專利名稱：胎圈加載方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎成型，特別是在生輪胎胎體上加載胎圈的方法和設(shè)備，更特別是用于具有一系列工作站的自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)，也用于胎體由于具有插入件等造成凸起的情況。
背景技術(shù)：
公知的是，要制造汽車輪胎的胎體，首先要將不同部分組裝到一起。換句話說(shuō)，所能生產(chǎn)的不同類型的胎體可以通過(guò)不同的附加部分來(lái)區(qū)分和/或者通過(guò)將不同附加部分分類來(lái)實(shí)現(xiàn)。
作為示范，當(dāng)生產(chǎn)實(shí)心輪胎的胎體的時(shí)候，所使用的輪胎沒(méi)有內(nèi)胎，主要部分是“氣密層”，是彈性氣密材料層，一個(gè)胎體簾布層，一對(duì)圓形金屬部件，通常是指胎圈芯(或簡(jiǎn)稱“胎圈”)，在胎圈芯的周圍胎體簾布層的末端折疊起來(lái)，跟彈性材料制成的胎側(cè)一樣，在側(cè)面相反的位置穿過(guò)胎體簾布層。相應(yīng)的附加部件可以包括一個(gè)或多個(gè)附加簾布層，一個(gè)或多個(gè)用來(lái)覆蓋在胎體簾布層或在胎圈芯周圍卷起的簾布層上的增強(qiáng)帶等。
在US5554242中公開(kāi)了兩階段輪胎制造工藝，在第一級(jí)，輪胎成型鼓與第二級(jí)的輪胎成型鼓是公知的，成型鼓是成直線排列的，而且有偏移。公知的還有一個(gè)單個(gè)的成型鼓在第一級(jí)位置和第二級(jí)位置之間擺動(dòng)，一個(gè)制帶機(jī)與第一級(jí)成型鼓成直線排列。在該系統(tǒng)中，單個(gè)的輪胎緩沖層和單片的胎面膠在第二級(jí)中加工上去，而例如填充膠條胎圈包布(apex chafer)和胎肩墊膠在第一級(jí)就加工上去了。上述部分是單獨(dú)制造的，并且儲(chǔ)存起來(lái)以備在兩階段成型過(guò)程中使用。
US5354404公開(kāi)的系統(tǒng)用來(lái)組裝生輪胎，其具有兩個(gè)階段，組裝是自動(dòng)完成的，需要很小的占地面積。
公知的在如US2319643所公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)中，使用多個(gè)成型鼓成直線制造輪胎，成型鼓在每個(gè)工作站都要有停頓。
而且，在US1818955中，輪胎可以通過(guò)多個(gè)成直線排列的成型鼓制造，“這些成型鼓成串或成列排列，有連接裝置將胎圈芯從一個(gè)裝置傳遞到另一個(gè)裝置”。不同胎芯之間的連接會(huì)使得機(jī)器無(wú)法適應(yīng)不同尺寸的輪胎結(jié)構(gòu)。
在現(xiàn)代制造工藝中，將不同部分組裝在一起是通過(guò)自動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的，自動(dòng)平臺(tái)包括多個(gè)沿著于制造流程相對(duì)應(yīng)的精確工作順序移動(dòng)的成型鼓。例如，如US5411626所公開(kāi)的那樣，這些平臺(tái)可以包括多個(gè)連續(xù)地并排連接的多個(gè)工作站，每個(gè)工作站都可以將預(yù)定的部分安裝到按順序到其前面的成型鼓上。
EP0105048公開(kāi)的輪胎裝配線使用傳送機(jī)來(lái)將多個(gè)成型鼓傳送到多個(gè)工作站上，在那里不同部件可以安裝到輪胎成型鼓上，這樣當(dāng)輪胎成型鼓完成一個(gè)完整的工作循環(huán)時(shí)候就可以制成一個(gè)輪胎，其中輪胎成型鼓于傳送機(jī)和工作站保持一定的角度關(guān)系。
特別是用于主要部分的主工作站要保持工作狀態(tài)，而不管所生產(chǎn)的胎體的類型。如果需要的話，在不同的主工作站中總有一個(gè)或多個(gè)是輔助的工作站。這些輔助工作站的工作狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)取決于所制造的輪胎類型。
典型的輪胎成型機(jī)包括一個(gè)輪胎成型鼓，輪胎部分成連續(xù)的層纏繞在成型鼓的上面，包括一個(gè)氣密層、一個(gè)或多個(gè)胎體簾線、可選擇的胎側(cè)硬襯和胎圈插入件(例如填充膠條)、胎側(cè)和鋼絲線環(huán)(胎圈)。在涂層之后，胎體簾布層末端纏繞在胎圈周圍，輪胎被充氣成環(huán)形，胎面/帶束層組(tread/belt package)安裝到上面。最好輪胎成型鼓固定在地板上，不同的部分層通過(guò)手動(dòng)安裝，或使用參照位于固定成型鼓上的參考點(diǎn)的工具自動(dòng)安裝，這樣可以保證部件按照所需的精確度定位。工具相對(duì)輪胎成型鼓固定，例如通過(guò)固定在從支撐輪胎成型鼓的支架(機(jī)架)上伸出的臂上的導(dǎo)向輪。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，公開(kāi)了一種將兩個(gè)胎圈安裝到已經(jīng)位于輪胎成型鼓上的胎體上的方法，成型鼓具有一個(gè)自由端和一個(gè)被鼓支架(或者是用來(lái)防止從成型鼓的相對(duì)端安裝胎圈的類似障礙物)支撐的相對(duì)端，成型鼓的表面上有一個(gè)第一區(qū)域來(lái)安放胎體。該方法包括將兩個(gè)胎圈中的第一個(gè)安裝到成型鼓上的位于胎體安放區(qū)域和鼓支架之間的區(qū)域。胎圈從成型鼓的自由端移動(dòng)到這個(gè)位置，這個(gè)過(guò)程先于安放胎體的步驟會(huì)導(dǎo)致在胎體的外表面引起凸起。這個(gè)過(guò)程可以在安裝任何的胎體部分之前，或者在安放氣密層之后，或者在氣密層和插入件和簾布層安裝在成型鼓上之后，成型鼓上具有袋(凹槽)來(lái)減輕凸起。雖然胎圈“停止”在成型鼓上，但是不會(huì)妨礙安裝胎體，所以胎體就可以安裝了。在安裝完胎體后，胎圈進(jìn)入胎體上的位置。然后，其它的輪胎成分就可以安裝在胎體上和/或可以進(jìn)行胎體成型的其它工序。另一個(gè)胎圈按照傳統(tǒng)方法安裝到胎體上。這樣，兩個(gè)胎圈就都可以從成型鼓的一個(gè)自由端安裝。
本發(fā)明特別適用于同時(shí)制造多個(gè)輪胎胎體的系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)可以參見(jiàn)上述美國(guó)專利申請(qǐng)“在柔性加工系統(tǒng)中制造輪胎的方法(METHOD FORMANUFACTURING TIRES ON A FLEXIRLE MANUFACTURINGSYSTEM)”，律師案卷號(hào)為DN2001166USA，該系統(tǒng)在附圖1A、1B、1C、1D和2中表示。該方法包括的輪胎成型步驟有按照順序建立至少三個(gè)到十個(gè)工作站；推動(dòng)至少三個(gè)斷開(kāi)的輪胎成型鼓沿著穿過(guò)至少三個(gè)工作站的工作軸線移動(dòng)；在每個(gè)工作站都有一個(gè)或多個(gè)輪胎部分安裝到輪胎成型鼓上。然后所生產(chǎn)的生輪胎胎體在最后一個(gè)工作站被取下來(lái)。最后，輪胎成型鼓從被取走生輪胎胎體之后的最后一個(gè)工作站被送到第一工作站。
本發(fā)明的其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)變得更加明顯。


下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其表現(xiàn)在下面的附圖中。附圖僅僅是示意性的，而非限定。雖然本發(fā)明是通過(guò)這些優(yōu)選實(shí)施例的上下文來(lái)說(shuō)明的，但是需要注意的是這些特殊實(shí)施例并不是對(duì)發(fā)明的精神和范圍的限定。
附圖中的某些部件并不是限定性的，只是為了更清楚地說(shuō)明。這里的截面圖是“薄片”，或“近視”的截面圖，忽略了在實(shí)際視圖中可見(jiàn)的某些背景線，這也是為了更清楚地說(shuō)明。
附圖中的部件如下所述標(biāo)注。附圖標(biāo)記中最大的一位(百位)代表附圖的編號(hào)。附圖1中的編號(hào)是從100-199。附圖2中的編號(hào)是從200-299。全部附圖中類似的部件使用類似的附圖標(biāo)記。例如附圖中的部件199可以與另一附圖中的部件299是類似的，甚至完全相同。在單個(gè)的附圖中類似(包括相同)的部件可以使用相同的附圖標(biāo)記。例如，共同由附圖標(biāo)記199表示的眾多部件可以分別指199a、199b、199c等?；蛘?，相關(guān)的、但是更改過(guò)的部件可以使用相同的數(shù)字，但是需要通過(guò)“′”來(lái)區(qū)別。例如109、109′、109″是三個(gè)不同的部件，可能類似或者在某些方面相關(guān)，但是有重要的變化，即輪胎109具有靜不平衡，而相同設(shè)計(jì)的不同輪胎109′具有力矩不平衡。如果在相同或不同附圖的類似部件中具有這樣的關(guān)系，那么這樣的關(guān)系將通過(guò)說(shuō)明書(shū)包括權(quán)利要求和摘要而更清楚。有時(shí)，類似部件帶有后綴L和R(例如133L、133R)，是指從在附圖中的左和右。這樣的部件也可以被不帶有L/R后綴的數(shù)字(例如133)來(lái)共同表示。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點(diǎn)在參照下面附圖的說(shuō)明書(shū)而變得更清楚，其中圖1A是本發(fā)明柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)的示意圖；圖1B是本發(fā)明柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)中一個(gè)工作站的透視圖，表示了一個(gè)連接到進(jìn)料工作站的輪胎成型鼓；圖1C是本發(fā)明中在成型鼓支架上的輪胎成型鼓的側(cè)視圖；圖1D是與圖1A的自動(dòng)輪胎成型機(jī)連接在一起的高架結(jié)構(gòu)的示意圖，高架結(jié)構(gòu)帶有胎圈加載系統(tǒng)、胎圈裝配系統(tǒng)和胎體傳送系統(tǒng)；圖2是圖1中的柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)所生產(chǎn)的漏氣行駛輪胎結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3A是輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖3B是輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖3C是輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖4A是根據(jù)本發(fā)明方法第一步驟的輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖4B是根據(jù)本發(fā)明方法第二步驟的輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖4C根據(jù)本發(fā)明方法第三步驟的輪胎成型鼓的截面圖，胎體已經(jīng)安裝到了上面；圖5A是在實(shí)施本發(fā)明的方法中可能用到(但不是必須)的現(xiàn)有的胎圈安裝器在閉合位置的示意平面圖；圖5B是圖5A中的胎圈安裝器在打開(kāi)位置的示意平面圖；圖6A是本發(fā)明中的托架的主視圖；以及圖6B是根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)圖6A中托架的側(cè)視圖。
定義下面的術(shù)語(yǔ)可以用于下面的說(shuō)明書(shū)中，具有下面的含義，除非與下面的其它描述沖突或特別說(shuō)明。
“填充膠條”(即“三角膠芯”)是指徑向設(shè)置在胎圈芯上方、位于簾布層和折疊簾布層之間的彈性填充物。
“軸向”和“軸向地”是指位于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線上或與其平行的方向。
“軸向”是指與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向。
“胎圈”所指的輪胎部分包括圓形基本不可伸展的抗拉部件，最好包括一條嵌入橡膠材料中的鋼絲。
“帶束層結(jié)構(gòu)”或“加強(qiáng)帶”或“帶束層組”是指至少兩個(gè)環(huán)形層或平行簾線的簾布層，是編織或非編織的，位于胎面下面，并不固定在胎圈下，相對(duì)輪胎赤道面的左右簾線角度為18到30度。
“緩沖層”和“輪胎緩沖層”是指帶束層或帶束層結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)帶。
“胎體”是指除帶束層結(jié)構(gòu)、胎面、簾布層上的底胎面和胎側(cè)之外的結(jié)構(gòu)，包括胎圈、簾布層和在EMT或漏氣行駛輪胎中使用的插入胎側(cè)加強(qiáng)部分的插入件。
“胎身”是指胎體、帶束層結(jié)構(gòu)、胎圈、胎側(cè)或除了胎面和底胎面之外的其它輪胎部分。
“胎圈包布”是指在輪緣中胎圈周圍的加強(qiáng)材料(橡膠、織物和橡膠)來(lái)防止輪胎備輪緣部分磨損。
“夾層(clipper)”是指定位在胎圈區(qū)域的織物簾線和鋼絲簾線的窄帶，其功能是加強(qiáng)胎圈區(qū)域，并穩(wěn)定胎側(cè)的徑向內(nèi)部區(qū)域。
“圓周”是指沿著圓形胎面直徑伸展的圓形線和方向，垂直于軸線方向，并指相互靠近的圓形曲線的方向，其半徑?jīng)Q定了胎面的軸向彎曲，如截面圖所示。
“簾線”是指一種加強(qiáng)線，包括纖維或金屬或織物，用它們來(lái)加強(qiáng)簾布層或帶。
“胎冠”是指胎面、胎面凸肩及與其相近的胎側(cè)部分。
“EMT輪胎”是擴(kuò)展移動(dòng)技術(shù)，EMT輪胎是指能“漏氣行駛”的輪胎，在輪胎具有一點(diǎn)或完全沒(méi)有充氣壓力的情況下，輪胎至少還具有一定的工作能力。
“赤道面”是指垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的平面，赤道面穿過(guò)胎面中心，或者穿過(guò)輪胎胎圈的中間。
“規(guī)格”是指測(cè)量尺寸，通常是厚度尺寸。
“氣密層”是指彈性層或其它材料層，構(gòu)成了實(shí)心輪胎的內(nèi)表面，并能容納膨脹氣體或者輪胎內(nèi)的液體。其為鹵代丁基橡膠，高度不透氣。
“插入件”是指新月形或楔子形的加強(qiáng)件，特別用來(lái)加強(qiáng)漏氣行駛輪胎的胎側(cè)；還指位于胎面下的彈性非新月形插入件；它也可以叫做“楔形插入件”。
“側(cè)面”是指與軸線平行的方向。
“子午線”是指沿著輪胎軸線平面切過(guò)的輪胎線?！昂煵紝印笔侵负熅€加強(qiáng)胎體的加強(qiáng)部件，該部件是被橡膠徑向覆蓋，要不然就平行于簾線。
“簾布層”是被橡膠徑向覆蓋的簾線加強(qiáng)的胎體加強(qiáng)部件(層)或平行簾線。
“充氣輪胎”是一般為環(huán)形(通常是開(kāi)放的環(huán)形)的薄片機(jī)械裝置，具有兩個(gè)胎圈、兩個(gè)胎側(cè)和一個(gè)胎面，并且是橡膠、化合物、織物、鋼鐵或其它原料制成的。
“胎肩”是在胎面邊緣下面的胎側(cè)的上半部分。
“胎側(cè)”是在胎面和胎圈之間的輪胎部分。
“輪胎軸線”當(dāng)輪胎安裝到輪圈上并旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線。
“胎冠”是胎面和模壓在輪胎花紋中的下面材料。
“反包端”是胎體簾布層的一部分，其從胎圈向上(也就是向外)反包，這樣簾布層就是卷曲的。
具體實(shí)施例方式
如圖1A所示，一種柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100包括一個(gè)第一級(jí)輪胎成型系統(tǒng)102、一個(gè)胎體傳送裝置104和一個(gè)第二級(jí)輪胎成型系統(tǒng)106。如下詳細(xì)介紹，當(dāng)多個(gè)輪胎成型鼓108a、108b、108c、108d、108e(共同用108來(lái)表示)通過(guò)第一級(jí)成型系統(tǒng)102的時(shí)候，一個(gè)胎體在每個(gè)成型鼓上形成。在輪胎成型鼓108上成型輪胎胎體的同時(shí)，被胎面覆蓋的帶束層組在第二級(jí)輪胎成型機(jī)106上形成。胎體傳送裝置104將每個(gè)已經(jīng)成型的胎體從第一級(jí)成型系統(tǒng)102的輪胎成型鼓108上取下來(lái)。帶束層組安裝在胎體上面，胎體被充氣形成生輪胎。
本發(fā)明的柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，根據(jù)所成型輪胎的復(fù)雜程度或多或少的改變工作站數(shù)量，這樣就可以簡(jiǎn)便、快速地改造輪胎成型系統(tǒng)100。其次，輪胎成型鼓的結(jié)構(gòu)和數(shù)量也可以變化以制造不同尺寸和結(jié)構(gòu)的輪胎。而且，向成型鼓提供材料的鼓可以根據(jù)所制造輪胎結(jié)構(gòu)的不同來(lái)很容易地進(jìn)行變化。下面將介紹這些和其他改進(jìn)。
如圖1A所示，第一級(jí)成型系統(tǒng)102包括按順序排列的至少三到十個(gè)工作站，例如工作站112a、112b、112c、112d(共同用112來(lái)表示)，在每個(gè)工作站都有一個(gè)或多個(gè)輪胎部分安裝到輪胎成型鼓108上。單獨(dú)的、自行裝置也叫做自動(dòng)導(dǎo)引車輛(AGV)110a、110b、110c、110d、110e(共同用110來(lái)表示)的上面都帶有成型鼓108，這些裝置用來(lái)使成型鼓在第一成型系統(tǒng)102中前進(jìn)。輪胎成型鼓108被鼓支架130a、130b、130c、130d、130e(共同用130來(lái)表示)支撐旋轉(zhuǎn)，支架安裝在各自的AGV110上。輪胎成型鼓108繞著旋轉(zhuǎn)軸線134相對(duì)鼓支架130旋轉(zhuǎn)。AGV110彼此獨(dú)立工作，彼此不連接，并且在工作通道114上移動(dòng)，如橢圓形回路所示。而且，安裝在AGV上的成型鼓108彼此斷開(kāi)。工作通道114也可以具有如下所述的所需結(jié)構(gòu)。工作通道114包括一個(gè)穿過(guò)工作站112的直線工作軸線124，沿著箭頭116所示方向。AGV110的功能是獨(dú)立推動(dòng)斷開(kāi)的輪胎成型鼓108沿著工作通路114移動(dòng)，特別是沿著穿過(guò)工作站112的直線工作軸線124移動(dòng)，這樣在每個(gè)工作站都可以將一個(gè)或多個(gè)輪胎部分安裝到輪胎成型鼓上。最好是，每個(gè)AGV110都同時(shí)到達(dá)工作站112。但是如果不特別需要每個(gè)AGV110都準(zhǔn)時(shí)同時(shí)到達(dá)工作站112，那么AGV110就必須防止相撞。例如當(dāng)AGV110a到達(dá)工作站112a的時(shí)候，同時(shí)AGV110b、110c、110d分別到達(dá)工作站112b、112c、112d。由于從最后一個(gè)工作站112d沿著工作通道114的回路到第一工作站112a的距離大于其它工作站之間例如從112a到112b的距離，所以如圖1A所示，可以使用一個(gè)帶有輪胎成型鼓108e的附加AGV110e來(lái)提高輪胎成型鼓108沿著工作通道的速度。
每個(gè)工作站112包括貼合鼓118a、118b、118c、118d、118e、118f、118g(共同用118來(lái)表示)，供料卷筒120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g(共同用120來(lái)表示)，還有引入裝置126a、126b、126c、126d(共同用126來(lái)表示)。
在每個(gè)工作站112的引入裝置126通常處于回縮位置，如圖1A所示，與工作軸線124有一定距離。當(dāng)一個(gè)輪胎成型鼓108被一個(gè)AGV110推動(dòng)剛進(jìn)入工作站112的時(shí)候，引入裝置126沿著箭頭138的方向穿過(guò)工作軸線124向外移動(dòng)，并與安裝在工作站上的輪胎成型鼓108連接。引入裝置126的功能是提供控制和運(yùn)行輪胎成型鼓108的動(dòng)力。而且，引入裝置126與輪胎成型鼓108的連接還使輪胎成型鼓相對(duì)引入裝置126精確縱向定位。而且，當(dāng)成型鼓定位在工作站112上的時(shí)候，輪胎成型鼓108的旋轉(zhuǎn)軸線134與通過(guò)貼合鼓118的旋轉(zhuǎn)軸線123保持平行。成型鼓108的縱向定位不會(huì)改變通過(guò)輪胎成型鼓108的旋轉(zhuǎn)軸線134的位置，旋轉(zhuǎn)軸線保持固定的高度和位置，并且與工作軸線124平行。最好是當(dāng)成型鼓向前推進(jìn)并位于兩個(gè)工作站112a和112d之間的時(shí)候，通過(guò)輪胎成型鼓108的旋轉(zhuǎn)軸線134與工作軸線124共線。在成型部分安裝到輪胎成型鼓上之后，如下所述，引入裝置126與輪胎成型鼓108斷開(kāi)，回到回縮位置，如圖1A所示。這樣AGV110就可以繼續(xù)不受限制地沿著工作通道114移動(dòng)。
通過(guò)貼合鼓118的旋轉(zhuǎn)軸線123與工作軸線124精確地水平和垂直對(duì)齊。這就保證了當(dāng)輪胎成型鼓108位于工作站的時(shí)候，當(dāng)貼合鼓118朝著成型鼓向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，輪胎成型部分精確的安裝到成型鼓上，如下所述。而且，貼合鼓118相對(duì)每個(gè)工作站112所確定的縱向參考點(diǎn)128a、128b、128c、128d(共同用128來(lái)表示)沿著工作軸線124精確縱向定位，例如縱向參考點(diǎn)128位于在引入裝置126的前表面上。貼合鼓118通常都遠(yuǎn)離工作軸線124，這樣AGV110可以通過(guò)第一成型系統(tǒng)102中的每個(gè)工作站112不與貼合鼓接觸。
在輪胎成型鼓108相對(duì)每個(gè)工作站112所確定的縱向參考點(diǎn)128a、128b、128c、128d(共同用128來(lái)表示)沿著工作軸線124精確縱向定位后，貼合鼓118可以朝著工作軸線124向前移動(dòng)，這樣先前安裝到貼合鼓外表面上的輪胎部分就會(huì)被壓到輪胎成型鼓108的外表面上。然后，成型鼓的旋轉(zhuǎn)將輪胎部分從貼合鼓118輸送到成型鼓108上。本發(fā)明的一個(gè)重要特征是通過(guò)成型鼓的旋轉(zhuǎn)軸線134保持在一定高度和位置、并與工作軸線124平行共線對(duì)齊的情況下，將輪胎部分安裝到輪胎成型鼓108上。
一旦輪胎部分被傳送到輪胎成型鼓108上，貼合鼓118就能回到初始位置，這樣輪胎成型鼓可以從位于工作軸線124反面的貼合鼓上接收另一個(gè)輪胎部分，或者移動(dòng)到下一個(gè)工作站112。貼合鼓118可以是不同結(jié)構(gòu)的，取決于安裝到成型鼓108上不同部件。最好，在每個(gè)工作站112安裝不同的輪胎部分，而成型鼓108通過(guò)從第一工作站112a開(kāi)始、在最后一個(gè)工作站112d結(jié)束的順序移動(dòng)，成為當(dāng)前的構(gòu)形。
供料卷筒120上纏繞著某些輪胎部分，供料卷筒直接安裝在各自的貼合鼓118后面，如圖1A所示。最好，一定長(zhǎng)度的輪胎部分從供料卷筒120解開(kāi)，并纏繞在相鄰貼合鼓118的外表面上。一旦供料卷筒120放空了，另一個(gè)滿的供料卷筒就可以很容易安裝到位，這樣柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100就可以連續(xù)工作。
如圖1A所示，成型系統(tǒng)100的優(yōu)選實(shí)施例具有多個(gè)獨(dú)立移動(dòng)、自驅(qū)動(dòng)的AGV110，用來(lái)單獨(dú)推進(jìn)位于工作站112之間的輪胎成型鼓108沿著箭頭116的方向前進(jìn)。如圖1A所示，AGV110帶有通過(guò)成型鼓支架130a、130b、130c、130d(共同用130來(lái)表示)連接的輪胎成型鼓108。AGV110沿著埋設(shè)在地板中的引導(dǎo)線纜122所決定的工作通道114移動(dòng)。如圖1A所示，工作通道114是從第一工作站112a到最后一個(gè)工作站112d、再循環(huán)回到第一工作站112a，從而通過(guò)所有工作站112的橢圓形通道。工作站112排列起來(lái)，并在一個(gè)共用的、直線工作軸線124上間隔排列，工作軸線是沿著從第一工作站112a到最后一個(gè)工作站112d的工作通道114伸展的。AGV引導(dǎo)線纜122可以向AGV110提供控制信號(hào)，當(dāng)引導(dǎo)線纜122通過(guò)工作站112的時(shí)候，其基本與工作軸線平行。雖然所顯示的工作通道114是單向回路，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以帶有一個(gè)與由工作通道114構(gòu)成的回路類似的附加回路(未示出)，回到從工作通道114來(lái)的自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100的反面，如圖所示。而且，還可以帶有一個(gè)從工作通道114出來(lái)的支道132，在其上面AGV110可以用來(lái)進(jìn)行保養(yǎng)、儲(chǔ)存、充裝或其他用途。雖然AGV110是自帶動(dòng)力的，而且通過(guò)引導(dǎo)線纜122來(lái)自動(dòng)控制，但是它也可以是外部控制的，例如通過(guò)無(wú)線電信號(hào)和/或接近開(kāi)關(guān)，這樣AGV可以被控制來(lái)在每個(gè)工作站112上停止合適的時(shí)間，然后繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)工作站112或者進(jìn)入支道132，或者根據(jù)所需達(dá)到工廠的某些地方。
根據(jù)圖1D所示，表示的是高架結(jié)構(gòu)150，其帶有一個(gè)胎圈加載和胎圈安裝系統(tǒng)152，還有胎體傳送裝置154。高架結(jié)構(gòu)150包括多個(gè)支撐柱156，用來(lái)提供工作站112a、112b、112c、112d的空間，如圖1A所示。一個(gè)導(dǎo)軌158安裝在支撐柱156上，并從第一工作站伸展一定距離到達(dá)最后一個(gè)工作站112d。
胎圈加載系統(tǒng)152包括一對(duì)沿著導(dǎo)軌158移動(dòng)的胎圈加載器162a和162b。胎圈加載系統(tǒng)152還包括一個(gè)胎圈加載器(bead loader)140，如圖1D所示，用來(lái)將胎圈安裝到胎圈加載器162a和162b上。胎圈加載器162a和162b沿著導(dǎo)軌158移動(dòng)，將胎圈安裝到成型鼓108上，并且將位于成型鼓108上的胎圈移動(dòng)通過(guò)第一級(jí)成型系統(tǒng)102，下面將詳細(xì)介紹。
沿著導(dǎo)軌158移動(dòng)的胎體輸送裝置154包括一個(gè)夾緊環(huán)裝置166，其靠在加工后的輪胎胎體上，并且能將胎體從工作站112d上的成型鼓108上取下來(lái)。然后，夾緊環(huán)裝置166向胎體傳送裝置104移動(dòng)，在那里胎面和帶束層組被安裝在輪胎胎體上。
下面將介紹在輪胎成型系統(tǒng)100上成型生輪胎胎體的工作順序。在生輪胎胎體成型工序的第一步驟中，AGV110a將一個(gè)空的輪胎成型鼓108a沿著工作軸線124推進(jìn)，這樣通過(guò)成型鼓108a的旋轉(zhuǎn)軸線134就與工作軸線124平行。而且，當(dāng)成型鼓108a通過(guò)工作站112a-112d的時(shí)候，通過(guò)成型鼓108a的旋轉(zhuǎn)軸線134保持連續(xù)的一定高度，這樣通過(guò)成型鼓108a的旋轉(zhuǎn)軸線134就可以相對(duì)通過(guò)第一級(jí)機(jī)器102的工作軸線124位于固定的位置。成型鼓108a推進(jìn)進(jìn)入第一工作站112a并且停在那里，這樣成型鼓可以在通過(guò)引入裝置126a后到達(dá)所需的停止點(diǎn)。然后，引入裝置126a沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到引入裝置的連接頭136a、136b、136c、136d對(duì)齊到成型鼓支架130a上，如圖1B所示。引入裝置126a的連接頭136a然后連接到輪胎成型鼓108a上，這樣成型鼓就沿著工作軸線124精確縱向定位，并且保持工作軸線124與旋轉(zhuǎn)軸線134平行。在優(yōu)選實(shí)施例中，能量和控制信號(hào)可以通過(guò)引入裝置126傳到輪胎成型鼓108上，或者從輪胎成型鼓108傳出來(lái)。
然后貼合鼓118b可以沿著箭頭141所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120b上松開(kāi)到貼合鼓外表面上的輪胎部分與輪胎成型鼓108a的外表面接觸。然后成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣輪胎部分的第一層，例如氣密層304就安裝到了鼓上。然后，貼合鼓118a后退到初始位置，(雙)貼合鼓118a沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到一對(duì)已經(jīng)從(雙)供料卷筒120b上松開(kāi)的胎趾護(hù)層272a、272b被壓到氣密層304上，氣密層已經(jīng)安裝到成型鼓108a的外表面上。然后成型鼓108a旋轉(zhuǎn)這樣胎趾護(hù)層272a、272b就可以安裝到鼓上的氣密層304上。然后貼合鼓118后退到初始位置。
當(dāng)在工作站112a完成操作工序的時(shí)候，引入裝置126a將輪胎成型鼓108a放到AGV110a上，斷開(kāi)然后回到遠(yuǎn)離AGV110和輪胎成型鼓108通道的位置，這樣使得AGV110a可以將輪胎成型鼓108a推進(jìn)到下一個(gè)工作站112b中。為了清理通道，所有在工作站112中的AGV110必須幾乎同時(shí)移動(dòng)。如上所述，AGV110沒(méi)有彼此連接，成型鼓108也是斷開(kāi)的。
為了進(jìn)行生輪胎胎體成型步驟的下一步，AGV110a推動(dòng)成型鼓108a進(jìn)入第二工作站，在那里的操作與第一工作站中的操作類似。也就是說(shuō)，引入裝置126b沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，與輪胎成型鼓108連接，這樣成型鼓就可以如上所述精確對(duì)齊。然后，在所示范的漏氣行駛輪胎的結(jié)構(gòu)中，輪胎成型鼓形狀帶有兩個(gè)袋(pocket)。然后，貼合鼓118c、118d沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120b上松開(kāi)到貼合鼓外表面上的插入件306L、306R與輪胎成型鼓108a的外表面上的氣密層接觸，每個(gè)插入件都位于袋上。然后成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣輪胎插入件306L、306R就安裝到已經(jīng)加到成型鼓的氣密層304上。然后，貼合鼓118c、118c后退到初始位置，貼合鼓118e沿著箭頭141所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120d上解開(kāi)的第一簾布部件310壓到插入件306L、306R和氣密層304上，這些部件都已經(jīng)安裝到成型鼓108a的外表面上。然后成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣第一簾布部件310就可以安裝到鼓上。然后貼合鼓118e回到初始位置。
為了進(jìn)行生輪胎胎體成型步驟的下一步，AGV110a推動(dòng)成型鼓108a進(jìn)入第三工作站112c，在那里的操作與第一和第二工作站112a和112b中的操作類似。也就是說(shuō)，引入裝置126b沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到引入裝置的連接頭與輪胎成型鼓108a連接，這樣成型鼓的旋轉(zhuǎn)軸線134相對(duì)工作軸線124精確對(duì)齊。
下面，貼合鼓118f可以沿著箭頭141所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120f上放松到貼合鼓外表面上的第二輪胎插入件318R、318L與輪胎成型鼓108a的外表面上的第一簾布310接觸。然后成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣第二輪胎插入件318R、318L就安裝到了貼合鼓上的第一簾布310上。然后，貼合鼓118f后退到初始位置，貼合鼓118g沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120e上松開(kāi)的第二簾布部件280壓到已經(jīng)安裝到成型鼓108a的外表面上的第二輪胎插入件318R、318L和第一簾布310上。成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣第二簾布部件320可以安裝到鼓上。然后貼合鼓118g回到初始位置。
然后，在工作站112c，成型鼓被重新定型，一對(duì)帶有填充膠條313L、313R的胎圈312L、312R設(shè)置在胎圈加載器162a、162b上，填充膠條縫合到位。接著，下襯304和上覆的第一簾布310和第二簾布320通過(guò)使用傳統(tǒng)的反包膠囊(turnup bladder)(未示出)翻轉(zhuǎn)到胎圈318R、318L上面。憑借這個(gè)結(jié)構(gòu)，將第二插入件318R、318L安裝在成型鼓之前就可以將一個(gè)胎圈安裝到成型鼓108上。例如在最后一個(gè)工作站112d中胎體被從成型鼓上取下，然后胎圈中的一個(gè)就安裝到成型鼓108上。
接著，AGV110a推動(dòng)成型鼓108a進(jìn)入第四工作站112d，在那里的操作與第一、第二和第三工作站112a、112b和112c中的操作類似。也就是說(shuō)，引入裝置126b沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到引入裝置的連接頭與輪胎成型鼓108a連接，這樣成型鼓的旋轉(zhuǎn)軸線134相對(duì)工作軸線124精確對(duì)齊。
下面，貼合鼓118g可以沿著箭頭138所指的方向向外移動(dòng)，朝著工作軸線124，直到已經(jīng)從供料卷筒120g上松開(kāi)到貼合鼓外表面上的胎圈包布和胎側(cè)部件286a、286b與已經(jīng)在輪胎成型鼓108a的外表面上的第二簾布280接觸。成型鼓108a旋轉(zhuǎn)，這樣胎圈包布和胎側(cè)部件286a、286b就直接覆蓋在胎圈的位置上，并且縫合到第二簾布上以形成胎體。然后貼合鼓118g回到初始位置。
一旦胎體在第一級(jí)成型系統(tǒng)102中完成，那么如美國(guó)專利US4684422所公開(kāi)的帶有一個(gè)傳送環(huán)166的胎體傳送機(jī)構(gòu)104在最后一個(gè)工作站112d中將胎體從成型鼓108a中取下，并且使其移動(dòng)到第二級(jí)機(jī)器104的成形塔170上。
接著，成型鼓108a沿著工作通道114從最后一個(gè)工作站112d向第一個(gè)工作站112a前進(jìn)，同時(shí)所有的其他成型鼓也從它們先前的位置進(jìn)入下一個(gè)工作站。
一個(gè)胎面和帶束層組288在機(jī)器106中制造。胎面和帶束層組288從機(jī)器106傳送到位于第二級(jí)機(jī)器104的成型塔170上的胎體上。在成型塔170上的生輪胎胎體膨脹(重新整形)成環(huán)形，其徑向外表面壓到胎面和帶束層組上。在隨后的步驟中，生輪胎胎體被縫合(被輥?zhàn)訚L動(dòng))來(lái)除去氣穴并將內(nèi)表面粘接在一起。然后生輪胎胎體和胎面和帶束層結(jié)構(gòu)被充氣形成生輪胎290。如圖2所示，生輪胎290被從傳送裝置104上取下來(lái)，并且最好通過(guò)(未示出)的傳送機(jī)來(lái)送去模壓(加壓硫化)，這樣在熱(最好是華氏350度)和壓力下進(jìn)行硫化，從而形成一個(gè)完工的輪胎。
輪胎成型鼓圖3A(參考附圖1B和1C)示范性地表示(很簡(jiǎn)化)第一級(jí)成型鼓308(類似108)。成型鼓308通常為圓柱形，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線334(對(duì)應(yīng)134)、一個(gè)圓柱形外表面302、一個(gè)端部308a和另一個(gè)端部308b。在通常的輪胎成型過(guò)程中，氣密層304安裝到成型鼓308的表面302上，兩個(gè)嵌入部件(插入件)306L和306R(共同用306表示)在氣密層304上縱向(軸向)間隔設(shè)置，如圖所示。接著，第一簾布層310安裝在氣密層304和插入件306的上面(在上面介紹系統(tǒng)100的時(shí)候已經(jīng)介紹過(guò))。這就使得生輪胎的胎體成為圓柱形。但是，如圖3A所示，在氣密層304和簾布層310之間使用插入件306會(huì)引起兩個(gè)“凸起”，是處于胎體外表面中的增加外徑(OD)的區(qū)域。
兩個(gè)胎圈312L和312R(共同用312表示)通常連接到輪胎胎體上。每個(gè)胎圈312基本上都是不可伸展的圓形環(huán)，其內(nèi)徑(ID)基本上等于或者最好稍微大于簾布層310的OD(在沒(méi)有凸起的區(qū)域)。所表示的胎圈312L和312R稍微位于插入件306的軸向外側(cè)，為了清楚起見(jiàn)截面為圓形(而不是六邊形)。在胎體上還可以帶有第二簾布層(未示出)，胎體的外端部可以是卷曲的。最后，胎體可以被胎體輸送裝置(104)傳送到第二級(jí)成型機(jī)(106)上，來(lái)安裝如上所述的胎面組件。
與本發(fā)明在胎體上加載胎圈相關(guān)，成型鼓308的一端被鼓支架330(對(duì)應(yīng)130)支撐。如上所述，在柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100中，每個(gè)都帶有成型鼓108的自行車輛110分別連接到各自的鼓支架130上，用來(lái)推動(dòng)(移動(dòng))成型鼓通過(guò)第一成型系統(tǒng)102從一個(gè)工作站到另一個(gè)工作站，在某個(gè)工作站(例如112c)上安裝胎圈。所示的成型鼓308的一端308b被鼓支架330支撐，其另一端308a沒(méi)有被支撐(自由、懸臂)。
顯然，如果插入件306所引起的凸起足夠高(通常如此)，那么就不可能將右側(cè)胎圈312R通過(guò)從自由端308a滑到成型鼓308上來(lái)完成安裝。鼓支架330防止右側(cè)胎圈312R從支撐端308b滑到成型鼓308上。當(dāng)然，將左側(cè)胎圈312L從自由端308a滑到成型鼓308上也不會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)樗恍枰ㄟ^(guò)左側(cè)插入件306L的凸起來(lái)移動(dòng)到胎體上。本發(fā)明就是要提供解決“凸起”問(wèn)題的方法。
圖3B表示的是現(xiàn)有技術(shù)中第一級(jí)成型鼓308′(對(duì)應(yīng)308)的實(shí)施例。成型鼓308′通常為圓柱形，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線334′(對(duì)應(yīng)334)、一大致的(與標(biāo)稱的相對(duì))圓柱形外表面302′，成型鼓308′的一端308b′被鼓支架330′(對(duì)應(yīng)330)支撐，其另一端308a′沒(méi)有被支撐(自由、懸臂)。成型鼓308′與圖3A中的成型鼓308主要區(qū)別是在相對(duì)插入件306L′和306R′(對(duì)比306L和306R)的縱向(軸向)位置的外表面上具有凹槽(袋)316L和316R(共同用316表示)，尺寸也與插入件306L′和306R′(對(duì)比306L和306R)的尺寸相關(guān)。在本實(shí)施例中，氣密層304′是安裝到成型鼓308′的表面上。然后將插入件306安裝到凹槽316中。然后安裝簾布層310′(對(duì)應(yīng)310)。這就使得生輪胎具有基本為圓柱形。與圖3A中的胎體310相比，在氣密層304′和簾布層310′之間安裝插入件306′不會(huì)在胎體310′的外表面引起兩種“凸起。因?yàn)榛旧蠜](méi)有凸起，而且所安裝的胎體的外表面基本上為圓柱形，具有基本均勻的OD，所以可以通過(guò)將兩個(gè)胎圈從成型鼓308′的自由端308a滑到胎體上來(lái)進(jìn)行安裝。所表示的兩個(gè)胎圈312L′和312R′(共同用312表示)都分別被兩個(gè)胎圈座(或胎圈加載器)322L和322R(共同用322來(lái)表示)支撐。本發(fā)明是使得輪胎的兩個(gè)胎圈可以從只具有一個(gè)“自由”端的成型鼓的一端滑進(jìn)胎體上的位置中。胎圈312L′和312R′的安裝位置用簾布層310′上的虛線表示，每個(gè)都位于各自插入件306L′和306R′的稍微朝外的位置。
圖3C表示的是在輪胎成型鼓上成型(鋪層)胎體的另一個(gè)實(shí)施例，其中圖3B中的成型鼓308′具有凹槽316，胎體具有氣密層304′、插入件306′和第一簾布層310′。在本實(shí)施例中，第二套插入件318L和318R(共同用318來(lái)表示)安裝到胎體上與第一套插入件306′對(duì)應(yīng)的縱向(軸向)位置上。第二簾布層320安裝到第二插入件318上。這樣導(dǎo)致的情況就與圖3A所表示的情況類似，插入件(在這里是插入件318)的使用可以在圓柱形的胎體外表面引起凸起(是增加OD的區(qū)域)，凸起會(huì)妨礙胎圈的安裝。在圖3A所表示的輪胎胎體成型方式中，在第一簾布層310′和第二簾布層320之間使用插入件318會(huì)在胎體的外表面上造成兩種“凸起”，不可以通過(guò)將右側(cè)胎圈312R′通過(guò)從鼓308′自由端308a′滑到成型鼓308′上來(lái)完成安裝。與上一個(gè)實(shí)施例類似，將左側(cè)胎圈312L′從自由端308a′滑到成型鼓308′上不會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)樗粫?huì)橫穿(通過(guò))凸起。
將胎圈安裝在胎體上的方法根據(jù)本發(fā)明，提供一種將胎圈安裝到位于成型鼓上的胎體的方法，相對(duì)不可伸展的胎圈必須能穿過(guò)凸起，其OD大于胎圈的ID。當(dāng)從成型鼓的兩端安裝胎圈有障礙(例如鼓支架)的時(shí)候，這種情況會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)沒(méi)有凸起的問(wèn)題的時(shí)候，本發(fā)明也可以用來(lái)將胎圈安裝到胎體上。本發(fā)明特別適合用來(lái)與上述柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100一起使用將胎圈安裝在胎體上。
圖4A表示一般的成型鼓408(對(duì)應(yīng)308)，具有一個(gè)軸線434(對(duì)應(yīng)334)、一個(gè)自由端408a(對(duì)應(yīng)308a)和相對(duì)端408b(對(duì)應(yīng)308b)，相對(duì)端被鼓支架430(對(duì)應(yīng)330)所支撐。所表示的成型鼓408的表面402上具有胎體連接區(qū)域403，用來(lái)形成輪胎的胎體(410，如下所述)。
所表示的兩個(gè)胎圈412L和412R(共同用412表示)都分別被兩個(gè)胎圈保持器(或胎圈座)422L和422R(共同用422來(lái)表示)支撐。在本發(fā)明的胎體成型工序的第一步，右側(cè)的胎圈412R和與其相連的胎圈座422R移動(dòng)到位于成型鼓408上的“停止”位置，其所在的區(qū)域405最好是超過(guò)制造胎體(在區(qū)域403和鼓支架430之間)的區(qū)域403。所示的左側(cè)胎圈412L和與其相連的胎圈座422L的位置遠(yuǎn)離成型鼓408，軸向超過(guò)成型鼓408的自由端408a。在這一點(diǎn)上，胎圈座422R可以松開(kāi)胎圈412R，然后被取走(如下所述)，這樣胎圈412R就可以停留在成型鼓408的停止位置。換句話說(shuō)，胎圈座422R僅僅將胎圈412R放置在成型鼓408上。因?yàn)樘トΦ闹睆酱笥诔尚凸?，為了將胎圈保持在公知的位置并且定位在成型鼓上，任何合適的裝置都可以安裝在成型鼓(或鼓支架)上，例如三個(gè)均勻設(shè)置在成型鼓外圓周上的突起“p”(見(jiàn)附圖4B)(或者是從鼓支架表面伸出的三個(gè)指狀部)來(lái)固定或支持與在區(qū)域405中的成型鼓共軸的胎圈。
右側(cè)胎圈412R和胎圈座422R穿過(guò)成型鼓408的自由端408a沿著鼓支架430的方向移動(dòng)到成型鼓408上，然后胎體410被安裝到成型鼓408上，或者位于成型胎體410步驟中的任何合適的點(diǎn)上，先于在胎體410的外表面上的插入件(例如306、318)而造成的凸起(406，如下所述)，并且能阻止胎圈412R從成型鼓408的自由端408a安裝。例如，胎圈412可以在安裝了氣密層(304)后才被安裝到成型鼓408上?；蛘?，胎圈412可以在帶有凹槽(316)的成型鼓(例如308′)上安裝了氣密層(304′)、插入件(306′)和第一簾布層(310′)后才被安裝到成型鼓408上。胎圈412R停留在超過(guò)了在鼓上安裝胎體410的鼓區(qū)域403的位置上。在柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100中，最好一旦胎圈412R安裝在成型鼓408上，胎圈座422R就被取走。
接著，如圖4B所示，在成型鼓408上帶有一個(gè)普通胎體410。普通胎體410帶有兩個(gè)普通凸起406L和406R(共同用406表示)，凸起可以是由于在胎體410中的插入件(如306、318)造成的。在該步驟中，右側(cè)胎圈412R保持在停留位置(區(qū)域405)，被三個(gè)突起“p”支持。在該步驟中，所示的左側(cè)胎圈412L和胎圈座422L是“偏離成型鼓”的(所處的位置軸向超過(guò)成型鼓408的自由端408a)，在成型胎體410的適當(dāng)階段安裝在胎體410上。胎圈412R將被胎圈座422R拾起，然后在胎體基本完成的時(shí)候安裝到胎體上，如上所述。在這個(gè)步驟，所示的胎圈412R是處于停止位置上，靠在突起“p”上，而沒(méi)有胎圈座422R，胎圈座422R已經(jīng)被取走了。
接著，如圖4C所示，胎圈座422R重新介入，拾起胎圈412R，胎圈412R離開(kāi)停止位置，朝成型鼓408的自由端408a運(yùn)動(dòng)到胎體410上。在上一個(gè)實(shí)施例中，胎圈412R定位(安裝到位)靠近并且位于凸起406R的外側(cè)(從右側(cè)看)。所示的左側(cè)胎圈412L已經(jīng)從超越成型鼓408的自由端408a的先前位置移動(dòng)，與胎圈座422L一起朝著成型鼓的相對(duì)端408b到胎體410上，這樣胎圈412L就靠近并且位于凸起406L的外側(cè)(從左側(cè)看)。
當(dāng)胎圈412安裝到胎體410上之后，胎圈座422就都被移走(如下所述)，更多(附加的)輪胎部分可以安裝到輪胎上(按照輪胎的設(shè)計(jì))，和/或可以提供輪胎成型的其它步驟，例如將胎體的反包端部按照傳統(tǒng)方式反包。如下所述，參照附圖5A和5B，胎圈座422(示意性表示)是分段的，這樣一旦胎圈412安裝到胎體410上，它們可以很容易打開(kāi)，并從成型鼓408上取下來(lái)。該步驟也可以跟上述將胎圈412R安裝到區(qū)域405中后取走胎圈座422R的步驟相關(guān)，參照附圖4A。
本發(fā)明的一個(gè)重要的特征是胎圈412中的至少一個(gè)在胎體410成型之前就移動(dòng)到成型鼓408上的位置，這樣就基本上可以阻止(使其變得困難或不可能)從成型鼓408的自由端408a安裝。該步驟可以位于在胎體上安裝任何部分之前，或者在一些部分已經(jīng)安裝之后，但是在要先于在胎體上產(chǎn)生凸起406的步驟，因?yàn)橥蛊饡?huì)妨礙胎圈的安裝。
現(xiàn)在將胎圈從成型鼓上移開(kāi)的過(guò)程應(yīng)該很清楚了，如果胎圈保持靜止而成型鼓穿過(guò)胎圈移動(dòng)的話，也可以達(dá)到相同的效果。
圖5A和5B分別表示的是在關(guān)閉和打開(kāi)位置的胎圈座522(對(duì)應(yīng)422)。胎圈座包括一個(gè)支架(底座)502和一個(gè)環(huán)504。環(huán)504的內(nèi)徑為“d”。環(huán)504包括三段—左段504a、中間段504b和右段504c。三段504a、504b和504c的弧度最好相同—也就是說(shuō)，每個(gè)都是120度。中間段504b固定在支架502上。左右段504a和504b可旋轉(zhuǎn)地連接在中間段504b(如圖所示)上，或者直接固定在支架502上。
有機(jī)構(gòu)506L用來(lái)使左段504a從閉合位置(圖5A)旋轉(zhuǎn)到打開(kāi)位置(圖5B)。機(jī)構(gòu)506R用來(lái)使右段504c從閉合位置(圖5A)旋轉(zhuǎn)到打開(kāi)位置(圖5B)。在打開(kāi)位置，左段504a和右段504c的末端之間的距離“e”大于輪胎成型鼓(特別是在鼓上的胎體)的直徑(OD)，這樣它就可以僅僅通過(guò)從成型鼓上升高(相對(duì)成型鼓、徑向)來(lái)從成型鼓上取下來(lái)。箭頭536表示的就是從帶有軸線534(對(duì)應(yīng)434)的成型鼓(如408)上取下打開(kāi)的胎圈座522的方向。
在環(huán)504的內(nèi)邊中有多個(gè)磁體508。這些磁體用來(lái)將胎圈512(為了清楚起見(jiàn)，僅表示了一部分)固定在環(huán)504中。磁體508足夠用來(lái)固定胎圈512，但是在胎圈座從成型鼓上取下來(lái)的時(shí)候，也可以使得胎圈512處在成型鼓上，或者處在安裝在成型鼓上的胎體上。
在胎圈座安裝到成型鼓的位置上之前，胎圈最好安裝在“離線”工作的胎圈座上，如上所述(相對(duì)胎圈加載器140)。
胎圈加載系統(tǒng)如圖1A、1B、1C和1D所示，一種柔性、自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100包括一個(gè)第一級(jí)輪胎成型系統(tǒng)102、一個(gè)胎體傳送裝置104和一個(gè)第二級(jí)輪胎成型系統(tǒng)106。還表示了多個(gè)成型鼓108。
根據(jù)圖1D所示，表示的是高架結(jié)構(gòu)150，其帶有一個(gè)胎圈加載和胎圈設(shè)定系統(tǒng)152，還有胎體轉(zhuǎn)運(yùn)裝置154。高架結(jié)構(gòu)150包括多個(gè)支撐柱156，用來(lái)提供工作站112a、112b、112c、112d的空間，如圖1A所示。一個(gè)導(dǎo)軌158安裝在支撐柱156上，并從第一工作站伸展一定距離到達(dá)最后一個(gè)工作站112d。胎圈加載系統(tǒng)152包括一對(duì)沿著導(dǎo)軌158移動(dòng)的胎圈加載器162a(在右側(cè))和162b(在左側(cè))。胎圈加載系統(tǒng)152還包括一個(gè)胎圈加載器(bead loader)140，用來(lái)將胎圈安裝到胎圈加載器162a和162b上。胎圈加載器162a和162b沿著導(dǎo)軌158移動(dòng)，將胎圈安裝到成型鼓108上，并且將位于成型鼓108上的胎圈移動(dòng)通過(guò)第一級(jí)成型系統(tǒng)102。
一對(duì)胎圈座422R和422L的特定實(shí)例，對(duì)應(yīng)胎圈加載器162a和162b，用來(lái)將一對(duì)胎圈412R和412R放置在位于成型鼓408的胎體410上，細(xì)節(jié)參見(jiàn)附圖4A-4C。附圖5A到5B表示的是示范性的胎圈座(或安裝器)522。
圖6A表示的是胎圈加載系統(tǒng)中的胎圈安裝器600。胎圈安裝器600包括一個(gè)托架602和一個(gè)胎圈座622。圖6B表示的是兩個(gè)胎圈加載器600L和600R，包括兩個(gè)托架602L、602R和兩個(gè)胎圈座622，以適用于將兩個(gè)胎圈(如412L和412R)安裝到胎體(410)上。輪胎加載系統(tǒng)包括一個(gè)安裝在支撐柱(未示出，見(jiàn)156)上的水平導(dǎo)軌658(或軌道，對(duì)應(yīng)158)，導(dǎo)軌從第一工作站112a(未示出，參見(jiàn)附圖1D)伸展一段距離到最后一個(gè)工作站112d(未示出，參見(jiàn)附圖1D)。導(dǎo)軌658是U形的，并且是固定的(不能移動(dòng))。
托架602包括一個(gè)長(zhǎng)支撐部件604，其兩端為604b和604b，部件設(shè)置在導(dǎo)軌658的頂上。一個(gè)壓力線圈656從支撐部件604的一端604a伸進(jìn)由U形導(dǎo)軌658構(gòu)成的通道中。壓力線圈656可以在導(dǎo)軌658中自由移動(dòng)，以便能給予托架支撐部件604第一自由度的運(yùn)動(dòng)。(這個(gè)自由度在附圖6B被箭頭640指示)。高架導(dǎo)軌658和壓力線圈656構(gòu)成了“直線電動(dòng)機(jī)”，這樣的無(wú)軸承直線電動(dòng)機(jī)(BLM)系統(tǒng)可以來(lái)自Aerotech(匹茲堡，賓西法尼亞州)。與滾珠絲杠系統(tǒng)類似，BLM壓力線圈656必須被直線軸承系統(tǒng)支撐，該系統(tǒng)為了說(shuō)明方便已經(jīng)被省略了。一般來(lái)說(shuō)，任何可以使托架602沿著任何跨越工作站的適當(dāng)軌道/軌跡的長(zhǎng)度前后移動(dòng)的機(jī)械裝置都可以用于本發(fā)明。
胎圈座622(對(duì)應(yīng)522)被從支撐部件604端部604b下來(lái)的垂直導(dǎo)軌624掛起，以便為在高架導(dǎo)軌658下面。胎圈座622包括一個(gè)支架626(對(duì)應(yīng)502)和一個(gè)環(huán)628(對(duì)應(yīng)504)。支架626的結(jié)構(gòu)使得胎圈座622可以通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置(未示出)沿垂直導(dǎo)軌624上下移動(dòng)，如箭頭620所示。這是第二自由度。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用裝置來(lái)使得胎圈座622可以按照箭頭630(圖6A)所指示的方向移動(dòng)進(jìn)出，這樣就具有了第三自由度。
BLM系統(tǒng)帶有一個(gè)商用位置檢測(cè)器，例如線性編碼器(可以是封閉型的或者是刻度尺/讀取頭類型)，以向運(yùn)動(dòng)控制器提供壓力線圈的位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道這是傳統(tǒng)的伺服反饋控制系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)用取決于所需的分辨率。為了描述本發(fā)明，一個(gè)帶刻度尺(tape scale)650設(shè)置在高架導(dǎo)軌658的外表面上。帶刻度尺650是一系列參考標(biāo)記652(最好參見(jiàn)圖6B)，按照所需的分辨率沿著導(dǎo)軌658的長(zhǎng)度間隔布置。讀取頭654(最好參見(jiàn)圖6A)固定在垂直導(dǎo)軌624上以便能讀取在導(dǎo)軌658上的參考標(biāo)記652，并以此指示托架602沿著水平導(dǎo)軌658的位置。讀取頭654所產(chǎn)生的信號(hào)送到控制器(未示出)來(lái)指示和控制兩個(gè)托架602L和602R中的每一個(gè)的位置。
圖6B表示了兩個(gè)托架602、一個(gè)左托架622L和一個(gè)右托架622R。左托架622L和右托架622R都帶有一個(gè)胎圈座622L和622R，分別被垂直桿624L和624R吊掛。每個(gè)胎圈座622都有如箭頭640所指示的沿著軌道658從工作站到工作站運(yùn)動(dòng)的第一自由度，還有如箭頭620所指示的可以上下移動(dòng)(最好是相對(duì)第一級(jí)輪胎成型鼓的徑向)的第二自由度，也可以具有如箭頭630(圖6A)所指示的前后移動(dòng)(一般是靠近和遠(yuǎn)離裝置126)的第三自由度。
托架602和胎圈座622可以一起作為“胎圈安裝器”。本發(fā)明的胎圈加載系統(tǒng)152可以使得如上所述的兩個(gè)胎圈加載器沿著系統(tǒng)移動(dòng)，并將胎圈放置在定位于移動(dòng)范圍內(nèi)的任何工作站(如112a-112d)上的成型鼓上。結(jié)構(gòu)梁658(158)是高架穿越的，并穿過(guò)所有的工作站。托架622L和622R都帶有軸承安裝在導(dǎo)軌上，這樣，它們可以沿著梁的長(zhǎng)度從一端快速移動(dòng)到另一端。
第三托架/胎體傳送設(shè)備如圖2所示，對(duì)應(yīng)托架602的第三托架可以安裝在水平導(dǎo)軌658上，其具有一個(gè)胎體傳送裝置154(而不是胎圈座622)，傳送裝置包括一個(gè)滑到成型鼓108上、并在工作站112d的成型鼓108(如408)上取下完工的輪胎胎體的夾具環(huán)166。然后夾具環(huán)166朝著胎體傳送裝置104移動(dòng)，在那里胎面和帶束層組安裝在胎體上。因此，在自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)100中，在水平導(dǎo)軌上吊掛著三個(gè)托架。每個(gè)托架的位置都可以被帶刻度尺650(帶有參考標(biāo)記652)和讀取頭654追蹤。
操作順序在典型的操作過(guò)程中，成型的胎體從最后一個(gè)工作站(112d)的成型鼓(408)上取下來(lái)后，用于在成型鼓上形成后一個(gè)胎體的兩個(gè)胎圈中的一個(gè)(412R)可以被胎圈安裝器600安裝到成型鼓上，成型鼓位于停止位置(405)。然后當(dāng)AGV110沿著工作通道114向第一工作站112a移動(dòng)該鼓的時(shí)候，胎圈處于成型鼓上，在那里可以對(duì)隨后的胎體進(jìn)行第一步驟的操作，如上所述。當(dāng)成型鼓從一站前進(jìn)到另一站時(shí)，就將胎體成型。在某個(gè)工作站(412a-412d)中，例如第三工作站(112c)，胎圈座422R被插入到成型鼓上的打開(kāi)位置(參見(jiàn)附圖5B)，閉合，然后拾起第一胎圈412R(磁體508)然后將第一胎圈(412R)輸送到胎體(見(jiàn)附圖4C)的位置。同時(shí)，被第二胎圈座(422L)攜帶的第二胎圈(412L)移動(dòng)到胎體的位置上(見(jiàn)附圖4C)。然后，如上所述，胎圈座可以取走，并帶有各自的托架，并提供與后一個(gè)成型鼓類似的操作。
初始化系統(tǒng)在三個(gè)托架(左、中、右)中，在開(kāi)始階段初始化系統(tǒng)a.將右托架慢慢向右移動(dòng)到行程的末端；
b.然后將右托架慢慢移動(dòng)到左邊，達(dá)到第一個(gè)參考標(biāo)記(652)；c.然后將左托架慢慢移動(dòng)到行程的末端，然后反方向達(dá)到第二參考標(biāo)記；以及d.將中間托架移動(dòng)到右邊，達(dá)到防撞裝置(未示出)，然后慢慢移動(dòng)到左邊，達(dá)到它自己的(第三)參考標(biāo)記。
雖然通過(guò)附圖和上面的描述已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但是這僅僅是示意性的，而不是對(duì)特征的限定，需要理解的是只表示和描述了優(yōu)選實(shí)施例，在本發(fā)明所需要保護(hù)的范圍內(nèi)還可以有多個(gè)的變化和變型。毫無(wú)疑問(wèn)，多個(gè)其它的“主題”上的“變化”對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯而易見(jiàn)的，這樣的變化也處于本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種將兩個(gè)胎圈(412L、412R)安裝到輪胎胎體(410)上的方法，輪胎胎體設(shè)置在輪胎成型鼓(408)上，其特征在于該鼓(408)具有一自由端(408a)和一被鼓支架(430)支撐的相對(duì)端(408b)；以及該鼓(408)的表面(402)上有一第一區(qū)域(403)來(lái)設(shè)置輪胎胎體(410)；該方法包括將第一胎圈(412R)設(shè)置到該鼓(408)上的位于第一區(qū)域(403)和鼓支架(430)之間的第二區(qū)域(405)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在胎體(410)放置在鼓(408)上之前就將第一胎圈(412R)設(shè)置到第二區(qū)域(405)上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在放置胎體(410)的步驟中的任何點(diǎn)處將第一胎圈(412R)設(shè)置到第二區(qū)域(405)上，這要先于在輪胎胎體(410)的外表面上形成凸起(406)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在胎體(410)的氣密層(如304)貼合在鼓(408)的區(qū)域(403)上之后就將第一胎圈設(shè)置到第二區(qū)域(405)上。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在胎體(410)的氣密層(304′)、插入件(306′)和第一簾布層(310′)貼合在鼓(308′)的區(qū)域(403)上之后就將第一胎圈設(shè)置到第二區(qū)域(405)上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在將第一胎圈設(shè)置到第二區(qū)域(405)上之后將胎體(410)放置到鼓(408)上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于在放置胎體(410)后，將第一胎圈(412R)從區(qū)域(405)中移動(dòng)到胎體(410)上。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于在放置胎體(410)后，將第二胎圈(412L)從超過(guò)鼓(408)的自由端(408a)的位置移動(dòng)到胎體(410)上。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于用第一胎圈座(422R)保持第一胎圈(412R)；以及在胎體(410)放置到鼓(408)上以及第一胎圈(412R)移動(dòng)到位于胎體(410)上的位置之后，取走第一胎圈座(422R)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征還在于在取走第一胎圈座(422R)后，在輪胎胎體上放置另外的輪胎部件。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征還在于在取走胎圈座后進(jìn)行胎體成型的其它步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在胎體(410)的放置基本上阻礙至少一個(gè)胎圈的安裝之前，至少一個(gè)胎圈(412)移動(dòng)到鼓(408)上的位置。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于從鼓(408)的自由端(408a)安裝兩個(gè)胎圈(412L和412R)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于用第一胎圈座(422R)保持第一胎圈(412R)來(lái)將其移動(dòng)到第二區(qū)域(405)中的位置；釋放開(kāi)第一胎圈(412R)；在胎體(410)基本完成放置之后，用胎圈座(422R)拾起胎圈(412R)并將其安裝到胎體(410)上。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在完工的胎體離開(kāi)該鼓后立即沉積第一胎圈(412R)。
16.在一種自動(dòng)輪胎成型系統(tǒng)中，其特征在于一系列的工作站和鼓，該鼓從工作站前進(jìn)到工作站以便放置胎體，將胎圈設(shè)置到胎體上的方法，其中一旦完工的胎體離開(kāi)該鼓，用于隨后的將放置在鼓(408)上的胎體(410)的第一胎圈(412R)就沉積在該鼓上，并且當(dāng)該鼓循環(huán)回到一系列工作站中的第一站(112a)的時(shí)候與該鼓保持在一起，以便開(kāi)始在鼓上放置隨后的胎體。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征還在于在一系列工作站中隨后的工作站(112c)中，第一胎圈被胎圈座(622R)拾起，并被設(shè)置到胎體上，第二胎圈(412R)也被設(shè)置在胎體上。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于第一和第二胎圈通過(guò)兩個(gè)胎圈安裝器(600L、600R)設(shè)置在胎體上，胎圈安裝器從高架導(dǎo)軌(158、658)上懸掛。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征還在于從高架導(dǎo)軌(158、658)上懸掛著胎體傳送裝置(104)。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中鼓(408)的表面(402)上具有第一區(qū)域(403)，在第一區(qū)域中將放置輪胎胎體(410)，其特征還在于將第一胎圈(412R)設(shè)置到鼓(408)上的位于第一區(qū)域(403)和鼓支架(430)之間的第二區(qū)域(405)。
全文摘要
將胎圈裝到胎體上的方法，成型鼓有自由端和相對(duì)端。胎圈的第一個(gè)裝到鼓上的區(qū)域。胎圈從鼓的自由端移到該位置，該過(guò)程先于安放胎體的步驟導(dǎo)致胎體的外表面引起凸起。該過(guò)程在裝別的部分之前，或在安放氣密層之后，或在氣密層和插件和簾線裝在成型鼓上之后，鼓上有袋來(lái)減輕凸起。胎圈停止在鼓上，不妨礙安裝胎體。安裝胎體后，胎圈進(jìn)入胎體位置。其它輪胎成分可裝在胎體上和/或進(jìn)行胎體成型的其它工序。另一胎圈裝到胎體上。胎圈從鼓的自由端安裝。胎圈加載系包括導(dǎo)軌、導(dǎo)軌懸掛的托架和托架末端的胎圈座。輪胎成型系統(tǒng)包括一系列工作站，在最后的工作站完工的胎體離開(kāi)成型鼓，后一個(gè)胎體的第一胎圈在最后的工作站安裝到鼓上，鼓回到第一工作站。
文檔編號(hào)B29D30/00GK1410253SQ0214956
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月21日
發(fā)明者J·-M·杜蘭德, D·R·韋弗, F·科爾內(nèi) 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司