专利名称：轮胎的制备帘线层的制造设备及方法
技术领域：
本发明总体涉及为制作轮胎而生产一连续的制备帘线层材料的设备和方法，并且更具体地说，涉及用于制作制备帘线层材料的一连续的幅面料的一种设备和方法，该制备帘线层材料具有横向的非金属增强帘线。
背景技术：
在子午线轮胎的结构中，由弹性材料的一个或多个制备帘线层组成的胎体被组装在一普通圆柱形鼓上。该制备帘线层被施加成该增强帘线在通常平行于该鼓轴线的一方向上从胎圈伸向胎圈。因此，在制作该胎体之前，必须首先制成具有该横向延伸的增强帘线的制备帘线层。
人们已知道通过首先生产一弹性材料片来制造制备帘线层，在该材料片中增强帘线纵向地延伸。生产期间，该弹性材料片通过压延辊子之间。然后该已压延的材料片被切成四边形，例如，矩形件，然后重新定向的及该已压延的各边缘被拼接在一起以构成制备帘线层材料的一连续的条。该重新定向导致该增强帘线基本上平行于该拼接接头而延伸和基本上垂直于该制备帘线层条的纵方向。
如果该弹性材料具有金属增强帘线，该材料的侧向已压延的各边缘就具有相对直及均匀的边缘。因此，具有金属增强帘线的制备帘线层的制造中，该各条的相邻各端部被放置成直接相对置和被集拢在一起而没有各端部的任何搭接，以构成一端对端或把两个端部拼接在一起的对接接头。因此，仅通过相邻各端部区域上方的未硫化橡胶的粘性，各端部就被保持在一起。金属增强帘线提供一相对地直的压延的边缘，该边缘适于利用弹性材料的粘性来生成对接拼合连接。
但是，如果该弹性材料具有非金属增强帘线，该材料的侧向压延的各边缘就不是直的而是波浪形的。这种曲线的延压的各边缘在各件的相邻备端部之间提供一种非均匀的及变化的间隙，并因此通常不认为适用于对接接头。因此，虽然对接拼接在制备接头的制造中可能是较好的，但搭接拼接常被用于连接具有非金属增强帘线的切割件。
因此，需要有自动地制作具有对接接头的制备帘线层的改进的设备及方法。尤其是需要有把具有非金属增强帘线的一制备帘线层自动地对接拼接在一起的设备及方法。
发明内容
在本发明的一第一实施例中，提供了一种设备，它自动地对接拼接具有金属的或非金属的增强帘线的一制备帘线层。该设备比用于对接拼接一制备帘线层的其它机器相对地结构简单并且较便宜。本发明的该设备提供一高质量对接接头，而不论增强帘线材料如何，并因此在制作具有非金属增强帘线的制备帘线层中特别有用。
更准确地说，本发明的该第一实施例提供一种设备，该设备用于在第一及第二帘线层的各端部之间制作对接接头以把该各帘线层拼接在一起。该设备具有端对端地延伸的多对上齿条；而每对上齿条具有第一及第二上齿条，它们可彼此相对移动。此外，邻近着该多对上齿条有多对下齿条端对端地延伸；而每对下齿条具有第一及第二下齿条，它们可彼此相对移动。该第一及第二下齿条分别支承着第一及第二帘线层的各端部。一夹紧驱动装置连接于各对上齿条，并可操作地朝向该各下齿条移动该各上齿条，以夹紧位于该上及下齿条之间的第一及第二帘线层的各端部。一啮合驱动装置连接于该上及下齿条并可操作地使所有的第一及第二齿条同时地彼此相对移动，以把该第一及第二帘线层的各端部牢固地压在一起，由此构成把该第一及第二帘线层的各端部拼接在一起的对接接头。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种方法，该方法用于把一第一材料帘线层段的一端部放置在该第一下齿条的齿上方和把一第二材料帘线层段的一端部放置在该第二下齿条的齿上方。其次，该第一及第二材料帘线层段被夹紧在各对上齿条及各对下齿条之间。然后，所有的该第一上及下齿条的齿与所有的该第二上及下齿条的齿同时地啮合，以把该第一及第二材料帘线层的各端部牢固地压在一起来制成对接接头，该对接接头把该第一及第二材料帘线层拼接在一起。
在本发明的一第二实施例中，提供了一种设备，该设备自动地把一隔离胶施加于把两个制备帘线层连接在一起的对接接头上。该设备用本文描述的该对接拼接机快速地、可靠地及自动地操作，并因此在制作具有非金属增强帘线的一制备帘线层中特别有用。
更准确地说，本发明的该第二实施例提供一种设备，该设备具有供给所需长度的一隔离胶的一传送机。然后一转送装置从该传送机自动地移去该隔离胶并把该隔离胶放置在该对接接头上。
在本发明另外的一实施例中，提供了把一隔离胶施加在对接接头上的一种方法，该对接接头通过首先提供具有所需长度的一隔离胶而后自动地把该隔离胶放置在该对接接头上来把第一及第二制备帘线层的各端部拼接起来。
在本发明的一第三实施例中，提供一种设备，该设备自动地制成一种形式的一连续的制备帘线层，该形式的制备帘线层用来以具有非金属帘线的制备帘线层段制作车轮胎。它能经济地、有效地及可靠地对接拼接制备帘线层，提供一更高质量的轮胎制造工艺。
更准确地说，本发明的该第二实施例提供一设备，该设备具有用于顺序地供给该制备帘线层段的一进给传送机，和从该进给传送机接收该制备帘线层段的一对接拼接机。该对接拼接机把该两个制备帘线层段的各端部相连接，以制成把两个制备帘线层拼接在一起的对接接头来制成一连续的制备帘线层。一输出传送机从该对接拼接机供输该连续的制备帘线层，并且一隔离胶施加器把一隔离胶施加在位于该输出传送机上的该连续的制备帘线层的该对接接头上。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种方法，该方法用于制成一连续的制备帘线层，其通过以下步骤来进行首先自动地制成把两个制备帘线层拼接在一起的一第一对接接头，以制成具有非金属帘线的一连续的制备帘线层，该非金属帘线在基本平行于该对接接头的一方向上延伸。此后，一隔离胶被自动地放置在该第一对接接头上。
在联系本文备附图的下列详细描述中，本发明的这些及其它目的和优点将更容易变得明显。
图1是具有根据本发明原理的对接拼接机和隔离胶施加器的一非金属帘线制备帘线层生产线的简略示例图。
图2是图1的对接拼接机和隔离胶施加器的一侧视图。
图3是图2的对接拼接机的一侧视图。
图4是图2的对接拼接机的一部分的一局部立体视图，图释多对上及下齿条。
图5是图2的对接拼接机的一端视图。
图6及6A是用于控制图1的对接拼接机及隔离胶施加器工作的控制系统的简略方块图。
图7是图6的控制系统完成的对接拼接循环前放置制备帘线层件的子程序的一流程图。
图8、8A、8B、8C是图释在图1的对接拼接机上的各齿条的不同状态的端视图，该对接拼接机处于执行图6的对接拼接循环中。
图9是图6的控制系统完成的一子程序的一流程图，该子程序用于对接拼接制备帘线层材料。
图10图释各对上齿条对如何非刚性地安装在位于图2的对接拼接机上的夹板安装支架内。
图11是图2的隔离胶施加器的一端视图。
图12是图2的隔离胶施加器的一侧视图。
图13是图释水平驱动部件的图2的隔离胶施加器的一局部顶视图。
图14是图释垂直驱动部件的图2的隔离胶施加器的一局部端视图。
图15是由图6的控制系统完成的子程序的一流程图，该子程序用于切割隔离胶至一定长度。
图16是由图6的控制系统完成的子程序的一流程图，该子程序用于利用真空头抓取隔离胶。
图17是由图6的控制系统完成的子程序的一流程图，该子程序用于利用真空头施加隔离胶。
图18是图释用于同时操纵图2的对接拼接机及隔离胶施加器的图6控制系统的作业的状态图。
具体实施例方式
参考图1，在一制备帘线层生产线20中，从压延机辊子(未图示)以一已知的方式供给一已压延的材料条22。该已压延的材料22厚约0.040-0.060英寸并具有由一非金属材料制成的帘线24，帘线24纵向地大致平行于已压延的边缘26而延伸。非金属帘线24的刚度比金属帘线的低，导致已压延的边缘26是非直线的并且是波浪形的。该已压延的材料由一传送机28供给通过一切割器30，根据用途，切割器30切割该已压延的材料至所需长度。生成的矩形件32然后被传送至一横向进给传送机34上。然后这些件32在一下游的方向35上被传送至对接拼接机36，对接拼接机36在已切割件32的已压延的各边缘26之间制成对接接头40，以制成一连续的制备帘线层条38。各个对接接头40被相应的隔离胶42所增强，隔离胶42由一隔离胶施加器44放置在接头40的上方。该生成的连续的制备帘线层条以一已知的方式被集中至缠绕辊子43上。连续的制备帘线层条38具有非金属帘线24，非金属帘线24基本平行于对接接头40及隔离胶42并横截于制备帘线层条38的一纵向轴线46。
出于本说明的目的，术语“下游”(Adownstream@)用于标明制备帘线层材料38穿过对接拼接机36及隔离胶施加器44的运动方向，这就是说，当看图1时是从右至左。术语“上游”(Aupstream@)用于指示一相反的运动方向。被标明为“下游”的对接拼接机36上的部件比被标明为“上游”的部件其位置更靠近隔离胶施加器44。
图2是制备帘线层生产线20的一部分和已压延的材料条22的一侧视图，该侧视图含有进给传送机34、对接拼接机36及隔离胶施加器44。应该指出除了对接拼接机36和隔离胶施加器44之外，图1的所有元件都是已知的并已被应用于轮胎制造工业。还应该指出用于隔离胶施加器44的制备装置48，它从一辊子供输该隔离胶并分离该隔离胶和在该隔离胶粘结剂上缠绕一覆盖层，这也是已知的。
参考图4及5，对接拼接机36具有一框架72，它支承着在对接拼接机36的上游侧边及下游侧边两者上面的浮动台70。安装有多对上齿条50及多对下齿条52以横越该对接拼接机宽度而延伸。每对上齿条50含有一不可枢转的上游齿条54，齿条54具有齿56，齿56可与一可枢转的下游齿条60的齿58啮合。类似地，每对下齿条52含有一不可枢转上游齿条62，齿条62具有齿64，齿64可与一可枢转的下游齿条68的齿66啮合。各对下齿条52紧邻台70架高安装，当已切割的条32被进给传送机34供向对接拼接机36时，台70支承着已切割的条32。齿条54、60、62、68是市场上可买到的齿条。
每个上面的上游齿条54被安装在相应的上面的不可枢转的上游夹板安装支架75的下端部，支架75安装在滑动件76上。滑动件76可滑动地安装在直线导向件77上，直线导向件77固定在框架72的上面一对横导轨78上。每个上面的下游齿条60安装在相应的上面的可枢转的下游夹板安装支架79的下端部。每个上面的夹板安装支架75、79的上端部被机械地连接于夹紧驱动装置，该夹紧驱动装置含有相应的上夹紧致动器82，例如是如图5所示的一气动缸。各气动缸82安装在桁架95上，桁架95安装在位于框架72上的齿轮箱97上面。各齿轮箱97通过轴99连接并由手轮101操纵。因此，转动手轮101就能调节气动缸82的垂直位置及上面的各对齿条50。每个夹板安装支架75、79的上端部经一枢轴销80可枢转地连接于相应的气动缸82的缸杆81的末端部。在一种情况下，可同时操纵各气动缸82的工作，以同时移动上夹板安装支架75、79和使各对上齿条50向下朝向各对下齿条52移动。反过来可操纵各气动缸82的工作，以使各上齿条50移离各下齿条52。
如图4中所示，借助于一啮合驱动装置，各上面的下游齿条60可相对于相应的各上面的上游齿条54枢转，该啮合驱动装置含有相应的上啮合致动器83，例如是一气动缸。尤其是，气动缸83安装在相应的上面的下游夹板安装支架79上面，并且如图3中所示，相应的缸杆85的末端部连接于相应的相对的上面的上游夹板安装支架75上。在一种情况下各啮合气动缸83的同时工作引致各上面的下游夹板安装支架79和相应的上面的下游齿条60朝向各上面的上游夹板安装支架75和相应的各上面的上游齿条54枢转，因此它们的相应齿58、56啮合。反过来，各啮合气动缸83的工作引致各上面的下游齿条60同时地移离各上面的后部齿条54，因此它们的相应齿58、56脱开啮合。
每个下面的上游齿条62安装在相应的下面的上游不枢转的夹板安装支架84的下端部，支架84连接在下面的一对横导轨87上，横导轨87固定在框架72上。每个下面的下游齿条68安装在相应的下面的可枢转下游夹板安装支架88的下端部上。每个下面的夹板安装支架84、88的上端部经枢轴销89可枢转地连接。借助于啮合驱动装置下面的下游齿条68可相对于相应的下面的上游齿条62枢转，该啮合驱动装置含有相应的下面的啮合致动器90，该致动器90例如是气动缸。尤其是，气动缸90安装在相应的下面的下游夹板安装支架88上；并且如图3中所示，相应的缸杆91的末端部连接于相应的下面的下游夹板安装支架84。在一种情况下，啮合气动缸90的同时工作引致下面的下游的夹板安装支架88以及相应的下面的下游齿条68朝向下面的上游夹板安装支架84以及相应的下面的上游齿条62枢转，因此，它们的相应齿66、64相啮合。反过来，啮合气动缸90的工作引致下面的下游齿条68同时地移离下面的上游齿条62，因此它们的相应齿66、64脱开啮合。
参考图6，浮动台70及气动缸90、82、83的工作由螺线管94的工作来控制，螺线管94以已知的方式供输来自气源96的加压空气。该螺线管的工作状态听命于来自控制器98的输出信号，该控制器例如是可编程逻辑控制器或其它的微控制器。控制器98的工作由输入装置控制，该输入装置例如是用户I/O 100、边缘传感器，等等。控制器98也提供命令进给传送机马达104(图2)和输出传送机马达106工作的输出信号，马达104和马达106操纵相应的进给及输出传送机34、108。
对接拼接机36的工作由各种工作循环来控制，各种工作循环以已知方式作为子程序组被编程在控制器98中。例如，图7中图释的第一子程序在制作对接接头的准备中影响已切割件32在对接拼接机36中的定位。图7中的程序以一制备帘线层在对接拼接机36中并且对接接头刚被制成作为开始。参考图1、2、6及7，为使制备帘线层38和下次对接的新切割件32定位，控制器98在502处提供输出信号，以使进给及输出传送机马达104、106分别运转。与此同时，控制器98向螺线管94d提供一输出信号，引致它转换状态和向浮动台70供输加压空气。因此，材料可以最小的摩擦从下面的支承移到对接拼接机36上。如从图1、2及8中所见，进给及输出传送机34、108的同时工作引致制备帘线层条38在下游方向35上移动。制备帘线层条38的该运动导致后边缘110(图8)通过边缘传感器102下面，边缘传感器102安装在对接拼接机36上。根据对后边缘110的检测，边缘传感器102在504处向控制器98提供一输出信号。
然后控制器98监测输出传送机108的工作，以确定后边缘110何时已相对于下面的下游齿条68的齿66移动至所要求的位置。被边缘传感器102测出的后边缘110的点与后边缘110在下面的下游齿条68上最终位置之间的距离是一已知值。因此，输出传送机马达106的工作可被精确控制，使得当后边缘110已处于它在下面的下游齿条68上的要求位置时，输出传送机108被停运。该后边缘的所要求位置根据对接拼接机36的结构、该齿条的齿深、该制备帘线层材料的性质等等而改变。后边缘110的所要求位置在下面的下游齿条68的齿66的前边缘的背部。但是，所要求的后边缘110的退后量由每个用途中的试验确定，并且可能例如是等于至稍小于齿66长度的一半的一距离。
当后边缘110处于其位置时，可以若干方法来完成检测。在一个实施例中，输出传送机马达106具有连接在其上的一编码器112；而来自该编码器的每个输出脉冲表示输出传送机108的一增量位移。因此，当后边缘110处于其所要求的在下面的下游齿条68的齿66上的位置时，控制器98可检测及计数来自编码器112的输出脉冲并在506处进行检测。在另一个实施例中，如果输出传送机108的速度是固定的，控制器98可启动一内部计时器，该计时器计数为把后边缘110从其在边缘传感器102下面的位置移动至在下面的下游齿条68的齿66上的要求位置所需的毫秒数。无论哪一种情况，当控制器98在506处确定该后边缘处于其所要求的位置时，控制器98在508处向输出传送机马达106提供一输出信号，命令马达106停转。此外，控制器98提供转换螺线管94d状态的一输出信号以从下游浮动台70撤去加压空气的供应，由此为已切割件38提供一更加坚实的支承。
与制备帘线层38移动的同时，由控制器98控制的进给传送机34的工作也引致一新的已切割件32在下游方向35上朝对接拼接机36移动。在检测制备帘线层38的后边缘110之后，边缘传感器102检测要被拼接到制备帘线层条38上的下一个已切割件32的前边缘，并且其输出在510处改变状态。根据控制器98检测该状态变化的情况，它开始计数来自编码器116的脉冲，编码器116与进给传送机马达104相连。通过计数编码器脉冲，控制器98能够确定前边缘114何时处于在下面的上游齿条62的齿64上的所要求位置。再次，前边缘114的所要求位置根据对接拼接机36的结构。该齿条的齿深、制备帘线层材料的性质等而改变。前边缘114的所要求位置的确定方法与所描述的关于后边缘110的所要求位置的相同。根据在512处控制器98检测的前边缘114的所要求位置，控制器98在514处向进给传送机马达104提供一输出信号，命令马达104停转。应该指出进给传送机34与输出传送机108通常具有大致相等的速度，但是，该输出传送机可比该进给传送机运行得稍快些，以便在传输期间增大制备帘线层38的后边缘110与帘线层段32的前边缘之间的间隙。
此外，控制器98提供转换螺线管94d状态的一输出信号，以撤除来自上游浮动台70的加压空气的供给，由此为已切割件32提供一更加坚实的支承。此刻，边缘110、114分别处于下面的后及前齿条68、62的相应的齿66、64上的所要求位置上。
在各边处于所要求的位置之后，该对接拼接机已准备好制作连接制备帘线层条38与新的已切割件32的对接接头。参考图9，制作对接接头的一过程从控制器98在516处向螺线管94a提供引致该螺线管转换状态的一输出信号并向夹紧气动缸82供输加压空气开始。该夹紧气动缸同时地降低多个上齿条50直至上面的下游齿条60接触邻近后边缘110的制备帘线层条39的一部分，后边缘110被相应的下面的下游齿条68所支承。大约在同时，上面的上游齿条54接触邻近前边缘114的已切割条32的一部分，前边缘114被下面的上游齿条62所支承，如图8A中所示。可以测出移动上齿条至它们的夹紧位置所需的时间，而控制器98可被编程以启动等于该夹紧工作时间的一内部定时器。因此，当该定时器终止时，则控制器98在518处确定上面各对齿条50已经移动至它们的相应的所需夹紧位置。
这之后，则控制器98在520处向螺线管94b、94c提供输出信号以改变那些螺线管的状态并分别使加压空气输入上面的及下面的啮合气动缸83、90。啮合气动缸83、90使上面的及下面的下游齿条60、68有效地移向它们的相配的上面的及下面的上游齿条54、62。已夹紧的上面的及下面的下游齿条60、68使制备帘线层38在一上游方向117上(图8A)运动，以带动该制备帘线层条后边缘110以对接关系与该已切割件的前边缘114相接触。上面的及下面的下游齿条60、68的继续运动稳固地驱使该制备帘线层条后边缘110靠着该已切割件前边缘114，以制成对接接头40(图8B)。该弹性材料的粘性协助使已切割件前边缘114与该制备帘线层条后边缘110保持紧密接触。该运动持续至相应的上面的及下面的下游齿条60、68的齿58、66与相应的上面的及下面的上游齿条54、62的齿56、64完全啮合为止，如图8B中所示。
如先前所描述的，再次地，控制器98能够借助于一内部定时器在522处确定上面的及下面的下游齿条60、68与相应的上面的及下面的上游齿条54、62是完全地啮合。在此时，控制器98在524处提供一个转换螺线管94a状态的一输出信号，由此使输向夹紧气动缸82的加压空气反向。夹紧气动缸82的致动作用引致各对上齿条50被抬升并移回至它们的非夹紧位置，如图8C中所示。紧接着这之后，控制器98在526处向螺线管94b、94c提供输出信号，以转换上面的及下面的啮合气动缸83、90的状态，由此在下游方向35上移动上面的及下面的下游齿条60、68离开上面的及下面的上游齿条54、62。该操作引致各齿条打开至图8中所图释的一位置。
在上述过程中，应该指出当上面的及下面的下游齿条60、68朝向相应的上游齿条54、62移动时，下游齿条60、68及制备帘线层38同时地移动。但是，在制备帘线层后边缘110接触已切割件前边缘114之后，上面的及下面的下游齿条60、68具有相对于制备帘线层条38的一相对运动，而因此必须滑过制备帘线层条38的主要表面而不会导致损伤。为促进这点，枢转的下游齿条60、68的各侧边93被涂覆以ATEFLON@材料。此外，上面的及下面的下游齿条60、68的齿在它们的接触的前边缘处是斜的，这就是表面92(图4)。倾斜表面92的确切构造取决于用途并因帘线层材料的性质、该齿条的长度等而改变。在某些用途中，倾斜表面92相对于该齿条的侧边表面93具有约10°的角度；而在其它的用途中，该倾斜表面具有约20°的角度。提供最佳性能的该角度通过试验及误差以实验方法确定。类似地，倾斜表面92的所需长度及其自侧边表面93起的所需深度也通过试验及误差由试验方法确定。这样一种倾斜表面92使得下游齿条60、68在制备帘线层条38上方的滑动运动变得容易而不会刮伤它或以其他方式引起损坏。
在对接拼接机36的工作中，已经发现具有多对上面的及下面的齿条50、52，比起如果上面的及下面的齿条50、52延伸继续横过对接拼接机36的整个宽度，可提供更加一致的、更高质量的对接接头。通过非刚性地安装上齿条54、60于相应的上夹板安装支架75、79上，该对接接头的可靠性及质量进一步得到提高。齿条54、60的非刚性安装是相同的；而齿条54在夹板安装支架75上的安装如图10中所示。带肩螺栓122具有延伸穿过在夹板安装支架75上的槽123的台肩并以螺纹与齿条54接合。因此，齿条54是非刚性地安装在该相应的夹板安装支架上，但可相对它自由移动一个量，该量取决于槽123的尺寸。再者，夹板安装支架75的端部具有一大致L型缺口124，缺口124延伸横过该夹板安装支架75的宽度。槽123与第一缺口表面125相交，表面125接触齿条54的后表面。该缺口的一垂直表面是弧形的，例如，具有30英寸的半径，以允许齿条54在其上摇动。已经确定上齿条54、60在相应的夹板安装支架75、79上的这种非刚性安装事实上改善了对接接头40的质量。
对接拼接机36的工作在制成制备帘线层条中有效地提供了可靠的及高质量的对接接头。再者，应该指出对接拼接机36可用于制成对接接头，该对接接头基本上垂直于进给传送机34，以及对接接头与进给传送机34成倾斜或者与进给传送机34的垂直线略成角度。参考图3，对接拼接机36的框架72的前腿131可枢转地安装于底板132。框架72的后腿(未图示)由跨在底板132上的脚轮133支承。滚珠丝杠与螺母组件134连接在该后腿与手轮135之间。转动手轮135使滚珠丝杠转动并引致可枢转地连接于框架72的该后腿的螺母沿着该滚珠丝杠移动。当螺母已移动，框架72的后腿相对于前腿131旋转，由此使一排上及下齿条50、52相对于一条线偏斜，该线垂直于进给传送机34的纵向中心线。与手轮135相关的一指示器被划分为1°增量的刻度。允许框架72被枢转过高达约10°的一角度，就满足最大多数的用途。
已经发现，对于用非金属帘线制成的制备帘线层条，如果它用一隔离胶覆盖，该对接接头在轮胎制造过程中强度更高及更稳定。为了最有效地工作，隔离胶施加器44与对接拼接机36同时地工作。因此，隔离胶施加器44相对于对接拼接机36是这样布置与制备帘线层后边缘被定位在对接拼接机36同时，刚刚制成的对接接头被定位在一位置上，在该位置处可由隔离胶施加器44施加一隔离胶。
参考图11，输出传送机108由一基架126支承。隔离胶施加器44具有一框架127，框架127由具有腿129的基架128单独地支承。因此，输出传送机108及隔离胶施加器44可相对于对接拼接机36单独地定位。隔离胶施加器44这样定位当对接接头在对接拼接机36上被制成时，一预先制成的对接接头被安置在输出传送机108的位置140处，在位置140处允许隔离胶施加器44把一隔离胶施加在该预先制成的对接接头上。参考图12，隔离胶施加器44具有一隔离胶传送机142及一真空头组件144。真空头组件144具有两个自由度，允许它从传送机142取下一隔离胶和把隔离胶放置在定位于上游位置140处的对接接头上。
参考图13，一X轴水平驱动马达146机械地连接于滚珠丝杠148的一个端部；而一链轮150安装于滚珠丝杠148的一相对端部并在操作上可与一定时带152接合。定时带152还连接于安装在第二滚珠丝杠156一端部的一第二链轮154上。滚珠丝杠148、156具有相应的滚珠螺母158、160，滚珠螺母158、160支承及带动一托架162，托架162由直线轴承163支承和在其直线运动中进行导向。如在图13中所示，托架162支承着真空头组件144。真空头组件144具有基本上等于该对接接头长度的一长度，这就是制备帘线层条的全宽度。可操纵水平驱动马达146的转动，以同时使滚珠螺母158、160(图13)、托架162及真空头组件144在水平方向移动，该水平方向基本上平行于制备帘线层条的纵向轴线。
参考图14，一Z轴的垂直驱动马达164安装在托架162上并由它支承，并且马达164机械地连接于一第一滚珠丝杠166的一个端部。一第一定时链轮168安装在第一滚珠丝杠166的一相对端部上并且在操作上可与一定时带170接合，定时带170也与安装在一第二滚珠丝杠178的一端部上的一链轮172相接合。第一及第二滚珠螺母176、174可枢转地安装在相应的滚珠丝杠166、178上并连接于一真空头压力进气装置180，装置180在其直线运动中由直线轴承181导向。
参考图12，一真空头182由垂直柱184支承，垂直柱184固定在压力通气装置180上。例如压缩弹簧181的偏压部件安装在柱184上位于真空头182与压力通气装置180之间。真空头182具有一长度，该长度基本延伸跨过该输出传送机的整个宽度及制备帘线层条中的对接接头的长度。因此，垂直驱动马达164的工作引致相对于输出传送机108提升和降低真空压力通气装置180及真空头182。
参考图6B，控制器98向条传送机马达186提供输出信号并接收来自条传送机编码器188的输入脉冲，通过编码器188控制器98可确定条传送机142的直线运动。类似地，为响应命令水平的及垂直的驱动马达146、164工作的输出信号，控制器9 8接收来自编码器190、192的表示真空头运动的返馈信号。控制器98操作上还连接于一真空泵194，真空泵194对真空头压力通气装置180施加部分真空压力。利用真空释放阀196来使真空头182被施加真空和解除真空，阀196连接于该真空头压力通气装置与真空头182之间。当处于其第一状态时，阀196对大气关闭真空头并对真空头压力通气装置180打开它，由此对真空头182施加部分真空。在其相反的状态下，阀196关断真空头182与真空头压力通气装置180之间的连接并对大气打开真空头，由此消除其内的部分真空。控制器98也和螺线管94e连接，螺线管94e可被操纵以改变切刀缸198的状态，由此操纵在隔离胶制备装备48(图2)上的切刀200，以把隔离胶切成所需长度。
有三个独立的但相配合的操作或子程序，它们是由隔离胶施加器44执行的。参考图12，首先，由传送机142移动一隔离胶42至准备好传送至真空头182的一位置。第二操作是真空头182从传送机142上抓取该隔离胶并准备好把该隔离胶施加在该对接接头上。第三操作是在该对接接头已移动至所需位置140(图11)之后把该隔离胶施加在该对接接头上。参考图6B、12及15，切割隔离胶至应有长度，控制器98在552处提供一输出信号以操纵条传送机马达186，由此引致条传送机142供输该隔离胶。当隔离胶42已被供输，控制器98监测及计数来自条传送机编码器188的输出脉冲。当控制器98在554处计数出脉冲数等于该隔离胶的所需长度时，控制器98在556处提供一输出信号，该信号命令条传送机马达186停转。这之后，控制器98在558处提供一输出信号，该信号命令螺线管94e改变状态，由此向切刀缸198输供增压的流体并操纵切刀200。紧随其后，来自控制器98的输出信号改变状态，由此使螺线管94e的状态反过来并使切刀缸198返回至其原始位置。致动该切刀缸的该操作使切刀200往复运动并完成隔离胶145的一端部切割。这个动作提供了在条传送机142上的一隔离胶，这是所需长度的，这就是对接条40的长度。
这之后，控制器98在560处提供一输出信号，该信号命令条传送机马达186起动；而条传送机142输送隔离胶42横过输出传送机108的宽度。再次，控制器98监测及计数来自条传送机编码器188的输出脉冲并能够确定何时该已切割隔离胶已处于其所需位置。当在562处检测到该位置时，控制器98在564处提供一输出信号，该信号命令条传送机马达186停转。在此刻，所需长度的隔离胶42被布置在条传送机142上位于准备好要被真空头182抓取的位置。
参考图6B、11及16，为从隔离胶传送机142上抓取该隔离胶，假定真空头182被提升并且托架162已被定位以把真空头182布置在下游位置位于隔离胶传送机142的上方，准备好抓取一隔离胶。控制器98在565处向真空释放阀196提供对大气关闭真空头182和向真空头压力通气装置180打开该真空头的一输出信号。然后使真空头182变成真空。控制器98还在565处向Z轴垂直驱动马达164提供输出信号，由此使滚珠丝杠166、174在一方向上枢转以使真空头182垂直地向下朝隔离胶传送机142移动。该控制器监测及计数来自垂直驱动编码器192的输出脉冲，并在566处检测真空头182何时处于其紧邻条传送机142上方的所需位置。在该位置处，真空头182对条传送机142充分地接近，使真空头182能够提升该隔离胶离开隔离胶传送机142。
然后控制器98在567处向Z轴垂直驱动马达164及X轴水平驱动马达146提供输出信号，引致该真空头移动至紧邻位置140上方的一预备位置，该对接接头就位于该位置140处。如将会理解的，控制器98可被编程，以便首先操纵垂直驱动马达164以提升真空头182，而后操纵水平驱动马达146以使该真空头水平移动至在该对接接头位置140上方的一预备位置。另外，在其它用途中，马达146及164可被操纵以同时地移动真空头182至该预备位置。在任一个实施例中，该控制器以先前描述的方式监测来自编码器190、192的输出脉冲，以在568处检测真空头182已在该预备位置处。这之后，控制器98在569处向马达146、164的任一个或这两者提供输出信号，该信号命令它们使真空头182处于该预备位置时停止移动。
参考图6B、11、12及17，为使该隔离胶施加在对接接头上，假定对接接头已被移动至在该预备位置处的真空头182下面的位置140。控制器98在572处向Z轴垂直驱动马达166提供输出信号在一个方向上转动滚珠丝杠166、174，引致真空头182下降至制备帘线层条38上面并与之接触。该隔离胶具有基本延伸过该对接接头整个长度的一长度。再者，该隔离胶具有一宽度，使得它延伸跨过该对接接头并伸到对接接头40两侧边上的一部分主要表面上方。真空头182相对于真空头压力通气装置180安装成是可移动的和有弹性的。因此，当垂直驱动马达164连续地移动真空头压力通气装置182向下时，真空头182接触制备帘线层条38，而弹簧181施加一所需的对真空头182的向下偏压力，由此对隔离胶42施加一所需作用力。该力由弹簧181的弹簧常数决定并有效地使隔离胶42上的粘结剂更好地粘结制备帘线层条38。
再次地，控制器98监测来自编码器190的输出脉冲，并在573处检测何时真空头182已移动至其最下面的位置。这之后，控制器98在574处向垂直驱动马达164提供命令它停转的一输出信号。此外，控制器98向真空释放阀196提供一输出信号，该信号改变该阀的状态，使该真空头压力通气装置与真空头182之间的流体连接被堵塞，而真空头182对大气是打开的。在此刻，控制器98允许真空头182停顿于其最低位置处以使该隔离胶上的粘结剂被贴上。这样一种停顿时间由控制器98内的一内部定时器决定，并可以一已知方式设置为从零至任何要求的秒数。
这之后，控制器98在575处提供输出信号，这些信号命令驱动马达146、164移动该真空头返回至位于隔离胶传送机142上方的抓取位置。在如同先前描述的一种方式中，该控制器监测编码器190、192以在576处检测真空头182何时处于该抓取位置；而这之后，在577处，控制器98提供输出信号以使驱动马达146、164停转。
如早先已指出的，希望隔离胶施加器44与对接拼接机36同时地操作，以便把隔离胶42施加在刚刚制成的对接接头上而同时对接拼接机36正把下一个已切割件32拼接于制备帘线层条38。因此，在一接头被移动至位置140之前，隔离胶施加器44已被开动以预备用于施加的一隔离胶。从以上所述，很清楚为了更有效地工作，若干上述过程及子程序可同时地进行。例如，当一个对接接头正被制成(图9)和一隔离胶正被施加在一先前制好的对接接头(图17)上的同时，一隔离胶可按尺寸被切割并被移入该隔离胶施加器(图15及16)。图18是控制器98中的一程序的状态图，它允许若干操作或子程序同时被执行。
如果在580处在隔离胶传送机142上没有隔离胶，控制器98在581处执行图15的子程序以按一定长度切割出一隔离胶。如果一隔离胶在传送机142上，控制器98就在582处确定该真空头是否是空的；如果是，在583处执行图16的子程序以从传送机142抓取一隔离胶。如果真空头182正保持着一隔离胶，该控制器就在584处确定对接接头是否到位及准备好要被制作。如果是，该控制器就在585、586处着手通过执行图9的对接接头子程序来制作对接接头，并且通过执行图17的子程序同时地把隔离胶施加至一预先制好的对接接头上。任何时候如果控制器98在584处检测到对接接头没有准备制作而到位，控制器98就通过执行图7的制备帘线层定位子程序而把一新的已切割件32带入对接拼接机36。上述各过程提供了一经济的、有效的及可靠的制备帘线层的对接接头，从而提供一高质量轮胎制造工艺。
应该指出可相对于对接拼接机36调整隔离胶施加器44的位置，以适应被供输至进给传送机34的已压延材料的不同宽度。参考图12，隔离胶施加器框架127的每侧具有带槽的滚子136，滚子136安装在直线导向件137的相对的侧边上，直线导向件137连接于基架128。如图11中所示，一滚珠丝杠及螺母组件138安装在基架128上。手轮139可操作地连接于该滚珠丝杠螺母并可枢转地安装于框架127上。手轮139的旋转使该滚珠丝杠螺母旋转，引致它使框架127及被支承的各部件移动，从而相对于基架128及对接拼接机36移动。因此，可容易地适应不同宽度的已压延材料。应该指出当框架127及隔离胶传送机142的位置改变了时，来自制备装备48(图2)的隔离胶42的供输必须以已知的方式调整，例如通过移动装备48的位置来调整。
虽然通过各种实施例的说明已解释了本发明和虽然这些实施例已经以相当详细的方式作了描述，申请人的意图不是要把附录的各权利要求的目标限制于或以任何方法局限于这种详述。另外的优点及改良对技术人员将是容易发现的。例如，在已描述的实施例中，啮合致动器85、90及夹紧致动器82被描述成是气动缸；如将会理解的，在其它的实施例中，那些致动器可以是液压致动器或机电驱动系统。
在已描述的实施例中，各个夹紧气动缸82被用于每对上齿条50；但是在另一个实施例中，所有的可枢转的夹板安装支架79、88可机械地连接于一公共的驱动连杆，该驱动连杆仅由一个或两个致动器致动。在另一个替代实施例中，所有上面的可枢转的夹板安装支架79可机械地连接于一公共的驱动连杆，该驱动连杆仅由一个或两个致动器致动；而所有下面的可枢转的夹板安装支架88可机械地连接于另一个公共的驱动连杆，该驱动连杆仅由一个或两个致动器致动。在已描述的实施例中，上面的各对齿条是可垂直移动的而下面的各对齿条52在提升方面是固定不动的。在替代的各个实施例中，这种结构可反过来，上面各对齿条是固定的而下面的各对齿条是可移动的。
另外，在已描述的实施例中，该上面的及下面的各对齿条安装在框架72的下游侧上。因此，枢转的齿条60、68位于不枢转的齿条54、62的下游；但是，在一替代的实施例中，上面的及下面的各对齿条50、52可安装在框架72的相对的上游侧。在该实施例中，枢转的齿条60、68位于不枢转的齿条54、62的上游；而不枢转齿条54、62保持着制备帘线层38，同时枢转的齿条60、68朝着制备帘线层38拉动已切割件32以制成对接接头。
在已描述的实施例中，控制器98被描绘成一单个装置；但是，如将会理解的，控制器98可包括若干不同的控制装置，这些控制装置在电路上彼此是连通的。另外，这种不同的控制装置常处于不同位置。例如，一个控制装置可与对接拼接机36布置在一起，另一个与隔离胶施加器44在一起而第三个与制备装置48在一起。
因此，本发明在其最广泛意义上不限于所显示的及所描述的特定细节。因而，可以脱离本文已描述的细节，而不背离下列的各权利要求的精神及目标。
权利要求
1.一种用于在第一帘线层及第二帘线层的各端部之间制成对接接头以把该第一帘线层和第二帘线层拼接在一起的设备，其特征在于各对上齿条端对端地延伸，每对上齿条具有可彼此相对移动的第一及第二上齿条；各对下齿条邻近各对上齿条端对端地延伸，每对下齿条具有可彼此相对移动的第一及第二下齿条，该第一及第二下齿条适于分别支承该第一及第二帘线层的各端部；夹紧驱动装置可操作地连接于各对上齿条并可操作地朝向各对下齿条移动各对上齿条，以夹紧各对上齿条与各对下齿条之间的该第一及第二帘线层的各端部；和啮合驱动装置可操作地连接于各对上齿条及各对下齿条并可操作地使所有的第一及第二齿条同时地彼此相对移动，以牢固地把该第一及第二帘线层的各端部压在一起并制成把该第一及第二帘线层的各端部拼接在一起的对接接头。
2.一种用于在第一帘线层与第二帘线层的各端部之间制成对接接头以把该第一帘线层及第二帘线层拼接在一起的方法，其特征在于提供端对端地延伸的各对上齿条，各对上齿条具有可相对于第二上齿条移动的第一上齿条；提供邻近各对上齿条端对端地延伸的各对下齿条，各对下齿条具有可相对于第二下齿条移动的第一下齿条；使第一帘线层的一端部在该第一下齿条上定位；使第二帘线层的一端部在该第二下齿条上定位；夹紧各对上齿条与各对下齿条之间的该第一帘线层及该第二帘线层；使该第一上齿条与该第二上齿条自动地啮合，以及使该第一下齿条与该第二下齿条自动地啮合，以使该第一帘线层的端部牢固地压靠着该第二帘线层的端部，从而把该第一及第二帘线层拼接在一起。
3.如权利要求2所述的方法，其特征还在于基本上同时地使所有的第一上齿条与所有的第二上齿条自动啮合，和基本上同时地使所有的第一下齿条与所有的第二下齿条自动啮合。
全文摘要
用于制作某形式的一连续的制备帘线层的一种设备，该帘线层常用于以具有非金属帘线的制备帘线层段来制作机动车轮胎。一进给传送机陆续地向一对接拼接机供给该制备帘线层段，该对接拼接机把该两个制备帘线层段的各端部连接起来以制成对接接头。一隔离胶施加器接纳来自一输出传送机的该连续的制备帘线层并把一隔离胶施加在该对接接头上面。提供了一种方法，该方法通过首先自动地制成对接接头而后把一隔离胶自动地置于该对接接头上来制成一连续的制备帘线层。
文档编号B29D30/42GK1513665SQ20031011310
公开日2004年7月21日 申请日期2003年12月22日 优先权日2002年12月20日
发明者C·D·戴尔伦德, C D 戴尔伦德, D·C·库宾斯基, 库宾斯基, J·F·布尔, 布尔, F·A·爱德华兹, 爱德华兹 申请人:固特异轮胎和橡胶公司