用於控制生產彈性體半成品的擠出裝置的加熱的方法

2023-08-10 20:56:36

專利名稱：用於控制生產彈性體半成品的擠出裝置的加熱的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制擠出裝置的加熱的方法，所述擠出裝置用於生產由彈性體材料製成的半成品。
背景技術：
優選地，在用於構造由彈性體材料製成的、車輛車輪輪胎的部件的處理中，執行上述方法。貫穿以下說明書並且在隨後的權利要求書中，表述「彈性體材料」用於指示包括至少一種彈性體聚合物和至少一種增強填料的複合物。優選地，這種複合物還包括添加劑，例如交聯劑和/或增塑劑。由於存在交聯劑，所以所述材料可以通過加熱而交聯，從而製成最 終產品。另一方面，表述「由彈性體材料製成的半成品」用於指示僅由彈性體材料製成的、且具有扁平形狀的細長元件。表述「由彈性體材料製成的部件」用於指示通過所述半成品獲得的、並且因而僅包括彈性體材料的輪胎的任何部件或輪胎的一部分。貫穿本說明書並且在隨後的權利要求書中，擠出裝置的結構單元的「熱慣性」指示結構單元抵抗溫度變化的傾向；當構成這種結構單元的材料的質量越大時，熱慣性越高。另一方面，擠出裝置的結構單元的「工作溫度」指示這種結構單元在擠出處理期間維持的溫度。這意味著，在低於操作溫度的溫度下，不進行擠出處理。已知用於車輛車輪的輪胎通常包括胎體結構，所述胎體結構包括至少一個胎體帘布層，所述至少一個胎體帘布層由包含在彈性體基體中的增強簾線形成。胎體帘布層具有分別與環形錨固結構接合的端部邊緣。環形錨固結構布置在輪胎的通常稱為「胎圈」的區域中，並且環形錨固結構中的每個通常都由基本圓周的環形插入件形成，至少一個填充插入件在環形插入件的徑向外部位置施加在所述環形插入件上。這樣的環形插入件通常稱為「胎圈芯」，並且其任務是保持輪胎穩固地固定到具體設置在車輪輪輞中的錨固座上，從而在操作中防止輪胎的徑向內端部邊緣脫出該錨固座。在胎圈處可以設置特定的增強結構，所述增強結構的功能是改善對輪胎的轉矩傳遞。在所謂的「無內胎」的缺少內胎的輪胎中，在相對於胎體帘布層/多個帘布層的徑向內部位置，典型地設置有由彈性體材料製成的氣密塗層，其典型地被稱為襯裡。另一方面，在相對於胎體結構的徑向外部位置，聯接有帶束結構。帶束結構包括一個或多個帶束層，所述一個或多個帶束層徑向依次上下布置，並且具有織物或金屬增強簾線，所述織物或金屬增強簾線優選地根據相對於輪胎的圓周方向的傾斜取向而布置，並且通常相對於可能相鄰的帶束層的簾線交叉地布置。帶束結構還可以包括由至少一個連續的增強細長元件限定的至少一個增強結構，所述至少一個連續的增強細長元件包括至少一個織物或金屬增強簾線，所述至少一個織物或金屬增強簾線被包含在彈性體材料的基質中並且與細長元件自身的縱向方向平行地延伸。在胎體結構與帶束結構之間，可以設置有稱為「底層帶束」的彈性體材料層，所述層的功能為使胎體結構的徑向外表面儘可能一致，以用於隨後施加帶束結構。在相對於帶束結構的徑向外部位置，施加同樣由彈性體材料製成的胎面帶，以及構成輪胎的其它結構元件。在胎體結構的側表面上還施加有由彈性體材料製成的相應側壁，每個側壁都從胎面帶的側邊緣之一延伸至胎圈的相應環形錨固結構。通過以上描述，清楚的是，用於車輛車輪的輪胎根據以上給出的定義典型地包括多個僅由彈性體材料製成的部件。在這些部件之中，作為非限制性示例，可以識別出以下部 件胎面帶、側壁、所謂的底層帶束和/或襯層、環形錨固結構的填充插入件、襯裡、下襯裡、側壁插入件、增強插入件，等等。上述部件可以從通過擠出處理獲得的、僅由彈性體材料製成的半成品開始製成。然後，擠出的半成品被鋪設在可以圍繞轉動軸線轉動的成形支撐件上，以獲得覆蓋物(d印osition)，所述覆蓋物優選地根據待製成的部件呈相鄰的和/或至少部分重疊的圈的形式。典型地，在由具有不同的質量、熱慣性和工作溫度的多個結構單元構成的裝置中執行擠出處理，在所述裝置中，至少某些具有較低的質量和熱慣性的結構單元具有較高的工作溫度，反之亦然。在將彈性體材料供應到擠出裝置之前，上述所有結構單元都被加熱至相應的工作溫度。

發明內容
在本申請人名下的WO 2006/037369記載了，在用於製造彈性體輪胎部件的處理中，彈性體部件被供應到包括多個單元的擠出裝置，所述多個單元中的每個都具有相應的工作溫度。從工作溫度最低的單元開始到工作溫度最高的單元，這些單元被加熱到相應的工作溫度。本申請人已經考慮到，為了確保在擠出處理期間供給到擠出裝置中的彈性體材料在所需的操作流量和壓力下具有足夠的流動性，在將彈性體材料供應到擠出裝置之前，必須加熱以上所有單元，以使其達到相應的工作溫度。本申請人還已經考慮到，為了使處理時間最小化，所述加熱應當總體上在允許的最短時間內發生。另一方面，本申請人已經考慮到，每當擠出處理結束或中斷時，有利的是使某些彈性體材料留在擠出裝置中以防形成在重新開始時將產生故障的氣泡。繼而，本申請人已經觀察到，不管擠出機被清空還是沒有被清空，當擠出機包括齒輪泵和噴嘴(這些單元通常具有較高的工作溫度和較小的質量)時，都不能快速地清空機器的端部部分。事實上，在這種情況下，僅在機械拆卸時才能夠清空，這需要一些時間。由於存在這種彈性體材料，所以必須防止出現以下情況，S卩，所述單元中的一個達到相應的工作溫度導致質量和熱慣性較小且工作溫度較高的另一個單元被過度加熱和/或延長的加熱。在這種情況下，在最後提及的單元處將發生不期望的彈性體材料硫化，結果是需要在下一次使用擠出裝置之前，拆卸擠出裝置以清楚任何微量的硫化材料。這在時間和實用性方面是相當繁重的。本申請人已經注意到，所述WO 2006/037369中描述的處理實際上允許滿足上述至少部分相對立的要求。然而，本申請人已經觀察到，為了允許所述處理實際上在實際的實施例中產生期望的有利效果，有必要知道所使用的具體擠出裝置的每個單元的實際質量和熱慣性。這允許了解每個單元的實際加熱曲線，以確定開始加熱每個單元的確切時刻。因此，在實踐中，有必要在所使用的具體擠出裝置的各個單元上進行實驗測試。根據本申請人，這種程序在處理時間和成本方面是相當繁重的。本申請人已經注意到，這樣的方法甚至會更好地滿足相對立的處理要求，S卩，所述方法適於在不需要事先對所使用的具體擠出裝置的各個單元進行實驗測試並且也不存在彈性體材料在上述單元中的任一個處發生硫化的風險的情況下，允許構成擠出裝置的所有 單元儘可能快地達到相應的工作溫度。本申請人已經觀察到，不管擠出裝置的尺寸和/或類型，通過可以在任何擠出裝置上自動執行的、所述單元的特定加熱程序，將在不需要對所使用的具體擠出裝置的各個單元進行實驗測試的情況下實現上述結果。首先，本申請人已經理解，為了儘可能地限制加熱處理循環時間，適於執行這樣的自動程序,所述自動程序一開始同時加熱所有單元,從而執行總體上與WO 2006/037369中描述的方法完全不同的方法，所述WO 2006/037369中描述的方法中，啟動加熱的預定順序為從工作溫度最低的單元開始到工作溫度最高的單元。本申請人還已經理解，為了避免在擠出裝置中發生彈性體材料硫化的風險，可施行的是，上述加熱程序設置成允許熱慣性較低且工作溫度較高的單元最後達到相應工作溫度，即，在熱質量較高且工作溫度較低的單元已經達到它們的工作溫度之後。本申請人已經想到，這種結果可以通過執行這樣的加熱程序而有效地獲得，所述加熱程序首先將所有單元同時加熱到預定的溫度值，並且當預定的單元接近於或已經達到該溫度時，進一步將其它單元同時加熱到適當地預先確定的新的溫度值。這種進一步同時加熱被重複若干次，並且每次僅用於還沒有達到相應工作溫度的單元，這種重複持續到擠出裝置的所有單元都已經達到相應的工作溫度為止。特別地，本申請人已經發現，通過執行下述的加熱程序，能夠有利地在不需要事先對所使用的具體擠出裝置的各個單元進行實驗測試以確定每個單元的質量和熱慣性並且也沒有彈性體材料在上述單元中的任一個處發生硫化的風險的情況下，使構成擠出裝置的所有單元儘可能快地達到相應的工作溫度，所述加熱程序設置成-一開始，同時加熱所有單元，直到工作溫度最低的單元已經達到工作溫度為止，-當所述單元接近於或已經達到所述工作溫度時，隨後，同時加熱其它單元，直到所述其它單元中的、工作溫度最接近於先前設定的加熱溫度的單元已經達到工作溫度為止，-僅對於工作溫度高於最後設定的加熱溫度的單元，每次重複這種隨後的加熱，直到擠出裝置的所有單元已經達到相應的工作溫度為止。
因此，在本發明的第一方面中，本發明涉及一種用於控制擠出裝置的加熱的方法，所述擠出裝置用於生產由彈性體材料製成的半成品，該擠出裝置包括多個結構單元，每個結構單元都具有與至少一個其它結構單元的工作溫度不同的工作溫度，並且具有與至少一個其它結構單元的熱慣性不同的熱慣性，所述方法包括a)對於每個結構單元設定加熱溫度，所述加熱溫度的值等於或接近於工作溫度最低的結構單元的工作溫度的值；b)同時加熱所述擠出裝置的所有結構單元；c)當工作溫度最低的結構單元逼近或已經達到所述加熱溫度時 ，對於其它結構單元設定隨後的加熱溫度，所述隨後的加熱溫度的值等於或接近於所述其它結構單元中的、工作溫度最接近於先前設定的加熱溫度的結構單元的工作溫度的值；d)僅對工作溫度大於最後設定的加熱溫度的那些結構單元，迭代重複b)和c)中所述的操作，直到擠出裝置的所有結構單元都已經達到相應的工作溫度為止。本申請人相信，利用本發明的方法，當一個結構單元達到其工作溫度時，工作溫度更低的其它結構單元也已經基本達到這樣的溫度。有利地，這減少了每個結構單元達到相應的工作溫度所需要的時間間隔，從而有利地縮短了擠出處理的總執行時間。此外，防止彈性體材料在熱慣性較低且工作溫度較高的結構單元處硫化的風險。事實上，最後達到這種工作溫度，並且雖然所述結構單元的加熱由於較低的熱慣性而較快，但是在開始供應彈性體材料之前處於高工作溫度的停留時間被減小到最小。本發明的方法可以有利地在任何擠出裝置上實施，優選地在具有齒輪泵的擠出裝置實施，而無需考慮構成這種擠出裝置的結構單元的數量和類型，並且也無需考慮所述結構單元的質量和/或熱慣性的差異，其中，對於具有齒輪泵的擠出裝置，在機器的端部部分處總是存在有混合物，所述混合物僅通過拆卸機器的部件才能去除(具有敞開的頭部且沒有齒輪泵的擠出機通常允許完全地清空機器，因而不存在交聯問題)。事實上，只要知道構成擠出裝置的每個結構單元的工作溫度，就可以實施所述方法。本發明可以具有以下優選特徵中的至少一個，或具有與其它優選特徵的結合。優選地，所述迭代重複至少包括e)同時加熱所述擠出裝置的所述其它結構單元。更優選地，所述迭代重複還至少包括f)當所述其它結構單元中的工作溫度最低的結構單元逼近或已經達到所述隨後的加熱溫度時，對剩餘的結構單元設定的另一個加熱溫度，所述另一個加熱溫度的值等於或接近於所述剩餘的結構單元中的工作溫度最接近於最後設定的加熱溫度的結構單元的工作溫度的值。甚至更優選地，所述迭代重複還至少包括g)僅對工作溫度大於最後設定的加熱溫度的那些結構單元迭代重複e)和f)中所述的操作，直到擠出裝置的所有結構單元都已經達到相應的工作溫度為止。上述方法可以在具有數量大於或等於兩個的結構單元的擠出裝置上無差別地執行。僅為了以充分清楚和可理解的方式說明本發明，在上述段落中並且貫穿以下說明書(以及在隨後的權利要求書中)，已經並且應當參照具有三個或更多個結構單元的擠出裝置。在本發明的優選實施例中，每個結構單元的工作溫度都與所有其它結構單元的工作溫度不同。優選地，每個結構單元的熱慣性都與所有其它結構單元的熱慣性不同。在本發明的優選實施例中，所述多個結構單元包括至少一個外殼；用於使彈性體材料在所述至少一個外殼內運動的至少一個構件；和用於彈性體材料的至少一個拉拔構件。優選地，用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件包括擠出螺杆。這種特定的運動構件具有較低的工作溫度和預定的熱慣性。優選地，所述至少一個外殼的工作溫度高於用於使彈性體材料運動的構件的工作
溫度。優選地，所述至少一個外殼的熱慣性高於用於使彈性體材料運動的構件的熱慣性。在本發明的優選實施例中，所述至少一個拉拔構件包括至少一個噴嘴。這種特定的拉拔構件的特徵在於，所述拉拔構件具有尤其低的熱慣性和尤其高的工作溫度。因此，對於上述硫化風險而言，拉拔構件是非常關鍵的元件。在這種情況下，本發明的方法是尤其有利的，這是由於在本發明的方法中，在擠出裝置的所有其它結構單元都已經達到它們的工作溫度之後，噴嘴才達到其工作溫度，因而在用於製造由彈性體材料製成的半成品的擠出處理之前，噴嘴在這種高工作溫度下的停留時間減小到最小。在可替代的實施例中，所述至少一個拉拔構件包括至少一對壓延輥。在本發明的優選實施例中，所述多個結構單元還包括至少一個齒輪泵組件，其布置在用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件與用於彈性體材料的所述至少一個拉拔構件之間。這種泵組件的熱慣性優選地低於用於使彈性體材料運動的構件的熱慣性且高於用於彈性體材料的拉拔構件的熱慣性，尤其當噴嘴用作拉拔構件時。優選地，所述至少一個外殼的工作溫度不低於約50°C，更優選地，不低於約60°C。優選地，所述至少一個外殼的工作溫度不高於約120°C，更優選地，不低於約90。。。在本發明的尤其優選的實施例中，所述至少一個外殼的工作溫度介於約50°C與約120°C之間，更優選地，介於約50°C與約90°C之間，甚至更優選地，介於約60°C與90°C之間，甚至更優選地，等於約80°C。優選地，用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件的工作溫度不低於約40°C，更優選地，不低於約50°C。優選地，用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件的工作溫度不高於約120°C，更優選地，不高於約90°C。在本發明的尤其優選的實施例中，用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件的工作溫度介於約40°C與約120°C之間，更優選地，介於約50°C與約90°C之間，甚至更優選地，等於約80°C。優選地，所述至少一個拉拔構件的工作溫度不低於約70°C，更優選地，不低於約90。。。優選地，所述至少一個拉拔構件的工作溫度不高於約130°C，更優選地，不高於約125。。。
在本發明的尤其優選的實施例中，所述至少一個拉拔構件的工作溫度介於約70°C與約130°C之間，更優選地，介於約90°C與約125°C之間，甚至更優選地，等於約110°C。優選地，所述至少一個齒輪泵組件的工作溫度不低於約70°C，更優選地，不低於約80。。。優選地，所述至少一個齒輪泵組件的工作溫度不高於約120°C，更優選地，不高於約 IlO0Co在本發明的尤其優選的實施例中，所述至少一個泵組件的工作溫度介於約70°C與約120°C之間，更優選地，介於約80°C與約110°C之間，甚至更優選地，等於約110°C。在本發明的優選實施例中，所述結構單元的工作溫度限定按以下順序漸增的一組溫度用於使彈性體材料運動的構件、外殼、用於彈性體材料的拉拔構件。 優選地，所述結構單元的工作溫度限定按以下順序漸增的一組溫度用於使彈性體材料運動的構件、外殼、齒輪泵組件、和用於彈性體材料的拉拔構件。在本發明的優選實施例中，所述結構單元的熱慣性限定按以下順序漸減的一組熱慣性外殼、用於使彈性體材料運動的構件、用於彈性體材料的拉拔構件。優選地，所述結構單元的熱慣性限定按以下順序漸減的一組熱慣性外殼、用於使彈性體材料運動的構件、齒輪泵組件、和用於彈性體材料的拉拔構件。在本發明的優選實施例中，由彈性體材料製成的半成品在所述拉拔構件的輸出段中的厚度不小於約O. 5mm，優選地不小於約O. 6mm。在本發明的優選實施例中，由彈性體材料製成的半成品在所述拉拔構件的輸出段中的厚度不大於約4mm,優選地不大於約2mm。在本發明的尤其優選的實施例中，由彈性體材料製成的半成品在所述拉拔構件的輸出段中的厚度介於約O. 5mm與約4mm之間，更優選地,介於約O. 6mm與約2mm之間。 在本發明的優選的實施例中，由彈性體材料製成的半成品在所述拉拔構件的輸出段中的寬度介於約5mm與約25mm之間。在本發明的優選實施例中，彈性體材料以介於約2cm3/s與約50cm3/s之間的流量被供應到擠出裝置。有利地，這種流量值允許限制整體循環時間。在本說明書中以及在隨後的權利要求中的所有數值範圍應當理解為具體地還包括屬於相應的範圍的、介於任何最小值和最大值之間的任何子範圍，即使這種子範圍的最小值和最大值在本說明書中沒有明確地闡明。優選地，通過遠程控制單元自動地控制擠出裝置的加熱，所述遠程控制單元還管理隨後的彈性體材料的擠出(當擠出裝置的所有結構單元都已經達到相應的工作溫度時)，以用於製造由彈性體材料製成的半成品。


本發明的其它特徵和優點將從以下參照附圖對本發明的某些實施例的詳細說明而更加清楚地顯而易見。在所述附圖中-圖I是可以在本發明的方法中使用的擠出裝置的示意圖；和-圖2示出了根據本發明的圖I的擠出裝置的加熱方法的圖表。
具體實施例方式本發明具有用於構成車輛車輪輪胎的、由彈性體材料製成的部件的處理的優選實施例。上述處理優選地通過以下步驟執行使第一成形支撐件沿著第一構造線運動，以構造胎體結構，所述胎體結構包括至少一個胎體帘布層和一對環形錨固結構；和使第二成形支撐件沿著第二構造線運動以構造胎冠結構，所述胎冠結構包括至少一個帶束結構和胎面帶。如此構造的胎體結構和胎冠結構通過相應的機械手在生產頻率中以同步的運動轉移到用於組裝和成形正處理的輪胎的工作站，在該工作站處胎體結構和胎冠結構相互聯接，從而獲得生輪胎。然後，這種生輪胎轉移到模製和固化線，以獲得成品。作為可替代方案，其中實施本發明的、用於構造車輛車輪輪胎的、由彈性體材料製成的部件的處理，可以在用於構造輪胎的處理中執行，其中，在通常環面的單個成形支撐件上根據預定的頻率直接構造各個輪胎部件。
在上述處理中，通過僅由彈性體材料製成的半成品開始獲得僅由彈性體材料製成的部件(例如，胎面帶、側壁、所謂的底層帶束和/或襯層、環形錨固結構的填充插入件、襯裡、下襯裡、側壁插入件、增強插入件，等等)。這種半成品通過擠出獲得，並且在成形支撐件圍繞其轉動軸線運動的同時被鋪設在成形支撐件上，從而根據待製成的部件，優選地以相鄰的和/或至少部分地重疊的圈的獲得覆蓋物。在圖I中所示類型的擠出裝置I處擠出半成品。通過這種擠出裝置所獲得的半成品用100指示，而其上鋪設有這種半成品100的成形支撐件用50指示。擠出裝置I優選地包括四個不同的結構單元，每個結構單元的質量、熱慣性(Ii)和工作溫度(Ti)都優選地具有與其它結構單元的質量、熱慣性(Ii)和工作溫度(Ti)不同。擠出裝置10的第一結構單元10由外殼11限定，所述外殼11則由中空的本體限定，所述中空的本體具有縱向軸線X-X。外殼11在其上遊端部部分Ila處包括漏鬥12，用於裝載待擠出的彈性體材料。擠出裝置10的第二結構單元20由可轉動地安裝在外殼11內的擠出螺杆21限定。擠出螺杆21用作用於使彈性體材料在外殼11內運動的構件。尤其，擠出螺杆21使彈性體材料從外殼11的上遊端部部分Ila沿著總體上用A指示的運動方向運動到外殼11的下遊端部部分lib。擠出裝置10的第三結構單元30優選地由齒輪泵組件31限定，所述齒輪泵組件31在外殼11的下遊端部部分Ilb處與外殼11操作地相聯。這種齒輪泵組件31接收通過擠出螺杆21運載的彈性體材料並且通過壓力將彈性體材料推向參照彈性體材料的運動方向A的下遊。擠出裝置10的第四結構單元40優選地由噴嘴41限定，所述噴嘴41在齒輪泵組件31的也參照彈性體材料的運動方向A的下遊與齒輪泵組件31相聯。通過該噴嘴41，由齒輪泵組件31推壓的彈性體材料被拉拔成半成品100，然後被鋪設在成形支撐件50的外表面50a上。優選地，齒輪泵組件31在不低於約30bar的壓力下，優選地在介於約40bar與約600bar之間的壓力下，將彈性體材料推到噴嘴41中。優選地以不低於約2cm3/s的流量,更優選地以介於約3cm3/s與約50cm3/s之間的流量，朝向成形支撐件50供應彈性體材料。在本發明的擠出裝置I的可替代實施例中(未示出)中，代替噴嘴41，能夠使用一對壓延輥作為拉拔彈性體材料的構件。噴嘴41具有用於彈性體材料的輸出開口，所述輸出開口成形為限定具有期望的形狀和尺寸的、由彈性體材料製成的半成品100。在本發明的優選實施例中，由彈性體材料製成的半成品100由扁平元件限定，所述扁平元件在所述拉拔構件的輸出段中的厚度不小於約O. 5mm，優選地，不小於約O. 6m，更優選地，介於約O. 5mm與約3mm之間，甚至更優選地,介於約O. 6mm與約2mm之間。所述扁平元件還在所述拉拔構件的輸出段中的寬度優選地介於約5mm與約25mm之間。所述結構單元11、21、31、41的工作溫度優選地限定一組按以下順序增加的工作 溫度Ti:擠出螺杆21 (工作溫度!\)、外殼11 (工作溫度T2)、齒輪泵組件31 (工作溫度T3)和噴嘴41 (工作溫度T4X另一方面，所述結構單元11、21、31、41的熱慣性限定一組按以下順序減小的熱慣性Ii :外殼11 (熱慣性I1X擠出螺杆21 (熱慣性12)、齒輪泵組件31 (熱慣性I3)和噴嘴41(熱慣性I4 )。優選地，外殼11的工作溫度(T2)介於約50°C與約120°C之間，更優選地，介於約50°C與約90°C之間，甚至更優選地，介於約60°C與90°C之間，甚至更優選地，等於約80°C。優選地，擠出螺杆21的工作溫度(T1)介於約40°C與約120°C之間，更優選地，介於約50°C與約90°C之間，甚至更優選地，等於約80°C。優選地，噴嘴41的工作溫度(T4)介於約70°C與約130°C之間，更優選地，介於約90°C與約125°C之間，甚至更優選地，等於約110°C。優選地，齒輪泵組件31的工作溫度(T3)介於約70°C與約120°C之間，更優選地，介於約80°C與約110°C之間，甚至更優選地，等於約100°C。所述結構單元11、21、31、41中的每個都與相應的控制單元操作地相聯，所述控制單元設置成用於將結構單元加熱到相應的工作溫度。具體地，外殼11與第一控制單元110操作地相聯，擠出螺杆21與第二控制單元120操作地相聯，齒輪泵組件31與第三控制單元130操作地相聯，並且噴嘴41與第四控制單元140操作地相聯。控制單元110至140全部與遠程控制單元60操作地相聯，所述遠程控制單元60除了自動地控制所述結構單元11、21、31、41的加熱之外，還在所有結構單元11、21、31、41都已達到相應的工作溫度後管理彈性體材料的擠出。根據下文中參照圖2描述的方法，控制彈性體材料製成的半成品100的擠出裝置I的各個結構單元11、21、31、41的加熱。該圖示出了圖表，其中在橫坐標軸上用分鐘表示時間值，並且在縱坐標軸上用攝氏度表示溫度值。首先，所有控制單元110至140被設定到第一加熱溫度Thl，所述第一加熱溫度Thl的值等於或接近於在上述一組溫度Ti中的最低溫度的值，所述第一加熱溫度Thl基本與擠出螺杆21的工作溫度T1 (例如，約60°C )對應。然後，控制單元110至140同時地接通，以便將所有結構單元11、21、31、41加熱到溫度Thl。由於所述結構單元11、21、31、41中的每個的質量和熱慣性Ii都與其它結構單元的質量和熱慣性Ii不同，所以各個結構單元11、21、31、41的加熱將在不同的時間並且根據不同的加熱曲線進行。在圖I中所示的擠出裝置I的具體情況下，由於噴嘴41的熱慣性I4低於其它結構單元的熱慣性，所以噴嘴41將首先達到溫度Thl (圖2中的曲線a)，隨後按以下順序達到該溫度齒輪泵組件31 (其熱慣性I3高於噴嘴41的熱慣性-曲線b)，擠出螺杆21 (其熱慣性I2高於泵組件31的熱慣性-曲線C)，和外殼11 (其熱慣性I1高於擠出螺杆21的熱慣性-曲線d)。在擠出螺杆21接近於或達到溫度Thl (曲線C，時間tc)時，控制單元110、130和140被自動地設定到第二溫度值Th2,所述第二溫度值Th2等於或接近於在上述一組溫度Ti中的第二低的工作溫度，其基本與外殼11的工作溫度T2 (例如，約80°C)對應。
然後，重新開始對齒輪泵組件31和噴嘴41(它們在tc處已經達到了加熱溫度Thl)同時加熱，以將它們加熱到溫度Th2。與所述加熱同時，外殼11 (其在時間tc處還沒有達到加熱溫度Thl)的加熱繼續直到達到溫度Th2。在外殼11接近於或達到溫度Th2 (曲線d，時間td)時，控制單元130和140被自動地設定到第三溫度值Th3，所述第三溫度值Th3等於或接近於在上述一組溫度Ti中的第三低的工作溫度，其基本與齒輪泵組件31的工作溫度T3 (例如，約100°C)對應。然後，重新開始對齒輪泵組件31和噴嘴41 (它們在時間td處已經達到加熱溫度Th2)同時加熱，以將它們加熱到溫度Th3。在齒輪泵組件接近於或達到溫度Th3 (曲線b，時間tb)時，控制單元140被自動地設定到第四溫度值Th4，所述第四溫度值Th4等於或接近於在噴嘴41的工作溫度T4 (例如，約 Iio0Oo然後，重新開始對噴嘴41 (其在時間tb處已經達到加熱溫度Th3)加熱，以直到它達到其工作溫度T4 (曲線a，時間ta)。在這一點上，由於擠出裝置I的所有結構單元11、21、31、41都已經達到相應的工作溫度T1至T4，所以可以將彈性體材料供應到擠出裝置I的漏鬥12中，以獲得由彈性體材料製成的半成品100。繼而，這種半成品100適於在本發明的優選實施例中用於通過鋪設在所述成形支撐件50的外表面50a上而構造車輛車輪輪胎的、由彈性體材料製成的部件。如果在對應的結構單元達到最後的工作溫度之前，已經達到的工作溫度之一下降到預定的閾值以下，則控制單元110、120、130和140適於重新開始對已經達到其工作溫度的一個或多個結構單元進行加熱。在圖2的圖表中，僅為了簡化說明起見，加熱溫度Thl至\4指示為等於工作溫度T1至T4，但是，所述溫度實際上可以不精確地匹配。從以上說明可以清楚得得知，由於噴嘴41(噴嘴41是熱慣性最低且工作溫度最高的結構單元)最後，即，在其它結構單元11，21，31 (具有更高的熱質量和更低的工作溫度)已經達到其工作溫度之後才達到工作溫度T4,所以基本上消除彈性體材料在這種噴嘴41內硫化的風險。雖然噴嘴41由於其低熱慣性而被較快地加熱，但是這樣使處於相應的高工作溫度T4的噴嘴41在開始擠出處理之前的停留時間最小化。還清楚的是，也顯著地縮短了使所有結構單元11、21、31、41達到相應的工作溫度所需要的時間；這是由於以下兩個事實，即，首先，所有結構單元11、21、31、41被同時加熱，並且因為當一結構單元達到其工作溫度T1至1\時，具有更低工作溫度的其它結構單元也已經達到這種溫度，從而縮短了每個結構單元達到相應的工作溫度所需要的時間間隔。上述方法可以在僅由兩個結構單元構成的擠出裝置上或在由多於四個的結構單元構成的擠出裝置上實施。在該最後提及的情況下，上述設定操作和加熱操作迭代地重複多次，並且每次僅用於具有高於最後設定的加熱溫度Thi的工作溫度Ti的結構單元，直到擠出裝置的所有結構單元都已經達到相應的工作溫度為止。 將清楚的是，本領域的技術人員還可以對以上說明的本發明進行改變和變型，以便滿足具體的和可能的應用要求，所述改變和變型在任何情況下都落入由以下權利要求書所限定的保護範圍內。
權利要求
1.一種用於控制彈性體材料製成的半成品(100)的擠出裝置(I)的加熱的方法，所述擠出裝置(I)包括多個結構單元(10，11 ；20,21 ；30,31 ;40，41 )，每個結構單元(10，11 ;20，21 ；30,31 ;40，41)都具有與至少一個其它結構單元的工作溫度不同的工作溫度(T1, T2,T3，T4),並且具有與至少一個其它結構單元的熱慣性不同的熱慣性(I1, 12，13，14)，所述方法包括 a)對於每個結構單元(10，11；20,21 ；30,31 ;40，41)設定加熱溫度(T hl)，所述加熱溫度的值等於或接近於工作溫度最低的結構單元(20，21)的工作溫度(T1)的值； b)同時加熱所述擠出裝置(I)的所有結構單元(10，11；20,21 ；30,31 ；40,41)； c)當工作溫度最低的結構單元(20，21)逼近或已經達到所述加熱溫度(Thl)時，對於其它結構單元(10，11 ;30，31 ;40，41)，設定隨後的加熱溫度(Th2),所述隨後的加熱溫度的值等於或接近於所述其它結構單元(10，11 ;30，31 ;40，41)中的、其工作溫度最接近於先前設定的加熱溫度(Thl)的結構單元(10，11)的工作溫度(T2)的值； d)僅對於具有高於最後設定的加熱溫度(Th2)的工作溫度(T3，T4)的結構單元(30，31 ;40，41)迭代重複b)和c)中的操作，直到所述擠出裝置(I)的所有結構單元(10，11 ;20，21 ；30,31 -AOAD都已經達到相應的工作溫度(T1, T2, T3, T4)為止。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述迭代重複至少包括 e)同時加熱所述擠出裝置(I)的所述其它結構單元(10，11；30,31 ;40，41)。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，所述迭代重複至少包括 f)當所述其它結構單元(10，11；30,31 -AOAD中的、工作溫度最低的結構單元(10，11)逼近或已經達到所述隨後的加熱溫度(Th2)時，對於剩餘的結構單元(30，31 ;40，41)，設定另一個加熱溫度(Th3)，所述另一個加熱溫度的值等於或接近於所述剩餘的結構單元(30,31 ;40，41)中的、其工作溫度最接近於最後設定的加熱溫度(Th2)的結構單元(30，31)的工作溫度(T3)的值。
4.根據引用權利要求2的權利要求3所述的方法，其中，所述迭代重複至少包括 g)僅對具有高於最後設定的加熱溫度(Th3)的工作溫度(T4)的結構單元(40，41)迭代重複e)和f)中的操作，直到所述擠出裝置(I)的所有結構單元(10，11 ；20,21 ；30,31 ；40，41)都已經達到相應的工作溫度(T1, T2, T3, T4)為止。
5.根據權利要求I所述的方法，其中，每個結構單元(10，11；20,21 ；30,31 ；40,41)的工作溫度(T1, T2, T3, T4)都與所有其它結構單元的工作溫度不同。
6.根據以上權利要求中的任一項所述的方法，其中，每個結構單元(10，11；20,21 ;30，31 ;40，41)的熱慣性(I1, I2, I3, I4)都與所有其它結構單元的熱慣性不同。
7.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個結構單元(10，11；20,21 ；30,31 ;40,41)包括至少一個外殼(11);用於使彈性體材料在所述至少一個外殼(11)內運動的至少一個構件(21);和用於彈性體材料的至少一個拉拔構件(41 )。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述至少一個拉拔構件包括至少一個噴嘴(41)。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，所述多個結構單元(10，11;20，21 ;30，31 ；40,41)還包括至少一個齒輪泵組件(31)，所述至少一個齒輪泵組件布置在用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件(21)與用於彈性體材料的所述至少一個拉拔構件(41)之間。
10.根據權利要求7至9中的任一項所述的方法，其中，所述至少一個外殼(11)的工作溫度(T2)介於約50°C與約120°C之間。
11.根據權利要求7至10中的任一項所述的方法，其中，用於使彈性體材料運動的所述至少一個構件(21)的工作溫度(T1)介於約40°C與約120°C之間。
12.根據權利要求7至11中的任一項所述的方法，其中，所述至少一個拉拔構件(41)的工作溫度(T4)介於約70°C與約130°C之間。
13.根據權利要求9至12中的任一項所述的方法，其中，所述至少一個齒輪泵組件(31)的工作溫度(T3)介於約70°C與約120°C之間。
14.根據權利要求7至13中的任一項所述的方法，其中，所述結構單元(10，11；20,21 ；30，31 ；40,41)的工作溫度(T1, T2, T3, T4)限定了按以下順序增大的一組溫度(Ti):用於使彈性體材料運動的構件(21)、外殼(11)、用於彈性體材料的拉拔構件(41)。
15.根據權利要求9至14中的任一項所述的方法，其中，所述結構單元(10，11；20,21 ；30，31 ；40,41)的工作溫度(T1, T2, T3, T4)限定了按以下順序增大的一組溫度(Ti):用於使彈性體材料運動的構件(21)、外殼(11)、齒輪泵組件(31)、和用於彈性體材料的拉拔構件(41)。
16.根據權利要求7至15中的任一項所述的方法，其中，所述結構單元(10，11;20，21 ；30,31 -AOAD的熱慣性(I1, I2, 13，I4)限定了按以下順序減小的一組熱慣性(Ii):外殼(11)、用於使彈性體材料運動的構件(21)、用於彈性體材料的拉拔構件(41)。
17.根據權利要求9至16中的任一項所述的方法，其中，所述結構單元(10，11;20，21 ；30,31 ；40,41)的熱慣性(I1, I2, I3, I4)限定了按以下順序減小的一組熱慣性(Ii):外殼(11)、用於使彈性體材料運動的構件(21)、齒輪泵組件(31)、和用於彈性體材料的拉拔構件(41)。
18.根據權利要求7至17中的任一項所述的方法，其中，由彈性體材料製成的所述半成品(100)在所述拉拔構件(41)的輸出段中的厚度介於約O. 5mm與約4mm之間。
19.根據權利要求7至18中的任一項所述的方法，其中，由彈性體材料製成的所述半成品(100)在所述拉拔構件(41)的輸出段中的寬度介於約5mm與約25mm之間。
20.根據以上權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述彈性體材料以介於約2cm3/s與約50cm3/s之間的流量被供應到所述擠出裝置(I)。
全文摘要
在製造彈性體材料製成的半成品(100)的過程中，執行用於控制擠出裝置(1)的加熱的方法，所述擠出裝置包括多個結構單元(10至40)，所述多個結構單元具有相應的不同的工作溫度(T1至T4)和熱慣性(11至14)。所述方法包括a)對於所有上述單元(10至40)設定加熱溫度，所述加熱溫度的值等於或接近於工作溫度最低的結構單元的工作溫度的值；b)同時加熱所有上述結構單元(10至40)；c)當所述單元逼近或已經達到所述加熱溫度時，對於其它結構單元設定新的加熱溫度，所述新的加熱溫度的值等於或接近於工作溫度最接近於所述加熱溫度的結構單元的工作溫度的值；d)迭代重複b)和c)中所述的操作，直到所有上述單元(10至40)都已經達到相應的工作溫度(T1至T4)為止。
文檔編號B29C47/78GK102958671SQ201180030362
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月27日 優先權日2010年6月28日
發明者C·E·阿穆裡 申請人:倍耐力輪胎股份公司