技术领域
[0001] 本
发明涉及通过将带束缠绕在显示出
旋转对称性的构件上而制造生胎坯。
背景技术
[0002] 文献EP-0264600公开了一种制造生胎坯的设备，所述设备包括旋转
成型鼓和工具，所述工具具有能够通过挤出用以制造带束并将所述带束缠绕在成型鼓上的臂。所述臂围绕平行于成型鼓的旋
转轴线的轴线铰接至其
支撑座。因此，所述臂可以在与成型鼓的轴线成径向的方向上改变其
位置从而靠近或远离的方式移动，用以对成型鼓或已经铺设的线圈的形状不规则性负责，并且还用以遵循由于已经铺设的带束层的建立而造成的生胎坯的直径增加。
[0003] 此外，所述臂能够相对于支撑座围绕平行于所述臂的纵向方向的轴线以旋转方式移动，使得带束的定向可以适应其在轮胎上的位置，例如在生胎坯的胎侧上，或者带束可以全部或部分地与一个或多个已经铺设的带束层重叠。
[0004] 所述臂还具有滑
动能力，使得其可以横穿生胎坯的整个宽度行进。
[0005] 当带束在缠绕时，所述臂向带束施加作用力从而造成带束粘合至已经缠绕的带束层。然而，承载挤出装置并且有时甚至是驱动装置的臂的重量向带束施加额外的力。该力在带束横截面的最大尺寸平行于成型鼓的
旋转轴线的时候几乎不具有不良后果。相反，当带束以相对于该轴线倾斜的位置铺设时，所述力却具有不良后果。
[0006] 这是因为在这种情况下，作用力和重力作用不平行，因此它们的合力具有平行于成型鼓的旋转方向的分力。当带束在铺设时，所述分力可以使带束
变形或损坏带束。
[0007] 此外，将带束放置在生胎坯上通常所需的精确度的数量级为十分之一毫米。
[0008] 减少制造这种生胎坯所涉及的循环次数意味着接收表面的旋转速度和带束进给速度加快。在其上建立生胎坯的接收表面为旋转表面，所述旋转表面可能具有圆柱形或环形整体形状。
[0009] 为了改变带束的位置，因此合意的是，臂能够围绕带束的中心以较高的
角加速度枢转。
[0010] 目前，由于臂所承载的
质量本身较高，臂围绕该轴线的
惯性力矩可能达到并非微不足道的值。
[0011] 考虑到所需的加速度值，当臂旋转时出现的抵抗
扭矩可能对轴线上的机械力产生显著作用。
[0012] 目前，允许传递这种扭矩的技术具有两个明显的缺点。所述技术产生较大体积并且明显增加设备的整体质量。此外，如果需要足够小从而与设施相容的组件空隙，所涉及的附加成本较大。
发明内容
[0013] 本发明的一个目的是特别针对所述两个问题的至少一个问题，通过将带束缠绕在显示出旋转对称性的构件上从而更容易地制造生胎坯。
[0014] 为此目的，本发明提供一种用于铺设制备生胎坯的带束的工具，其包括：
[0015] -支撑座，和
[0016] -臂，所述臂承载带束挤出构件和带束施加辊子，
[0017] 所述臂相对于所述支撑座围绕平行于所述辊子的几何轴线的第一轴线和围绕与所述辊子的圆周相切的第二轴线铰接，所述第一轴线和所述第二轴线的至少一者穿过所述臂的
重心。
[0018] 有利地，第一轴线穿过重心。
[0019] 这因此避免了当带束被缠绕在接收表面上时臂的重量对带束的作用。由臂施加至带束的作用力因此仅为通过出于该目的而特别提供的装置所获得的作用力，而上述不期望的合力消失。这因此避免了在带束上产生有可能损坏带束的不期望的变形。
[0020] 在任何时机改变所述作用力并且使所述作用力适应带束的行进速度或制成带束的材料的流变状态也变得更容易。
[0021] 此外，特别有利的是能够改变滚动压力使其适应行进速度，这是因为当速度改变时时间/作用压力的折中不再相同。所发生的情况是带束在高速下的接合时间远远短于在低速下的接合时间。因此在高速下需要增加作用压力。现在，当增加作用压力时，由于支撑座或已经进行的缠绕中的几何不完美性，工具经受刺激，所述刺激的幅度随着铺设速度的增加而增加。这造成作用压力的值
波动。因此有利的是能够增加该压力从而使臂变硬并且使其对于由于经过在接收表面上的
缺陷而导致的刺激的敏感性下降。相反地，在高速下使用的作用压力不能在低速下使用，这是因为其会损坏产品。再次地，因而有利的是能够改变压力使其适应。
[0022] 有利地，第二轴线穿过臂的重心。
[0023] 该措施使得有可能降低臂相对于所述轴线的惯性力矩。臂在其操作时的抵抗扭矩因此得以降低。因此有可能减小旨在提供所述臂的装置的体积和质量。因此更容易获得所需的空隙
水平。此外，该重心的位置消除了由
向心力产生的径向力。引导围绕该轴线旋转的装置所经受的负荷因此得以降低。因此也有可能使这些装置更轻，减小它们的尺寸和增加它们的精确度。
[0024] 优选地，第一和第二轴线穿过臂的重心。
[0025] 因此，通过结合这两个特征，其优点得以结合。
[0026] 根据本发明的工具可以进一步具有如下特征的至少任一者：
[0028] -臂围绕第一轴线铰接至支架，
[0029] -支架围绕第二轴线铰接至支撑座，
[0030] -臂被安装成使其能够相对于支撑座以下述方向中的至少一个滑动：平行于辊子的几何轴线的方向；以及垂直于辊子的几何轴线和彼此垂直的两个方向，并且优选以这些方向的每一者滑动。
[0031] -臂围绕第一和第二轴线铰接至托架，
[0032] -托架被安装成使其能够相对于支撑座以所述一个或多个方向滑动，[0033] -支撑座承载托架，以及
[0034] -托架承载支架。
[0035] 本发明还提供一种用于制造生胎坯的设备，所述设备包括显示出旋转对称性的接收器和至少一个根据本发明的能够将带束铺设至接收器上的工具。
[0036] 有利地，所述设备包括至少两个能够将带束铺设至同一接收器上的工具。
[0037] 这是因为增加与同一个接收表面相关联的工具的数量使得有可能加快生胎坯的制备速度。
[0038] 本发明还提供一种用于制造生胎坯的方法，其中至少一个臂通过挤出制备带束，并且臂的辊子将所述带束施加至接收器，所述接收器显示出旋转对称性，臂相对于臂的支撑座围绕平行于辊子的几何轴线的第一轴线和围绕与辊子的圆周相切的第二轴线枢转，第一和第二轴线中的至少一者穿过臂的重心。
附图说明
[0039] 通过下文针对以非限制性
实施例的方式给出的实施方案的描述并参考所附附图，本发明的其他特征和优点将变得更为清楚，在附图中：
[0040] -图1为通过本发明制备的生胎坯的轴向截面的局部图；
[0041] -图2为在实施本发明的过程中制造的带束的横截面的图；
[0042] -图3为根据本发明的一个实施方案的设施的总体布置；
[0043] -图4为图3的细节D的立体图；
[0044] -图5和6为图4中的臂分别在相对于支撑座的两个位置下的两个端视图；
[0045] -图7为图4的臂和接收表面的侧视图；
[0046] -图8显示了当实施本发明时，臂在与生胎坯
接触时的移动；以及[0047] -图9和10为图3的设施的接收表面的图。
具体实施方式
[0048] 图3和10显示了根据本发明的用于制造与图1中所示相同的生胎坯4的设施2，该实施方案已经显示于图2中，涉及挤出和缠绕带束6，所述带束6的横截面为垂直于其纵向方向的平面。
[0049] 设施2包括接收器8，所述接收器8由设施的支撑座10承载并且被安装成具有相对于所述支撑座旋转的能力。接收器8具有圆柱形环状或环形整体形状，具有围绕与其旋转轴线相对应的水平轴线12的旋转对称性。其圆周外表面形成带束的接收表面。其例如形成成型鼓。
[0050] 设施2包括至少一个工具14，所述工具14用于制备和铺设带束6。在该特定情况下，所述设施包括数个工具14，此处为四个。所述工具例如如图3中所示围绕轴线12平均分布并且以每个工具的远端与接收器的圆周表面接触的方式排列。在下文中，我们将描述与接收器8的接收表面接触并且位于12点钟位置的工具14。
[0051] 工具14包括臂16，所述臂16具有细长的直线整体形状，臂的纵向方向平行于与接收表面的圆周方向相切的方向，该切线方向垂直于轴线12。臂16在中间部分承载用于引入
橡胶成分的构件17。在臂16的远端包括用于挤出橡
胶带束6的构件18，所述构件在此情况下通过辊子头20形成。辊子被安装成具有相对于臂的本体围绕轴线22旋转的能力，所述轴线22与辊子的主几何轴线一致并且平行于构件8的轴线12。臂承载驱动装置25，所述驱动装置
25能够使辊子围绕其轴线旋转。
[0052] 以本身已知的方式并且此处不详细描述，通过构件17引入的材料在臂内部沿着臂行进并且经由辊子头以带束6的形式挤出。带束被施加至辊子20的圆周表面，然后转移至接收器8的接收表面上或可替代地转移至已经缠绕在接收器8上的带束层上。对于该问题的其他详细内容，可以参考例如上述文献EP-0264600。
[0053] 工具14包括承载臂16的内托架（在此形成支架24），和承载支架24并且其本身被支撑座10支撑的外托架26。
[0054] 支架24具有U形截面轮廓的整体形状，顶部打开。于是支架24形成臂16延伸进入的空腔，臂在空腔的两个纵向端部处露出。臂16围绕平行于轴线22的水平轴线28（此处被称为依从轴线）而铰接至支撑座24。铰接是通过例如穿过臂并且恰好穿过支架壁的轴实现。该旋转运动允许辊子20朝向轴线12或远离轴线12移动，如箭头30所示。
[0055] 外托架26为半圆柱的整体形状，其横截面为圆弧形状，顶部打开。其形成容纳支架24的空腔。
[0056] 支架24被安装成具有相对于外托架26围绕轴线32（在该情况下被称为α轴线）旋转移动的能力。该轴线垂直于轴线12和22，与辊子20和接收器8的圆周表面相切并且穿过辊子20和接收器8之间的瞬间接触点。在该特别情况下，支架在外托架中的旋转是特别通过由托架支撑的弧形
齿条和
马达来引导和驱动的，所述马达装配有与齿条
啮合并且由支架支撑的小
齿轮。
[0057] 由于围绕α轴线32的旋转，支架和臂能够占据图5中所示的位置，其中依从轴线28和辊子的轴线22平行于接收表面的旋转轴线12，或能够占据例如图6中所示的位置，其中这两个轴线相对于轴线12倾斜。
[0058] 臂以这样的方式构造：依从轴线28和α轴线32穿过臂的重心G，所述重心G因此形成依从轴线28和α轴线32的交叉点。这里所涉及的臂是被限定为形成容纳在支架24中的组件并且围绕轴线28而铰接至支架24的臂。因此该组件特别包括构件17和18和装置25。
[0059] 外托架26通过装置36连接至支撑座10，所述装置36使得托架能够相对于支撑座以如下三个滑动方向滑动：
[0060] -平行于臂的纵向方向的方向38；
[0061] -平行于轴线22的水平方向40，和
[0062] -垂直于上述两个方向的方向42。
[0063] 在本文详细描述的上方工具14的情况下，前两个方向为水平而第三个方向为竖直。
[0064] 在该特别情况下，装置36形成
机器人的一部分，所述机器人能够使得臂16以三个方向38、40和42相对于接收器8滑动并且控制围绕α轴线32的枢转。
[0065] 工具14进一步包括产生力的设备，所述设备能够用与轴线12成径向的并且具有预定且可调节的量级的压力抵靠接收器8
挤压辊子20。该设备例如为
薄膜型
气动致动器。
[0066] 图3中的设施的另一个工具14围绕接收器8占据与先前描述的工具14相似的位置，并且所述另一个工具14为先前描述的工具14通过围绕轴线12旋转四分之一圈的画面（l'image）。特别地，两个臂16水平而另外两个臂16竖直。这些工具可以沿轴向偏置从而避免不同带束堆之间的干扰。
[0067] 在该特别情况下，通过如下的本发明的方法来制备生胎坯4。
[0068] 接收器8围绕其轴线12旋转。在每个工具14内，旨在形成橡胶的材料经由构件17引入臂中，然后在端头18处以带束6的形式挤出，所述带束6被施加至旋转辊子20使得其可以被放置并缠绕在接收器8的圆周表面上。一些带束层被直接施加至接收表面，而另一些带束层被部分或全部施加在之前缠绕的层上，如通过图1中示出的生胎坯的横截面所示。使用带束用以形成生胎坯的将构成轮胎的
胎面和胎侧的那些部分。
[0069] 在缠绕的过程中，工具14通过辊子20向带束施加预定强度的径向压力。由于依从轴线28穿过重心G，该力未伴随着与臂的重量相关联的所不期望的力。作用力得到控制而无需降低在臂16内承载的质量。
[0070] 依从轴线28通过允许臂吸收这些不均匀性从而允许臂遵循接收表面和生胎坯的任何圆度缺陷。不均匀性的主要来源如下：
[0071] -皮带跳动或者接收表面不圆，其幅度极小，数量级为百分之一毫米，并且分布于整个一圈；
[0072] -经过第一圈的起始点。其幅度较大但是孤立于一点并逐渐消失；和[0073] -接收器形成接收表面的非圆形几何形状。
[0074] 后者缺陷的幅度极小，数量级为十分之一毫米，但是其发生
频率较高，例如每圈10次至15次。这是因为接收表面可能包括数个扇区，所述扇区以圆周方向依次衔接并被安装成使得它们可以移动，因此该表面的直径可以调整用以适应所制造的生胎坯的直径。这些扇区的存在造成形成接收器8的圆周表面的圆柱体中的不规则性。所述扇区44已经显示于图9和图10中。在图9中，在圆周方向上依次衔接的扇区之间的接合部在从一个扇区至另一个扇区的通路处造成负厚度效果。相反地，在图10中，从一个扇区至另一个扇区的通路在扇区的边缘处造成正厚度效果。在这两幅图中，以放大比例显示接收表面的部分的细节图显示了所述扇区的形状和理论圆形圆柱轮廓46的形状。
[0075] 随着带束的施加，根据待施加至生胎坯的带束的所需定向和根据带束所待放置的区域，机器人36造成臂在方向38、40和42上滑动并且围绕α轴线32旋转。
[0076] 图8特别显示了臂以方向40和42的滑动并且通过箭头43显示了臂围绕轴线32的枢转。由于α轴线32穿过重心G，臂围绕该轴线的惯性力矩是适度的并且使臂围绕该轴线移动所需的力可以维持适度强度。
[0077] 在本实施例中，如图2中所示，带束的横截面在上部具有由三个表面形成的并且背朝接收器8的透镜形状。其下表面为平面。其例如具有16mm的长度和1.7mm的高度从而形成22.25mm2的横截面积，这些值是非限制性的。其他横截面形状是可能的，例如矩形截面，为了改变所述形状仅需改变头部工具。
[0078] 在制造的剩余阶段中，生胎坯一旦完成即在挤压机中特别经受
固化步骤，用以将橡胶硫化并获得轮胎。
[0079] 轮胎将例如为用于轻型车辆、客运车辆、重型货物车辆类型的车辆、
多用途车辆或施工机械的公路轮胎。
[0080] 本发明还允许考虑如下各个限制从而相对于接收器8放置工具14：
[0081] -设施2的整体体积；
[0082] -重力对工具的作用，所述作用恰恰是凭借本发明而被降低为零的限制；
[0083] -材料的供应，以及
[0084] -机器的人机工程学和安全性。
[0085] 当然，可以对本发明进行各种
修改而不偏离本发明的范围。
