专利名称：铰接喷嘴以及使用所述喷嘴施加粘弹性材料的条料的方法
技术领域：
本发明涉及基于诸如塑料或弹性材料的粘弹性材料的产品的
制造领域。更具体的，本发明涉及条料形式的异型元件(profiled dements)的放置的领域，这些条料取决于需要的最终异型材按照确定 的斜度和覆盖速率而一个覆盖在另一个的顶部。
背景技术：
典型地，这种公知类型的放置用于轮胎毛坯的生产，在此期 间橡胶属性产品的条料按照非常精确的斜度绕着圆柱形或环形形式的 接收表面缠绕，从而通过同样质量的条料层的叠合，形成给定质量并 且根据异型元件在轮胎中所占据的位置而精确定位的橡胶异型元件。已知的装配装置和设备一般包含相互协作而操作的四种类型
的装置-
-接收表面，
-根据限定的几何形状产生条料的投料装置， -在接收表面上施加上述条料的装置，和 -控制上述施加装置相对于上述接收表面的位移的装置。
作为例子，在专利公布EP 268 544或者甚至在专利公布EP 264 600中描述的设备公开了上述讨论的所有装置。这种类型的设备使得免除用于所述异型元件的生产步骤成为 可能，这些异型元件一般形成自集中的生产装置。实际上，条料在装 配的时刻根据要求生产。对于给定的条料异型材，堆积于接收表面上 的最终异型材仅仅取决于用来控制施加装置的规则系统以及条料的剖 面。同样地，这些方法应用的通用性解释了为什么它们得以广泛应用。
这种类型方法的实施主要依赖于条料产生装置的质量。实际 上对于条料的剖面来说尽可能接近期望的基准是很重要的，这样精确
4堆积的材料数量才能与期望的数量相符。为了这个目标，已经发展了橡胶异型元件产生装置，这使得 提供严格的恒定流速成为可能。这种类型的装置例如在申请人提交的 专利公布EP 0 400 496 Al中进行了描述。同样地，为了尽可能避免空气包含在条料的各层之间，需要 宽泛地选择异型材的形状以使得条料的各层尽可能完美地连接到一 起，使用中空气的存在会对轮胎的耐性(resistance)有损害。同样地，已经提出生产大致荚状(lenticular)剖面的条料以 避免边缘效应。此外，为了条料堆积质量的最优化，并且促进条料在接收表 面上的施加和连接，对于施加装置来说尽可能的接近接收表面而定位 是很重要的。为了这个目标，已知的设备具有能够把由连接到施加装置上 的投料装置组成的组件带向接收表面的装置。这种装置的组件的重量 相对很高。这样的结果是很难精细和准确的控制施加装置相对于接收 表面的位置，这样施加装置能够紧靠着接收表面的所有不规则物。同 样，在已知的方式中，提出了在施加装置的下游布置施加辊。这种类 型的设备例如公开于上面已经提及的专利公布EP 264 600中。这种施
加辊在条料放置到与接收表面接触之处的点上施加受控的压力。然而，观察到这种通常设置在施加装置上的辊成为了问题的 来源。已经有效出现的是，条料粘附到辊的表面，或者跑进施加装置 和辊之间的自由空间，这导致条料的变形或者甚至断裂，以及导致生 产周期的中断。
发明内容
本发明的目的是消除这些缺陷。根据本发明，该设备用于向相对于所述设备作相对运动的接 收表面的粘弹性材料施加条料，所述设备包括施加喷嘴和投料装置。 施加喷嘴具有一主体和一头部，所述投料装置出现进入所述主体，在 所述头部的末端具有一出口孔。该设备的特征在于施加喷嘴的头部通过铰接连接到喷嘴的主体上，所述铰接能够沿着大致平行于接收表面并垂直于条料的施加方 向的轴线变形。本发明还涉及实施上述设备的方法。因此，通过在喷嘴的头部和主体之间具有铰接，以及由于所 述头部重量很低，这使得喷嘴头部能够几乎即时追随接收表面的不规 则物。为了这个目标，力可以有效的直接施加到喷嘴头部，以将出 口孔施加为对着(against)运动中的接收表面，这样材料在其孔的出口 处被直接堆积到接收表面上，而不需要在接收表面上放置用来施加条 料的辊。投料装置可以是具有适宜的流动速率和压力条件的螺杆挤出 机型装置，或者优选的，是能够在确定的和恒定的体积流速下输送材 料的容量型投料装置。
下面的描述基于本发明的实施方式和图1至图6，其中 -图1表示根据已知现有技术的设备的示意图， -图2表示根据本发明的施加喷嘴的示意俯视图， -图3表示沿着根据本发明的喷嘴的C-C的横剖面示意图， -图4表示堆积到接收表面上并通过条料的叠合而形成的异型元 件的横剖面示意图，
-图5和图6表示在出口孔水平处的喷嘴头部异型材的特定形式。
具体实施例方式在图1中示意性表示的根据现有技术的设备包括投料装置2， 粘弹性材料M被引入投料装置2以在给定投料流速和压力下给喷嘴1 投料。接收表面S在方向R上相对于施加设备运动。堆积到接收表面 上的混合物形成条料B。施加辊4可以设置在材料出口孔122的下游。 在该设备中，喷嘴和投料装置组成完整的并在电动装置5的作用下沿 轴线C可移动的组件。在图2和3中说明的施加设备包括投料装置2 (没有显示)，投料装置2的出口通道20在施加喷嘴1的主体ll的入口 IIO中出现。
根据本发明的优选实施，喷嘴1的主体11被分成两个分支， 分别为117和118,其被分别为111和112的投料通道穿过。相对于喷 嘴主体11，头部12的铰接10被设置在喷嘴1的主体11的两个分支 117和118之间。头部12的铰接10包括圆柱形毂125，其设置为在相对于主 体11维持固定的半环形箍(clamp) 13中转动。半环形箍13和施加头 部12被设置于喷嘴1的主体11的两个分支117和118之间，这样通 过半环形箍13导引的喷嘴1的头部12围绕大致平行于接收表面形成 的平面并且垂直于前进方向R的轴线AA'自由地转动。喷嘴1的头部 12可以在相应于箍13的敞口部分的角形部分上转动。圆柱形毂125的两个平的横面(分别为123和124)，与主 体11的两个分支(分别为117和118)的两个内部平表面(分别为113 和114)形成密封性接触。箍形螺杆115维持部件以及毂的平面(123， 124)和主体11 的分支(117， 118)的内部平表面(113， 114)之间的压力。通过镜系统来确保毂的表面(123， 124)和主体11的分支的 内部表面(113， 114)之间的动态密封性，在该系统中表面状态已经 适应于并相应于间隙和一般机械学中通常采用的表面状态。通道111和112分别在大致圆柱体形式的通道120的两端出 现，通道120的轴线与施加头部12的毂125的转动轴线AA'在半环 形箍13中对准。喷嘴头部包括内通道121，用于连接通道120和设置于喷嘴 头部末端的孔122。孔122在接收表面S和施加设备之间的相对运动R 的横向方向上具有延长的形式。喷嘴1中粘弹性材料的流动方向通过具有空白头部的箭头指示。装置3用于在喷嘴1的头部12上施加力F，这样通过使头部 12围绕轴线AA，转动以使得孔122与接收表面S接触。由于它很低 的重量，因此该头部与接收表面保持接触而不管该表面的不规则物。 接着通过出口孔122的唇部直接施加堆积到接收表面上的条料B。
用于在喷嘴头部上施加力F的装置可以是(没有限制的)弹 簧，或者甚至受控压力顶(jack)或任何别的等效装置。然而由于上面 陈述的原因，要考虑确保该组件的惯性不太大。实际上，当所用的材料是橡胶时，施加力是相对适度的，位 于100至500N量级范围内。如上所述以及在图2和3中所显示的，本发明优选实施方式 的组件在这里通过举例提出，并通过它的紧密性、它的灵活性和它的 组装简易性来说明。通过例如在喷嘴的主体11上的横面之一上安置铰 接，这使得能够避免喷嘴主体内的流体分离，本领域技术人员能够生 产出同样有效的别的组件。类似的，为了直接连接喷嘴主体ll的内通 道和头部12的内通道，在毂的后部形成开口是可行的。如上所述，根据本发明的设备使得能够在不必采用设置在喷 嘴下游的施加辊的情况下在接收表面上施加条料。实际上观察到粘弹性材料施加到接收表面S上的动态压力基 本上取决于材料从孔122的出口速度，出口孔与接收表面分离的距离， 以及材料的密度和粘度。同样，对于给定材料，可以设置出口孔的剖 面以适应有效投料装置的流速，以获得充足的出口速度来产生动态压 力。喷嘴头部对材料的作用通过喷嘴的孔的边缘施加，这与设备 相对于接收表面的相对速度相结合，具有促成堆积材料光滑和成形作 用的效果。特别的，将如下面所示的，设置在下游的孔边缘的形式赋 予条料预期的形状。动态压力的作用是使得条料粘附到接收表面上，但也推回所 述表面的喷嘴头部。通过装置3施加在头部的力具有把头部带向表面 的作用。接下来接收表面的几何不规则物对设备具有极小的影响。实际上，这些不规则物，诸如局部凹陷，或者甚至先前堆积 到接收表面上的产品的接合处，仅仅具有改变喷嘴的孔和接收表面之 间距离的作用，这样引起动态压力的变化，该变化被施加到喷嘴头部 上的力的作用立即补偿。这使得能够认为该设备是自适应的，这种特 性使得能够获得堆积材料的几何形状和体积的显著稳定性，特别是当 喷嘴连接到容量型投料装置时。
通过提高投料流速，出口速度提高，以及，对于施加到喷嘴 头部上的恒定的力，喷嘴被从接收表面移开，这具有增大堆积条料剖 面的作用。当流速降低时，喷嘴头部朝接收表面移动直到通过施加到 喷嘴头部的力使得动态压力平衡，这具有减小条料剖面的作用。由于喷嘴头部的低惯性和其对动态压力的强敏感性，可以有
判断的充分利用这种可能性。因此，对于接收表面相对于施加设备的 给定相对速度，通过调整挤出流速，可以改变条料的剖面。因此，条 料剖面将会被增大来构建填充区域，以及在异型材需要更精细限定的 区域，特别是在异型元件构建的最终阶段，条料剖面将会被减小。如果接收表面相对于施加设备的相对速度提高，同时保持流 速和施加力恒定，那么条料剖面会减小。假定体积流速恒定并且对于接收表面相对于施加设备的恒定 相对速度，通过采用可控装置改变施加力，可以看到通过横向边缘和 后部纵向边缘127赋予的光滑作用发生变化。这种作用特别重要，因 为这使得能够把条料与先前堆积到鼓状物(drum)表面上的产品或多 或少有效地连接到一起。通过后部边缘127得到的光滑作用在某种程 度上代替了用于现有技术中的已知方法并在本说明书的介绍部分讨论 的施加辊的作用。图5和图6说明了设置在喷嘴1头部12的末端的出口 122的 异型材的优选实施方式，如图3的插图m所示。当在垂直于前进方向 R的平面上以投影方式观察喷嘴1的头部12时，孔122的后部边缘127 具有凹面形式。当喷嘴的头部被带向接收表面时，该边缘127与接收 表面一起限定了基本荚状的异型材。上述设备特别适于通过堆栈条料制备轮胎毛坯。因此，弹性 材料优选地为橡胶属性。生产期间接收表面将会包含轮胎毛坯，其形 式通常是圆柱状或环形的。图4详述了在本方法这个具体实施例中获得的并用于生产轮 胎的异型元件，图4表示通过绕着转动的圆柱状接收表面缠绕的连续 的条料层的堆积(一层叠放在另一层的顶部)而生产的异型元件P。可 以看出，通过改变投料装置(Bt和B2)的体积流速或通过修改后部边 缘127 (B3)的剖面形式，能够生产出多种条料异型材。
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条料Bi是通过提高体积流速获得的，这使得能够减少异型元 件P的"丰满"部分的生产时间。通过降低体积流速，减小了条料B2 的剖面，这使得能够更精确生产异型元件P的外部轮廓。
权利要求
1、一种设备，用于向相对于所述设备作相对运动(R)的接收表面(S)施加粘弹性材料的条料(B)，该设备包括投料装置和施加喷嘴(1)，该施加喷嘴具有一主体(11)和一头部(12)，所述投料装置(2)出现进入所述主体(11)，在所述头部(12)的末端有一出口孔(122)，其特征在于施加喷嘴(1)的头部(12)通过铰接(10)连接到施加喷嘴(1)的主体(11)上，所述铰接(10)能够沿着大致平行于接收表面并垂直于条料(B)的施加方向(R)的轴线(AA’)变形。
2、 根据权利要求1所述的设备，其中，在施加喷嘴头部(12)内 部，粘弹性材料在管(121)内流动，管(121)通过通道(120)连接 到在施加喷嘴(1)的主体(11)内部所述材料在其中流动的管上，该 通道(120)的轴线与铰接(10)的轴线(AA，)相同。
3、 根据权利要求1或2所述的设备，其中，装置(3， 31)在喷 嘴头部(12)施加力(F)，为预定值的力(F)的一个分量当出口孔(122)紧邻接近接收表面(S)时在喷嘴施加点大致垂直于接收表面 (S)，并且面向所述表面。
4、 根据权利要求2所述的设备，其中，用于在喷嘴(1)的头部 (12)施加力(F)的装置(3， 31)施加恒定的力。
5、 根据权利要求2所述的设备，其中，用于在喷嘴(1)的头部 (12)施加力(F)的装置(3， 31)施加强度能够控制的力。
6、 根据权利要求1至5其中之一所述的施加设备，其中，投料装 置(2)是能够以恒定体积流速输送材料的装置。
7、 在接收表面(S)上施加粘弹性材料(M)的条料(B)的方法，其中所述接收表面(S)相对于根据权利要求1至6其中之一所述的施 加设备作相对运动。
8、 根据权利要求7所述的施加方法，其中，改变投料流速来改变 堆积到接收表面(S)上的条料(B)的剖面。
9、 根据权利要求7或8之一所述的施加方法，其中，粘弹性材料 是非硫化橡胶。
10、 根据权利要求9所述的施加方法，其中，接收表面(S)由转 动的轮胎毛坯形成。
全文摘要
一种设备，用于在相对于所述设备作相对运动(R)的接收表面(S)上施加粘弹性材料的条料(B)，包括投料装置和施加喷嘴(1)，施加喷嘴(1)具有一主体(11)和一头部(12)，所述投料装置(2)出现进入所述主体(11)，在所述头部(12)的末端有一出口孔(122)，当设备运行时出口孔(122)在所述相对运动方向的横向方向上具有延长形状。施加喷嘴(1)的头部(12)通过铰接(10)连接到施加喷嘴(1)的主体(11)上，所述铰接(10)能够绕着垂直于条料(B)的施加方向的轴线(AA’)变形。
文档编号B29C47/12GK101687358SQ200880015446
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年5月11日
发明者C·乌吉耶, J-C·德洛姆 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份有限公司