用于容纳喷于表面的线的导线器的偏转板开口角度的定义

摘要

用于用线(1)来制造加强件的设备，通过将一定长度的所述线(10)喷涂在接收表面(Q)上来铺设线(1)，所述设备包括：供给装置(11)，固定到轴(20)上的旋转导管(2)，该轴构成所述导管的旋转轴线(R)，从而所述导管的径向外端(21)实质上相对于旋转轴线径向定向，所述导管通过其与所述径向外端(21)相对的中央端(22)容纳线(1)，所述线从所述径向外端伸出，作用在线上使导管每转一周就释放出一定长度的线切割装置，由两个偏转板(42、43)组成的导线器(4)，所述偏转板限定出拉长内部开口，从而在二者之间留下包括一个进口(41)和一个喷射口的沟槽，通过这些口一定长度的线(10)能够穿出，其中偏转板之间的分离部分朝着喷射口方向变窄，在二者之间形成给定角度θ，其在3°到7°范围内。

说明书

技术领域

本发明具体地涉及轮胎的制造，更准确地说涉及加强件的制造。

背景技术

在现有技术中已知一种制造方法，在该制造方法中这种加强件在轮胎预成形件上通过以绞缠(whip)的方式喷涂连续的线来直接制造，而不是在轮胎装配时以结合多股的形式来制造。

术语“线”应从最宽广的意义上理解，涵盖单丝、复丝、双绞软线或股线或者等效组件，不考虑线的材料或者进行过什么处理，例如使其与橡胶紧密结合的表面处理，或者一种将所述线包在橡胶涂层内使其在喷涂时能直接附着在支撑件上的橡胶化处理。

EP 248 301中公开了一种这样的设备，图1示出了构成这类机构的主要元件。

线1从供应源(未示出)引入设备。机构喷涂一定长度的线到接收表面Q(未示出)，该接收表面可以通过轮胎预成形件的胎冠(crown)区域形成，或者通过单独的支撑环形成，或者就是通过一个平面形成，这些方式都具有等同的优选性。

所述设备包括：

-从线源供给线1的供给装置11，

-旋转导管2，固定到轴20上，该轴构成了所述导管的旋转轴线R，从而所述导管的径向外端21相对于旋转轴线大致呈径向，所述导管通过其中央端22容纳线1，中央端是与所述径向外端21相对的一端，从所述供给装置中，所述线从所述径向外端伸出，所述供给装置控制所述旋转导管内的该线前进的线速度，

-使所述旋转导管绕着轴线R旋转的装置，和

-线切割装置(未示出)，作用在线上使所述旋转导管每转一周就释放出一定长度。

该设备还包括导线器(thread guide)4，以容纳并导引一定长度的线，如EP 248 301所公开的，或者如EP 845 348以及EP 845 349所公开的。

因此，对于这种已知类型设备的布局的更多细节，建议参阅上述公开文献。

发明内容

更具体地，本发明涉及导线器，以及该导线器相对于线喷涂装置的布置方式。根据现有技术，导线器的目的是在线“降落”到接收表面Q上之前对一定长度的线施加一条准确的轨迹。在线自由运动的过程中，一定长度的线进入导线器，其进入的方式使其在喷到接收表面之前进行最后的路线调整。

本发明主题是一种导线器，其几何特征被优化，从而提供线朝向接收表面的最优引导。

附图说明

本发明的细节在下文的说明中参考附图1至6进行解释，附图中：

-图1，已经提到过，显示本发明涉及的铺设装置和导线器的立体图，

-图2显示一剖面示意图，其示出了可能影响铺设质量的主要几何参数，

-图3是铺设装置的俯视示意图，

-图4示出了接收表面的俯视示意图，根据具体实施例一定长度的线已经铺设到该表面上了，

-图5示出了导线器的俯视示意图，其可以根据所述具体实施例对线进行引导，

-图6示出了提供所述具体实施例范围内接收表面、导线器以及铺设装置的具体布置的视觉指示的俯视示意图。

具体实施方式

图1中所示的导线器由两个偏转板构成，该两个偏转板相对于旋转导管的定位方式使得在旋转导管的旋转平面内接收一定长度的线。旋转导管的旋转平面由字母P表示。两个偏转板限定出位于所述旋转平面P内的拉长的内部开口，且两个偏转板的布置方式使得在二者之间留下一个包括进口和喷射口的沟槽，通过这些口一定长度的线可以朝着接收表面Q穿出，且这些口的定位方式使得偏转板之间的分离部分朝着喷射口方向变窄。

各偏转板在喷射口端可以具有弧形边缘使其更靠近接收表面。

还可以将两个偏转板设计成相互接触，至少在喷射口端的孤立点(isolated point)处相互接触。在这种情况下，需要提供能调节所述偏转板在一定长度的线穿出时相互施加的压力的装置，还需要针对所述偏转板设计以在所述长度的线穿出时能相互移开。

图2示出了本发明涉及的这种导线器的剖视图，提供两个偏转板42和43的相对位置的视觉指示，两个偏转板相对于平面P定位成具有给定的孔径张角θ。一定长度的线通过开口41进入并通过喷射口40重新穿出。偏转板之间在开口41处的分隔由W表示，在喷射口40处的分隔由e表示。偏转板的壁的高度由h表示。一定长度的线的长度由L表示。

在纵向方向上，当所述导管处于与一定长度的线释放的时刻精确一致的有角度的结构内时，导线器大致朝向导管2的径向方向。导线器具有通常被称作径向内端44的一端，该端是导线器最靠近导管2端部21的部分；导线器还具有径向外端45，该端是离导管2端部21径向最远的部分。

本发明主题涉及导线器的几何特性的确定，其中角度θ和高度h的选择必须进行特别考虑以达到满意的效果。

实际上已通过实验发现，与前面文献公开内容相反，线和一定长度的线不严格在平面P内运动。于是，已经发现线1在平面P的两侧振荡，这种振荡的振幅在径向上朝着一定长度的线离导管2的出口21最远的部分增加，如图3所示。在线的末端，这种振荡的振幅的最大值标为a_max。另外，随着线长度的增加振荡的振幅增大，因而线在切断且一定长度的线开始自由运动之前a_max的值达到最大。线在平面P的每一侧上在图3虚线所示的界限c₁和c₂内振荡。

该最大振幅值取决于线的性质、一定长度的线的长度和导管2的旋转速度Ω。通过读数的方式，对于测量长度为450mm的9-23型线的一段胶结(cemented)长度，测得的振幅a_max为+/-5mm量级的。对于相同长度的线，但没有胶结涂层，振幅a_max为+/-10mm。同样，当这两种线的长度是600mm时，振荡的振幅分别是+/-10mm和+/-15mm。

对于胶结2+2-28、测量长度500mm的线，振幅a_max为+/-20mm，对于同样长度但没有胶结涂层的线，振荡的振幅a_max为+/-15mm。

这种振荡可以通过例如使用频闪灯的装置或者高速图像记录装置来进行测量。

应当采取措施来保证，决定沿着导线器纵向长度的在给定点的导线器的开口的值W大于线的振荡的振幅或者大于在此点进入导线器的线的长度，从而使得一定长度的线进入导线器不会撞到导线器的上边缘。

因此，对于决定开口值的孔径张角θ和偏转板高度h的值的选择，需要在非常准确的值的范围内，以得到良好的铺设结果。

根据本发明，已发现角θ的值需要在3°到7°之间的角度范围内，从而线可以引导到导线器内且以足够的速度穿出喷射口，从而可以绞缠在接收表面上以粘在其上。

实际中发现，对于给定值W，角度θ的值太小，小于3°，则意味着必须要增加偏转板的高度，这会导致一定长度的线与偏转板壁的摩擦增大。这就会产生该一定长度的线的动能损失，致使所述一定长度的线的速度降低，进而穿出喷射口的线难于有效粘着在该接收表面Q上。

相反，仍然对于给定值W，太大的角θ会引起该一定长度的线撞到偏转板的壁而弹到偏转板的另一相对壁上，再次导致该一定长度的线的动能损失，和前面一样，使线不足以粘着在接收表面Q上。

因而，在3°到7°的狭窄范围内选择开口的角度值可以控制一定长度的线在整个长度上的绞缠速度，因此确保所述一定长度的线能粘着在接收表面Q上。

知道振荡的振幅的值a，受到界限c₁和c₂的约束，可以确定偏转板42和43的高度值h。作为一般规则，可以让h值尽可能低，以减小该一定长度的线和偏转板壁之间的摩擦或接触。然而，当考虑到角度θ的限制值时，高度h不能简单地不加考虑地减小，因为否则开口值W会小于振荡的振幅值a。

这些振幅值之间的关系可以通过一个简单的计算获得，其目的是确保W≥2×a，其中W＝e+2×h×sinθ，从而可以确定沿导线器纵向各点高度h的较小值，作为a和孔径张角θ的函数，即：

$>h\ge \frac{2\times a-e}{2\times \sin \theta }$>

因而，对于4mm的值e、20mm的值a和3°的角度θ，高度h需要大于大约350mm，对于同样值的e和a以及7°的孔径张角θ，高度h需要大于大约150mm。

最后，可以看到，当观察到这种关系时，可以以优化铺设性能的方式改变导线器的形状和几何尺寸。

如上文所述，线振荡的振幅在远离导管的出口21的方向上增加，振幅在线末端，即离导管2转轴径向最远的端部，达到最大值a_max。

结果，对于孔径张角θ的相同的值，随着振荡的振幅的值a减小可以减小高度值h。不同的是，这使得导线器以这种方式进行设计：偏转板壁高度在导线器纵向方向上从内端44朝着外端45增加。

这种布置被证明在一定长度的线在导管2出口21径向相同端部分的动能小于径向远端部分的动能时是特别有利的。通过减小该区域偏转板的高度可以减小由于穿过导线器引起的能量耗散，并优化一定长度的线这一部分的铺设状态。

还是在相同的方案下，对于给定的偏转板高度h，可以在两边界值3°到7°之间改变角度θ，所述角度在导线器的纵向上从内端44朝着外端45增加。

最后，可以设计在偏转板高度上改变θ，通过设计成在开口41的相同端具有较大的θ，然后朝着喷射口40减小。这种布置的目的是提高铺设精度。角度θ因此可以从开口处的7°变为喷射口处的3°。

当然，这些技术选择可以组合，只要孔径张角θ和壁高度都在前文所述的限制内。从而，也可以具有恒定的高度h和恒定的孔径张角θ。

这些参数之间关系的另一种应用已被证明是特别有用的，涉及一定长度的线10被放在接收表面Q上线L的两侧的情形，如图4所示。

作为一般规则，与图4所示情况相反，一定长度的线被位于接收表面Q上并布置成在大致直线方向上相互平行。线L与接收表面Q的纵向方向E之间形成角度α，线L与所铺设的一定长度的线重合。当接收表面构成轮胎胎冠时，这个角度α与胎冠加强件铺设角相对应。如本文所引用公开文献中所详细介绍的，要采取措施来确保：一方面喷射口40在纵向上具有直线形状，另一方面导管2在接收平面Q上方移动的平面P的线与纵向E形成角度α并与线L重合。然后，旋转平面P穿过喷射口40。

在这种具体方案中，每根一定长度的线10与线L相切于M点，所述点M可以插在纵向中线E和线L之间。该一定长度的线一旦呈S形铺设在线L的两侧，所述线与中线E形成角度α。

然后，必须提供一种导线器，使其喷射口40的纵向形状被设计成能让线具有这种S形状。图5示出了这种导线器4的俯视图，其具有两个偏转板42和43。偏转板之间的孔径张角θ和前面介绍过的一样在3°到7°之间。导线器上该一定长度的线会“降落”在点M的区域所穿过的点被标为m。该点m大致位于端部44和45的中间。

所要铺设的该一定长度的线的长度及性质决定了振荡的振幅a_max。

因此作为一级近似，导线器位于接收表面Q上方，其定位方式使得喷射口位于近可能靠近接收表面Q且点m大致位于点M上方。另外，导线器的定向方式使得在点m处与喷射口40的切向与中线E形成角度α。

根据上述教导，旋转导管2需要布置成旋转平面P和接收平面Q之间的交线与中线E形成角度α，壁的高度h需要被计算出，以使界限c₁和c₂落在导线器上边缘的开口41内。已经可以看出，由于喷射口的特殊形状，这会导致偏转板壁面高度h的显著增加，从而导致由于与偏转板的壁的摩擦或碰撞而引起线的动能损失。

已经发现可以通过绕着点m让该旋转导管相对线L旋转附加角度δ来大致减小该缺陷，从而平面P在导线器端部44和45附近与喷射口的纵线相交在所述平面P与所述线相切的点m处。喷射口的线是在喷射口40处穿过距偏转板42、43的壁的边缘相同距离的虚拟线。当该距离e等于零时其对应于壁之间的接触线。

剩下要做的就是利用上文给出的规则考虑线的振荡的振幅来确定偏转板的形状和高度，振幅值可以通过实验测量以前面介绍过的方式得到。壁面的高度则可以尽可能的减小，线穿过导线器的动能损失也可以尽可能的减小。

本说明书涉及一定长度的线在线L两侧呈S形铺设的结构。可以看到也可以采用关于线L的不同形状来铺设一定长度的线，那么当其铺设在接收表面Q上时就不是直的了。因此本领域技术人员可以以下述方式决定导线器相对线L的定向，即使得限制线在旋转平面P两侧的振荡的振幅的两条直线C₁和C₂落在导线器的进口41内。

另一应用涉及用上文提到的不同可选方式来确定导线器的范围的可能性，其中导线器的几何特征适合于不同性质和长度的线的铺设，或者这些线具有尽管相似但却不同的振荡的振幅。这可以通过根据要制作的产品范围仔细调节角度和高度值的选择来限制制造多种尺寸和线所需的导线器的数目。