CN111511536A - 制造车轮轮胎的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种制造用于车轮的轮胎的方法，包括：形成包括带束结构(8)的被加工轮胎(2’)，以及通过依照轴向相邻和/或部分重叠的线圈(15)缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件(14)，以在相对于所述带束结构(8)的径向外部位置处放置胎面带(9)。在胎面带(9)的放置期间在已经缠绕所述线圈(15)中的至少一个上施加导电液态弹性体复合物，所述导电液态弹性体复合物在胎面带(9)的径向外表面和带束结构(8)的径向外表面之间连续延伸，以产生将胎面带(9)的径向外表面与所述带束结构(8)的径向外表面连接的多个导电路径(20)、以及适于直接与接续的轴向相邻的线圈(15)粘附的自由区域(53)。

Description

制造车轮轮胎的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造车轮轮胎的方法和设备。

背景技术

用于车轮的轮胎通常包括胎体结构，该胎体结构包括至少一个胎体帘布层，该胎体帘布层具有与相应的环形锚固结构接合的端部翼片。带束结构在径向外部位置处与胎体结构相关联，该带束结构包括一个或多个带束层，该带束层相对于彼此且相对于胎体帘布层以径向叠置布置，并具有织物或金属增强帘线，该织物或金属增强帘线具有交叉取向和/或基本平行于轮胎的周向方向。胎面带被施加在带束结构的径向外侧的位置，该胎面带也由弹性材料制成，就像构成轮胎的其他半成品一样。至少所述带束层结构和所述胎面带的组件形成轮胎的胎冠结构。弹性体材料的相应侧壁进一步施加在胎体结构的侧表面上，每个侧壁从胎面带的侧边缘之一延伸至锚固至胎圈的相应的环形锚固结构。在“无内胎”轮胎中，胎体帘布层在内部涂覆有优选地基于丁基的弹性体材料层，通常被称为“衬里”，其具有最佳的气密性并且从一个胎圈延伸到另一个胎圈。

轮胎的生产周期提供了一种构建过程，在该过程中，轮胎本身的各种结构部件在一个或多个鼓上被制造和/或组装。将制成的生轮胎转移到模制和硫化生产线，在其中进行模制和硫化过程，以根据所需的几何形状和胎面花纹限定轮胎的结构。

定义

术语“弹性体材料”或“弹性体复合物”用于表示包含至少一种弹性体聚合物和至少一种增强填料的组合物。优选地，这种组合物还包含添加剂，例如交联剂和/或增塑剂。由于存在交联剂，因此可以通过加热使这种材料交联，从而形成最终的制成品。

轮胎的“部件”或“结构部件”是指轮胎的能够执行特定功能的任何部分或其一部分。例如，轮胎部件为衬里、底衬里、侧壁插入物、胎圈芯、填充物插入物、抗磨料、侧壁、一个或多个胎体帘布层、一个或多个带束层、胎面带、胎面带底层、带束层下方插入物等，或其一部分。

“被加工轮胎”是指放置在鼓上的轮胎的至少一个部件或结构部件。

术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内部/外部”和“轴向内部/外部”分别是指垂直于被加工轮胎的旋转轴线的方向和平行于被加工轮胎的旋转轴线的方向。

相反，术语“周向的”和“周向地”是指被加工轮胎的环形展开方向。

所谓“被加工轮胎的对称面”是指与被加工轮胎的旋转轴正交的对称面。

所谓“导电液态弹性体复合物”是指在室温(20℃)下为液态或基本为液态并且具有低电阻率(其与例如那些含有炭黑的导电弹性体复合物相当)的弹性体复合物。

当轮胎进行硫化时，导电液态弹性体复合物与轮胎的其他组分交联。

现有技术

文献EP1857262示出了一种通过将条带螺旋缠绕到胎体自身上而将设置有导电材料的弹性体原材料的条带施加到胎体上来制造轮胎的方法。导电材料允许通过轮胎、特别是通过具有高百分比的二氧化硅的胎面的轮胎消散静电荷，所述胎面具有良好的操纵性但具有高的电阻。在缠绕在胎体上之前，例如通过喷涂、浸入或静电作用，将可能悬浮在油中的导电粉末(例如石墨或炭黑)施加到条带上。EP1857262进一步公开了使条带穿过包含上述粉末的储器，然后将其缠绕到胎体上。

发明内容

在通过将由弹性体材料制成的连续细长元件以轴向相邻或部分重叠的线圈缠绕在被加工轮胎上来制造生轮胎的胎面带的轮胎制造方法中，申请人感到需要改进诸如EP1857262中所示的那样的已知的技术方案，其允许静电荷通过轮胎自身消散。

申请人实际上已经观察到，如EP1857262所示，导电粉末在旨在形成胎面带的弹性体材料的条带的整个外表面上的放置使得：

-难以控制轮胎所要求的电导率的量；

-即使在轮胎上的不必要、也不对所要求的导电效果作出贡献的区域上，也施加粉末；

-对轮胎性能产生影响、尤其是与胎面带有关的影响(例如抓地力和操控)；

-电连续性在胎面带的径向外表面和带束结构的径向外层(通常为零度层)之间在一定间隔处中断，这是由于在模制和硫化过程中的弹性体复合物的小的表面运动，这可能会导致薄层的粉末沉入复合物本身内；

-在缠绕胎面带期间存在的缺点，因为油和/或导电粉末会影响相邻线圈的相互粘合。

尤其是，申请人认为有必要提出一种制造轮胎的方法，在该方法中，能够经由轮胎消散静电荷的元件和/或材料的设置使得：

-以微小且无足轻重的方式干扰工艺的其他步骤，以例如确保高生产效率；

-基本上不影响所生产的轮胎的其他特征，特别是例如甚至在其磨损期间的在抓地力和操控方面的性能。

申请人已经发现，可以通过将胎面带的径向外表面的点或有限区域与带束结构连接的导电路径来获得轮胎的必要的电导率/电阻，并且可以通过将导电液态弹性体复合物直接放置在被加工轮胎上以及形成螺旋胎面带的过程中获得这种导电路径。

根据其第一方面，本发明涉及一种用于制造车轮的轮胎的方法。

优选地，形成包括带束结构的被加工轮胎。

优选地，通过依照轴向相邻和/或部分叠置的线圈缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件来在相对于所述带束结构的径向外部位置处放置胎面带。

优选地，在胎面带的放置期间，在已经缠绕在所述带束结构的径向外部的位置中的至少一个所述线圈上施加导电液态弹性体复合物。

优选地，所述导电液态弹性体复合物在胎面带的径向外表面和带束结构的径向外表面之间连续延伸，以产生将胎面带的径向外表面与所述带束结构的径向外表面连接的多个导电路径，并且产生自由区域，所述自由区域适于直接与接连的轴向相邻的线圈粘附。

根据其第二方面，本发明涉及一种用于制造车轮的轮胎的设备。

优选地，设置一种机动化的成形鼓，该机动化的成形鼓构造成用于绕着其旋转轴线支撑和旋转被加工轮胎。

优选地，设置一种放置装置，该放置装置构造成依照在被加工轮胎的带束结构上在径向外部位置中轴向相邻和/或部分重叠的线圈缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件。

优选地，设置一种构造成用于施加导电插入物的施加装置。

优选地，所述施加装置包括：

供应装置，其用于供应导电液态弹性体复合物；

施加器，其具有可移动表面，该可移动表面被构造为与供应装置可操作地联接并接收导电液态弹性体复合物；其中，可移动表面构造成放置为与旋转中的被加工轮胎接触，并且构造成将导电液态弹性体复合物施加在轴向相邻或部分叠置的的所述线圈中的至少一个线圈上。

根据第三方面，本发明涉及一种施加装置，该施加装置构造成用于将导电插入物施加到被加工轮胎上。

优选地，设置用于供应导电液态弹性体复合物的供应装置。

优选地，设置具有可移动表面的施加器，该可移动表面被配置为与供应装置可操作地联接并且接收导电液态弹性体复合物。

优选地，可移动表面被配置为与旋转中的被加工轮胎接触，并且将导电液态弹性体复合物施加在限定被加工轮胎的胎面带的轴向上相邻和/或部分重叠的多个线圈中的至少一个线圈上。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种将导电插入物施加到被加工轮胎上的方法，其中，被加工轮胎的胎面带是通过依照在带束结构上的轴向相邻和/或部分叠置的线圈缠绕弹性体材料制成的连续细长材料而形成的。

优选地，所述方法包括：在胎面带的放置期间，在已经缠绕在带束结构上的至少一个所述线圈上施加导电液态弹性体复合物，所述导电液态弹性体复合物在胎面带的径向外表面和带束结构之间连续延伸，而产生将所述径向外表面与所述带束结构连接的多个导电路径和自由区域，所述自由区域适于与接续的轴向相邻的线圈直接粘附。

申请人认为，本发明允许：

-使具有导电插入物的轮胎能够消散静电荷，而在整个使用寿命期间基本不影响同一轮胎的其他特征和/或性能；

-在不损害轮胎的其他部件、尤其是螺旋胎面带的形成的情况下，实现导电插入物的形成；

-通过校准所放置的导电液态弹性体复合物的量来控制电导率；

-校准并精确定位导电弹性体复合物的放置量，以避免过多的材料，这些材料可能在制造和硫化过程中的后续加工步骤中导致泄漏；

-控制与材料、装置和导电插入物的形成过程有关的成本，因此也控制轮胎的总体生产成本。

在本发明的上述方面中的至少一个方面，本发明可以表现出以下优选特征中的一个或多个。

优选地，其上存在导电液态弹性体复合物的胎面带的径向外表面位于轮胎的印迹区域中，从而将静电释放到地面。

优选地，线圈具有相互联接的周向表面。

优选地，周向表面相对于带束结构的表面倾斜。

优选地，周向表面与带束结构的表面界定大约30°至大约90°的角度。

优选地，周向表面相对于被加工轮胎的对称平面倾斜。

优选地，周向表面界定与被加工轮胎的对称平面之间的(直角的)约0°至约60°互补角。

优选地，将导电液态弹性体复合物施加在刚缠绕的线圈的可见周向表面上。

优选地，可见周向表面在胎面带的径向外表面和带束结构之间径向地延伸。

优选地，将导电液态弹性体复合物施加在胎面带的径向外表面和带束结构的与线圈的所述可见周向表面相邻的区域上。

可以看到该周向表面，因为其属于缠绕接续的线圈(覆盖了这样的周向表面)之前的刚放置的线圈。

导电液态弹性体复合物在周向表面的整个宽度上延伸，并且还在胎面带的径向外表面的区域上和带束结构的与该周向表面紧邻的区域上延伸。

优选地，依照沿着胎面带的周向延伸部彼此跟随的多个离散部分来施加导电液态弹性体复合物。

优选地，依照沿着胎面带的周向延伸部延伸的波浪状连续路径来施加导电液态弹性体复合物。

换句话说，放置导电液态弹性体复合物所依据的图案或设计使得：沿着轴向方向，该图案经过线圈的周向表面连续地连接胎面带的径向外表面和带束结构；沿着周向方向，则是存在周向表面的被导电液态弹性体复合物覆盖的区域和没有所述导电液态弹性体复合物的区域。没有导电液态弹性体复合物的区域允许随后放置的线圈牢固地粘附到已经放置的线圈上，从而为胎面带提供连续性。没有导电液态弹性体复合物的区域允许在其上施加了导电液态弹性体复合物的线圈和随后放置的线圈之间进行接合。

优选地，每个没有导电液态弹性体复合物的区域的周向延伸在几毫米到几厘米之间，优选地在大约5mm到大约5cm之间。

优选地，放置胎面带包括：暂时中断连续细长元件的缠绕；在最后缠绕的线圈上施加导电液态弹性体复合物；重新开始连续细长元件的缠绕。

在这种情况下，胎面带的放置分两步进行。当第一步完成时(其中放置了胎面带的大约一个轴向半部)，施加导电弹性体复合物，然后，在第二步中，放置胎面带的第二轴向半部。

优选地，放置胎面带包括：在缠绕连续细长元件的同时施加导电液态弹性体复合物。

优选地，在沿着被加工轮胎的周向方向的第一位置处放置连续细长元件，并将导电液态弹性体复合物施加到沿着所述周向方向的与第一位置不同的第二位置。

优选地，第一位置和第二位置位于被加工轮胎的沿直径相对的区域处。

同时施加允许限制胎面带的形成时间(在放置和不放置导电插入物的情况下保持相同)，并确保连续细长元件在放置中的连续性。

优选地，施加导电液态弹性体复合物包括：在被加工轮胎中产生凹陷，并用所述导电液态弹性体复合物填充所述凹陷。

被加工轮胎的尚未硫化的弹性体材料(特别是连续细长元件)是可变形的。在所述弹性体材料中形成的凹陷允许赋予填充所述凹陷的导电液态弹性体复合物一定的厚度。

优选地，导电液态弹性体复合物包括至少一种加工油、天然和/或合成橡胶以及导电颗粒。

优选地，施加器包括可绕其中心旋转的轮，其中可移动表面是所述轮的径向外围表面。

优选地，供应装置包括辅助轮，该辅助轮可绕其中心旋转并且具有与可移动表面、更优选地与施加轮的径向外围表面接触的外围边缘。

优选地，供应装置包括用于导电液态弹性体复合物的罐；其中，辅助轮的外围边缘与容纳在罐中的导电液态弹性体复合物部分接触。

辅助轮浸入容纳在罐中的导电液态弹性体复合物中，将其收集起来，然后将其转移到施加器的可移动表面上，施加器再将其放置在被加工轮胎上。辅助轮将受控量的导电液态弹性体复合物添加到施加器。

优选地，轮的旋转轴线平行于辅助轮的旋转轴线。

优选地，施加装置包括支撑框架。

优选地，施加器被安装在支撑框架上。

优选地，轮空转地安装在支撑框架上。

优选地，供应装置安装在支撑框架上。

优选地，辅助轮空转地安装在支撑框架上。

优选地，当轮胎旋转时，其驱动轮旋转，这又驱动辅助轮旋转。

优选地，轮和辅助轮中的至少一个是机动化的。

优选地，轮和辅助轮通过传动机构、例如通过一对齿轮可操作地连接。该解决方案允许部分浸入的辅助轮始终保持旋转，并且使施加器的轮始终覆盖有导电液态弹性体复合物(即使当轮不与被加工轮胎接触时)。以这种方式，一旦所述被加工轮胎和所述施加器相互接触，导电液态弹性体复合物就开始被施加到被加工轮胎上。

优选地，施加装置包括在轮和辅助轮之间的至少一个操作弹簧(或者可替代地为气动缸或其他)，用于将外围边缘保持抵靠可移动表面。

优选地，支撑框架包括主框架和辅助框架。

优选地，主框架承载施加器。

优选地，主框架承载轮。

优选地，辅助框架承载辅助轮。

优选地，辅助框架在主框架上枢转。

优选地，所述至少一个弹簧连接到主框架和辅助框架。该解决方案使得即使轮和辅助轮的尺寸变化，也可以保持彼此接触。

优选地，罐由主框架承载。

优选地，支撑框架包括基座，并且主框架安装在基座上。

优选地，主框架可相对于基座移动。

优选地，在基座和主框架之间可操作地插置致动器(例如，气动缸)，以移动所述主框架。

优选地，控制单元连接至致动器，并且配置成用于在施加导电液态弹性体复合物的过程中调节施加器作用在被加工轮胎上的推力。

优选地，施加器包括快速释放机构，该快速释放机构可操作地联接到轮和支撑框架、优选地联接到主框架，以将轮从所述支撑框架释放或钩到所述支撑框架上。

优选地，快速释放机构包括销(其中轮可旋转地安装在所述销上)，以及用于将销锁定在框架的座中的钩。

优选地，供应装置包括可操作地连接至辅助轮和辅助框架的辅助快速释放机构，用于将辅助轮从所述辅助框架释放或钩在所述辅助框架上。

优选地，辅助框架包括辅助销(其中，辅助轮可旋转地安装在所述辅助销上)，以及用于将辅助销锁定在辅助框架的座中的钩。

优选地，供应装置包括可操作地连接至罐的再循环回路。

再循环回路用于使导电液态弹性体复合物保持运动，以使其均匀并避免停滞。

优选地，再循环回路包括容纳该罐(因此其较为内部)的外部罐。

优选地，再循环回路包括再循环管和在所述管上可操作地工作的泵。

优选地，再循环回路包括用于容纳导电液态弹性体复合物的储存器。最里面的罐从储存器接收导电液态弹性体复合物。

优选地，最里面的罐具有溢流口，过量的导电液态弹性体复合物从该溢流口流出。

优选地，在外部罐的下部中，存在通过管道连接到储存器的排放口。过量的导电液态弹性体复合物通过所述排放口返回到储存器。

优选地，该供应装置包括至少一个刮刀，该刮刀在辅助轮的外围边缘上可操作地起作用，以便消除过量的导电液态弹性体复合物。

所述至少一个刮刀允许控制放置在外围边缘上并因此放置在被加工轮胎上的导电液态弹性体复合物膜的厚度。

优选地，与刮刀可操作地相关联的距离调节器(最好是测微器)允许调节所述刮刀与外围边缘之间的距离，以便将必要的最小量的导电液态弹性体复合物转移至辅助轮。

优选地，可移动表面具有由凸纹元件和/或由凹部限定的设计。

这种设计对应于液态弹性体复合物放置在被加工轮胎上所依照的图案或设计。因此，这种图案或设计由可移动表面的几何形状限定。

优选地，可移动表面具有多个齿。

齿产生沿着胎面带的周向延伸彼此跟随的多个离散部分。

优选地，齿沿主要轴向方向延伸。

优选地，齿相对于轴向方向倾斜。优选地，每个齿具有优选地轴向的凹口，该凹口将齿分成两半。

优选地，可移动表面具有波纹状的凸纹。波纹状的凸纹在被加工轮胎上产生导电液态弹性体复合物的连续的波纹状的路径。

优选地，凸纹具有恒定的径向厚度。

优选地，凸纹具有大致正弦形状或形状类似于回文饰。

优选地，凸纹具有中央凹部。

优选地，可移动表面的轴向宽度大于线圈的可见周向表面的宽度。

这样，导电液态弹性体复合物既被施加在线圈的周向表面上，又被施加在胎面带的径向外表面的区域上和带束结构的紧邻线圈的周向表面的区域上。

优选地，可移动表面比被加工轮胎更刚性。

以此方式，具有凸纹元件和/或凹部的可移动表面能够在被加工轮胎中留下印迹并产生上述凹陷。

优选地，辅助轮的外围边缘与可移动表面一样刚性。

优选地，辅助轮的外围边缘比可移动表面更易变形。

优选地，外围边缘由金属制成。

优选地，外围边缘由柔性和吸收性材料制成。

辅助轮的外围边缘的材料根据要转移的液态弹性体复合物的量来选择。

优选地，机动化的支撑件承载成形鼓。

优选地，提供用于相对于可移动表面定向被加工轮胎的装置，以使得线圈的可见周向表面平行于可移动表面。

优选地，用于使轮胎定向的装置被集成到机动化的支撑件中或包括机动化的支撑件。

优选地，用于使轮胎定向的装置包括机器人臂，其优选地是拟人的，并且具有至少六个轴。

优选地，成形鼓承载轮胎的至少一个部件或结构部件。

通过对根据本发明的用于构造车轮的轮胎的装置和方法的优选但非排他性实施例的详细描述，其他特征和优点将变得更加明显。

附图说明

在下文中，将参考附图给出这种描述，这些附图仅出于说明性的目的，因此是非限制性的，其中：

图1是根据本发明的用于制造轮胎的设备的工位的一些元件的立体图；

图2示出了图1中设备的工位的正视图；

图2A示出了在图1和2的工位中被加工轮胎的一部分；

图3是图1中设备的侧视图；

图4示出了前述附图的设备的工位的立体图，其中一些部分被去除以更好地突出其他部分；

图5示出了图4中的部分的放大正视图；

图6示出了图4中的部分的侧视图；

图7示出了前述附图中的设备的工位的元件的不同实施例；

图8是在设有图7中元件的工位中被加工轮胎的表面的视图；

图9是在图1的装置中被制造的轮胎的径向半截面。

具体实施方式

参照图1，附图标记1总体上表示用于构建生轮胎的设备的工位。该设备又是未整体示出的用于制造车轮轮胎的设施的一部分。

所述设施中构建的轮胎2在图9中示出，并且大体上包括具有一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b的胎体结构3。将弹性体材料的气密层或所谓的衬里5内部地施加到所述一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b。两个环形锚固结构6分别与一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b的端部翼片接合，每个环形锚固结构包括所谓的胎圈芯6a，胎圈芯在径向外部位置处承载弹性填充物6b。环形锚固结构6集成在通常由“胎圈”7的名称所标识的区域的附近，在该位置处轮胎2与相应的安装轮辋之间通常发生接合。包括例如带束层8a、8b的带束结构8沿周向施加在一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b的周围，胎面带9沿周向与带束层结构8重叠。所谓的“带束层下插入物”10分别放置在一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b与带束结构8的轴向相对的端部边缘之一之间。两个侧壁11(其中每个从相应的胎圈7延伸到胎面带9的对应的侧向边缘)在一个胎体帘布层4a/两个胎体帘布层4a、4b上以横向相对的位置施加。每个侧壁11的靠近胎面带9的侧边缘的部分被称为轮胎的胎肩。当轮胎使用时，轮胎2具有对称平面“M”(图9)，该对称平面与各个胎圈7等距并且垂直于轮胎的旋转轴线“X-X”。

上述设施(未示出)包括轮胎2的生产线，该轮胎的生产线包括用于制造生轮胎的制造设备以及可操作地布置在该制造设备下游的至少一个模制和硫化单元。

在一个优选但非排他的实施例中，用于制造生轮胎的制造设备包括胎体制造线，成形鼓在该制造线处在不同的工位之间移动，上述工位布置成在每个成形鼓上形成胎体结构3，该胎体结构包括例如胎体帘布层4a、4b、衬里5、环形锚固结构6以及可能的至少一部分侧壁11。同时，在胎冠制造线中，一个或多个成形鼓12依次在不同的工作工位之间移动，这些工作工位设置为在每个成形鼓12上形成胎冠结构，该胎冠结构至少包括带束层结构8、胎面带9以及可能的至少一部分侧壁11。在组装工位中，胎冠结构联接至胎体结构3。

图1所示的设备的工位1包括机动化成形鼓，该机动化成形鼓构造成用于绕其旋转轴线“X-X”支撑和旋转被加工轮胎2’。如图2中示意性所示，成形鼓12被携带并支撑在机器人臂13(仅部分示出)的一端，其优选地是拟人的，并且具有至少六个轴。在机器人臂13的端部处具有机动化支撑件，该机动化支撑件支撑着成形鼓12，并使其绕着其旋转轴线“X-X”旋转。机器人臂13还用来对成形鼓12进行定向，并且因此，被加工轮胎2'被布置在鼓12自身上。

图1至6、8和9所示的被加工轮胎2'包括带束结构8，通过依照轴向相邻和/或部分重叠的线圈15缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件14来在该带束结构上放置胎面带9。

然后，该设备包括放置装置16，该放置装置构造成根据在轴向上相邻和/或部分重叠的线圈16(在图2和图4中较好地可见)在被加工轮胎2'的带束结构8'的径向外侧位置上缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件14。

放置装置16包括构造成用于当被加工轮胎2'围绕旋转轴线“X-X”旋转时将弹性材料的连续细长元件14输送到带束结构8上的挤出器17(部分在图1中示出)和构造成用于将连续细长元件14挤压和粘附到带束结构18的放置轮18或其他压力元件。在所示的实施例中，放置装置16位于成形鼓12和被加工轮胎2'的上方。

该设备进一步包括配置成用于施加导电插入物的施加装置19。在图5和图8中可见限定导电插入物的导电路径20。

施加装置19包括：支撑框架21，其设置有基座22；主框架23，其安装在基座22上；以及辅助框架24。基座22包括平台，该平台构造成搁置在地面上，并且在其上放置有支柱，该支柱安装有从平台竖直延伸的一对立柱。在立柱之间是主框架23，该主框架也具有竖直伸长的形状。导向器(未详细示出)可操作地插入主框架23和基座22的立柱之间，以允许主框架23相对于基座22竖直滑动。在基座22和主框架23之间可操作地插置有致动器25(例如气缸)，以使主框架23在导向器上运动。

主框架23在其突出超过立柱的上端处带有施加器，其由可绕其中心旋转的轮26限定。轮26空转地安装在支撑框架21的一对板27上。特别地，板27相互平行且间隔开。轮26位于板27之间，并且可旋转地安装在销28上，销又插入板27中的开口中。当基座22搁在地面上时，销28基本水平，轮26旋转绕水平旋转轴旋转。钩29安装在板27之一上，并且构造成用于接合销28的伸出到同一板27之外的一个端部。特别地，钩29可在与销28的端部接合的位置和与销28的端部脱开的位置之间旋转运动。当钩29处于接合位置时，销28轴向锚定在板27上。当钩29处于脱开位置时，销28可以被从板27上取下以取下并可能地更换轮26。带有钩29的销28构成可操作地联接到轮26和支撑框架21上的快速释放机构，以将轮从所述支撑框架21释放或钩到所述支撑框架上。

轮26的径向周向表面限定可移动表面30，该可移动表面构造成与旋转放置的被加工轮胎2’接触。可移动表面具有由凸纹的元件和/或由凹部限定的设计。

在图7所示的实施例中，可移动表面30具有连续的波纹状凸纹31，其具有大致正弦形状，该形状沿着轮26的整个径向周向表面延伸。波纹状凸纹31具有沿径向测量的恒定厚度，并且还设置有中央凹部32，该中央凹部也像凸纹31那样是波纹状的。在未示出的实施例中，凸纹的形状可以像回文饰。在图1至图6所示的不同实施例中，代替连续的起伏，可移动表面30具有多个齿33，因此轮26类似于齿轮装置的齿轮。每个齿33例如沿着轴向方向(参考轮26的旋转轴线)延伸。每个齿33具有中央凹部32，该中央凹部沿前述轴向方向延伸并且将齿33分成两半。在未示出的变型中，齿33也可以相对于轴向方向倾斜。

轮26和隆起元件例如由金属制成，例如由钢制成，并且在任何情况下优选地由比被加工轮胎2'的弹性体材料更硬的材料制成，以便留下印迹并产生所述被加工轮胎2'中的凹陷处。

施加装置19还包括导电液态弹性体复合物的供应装置34(图4和图6)，所述导电液态弹性体复合物被配置成用于形成导电插入物。轮26的可移动表面构造成与供应装置34可操作地联接，并从其接收导电液态弹性体复合物，然后将其转移到被加工轮胎2'上，这将在下文中解释。

优选地，导电液态弹性体复合物包括至少一种加工油、天然和/或合成橡胶以及导电颗粒。

供应装置34包括用于导电液态弹性体复合物的罐35(在图3、4和6中可见)和辅助轮36，该辅助轮绕其中心和其旋转轴线旋转(该旋转轴线平行于轮26的旋转轴线)，并具有与轮26的可移动表面接触的外围边缘37。

辅助轮36空转地安装在辅助销38上，该辅助销又容纳在辅助框架24的一对辅助板39的开口中。辅助板39相互平行且间隔开，并且辅助轮36位于辅助板39之间。

辅助钩40安装在辅助板27之一上，并且构造成用于接合伸出超过同一辅助板27的辅助销38的一个端部。特别地，辅助钩38可在与辅助销40的端部接合的接合位置和从辅助销40的端部脱离的脱离位置之间旋转运动。当辅助钩38处于接合位置时，辅助销40轴向锚定到辅助板39。当辅助钩38处于脱离位置时，可以将辅助销40从辅助板39上取下，以取下并可能地更换辅助轮36。具有辅助钩40的辅助销38构成了可操作地联接至辅助轮36和辅助支撑框架24的辅助快速释放机构，以将辅助轮36从所述辅助框架24释放或将辅助轮钩挂至所述辅助框架。

辅助轮36位于轮26的下方，并且其外围边缘37通过连接到主框架23和辅助框架24的弹簧41保持与轮26的可移动表面接触。在所示的实施例中，辅助框架24在主框架23上在与销28和辅助销38以及弹簧41间隔开的支点42处枢转。弹簧41钩在板27之一和辅助板39之一上。弹簧41拉动辅助轮36，该辅助轮可以绕支点42摆动而抵靠轮26。

辅助轮36的外围边缘37被部分浸入容纳在罐35中的导电液态弹性体复合物并与其接触。为此，罐35被放置在辅助轮36下方并被支撑在辅助致动器43(图1和3)的一个端部，该辅助致动器例如包括一对气压缸，其又由主框架23支撑。因此，罐35由主框架23承载。辅助致动器43构造成用于使罐35运动远离或靠近辅助轮36，以便能够调节距离从而使得例如即使辅助轮的尺寸发生变化，也可以使辅助轮36始终部分浸入，或用于移动罐35与辅助轮36和轮26，或用于将辅助轮36移离轮26并便于对其进行更换以进行维护。

辅助轮36的外围边缘37与轮26的可移动表面30一样刚性，并且例如是金属。在实施例变型中，辅助轮36的外围边缘37可以比可移动表面30更易变形。在实施例变型中，这种外围边缘37可以是吸收性材料。辅助轮36的外围边缘37的材料根据要转移的导电液态弹性体复合物的量来选择。

供应装置34包括可操作地联接至罐35的再循环回路44(在图3中示意性地示出)，该再循环回路具有保持导电液态弹性体复合物运动以使其均匀并避免停滞的功能。

罐35具有其自身的壁，该壁设置有溢流口45，过量的导电液态弹性体复合物从溢流口流出。罐35容纳在也支撑在辅助致动器43的端部处的外箱46内(图6)。罐35与外箱46的底壁间隔开。在外箱46的下部处具有排放口47，该排放口通过循环管50连接到容纳储存器和泵49。循环管50从该泵49返回到罐35。泵49通过溢流口45将导电液态弹性体复合物从罐35循环到外箱46，然后通过排放口47进入容纳储存器48，然后又返回罐35。

图6中示意性示出的刮刀51可操作地作用在辅助轮36的外围边缘37上，以消除从罐35收集的过量的导电液态弹性体复合物。例如，刮刀51是安装在罐35自身上的板，并且距离调节器、最好是测微器与刮刀51可操作地相连，以调节所述板的一端与外围边缘37之间的距离。

优选地为电子类型的控制单元(未示出)连接至机器人臂13、挤出器17、致动器25、辅助致动器43、泵49，并且配置成用于管理设备的工位1。特别地，控制单元构造成用于控制通过挤出器17连续细长元件14的输送，使被加工轮胎2'定向并且通过机器人臂13管理被加工轮胎2'的旋转，通过致动器25调节轮26的在被加工轮胎2'上的推力，通过辅助致动器43设定辅助轮36相对于罐35的位置，使导电液态弹性体复合物通过泵49循环。

在未示出的实施例中，在罐35的下方提供了另外的泵。由于液态导电复合物的粘度高，仅泵49实际上可能无法使上述复合物循环。

在使用中并且根据本发明的过程和方法，机器人臂13在施加装置19上方并且在放置装置16附近承载成形鼓12和预先形成的带束结构8。机器人臂13使成形鼓12和带束结构8定向，以使被加工轮胎2'的旋转轴线“X-X”与轮26(和辅助轮36)的旋转轴线界定待放置的相互联接的线圈15的周向表面52的倾斜度的非零角函数。

此时，放置胎面带9。为此，将挤出器17靠近被加工轮胎2'，并开始输送由弹性体材料制成的连续细长元件14，同时被加工轮胎2'绕其旋转轴线“X-X”旋转，并且放置轮18将所述连续细长元件14的第一接触区域压在带束结构8上。在所示的实施例中，放置装置16位于被加工轮胎2'上方的与施加装置19径向相对的位置上。

如图2A中可见，由弹性体材料制成的连续细长元件14具有平坦的横截面，并且通过使线圈15靠近和/或部分重叠来放置。结果，线圈15具有彼此联接并相对于带束结构8的线圈放置在其上的表面倾斜角度“α”(优选在90°和30°之间)的周向表面52。这意味着相同的倾斜的周向表面52与被加工轮胎2’的对称平面“M”之间的互补角“β”(相对于直角)在0°至60°之间。

在第一步中，放置装置16放置多个线圈15，直到被加工轮胎2'的约轴向一半为止，从而在施加装置19不起作用时、即在被加工轮胎2'与轮26保持距离时形成胎面带9的轴向一半。一旦完成第一步，放置就会中断，被加工轮胎2'的旋转会立即停止。被加工轮胎2’的被放置并大致定位在对称平面“M”处的最后一个线圈15的周向表面52仍然可见，因为其没有被随后必须放置的后续线圈覆盖。前述周向表面52在要形成的胎面带9的径向外表面与带束结构8的表面之间径向延伸。

机器人臂13用于倾斜被加工轮胎2'，使得周向表面52在视图中基本上平行于轮26的可移动表面30，并且用于使所述周向表面52在视图中与轮26的可移动表面30接触。与致动器25的作用相反，机器人臂13将被加工轮胎2'推向轮26，从而使轮26在被加工轮胎2'上施加压力。

再次旋转被加工轮胎2'，使其绕其旋转轴“X-X”执行至少一整圈旋转。被加工轮胎2'在旋转时驱动轮26旋转，这又驱动辅助轮36旋转。辅助轮36从罐35中提取出导电液态弹性体复合物并将其转移至轮26。辅助轮36通过使用刮刀51将受控量的导电液态弹性体复合物的剂量分配至轮26。轮26又将其施加到最后缠绕的线圈15的可见周向表面52上以及胎面带9和带束结构8的径向外表面的与所述可见周向表面52相邻的区域上(如图5和图8所示)。

在胎面带9的径向外表面和带束结构8的径向外表面之间连续延伸的导电液态弹性体复合物产生了多个导电路径20，该导电路径将胎面带9的所述径向外表面与带束结构8的所述径向外表面连接起来。为此，可移动表面30的轴向宽度大于线圈15的可见周向表面52的宽度。

一旦轮胎2已经被制造和硫化，在其上存在导电弹性体复合物的胎面带9的径向外表面就位于轮胎2的足迹区域中，从而静电被排放到地面。

轮26的径向外围表面的几何形状、特别是可移动表面30的凸纹元件和/或凹部的几何形状决定了图案或设计，根据该图案或设计，导电液态弹性体复合物被放置在被加工轮胎2'上。

图7中的轮26的具有基本上呈正弦形图案的连续波纹状的凸纹31在被加工轮胎2'上产生由导电液态弹性体复合物组成的波浪状图案，如图8所示，其中，该设计的峰和谷分别位于胎面带9的径向外表面和带束结构8的径向外表面上。

图1至图5中的轮的齿33在被加工轮胎2'上产生多个离散部分，这些离散部分沿着被加工轮胎2'的周向方向彼此跟随，如图5所示。

在任何情况下，导电液态弹性体复合物都在线圈15的区域53上定界成不具有复合物本身，并且构造成与随后的轴向接近的线圈直接接合。换句话说，由复合物限定的设计用于获得导电性，而未被复合物覆盖的自由区域53允许随后放置的线圈15牢固地粘附至已经放置的线圈15并赋予胎面带9以连续性。例如，没有液态弹性体复合物的自由区域53的周向延伸范围为几毫米至几厘米，优选地为约5mm至约5cm。

可移动表面30的凸起元件的粗糙侧面有助于避免完全润湿被加工轮胎2'的表面，因此允许形成自由区域53。轮26施加在被加工轮胎2'(尚未硫化)上的压力在被加工轮胎2'中产生凹陷，所述凹陷填充所述导电液态弹性体复合物。所述凹陷允许赋予填充所述凹陷的导电液态弹性体复合物以一定的厚度，并且还限定了被所述复合物润湿的表面。

一旦导电液态弹性体复合物的施加完成，机器人臂13就将被加工轮胎从轮26上移开，并且放置装置16重新开始连续细长元件14的缠绕。

因此，胎面带9的放置分两步进行。当第一步完成时(其中，放置了胎面带9的大约轴向一半)，施加导电液态弹性体复合物，然后在第二步中放置胎面带9的第二轴向一半。

一旦放置完成，当轮胎安装在车辆上时，由导电液态弹性体复合物限定的设计的仅一部分位于胎面带9的径向外表面上并与地面接触。

在根据本发明的方法的变型中，在连续细长元件14的缠绕的同时(即不中断胎面带9的放置的同时)施加导电液态弹性体复合物。连续细长元件14通过放置装置16在沿被加工轮胎2'的周向展开的第一位置处进行放置，并且导电液态弹性体复合物由施加装置19在沿所述周向展开的与第一位置不同的第二位置处进行施加。第一位置和第二位置位于被加工轮胎2'的直径方向相对的区域，例如，如图1和2所示。根据此变型，放置装置16通过放置胎面带9的所有线圈来连续工作，而在中间线圈15刚被放置后，最好通过被加工轮胎2'的单圈旋转来使轮26与所述中间线圈接触。

一旦胎面带9已经被放置并且生轮胎已经被制造，则生轮胎被硫化并且导电液态弹性体复合物也被硫化并且成为胎面带9的组成部分。

在所描述和示出的实施例中，轮26和辅助轮36是空转的。在未示出的实施变型中，轮26和/或辅助轮36可以是机动化的。例如，两个轮26、36中的一个连接至相应的马达，并且轮26和辅助轮36通过传动机构、例如通过一对齿轮而彼此连接。

实验测试

使用上述方法和装置获得的轮胎根据2001年8月的WDK110标准(Blatt 1)进行了测试，以评估电阻/电导率。

将安装在钢轮辋上的干轮胎充气(表1)，并将其垂直放置在由绝缘基座支撑的导电金属板的光滑平坦表面上。在轮辋和导电金属板之间施加直流电，并进行对轮胎的静态电阻的测量。

表格1

轮胎225/45R19
		充气压力(KPa)	230
负载(Kg)	568
		室温(℃)	23
环境湿度(％RH)	47

对轮胎进行三次测量，每次测量进行20秒。下表2中所示的值是施加电压180秒后测得的值。

表2

通过测试的参考值是1x10¹⁰欧姆(“通用轮胎”的参考值)；应该认为与没有上述导电弹性体复合物的测试轮胎相同的轮胎基本上是绝缘体。

可以看出，所有三个测试均成功。

Claims (29)

1.一种制造车轮的轮胎的方法，包括：

形成包括带束结构(8)的被加工轮胎(2’)；

通过依照轴向相邻和/或部分重叠的线圈(15)缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件(14)，以在相对于所述带束结构(8)的径向外部位置处放置胎面带(9)；

在胎面带(9)的放置期间在已经相对于所述带束结构(8)缠绕在径向外侧的所述线圈(15)中的至少一个上施加导电液态弹性体复合物，所述导电液态弹性体复合物在胎面带(9)的径向外表面和带束结构(8)的径向外表面之间连续延伸，以产生将胎面带(9)的径向外表面与所述带束结构(8)的径向外表面连接的多个导电路径(20)、以及适于直接与接续的轴向相邻的线圈(15)粘附的自由区域(53)。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：将导电液态弹性体复合物施加在刚缠绕的线圈(15)的可见周向表面(52)上；其中，所述可见周向表面(52)在胎面带(9)的径向外表面与带束结构(8)之间径向延伸；其中，导电液态弹性体复合物被施加在胎面带(9)的径向外表面的区域和带束结构(8)的与线圈(15)的所述可见周向表面(52)相邻的区域上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导电液态弹性体复合物依照沿着胎面带(9)的周向延伸部彼此跟随的多个离散部分来施加。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导电液态弹性体复合物依照沿着胎面带(9)的周向延伸部延伸的波浪状连续路径来施加。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，放置所述胎面带(9)包括：暂时中断所述连续细长元件(14)的缠绕；在最后缠绕的线圈(15)上施加导电液态弹性体复合物；重新开始连续细长元件(14)的缠绕。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，放置所述胎面带(9)包括：在缠绕所述连续细长元件(14)的同时施加所述导电液态弹性体复合物。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，施加所述导电液态弹性体复合物包括：在被加工轮胎(2’)中产生凹陷，并用所述导电液态弹性体复合物填充所述凹陷。

8.根据权利要求1或7所述的方法，其中，所述导电液态弹性体复合物包括至少一种加工油、天然橡胶和/或合成橡胶以及导电颗粒。

9.一种用于制造车轮的轮胎的设备，包括：

机动化的成形鼓(12)，所述成形鼓构造成支撑被加工轮胎(2’)并使得所述被加工轮胎围绕其旋转轴(X-X)旋转；

放置装置(16)，所述放置装置配置成依照线圈(15)来缠绕由弹性体材料制成的连续细长元件(14)，所述线圈在被加工轮胎(2’)的带束结构(8)上在径向外部位置轴向相邻和/或部分重叠；

施加装置(19)，所述施加装置构造成用于施加导电插入物，其中，所述施加装置(19)包括：

供应装置(34)，所述供应装置用于供应导电液态弹性体复合物；

施加器，所述施加器具有可移动表面(30)，所述可移动表面构造成可操作地与供应装置(34)联接并接收导电液态弹性体复合物；其中，所述可移动表面(30)构造成被放置成与旋转中的被加工轮胎(2')接触，并且构造成用于将导电液态弹性体复合物施加到轴向相邻或部分重叠的所述线圈中至少一个线圈(15)上。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述施加器包括能够绕其中心旋转的轮(26)，其中，所述可移动表面(30)是所述轮(26)的径向外围表面。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，所述可移动表面(30)具有由凸纹元件和/或由凹部限定的设计。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的设备，其中，所述可移动表面(30)具有多个齿(33)。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的设备，其中，所述可移动表面(30)具有波浪状的凸纹(31)。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的设备，其中，所述可移动表面(30)的轴向宽度大于所述线圈(15)的可见周向表面(52)的宽度。

15.根据权利要求9至14中的任一项所述的设备，其中，所述可移动表面(30)比被加工轮胎(2')更硬。

16.根据权利要求9至15中的任一项所述的设备，包括这样的装置，所述装置用于相对于所述可移动表面(30)将所述被加工轮胎(2')定向成使得将所述线圈(15)的可见周向表面(52)布置成平行于所述可移动表面(30)。

17.根据权利要求9至16中的任一项所述的设备，其中，所述供应装置(34)包括：

辅助轮(36)，所述辅助轮能绕其中心旋转并具有放置成与所述可移动表面(30)接触的外围边缘(37)；

用于导电液态弹性体复合物的罐(35)；

其中，辅助轮(36)的外围边缘(37)与容纳在罐(35)中的导电液态弹性体复合物部分地接触。

18.根据前述权利要求所述的设备，其中，所述供应装置(34)包括可操作地联接至所述罐(35)的再循环回路(44)。

19.根据权利要求17或18所述的设备，其中，所述供应装置(34)包括至少一个刮刀(51)，所述刮刀在所述辅助轮(36)的外围边缘(37)上可操作地起作用，以消除多余量的导电液态弹性体复合物。

20.根据权利要求10或从属于权利要求10时的权利要求11至19中任一项所述的设备，其中，所述施加装置(19)包括在所述轮(26)和所述辅助轮(36)之间工作的至少一个弹簧(41)，以便保持外围边缘(37)抵靠可移动表面(30)。

21.根据权利要求9至20中任一项所述的设备，其中，所述辅助轮(36)的外围边缘(37)与所述可移动表面(30)一样刚性、或者比所述可移动表面(30)更易变形。

22.根据权利要求9至21中的任一项所述的设备，其中，所述施加装置(19)包括：

支撑框架(21)，所述支撑框架具有基座(22)和主框架(23)；其中，主框架(23)承载所述施加器；

致动器(25)，所述致动器可操作地插置在所述基座(22)和所述主框架(23)之间，以移动所述主框架(23)；

控制单元，所述控制单元连接到所述致动器(25)，并配置成调节施加器作用在被加工轮胎(2’)上的推力。

23.根据权利要求10所述的设备，其中，所述施加装置(19)包括支撑框架(21)；其中，所述施加器安装在所述支撑框架(21)上；其中，所述施加器包括快速释放机构(28、29)，所述快速释放机构可操作地联接到轮(26)和支撑框架(21)，以便将轮(26)从所述支撑框架(21)释放或将轮联接到所述支撑框架。

24.根据权利要求17所述的设备，其中，所述施加装置(19)包括支撑框架(21)；其中，供应装置(34)安装在支撑框架(21)上，其中，供应装置(34)包括辅助快速释放机构(38、40)，所述辅助快速释放机构可操作地联接到辅助轮(36)和辅助框架(24)，以便将辅助轮(36)从所述辅助框架(24)释放或将辅助轮联接到所述辅助框架。

25.一种施加装置，所述施加装置被配置为将导电插入物施加在被加工轮胎上，其中，所述施加装置包括：

供应装置(34)，所述供应装置用于供应导电液态弹性体复合物；

施加器，所述施加器具有可移动表面(30)，所述可移动表面构造成可操作地与所述供应装置(34)联接并接收导电液态弹性体复合物；其中，可移动表面(30)构造成被放置成与旋转中的被加工轮胎(2')接触，并且构造成将导电液态弹性体复合物施加在限定被加工轮胎(2')的胎面带(9)的轴向相邻和/或部分重叠的多个线圈中的至少一个线圈(15)上。

26.根据权利要求25所述的施加装置，其中，所述可移动表面(30)具有由凸纹元件和/或由凹部限定的设计。

27.根据权利要求25或26所述的施加装置，其中，所述施加器包括能够绕其中心旋转的轮(26)，其中，所述可移动表面(30)是所述轮(26)的径向外围表面。

28.根据权利要求25、26或27所述的施加装置，其中，所述供应装置(34)包括：

辅助轮(36)，所述辅助轮能够绕其中心旋转并具有与可移动表面(30)接触的外围边缘(37)；

用于导电液态弹性体复合物的罐(35)；

其中，辅助轮(36)的外围边缘(37)与容纳在罐(35)中的导电液态弹性体复合物部分地接触。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的施加装置，包括：

支撑框架(21)，所述支撑框架具有基座(22)和主框架(23)；其中，主框架(23)承载施加器；

致动器(25)，所述致动器可操作地插置在基座(22)和主框架(23)之间，以移动所述主框架(23)；

控制单元，所述控制单元连接到致动器(25)，并配置成调节施加器作用在被加工轮胎(2’)上的推力。

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