專利名稱：在復(fù)曲表面上連續(xù)地鋪設(shè)條帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在形狀為大致復(fù)曲形的剖面上連續(xù)地鋪設(shè)條帶的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，連續(xù)條帶鋪設(shè)在輪胎工業(yè)中被廣泛地使用，且在徑向或圓周方向上鋪設(shè)橡膠條或輪胎簾布層的各種方法也已被介紹。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在圓周方向上在輪胎外胎的環(huán)形表面上連續(xù)地鋪設(shè)條帶的方法，條帶的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于接納表面的寬度，且條帶的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其寬度。
已知實(shí)現(xiàn)該功能的方法很長(zhǎng)時(shí)間了，且以實(shí)例的方式在專利US3,251,722、US 4,240,863和US 4,775,733或在更為接近的現(xiàn)有技術(shù)US5,335,415中進(jìn)行了說(shuō)明。
這些裝置大體包括-一支架，支撐且轉(zhuǎn)動(dòng)被鋪設(shè)的表面，-一模具，其支撐一標(biāo)定尺寸的條帶；該條帶可以來(lái)自一卷軸，條帶事先繞在卷軸上；或直接來(lái)自包含在設(shè)備中的砑光機(jī)或擠壓機(jī)，-一壓頭，用于與上述模具一起將條帶鋪設(shè)到接納表面上，其具有的功能是將條帶切向地鋪設(shè)到所述轉(zhuǎn)動(dòng)接納表面上，-一自動(dòng)控制裝置，用于控制鋪設(shè)壓頭相對(duì)于被鋪設(shè)的接納表面的相對(duì)移動(dòng)。
根據(jù)鋪設(shè)壓頭繞著鋪設(shè)表面移動(dòng)或是鋪設(shè)表面相對(duì)于靜止的鋪設(shè)壓頭移動(dòng)，不同方案的模具布置不同。自動(dòng)控制裝置與機(jī)械解決方案完全不同，前者廣泛使用電子學(xué)以及計(jì)算以控制電動(dòng)機(jī)的位置，電動(dòng)機(jī)控制鋪設(shè)壓頭或支架的各自移動(dòng)，支架支撐輪胎或可選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪胎。
然而，所有這些方案的特征在于在機(jī)械或機(jī)電的方案中，自動(dòng)控制裝置廣泛地使用模板；或者在于基于精確的、事先建立的接納表面的橫剖面的形狀及位置信息，自動(dòng)控制裝置使用計(jì)算算法。對(duì)于鋪設(shè)表面轉(zhuǎn)動(dòng)一整周，鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面移動(dòng)的橫向節(jié)距預(yù)定為條帶寬度和鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面橫剖面給定部分的位置的函數(shù)。當(dāng)接納表面具有已知的可控幾何形狀時(shí)，即當(dāng)接納表面具有固定形狀或使用了芯子時(shí)，還有當(dāng)特定的橫剖面需要鋪設(shè)一些橡膠或簾線時(shí)，適用這些方案。后者是通過(guò)適當(dāng)?shù)馗淖冧佋O(shè)壓頭相對(duì)于接納表面移動(dòng)的橫向節(jié)距以通過(guò)可控的和可變的方式使條帶彼此重疊和并列而實(shí)現(xiàn)的。
然而，存在這些裝置使用起來(lái)很麻煩或不適用的情況。
已知有關(guān)修補(bǔ)胎殼的方法，修補(bǔ)期間需要鋪設(shè)一薄層已知為膠接橡膠的橡膠到輪胎的外表面上，以加強(qiáng)胎體和胎面的接觸面。位于輪胎中心的這些橡膠具有的特殊特性是其活性很強(qiáng)、且硫化時(shí)間非常短，一旦胎體和胎面都已鋪設(shè)橡膠，當(dāng)在壓力或高壓下胎體硫化時(shí)可以減小熱傳遞。當(dāng)橡膠已知為自行硫化的橡膠且使用事先硫化的胎面時(shí)，上述特性更為明顯。
在這些條件下，在鋪設(shè)胎面之前，使用砑光成接納表面寬度的橡膠條帶以及按要求鋪設(shè)到后者上不再有任何問(wèn)題，因?yàn)槟z接橡膠的特性變化很快，需要限制存儲(chǔ)和等待時(shí)間，所以在成形加工過(guò)程中產(chǎn)生壓力。
有一種完善的方案是在轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈中連續(xù)地鋪設(shè)膠接橡膠條帶，該條帶直接來(lái)自于一擠壓機(jī)的或一適當(dāng)?shù)捻脊鈾C(jī)，然后直接鋪設(shè)條帶到接納表面上。
為了完全滿意地使用該方法，還需要清除最后一個(gè)障礙，該障礙是，在輪胎修補(bǔ)過(guò)程中，其接納表面的橫剖面的形狀會(huì)因?yàn)檩喬コ叽绮煌煌?，甚至尺寸相同的輪胎也?huì)存在不同的形狀。如果想要使用現(xiàn)有技術(shù)中描述的一種方法，需要針對(duì)接納表面具有的各種特定尺寸和形狀，開發(fā)出相應(yīng)數(shù)量的鋪設(shè)壓頭移動(dòng)的控制公式或算法，這將不得不大大增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
將在下面說(shuō)明的本發(fā)明的目的是要解決后者的問(wèn)題，并提出一種不需要事先確定控制鋪設(shè)壓頭移動(dòng)的方式，就可以將條帶鋪設(shè)到具有任意形狀的轉(zhuǎn)動(dòng)表面上的裝置。
該裝置包括-用于支撐接納表面的支架，其設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)接納表面轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，-與鋪設(shè)壓頭結(jié)合、用于供應(yīng)所述條帶的模具，該鋪設(shè)壓頭成形在供給裝置中，該供給裝置用于將條帶鋪設(shè)到所述接納表面上，所述鋪設(shè)壓頭可以沿著軸線XX′和軸線YY′平移，軸線XX′平行于接納表面的旋轉(zhuǎn)軸線ZZ′，軸線YY′平行于經(jīng)過(guò)鋪設(shè)條帶的裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)的徑向方向，所述鋪設(shè)壓頭可以繞著軸線AA′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸線AA′大致垂直于軸線XX′和YY′、且與條帶的鋪設(shè)裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)相切。
該裝置與自動(dòng)控制裝置相連，該自動(dòng)控制裝置用于使每個(gè)元件能夠這樣移動(dòng)。
該組件的特征在于鋪設(shè)壓頭包括一裝置，該裝置可以確定鋪設(shè)壓頭關(guān)于軸線AA′的角位置，評(píng)估成形在切線TT′和平行于旋轉(zhuǎn)軸線ZZ′的軸線之間的切向角，該切線TT′為接納表面橫剖面在條帶鋪設(shè)裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)的切線。
鋪設(shè)壓頭繞著軸線AA′的移動(dòng)和沿著軸線XX′和YY′的平移被確定為切向角值的函數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在每個(gè)時(shí)刻計(jì)算鋪設(shè)壓頭沿著軸線XX′和YY′的位移值就足夠了，這些值由切向角的瞬間值和預(yù)定的常數(shù)節(jié)距值確定，該常數(shù)節(jié)距值通常大致等于條帶的寬度，以在接納表面每轉(zhuǎn)一周時(shí)，獲得所述鋪設(shè)壓頭在平行于切線TT′的方向的連續(xù)的位移，該切線TT′經(jīng)過(guò)供給裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)相鄰圓周之間的距離在圓周上所有點(diǎn)處都等于節(jié)距值。同樣的自動(dòng)裝置還可以控制鋪設(shè)壓頭的方向，其單獨(dú)地由切向角的變化確定，從而在鋪設(shè)點(diǎn)在接納表面的切線上鋪設(shè)條帶，使所述條帶的橫向方向平行于切線TT′。這樣，每一圈和與其緊鄰的各圈之間的并列可以很精確，而且在接納表面上的鋪設(shè)層可以很均勻。
從而，鋪設(shè)壓頭可以順應(yīng)橫剖面的形狀，而不需要預(yù)先知道后者的信息，且不需要使用所述橫剖面形狀的模板或?qū)⒂嘘P(guān)所述剖面的數(shù)據(jù)輸入到自動(dòng)裝置中。
很容易理解這種裝置不限于在修補(bǔ)胎殼中鋪設(shè)膠接橡膠時(shí)使用。
第一個(gè)應(yīng)用的例子涉及為高排氣量的摩托車設(shè)計(jì)的輪胎的制造，在該輪胎制造中，在設(shè)計(jì)用于容納胎面的部分的下部鋪設(shè)“零度”加強(qiáng)層是有利的。
另一個(gè)尤其有利的應(yīng)用，涉及當(dāng)需要改進(jìn)不同類型橡膠層之間接觸面的質(zhì)量時(shí)，或可選擇地當(dāng)必須加強(qiáng)未硫化的橡膠截面部分附著力時(shí)，制造胎殼時(shí)的所有情況。為了解決這些問(wèn)題，傳統(tǒng)上使用溶劑和橡膠混合物進(jìn)行溶解。然而，溶劑蒸氣毒性會(huì)導(dǎo)致污染，必須盡可能減少污染。從而很容易聯(lián)想到使用一種如本發(fā)明提出的裝置能特別適于在制造過(guò)程中于胎殼表面上鋪設(shè)一層非常薄的橡膠混合物條，其中該表面的橫截面形狀可變。該百分之幾毫米厚的橡膠層有利地取代所有溶劑型溶解，并且表現(xiàn)出一定數(shù)量上等同于原來(lái)鋪設(shè)的材料。


下面參考

根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案的一個(gè)非限制性實(shí)例，圖中圖1是表示各軸線的各自位置圖，其中各軸線用來(lái)表示裝置中不同元件的相對(duì)移動(dòng)，圖2是說(shuō)明在供給裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)處的鋪設(shè)壓頭的移動(dòng)的詳細(xì)示圖，圖3是確定切向角的裝置的示意圖，圖4表示鋪設(shè)壓頭和接納表面的相對(duì)位置，圖5是根據(jù)本發(fā)明裝置的安裝的立體示意圖，圖6表示圖5所示裝置的操作圖，圖7是圖5和圖6所示的裝置在第二位置的安裝的立體示意圖，圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變形實(shí)施方案的裝置的局部立體示意圖，圖9A和圖9B是圖8所示變形實(shí)施方案的操作圖。
具體實(shí)施例方式
下面，如在圖1到9中所示的相同的附圖標(biāo)記用于表示具有相同功能的裝置元件。
圖1表示了用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明裝置的定位軸線的各自位置。
相對(duì)于接納表面S的旋轉(zhuǎn)軸線ZZ′，軸線XX′和YY′分別平行于軸線ZZ′和平行于徑向穿過(guò)點(diǎn)Q的線，點(diǎn)Q大致相應(yīng)于鋪設(shè)條帶B的供給裝置112和接納表面S之間的接觸點(diǎn)的中心。于是方向YY′垂直于軸線XX′和ZZ′，且方向XX′和YY′構(gòu)成的經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q的平面是一經(jīng)過(guò)軸線ZZ′的赤道平面，其與表面S交叉限定了后者的橫剖面。
接納表面的橫剖面的切線TT′在點(diǎn)Q與軸線XX′成切向角α。
點(diǎn)Q到軸線ZZ′的徑向距離用Rq表示。在點(diǎn)Q處的圓周速度Vq等于2*π*N*Rq，其中N表示接納表面每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)。如果軸線ZZ′在軸線YY′上的參考點(diǎn)的位置被正確地標(biāo)示，則可以在鋪設(shè)壓頭沿著接納表面的橫剖面移動(dòng)的每一時(shí)刻測(cè)量Rq的值。已知沿著軸線YY′位移的連續(xù)值，就很容易算出值Rq，如果想要在點(diǎn)Q的圓周速度值Vq為常量且等于預(yù)定的參考速度V，將接納表面的轉(zhuǎn)速N調(diào)節(jié)為等于V/2*π*Rq就足夠了。
在下述鋪設(shè)過(guò)程中，接納表面的形狀大致為復(fù)曲面，但是下述也適用于不超出根據(jù)本發(fā)明裝置的操作原理的大致圓柱形或圓錐形或類似形狀。
圖2詳細(xì)說(shuō)明了鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面沿著軸線XX′和YY′的相對(duì)位移。平面S每轉(zhuǎn)一周，需要將鋪設(shè)壓頭和鋪設(shè)條帶B到接納表面上的裝置在與后者的橫剖面相切的方向上移動(dòng)一預(yù)定常數(shù)節(jié)距P，P大致等于條帶B的寬度l。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)移動(dòng)，需要每轉(zhuǎn)一周時(shí)，在方向TT′上進(jìn)行連續(xù)移動(dòng)，于是每次轉(zhuǎn)動(dòng)后鋪設(shè)壓頭就會(huì)偏移一距離，該距離等于P。知道了切向角α的值，就很容易計(jì)算出這些在XX′和YY′方向上的位移值，分別為Px和Py，其中Px等于P*cosα，Py等于P*sinα。需要指出的是，節(jié)距P的值可以根據(jù)各條帶互相重疊程度的大小而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
這樣兩個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)之間的距離在圓周上的所有點(diǎn)處都等于節(jié)距P的值，鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面的相對(duì)移動(dòng)持續(xù)進(jìn)行，與轉(zhuǎn)速N成比例。從而，可以計(jì)算沿著軸線XX′和YY′瞬間移動(dòng)的速度，即Vx等于N*Px，Vy等于N*Py。
經(jīng)過(guò)介于供給裝置112與接納表面之間的接觸點(diǎn)Q的軸線AA′大致垂直于軸線XX′和YY′構(gòu)成的經(jīng)過(guò)Q的平面。當(dāng)條帶在接觸點(diǎn)Q成形的平面與表面S相切，且當(dāng)在鋪設(shè)點(diǎn)處橫向于條帶的方向bb′平行于方向TT′時(shí)，條帶B在接納表面上的鋪設(shè)是在后者的切線方向上進(jìn)行的。知道了切向角α可以使自動(dòng)裝置控制繞著軸線AA′的轉(zhuǎn)動(dòng)，以使方向bb′保持為平行于方向TT′。
節(jié)距P和速度V的值是常數(shù)，其可根據(jù)表面S的橫剖面的信息獨(dú)立地得出。于是僅僅知道切向角α的瞬時(shí)值，就可以確定鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面S的所有相對(duì)移動(dòng)，包括繞著軸線AA′的轉(zhuǎn)動(dòng)和在方向XX′和YY′上的移動(dòng)，不需要使用適應(yīng)于所述表面橫剖面的模板或事先將所述剖面的形狀輸入到自動(dòng)控制裝置的存儲(chǔ)器中。
圖3表示一裝置的特定實(shí)施方案，該裝置可以估算切向角α，其中鋪設(shè)壓頭100具有兩個(gè)傳感器105和106，它們位于供給裝置112的鋪設(shè)壓頭的橫向兩側(cè)。當(dāng)這兩個(gè)傳感器接觸接納表面S時(shí)，就可以得出軸線bb′在供給裝置和接納表面之間的接觸點(diǎn)Q處大致平行于軸線TT′，且在該示意圖中與后者一致，軸線TT′在點(diǎn)Q與接納表面S的橫剖面相切。當(dāng)其中一個(gè)傳感器不再與表面接觸S時(shí)，一電機(jī)110使鋪設(shè)壓頭繞著軸線AA′轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述傳感器重新接觸接納表面。于是可以相對(duì)于參考角點(diǎn)來(lái)標(biāo)示繞軸線AA′的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而知道每一時(shí)刻的切向角α的值。
然而，值得推薦的是，傳感器105和106彼此應(yīng)盡可能地接近，從而可以盡可能精確地獲得角α。在實(shí)際應(yīng)用中，它們之間的距離大致等于條帶B的寬度l。
該裝置特別有效，其可以在得知切向角α的值的同時(shí)確保軸線bb′保持和切線TT′相平行，從而有效地將鋪設(shè)條帶B沿切向方向鋪設(shè)到表面S上。
其他使用獨(dú)立傳感器測(cè)量切向角α的裝置也可以實(shí)現(xiàn)上述同等功能。舉例說(shuō)明，可以通過(guò)在接近軸線TT′的兩點(diǎn)上入射激光束進(jìn)行測(cè)量或可選擇地使用一壓力可控的氣墊。
圖4是一示意圖，表示在鋪設(shè)條帶時(shí)，供給裝置112的鋪設(shè)壓頭100和接納表面S的相對(duì)位置。
如果想要鋪設(shè)由橡膠混合物構(gòu)成的條帶B，則在鋪設(shè)壓頭上設(shè)置如圖3和4中示意地示出的擠出模具104是尤其明智的。采用這種布置，對(duì)于鋪設(shè)壓頭相對(duì)于接納表面為移動(dòng)的設(shè)計(jì)條件，可以避免使用用于從一靜止模具中將條帶供應(yīng)到鋪設(shè)壓頭上的模具。具有該功能的模具通常包括多個(gè)回行惰輪，其會(huì)使條帶產(chǎn)生幾何變形，從而會(huì)影響條帶寬度的均勻性，還會(huì)使相鄰的條帶彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果條帶中包含有加強(qiáng)纜線，則還需要使用傳統(tǒng)的不纏繞的模具來(lái)將條帶輸送到鋪設(shè)壓頭上，該模具未在本說(shuō)明書中詳細(xì)說(shuō)明。
供給裝置112適合要鋪設(shè)條帶的特性，其具有確保后者與接納表面接觸的功能。當(dāng)條帶來(lái)自一不包含在鋪設(shè)壓頭中的模具時(shí)，其包括一卷軸，或可選擇地，當(dāng)后者包含在鋪設(shè)壓頭100中時(shí)，其包括擠壓裝置104的孔。需要注意的是，在鋪設(shè)點(diǎn)Q高度位置的條帶B的平面與接納表面S相切。
在圖5中示意地示出的裝置包括一支架200，該支架支撐一胎體202，該胎體的外表面S將要被鋪設(shè)條帶。
表面S被一電機(jī)201驅(qū)動(dòng)繞著軸線ZZ′轉(zhuǎn)動(dòng)。
一框架300支撐所有的元件，這些元件允許鋪設(shè)壓頭100相對(duì)于接納表面S在方向XX′和YY′上移動(dòng)。
需要注意的是，在使用這里說(shuō)明的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例的應(yīng)用中、以及在上下文中選擇的裝置的參考幾何系統(tǒng)中，支架200是靜止的，鋪設(shè)壓頭相對(duì)于該支架移動(dòng)。在不超出本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還有一種可能是，設(shè)置一個(gè)靜止的鋪設(shè)壓頭和一個(gè)在方向XX′和YY′上可移動(dòng)的支架。
金屬框架由四個(gè)圓柱301、302、303、304組成，且與支架200安裝在同一基座上。這些支柱支撐多個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)在與軸線XX′和YY′相同的方向上移動(dòng)的軸。各軸分別由蝸桿311、321構(gòu)成，各蝸桿分別由電機(jī)310、320驅(qū)動(dòng)，從而使板330、331和130被驅(qū)動(dòng)而在滑道312、313和322、323、324、325上滑動(dòng)，這些滑道分別平行于方向XX′和YY′。
在這種結(jié)構(gòu)中，板130被驅(qū)動(dòng)，從而在由軸線XX′和YY′構(gòu)成的平面內(nèi)移動(dòng)。
為了確保沿著軸線XX′和YY′的移動(dòng)以及繞著軸線AA′的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以選擇異步型電機(jī)，分別為310、320和110，或使用等效技術(shù)，通過(guò)位置傳感器相對(duì)于位置進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)。這個(gè)技術(shù)可以使鋪設(shè)壓頭的定位足夠精確。
這個(gè)構(gòu)造是最為簡(jiǎn)化的實(shí)施方案，然而還可以用不同的方式來(lái)布置軸線XX′和YY′，或者可選擇地將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平移移動(dòng)相綜合，以使板在一個(gè)平面內(nèi)移動(dòng)，而且使鋪設(shè)壓頭可以到達(dá)表面S上所有的點(diǎn)。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員都能夠作出相應(yīng)調(diào)整而計(jì)算出其位移值。
板130支撐一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸110，在軸110上固定一底部107。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸110近乎與軸線AA′相重合。
完全可以通過(guò)將鋪設(shè)壓頭100穿過(guò)一中間臂直接固定到底部107而操作該裝置。然而，這種操作模式不適用圓周不規(guī)則的表面S，且已經(jīng)證明的是，提供一允許鋪設(shè)壓頭在一常壓作用下作用在鋪設(shè)表面S上的系統(tǒng)是有利的。
為此，底部107還支撐一軸108，該軸108可自由地繞著軸線CC′轉(zhuǎn)動(dòng)，且該軸108上連接有一臂102。軸線CC′垂直于軸線AA′，且大致平行于在供給裝置高度的、且在位于鋪設(shè)點(diǎn)Q處的條帶B的平面內(nèi)的條帶B的橫向方向bb′。由于這個(gè)原因，當(dāng)供給裝置112與表面S接觸時(shí)，軸線CC′大致平行于方向TT′，該方向TT′在供給裝置112和接納表面S之間的接觸點(diǎn)Q處與表面S的橫剖面相切。
還有一支架101的一端固定到底部107上。擠出模具104固定到臂102上且形成在供給裝置112的鋪設(shè)壓頭100上。一活塞109與支架101的另一端相連，且在垂直于軸線CC′的方向DD′(參見(jiàn)附圖4)上向擠出模具104的后部施加一個(gè)恒定力，以保持供給裝置持久地接觸表面S，無(wú)論后者的局部圓周是否規(guī)則。
如圖6中示意地示出，可以調(diào)節(jié)板130在方向XX′和YY′的位置，以保持差角θ等于0，該差角也被稱為順應(yīng)角，從而保證軸線AA′穿過(guò)鋪設(shè)點(diǎn)Q，與軸線aa′一致，垂直于軸線XX′和YY′構(gòu)成的平面。
為此，一裝置103布置在活塞109可移動(dòng)的部分上，使其可以測(cè)量臂102繞著軸線CC′在方向AA′上轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的“順應(yīng)”差角θ(參加圖6)。
需要注意的是，在這樣鋪設(shè)的情況下，差角θ很小，且完全可以通過(guò)測(cè)量沿著軸線DD′的位移d而得出。
位移Px和Py在方向XX′和YY′上的值被差值f(θ)和g(θ)校正，其是切向角α、差角θ和臂102幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)。Px變得等于P*cosα+f(θ)，而Py等于P*sinα+g(θ)。在這里使用的f(θ)等于d*sinα，而g(θ)等于d*cosα。
圖7表示上述裝置，其中鋪設(shè)壓頭100位于相對(duì)于表面S的不同位置。
類似地，用于將鋪設(shè)壓頭100連接到盤130的機(jī)械裝置被如圖8所示的一等效機(jī)械結(jié)構(gòu)所替代。在這個(gè)變形實(shí)施方案中，盤130支撐一電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸110，在該軸110上固定一底部107。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸大致與軸線AA′重合。底部107支撐一滑道111，臂102在該滑道上在方向WW′上自由滑動(dòng)，方向WW′垂直于軸線AA′、并垂直于在供給裝置112和接受表面之間的接觸點(diǎn)Q處的條帶B的橫向方向bb′。從而，當(dāng)供給裝置與表面S接觸時(shí)，軸線WW′垂直于條帶在供給裝置112和接納表面S之間的接觸點(diǎn)Q處形成的平面，或者可選擇地，垂直于在鋪設(shè)點(diǎn)Q處與表面S的剖面相切的方向TT′。臂102支撐擠出模具104，該擠出模具104設(shè)在位于鋪設(shè)壓頭100上的用于供應(yīng)條帶B的供給裝置112上。
一活塞109的一端固定到底部107上，且在平行于方向WW′的方向上向臂102施加一恒定力，從而使供給裝置112持久接觸表面S。
一裝置103(未示出)可以測(cè)量軸線AA′和平行于AA′的軸線aa′之間的距離d，該距離也被稱為順應(yīng)距離，且經(jīng)過(guò)位于軸線WW′上的參考點(diǎn)r，如圖9A和9B所示。
自動(dòng)裝置校正Px和Py的位置值，從而使軸線aa′保持與軸線AA′重合。
從而，Px等于P*cosα+f(d)，Py等于P*sinα+g(d)，其中f(d)等于d*sinα，g(d)等于d*cosα。
由于其強(qiáng)大的適用性，與作為上述描述的基礎(chǔ)相匹配的裝置的使用非常方便。
下面通過(guò)舉例的方式，簡(jiǎn)要地說(shuō)明將條帶鋪設(shè)到大致為復(fù)曲表面的接納表面上的方法，在該示例中，該接納表面在輪胎胎體上。
在鋪設(shè)過(guò)程的第一階段，操作者將各種常數(shù)參數(shù)的值輸入到自動(dòng)裝置，這些值例如節(jié)距P的值、圓周速度V的值、以及啟動(dòng)條件和完成鋪設(shè)脫離的條件。
在第二階段，對(duì)于給定的尺寸，操作者通過(guò)位于自動(dòng)裝置前表面的中間控制按鈕，直接手動(dòng)定位鋪設(shè)壓頭，電機(jī)310和320控制XX′和YY′的移動(dòng)，電機(jī)110控制繞著軸線AA′的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使供給裝置大致與表面S上的點(diǎn)相切，其中該點(diǎn)已由該操作者事先選定。
從而，可以啟動(dòng)自動(dòng)裝置，使活塞缸109動(dòng)作，并使鋪設(shè)壓頭100前進(jìn)，以接觸接納表面。當(dāng)傳感器105或106的其中一個(gè)啟動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)接觸。從而，自動(dòng)裝置以這種方式啟動(dòng)電機(jī)110，使兩個(gè)傳感器同時(shí)接觸接納表面，同時(shí)將順應(yīng)角或距離調(diào)節(jié)為等于0。然后，自動(dòng)裝置存儲(chǔ)以Xd和Yd表示的軸線XX′和YY′上的起始點(diǎn)座標(biāo)，以及用αd表示的切向角α的起始值。最后，自動(dòng)裝置移動(dòng)接納表面，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使其等于事先輸入的速度V，然后可以開始鋪設(shè)條帶。
自動(dòng)裝置在每一時(shí)刻在切向角α的值的基礎(chǔ)上這樣確定鋪設(shè)壓頭在大致平行于切線TT′的方向上的位移，轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈之間的距離在圓周上的所有點(diǎn)等于給定節(jié)距P的值；這樣確定鋪設(shè)壓頭繞著軸線AA′的位置，使得條帶B在條帶供給裝置和接納表面S之間的接觸點(diǎn)Q的橫向方向bb′平行于切線TT′。從而可以說(shuō)，鋪設(shè)壓頭“跟隨”接納表面的橫剖面的形狀。
鋪設(shè)持續(xù)進(jìn)行，不需要操作者以任何方式干涉，除非操作者主動(dòng)中斷鋪設(shè)，當(dāng)鋪設(shè)壓頭到達(dá)一個(gè)相對(duì)于垂直于軸線ZZ′、且經(jīng)過(guò)殼體的赤道的一個(gè)平面，與起始位置相對(duì)稱的位置時(shí)，或當(dāng)在軸線YY′上的位置再次等于起始位置時(shí)，完成鋪設(shè)。
完成鋪設(shè)循環(huán)后，自動(dòng)裝置將鋪設(shè)壓頭移動(dòng)到一個(gè)脫離位置，以允許操作者對(duì)胎體繼續(xù)進(jìn)行修整操作。
在下面的循環(huán)中，如果要鋪設(shè)的表面尺寸與在先循環(huán)中的相同，則在開始鋪設(shè)之前，自動(dòng)裝置直接以Xd、Yd和αd對(duì)鋪設(shè)壓頭進(jìn)行定位。
需要注意的是，上述的實(shí)例絕不是限定性的，很容易想到其他啟動(dòng)和停止自動(dòng)裝置循環(huán)的條件。當(dāng)接納表面為大致圓柱形時(shí)，在循環(huán)開始和結(jié)束時(shí)，鋪設(shè)壓頭的軸線XX′位置可以事先錄入，這樣與需要事先存儲(chǔ)接納表面的橫剖面的情況，或者操作員要根據(jù)需求進(jìn)行手動(dòng)判斷的情況相比，節(jié)省了大量的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種用于將條帶(B)鋪設(shè)到繞軸線ZZ′轉(zhuǎn)動(dòng)的接納表面(S)上的裝置，該裝置包括-用于支撐接納表面(S)的支架(200)，和用于驅(qū)動(dòng)該接納表面轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)(201)，-與鋪設(shè)壓頭(100)結(jié)合、用于供應(yīng)所述條帶的模具，該鋪設(shè)壓頭(100)成形在供給裝置(112)中，該供給裝置(112)用于將條帶(B)鋪設(shè)到所述接納表面(S)上，所述鋪設(shè)壓頭(100)可以沿著軸線XX′和軸線YY′平移，該軸線XX′平行于接納表面的旋轉(zhuǎn)軸線ZZ′，該軸線YY′平行于經(jīng)過(guò)與條帶的供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)大致相應(yīng)的點(diǎn)(Q)的徑向方向，所述鋪設(shè)壓頭(100)可以繞著軸線AA′轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線AA′大致垂直于軸線XX′和YY′、且在接觸點(diǎn)(Q)處和接納表面(S)相切，以及-與該裝置相連的自動(dòng)控制裝置，該自動(dòng)控制裝置用于控制元件(110，201，310，320)中每一個(gè)元件的移動(dòng)，其特征在于-鋪設(shè)壓頭(100)包括裝置(105，106)，該裝置可以確定鋪設(shè)壓頭繞著軸線AA′的角位置、并估算成形在切線TT′和平行于旋轉(zhuǎn)軸線ZZ′的軸線之間的切向角(α)，其中該切線TT′在接觸點(diǎn)(Q)處與接納表面(S)的橫剖面相切，-鋪設(shè)壓頭繞著軸線AA′的移動(dòng)和沿著軸線XX′和YY′的平移被確定為切向角(α)值的函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中可以估算切向角(α)的值的裝置位于鋪設(shè)壓頭(100)上，且該裝置包括至少兩個(gè)傳感器(105，106)，它們布置在用于將條帶(B)供給到接納表面(S)上的供給裝置(112)的橫向兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中當(dāng)兩個(gè)傳感器(105，106)同時(shí)接觸接納表面(S)時(shí)，在供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)的條帶(B)的橫向方向bb′平行于切線TT′。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的裝置，其中兩個(gè)傳感器(105，106)之間的橫向間距大致等于條帶(B)的寬度(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中鋪設(shè)壓頭(100)與板(130)相連，通過(guò)安裝在板(130)上電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)，該板可以在XX′和YY′方向上平移，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)可繞著與軸線AA′重合的軸轉(zhuǎn)動(dòng)、并支撐底部(107)，所述底部(107)支撐軸(108)，該軸(108)可自由地繞著軸線CC′轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線CC′垂直于軸線AA′且平行于條帶(B)在供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處的橫向方向bb′，所述軸(108)支撐臂(102)，所述鋪設(shè)壓頭(100)固定到該臂(102)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中包括裝置(109)，其將力施加到臂(102)上，以保持鋪設(shè)壓頭(100)上的供給裝置(112)與接納表面(S)接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中板(130)支撐著裝置(103)，該裝置(103)可以估算“順應(yīng)”差角(θ)，該差角是通過(guò)繞著軸線CC′轉(zhuǎn)動(dòng)臂(102)，在軸線AA′和垂直于軸線XX′和YY′構(gòu)成的平面的直線aa′之間形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中鋪設(shè)壓頭(100)與一板(130)相連，通過(guò)安裝在板(130)上電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)該板可以在方向XX′和YY′上平移，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)可繞著與軸線AA′重合的軸轉(zhuǎn)動(dòng)且支撐底部(107)，所述底部(107)支撐滑道(111)，該滑道定向在軸線WW′的方向，該軸線WW′垂直于條帶(B)在供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處形成的平面，臂(102)可以在方向WW′上的滑道(111)上自由滑動(dòng)，在該臂上(102)固定所述鋪設(shè)壓頭(100)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中包括裝置(109)，其將力施加到臂(102)上，以保持鋪設(shè)壓頭與接納表面(S)接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中板(130)支撐一裝置(103)，其可以估算軸線AA′和直線aa′之間的“順應(yīng)”距離(d)，該直線aa′平行于AA′且經(jīng)過(guò)位于軸線WW′上的參考點(diǎn)(r)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中鋪設(shè)壓頭(100)支撐用于產(chǎn)生條帶(B)的擠出模具(104)。
12.一種鋪設(shè)條帶(B)的方法，包括通過(guò)成形在供給裝置(112)內(nèi)的鋪設(shè)壓頭(100)來(lái)將條帶(B)鋪設(shè)到轉(zhuǎn)動(dòng)接納表面(S)上的階段，所述鋪設(shè)壓頭(100)可以沿著軸線XX′和軸線YY′平移，該軸線XX′平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線ZZ′，該軸線YY′平行于經(jīng)過(guò)與條帶的供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)大致相應(yīng)的點(diǎn)(Q)的徑向方向，所述鋪設(shè)壓頭(100)可以繞著軸線AA′轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線AA′大致垂直于軸線XX′和YY′、且在接觸點(diǎn)(Q)處和接納表面(S)相切，其特征在于在該階段中-鋪設(shè)壓頭判斷其相對(duì)于軸線AA′的角位置，并估算成形在切線TT′和平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線ZZ′的軸線之間的切向角(α)，切線TT′在接觸點(diǎn)(Q)與接納表面(S)的橫剖面相切，-鋪設(shè)壓頭(100)繞著軸線AA′的移動(dòng)以及沿著軸線XX′和YY′的平移作為切向角(α)的函數(shù)而被自動(dòng)裝置所控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中鋪設(shè)壓頭(100)在方向XX′和YY′上的移動(dòng)被控制為切向角(α)的函數(shù)，以在接納表面每次轉(zhuǎn)動(dòng)中，持續(xù)地移動(dòng)鋪設(shè)壓頭(100)使其保持在大致平行于切線TT′的方向，從而使得在連續(xù)兩圈之間的距離在圓周上的所有點(diǎn)處都等于給定節(jié)距(P)的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中鋪設(shè)壓頭(100)關(guān)于軸線AA′的定位被如此控制，使得條帶(B)的橫向方向bb′在條帶供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處平行于切線TT′。
15.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中節(jié)距(P)的值大致等于條帶(B)的寬度(1)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中接納表面的轉(zhuǎn)速被調(diào)節(jié)為使得在條帶(B)的鋪設(shè)裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處的鋪設(shè)條帶(B)的圓周速度為衡量。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中通過(guò)安裝在板(130)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)，可沿著軸線XX′和YY′平移的板(130)支撐鋪設(shè)壓頭(100)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)繞著與軸線AA′重合的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且支撐底部(107)，所述底部(107)支撐軸(108)，該軸可自由地繞著軸線CC′轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線CC′垂直于軸線AA′且平行于條帶(B)在供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處的橫向方向bb′，底部(107)包括一裝置，該裝置可以估算順應(yīng)差角(θ)，該差角是通過(guò)繞著軸線CC′轉(zhuǎn)動(dòng)臂(102)，在軸線AA′和垂直于軸線XX′和YY′構(gòu)成的平面的直線aa′之間形成的，且其中板(130)在軸線XX′和YY′方向上的位置被校正，從而使所述順應(yīng)角的值回到大致為0。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中通過(guò)安裝在板(130)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)，可沿著軸線XX′和YY′移動(dòng)的板(130)支撐鋪設(shè)壓頭(100)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸(110)繞著與軸線AA′重合的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且支撐底部(107)，所述底部(107)支撐滑道(111)，該滑道(111)定向在軸線WW′的方向，該軸線WW′垂直于條帶(B)在供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)(Q)處形成的平面，臂(102)在方向WW′上的滑道(111)上可自由滑動(dòng)，在該臂(102)上固定所述鋪設(shè)壓頭(100)，底部(107)包括一裝置，該裝置可以估算軸線AA′和直線aa′之間的順應(yīng)距離(d)，該直線aa′平行于AA′且經(jīng)過(guò)位于軸線WW′上的參考點(diǎn)(r)，且其中板(130)在軸線XX′和YY′方向上的位置被校正，以使所述順應(yīng)距離回到0。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接納表面(S)的形狀為大致復(fù)曲形。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接納表面(S)的形狀為大致圓柱形。
全文摘要
用于將條帶鋪設(shè)到轉(zhuǎn)動(dòng)接納表面S上的裝置，包括鋪設(shè)壓頭(100)，其沿著軸線XX′和YY′移動(dòng)，軸線XX′平行于接納表面(S)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，軸線YY′平行于經(jīng)過(guò)條帶供給裝置(112)和接納表面(S)之間的接觸點(diǎn)Q的徑向方向，且鋪設(shè)壓頭可以繞著軸線AA′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸線AA′大致垂直于上述軸線且經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q。鋪設(shè)壓頭包括一裝置，該裝置可以估算成形在切線TT′和軸線XX′之間的角α的值，切線TT′與表面S的橫剖面相切。鋪設(shè)壓頭的移動(dòng)由角α的值確定，使得在平行于TT的方向上移動(dòng)后者使其跟隨接納表面的橫剖面。
文檔編號(hào)B29D30/60GK1618598SQ20041009141
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
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