專利名稱：將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將纜索布置在一個旋轉(zhuǎn)接收表面上的裝置及其方法，特別是用于輪胎制造中的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在輪胎中加入環(huán)形增強部的益處在很早以前即被證明了，所述環(huán)形增強部可用于例如增強胎體的周圍所有地方。這種增強部特別由一個簾布層組成，該簾布層包括徑向纏繞在輪胎胎體上的纜索；該簾布層在硫化輪胎中通常被稱為“零度層”。
在此，術(shù)語“纜索”是指一個或者多個紡織或金屬線；而且所述線上涂有一層生橡膠或硫化橡膠混合物。
特別是金屬線常在某些如承載重負荷的輪胎中用于制造零度層。目前，對未硫化輪胎進行硫化的過程中，輪胎在硫化模具中要經(jīng)歷一個成型過程，為保證輪胎的最終結(jié)構(gòu)必須考慮所述成型過程。很清楚的是使用金屬線制造零度層會有更大的難度，因為這些纜索的剛度使其不能在模具中成型期間被延伸。
已經(jīng)設(shè)想出各種解決方案以克服所述問題。其中之一就是使用細分的金屬線。這樣制造的零度層可以適應輪胎在硫化期間所經(jīng)受的延伸。然而由于金屬線不同截面間的切割作用，這樣的簾布層在硫化輪胎中形成了一個更易氧化的區(qū)域。因此這種解決方案不能令人滿意。
提議使用的其它解決方案涉及金屬線的自然特性。例如，使用雙彈性金屬線可能在所得到的未硫化簾布層的剛度和延展性間取得折衷效果。雖然令人感興趣是這種方案可以對所得到硫化的零度層的低剛度進行補償，但是這種方案要求對輪胎的所需未硫化和硫化結(jié)構(gòu)作相當大的改變，如添加附加層、改變橡膠混合物等。
最后，第三種方式是改變未硫化產(chǎn)品的固位裝置(position)，這樣在硫化之后即可得到所需的結(jié)構(gòu)。該方案可以在未硫化輪胎中以波動形狀對纜索進行定位，這樣依靠在硫化模具中的成型過程將纜索徑向地布置在硫化輪胎之內(nèi)。
然而這種創(chuàng)造性的解決方法在投入實際生產(chǎn)中仍存在困難。
實際上，未硫化的輪胎已經(jīng)被裝配在一個圓柱形或者稍微弧形的鼓輪上，從硫化模具中取出的硫化輪胎與其初始形狀相比已經(jīng)變得更加彎曲。然后在成型階段，在所述輪胎的胎面處輪胎所經(jīng)受的變形比其胎肩部要大的多。因此在工業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)纜索的徑向位置，有必要以不同的波動或甚至不同的周期正弦地定位一個纜索，這樣生產(chǎn)的簾布層將可使線徑向定位，而不管其位置是靠近胎面還是胎肩。
歐洲專利申請EP-0724949公開了一種以正弦波動方式將紡織或者金屬線布置(apply)一個旋轉(zhuǎn)表面之上的裝置。這種定位方式可通過相對于線的進給方向橫向地對其進行平移的方法來得到，可通過測量和調(diào)整定位表面、線進給元件的旋轉(zhuǎn)速度以及對移動裝置的控制而對正弦波動的幅度和周期進行調(diào)節(jié)。所述移動裝置包括一個線進給器，該進給器可以在橫向上移動并由一個電機通過一個布置在電機輪上的連桿進行驅(qū)動。
實際上，這意味著由于定位表面的旋轉(zhuǎn)速度是固定的，為了連續(xù)改變表面上線的波動幅度，進給元件的線的速度必須是變化的從而改變線的進給量，并且連桿相對于輪子的位置也必須是變化的從而使所產(chǎn)生的波動的波幅同步修改。這樣似乎很難連續(xù)地得到最終的改變。而且清楚的是作為所需的正弦的一個函數(shù)，也必須對定位速度加以限制以便不干擾線進給器的運動。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置及方法，本發(fā)明提供了一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置，所述裝置具有一個本體，所述本體包括一個用于進給纜索的裝置、相對于接收表面橫向移動纜索的裝置和將纜索定位在所述接收表面上的裝置，所述接收表面具有一個線性表面速度V2，所述進給裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)的主動輪從而能沿進給方向以線性速度V1進給纜索，所述橫向移動纜索的裝置的橫向移動幅度可以直接由速度V1和V2的比值的變化而進行控制，并且在定位纜索期間所述幅度可以被連續(xù)地修改。
這樣，所述控制可以對形成的正弦的幅度進行連續(xù)地修改，但最重要的是它可以獲得非常高的纜索定位速度。
本發(fā)明還提供一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置，所述裝置具有纜索進給裝置、相對于接收表面橫向地移動纜索的裝置和將纜索定位在所述接收表面上的裝置，所述旋轉(zhuǎn)接收表面具有一個線性表面速度V2，所述纜索進給的裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)的主動輪從而能沿進給方向上以線性速度V1進給纜索，橫向移動纜索的裝置通過圍繞垂直于纜索行進方向軸線的轉(zhuǎn)動和一在包含所述轉(zhuǎn)動的軸線的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動(pivoting movement)的結(jié)合來實現(xiàn)所述移動，并由速度V1和V2之間的比值確定旋轉(zhuǎn)運動的范圍。
本發(fā)明還提供一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的方法，特別是在制造輪胎的過程中，其包括如下步驟將纜索沿大致垂直于接收表面旋轉(zhuǎn)軸的方向進給，將纜索橫向移動到所述表面上從而在所述表面上產(chǎn)生波動，將纜索定位在所述接收表面上，纜索的橫向移動可以由一繞垂直于纜索行進方向軸線的轉(zhuǎn)動和一個在包含所述轉(zhuǎn)動軸線的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動(pivoting movement)的結(jié)合而得到，轉(zhuǎn)動的范圍由接收表面每轉(zhuǎn)一軸纜索的進給量來確定。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點會通過本發(fā)明的用于布置纜索的實施例的而做進一步說明圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝置的側(cè)視示意圖；圖2為沿著圖1中本發(fā)明的裝置的剖面線II的局部剖視圖；圖3為沿著圖1中本發(fā)明的裝置的箭頭F從下向上的局部視圖；圖4A到圖4D為圖3中本發(fā)明的裝置在其不同工作相位的示意圖。
具體實施例方式
在圖1中是本發(fā)明的將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置1，其包括一個本體5，所述纜索沿一大致與所述表面的旋轉(zhuǎn)軸相垂直并與所述表面相切的方向布置在接收表面2上。接收表面2以一個可控的線性表面速度V2進行旋轉(zhuǎn)。
在下文中，“纜索行進方向”是指大致與接收表面2的旋轉(zhuǎn)軸相垂直的方向。
本體5包括裝置10、裝置20、30以及裝置40，所述裝置10用來沿垂直于接收表面的旋轉(zhuǎn)軸的方向上進給纜索，裝置20和30用來橫向移動纜索，裝置40用來將纜索定位在接收表面2上，所述這些裝置連續(xù)地將纜索以所需的波動方式布置(apply)在接收表面2上。
進給裝置10包括至少一個由供線轉(zhuǎn)軸(圖中未示出)供給的纜索橫向進給皮帶輪(infeed pulley)12。此時皮帶輪12的旋轉(zhuǎn)軸與接收表面2的旋轉(zhuǎn)軸相平行。這樣使供線轉(zhuǎn)軸能很容易地提供一個具有與皮帶輪12的軸相垂直軸線XX’的主動輪11。由此，纜索離開主動輪11并沿其大致行進方向前進(emerge)，然后進入到裝置20、30中從而對所述的纜索進行橫向地移動。
主動輪11由一個電機13通過傳動帶14驅(qū)動，并沿行進方向以線性速度V1進給纜索。通過對速度V1和接收表面2的速度V2進行同步控制從而可能確定出旋轉(zhuǎn)表面每旋轉(zhuǎn)一周進給到旋轉(zhuǎn)表面2上的纜索的量。
在圖2和圖3中更為詳細地示出了移動裝置20、30，其包括一個與本體5中裝置30協(xié)同運行的導向頭20。
導向頭20包括一個與主動輪的旋轉(zhuǎn)軸XX’相垂直的連桿21，其中連桿21在面向布置裝置1的外部的一個表面210上具有兩個導向輥輪22和23，所述導向輥輪的軸垂直于連桿并且導向輥輪可相對連桿自由轉(zhuǎn)動。
每一個導向輥輪22、23具有一個中心凹槽221、231，所述中心凹槽用來接收由主動輪11輸送的纜索。為了方便地導向纜索并在纜索橫向移動時與纜索在一起運動，兩個導向輥輪22和23相對于連桿21的表面的中心是不同心的，這樣它們與沿纜索行進方向延伸且穿過連桿中心的線相切并且它們在所述方向上是相互錯開的。雖然這樣的配置很有優(yōu)勢的，但也可以設(shè)想將兩個輥輪制成不是相互錯開的結(jié)構(gòu)。
具有相互平行軸線的心軸24和25通過一個球軸承26可轉(zhuǎn)動地安裝在連桿21的末端211和212，心軸24和25的軸線與所述的連桿21相垂直。
連桿21的開口處，該心軸24和25分別具有軸頭241和251，該開口形成在相對于裝置的連桿的內(nèi)側(cè)。
移動裝置30包括兩個相互平行的心軸31和32，所述心軸31和32垂直于軸線XX’，即垂直于纜索行進方向，并在安裝于本體5內(nèi)的球軸承33內(nèi)旋轉(zhuǎn)，心軸31和32由一個普通的電機(未示出)驅(qū)動，該電機分別通過兩個相同的傳動帶35與一個驅(qū)動皮帶輪36和37相連接，其中每一驅(qū)動皮帶輪對應于一個心軸。
在面向?qū)蝾^20的本體的開口處，心軸31和32分別通過軸頭311和321向外延伸，這些軸頭311和321通過相互平行的杠桿27和28分別與軸頭221和231相連從而可以確保將電機的驅(qū)動力傳送給心軸24和25。
心軸31、32、24、25的旋轉(zhuǎn)速度可以用V3表示。
當纜索在通過時，心軸31和32的轉(zhuǎn)動可以往復地變化杠桿27和28的位置。結(jié)果，杠桿27和28繞被固定在軸頭311和321上的軸的旋轉(zhuǎn)可以使連桿21相對于心軸31和32被分開(decentralise)。這樣在一個平行于連桿的投影平面觀看時，在轉(zhuǎn)動過程中連桿21的中心的軌跡為一橢圓。
另外，本體5在其平行于連桿21的表面上具有一個電磁鐵38，該電磁鐵38可以對連桿21施加一個恢復力從而補償重力的影響。
將纜索定位在接收表面2上的裝置40包括一個定位輥輪41，該定位輥輪41可以圍繞其轉(zhuǎn)動軸Y自由旋轉(zhuǎn)并且其外部的旋轉(zhuǎn)表面410與接收表面2相接觸，這樣纜索可在所述旋轉(zhuǎn)表面和接收表面之間通過。該定位輥輪41位于兩個導向輥輪22和23的附近，這樣其即可接收來自這些導向輥輪的纜索。
一個臂42在其一個末端420支撐著定位輥輪41，而臂的另一末端421通過本體上的支撐件43進行固定，所述支撐件可旋轉(zhuǎn)運動地(pivot)安裝在本體5的一個彈性接頭45上，這樣可確保纜索在一些力的作用下被布置到旋轉(zhuǎn)表面2之上。
在下文中，參考附圖3和4A至4D對在產(chǎn)生周期纜索正弦波動期間的布置裝置的操作進行簡要描述。
作為該說明的一個導言，應該注意的是在給定的一個接收表面2的線性速度V2下，纜索進給速度V1的調(diào)整可以調(diào)節(jié)表面2每旋轉(zhuǎn)一周纜索進給的量。此外在沒有纜索的情況下，因為心軸31和32在旋轉(zhuǎn)，電磁鐵38夾住連桿21而杠桿27和28的位置相對于軸頭311和321固定，當在一個平行于連桿21的投影面觀看時，則連桿的中心的軌跡是一個圓。
當具有纜索且V1＝V2時，纜索定位成直線。當纜索進給速度V1高于旋轉(zhuǎn)表面的線性表面速度V2時，纜索通過施加一個能引起杠桿27和28旋轉(zhuǎn)(pivot)的力來對連桿進行作用，心軸31和32的轉(zhuǎn)動可導致杠桿的位置的往復變化，然后纜索的力又起作用。這樣當V1大于V2時，心軸的轉(zhuǎn)動速度V3可確定出表面2每旋轉(zhuǎn)一周杠桿27和28的往復運動，也確定了由所述表面上的纜索形成的波動周期。這些波動的量可以直接從表面2每轉(zhuǎn)動一周纜索進給的量來得到，因為這些量是通過“推動”連桿21來確定杠桿27和28傾斜角度的。
這樣很容易對接收表面2上的纜索的波動幅度進行改變，由此得到可根據(jù)纜索的徑向位置而連續(xù)變化的波動幅度，如本文的開頭所述，可通過改變表面2每轉(zhuǎn)動一周纜索的進給量以及速度V1。如上所述，波動幅度本身可以自動調(diào)節(jié)。這樣系統(tǒng)本身非常簡單從而適應所需的波動變化。
考慮纜索的特性非常重要。實際上如前所述，纜索在連桿21上施加一個推力，因此其必須具有一定剛度才能完成該功能。當選擇鋼絲索時，很容易的得到這樣的剛度。在使用紡織纜索時必需增加電磁鐵的磁力，這樣后者將是一個更為重要的部分，此時是磁鐵而不是纜索來改變橫向連桿21的方向。
圖4A到圖4D展示了連桿21的運動情況，其產(chǎn)生了一個纜索C的幅度為A的波動周期P。
符號X”、Y”、Z”表示以皮帶輪的中心為原點的三角軸(trigonometric axes)，其中Z”平行于主動輪11的旋轉(zhuǎn)軸，并考慮三角方向。
在圖4A中，杠桿27和28的角坐標等于0，即是指心軸32和31分別和心軸24及25成一條直線，纜索在皮帶輪41中心處的位置相應于坐標值X”＝0。這是周期的開始。
在圖4B中，心軸31和32旋轉(zhuǎn)90°，因此杠桿27和28位于連桿21可以移動到的兩個極限位置中的一個上，此時纜索的位置相應于X″＝A/2。
在圖4C中，纜索又回到X”＝0的位置，心軸31和32轉(zhuǎn)過180°，這樣杠桿27和28返回到其位置處，在所述位置處心軸31、32、和25、24成一條直線。
最后在圖4D中，心軸31和32轉(zhuǎn)過270°，杠桿27和28位于連桿21的第二個“極限”位置，即與圖4B中的位置相比杠桿27和28位于相對于軸Y’Y相對的末端上。
這些附圖清楚地示出了連桿21控制表面2上纜索的波動的方式。
權(quán)利要求
1.一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置，所述裝置具有一個本體(5)，本體(5)包括一個用于進給纜索的裝置(10)、相對于接收表面(2)橫向移動纜索的裝置(20、30)和將纜索定位在所述接收表面上的裝置(40)，所述接收表面具有一個線性表面速度V2，所述進給裝置(10)包括至少一個旋轉(zhuǎn)的主動輪(11)從而能沿進給方向以一線性速度V1進給纜索，其特征在于所述橫向移動纜索的裝置(20、30)的橫向移動幅度可以直接由速度V1和V2的比值的變化而進行控制，并且在纜索定位過程中所述幅度可以被連續(xù)地改變。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述用于橫向移動纜索的裝置(20、30)包括第一旋轉(zhuǎn)心軸(31、32)和一個可轉(zhuǎn)動地安裝在所述旋轉(zhuǎn)心軸上的纜索導向頭(20)，所述第一旋轉(zhuǎn)心軸(31、32)垂直于纜索行進方向并由本體(5)支撐。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述導向頭(20)通過連桿(27、28)與第一旋轉(zhuǎn)心軸(31、32)相連接，連桿(27、28)本身通過第二心軸(24、25)安裝在導向頭上，所述第二心軸的軸線與第一心軸的軸線相平行并可轉(zhuǎn)動地安裝在導向頭內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述導向頭(20)具有兩個纜索導向輥輪(22、23)，導向輥輪可自由轉(zhuǎn)動地安裝在導向頭上，所述導向輥輪分別具有凹槽(221、231)以接收纜索。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于所述導向頭(20)包括一個連桿(21)，連桿支撐著第二旋轉(zhuǎn)心軸(24、25)。
6.如權(quán)利要求2至5中的任一個所述的裝置，其特征在于所述本體(5)具有一個電磁鐵(38)，電磁鐵可以在導向頭上施加一個可對重力進行補償?shù)幕謴土Α?br> 7.如權(quán)利要求1至6中的任一個所述的裝置，其特征在于其用于制造輪胎。
8.一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置，所述裝置具有纜索進給裝置(10)、相對于接收表面(2)橫向移動纜索的裝置(20、30)和將纜索定位在所述接收表面上的裝置(40)，所述旋轉(zhuǎn)接收表面具有一個線性表面速度V2，所述纜索進給的裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)的主動輪(11)從而能沿進給方向以一線性速度V1進給纜索，其特征在于所述橫向移動纜索的裝置(20、30)由一繞垂直于纜索行進方向軸線的轉(zhuǎn)動和一在包含所述轉(zhuǎn)動軸線的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)合來實現(xiàn)所述移動，并由速度V1和V2之間的比值確定旋轉(zhuǎn)的范圍。
9.一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的方法，特別是用于制造輪胎的過程，其包括如下步驟將纜索沿大致垂直于接收表面的旋轉(zhuǎn)軸的方向進給，將纜索橫向移動到所述表面上以在所述表面上產(chǎn)生波動，將纜索定位在所述接收表面上，其特征在于所述纜索的橫向移動可以由一繞垂直于纜索行進方向軸線的轉(zhuǎn)動和一在包含所述旋轉(zhuǎn)的軸線的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)合而得到，所述旋轉(zhuǎn)的范圍由接收表面每轉(zhuǎn)一軸纜索的進給量來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將纜索布置在旋轉(zhuǎn)表面上的裝置,所述裝置包括纜索進給裝置10、相對于接收表面2橫向地移動纜索的裝置20、30和將纜索定位在所述接收表面上的裝置40,所述旋轉(zhuǎn)接收表面具有一個線性表面速度V2,所述纜索進給的裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)的主動輪11從而能沿進給方向以線性速度V1進給纜索,橫向移動纜索的裝置20、30由一繞垂直于纜索行進方向軸線的轉(zhuǎn)動和一在包含所述轉(zhuǎn)動軸線的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動的組合來實現(xiàn)所述移動,并由速度V1和V2之間的比值確定旋轉(zhuǎn)運動的范圍。
文檔編號B29D30/00GK1356217SQ0114017
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月28日
發(fā)明者D·梅耶爾 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司