专利名称：用于将丝线插入轮胎的针的制作方法
技术领域：
本发明涉及车轮轮胎的制造，特别是将丝线插入轮胎胎面中。
背景技术：
在已知的实践中在轮胎轴线的径向方向上将导电性丝线插入轮胎胎面中。丝线可具有改善轮胎与外界的一定接触的机械功能。它们也能够使得其所插入的材料为非均质的。它们也可保证轮胎的静电放电，特别是当轮胎富含二氧化硅时。发现用于刺穿轮胎并在其中插入丝线的针迅速磨损
发明内容
本发明的一个目的是延长针的使用寿命。为了该目的，根据本发明，提议一种用于将丝线插入轮胎的针，所述针具有-刺穿区域，所述刺穿区域具有对称轴线，和-导管，所述导管具有近端开口和远端开口，所述远端开口通向所述区域中并且相对于所述轴线偏心，所述导管由所述近端开口和直线轮廓部段组成，所述直线轮廓部段包括所述远端开口。因此，刺穿区域在轴线的一侧上用额外材料增强，所述额外材料使得所述刺穿区域更耐磨损。此外，由于所述部段为直线的，其不具有障碍物例如弯头、弯曲部或弯道。如果其具有这些障碍物中的某些，当丝线在针中前行时，将会存在阻塞的严重危险，这会使丝线堵在针中并且会危害整个方法。通过形成针的主体的直线部段，将所述危险降至最低，从而非常便于丝线在针中前行。当使用通常由金属制成以恰好具有足够刚度从而允许被推入导管的丝线时，所述优点更为重要。此外，丝线需要尽可能迅速地在导管中前行，因为其速度是限制方法的执行速度的参数之一。如果丝线的速度增加，阻塞的危险也增加。因此，对于高的执行速度，直线部段的值特别高。此外，导管在其大部分长度上的直线形状允许其相对于刺穿区域中的对称轴线具有极小倾斜甚或零倾斜。因此，在轴向截面中，形成刺穿区域和远端开口之间的交叉部分的脊部在对称轴线的侧面上具有可以更容易地制造成钝的且甚至是接近180°的角度。所述角度例如在135和180°之间，甚至是在160和180°之间。因此，该脊部极不明显，并且当针缩回从而将丝线留在橡胶中时，减少针捕获丝线并将丝线带走的危险。有利地，远端开口在所述轴线的同一侧上完全地延伸。优选地，远端开口与所述轴线隔开一定距离而完全地延伸。因此，所述区域的增强部分在针的轴线中并且具有特别高的耐磨损性。有利地，导管具有导管轴线，所述导管轴线相对于所述区域的对称轴线倾斜。这是本发明的容易制造的具体实施方案，所述具体实施方案不弱化针的一部分并且能够协调刺穿区域的增强和导管的直线形状。
有利地，刺穿区域具有轴对称表面，远端开口完全地通向所述轴对称表面。优选地，针具有支撑区域，所述近端开口在与所述支撑区域同心的同时通向所述支撑区域。因此，导管在刺穿区域中偏心，其仍然在另一区域中居中，从而特别便于使插入设备抓住针并使针在该位置上更为强劲。有利地,针为直线的。
优选地，针由金属或金属合金制成。优选地，刺穿区域的硬度大于针的其它部分的硬度。特别地，通过导管偏心得到的额外材料使得用于增加其硬度的处理的应用特别有效。根据本发明，还提议一种用于将丝线插入轮胎的设备，所述设备包括根据本发明的针。根据本发明还提议一种用于制备根据本发明的针的方法，其中处理刺穿区域从而增加其硬度。最后，根据本发明提议一种方法，其中通过根据本发明的针将丝线插入包含橡胶的元件中。
在参考附图作为非限制性实施例提供的优选的具体实施方案的如下说明中，也将出现本发明的其它特征和优点，在附图中-图I为根据本发明制造的轮胎的立体图；-图2、3和4分别为根据本发明的针的立体图、侧视图和沿图3的IV-IV平面的轴向截面图，该平面为中线纵向对称的平面；-图5为图4的细节D的放大图；-图6和7为显示针中的丝线的与图5相似的图；-图8为根据本发明的设备的立体图；-图9至11表示在通过图8的设备形成丝线头的过程中刀具的操作细节；-图12表示根据所述设备的第一使用模式安装插入物的周期的各个阶段；-图13和14为所述设备的部件在安装周期的特定阶段的位置的立体图；和-图15为根据本发明的设备的变化执行方案的立体图。
具体实施例方式图I显示旨在特别用于轻型、重型或土木工程类型的车轮的轮胎2。该轮胎在其外围的圆周上具有胎面4，在胎面4中插入丝线6，所述丝线6以轮胎的一般对称轴线8的径向方向至少在丝线的部段上延伸。在这种情况下，丝线6在富含二氧化硅的胎面区域中延伸。它们为导电性的。它们的端部在胎面的外表面处。参考图2至5，在轮胎的制造过程中，通过支撑针12的设备10插入丝线6。针12具有伸长形状，在这种情况下为直线形状。针具有对称轴线14，所述对称轴线14沿着针的中间部分延伸，针具有围绕该轴线轴对称的一般外部形状。
在该图左侧，针12具有近端区域或支撑区域16，在右侧具有远端区域或刺穿区域18。近端区域16具有圆柱形外表面20，所述圆柱形外表面20具有圆形横截面。从该区域开始，针具有圆柱形外表面22，所述圆柱形外表面22具有圆形横截面并且朝向刺穿区域18延伸并且具有比近端区域16更小的直径。表面22形成针的本体并且延伸超过针长度的一半以上。从表面22的右端开始，刺穿区域18具有第一轴对称表面24，所述第一轴对称表面24在这种情况下为截头圆锥形状，圆锥的直径随着远离支撑区域而减小。从该表面的右边缘开始，区域18具有第二截头圆锥表面26，所述第二截头圆锥表面26具有开口比表面24的角度更大的角度。该同样轴对称的表面26形成刺穿区域和针的终端。四个表面20、22、24和26具有轴线14作为对称轴线。针12具有内部纵向导管30。导管具有对称轴线32，所述对称轴线32不同于轴线 14且相对于轴线14倾斜。在这种情况下，导管为直线并且在垂直于其轴线32的平面上具有圆形截面。导管30具有近端开口 34和远端开口 36，所述近端开口 34通向支撑区域16中，所述远端开口 36通向刺穿区域18中。导管具有从近端开口 34延伸并且与近端开口连续的部段29。该单一连续部段包括远端开口 36并且为直线的、轮廓的和圆柱形的。因此在这种情况下，导管包括近端开口，具有渐缩形状和轮廓部段。轴线32在近端开口 34处与轴线14相交，使得近端开口定中心在这两个轴线的每一个上。选择轴线32相对于轴线14的倾斜度和导管30与部段29的直径，使得远端开口36在轴线14的同一侧上与轴线14隔开一定距离而完全地延伸，并且完全地位于截头圆锥表面24中。通过具有圆形横截面的导管30与截头圆锥表面24的交叉部分，开口 36具有接近椭圆形的形状。因此，开口 36明显相对于轴线14偏心，其中心37与该轴线隔开一定距离。因此，开口 36使形成针的远端的整个第二截头圆锥表面26自由。在图5中可明显看出，针的自由的终端区域从轴线14的两侧延伸并且从导管30的同一侧延伸。因此，其通过相对大量的材料形成，所述材料能够增强其机械耐磨损性。因此观察到针在表面26处具有圆锥形状的自由端部，而不会损坏该圆锥。在本实施例中，针由钢制成。规定在针的制造过程中，端部刺穿区域18至少为处理对象，从而能够赋予其比针的剩余部分的硬度更大的硬度。不取决于该处理和导管30的位置及其开口，针以传统方式制成。能够给予导管0. 5mm的直径和相对于轴线14的0. 7°的倾斜度。能够给予针35mm的总长度和表面22处I. 5mm的直径。这仅为示例并且可选择不同的尺寸。图8至12显示了支撑并操作根据本发明的针的设备10。其包括框架101，在所述框架101上安装工具104，所述工具104用于供给丝线6 (在该情况下为金属的);可移动支架102，所述可移动支架102支撑中空针12和切割工具103。供给工具104设置在框架101顶部并且能够以一定的规定速度输送丝线6。可移动支架102通过直线导轨111连接至框架。该可移动支架102通过连杆114和曲轴113在升高位置和降低位置之间交替移动，所述曲轴113由固定至框架101的马达(未示出)旋转。“升高位置”意指对应于框架在最远离轮廓元件P的表面S的位置时的周期阶段的框架位置，且“降低位置”意指对应于框架在最接近表面S的位置时的周期阶段的位置。可移动支架102包括底座122和顶部121，在所述底座122和顶部121之间形成导管125 (以虚线表示)用于引导丝线6。包括导管或通道30 (丝线6在导管或通道30中前行)的中空针12通过其近端16固定至可移动支架102的底座从而延伸可移动支架102的底座122和顶部121之间形成的导管125。丝线6从针中出现的尖端直接朝向轮廓元件P的表面S。针随着支架2交替移动。
选择针的直径从而改善针在橡胶中的穿透。优选的选择是具有最小外径且对应于待插入丝线直径的针，在最广泛应用的情况下，所述直径可从0. Imm至Imm变化。当然应注意保证丝线在针的内部通道内良好移动。为此，丝线的直径和针的内径之间的差值优选不小于 0. 05mm。为了改善针在其上下移动中的导向，在框架102的底座处尽可能接近轮廓元件P的表面S设置导向工具112，针在所述导向工具112中自由行进，使得当可移动支架在上升位置时，针的尖端不脱离导向工具。为了改善丝线6在位于可移动支架102顶部121处的导管125的入口处的导向，在该支架的顶部处设置丝线导向工具123。该丝线导向工具123具有截头圆锥通道的形状，所述截头圆锥通道的最小直径设置在可移动支架的顶部和底座之间形成的导管125的侧面上，其最大直径设置在丝线6进入导向工具的入口处。不言而喻，导向工具不限于该特定具体实施方案并且可具有许多变化。切割工具103安装在框架101的底部部分中，所述切割工具103包括刀片130，所述刀片130包括切割丝线或切割脊部134。该切割工具采取刀具形式，所述刀具通过固定至框架101的马达(未示出)围绕基本上平行于针的移动方向的轴线131旋转。设置切割工具从而使其能够随着轴线131的平移而调节，从而以一定距离d切割轮廓元件的表面S和针尖端152之间的丝线6，所述距离d可从该尖端调节。旋转刀具设置在针12的导向工具112和轮廓元件P的表面S之间。调节刀具的旋转移动从而在针的每个往返周期上进行完整的旋转。设定该移动从而当针尖端在升高位置时切割丝线6。因此，值得使用相同的驱动工具从而驱动曲轴113和旋转刀具103,同时相应地适应机械传动。刀具的刀片130通过叶片132延伸，所述叶片132基本上垂直于刀片平面延伸。考虑到刀片的行进方向，叶片132设置在切割丝线之后，从而在切割丝线之后立即撞击丝线头。如图9和10所示，该冲击具有强迫形成丝线头的丝线自由端部在尖端152周围向后折叠的作用。用于驱动根据本发明的设备的周期的主要位置详细显示在图12中并且通过置于括号中的图(I)至(6)而识别。每个周期对应于一个插入物I插入轮廓元件P。该插入物通过丝线6的一部分形成并且轮廓元件包含橡胶且旨在形成轮胎2胎面的一部分。第一位置(I)对应于刚刚切割之后针12在其朝向底部位置开始移动时的升高位置。可以看出丝线6的自由端部穿过针尖端26从而形成丝线头A，所述丝线头A在丝线从针的出口通道的边缘的周围折叠。丝线头A的长度必须仔细选择。特别地，丝线头A的长度不能过长，使得在针穿透进入轮廓元件的过程中，丝线头和轮廓元件的橡胶产品之间的摩擦力不会大于允许针将丝线插入橡胶的锲效应，但是丝线头A的长度也不能过短，使得当针再次升高时，丝线头维持在穿孔底部处的位置。在实践中，对于通常用于轮胎工业的金属或纺织丝线，应考虑丝线头的长度有利地在直径值的10倍和20倍之间，即作为一般规则在3mm和5mm之间的长度，这覆盖了该领域中的大多应用。相似地，丝线直径越大，丝线头可越短。在任何情况下，应注意丝线头的长度小于穿透深度(h)。第二位置(2)对应于针12的向下移动和针尖端刺穿橡胶轮廓元件P的表面S的瞬间。该位置也显示在图13中的立体图中。注意在该刺穿瞬间丝线头A沿着针12折叠。在该构造中，针被出口通道的边缘固定，所述出口通道使丝线丧失在与针的行进方向相反的方向上的所有移动。针的出口通道的边缘充当楔形物并且防止丝线头拖拽丝线。 第三位置(3)对应于针的底部位置，其中针尖端穿透轮廓元件至一定深度h，并且对应于图14的立体图。之后，针开始从其底部位置至其顶部位置(如位置(4)所示)的向上返回移动。当针尖端离轮廓元件P的表面S —定长度d且可调节时，达到上升位置。在该向上返回移动的过程中，丝线和丝线头A的自由部分被轮廓元件的橡胶材料夹紧。施加在丝线头上和连续施加在由针释放的剩余丝线上的摩擦力允许丝线6拉紧并且针沿着丝线再次升高，所述丝线相对于轮廓元件P的表面S仍然固定。当达到升高位置时，刀片130切割丝线并释放丝线头A，所述丝线头A用于插入下一插入物I，如位置(4)所示。注意，值得尽可能接近表面S切割丝线。因此，通过将刀片130设置在尽可能接近表面S从而设置根据本发明的插入设备是足够的。该情况对应于轮胎领域中最常遇到的情况并且通常能够达到丝线的相对干净切害I]，因为表面在某种程度上充当在切割操作中能够抓住丝线的砧座。当需要允许丝线穿过表面时，可有用地使切割刀片与反向刀片d合作，从而防止丝线上过大的回复力。通过将支架102设置在上升位置并且通过调节刀片在其轴线131上的轴向位置而调节长度d，所述长度d确定丝线头A的长度。通过作用在曲轴113的直径上来改变支架102的移动幅度从而调节深度P。所述幅度对应于深度h加长度d。刚刚在切割之后，如位置(5)所示，挡板132撞击丝线并且以基本上垂直于丝线移动方向的方向推动丝线头A。为使丝线头尽可能明显地折叠，针12在高位置处的端部和叶片132之间的空隙j需要尽可能的小，并且至少等于丝线的直径，如图9中所示。空隙j可有用地在丝线直径的一倍和五倍之间。当丝线头的长度变化时能够调节空隙j也是实用的。因此出于该目的，能够提供一组可移动叶片，所述可移动叶片取决于所需丝线头的长度而具有不同高度并且固定至支撑叶片132的刀片的支架133。如图11中所示，当针在(5)所示的高位置和(2)所示的尖端穿透轮廓元件的表面的位置之间移动时，尖端26周围的丝线头的所述折叠移动足以固定针内丝线的升高移动。为了防止丝线再次升起，通过控制供给工具104使得设置在框架101上的供给工具104和导管125或导向工具123的入口 151之间的丝线部分相对于可移动支架102的位置形成弯曲部B，从而将丝线进入针的导管30时的张力设置为零，如图8中所示。图15显示了设备的一种情况，其中导向工具采取丝线可在两个辊124之间行进的形式。这些辊可完全自由从而以两个方向旋转，或者防止以一个或两个方向旋转，从而防止当辊124和供给工具103之间的丝线部分过快拉紧时丝线再次升起。通过相对于框架101移动轮廓元件一个节距e然后重复上述周期从而插入下一个插入物I，如位置(6)所示。通过尽可能多次重复这些操作得到橡胶轮廓元件，其中插入物I均匀地插入，如位置(7)所示。 长度h的插入物在其底部包括对应于丝线头A的长度d的折叠部。插入物底部处丝线双重长度的存在的优点在于，当表面S对应于轮胎胎面与地面接触的表面时，优选地增强了雕刻元件的底部。作为本发明的主题的周期显示了这种情况，其中插入物垂直于轮廓元件P的表面S插入。当然有可能通过倾斜框架使得可移动支架2在其上行进的轨道11相对于表面S形成给定角度从而改变插入物的角度。部段29的直线形状便于丝线以较大速度在针中前进，同时减少阻塞的危险。此外，该直线形状允许其相对于对称轴线14具有极小的倾斜度。因此如图6和7中所述，在轴向截面中，形成截头圆锥表面24和远端开口 36之间的交叉部分的脊部39在对称轴线的侧面上具有角度a，所述角度a可以更容易地制造成钝的且甚至是接近180°的角度。所述角度例如在135和180°之间，甚至是在160和180°之间。因此，该脊部39在该位置中极不明显，并且当针缩回从而将丝线留在橡胶中时，减少针捕获丝线并将丝线拉出的危险。特别地，注意到其中发生刺穿的材料柔软并且在丝线和针上施加压力，特别是丝 线在脊部上摩擦之处。当然可对本发明进行许多改变而不偏离本发明的上下文。可建议两个轴线14和32平行并且相隔一定距离。形成针的一种或多种材料可为非金属材料，例如陶瓷(氧化锆、氧化铝等)。
权利要求
1.一种用于将丝线(6)插入轮胎(2)的针(12)，其特征在于所述针具有 -刺穿区域(18)，所述刺穿区域(18)具有对称轴线(14)，和 -导管(30)，所述导管(30)具有近端开口(34)和远端开口(36)，所述远端开口(36)通向所述区域(18)中并且相对于所述轴线偏心，所述导管由所述近端开口和直线轮廓部段(29 )组成，所述直线轮廓部段(29 )包括所述远端开口。
2.根据前述权利要求所述的针，其中所述远端开口(36)在所述轴线(14)的同一侧上完全地延伸。
3.根据前述权利要求至少任一项所述的针，其中所述远端开口与所述轴线隔开一定距离而完全地延伸。
4.根据前述权利要求至少任一项所述的针，其中所述导管(30)具有导管轴线(32)，所述导管轴线(32)相对于所述区域的所述对称轴线(14)倾斜。
5.根据前述权利要求至少任一项所述的针，其中所述刺穿区域(18)具有轴对称表面(24)，所述远端开口(36)完全地通向所述轴对称表面(24)。
6.根据前述权利要求至少任一项所述的针，其中所述针具有支撑区域(16)，所述近端开口(34)在与所述支撑区域同心的同时通向所述支撑区域(16)。
7.根据前述权利要求至少任一项所述的针，所述针由金属或金属合金制成。
8.根据前述权利要求至少任一项所述的针，其中所述刺穿区域(18)的硬度大于所述针的其它部分的硬度。
9.一种用于将丝线(6)插入轮胎(2)的设备(10)，其特征在于所述设备包括根据前述权利要求至少任一项所述的针(12)。
10.一种用于制备根据权利要求I至8至少任一项所述的针(12)的方法，其中处理所述刺穿区域(18)从而增强其硬度。
11.一种用于制备轮胎的方法，其特征在于，通过根据权利要求I至8至少任一项所述的针(12)将丝线(6)插入包含橡胶的元件(P)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于将丝线插入轮胎的针(12)，所述针具有刺穿区域(18)，所述刺穿区域(18)具有对称轴线；和导管(30)，所述导管(30)具有近端开口和远端开口(36)，所述远端开口(36)通向所述刺穿区域(18)中并且相对于所述轴线偏心，所述导管由所述近端开口和直线轮廓部段组成，所述直线轮廓部段包括所述远端开口。
文档编号B65C7/00GK102762788SQ201180009950
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年2月18日
发明者J-M·德托雷 申请人:米其林研究和技术股份有限公司, 米其林集团总公司