用于将条带施加至滚筒的施加辊的制作方法

用于将条带施加至滚筒的施加辊
1.本技术是申请日为2022年2月16日、申请号为202220315375.7、发明创造名称为“用于将条带施加至滚筒的施加单元”的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本实用新型涉及用于将条带施加至滚筒、具体是条带卷绕滚筒的施加辊。


背景技术：

3.wo 81/00691a1公开了一种将用于将诸如轮胎和类似物的环形主体卷绕在滚筒上的胶带自动地钉住、施加、压合然后切断的胶带施加设备。该设备包括施加辊和防止施加辊进一步旋转的制动构件。滚筒被控制旋转较小的量以拉伸压合辊与施加辊之间的胶带，直到胶带通过胶带的一个自由端悬垂在施加滚筒上而切断以便下一次施加至滚筒，并且胶带的另一个自由端被压合辊压合至滚筒。


技术实现要素：

4.已知的胶带施加装置的缺点是在切断期间胶带的行为是不可预测的并且可能导致不均匀的前端和后端。拉伸还可能局部地削弱胶带的材料，这使得在下一个施加周期期间难以将悬垂自由端准确地施加至滚筒。
5.本实用新型的目的是提供一种用于将轮胎部件施加至滚筒、具体是条带卷绕的滚筒的施加辊，其中，可以解决上述缺点中的至少一个。
6.本实用新型提供了一种用于将条带施加至滚筒的施加辊，其中，施加辊包括环形辊体和多个保持元件，环形辊体可围绕辊轴线旋转以用于沿垂直于所述辊轴线的施加方向将条带施加至滚筒，多个保持元件在所述辊体上分布，其中，多个保持元件包括抽吸开口，其中，施加辊还包括同心地位于辊体内的内部构件，其中，辊体可围绕内部构件旋转，其中，内部构件包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，该第一腔室、第二腔室和第三腔室围绕辊轴线沿周向方向顺序布置，以分别与辊体的第一周向区段、第二周向区段和第三周向区段空气连通。第一腔室和第二腔室可以操作地连接于部分真空源。
7.当外主体围绕所述内部构件旋转时，每个腔室与辊体的相应周向区段内的保持元件连通。当保持条带时，具有第三腔室允许更大的灵活性。
8.更优选地，第一腔室和第二腔室通过第一分隔壁沿周向方向彼此分隔开，其中，第一分隔壁平行或基本上平行于螺旋切割路径延伸。当沿着螺旋切割路径切割条带时，产生以与螺旋切割路径相同的倾斜路径角度延伸的前端。因此，通过使至少在第一分隔壁处的腔室的形状与前端的倾斜角度相匹配，当前端靠近所述第一分隔壁定位在辊体上时，第一腔室和第二腔室可以有效地将条带保持在其前端处。
9.优选地，第二腔室和第三腔室通过第二分隔壁沿周向方向彼此分隔开，其中第二分隔壁平行或基本上平行于螺旋切割路径延伸。同样，通过使至少在第二分隔壁处的腔室的形状与前端的倾斜角度相匹配，当前端靠近所述第一分隔壁定位在辊体上时，第二腔室
或第三腔室可以有效地将条带保持在其前端。
10.在另一个实施例中，第一腔室、第二腔室和第三腔室可单独连接至压缩空气源或部分真空源。因此，一个或多个腔室可以选择性地、单独地和/或同时地通过辊体的相应周向区段中的抽吸开口产生抽吸。类似地，一个或多个腔室可以选择性地、单独地和/或同时地连接于压缩空气源，以将条带从辊体的相应周向区段中的抽吸开口吹走。
11.在一个具体实施例中，第二腔室位于围绕辊轴的固定角度位置，该位置对应于用于将条带的前端传送至滚筒的吹离位置，其中，第一腔室和第三腔室相对于施加方向分别位于第二腔室的上游和下游。因此，至少第二腔室可以连接于压缩空气源，以在所述吹离位置处实现从辊体吹离条带的前端。同时，第一腔室可以用于在前端吹离之前和/或期间，或在随后将条带主体转移到滚筒期间将条带主体保持在所述前端上游。当条带已被切割并且辊体仍在进一步旋转以将条带的切断长度的后端施加至滚筒时，第三腔室可以用于将条带的前端保持至辊体。一旦后端已经成功地施加和/或转移到滚筒上，辊体的旋转可以反转以将前端从第三周向区段朝向第二周向区段缩回，准备在下一个施加周期期间从辊体吹离。
附图说明
12.将基于附图中示出的示例性实施例来阐明描述本实用新型，附图中：
13.图1示出了根据本实用新型第一示例性实施例的具有施加辊和切割器的施加单元的等距视图；
14.图2示出了施加辊的展开的周向区段的俯视图；
15.图3示出了具有辊体和内部构件的施加辊的分解图；
16.图4a－4h示出了包括根据图1的施加单元的轮胎成型装置在用于将条施加至滚筒的方法的步骤期间的侧视图；
17.图5示出了根据本实用新型第二示例性实施例的具有施加辊和切割器的替代施加单元的等距视图；
18.图6a和6b示出了另一个替代的施加单元，这种施加单元与前述施加单元的不同之处在于施加单元还包括在沿着切割刀片轴线的轴向方向上的切割刀片的一个侧向侧处的刮刀。
具体实施方式
19.图4a－4h示出了轮胎成型装置1，该装置用于在滚筒8上形成轮胎部件(未示出)，具体地是在条带卷绕的滚筒上。在条带卷绕期间，连续长度的条带9围绕滚筒8的卷绕多个圈以形成轮胎部件，即胎面。通常，滚筒8可绕滚筒轴线d旋转并且同时平行于其滚筒轴线d横穿，从而接纳呈并排关系的多个圈。
20.根据本实用新型的轮胎成型装置1包括用于向滚筒8供应条带9的供料器10，即输送机，用于将条带9施加至滚筒8的施加单元2和用于压合条带9的一个或多个压合辊7。
21.图1更详细地示出了根据本实用新型的第一示例性实施例的施加单元2。施加单元2包括用于将条带9施加至滚筒8的施加辊3和用于将条带9切割成一定长度的切割器5。优选地，施加辊3和切割器5布置在或安装在共同的结构、框架或基部20上。因此，施加单元2可以作为一个整体运动，同时可以维持施加辊3和切割器5之间的相对位置。施加辊3包括辊体
40，该辊体可绕辊轴线r旋转，以沿垂直于所述辊轴线r的施加方向a将条带9施加至滚筒8。辊体40是环形的，即圈形。辊体40具有面向外的周向表面41。施加辊3还包括多个保持元件42，这些保持元件沿围绕辊轴线r的周向方向c分布在所述辊体40上。在该示例性实施例中，多个保持元件42由真空或抽吸开口形成。抽吸开口形成为径向延伸穿过辊体40的通孔。
22.如图2所示，多个保持元件42根据图案e、f分布在辊体40上。在该示例中，图案包括平行于辊轴线r延伸的多个行e。多个行e沿围绕所述辊轴线r的周向方向c相互间隔开。在该具体示例中，图案的每一行e中的保持元件42也沿周向方向c布置在多个列f中以达到矩阵状图案。优选地，每个行e包括多个保持元件42中的至少三个保持元件42。
23.如图3最佳所示，施加辊3还包括同心地位于辊体40内的内部构件30。辊体40可围绕内部构件30旋转。辊体40可沿两个方向旋转，即沿施加方向a以及沿与所述施加方向a相反的方向。内部构件30优选地在辊体40旋转期间保持静止。换言之，内部构件30相对于辊轴线r处于固定的角度位置。可选地，可提供一些装置来调节或微调内部构件30围绕辊轴线r的角度位置，即，具有一些狭槽和合适的紧固件。内部构件30形成、限定和/或包括沿周向方向c顺序布置的第一腔室31、第二腔室32和第三腔室33，它们构造成或布置成分别与辊体40的第一周向区段s1和第二周向区段s2空气连通。第二腔室32位于围绕辊轴线r的固定角度位置，该位置对应于用于将条带9的前端le转移至滚筒8的吹离位置z。第一腔室31和第三腔室33相对于施加方向a分别位于第二腔室32的上游和下游。
24.第一腔室31和第二腔室32通过第一分隔壁34沿周向方向c彼此分隔开。类似地，第二腔室32和第三腔室32通过第二分隔壁35沿周向方向c彼此分隔开。
25.第一腔室31、第二腔室32和第三腔室33单独地连接至压缩空气源或部分真空源。因此，腔室31－33中的一个或多个可以选择性地、单独地和/或同时地通过辊体40的相应周向区段s1－s3中的抽吸开口42产生抽吸。类似地，腔室31－33中的一个或多个可以选择性地、单独地和/或同时地连接于压缩空气源，以将条带9从辊体40的相应周向区段s1－s3中的抽吸开口42吹离。
26.如图1所示，切割器5包括切割刀片50。在该示例性实施例中，切割刀片50为圆形或圆盘形。圆盘刀片50可绕切割刀片轴线t旋转。切割器5还包括壳体51，该壳体保护切割刀片50以防止当操作者在切割器附近工作时受伤。仅切割刀片50的下部突出到壳体51之外。切割刀片50和/或其壳体51安装在保持件52上。保持件52可沿着导轨53沿平行于辊轴线r的侧向方向l运动，从而允许切割刀片50沿所述侧向方向l相对于和/或横跨施加辊3运动。
27.保持器52设计成以刀片角度b保持切割刀片50，该刀片角度优选地相对于径向或垂直于辊轴线r延伸的中性平面n是非直角或倾斜的。在本实用新型的上下文中，“刀片角度”b是切割刀片b在其中延伸的主表面或主平面与中性平面n之间的角度。或者，刀片角度b可对应于切割刀片轴线t和辊轴线r之间的角度。
28.可以选择刀片角度b，使得切割刀片50如图1所示在中性平面n的一侧延伸，或者在中性平面n的相对侧延伸，即改变前端le和后端te的方向。
29.在该示例性实施例中，保持件52形成为刚性块，除了用替代保持件替换保持件52之外，没有任何手段来调整刀片角度b。然而，可以设想，保持件52可替代地构造成用于调节刀片角度b，即通过手动调节的机械装置或经由遥控致动器(未示出)。例如，图5示出了根据本实用新型的第二示例性实施例的替代施加单元102，其与先前讨论的施加单元2的不同之
处在于切割刀片50的刀片角度b可相对于保持件152围绕调节轴线g进行调节。具体地，切割器105包括壳体151，该壳体围绕调节轴线g铰接地连接于所述保持件152，以将切割刀片50的刀片角度b设置在实线所示的位置和虚线所示的相对位置之间。
30.切割器5还包括切割高度调节构件54，以调节切割刀片50相对于施加辊3的高度。切割高度调节构件54还可允许切割刀片50遵循辊体40的周向表面41中的高度变化，即当所述周向表面41略微隆起时。切割高度调节构件54例如可以是气筒，当切割刀片50沿侧向方向l横跨周向表面41运动时，该气筒可以被轻微压缩。
31.如图1所示，施加单元2还包括用于使辊体40围绕辊轴线r旋转的旋转驱动器21和用于在切割刀片50和施加辊3之间沿侧向方向l产生相对位移的线性或侧向驱动器22。在该示例性实施例中，侧向驱动器22构造成使切割刀片50沿侧向方向l横跨施加辊3运动。具体地，侧向驱动器22直接接合到保持件52上和/或驱动保持件52。侧向驱动器22可包括心轴23，该心轴可以将旋转转换成切割刀片50沿侧向方向l或平行于侧向方向l的线性运动。
32.替代地，侧向驱动器可布置成使施加辊3相对于切割刀片50沿侧向方向l运动。
33.如图1示意性所示，施加单元2还包括控制单元6，该控制单元电子地和/或操作地连接于旋转驱动器21和侧向驱动器22。控制单元6被适配、构造、编程和/或布置成用于控制辊体40围绕辊轴线r的旋转以及切割刀片50和施加辊3之间沿侧向方向l的相对位移。当同时控制辊体40的旋转和切割刀片50与施加辊3之间的相对位移时，控制单元6可以使切割刀片50沿绕辊轴线r的螺旋切割路径p在辊体40的周向表面41上运动，如图2和图3所示。
34.如图2最佳所示，螺旋切割路径p与中性平面n成倾斜路径角度h。倾斜路径角度h优选地在十度到八十度之间的范围内选择。
35.当沿着螺旋切割路径p切割条带9时，条带9可能在切割期间粘附至切割刀片50并且可能不经意地与切割刀片50一起被拉动。当条带9的材料相对柔软、发粘或薄时，可能发生这种情况。为了防止这种现象，刀片角度b可有意地相对于螺旋切割路径p偏移相对较小的偏移角度k。偏移角度k优选地在零至十度的范围内。偏移角度k将允许条带9的材料在切割期间更容易地从切割刀片50上松脱。
36.可以设想，当倾斜路径角度h非常小或非常大，即接近十度或接近八十度时，偏移可能导致切割刀片50以零或九十度的刀片角度b延伸至中性平面n。因此，切割刀片50可平行于中性平面n或垂直于所述中性平面n，同时仍沿着螺旋切割路径p运动。
37.或者，刀片角度b和倾斜路径角度h可以相同，即切割刀片50可与螺旋切割路径p对准。
38.如图2所示，螺旋切割路径p开始于切割刀片50首先与施加辊3的辊体40相交的相交位置x。控制单元6构造成用于确定辊体40围绕辊轴线r的角度位置，即通过使用来自旋转驱动器21的校准和/或位置数据或通过使用编码器(未示出)。控制单元6可以使用该信息来预测和/或预先确定在切割刀片50和施加辊3之间沿侧向方向l的相对位移的特定开始时间，交点x将在辊体40的周缘上的什么位置。换言之，控制单元6可以为沿侧向方向l的相对位移安排时间，以控制相交位置x在辊体40的周缘上的预定位置。此外，当刀片角度b可调节时，所述刀片角度b可在切割之前设置和/或在切割期间改变。
39.具体地，控制单元6可为沿侧向方向l相对于多个保持元件42的相对位移安排时间，使得从所述预定相交位置x开始的螺旋切割路径p避开靠近螺旋切割路径p的多个保持
元件42的所有保持元件42或位于辊体41的螺旋切割路径p所延伸通过的周向区段内的多个保持元件42的所有保持元件42延伸。
40.如图2所示，螺旋切割路径p延伸穿过多个行e中的四个行e，同时避开所述四个行e中的多个保持元件42延伸。本领域技术人员将理解，在时间上可能存在小的公差，这将导致替代的螺旋切割路径p’、p”仍然避开相应行e中的保持元件42延伸。此外，倾斜路径角度h可在上述公差内稍有不同，而螺旋切割路径p不与任何一个保持元件42相交。
41.如图3所示，第一分隔壁34平行于或基本上平行于辊轴线r延伸，并且第二分隔壁35平行于或基本上平行于螺旋切割路径p延伸。
42.下文将参照图4a－4h描述使用前述轮胎成型装置1，具体地是其施加单元2将条带9施加到滚筒8的方法。
43.图4a示出了条带9由供料器10供应给施加单元2的情况。切割刀片50在施加辊3的侧面和/或上方缩回到待机位置。前端le已通过在该方法的先前循环期间切断条带9的先前长度(未示出)而产生。或者，前端le可通过在该方法的第一循环开始时切断全新条带9的废料长度来产生。前端le定位在施加辊3上，位于与第一腔室31和第二腔室32相关联的周向区段的顶上或铺在其上。第一腔室31和第二腔室32连接于部分真空源以将前端le和条带9的主体通过抽吸保持在所述前端le上游，即在所述第一腔室31和所述第二腔室32的位置处。第三腔室33未加压或“闲置”以防止空气通过未被条带9覆盖的抽吸开口泄漏。滚筒8是空的并准备好接纳收条带9的圈。
44.图4b示出了施加单元2朝向滚筒1运动以将前端le施加滚筒8的周向表面的情况。第一腔室31和第二腔室32保持部分真空。在该示例中，压合辊7同时朝向滚筒8运动。替代地，压合辊7可在已经施加前端le之后朝向滚筒8运动。
45.图4c示出了第二腔室32与部分真空源切换或断开并替代地连接于压缩空气源的情况。换言之，第二腔室32以大于环境压力的压力被加压。施加辊3的辊体中的与第二腔室32连通的抽吸开口现在可以有效地吹离前端le，从而将所述前端le从施加辊3转移到滚筒8上。
46.图4d示出了施加辊3的辊体围绕辊轴线r以角速度v旋转以使条9的前端le沿施加方向a朝向滚筒8前进和/或转移的情况。当条带通过施加辊3转移到滚筒8上时，滚筒8旋转以接纳条带9。一旦前端le已经远离施加辊3运动，第二腔室32就可再次连接于部分真空源，以与第一腔室31一起沿着与所述腔室31、32相关联的周向区段将条带主体保持于施加辊3。因为已经施加和转移了前端le，所以施加单元2现在可以沿远离滚筒8的方向缩回，从而不干扰压合辊7的操作。
47.注意，在图4d中，切割刀片50可被带入到施用辊3的周向表面旁边和/或水平面处的活动位置中，准备切割。
48.图4e示出了滚筒8已经进一步旋转以承受带9的几个或多个圈，即形成轮胎部件(未示出)的一层或多层的情况。施加辊3保持沿相同方向旋转，优选地以相同或恒定的角速度v旋转。当轮胎布件已经接近完成并且最后一圈将施加至滚筒8时，以上述方式同时控制施加辊3和切割器5沿着螺旋切割路径运动，如图2所示。在切割之前，该方法还可包括以下步骤：确定辊体围绕辊轴线r的角度位置；并且为前述的相对位移安排时间以控制螺旋切割路径p的相交位置x。第一腔室31和第二腔室32保持连接于部分真空源，以在切割期间将条
带9可靠地保持于施加辊3的周向表面。
49.图4f示出了当切割器5已经完成切割并且切割刀片50远离施加辊3的周向表面运动时的情况。在该示例中，切割刀片50从施加辊3升起并在施加辊3上方返回到其待机位置。该切割在条带9中产生了新的前端le和后端te。后端te是条带9的切断长度的一部分，这部分作为最终圈的一部分尚未转移到滚筒8上以完成轮胎部件。新的前端le在施加辊3处准备用于该方法的下一个循环。第一腔室31和第二腔室32保持连接于部分真空源以保持新的前端le。
50.图4g示出了施加辊3沿相同方向进一步旋转，优选地以相同或恒定的角速度v旋转以将条带9的切断长度的后端te供应给滚筒8的情况。作为所述进一步旋转的结果，条带9的新前端le变得位于施加辊3的辊体的与第三腔室33相关联的周向区段的顶上或沿着该周向区段。第三腔室33现在也连接于部分真空源，以在第三腔室33的位置处将条带9的前端有效地保持于施加辊3。
51.图4h示出了施加辊3的辊体反转以将新前端le缩回至吹离位置z的情况，即进入其中新前端le位于与第二腔室32相关联的周向区段顶上或沿着周向区段的位置的情况。第三腔室33现在可再次与部分真空源断开。滚筒8上的卷绕已经完成。因此，可缩回压合辊7。
52.注意图4h的情况对应于图4a的情况。当轮胎部件从滚筒8移除时，可开始该方法的新循环。
53.在如图4d、4e和4f所示的步骤期间，施加辊3的辊体可沿相同方向和/或以恒定或基本上恒定的角速度v连续旋转，从而允许施加单元2在运动或“飞行中”时切割条带9。这可防止所述前端le和后端te在切割之前、期间或之后的拉伸或其他过度变形。
54.图6a和6b示出了另一个替代的施加单元202，这种施加单元与前述施加单元2、102的不同之处在于施加单元202还包括在沿着切割刀片轴线t的轴向方向上的切割刀片250的一个侧向侧处的刮刀255。刮刀255沿着切割刀片250定位，以防止可能仍然发粘的条带9粘在切割刀片250的一侧并在其旋转期间与所述切割刀片250一起被拉动。具体地，刮刀255定位在切割刀片250的其中切割刀片250首先切入条带9的一侧，使得最初形成的前端le的尖端从切割刀片250被刮掉并保持在施加辊3上。如图6b中最佳所示，刮刀255设有至少部分圆形的刮擦体256，该刮擦体256形成面向施加辊3的至少部分圆形的刮擦边缘257。在该示例中，至少部分圆形的刮擦边缘257相对于切割刀片轴线t偏心地延伸，从而有利于前端te的末端倾向于沿着切割刀片250被向上拉动的位置。
55.如图6a所示，为了使刮刀255尽可能靠近切割刀片250，切割刀片250为单斜角型，其中切割刀片250的一侧的斜角背离刮刀255，与图2的双斜面或v形切割刀片50形成对比。因此，刮刀255可以尽可能靠近切割刀片250的平坦侧定位。
56.将理解的是，以上描述被包含以示出优选实施例的操作，而不意于限制本实用新型的范围。根据以上讨论，对于本领域技术人员来说，许多变化将是显而易见的，这些变化仍将包含在本实用新型的范围内。
57.附图标记列表
58.1轮胎成型装置
59.10供料器
60.2施加单元
61.20基部
62.21旋转驱动器
63.22侧向驱动器
64.23心轴
65.3施加辊
66.30内部构件
67.31第一腔室
68.32第二腔室
69.33第三腔室
70.34第一分隔壁
71.35第二分隔壁
72.40辊体
73.41周向表面
74.42保持元件
75.5切割器
76.50切割刀片
77.51壳体52保持件
78.53轨道54切割高度调节构件6控制单元
79.7压合辊
80.8滚筒
81.9条带
82.102替代施加单元
83.105切割器
84.151壳体
85.152保持件
86.202另一个替代施加单元205切割器
87.250切割刀片
88.255刮刀
89.256刮擦体257刮擦边缘a施加方向b刀片角度c周向方向d滚筒轴线e行
90.f列
91.g调节轴线h倾斜路径角度k偏移l侧向方向n中性表面le前端
92.te后端
93.p螺旋切割路径
94.r辊轴线
95.s1第一周向区段
96.s2第二周向区段
97.s3第三周向区段
98.t切割刀片轴线
99.x相交位置
100.v角速度
101.z吹离位置

技术特征：
1.用于将条带施加至滚筒的施加辊，其特征在于，所述施加辊包括环形辊体和多个保持元件，所述辊体能绕辊轴线旋转，以沿垂直于所述辊轴线的施加方向将所述条带施加至所述滚筒，所述多个保持元件在所述辊体上分布，其中，所述多个保持元件包括抽吸开口，其中，所述施加辊还包括同心地位于所述辊体内的内部构件，其中，所述辊体能围绕所述内部构件旋转，其中，所述内部构件包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室围绕所述辊轴线沿周向方向顺序布置，以分别与所述辊体的第一周向区段、第二周向区段和第三周向区段空气连通。2.根据权利要求1所述的施加辊，其特征在于，所述第一腔室和所述第二腔室通过第一分隔壁沿周向方向彼此分隔开，其中，所述第一分隔壁平行于所述辊轴线延伸。3.根据权利要求1所述的施加辊，其特征在于，所述第二腔室和所述第三腔室通过第二分隔壁沿周向方向彼此分隔开。4.根据权利要求1所述的施加辊，其特征在于，所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室能够单独地连接至压缩空气源或部分真空源。5.根据权利要求1所述的施加辊，其特征在于，所述第二腔室位于围绕所述辊轴线的固定角度位置，所述固定角度位置对应于用于将所述条带的前端传送至所述滚筒的吹离位置，其中，所述第一腔室和所述第三腔室相对于所述施加方向分别位于所述第二腔室的上游和下游。

技术总结
本实用新型涉及一种用于将条带施加至滚筒的施加辊，其中，施加辊包括环形辊体和多个保持元件，辊体可绕辊轴线旋转，以沿垂直于所述辊轴线的施加方向将条带施加至滚筒，多个保持元件在所述辊体上分布，其中，多个保持元件包括抽吸开口，其中，施加辊还包括同心地位于辊体内的内部构件，其中，辊体可围绕内部构件旋转，其中，内部构件包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，该第一腔室、第二腔室和第三腔室围绕辊轴线沿周向方向顺序布置，以分别与辊体的第一周向区段、第二周向区段和第三周向区段空气连通。气连通。气连通。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：VMI荷兰公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2023/7/14