专利名称：胎体帘布层形成设备以及采用该设备生产充气轮胎的方法
技术领域：
本发明涉及一种胎体帘布层形成设备(carcass ply forming apparatus)以及采用该设备生产充气轮胎的方法。该胎体帘布层形成设备能够将矩形、片状的胎体帘布层片 (carcass plypieces)高度精确地贴附在一个型芯(core)的外表面，从而借助自动化来提
高生产率。
背景技术：
近年来，为提高轮胎的均勻度，提出一种充气轮胎的生产方法。该方法采用一种型芯，该型芯的外表面在形状上与其中已经充有气压后的轮胎的内表面颇为相似(见以下专利文献1)。在这样的生产方法中，比方说，矩形、片状的胎体帘布层片Cp，如图16(b)所示， 沿轮胎圆周方向连续排布在型芯b的外表面上，从而形成胎体帘布层(carcass ply)C;其中，如图16(a)所示，各片胎体帘布层片Cp在轮胎宽度方向上的长度L2大于其在轮胎长度方向上的长度Li。专利文献1Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-254906(日本专利公告开平第11-254906号)。
发明内容
然而，在上述生产方法中，胎体帘布层片Cp是以手工方式贴附在型芯b上的，因此需要很多人工，而且难以在轮胎宽度方向上精确贴附胎体帘布层片Cp。本发明在考虑到上述情况下而成的，且本发明的一个主要目的旨在提供一种胎体帘布层形成设备，该胎体帘布层形成设备能够将矩形、片状的胎体帘布层片高度精确地贴附在型芯的外表面，从而借助自动化来提高生产率；以及采用该装置生产充气轮胎的方法。本发明的第一方面提供一种胎体帘布层形成设备，通过沿轮胎圆周方向大致连续地布置矩形、片状的胎体帘布层片，来形成用于充气轮胎的胎体帘布层。各胎体帘布层片在轮胎宽度方向上的长度大于其在轮胎圆周方向上的长度。所述胎体帘布层形成设备包含型芯、型芯转动装置和附贴装置。所述型芯具有分别用于形成成品轮胎的胎面部分内侧、侧壁部分内侧和卷边部分内侧的胎面内侧形成表面、侧壁部分内侧形成表面和卷边部分内侧形成表面；型芯转动装置用于使所述型芯以预定的角节矩沿轮胎圆周方向转动；附贴装置用于将胎体帘布层片贴附在型芯的外表面。附贴装置包含移动装置和一对保持单元。在轮胎宽度方向上，一对保持单元在每个胎体帘布层片的长度的中间位置两侧保持该胎体帘布层片；移动装置用于移动各保持单元。各保持单元均包含主滚轮和辅助滚轮。主滚轮能够绕着沿轮胎圆周方向的切线的轴线转动，并接触各胎体帘布层片在轮胎径向方向上的外表面；辅助滚轮能够绕该轴线转动，并通过接触各胎体帘布层片在轮胎径向方向上的内表面， 而将各胎体帘布层片保持在主滚轮和辅助滚轮之间。通过使每个胎体帘布层片的在轮胎宽度方向上介于所述主滚轮之间延伸的伸展部接触所述型芯的外表面，并且使每个主滚轮在轮胎宽度方向上依次经过所述型芯的胎面内侧形成表面、侧壁部分内侧形成表面和卷边部分内侧形成表面移动，所述移动装置在使胎体帘布层片的所述伸展部的长度增加的同时， 将胎体帘布层片贴附到所述型芯的外表。基于上述第一方面的本发明第二方面，所述移动装置包含轴向移动装置和径向移动装置，所述轴向移动装置在所述型芯沿轮胎径向方向的外侧支撑所述一对保持单元， 并使所述一对保持单元在轮胎径向方向上朝向彼此移动或者彼此远离；所述径向移动单元支撑所述轴向移动单元，使得所述轴向移动单元能够在轮胎径向方向上向内或向外移动。基于上述第二方面的本发明第三方面，所述径向移动装置包含主体框、第一球状螺母部、第一伺服电机以及第一螺杆；所述第一球状螺母部由所述主体框支撑，以能够绕着平行于轮胎径向方向的轴线转动；所述第一伺服电机使所述第一球状螺母部绕着所述轴线转动；并且所述第一螺杆被旋入所述第一球状螺母部，并在该第一螺杆沿着轮胎径向方向的内端部固定在所述轴向移动装置上；并且，通过旋转所述第一球状螺母部，所述径向移动装置使所述一对保持单元与所述轴向移动装置一起在轮胎径向方向上向内或者向外移动。基于上述第三方面的本发明第四方面，所述轴向移动装置包含支撑框、第二螺杆、 一对第二球状螺母部和第二伺服电机，所述支撑框固定在所述第一螺杆上；所述第二螺杆在其两端处以可转动的方式被所述支承框支撑，并沿着轮胎轴向方向延伸，而且在其两端处分别形成有左手螺纹部和右手螺纹部；所述一对球状螺母部中的每一个均旋拧在所述第二螺杆上，并且与相应的保持单元相连；所述第二伺服电机用于旋转所述第二螺杆；并且， 通过旋转所述第二螺杆，所述径向移动装置使所述一对保持单元在轮胎轴向方向上朝向彼此移动或者彼此远离。基于上述第四方面的本发明第五方面，每个保持单元均包含致动器，所述致动器用于使所述主滚轮和所述辅助滚轮朝向彼此移动或者彼此远离。基于上述第五方面的本发明第六方面，每个保持单元均包含推动装置，所述推动装置用于将所述主滚轮推向所述型芯的外表面，并且吸收胎面内侧形成表面、侧壁部内分侧形成表面和卷边部分内侧形成表面的不平整。基于上述第六方面的本发明第七方面，所述推动装置包含轴向推动单元和径向推动单元，所述轴向推动单元沿着轮胎轴向方向施加推动力，所述径向推动单元沿着轮胎径向方向施加推动力。基于上述第七方面的本发明第八方面，如果所述主滚轮在轮胎宽度方向上沿所述型芯的外表面的移动速度以S(毫米/秒)表示；所述型芯的外表面上沿轮胎宽度方向的任意两点之间在轮胎轴向方向上的距离以x(毫米)表示；并且所述任意两点之间在轮胎径向方向上的距离以Y(毫米)表示，所述移动装置移动所述主滚轮的移动时间Tn(秒)满足以下关系式Tn = {^(X2+Y2)}/S基于上述第八方面的本发明第九方面，所述附贴装置包含第一附贴装置和第二附贴装置，所述第一附贴装置用于将第一胎体帘布层片贴附到所述型芯上，所述第二附贴装置用于将第二胎体帘布层片贴附到在轮胎圆周方向上与所述第一附贴装置间隔角度θ 1 的位置。基于上述第九方面的本发明第十方面，所述型芯转动装置包含转动控制器，该转动控制器用于使所述型芯从第一附贴装置转向第二附贴装置；使所述型芯以角节矩转动，直至第二附贴装置抵达由第一附贴装置最初贴附的第一胎体帘布层片；以及，在第二附贴装置抵达由第一附贴装置最初贴附的第一胎体帘布层片时，转动型芯，使由第一附贴装置最后贴附的第一胎体帘布层片的下一贴附位置面对第二附贴装置。基于上述第十方面的本发明第十一方面提供一种用于制造充气轮胎的方法，该方法通过使用上述第一至第十方面中任意一方面所述的胎体帘布层形成设备来形成胎体帘布层。发明效果本发明的胎体帘布层形成设备通过使胎体帘布层片在轮胎宽度方向上介于主滚轮之间延伸的伸展部接触型芯的外表面，并且使每个主滚轮在轮胎宽度方向上依次经过型芯的胎面内侧形成表面、侧壁部分内侧形成表面以及卷边部分内侧形成表面移动，该移动装置在使胎体帘布层片的伸展部的长度增加的同时，将胎体帘布层片贴附到型芯的外表面。因此，所述形成设备能够在轮胎宽度方向上高度精确地贴附胎体帘布层片。此外，因该形成设备包含型芯转动装置，该型芯转动装置沿轮胎圆周方向按照预定的角节矩转动型芯，从而该形成设备能够高度精确地将胎体帘布层片顺次贴附在型芯上，而不必沿圆周方向移动保持单元。因此，上述附贴操作可以实现自动化而无需人力，附贴操作的效率也得以提高。
图1为本发明的实施例的胎体帘布层形成设备的正视图；图2为附贴装置的放大正视图；图3为移动装置的放大侧视图；图4为所述移动装置的局部放大截面图，展示的是球状螺母和第一带轮；图5为保持单元的放大立体图；图6为保持单元的局部放大截面图；图7(a)为保持单元的正视图，其中，主滚轮和辅助滚轮大致沿轮胎轴向方向彼此接触；图7(b)为保持单元的正视图，其中，致动器的杆部处于伸出状态；图7(c)为保持单元的正视图，其中，主滚轮和辅助滚轮沿型芯径向方向彼此分开；图8(a) 8(c)分别为图7(a) 7 (c)的侧视图；图9(a)为保持胎体帘布层片的保持单元的正视图；图9(b)为向内拉胎体帘布层片的保持单元的正视图；图10(a)和10(b)为示意轴向推动单元的工作的正视图；图10(c)为示意径向推动单元的工作的正视图；图11(a)为所述形成设备的正视图，示意胎体帘布层片的伸展部接触型芯的外表图11(b)为所述形成设备的正视图，其中每个主滚轮沿型芯的形成面移动；图12(a)为所述形成设备的正视图，其中每个主滚轮已抵达卷边部分内侧形成表
图12(b)为所述形成设备的正视图，示意每个保持单元移动离开型芯；图13为示意型芯的角节矩的侧视图；图14为示意每个主滚轮的中心沿着其移动的轨迹的正视图；图15(a)和(b)为本发明另一实施例中的形成设备的侧视图，示意的是附贴步骤；图15(c)为图15(a)中形成设备的侧视图，示意的是移动步骤；图16(a)为胎体帘布层片的立体图；图16(b)为型芯的立体图，上面布置有多条胎体帘布层片。
具体实施例方式以下，将参照附图描述本发明的实施例。如图1和16(a)所示，当前实施例中的胎体帘布层形成设备(以下简称“形成设备”)1能够通过沿着轮胎圆周方向大致连续地布置矩形、片状的胎体帘布层片Cp来形成充气轮胎的胎体帘布层C。其中，矩形、片状的胎体帘布层片Cp在轮胎宽度方向上的长度L2 大于其在轮胎圆周方向上的长度Li。在本实施例中，在每个胎体帘布层片Cp中，胎体帘线 (carcass cords)Cc是沿着轮胎宽度方向设置的。如图1所示，作为范例，形成设备1包含型芯2、型芯转动装置3以及附贴装置4。 其中，型芯2具有形成面M,该形成面M在形状上与其中已经充有气压的成品轮胎的内表面颇为相似；型芯转动装置3能够使型芯2在轮胎圆周方向上转动；附贴装置4用于将胎体帘布层片Cp贴附在型芯2的外表面。此处，表述“贴附在型芯2的外表面”，除了如本实施例所述，将胎体帘布层片Cp直接贴附在型芯2的外表面这种方式以外，还包含至少一种，比方说，通过内衬(inner lining，图中未示出)将胎体帘布层片Cp附着在型芯2外表面的其他方式。例如，型芯2是由在轮胎圆周方向彼此能够分离的多个分离的构件(divided pieces) 2P形成。在形成绿色轮胎(green tire)或者在硫化并形成绿色轮胎以后，型芯2 能被拆分，容易从轮胎中取出。此外，型芯2由支撑轴8支撑，支撑轴8保持水平，从而与中心轴线CL同轴。此外，型芯2的形成面M包含用于形成成品轮胎胎面部分(tread portion)内侧的胎面内侧形成表面(tread inner side forming surface)Ml、用于形成成品轮胎侧壁部分(sidewall portion)内侧的侧壁部分内侧形成表面M2、以及用于形成成品轮胎卷边部分(bead portion)内侧的卷边部分内侧形成表面M3。作为范例，型芯转动装置3包含本体部3A、电机;3B和转动控制器3C。其中，本体部3A以可转动的方式支撑型芯2的支撑轴8，从而保持支撑轴8的一端；电机:3B用于使支撑轴8转动；转动控制器3C用于控制电机;3B的转动。因此，通过驱动电机3B，型芯转动装置3能使支撑轴8转动，从而进一步带动型芯2转动。如图1和2所示，附贴装置4包含用于保持胎体帘布层片Cp的一对左、右保持单元6B和6A，以及用于驱动保持单元6B和6A的移动装置7。移动装置7包含轴向移动装置56和径向移动装置57。其中，轴向移动装置56在轮胎径向的外侧(在本实施例中，为高于型芯2的位置处)支撑一对保持单元6A和6B，使保持单元6A和6B能够沿着轮胎轴向方向彼此相向或者反向移动。径向移动装置57包含主体框94、第一球状螺母部72、第一伺服电机73以及第一螺杆71。其中，主体框94可以在，比方说，工厂的地板或者墙壁之类的固定部(图中未示出)上获得支撑；第一球状螺母部72由主体框94支撑，从而能够绕着平行于轮胎径向方向的轴线转动；第一伺服电机73用于驱动第一球状螺母部72绕该轴线转动；第一螺杆71旋入第一球状螺母部72，并沿轮胎径向延伸。此外，本实施例中的径向移动装置57还包含一对导杆76 ；该对导杆76在第一螺杆71的两侧延伸，平行于第一螺杆71。如图2和3所示，主体框94包含第一基部75、轨道部86、导向部89以及第二基部74。其中，第一基部75为方管状，固定在工厂内的固定部上，并沿轮胎的轴向(处于水平方向)延伸；轨道部86固定在第一基部75的前表面上，大致沿水平方向延伸；导向部89 由轨道部86以可滑动的方式导引；第二基部74为方柱形，通过固定在导向部89上从而被支撑，且相对于第一基部75可滑动，其长度处于水平方向上。第二基部74上设置有内支撑件88，该内支撑件88固定在第二基部74的上表面； 一对直立件78，该对直立件78固定在内支撑件88的侧边缘部；外支撑件80，该外支撑件设置在两个竖直件78之间，并且向前和向后延伸，从而覆盖第一、第二基部75和74的上部； 一对支承部90，该支撑部90分别能够以可滑动的方式导引导杆76。此外，如图4的放大图所示，内支撑件88和外支撑件80上分别设置有沿竖直方向延伸的孔91和79。第一球状螺母部72通过设置在外支撑件80的孔79中的轴承以可转动的方式由外支撑件80所支撑。此外，第一带轮81固定在第一球状螺母部72的下端，从而能够绕与第一球状螺母部72相同的轴线转动。第一带轮81位于外支撑件80与内支撑件88之间的间隙内，因而不会与其他构件发生干涉。如图3所示，第一伺服电机73包含本体部84和转轴87。其中，本体部84固定在外支撑件80后边缘部分的上表面上；转轴87从本体部84向下突伸，绕着平行于第一螺杆71的轴线转动。第二带轮82固定在转轴87上。第二带轮82在第一伺服电机73的驱动下能在正、反方向上转动。此外，第二带轮82和第一带轮81通过带83彼此相连，带83 用于传输伺服电机73的驱动力。因此，在伺服电机73的驱动下，第一球状螺母部72能够沿预定方向转动。如图2和4所示，第一螺杆71通过第一球状螺母部72和旋入第一球状螺母部72 中的螺纹部71a由主体框94支撑。此外，第一螺杆71和一对导杆76在其各自位于轮胎径向方向上的内端处固定在将于后文描述的轴向移动装置56的支撑框58上。在这样的径向移动装置57中，第一螺杆71的转动受到一对导杆76的限制。因此， 通过第一球状螺母部72的旋转，径向移动装置57能够沿轮胎的径向方向向内或者向外移动。因此，通过轴向移动装置56，径向移动装置57能够在径向方向上将一对保持单元6A和 6B向内或者向外移动。接下来，如图2所示，轴向移动装置56包含支撑框58、第二螺杆59、一对第二球状螺母部60A和60B、以及第二伺服电机61。其中，支撑框58固定在第一螺杆71和一对导杆76的内端，并沿轮胎的轴向延伸；第二螺杆59在其两端处以可转动的方式由支承框58 支撑，并沿轮胎的轴向延伸；一对第二球状螺母部60A和60B旋在第二螺杆59上；第二伺服电机61用于使第二螺杆59绕着平行于轮胎轴向的轴线旋转。
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如图2和3所示，支撑框58包含本体部63、本体支承部64和本体导向部65。其中，本体部63侧视时大致成矩形，并沿轮胎轴向延伸；本体支承部64自本体部63的两端向前突出；本体导向部65固定在本体部63的下表面(在轮胎径向方向上的内表面)，并沿轮胎的轴向延伸。第二螺杆59由支撑框58的本体支承部64所支撑，能够绕着平行于轮胎轴向的轴线旋转。此外，第二螺杆59、右螺纹部59A和左螺纹部59B上形成有螺纹。作为示例，第二球状螺母部60A和60B分别旋在右螺纹部59A和左螺纹部59B上。 此外，保持单元连接部67分别设置在第二球状螺母部60A和60B上，保持单元6A和6B分别固定在保持单元连接部67上。作为示例，如图2和5所示，各保持单元连接部67形成为包含纵向支撑件68、横向支撑件69、加强构件(stay member) 70和支撑盘93。其中，各纵向支撑件68从第二球状螺母部60A或60B中相对应的那一个向下延伸；横向支撑件69自纵向支撑件68的下端沿轮胎轴向向外侧延伸；加强构件70用于加强纵向和横向支撑件68和69 ；支撑盘93设置在横向支撑件69与第二球状螺母部60A或60B中相对应的那一个之间。滑动部85固定在支撑盘93上，沿支撑框58的本体导向部65被导引。因此，各第二球状螺母部60A和60B受到支撑，但不能相对于支撑框58转动。如图2所示，第二伺服电机61通过本体支承部64固定在第二螺杆59的一端上， 从而能使第二螺杆59在正、反方向上旋转。因第二螺杆59在第二伺服电机61的驱动下转动，所以这样的轴向移动装置56能够通过第二球状螺母部60A和60B分别使保持单元6A和6B在轮胎的轴向上沿着相反的方向移动，即保持单元6A和6B能够相向而行或者彼此远离。接下来，保持单元包含图1中位于右侧的第一保持单元6A和位于左侧的第二保持单元6B。此外，各保持单元6A和6B均包含本体支承部9、轴向移动部10、主滚轮11和辅助滚轮12。其中，本体支承部9沿轮胎径向自移动装置7向内延伸；轴向移动部10由本体支承部9的内端所支撑，并且沿轮胎的轴向(在水平方向上)可移动；主滚轮11由轴向移动部10所支撑；辅助滚轮12被设置为能够移向主滚轮11或者从主滚轮11移开。此外，本实施例的各保持单元6A和6B还包含致动器13 (如图5所示)，用于使主滚轮11与辅助滚轮12相向而行或者彼此远离。如图5和6中的放大图所示，本体支撑部9包含缸部16、支架15、导轨部17以及悬挂件18。其中，缸部16在其沿轮胎径向的外端处固定在移动装置7的支撑盘93上，并且具有杆16a，通过供以高压流体，杆16a能够沿轮胎的径向向内伸展；支架15固定在缸部 16的杆16a上；导轨部17固定在支架15的内表面上；悬挂件18从支架15向内伸出。轴向移动部10包含横向移动件21a、支架21b、支承件22、伸缩件(extension piece) 23以及臂部四。其中，横向移动件21a由导轨部17所导引，其被支撑为能够沿轮胎的轴向滑动；支架21b固定在横向移动件21a上；支承件22自支架21b沿轮胎的轴向向内延伸，从而朝向型芯2的赤道线Mc倾斜；伸缩件23大致呈L形，一端固定在支架21b上，另一端自支架21b沿轮胎轴向向外伸出；臂部四固定在支架21b上，沿轮胎径向向外延伸。如图6中的放大图所示，支承件22上设置有沿其厚度方向延伸的孔M。第一轴 25固定在孔M中，用于可转动地支撑主滚轮11。第一轴25的轴线被设置成为与轮胎圆周方向的切线保持平行。第一轴25在其长度方向上的大致中部一体设置有螺纹部沈，后者旋入孔M中，并包含有螺母状的部分。通过将螺纹部26旋入到孔M中，第一轴25被固定在支承件22中， 且不能转动。如图2和5所述，伸缩件23包含轴向件23a和竖直件23b。轴向件23a沿轮胎的轴向自支架21b向外延伸；竖直件23b自轴向件23a的外端沿轮胎的径向向外延伸。第一推动部36，作为示例，由拉伸弹簧构成，其一端勾挂在本体支撑部9的悬挂件18上，另一端勾挂在竖直件2 上。因此，轴向移动部10被第一推动部36朝向型芯2的赤道线Mc推压。如图6所示，主滚轮11通过轴承44以可转动的方式支撑在第一轴25上。因此， 主滚轮11被支撑的方式使得其能够绕着沿着轮胎圆周方向的切线的轴线转动。此外，主滚轮11中设有仅允许沿着一个方向转动的单向离合器(one-way clutch)35。具体而言，在图2中，第一保持单元6A的主滚轮11仅能作顺时针(如箭头Dl所示)转动，第二保持单元6B的主滚轮11仅能作逆时针(如箭头D2所示)转动。此外，作为示例，主滚轮11的外表面上设置有防滑橡胶或者类似材料(图中未示出)。此外，凸轮部27设置在第一轴25上与主滚轮11的所在端相对的一端，因而能够绕与主滚轮11的轴线相同的轴线转动。在俯视图中，凸轮部27形成为大致为矩形。凸轮部27通过轴承观以可转动的方式被第一轴25所支撑，轴承观不同于主滚轮11的轴承44。因此，凸轮部27和主滚轮11能够各自独立转动。此外，如图5和6所示，本实施例中的凸轮部27设置有第一突起杆31、导引部32、 移动部33和第二轴34。其中，第一突起杆31固定在凸轮部27的外表面，从该外表面向外突出；导引部32固定在凸轮部27的外表面，垂直于第一突起杆31延伸；移动部33沿导向部32的长度方向滑动；第二轴34固定在移动部33上，平行于第一轴25延伸，并可转动地支撑辅助滚轮12。导向部32固定在凸轮部27上，在正视图中，导向部32和凸轮部27配合形成为L 形。此外，如图6所示，防坠落部件37设置在导向部32的一端，并垂直于导向部32的长度方向延伸，用于防止移动部33坠落。第二突起杆38设置在移动部33上，大致平行于第一突起杆31延伸。第二推动部 43，作为示例，由拉伸弹簧构成，该拉伸弹簧勾挂并且在第二突起杆38和第一突起杆31之间延伸。因此，移动部33被朝向凸轮部27、从而进一步被朝向主滚轮11推动。本实施例的辅助滚轮12形成为外径比主滚轮11小，并且通过轴承46以可转动的方式被第二轴；34所支撑。因第二轴34和第一轴25彼此平行延伸，所以辅助滚轮12与主滚轮11 二者均绕沿着轮胎圆周方向的切线的轴线转动。此外，制动部47设置在辅助滚轮 12上，用于施以阻力以抵制辅助滚轮12的旋转。制动部47包含摩擦盘47a、弹簧47b和保持盘47c。其中，摩擦盘47a与辅助滚轮12的侧表面相接触，对辅助滚轮12的转动施以阻力；弹簧47b将摩擦盘47a压向辅助滚轮12 ；保持盘47c用于保持弹簧47b。此外，致动器13以悬挂的方式设置在臂部四和移动部33之间。作为示例，致动器13由气缸形成，气缸包含管状的缸筒51和在被供入缸体51的高压空气的作用下自缸体51伸出的杆部52。致动器13在其位于缸体51所在侧的端部通过作为示例的销钉M以可转动的方式固定在，比方说，臂部四的外端处，在其位于杆部52所在侧的端部处固定在移动部33上。此处将描述各保持单元6A和6B的操作。在各保持单元6A和6B中，如图7a和8a 所示，在主滚轮11和辅助滚轮12沿轮胎的轴向并肩排列且彼此保持接触的状态下，当有高压空气被供入到致动器13的缸筒51中时，杆部52伸出。如图7 (b)和8 (b)所示，借助杆部52的伸出，移动部33克服第二推动部43的推动力，沿导向部32滑动且被下压。随着移动部33的滑动，凸轮部27转动，导向部32发生倾斜。此时，主滚轮11能在辅助滚轮12被下压的方向上转动，S卩就第一保持单元6A而言， 主滚轮11的转动方向为图中的顺时针方向(箭头Dl)；就第二保持单元6B而言，主滚轮11 的转动方向为图中的逆时针方向。因此，即使通过制动部47对辅助滚轮12施以阻力，主滚轮11仍然能够转动。结果，主滚轮11与辅助滚轮12之间不会有显著的摩擦力出现，从而使辅助滚轮12能够被压下。如图7(c)和8(c)所示，随着杆部52的继续伸出，辅助滚轮12随着移动部33 — 起在轮胎径向上被向内下压，并且在轮胎径向上与主滚轮11分开一定的间隙。然后，胎体帘布层片Cp被设置在主滚轮11与辅助滚轮12之间的间隙中。此外，在各保持单元6A和6B中，当致动器13的缸筒51中的高压空气被释放时， 杆部52缩回到缸筒51中。因此，在第二推动部43的作用下，移动部33沿导向部32被提升，从而能够在朝向凸轮部27的方向上滑动。其间，如图9(a)所示，辅助滚轮12与移动部33 —起被提升，从而趋近于主滚轮 11。从而，在各保持单元6A和6B中，主滚轮11与胎体层Cp在轮胎径向上的外表面Cpo接触，辅助滚轮12与胎体帘布层片Cp在轮胎径向上的内表面Cpi接触，从而夹持住胎体帘布层片Cp (见图1)。此外，如图9 (b)所示，借助单向离合器35 (如图6所示)，主滚轮11被禁止沿辅助滚轮12被提升的方向转动，即就第一保持单元6A而言，主滚轮11在图中逆时针方向上的转动被禁止；就第二保持单元6B而言，主滚轮12在图中顺时针方向上的转动被禁止。 而且，因为制动部47施加阻力到辅助滚轮12的转动(如图6所示)，辅助滚轮12与主滚轮11之间产生显著的摩擦力。于是，在隔着胎体帘布层片Cp于主滚轮11的外圆周缓慢转动的同时，辅助滚轮12被提升至其与主滚轮12沿轮胎轴向并肩排列时的位置。辅助滚轮 12沿主滚轮11的缓慢提升是一种理想的状况，因为这样可以防止胎体帘布层片Cp因被快速牵扯而导致其被保持的位置(holding position)发生偏移，也可以防止因胎体帘布层片 Cp被意外拉动所导致的褶皱的发生。须注意，制动部47的设置是选择性的，制动部47可以被省略。图10(a)和(b)显示当有大于第一推动部36推动力的压力F作用于主滚轮11时的状态。这种情况下，在抵抗压力F的同时，主滚轮11能够与轴向移动部10 —起被凸轮部 27所导引，并沿轮胎轴向向外移动。当压力F小于第一推动部36的推动力时，主滚轮11与轴向移动部10 —起沿轮胎轴向向内移动。通过这样的第一推动部36，轴向推动单元48形成在各保持单元6A和6B 中，并且持续沿轮胎轴向向内(朝向型芯2的方向)推动主滚轮11。
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此外，如图10(c)所示，径向推动单元49形成在各保持单元6A和6B中，通过缸部 16在轮胎径向上向内的按压来沿轮胎径向推动主滚轮11。这样的轴向推动单元48和径向推动单元49构成推动装置50。当胎体帘布层片Cp如后文所述被贴附在型芯2的外表面时，推动装置50吸收图1中胎面内侧形成表面Ml、侧壁部分内侧形成表面M2和卷边部分内侧形成表面M3上的不平整。以下将描述本实施例中的成形装置1的运行。如图11(a)所示，在主滚轮11和辅助滚轮12如上所述大致沿轮的胎轴向并肩排列的状态下，各保持单元6A和6B保持胎体帘布层片Cp。此时，因辅助滚轮12的外径小于主滚轮11的外径，辅助滚轮12在轮胎的径向上处于主滚轮11的内侧，因而被防止与型芯 2发生干涉。借助移动装置7的径向移动装置57，一对保持单元6A和6B能够沿轮胎径向向内移动，从而使胎体帘布层片Cp在主滚轮11之间延伸的伸展部62能与型芯2的外表面接触。此外，如图11 (a)和(b)所示，一对保持单元6A和6B在移动装置7的轴向移动装置56的作用下彼此分离时，两者被径向移动装置57沿轮胎径向移向型芯2的内侧。于是， 各主滚轮11能够沿着轮胎的宽度方向顺次沿着型芯2的胎面内侧形成表面Ml、侧壁部分内侧形成表面M2和卷边部分内侧形成表面M3移动。各主滚轮11隔着胎体帘布层片Cp沿着型芯2的外表面滚动。此时，在各主滚轮 11将胎体帘布层片Cp压靠在型芯2上的同时，第一保持部6A的主滚轮11沿顺时针(箭头 Dl)顺畅转动，第二保持部6B的主滚轮11沿逆时针(箭头拟)顺畅转动，从而将胎体帘布层片Cp贴附在型芯2上。此外，各辅助滚轮也进行旋转，转动的方向与相应的主滚轮11反向。通过以此方式在夹持胎体帘布层片Cp的同时进行转动，主滚轮11和辅助滚轮12在释放胎体帘布层片Cp的同时增加伸展部62在轮胎宽度方向上的长度，从而将胎体帘布层片 Cp高效贴附在型芯2的外表面上。此外，因制动部47的阻力作用在各辅助滚轮12的转动上，阻碍其转动(如图6所示)，所以快速释放胎体帘布层片Cp之类的问题得以被抑制。此外，借助推动装置50，各主滚轮11能够吸收型芯2形成表面M上的不平整性； 推动装置50包含轴向推动单元48和径向推动单元49。这一点甚为理想，使得各主滚轮11 得以沿轮胎宽度方向均勻一致地按压胎体帘布层片Cp。如图12(a)所示，当各主滚轮11抵达卷边部分内侧形成表面M3时，一片胎体帘布层片Cp的附贴得以完成。如图12(b)所示，轴向移动装置56和径向移动装置57沿轮胎轴向将所述一对保持单元6A和6B向型芯2的外侧移动，沿轮胎径向将保持单元6A和6B向型芯2的外侧移动(向上)，从而使保持单元6A和6B与型芯2分离。接下来，如图13所述，型芯2在型芯转动装置3 (如图1所示)的驱动下转动预定的角节矩(angular pitch) θ P。在本实施例中，角节矩θ P为型芯2上沿轮胎圆周方向彼此相邻的两片胎体帘布层片Cp环绕支撑轴8的中心轴线CL形成的圆心角。比方说，如果将被贴附的胎体帘布层片Cp的数目设定为N，则角节矩θ P被设定为360/Ν度，因而可以选择性地被设定在0 360度范围之内。然后，与上述情况类似，一片胎体帘布层片Cp被贴附，毗邻上一次被贴附的胎体帘布层片。通过重复上述过程，形成设备1在轮胎圆周方向上将多片胎体帘布层片Cp连续地贴附在型芯2的外表面上，从而形成胎体帘布层。
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本实施例中这样的形成设备1，能够将胎体帘布层片Cp贴附在型芯2的外表面，同时在轮胎宽度方向上增加胎体帘布层片Cp在主滚轮11之间的伸展部62的长度。因此，形成设备1能够高度精确地将胎体帘布层片Cp贴附在型芯2上，与手工操作及其相似。此外，由于形成设备1包含型芯转动装置3，后者能够使型芯2沿轮胎圆周方向转过预定的角节矩θ P，从而使形成设备1能够顺次地将胎体帘布层片Cp贴附在型芯2上，而不必沿轮胎的圆周方向移动所述一对保持单元6Α和6Β。因此，这可以抑制形成设备1尺寸的增加，同时能够提高生产率。此外，因各主滚轮11能够吸收胎面内侧形成表面Ml、侧壁部分内侧形成表面Μ2和卷边部分内侧形成表面M3上的不平整，所以胎体帘布层片Cp能被高度精确且均勻一致地贴附。而且，与使用气缸之类的快速驱动部件的情形相比，移动装置7通过驱动第一、第二伺伺服电机73和61来移动各主滚轮11，从而使胎体帘布层片Cp能够被大体恒速地贴附。因此，形成设备1能够在宽度方向上以更高的精确度贴附胎体帘布层片Cp。这种情况下，在移动装置7中，各主滚轮11在型芯2上沿轮胎宽度方向上的移动最好能够受到控制装置(未示出)或者类似装置的控制。如图14所示，各主滚轮11沿型芯2的外表面在轮胎宽度方向上的移动速度以 S (毫米/秒)表示；在主滚轮11的中轴线IlC的移动轨迹U上，任选的两点Rl和R2之间在轮胎轴向上的距离以X(毫米)表示；该任选的两点Rl和R2之间在轮胎径向上的距离以 Y(毫米)表示。在这种情况下，移动装置7移动主滚轮11的移动时间Tn(秒)优选满足以下关系式Tn = {^j(x2+Y2)}/S通过使移动装置7按照上述移动时间Tn移动主滚轮11，胎体帘布层片Cp便能以大致恒定的速度被均勻一致地贴附到型芯2上，从而能以更高的精确度形成胎体帘布层C。图15(a)至15(c)示意性地展示了另外一种实施例中的形成设备1。如图15(a) 所示，附贴装置4包含第一附贴装置4A和沿型芯2的圆周方向与第一附贴装置4A间隔开的第二附贴装置4B。这样的形成设备1能够同时贴附两条胎体帘布层片Cp，因而能够提高生产率。此外，在本实施例中的形成设备1中，型芯转动装置3 (如图1所示)能使型芯2 沿其圆周方向从第一附贴装置4A转向第二附贴装置4B。此外，型芯转动装置3优选通过使用转动控制器3C(如图1所示)来选择性地重复附贴步骤和移动步骤。在附贴步骤中，型芯2按照固定的时间间隔每次转过一个角节矩θ P ；在移动步骤中，附贴装置4Α和4Β在附贴步骤结束时被移动至预定的位置处。在附贴步骤中，如图15(a)和(b)所示，型芯2连续以角节矩ΘΡ进行转动，直至第二附贴装置4Β处在最初由第一附贴装置4Α附贴的胎体帘布层片Cpl处位置。此外，在移动步骤中，如图15(b)和(c)所示，型芯2的转动使得第二附贴装置4Β 面对胎体帘布层片Cp2的下一附贴位置PL1，所述胎体帘布层片Cp2为第一附贴装置4A在附贴步骤中最后一个附贴的胎体帘布层片。如上所述，通过交替重复附贴步骤和移动步骤，形成设备1将胎体帘布层片Cp贴
附在型芯2的外表面，从而高精度、高效率的贴附胎体帘布层片Cp。
第一附贴装置4A与第二附贴装置4B之间的夹角θ 1可以被适宜设定。然而，如果夹角θ 1太小，耗时较长的移动步骤则需被执行多次，因而有可能导致胎体帘布层片Cp不能被高效贴附。另一方面，如果果夹角θ 1太大，则有可能造成形成设备1尺寸上的增加。 有鉴于此，第一附贴装置4Α与第二附贴装置4Β之间的夹角θ 1优选大于等于30度，更加优选大于等于60度。此外，夹角θ 1优选小于等于90度，更加优选小于等于60度。尽管以上描述了本发明特定的优选实施例，但本发明并不限于图中所示的具体实施例。为实施本发明，各种变更都可以实施。例如，可以设置3个或者更多的附贴装置4。
权利要求
1.一种胎体帘布层形成设备，通过沿轮胎圆周方向大致连续地布置矩形的片状胎体帘布层片，来形成用于充气轮胎的胎体帘布层，每一个所述胎体帘布层片沿轮胎宽度方向的长度大于沿所述轮胎圆周方向的长度，所述胎体帘布层形成设备包含型芯，所述型芯具有分别用于形成成品轮胎的胎面部分内侧、侧壁部分内侧和卷边部分内侧的胎面内侧形成表面、侧壁部分内侧形成表面和卷边部分内侧形成表面；型芯转动装置，所述型芯转动装置用于使所述型芯以预定的角节矩沿轮胎圆周方向转动；附贴装置，所述附贴装置用于将胎体帘布层片贴附在所述型芯的外表面，其中，所述附贴装置包含移动装置和一对保持单元在轮胎宽度方向上，所述一对保持单元在每个胎体帘布层片的长度的中间位置两侧保持该胎体帘布层片；所述移动装置用于移动所述保持单元；每个保持单元包含主滚轮和辅助滚轮，所述主滚轮能够绕着沿轮胎圆周方向的切线的轴线转动，并接触每个胎体帘布层片在轮胎径向方向上的外表面；所述辅助滚轮能够绕着沿轮胎圆周方向的切线的轴线转动，并且通过接触每个胎体帘布层片在轮胎径向方向上的内表面而将各胎体帘布层片保持在所述主滚轮和辅助滚轮之间；并且通过使每个胎体帘布层片的在轮胎宽度方向上介于所述主滚轮之间延伸的伸展部接触所述型芯的外表面，并且使每个主滚轮在轮胎宽度方向上依次经过所述型芯的胎面内侧形成表面、侧壁部分内侧形成表面和卷边部分内侧形成表面移动，所述移动装置在使胎体帘布层片的所述伸展部的长度增加的同时，将胎体帘布层片贴附到所述型芯的外表面。
2.如权利要求1所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于所述移动装置包含轴向移动装置和径向移动装置，所述轴向移动装置在所述型芯沿轮胎径向方向的外侧支撑所述一对保持单元，并使所述一对保持单元在轮胎径向方向上朝向彼此移动或者彼此远离；所述径向移动单元支撑所述轴向移动单元，使得所述轴向移动单元能够在轮胎径向方向上向内或向外移动。
3.如权利要求2所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于，其中所述径向移动装置包含主体框、第一球状螺母部、第一伺服电机以及第一螺杆；所述第一球状螺母部由所述主体框支撑，以能够绕着平行于轮胎径向方向的轴线转动；所述第一伺服电机使所述第一球状螺母部绕着平行于轮胎径向方向的轴线转动；并且所述第一螺杆被旋入所述第一球状螺母部，并在该第一螺杆沿着轮胎径向方向的内端部固定在所述轴向移动装置上；并且通过旋转所述第一球状螺母部，所述径向移动装置使所述一对保持单元与所述轴向移动装置一起在轮胎径向方向上向内或者向外移动。
4.如权利要求3所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于所述轴向移动装置包含支撑框、第二螺杆、一对第二球状螺母部和第二伺服电机，所述支撑框固定在所述第一螺杆上；所述第二螺杆在其两端处以可转动的方式被所述支承框支撑，并沿着轮胎轴向方向延伸，而且在其两端处分别形成有左手螺纹部和右手螺纹部；所述一对球状螺母部中的每一个均旋拧在所述第二螺杆上，并且与相应的保持单元相连；所述第二伺服电机用于旋转所述第二螺杆；并且通过旋转所述第二螺杆，所述径向移动装置使所述一对保持单元在轮胎轴向方向上朝向彼此移动或者彼此远离。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于每个保持单元均包含致动器，所述致动器用于使所述主滚轮和所述辅助滚轮朝向彼此移动或者彼此远离。
6.如权利要求1 5中任意一项所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于每个保持单元均包含推动装置，所述推动装置用于将所述主滚轮推向所述型芯的外表面，并且吸收胎面内侧形成表面、侧壁部内分侧形成表面和卷边部分内侧形成表面的不平整。
7.如权利要求6所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于所述推动装置包含轴向推动单元和径向推动单元，所述轴向推动单元沿着轮胎轴向方向施加推动力，所述径向推动单元沿着轮胎径向方向施加推动力。
8.如权利要求1 7中任意一项所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于其中，如果所述主滚轮在轮胎宽度方向上沿所述型芯的外表面的移动速度以S(毫米/秒)表示；所述型芯的外表面上沿轮胎宽度方向的任意两点之间在轮胎轴向方向上的距离以X(毫米)表示；并且所述任意两点之间在轮胎径向方向上的距离以Y(毫米)表示，所述移动装置移动所述主滚轮的移动时间Tn(秒)满足以下关系式
9.如权利要求1 8中任意一项所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于所述附贴装置包含第一附贴装置和第二附贴装置，所述第一附贴装置用于将第一胎体帘布层片贴附到所述型芯上，所述第二附贴装置用于将第二胎体帘布层片贴附到在轮胎圆周方向上与所述第一附贴装置间隔角度θ 1的位置。
10.如权利要求9所述的胎体帘布层形成设备，其特征在于，其中，所述型芯转动装置包含转动控制器，所述转动控制器用于使所述型芯从所述第一附贴装置转向所述第二附贴装置；使所述型芯以所述角节矩转动，直至所述第二附贴装置抵达由所述第一附贴装置最初贴附的第一胎体帘布层片；以及在所述第二附贴装置抵达由所述第一附贴装置最初贴附的第一胎体帘布层片时，转动所述型芯，使由所述第一附贴装置最后贴附的第一胎体帘布层片的下一附贴位置面对所述第二附贴装置。
11.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于所述方法包括使用权利要求1 10中任意一项所述的胎体帘布层形成设备来形成胎体帘布层。
全文摘要
提供一种胎体帘布层形成设备，该胎体帘布层形成设备包含型芯、型芯转动装置和附贴装置。型芯用于形成成品轮胎的胎面部内侧、侧壁部分内侧和卷边部分内侧；型芯转动装置用于使型芯按照角节矩(θP)转动；附贴装置用于将胎体帘布层片(Cp)贴附在型芯的外表面。附贴装置包含移动装置和一对保持单元。一对保持单元用于保持胎体帘布层片；移动装置用于移动保持单元。每一保持单元均包含主滚轮和辅助滚轮，胎体帘布层片夹持在主滚轮和辅助滚轮之间。移动装置使胎体帘布层片在轮胎宽度方向上介于主滚轮之间的伸展部接触型芯的外表面，并且在增加伸展部在轮胎宽度方向上的长度的同时，将胎体帘布层片贴附到型芯的外表面。
文档编号B29D30/38GK102189696SQ20111003785
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月9日
发明者高木克人, 鬼松博幸 申请人:住友橡胶工业株式会社