专利名称：用于制造弹性体轮胎部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造弹性体轮胎部件的方法，更具体地说涉及用于汽车的轮胎部件。
一般来说，用于汽车的轮胎包括由一个或多个胎体帘布层组成的胎体结构，所述胎体帘布层基本上为环形并且具有与通常被成为“胎圈芯”的相应环形加强构件接合的它们的轴向相对侧缘，所述轮胎还包括在相对于所述胎体结构的径向外部位置由弹性体材料制成的胎面带、介于所述胎体结构和所述胎面带之间的带结构以及在所述胎体结构上的一对轴向相对的胎侧，每个所述胎侧覆盖在所谓的胎面带胎肩区和定位在相应胎圈芯处的胎圈之间径向延伸的轮胎侧部。
在此在本说明书以及之后的权利要求中所阐明的术语“弹性体材料”，用于表示包括至少一个弹性聚合物和至少一个加强填料的合成物。通常，这种合成物还包括添加剂例如硫化剂和/或增塑剂。由于存在硫化剂，所述材料可以通过加热得到硫化，以形成最终产品。
在轮胎制造领域，已经提出通过在可以绕其旋转轴线旋转的基本上圆柱形或环形支承件上布置由适当弹性体材料制成的连续的细长构件形成弹性体轮胎部件。这种连续的细长构件与最终得到的部件相比通常具有减小的尺寸并布置在旋转支承件上以形成并排布置和/或处于相互重叠关系的多个连续线圈。
在本发明以及之后的说明书中所阐明的术语“弹性体轮胎部件”，被用于表示由弹性体材料构成的最终轮胎或其部分的所有部件。
根据这一定义的弹性体轮胎部件的非限制性示例是胎面带；胎侧；所谓的衬层，其作为弹性体材料制成的薄层，在完成硫化之后将变得不透气以确保保持轮胎使用的充气压力；置于衬层和胎体帘布层之间的所谓的底层；底带束层插入物；环形加强结构的填充插入物；所谓的无气行驶轮胎的胎侧插入物；靠近一个轮胎胎面构件在外部作用的抗磨损插入件；或者任何这些示例性部件的部分。
特别地，作为示例，当胎侧和/或胎面带形成为两个或多个不同部分，每个部分由特定弹性体材料制成时，术语“弹性体轮胎部件”表示胎侧和/或胎面带的上述部分中的每个。
本申请人的国际专利申请WO 00/35666和WO 01/36185中教导了可以通过由挤压机供给细长构件并通过在支承所制造的生轮胎的支承件上适当沉积这些构件来获得一些所述的轮胎部件，所述支承件通过自动化臂绕其自身轴线旋转并相对于挤压机移动以实现细长构件的横向沉积，从而形成构成轮胎部件的多个圆周轴向相连和/或径向重叠的线圈。所述线圈的定向和相互重叠的参数可以适当设计成根据在电子计算机上预设的预定沉积方案控制所形成的每个弹性体轮胎部件的厚度。
从文献GB1,048,241中可以了解到一种用于在轮胎胎体上敷设不同厚度的弹性体材料层并包括向胎体施加弹性体材料带的喂料头的机械，用于将胎体设定成绕其轴线旋转以在胎体相对于喂料头旋转时在其上缠绕多个线圈的装置，用于使喂料头沿胎体横向地从胎体的圆周对称面的一侧移动到另一侧的装置，以及用于自动改变每缠绕一圈的横向移动量以改变相邻线圈的重叠程度并因而改变在胎体上形成的层厚度的装置。在用于制造新轮胎的合适方案中，在胎面带形成过程中，胎体安装在成形机头上并具有圆柱形直的构造。
EP1 211 050描述了一种用于通过正位移挤压系统挤压轮胎用橡胶材料的方法，该正位移挤压系统从轮胎用橡胶的上游侧观察包括螺杆挤压机单元、齿轮泵单元以及具有挤压喷嘴的挤压头单元，它们彼此串联连接。当促使轮胎用橡胶流过挤压系统时，测量橡胶材料的温度并将其控制在预定温度范围内。
EP 492,425中描述了一种挤压系统以及用于挤压在挤压机内均匀加热和混合的橡胶混合物条带的方法。控制系统调节挤压机的速度以在齿轮泵入口处提供接近恒定的压力，从而可以准确调节来自挤压头的混合物挤压速度。橡胶混合物的温度保持在小于100C°的预定温度范围内。温度和压力被描述成在系统中的多个其它位置处得到测量，以作为对算法的输入，所述算法被设计成在起动、停机以及稳定状态操作过程中促使喂料混合机的速度变化，以在整个系统中保持所需要的压力，喂入速度和温度。
US 6,468,067中公开了一种橡胶混合挤压装置以及挤压生橡胶的方法。所述装置具有减小的螺杆长度，由此减少材料剩余，并且便于进行温度控制以防止橡胶焦化。温度控制被描述成受常规方法的影响。
申请人注意到现有技术中用于制造弹性体轮胎部件的方法和装置具有一些缺陷。
特别是，工业过程意味着从生产步骤转化到非生产步骤，反之亦然。换句话说，生产可以因多种原因被中断，例如来自制造厂后续工位的问题或特殊要求，或者挤压机部件的故障。
当挤压包括交联弹性体材料的弹性体轮胎部件时遇到的问题之一与挤压机的温度控制相关。过度和/或不适当地长期加热会导致交联弹性体材料的过早硫化，还被称为“烧焦”。另一方面，应该保持温度达到使弹性体材料具有适于被加工的流动性。
申请人感受到了在这些转化过程中及时并有效地控制挤压装置不同部件的温度的必要性，考虑了例如以下方面-挤压装置包括就质量、热惯性和工作温度来说不同的单元；-在暂停过程中通过完全排出弹性体材料而清空挤压装置不仅成本高以及耗时，而且难以实现，剩余材料会保留在挤压装置内很长时间并因而改变了随后挤压的部件的质量；-待加工成形的材料是热敏的。
在制造本发明提出的弹性体轮胎部件的生产过程中，申请人已经意识到在常规方法中所述非生产步骤持续很长时间，在这过程中弹性体材料保持处于高温，该方法往往产生遭受上述不符合要求的过早硫化(“烧焦”现象)的材料，从而形成低质量的弹性体材料，其不具有所需要的物理机械特性。
另外，由于挤压装置每个单元具有所述不同的特性，因此申请人进一步感受到在所述非生产步骤中，难以控制每个单元在此之后限定的从非加工温度到加工温度的转化，反之亦然，以避免烧焦现象并同时在耗时和耗能方面获得最佳效果。
根据本发明，针对上述问题，申请人已经考虑了制造弹性体轮胎部件时在产品生产灵活性和质量方面获得实质改进的可能性，在该制造过程中以特定方式控制从和向所述非生产步骤的热转化。
更详细地，本发明的目的是提供一种用于制造弹性体轮胎部件的方法，包括以下生产步骤a)制备包括交联弹性体材料的细长构件，以及b)向绕其几何旋转轴线旋转移动的构造支承件上输送所述细长构件，使得细长构件沿圆周施加在支承件上；制备步骤a)包括a1)向包括多个单元的挤压装置供给交联弹性体材料；a2)通过所述挤压装置挤压交联弹性体材料以形成所述细长构件；所述单元各自具有相应的加工温度；所述单元各自具有相应的低于所述加工温度的非加工温度；所述单元各自具有相应的热惯性，所述单元根据它们的热惯性得到分级，以具有至少一个顶级单元和至少一个下级单元；所述方法还包括至少一个非生产步骤c)使挤压装置的至少一个单元经历的热转化，其中通过以下步骤实施所述热转化c1)从顶级单元开始到下级单元依次加热所述至少一个单元以达到相应的加工温度；或者通过c2)从具有最大加工温度的单元开始到具有最小加工温度的单元依次冷却所述至少一个单元以达到相应的非加工温度。
在此热惯性(I)被定义为材料耐温度变化的趋势并可以表达如下I＝(kρc)1/2其中k是导热系数，ρ是材料的体积密度；c是每单位质量特定的热容量，也就是J/cm2.sec1/2.C°(每度每平方根秒每平方厘米上的焦耳)。
挤压装置的所述单元的加工温度在此被定义为挤压装置的每个单元在制造热硫化弹性体材料的挤压操作过程中保持的温度，也就意味着在比所述加工温度更低的温度值下，挤压过程处于非生产步骤。
挤压装置的所述单元的非加工温度在此被定位在比加工温度更低并且可以避免在预定停留时间内在单元中的剩余交联弹性体材料发生烧焦现象的温度。所述非加工温度与关闭挤压装置时的室温相一致。所述非加工温度还可以与比在挤压装置待用例如在紧急情况时所述过程的生产步骤中的室温更高的温度相一致。
在此定义的每个单元的停留时间是弹性部件的一部分在所述单元中消耗的时间。另一方面，烧焦时间在此定义为橡胶混合物在开始硫化之前可以在给定温度下得到加工的安全时限。可以根据ASTM-D4084-95利用振荡盘式流变仪(ODR)测定烧焦时间，并且该时间是需要提高两个单元的转矩值(TS2或Mooney Scorch)的时间。
本发明用于制造弹性部件的方法包括至少一个非生产性步骤，其在此定义为制造过程处于待用状态，也就是不通过挤压装置输送/推进聚合材料的步骤。非生产步骤的示例是挤压装置起动、紧急情况和暂停。
根据本发明，通过以下步骤实施使挤压装置的单元经历从加热或冷却中选取的热转化的至少一个非生产步骤-从顶级单元开始到下级单元依次加热所述至少一个单元以达到相应的加工温度；或者通过-从具有最大加工温度的单元开始到具有最小加工温度的单元依次冷却所述至少一个单元以达到相应的非加工温度。
“依次”意思是一单元可以在之前涉及的单元仍然处于热转化时进入热转化。
在所述非生产步骤中，需要冷却单元，由于在挤压装置的所述单元内存在高温，并且由于所述挤压装置已经停止从而使一定量的弹性体材料残留在其中，因此存在弹性体材料在超过停留时间的评定临界值时遭受烧焦现象的危险。
如果发生这些现象，会形成不具备所需物理机械特性的低质量弹性体轮胎部件。另外，弹性体材料的过早硫化意味着需要在开始新的生产循环之前从挤压设备上清除所有痕量的烧焦材料，这种清除耗时并在一些情况下是不能完全实现的。
申请人已经意外地发现本发明的过程可以基本上减少产生烧焦现象的危险，这是因为所述交联弹性体材料在有限的控制时间内和/或在控制温度下保持在挤压装置的至少一个单元内。
还根据本发明，申请人已经发现可以在上述冷却热转化过程中在耗时和耗能方面克服现有技术的方法的制约，这是因为可以保持大多具有更低加工温度的单元处于它们相应的加工温度，同时仅有那些具有更高加工温度(具有更大烧焦的危险)的单元被冷却到它们的非加工温度。
在本发明的方法中采用的包括交联弹性体材料的所述细长构件具有扁平横截面，例如矩形、椭圆形或透镜状，这样与期望形成的弹性部件的横截面相比得到极大地减小。通过非限制性示例，所述细长构件可以具有范围在3毫米至15毫米的宽度，和范围在0.5毫米至2毫米的厚度。
在本发明的方法中采用的细长构件可以被输送在绕其几何旋转轴线旋转移动的构造支承件上，使得细长构件沿圆周施加在支承件上。
优选地，构造支承件具有形状与待成形的轮胎的内部构造基本上匹配的外表面。更优选地，所述建造构件是基本上刚性的环形支承件。在备选实施方式中，建造构件可以具有基本上圆柱形的外表面。
在本发明的方法中采用的挤压装置通常靠近建造支承件定位以便于将细长构件在其构造支承件上的输送操作。
在本发明的方法中采用的挤压装置可以是常规挤压机或喷射设备并包括多个单元。
优选地，所述单元包括至少一个壳体、至少一个用于在所述壳体内移动弹性体材料的元件以及至少一个成形模。
优选地，所述用于移动弹性体材料的至少一个元件从由旋转安装在所述至少一个壳体上的螺杆和滑动安装在所述至少一个壳体上的活塞组成的组中选取。
优选地，挤压装置还包括至少一个喷嘴。更具体地，所述挤压装置优选具有用于根据产品本身给定的几何和尺寸特征使在常规形状和尺寸的孔口处加工的弹性体材料成形的所谓出口“模”。
优选地，挤压装置还包括可操作地与用于移动弹性体材料的所述元件相关联以形成正位移挤压装置的齿轮泵。齿轮泵提高弹性体材料压力直至使该压力达到范围为大约200巴-大约650巴，优选大约400巴的值，所述弹性体材料最终通过所述模得到挤压。
挤压螺杆和齿轮泵优选各自通过不同的动力单元得到驱动，尽管如此还可以通过单个动力单元替换所述动力单元。
优选地，挤压装置的所述至少一个壳体具有范围在50℃至120℃，更优选是70℃至90℃的加工温度。
优选地，挤压装置的所述至少一个用于移动弹性体材料的元件具有范围在20℃至120℃，更优选是60℃至100℃的加工温度。
优选地，挤压装置的所述至少一个成形模具有范围在80℃至130℃，更优选是90℃至120℃的加工温度。
优选地，挤压装置的所述至少一个喷嘴具有范围在70℃至120℃，更优选是80℃至120℃的加工温度。
优选地，挤压装置的所述至少一个齿轮泵具有范围在70℃至120℃，更优选是80℃至110℃的加工温度。
上述优选的温度范围与平均混合物粘度级和烧焦条件有关。温度等级优化将导致混合物粘度最大(温度越高意味着挤压压力越低)，从而使烧焦危险降至最小(温度越低意味着烧焦的趋势越小)。所示的温度范围包括在轮胎混合物中采用的粘度和烧焦条件。
对于本说明书以及之后的权利要求的目的来说，除了另有表示，表达参数的所有数值例如数量、温度、百分比等都被理解为在所有情况下都可以通过术语“大约”来改变。同时，所有的范围包括所公开的最大和最小点的任何组合并包括其中的中间范围，这会或不会在此具体列举。
在优选实施方式中，本发明的方法还包括以下步骤d)实时检查挤压装置每个所述单元的实际温度、加工温度、非加工温度和所述实际温度与所述加工温度之间的差值。
优选地，通过可操作地与挤压装置相连的温度控制系统实施所述检查步骤。
然而更优选地，所述温度控制系统包括在每个单元主体上的至少一个传感器。
在优选实施方式中，所述温度控制系统具有热交换流体在其中循环的通道。更优选地，所述热交换流体从加压水或油中选取。
优选地，所述热交换流体具有范围为6巴至9巴，更优选是7巴的最大压力。
在本发明的方法中，所述交联弹性体材料在每个单元中具有等于或小于烧焦时间的停留时间。
优选地，所述交联弹性体材料在每个单元中具有停留时间，其范围为所述交联弹性体材料在单元的实际温度下的烧焦时间的20％至99％。
更优选地，所述交联弹性体材料在每个单元中具有停留时间，其范围为所述交联弹性体材料在单元的实际温度下的烧焦时间的20％至50％。
为了实施本发明的方法，挤压装置的每个单元根据其热惯性得到分级以具有至少一个顶级单元和至少一个下级单元；另外，在所述顶级单元和所述下级单元之间的中间级单元优选也以降序分级。
根据本发明方法的优选实施方式，顶级单元是壳体，而下级单元是成形模。
更优选地，根据它们的热惯性按从顶级单元到下级单元的降序分级，所述单元为所述至少一个壳体、所述至少一个用于在所述至少一个壳体内移动弹性体材料的元件、所述至少一个齿轮泵以及所述至少一个成形模。
根据本发明的第一方面，挤压装置的所有单元或一些单元经历通过从顶级单元开始到下级单元依次加热所述单元以达到相应加工温度而实施的热转化。
因而，例如在包括挤压装置起动操作的加工过程的非生产步骤中，通过使每个单元的温度从预设的非加工温度提高到加工温度来加热所有单元。
优选地，挤压装置的至少一个壳体是在所述起动的非生产步骤中经历所述加热热转化的第一单元，所述壳体是顶级单元，而其它单元根据它们不同的热惯性依次得到加热，下级成形模是最后经历加热热转化的单元。
由于每个单元凭借其特定的热惯性从其非加工温度到其加工温度需要经过不同的时间，因此在给定的非生产步骤中不同单元的加热步骤优选在不同时刻开始，使得这些单元的加热持续不同时间。
优选地，每个所述多个单元的加热时间与其余所述多个单元相差一个小于或等于60分钟，更优选是小于或等于30分钟的量。
优选地，当更高级的在前单元的实际温度达到比所述在前单元的加工温度低20℃至30℃，更优选是比所述在前单元的加工温度低10℃至20℃的值时，每个预定单元的加热步骤不同于所述顶级单元而开始。
然而更优选地，实施所述多个单元的加热步骤，使得这些单元达到它们相应的加工温度小于10分钟，更优选的是基本上同时发生。
在本发明和附加权利要求的框架内，表述“基本上同时”被用于表示所有单元在相同时间达到它们的相应加工温度或者在已经达到其相应加工温度的第一单元与已经达到其相应加工时间的最后单元之间经历的时间段低于预定值，例如低于5分钟，优选低于3分钟。
根据本发明第二方面，挤压装置的所有单元或其一些单元经历通过依次冷却所述单元实施的热转化。
优选地，通过从挤压装置已经停止以开始所述冷却热转化时启动使挤压装置的每个单元开始的计时器来控制这种依次的冷却。通过启动所述计时器，可以检查是否每个单元中的弹性体材料的停留时间总是等于或低于通过如上所述的Mooney Scorch测定的烧焦时间。
由于每个单元凭借其特定的停留时间从其加工温度到其非加工温度需要经过不同的时间，因此在给定的非生产步骤中不同单元的冷却步骤优选在不同时刻开始，使得这些单元的冷却持续不同的时间段。
因此，例如在对于紧急情况或暂停的加工过程的非生产步骤中，挤压装置的所有或一些单元通过首先将具有最大加工温度的单元的温度从其预设加工温度降低到其非加工温度而得到依次冷却。而后，当所述单元内的弹性体材料的停留时间达到临界值时，与具有最大加工温度的所述单元不同的预定单元开始冷却，所述临界值的范围为所述最大加工温度下弹性体材料烧焦时间的20％至99％。
优选地，挤压装置的所述至少一个成形模是在所述非生产步骤中第一个得到冷却的单元，成形模是具有最大加工温度的单元，而其它单元根据弹性体材料在每个所述单元中的不同停留时间依次得到冷却。
更优选地，在所述冷却的非生产步骤中，按从具有最大加工温度的单元到具有最小加工温度的单元降序分级，所述单元为所述至少一个成形模、所述至少一个齿轮泵、所述至少一个用于在所述至少一个壳体内移动弹性体材料的元件、以及所述至少一个壳体。
在优选实施方式中，在所述非生产紧急和暂停步骤中，具有最大加工温度的所述单元的非加工温度范围设定在50℃至80℃，优选为60℃至70℃。
根据另一优选实施方式，本发明还包括还包括以下步骤e)在其非加工温度下冷却具有最大加工温度的所述单元；f)在依次冷却所述其余单元之前保持所有其余单元处于它们相应的加工温度，时间范围为10分钟至40分钟，更优选为20分钟。
在该时间段之后，在所述包含的单元中会发生烧焦过程。这意味着如果所述紧急和暂停持续很长时间，例如超过20-40分钟，则所有其余单元的温度从它们的加工温度下降到它们的非加工温度。
最有利地，本发明的方法可以以适当方式控制在进行挤压弹性体材料的生产步骤之后实施的任何暂时非生产步骤，因为挤压装置的多个单元的温度可以降低以避免在挤压装置中静止不动的弹性体材料产生任何烧焦现象。
最有利地，通过依次冷却所需单元实施所述温度控制，由此在暂停结束并且挤压装置的冷却单元(多个单元)应该再次得到加热以达到(其)它们的加工温度时节省能量并减少加热时间。
在该方法的优选实施方式中，可以根据上述过程实施所述加热。
申请人已经意外发现本发明的方法可以降低在现有技术已知的挤压过程的类似非生产步骤中观察到的、在所述过程的起动和暂停阶段发生烧焦现象的危险。尽管在影响目前可利用的制造设备的热惯性、停留时间以及能耗方面存在各种制约，但仍可以获得所述技术效果。
从根据本发明对用于组装车轮轮胎的方法和装置优选但不是排他实施方式的详细描述中将会更加清楚地了解到其它特征和优点。
下文参照附图通过非限制性示例的方式给出描述，其中
图1是根据本发明优选实施方式用于在基本上刚性环形支承件上制造轮胎的弹性体轮胎部件的自动化工作站的示意性透视图；图2是在本发明的方法中采用的挤压装置的示意图；图3是表示根据本发明的方法在起动的非生产步骤中的加热时序的示意图；图4是表示根据本发明的方法在临时的非生产步骤中的冷却时序的示意图。
参照图1，用于制造轮胎的弹性体轮胎部件例如其胎面带的自动化工作站总体由1表示。
工作站1与用于制造充气轮胎或用于实施在充气轮胎本身的生产循环中可以预见的部分加工操作的常规制造厂相关联，而未示出的制造厂实质上是已知的。
工作站1包括总体由30表示并且优选是具有七个轴，其实质上已知的拟人式自动化臂，并用于将支承在前以已知方式构建的轮胎的胎体结构、环形加强结构以及带结构的环形支承件18定位在连续的细长构件20的输送位置附近，该连续的细长构件20由具有适当的横截面尺寸的适当的弹性体材料制成，通过总体由19表示的挤压装置得到输送。所述弹性体材料因此供给到挤压装置19中，以被挤压形成所述细长构件20。
优选地，环形支承件18具有形状与待成形的轮胎的内部构造基本上相一致的外表面18a。
图2示意性表示在实施本发明方法时采用的优选的挤压装置19。
挤压装置19优选包括四个不同的单元一个壳体单元191，旋转安装在壳体191中的一个螺杆单元192，一个齿轮泵单元193以及一个成形模单元194。
每个所述单元特征上都具有特定质量M和特定加工温度T。因而，每个单元的加热时间与其它单元不同。
参照图2-4，现在将对根据本发明用于制造弹性体轮胎部件的方法的第一优选实施方式进行说明。
在第一非生产步骤中，挤压装置19的单元191-194经历了从顶级单元开始到下级单元依次对它们加热以达到相应加工温度的热转化。
在所示优选实施方式中，顶级单元是壳体单元191，其具有质量M1和加工温度T1。因此，壳体单元191是在加热步骤中激活的第一个单元，因为这是需要最长加热时间达到其加工温度T1例如等于70-90℃，优选大约85℃的单元。
根据本发明方法的优选实施方式，挤压装置19具有更低一级的单元(在本申请中由螺杆单元192构成)仅在壳体单元191的实际温度即将达到壳体单元191的加工温度T1时得到加热。
在一种示例中，螺杆单元192可以在更高级的壳体单元191的实际温度比其加工温度T1低大约20℃时合适地得到加热。
类似地，齿轮泵单元193仅在螺杆单元192的实际温度即将达到其加工温度T2例如等于大约75℃时得到加热，同时成形模单元194仅在齿轮泵单元193的实际温度即将达到其加工温度T3例如等于大约95℃时得到加热。
在该示例中，成形模单元194的加工温度T4可以是大约100℃。
在一种示例中，齿轮泵单元193可以在更高级的螺杆单元192的实际温度比其加工温度T2低大约30℃时合适地得到加热，同时成形模单元194可以在更高级的齿轮泵单元193的实际温度低于其加工温度T3大约30℃时合适地得到加热。
这样，挤压装置19的所有四个单元191-194都可以有利地大致同时达到它们相应的加工温度T1，T2，T3和T4，从而使每个单元在容纳在挤压装置19中的弹性体材料得到挤压之前在其相应加工温度下保持尽可能最少的时间，由此基本上减小了发生烧焦问题的危险。
一旦挤压装置19以及通过其实施的相关挤压操作达到它们的稳定状态，则就可以以连续的细长构件20的形式进行弹性体材料的挤压以在已经形成于环形支承件18上的轮胎结构上形成所需的轮胎弹性部件。
更具体地说，在绕其几何旋转轴线旋转移动的构造环形支承件18上输送细长构件20，使得细长构件20可以沿圆周施加在环形支承件18上。
在所示的优选实施方式中，通过在挤压装置19前适当移动构造支承件18的自动化臂30实现在其上沿圆周分配细长构件20的环形支承件18的旋转运动。
在制造过程中并且沿挤压装置19的生产线上游或下游发生的任何情况都会引发挤压装置19有意或无意的暂停，本发明提出激活的冷却时序以防止产生弹性体材料烧焦现象的危险。
例如，会因弹性体材料的供给阻塞或维修加工操作而发生挤压过程的暂停。
在这种情况下，本发明的制造方法包括非生产步骤，其中挤压装置19的单元191-194经历从具有最大加工温度的单元开始到具有最小加工温度的单元依次对它们进行冷却以达到相应的非加工温度的热转化。
根据本发明的方法的优选实施方式并如图4所示，从挤压装置已经停止时随后起动计时器用于四个单元191-194的每一个，以在每个单元中检查是否弹性体材料的停留时间总是等于或低于通过如上所述的Mooney Scorch测定的烧焦时间。
具有最大加工温度的单元(在本申请中由成形模单元194构成)的停留时间通常设定在基本上相当于在同一单元194的加工温度下测得的烧焦时间的大约50％的值，而其余单元192-194各自的停留时间通常具有比所述单元194的停留时间值更大的值，这是因为每个所述单元的温度低于单元194的温度。
在单元194在加工温度下发生烧焦之前所允许的最大停留时间的末尾，单元194的温度降低到其预设的非加工温度。
作为一种示例，单元194的非加工温度的值可以是大致65℃。
如果在单元194中的弹性体材料的最大停留时间过程中或者在其冷却到非加工温度的过程中问题得到解决，则本发明的方法有利地设置成仅有单元194再次被加热到其相应的加工温度，这是因为在停止过程中仅所述单元194达到其非加工温度，而所有其余的单元都停留在它们相应的加工温度。
相反，如果在单元194的冷却步骤中问题未得到解决，则根据优选实施方式本发明的方法设置成挤压装置19在除单元194之外的其余单元中具有更高加工温度的单元(在本申请中由齿轮泵单元193构成)在所述单元193的停留时间处于在同一单元193的加工温度下测得的烧焦时间的大约50％时得到冷却。
类似地，如果需要，螺杆单元192和壳体单元191仅在所述单元192和191的停留时间分别处于在所述单元192和191中的烧焦时间的大约40％时以所述次序得到冷却。
在常规设定的状态下，当单元194处于其非加工温度下时，其余单元193，192，191在其必须也降低到它们相应的非加工温度以避免烧焦问题之前可以在它们相应的加工温度下总共保持大致额外30分钟。
在设备完成弹性体材料最后的挤压的时刻与所有单元193，192，191从它们相应的加工温度达到它们相应的非加工温度的时刻之间经过的总时间通常持续大约40分钟；所述时间通常可以解决常常在生产线上发生并导致挤压过程停止的问题。
相反，如果不能及时消除挤压过程停止的原因，所有的单元193，192，191会从它们相应的加工温度转到它们相应的非加工温度。
如果挤压过程停止的原因持续存在，则在所有单元承受额外的冷却步骤之前，可以增加额外的时间，所述冷却步骤明确地将它们的温度从相应非加工温度降低到冷却设备的温度，也就是当挤压过程完全停止时挤压装置以及其包括的所有单元达到的温度。
如果可以在所述额外的时间段内消除挤压过程停止的原因，则所述过程可以使单元在比当所述单元达到所述更冷的设备温度值所需时间更少的时间内再次达到它们相应的加工温度。
相反，如果不能在所述额外时间段内消除挤压过程停止的原因，则所有的单元达到所述冷设备温度，从该温度再次开始如以上参照图3所述的包含新加热步骤的过程。
权利要求
1.一种用于制造弹性体轮胎部件的方法，包括以下生产步骤a)制备包括交联弹性体材料的细长构件，以及b)向绕其几何旋转轴线旋转移动的构造支承件上输送所述细长构件，使得细长构件沿圆周施加在支承件上；制备步骤a)包括a1)向包括多个单元的挤压装置供给交联弹性体材料；a2)通过所述挤压装置挤压交联弹性体材料以形成所述细长构件；所述单元各自具有相应的加工温度；所述单元各自具有相应的低于所述加工温度的非加工温度；所述单元各自具有相应的热惯性，所述单元根据它们的热惯性得到分级，以具有至少一个顶级单元和至少一个下级单元；所述方法还包括至少一个非生产步骤c)使挤压装置的至少一个单元经历从加热或冷却中选取的热转化，其中通过以下步骤实施所述热转化c1)从顶级单元开始到下级单元依次加热所述至少一个单元以达到相应的加工温度；或者通过c2)从具有最大加工温度的单元开始到具有最小加工温度的单元依次冷却所述至少一个单元以达到相应的非加工温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，挤压装置的所述单元包括至少一个壳体、至少一个用于在所述壳体内移动弹性体材料的元件以及至少一个成形模。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于移动弹性体材料的元件从由旋转安装在所述至少一个壳体上的螺杆和滑动安装在所述至少一个壳体上的活塞组成的组中选取。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，挤压装置的所述单元还包括至少一个喷嘴。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，挤压装置的所述单元还包括齿轮泵。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个壳体具有范围在50℃至120℃的加工温度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个壳体具有范围在70℃至90℃的加工温度。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个用于移动弹性体材料的元件具有范围在20℃至120℃的加工温度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个用于移动弹性体材料的元件具有范围在60℃至大约100℃的加工温度。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个成形模具有范围在80℃至130℃的加工温度。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个成形模具有范围在90℃至120℃的加工温度。
12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一个喷嘴具有范围在70℃至120℃的加工温度。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一个喷嘴具有范围在80℃至120℃的加工温度。
14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个齿轮泵具有范围在70℃至120℃的加工温度。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述至少一个齿轮泵具有范围在80℃至110℃的加工温度。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤d)实时检查每个所述单元的实际温度、加工温度、非加工温度和所述实际温度与所述加工温度之间的差值。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，通过可操作地与挤压装置相连的温度控制系统实施所述检查步骤。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述温度控制系统包括在每个单元的主体上的至少一个传感器。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述温度控制系统具有热交换流体在其中循环的通道。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述热交换流体从加压水或油中选取。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联弹性体材料在每个所述多个单元中具有最大停留时间，其范围为所述交联材料在单元的实际温度下的烧焦时间的20％至99％。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述交联弹性体材料在每个所述多个单元中具有最大停留时间，其范围为所述交联材料在单元的实际温度下的烧焦时间的20％至50％。
23.如权利要求2所述的方法，其特征在于，挤压装置的顶级单元是其所述壳体。
24.如权利要求2所述的方法，其特征在于，挤压装置的下级单元是其所述成形模。
25.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按从顶级单元到下级单元的降序分级，所述单元为所述至少一个壳体、所述至少一个用于在所述至少一个壳体内移动弹性体材料的元件、所述至少一个齿轮泵以及所述至少一个成形模。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述多个单元的加热时间与其余所述多个单元相差一个小于或等于60分钟的量。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，每个所述多个单元的加热时间与其余所述多个单元相差一个小于或等于30分钟的量。
28.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当较高级的在前单元的实际温度达到比所述在前单元的加工温度低20℃至30℃的值时，每个不同于所述顶级单元的预定单元的加热步骤开始。
29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，实施所述多个单元的加热，使得这些单元达到它们相应的加工温度少于10分钟。
30.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过启动计时器来控制冷却，该计时器从挤压装置已经停止以便开始所述冷却热转化时起为挤压装置的每个单元开始计时。
31.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述单元内的弹性体材料的停留时间达到临界值时，与具有最大加工温度的所述单元不同的预定单元开始冷却，所述临界值的范围为所述最大加工温度下弹性体材料烧焦时间的20％至99％。
32.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具有最大加工温度的所述单元的非加工温度范围在50℃至80℃。
33.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按从具有最大加工温度的单元到具有最小加工温度的单元降序分级，所述单元为所述至少一个成形模、所述至少一个齿轮泵、所述至少一个用于在所述至少一个壳体内移动弹性体材料的元件以及所述至少一个壳体。
34.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤e)在其非加工温度下冷却具有最大加工温度的所述单元；f)在依次冷却所述其余单元之前使所有其余单元保持它们相应的加工温度一个10分钟至40分钟的时间范围。
全文摘要
一种用于制造弹性体轮胎部件的方法，包括以下生产步骤a)通过向包括多个单元的挤压装置供给交联弹性体材料制备包括交联弹性体材料的细长构件，每个所述单元具有相应的热惯性，b)在构造支承件上输送所述细长构件，并且所述方法还包括至少一个非生产步骤c)使挤压装置的至少一个单元经历从加热或冷却中选取的热转化，通过根据单元的热惯性分级并从顶级单元开始到下级单元依次加热所述单元以达到相应的加工温度或从最大加工温度的单元开始到最小加工温度的单元依次冷却所述单元以达到相应非加工温度，从而基本上减小了在从和向非生产步骤热转化过程中产生烧焦的危险。
文档编号B29D30/00GK101039792SQ200480044162
公开日2007年9月19日 申请日期2004年10月8日 优先权日2004年10月8日
发明者弗朗切斯科·多利亚, 恩里科·萨巴塔尼, 毛里齐奥·马尔基尼 申请人:倍耐力轮胎股份公司