CN102245373A

CN102245373A - 对旨在装配以形成帘布层的带材进行传递及对齐的设备

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Publication number: CN102245373A
Application number: CN200980149543.7A
Authority: CN
Inventors: M·德鲁埃特; J·劳珀; N·若内; G·比瓦; A·菲利奥尔; P·马丁
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: BRPI0923220A2; FR2939780B1; WO2010066895A2; FR2939780A1; CN102245373B; US8726961B2; BRPI0923220A8; EP2382083B1; US20120067516A1; EP2382083A2; WO2010066895A3; JP2012511449A

Abstract

本发明涉及一种设备，用于通过装配以一定角度切割的多段带材而制造增强帘布层N，该设备包括：进料装置(300)，其用于递送带材(B)；装配带(101)；传递装置(200)，其用于以一定方向(AA’)将给定的一段直纹带材运送到装配带上，并包括保持壁(211)，该保持壁(211)平行于装配带(101)的平面和进料装置的平面，该保持壁(211)的第一面(211a)旨在与带材的表面相接触，其中进料装置(300)、传递装置(200)和装配带(101)具有磁性装置。保持壁(211)能够上下以及前后移动，磁性装置被调节，使得当设备运行时：在下降位置，传递装置的所述磁性装置(212)施加在带材的金属丝线上的磁场的值大于位于进料装置(300)上的磁性装置(102、103、104)施加的磁场；在上升位置，传递装置的所述磁性装置(212)施加的磁场的值小于位于装配带(101)上的磁性装置施加的磁场。

Description

对旨在装配以形成帘布层的带材进行传递及对齐的设备

本发明的领域涉及旨在用于构建轮胎的增强帘布层的制造。

轮胎增强帘布层一般由给定实际长度的增强丝线构成，这些增强丝线上覆盖有橡胶合成物，并且这些增强丝线相互平行且与所述帘布层的纵向方向成给定角度。

这些帘布层通过称为直纹帘布层的帘布层获得，其中增强丝线平行于直纹帘布层的纵向方向。通过使用切割装置，以给定切割角度从直纹帘布层取得多段帘布层，且直纹帘布层的所述部分通过它们各自的织边对接在一起，以构成成角度的帘布层或增强帘布层。

本发明更特别地涉及包括金属增强丝线的增强帘布层。

为了创造具有几何特征的增强帘布层，在产业中已经开发出众多设备，这些几何特征尽可能地接近为轮胎生产所制订的规范。

最为熟知的切割设备一般以集中的方式工作，并且向多个装配机提供连续增强带材(strip)。装配机因此包括能够拾取预定实际长度的多个段的装置，所述的多个段组成所述增强帘布层。因此，为了优化这些装配机的生产率，采取多个步骤来确保大宽度的直纹帘布层可供使用。

作为替代，在实际中还已知增强帘布层直接在装配机的上游生成。在该实施方案中，增强帘布层由条带(tapes)组成，所述条带以一定的角度切割并且从表现为窄带材形式的直纹帘布层取得。这些条带通过它们的织边相互装配。在实践中，直纹带材和条带具有10mm到25mm之间的宽度范围。

这种类型的设备能够通过小心地选择必须并置的条带的数量而以所需的实际长度生成增强帘布层。

举例而言，公开US 3 682 222给出了谈及的装配条带的设备的更具体的想法，所述设备包括：第一装置，用于递送窄直纹带材；切割装置，用于使一段带材从直纹带材分离；往复式搬运装置，用于运送所述一段给定实际长度的直纹带，这段给定实际长度的直纹带已经以一定角度被切割为成给定角度的装配带；和装配装置，用于通过多段带材各自的织边而使它们焊接在一起。

公开US 4 411 724还涉及一种装配带材的方法，这些带材从直纹帘布层取得，所述方法包括在切割设备与装配带之间传递的方法，所述带材被磁性装置牢固地保持在装配带上。然而，带材的从一个带向另一个带的传递包括多个区域，带材在所述多个区域中自由地决定其自身的路径并且没有被所述磁性装置保持，这意味着可能发生带材相对于机器参照系的不必要的移动。

本发明涉及对如上文所述的装配条带的设备的改进。

这种机器产生的问题在于，一旦条带已经从连续带材取得，贯穿传递、调节长度、切割和装配的多个阶段，如何去保持带材的几何特征和条带的几何形状。详言之，由于条带的窄宽度的原因，其承受变形和不必要的移动，这些可能会破坏增强帘布层的几何特征。因此重要的是，在任何时刻，带材或条带应当保持相对于机器的几何参照系而被定位(referenced)，机器的几何参照系被视为已知的且可控制的。

公开EP 958 913试图对这类问题提供部分解决方案并且提出改进，在该改进中，位于条带的每一侧的移动中的多个对齐壁充当导向件以尽可能精确地对齐条带的前后织边。所述多个壁之间的间距大体等于条带的宽度。

然而，该设备未能防止条带的扭曲，这些扭曲可能会破坏与所述对齐壁接触的织边的几何形状。

根据本发明，用于通过装配多段带材而制造增强帘布层设备，所述多段带材通过这些带材各自的织边而并置，所述设备包括：

-进料装置，其用于递送直纹(straight-grain)带材，该直纹带材由相互平行的金属丝线形成，这些金属丝线上覆盖有橡胶合成物，

-装配带，

-传递装置，其用于以一定方向将给定的一段直纹带材从进料装置运送到装配带上，所述一定方向与装配带的纵向方向形成给定角度，并且所述传递装置包括保持壁，该保持壁平行于装配带的平面和进料装置的平面，该保持壁的第一面旨在与带材的表面相接触，

-切割装置，其用于使一段带材从直纹带材分离，在所述设备中，进料装置、传递装置和装配带具有磁性装置，所述磁性装置能够保持所述带材分别牢固地压靠在进料装置的表面、传递装置的第一面的表面和装配带的表面，

该设备的特征在于，保持壁能够相对于进料装置和装配带形成的平面上下以及前后移动，并且其特征在于，传递装置的磁性装置能够相对于保持壁在垂直于所述保持壁形成的平面的方向上在上升位置与下降位置之间移动，并且在所述设备工作时，传递装置的磁性装置被调节，使得：

-在下降位置，当带材的两个相对面一方面与保持壁的第一面且另一方面与进料装置的表面(320)同时相接触时，传递装置的所述磁性装置施加在带材的金属丝线上的磁场强度大于位于进料装置上的磁性装置施加的磁场强度，并且使得

-在上升位置，在带材的两个相对面一方面与所述保持壁的第一面且另一方面与装配带的表面同时相接触的位置，传递装置的所述磁性装置施加在带材的金属丝线上的磁场强度小于位于装配带上的磁性装置施加的磁场强度。

这意味着产品的带材总是与至少一个机械元件相接触，该机械元件在空间中的位置是已知的且可控制的。详言之，产品的带材首先由进料装置的表面保持，然后由进料装置的表面和传递装置的保持壁同时保持，然后由传递装置的保持壁单独地保持，然后由传递装置的保持壁和装配带的表面同时保持，最后由装配带的表面单独地保持。这一系列操作旨在保持产品“被定位”。

该特定的特征带来的技术效果在于，带材在传递周期中从未自由地找到其自身路径。这能够解决关于保持带材在机器的几何参照系中被磁化表面定位的技术问题，这是保证带材将在装配带的下游被精确地铺设到轮胎上的唯一方法。

通过设法使位于进料装置上的磁性装置施加的磁场小于位于传递装置上的磁性装置施加的磁场，传递装置上的磁性装置施加的磁场自身小于装配带施加的磁场，可以获得相似的结果。各种装置的磁场随后可以具有相同的强度。然而，该方案却具有需要越来越大强度的磁性装置的缺点，这与当前在制造车间中使用的工业设备不是非常相符。

根据本发明提出的该新颖方案，位于传递装置上的磁性装置产生强度可调节的磁场，该新颖方案的好处在于，其使分别安装在进料装置上和安装在装配带上的低强度磁性装置的使用成为可能。

因此所需要的是位于传递装置上的磁性装置的磁场强度发生变化，即，为了加持带材，变化之前的位于传递装置上的磁性装置的磁场强度大于位于进料装置上的磁性装置施加在带材上的磁场强度，为了在装配带上放下带材，变化之后的位于传递装置上的磁性装置的磁场强度小于位于进料带上的磁性装置施加在带材上的磁场强度。

下文的描述基于本发明的优选实施方案和图1至图9，在图1至图9中：

-图1示出了根据本发明的设备的示意性立体图，

-图2示出了所述设备的俯视图，

-图3至图9示出了在设备的使用中各步骤的示意性立体图。

带材B是由连续金属丝线形成的连续带材，这些连续金属丝线上覆盖有所述橡胶合成物，这些连续金属丝线相互平行且在带材的纵向方向定向。

使用所述设备生成的增强帘布层N由多段给定实际长度的金属丝线形成，这些金属丝线覆盖有橡胶混合物，且相互平行，并且与纵向方向XX’形成角度α。更加详言之，该帘布层N由从带材B取得的多段带材的组件制成，并且通过它们各自的织边而装配，所述多段带材的段数为整数。在制造设备的每一周期中，一段带材在装配带上被放下。

图1和图2中所示的增强帘布层制造设备包括支架100，支架100支撑装配带101，装配带101在两个辊子110和120之间运行。这两个辊子中的一个被电机(未示出)旋转以使带能够在纵向方向XX’上运行，该纵向方向XX’由箭头表示。在每一制造周期中，装配带前移确定长度的步幅。

磁性装置102、103、104位于装配带101的表面的下方且向位于所述装配带的表面上的帘布层N的金属丝线施加磁场。该磁场的强度按公知方式确定，使得帘布层一方面被牢固地压靠在带的表面上，同时另一方面仍然使带能够在无过度摩擦的条件下运行。

进料装置300包括存储和放松(pay-out)装置(未示出)，使得给定实际长度的带材B能够依需要被运送，并且进料装置300还包括进料辊子310和起动机座(starter block)320，使带材B在起动机座320上滑动。

起动机座320的表面形成的平面大体平行于装配带101的上表面形成的平面。方便起见，还采取多个步骤以确保装配带101的表面与起动机座320的表面位于同一个平面上。

磁性装置321、322、323、324位于起动机座320的表面的下方并且向带材B施加磁场。该磁性带材的作用是，使带材牢固地压靠在起动机座的表面并且产生摩擦，当带材沿着轴线AA’朝向装配带移动时，所述摩擦阻止带材的侧向移动。方向AA’平行于装配带的平面并且与方向XX’形成给定角度α。

传递装置200和进料装置300安装在位于支架100上的转台240上。该转台能够绕轴线ZZ’旋转，轴线ZZ’垂直于装配带101的平面。通过使绕转台240绕其轴线ZZ’旋转而调节角度α。角度α对应于带材的丝线的方向与制造中的帘布层的纵向方向XX’形成的角度。

采取多个步骤以确保带材经过进料装置行进的路径与带材经过传递装置行进的路径完美地对齐，这些路径与方向AA’一致。

传递装置200包括第一支架230，该第一支架230被固定到转台240。该支架支撑两个滑轨231和232，这两个滑轨定向在ZZ’方向。

安装有第二支架220，使得其能够在两个滑轨231和232上滑动。在驱动电机(未示出)的作用下，该第二支架220相对于带101的平面和起动机座320的平面上下移动。

第二支架220因此支撑定向在AA’方向的滑轨224。

驱动带221在两个皮带轮222和223之间运行，在该驱动带221的作用下，传递支架210在滑轨224上滑动。这两个皮带轮中的一个通过电机225而旋转，使得传递支架在第一位置与第二位置之间前后移动，第一位置与起动机座320对齐(in line with)，第二位置与装配带101对齐。

因此，传递支架依需要产生相对于装配带101的表面或起动机座320的表面的上下往复移动，并且产生在方向AA’上的前后往复移动。

传递支架在其下方部分上包括保持壁211，该保持壁211所在的平面平行于装配带的表面和起动机座的表面所形成的平面。保持壁211具有第一面211a，该第一面211a面对装配带101的表面和起动机座320的表面。保持壁的第二面211b在第一面211a的相对侧上，该第二面211b支撑磁性装置212，磁性装置212能够施加相对于所述保持壁211的所述第一面211a可变的磁场。

在该特定的实例中，所述磁性装置由已磁化的板212形成，已磁化的板212包括钕铁硼类型的永磁体。优选地，保持壁211将由非磁性材料制成，使得其不会妨碍已磁化的板212引起的磁场。

已磁化的板212的端部和保持壁211的端部均位于进料装置一侧，并且与方向XX’形成角度β。理想地，角度β应当等于角度α。然而，那样的话必需对于每一个角度α都要改变该角度β。因此，实际上，根据使用本发明的设备而待制造的帘布层的角度的尺寸，为该角度β确定彻底固定的平均值。

板212位于保持壁211的第二面211b的同侧，板212倚靠在保持壁211的第二面211b上。该板具有连接装置213和214。

提升装置233和234固定到支架230上。这些提升装置在它们的端部分别具有叉形部235和236，叉形部235和236能够与所述连接装置213和214配合，使得当所述连接装置213和214分别接合到所述叉形部235和236中时，传递支架210在方向ZZ’上的移动的效果是，使所述已磁化的板212从保持壁211的第二面211b移开，或者移近保持壁211的第二面211b。

这导致保持壁211的第一面211a上的磁场强度改变。

已采取多个步骤以确保，当带材的两个相对面同时地一方面接触保持壁211的第一面211a，另一方面接触起动机座320的表面时，已磁化的板212的磁体能够使施加在带材的金属丝线上的磁场强度远大于位于起动机座320的表面下方的磁性装置321、322、323、324施加的磁场强度。

因此，当带材B在它的各面中的一个上沿着起动机座320的表面行进并且保持壁与所述带材的另一面接触时，所需要的是，已磁化的板212更接近保持壁211的第二面211b，这将会导致带材B粘附到保持壁的第一面211a上。这就是如何使用传递装置200从起动机座320拾取带材B的端部的方法。

相对照地，当保持壁211将带材B压靠在装配带101的表面上时，所需要的是，已磁化的板212从第二面211b移开，这就减小了将带材B压靠在第一面211a上的磁场强度，减小后的强度远小于位于装配带101的表面下方的磁性装置102、103和104施加在带材的金属丝线上的磁场强度。这一方法将用于放下装配带101上的带材。

传递装置上的可变强度磁场的使用能够选择的磁性装置在起动机座320的表面上和在装配带101的表面上施加适中的且大体相同强度的磁场。该方案能够将磁场的强度减小到实现带材的保持功能所需的最小值。

所述设备的运行周期的各个步骤在图3至图9中示出。

在起动设备之前，需要确定运行参数，亦即角度α、待装配的多段带材的总数、装配带在周期的结束时前进的步幅的长度、作为待获得的增强帘布层的角度和实际长度的函数而切割的多段带材的实际长度、帘布层的宽度或帘布层中的丝线的长度、和带材B的已知且不变的宽度。

可以用于计算待装配的多段带材的总数的方法是已知的且包括：

-如公开EP 1 095 761中所描述的，在将一段带材铺设到所述装配带上的每一个周期的结束处，通过改变装配带的步幅长度，从而略微改变两段连续带材的旨在并置的织边之间的距离；角度α的值等于理论角度的值，但是增强帘布层中的丝线的密度与所需的理论值相比要进行略微调整，

-或者，如公开EP 958 913中提出的，相对于所需的理论角度略微调整帘布层中的丝线的角度的值，将装配带步幅长度保持在一定值，该值使多段帘布层的织边并置，使丝线之间不存在任何分离；并且，丝线密度对应于所需密度。

然后，转台240旋转，以获得根据某一个方法所需的角度α。

图3示出了周期中的第一步骤，在该第一步骤中，第二支架220进入上升位置，传递支架210设置为与起动机座320对齐。已磁化的板212倚靠保持壁211的第二面211b。带材B的端部通过其下部面利用磁体321、322、323、324牢固地保持压靠在起动机座的表面上。

第二支架220继而下降，以使保持壁221的第一面221a与带材B的端部的上表面接触。已磁化的板212保持与保持壁211的第二面211b接触。然后，如已在图4中所示的，带材B的端部被吸引到保持壁211的第一面211a。

下一步骤如图5所示，在该步骤中，第二支架220上升，同时保持已磁化的板212与保持壁211的第二面211b接触。带材的端部保持牢固地压靠保持壁211的面211a。

将注意的是，为了将带材保持在机器的参考系中，需有利地确保保持壁211覆盖所述一段带材的整个表面。

在将第二支架220保持在上升位置时，传递支架移动，并且使带材的端部与装配带101对齐。保持已磁化的板212与保持壁211的第二面211b接触，并且这使带材的端部保持牢固地压靠保持壁211的第一面211a。该行进的长度对应于所需一段带材的实际长度，且对应于帘布层N中的丝线的实际长度。

当传递装置正在方向AA’上驱动带材并且带材正在起动机座320上滑动的同时，起动进料装置，以递送对应的一段带材。在该移动的过程中，带材通过位于起动机座表面下方的磁性装置321、322、323、324而保持牢固地靠在起动机座的表面上。图6示出了在该步骤结束时的各零件的位置。

可以看见的是，连接装置213和214接合到位于提升装置233和234的端部的叉形部235和236中。

下一步骤如图7所示，在该步骤中，第二支架220下降。该移动使得带材的端部能够在装配带101的表面上被放下。已磁化的板212被叉形部235和236保持在上升位置，并且这具有使所述已磁化的板212从保持壁211的第二面211b移开的作用。其结果是，显著地减弱了第一壁211a的区域中的磁场。

然后，如图8所示，起动旋转切割机，以取得一段带材。当带材正被切割的同时，保持壁211施加轻微的压力，以将带材的端部牢固地包括在保持壁的第二面211a与带101的表面之间。

带101的边缘在该位置具有增强件(未示出)。如已在图8的圆圈中具体所示，保持壁211的端部211c与所述增强件配合，然后保持壁211的端部211c充当砧座，以确保带材受到理想的切割。

保持壁211施加到所述一段带材的表面上的压力还使得带材N的后织边和刚刚在装配带上铺设的所述一段带材的前织边连接在一起。向前的方向理解为表示装配带在方向XX’上前进的方向。

如图9所示，在周期的最后阶段中，第二支架220上升。保持壁211的第二面211a上的已磁化的板212所施加的磁场强度远小于位于带的表面下方的磁性装置102、103和104所施加的磁场强度，因此所述一段带材保持牢固地压靠装配带101的表面。在该步骤结束时，已磁化的板恢复与保持壁接触。所述带以给定的步幅前进，该步幅的长度等于带材的宽度乘以角度α的正弦值的倒数(inverse of the sine)。

上述描述基于对应于要求保护的本发明的实施方案的特定设备。

应当指出，该实施方案可以多种方式变化。

特别地，使用能够如上文所述那样移动的永磁体可以实现获得可变强度磁场的方式，所述方式也可以使用可变电流的电磁装置而实现。

同样地，不脱离本发明的精神，能够想到各种装置，这些装置能够驱动传递支架和保持壁进行相对的上下和前后移动，以及驱动已磁化的板相对于保持壁进行移动。

Claims

1.一种设备，用于通过装配多段带材而制造增强帘布层N，所述多段带材以一定角度切割并且通过这些带材各自的织边而并置，所述设备包括：

-进料装置(300)，其用于递送直纹带材(B)，该直纹带材(B)由相互平行的金属丝线形成，这些金属丝线覆盖有橡胶合成物，

-装配带(101)，

-传递装置(200)，其用于以一定方向(AA’)将给定的一段直纹带材从进料装置运送到装配带上，所述一定方向与装配带(101)的纵向方向(XX’)形成给定角度(α)，并且所述传递装置(200)包括保持壁(211)，该保持壁(211)平行于装配带(101)的平面和进料装置的平面，该保持壁(211)的第一面(211a)旨在与带材的表面相接触，

-切割装置(400)，其用于使一段带材从直纹带材分离，在所述设备中，进料装置(300)、传递装置(200)和装配带(101)具有磁性装置(211、102、103、104、321、322、323、324)，所述磁性装置能够保持所述带材分别牢固地压靠在进料装置的表面、传递装置的第一面(211a)的表面和装配带的表面，

其特征在于，保持壁(211)能够相对于进料装置(320)和装配带(101)形成的平面上下以及前后移动，并且其特征在于，传递装置的磁性装置能够相对于保持壁(211)在垂直于所述保持壁(211)形成的平面的方向上在上升位置与下降位置之间移动，并且在所述设备工作时，传递装置的磁性装置被调节，使得：

-在下降位置，当带材的两个相对面一方面与保持壁(211)的第一面(211a)且另一方面与进料装置(300)的表面(320)同时相接触时，传递装置的所述磁性装置(212)施加在带材的金属丝线上的磁场强度大于位于进料装置(300)上的磁性装置(102、103、104)施加的磁场强度，并且使得

-在上升位置，在带材的两个相对面一方面与所述保持壁(211)的第一面(211a)且另一方面与装配带(101)的表面同时相接触的位置，传递装置的所述磁性装置(212)施加在带材的金属丝线上的磁场强度小于位于装配带(101)上的磁性装置(102、103、104)施加的磁场强度。

2.根据权利要求1至3的一项所述的设备，其中位于进料装置(321、322、323、324)上和位于装配带(102、103、104)上的磁性装置在进料装置(320)的表面和装配带(101)的表面上施加基本相同强度的磁场。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中保持壁(211)被调节，使得当设备工作时，所述壁覆盖一段带材的整个表面。

4.根据权利要求1至3的一项所述的设备，其中所述保持壁(211)由非磁性材料制成。

5.根据权利要求1至4的一项所述的设备，其中保持壁(211)的多个端部中的一个(211c)充当用于切割工具的砧座。

6.根据权利要求1至5的一项所述的设备，其中所述磁性装置(102、103、104、211、321、322、323、324)是电磁元件或永磁体。

7.根据权利要求1至6的一项所述的设备，其中装配带(101)的旨在接收多段带材的表面和进料装置(320)上的带材移动通过的表面基本位于同一个平面中。

8.根据权利要求1至7的一项所述的设备，其中切割装置(400)包括旋转切割机。

9.根据权利要求1至8的一项所述的设备，其中传递装置(200)安装在旋转台(240)上，该旋转台(240)能够绕轴线(ZZ’)旋转，该轴线(ZZ’)垂直于装配带(101)的表面形成的平面。

10.一种方法，用于通过装配多段带材而制造增强帘布层N，所述多段带材以一定角度切割并且通过这些带材各自的织边而并置，该方法使用根据权利要求1所述的设备并且包括以下步骤：

-将传递装置(200)和进料装置(300)的方向(AA’)设定为相对于装配带(101)的纵向方向(XX’)成给定角度(α)，

-使传递装置(200)与进料装置(300)对齐，

-使位于传递装置上的保持壁(211)和磁性装置(212)同时下降，直到保持壁(211)的所述第一面(211a)与带材B的表面相接触，以抓持位于所述进料装置(300)上的带材的端部，

-使位于传递装置上的保持壁(211)和磁性装置(212)同时上升相同的距离，

-使带材的端部在装配带(101)之上进行平移移动，

-使保持壁(211)朝向装配带(101)下降，同时使位于传递装置上的磁性装置(212)从保持壁(211)移开，使得施加在保持壁(211)的第一面(211a)上的磁场变弱，直到所述带材被牢固地压靠在装配带上，使得一段带材的前织边与正处于制造过程中的帘布层N的后织边并置，

-起动切割装置(400)以形成一段带材，

-使保持壁(211)上升。

11.根据权利要求9所述的方法，其中在起动切割装置(400)的步骤中，使带材的端部保持在保持壁(211)的第一面(211a)与带(101)的表面之间。