專利名稱：制造車輛輪胎合成橡膠材料組成部分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造車輛輪胎合成橡膠材料組成部分的方法，此方法包括下列步驟將一種連續(xù)的細(xì)長元件從設(shè)置在鄰近環(huán)形支承的發(fā)送裝置送出，以將所述細(xì)長元件敷設(shè)在環(huán)形支承上；給予環(huán)形支承以繞其自身旋轉(zhuǎn)幾何軸線的旋轉(zhuǎn)圓周分配運(yùn)動，這樣，細(xì)長元件沿圓周分布在環(huán)形支承上；在環(huán)形支承與發(fā)送裝置之間實(shí)現(xiàn)一種受控的橫向分配相對位移，以用所述細(xì)長元件形成輪胎的橡膠組成部分，該輪胎由數(shù)個繞組所限定，該繞組根據(jù)給予所述輪胎的組成部分的一種預(yù)定橫截面輪廓相互逼近和/或重疊定位。
為胎體結(jié)構(gòu)的形成提供的車輛輪胎的制造方法本質(zhì)上包括一個或多個胎體簾布層，該胎體簾布層的形狀，根據(jù)本質(zhì)上為環(huán)形的結(jié)構(gòu)制成，并具有軸向相反的兩側(cè)邊，該側(cè)邊與相應(yīng)在圓周方向不能擴(kuò)展的環(huán)形增強(qiáng)元件相接合，通常稱為“輪胎緣”。
在胎體結(jié)構(gòu)徑向的外部位置，設(shè)置一種帶狀結(jié)構(gòu)，該帶狀結(jié)構(gòu)包括一個或多個封閉環(huán)形帶狀層，該帶狀層本質(zhì)上由紡織物或金屬的細(xì)絲組成，這些細(xì)絲適當(dāng)?shù)乇舜司哂邢鄬Ψ轿?，并相對于屬鄰近胎體簾布層的細(xì)絲適當(dāng)?shù)囟ㄏ颉?br> 在帶狀結(jié)構(gòu)的徑向外部，隨后設(shè)置輪面帶，該輪面帶通常由具有適當(dāng)厚度的合成橡膠材料條構(gòu)成。
應(yīng)當(dāng)指出，為了現(xiàn)在說明的目的，“合成橡膠材料”這一術(shù)語整體表示橡膠化合物，即由至少一個基聚合物形成的組，該聚合物適合與增強(qiáng)填料混合，并具有各種添加劑。
最后，一組側(cè)壁被設(shè)置在所制造輪胎的相反兩側(cè)，每一個側(cè)壁覆蓋輪胎上處于所謂肩部區(qū)域之間的側(cè)部和一個所謂的輪胎邊，該肩部區(qū)域設(shè)置在鄰近輪面帶相應(yīng)的橫邊處，該輪胎邊設(shè)置在對應(yīng)于相應(yīng)輪胎緣處。
傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法本質(zhì)上是首先提供彼此分離地制成的上述輪胎組成部分，然后在輪胎的制造階段進(jìn)行裝配。
但是，本申請人目前趨向于使所采用的生產(chǎn)方法學(xué)允許使半成品的生產(chǎn)和儲存最小，或者可能取消對半成品的生產(chǎn)與儲存。
實(shí)際上，本申請人的研究與開發(fā)是面向新的工藝技術(shù)方案，此方法允許根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，通過直接在所制造的輪胎上形成的方法而生產(chǎn)各個單獨(dú)的組成部分。
關(guān)于這方面，已經(jīng)提出了其制造工藝，此制造工藝的目的在于，通過在支承制造中的輪胎的環(huán)形支承上，敷設(shè)合成橡膠材料的連續(xù)細(xì)長元件，以獲得確定的輪胎組成部分，諸如輪胎面、側(cè)壁或其它組成部分，該細(xì)長元件具有比所獲得的組成部分更小的橫截面，并繞輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線使細(xì)長元件定位，以形成數(shù)個連續(xù)不斷逼近和重疊的繞組，從而在最終輪廓形狀范圍內(nèi)限定該組成部分本身。
更準(zhǔn)確地說，美國專利4,963,207和5,171,394分別說明了一種方法和一種裝置，其中，輪胎的確定組成部分，是通過在剛性的環(huán)形支承上敷設(shè)一種合成橡膠材料的細(xì)長元件，該細(xì)長元件從與一種容積式擠壓器相結(jié)合的發(fā)送裝置連續(xù)地送出。
在環(huán)形支承制成繞其自身的幾何軸線旋轉(zhuǎn)的同時，確定細(xì)長元件的一種圓周分配，容積式擠壓器使發(fā)送裝置在環(huán)形支承的子午平面實(shí)現(xiàn)受控位移而運(yùn)動，從而將根據(jù)預(yù)先設(shè)定所設(shè)置的連續(xù)細(xì)長元件所形成的不同繞組進(jìn)行分配。
美國專利5,221,406要求繞環(huán)形支承設(shè)置數(shù)個容積式擠壓器，每一個擠壓器借助于自己的發(fā)送裝置，能有選擇地采用而輸送出其相應(yīng)的連續(xù)細(xì)長元件，以獲得輪胎的確定組成部分。
文獻(xiàn)GB1,048,241介紹了一種制造輪胎側(cè)壁、肩部和輪面帶的一種方法和一種裝置，該方法通過在環(huán)形支承上纏繞一種用合成橡膠材料制成的帶形元件，該環(huán)形支承被致動而繞其自身的幾何軸線旋轉(zhuǎn)。在應(yīng)用過程中，環(huán)形支承制成繞與橫截面輪廓中位線相切的圓周的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，這樣，帶形元件被分布在環(huán)形支承自身的外表面，以形成一系列彼此部分重疊的并列繞組。施加在環(huán)形支承上使其繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的角速度，在敷設(shè)帶形元件的過程中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修正，以改變相鄰繞組的重疊度和適當(dāng)?shù)卦谳喬サ牟煌瑓^(qū)域，使由繞組形成的橡膠層的厚度有所差別。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果環(huán)形支承上細(xì)長元件敷設(shè)點(diǎn)處的圓周速度，被控制成保持比發(fā)送裝置發(fā)送細(xì)長元件的速度適當(dāng)?shù)鼐哂懈蟮乃俣戎禃r，所敷設(shè)的細(xì)長元件的粘接得到顯著加強(qiáng)，并在操作的柔性方面得到明顯的好處。特別是獲得了在輪胎橫截面輪廓不同點(diǎn)，適當(dāng)?shù)匦拚?xì)長元件橫截面尺寸，以適應(yīng)于所制造組成部分厚度的能力。
特別地，本發(fā)明的主題是制造車輛輪胎的合成橡膠材料組成部分的方法，其特征在于，旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動，是根據(jù)細(xì)長元件在環(huán)形支承上的敷設(shè)點(diǎn)與所述旋轉(zhuǎn)幾何軸線之間的距離進(jìn)行控制，給予環(huán)形支承自身上對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)處以一個敷設(shè)的圓周速度，此圓周速度的標(biāo)稱值大于并直接與由所述發(fā)送裝置發(fā)送的細(xì)長元件的理論發(fā)送速度成比例。
在將細(xì)長元件敷設(shè)在環(huán)形支承上的過程中，最好還保證對細(xì)長元件橫截面尺寸實(shí)施程序控制，這是通過相對于所述標(biāo)稱值修正圓周敷設(shè)速度實(shí)現(xiàn)的。
特別地，為此目的，在將細(xì)長元件在環(huán)形支承上進(jìn)行分布的過程中，至少可實(shí)施一個加速度階段，其中，敷設(shè)的圓周速度相對于標(biāo)稱值增大，以使細(xì)長元件的橫截面減小。
還可以在將細(xì)長元件分配在環(huán)形支承上的過程中，保證至少實(shí)施一個減速度階段，其中，敷設(shè)的圓周速度相對于標(biāo)稱值降低，以使細(xì)長元件的橫截面產(chǎn)生凸起。
在一個可行的優(yōu)先實(shí)施例中，所述發(fā)送裝置包括一種擠壓器，該擠壓器具有供細(xì)長元件通過的出料口，所述體現(xiàn)標(biāo)稱值的敷設(shè)圓周速度，本質(zhì)上等于細(xì)長元件自身通過所述出料口的排出速度。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本申請已經(jīng)指出，在制造階段的組成部分的厚度，可以根據(jù)給予組成部分自身的幾何特性進(jìn)行有利的控制，這是在使用一種具有扁平橫截面的細(xì)長元件，并適當(dāng)?shù)匦拚湎鄬τ诃h(huán)形支承外表面的設(shè)定取向的同時，使該細(xì)長元件具有施加于其上的圓周分配運(yùn)動和橫向分配運(yùn)動實(shí)現(xiàn)的。
因此，本發(fā)明的又一個主題是制造車輛輪胎的合成橡膠材料組成部分的方法，其中，所述細(xì)長元件呈現(xiàn)一種本質(zhì)上扁平的橫截面輪廓，而其中，對細(xì)長元件在對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)處相對于環(huán)形支承外表面的取向與所述橫向分配相對位移一起進(jìn)行修正，以控制在制造階段制造過程中組成部分的厚度。
也根據(jù)本發(fā)明，受控的相互取向運(yùn)動最好施加在發(fā)送裝置和環(huán)形支承之間，以保證細(xì)長元件相對于敷設(shè)表面具有預(yù)定取向，該敷設(shè)表面由環(huán)形支承上對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)處的表面體現(xiàn)。
更特別地，細(xì)長元件的取向最好保持本質(zhì)上平行于所述敷設(shè)表面。
最好還對細(xì)長元件相對于所述外表面的取向進(jìn)行修正，這種修正是通過控制細(xì)長元件在先前由其形成的至少一個繞組上的互搭程度實(shí)現(xiàn)的。
此外，或作為替換，細(xì)長元件相對于所述外表面的取向，可以借助于所述受控的相互取向運(yùn)動進(jìn)行控制。
在本發(fā)明的一個優(yōu)先實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動和相對橫向分配位移，是借助于支承環(huán)形支承的機(jī)器人手臂實(shí)現(xiàn)的。具體說，最好根據(jù)至少六個擺動軸，通過使環(huán)形支承運(yùn)動，保證施加相對橫向分配位移。
根據(jù)本發(fā)明具有創(chuàng)造性的方面，對于由細(xì)長元件形成的繞組的敷設(shè)布局圖，可以在電子計算機(jī)上通過下列步驟預(yù)先確定儲存至少一個合成橡膠材料組成部分的橫截面輪廓；儲存所述細(xì)長元件的橫截面輪廓；將細(xì)長元件的橫截面輪廓投影在組成部分的橫截面輪廓內(nèi)；重復(fù)將細(xì)長元件的橫截面輪廓進(jìn)行投影，以逼近和至少部分重疊在先前投影的輪廓上，如此重復(fù)，直至本質(zhì)上占據(jù)組成部分整個橫截面輪廓；儲存細(xì)長元件橫截面輪廓投影在組成部分橫截面輪廓中的數(shù)目和位置，以定義一個工作程序，該工作程序?qū)⒂糜诳刂扑鲂D(zhuǎn)圓周分配運(yùn)動和所述相對橫向分配位移。
另一方面，本發(fā)明建議一種制造輪胎的方法，其特征在于，在下列兩階段中的每一階段，至少執(zhí)行一次a)沿垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向敷設(shè)預(yù)先切制成的條形元件段；b)在輪胎的圓周方向敷設(shè)至少一種連續(xù)的細(xì)長元件，并在細(xì)長元件敷設(shè)之后切割所述元件。
有利的是，所述階段b)最好根據(jù)上述說明執(zhí)行。
其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，從對所推薦的、但并不是排他的根據(jù)本發(fā)明之制造車輛輪胎合成橡膠材料組成部分的方法實(shí)施例的說明，將更容易地變得一目了然。對實(shí)施例的說明將結(jié)合附圖在后面進(jìn)行，附圖純粹是通過不具局限性的表示方式，其中-

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種裝置透視圖的示意圖；-圖2根據(jù)圖1以放大的比例示出了機(jī)器人手臂的末端頭，該末端頭正在將細(xì)長元件敷設(shè)在接近所制造輪胎輪胎邊之一的區(qū)域；-圖3示出了機(jī)器人手臂的末端頭，該末端頭正在將細(xì)長元件敷設(shè)在接近與圖2所示輪胎輪胎邊相反一側(cè)輪胎邊的區(qū)域；-圖4是根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的未處理的輪胎的中斷橫截面。
參看圖1，數(shù)字1整體表示可以制造車輛輪胎的合成橡膠組成部分的裝置，該裝置使用根據(jù)本發(fā)明的方法。
為了說明，可以用本發(fā)明制造的輪胎在圖4中總體用數(shù)字3表示，輪胎本質(zhì)上包括胎體結(jié)構(gòu)4，該胎體結(jié)構(gòu)由一個或多個胎體簾布層5、6構(gòu)成，該胎體簾布層具有其相應(yīng)的相反的末端邊緣，該末端邊緣與環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)7接合(在附圖中只有一個環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以看見)，此環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與輪胎3的內(nèi)圓周區(qū)域制成一體，通常由名稱“輪胎邊”加以識別。每一個環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)7包括一個或多個圓周上不能擴(kuò)展的環(huán)形插入物8和一個或多個與胎體簾布層5、6接合的充填插入物9。
在胎體結(jié)構(gòu)4徑向的外部位置，敷設(shè)了一種帶狀結(jié)構(gòu)物10，該帶狀結(jié)構(gòu)物包括一個或多個帶形層11，此帶形層具有相應(yīng)的橫向增強(qiáng)細(xì)絲；和可能設(shè)置的輔助帶形層11a，該輔助帶形層包括一個或多個織物材料細(xì)絲，此細(xì)絲環(huán)繞輪胎3的幾何軸線呈螺旋形纏繞。在每一帶狀結(jié)構(gòu)物10的側(cè)邊和胎體結(jié)構(gòu)4之間夾放一下帶條12。
輪胎3還包括輪面帶13，敷設(shè)在帶狀結(jié)構(gòu)物10徑向外部的位置；一對抗摩擦插入物14，每一個抗摩擦插入物敷設(shè)在接近輪胎輪胎邊的外面；和一對側(cè)壁15，每一個側(cè)壁從橫向外部覆蓋胎體結(jié)構(gòu)4。
胎體結(jié)構(gòu)4可以從內(nèi)側(cè)被所謂“襯墊”16所覆蓋，此襯墊即一種合成橡膠材料的薄層，當(dāng)硫化作用的過程完成后，它將是不透空氣的，以便保證輪胎的充氣壓力在使用中得到保持。在襯墊16和胎體簾布層5、6之間還可以夾放一種合成橡膠材料制成的所謂里襯墊17。
裝置1適于配置在為制造車輛輪胎的設(shè)備，此設(shè)備在此沒有示出，或者將此裝置引入輪胎本身制造過程(manufacturing cycle)所包括的工作過程的一部分。
在所述工作過程的范圍內(nèi)，可以有利地使輪胎3的所有組成部分處于生產(chǎn)過程中，所進(jìn)行的生產(chǎn)，是直接在剛性的環(huán)形支承18進(jìn)行的，該環(huán)形支承具有的外表面18a本質(zhì)上是根據(jù)輪胎本身的內(nèi)部形狀制造的。
為此目的，設(shè)備一般包括數(shù)個工作站(在此未示出)，每一個工作站專用于執(zhí)行目的在于在環(huán)形支承上制造輪胎的至少一個工作過程。例如，可以有第一工作站，在這里制造襯墊16和里襯墊17；第二工作站，在這里用相應(yīng)的環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物7制造胎體結(jié)構(gòu)4；第三工作站，在這里將相應(yīng)的下帶條插入物12與帶狀結(jié)構(gòu)10制造在一起；第四工作站，在這里制造輪面帶13；和第五工作站，在這里制造抗摩擦插入物14和側(cè)壁15。
這樣的設(shè)備，例如在本申請人的歐洲專利申請No.99830685.6中進(jìn)行了說明。
在制造輪胎3的范圍內(nèi)，每一個胎體簾布層5、6，通過依次敷設(shè)條形元件5a、5b、6a、6b，連續(xù)不斷地以相互的圓周逼近(mutualcircumferential approach)的方式，并排設(shè)置在環(huán)形支承18的外表面18a。關(guān)于制造一個胎體簾布層或胎體簾布層5、6步驟的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，在本申請人的歐洲專利申請No.97830731.2、No.97830733.8和No.98830662.7中進(jìn)行了詳細(xì)的說明。
每一個帶狀形層11，也可以通過將條形元件段連續(xù)不斷地以相互圓周逼近的方式這種依次并排敷設(shè)的方法來制造，使其呈現(xiàn)相應(yīng)的增強(qiáng)纖維適當(dāng)?shù)乇舜讼鄬θ∠?，并與下面的胎體簾布層5、6適當(dāng)取向，例如在本申請人的歐洲專利申請No.97830632.2中所述那樣。
不可擴(kuò)展的環(huán)形插入物8，同樣也可以用如本申請人的歐洲專利申請No.98830762.5中所述方法制造。
根據(jù)本方法，一個或多個裝置1可以與各種工作站相結(jié)合，以形成輪胎3的一種或多種合成橡膠材料組成部分，諸如環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)7的充填插入物9、里帶條13、抗摩擦插入物14、側(cè)壁15、襯墊16和里襯墊17。
如圖1至3所示，裝置1至少包括一個發(fā)送裝置19，該裝置設(shè)置成在鄰近環(huán)形裝置18處工作，以至少輸送一種連續(xù)的細(xì)長元件20，使之附著在環(huán)形支承本身的外表面18a上。
在一個推薦實(shí)施例中，發(fā)送裝置19本質(zhì)上由一種擠壓器所限定，該擠壓器設(shè)置成緊鄰環(huán)形支承18工作，以將連續(xù)的細(xì)長元件直接發(fā)送并貼附在外表面18a上，或者貼附在環(huán)形支承上先前已經(jīng)形成或正在形成的組成部分上。
需要指出，為了現(xiàn)在說明的目的，術(shù)語“擠壓器”是指擠壓裝置21的一部分，該擠壓裝置與現(xiàn)有技術(shù)中的術(shù)語“擠壓頭”也相同，設(shè)置了所謂“模具”，經(jīng)受加工的產(chǎn)品從該模具通過，該產(chǎn)品與模具上按產(chǎn)品自身所要求的幾何學(xué)特性和尺寸特征制成的出料口的形狀和尺寸相對應(yīng)。
對于擠壓器19，可以與一個壓滾19a相結(jié)合，該壓滾設(shè)置在鄰近出料口的下游，并隨時可以彈性地作用力于所發(fā)送的細(xì)長元件20上，以便該細(xì)長元件附著在環(huán)形支承18上。
作為替換，擠壓器可以隨時在距離環(huán)形支承18某一距離處工作，而發(fā)送裝置19例如可以包括一種裝置，該裝置具有在環(huán)形支承18上運(yùn)行的機(jī)動滾子，以將細(xì)長元件20敷設(shè)在外表面18上。在這種情況下，處于發(fā)送裝置19與擠壓器之間的這一段細(xì)長元件20，可以形成一種花彩，花彩的幅值度被隨時立即控制成使敷設(shè)在環(huán)形支承上的細(xì)長元件20的線性量，與擠壓器在給定時間間隔內(nèi)發(fā)送產(chǎn)品的線性量相協(xié)調(diào)。
連續(xù)的細(xì)長元件20最好由具有扁平橫截面的合成橡膠條構(gòu)成，例如是矩形、橢圓形或雙凸面形狀的橫截面，橫截面的尺寸明顯小于準(zhǔn)備制造的組成部分9、12、13、14、15、16、17的橫截面尺寸。例如，連續(xù)的細(xì)長元件20的特征寬度可以在3毫米至15毫米的范圍，而其特征厚度在0.5毫米至1.2毫米的范圍。
組成部分9、12、13、14、15、16、17的最終形狀的獲得，是通過將細(xì)長元件20發(fā)送到環(huán)形支承18上，與此同時，環(huán)形支承被一種旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動所致動，繞其標(biāo)注為“X”的自身旋轉(zhuǎn)幾何軸線旋轉(zhuǎn)，這樣，使細(xì)長元件本身被沿圓周分配。
在對環(huán)形支承18施加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時，一些裝置或其它合適的橫向分配裝置，使環(huán)形支承本身與發(fā)送裝置19之間產(chǎn)生受控的相對位移，對于該裝置將在后面更清楚地說明，這樣，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的敷設(shè)布局圖，作為所制造組成部分9、12、13、14、15、16、17所具有的預(yù)定橫截面形狀的函數(shù)，細(xì)長元件20形成一系列的繞組，從徑向和/或軸向逼近之。
根據(jù)本發(fā)明的一個推薦實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動即環(huán)形支承18繞自身軸線“X”的旋轉(zhuǎn)，和受控的相對橫向分配位移兩者，均直接通過使環(huán)形支承運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。
為此目的，使這些裝置能保證進(jìn)行繞環(huán)形支承18自身軸線“X”作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和進(jìn)行橫向分配運(yùn)動，該運(yùn)動由整體用數(shù)字22表示的機(jī)器人手臂集成在一起，可以可運(yùn)動地使環(huán)形支承18接合，以使其依次在上述設(shè)備的每一個工作站前進(jìn)行工作，并適于運(yùn)動至相應(yīng)的發(fā)送裝置19前。
特別地，機(jī)器人手臂22最好是具有七軸的擬人式機(jī)器人，該機(jī)器人手臂包括第一部分23，該第一部分以可繞樞軸轉(zhuǎn)動的方式連接在支承平臺24上，根據(jù)水平設(shè)置的第一擺動軸“A”，設(shè)置第一肢體端23a，并設(shè)置第二軸“B”，第二軸“B”垂直設(shè)置，或設(shè)置成在任何情況下均與第一擺動軸“A”垂直。
機(jī)器人手臂還包括第二部分25，該第二部分緊固在第一部分23的第二肢體端23b上，可以繞第三軸“C”擺動，此第三軸最好平行于第一軸“A”，該第二部分還可以繞第四軸“D”擺動，該第四軸垂直于第三軸“C”，且最好設(shè)置在第二部分自身的縱向方向。
在第二部分25的末端，可操作地設(shè)置了可以運(yùn)動連接的終端工作頭26，該工作頭最好設(shè)置成懸伸于環(huán)形支承18之外。終端工作頭26與上述圓周分配裝置相聯(lián)系，該圓周分配裝置例如由第一電機(jī)27構(gòu)成，設(shè)置此電機(jī)以使夾持元件28旋轉(zhuǎn)，該夾持元件能可拆卸地與環(huán)形支承18連接，環(huán)形支承與相應(yīng)的安裝柄18b相結(jié)合，該安裝柄從環(huán)形支承自身相反兩側(cè)面其中之一側(cè)面沿軸向突出。
終端工作頭26還可以繞垂直于第四擺動軸“D”的第五軸“E”擺動。
在一個推薦實(shí)施例中，第五軸“E”與第四軸“D”共面，終端工作頭26還可以繞第六軸“F”擺動，該第六軸相對于環(huán)形支承18以及相對于第五擺動軸“E”垂直取向。
第一部分23、第二部分25的運(yùn)動和終端工作頭26繞相應(yīng)的擺動軸線“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”的擺動，均由相應(yīng)的電機(jī)控制，圖中只有設(shè)置以致動繞第一、第二、第三、第四和第六軸運(yùn)動的電機(jī)可以看見，分別標(biāo)注為29、30、31、32和33。
在此未示出的用于致動繞第五軸“E”擺動的電機(jī)，以及全部其它電機(jī)，可以按現(xiàn)有技術(shù)中人們認(rèn)為方便的方式設(shè)置。
與橫向分配運(yùn)動相聯(lián)系的全部電機(jī)的運(yùn)行，以及與圓周分配運(yùn)動相聯(lián)系的電機(jī)27的運(yùn)行，由可編程控制電子裝置(未示出)進(jìn)行控制，使保證環(huán)形支承18在發(fā)送裝置19之前適當(dāng)?shù)刂聞?，目的在于形成所希望的組成部分9、12、13、14、15、16、17。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，為制造給定組成部分9、12、13、14、15、16、17目的而由細(xì)長元件20形成的繞組20a的敷設(shè)布局圖，可以有利地預(yù)設(shè)在電子計算機(jī)里。
為此目的，準(zhǔn)備制造的組成部分9、12、13、14、15、16、17的橫截面輪廓形狀被存儲在電子計算機(jī)里。更特別地，這種存儲過程可以借助于計算機(jī)執(zhí)行來完成整個輪胎3的圖，由相互不同、可獨(dú)立選擇的圖形單元所限定各組成部分，以進(jìn)行后續(xù)處理。
此外，所用細(xì)長元件20的橫截面形狀將被儲存在計算機(jī)內(nèi)。同樣，此橫截面形狀可以借助于計算機(jī)直接繪制出。
細(xì)長元件20的橫截面形狀隨后被投影在組成部分9、12、13、14、15、16、17的橫截面輪廓形狀內(nèi)，最好使細(xì)長元件橫截面輪廓上比較大的那些邊之一，與取向朝向輪胎內(nèi)部的組成部分的一個邊相重合。
細(xì)長元件20的輪廓于是被以逼近和/或疊加的方式，復(fù)現(xiàn)或至少部分地復(fù)現(xiàn)在上述先前已經(jīng)投影的輪廓上。這一階段的工作是重復(fù)地反復(fù)進(jìn)行，直至組成部分的整個橫截面輪廓，本質(zhì)上被細(xì)長元件20的輪廓在其內(nèi)部重復(fù)地占據(jù)。細(xì)長元件20輪廓的重復(fù)復(fù)現(xiàn)，可以用一種合適的計算算法合適地編程序，有利地直接由電子計算機(jī)執(zhí)行，此算法使(細(xì)長元件)輪廓的取向和相互排列方式，可以適應(yīng)于獲得組成部分橫截面的最大充填，因此不使細(xì)長元件的輪廓超出輪胎自身橫截面之外的量超出預(yù)定的界限。
特別地，細(xì)長元件20輪廓的取向也作為厚度變化的函數(shù)進(jìn)行控制，該厚度變化由輪胎的合成橡膠材料組成部分的橫截面在不同區(qū)域所表述。
實(shí)際上，計算算法可以計算單個繞組20的準(zhǔn)確排列，這些繞組是細(xì)長元件20將必須在環(huán)形支承18上，根據(jù)圖4所簡化的圖形跟隨其卷繞而形成，從而詳細(xì)編制一個工作程序，用于控制旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動和由機(jī)器人手臂22作用下獲得的相對橫向分配位移。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，在將細(xì)長元件20敷設(shè)在縱向支承18上的過程中，細(xì)長元件自身相對于外表面18a或其它合適的參考表面的取向，與相對橫向分配位移一起進(jìn)行適當(dāng)修正，以在制造階段控制組成部分9、12、13、14、15、16、17的厚度。
應(yīng)當(dāng)指出，為了目前說明的目的，關(guān)于細(xì)長元件20取向的任何考慮，是指由細(xì)長元件自身橫截面所表示的扁平輪廓擴(kuò)展的主軸。
通常，如圖4所清楚地所示出的，組成部分9、12、13、14、15、16、17的最大厚度，將在由細(xì)長元件20在環(huán)形支承18的外表面18a形成的繞組20a本質(zhì)上沿法線方向取向處。反之，厚度的最小值，將在那些相對于外表面18a本質(zhì)上沿切線方向取向的繞組獲得。
細(xì)長元件20的取向，更特別是因此而形成的繞組20a相對于外表面18a的取向，可以有利地通過時時刻刻控制細(xì)長元件20在先前形成的繞組20a的重疊度而進(jìn)行修正。一般，如圖4所示，重疊度愈大，細(xì)長元件20正交于外表面18a取向形成繞組20a的趨勢愈大。
此外，通過與機(jī)器人手臂22協(xié)同動作的橫向致動裝置，受控的相互取向運(yùn)動在發(fā)送裝置19和環(huán)形支承18之間實(shí)現(xiàn)，相對于由環(huán)形支承18所體現(xiàn)的敷設(shè)表面，在相當(dāng)于細(xì)長元件自身的敷設(shè)點(diǎn)，對細(xì)長元件20給予預(yù)設(shè)定的取向。為了更清楚的緣故，應(yīng)當(dāng)指出，敷設(shè)表面不需要由環(huán)形支承18的外表面18a體現(xiàn)，而寧可說是由輪胎3一個組成部分所體現(xiàn)的任何表面，或者由先前敷設(shè)的繞組20a所體現(xiàn)，在其上面，細(xì)長元件20被支承在敷設(shè)點(diǎn)。例如，在圖4中“Z”所表示的區(qū)域，敷設(shè)表面由先前已經(jīng)敷設(shè)的繞組20a部分地體現(xiàn)，且部分地由第二胎體簾布層6的條形元件6a所體現(xiàn)。
最好細(xì)長元件20的取向，經(jīng)常地保持本質(zhì)上平行于敷設(shè)表面，這樣，細(xì)長元件自身，本質(zhì)上“平坦”敷設(shè)在先前敷設(shè)的繞組20a上，和/或敷設(shè)在輪胎3先前形成的組成部分上。
上述受控的相互取向運(yùn)動還可以利用來控制細(xì)長元件20相對于環(huán)形支承18外表面18a的取向。
應(yīng)當(dāng)看到，提供給環(huán)形支承18根據(jù)六個擺動軸線“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和繞其自身幾何軸線“X”進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的充分運(yùn)動自由度，允許由發(fā)送裝置19發(fā)送的細(xì)長元件20實(shí)現(xiàn)正確的敷設(shè)，而無論環(huán)形支承的結(jié)構(gòu)形態(tài)和所獲得組成部分9、12、13、14、15、16、17是怎樣。
給予環(huán)形支承18的旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動，是根據(jù)細(xì)長元件20的敷設(shè)點(diǎn)與幾何軸線X間的距離，通過控制角速度而經(jīng)常進(jìn)行控制的。特別地，旋轉(zhuǎn)的角速度被控制成使環(huán)形支承18上體現(xiàn)相當(dāng)于敷設(shè)點(diǎn)處的敷設(shè)圓周速度，此敷設(shè)圓周速度根據(jù)由發(fā)送裝置19所發(fā)送的細(xì)長元件20的發(fā)送速度經(jīng)常進(jìn)行控制。
更準(zhǔn)確地說，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，使敷設(shè)的圓周速度保證呈現(xiàn)一種標(biāo)稱值，此標(biāo)稱常值總是大于并直接比于由發(fā)送裝置19發(fā)送的細(xì)長元件20的理論發(fā)送速度。
應(yīng)當(dāng)指出，為了現(xiàn)在的說明，“理論發(fā)送速度”一詞是指由發(fā)送裝置19在單位時間內(nèi)所提供的細(xì)長元件20的線性量，該線性量是在細(xì)長元件自身沒有受到內(nèi)部張力的情況下測量。
應(yīng)當(dāng)記住此定義，特別是在這樣的情況下，其中，如在所示實(shí)施例中，發(fā)送裝置19由一種將細(xì)長元件直接敷設(shè)在輪轂18的表面18a的擠壓器構(gòu)成。在這種情況下，如果細(xì)長元件自身沒有經(jīng)受環(huán)形支承18的拉力作用，細(xì)長元件20的理論發(fā)送速度就是在擠壓器下游所獲得的發(fā)送速度。在沒有拉力作用的情況下，在擠壓器與發(fā)送裝置之間，舉例說，確實(shí)發(fā)生花彩的情況，細(xì)長元件20在到達(dá)發(fā)送裝置自身之前，隨著其橫截面的必然增加而受到某種折皺。
因此，理論發(fā)送速度的值小于在對應(yīng)于擠壓器出料口處的細(xì)長元件自身的可測得的速度值。
最好，敷設(shè)的圓周速度的標(biāo)稱值大于理論發(fā)送速度，根據(jù)測量不超過20％，從而確定一個作用在細(xì)長元件20上的縱向拉伸作用。更準(zhǔn)確地說，敷設(shè)速度保持在本質(zhì)上等于細(xì)長元件通過擠壓器出料口的出料速度，此速度可以就在鄰近擠壓器出料口處測得。這樣，設(shè)置在環(huán)形支承18上的細(xì)長元件的橫截面尺寸，本質(zhì)上與出料口處的橫截面尺寸保持一致。這就允許大大簡化在設(shè)計階段為繞組敷設(shè)布局圖編程所采用的計算算法的準(zhǔn)備。
保持敷設(shè)速度于大于理論發(fā)送速度的值，還保證細(xì)長元件貼靠在環(huán)形支承18外表面18a時的最佳粘接。
如果需要，還可以相對于標(biāo)稱值有利地修改圓周方向的敷設(shè)速度，以便對細(xì)長元件的橫截面尺寸給予一種可編程控制。特別地，可以相對于標(biāo)稱值增加敷設(shè)速度，以獲得使細(xì)長元件20變薄的結(jié)果，為的是形成在一些點(diǎn)截面減小的繞組20a，在這些點(diǎn)，組成部分的橫截面特別薄，正如，例如在對應(yīng)于由充填插入物9徑向外邊沿所代表的頂點(diǎn)所發(fā)生的情況。在希望通過細(xì)長元件橫截面的必然折皺獲得具有橫截面增加的繞組20a時，還希望相對于標(biāo)稱速度降低敷設(shè)速度。
本發(fā)明獲得了下列主要好處。
本主題方法允許形成即使具有復(fù)雜輪廓形狀的結(jié)構(gòu)元件，該結(jié)構(gòu)元件具有不同的厚度變化，通常使用相同的細(xì)長元件制造。特別地，根據(jù)本發(fā)明施加于對環(huán)形支承的旋轉(zhuǎn)速度的控制，允許根據(jù)所制成組成部分需要的厚度采用細(xì)長元件的截面尺寸。還有，相對于環(huán)形支承外表面對所敷設(shè)的繞組取向的控制，允許獲得顯著的厚度變化。
需要進(jìn)一步指出，通過如上所述“平坦地”敷設(shè)細(xì)長元件，有利地避免在先前敷設(shè)的繞組上對細(xì)長元件強(qiáng)迫施加任何橫向滑動，由于合成橡膠原材料的天然粘稠性，滑動將不可能正確地實(shí)現(xiàn)。
需要進(jìn)一步指出，機(jī)器人手臂適于利用在控制設(shè)置在發(fā)送裝置前或設(shè)置在工作站內(nèi)的環(huán)形支承的致動，和確定環(huán)形支承自身在工作站內(nèi)和/或從一個工作站到另一個工作站的順序傳輸兩方面。
因此，可以有利地通過在同一個環(huán)形支承上制成輪胎的全部組成部分，實(shí)現(xiàn)輪胎制造的全部制造工作循環(huán)，借助于一個或多個機(jī)器人手臂，在不同的工作站之間順序傳送輪胎，此機(jī)器人手臂還致動環(huán)形支承本身，目的是形成輪胎自身的各個組成部分。
整個工作循環(huán)可以有利地專門使用下列兩個基本的階段實(shí)施，在輪胎的制造過程中，其中的每一個階段至少執(zhí)行一次a)沿垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向敷設(shè)預(yù)先切制成的條形元件段；
b)沿輪胎的圓周方向敷設(shè)至少一種連續(xù)的細(xì)長元件，并在細(xì)長元件敷設(shè)之后切割所述元件。
在上述實(shí)施例中，階段a)是在胎體簾布層5、6和帶形層11制造中實(shí)施的。階段b)是隨后在制造輪胎的其它全部組成部分時，例如制造輪面帶13、側(cè)壁15、環(huán)形增強(qiáng)結(jié)構(gòu)7和全部設(shè)置在輪胎3的其它充填元件時實(shí)施的。
權(quán)利要求
1.制造車輛輪胎的合成橡膠材料組成部分的方法，該方法包括下列階段將連續(xù)的細(xì)長元件(20)從設(shè)置在鄰近環(huán)形支承(18)的發(fā)送裝置(19)輸送出，以將所述細(xì)長元件(20)敷設(shè)在環(huán)形支承自身上；給予環(huán)形支承(18)以繞其自身旋轉(zhuǎn)幾何軸線(X)旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動，這樣，細(xì)長元件(20)被沿圓周分配在環(huán)形支承(18)上；在環(huán)形支承(18)與發(fā)送裝置(19)之間，為橫向分配實(shí)施受控的相對位移，用所述細(xì)長元件(20)形成輪胎(3)的組成部分(9，12，13，14，15，16，17)，該組成部分由數(shù)個繞組(20a)所限定，該繞組是根據(jù)預(yù)先設(shè)置的敷設(shè)布置相互逼近和重疊而敷設(shè)的，此敷設(shè)布置是作為參照所述組成部分(9，12，13，14，15，16，17)而預(yù)先設(shè)定的橫截面輪廓的函數(shù)。其特征在于，旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動，是根據(jù)細(xì)長元件(20)在環(huán)形支承(18)上的敷設(shè)點(diǎn)與所述旋轉(zhuǎn)幾何軸線(X)之間的距離進(jìn)行控制，給予環(huán)形支承自身上對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)處以敷設(shè)的圓周速度，此圓周速度的標(biāo)稱值超過并直接與由所述發(fā)送裝置(19)發(fā)送的細(xì)長元件(20)的理論發(fā)送速度成比例。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將細(xì)長元件(20)敷設(shè)在環(huán)形支承(18)上的過程中，還執(zhí)行一種對細(xì)長元件(20)橫截面的編程控制，這是通過相對于所述標(biāo)稱值修正敷設(shè)的圓周速度實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將細(xì)長元件(20)分配在環(huán)形支承(18)上的過程中，至少實(shí)施一個加速度階段；敷設(shè)的圓周速度相對于標(biāo)稱值增加，以確定細(xì)長元件(20)的橫截面減小。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將細(xì)長元件(20)分配在環(huán)形支承(18)上的過程中，至少實(shí)施一個減速度階段，其中，敷設(shè)的圓周速度相對于標(biāo)稱值降低，以確定細(xì)長元件(20)的橫截面的凸起加厚。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，敷設(shè)的圓周速度呈現(xiàn)為大于理論發(fā)送速度的標(biāo)稱值，根據(jù)測定不超出20％。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送裝置(19)包括一種擠壓器，此擠壓器具有一個供所述細(xì)長元件(20)通過的出料口，所述表現(xiàn)為標(biāo)稱值的敷設(shè)圓周速度本質(zhì)上等于細(xì)長元件(20)通過所述出料口的出料速度。
7.制造車輛輪胎的合成橡膠材料組成部分的方法，特別根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述細(xì)長元件(20)呈現(xiàn)為一種本質(zhì)上為扁平的橫截面輪廓，且其中，細(xì)長元件(20)相對于環(huán)形支承(18)的一個外表面(18a)的取向，在對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)，與所述相對橫向分配位移一起被修正，以控制被制造的組成部分(9，12，13，14，15，16，17)的厚度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，受控的相互取向運(yùn)動，還施加在發(fā)送裝置(19)與環(huán)形支承(18)之間，以給予細(xì)長元件(20)一種相對于敷設(shè)表面的預(yù)定的取向，該敷設(shè)表面由在對應(yīng)于敷設(shè)點(diǎn)的環(huán)形支承(18)體現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，細(xì)長元件(20)的取向，保持本質(zhì)上平行于所述敷設(shè)表面。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，細(xì)長元件(20)相對于環(huán)形支承(18)的外表面(18a)的取向，通過控制細(xì)長元件(20)在預(yù)先形成的至少一個繞組(20a)上的重疊度進(jìn)行修正。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，細(xì)長元件(20)相對于環(huán)形支承(18)的外表面(18a)的取向，借助于所述受控的相互取向運(yùn)動進(jìn)行修正。
12.如權(quán)利要求1或7其中之一所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動和相對橫向分配位移，是通過支承環(huán)形支承(18)的機(jī)器人手臂(22)完成的。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，相對橫向分配位移，是根據(jù)至少六個擺動軸(A，B，C，D，E，F(xiàn))，通過致動環(huán)形支承(18)實(shí)現(xiàn)的。
14.制造車輛輪胎的合成橡膠材料組成部分的方法，特別根據(jù)權(quán)利要求1或7所述，其中，由細(xì)長元件(20)形成的繞組(20a)的敷設(shè)布局圖，是通過下列步驟在電子計算機(jī)上預(yù)先確定的儲存所述至少一個合成橡膠材料組成部分(9，12，13，14，15，16，17)的橫截面輪廓形狀；儲存所述細(xì)長元件(20)的橫截面形狀；將細(xì)長元件(20)的橫截面形狀投影在組成部分(9，12，13，14，15，16，17)的橫截面輪廓形狀內(nèi)；重復(fù)進(jìn)行細(xì)長元件(20)橫截面輪廓的投影，以逼近并至少部分地重疊在先前投影的輪廓，如此反復(fù)地進(jìn)行，直至本質(zhì)上占據(jù)組成部分(9，12，13，14，15，16，17)的橫截面輪廓形狀；儲存投影在組成部分(9，12，13，14，15，16，17)的橫截面輪廓形狀內(nèi)的細(xì)長元件(20)的數(shù)目和位置，以定義一個將采用以控制所述旋轉(zhuǎn)的圓周分配運(yùn)動和所述相對橫向分配位移的工作程序。
15.制造輪胎的方法，其特征在于，下列階段其中的每一個至少執(zhí)行一次a)沿垂直于輪胎(3)旋轉(zhuǎn)軸線(X)的方向敷設(shè)預(yù)先切制成的條形元件(5a，5b，6a，6b)的段；b)沿輪胎(3)的圓周方向敷設(shè)至少一種連續(xù)的細(xì)長元件(20)，并在細(xì)長元件(20)敷設(shè)之后切割所述元件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述階段b)最好根據(jù)權(quán)利要求1至14執(zhí)行。
全文摘要
一種具有七個致動軸(A,B,C,D,E,F,X)的機(jī)器人手臂(22),在對環(huán)形支承(18)施加一種繞自身幾何軸線(X)的圓周分配運(yùn)動的同時,使其在合成橡膠材料條(20)的發(fā)送裝置前,具有受控的橫向分配位移。于是,條(20)形成數(shù)個繞組(20a),該條的取向和相互重疊這樣控制,基于在電子計算機(jī)上預(yù)設(shè)的預(yù)定敷設(shè)布局圖,控制給予所制造輪胎3的組成部分(9,10－17)的厚度變化。環(huán)形支承(18)的旋轉(zhuǎn)被控制成使其獲得不同于條(20)理論輸送速度的敷設(shè)圓周速度,根據(jù)需要,可以提高速度或降低速度,以分別形成相應(yīng)具有減小了或增大了的橫截面的繞組(20a)。
文檔編號B29D30/20GK1384779SQ99817048
公開日2002年12月11日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月19日
發(fā)明者雷納托·卡雷塔, 馬爾科·坎圖, 毛里齊奧·馬爾基尼, 伊尼亞齊奧·德格澤 申請人:倍耐力輪胎公司