专利名称：制造以胶料为原料的制品的挤出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造以胶料为原料的薄条形制品用的挤出装置。
更具体地说，本发明涉及生产以胶料为原料的型材的装置，该型材是极薄的带但宽度很宽且可直接放在模具型腔或鼓上，或在装置出料口直接叠置在其他材料上。
在外胎制造领域，由橡胶混合料构成的半成品生产后相互结合。因为制品温度及制作它的橡胶混合料性质的不同，轮胎制造中一种制品粘附于另一制品上时经常遇到困难。制造商们长期使用的办法是将溶解在有机溶液中的橡胶溶液涂到一种制品上。目前由于环境保护的原因，力图限制这种溶液的使用。因此必须求助新办法。
一种办法是，在两层要粘结的制品之间放一层极薄的粘合力极强的橡胶制品，常叫做连接化合物。况且这种连接化合物长时期应用于修补业，实现硫化的胎体与新的外胎面间的连结。
为了能将这样一层胶制品直接放在挤出装置的出料口，特别是为了使连接化合物的温度、厚度和其他特性保持不变，并且还从工业观点来看，直接生产能覆盖部件全宽的很薄的带是特别有利的。因此，例如，为了制造翻新胎面的轮胎，人们千方百计地要生产宽度与翻新的轮胎外胎相同、厚度约十分之几毫米的带材。
此外，还寻求使轮胎的外胎制造越来越精确。制造精度主要取决于橡胶制品尺寸的相符的情况，特别是组装到构成轮胎外胎的制品的宽度与厚度的精度与稳定性。
已知的橡胶挤出设备有几种。挤出机通常有一根或一根以上通向储料腔的挤出螺杆，它能将胶料送到挤出孔。挤出设备分为两类●通常叫做辊筒口型挤出机的挤出机，其特点是它们的挤出板是由与固定壁相配合的滚子外表面构成。
●所谓的长条口型挤出机，其特点是挤出板由固定板构成。
这两种挤出机可挤出很长的制品，其厚度不变，而各类塑机的优点不同。不管是哪类挤出机，挤出的带材的宽度都受挤出螺杆直径限制，或者如有几根挤出螺杆则受挤出螺杆中心距的限制。这是因为，如果制品宽度及由此的挤出孔宽度比该直径大得多，则会有将足够的混合料以正确输送速度供到板处的供应问题，还有混合料停留在板中的困难及混合料、压力、输送速度在挤出孔整个宽度上的分配问题。
设备的这些难题能限制制品所能得到的宽度。由于工业上要求机器做得紧凑，限制了挤出螺杆的尺寸，因而宽度更受限制。
为了解决这些问题，公开的法国专利FR-2 294 039描述一种附带压延机的挤出机，该挤出机生产以胶料为原料的制品的宽薄带材。这种挤出机的挤出螺杆将胶料推入储料腔，在其出料口放着两个轴线与挤出螺杆轴垂直的滚子，而带材在它们之间的间隙中加工成型。
这样的设备对宽的带材而言造成会影响制品质量的技术困难不多，这是因为挤出孔大小与制品最终宽度相距甚远，这样产生橡胶混合物的推动问题和在宽得多的表面上不规则分布问题，这和上述挤出板尺寸比挤出螺杆直径大得多的情况一样。这也导致生产宽度非恒定问题。
此外，这样的设备体积庞大，因为它需要在沿带材宽度方向有很大横向空间以便获得此宽度，并且在沿挤出螺杆方向的轴向尺寸也很大。
本发明旨在消除这些缺点。
下文中，“轴向”、“径向”及“周向”均指与挤出装置滚子的轴向、径向和周向平行的方向。
根据本发明，用以制造以胶料为原料的制品的挤出装置，包括一转动滚子，一胶料进口孔和一覆盖滚子部分圆周表面的拱形顶盖，胶料从进口孔流入位于拱形顶盖与滚子之间的间隙并流向限定制品形状的挤出孔，该孔边界由与滚子外表面配合的壁限定，该拱形顶盖在其面向滚子内表面上带有突起的线，可与滚子表面一起形成混合料塑化腔，这些线中至少有两条基本轴向地延伸。
挤出孔因此沿轴向延伸，即沿滚子的轴向延伸，滚子和拱形顶盖一起影响混合料的有效增化，这样便能用与滚子长度相当的有限尺寸的装置得到较宽的带材。当然，不绝对排除用本装置获得较小宽度的带材，甚至细带。
有利的是，两条基本沿轴向的线包括最靠近挤出口的线，其可确保流向挤出口的混合料的方向和分布。
也可采用措施，用两条容纳泄漏的胶料用的边缘来限定拱形顶盖形成塑化腔的区域。这样能控制挤出制品的宽度。这样的泄漏容纳系统可装上传统的密封装置(填片等)。
根据本发明一变化的实施例，拱形顶盖形成塑化腔的区域可分成几个区段，两相邻区段用轴向延伸、彼此平行的线隔开。
根据另一变化，拱形顶盖形成塑化腔的区域具有螺旋形线，即在同一线上有先是左螺旋后右螺旋的螺旋形线，反之也可。事实上，不同形式的线可被选用，以便对胶料作不同的操作，这种选择主要取决于胶料性质。
有利的是，壁由一固定板构成，其上带有沿轴向延伸且在本装置闭合位置与拱形顶盖最后一区段用基本轴向延伸且由该拱形顶盖携带的线隔开的腔区，板的腔区的轴向长度大于该线的长度。在胶料行程结束时有此分散使混合料能分布到腔区的整个长度上，由此保证型材的厚度与宽度不变，而不会在回收横向泄漏时引起毛刺发生。
从参照附图阅读根据本发明所述挤出装置的一个示例性实施例可了解其他特点和优点，附图中
图1是根据本发明所述装置在张开状态下的不完全透视图；图2是根据图1所示所述装置在关闭状态下某一部件的透视图；图3是图1所述装置的轴向剖图；图4是图3所示装置沿IV-IV线的径向剖面；图5是根据本发明一变化的实施例所述与图2相似的透视图；图6是根据本发明另一变化的实施例与图4相似的径向剖面；图7是图2所示装置拱形顶盖线的一变化的实施例的透视示意图；图8是图2所示装置的拱形顶盖线的另一变化的实施例的透视示意图；图9是根据本发明所述装置使用时的径向剖视示意图。
下文中，图中所示本发明各不同变化实施例的相同零件用同一标号表示。
根据图1，挤出装置1包括一可绕其轴线XX’旋转且有外表面51的滚子5，一拱形顶盖6，其与表面51一起界定一塑化胶料的腔且能盖住滚子5的部分圆周面。在拱形顶盖6的两横向端部61和62上有胶料进口孔15和型材挤出孔21，胶料从进口孔被推入拱形顶盖6和滚子5之间的间隙中并送向挤出孔21。
滚子5安装在轴9上并与轴一起转动，在此将轴9和滚子5做成一个部件，但可想象，它们可以是两个不同的部件。滚子5具有两个直径为d的轴肩52和53(相当于轴9的直径)，滚子5的外表面51相当于滚子5的环形圈，其直径D大于d。
在两个轴肩52和53上通过轴承(未示出)分别装上两个法兰盘7和8上。法兰盘7、8沿着轴向向滚子5中央伸出的肩部71、81，分别与拱形顶盖两轴向端部63和64的肩部配合，使拱形顶盖固定到该装置上。
肩部71和端部63的肩部利用法兰盘7的肩部71中的通孔711和端部63上的通孔631以螺钉固定在一起，法兰盘8的肩部81与拱形顶盖6端部64的肩部固定也使用同样的方法。
显然，肩部71、81分别与肩部63、64可用其他方法连接。
从图1及4可见，两个支撑件10和11分别安装在法兰盘7和法兰8之间，这两个支撑件相对于滚子5在外周上偏置。支撑件10和11用适当装置(如螺钉)刚性地固定到法兰盘7和8上，或者将这些零件10、11、7、8做成一件。
拱形顶盖6的端部62装在支撑件10上，可绕支撑件10上带的小轴12转动，拱形顶盖6的凸缘65上所带的通孔13可与此小轴12配合，如图2所示。
凸缘65的外壁651与在外壁651对面的、支撑件10所带的壁101一起，构成胶料进口孔15。此进口孔15扩展而与滚子5的表面51接触。为了保持进口孔15的入口远离滚子5(基本上出于安全原因)，可提供通向进口孔15的入口通道16。
支撑件11则与拱形顶盖6的另一端配合，因此可利用例如螺钉使端部61与这另一端固定，因而使装置闭合。有利的是，这种固定是可拆开的，如图1所示，因而用把手61可使拱形顶盖6绕小轴12转动，从而提供进入滚子5的入口以清理该装置。
此外，特别如图2及4中所示，挤压板20安装在支撑件11的内侧，使挤压板20与滚子5的表面一起形成型材的挤出孔21。可以想象，也可不用挤压板，而用例如另一滚子的外表面构成的可转动的壁。
滚子15用已有方法设有冷却装置25，它包括进料通道251，该进料通道251从滚子一端穿进，以在滚子中央区域将其流体分配给两条径向通道252，该通道252将冷却液供给位于滚子5的表面51下面的环流“系统”253。
滚子5的这一端由电机带动，使其轴向转动，并安装在机架上，这里不详述，因为本发明不涉及这方面。
下文中，将详细说明拱形顶盖6，以便对本发明装置工作有所了解。
如图2所示，拱形顶盖6的中心区域65被分成几个径向区段67，每个区段都有一凹面67’，两相邻区段67由一条线(thread)68分开。形成的成品带带材的厚度，与线68和滚子5表面51之间通道之比至少大于1，且是制品平均厚度的函数，因此该通道不会对总的输出量产生限制。
这里所示各区段有相同尺寸和曲率半径。显然，在不脱离本发明范围情况下，可以想象各区段有不同的或可变的尺寸和/或曲率半径。
还可想象，拱形顶盖可不分成多个区段但它必须至少有两条基本轴向的延伸线，以便将胶料导向挤出孔，同时将其分布在孔的全宽上，拱形顶盖上的其他线可以指向不同方向，如螺旋形线或者相对于轴线收敛或扩散的条纹，如在同一条纹上先向左后向右的螺旋形线，反之也可，如图7和8所示。因此，图7的线68A沿轴向线方向是扩散的，而图8所示是扩散线68B旁边是向轴向线收敛的线68C。
这些区段在轴向上被两条收容泄漏胶料的边缘69和70界定，在装置工作过程中将看到泄漏胶料的收容。
拱形顶盖的最末区段67与挤出板20由线68隔开，挤出板本身有腔区201，其轴向长度比拱形顶盖区段67的长度长，以便产生扩张，通过此腔区201的两边将型材出口的宽度固定下来。此外，该腔区201的深度比拱形顶盖6的区段67的深，以便形成胶料的储备，以确保胶料连续地向挤出孔21供应。
刮板20上也有一线202，其沿滚子5转动方向跟在腔区201后，此线可确定以胶料为原料的制品形状，因此线202表面与滚子5的间距限定了产生的剖面厚度。
可以调节板20与滚子5的外表面51的间距，从而根据待制橡胶制品带材断面形状确定挤出孔的高度。
本装置优先用于生产厚度小于5mm的带材，因为受装置控制的胶料增化作用必然受工艺装置的特点的限制。但也可想象，根据胶料性质和这一装置进口孔的导入形状，由进孔前已经加工过的胶料生产较厚的带材。
还可提供加强胶料操作的附加构件，如把手。
更具体地说，本装置可获得厚度小于0.5mm的带材，因此可获得直接铺在模型、生产鼓或胎体上的极薄带材，但又可以通过将得到带材叠加在装置挤出孔出来的另一材料上而生产出双层制品。因此，借助于本发明的装置，还可以生产厚度小于0.3mm的带材。
本装置通过将几台装置的结合，例如将根据本发明所述两台装置互相对置，使一个装置产出的型材与直接从相应的挤出孔排出的另一制品重叠，形成叫做“复合体”的制品，提供很广泛应用的可能性。
还可将几台根据本发明所述装置沿鼓转动方向，或尤其沿回转表面的转动方向依次布置，使多种制品依次叠放在该鼓上。
此外，还可将此装置包括在辊筒口型挤出机的挤出机头来使用。本装置的进口孔放在挤出机所带的至少一根挤出螺杆的端部，以便改进挤出物剖面调整率及工作的均匀性。
在此介绍的例子中，进口孔15与挤出孔21放在滚子直径方向相对位置，较佳地是在滚子5表面5的圆周上相隔约180度，以便使压出物在选定支承件(滚子、鼓、胎体、嵌入物等)上的机械应力最小。当然，根据希望获得塑化的程度或根据胶料，提供的区段可以多些或少些，因而拱形顶盖周长可长些或短些。
下文中，上述实例的所述装置的操作将参照图2、图4作简单说明。
进口孔15喂给胶料A，胶料以或者连续的带材或者以与传统挤出机相同的带材方式进入进口通道16。
胶料A从进口孔15推进由拱形顶盖6和滚子5的表面51形成的塑化腔内，滚子5转动时推动胶料A穿过拱形顶盖6的各区段67和线68。
胶料在流动，同时在胶料运转时产生温升，这样便膨胀而越过收容边缘69和70，形成溢流。这些泄漏量在收容边缘69和70上作环流同时总是由滚子5的转动而驱动。
胶料A于是被传送到板20处，更准确地说送到腔区201处，在那里胶料分布到腔区整个轴向长度上，收容边缘所携带的任何泄漏也流到腔区中。腔区201的轴向长度决定型材宽度，型材于是通过由滚子5的表面51和板20的线202所形成的挤出孔而离开。
这样得到宽度恒定的型材，该型材可非常宽且非常薄。
当然，也可想象，板或壁的长度不大于拱形顶盖中心区的腔区，这时，只要挤出物宽度确定且必要时溢料可循环，将刮板系统与本装置联系起来是有利的。
根据本发明所述挤出装置几个应用实施例将在下面给出。当然这些例子不会使本发明范围仅限于这些用途。
根据图5所示的本发明一变化的实施例，本装置有第二胶料进口孔15a，它与塑化腔内的第一进口孔可以相同，也可不同。这样可实现复合挤出。
根据图6所示的本发明另一变化的实施例，其能够在板20的腔区201内提供纱或金属线210b的通道的孔，以便生产可直接放置在模型或鼓上的层片。
在不脱离本发明范围情况下，可以想象，将根据本发明所述装置安装到挤出机挤出口型上，使装置的进口孔15布置在挤出机所携带的至少一根挤出螺杆的端部。
还可想象，在一设备中采用几台装置来挤出多条胶料，因此可沿鼓转动方向依次配置至少两台装置，以将多个制品依次叠放到所述鼓上，或另一方面将两台装置面对面放置，使一台装置挤出的型材与另一制品直接在各自的挤出孔出料口重叠。
图8示出将本发明两个装置1’和1”组合起来的应用，利用每一台装置产出的型材生产双层型材。因此可想象，这种双层型材由放在两台装置出料口的一个滚子使其牢固结合。
还可想象，本装置可应用在有压延机的挤出设备出料口处。
应用一台或多台根据本发明装置的设备的这些实例不会限制本发明的范围，因此该装置也不会沦为只能用于这些例子。
权利要求
1.一种用于制造以胶料为原料的制品的挤出装置(1)，包括一转动滚子(5)，一所述胶料的进口孔(15)和覆盖滚子(5)的部分圆周表面(15)的拱形顶盖(6)，该胶料从进口孔(15)流入位于拱形顶盖(6)和滚子(5)之间的空隙中并流向限定制品外形的挤出孔(21)，该挤出孔(21)由与滚子(5)的外表面(51)相配合的壁(20)限定，该拱形顶盖(6)在其朝向滚子的内表面上带有突起的线，可与滚子表面(51)一起形成胶料塑化腔，这些线中至少有两条基本轴向地延伸。
2.根据权利要求1所述的挤出装置，其中，该两条基本轴向延伸的线包括最靠近挤出孔的线。
3.根据权利要求1或2所述的挤出装置，其中，该拱形顶盖形成塑化腔的区域被两条用于胶料泄漏的收容边缘(69、70)横向限定。
4.据权利要求1-3中任一项所述的挤出装置，其中，该拱形顶盖(6)形成塑化腔的区域分成多个区段(67)，两个相邻区段(67)由相互平行且与基本轴向延伸的线平行的突出线(68)隔开。
5.根据权利要求1、2、3中任一项所述的装置，其中，该拱形顶盖(6)形成塑化腔的区域具有螺旋形线。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，该螺旋形线在同一条线上具有一个左向线和一个右向线。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中，该壁是由滚子的表面形成。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中，该壁由一固定板构成。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，该板(20)带有基本轴向延伸的腔区(201)，在该装置的闭合位置由所述拱形顶盖所带的基本轴向延伸的线(28)将该拱形顶盖与腔(201)隔开，该板(20)的腔区(201)的轴向长度大于所述线的长度。
10.根据权利要求4和9所述的装置，其中，该板(20)中腔区(201)的深度大于该拱形顶盖(6)的区段(67)的深度。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其中，制成的带材厚度与靠近挤出孔(68)的两条线之一和滚子(5)的表面之间的通道之比至少大于1。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中，限定出挤出孔高度的该壁和滚子(5)的外表面(51)之间的间距小于5mm。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，该挤出孔的高度小于0.5mm。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，该挤出孔的高度小于0.3mm。
15.根据权利要求1-1 4中任一项所述的装置，其中，该拱形顶盖(6)安装成可绕与滚子(5)成一体的支撑件(10)的转轴转动。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，该装置具有第二胶料进口孔，其与塑化腔内的第一进口孔可以相同，也可不同。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的装置，该装置在板(20)的腔(201 内具有多个可通过线的孔。
18.一种具有挤出口型的挤出机，包括根据权利要求1-17中任一项所述的装置，该装置的进口孔(15)设置在由挤出机所带的至少一根挤出螺杆的端部。
19.一种挤出多条胶料混合物的设备，包括至少两台根据权利要求1-17中任一项所述的装置，所述至少两台装置沿鼓转动方向依次放置，使多条制品依次叠放在所述鼓上。
20.一种将两种型材叠合的设备，包括至少两台根据权利要求1-17中任一项所述的装置，该两台装置被面对面放置，以使从一台装置挤出的型材与另一制品直接在各自挤出孔出料口叠合。
21.一种包括压延机的挤出设备，在其出口设有根据权利要求1-17中任一项所述的装置。
全文摘要
本发明涉及一种制造以胶料为原料的制品的挤出装置(1)，它包括一转动滚子(5)，一所述胶料的进口孔(15)和一覆盖在滚子(5)部分圆周表面(51)上的顶盖(6)，胶料由进口孔(15)推进到顶盖(6)和滚子(5)之间的空隙并流向确定制品形状的挤出孔(21)，挤出孔由与滚子(5)的外表面(51)与隔板(20)配合确定，顶盖(6)在其朝向滚子的内表面上有突出的线，以与滚子的表面(51)一起确定胶料塑化腔，至少有两条线沿轴向延伸。
文档编号B29K21/00GK1478013SQ01819606
公开日2004年2月25日 申请日期2001年11月23日 优先权日2000年11月27日
发明者P·拉穆瓦纳, P 拉穆瓦纳, G·克罗尼耶, 弈嵋, S·尼古拉, 爬 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司