本申请要求于2015年10月14日提交的美国临时申请no.62/241,227的优先权，其全部内容通过引用合并于本申请中。
本发明总体上涉及一种胎圈成型设备。
背景技术：
车辆轮胎通常在最内直径处具有两个环形胎圈环，其为轮胎提供了周向强度和结构完整性。胎圈还在轮胎安装到轮辋处提供刚度。胎圈通常通过将金属丝缠绕在卡盘或鼓的外周上的凹槽中来制造，该卡盘或鼓通常被称为成型机。胎圈也可以由单根金属丝形成。
通常，单个生产设备可以生产具有不同尺寸和形状的几种类型的胎圈。现有设备可能不能形成多于一种类型的胎圈，因此，每个生产设备需要多台机器，其中每台机器与特定类型的胎圈相关联。其他设备可以调整以适应不同类型的胎圈，但调整过程可能是繁复的并且需要对机器进行大量修改。例如，通常必须移除和替换与特定胎圈类型相关的成型机。成型机通常是一件沉重的设备，并且可能需要大量的时间来移除和替换，从而增加了调整机器以适应不同的胎圈时的成本和生产时间。
因此，需要一种具有可调整的成型机的先进的胎圈成型系统以适应不同类型的胎圈。
技术实现要素：
本实施例提供了一种用于便于胎圈形成的装置。在一个实施例中，该装置包括可旋转基座和第一可移动支撑件，其中第一可移动支撑件相对于基座可径向运动。第一突出部从第一可移动支撑件延伸，并且第一突出部具有第一胎圈接合表面。位置控制装置联接到第一可移动支撑件并且设置为控制可移动支撑件相对于基座的径向位置。第一紧固部件位于第一可移动支撑件上。第一紧固部件设置为便于将第一突出部附接到第一可移动支撑件。
该装置还可以包括从可移动支撑件的面延伸的第一突出部。第一突出部可以包括第一胎圈接合表面，其中第一胎圈接合表面包括扩张状态下的第一扩张直径和收缩状态下的第一收缩直径。
第一胎圈接合表面可包括至少一个凹槽，该至少一个凹槽设置为在形成第一胎圈期间接收金属丝胎圈。
该装置还可包括位于第一可移动支撑件上的第二紧固部件。第二紧固部件可设置为便于将第二突出部与第二胎圈接合表面附接至第一可移动支撑件。
该装置可包括由可旋转基座限定的旋转轴线。第一紧固部件可位于距旋转轴线第一距离处，并且第二紧固部件可位于距旋转轴线第二距离处。第一距离可大于第二距离。
该装置可以进一步包括位于第一可移动支撑件上的第三紧固部件。第三紧固部件可设置为便于将第三突出部与第三胎圈接合表面附接至第一可移动支撑件。
该装置还可包括第二可移动支撑件，其中第二可移动支撑件相对于基座可径向运动。第二可移动支撑件可包括第二紧固部件，该第二紧固部件位于距旋转轴线与第一紧固部件相距旋转轴线大致相同的距离处。
附图说明
参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。附图中的组件不一定按比例绘制，重点在于说明本发明的原理。此外，在附图中，在不同的视图中，相似的附图标记表示相应的部分。
图1示出了可调整成型机的前视图。
图2a是具有多个突出部的可调整成型机的侧视图，所述突出部具有胎圈接合表面供胎圈附接至其上。
图2b是具有多个突出部的可调整成型机的正视图，所述突出部具有胎圈接合表面供胎圈附接至其上。
图3a是具有多个突出部的可调整成型机的侧视图，所述突出部具有胎圈接合表面供胎圈附接至其上。
图3b是具有多个突出部的可调整成型机的正视图，所述突出部具有胎圈接合表面供胎圈附接至其上。
图4是成型机的可移动支撑件的透视图，所述成型机具有多个突出部，所述突出部具有胎圈接合表面供胎圈附接至其上。
具体实施方式
图1示出了轮胎胎圈成型机的一个实施例。如图1所示，胎圈成型系统102包括成型机110，成型机110用于在形成胎圈的过程中支撑(例如抓握、保持、固定)和旋转胎圈(未示出)。胎圈成型设备104通常包括用于形成环形胎圈环的设备和技术，并且可以包含商业上可获得的部件诸如sws-6000单线胎圈卷绕系统或tds-860胎圈卷绕系统等产品，这些产品都是由纽约罗马的巴特尔机械系统有限责任公司制造。可使用其他合适的用于形成轮胎胎圈的设备。胎圈成型设备104可以在成型机110上形成单线胎圈或多线(例如，无纬)胎圈。
图2a-2b描述了成型机的一个实施例。如图2a-2b所示，成型机110包括联接到主轴114的可旋转基座112。可旋转基座112通常可围绕如轴线a所示的主轴旋转。主轴114，如图所示为可旋转轴，可以由胎圈成型设备104(参见图1)控制或与胎圈成型设备104同步，使得其可控制基座112的旋转速度以与轮胎胎圈的形成适当对应(如图2a中所示和胎圈105和106)。
在所示出的实施例中，基座112联接到多个可移动支撑件118。为了说明，每个可移动支撑件118可以与相关联的组件一起单独地被提及，并且就好像每个可移动支撑件118都是相同的。然而，在一些实施例中，多个可移动支撑件中的每一个可以是不同的。
每个可移动支撑件118可以在其正面上具有表面119(参见图2a)。可移动支撑件118可连接到轨道116，使得它可相对于基座112径向向内和向外滑动。可移动支撑件118可包括滑动元件120，滑动元件120被设置为与轨道116连通以利于沿轨道116的径向运动(例如径向滑动)。
可移动支撑件118的运动和位置可以通过任何合适的位置控制装置来实现和控制。在一个实施例中，位置控制装置可以是图2a-2b中所示的扩张系统122。这里，扩张系统122包括中心部件124和多条臂126，其中每条臂126对应于一可移动支撑件118。
扩张系统122的臂126在两个接头128和130之间总长度总体上恒定(参见图2a)。接头128便于臂126和可移动支撑件118之间的连接，并且接头130便于臂126和中心部件124之间的连接。中心部件124可向前和向后以及沿轴线a线性地(或近似线性地)运动。因为在本实施例中，可移动支撑件118(以及因此接头128)的运动被限制为沿着垂直于轴线a的平面运动，接头130的轴向运动将影响接头128相对于轴线a的径向运动。所以，中心部件124的轴向运动将实现多个可移动支撑件118的扩张和收缩。
仍如图2a-2b所示，在一个实施例中，中心部件124可以固定到主轴114。在该实施例中，多个可移动支撑件128的扩张和收缩可以通过主轴114的轴向运动来实现。在其他实施例中，中心部分124可以独立于主轴114运动。中心部分124可以是可运动的，以在成型机110的扩张状态和收缩状态(和中间状态)之间进行选择，这些状态分别对应于上述的可移动支撑件118的扩张和收缩。
成型机110可包括从多个可移动支撑件118的表面119(参见图2a)延伸出的多个第一突出部132。第一突出部132可以是可移除的。第一突出部132可包括径向向外的第一胎圈接合表面134。多个第一突出部132优选地环绕轴线a，由此为胎圈内径形成座。直径d1可由多个第一胎圈接合表面134形成的圆形路径的直径限定。
如上所述，图2a-2b中的成型机110所示的实施方式可包括扩张状态和收缩状态。因为在本实施例中，突出部132可有选择地固定至可移动支撑件118，所以第一突出部132的第一胎圈接合表面134的第一直径d1可随着可移动支撑件118扩张和收缩。因此，直径d1可以不是恒定的，而是由于扩张系统122的控制，其尺寸可随着第一表面的位置变化而变化。因此，第一胎圈接合表面134限定扩张状态下的第一扩张直径和收缩状态下的第一收缩直径，其中第一收缩直径小于第一扩张直径。
优选地，该实施例便于从成型机110上移除成型的胎圈，例如胎圈105和106中的一者或两者。为了说明，胎圈106可以在成型机110上形成，并且具体地当成型机110处于扩张状态时在胎圈接合表面134上形成。在胎圈106形成完成之后，胎圈106可紧紧环绕在胎圈接合表面134周围，在成型机110上施加收缩力。在这种情况下，由于例如胎圈接合表面134与胎圈106的内径之间的摩擦，可能非常难以将胎圈106从成型机110上移除。移除胎圈106不仅难以实现，而且还可能导致胎圈106损坏。形成胎圈106之后，成型机110能够进入收缩状态可通过减少或消除胎圈接合表面134和胎圈106之间的摩擦而减轻了这些问题。由于相同的原因，收缩状态有利于移除胎圈106。
在一些实施例中，包括如图3a-3b所示出的实施例，成型机110可以包括从多个可移动支撑件118的表面119延伸出的多个第二突出部140。第二突出部140可以是可移除的。第二突出部140可以包括径向向外的第二胎圈接合表面142。多个第二突出部140优选地环绕轴线a，由此形成用于胎圈的内径的座。直径d2(参见图2a-2b)可以由多个第二胎圈接合表面142的直径限定。如上面关于多个第一突出部132(参见图2a-2b)所述，由第二胎圈接合表面142限定的直径(参见d2，图2a)可以是有选择地可调整的。因此，第二胎圈接合表面142可限定第二扩张直径和第二收缩直径，其中第二扩张直径大于第二收缩直径。优选地，这便于在形成第二胎圈之后移除第二胎圈(例如，直径小于上述的关于第一胎圈接合表面134的胎圈的第二胎圈)。
如图3a-3b所示，成型机110可以进一步包括多个紧固部件，该多个紧固部件被配置成与紧固件相互作用(或者充当紧固件本身)以例如将第一突出部132附接到可移动支撑件118。为了说明，在所示出的实施例中包括紧固部件144和紧固部件144'，紧固部件144和紧固部件144'可以为与诸如螺栓、螺钉、开口销等紧固件(未示出)连通以将第一突出部132到可移动支撑件118。紧固件可以是可调节的和/或可移除的，这可由此使得第一突出部132可以被移除。
优选地，包括可移除的第一突出部132的实施例可以使得成型机110快速调整以形成不同直径的胎圈。为了说明，最初成型机110可以包括第一突出部132，并且因此可以被配置为形成如上所述的具有与第一扩张直径相对应的直径的第一胎圈。在形成了足够数量的第一胎圈之后，可能需要形成具有较小直径的第二胎圈。然后可以移除第一突出部132。尽管不是在所有实施例中都需要移除第一突出部132以在第二胎圈接合表面142上形成第二胎圈，但在在胎圈成型设备104(参见图1)不能够调整胎圈形成平面，从而允许不受限制地进入第二胎圈接合表面142的实施例中，需要提供可移除的第一突出部132。
类似地，如图3a-3b所示，第二紧固部件146和146'可以与紧固件一起提供，使得第二突出部140可移除。这可提供到多个第三突出部148的通路，如上面关于第一和第二突出部所描述的那样，该多个第三突出部可以配置有多个第三胎圈接合表面150，其可以为形成直径小于上述第二胎圈的第三胎圈提供座。成型机110不限于的一、二或三组多个具有胎圈接合表面的突出部，而是可以配置有任何数量的突出部。所有(或仅一些)突出部可以是可移除的，以利于在不同突出部上形成胎圈和/或为其他突出部的附接提供空间。
这里描述的实施例是优选的，因为它们描述了可调整的成型机110，以便于形成具有许多不同尺寸直径的胎圈。该调整可以在不移除和/或调整许多重要部件例如基座112和可移动支撑件118的情况下完成。该设计可以覆盖具有任何尺寸的直径的任意数量的胎圈，但是典型的实施例可以覆盖胎圈直径范围从小于20英寸至大到(或大于)60英寸。利用这里描述的实施例的胎圈成型系统可以更轻并且提供人体工程学以及在不同类型/尺寸的胎圈之间的快速转换。
如图4所示，示例性成型机110可另外包括例如至少一个凹槽，该凹槽设置为至少容纳胎圈的内侧部分。如图所示，成型机110包括在第一胎圈接合表面134内的第一凹槽152和第二凹槽154。在一些实施例中，凹槽152和154可以是相同的，并且因此可以被设置为接收和容纳和/或固定相同尺寸的胎圈，由此允许一次形成两个相同尺寸的胎圈。在其它实施例中，第一凹槽152可以具有与第二凹槽154不同的深度和/或轮廓。这可以使得第一胎圈接合表面134便于形成具有类似内径的不同胎圈类型。凹槽152和154可以同时或独立地运行。此外，应该理解的是，尽管为了说明的目的描述了第一胎圈接合表面134中的两个凹槽，但是其他实施方式可包括第一胎圈接合表面134中的任何数量的凹槽。类似地，其他的胎圈接合表面中也可如图包括(任何数量)的所示凹槽，诸如第二胎圈接合表面142或第三胎圈接合表面150。任何数量的凹槽(具有相似或不同的尺寸，形状和轮廓)可以包括在这些胎圈接合表面或任何其他胎圈接合表面中。
此外，仍然如图4所示，每个突出部(或限定直径每组多个突出部)可以与一个或多个夹持器156相关联。在一些实施例中，每个凹槽可以对应于它自己的夹持器156。夹持器156可以被设置为在金属丝和金属丝束送至成型机110(例如，在成型机110上形成胎圈的开始)期间抓住并抓紧其前缘。夹具156可以在整个胎圈的形成过程中继续抓握，或者可以在例如成型机110一次或两次(或任何其他数量)旋转之后释放金属丝。夹具156可以从凹槽152和154的上方(或径向外侧)作用，并且在金属丝上提供向下的力以将金属丝保持在凹槽内。可选地或另外地，夹具156可以作用并且提供从凹槽152和154下方的抓握。这可以通过在凹槽152和154内形成孔或腔并且向内径向延伸来实现，使得位于凹槽152和154下面的夹具156的一部分可以与金属丝连通并夹紧金属丝。在一个实施例中，夹具156可以是如美国专利no.5,882,458a中所述的夹具，该专利在此通过引用整体并入。
尽管已经描述了本发明的各种实施例，但是本发明仅受所附权利要求及其等同物的限制。此外，这里描述的优点不一定是本发明仅有的优点，并且不一定期望本发明的每个实施例将实现所描述的全部优点。