СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО КОМПОНЕНТА ШИНЫ
METHOD AND DEVICE FOR MAKING TIRE MULTILAYER COMPONENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится в целом к способам и устройству для образования многослойного компонента шины. В частности, данное изобретение относится к способам и устройству для образования полос материала и использования их для образования ленты, образующей многослойный компонент шины.
Уровень техники
Существуют различные процессы образования лент, образующих компоненты шин, например такие как протекторы шин. Подобные процессы включают процесс намотки, в котором полосы материала наматывают вокруг барабана для образования ленты, имеющей заданный профиль поперечного сечения. Во время процесса намотки одна или несколько полос могут быть наложены в боковом направлении и/или в радиальном направлении вдоль ширины барабана в боковом направлении для образования заданного профиля. Наложение каждой полосы включает исходное размещение полосы вручную на барабане, намотку полосы вокруг барабана желательным образом и последующее отрезание полосы от источника запаса, когда достаточное количество полосового материала будет наложено. Может быть наложена следующая полоса, которая, как правило, требует присоединения ее вручную к барабану. Наложение второй полосы также может потребовать замены источников материалов. Весь процесс представляет собой прерывистый, неэффективный процесс, в котором возникают перерывы при сборке компонента шины, представляющего собой ленту, следующими полосами. Следовательно, желательно разработать непрерывный процесс, в котором последующие полосы могут быть образованы и наложены автоматически без ненужного перерыва или задержки.
Что касается образования полос, то в определенных случаях полосы вырезают из листа или аналогичной конфигурации материала. При отделении полос от листа оставшуюся часть листа обычно направляют из машины. Это не только означает потенциальную потерю материала, но также приводит к неэффективности. Например, когда источник материала, который может представлять собой рулонный или вводимый материал для экструдера, будет израсходован, израсходованный источник должен быть заменен или пополнен новым источником. Следовательно, может быть желательным разработать процесс, в котором неиспользованный материал или материал, отправленный в отходы, автоматически повторно используется в процессе в качестве вводимого материала для источника запаса материала, который обеспечивает получение листов для последующего образования полос.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и устройство для образования многослойного компонента шины. Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы образования многослойного компонента шины, включающие операции, которые включают выполнение механической системы, и систему, включающую в себя множество режущих элементов. Другие операции включают перемещение листа материала вдоль траектории перемещения через механическую систему. Другие операции включают вырезание первой полосы из листа одним или несколькими из множества режущих элементов, при этом данная операция происходит во время операции перемещения, и механическое наложение первой полосы на поверхность для сборки, при этом данная операция происходит во время операции перемещения. Другие операции включают вырезание второй полосы из листа после операции вырезания первой полосы, при этом данная операция происходит во время операции перемещения, и механическое наложение второй полосы на поверхность для сборки, при этом данная операция происходит во время операции перемещения.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы образования многослойного компонента шины, при этом способ включает операции, которые включают введение вводимого материала в формирователь листа и образование листа материала посредством формирователя листа. Другие операции включают механическое перемещение листа по замкнутой траектории, при этом траектория проходит от формирователя листа и возвращается к формирователю листа, для использования листа в качестве вводимого материала и механическое образование одной или нескольких полос из листа.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы образования полосы материала для образования компонента шины, при этом способ имеет операции, которые включают выполнение механической системы, причем система включает в себя множество режущих элементов, и перемещение листа материала вдоль траектории перемещения через механическую систему. Другие операции включают вырезание полосы из листа посредством пары режущих элементов, при этом данная операция происходит во время операции перемещения, причем операция вырезания включает в себя следующие переходы: установку пары режущих элементов в заданном положении относительно листа, при этом каждый из режущих элементов будет расположен на определенном расстоянии от другого вдоль длины листа; ввод одного из режущих элементов в контактное взаимодействие с листом для образования первой линии реза; и ввод другого режущего элемента в контактное взаимодействие с листом для образования второй линии реза, при этом первая и вторая линии пересекаются в первом случае на первом конце полосы и пересекаются во втором случае на втором конце полосы, причем первая и вторая линии реза проходят между первым и вторым концами полосы на определенном расстоянии друг от друга.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способ образования полосы из листа материала, при этом способ имеет операции, которые включают перемещение листа материала вдоль траектории перемещения через механическую систему. Другие операции включают вырезание первой полосы из листа одним или несколькими из множества режущих элементов, при этом данная операция происходит во время операции перемещения и дополнительно включает в себя: установку пары режущих элементов в заданном положении относительно листа, при этом каждый из режущих элементов расположен на определенном расстоянии от другого вдоль длины листа; ввод одного из режущих элементов в контактное взаимодействие с листом для образования первой линии реза; и ввод другого режущего элемента в контактное взаимодействие с листом для образования второй линии реза, при этом первая и вторая линии пересекаются в первом случае на первом конце полосы и пересекаются во втором случае на втором конце полосы, причем первая и вторая линии реза проходят между первым и вторым концами полосы на определенном расстоянии друг от друга.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя механическую систему для образования многослойного компонента шины на поверхности для сборки, включающую в себя формирователь листа, при этом формирователь образует лист из вводимого материала. Система также включает в себя режущий узел, при этом режущий узел включает в себя множество режущих элементов для вырезания одной или нескольких полос из листа. Система дополнительно включает в себя узел для наложения, предназначенный для наложения полос на поверхность для сборки для образования многослойного компонента шины, и узел для восстановления листов, при этом узел для восстановления обеспечивает перемещение листа из режущего узла к формирователю для повторного использования в качестве вводимого материала посредством формирователя.
Вышеприведенные и другие задачи, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующих, более подробных описаний определенных вариантов осуществления изобретения, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах, при этом аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы по изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид сбоку системы для образования многослойного компонента шины в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.2 - сечение многослойной ленты, образованной в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.3 - вид в перспективе режущего узла системы, показанной на фиг.1, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.4 - вид в перспективе режущего узла и узла для наложения в системе, показанной на фиг.1, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.5 - вид сверху режущего узла и узла для наложения в системе, показанной на фиг.1, при этом указанные узлы показаны в процессе образования полос из листа и наложения листов на поверхность для сборки для образования ленты, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.6 - вид сверху листа, показывающий линии реза, образованные в листе, из которого полосы были образованы и извлечены в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.7 - вид сверху листа, показывающий независимые траектории перемещения каждого режущего элемента для вырезания приведенной в качестве примера полосы из листа, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.8 - вид сверху листа, показывающий независимые траектории перемещения каждого режущего элемента для вырезания приведенной в качестве примера полосы из листа, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.9а - вид сбоку системы для образования, показанной на фиг.1, который показывает барабан для вырезания/наложения в положении переноса полосы после перемещения по направлению к сборочному барабану в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.9b - вид сбоку системы для образования, показанной на фиг.9а, который показывает полосу, присоединенную к сборочному барабану после исходного перемещения между барабаном для вырезания/наложения и сборочным барабаном, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.9с - вид сбоку системы для образования, показанной на фиг.9b, который показывает барабан для вырезания/наложения, отводимый от положения переноса полосы в положение покоя, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.9d - вид сбоку системы для образования, показанной на фиг.9с, который показывает прижимной ролик, отводимый при увеличении многослойной ленты, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.10 - вид сбоку альтернативной системы для образования многослойного компонента шины в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения; и
Фиг.11 - вид в перспективе программируемого контроллера, предназначенного для использования вместе с системой для образования многослойного компонента шины, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения представлены способы и устройство для образования многослойного компонента шины, предназначенного для использования на каркасе шины.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы образования многослойного компонента шины. Многослойный компонент шины может представлять собой, например, протектор, подпротектор или прокладочную резину и может быть образован посредством намотки одной или нескольких полос вокруг поверхности для сборки для образования многослойной ленты (то есть кольца). Полосы могут быть размещены в боковом направлении по всей ширине ленты (то есть компонента шины) и могут быть наложены друг на друга или наложены слоями в радиальном направлении для образования множества слоев. Лента может быть выполнена профилированной посредством намотки одной или нескольких полос в определенных местах вдоль ширины ленты, при этом каждая полоса имеет ширину, которая меньше ширины ленты. Определенные варианты реализации подобных способов могут включать в себя операцию ввода вводимого материала в формирователь листа. Другие операции могут включать образование листа из вводимого материала посредством формирователя листа. Вводимый материал, например такой как эластомерный материал, вводят в формирователь листа для образования листа из вводимого материала. Формирователь обрабатывает вводимый материал для образования листа, имеющего некоторую ширину и некоторую толщину. Вводимый материал может включать новый материал, а также ранее образованный лист, который был извлечен и возвращен в формирователь. Формирователь листа может содержать любые известные средства образования листа материала, например такие как экструдер или каландр. Экструдер обычно обеспечивает прием вводимого материала и последующий нагрев и проталкивание его через головку для образования листа, при этом головка имеет заданные размер и форму, соответствующие поперечному сечению листа. Лист также может быть образован с заданными размером и формой посредством перемещения через один или несколько каландров. Формирователь также может включать в себя как экструдер, так и каландр для образования листа при их взаимодействии.
Способы могут дополнительно включать операцию механического перемещения листа по замкнутой траектории, при этом траектория проходит от формирователя листа и возвращается к формирователю листа, для использования листа в качестве вводимого материала. В других вариантах осуществления способы включают операцию перемещения листа материала вдоль траектории перемещения через механическую систему. Как только лист будет образован формирователем, лист перемещается в продольном направлении вдоль непрерывной траектории через режущий узел, в котором одна или несколько полос могут быть образованы и извлечены из листа. После перемещения через режущий узел лист, который может быть разрезан или не разрезан посредством режущего узла, возвращается в формирователь для повторного использования в качестве вводимого материала для непрерывного образования листа. Соответственно возврат листа в формирователь «завершает» непрерывную замкнутую траекторию. За счет выполнения замкнутой траектории неиспользованный лист повторно используется для непрерывного образования листа или нового листа. Кроме того, замкнутая траектория обеспечивает образование автоматической системы образования полос, в которой различные полосы могут быть образованы непрерывно и последовательно. Кроме того, непрерывная замкнутая траектория обеспечивает возможность начала, останова и возобновления перемещения листа во время процесса образования компонента шины.
Способы могут дополнительно включать операцию выполнения механической системы, при этом система включает в себя множество режущих элементов. Способ также может включать операцию вырезания одной или нескольких полос материала из листа. В других вариантах осуществления способы могут включать операции вырезания первой полосы из листа одним или несколькими из множества режущих элементов, при этом данная операция происходит во время операции перемещения, и вырезания второй полосы из листа после операции вырезания первой полосы, при этом данная операция происходит во время операции перемещения. После образования листа лист перемещается, как описано выше, и подвергается резанию для образования одной или нескольких полос, каждая из которых может быть использована для сборки и образования многослойного компонента шины. Вырезание из листа происходит после образования листа и перед повторным направлением листа обратно в формирователь для восстановления непрерывного листа. Полосы могут быть образованы посредством множества режущих элементов, каждый из которых может содержать, например, дисковые ножи (то есть диски или тому подобное, которые вращаются вдоль поверхности, которая подвергается резанию) и/или стационарные ножи (то есть любой невращающийся нож). Множество режущих элементов могут образовывать часть механического узла, подобного предложенному выше. Каждый из режущих элементов может работать для прорезания линии в листе.
В одном варианте осуществления операция вырезания может включать операции прорезания одной или нескольких проходящих в боковом направлении линий реза в листе материала одним или несколькими из множества режущих элементов для образования переднего края полосы, прорезания одной или нескольких боковых линий реза, проходящих от переднего края, для образования ширины полосы и прорезания одной или нескольких линий реза, проходящих в боковом направлении от боковых линий, для образования заднего края полосы. Режущие элементы могут прорезать линию в непрерывном листе, при этом линия образует внешнюю границу вокруг полосы для обеспечения возможности извлечения и удаления полосы из листа. За счет вырезания начала и конца полосы и части между началом и концом лист может оставаться непрерывным и перемещаться по замкнутой траектории. Вырезание может быть выполнено на барабане для вырезания, на котором перемещается лист. В других вариантах осуществления операция вырезания может включать операции установки пары режущих элементов в заданном положении относительно листа, при этом каждый из режущих элементов расположен на определенном расстоянии от другого вдоль длины листа, ввода одного из режущих элементов в контактное взаимодействие с листом для образования первой линии реза и ввода другого режущего элемента в контактное взаимодействие с листом для образования второй линии реза, при этом первая и вторая линии пересекаются в первом случае на первом конце полосы и пересекаются во втором случае на втором конце полосы, причем первая и вторая линии реза проходят между первым и вторым концами полосы на определенном расстоянии друг от друга. Два режущих элемента могут работать во взаимодействии для образования полосы из листа, что может происходить вдоль промежуточной части между сторонами листа. Для достижения этого линии реза, образованные каждым режущим элементом, пересекаются в разных случаях для образования переднего и заднего края (то есть начала и конца полосы).
В определенных вариантах осуществления операция вырезания может включать перемещение, по меньшей мере, одного из режущих элементов в любом направлении под углом к направлению перемещения листа. В определенных вариантах осуществления операция вырезания может включать обеспечение наличия режущей кромки, по меньшей мере, одного из одного или нескольких режущих элементов, которая расположена под углом относительно направления перемещения листа во время операции вырезания. Когда режущий элемент прорезает линию вдоль листа, лист перемещается в направлении перемещения. Следовательно, продольный или направленный по длине разрез может быть выполнен посредством простого поджима и удерживания режущего элемента у движущегося листа. Другими словами, разрез может быть выполнен в направлении перемещения листа посредством удерживания режущего элемента в стационарном положении с его режущей кромкой, входящей в контактное взаимодействие с движущимся листом. Однако если желателен разрез в боковом направлении, то есть разрез под любым углом относительно направления перемещения листа, режущий элемент перемещается в желательном любом боковом направлении (то есть в любом направлении под углом, отличным от 0 и 180 градусов, относительно направления перемещения листа). Кроме того, режущий элемент может поворачиваться для размещения его режущей кромки под углом относительно направления перемещения листа для того, чтобы лучше образовать расположенный под углом разрез вдоль листа. Режущие элементы также выполнены с возможностью вырезания полос, имеющих разную и/или изменяющуюся ширину. Множество режущих элементов также может быть выполнено с возможностью вырезания множества полос одновременно из листа в разных местах вдоль ширины листа.
В конце концов полосы удаляют из листа. Следует понимать, что для облегчения отделения любой(-ых) полосы (полос) от листа минимальное количество материала остается в листе для противодействия любым силам, возникающим во время извлечения полос из листа. В противном случае лист может разорваться или порваться во время извлечения полос и подвергнуть риску непрерывность листа. В одном варианте осуществления материал остается вдоль каждой из боковых сторон листа после образования полосы, или, другими словами, полосы образуются между сторонами листа, чтобы заданное количество материала осталось вдоль каждой стороны листа. Кроме того, одна или несколько сторон листа могут быть вырезаны из листа для образования части полосы, и одна или несколько промежуточных частей листа могут остаться вместе с одной или несколькими сторонами листа или без одной или нескольких сторон листа.
Способы могут дополнительно включать в себя операцию механического наложения одной или нескольких полос на поверхность для сборки во время операции образования. В других вариантах осуществления способы могут включать в себя операции механического наложения первой полосы на поверхность для сборки, при этом данная операция происходит во время операции перемещения, и механического наложения второй полосы на поверхность для сборки, при этом данная операция происходит во время операции перемещения. После исходного вырезания полосы начало или передний край полосы перемещается к поверхности для сборки, на которую полоса будет автоматически перенесена и намотана для образования многослойного компонента шины (то есть ленты). В одном варианте осуществления поверхность для сборки взаимодействует со сборочным барабаном, при этом указанная поверхность может представлять собой наружную поверхность сборочного барабана, а также поверхность любого каркаса шины (который может содержать, например, брекерный пояс шины), полосы или компонента шины (то есть ленты), расположенного на сборочном барабане. В определенных вариантах осуществления может быть желательно усилить адгезию между каждой полосой и барабаном для наложения для удерживания каждой полосы на барабане для наложения, пока оставшийся лист снимают с барабана для наложения для возврата его в формирователь. Соответственно барабан для наложения может быть выполнен с возможностью регулирования его температуры (то есть выполнен с возможностью его нагрева и/или охлаждения), и его поверхность может представлять собой гладкую или текстурированную поверхность, чтобы способствовать заданной адгезии. Как только полоса отделяется от листа, полоса направляется к поверхности для сборки. В определенных вариантах осуществления механическое наложение полосы включает в себя размещение каждой полосы в контакте под давлением с поверхностью для сборки посредством перемещения, по меньшей мере, одного элемента из поверхности для сборки и барабана для наложения по направлению к другому. Для обеспечения контакта под давлением в определенных вариантах осуществления барабан для наложения перемещается по направлению к поверхности для сборки. Тем не менее, барабан для наложения может обеспечить временное размещение полосы в контакте под давлением, и, следовательно, в определенных вариантах осуществления барабан для наложения отводится в положение покоя после размещения каждой из полос в контакте под давлением с поверхностью для сборки. Каждая из операций вырезания и наложения может быть выполнена механически и может быть повторена для последующего наложения одной или нескольких полос на компонент шины.
В том случае когда непрерывный лист перемещается по замкнутой траектории, может варьироваться скорость образования и перемещения листа. За счет уменьшения скорости или прекращения перемещения листа, когда не осуществляется образование или наложение каких-либо полос, количество материала листа, которое возвращается и подвергается переработке, уменьшается, что может обеспечить повышение долговечности материала листа. Соответственно способы могут также включать в себя операции перемещения листа с первой скоростью во время операции механического наложения одной или нескольких полос и перемещения листа со второй скоростью при выполнении операций, отличных от операций наложения и образования одной или нескольких полос, при этом вторая скорость меньше первой скорости. В одном варианте осуществления первая скорость может составлять, по меньшей мере, 80 метров в минуту. В определенных вариантах осуществления вторая скорость составляет 2 метра в минуту или менее. Определенные варианты осуществления предусматривают использование второй скорости, составляющей 0 метров в минуту. Продолжительность временной паузы в формировании и перемещении листа может быть ограничена по времени в зависимости от определенного состава и типа используемого формирователя. Например, если для образования листа используется экструдер, может быть допустимым определенный период простоя или бездеятельности до того, как вводимый материал, содержащийся внутри экструдера, достигнет критической температуры, выше которой состав и его свойства начинают ухудшаться или изменяться. Следовательно, до достижения любой критической температуры или материал должен быть экструдирован, или температура экструдера должна быть снижена для избежания какого-либо ухудшения свойств вводимого материала. Кроме того, первая скорость может быть выбрана для образования компонента шины (то есть ленты) в течение заданного промежутка времени, например в течение процесса сборки шины, в котором одна или несколько технологических операций выполняются на одной или нескольких станциях в течение одного и того же промежутка времени.
Также может возникнуть ситуация, в которой в том случае когда компонент шины будет полностью изготовлен, может иметь место задержка, пока законченный компонент удаляют и другой сборочный барабан или тому подобное возвращают для сборки следующего компонента шины. Соответственно способы могут также включать в себя операции завершения операции образования одной или нескольких полос после образования компонента шины в то время, когда лист продолжает перемещаться по замкнутой траектории на операции перемещения, и возобновления операции образования одной или нескольких полос для образования следующего компонента шины. Аналогичным образом способы могут включать в себя операции завершения операций образования одной или нескольких полос и перемещения листа по замкнутой траектории после изготовления компонента шины и возобновления операций перемещения листа по замкнутой траектории и образования одной или нескольких полос для образования следующего компонента шины.
Способы могут дополнительно включать в себя операцию механического изменения направления листа для его повторного использования в качестве вводимого материала. Операции также могут включать возврат листа в формирователь в качестве вводимого материала. Как упомянуто выше, как только полосы будут вырезаны и извлечены из листа, направление оставшегося листа может быть изменено для его повторного использования в качестве вводимого материала при образовании следующего листа формирователем. За счет возврата для преобразования (то есть переработки) в следующий неразрезанный или имеющий полную ширину лист обеспечивается замыкание замкнутой траектории. Во время его возврата, но перед повторным введением и переработкой возвращаемый лист может быть подвергнут обработке. Обработка может включать в себя изменение размеров и/или изменение формы возвращаемого листа, что может предусматривать нагрев или охлаждение возвращаемого листа перед повторным введением. В одном варианте осуществления возвращаемый лист охлаждают перед введением его в формирователь с экструдером с тем, чтобы возвращаемый лист не прилипал к внутренней стороне экструдера. При обработке также может быть предусмотрено регулирование скорости, с которой возвращаемый лист повторно вводится для преобразования листа. Это может быть желательно, поскольку различные количества материала листа могут быть возвращены, так как процесс образования и наложения может выполняться с различными скоростями и может включать в себя извлечение полос с разным количеством материала и разными размерами из листа.
Способы, описанные здесь, используются для образования ленты, образующей многослойный компонент шины. Приведенные в качестве примера варианты осуществления машины для образования многослойного компонента шины, предназначенной для использования при реализации подобных способов на практике, описаны далее более подробно.
Система 10, предназначенная для образования многослойного компонента 14 шины в соответствии со способами, описанными здесь, показана в целом на фиг.1. Система 10 в основном работает для образования многослойного компонента 14 шины посредством намотки полос 41 вокруг поверхности для сборки. Поскольку компонент 14 шины представляет собой наматываемое изделие, он обычно образует ленту (то есть кольцо). Компонент 14 также назван здесь лентой. Кроме того, система 10 обеспечивает образование листа 21, из которого образуются полосы 41, и в определенных вариантах осуществления лист 21 остается непрерывным при его перемещении вдоль замкнутой траектории к формирователю 20 листа и из формирователя 20 листа. Соответственно система 10 обеспечивает автоматический возврат любого неиспользованного материала листа для его повторного использования формирователем 20. Система 10 в основном обеспечивает образование эластомерных компонентов 14 шин, например таких как протектор, подпротектор и прокладочная резина. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, многослойная лента 14 представляет собой профилированный протекторный браслет шины.
Показанная лента 14 содержит множество слоев 15, которые могут быть образованы из одной или нескольких полос 41, намотанных вокруг поверхности для сборки, которая в одном варианте осуществления представляет собой поверхность, взаимодействующую со сборочным барабаном 82. Каждая лента 14 и, следовательно, одна или несколько полос 41 могут быть образованы из одного или нескольких эластомерных материалов или соединений. В одном примере, подобном показанному на фиг.2, полосы 41а, 41b, 41с и 41d образованы из первого материала, в то время как полосы 41е и 41f образованы из второго материала. Каждая лента 14 также может содержать различные многослойные и/или профилированные конструктивные элементы. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, полосы 41а, 41b и 41с намотаны вокруг поверхности для сборки для образования профилированных частей ленты 14. Прорези 16 могут быть образованы в полосе 41 или ее части для обеспечения наличия средства для выпуска воздуха, который может оказаться захваченным между слоями 15, как показано на фиг.2, когда полосу 41d накладывают поверх полосы 41е, в результате чего образуется карман с захваченным воздухом 17 между полосами 41f и 41d. В одном варианте осуществления прорези 16 могут быть образованы режущим элементом 42 режущего узла 40 или любым другим режущим средством, известным среднему специалисту в данной области техники. Прорези 16 могут быть прорезаны в определенном месте сбоку, и место может сохраняться (то есть оставаться постоянным) на длине прорези 16. Место сбоку также может варьироваться (то есть «смещаться» в боковом направлении) на длине прорези 16, в результате чего в определенном варианте осуществления может быть образована спиралевидная прорезь 16, когда полоса 41 будет намотана для образования ленты 14.
В одном варианте осуществления система 10 содержит формирователь 20 листа, режущий узел 40, узел 60 для наложения полос, узел 70 для восстановления и программируемый контроллер 90. Система 10 также может включать в себя роликовый узел 30 для направления листа 21 из формирователя 20 к режущему узлу 40.
Формирователь 20 листа обычно преобразует вводимый материал 12 в лист 21, который в конце концов разрезается на полосы 41 режущим узлом 40. При продолжении рассмотрения фиг.1 можно отметить, что вводимый материал 12 поступает через впускной элемент 22 и может содержать новый материал 12а и/или ранее использованный материал 12b, подаваемый узлом 70 для восстановления. После приема вводимого материала 12 формирователь 20 преобразует вводимый материал с помощью любых известных средств в лист 21, при этом лист 21 образуется с любой желательной шириной и толщиной. Лист 21 вытесняется из формирователя 20 посредством выпускного элемента 24. В одном варианте осуществления, как показано на фиг.1, формирователь 20 содержит экструдер. Экструдеры в большинстве случаев обеспечивают выдавливание вводимого материала 12 через мундштук или головку, например, посредством шнека. В системе 10 может быть использован любой экструдер, известный среднему специалисту в данной области техники. Формирователь 20 также может содержать каландр вместо экструдера, который может содержать два вала, расположенных в непосредственной близости друг к другу для образования зазора или зоны контакта, через которую вводимый материал 12 проходит для образования листа 21. Получающийся в результате лист 21 имеет ширину, связанную с шириной зазора между каландровыми валами. Несмотря на то, что экструдер и каландр выполнены с возможностью функционирования при одинаково высоких скоростях, каландр не может ускоряться так же быстро для достижения заданной скорости, поскольку ускорение валов каландра при их инерции вращения может потребовать больше усилий и времени. Это может повлиять на продолжительность запуска системы 10, а также на реагирование системы 10 для повторного запуска после временной задержки. Однако экструдер, как правило, обеспечивает подвод значительно большего количества тепла к вводимому материалу, чем каландр, во время обработки, что отрицательно влияет на пригорание и другие свойства и, следовательно, на долговечность материала, используемого в системе 10, при переработке. Экструдер также может выполнять больший объем работы на вводимом материале, что, по меньшей мере, вызывает уменьшение текучести материала в течение времени его использования в системе, что также вызывает снижение долговечности подобного материала.
В другом варианте осуществления, как показано на фиг.10, предусмотрен формирователь 120, который содержит систему 122 каландров. Как упомянуто выше, каландр может быть желательным, поскольку он обычно не вызывает ухудшения вводимого материала 12 так же быстро, как экструдер. В показанном варианте осуществления экструдер 124 выполнен с возможностью периодического выпуска вводимого материала 12с с ограниченной целью подачи вводимого материала 12с в систему 122 каландров так, как необходимо для пополнения вводимого материала 12b для образования листа 21. Материал 12с транспортируется вдоль транспортирующего узла 28 в систему 122 каландров, в которой материал 12с становится вводимым материалом для системы 122 каландров. Транспортирующий узел 28 может содержать конвейер или любое другое известное средство перемещения материала 12, какое может быть рассмотрено ниже в связи с транспортирующим узлом 74. Экструдер 124 может быть заменен каландром или в другом варианте осуществления может быть предусмотрено отсутствие обоих данных устройств, и вместо этого вводимый материал 12а будет непосредственно подаваться в систему 122 каландров.
Формирователь 120 или система 122 каландров включает в себя, по меньшей мере, два каландровых вала 122а, 122b, через которые проходит вводимый материал 12b, 12с для образования листа 21. Каландровые валы 122а, 122b расположены рядом друг с другом с образованием зазора между ними, который назван зазором между валами (также рассмотрен выше). Размер зазора определяет толщину листа 21. Следовательно, зазор или расстояние между валами 122а, 122b можно варьировать для регулирования толщины листа 21. После выхода листа 21 из зоны валов 122а, 122b, лист 21 может проходить через одну или несколько дополнительных пар каландровых валов, например, такие как пары 122b, 122с и 122с, 122d, как показано на фиг.10. Когда лист 21 проходит через данные дополнительные пары валов, размеры (толщина и ширина) листа 21 могут быть дополнительно изменены для получения заданного листа 21. Если дополнительная обработка нежелательна, зазор каждой последующей пары валов, в случае ее наличия, может быть увеличен для избежания любой дополнительной обработки. Независимо от этого система 122 каландров образует траекторию, которая обеспечивает направление листа 21 к режущему узлу 40, и может также функционировать как система натяжения в дополнение к роликовому узлу 30 или вместо роликового узла 30, который рассмотрен ниже более подробно.
Размеры поперечного сечения (то есть ширина и толщина) листа 21 обычно регулируются посредством формирователя 20 и/или системы 122 каландров. В экструдере головка может использоваться для регулирования размеров поперечного сечения листа 21. Каландр, такой как 122а, 122b, может обеспечить регулирование толщины посредством регулирования зазора (как рассмотрено выше) и ширины посредством регулирования внутренних боковых ограничителей. Размеры поперечного сечения листа 21 также можно регулировать и/или контролировать посредством регулирования скорости перемещения и/или натяжения листа, когда он перемещается через систему 10. Например, для регулирования скорости и/или натяжения листа 21 могут быть использованы один или несколько барабанов или валов, которые включают, например, выходной барабан 25 формирователя, каландровые валы 122а, 122b, 122с, 122d, один или несколько натяжных роликов 32, барабан 52 для вырезания и/или барабан 62 для наложения. Лист 21 может иметь любую толщину и в одном варианте осуществления толщина листа 21 составляет от 0,5 до 1,5 миллиметра (мм).
Если толщина листа 21 слишком мала, лист 21 может разорваться во время перемещения по траектории перемещения в системе 10 во время процессов вырезания или наложения или тогда когда система 10 возобновляет образование листа 21 посредством формирователя 20. Следовательно, минимальная толщина может быть задана, при этом подобная толщина может варьироваться в зависимости от материала листа и условий, воздействию которых подвергается лист 21. Кроме того, лист 21 может включать в себя определенные зоны увеличенной толщины, при этом увеличение толщины предусмотрено для противодействия любому разрыванию листа 21 в системе 10. В одном варианте осуществления боковые стороны листа 21 могут иметь толщину, превышающую толщину промежуточных частей листа 21. Кроме того, формирователь 20 может обеспечить периодическое увеличение толщины поперечного сечения листа 21 рядом с формирователем 20 для предотвращения любого разрывания листа 21, когда система 10 возобновит образование листа.
В различных вариантах осуществления формирователь 20 выполнен с возможностью образования листа 21 с разными скоростями, находящимися в пределах от нуля (0) метров в минуту (м/мин) до 80 м/мин и выше. Это позволяет системе 10 быстро получать лист 21 во время образования ленты и замедлять или временно приостанавливать образование листа при желании. Общеизвестно, что излишняя обработка и повторный нагрев эластомерного материала отрицательно влияют на текучесть, пригорание и другие свойства материала. Следовательно, когда полосы 41 не образуются или когда имеется задержка в процессе образования ленты по другим причинам, образование и перемещение листа через систему 10 могут быть временно переведены в нерабочий режим или временно остановлены. Это может привести к уменьшению любой ненужной переработки вводимого материала для увеличения его долговечности. В нерабочем режиме лист 21 может перемещаться, и формирователь 20 может работать со скоростью холостого хода. Скорость холостого хода может представлять собой любую заданную скорость, которая может составлять, например, 2 м/мин. В том случае, когда желательно образовать ленту 14, система 10 может работать в рабочем режиме, в котором полосы 41 образуются и накладываются с любой заданной скоростью. В одном варианте осуществления в рабочем режиме, по меньшей мере, формирователь 20, режущий узел 40, узел 60 для наложения работают с рабочей скоростью, составляющей 80 м/мин. Рабочая скорость может изменяться и может увеличиваться по сравнению с начальной скоростью. Например, в рабочем режиме рабочая скорость может быть достигнута посредством увеличения скорости по сравнению со скоростью холостого хода. Переход в рабочий режим может также осуществляться из режима готовности, при этом режим готовности имеет скорость в режиме готовности, которая больше скорости холостого хода и меньше рабочей скорости. В одном варианте осуществления скорость в режиме готовности составляет 20 м/мин. При переключении между режимами скорость может медленно или регулярно линейно изменяться в большую или меньшую сторону для предотвращения какого-либо разрывания листа 21, которое может иметь место в результате резких изменений скорости. Как рассмотрено выше, определенные части листа 21 могут включать в себя утолщенные участки для противодействия любому разрыванию листа 21 при повторном запуске или при увеличении рабочей скорости.
Как показано на фиг.1, роликовый узел 30 может быть расположен между формирователем 20 листа и режущим узлом 40. Роликовый узел 30 в большинстве случаев содержит один или несколько роликов 32, расположенных с возможностью образования траектории перемещения листа 21. Определенная траектория перемещения обеспечивает направление листа 21 к режущему узлу 40 и может быть использована для натяжения листа 21 желательным образом. Местоположение роликов 32 можно регулировать для придания большего или меньшего натяжения листу 21, что может также представлять собой средство регулирования размеров поперечного сечения листа 21. Один или несколько роликов 32 могут быть приведены в движение или в действие, например, посредством двигателя для того, чтобы способствовать перемещению листа 21 и/или регулированию натяжения листа 21. Натяжение листа 21 также может быть обеспечено посредством создания разности скоростей между барабаном 25 и/или барабаном 52 для вырезания посредством увеличения или уменьшения скорости вращения любого из двух барабанов. Как указано выше, система 122 каландров, подобная показанной на фиг.10, может также функционировать как система, обеспечивающая натяжение, когда лист перемещается вокруг валов 122а-d.
Режущий узел 40 обычно образует полосы 41 из листа 21 для последующей сборки ленты 14 шины. Более точно, в режущем узле 40 используется множество режущих элементов 42 для вырезания полос 41, при этом каждый режущий элемент 42 включает в себя режущую кромку 43. Режущие элементы 42 в большинстве случаев расположены на определенном расстоянии друг от друга вдоль длины листа 21 и вдоль окружной периферии поверхности 50 вырезания и/или барабана 52 для вырезания. В варианте осуществления, показанном на фигурах, режущие элементы 42 представляют собой вращающиеся ножи. Вращающиеся ножи в показанном варианте осуществления функционируют аналогично неприводным колесам и свободно вращаются в направлении перемещения листа 21. Тем не менее, вращающиеся ножи 42 могут приводиться в действие посредством двигателя или любого другого известного приводного средства. Кроме того, вместо вращающихся ножей могут быть использованы другие средства для разрезания листа 21, известные среднему специалисту в данной области техники, включая другие невращающиеся ножи, лезвия или режущие кромки.
Для вырезания полос 41 в заданных местах вдоль листа 21 режущие элементы 42 перемещаются в боковом направлении вдоль ширины листа 21 (то есть в боковом направлении листа 21). Перемещение обеспечивается элементами 44 для перемещения, каждый из которых может содержать, без ограничения, линейный исполнительный механизм, серводвигатель, пневматический или гидравлический цилиндр или любое другое средство перемещения, известное среднему специалисту в данной области техники. Элементы 44 для перемещения обычно перемещаются вдоль оси 45 линейного перемещения, но также следует понимать, что может иметь место нелинейное перемещение. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, 3-8, режущий элемент 42 может перемещаться посредством элемента 44а для перемещения, который установлен у стороны листа 21. Также показано, что перемещение режущего элемента может быть обеспечено посредством элемента 44b для перемещения, который перемещается по направляющей 46 или тому подобной, которая смонтирована над листом 21. Каждый режущий элемент 42 также может быть выполнен с возможностью его подъема вверх и опускания вниз от направляющей 46 посредством выдвижного элемента 47, который может содержать любое средство для выдвигания, например такое как сервопривод, соленоидный привод, цилиндр, который может быть пневматическим или гидравлическим. Каждый режущий элемент 42 также может быть выполнен с возможностью поворота на некоторый угол относительно направления, в котором перемещается лист 21, как показано на фиг.7. Подобный поворот может обеспечить улучшение способности режущего элемента 42 выполнять поперечный разрез вдоль ширины листа, такой как показанный на фиг.7. Режущий элемент 42 может поворачиваться под любым углом в любом направлении. В одном варианте осуществления режущий элемент 42 поворачивается приблизительно на 45 градусов от направления перемещения (то есть направления движения) листа 21. Поворот может быть обеспечен посредством элемента 48 для поворота, который может содержать электромагнитный соленоид или любое другое средство поворота режущего элемента 42, которое известно среднему специалисту в данной области техники. Управляющее устройство 90 обычно управляет работой и перемещением режущих элементов 42 посредством управления элементами 44 для перемещения, выдвижными элементами 47 и элементами 48 для поворота. Управляющее устройство 90 может взаимодействовать с устройством управления перемещением по одной или нескольким осям для синхронизации и согласования работы и перемещения режущих элементов 42.
Режущие элементы 42 могут работать вдоль поверхности 50 для вырезания, на которую лист 21 может опираться во время процесса вырезания. В варианте осуществления на фиг.1 поверхность для вырезания является дугообразной, например, как в том случае, когда она взаимодействует/связана с барабаном 52 для вырезания. Поверхность для вырезания также может представлять собой ровную или плоскую поверхность для вырезания, которая может быть использована. Поверхность 50 для вырезания может быть гладкой или шероховатой, такой как описана в связи с барабаном 62 для наложения, чтобы усилить адгезию между поверхностью 50 для вырезания и листом 21, а также с любой получающейся в результате полосой 41, образованной из него.
При использовании барабана 52 для вырезания желательно усилить адгезию между поверхностью 50 для вырезания и листом 21. Помимо выполнения особой поверхности 50 для вырезания, как описано выше, другое средство усиления адгезии состоит в нагреве или охлаждении поверхности 50 для вырезания или барабана 52. Данная адгезия способствует отделению полос 41 от листа 21 за счет обеспечения возможности того, что любая полоса 41 будет оставаться прилипшей к барабану 52 для вырезания и/или барабану 62 для наложения в то время, когда лист 21 поднимается от него. В противном случае любая полоса 41 может продолжать перемещаться вместе с листом 21 в узел 70 для восстановления. Само собой разумеется, адгезия является временной, поскольку каждая полоса 41 в конце концов снимается и переносится на поверхность для сборки. Подобная адгезия также может обеспечить удерживание листа 21, а также любых получающихся в результате полос 41 в заданном положении вдоль поверхности 50, что может обеспечить более точное вырезание и перемещение полос из режущего узла 40 и/или узла 60 для наложения. Адгезии также может способствовать поддержание контакта с поверхностью 50 для вырезания в течение определенного промежутка времени или на определенном расстоянии. В одном варианте осуществления лист 21 контактирует с поверхностью 50 на, по меньшей мере, 50% длины поверхности, то есть на 180 градусах окружной периферии барабана. Тем не менее, заданная адгезия может быть обеспечена даже несмотря на то, что лист 21 не входит в контакт с поверхностью 50 для вырезания на, по меньшей мере, 50% длины данной поверхности. Для обеспечения заданной длины контакта может быть использован ролик 54, предназначенный для направления листа 21 на поверхность 50 для вырезания в заданном месте. Само собой разумеется, величина контакта, желательная для листа 21, может зависеть от материала, используемого для образования листа 21, а также от количества тепла на поверхности 50 для вырезания или в барабане 52. Ролик 54 также может обеспечивать приложение давления к листу 21 при его наложении на поверхность 50 для вырезания для того, чтобы способствовать адгезии между листом 21 и поверхностью 50 для вырезания. Данное давление может быть достигнуто посредством использования прижимного элемента, например, такого как пневматический или гидравлический цилиндр или пружина, для направления усилия через ролик 54 и на лист 21 и поверхность 50 для вырезания. Могут быть использованы другие средства приложения давления к листу 21, известные среднему специалисту в данной области техники, например, такие как поддержание зазора между роликом 54 и поверхностью 50, величина которого меньше толщины листа 21. В одном варианте осуществления ролик 54 или, по меньшей мере, его наружная поверхность могут быть образованы из податливого или гибкого материала, такого как силикон или гелеобразный материал, для создания заданного и более равномерного давления вдоль ширины листа 21.
Перемещение листа 21 через режущий узел 40 может регулироваться. Как упомянуто выше, формирователь 20 выполнен с возможностью функционирования с разными скоростями, которые можно регулировать желательным образом. Кроме того, как показано на фиг.3, может быть предусмотрен двигатель 56 для приведения в действие барабана 52 для вырезания и, следовательно, приведения листа 21 в движение через режущий узел 40 и/или в узел 70 для восстановления. Двигатель 56 также может обеспечить направление полос 41 на сборочный барабан 82, когда барабан 52 для вырезания также функционирует как барабан 62 для наложения, предусмотренный в узле 60 для наложения полос. Частоту вращения двигателя 56 можно регулировать для регулирования размера (то есть толщины и/или ширины) листа 21. В одном варианте осуществления частота вращения двигателя 56 согласована со скоростью формирователя 20 с тем, чтобы не вызвать растяжения или сжатия какого-либо листа 21, выходящего из формирователя 20, и/или подвергаемого обработке в режущем узле 40, узле 60 для наложения и/или узле 70 для восстановления. Управляющее устройство 90 может управлять двигателем 56 для координации работы режущих элементов 42 для вырезания полос 41 из листа 21, перемещающегося вдоль поверхности 50 для вырезания.
В процессе работы режущие элементы 42 прорезают линию 58 вдоль перемещающегося листа 21 для образования одной или нескольких полос 41. В одном варианте осуществления два режущих элемента 42 прорезают замкнутую линию 58 для образования полосы 41, как показано в общем на фиг.4-6 и более конкретно на фиг.7-8. Линия 58 очерчивает контур полосы 41 и может включать в себя передний край 58а, задний край 58b и один или несколько боковых краев 58с. Передний край 58а и задний край 58b, каждый из которых образует соответственно начало и конец полосы 41, также могут функционировать в качестве бокового края 58с, например, в случае вырезания полосы 41, имеющей каплевидную форму или ромбовидную форму с 4 сторонами. В одном варианте осуществления два режущих элемента 42а, 42b могут образовать полосу 41 в листе 21, пока лист 21 перемещается по замкнутой траектории, при этом подобная пара режущих элементов образована посредством размещения их в шахматном порядке вдоль длины листа 21. Данное расположение в шахматном порядке позволяет расположенному дальше по ходу или последующему режущему элементу 42b прорезать линию, которая пересекается с предшествующей линией, образованной расположенным ближе по ходу или предшествующим режущим элементом 42а, как показано на фиг.6-8. Данное пересечение может быть использовано для образования начала и конца каждой полосы 41, которые соответствуют соответственно переднему и заднему краям 58а, 58b. Передний и/или задний края (то есть соответственно начало и окончание полосы 41) могут быть прорезаны дополнительным режущим элементом 42, который предназначен для выполнения любого из двух или обоих данных резов. Режущие элементы 42 могут перемещаться во время образования сторон 58с резанием, например, для регулирования или постепенного изменения (то есть увеличения или уменьшения) ширины полосы 41 или для изменения формы и/или размера полосы 41 иным образом. Один или несколько режущих элементов 42 могут также прорезать прорези 16 (рассмотренные выше со ссылкой на фиг.2) во время или после образования полос 41.
В вариантах осуществления, показанных на фиг.7-8, режущие элементы 42а, 42b пересекаются для образования начала линии 58 реза и переднего края 58а. Подобное пересечение может быть обеспечено посредством пересечения линий реза, образуемых каждым режущим элементом 42а, 42b, хотя пересекающиеся линии необязательны для обеспечения пересечения, поскольку линия реза, образуемая любым из двух элементов 42а, 42b, может просто проходить от линии реза, образованной другим элементом 42а, 42b. На фигурах каждый режущий элемент 42а, 42b выдвигается в боковом направлении (то есть в направлении под углом относительно направления перемещения листа 21 или в направлении вдоль ширины листа 21) для образования реза в боковом направлении. При выполнении реза в боковом направлении каждый режущий элемент 42а, 42b может обеспечить ориентирование его режущей кромки 43 в направлении, параллельном направлению перемещения листа 21, или может обеспечить поворот его режущей кромки 43 для размещения ее под углом относительно направления перемещения или средней линии листа 21, как показано посредством режущего элемента 42b на фиг.7. После достижения заданного положения в боковом направлении каждый режущий элемент 42а, 42b образует боковые линии 58с реза и в конце концов образует задний край 58b с конечным пересечением для завершения образования полосы 41. Как показано на фиг.8, полосы 41 могут уменьшаться по ширине ступенчатым образом, как показано, или постепенно, с изменением ширины вдоль линии или вдоль дуги. Могут существовать другие варианты и средства образования полос 41.
После образования одной или нескольких полос 41 оставшаяся часть листа 21 направляется в узел 70 для восстановления для ее повторного использования формирователем 20. Для сохранения непрерывного листа 21, который автоматически перемещается через систему 10, непрерывная часть листа 21 остается после извлечения одной или нескольких полос 41 из него. Как показано на фиг.4-8, каждая часть листа 21, которая остается непрерывной (то есть присоединенной к предшествующей и последующей частям листа 21) по отношению к листу 21, названа сегментом 26. Каждый сегмент 26 проходит между проходящими в продольном направлении пустотами 18, при этом пустоты 18 соответствуют полосам 41, вырезанным из листа 21. Одна или несколько полос 41 могут быть образованы в пределах ширины листа 21, так что два сегмента 26а простираются вдоль боковых сторон листа 21, как показано на фиг.4-8. Также предусмотрено, что сегмент 26b может быть расположен в промежуточном положении (то есть между сторонами листа) вдоль листа 21, например, в том случае, когда две или более полос 41 одновременно вырезаются из листа 21, как показано на фиг.4-6. В завершение промежуточный сегмент 26b может существовать вместе с боковым сегментом 26а или без какого-либо бокового сегмента 26а.
Если поперечное сечение любого подобного возвращаемого сегмента 26 становится слишком малым или, другими словами, становится слишком тонким или слишком узким, сегмент 26 может разорваться во время перемещения по системе 10 или во время отделения одной или нескольких полос 41 от листа 21. Любой разрыв или отсутствие непрерывности в сегменте 26 может нарушить непрерывность листа 21. Следовательно, любой подобный сегмент 26 должен иметь надлежащие размеры для того, чтобы выдерживать напряжения при отделении полос, а также другие напряжения, связанные с перемещением через систему 10. Само собой разумеется, размер сегмента 26 может варьироваться в соответствии с материалом, образующим лист 21 (поскольку каждый материал листа может иметь разные свойства при разрыве). В одном варианте осуществления, при толщине листа 21 от 0,5 до 1,5 мм суммарная ширина всех сегментов 26 для любого поперечного сечения листа 21 (то есть вдоль поперечной плоскости, перпендикулярной к направлению перемещения (то есть направлению движения) листа 21, составляет, по меньшей мере, 20 мм. В другом варианте осуществления также в том случае, когда толщина листа 21 составляет от 0,5 до 1,5 мм, ширина каждого подобного сегмента 26 составляет, по меньшей мере, 10 мм. В еще одном варианте осуществления для листов 21 с толщиной от 0,5 до 1,5 мм каждая сторона листа 21 остается неразрезанной для образования сегмента 26а на каждой боковой стороне подвергнутого резанию листа 21, как показано на фигурах, при этом каждый подобный сегмент 26а имеет ширину, составляющую, по меньшей мере, 20 мм, и любой промежуточный сегмент 26b (то есть любой сегмент 26, расположенный не вдоль боковой стороны листа 21) может иметь любую ширину, например, такую, которая составляет не менее 5 мм. Поскольку состав материала листа, а также толщина листа и напряжения, которым он подвергается во время перемещения, могут варьироваться, сегменты 26 могут иметь ширину, значения которой больше или меньше тех, которые раскрыты выше. Боковые сегменты 26а или часть их также могут иметь толщину, которая больше толщины остальных частей листа 21 для обеспечения сопротивления разрыву во время работы системы 10. В одном варианте осуществления утолщенные части образованы формирователем 20. Утолщенные части также могут иметься в других местах вдоль ширины листа 21 так, как желательно.
Как показано в целом на фиг.1, 4-5, система 10 также включает в себя узел 60 для наложения, предназначенный для наложения одной или нескольких непрерывных полос 41 на поверхность для сборки для образования ленты 14. Одна или несколько полос 41 наматываются вокруг поверхности для сборки для образования многослойной ленты 14. Узел 60 для наложения включает в себя барабан 62 для наложения, который обеспечивает перемещение одной или нескольких полос 41 с данного барабана в узел 80 для сборки. Для обеспечения адгезии между барабаном 62 для наложения и полосами 41, которое способствует отделению полос 41 от листа 21, барабан 62 для наложения может быть подвергнут нагреву или охлаждению. В определенных вариантах осуществления температура барабана 62 для наложения поддерживается, по меньшей мере, на 10 градусов Цельсия более высокой, чем температура листа 21 и/или любых полос 41. В других вариантах осуществления температура барабана 62 для наложения поддерживается на уровне приблизительно 70 градусов Цельсия. Поверхность барабана 62 для наложения может представлять собой гладкую поверхность, которая может представлять собой хромированную или подвергнутую горячему хромированию поверхность для получения гладкой, подобной капиллярам поверхности, которая может способствовать образованию молекулярных связей и/или может функционировать подобно вакууму для облегчения удерживания полос 41 на ней. Усиленная адгезия также может быть обеспечена посредством образования шероховатой поверхности, при этом шероховатая поверхность обеспечивает увеличенную площадь поверхность для обеспечения увеличенной площади контакта и, следовательно, увеличенной адгезии. Барабан 62 для наложения также может функционировать как барабан 52 для вырезания. Кроме того, регулирование температуры и состояния, а также состояния и обработки поверхности, рассмотренные выше в связи с барабаном 62 для наложения, также могут быть применены для барабана 52 для вырезания для усиления адгезии между барабаном 52 и листом 21.
Как показано на фиг.9, барабан 62 для наложения перемещается по направлению к поверхности для сборки для переноса полосы 41 на поверхность для сборки. Как только начальная часть полосы 41 будет перемещена на поверхность для сборки, полоса будет наматываться вокруг поверхности для сборки для образования ленты 14. Поверхность для сборки, например, может исходно представлять собой поверхность 84 контакта сборочного барабана 82 или каркаса 84 шины, расположенного на сборочном барабане 82. Сборочный барабан 82 может представлять собой любой барабан и может быть или не быть барабаном, используемым для сборки каркасов шин. После наложения полосы 41 на поверхность для сборки поверхность для сборки для следующих полос 41 может включать в себя, по меньшей мере, часть ранее наложенной полосы 41, которая также может быть названа лентой 14.
Как упомянуто выше, барабан 62 для наложения перемещается по направлению к поверхности для сборки для переноса полосы 41 на нее. В более общем случае существует относительное перемещение между барабаном 62 для наложения и поверхностью для сборки, поскольку любой из данных двух элементов или оба данных элемента могут перемещаться по направлению к другому для перемещения полосы 41 на поверхность для сборки. Для перемещения полосы 41 с барабана 62 для наложения на поверхность для сборки барабан 62 для наложения размещается в положении переноса/перемещения относительно поверхности для сборки так, что полоса 41, проходящая между барабаном 62 для наложения и поверхностью для сборки, будет контактировать с поверхностью для сборки. Контакт может быть достаточным для создания достаточной адгезии между полосой 41 и поверхностью для сборки, или давление может быть приложено к полосе 41, когда она проходит между барабаном 62 и поверхностью для сборки. Данное давление может быть обеспечено посредством размещения барабана 62 ближе к поверхности для сборки, так что полоса 41 будет сдавливаться между барабаном 62 и поверхностью для сборки. Кроме того, прижимной ролик 64 может быть использован для приложения давления к полосе 41 в процессе ее наматывания вокруг поверхности для сборки. Данное давление не только способствует усилению адгезии для сборки и удерживания ленты 14, но также может способствовать когезии в вулканизованном изделии и уменьшению количества любого воздуха, захваченного в ленте 14. Прижимной ролик 64 обычно имеет переменную или «бугристую» поверхность, которая может представлять собой, например, поверхность с зубьями, как показано на фигурах.
В процессе работы в соответствии с одним вариантом осуществления барабан 62 для наложения перемещается из начального (то есть исходного) положения в положение переноса/перемещения, подобное показанному на фиг.9а. Затем барабан 62 может оставаться в положении переноса/перемещения временно в течение некоторого промежутка времени, то есть до тех пор, пока полоса 41 не пройдет между барабаном 62 и поверхностью для сборки, как показано на фиг.9b. После этого промежутка времени барабан 62 может отводиться в положение покоя, как показано на фиг.9с, которое может представлять собой или не представлять собой исходное положение. Следует понимать, что барабан 62 может оставаться в положении переноса/перемещения, что предусматривает постепенный отвод по мере увеличения диаметра ленты 14. Во время процесса переноса и намотки скорость вращения поверхности для сборки (наружной поверхности ленты 14) увеличивается по мере увеличения наружного диаметра ленты 14. Поскольку может быть желательно сохранять размер, форму и конструктивную целостность полос 41 по время операций переноса и намотки, может быть обеспечена постоянная скорость вращения поверхности для сборки и барабана 62 для наложения, так что полоса 41 может перемещаться с относительно постоянной скоростью. Для обеспечения постоянных скоростей скорость вращения поверхности барабана 62 для наложения и скорость вращения поверхности для сборки могут быть по существу одинаковыми. Кроме того, во время процесса намотки частота вращения сборочного барабана 82 может быть уменьшена и/или скорость барабана 62 для наложения может быть увеличена для компенсации увеличивающегося диаметра ленты 14. Кроме того, во время процесса намотки прижимной ролик 64 в большинстве случаев остается в контакте под давлением с любой полосой 41, накладываемой на поверхность для сборки, и постепенно отводится по мере увеличения диаметра ленты 14, как показано в общих чертах на фиг.9d, чтобы не повредить какую-либо полосу 41 или ленту 14 во время процесса намотки. Как только лента 14 будет закончена, барабан 62 для наложения может перемещаться и возвращаться в заданное положение, которое может представлять собой исходное положение, для обеспечения надлежащего зазора для снятия ленты 14 (с каркасом 86 шины в случае его наличия или без каркаса 86 шины) со сборочного барабана 82.
Узел 70 для восстановления в большинстве случаев принимает лист 21, который прошел через режущий узел 40, для направления возвращаемого листа 21 обратно в формирователь 20 в качестве вводимого материала, и тем самым завершается замкнутая траектория в системе 10. Возвращаемый лист 21 может быть подвергнут или не подвергнут резанию посредством режущего узла 40, то есть одна или несколько полос 41 могут быть не удалены из него, например, в том случае, когда система 10 находится в режиме холостого хода. В варианте осуществления по фиг.1 узел 70 для восстановления включает в себя промежуточный ролик 72 и транспортирующий узел 74. В одном варианте осуществления промежуточный ролик 72 в начальной стадии входит в контакт с листом 21 при выпуске его из режущего узла 40 и направляет возвращаемый лист 21 в транспортирующий узел 74. В одном варианте осуществления транспортирующий узел 74 обычно содержит множество роликов 76 и конвейерную ленту 78. Вместо ролика и конвейерной ленты могут быть использованы другие средства перемещения листа 21, известные среднему специалисту в данной области техники, которые могут включать в себя, например, ряд роликов или барабанов.
Как показано на фиг.1, узел 70 для восстановления также может включать в себя устройство 79 для обработки материала. Обрабатывающее устройство 79 в большинстве случае регулирует то, каким образом возвращаемые листы 21 будут повторно вводиться в формирователь 20 в качестве вводимого материала. Могут возникнуть затруднения при обработке листа 21 в формирователе 20, связанные с тем, в каком виде лист 21 возвращается. Например, могут возникнуть затруднения при обработке экструдерами холодного или тонкого вводимого материала. Кроме того, ширина впускного элемента 22 формирователя может налагать определенные требования по ширине вводимого материала, что вызовет необходимость в обработке возвращаемого листа 21 для обеспечения определенной ширины. Например, при использовании каландров может быть желательно вводить материал по существу вдоль ширины каландра, поскольку локализованный ввод может не обеспечить формирования листов 21, имеющих заданную ширину. Кроме того, впускной элемент 22 формирователя может иметь меньший размер по сравнению с шириной возвращаемого листа 21. Также могут возникать проблемы, связанные с количеством материала возвращаемого листа 21. Например, из листа 21 перед его возвращением/восстановлением может быть удалено множество полос 41 или сравнительно широкая полоса 41, в результате чего может остаться минимальная оставшаяся часть листа 21 для восстановления. Следовательно, обрабатывающее устройство 79 может осуществлять нагрев, охлаждение, накопление материала, изменение размеров, изменение формы и/или распределение желательных количеств материала листа 21 в качестве вводимого материала для формирователя 20. Обрабатывающее устройство 79 также может обеспечить регулирование скорости, с которой возвращаемый лист 21 вводится в качестве вводимого материала.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, обрабатывающее устройство 79 включает в себя поворотный конвейер, который выполнен с возможностью поворота взад и вперед для накопления листа 21 при его наложении для ввода в формирователь 20. В других вариантах осуществления обрабатывающее устройство 79 может содержать экструдер, множество режущих элементов, ролики, барабаны или любые другие средства для нагрева, охлаждения, изменения размеров, изменения формы и/или распределения возвращаемого листа 21 в качестве вводимого материала для формирователя 20. Обрабатывающее устройство 79 может быть связано с управляющим устройством 90, которое может выдавать команды для обработки листа 21 и/или подачи листа 21 в качестве вводимого материала 12b для формирователя 20. Управляющее устройство 90 может получать информацию об извлекаемых листах 21, такую как вес, форма и размеры по ширине. Весы, лазерные устройства или другие средства измерения могут также быть предусмотрены вдоль транспортирующего узла 74 и/или обрабатывающего устройства 79 для получения любой заданной информации, относящейся к возвращаемому листу 21.
Как упомянуто ранее, может быть желательно образовать ленту 14, образованную из множества материалов, такую как показанная на фиг.2. Например, в том случае когда лента 14 представляет собой протекторный браслет, может быть желательно включить скрытый или «утопленный» слой протектора для обеспечения заданных свойств, когда скрытый материал становится открытым для воздействия после того, как, по меньшей мере, часть первого материала сотрется. Для получения данной ленты 14 из множества материалов протектор может быть собран на одной станции, имеющей множество систем 10, или может быть собран на множестве станций. При сборке на одной станции могут быть использованы две или более систем 10, при этом, например, одна система 10 будет расположена над другой системой 10.
Как показано на фиг.11, система 10 может включать в себя программируемый контроллер 90 или другое устройство, имеющее процессор, который может выполнять запрограммированные команды, например, такое как персональный компьютер или универсальная (большая) ЭВМ. Система 10 также может включать в себя пользовательский интерфейс 98. Управляющее устройство 90 в большинстве случае получает входные данные и/или команды для управления системой 10 и работой каждого ее узла, что включает управление образованием и перемещением листа 21 через систему 10, вырезанием и наложением полос 41 и возвращением и обработкой возвращаемого листа 21 для восстановления. Управляющее устройство 90 может включать в себя логический процессор 92 (который может представлять собой микропроцессор), запоминающее устройство 93, такое как ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство), и, по меньшей мере, один кабель 94 ввода/вывода для связи с системой 10. Кроме того, управляющее устройство 90 может включать в себя гнездо 95 для ввода/вывода, предназначенное для размещения карты/платы ввода/вывода, имеющей соединитель 96 для кабеля ввода/вывода. Оператор может использовать пользовательский интерфейс 98 для обеспечения ввода данных в управляющее устройство 90 и/или для управления работой управляющего устройства 90 и системы 10 или выдачи команд управляющему устройству 90 и системе 10, что включает управление выполнением каждой операции и способа, связанных с образованием и перемещением листа 21, вырезанием полос 41 из него и наложением полос 41 на поверхность для сборки многослойной ленты 14. Пользовательский интерфейс 98 и управляющее устройство 90 могут быть соединены посредством кабеля 96 ввода/вывода. Также предусмотрено, что беспроводные соединения могут существовать между управляющим устройством 90, пользовательским интерфейсом 98 и системой 10. В большинстве случаев управляющее устройство 90 может быть запрограммировано посредством любого известного графического или текстового языка. Запрограммированные команды, данные, входная информация и выходные данные могут храниться в запоминающем устройстве 93, к которому у процессора 92 имеется доступ. Запоминающее устройство 93 может представлять собой любое известное в промышленных масштабах запоминающее устройство, такое как жесткие диски, оптические запоминающие устройства, флэш-память и тому подобное. Процессор 92 выполняет запрограммированные команды и может выполнять команды и любые расчеты и/или измерения, полезные для управления системой 10 и выполнения способов и операций, рассмотренных здесь. Запоминающее устройство 93 также хранит входные данные, выходные данные и другую информацию, такую как геометрические характеристики и местоположение любого барабана 52, 62, 82 и режущих элементов 42, заданная скорость перемещения и образования листа 21. Как утверждалось ранее, управляющее устройство 90 может быть соединено с устройством управления координатными перемещениями для координации работы режущих элементов 42 посредством элементов 44 для перемещения, выдвижных элементов 47 и/или элементов 48 для поворота. Кроме того, управляющее устройство 90 может быть соединено с каждым из барабана 52 для вырезания, барабана 62 для наложения и/или сборочного барабана 82 и, следовательно, может определить угловое положение каждого подобного барабана во время его вращения.
Несмотря на то, что данное изобретение было описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, следует понимать, что подобное описание приведено в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения. Соответственно объем и содержание изобретения должны определяться только прилагаемой формулой изобретения.