СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН ДЛЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
METHOD AND DEVICE OF PRODUCING VEHICLE WHEEL TIRES

Настоящее изобретение относится к способу изготовления шин для колес транспортных средств и к установке, которую можно использовать для осуществления указанного выше способа изготовления.
Шина для колес транспортных средств обычно содержит каркасную структуру, содержащую, по меньшей мере, один каркасный слой, имеющий соответственно противоположные оконечные края, обернутые вокруг кольцевых армирующих структур, каждая из которых обычно образована по существу проходящей по окружности кольцеобразной вставкой, на которую в радиально наружном положении наносят, по меньшей мере, одну наполняющую вставку.
Каркасная конструкция обычно имеет связанную с ней брекерную конструкцию, содержащую один или более брекерных слоев, расположенных с радиальным наложением относительно друг друга и относительно каркасного слоя и имеющих текстильные или металлические армирующие корды, которые имеют перекрещивающуюся ориентацию и/или по существу расположены параллельно направлению окружности шины. Протекторный браслет шины, также изготавливаемый из эластомерного материала, как и другие полуфабрикаты шины, накладывают на брекерную конструкцию в радиально наружном положении.
Здесь следует отметить, что в контексте данного описания и приведенной ниже формулы изобретения термин "необработанный эластомерный материал" означает состав, содержащий, по меньшей мере, один эластомерный полимер и, по меньшей мере, один усиливающий наполнитель. Предпочтительно, этот состав также содержит добавки, такие как, например, сшивающий агент и/или пластификатор. Благодаря присутствию сшивающего агента, этот материал образовывает поперечные связи при нагреве для формирования завершенного изделия.
На боковые поверхности каркасной конструкции также накладывают соответствующие боковины шины, изготовленные из эластомера, каждая из которых проходит от одного из боковых краев протекторного браслета до соответствующей кольцеобразной армирующей конструкции борта шины, посредством чего указанные боковины в зависимости от конструкции могут иметь соответствующие радиально наружные оконечные края, наложенные на боковые края протекторного браслета шины таким образом, чтобы образовывать структурное расположение типа, обычно известного как "наложенные боковины", или расположенные между каркасной конструкцией и боковыми краями самого протекторного браслета в структурной компоновке типа, известного как "нижележащие боковины".
В большинстве известных способов изготовления шин предусмотрено, что каркасную конструкцию и брекерную конструкцию вместе с соответствующим протекторным браслетом изготавливают отдельно друг от друга в соответствующих пунктах и затем собирают.
Более конкретно, изготовление каркасной конструкции предусматривает, во-первых, наложение на первом барабане, который обычно называют "сборочным барабаном", каркасного слоя или слоев для создания цилиндрического рукава. Кольцевые армирующие конструкции борта устанавливают или формируют на противоположных краях слоя или слоев каркаса, которые, в свою очередь, завертывают вокруг указанных кольцевых конструкций.
Одновременно на втором или вспомогательном барабане изготавливают наружный рукав, причем указанный рукав включает брекерные слои, расположенные с взаимным наложением в радиальном направлении, и протекторный браслет, наложенный на брекерные слои в радиально наружном положении. Наружный рукав затем удаляют с вспомогательного барабана и соединяют с каркасным рукавом. С этой целью наружный рукав располагают соосно вокруг каркасного рукава, после чего каркасный слой или слои образуют для придания им тороидальной конфигурации посредством перемещения бортов шины в осевом направлении друг к другу и одновременного введения внутрь каркасного рукава текучей среды под давлением для наложения брекерного кольца и протекторного браслета на каркасную конструкцию шины в радиально наружном положении. Сборка каркасного рукава с наружным рукавом может быть произведена на том же барабане, который используется для изготовления каркасного рукава, и в этом случае упоминается "одноэтапный способ сборки". Способ сборки этого типа описан, например, в патенте США №3990931.
Как вариант, сборка может производиться на так называемом формовочном барабане, на который перемещают каркасный рукав и наружный рукав, в результате чего сборка шины производится так называемым "двухэтапным способом сборки", как описано в патентах №4207133 и EP 0081858.
Согласно обычным способам сборки, протекторный браслет обычно изготовляют из непрерывно выдавливаемой профильной части, которую после охлаждения для стабилизации ее геометрической формы содержат на соответствующих платформах или барабанах. Полуфабрикат в виде частей или непрерывной ленты затем подают в питающий агрегат, который от непрерывной ленты отнимает секции или отрезки заданной длины, каждый из которых образует протекторный браслет, накладываемый по окружности на брекерную конструкцию изготавливаемой шины.
В документе ЕР 1211057 А2 описан способ изготовления шины, согласно которому во время формования собранной, но не вулканизованной шины, по меньшей мере, один составляющий элемент, например боковину, формируют посредством формования в радиальном направлении наружу центральной части по существу цилиндрической каркасной конструкции и затем наматывания вокруг нее невулканизованной резиновой ленты и соединения последней с внешней периферийной поверхностью формованной каркасной конструкции.
В документе ЕР 1201414 А2 описан способ изготовления шины, который включает: сборку невулканизованных резиновых компонентов для образования собранной, но не вулканизированной шины, вулканизацию собранной, но не вулканизированной шины и намотку вокруг нее невулканизованной резиновой ленты так, чтобы намотанные элементы имели общую заданную конфигурацию сечения для, по меньшей мере, одного из невулканизованных резиновых компонентов для образования, таким образом, по меньшей мере, одного из указанных невулканизованных резиновых компонентов.
Настоящие заявители обнаружили возможность достижения значительных усовершенствований в том, что касается гибкости производства и улучшения качества изделия посредством внедрения, совместно со способом изготовления шин посредством сборки компонентов-полуфабрикатов, по меньшей мере, одного этапа, предполагающего изготовление составляющего шину элемента из эластомера, в частности составляющего элемента протекторного браслета и/или боковин посредством намотки непрерывного длинного элемента вдоль заданной траектории.
Следует отметить, что в контексте настоящего описания и нижеследующей формуле изобретения термин "незавершенная конструкция невулканизированной шины" или более кратко "незавершенная конструкция" означает находящуюся в процессе обработки невулканизованную шину, содержащую каркасную конструкцию, имеющую по существу тороидальную форму, связанную с кольцевыми армирующими конструкциями, разнесенными в осевом направлении друг от друга, и, возможно, брекерную конструкцию, связанную с этой каркасной конструкцией в коронной зоне и без, по меньшей мере, одного составляющего элемента шины, выполненного из эластомерного материала. Предпочтительно, указанный, по меньшей мере, один составляющий шину элемент выбран из следующих элементов: протекторного браслета, подстилающего слоя протекторного браслета, боковин и устойчивой против стирания ленты.
В контексте настоящего описания и приведенной ниже формулы изобретения термин "линия сборки полуфабрикатов" или более кратко "сборочная линия" следует понимать как набор устройств для сборки и последующего формования конструкций незавершенной невулканизированной шины из производимых отдельно полуфабрикатов, которые хранятся и затем доставляются на сборочные устройства; примерами этих устройств являются следующие: сборочные барабаны (обычно называемые "барабанами первого этапа"), формовочные барабаны (обычно называемые "барабанами второго этапа"), сборочно-формовочные барабаны (обычно называемые "одноэтапными барабанами"), барабаны для изготовления брекерной конструкции (обычно называемые "вспомогательными барабанами"), устройства для перемещения незавершенных конструкций невулканизированных шин, устройства для изготовления полуфабрикатов (включая, например, каркасные слои, наполнители, брекерные ленты, периферийные кольцевые армирующие вставки или "сердечники борта шины"), устройства для складирования указанных выше полуфабрикатов и механизмы для доставки полуфабрикатов к указанным выше барабанам.
В контексте настоящего описания и приведенной ниже формулы изобретения термин "пункт (или также линия) для завершения накладки непрерывного, длинного элемента" или также более коротко "пункт конечной сборки" или "линия конечной сборки" следует понимать как набор устройств для завершения обработки указанных выше незавершенных конструкций невулканизированных шин, которые включают в себя автоматизированные устройства для обработки указанных незавершенных конструкций невулканизированных шин, и устройства для подачи и укладки непрерывного длинного элемента необработанного эластомерного материала. Завершение процесса достигается посредством формования, по меньшей мере, одного составляющего элемента указанной шины, изготовленной из эластомерного материала с использованием указанного непрерывного длинного элемента, также указанного ниже "удлиненным элементом", изготовленным на месте, то есть незадолго до формования указанного составляющего элемента шины без этапов, включающих складирование указанного удлиненного элемента.
Для достижения указанной выше гибкости производства настоящие заявители поставили перед собой задачу комбинирования сборочных линий, посредством которых изготавливаются незавершенные конструкции невулканизированных шин, с линиями конечной сборки, с помощью которых, по меньшей мере, один составляющий шину элемент из эластомерного материала сформирован таким образом, что позволяет завершить сборку указанных незавершенных конструкций.
Комбинация этих различных производственных линий привела к необходимости привести в соответствие изменяющиеся уровни производительности и различные уровни эффективности, которые типичны для этих производственных линий, чтобы сочетать высокий уровень производительности с высоким уровнем эффективности производства. В частности, авторы изобретения установили, что сборочные линии имеют высокую производительность, то есть короткую продолжительность цикла (в пределах одной минуты или даже меньше), когда "продолжительность цикла" означает время, необходимое для изготовления части (в этом конкретном случае незавершенной конструкции невулканизированной шины). Высокая производительность сборочных линий еще больше возрастает благодаря тому факту, что комбинирование с пунктами конечной сборки позволяет исключить из сборочного процесса этапы, включающие наложение, по меньшей мере, одного из составляющих элементов шины, выполненных из эластомерного материала, в частности протекторного браслета и/или боковин. С другой стороны, сборочные линии имеют уровень эффективности (то есть соотношение между действительным временем производства и запрограммированным временем производства), который довольно низкий, обычно не больше 60-70% из-за периодических остановок работы оборудования по причине, например, необходимости замены барабанов, подающих полуфабрикаты, а также сбоев в работе вследствие высокой сложности используемого оборудования. В противоположность этому, линии для завершения наложения непрерывного длинного элемента имеют более низкую производительность с продолжительностью этапа, колеблющейся обычно от 1,6 до 2,3 минуты, но в то же время имеют высокую эффективность (80-90%) при ограниченном количестве остановок оборудования благодаря относительно простой конструкции используемого оборудования и безостановочному изготовлению длинного элемента, который, таким образом, не требует использования барабанов для хранения.
Настоящие заявители обнаружили, что можно комбинировать в одной установке линии сборки компонентов-полуфабрикатов и линии завершения наложения непрерывного длинного элемента, приводя в соответствие различные уровни производительности и уровни эффективности разных линий с помощью этапа, включающего временное складирование незавершенных конструкций невулканизированных шин между сборочной линией и пунктом завершения сборки. Этот этап, включающий временное накопление произведенных на сборочной линии незавершенных конструкций, выполняет в основном "регулирующую" функцию, что позволяет накапливать продукцию сборочной линии, когда последняя функционирует, и постоянно снабжать узел конечной сборки даже тогда, когда сборочная линия остановлена.
Настоящие заявители также обнаружили, что указанное выше комбинирование сборочной линии и линии конечной сборки может быть усовершенствовано за счет применения пункта конечной сборки, который способен одновременно обрабатывать, по меньшей мере, две незавершенные конструкции. Таким образом можно сократить время, в течение которого незавершенные конструкции невулканизированной шины находятся на этапе временного хранения, благодаря также тому факту, что пункт конечной сборки конструкций продолжает функционировать также и во время остановок сборочной линии.
Согласно первому объекту настоящего изобретения создан способ изготовления шин, включающий в себя следующие этапы:
(I) последовательное производство на, по меньшей мере, одной сборочной линии незавершенных конструкций невулканизированных шин, имеющих по существу тороидальную форму, причем производство каждой незавершенной конструкции включает в себя:
(I-а) сборку каркасной конструкции в форме по существу цилиндрического рукава, состоящего, по меньшей мере, из одного каркасного слоя, функционально связанного с кольцевыми армирующими конструкциями, которые в осевом направлении отстоят друг от друга;
(I-b) формование каркасной конструкции для получения по существу тороидальной формы;
(II) временное складирование незавершенных конструкций, произведенных на, по меньшей мере, одной сборочной линии;
(III) перемещение незавершенных конструкций в, по меньшей мере, один пункт конечной сборки;
(IV) в, по меньшей мере, одном пункте конечной сборки формирование на каждой незавершенной конструкции, по меньшей мере, одного составляющего элемента шины наложением, по меньшей мере, одного непрерывного длинного элемента из необработанного эластомера по заданной траектории;
(V) осуществление этапа вулканизации изготовленных таким способом невулканизированных шин;
при этом на этапе (II) обеспечивают накопление продукции сборочной линии, когда последняя функционирует, и ее подачу в, по меньшей мере, один узел конечной сборки даже тогда, когда сборочная линия остановлена.
Предпочтительно, по меньшей мере, две незавершенные конструкции обрабатывают одновременно в том же пункте конечной сборки.
Предпочтительно, по меньшей мере, две незавершенные конструкции одновременно подвергают этапу (IV), включающему формирование, по меньшей мере, одного составляющего элемента шины в том же пункте конечной сборки.
Предпочтительно, этап (I) включает в себя также этапы:
(I-c) изготовления брекерной конструкции; и
(I-d) соединения брекерной конструкции с каркасной конструкцией.
Предпочтительно, этап (I-d) соединения брекерной конструкции с каркасной конструкцией выполняют до этапа (I-b) формования каркасной конструкции, имеющей по существу тороидальную форму.
Предпочтительно, этап (I-d) соединения брекерной конструкции с каркасной конструкцией выполняют после этапа (I-b) формования каркасной конструкции, имеющей по существу торроидальную форму.
Предпочтительно, этап (I-d) соединения брекерной конструкции с каркасной конструкцией выполняют одновременно с этапом (I-b) формования каркасной конструкции, имеющей по существу тороидальную форму.
Предпочтительно, этап (I-а) монтажа осуществляют на сборочном барабане, и этап (I-b) формования осуществляют на формовочном барабане.
Предпочтительно, до этапа (II) временного складирования незавершенные конструкции снимают с формовочного барабана.
Предпочтительно, этап (I-а) монтажа и этап (I-b) формования осуществляют на одном и том же сборочно-формовочном барабане.
Предпочтительно, до этапа (II) временного складирования незавершенные конструкции снимают со сборочно-формовочного барабана.
Предпочтительно, этап (II) временного складирования осуществляют в накопительном пункте.
Предпочтительно, во время доставки на этап (IV) формования каждая незавершенная конструкция поддерживается на соответствующем поддерживающем элементе.
Предпочтительно, поддерживающим элементом является формовочный или сборочно-формовочный барабан.
Предпочтительно, этап (IV) формирования выполняют посредством наложения длинного элемента витками по окружности вокруг оси незавершенной конструкции.
Предпочтительно, витки частично накладываются.
Предпочтительно, составляющий элемент шины выбирают из: протекторного браслета, вставки протекторного браслета, боковин и устойчивой к стиранию ленты.
Предпочтительно, протекторный браслет и боковины образованы в соответствии с этапом (IV) на каждой незавершенной конструкции.
Предпочтительно, протекторный браслет, подстилающий слой протекторного браслета и боковины формируют в соответствии с этапом (IV) на каждой незавершенной конструкции.
Предпочтительно, каждая незавершенная конструкция перемещается внутри пункта конечной сборки конструкций шины вращательным движением вокруг, по меньшей мере, одной оси незавершенной конструкции и поступательным движением по отношению к, по меньшей мере, одному элементу для подачи непрерывного длинного элемента.
Предпочтительно, невулканизированные шины, изготовленные в соответствии с этапом (IV), снимают с поддерживающего устройства и временно складируют в накопителе до того, как их направляют на этап (V) вулканизации.
Предпочтительно, незавершенные конструкции, поданные со сборочной линии, передают в, по меньшей мере, два пункта конечной сборки.
Предпочтительно, партии незавершенных конструкций подают с, по меньшей мере, двух сборочных линий и переводят в пункт конечной сборки.
Согласно второму объекту настоящего изобретения создана установка для изготовления шин, включающая в себя:
по меньшей мере, одну сборочную линию для производства незавершенных конструкций невулканизированных шин, имеющих по существу тороидальную форму, которая содержит, по меньшей мере, одно устройство для сборки каркасных конструкций в форме по существу цилиндрического рукава; и, по меньшей мере, одно устройство для формования каркасных конструкций с тем, чтобы придать им по существу тороидальную форму; причем каркасные конструкции содержат, по меньшей мере, один каркасный слой, который функционально связан с кольцевыми армирующими конструкциями, отстоящими в осевом направлении друг от друга;
по меньшей мере, один накопительный пункт для временного хранения незавершенных конструкций, изготовленных на, по меньшей мере, одной сборочной линии;
по меньшей мере, один пункт конечной сборки, включающий в себя, по меньшей мере, один элемент для подачи непрерывного длинного элемента из необработанного эластомера; и, по меньшей мере, два узла для обработки незавершенных конструкций, подаваемых сборочной линией, причем узлы для обработки выполнены с возможностью сообщения упомянутым незавершенным конструкциям вращательного движения вокруг, по меньшей мере, одной оси незавершенной конструкции и поступательного движения относительно, по меньшей мере, одного элемента для подачи с тем, чтобы образовать на незавершенных конструкциях, по меньшей мере, один составляющий элемент шины наложением непрерывного длинного элемента по заданной траектории;
при этом накопительный пункт выполнен с возможностью накопления продукции сборочной линии, когда последняя функционирует, и ее подачу в, по меньшей мере, один узел конечной сборки даже тогда, когда сборочная линия остановлена.
Предпочтительно, устройство для сборки каркасных конструкций является сборочным барабаном.
Предпочтительно, устройство для формования каркасной конструкции, имеющей по существу тороидальную форму, является формовочным барабаном.
Предпочтительно, устройство для монтажа каркасной конструкции и устройство для формования каркасной конструкции соединены вместе в унифицированном барабане.
Предпочтительно, сборочная линия содержит, по меньшей мере, один вспомогательный барабан для формования брекерной конструкции.
Предпочтительно, сборочная линия включает, по меньшей мере, один перемещающий элемент для перемещения брекерной конструкции в положение, находящееся радиально на наружной стороне каркасной конструкции.
Предпочтительно, установка также включает в себя разгрузочный пункт для невулканизированных шин, изготовленных упомянутым, по меньшей мере, одним пунктом конечной сборки.
Предпочтительно, по меньшей мере, один пункт конечной сборки включает в себя, по меньшей мере, два элемента для подачи.
Предпочтительно, по меньшей мере, один пункт конечной сборки включает в себя три элемента для подачи.
Предпочтительно, первый элемент для подачи и второй элемент для подачи размещены таким образом, что соответствующие непрерывные длинные элементы из эластомера подаются по существу на одной и той же высоте.
Предпочтительно, третий элемент для подачи размещен таким образом, что соответствующий непрерывный длинный элемент из эластомера подается на высоте по вертикали, большей, чем высота первого элемента для подачи и второго элемента для подачи.
Предпочтительно, по меньшей мере, два элемента для подачи расположены симметрично относительно упомянутой вертикальной плоскости симметрии.
Предпочтительно, по меньшей мере, два узла для обработки расположены симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии.
Предпочтительно, по меньшей мере, два пункта конечной сборки связаны с каждой сборочной линией.
Предпочтительно, по меньшей мере, две сборочные линии связаны с каждым пунктом конечной сборки.
Согласно третьему объекту настоящего изобретения создан пункт конечной сборки, включающий в себя: по меньшей мере, один элемент для подачи непрерывного длинного элемента из необработанного эластомера; по меньшей мере, два узла для обработки незавершенных конструкций невулканизированных шин, причем указанные узлы выполнены с возможностью придания упомянутым конструкциям вращательного движения вокруг, по меньшей мере, одной оси незавершенной конструкции и поступательного движения по отношению к, по меньшей мере, одному элементу для подачи с тем, чтобы образовать на незавершенной конструкции, по меньшей мере, один составляющий элемент шины наложением непрерывного длинного элемента по заданной траектории; и, по меньшей мере, два элемента для подачи, размещенных симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии.
Предпочтительно, пункт конечной сборки включает в себя три элемента для подачи.
Предпочтительно, первый элемент для подачи и второй элемент для подачи размещены так, что соответствующие непрерывные длинные элементы из необработанного эластомера подаются по существу на одной и той же высоте.
Предпочтительно, третий элемент для подачи размещен таким образом, что соответствующий непрерывный длинный элемент из необработанного эластомера подается на высоте по вертикали, большей, чем высота первого элемента для передачи и второго элемента для передачи.
Предпочтительно, по меньшей мере, два узла для обработки расположены симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии.
Другие отличительные признаки и преимущества станут более очевидными при ознакомлении с подробным описанием предпочтительного, но не единственного варианта осуществления способа и выполнения установки для изготовления шин для колес транспортных средств в соответствии с настоящим изобретением.
Данное описание будет приведено здесь со ссылками на прилагаемые чертежи, которые даны исключительно в качестве примера, и на которых:
фиг.1 - схематический вид сверху установки для изготовления шин, соответствующей настоящему изобретению; фиг.2 - вид сбоку пункта конечной сборки, который образует часть установки, показанной на фиг.1;
фиг.3 - схематический частичный вид шины в сечении, которую можно изготовить в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1 ссылочной позицией 1 обозначена в целом установка для изготовления шин, соответствующая настоящему изобретению, которая содержит сборочную линию 100, пункт 200 конечной сборки и накопительный пункт 300.
Изобретение предназначено для изготовления шин в целом, например, шин, обозначенных в целом ссылочной позицией 2 на фиг.3 и содержащих каркасную конструкцию 3, имеющую по существу тороидальную форму, брекерную конструкцию 4, расположенную по периферии в радиально наружном положении вокруг каркасной конструкции 3, протекторный браслет 5, наложенный на брекерную конструкцию 4 в радиально наружном положении, и пару боковин 6, которые наложены сбоку на каркасную конструкцию 3 на противоположных сторонах, и каждая из которых проходит от бокового края протекторного браслета до зоны, близкой к радиально внутреннему краю указанной каркасной конструкции.
Каждая боковина 6 может иметь соединенную радиально наружную оконечную часть 6а, по меньшей мере, частично накрытую концом протекторного браслета 5, как показано прерывистой линией на фиг.3, в соответствии с конструктивным решением, которое обычно известно как "нижележащие боковины". В альтернативном варианте радиально наружные оконечные части 6а боковин 6 могут быть наложены сбоку на соответствующие концы протекторного браслета 5, как показано сплошной линией на фиг.3, в соответствии с конструктивным решением, обычно известным как "наложенные боковины".
Каркасная конструкция 3 включает пару кольцеобразных армирующих конструкций 7, которые включены в зоны, обычно называемые "бортами", и каждая из которых состоит, например, из по существу проходящей по окружности кольцевой армирующей вставки 8, которую обычно называют "сердечником борта", удерживающим расположенный в радиально наружном положении эластомерный наполнитель 9. Оконечные края 10а одного или более каркасных слоев 10 завернуты назад вокруг каждой из кольцевых армирующих конструкций, причем указанные слои содержат текстильные или металлические корды, проходящие поперечно относительно направления по окружности шины 2, если необходимо, с заданным наклоном от одной из кольцевых армирующих конструкций 7 к другой.
В самонесущих шинах или шинах, предназначенных для специального использования, можно также предусматривать вспомогательные армирующие вставки, например, типа, обычно называемого "люнет", накладываемые в районе боковин 6 на внутренней стороне каркасного слоя 10 или между двумя соединенными друг с другом каркасными слоями. Как показано прерывистой линией 11 на фиг.3, каждая из этих вспомогательных эластичных поддерживающих вставок имеет радиально внутренний край 11а, находящийся вблизи одной из кольцевых армирующих конструкций 7, и радиально наружный край 11b, находящийся в районе бокового края 4а брекерной конструкции 4.
В свою очередь, брекерная конструкция 4 может содержать один или более брекерных слоев 12а, 12b, содержащих металлический или текстильный корды, необходимым образом наклоненные относительно окружности шины в соответственно пересекающихся направлениях между одним брекерным слоем и следующим, а также возможный наружный брекерный слой 12с, содержащий один или более кордов, намотанных по окружности соседними в осевом направлении витками вокруг брекерных слоев 12а, 12b. Каждая из боковин 6 и протекторный браслет 5 по существу содержат, по меньшей мере, один слой эластомера пригодной толщины. Протекторный браслет 5 может также иметь связанный с ним так называемый подстилающий слой (не показан) из эластомера, имеющий необходимый состав и физические/химические свойства и действующий в качестве граничного слоя между действительным протекторным браслетом и находящейся под ним брекерной конструкцией 4.
Отдельные компоненты каркасной конструкции 3 и брекерной конструкции 4, такие как, в частности, кольцевые армирующие конструкции 7, каркасные слои 10, брекерные слои 12а и 12b и любые другие усиливающие элементы, предназначенные для образования наружного брекерного слоя 12с, подают в установку 1 в виде полуфабрикатов, изготовленных на предшествующих этапах обработки с тем, чтобы их можно было заданным образом собрать вместе.
Сборочная линия 100 обычно содержит сборочный барабан 14, на котором первоначально наматывают каркасный слой или слои 10, причем указанный слой или слои подают из питающего устройства 14а (не описанного подробно, поскольку оно может быть выполнено с использованием способов, хорошо известных в данной области техники), которые нарезают на секции пригодной длины, соотносимой с длиной окружности сборочного барабана 14, до того как их укладывают для образования по существу цилиндрического так называемого "каркасного рукава". Кольцевые армирующие конструкции 7 устанавливают на оконечные края 10а слоев 10, и указанные оконечные края затем загибают назад, чтобы ввести их в зацепление с армирующими конструкциями, находящимися внутри загибов, последовательно образованных слоями 10. При необходимости, сборочная линия 100 может включать устройства для соединения с каркасным слоем или слоями 10 вспомогательных армирующих вставок, которые накладывают в ходе предварительных этапов или вставляют в ходе этапов, включающих наложение слоя или слоев 10 и/или других компонентов каркасной конструкции 3. В частности, можно предусматривать наложение указанных выше вспомогательных эластичных усиливающих вставок или "люнетов" 11 непосредственно на сборочный барабан 14 до наложения каркасного слоя или слоев 10 или на один из каркасных слоев до наложения дополнительного каркасного слоя 10.
Когда сборка компонентов завершена, перемещающие устройства (не показаны) удаляют каркасную конструкцию 3 со сборочного барабана 14 и перемещают ее на формовочный барабан 15.
В альтернативном варианте сборка компонентов каркасной конструкции 3 может быть произведена прямо на формовочном барабане 15, который, таким образом, выполняет также функцию сборочного барабана: в этом случае барабан 15 относится к типу, называемому "одноэтапным", и каркасный слой или слои 10, подаваемые из питающего устройства 14а, и кольцевые армирующие конструкции 7 собирают прямо на нем без использования сборочного барабана 14.
Брекерную конструкцию обычно формируют на вспомогательном барабане 16 и затем соединяют с каркасной конструкцией 2. Более конкретно, для этой цели предусмотрен вариант, согласно которому вспомогательный барабан 16 выполнен с возможностью взаимодействия с устройствами 17 для наложения брекерной конструкции 4, которые могут, например, содержать, по меньшей мере, одно питающее устройство 17а, которое подает в виде непрерывной ленты полуфабрикаты и затем разрезает их на секции, имеющие длину, соответствующую длине окружности вспомогательного барабана 16, одновременно с формированием на нем соответствующих брекерных слоев 12а и 12b. С устройством 17а, подающим брекерные слои, может также быть скомбинирован узел (не показан на чертежах), подающий одну или более дополнительных усиливающих вставок, таких как, например, непрерывные корды, накладываемые сверху на брекерные слои 12а, 12b таким образом, чтобы образовывать наружный брекерный слой 12с в форме примыкающих друг к другу в осевом направлении кольцевых витков.
После приведения в действие соответствующих передающих устройств брекерную конструкцию 4, уложенную на вспомогательный барабан 16, отсоединяют от последнего и перемещают на каркасную конструкцию, расположенную в форме цилиндрического pукава на формовочном барабане 15. Передающие устройства могут, например, содержать передающий элемент 18 по существу кольцеобразной формы (обычно называемый "передающим устройством"), который движется до тех пор, пока не будет расположен вокруг вспомогательного барабана 16 с тем, чтобы снять с последнего брекерную конструкцию 4. Известным образом вспомогательный барабан 16 отсоединяет брекерную конструкцию 4, которую затем перемещают передающим элементом 18 и устанавливают соосно в отцентрированном положении на формовочный барабан 15, удерживающий каркасную конструкцию 3. Можно предусматривать, чтобы формовочный барабан 15 был выполнен с возможностью взаимодействия с передающим элементом 18, следующим движению самого формовочного барабана от положения, где он может взаимодействовать с устройствами, предназначенными для закрепления на нем каркасной конструкции 3.
Каркасную конструкцию 3 затем формуют в тороидальную конфигурацию посредством перемещения в осевом направлении кольцевых армирующих конструкций 7 по направлению друг к другу и одновременной подачи в нее текучей среды под давлением для введения каркасного слоя или слоев 10 в контакт с внутренней поверхностью брекерной конструкции 4, удерживаемой передающим элементом 18. После этапа формования или одновременно с ним может быть выполнен любым пригодным способом этап прокатки на брекерной конструкции 4 для получения лучшего связывания брекерных слоев 12а, 12b, 12с с каркасным слоем или слоями 10.
Каждую незавершенную конструкцию 13 собранной, но не вулканизированной шины затем перемещают в пункт 300 складирования и затем в пункт 200 конечной сборки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления способа, соответствующего изобретению, незавершенные конструкции 13 снимают с формовочного барабана 15 и помещают вручную или с помощью автоматических транспортировочных средств в пункт 300 складирования, находящийся вблизи пункта 200 конечной сборки, до передачи в пункт 200 конечной сборки.
Согласно альтернативному варианту, незавершенные конструкции 13 находятся на формовочном барабане 15 и их помещают вручную или с помощью автоматических транспортировочных средств в пункт 300 складирования.
Пункты 300 складирования могут содержать одну или более управляемых вручную транспортных тележек или одну или более автоматических или полуавтоматических платформ (схематически показаны на фиг.1), на которых размещаются незавершенные конструкции 13.
Перемещение незавершенных конструкций 13 в пункт 200 конечной сборки (где обрабатываются незавершенные конструкции, обозначенные ссылочными позициями 13а и 13b), предпочтительно производится при помощи узлов 20а, 20b для обработки (подробно описанных ниже), которые последовательно снимают каждую незавершенную конструкцию невулканизированной шины и передают элементам 19а, 19b и 19с для подачи.
С этой целью каждый узел 20а, 20b для обработки снабжен расположенным на конце автоматизированного манипулятора 21 поддерживающим элементом 15а, 15b, на котором поддерживается и перемещается незавершенная конструкция 13а, 13b. Поддерживающий элемент 15а, 15b может быть образован, например, барабаном, на котором перемещают незавершенную конструкцию 13 после каждого этапа складирования. Этот барабан обычно имеет конструкцию, подобную используемой для формования (и если необходимо, для сборки) самой незавершенной конструкции.
В альтернативном варианте поддерживающий элемент 15а, 15b является тем же формовочным барабаном 15, на котором незавершенная конструкция 13а и 13b была отформована (и, если необходимо, также собрана). В этом случае, как уже указывалось выше, после этапа сборки каждая незавершенная конструкция 13а и 13b шины остается закрепленной на ее формовочном барабане 15 и, таким образом, перемещается в пункт 300 складирования и затем в пункт 200 конечной сборки для наложения, по меньшей мере, одного составляющего элемента шины. Когда формовочный барабан 15 отсоединен от собранной, но не вулканизированной шины 13с, полученной после конечной сборки, он возвращается назад на сборочную линию 100, где он используется вновь для изготовления очередной конструкции 13 шины.
Следует отметить, что завершение указанных выше конструкций 13а, 13b невулканизированных шин требует наложения, по меньшей мере, одного составляющего элемента шины 2, например, такого как протекторный браслет, подстилающий слой, боковины или устойчивая к истиранию лента. Ниже в качестве примера описано только наложение протекторного браслета и боковин, но с использованием аналогичных операций можно накладывать на указанные выше незавершенные конструкции шины все составляющие элементы из эластомера, необходимые для завершения сборки указанной выше шины 2.
В соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, один из этапов, включающих наложение составляющего элемента шины, например протекторного браслета 5 и/или боковин 6, выполняют посредством наложения, по меньшей мере, одного непрерывного длинного элемента из необработанного эластомера по заданной траектории, предпочтительно кольцевыми витками вокруг геометрической оси (предпочтительно оси по существу радиальной симметрии) указанной незавершенной конструкции шины.
Предпочтительно, как наложение протекторного браслета 5, так и наложение боковин 6 осуществляют с использованием указанной выше процедуры, как будет описано более подробно ниже. Однако можно также образовывать боковины 6 и другим способом, например, при помощи устройства для подачи боковин (не показано на чертежах), которое связано с производственной установкой и предназначено для подачи, по меньшей мере, одного полуфабриката в форме непрерывной ленты эластомера, из которой сами боковины нарезают в виде секций заданной длины в зависимости от длины окружности сборочного барабана 15 и изготовляемой шины 2. Протекторный браслет 5, в свою очередь, может быть изготовлен непосредственно на брекерной конструкции 4, сформированной на вспомогательном барабане 16, например, при помощи устройства для подачи полуфабриката в виде непрерывной ленты, из которой получают протекторные браслеты при помощи операций, включающих нарезку секций требуемой длины.
Согласно предпочтительному альтернативному решению, в указанном пункте 200 конечной сборки расположены, по меньшей мере, два, более предпочтительно три элемента 19а, 19b, 19с для подачи, причем каждый из указанных элементов для подачи предназначен для укладки соответствующего непрерывного длинного элемента из необработанного эластомера на незавершенную конструкцию 13а, 13b, предпочтительно в положении в осевом направлении снаружи от указанной каркасной конструкции 3 и/или в положении радиально снаружи от указанного брекера 4. Каждый элемент 19а, 19b, 19с для подачи, например, может содержать экструдер, ролик для укладки или другой элемент, который, будучи расположенным рядом с обрабатываемой шиной, подает и укладывает непрерывный длинный элемент из необработанного эластомера непосредственно на незавершенную конструкцию 13а, 13b одновременно с наматыванием указанного удлиненного элемента вокруг оси указанной незавершенной конструкции 13а, 13b.
Более конкретно, предусматривается использование, по меньшей мере, одного элемента 19а для подачи, составляющего часть узла для укладки протекторного браслета 5 на брекерную конструкцию 4 в радиально наружном положении. Первый элемент 19а для подачи может быть предназначен для подачи первого непрерывного удлиненного элемента непосредственно на брекерную конструкцию 4 с тем, чтобы формировать протекторный браслет 5.
Когда изготовление протекторного браслета 5 требует формирования так называемого подстилающего слоя, может быть предусмотрен второй элемент 19b для подачи для наложения непосредственно на брекерную конструкцию 4, до вмешательства в работу первого элемента 19а для подачи, второго удлиненного элемента, предназначенного для формирования указанного выше подстилающего слоя из эластомерного материала.
Предпочтительно, предусмотрено также использование третьего элемента 19с для подачи, образующего часть узла для наложения боковин 6 на каркасный слой или слои 10 в наружном по оси положении. Третий элемент 19с для подачи предназначен для подачи третьего непрерывного удлиненного элемента непосредственно на каркасный слой 10.
В другом варианте осуществления изобретения указанные выше три элемента 19а, 19b, 19с для подачи предназначены для формирования, соответственно, первого протекторного браслета, второго протекторного браслета и боковин. В этом случае узел 20а для обработки будет подавать связанную с ним незавершенную конструкцию 13а к местонахождению элементов 19а и 19с для подачи, в то время как узел 20b для обработки будет подавать связанную с ним незавершенную конструкцию 13b к местонахождению элементов 19b и 19с. Таким образом можно будет одновременно выполнять обработку двух шин, имеющих, например, протекторные браслеты, составленные из смесей, отличающихся друг от друга.
В указанном пункте 200 конечной сборки каждый узел 20а, 20b для обработки взаимодействует с элементами 19а, 19b, 19с для подачи для того, чтобы производить недостающий составляющий элемент или элементы, например протекторный браслет 5 и/или боковины 6. Каждый узел 20а, 20b для обработки по сути дела управляет поддерживающим элементом 15а, 15b, удерживающим указанную незавершенную конструкцию 13а, 13b, для того, чтобы вызвать ее вращение вокруг геометрической оси (предпочтительно по существу оси радиальной симметрии) с тем, чтобы каждый из длинных элементов был распределен по окружности относительно указанной выше незавершенной конструкции 13а, 13b. Одновременно узел 20а, 20b для обработки выполняет управляемые относительные перемещения незавершенной конструкции 13а, 13b и элемента 19а, 19b, 19с для подачи с тем, чтобы распределять длинный элемент витками по окружности, таким образом образуя протекторный браслет 5 и/или боковину 6 в соответствии с требуемой толщиной и геометрической формой.
Согласно предпочтительному конструктивному решению, показанному на фиг.1 и 2, каждый узел 20а, 20b для обработки включен в, по меньшей мере, один автоматизированный манипулятор 21, несущий оконечную головку 22, к которой одним концом прикреплен поддерживающий элемент 15а, 15b, например, при помощи стержня 29, совпадающего с его геометрической осью. В показанном примере (фиг.2) автоматизированный манипулятор 21 содержит основание 23, которое может поворачиваться на фиксированной платформе 24 вокруг первой вертикальной оси, первую секцию 25, прикрепленную к основанию 23 с возможностью качания вокруг второй предпочтительно горизонтальной оси, вторую секцию 26, прикрепленную к первой секции 25 с возможностью качания вокруг также предпочтительно горизонтальной третьей оси, и третью секцию 27, удерживаемую второй секцией 26 с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной третьей оси качания. Головка 22 автоматизированного манипулятора 21 прикреплена ее концом к третьей секции 27, с возможностью качания вокруг пятой и шестой осей качания, которые перпендикулярны друг другу, и с возможностью вращения удерживает первичный барабан 15, который может приводиться во вращение электродвигателем 28.
Автоматизированный манипулятор 21 доставляет и должным образом перемещает незавершенные конструкции 13а, 13b перед вторым элементом 19b для подачи (если его применяют), предназначенным для образования подстилающего слоя, и затем перед первым элементом 19а для подачи, при приведении в действие которого завершается образование протекторного браслета 5.
Незавершенную конструкцию 13а, 13b затем перемещают к третьему элементу 19с для подачи и должным образом перемещают перед последним для образования одной из боковин 6 сбоку на каркасной конструкции 3, начиная приблизительно от кольцевой армирующей конструкции 7 и заканчивая на соответствующем боковом краю предварительно образованного протекторного браслета 5. После переворачивания незавершенной конструкции 13а, 13b перед третьим элементом 19с для подачи начинается формирование второй боковины на стороне каркасной конструкции 3, противоположной образованной перед этим боковины 6.
Описанная выше рабочая последовательность позволяет формировать боковины 6 таким образом, чтобы их радиально наружные оконечные части 6а были в поперечном направлении наложены на боковые края протекторного браслета 5 в соответствии с конструктивным решением, которое обычно называют "наложенными боковинами".
Однако согласно изобретению, можно таким же простым способом добиться формирования боковин 6 с применением конструктивного решения, которое обычно называют "нижележащими боковинами".
С этой целью сразу после скрепления брекерной конструкции с каркасной конструкцией 3 незавершенную конструкцию 13а, 13b перемещают в положение перед третьим элементом 19с для подачи для образования боковин 6 до того, как они будут поданы в положение перед вторым элементом 19b для подачи (если его используют) и первым элементом 19а для подачи для образования протекторного браслета 5. Полученные таким образом противоположные боковые края протекторного браслета 5 будут наложены на радиально наружные оконечные части 6а боковин 6.
В ходе обработки каждый из элементов 19а, 19b, 19с для подачи остается предпочтительно в зафиксированном положении, тогда как незавершенные конструкции 13а, 13b могут вращаться и должным образом перемещаться в поперечном направлении при помощи автоматизированного манипулятора 21, который управляет работой поддерживающих элементов 15а, 15b таким образом, чтобы обеспечить распределение каждого непрерывного длинного элемента на незавершенной конструкции 13а, 13b для составления слоя требуемой формы и толщины на вершине каркасной конструкции 3 и/или брекерной конструкции 4.
Непрерывный длинный элемент, подаваемый каждым из элементов 19а, 19b, 19с для подачи, предпочтительно накладывают частично перекрывающими друг друга витками, и он может предпочтительно иметь клиновидное сплющенное сечение для получения возможности регулировать толщину образованного слоя эластомера посредством изменения степени перекрытия витков и/или направления поверхности незавершенной конструкции шины относительно профиля сечения длинного элемента, подаваемого самим элементом для подачи.
Когда образование протекторного браслета 5 и боковин 6 завершено, автоматизированный манипулятор 21 снова перемещает незавершенную конструкцию 13а, 13b (которая на этом этапе является собранной невулканизированной шиной и которая обозначена ссылочной позицией 13с) для перемещения ее от элементов 19а, 19b, 19с для подачи и расположения перед устройствами, которые отсоединяют собранную невулканизированную шину 13с от поддерживающего элемента 15а, 15b.
В установке 1, соответствующей настоящему изобретению, предпочтительно предусмотрен разгрузочный пункт 400, в котором невулканизированные шины 13с после отделения от соответствующих поддерживающих элементов 15а, 15b временно складируют, чтобы их можно было переместить на конечный этап формования и вулканизации (не описан здесь подробно, поскольку он может быть осуществлен с использованием способов, которые хорошо известны в данной области техники). Разгрузочный пункт 400 может быть выполнен аналогично пункту 300 складирования, как описано выше. Разгрузочный пункт 400 показан на фиг.1 пунктирными линиями и наклонен относительно накопительного пункта 300 только для ясности чертежа. Разгрузочный пункт 400 может быть, например, выровнен с пунктом 300 складирования на различной высоте по вертикали, чтобы облегчить обработку конструкций шин узлами 20а, 20b для обработки.
В соответствии с настоящим изобретением, каждый узел конечной сборки установки 1 предназначен для одновременного выполнения обработки, по меньшей мере, двух незавершенных конструкций. С этой целью, как можно видеть на фиг.1 и 2, пункт 200 конечной сборки предусматривает наличие узлов 20а, 20b для обработки, которые перемещают, соответственно, первую и вторую незаконченные конструкции 13а, 13b, каждая из которых удерживается на поддерживающем элементе 15а, 15b. Таким образом, незавершенные конструкции 13а, 13b могут быть последовательно доставлены к местонахождению элементов 19а, 19b, и 19с для подачи.
Согласно возможному варианту осуществления изобретения, предусматривается, что каждый пункт 200 конечной сборки устроен таким образом, что элементы 19а, 19b, 19с для подачи расположены так, чтобы подавать соответствующие длинные элементы из необработанного эластомера по существу на одной и той же высоте относительно несущей поверхности пункта 200 конечной сборки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения (как показано на фиг.1 и 2), пункт конечной сборки содержит три элемента 19а, 19b и 19с для подачи. Предпочтительно, два из них, например элементы 19а и 19b, размещены таким образом, чтобы соответствующие длинные элементы из необработанного эластомера подавались по существу на одинаковой высоте, тогда как третий элемент 19с для подачи расположен так, чтобы соответствующий длинный элемент из необработанного эластомера подавался на высоте, по вертикали превышающей высоту первых двух элементов 19а и 19b для подачи, причем высоты определяют относительно несущей поверхности пункта 200 конечной сборки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, в пункте 200 конечной сборки элементы 19а, 19b и 19с для подачи размещаются симметрично относительно одной плоскости вертикальной симметрии (обозначенной на фиг.1 и 2 ссылочной позицией "α"). Узлы 20а и 20b для обработки предпочтительно также размещают симметрично относительно одной плоскости "α" вертикальной симметрии (см. фиг.1 и 2).
Таким образом, узлы 20а, 20b для обработки в одном пункте 200 конечной сборки могут одновременно обрабатывать две незавершенные конструкции шин без проблем механических помех между ними, сокращая время, требуемое для завершения обработки собранных невулканизированных шин, и, следовательно, время, затрачиваемое на пребывание каждой незавершенной конструкции в накопительном пункте 300.
Кроме того, одновременная обработка, по меньшей мере, двух незавершенных конструкций допускает полное использование времени, необходимого на остановку оборудования сборочной линии 100, которое продолжительнее, чем время остановки пункта 200 конечной сборки, увеличивая тем самым общую производительность установки 1 до уровней, по меньшей мере, близких к производительности сборочной линии 100.
Кроме того, в результате симметричного расположения элементов 19а, 19b и 19с для подачи и узлов 20а, 20b для обработки относительно вертикальной плоскости "α" симметрии, можно производить операции погрузки и разгрузки в пункте 200 конечной сборки в другом месте, нежели месте обработки (например, как показано на фиг.1, на противоположных сторонах относительно узлов 20а, 20b для обработки) и использование единого накопительного пункта 300 (из которого подают незавершенные конструкции) и единого разгрузочного узла 400 для обоих узлов 20а, 20b для обработки, с очевидным преимуществом для управления установкой 1.
Благодаря модульному характеру установки, соответствующей настоящему изобретению, можно объединить и эффективно управлять несколькими сборочными линиями и/или несколькими пунктами конечной сборки шин и изменять конфигурацию в соответствии с производственными потребностями. Например, в случае, когда требуется изготовление высококачественных шин (например, высококачественных шин для первичного монтажа) с высокой производительностью, установка 1 может быть устроена таким образом, что каждая сборочная линия 100 имеет связанные с ней, по меньшей мере, два пункта 200 конечной сборки. Таким образом, весь производственный процесс на сборочной линии завершается наложением длинных элементов, как описано выше, для получения высококачественных изделий с небольшим количеством брака.
С другой стороны, если для установки требуются стандартные технические характеристики производства (например, для планируемой перенастройки оборудования), тогда как время, отведенное для выпуска высококачественной продукции, меньше по сравнению с общим производственным временем, по меньшей мере, две сборочные линии могут быть связаны с каждым пунктом конечной сборки. В данном случае, пункт конечной сборки программируют таким образом, чтобы он принимал небольшие партии, подаваемые с различных сборочных линий, в то время как каждая сборочная линия функционирует таким образом, что можно завершить сборку собранных невулканизированных шин с протекторным браслетом и/или боковинами из полуфабрикатов с использованием oбычныx cпособов.