СПОСОБ, ПРОЦЕСС И УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРКИ ШИН
METHOD, PROCESS AND PLANT FOR BUILDING TYRES

Настоящее изобретение относится к способу, процессу и установке для сборки шин. Конкретнее, изобретение направлено на способ, процесс и оборудование, используемое для сборки сырой шины, в дальнейшем подвергаемой циклу вулканизации для получения конечного изделия.
Шина для колес транспортных средств обычно содержит каркасную конструкцию, содержащую по меньшей мере один каркасный слой, имеющий соответственно противоположные концевые клапаны в зацеплении с соответственными кольцевыми анкерными конструкциями, встроенными в зоны, обычно определяемые как «борта», имеющие внутренний диаметр, по существу соответствующий так называемому «пригоночному диаметру» шины на соответственном монтажном ободе.
Каркасная конструкция связана с брекерной конструкцией, которая может содержать один или более брекерных слоев, расположенных с радиальным наложением относительно друг друга и относительно каркасного слоя, имеющих текстильные или металлические армирующие корды, ориентированные с перекрещиванием и/или по существу параллельные направлению периферийного расширения шины (под углом 0 градусов). В радиально внешнем положении относительно брекерной конструкции накладывают протекторный браслет, его также выполняют из эластомерного материала подобно другим полуфабрикатам, образующим шину.
На боковых поверхностях каркасной конструкции, каждая из которых продолжается от одного из боковых краев протекторного браслета до соответственной кольцевой анкерной конструкции к бортам, соответственные боковые стенки, выполненные из эластомерного материала, также накладывают в аксиально внешнем положении. В шинах «бескамерного» типа воздухонепроницаемый слой покрытия, обычно называемый «облицовка», покрывает внутренние поверхности шины.
После сборки влажной шины, выполняемой посредством сборки соответственных компонентов, в общем выполняют обработку формованием и вулканизацией, предназначенную для определения структурной стабилизации шины посредством сшивания эластомерных составов, а также при придании ей, если требуется, желаемого протекторного рисунка и возможных отличительных графических меток на боковых стенках шины.
Каркасную конструкцию и брекерную конструкцию обычно изготавливают отдельно друг от друга на соответственных рабочих станциях, чтобы совместно собирать их позже.
Конкретнее, получение каркасной конструкции сначала предусматривает наложение на сборочный барабан слоя или слоев каркаса для образования по существу цилиндрического так называемого «каркасного рукава». Кольцевые анкерные конструкции подгоняют к бортам или образуют на противоположных концевых клапанах слоя или слоев каркаса, которые в дальнейшем поворачивают вокруг самих кольцевых конструкций таким образом, чтобы заключить их в своего рода петлю.
На втором барабане или вспомогательном барабане получают так называемый «коронный конструктивный элемент» в виде наружного рукава, содержащего один или более брекерных слоев, наложенных во взаимно радиальном наложении, и, возможно, протекторный браслет, наложенный в радиально внешнем положении относительно брекерного(ых) слоя(ев). Затем коронный конструктивный элемент снимают со вспомогательного барабана, чтобы соединять с каркасным рукавом. Для этой цели коронный конструктивный элемент размещают коаксиально вокруг каркасного рукава, после чего слой или слои каркаса формуют в соответствии с тороидальной конфигурацией посредством взаимного аксиального сближения бортов и одновременного введения текучей среды под давлением в каркасный рукав, таким образом, чтобы вызвать радиальное растяжение слоев каркаса, пока не произойдет их приклеивание к внутренней поверхности коронного конструктивного элемента.
Сборка каркасного рукава с коронным конструктивным элементом может быть выполнена на том же барабане, который используется для получения каркасного рукава; в таком случае это называется «одностадийный процесс сборки».
Также известны процессы сборки так называемого «двухстадийного» типа, в которых используют так называемый «барабан первой стадии» для получения каркасного рукава, в то время как сборку между каркасным рукавом и коронным конструктивным элементом выполняют на так называемом «барабане второй стадии» или «формующем барабане», на который передают каркасный рукав, снятый с барабана первой стадии, а в дальнейшем коронный конструктивный элемент, снятый со вспомогательного барабана.
Выражение «эластомерный материал» предназначено для обозначения состава, содержащего по меньшей мере один эластомерный полимер и по меньшей мере один усиливающий наполнитель. Предпочтительно, такой состав дополнительно содержит добавки, такие как, например, сшивающий агент и/или пластификатор. Благодаря наличию сшивающих агентов такой материал может сшиваться посредством нагрева, чтобы сформировать конечное изготовляемое изделие.
Под шиной для двухколесных транспортных средств, в частности, мотоциклов, подразумевается шина, коэффициент кривизны которой приблизительно составляет от около 0,15 до около 0,45.
Под коэффициентом кривизны относительно шины (или ее участка) подразумевается отношение между расстоянием от радиально внешней точки протекторного браслета (или внешней поверхности) до линии, проходящей через латерально противоположные концы самого протектора (или его внешней поверхности), измеренным на радиальной плоскости шины (или ее указанного участка), т.е. на плоскости, содержащей ее ось вращения, и расстоянием, измеренным вдоль корда шины (или ее участка) между указанными концами.
Под коэффициентом кривизны относительно формующего барабана подразумевается отношение между расстоянием от радиально внешней точки внешней поверхности барабана до линии, проходящей через латерально противоположные концы самого барабана, измеренным на радиальной плоскости барабана, т.е. на плоскости, содержащей его ось вращения, и расстоянием, измеренным вдоль корда барабана между указанными концами.
В документе WO 2004/041520 от того же Заявителя формующий барабан может удерживаться роботизированной рукой, которая взаимодействует с передающим элементом, поддерживающим брекерную конструкцию, снятую со вспомогательного барабана, чтобы определять соединение между каркасной конструкцией и брекерной конструкцией. В связи с этим роботизированная рука удерживает формующий барабан вблизи от устройств для наложения протекторного браслета и/или боковых стенок, содержащих подающие элементы, выполненные с возможностью наносить непрерывный вытянутый элемент, выполненный из эластомерного материала, на взаимно соединенные каркасную конструкцию и брекерную конструкцию.
Документ WO 2004/041522 иллюстрирует дополнительный пример, в котором формующий барабан, поддерживаемый роботизированной рукой, перемещается, чтобы взаимодействовать с устройствами, которые завершают получение сырой шины после того, как определено наложение брекерной конструкции, предварительно образованной на вспомогательном барабане.
US 2009/0020200 описывает получение шины для двухколесных транспортных средств, в котором протекторный браслет получают непрерывной намоткой непрерывного вытянутого элемента, выполненного из эластомерного материала, в виде спирали в окружном направлении изготовляемой шины, поддерживаемой жестким барабаном, чей профиль внешней поверхности копирует профиль внутренней поверхности изготовляемой шины.
Заявитель подтвердил, что при выполнении способов выполнения, относящихся к типу, проиллюстрированному в WO 2004/041520 или WO 2004/041522, может быть трудным обеспечение правильного взаимного позиционирования между коронным конструктивным элементом, содержащим по меньшей мере один брекерный слой, и каркасной конструкцией в первоначальной форме каркасного рукава. Заявитель установил, что это обстоятельство особенно, но не исключительно, проявляется в получении шин с высоким коэффициентом кривизны, что может быть обычно обнаружено в шинах для двухколесных транспортных средств.
Заявитель также подтвердил, что использование по существу жесткого тороидального формующего барабана с заданной геометрией, относящейся к типу, описанному в US 2009/0020200, имеет тенденцию к введению сложностей и критичностей процесса, также включая значительные осложнения логистики в отношении оборудования и пространств, требуемых для установки производственных установок.
Таким образом, Заявитель обнаружил, что получая компоненты коронного конструктивного элемента непосредственно на формованном каркасном рукаве в соответствии с их желаемой конфигурацией в собранной сырой шине, возможно обеспечивать большую геометрическую и структурную точность отдельных компонентов и оптимальное позиционирование каждого из них относительно других компонентов изготовляемой шины.
Затем Заявитель подтвердил, что формование коронного конструктивного элемента непосредственно на каркасном рукаве исключает необходимость использования и размещения слоев, выполненных из эластомерного материала, или других вспомогательных элементов, обычно требуемых для стабилизации позиционирования компонентов коронного конструктивного элемента до его соединения с каркасным рукавом.
Таким образом, Заявитель установил, что предпочтительно размещать формованный каркасный рукав на по существу жестком тороидальном формующем барабане с изменяемой геометрией (по меньшей мере в радиальном направлении) или расширяемом, формуемом частично в соответствии с внутренней геометрической конфигурацией собранной сырой шины.
Заявитель также обнаружил, что для того, чтобы предотвращать каркасную конструкцию, первоначально образованную в виде каркасного рукава в соответствии с цилиндрическим формованием, от протекания нежелательных структурных искажений во время формования, целесообразно, чтобы соединение формующего барабана завершалось, когда каркасный рукав уже сформован в соответствии с тороидальной конфигурацией.
В связи с этим Заявитель обнаружил, что путем соединения по существу жесткого и расширяемого тороидального формующего барабана с уже образованным по существу цилиндрическим каркасным рукавом посредством формования каркасного рукава, расширения тороидального формующего барабана и, наконец, связывания последнего с формованным каркасным рукавом для того, чтобы в дальнейшем выполнять нанесение коронного конструктивного элемента, возможно получать шины, чьи конструктивные элементы, включая отдельные компоненты коронного конструктивного элемента в нем (по меньшей мере один из числа одного или более брекерных слоев, подслой протекторного браслета, протекторный браслет, по меньшей мере один участок боковой стенки), соответствуют точными спецификациями конструкции, не включая значительные отходы при изготовлении. Такие шины также могут быть получены в относительно простых экономичных производственных установках, которые могут быть установлены в ограниченных пространствах.
Наличие формующего барабана с изменяемой геометрией посредством радиального расширения далее позволяет ему же быть предпочтительно вставленным в сжатом состоянии внутрь каркасного рукава, образованного в соответствии с цилиндрической конфигурацией, и быть радиально расширенным внутри каркасного рукава в дальнейшем или одновременно с его тороидальным формованием, для того чтобы определять его соединение после завершения формования. Конструктивная жесткость такого формующего барабана, наконец, обеспечивает каркасный рукав, формованный и соединенный с ним, отличную геометрическую и структурную стабильность, что облегчает точное позиционирование отдельных элементов, которые образуют коронный конструктивный элемент.
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к способу сборки шины.
Предпочтительно, обеспечена сборка каркасного рукава и коронного конструктивного элемента каждой шины в определенной последовательности относительно друг друга.
Предпочтительно, указанному каркасному рукаву придают тороидальную форму и в дальнейшем соединяют с расширяемым тороидальным формующим барабаном.
Предпочтительно, коронный конструктивный элемент собирают на радиально внешней поверхности указанного каркасного рукава тороидальной формы и связывают с указанным расширенным тороидальным формующим барабаном.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к способу сборки шин.
Предпочтительно, обеспечено размещение каркасного рукава, содержащего по меньшей мере один каркасный слой и пару кольцевых анкерных конструкций.
Предпочтительно, обеспечено размещение тороидального формующего барабана в первом радиально сжатом рабочем состоянии.
Предпочтительно, обеспечено позиционирование указанного каркасного рукава в радиально внешнем положении относительно указанного формующего барабана.
Предпочтительно, обеспечено придание тороидальной формы указанному каркасному рукаву, в то время как указанный формующий барабан размещен внутри каркасного рукава.
Предпочтительно, обеспечено расширение указанного формующего барабана до второго радиально расширенного рабочего состояния.
Предпочтительно, обеспечено соединение каркасного рукава тороидальной формы с формующим барабаном в указанном втором рабочем состоянии.
Предпочтительно, обеспечено размещение указанного формующего барабана, соединенного с указанным каркасным рукавом, вблизи к по меньшей мере одному устройству для сборки по меньшей мере одного брекерного слоя в радиально внешнем положении относительно указанного каркасного рукава.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящее изобретение относится к установке для сборки шин.
Предпочтительно, обеспечена станция формования, содержащая устройства для зацепления каркасного рукава.
Предпочтительно, обеспечены формующие устройства, работающие на станции формования для формования каркасного рукава в соответствии с тороидальной конфигурацией.
Предпочтительно, обеспечен расширяемый тороидальный формующий барабан, зацепляемый на станции формования в радиально внутреннем положении относительно каркасного рукава.
Предпочтительно, обеспечены устройства привода, работающие на станции формования, для того чтобы радиально расширять формующий барабан внутри каркасного рукава.
Предпочтительно, обеспечена по меньшей мере одна станция наложения брекерной конструкции.
Предпочтительно, обеспечены устройства передачи, выполненные с возможностью передачи формующего барабана, поддерживающего указанный каркасный рукав тороидальной формы, от станции формования к указанной по меньшей мере одной станции наложения брекерной конструкции.
Заявитель считает, что коронный конструктивный элемент в связи с этим может быть получен на каркасной конструкции, формованной в соответствии с точным заданным профилем, устанавливаемым геометрической конфигурацией формующего барабана, предпочтительно выбираемой на основе параметров конструкции изготовляемой шины. Таким образом, достигается большая структурная точность отдельных компонентов коронного конструктивного элемента вместе с их позиционированием относительно других составных элементов шины.
Наконец, Заявитель считает, что с устранением необходимости в соединении с каркасным рукавом брекерной конструкции и/или других полученных компонентов, кроме коронного конструктивного элемента, проблемы, связанные с точностью изготовления и воспроизводимостью, также преодолены, которые обычно взаимосвязаны с необходимостью соединения полученных отдельно конструктивных компонентов. Также достигается упрощение производственных установок, так как больше нет необходимости выполнять дополнительные операции и нет необходимости в соответственном оборудовании, требуемом для определения передачи брекерной конструкции и/или других геометрически непостоянных компонентов от станций, где они создаются, к станции, где они должны быть соединены с самой каркасной конструкцией.
Также исключается выполнение дополнительных операций и соответственное оборудование и материалы, требуемые для производства и управления вспомогательными компонентами, такими как листы и т.п., которые могут оказаться полезными или необходимыми для временной стабилизации позиционирования различных частей брекерной конструкции на другом вспомогательном барабане.
В по меньшей мере одном из вышеуказанных аспектов изобретение дополнительно содержит одну или более из следующих предпочтительных характеристик, которые описаны ниже.
Предпочтительно, каркасный рукав соединен в контактном отношении с внешней поверхностью формующего барабана.
Предпочтительно, каркасный рукав получают на по меньшей мере одной станции сборки и в дальнейшем передают на станцию формования.
В связи с этим возможно выделять станцию формования для выполнения формования каркасного рукава аккуратным и точным образом, ограничивая продолжительность выполнения рабочего цикла временем цикла, требуемым для получения каркасного рукава на линии сборки.
Предпочтительно, каркасный рукав устанавливается коаксиально вокруг формующего барабана, размещенного на станции формования.
Таким образом, возможно зацеплять формующий барабан на станции формования без необходимости ждать, когда загрузка каркасного рукава будет завершена.
Формующий барабан может быть, возможно, подвергнут дополнительной обработке на станции формования до зацепления каркасного рукава.
Предпочтительно, каркасный рукав сначала перемещается с радиальным поступательным движением относительно формующего барабана до тех пор, пока он не будет находиться в отношении существенного аксиального выравнивания с ним, и в дальнейшем устанавливается вокруг последнего с аксиальным поступательным движением.
Предпочтительно, каркасный рукав аксиально центрируется относительно формующего барабана перед формованием в соответствии с тороидальным формованием.
Таким образом, обеспечивается то, что аксиальная плоскость средней линии формующего барабана по существу совпадает с аксиальной плоскостью средней линии формуемого каркасного рукава.
Предпочтительно, каркасный рукав подвергается радиальному расширению во время формования в соответствии с тороидальной конфигурацией.
Предпочтительно, по меньшей мере одна часть расширения формующего барабана приводится в действие одновременно с по меньшей мере одной частью формования каркасного рукава.
Таким образом, возможно уменьшать время цикла, требуемое на станции формования, так как расширение формующего барабана может начинаться без необходимости ждать окончания формования каркасного рукава.
Предпочтительно, внешняя поверхность формующего барабана остается разнесенной от каркасного рукава во время расширения формующего барабана по меньшей мере до достижения второго радиально расширенного рабочего состояния.
Отсутствие контакта между каркасным рукавом и формующим барабаном во время формования обеспечивает правильное формование каркасного рукава, не затронутое сложным управлением механическими воздействиями.
Предпочтительно, в конце формования внутренняя поверхность каркасного рукава достигает максимального диаметра, большего, чем максимальный диаметр, достигаемый внешней поверхностью формующего барабана во втором или расширенном рабочем состоянии.
Предпочтительно, внешняя поверхность формующего барабана соединяется с внутренней поверхностью каркасного рукава после сжатия формованного каркасного рукава.
В связи с этим может быть проверено оптимальное приклеивание каркасного рукава на формующем барабане управляемым и единым образом.
Предпочтительно, сжатие получают посредством откачивания рабочей текучей среды накачивания из формованного каркасного рукава.
Предпочтительно, формование каркасного рукава происходит посредством введения рабочей текучей среды накачивания внутрь каркасного рукава.
Предпочтительно, по меньшей мере один диаметральный размер каркасного рукава отслеживается во время формования.
Предпочтительно, по меньшей мере один диаметральный размер формующего барабана отслеживается во время формования.
Предпочтительно, действия по управлению выполняются на формовании каркасного рукава и/или на радиальном расширении формующего барабана для предотвращения взаимных контактов во время формования.
Предпочтительно, формование каркасного рукава прерывается при достижении заданного максимального значения указанного диаметрального размера каркасного рукава.
Предпочтительно, обеспечивается радиальное расширение формующего барабана до второго рабочего состояния при достижении заданного значения указанного диаметрального размера каркасного рукава.
Таким образом, обеспечивается то, что отсутствуют нежелательные преждевременные контакты между формующим барабаном и каркасным рукавом, прежде чем последний не будет правильно сформован.
Предпочтительно, собранная шина вулканизируется после удаления с формующего барабана.
Предпочтительно, указанное устройство для сборки по меньшей мере одного брекерного слоя устанавливается на станции наложения брекерной конструкции, которая удалена относительно указанной станции формования.
Предпочтительно, указанный по меньшей мере один брекерный слой получают путем намотки по меньшей мере одного непрерывного вытянутого усиливающего элемента в соответствии с аксиально смежными кольцевыми витками вокруг радиально внешней поверхности каркасного рукава, соединенного с формующим барабаном.
За счет высокой адгезивности эластомерного материала, который составляет слой/слои каркаса и/или непрерывный вытянутый элемент, таким образом, обеспечивается стабильное и точное позиционирование отдельных витков, даже когда формованный каркас имеет профиль с выраженной кривизной.
Предпочтительно, протекторный браслет образуется в радиально внешнем положении вокруг указанного по меньшей мере одного брекерного слоя, выполненного на каркасном рукаве.
Таким образом, протекторный браслет может быть получен непосредственно в соответствии с окончательной геометрической формой, которую он должно иметь в собранной сырой шине. Таким образом, больше нет необходимости в последующей обработке, для того чтобы приспосабливать формование протекторного браслета к нижележащему каркасному рукаву, и, в результате, отсутствуют последующие нежелательные осаживания материала и/или другие неконтролируемые деформации.
Предпочтительно, протекторный браслет получают посредством намотки по меньшей мере одного непрерывного вытянутого элемента, выполненного из эластомерного материала, в соответствии с последовательными смежными кольцевыми витками вокруг радиально внешней поверхности указанного по меньшей мере одного брекерного слоя.
Таким образом, возможно увеличивать рабочую гибкость процесса и оборудования, соответственно моделируя количество и положение витков в зависимости от геометрических и размерных характеристик, которые необходимо придать протекторному браслету.
Предпочтительно, каркасный рукав, соединенный с указанным по меньшей мере одним брекерным слоем, имеет коэффициент кривизны, составляющий от около 0,15 до около 0,45.
Таким образом, достигаются оптимальные условия для сборки шин, приспособленных для двухколесных транспортных средств.
Предпочтительно, обеспечены следующие: линия сборки каркаса и загрузочные устройства каркаса, выполненные с возможностью передачи каркасного рукава от линии сборки каркаса к станции формования.
Предпочтительно, указанные загрузочные устройства каркаса содержат погрузочно-разгрузочное устройство, работающее на радиально внешней поверхности каркасного рукава.
Предпочтительно, формующий барабан в первом радиально сжатом рабочем состоянии имеет максимальный внешний диаметр, который меньше минимального внутреннего диаметра каркасного рукава.
Предпочтительно, формующий барабан содержит центральный вал и множество секторов, распределенных по окружности вокруг центрального вала и перемещаемых из первого рабочего состояния, в котором указанные секторы находятся близко к центральному валу, во второе рабочее состояние, в котором указанные секторы перемещены в сторону от центрального вала.
Предпочтительно, каждый сектор имеет внешнюю поверхность, имеющую форму в соответствии с конфигурацией внутренней поверхности, которую следует придавать формуемому каркасному рукаву.
Предпочтительно, секторы поддерживаются соответственными телескопически выдвигаемыми направляющими элементами, радиально продолжающимися от центрального вала.
Предпочтительно, формующий барабан содержит механизмы передачи, функционально зацепляемые указанными устройствами привода и выполненные с возможностью одновременного перемещения секторов из первого рабочего состояния во второе рабочее состояние.
Предпочтительно, указанные механизмы передачи содержат управляющие рычаги, каждый из которых шарнирно соединен с одним из указанных секторов и с по меньшей мере одной управляющей втулкой, установленной с возможностью скольжения вдоль центрального вала.
Предпочтительно, Управляющая втулка функционально соединена с резьбовым стержнем, зацепленным с возможностью вращения в центральном валу.
Предпочтительно, устройства привода содержат вращательное приводное устройство, функционально зацепляемое с резьбовым стержнем с первого конца центрального вала.
Предпочтительно, указанные устройства зацепления содержат пару фланцевых элементов, коаксиально обращенных друг к другу и функционально зацепляемых с соответственными кольцевыми анкерными конструкциями, поддерживаемыми соответственными аксиально противоположными концами каркасного рукава.
Предпочтительно, указанные устройства зацепления содержат элементы для аксиального перемещения фланцевых элементов.
Предпочтительно, указанные элементы для аксиального перемещения содержат по меньшей мере одну каретку, поддерживающую один из указанных фланцевых элементов и подвижную по направлению к другому фланцевому элементу, для того чтобы переключать станцию формования между состоянием загрузки/выгрузки, в котором фланцевые элементы взаимно разнесены в соответствии с размером, который больше аксиального размера неформованного каркасного рукава, приходящего с линии сборки каркаса, и рабочим состоянием, в котором фланцевые элементы взаимно разнесены в соответствии с размером, по существу соответствующим аксиальному размеру каркасного рукава.
Предпочтительно, в состоянии загрузки/выгрузки фланцевые элементы взаимно разнесены в соответствии с размером, который по меньшей мере вдвое больше аксиального размера неформованного каркасного рукава.
Предпочтительно, каждый из указанных фланцевых элементов содержит по меньшей мере одно периферийное уплотнительное кольцо, выполненное с возможностью эксплуатации с одной из указанных кольцевых анкерных конструкций.
Предпочтительно, указанные фланцевые элементы дополнительно содержат элементы расширения, выполненные с возможностью определения радиального расширения соответственных периферийных уплотнительных колец.
Предпочтительно, устройства привода размещены внутри по меньшей мере одного из указанных фланцевых элементов.
Предпочтительно, указанные формующие устройства содержат гидрогазодинамическую схему для введения рабочей текучей среды накачивания внутрь каркасного рукава.
Предпочтительно, указанные формующие устройства содержат устройства для аксиального перемещения, работающие на по меньшей мере одном из фланцевых элементов, для того чтобы перемещать их аксиально по направлению друг к другу, начиная с вышеуказанного рабочего состояния.
Предпочтительно, обеспечены устройства для отслеживания радиальных размеров, соответственно принимаемых каркасным рукавом и формующим барабаном, для того чтобы предотвращать их взаимные контакты во время формования.
Предпочтительно, указанные устройства отслеживания выполнены с возможностью обеспечения действий по управлению на устройствах привода и/или на формующих устройствах, когда разница между внешним диаметром каркасного рукава и внешним диаметром формующего барабана падает ниже предварительно установленного порогового значения.
Предпочтительно, указанная станция наложения брекерной конструкции встроена в линию завершения сборки сырой шины.
Предпочтительно, станция наложения брекерной конструкции содержит устройства для сборки по меньшей мере одного брекерного слоя, выполненные с возможностью намотки по меньшей мере одного непрерывного вытянутого усиливающего элемента в соответствии с аксиально смежными кольцевыми витками вокруг радиально внешней поверхности каркасного рукава, соединенного с формующим барабаном.
Предпочтительно, указанная линия завершения сборки сырой шины содержит устройства для получения протекторных браслетов.
Предпочтительно, устройства для получения протекторных браслетов содержат по меньшей мере один крутильный блок, выполненный с возможностью намотки по меньшей мере одного непрерывного вытянутого эластомерного элемента в соответствии с кольцевыми витками аксиально смежно во взаимном контакте вокруг указанной брекерной конструкции.
Предпочтительно, формующий барабан имеет во втором рабочем состоянии коэффициент кривизны, составляющий от около 0,15 до около 0,45.
Дополнительные характеристики и преимущества станут более очевидными из подробного описания предпочтительного, но не исключительного, варианта выполнения способа, процесса и установки для получения шин в соответствии с настоящим изобретением.
Такое описание будет изложено ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, обеспеченные только в качестве неограничивающего примера, на которых:
фигура 1 схематически показывает вид сверху установки для сборки шин в соответствии с настоящим изобретением;
фигура 2 схематически показывает на виде сбоку и в частичном сечении загрузку каркасного рукава на станции формования;
фигура 3 схематически показывает на виде сбоку и в частичном сечении зацепление каркасного рукава с формующими устройствами, размещенными на станции формования;
фигура 3a показывает увеличенный вид детали, указанной с помощью «A» на фигуре 3;
фигура 4 схематически показывает на виде сбоку и в частичном сечении выполнение формования каркасного рукава;
фигура 5 показывает наложение брекерного слоя на формованный каркасный рукав, соединенный с формующим барабаном;
фигура 6 схематически показывает в радиальном полусечении шину, получаемую в соответствии с настоящим изобретением.
Со ссылкой на вышеупомянутые фигуры ссылочная позиция 1 указывает в целом установку для сборки шин для колес транспортных средств, выполненную с возможностью приведения в действие способа согласно настоящему изобретению.
Установка 1 задумана для получения шин 2 (фигура 6), по существу содержащих по меньшей мере один каркасный слой 3, предпочтительно покрытый внутри слоем непроницаемого эластомерного материала или так называемым вкладышем 4. Две кольцевые анкерные конструкции 5, каждая из которых содержит так называемый сердечник 5a борта шины, предпочтительно поддерживающий эластомерный наполнитель 5b в радиально внешнем положении, зацеплены с соответственными концевыми клапанами 3a слоя/слоев 3 каркаса. Кольцевые анкерные конструкции 5 объединены вблизи областей, обычно называемых «борта» 6, в которых обычно происходит зацепление между шиной 2 и соответственным монтажным ободом (не проиллюстрирован).
Брекерная конструкция 7 по окружности накладывается вокруг слоя/слоев 3 каркаса, и протекторный браслет 8 по окружности накладывается на брекерную конструкцию 7. Две боковые стенки 9, каждая из которых продолжается от соответственного борта 6 к соответственному боковому краю протекторного браслета 8, накладываются в латерально противоположных положениях на слой/слои 3 каркаса.
Установка 1 содержит линию 10 сборки каркаса, имеющую одну или более сборочных станций 11, где выполняется получение каркасного рукава 12, имеющего по существу цилиндрическую форму, например, согласно известным режимам. Каркасный рукав 12 содержит указанный по меньшей мере один каркасный слой 3, предпочтительно покрытой внутри вкладышем 4 и имеющий соответственные концевые клапаны 3a, зацепленные, например, путем загиба, с соответственными кольцевыми анкерными конструкциями 5. Если необходимо, каркасный рукав 12 также может содержать боковые стенки 9 или их первые участки, каждый из которых продолжается, начиная с соответственного борта 6.
Линия 10 сборки каркаса относится к станции 13 формования, содержащей устройства 14 для зацепления каркасного рукава 12 и формующие устройства 15, под действием которых каркасный рукав 12 принимает форму в соответствии с тороидальной конфигурацией.
Устройства 14 зацепления, например, содержат первый фланцевый элемент 16а и второй фланцевый элемент 16b, коаксиально обращенные друг к другу и имеющие соответственные периферийные места 17а, 17b зацепления, посредством которых каждый из них является функционально зацепляемым на одной из кольцевых анкерных конструкций 5, соответственно поддерживаемых аксиально противоположными концами каркасного рукава 12.
Устройства 14 зацепления также могут содержать элементы 18 для аксиального перемещения для фланцевых элементов 16а, 16b. Более подробно, может быть обеспечено то, что по меньшей мере один из фланцевых элементов 16а, 16b, например, первый фланцевый элемент 16а, поддерживается кареткой 19, подвижной вдоль одной или более линейных направляющих 20 параллельно геометрической оси X-X взаимного выравнивания между фланцевыми элементами 16а, 16b и предпочтительно выполненной за одно целое с неподвижным основанием 21, поддерживающим второй фланцевый элемент 16b. Перемещение каретки 19 вдоль линейной направляющей 20 определяет переключение станции 13 формования между состоянием загрузки/выгрузки и рабочим состоянием. В состоянии загрузки/выгрузки (фигура 2) первый фланцевый элемент 16а разнесен от второго фланцевого элемента 16b в соответствии с большим размером, который приблизительно по меньшей мере вдвое больше относительно аксиального размера неформованного каркасного рукава 12, приходящего с линии 10 сборки каркаса. В рабочем состоянии фланцевые элементы 16а, 16b, а, точнее говоря, их соответственные периферийные места 17а, 17b зацепления, взаимно разнесены в соответствии с размером, по существу соответствующим аксиальному размеру каркасного рукава 12.
Формующие устройства 15 могут, например, содержать гидрогазодинамическую схему (не показана) для введения воздуха под давлением или другой рабочей текучей среды накачивания между фланцевыми элементами 16а, 16b внутри каркасного рукава 12.
Формующие устройства 15 также могут содержать один или более линейных приводов или других устройств 22 для аксиального перемещения, работающих на одном или предпочтительно обоих фланцевых элементах 16а, 16b, для того чтобы перемещать их аксиально по направлению друг к другу, начиная с вышеуказанного рабочего состояния. Взаимное сближение фланцевых элементов 16а, 16b вызывает взаимное сближение кольцевых анкерных конструкций 5 так, чтобы позволять формование каркасного рукава 12 в соответствии с тороидальной конфигурацией, сопровождаемое одновременным введением рабочей текучей среды под давлением в каркасный рукав 12.
На станции 13 формования формуемый каркасный рукав 12 соединяется с тороидальным формующим барабаном 23 жестким и расширяемым, размещенным внутри самого каркасного рукава.
Формующий барабан 23 является расширяемым между первым рабочим состоянием, радиально сжатым (фигуры 2 и 3), и вторым радиально расширенным рабочим состоянием (фигуры 4 и 5). С этой целью может, например, быть обеспечено то, что формующий барабан 23 содержит множество секторов 24, распределенных по окружности вокруг центрального вала 25. Секторы 24 являются подвижными, предпочтительно одновременно друг с другом, из вышеуказанного первого рабочего состояния, в котором они находятся близко центральному валу 25, во второе рабочее состояние, в котором указанные секторы 24 перемещены в сторону от центрального вала 25. С этой целью может быть обеспечено то, что секторы 24 поддерживаются соответственными телескопическими выдвигаемыми направляющими элементами 26, радиально продолжающимися от центрального вала 25.
Перемещение секторов 24 может быть достигнуто посредством механизмов 27 передачи, содержащих, например, рычаги 28 управления, которые шарнирно соединены, каждый на его соответственных противоположных концах, с одним из указанных секторов 24 и с по меньшей мере одной управляющей втулкой 29, установленной с возможностью скольжения вдоль центрального вала 25. Конкретнее, предпочтительно обеспечена пара управляющих втулок 29, расположенных вдоль центрального вала 25 в аксиально противоположных положениях относительно секторов 24, причем каждая зацепляет соответственные управляющие рычаги 28.
Каждая управляющая втулка 29 функционально соединена с резьбовым стержнем 30, зацепляемым с возможностью вращения коаксиально внутри центрального вала 25. Резьбовой стержень 30 продолжается вдоль центрального вала 25 почти по всей его длине или за его пределами и несет на себе две аксиально противоположные резьбы 30a, 30b соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки. Функционально зацепляемыми на резьбах 30a, 30b являются соответственные гайки 31, аксиально подвижные внутри центрального вала 25, и причем каждая из которых соединена с одной из управляющих втулок 29, например, посредством по меньшей мере одного блока 32, радиально пересекающего центральный вал 25 по продольной щели 33.
Вращение резьбового стержня 30 в центральном валу 25, приводимое в действие посредством вращательного приводного устройства 34 или устройств привода другого типа, работающего на станции 13 формования, вызывает аксиальное перемещение гаек 31 и управляющих втулок 29, которому соответствует радиальное перемещение секторов 24 по направлению к первому или второму рабочему состоянию в соответствии с направлением вращения резьбового стержня 30.
Во втором рабочем состоянии набор секторов 24 формующего барабана 23 образует вдоль его периферийного расширения радиально внешнюю тороидальную поверхность «S», не обязательно непрерывную, формуемую в соответствии с внутренней конфигурацией, которую часть каркасного рукава 12 должна принимать после завершения формования. Более подробно, предпочтительно может быть обеспечено то, что формующий барабан 23 во втором рабочем состоянии имеет коэффициент кривизны, составляющий от около 0,15 до около 0,45, обычно приспособленный для получения шин для мотоциклов или других двухколесных транспортных средств. Однако, если необходимо, для коэффициентов кривизны могут быть применены значения, которые ниже указанных выше, например, приспособленные для изготовления шин для автомобилей или грузовиков.
Предпочтительно, формующий барабан 23 размещают на станции 13 формования до того, как соответственный каркасный рукав 12, например, все еще обрабатываемый на линии 10 сборки каркаса, достигает саму станцию 13 формования.
Конкретнее, предпочтительно обеспечено то, что формующий барабан 23 поддерживается выступающим образом на станции 13 формования. Например, первый конец 25а центрального вала 25 формующего барабана 23 может с такой целью удерживаться оправкой 35, коаксиально размещенной в первом фланцевом элементе 16а и обеспеченной вращательным приводным устройством 34, соединяемым с резьбовым стержнем 30, для того чтобы приводить его во вращение.
В связи с этим формующий барабан 23 может быть размещен в первом рабочем состоянии посредством указанного вращательного приводного устройства 34, если он еще не находится в таком состоянии при достижении станции 13 формования.
Посредством загрузочных устройств 36 каркаса каркасный рукав 12, приходящий с линии 10 сборки каркаса, далее передается на станцию 13 формования, для того чтобы быть коаксиально размещенным в радиально внешнем положении вокруг формующего барабана 23, размещенного в первом радиально сжатом рабочем состоянии.
Загрузочные устройства 36 каркаса могут, например, содержать погрузочно-разгрузочное устройство 37 каркаса, предпочтительно работающее на внешней поверхности каркасного рукава 12. С помощью радиального поступательного движения (относительно формующего барабана 23) каркасный рукав 12 сначала вставляется в отношении аксиального выравнивания с формующим барабаном 23 между фланцевыми элементами 16а, 16b, размещенными в состоянии загрузки/выгрузки (фигура 2). Каркасный рукав 12 в дальнейшем размещается вокруг формующего барабана 23 предпочтительно после аксиального поступательного движения самого формующего барабана. Конкретнее, с помощью перемещения каретки 19 вдоль линейных направляющих 20 формующий барабан 23 коаксиально вставляется в каркасный рукав 12. Предпочтительно, перемещение каретки 19 и формующего барабана 23 заканчивается зацеплением второго конца 25b центрального вала 25 с задней бабкой 38, расположенной внутри второго фланцевого элемента 16b (штриховая линия на фигуре 2).
Для того чтобы аксиальное перемещение формующего барабана 23 относительно каркасного рукава 12 возникало без взаимных механических воздействий, предпочтительно обеспечено то, что в первом рабочем состоянии формующий барабан 23 имеет максимальный внешний диаметр, который меньше минимального внутреннего диаметра каркасного рукава 12, обычно обнаруживаемого у бортов 6.
В конце аксиального перемещения каждая из кольцевых анкерных конструкций 5, встроенных в борта 6, располагается в аксиально внутреннем положении относительно периферийных мест 17а, 17b зацепления соответственных первого и второго фланцевых элементов 16а, 16b.
Под действием устройств 22 для аксиального перемещения фланцевые элементы 16а, 16b далее переносят соответственные места 17а, 17b зацепления по существу в отношении радиального выравнивания внутрь кольцевых анкерных конструкций 5.
Каждый из указанных фланцевых элементов 16а, 16b содержит элементы расширения (не изображены), выполненные с возможностью определения радиального расширения соответственных периферийных уплотнительных колец 39a, 39b, объединяющих в себе периферийные места 17а, 17b зацепления. После такого радиального расширения каждое из периферийных уплотнительных колец 39a, 39b подводится для воздействия в упорном отношении на одну из кольцевых анкерных конструкций 5. Таким образом, каркасный рукав 12 стабильно ограничивается фланцевыми элементами 16а, 16b. После завершения зацепления погрузочно-разгрузочное устройство 37 каркаса может отцепляться от каркасного рукава 12 и быть удалено от станции 13 формования.
Во время формования, когда каркасный рукав 12 начинает радиально расширяться, радиальное расширение формующего барабана может регулироваться посредством вращения резьбового стержня 30 под действием вращательного приводного устройства 34.
Формование каркасного рукава 12 выполняется без контакта между последним и формующим барабаном 23 по меньшей мере до того, как сам формующий барабан 23 не достигнет максимального радиального расширения при достижении его второго рабочего состояния.
С этой целью может быть обеспечено использование устройств 40a, 40b отслеживания, которые циклически или непрерывно проверяют диаметральный размер, соответственно принимаемый каркасным рукавом 12 и формующим барабаном 23, для предотвращения их взаимных контактов во время этапа формования. В соответствии с такими действиями отслеживания, когда разница между внешним диаметром каркасного рукава 12 и внешним диаметром формующего барабана 23, например, в аксиальной плоскости «E» средней линии, перпендикулярной геометрической оси X-X и находящейся на одинаковом расстоянии от фланцевых элементов 16а, 16b и/или от кольцевых анкерных конструкций 5, падает ниже предварительно установленного порогового значения, устройства 40a, 40b отслеживания позволяют действия по управлению на вращательном приводном устройстве 34 и/или на формующих устройствах 15 так, что внешняя поверхность тороидального формующего барабана 23 остается разнесенной от каркасного рукава 12 во время расширения формующего барабана 23 по меньшей мере до того, как второе радиально расширенное рабочее состояние формующего барабана 23 не будет достигнуто.
Путем примера, устройства 40a, 40b отслеживания могут содержать по меньшей мере один первый оптический датчик 40a, размещенный снаружи каркасного рукава 12, для того чтобы обнаруживать его внешний диаметр вблизи аксиальной плоскости «E» средней линии, и по меньшей мере один преобразователь 40b, размещенный внутри одного из фланцевых элементов 16а, 16b и/или соединенный с вращательным приводным устройством 34, для того чтобы обнаруживать аксиальное положение, принимаемое по меньшей мере одной из управляющих втулок 29, и/или степень углового поворота, завершенного резьбовым стержнем 30, так, чтобы позволять электронному блоку обработки вычислять значение внешнего диаметра, принимаемого формующим барабаном 23.
При достижении заданного максимального значения диаметрального размера каркасного рукава 12 действие формующих устройств прерывается, и обеспечивается завершение радиального расширения формующего барабана 23, в результате чего он достигает второго рабочего состояния.
Далее обеспечивается соединение между каркасным рукавом 12 и формующим барабаном 23. Такое соединение подтверждается путем введения внутренней поверхности каркасного рукава 12 в контактное отношение с радиально внешней тороидальной поверхностью «S» формующего барабана 23.
Предпочтительно обеспечивается то, что в конце формования внутренняя поверхность каркасного рукава 12 достигает максимального диаметра «D2», который больше максимального диаметра «D1», достигаемого внешней поверхностью формующего барабана 23 во втором рабочем состоянии. В связи с этим соединение может быть выполнено после незначительного радиального сжатия каркасного рукава 12, например, получаемого из-за упругого сжатия его же после откачивания рабочей текучей среды, предварительно введенной во время формования.
Для того чтобы облегчать расширение каркасного рукава 12 за пределы максимального диаметра, достигаемого формующим барабаном 23 во втором рабочем состоянии, может быть обеспечено то, что на заключительных этапах достижения состояния максимального радиального расширения каркасного рукава 12 фланцевые элементы 16а, 16b аксиально вставляются в радиально внутреннем положении относительно секторов 24 формующего барабана 23, который собирается достигнуть второго рабочего состояния.
Достижение соединения посредством радиального сжатия каркасного рукава 12 облегчает равномерный контакт и при отсутствии трения между внутренней поверхностью каркасного рукава 12 и формующим барабаном 23 сохранение структурной целостности каркасного рукава 12, не вызывая изменения плотности распределения кордов, которые образуют слой или слои каркаса, и/или другие структурные искажения.
После завершения соединения фланцевые элементы 16а, 16b отцепляются от каркасного рукава 12, оставляя его на формующем барабане 23.
Каркасный рукав 12 и формующий барабан 23 в отношении взаимного соединения приспособлены подвергаться действию по меньшей мере одного устройства 41 для сборки по меньшей мере одного брекерного слоя в радиально внешнем положении относительно формованного каркасного рукава 12. Такое устройство 41 предпочтительно установлено на станции 42 наложения брекерной конструкции, которая удалена относительно указанной станции 13 формования.
Для того чтобы позволять передавать формующий барабан 23 на станцию 42 наложения брекерной конструкции, обеспечено то, что формующий барабан 23, поддерживающий каркасный рукав 12, поддерживается оправкой 35, работающей на первом конце 25а центрального вала 25, в то время как задняя бабка 38 отцепляется от второго конца 25b самого центрального вала 25. С отводом первого фланцевого элемента 16а станция 13 формования возвращается обратно в состояние загрузки/выгрузки, освобождая доступ к первой антропоморфной роботизированной руке 43 или другим подходящим устройствам передачи, которые, в свою очередь, зацепляют формующий барабан 23 на втором конце 25b центрального вала 25.
Первая роботизированная рука 43 передает формующий барабан 23 от станции 13 формования к станции 42 наложения брекерной конструкции. Первая роботизированная рука 43 также соответственно перемещает формующий барабан 23 спереди устройства 41 для сборки брекерного слоя, которое может, например, содержать устройство выдачи, которое подает по меньшей мере один обрезиненный корд или другой непрерывный вытянутый усиливающий элемент, выполненный из текстильного или металлического материала. В связи с этим брекерный слой 7а получают путем намотки указанного непрерывного вытянутого усиливающего элемента в соответствии с аксиально смежными кольцевыми витками 44 вокруг радиально внешней поверхности «S» каркасного рукава 12, соединенного с расширенным тороидальным формующим барабаном 23, в то время как последний приводится во вращение и соответственно перемещается первой роботизированной рукой 43.
Жесткость формующего барабана 23 обеспечивает стабильное позиционирование отдельных кольцевых витков 44, образованных непосредственно на внешней поверхности формованного каркасного рукава 12, без нежелательных деформаций каркасного рукава 12, возникающих из-за напряжений, передаваемых на его внешнюю поверхность во время наложения. Адгезивность сырого эластомерного материала, который составляет слой или слои каркаса 3, предотвращает нежелательные спонтанные и/или неконтролируемые перемещения отдельных кольцевых витков 44 без необходимости размещать с этой целью дополнительные промежуточные слои между брекерным слоем 7а на этапе изготовления и нижележащей поверхностью наложения. Другими словами, облегчается точное позиционирование отдельных кольцевых витков 44 брекерного слоя 7а, непосредственно образуемого согласно желаемому окончательному профилю каркасного рукава 12 после завершения формования, даже когда такой профиль имеет выраженную поперечную кривизну, как, например, в шинах, предназначенных для мотоциклов или двухколесных транспортных средств.
Станция 42 наложения брекерной конструкции может, если необходимо, содержать сборочные устройства 45 одного или более вспомогательных слоев 7b, накладываемых на формованный каркасный рукав 12 до или после наложения указанного по меньшей мере одного брекерного слоя 7а. В частности, такие вспомогательные слои 7b могут содержать текстильные или металлические параллельные корды, размещенные в соответствии с ориентацией, которая наклонена относительно направления периферийного расширения каркасного рукава 12, соответственно перекрещивающиеся между вспомогательными слоями 7b, смежными друг другу.
Передача формующего барабана 23 между сборочными устройствами 45 вспомогательных слоев и сборочным устройством 41 брекерных слоев может быть назначена той же первой роботизированной руке 43 или второй антропоморфной роботизированной руке или погрузочно-разгрузочному устройству другого типа.
Формующий барабан 23 далее передается от станции 42 наложения брекерной конструкции к устройствам для получения протекторных браслетов 47, предпочтительно составляющим часть линии завершения сборки сырой шины, объединяющей в себе станцию 42 наложения брекерной конструкции.
Устройства 47 для получения протекторных браслетов могут, например, содержать по меньшей мере один крутильный блок, выполненный с возможностью намотки по меньшей мере одного непрерывного вытянутого эластомерного элемента в соответствии с кольцевыми витками аксиально смежно во взаимном контакте в радиально внешнем положении вокруг брекерной конструкции 7, в то время как формующий барабан 23 приводится во вращение и соответственно перемещается для распределения кольцевых витков в соответствии с заданной схемой.
Наконец, установка 1 может содержать устройства получения боковых стенок (не показаны) на аксиально противоположных боковых участках каркасного рукава 12.
Собранная сырая шина 2 приспособлена для удаления с формующего барабана 23 для того, чтобы подвергаться вулканизации в блоке 52 вулканизации.