[发明专利]覆盖带束层的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合增强产品的制造领域，该产品由嵌入热塑性 或者黏弹性材料内部的束线(threads)构成。

更具体地说，本发明涉及广泛使用于轮胎的增强层的制造， 该轮胎计划配备在陆地汽车上。 背景技术

这些增强层计划用于组成轮胎的胎体增强层或者胎冠增强 层，并且由连续的束线构成，这些束线彼此间基本上保持平行并且具 有设定的横向节距。束线嵌入橡胶之中。

术语“束线”的意义可解释为任何单股(individual)增强束线 或者合股(cabled)增强束线，该束线本身由单股细丝汇合而成。这些 束线的质地可以均等地为织物、复合或者金属。

制造这些平直带束层的最广泛使用的方法是，使用由两个辊 子构成的轮压机(calendar)在束线层的两个侧面上同时沉积橡胶层， 这两个辊子能够彼此向着对方挤压橡胶片，从而橡胶渗透进束线间的 间隔空间，直到形成橡胶桥为止。

同样为人所知的是覆盖装置(sheathing means)，其中带束层 (ply of threads)通过涂覆模具(coating die)，在涂覆模具的上游设有 与送料装置连通的涂覆腔，该送料装置能够在一定的压力下以设定的 流动速度传送橡胶类产品。束线层材料从设置在装置入口处的束线导 孔(thread guide)进入涂覆腔，在涂覆腔中处于一定压力下的混合物 渗透进入束线之间的间隔空间，束线层材料通过流经精整模具(sizing die，或曰“定型模具”)从装置中成型，该精整模具为束线层的半成品提 供精确的厚度。

送料装置，例如一个或多个单螺杆挤出机，通过一个或多个 向束线层的上层部分或者下层部分开口的通道向涂覆腔送料。

此外，由于涂覆腔中的高压导致的束线的高质量注入，该技 术具有能够形成非常规则的系列橡胶桥的优点。这种技术特别适合应 用于生产类似带形产品的窄的直带束层，在其后的步骤中，通过将该 带型产品缠绕在轮胎坯上使带型产品应用于后续产品的制造。该技术 还适合应用于制造增强层，其通过以设定角度并列排列带型产品而形 成相对圆周方向的设定角度。

然而，现代轮胎的制造需要具有日益复杂和精确的几何形状 的组件，使得有必要重新考虑已知装置的使用。

图1表示所研究类型的直带束层，其中橡胶混合物A覆盖 束线F，使得束线的上脊定位在与带束层的上表面相隔一个距离e_up的 位置，束线的下脊定位在与带束层下表面相隔一个距离e_low的位置，带 束层的总厚度表示为E_tot。也应当注意到的是，在这种直带束层中，距 离e_up和e_low没有必要相同。

使用覆盖装置制造如图1所示的直束带层，通过相对于涂覆 模具的上边缘和下边缘移动带束层平面，厚度e_up和e_low可发生变化。 总厚度E_tot由束线的直径、通过覆盖装置的束线的速度以及涂覆腔中的 压力决定。

这种方法对于控制带束层相对于表面的位置存在许多困难。 这是因为计划用于向带束层的上层部分送料的混合物液流和计划用于 向带束层的下层部分送料的混合物液流之间的压力的任何变化会导致 束线向上或者向下移动。

例如，两股液流之间在10mm长度上的1bar的压力差会在 垂直于带束层表面的方向上产生0.6N的力。带束层的张力可随之增大， 使得束线不会在垂直于带束层表面的方向上造成过大的位移。然而， 这种技术依然受到一定的限制，束线将容易切断或者破坏由未经熟化 并且具有较强塑性的人造橡胶构成的带束层。

计划分别向形成带束层的上层部分和下层部分的涂覆腔中 送料的两股液流间的压力差是由大量不易控制的参数造成的。该压力 差特别是会发生在需要根据带束层的通过速度改变涂覆腔中的压力从 而使得总厚度E_tot保持不变的情况之下。其它参数也会产生影响，例如 与橡胶混合物接触的部件的瞬间温度、局部混合物的流变能力的不同、 挤出速度、束线的直径、束线的节距和流通管道的外形及几何形状。

这导致了束线脊部上的橡胶层的几何形状的不规则，从而会 影响所需的精度。 发明内容

本发明的目的是为所述问题提供解决方案和用覆盖的方法 制造具有所需精度的直带束层。