製造橡膠帶的設備的製作方法
2023-10-17 02:15:09
專利名稱：製造橡膠帶的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於製造橡膠複合物帶的設備，該設備包括四個擠出器和一個擠出頭。
背景技術：
在製造充氣輪胎中，例如為了減少製造過程，降低製造成本和設備成本等，如圖9(a)和9(b)所示，諸如用形成不同部分Y(Ya，Yb，Yc，Yd)的不同的橡膠複合物ga，gb，gc和gd製成的外胎面橡膠G1和側壁橡膠G2的橡膠元件可以被用於直接或非直接將其繞在輪胎製造鼓的周圍。
用於擠出四分層橡膠的設備已經由「NAKATA Engineering Co.，Ltd.，KobeJapan」製造並且推向市場。「橡膠機械指南手冊1998(Rubber Machinery GuideBook 1998)」第152頁(發行日期1997年10月15日，出版者PostyCorporation，Tokyo Japan)披露了主視圖，俯視圖和側視圖。如圖10(a)和10(b)所示，該設備包括四個擠出器(b)和一個擠出頭(c)。擠出頭(c)包括一對可活動部件(c2)和一個不可活動地固定到支撐框架的基礎部件(c1)。四個擠出器(b)垂直設置，其四個端部附接到基礎部件(c1)上。從擠出器(b)饋送的橡膠複合物(g)通過通道(d)導向擠出模具(e)，如圖10(c)所示。每一個可活動部件(c2)可樞軸轉動地支撐在垂直軸(i)周圍以便能象鉸鏈窗一樣向外打開，用以清潔通道(d)和進行保養。
在該結構中，所有橡膠通道(d)的擠出壓力同時施加到可活動部件(c2)，產生一個打開該可活動部件(c2)的相當大的力。這樣，就必須設置大尺寸的夾具，阻擋塊等用以阻擋被打開。另外，當四個擠出器(b)垂直設置時，基礎部件(c1)不可避免地變成大尺寸以便使四個端部能被附接。結果，留在通道(d)中不被使用的橡膠複合物的總量增加。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種製造橡膠複合物帶的設備，該設備中擠出頭及其諸如夾具和阻擋塊的附屬設備可以減小尺寸，以減少設備的成本和橡膠複合物的浪費，也改進了橡膠通道等的可保養性，可操縱性和可清潔性。
根據本發明，用於製造橡膠複合物帶的設備包括四個橡膠複合物的擠出器和具有擠出噴嘴的單擠出頭，擠出頭包括擠出模具組件和主體，該主體配備有凹區，在該凹區中安裝有所述擠出模具組件。
所述主體由一對側向相隔的側塊，中心塊和一對側向相隔的附屬塊構成，每個側塊有上內面和下內面，中心塊設置在側塊相對的上內面之間，附屬塊設置在側塊下面並具有與所述下內面接觸的上表面。
中心塊具有底面和一對V形側面，該V形側面以V字形的形式向下延伸向底面的側端。
側塊的上述相對的上內面以V形側面的V字形的形式延伸，以便與中心塊的V形側面相適配。
每個側塊配備有在上內面和下內面之間延伸的尖端表面，每個附屬塊配備有從上表面延伸的內側面，所述凹區由尖端表面，內側面和底表面形成為底部開口的凹區。
每個側塊設置在上內面和下內面的另一側，帶有上安裝面和下安裝面，四個擠出器中的兩個分別附接在該上、下安裝面上。
上預成形通道從每個上安裝面延伸到凹區並在V形側面和上內面之間具有分離平面，和下預成形通道從每個下安裝面延伸到凹區並在下內面和上表面之間具有分離平面。
本發明的實施例將結合附圖進行詳盡敘述。
圖1是根據本發明的設備的正立視圖。
圖2是該設備的擠出頭的正視圖。
圖3是其截面圖。
圖4是顯示預成形通道打開狀態的擠出頭的截面圖。
圖5是附接到擠出頭主體的模具組件的截面圖。
圖6(a)和6(b)是顯示第一模具的進口和出口的示意圖。
圖7(a)和7(b)是顯示第二模具的多個進口和出口的示意圖。
圖8是模具組件安裝凹區和模具組件的另一個實例的截面圖。
圖9(a)和9(b)分別是可用於製造充氣輪胎的外胎面橡膠和側壁橡膠的截面圖。
圖10(a)，10(b)和10(c)顯示先有技術中已知的四層擠出器。
具體實施例方式
在附圖中，根據本發明的設備1包括四個擠出器2a，2b，2c，2d；和一個擠出頭3，擠出頭3具有分別和四個擠出器相連的四個進口和一個出口或擠出噴嘴41。
這樣，分別從四個擠出器2a，2b，2c和2d擠出的四種(最多四種)不同種類的橡膠複合物ga，gb，gc和gd(統稱為「g」)形成為一個以特定方式和順序並基本不混合地層疊的橡膠複合物帶。
圖9(a)和9(b)顯示了可用設備1製造的橡膠帶的實例。
圖9(a)顯示具有五個部分Ya-Yd的充氣輪胎的胎面橡膠G1被稱為蓋胎面橡膠的橡膠複合物ga的部分Ya限定輪胎的外胎面；被稱為胎面基礎橡膠的少熱量積累橡膠複合物gb的部分Yb沿蓋胎面橡膠的下側延伸；被稱為下胎面橡膠的橡膠複合物gc的部分Yc在粘附到胎面加強簾線層(諸如帶，緩衝層和條)並沿胎面基礎橡膠的下側延伸以改進簾線層和胎面基礎橡膠之間的粘附；被稱為翼橡膠用以改進和側壁橡膠的粘附的橡膠複合物gd的一對部分Yd設置在外胎面的兩側。圖9(b)顯示具有四個部分Ya-Yd的充氣輪胎的側壁橡膠G2。在每個實例中，橡膠帶G1，G2都有用不同橡膠複合物形成的部分。
擠出頭3包括四個擠出器2a-2d連接到其上的擠出頭主體4；和用於成形，層疊和擠出橡膠複合物(g)的模具組件6。
如圖2所示，擠出頭主體4包括五個塊V形中間塊10；一對側塊11和一對附屬塊13。
在圖4顯示的橫向截面中，V形中心塊10具有小下表面S1；和一對以V字形的形式朝下表面S1的兩個側端向下延伸的V形側面15。
每個側塊11具有與V形中心塊10的一個V形側面15接觸的上內面16；從上內面16的下端延伸並向外傾斜的尖端表面S2；和從尖端表面S2的下端延伸並以θ角向下彎曲的下內面17。
因為下內面17彎曲，因此其包括從表面S2的下端延伸同時朝向和V形側面15相同方向傾斜但和V形側面15有不同傾斜角的側延伸內部分17A；和以70到100度的θ角和側延伸內部分17A相交的垂直延伸外部分17B。這樣，如圖2中最清晰地顯示，側塊11具有由上內面16，尖端表面S2和側延伸內部分17A形成的鳥嘴狀部分。
鳥嘴狀部分的下側用於安裝附屬塊13的空間12形成在彎曲部分17A和17B之間。
附屬塊13具有接觸下內面17的上表面19；和側面S3。
用於安裝模具組件6的凹區5(下文稱為「模具組件安裝凹區5」)由下列部分形成由上述基本為水平面的下表面S1限定的上內面；由上述從上內面S1的側端展開的尖端表面S2限定的一對斜內面；和由從斜內面S2的下端互相平行地向下延伸的側面S3限定的一對內表面，因此，凹區5具有從正面看為底部開口的不規則五邊形，如圖3所示。
如圖2所示，每個左、右側塊11在其外表面配備兩個上、下安裝面21U和21L，兩個擠出器(2a和2d或2b和2c)分別連接到該上、下安裝面上。上、下安裝面21U和21L不互相平行，在該實例中，垂直於下安裝面21L的方向是水平，但垂直於上安裝面21U的方向是向上傾斜。
左、右側塊11由適當的裝置22不可活動地支撐，例如，它們被固定到在如圖1所示的橋接在支撐臺22A之間的直立框架22B上。相反，V形中心塊10和附屬塊13可活動地支撐。
在該實施例中，V形中心塊通過例如液壓缸，汽缸等驅動器(未顯示)的手段在從下封閉位置到上打開位置的上下方向上可活動地支撐。如圖4所示，通過將V形中心塊10向上移動到上打開位置(即保養工作位置)，V形中心塊10的V形側面15從側塊11的上內面16分離。通過將其向下移動到下封閉位置(即正常工作位置)，V形側面15和上內面16緊密接觸，如圖3所示。
每個附屬塊13通過諸如連接環節等適當的裝置在從上封閉位置到下打開位置的上下方向可活動地支撐。在該實例中使用連接環節26，每個連接環節26的一端用樞軸連接到側塊11。通過將附屬塊13繞樞軸端P向下移動到下打開位置(即保養工作位置)，每個附屬塊13的上表面19從側塊11的下內面17分離。通過將其向上移動到上封閉位置(即正常工作位置)，上表面19和下內面17緊密接觸。
在各個封閉位置或正常工作位置，V形中心塊10和附屬塊13可用諸如夾具(未顯示)的適當的裝置閉鎖。
關於擠出器2a-2d，適用螺杆擠出器，該螺杆擠出器包括擠出缸2B，可旋轉地支撐在其中用於混合和推進橡膠複合物材料的螺杆2A。每個擠出器都由支架23支撐並通過將擠出缸2B的端部固定到安裝面21U，21L而垂直於該安裝面地連接到擠出頭3。
為了將來自擠出器2a-2d的橡膠複合物(g)引導到模具組件6，擠出頭主體4配備預成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld，如圖3所示。
每個預成形通道24包括在安裝面21開口的插入部分24A和轉變部分24B。插入部分24A具有圓形截面並以擠出器2的擠出缸缸孔2H的軸向延伸。在該實例中，插入部分24A包括基本和缸孔2H的直徑相同的螺杆2A的突出端2A1被插入其中的螺杆插入部分24A1。轉變部分24B從插入部分24A向下遊側延伸，逐漸減小其截面，形狀，從圓形變到扁平的長方形。
如果是預成形通道24Ua，24Ub，轉變部分24B通過在V形側面和上內面15和16上形成凹陷而形成，以便延伸到在模具組件安裝凹區5的內表面S開口的預成形通道的端部(下遊端)。這樣，當中心塊從側塊分離時，轉變部分24B在表面15和16之間分離或完全打開，因此而限定分離平面。
如果是預成形通道24Lc，24Ld，轉變部分24B通過在下內面和上表面17和19上形成凹陷而形成，以便延伸到在模具組件安裝凹區5的內表面S開口的預成形通道的端部(下遊端)。這樣，當附屬塊從側塊分離時，轉變部分24B在表面17和19之間分離或完全打開，因此而限定分離平面。
如上所述，通過將V字形的中心塊10和附屬塊13移動到各自的打開位置，預成形通道24在V形側面與上內面15和16之間以及下內面與上表面17和19之間的轉變部分24B中分離和較大地打開。
因為四個擠出器2在擠出頭主體4的兩邊各分裝兩個，就可以減小擠出頭主體4的尺寸和重量，改進操作性以及降低設備成本。另外，也可以減小預成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Lc的全部體積，減少留在通道內造成浪費的橡膠複合物。
造成較高內壓力的較大的擠出器2a和2b連接到上安裝面21U，造成較低內壓力的較小的擠出器2c和2d連接到下安裝面21L。
上預成形通道24Ua和24Ub中的內壓力產生打開V形中心塊10的力，但是因為受到壓力的表面設置在中心塊10的兩邊並向下傾斜，從其兩邊施加到中心塊的分力互相抵消，向上移動V形中心塊10的合力大大減小。
關於附屬塊13，因為模具組件6緊緊地設置在相對的側面S3之間，另外，附屬塊13的樞軸點P位於模具組件6位置的下面，即使一個大的力施加在附屬塊13的通道24Lc和24Ld的內表面上，模具組件6也有防止附屬塊13打開(向下轉動)的阻擋塊的功能。
這樣，可以減少阻止附屬塊13和V形中心塊10打開的阻擋塊，夾具等的數量，尺寸和重量。因為這個原因，側面17A和17B之間的θ角被設定在從70度到100的範圍。兩個V形側面15之間的α角被設定在從60度到45度的範圍。在上預成形通道24Ua和24Ub中，插入部分24A的中心線和側面15或16之間的相交角β角被設定在小於60度的範圍，最好小於45度。在該實例中，右通道24Ua中的相交角β基本和左通道24Ub的相交角β相同。
為了使模具組件6更小，上述四個預成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld在凹區5的兩個或更多個不同的表面處開口。在該實施例中，如圖5所示，兩個上預成形通道24Ua和24Ub在上內面S1中開口，下預成形通道24Lc和24Ld在各自的斜內面S2中開口。
圖8顯示另一個實例，該實例中四個預成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld在兩個斜內面S2中開口。
模具組件6根據製造的橡膠帶來設計，例如用於胎面橡膠和用於側壁橡膠的不同的組件6被製備成和擠出頭主體4相結合以製造出在尺寸，部分設置(Ya，Yb，Yc，Yd)，截面形狀等方面不同的橡膠帶。
模具組件6具有適合於模具組件安裝凹區5的外形。因此在該實例中，模具組件6具有接觸最上內面S1，斜內面S2和相對的側面S3的表面。
圖5顯示了用於形成如圖9(a)所示的外胎面G1的模具組件6。模具組件6由最上第一模具30，第一模具支撐基座32，第二模具31，第二模具支撐基座33和最後模具7以這樣的安排順序構成。
第一模具30具有形成通道34，從上預成形通道24Ua和24Ub進入形成通道34進口34i(圖6(a))的橡膠複合物ga和gb通過該形成通道流動並結合但不發生熔合，結果的兩層的複合物g1從其出口34o(圖6(b))引出。圖6(a)顯示在第一模具30的上端的位置F1處上預成形通道24Ua和24Ub的進口34i和出口35的安排。圖6(b)顯示在第一模具30的下端的位置F2處出口34o的截面形狀。
第一模具支撐基座32有把從出口34o來的兩層的複合物g1引導向第二模具31的進口37i的引導通道36A；把從下預成形通道24Lc來的橡膠複合物gc引導向進口37i的引導通道36B；和把從下預成形通道24Ld來的橡膠複合物gd引導向第二模具31的一對進口38的引導通道36C。
第二模具31有大進口37i和一對小進口38(圖7(a))，小進口通過如圖7(b)中的隱線中指出的一對通道合併到出口37o中。來自引導通道36A和36B的橡膠複合物g1和gc流入進口37i。來自引導通道36C的橡膠複合物gd流入兩個進口38並被引導到出口37o的兩端，由此所有的橡膠複合物結合成第二橡膠複合物g2，其中橡膠複合物g1和gc被分層(因此形成ga，gb和gc的三層)，橡膠複合物gd設置在三分層的主要部分的每一端，如圖7(b)所示。第二橡膠複合物g2從出口37o引出。圖7(a)顯示第二模具31的上端的位置F3處進口37i和38的安排。圖7(b)顯示第二模具31的下端的位置F4處的出口37o。
第二模具支撐基座33具有把從出口37o來的第二橡膠複合物g2引導向最後模具7的引導通道39。
最後模具7有形成通道40和在下端的擠出噴嘴，形成通道40有在其上端的進口，第二橡膠複合物g2流入該進口。噴嘴具有與胎面橡膠G1的最終的截面形狀相一致的形狀，胎面橡膠帶從該噴嘴41中擠出。
權利要求
1.一種用於製造橡膠複合物帶的設備，其特徵在於，該設備包括橡膠複合物(ga，gb，gc，gd)的四個擠出器(2a，2b，2c，2d)和具有擠出噴嘴(41)的單擠出頭(3)，所述擠出頭(3)包括擠出模具組件(6)和配備有凹區(5)的主體(4)，在該凹區(5)內安裝有所述擠出模具組件，主體(4)由下列部分構成一對側向相隔的側塊(11)，每個側塊具有上內面(16)和下內面(17)，和設置在側塊的相對的上內面(16)之間的中心塊(10)，和設置在側塊(11)下面的一對側向相隔的附屬塊(13)，該附屬塊具有接觸所述下內面(17)的上表面(19)，所述中心塊(10)具有底表面(S1)和以V字形的形式向下延伸到底表面(S1)的側端的一對V形側面(15)，側塊(11)的所述相對的上內面(16)以和V形側面(15)相同的V字形的形式延伸以便和中心塊的V形側面(15)相適配，每個側塊(11)配備有在上內面(16)和下內面(17)之間延伸的尖端表面(S2)，每個附屬塊(13)配備有從上表面(19)延伸的內側面(S3)，所述凹區(5)由尖端表面(S2)，內側面(S3)和底表面(S1)形成為底部開口的凹區，每個側塊(11)設置在上內面(16)和下內面(17)的另一側，帶有上安裝面(21U)和下安裝面(21L)，四個擠出器(2a，2b，2c，2d)中的兩個分別附接在該上、下安裝面上，上預成形通道(24Ua，24Ub)從每個上安裝面(21U)延伸到凹區(5)並在V形側面(15)和上內面(16)之間具有分離平面，和下預成形通道(24Lc，24Ld)從每個下安裝面(21L)延伸到凹區(5)，並在下內面(17)和上表面(19)之間具有分離平面。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，側塊(11)被不可活動地支撐，中心塊(10)相對於側塊(11)可活動地被支撐以便通過V形側面(15)和上內面(16)之間的分離平面打開上預成形通道(24Ua和24Ub)，和附屬塊(13)相對於側塊(11)可活動地被支撐以便通過下內面(17)和上表面(19)之間的分離平面打開下預成形通道(24Lc和24Ld)。
3.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，在每個側塊中，上安裝面和下安裝面具有不同的傾斜度。
4.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，上預成形通道(24Ua和24Ub)分別在底表面(S1)中開口，和下預成形通道(24Lc和24Ld)分別在尖端表面(S2)中開口。
5.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，上預成形通道(24Ua和24Ub)中的一個和下預成形通道(24Lc和24Ld)中的一個在尖端表面(S2)中的一個中開口。
全文摘要
一種用於製造橡膠複合物帶的設備包括四個擠出器(2a，2b，2c，2d)和單擠出頭(3)。擠出頭(3)包括擠出模具組件(6)和主體(4)。主體(4)由一對側向相隔的側塊(11)，設置在側塊之間的中心塊(10)，和設置在側塊(11)下面的側向相隔的一對附屬塊(13)。中心塊(10)具有以V字形的形式朝底表面(S1)的側端向下延伸的一對V形側面(15)。每個側塊(11)配備上安裝面(21U)和下安裝面(21L)，四個擠出器中的兩個分別附接到該上下安裝面上。從擠出器延伸到模具組件的上預成形通道(24Ua，24Ub)具有沿V形側面(15)的分離平面。從擠出器延伸到模具組件的下預成形通道(24Lc，24Ld)也具有分離平面。
文檔編號B29C47/14GK1706622SQ20051007147
公開日2005年12月14日 申請日期2005年5月13日 優先權日2004年6月8日
發明者大木徵彥, 大巖勇夫 申請人:住友橡膠工業株式會社