本发明涉及一种用于制造用于车辆车轮的轮胎的环形部件的方法以及一种可在这种方法的致动中使用的设备。更具体地,本发明主要涉及制造生轮胎,以便随后进行硫化循环来获得最终产品。
背景技术:
1、用于车辆车轮的轮胎一般包括胎体结构,该胎体结构包括分别具有与相应的锚固环形结构(胎圈芯)接合的相对端部的至少一个胎体帘布层,该锚固环形结构集成在通常以名称“胎圈”标识的区中,该胎圈具有与轮胎在相应的安装轮辋上的所谓“装配直径”基本上对应的内径。
2、胎体结构与胎冠结构相联,该胎冠结构可以包括一个或多个带束层,该一个或多个带束层彼此且相对于胎体帘布层径向叠置,该带束层具有交叉取向和/或与轮胎的周向延伸方向基本上平行(成0度)的金属或织物加强帘线。在相对于带束层的径向外部位置,施加与构成轮胎的其他半成品一样也由弹性体材料制成的胎面带。
3、由弹性体材料制成的侧壁还施加在胎体结构的侧向表面上的轴向外部位置,每个侧壁从胎面带的侧向边缘中的一个侧向边缘延伸直到胎圈的相应的锚固环形结构。在“无内胎”型的轮胎中,不透气涂层(通常称为“衬里”)覆盖轮胎的内表面。
4、在通过组装相应的部件的致动来制造生轮胎之后,一般执行模制和硫化处理,目的是通过弹性体组合物的交联来确定轮胎的结构稳定性,以及如果要求,则在侧壁处向轮胎赋予期望的胎面设计和可能的独特的图形标记。
5、轮胎的“环形部件”意图是生轮胎或者该轮胎的围绕与轮胎本身的旋转轴线重合的中心轴线被成形为环的任何一个部件。以下是例如环形部件:一个/多个胎体帘布层、胎圈芯、胎面带、一个/多个带束层、胎面带、侧壁,以及由两个或更多个这样相互联接的部件组成的组件,例如,诸如包括与胎圈芯相联的至少一个胎体帘布层的胎体结构,以及包括至少一个或多个带束层和胎面带的胎冠结构。
6、术语“径向”和“轴向”以及表达“径向内部/外部”和“轴向内部/外部”是参考所使用的鼓状件和/或正在加工的环形轮胎部件的径向方向(即,与相对于所述鼓状件和/或环形部件的中心几何轴线垂直的方向)和所使用的鼓状件和/或环形轮胎部件的轴向方向(即,与所述中心轴线平行的方向)使用的。术语“周向”和“周向地”反而是参考前述鼓状件和/或环形部件的环形延伸使用的。
7、us2012/0318460描述了一种可用于制造轮胎的鼓状件,该鼓状件包括由弯曲部段形成的圆柱形单元,这些弯曲部段相对于鼓状件的旋转轴线在径向方向上可横向地移动以便修改鼓状件的外径。提供了沿着圆柱形单元的周边分别交替的一系列外部部段和一系列内部部段。在鼓状件的外径收缩的情况下,两种类型的部段彼此分开。在扩展状态下,所有部段的组件限定在接续部段之间缺少空间的基本上封闭的圆柱体,以便允许加工轮胎。在收缩状态下,外径反而仅由外部部段限定,而内部部段位于圆柱形单元内。圆柱形单元在收缩状态下的减小直径有助于将轮胎从鼓状件移除。
8、wo2015/194940-a1和wo2020/160012-a1展示了鼓状件的其他示例,这些鼓状件设置有可扩展部段以用于加工轮胎部件。
9、在文献wo 2012/146988中,申请人已经验证了通过以下方法来获得胎冠结构的可能性:其中,在所谓的辅助鼓上,形成包括第一径向内部带束层和至少一个第二径向外部带束层的环形半成品。然后将第一带束层的相对的轴向末端部分在所述至少一个第二径向外部带束层上翻起。然后将带束层输送于包括可径向移动的扇区的服务鼓上,该服务鼓适于径向扩展以便接合带束层。在径向扩展状态下,服务鼓可以具有根据曲线横截面轮廓成形的外表面,以便通过沿着周向方向向服务鼓施加径向扩展来获得对接合在其上的带束层的期望成形。
技术实现思路
1、申请人已经观察到,在一些环形部件中,根据现有技术正确地执行成形处理会遇到一些困难,这在所使用的结构和/或材料有助于增加半成品的刚性而阻碍半成品出于成形目的的可变形性的情况下特别明显。半成品的高结构不可延伸性实际上可以阻碍所采用的鼓状件的扇区的扩展,从而使得难以获得成形,且有在鼓状件本身的结构部件上和/或在相同的半成品上引起过度应力的风险。
2、申请人还已经观察到,除了带束层的对应径向扩展之外,所采用的鼓状件的扇区的逐步径向扩展还导致其周向扩张。如果扇区具有弯曲轮廓,则这种现象典型地在带束层的轴向中线平面附近开始,在那里存在与扇区的初始接触,然后这种现象再逐步朝向轴向外部边缘延伸。在加工胎冠结构时,构成带束层的加强帘线往往通过相对于周向方向逐步改变其取向来促进这种径向和周向扩张,从而使胎冠结构的整体宽度变窄。由于在相互接触的半成品和扇区的表面之间产生的摩擦,在特定情况下,这些变形在介于一个扇区与下一扇区之间的空间中可能更重,从而在产品中产生不期望的结构不连续。
3、申请人还已经观察到,在使用具有弯曲轮廓的扇区的情况下,胎冠结构在成形结束时也可以沿着径向区段具有不均匀的扩展程度。这种扩展程度实际上可以在靠近轴向中线平面的最大扩展程度与靠近轴向外部边缘的最小扩展程度之间变化。由于前述扩展困难,最小扩展可能为零或在任何情况下都是不够的。
4、申请人最后已经观察到,上述动力学施加在带束层的径向内表面与所采用的鼓状件的扇区之间的相对滑动。
5、更具体地,申请人已经察觉到,可以通过将成形托付如下的至少两个系列的扇区来使这种滑动最小化,该至少两个系列的扇区使环形半成品扩展,并且在两个或更多个不同的时刻与该环形半成品的径向内表面接触。
6、申请人最后已经发现,通过制作设置有围绕中心轴线交替的至少第一扇区和第二扇区的可扩展/可收缩的鼓状件,其中第一扇区和第二扇区在不同的时刻达到扩展状态,获得对前述问题的解决方案。
7、根据第一方面,本发明涉及一种用于制造轮胎的环形部件的方法。
8、优选地,规定布置鼓状件,该鼓状件包括围绕中心轴线按顺序交替并且能够在径向收缩状态与径向扩展状态之间径向地移动的第一扇区和第二扇区,在该径向收缩状态,第一扇区和第二扇区接近中心轴线,在该径向扩展状态,第一扇区和第二扇区移动远离所述中心轴线。
9、优选地,规定将第一扇区和第二扇区布置在收缩状态。
10、优选地,规定围绕鼓状件布置至少一个环形半成品,该至少一个环形半成品包括彼此径向地叠置的一个或多个加强层。
11、优选地,规定使第一扇区和第二扇区从收缩状态扩展到扩展状态。
12、优选地,第一扇区和第二扇区在不同时刻达到扩展状态。
13、优选地,在扩展状态下,第一扇区和第二扇区限定鼓状件的外表面,该外表面的直径比环形半成品当在第一扇区和第二扇区处于收缩状态的情况下围绕鼓状件布置时的内径更大,以便对半成品本身施加径向扩展。
14、根据又一方面,本发明涉及一种用于制造轮胎的环形部件的设备。
15、优选地,提供了鼓状件,该鼓状件包括围绕中心轴线周向地分布的第一扇区和围绕中心轴线周向地分布并相对于第一扇区按顺序交替的第二扇区,其中第一扇区与所述第二扇区一起限定鼓状件的径向外表面。
16、优选地,提供了至少一个致动器,该至少一个致动器对所述第一扇区和所述第二扇区进行操作以便使它们选择性地在径向收缩状态与径向扩展状态之间移动,在该径向收缩状态,第一扇区和第二扇区接近中心轴线,在该径向扩展状态,鼓状件的径向外表面的直径大于相同的径向外表面在收缩状态下的直径。
17、优选地,提供了至少一个施加器,该至少一个施加器用于围绕处于收缩状态的鼓状件布置至少一个环形半成品,该至少一个环形半成品的内径小于鼓状件的径向外表面在扩展状态下的直径。
18、优选地,所述致动器被配置用于将第一扇区和第二扇区在分别不同的时刻带到扩展状态。
19、申请人认为,分别由第一扇区和第二扇区在不同时刻承担半成品的径向内表面允许在成形期间促进相同的扇区与环形半成品的径向内表面之间的相对滑动。特别地,在第一扇区中的一者与下一个第一扇区之间的在成形的初始瞬态扩展的中间区中,半成品保持自由变形以便适应其形状和大小而不在其他扇区上滑动。第二扇区的后续扩展涉及新的扩展。
20、在第二扇区扩展的情况下,在半成品的所述中间区上随后进行的前述膨胀使半成品在第一扇区上的接触压力减轻或消除,以便促进半成品在整个周向延伸上的均匀成形。
21、在前述方面中的至少一者中,本发明的方便实施例可以包括以下优选特性中的一者或多者。
22、优选地,第一扇区和第二扇区通过相应的径向外部接触表面抵靠半成品的径向内表面起作用。
23、优选地,在第一扇区和第二扇区的扩展期间,根据所述接触表面,环形半成品根据弯曲横截面轮廓成形。
24、优选地,在径向收缩状态下,第一扇区和第二扇区具有相同的径向位置。
25、在不同的优选解决方案中,在径向收缩状态下,第一扇区和第二扇区具有不同的径向位置。
26、优选地,第二扇区在第一扇区已经达到扩展状态之后达到扩展状态。
27、优选地,使第一扇区和第二扇区扩展包括将第一扇区带到扩展状态,以便对环形半成品施加第一径向扩展。
28、优选地,使第一扇区和第二扇区扩展随后包括将第二扇区带到扩展状态,以便对环形半成品施加在插置在第一扇区之间的相应中间区中的又一径向扩展。
29、优选地,第二扇区的扩展在第一扇区已经达到扩展状态之前开始。
30、以这种方式,有可能减少完成第一扇区和第二扇区的径向扩展所需的时间。
31、优选地,第二扇区的扩展与第一扇区的扩展的开始同时地开始。
32、优选地,第一扇区和/或第二扇区的扩展包括初始瞬态和后续瞬态,在该初始瞬态,第一扇区和/或第二扇区以第一扩展速度移动远离收缩状态,在该后续瞬态,相同的第一扇区和/或第二扇区以低于初始瞬态的扩展速度的扩展速度达到扩展状态。
33、申请人认为,根据不同的速度来管理移动允许减少加工时间。以降低的速度发生扩展的瞬态实际上被限于扩展的最终瞬间,其中用于传递到环形半成品的力更大。最终,优选地在该方法不需要高径向力的步骤中使用扇区以更大速度的径向移动。
34、优选地,第二扇区的扩展包括终止瞬态,在该终止瞬态期间,第一扇区保持在相应的扩展状态。
35、因此,在完成第二扇区的扩展之前,可以使半成品在扩展的第一扇区上稳定。
36、优选地,第一扇区和第二扇区以抵靠环形半成品的径向内表面的推力关系操作。
37、优选地,第一扇区和第二扇区在收缩状态与扩展状态之间的径向扩展具有至少一个中间瞬态,在该中间瞬态,第二扇区的径向外部接触表面根据比所述第一扇区的径向外部接触表面距中心轴线的距离更大的测量值与中心轴线间隔开。
38、优选地,第一扇区和第二扇区在收缩状态与扩展状态之间的扩展具有至少一个中间瞬态,在该中间瞬态,第二扇区以比相对于第一扇区更大的强度以抵靠环形半成品的径向内表面的推力关系起作用。
39、因此,半成品的接触在第一扇区与第二扇区之间交替地改变,从而促进半成品本身对在径向扩展期间设置的变形的适应,其中方便地减少摩擦和在半成品本身中引起的内部结构张力。
40、优选地,在中间瞬态期间,第一扇区与环形半成品的径向内表面间隔开。
41、因此,半成品有可能释放先前由对第一扇区的摩擦产生的内部张力,从而适应在径向扩展期间设置的成形。
42、优选地,第一扇区和第二扇区在收缩状态与扩展状态之间的径向扩展具有至少一个中间瞬态,在该中间瞬态,第二扇区和第一扇区以相互交替的间歇以抵靠环形半成品的径向内表面的接触起作用。
43、将半成品在第一扇区和第二扇区上的接触交换重复两次或更多次可以进一步促进半成品在径向扩展期间的适应,从而减少对该半成品设置的变形的大小的可能增加,而不在该半成品上和/或在鼓状件的机械部件上引起过度应力。
44、优选地,在中间瞬态期间,环形半成品的径向内表面与第二扇区和第一扇区交替地接触。
45、优选地,第一扇区中的每一者抵靠环形半成品的一部分进行操作,该部分的周向延伸比第二扇区中的每一者抵靠其操作的环形半成品的一部分的周向延伸更小。
46、根据申请人,由此引起的对半成品与第一扇区之间的接触区域的限制使得可以增加半成品本身对由径向扩展设置的变形的适应能力。
47、优选地,在扩展状态下,第一扇区和第二扇区沿着环形半成品的整个周向延伸以大致均匀的方式接合环形半成品的径向内表面。
48、优选地,通过在扇区处于收缩状态的情况下围绕鼓状件缠绕所述一个或多个层来获得环形半成品。
49、优选地,在扇区处于收缩状态的情况下围绕鼓状件轴向地装配环形半成品。
50、优选地,所述致动器包括推力环,该推力环相对于中心轴线同心地布置并且相对于第一扇区和第二扇区可轴向地移动。
51、优选地,所述致动器包括由推力环承载并且各自对所述第一扇区中的一者进行操作的第一凸轮元件。
52、优选地,所述致动器包括由推力环承载并且各自对所述第二扇区中的一者进行操作的第二凸轮元件。
53、优选地,第一凸轮元件具有与第二凸轮元件不同的形状。
54、采用对于第一凸轮元件和第二凸轮元件分别不同的形状允许通过使用仅一个推力环来获得扇区的不同移动。
55、优选地,推力环可以气动地移动、电气地移动或液压地移动。
56、优选地,第一凸轮元件和第二凸轮元件中的每一者通过相对于中心轴线倾斜的至少一个推力表面作用于相应的第一扇区和第二扇区。
57、优选地,第一凸轮元件中的每一者的推力表面具有大于第二凸轮元件中的每一者的推力表面的倾斜度。
58、因此,第一凸轮元件可以以大于第二凸轮元件的速度朝向扩展状态移动。
59、优选地,第一凸轮元件和/或第二凸轮元件中的每一者的推力表面具有直线延展,该直线延展具有从对应于所述径向收缩状态的最小提升点开始直到对应于所述径向扩展状态的最大提升点的恒定倾斜度。
60、优选地,第一凸轮元件和/或第二凸轮元件中的每一者的推力表面具有至少两个区段,该至少两个区段具有相对于中心轴线分别不同的倾斜度。
61、因此,在接近扩展状态期间可以获得第一扇区和/或第二扇区以可变速度的移动。
62、优选地,第一凸轮元件和/或第二凸轮元件中的每一者的推力表面具有大致平行于中心轴线的终止区段。
63、因此,在第二扇区或第一扇区达到扩展状态时,可以保持第一扇区或第二扇区静止。
64、优选地,具有分别不同的倾斜度的所述区段介于对应于所述径向收缩状态的最小提升点与对应于所述径向扩展状态的最大提升点之间。
65、优选地,第一凸轮元件和/或第二凸轮元件中的每一者在与推力环可移除地接合的可互换插入件中制成。
66、优选地,可互换插入件具有滑动轨道,该滑动轨道承载推力表面并接合由相应的第一扇区承载的滑块。
67、优选地,所述滑块通过至少一个连接杆互连到相应的第一扇区,该至少一个连接杆延伸穿过在可互换插入件中的径向外部部分中制成的纵向狭槽。
68、优选地,第一凸轮元件和/或第二凸轮元件中的每一者的推力表面沿着在推力环中制成的凹槽限定。
69、优选地,该凹槽在靠近推力环的轴向相对端部的最小提升点和最大提升点之间根据具有恒定倾斜度的直线延展延伸其整个长度。
70、优选地,所述凹槽可滑动地接合固定在相应的第二扇区的径向内部位置的至少一个滑动件。
71、优选地,所述滑动件根据与推力表面的直线延展一致的直线延展沿着相应扇区的径向内边缘延伸。
72、优选地,在径向收缩状态下,滑动件基本上在该滑动件和/或推力表面本身的整个长度上抵靠相应的推力表面起作用。
73、优选地,在径向扩展状态下,所述滑动件与相应的推力表面之间的接触至少部分地位于最大提升点附近。
74、在不同的优选实施例中,所述凹槽可滑动地接合固定在相应的第二扇区的径向内部位置的至少一个辊子。
75、优选地,所述推力环沿着与中心轴线同轴的中心轴可滑动地引导。
76、优选地,推力环可在两个轴向约束凸缘之间轴向地移动。
77、优选地,所述第一扇区和所述第二扇区中的每一者的轴向相对的端部边缘沿着由轴向约束凸缘承载的引导件可滑动地引导。
78、因此,促进扇区在移动期间的轴向定位的稳定性。
79、优选地,所述引导件相对于中心轴线径向地延伸。
80、优选地,推力环可在加压流体的作用下移动。
81、优选地,所述第一扇区和所述第二扇区中的每一者具有径向外部接触表面,该径向外部接触表面限定相同的第一扇区和第二扇区的周向延伸。
82、优选地,第一扇区和第二扇区具有分别不同的周向延伸。
83、优选地,第一扇区中的每一者具有比第二扇区中的每一者的周向延伸更小的周向延伸。
84、申请人认为,第一扇区的较低周向延伸尤其是在制作环形半成品所采用的结构和/或材料能够产生显著的结构强度时促进达到扩展状态。实际上,与环形半成品接触的第一扇区的表面的减小延伸与半成品本身的能自由滑动且响应于扩展而变形的区域的更大延伸相对应。
85、优选地,第一扇区和第二扇区具有被配置用于以抵靠环形半成品的推力关系起作用的径向外部接触表面。
86、优选地,在扩展状态下,第一扇区和第二扇区的接触表面与中心轴线等距。
87、因此,促进半成品在扩展状态下的均匀支撑,以便更大地控制产品的结构均匀性。
88、优选地,第一扇区和第二扇区的接触表面在相对于中心轴线的径向平面中具有弯曲轮廓。