用於製備胎坯的轉鼓的製作方法

2023-06-12 07:07:22

本發明涉及用於製備胎坯的轉鼓。

背景技術：

在輪胎製備轉鼓上對元件進行組裝，所述元件形成由車輪胎坯的胎冠帶束層和胎面組成的組件，所述輪胎製備轉鼓也被稱為「胎冠模型」。這些元件主要包含生橡膠。一旦組裝之後，從轉鼓上除去胎面並且將其施加至分開製備的胎體。這二者的組合形成輪胎。輪胎的成型產生胎坯，然後胎坯固化從而使橡膠硫化。

轉鼓在製備過程中用於支撐胎面的周向表面由扇區構成，所述扇區被安裝成能夠在徑向方向上移動。因此，一旦組裝完成，所有扇區或一些扇區的收縮使得胎面能夠被取下。

這種類型的轉鼓例如通過文獻ep-1389520已知。所述轉鼓的優點是保證良好地吸收徑向負載，特別是在圍繞轉鼓以高速纏繞條帶從而製備胎面的過程中。然而，轉鼓直徑的調節對扇區的位置提供很少選擇並且難以實施。此外，一旦轉鼓的直徑被調節之後，不可能改變該直徑同時保持轉鼓的整體形狀。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種轉鼓，所述轉鼓保證良好地吸收負載，同時扇區的移動具有簡單運動學特性，並且對於轉鼓直徑的改變提供更大的自由度。

為此目的，根據本發明提供用於製備外胎胎坯的轉鼓，所述轉鼓包括：

-扇區，所述扇區形成轉鼓的周向表面，和

-擴張裝置，所述擴張裝置能夠使扇區在徑向方向上相對於轉鼓的軸線移動，使得在移動過程中的任何時間，所有扇區以離軸線相同的距離延伸，和

-調節裝置，所述調節裝置與擴張裝置分離並且能夠使扇區在徑向方向上移動，使得在通過調節裝置移動過程中的任何時間，所有扇區以離軸線相同的距離延伸，

在調節裝置的作用下，無論扇區的位置如何，擴張裝置都起作用。

因此，一旦藉助於調節裝置選擇了轉鼓的直徑，仍然有可能改變該直徑同時保持轉鼓的整體構造，例如為了從轉鼓上除去胎面。因此能夠進行轉鼓的重複擴張和收縮移動同時保持轉鼓直徑的精確調節。這還允許節省空間，因為對於給定範圍內的直徑不再需要多個具有不同直徑的轉鼓，根據本發明的單個轉鼓具有可變直徑，並且節省時間，因為避免了在組裝機器上拆卸/安裝轉鼓。

優選地，擴張裝置和/或調節裝置能夠使扇區沿著垂直於軸線的路徑移動。

有利地，調節裝置與至少一些擴張裝置串聯設置。

這種方式保證了無論由調節裝置決定的扇區位置如何，擴張裝置都起作用。

在一個實施方案中，調節裝置僅與一些擴張裝置串聯設置。

優選地，一些擴張裝置被設計成在徑向方向上相對於軸線佔據固定位置。

特別是，能夠靠近轉鼓的旋轉軸線來設置擴張裝置，因此減小轉鼓的慣性並且節省驅動旋轉所需的能量。

在一個實施方案中，調節裝置將擴張裝置連接至轉鼓的支撐件。

有利地，調節裝置和/或擴張裝置形成不可逆機構。

在一個實施方案中，僅調節裝置形成不可逆機構。在另一個實施方案中，僅擴張裝置形成不可逆機構。在又一個實施方案中，調節機構和擴張機構各自形成不可逆機構。

因此不需要設置將這些裝置保持於選定位置的構件。

例如，調節裝置包括至少一個凸輪，所述凸輪被安裝成能夠圍繞軸線旋轉。

可以存在至少兩個凸輪，所述至少兩個凸輪通過至少一個同步構件連接在一起，所述同步構件與擴張裝置和扇區分離。

該設置特別能夠為每個扇區保持兩個徑向支撐裝置。

在一個實施方案中，擴張裝置包括至少一個氣缸和多個部件，所述多個部件被設計成將氣缸上的平行於軸線的負載轉變成徑向負載。

優選地，擴張裝置被設計成使得所述多個部件形成至少一個組，其中所述組的部件的鉸接銷釘在相對於軸線成徑向的同一個平面中延伸。

因此，在形成胎面的過程中，在扇區處在徑向方向上產生的負載在該相同的徑向方向上傳遞至轉鼓的支撐件，但不會造成軸向部件升起。這保證了特別穩固地沿徑向保持扇區，該徑向剛性允許在張力下鋪設沿縱向增強的生橡膠條帶，從而實現支撐胎坯胎面的胎冠帶束層的環箍。

例如可以提及的是，擴張裝置包括相對於這些裝置中的移動的傳遞方向而言的至少一個上遊部分，所述上遊部分能夠負載擴張裝置的下遊部分，所述下遊部分被安裝成在上遊部分上滑動。

優選地，存在至少兩個上遊部分，所述至少兩個上遊部分通過至少一個同步構件連接在一起，所述同步構件與調節裝置和扇區分離。

在一個實施方案中，擴張裝置包括至少一個上遊板，所述上遊板能夠負載擴張裝置的至少一個支撐件，所述支撐件被安裝成在該板上滑動。

優選地，擴張裝置和調節裝置被設計成使得每個扇區通過兩個相互獨立的支撐裝置連接至轉鼓的扇區共用的支撐件。

再次地，這保證了特別穩固地沿徑向保持扇區。

優選地，每個扇區為單個部分和/或剛性的。

根據本發明還提供用於製備胎坯的方法，其中在根據本發明的轉鼓上製備胎坯的至少一部分。

附圖說明

現在將參考附圖描述根據本發明的轉鼓的實施方案，其中：

-圖1和圖2為根據本發明的一個實施方案的轉鼓的立體圖，圖1中存在所有扇區而圖2中僅存在一個扇區；

-圖3至圖6為圖1的轉鼓的軸向截面中的局部圖，顯示了扇區的不同構造；

-圖7為與圖3相似的圖，顯示了凸輪的連接裝置；

-圖8為轉鼓的凸輪區域中的部分的立體圖；

-圖9為圖4的轉鼓的一部分的放大圖，和

-圖10為圖2的轉鼓的一部分的放大圖，與圖2相似。

具體實施方式

附圖顯示了根據本發明的一個實施方案的轉鼓2。該轉鼓用於組裝形成胎坯的胎面的元件。輪胎旨在用於車輛的車輪，車輛可以是多用途車輛、輕型車輛、客運車輛、重型貨運車輛或土木工程車輛。

轉鼓包括中心支撐件或軸4並且整體形狀相對於軸線6呈現迴轉對稱，所述軸線6形成轉鼓的主軸線。在本文剩餘部分中，除非另有聲明，軸向方向表示平行於軸線6的方向並且徑向方向表示相對於軸線6成徑向的任何方向。

轉鼓具有外部扇區8，所述外部扇區8在轉鼓的圓周延伸從而形成轉鼓的外部周向表面10，所述外部周向表面10形成工作表面，胎坯元件設置在所述工作表面上。在該特定情況下，該表面10具有圓筒整體形狀，所述圓筒在垂直於軸線6的平面中具有圓形橫截面。因此，轉鼓在此形成例如本領域技術人員通常所謂的「平坦模型」。

在該特定情況下，扇區8彼此全部相同。本實施例中存在24個扇區，但是該數目可以變化。在該實施例中，每個扇區為剛性的並且由單一零件形成。扇區在此具有梳形物的整體形狀。因此，扇區具有矩形整體形狀，其最大尺寸平行於軸線6。矩形的兩個長邊切割形成齒，使得梳形物的每個邊緣的齒能夠與相鄰梳形物的邊緣上的齒互鎖。由於扇區能夠在垂直於軸線6的方向上移動，該扇區形狀能夠改變扇區相對於軸線的距離，同時保證圍繞轉鼓圓周的梳形物之間的材料連續度，取決於扇區的徑向位置，相鄰梳形物的齒以或多或少的程度互鎖。

現在將展示將扇區連接至支撐件4並且對兩者進行引導和驅動的構件。將描述位於圖3至圖6的轉鼓的左側部分的構件，已知轉鼓在右側部分具有類似構件，所述類似構件相對於垂直於軸線6的對稱中平面與第一構件對稱地延伸。

轉鼓具有凸輪12，所述凸輪12包括環形板，所述環形板具有垂直於軸線6的兩個表面，所述板被安裝成能夠圍繞軸線6同軸旋轉。在圖3中，凸輪在轉鼓的左側部分延伸並且在其右側表面14上具有凹槽16(圖8中可見)，所述凹槽16為中心位於軸線6上的螺槽形狀。驅動器(未顯示)使凸輪相對於支撐件4圍繞軸線旋轉。

轉鼓包括圓盤18，所述圓盤18也垂直於軸線6並且中心位於出口上，並且包括圖8中清楚可見的徑向殼體20。這些殼體的每一者接收卡爪22，所述卡爪22被安裝成能夠在殼體中相對於圓盤在垂直於軸線的方向上滑動。由於圓盤18與凸輪12並排，每個殼體20在凸輪12的方向上打開從而允許卡爪與螺槽16接合。為此，卡爪具有與螺槽互補的齒24。卡爪還具有後下凸耳26，所述後下凸耳26在與凸輪相反的方向上延伸。每個抽屜式殼體包括圖4中顯示的上方鄰接部101和下方鄰接部102，所述上方鄰接部101和下方鄰接部102限定卡爪的滑動行程結束的極限點。作為調節裝置的一部分的卡爪/螺槽系統因此形成不可逆機構。

轉鼓還包括連杆支撐件28和兩個直線連杆30和32，每個直線連杆30和32直接鉸接至支撐件。此外，連杆30直接鉸接至凸耳26。兩個連杆和連杆支撐件形成肘接。

對於每個扇區，轉鼓還包括扇區支撐件34。因此在該特定情況下也存在24個支撐件。支撐件在平行於軸線6的方向上具有細長形狀並且在左側部分中具有基部，連杆32直接鉸接至所述基部。連杆的所有鉸接銷釘相互平行並且在與軸線6正交的方向上延伸並且不與軸線6交叉。鉸接著連杆和連杆支撐件28的鉸接銷釘在垂直於軸線6的同一個平面中延伸。分別將連杆鉸接凸耳26和扇區支撐件34的另外兩個鉸接銷釘的情況也是如此。無論轉鼓的構造如何(即無論由擴張裝置或調節裝置決定的扇區位置如何)都將保留這些特性，正如下文將看到的。

如上所述，轉鼓在圖3的右側部分中包括類似部分，所述類似部分相對於上文描述的部分佔據對稱位置。因此，可以看到凸輪12、具有卡爪22的圓盤18、連杆支撐件28、連杆30和32和用於相同扇區支撐件35的另一個支架。

扇區8剛性地固定至扇區支撐件34使得扇區支撐件34的位置完全決定扇區的位置。

轉鼓還包括兩個致動板36，所述致動板36各自也在垂直於軸線的平面中延伸並且中心位於軸線上。板被安裝成在中心支撐件4上滑動。在板之間，離開支撐件4，轉鼓包括四個致動器40，在該特定情況下，所述致動器40各自為氣缸的形式並且包括缸體42和活塞44。活塞的自由端部連接至左側板36，而缸體的與活塞相反的端部剛性地固定至右側板。氣缸在該情況下容納在轉鼓內。

左側板36的在與氣缸相反一側的左側表面45形成用於連杆支撐件28的滑軌。轉鼓的右側部分中的另一個板和另一個連杆支撐件的情況也是如此。

如圖5、圖6和圖10所示，轉鼓包括中間小齒輪60，所述中間小齒輪60被安裝成能夠在軸4中圍繞垂直於軸線6的徑向軸線旋轉。該小齒輪與兩個齒條62嚙合，所述兩個齒條62分別固定至兩個致動板36。該設置保證了轉鼓中平面的兩側上的這些板的對稱移動。每個齒條部分地容納在相反板的殼體67中，同時這些板處於其最接近構造。還在與第一組齒條和小齒輪組件完全相反的位置處設置另一個齒條和小齒輪組件。

轉鼓還包括三個定位圓盤46，所述定位圓盤46剛性地固定至支撐件4。在轉鼓的左側部分中，一個圓盤46幫助將凸輪12保持原位。此外，所述圓盤離左側部分的另一個圓盤46以一定距離延伸從而與另一個圓盤46限定殼體，固定至扇區支撐件34的臂48安裝在所述殼體中從而在垂直於軸線的方向上滑動。在轉鼓的右側部分中，扇區支撐件的另一個臂48也被安裝成在垂直於軸線的方向上緊貼第三圓盤46的表面滑動。因此三個定位圓盤46和兩個臂48在扇區支撐件的移動過程中沿徑向引導扇區支撐件。每個扇區支撐件因此具有其專門的一對引導臂48。

轉鼓的大部分部件由金屬製成，例如一些由鋁製成而其它由鋼製成。

氣缸40、板36、連杆支撐件和連杆形成轉鼓的擴張-收縮裝置並且在延伸構造(連杆對齊)中形成不可逆機構。因此，圖3和圖4分別顯示了收縮構造和延伸構造下的轉鼓。為了從收縮構造達到延伸構造，氣缸40被致動，氣缸40的伸長造成板36在軸線6的方向上彼此遠離移動。由於齒條和小齒輪的設置和每個扇區支撐件34的徑向引導受到約束，板36相對於轉鼓的垂直於軸線6的中平面對稱地相互隔開。在左側板的移動過程中，相應的連杆支撐件28在軌道45上以徑向方向滑動並且遠離軸線移動。由於凸輪12和卡爪22固定從而軸向滑動，這造成連杆30圍繞其下方軸線旋轉並且上方連杆32搖動。因此連杆將氣缸上的軸向負載轉變成徑向負載。轉鼓的右側部分中同時進行類似移動。

這些移動造成扇區支撐件34和扇區8在垂直於軸線6的方向上滑動。考慮到所有扇區8最初離軸線距離相同，如圖1所示，所有扇區的上述移動相同並且同時，這使得在轉鼓構造改變的任何時間，所有扇區離軸線距離相同。轉鼓因此在該徑向擴張的過程中保持其圓筒整體形狀。這就造成圖4中的構造，其中在扇區的外表面處測得的轉鼓直徑大於在圖3的構造中測得的轉鼓直徑。圖4中的構造對應於致動板36的行程結束，板36與圓盤18沿軸向鄰接。該鄰接固定連杆和連杆支撐件的位置。

在該位置下，轉鼓的左側部分的兩個連杆30和32具有四個鉸接銷釘，此時所述四個鉸接銷釘在垂直於軸線6的同一個平面p1中延伸。該相同平面還包括轉鼓的左側部分的連杆的所有鉸接銷釘。轉鼓的右側部分的連杆的情況也是如此，所述連杆具有其自身的公共平面p2。在這些條件下，扇區8的外表面上的徑向負載同樣以徑向方式傳遞至中心支撐件4並且不會造成軸向部件升起。這保證了扇區被軸4穩固支撐並且保證良好地吸收負載。延伸構造因此不可逆，因為其通過兩個不可逆機構維持，所述不可逆機構為擴張裝置和卡爪/螺槽系統。因此在該構造中，當在張力下施加胎面時，轉鼓能夠承受朝向軸線6的徑向負載而無需能量輸入。系統是自鎖定的，因為兩個不可逆機構串聯設置。當然，氣缸40在相反方向上的致動造成板36朝向彼此移動並且恢復至圖3的構造。這些擴張裝置因此還形成收縮裝置。特別地，一旦加載之後，由連杆支撐件28和連杆30、32形成的肘接允許在較小氣缸力的作用下從延伸構造轉變成收縮構造。

此外，凸輪12和卡爪22形成用於調節轉鼓直徑的調節裝置，所述調節裝置可以獨立於擴張裝置的致動使用。為了致動調節裝置，假設系統處於圖3的構造，使凸輪12旋轉。與卡爪22接合的所述凸輪造成卡爪22在垂直於軸線的方向上與軸線相反地滑動，從而造成圖5所示類型的構造。在該移動過程中，假設擴張裝置不活動，每個扇區的卡爪在其滑動移動中攜帶兩個連杆及其支撐件28以及扇區支撐件34，連杆支撐件28在軌道45上滑動。系統因此在調節裝置的作用下從圖3的構造轉變成圖5的構造而無需致動擴張裝置。

再次地，考慮到所有扇區8最初離軸線距離相同，如圖1所示，所有扇區的上述移動相同並且同時，使得在轉鼓直徑改變的任何時間，所有扇區離軸線距離相同。轉鼓因此在該改變過程中保持其圓筒整體形狀。該機構特別的優點在於：不需要任何拆卸來調節轉鼓直徑，並且形成用於調節扇區設置的定中心系統，每個扇區在調節裝置的使用過程中經受相似移動。

圖3和圖5對應於凸輪和卡爪的行程結束。圖4和圖6的情況也是如此。然而，非常有可能選擇調節轉鼓介於這兩個位置之間的直徑。

此外，無論該調節過程中選擇的直徑如何，都能夠在隨後控制上述擴張裝置。這在圖5和6圖中得到了顯示。在所述圖中，調節裝置已經決定了較大的轉鼓直徑，轉鼓從收縮位置轉變成延伸位置。

該轉鼓的機構因此使得能夠選擇調節裝置的任何位置，然後在該位置下控制擴張裝置。反之，能夠選擇擴張裝置的任何位置，然後控制調節裝置從而達到任何希望位置。因此當調節裝置和擴張裝置各自處於最小直徑構造時，就獲得了轉鼓的最小直徑。類似地，最大直徑構造的情況也是如此。

可以看到調節裝置將擴張裝置連接至轉鼓的中心支撐件4。此外，調節裝置僅與擴張裝置的由連杆30、32及其支撐件28形成的部分串聯設置。擴張裝置的由氣缸40和致動板36形成的其它部分被設計成在相對於軸線的徑向方向上佔據固定位置。在擴張裝置中，相對於這些裝置的移動的傳遞方向，致動板36形成上遊部分，所述上遊部分能夠負載這些擴張裝置的連杆支撐件28。最後，擴張裝置和調節裝置被設計成使得每個扇區8通過兩個相互獨立的支撐裝置連接至扇區共用的軸4。

圖7顯示了使兩個凸輪的移動同步的構件，所述構件包括平行於軸線6但是與支撐件4隔開的杆50。該杆帶有兩個小齒輪52，所述小齒輪52剛性地固定至杆並且各自與一個凸輪12的有齒扇區接合。可以通過將杆連接至合適的驅動器(未顯示)使用該相同的杆驅動凸輪旋轉。

特別如圖9所示，每個致動板36具有唇緣，所述唇緣與軸4連續，朝向支承凸輪12的板並且設置有軸向環狀延伸部66，所述軸向環狀延伸部66例如通過螺釘68固定至板。當這些致動板36佔據其最大間隔位置時，它們經由這些延伸部66與凸輪的支撐件沿軸向鄰接，如圖4和圖6所示。例如經由機械加工使這些延伸部具有合適尺寸使得能夠調節對齊的致動板的位置。板可以例如由鋁製成而形成鄰接部分的延伸部由鋼製成。

參考圖10，可以看到每個齒條62通過支撐部分70連接至相關致動板36。支撐部分70通過螺釘72固定至板。齒條具有凹口，支撐部分70上的凸起穿透所述凹口從而在軸向移動方面將其固定在一起。齒條通過嵌套完全保持在支撐部分中，從而避免出現任何應力和產生靜不定性。支撐部分的軸向尺寸通過例如機械加工進行選擇，從而調節齒條相對於相關板的軸向位置。在此還通過將轉鼓設置成圖4和圖6所示類型的構造從而進行該選擇。實現該選擇使得齒條賦予板軸向鄰接位置，使得左側連杆和右側連杆的鉸接銷釘包含在其各自的平面p1和p2中。

該轉鼓用於製備胎坯，例如用於製備胎面。

為了製備胎面，通過調節裝置選擇轉鼓直徑，然後將擴張裝置設置成延伸構造。

然後在轉鼓旋轉的同時通過在扇區上組裝各種元件從而形成胎面。特別是，可能以高速纏繞一個或多個沿縱向增強的生橡膠條帶從而實現胎冠帶束層的環箍。可以在條帶的相對高的張力下進行該纏繞，從而如以上所解釋的那樣保證了轉鼓內的負載吸收。

一旦胎面形成，可以致動擴張裝置以使轉鼓轉變成收縮構造從而除去胎面。

然後通過控制擴張裝置使轉鼓恢復至延伸構造，並且如上所述形成新胎面。

如果希望形成內徑與前述內徑不同的不同型號輪胎的胎面，通過調節裝置在轉鼓上選擇新直徑並且如上所述形成該胎面。

所述機構足夠柔性且堅固，從而能夠以相當高的速度在一天很多次(例如數十次或數百次)致動擴張裝置從而構造儘可能多的胎面。此外，通常情況是，當型號改變時一天之內只能致動調節裝置幾次。

該轉鼓在延伸位置下足夠剛性以承受高徑向負載而鋪設表面不會變形。例如，當製造客運車輛的外胎時，其每個扇區能夠承受120dan的負載。在負載的作用下未觀察到變形，所述變形諸如為中間直徑的錐面縮進或不希望的塌陷。考慮到扇區各自結合至支撐裝置，無論施加負載的扇區位置如何都能吸收負載。特別地，在纏繞條帶從而製備胎坯的過程中該位置可以沿著軸線6改變。

總之，本發明具有如下優點：

-轉鼓當處於延伸構造時具有徑向剛性，特別能夠在張力下鋪設胎面或一些其它產品。

-在調節裝置進行任何調節之時能夠使用擴張裝置。

-同一個轉鼓上存在調節裝置和擴張裝置允許節省空間，因為對於給定範圍內的轉鼓直徑並不需要多個不同的轉鼓，這也避免了從機器上拆卸轉鼓。

-擴張裝置簡單並且可以一天多次使用。它們還實現了所需產品的鋪設表面的良好再現性。

-在延伸構造中，由於連杆的存在，由氣缸供應的負載為零。

-通過兩個不可逆機構維持延伸構造，所述不可逆機構通過串聯對齊連杆和卡爪/螺槽系統而形成。該構造下的設備是自鎖定的並且允許傳遞純徑向負載。

-一旦加載，藉助於由兩個連杆和連杆支撐件形成的機械肘接，需要非常小的力從延伸構造轉變成收縮構造。

-理論上沒有軸向負載的傳遞，負載是純徑向的。

-調節裝置位於中心，使得能夠以相同方式同時修改所有扇區的位置。這些調節裝置不需要任何拆卸。

當然，可以對本發明進行各種修改而不偏離本發明的範圍。

轉鼓可以用於製備胎坯的除了胎面之外的部分。

扇區可以具有彎曲形狀或任何其它輪廓。