎体的构造材料层式地施加到柱形的鼓体上。然后，通过部段化的环形的芯放置设备将两个芯放置在鼓体上。借助于芯夹紧设备将芯固定在轮胎成型鼓上。

芯放置设备又支承在轮胎成型环中的左旋/右旋的丝杠上，这些丝杠可以通过伺服马达以精确和程序控制的方式轴向移动。

在放置芯之后，将左右芯放置设备(携动件)向外移动，使得它们定位在离合装置(滑动环的环形槽)上方。在此，组合的芯放置和轴向驱动部段径向向内移动到离合装置中。因此，在芯放置设备和翻边指之间建立伺服控制连接。

通过鼓轴内的丝杠的旋转减小芯的间距。同时将肩支撑件沿径向伸出并且形成用于随后的胎体层翻边过程的稳定靠置部。在内半鼓和外半鼓上布置得非常紧密的多个翻边指将位于它们上的胎体材料抬高。

根据要制造的轮胎成型类型(SOT或TOS)而定，首先将胎面-带束层组件在轮胎成型鼓旋转的情况下滚压到所形成的胎体上或首先将侧壁材料滚压到所形成的胎体上。

随着芯间距的逐渐减小以及同时将压缩空气供应到鼓起的胎体中，将翻边指通过轴向运动向外偏移。内半鼓和外半鼓的翻边指的滚子以绝对对称的方式将胎体材料滚到所形成的胎体(轮胎胎坯)上。向外偏移的翻边指在滚动头区域中形成增加的间距，该间距又被双滚子机构填充。

由此实现了在胎体层翻边期间的面滚压，并从而避免了空气夹杂。在完成胎体层翻边之后，从外侧供应另外的胎坯部件。

轮胎成型鼓设有外部的、在必要时耦接的、伺服控制的芯放置装置。由此保证了两个半鼓的滚动系统的绝对同步运行。同时，通过马达的同步运行而不会产生气动式翻边指操纵的粘滑效应或困难/不稳定的调节。因此，对于使用者来说，可以预期到显著改进的同心度品质/均匀性，特别是在改进的锥度和侧向力波动方面。

根据本发明的轮胎成型鼓在模块化设计方面具有进一步的优点。芯夹紧区域和肩支撑件区域可以结构相同地构成双气囊(Zwei-Balg)-鼓-类型。由此，与可沿径向伸出的机械肩支撑件相结合，确保了绝对可靠的芯夹紧。

尽管使用了翻边指以及其所有的中间空间，但轮胎成型鼓具有用于形成自动的拼接缝的绝对连贯的轴向承放面。

附图说明

在附图中示意性地示出了本发明的实施例，附图示出了：

图1是根据本发明的轮胎成型鼓的纵向截面的局部视图，该轮胎成型鼓具有用于实现胎体层翻边的机械设备，其中，没有施加材料；

图2是图1所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，施加了侧壁材料；

图3是图2所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，附加地施加了内衬层材料；

图4是图3所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，附加地施加了胎体帘布材料；

图5是在根据本发明的用于制造轮胎的设备中将带束层鼓从胎面配置器转移到轮胎成型环的图示；

图6是图4所示的轮胎成型鼓的纵向截面，该轮胎成型鼓定位在轮胎成型环中，其中，放置了芯；

图7是图6所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，内肩伸出并且胎体充气；

图8是图7所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，携动件定位在推动环的环形槽中；

图9是图8所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，翻边指移动，用于胎体层翻边和用于实现外肩；

图10是图9所示的轮胎成型鼓在翻边过程之前的纵向截面，并且示出了用于带束层组件的滚压设备；

图11是图10所示的轮胎成型鼓的纵向截面，其中，胎面的带束层组件在滚压后附加地与胎体连接；

图12是在完成用于SOT型轮胎胎坯的胎体层翻边之后示出图11中所示的轮胎成型鼓的纵向截面；

图13是根据本发明的用于制造轮胎的设备的示意图；以及

图14是芯放置间距和产生的挤压力的图示。

具体实施方式

轮胎成型鼓(1)的在图1中所示的局部布置在胎体层配置器(德语为Lagenserver)(21)的中间(L)的区域中，并且具有支承在鼓轴(2)上的外半鼓(3)和内半鼓(5)。这两个半鼓(3，5)与中间部件(4)一起形成柱形的滚圆体(鼓体)。在该滚圆体上处理各个胎体层并将其形成为轮胎胎坯。

两个半鼓(3，5)可以锁定在鼓轴(2)上。半鼓(3，5)的轴向调节以驱动器实现，该驱动器例如将丝杠旋转并从而产生轴向运动。

半鼓(3，5)分别具有一个芯夹紧设备(6)和一个肩支撑件(7)，它们可相对于轮胎成型鼓(1)的鼓轴(2)沿径向移动。

此外，半鼓(3，5)分别具有多个用于实现胎体层翻边的翻边指(8)。这些翻边指(8)通过强制引导装置(9)引导，以便更好地将力施加到待制造的轮胎胎坯上。翻边指(8)在轮胎成型鼓(1)内位于纵向槽中。为了将翻边指(8)耦接到未示出的、布置在轮胎成型鼓(1)之外的驱动器上，半鼓(3，5)分别具有推动环(10)，配属于对应半鼓(3，5)的翻边指(8)以可旋转的方式与推动环连接。

耦接到用于翻边指(8)的布置在轮胎成型鼓(1)之外的驱动器上的各一携动件(11)移动到推动环(10)的环形槽(10a)中，从而实现翻边指(8)与驱动器的耦接。

推动环(10)分别通过一可旋转支承(12)与半鼓(3、5)连接，所述支承在本发明的所示的实施方式中分别构造为滚动轴承。

图2示出了对应于图1的根据本发明的轮胎成型鼓(1)。此外，示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的一个处理步骤。在轮胎成型鼓(1)位于根据本发明的用于制造轮胎的设备的胎体层配置器(21)的中间区域期间，先后施加不同的胎体材料层。图2示出了在施加侧壁材料(13)之后的轮胎成型鼓(1)。然后施加内衬层材料(14)，就像在图3中直观示出的那样。在图4中，示出了在施加胎体帘布材料(15)之后的轮胎成型鼓(1)，所述胎体帘布材料被施加到先前施加的胎体层(13,14)上。

图5示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的下一步骤。将带束层鼓(25)从胎面配置器(24)传送到轮胎成型环(16)。轮胎成型环(16)具有抓取器(17)，该抓取器从带束层鼓(25)接收轮胎胎坯的带束层组件(18)并且保持所述带束层组件。为此，将带束层鼓(25)定位在轮胎成型环(16)的中心线(R)的区域中。在带束层组件(18)已经被轮胎成型环(16)的抓取器(17)接收之后，将带束层鼓(25)又传送回到胎面配置器(24)。

图6示出了根据本发明的轮胎成型鼓(1)的纵向截面，其在图5所示的过程步骤之后被传送到轮胎成型环(16)。芯(19)已经被放置并且借助于径向向外移动的芯夹紧设备(6)将芯固定。

根据本发明的用于制造轮胎的方法的图7中所示的后一步骤是移动半鼓(3，5)，使得实现在成形位置中的芯间距。此外，在所示的方法步骤中，肩支撑件(7)伸出并且在小的压力下对胎体充气。所需的内部压力例如气动式实现。

图8示出了根据本发明的用于制造轮胎的方法的后一步骤。将与布置在轮胎成型鼓(1)之外的驱动器耦接的携动件(11)借助于驱动器移动到推动环(10)的环形槽(10a)中，由此实现翻边指(8)与驱动器的耦接。

接着，如图9所示，将携动件(11)沿轴向方向朝向轮胎成型鼓(1)的中间部件(4)移动，由此，相应于由强制引导装置(9)预给定的运动将翻边指(8)激活。在这些携动件(11)汇合的情况下，翻边指(8)上升到芯(19)处并形成用于待制造的轮胎胎坯的外肩。在此，在圆周方向上有利地均匀分布的翻起指(8)首先通过在其朝向轮胎胎坯的一侧上的滚子向上走完未示出的、倾斜布置的环形的机械表面。

接着，如图10所示，保持带束层组件(18)的抓取器(17)被松开。在此将轮胎成型鼓(1)绕鼓轴(2)旋转并且将胎体的内部压力增加。由翻边指(8)实现的外肩与肩支撑件(7)一起将胎体固定在轮胎成型鼓(1)上。通过推动环(10)的根据本发明的可旋转支承(12)，在轮胎成型鼓(1)旋转时，布置在轮胎成型鼓(1)之外的驱动器和翻边指(8)保持耦接。将带束层组件(18)借助于滚压设备(20)滚压到胎体上。

图11进一步示出了将带束层组件(18)滚压到胎体上的方法步骤。滚压设备(20)已经将带束层组件(18)的侧部滚压到胎体上。在此，轮胎成型鼓(1)绕其鼓轴(2)旋转，其中，胎体在芯(19)的区域中还是通过翻边指(8)和肩支撑件(7)固定。

图12示出了将胎面的带束层组件(18)的侧壁滚压到胎体上的方法步骤。通过携动件(11)的进一步汇合而使翻边指(8)在胎体上升高，接着将先前放置的胎体层的弹性体材料竖起并围绕芯(19)翻边。在下一步骤中，在翻边指(8)上的滚子将材料滚压到胎体上。

在随后通过将携动件(11)从彼此离开而拉回推动环(10)的情况下，翻边指(8)又沉入到轮胎成型鼓(1)的纵向槽中。接着将携动件(11)返回并将推动环(10)的环形槽(10a)又释放。

接着通过芯夹紧设备(6)和胎肩支撑件(7)的缩回将轮胎胎坯从轮胎成型鼓(1)上松脱。

图13示意性地示出了根据本发明的用于制造轮胎的设备的有利实施方式。用于制造轮胎的设备具有轮胎成型鼓(1)，在所示方法步骤中，该轮胎成型鼓布置在胎体层配置器(21)的中间(L)的区域中。此外，在胎体层配置器(21)的区域中靠近轮胎成型鼓(1)布置胎体机(22)。

此外，用于制造轮胎的设备的所示实施方式具有插入配置器(23)，通过该插入配置器可将加强条引入到待制造的轮胎胎坯中。

此外，用于制造轮胎的设备具有轮胎成型环(16)，在该轮胎成型环的区域中布置携动件(11)和滚压器(20)。

所述设备附加地具有胎面配置器(24)，通过该胎面配置器可在带束层鼓(25)上制成待制造的轮胎胎坯的带束层组件(18)。

图14示出了通过本发明的芯放置在翻边过程中出现的挤压力F的图示。与现有技术相比，通过所放置的芯的相互间的间距较大或至少相等，使得轮胎胎坯具有更平坦的或至多等高的轮廓。在相同的翻边长度l的情况下，在用于制造轮胎的设备的本发明实施方式中，力矢量的相关水平力分量F_HF大于或至少等于根据现有技术的水平力分量F_SdT。

Claims (15)

1.一种用于制造轮胎的设备，所述设备具有用于制造未硫化的轮胎胎坯的轮胎成型鼓(1)，所述轮胎成型鼓(1)具有用于实现胎体层翻边的装置，其中，用于实现胎体层翻边的装置具有多个翻边指(8)，所述翻边指能够经由至少两个推动环(10)与布置在所述轮胎成型鼓(1)之外的驱动器耦接，其中，所述翻边指(8)既能够在所述轮胎成型鼓(1)的静止状态下也能够在所述轮胎成型鼓的旋转的情况下与所述驱动器耦接并从而被驱动器控制，其中，所述翻边指(8)的支承在所述轮胎成型鼓(1)之外的所述驱动器实现为被独立驱动的多个丝杠，所述丝杠支承在固定不动的轮胎成型环(16)中并且沿相反方向同步运行。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述翻边指(8)与支承在所述轮胎成型鼓(1)之外的所述驱动器的耦接是通过所述推动环(10)的可旋转支承(12)实现。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述推动环(10)的可旋转支承(12)分别实现为滚动轴承，通过所述滚动轴承能够接收径向力和轴向力。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的设备，其特征在于，所述轮胎成型鼓(1)具有鼓轴(2)、外半鼓(3)、内半鼓(5)和中间部件(4)，其中，至少外半鼓和内半鼓(3，5)能够在所述鼓轴(2)上轴向移动。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的设备，其特征在于，所述翻边指(8)的布置在所述轮胎成型鼓(1)之外的所述驱动器构造为伺服驱动器。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的设备，其特征在于，所述推动环(10)分别具有环形槽(10a)，所述环形槽用于将所述翻边指(8)耦接到布置在所述轮胎成型鼓(1)之外的所述驱动器上。

7.根据权利要求1所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，胎体机(22)实施成，使得通过使用不同的轮胎成型鼓(1)，既能制成平坦型的轮胎胎坯也能制成冠型的轮胎胎坯。

8.根据权利要求7所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，通过所述胎体机(22)中的第二驱动单元使得能够灵活地制成平坦型或冠型的轮胎胎坯。

9.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，在固定不动的轮胎成型环(16)中的驱动单元能够通过能径向移动的携动件(11)耦接到所述轮胎成型鼓(1)的推动环(10)上。

10.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，所述翻边指(8)在其运动方面能够通过强制引导装置(9)引导。

11.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，能够操控所述翻边指(8)，以使得通过所述翻边指至少临时实现至少一个外肩，在所述轮胎成型鼓(1)旋转期间，附加于芯夹紧设备(6)，芯(19)还能够通过所述外肩在外侧固定。

12.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于制造轮胎的设备，其特征在于，实现能更有效地利用材料挤压力，其方式是，能够以下述方式预给定在翻边过程期间的芯放置间距：所实现的芯放置间距大于或等于在进一步的轮胎成型过程中达到的芯到芯的最小尺寸。

13.一种用于通过根据权利要求1-12之一所述的设备制造轮胎的方法，轮胎材料的翻边过程由翻边指(8)的支承在轮胎成型鼓(1)之外的驱动器驱动，并且在轮胎成型鼓(1)旋转期间执行轮胎胎坯的材料的胎体层的翻边。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过同步操控轮胎成型鼓(1)的两个半鼓(3，5)上的翻边机构来实施轮胎胎坯的胎体层的特别均匀的翻边。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，通过以下述芯到芯的间距放置芯，形成有利的力-角度-关系，该力-角度-关系使得能够更有效地利用材料挤压力：所述芯到芯的间距大于或等于在生轮胎制造的进一步过程中达到的最小芯间距。

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