用于抓持和搬运轮胎胎面的自动化设备的制作方法

本发明属于制造车辆轮胎的领域。

更具体地，本发明涉及一种用于抓持和搬运轮胎胎面的自动化设备。

本发明还涉及一种用于移动轮胎胎面的设施，所述设施设置有所述设备。

背景技术：

用于车辆车轮的轮胎通常包括胎面，所述胎面在硫化之前被施加至轮胎的外表面。

该胎面为生胶配混物条带的形式，即尚未硫化。胎面包括多个纵向沟纹，即沿着整个长度延伸并且从胎面外表面延伸至特定深度的沟槽，从而确定了未来轮胎胎面的给定轮廓。换句话说，胎面的“轮廓”对应于其在横截面中的轮廓。

胎面以存储在卷筒上的连续条带的形式制造。接下来，将该连续条带从存储卷筒上展开，切成合适的长度以围绕轮胎的圆周，然后移动并且在圆柱形模具(可以是轮胎胎坯或在铺设至胎坯之前用于临时存储的圆柱形鼓)上定位。最后，将胎面的两端精确地对接在一起。

在现有技术中，在切割工具的出口和圆柱形模具之间手动进行胎面的搬运。

然而，期望具有用于该目的的自动化设备。

通过文献wo2007/138374已知一种用于抓持和搬运轮胎胎面的设备，所述设备包括用于穿刺该胎面的模块以及用于竖直和水平移动所述模块的装置。

同样地，通过文献ep2931509(对应于wo2014/090983)已知一种用于运输胎体增强帘布层的设备，所述设备用于制造轮胎胎坯的方法。所述设备包括吸盘抓持模块。

但是，这些文件中所描述的设备都不能在模块性和安全性方面优化胎面或增强件的抓持。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种自动化抓持和搬运设备，所述设备能够将胎面从切割工具的出口自动运输至圆柱形模具，同时保持其处于张紧状态(即略微伸展)以防止其收缩。

本发明的另一个目的是，在胎面移动时所述设备不会损坏胎面并且能够用于具有不同轮廓的胎面。

为此，本发明涉及一种用于抓持和搬运轮胎胎面的自动化设备。

根据本发明，该设备包括至少一个用于穿刺所述胎面的模块，

-用于使所述穿刺模块竖直移动的装置，

-用于使所述穿刺模块在水平线性移动方向上水平移动的装置，

所述穿刺模块包括框架，所述框架设置有至少一个活动穿刺组件和至少一个固定穿刺组件，

所述固定穿刺组件包括在所述框架的底部形成的平坦的水平邻接表面，至少两个尖钉从所述表面向下伸出，

所述活动穿刺组件包括：

-至少一个穿刺板，所述穿刺板的底部设置有至少一个平坦的水平接触表面，从所述水平接触表面伸出至少两个尖钉，该穿刺板设置在所述框架中形成的竖直引导空间内，使得其尖钉向下伸出，并且该板在该空间中以限定的行程自由地竖直移动，

-用于使所述板在所述竖直引导空间内从上至下竖直移动的设备，以及

-用于锁定所述板在所述竖直引导空间内的高度位置的设备。

借助于本发明的这些特征，可以有效地穿刺胎面，使胎面保持张紧状态而不损坏胎面并且输送胎面，活动穿刺板使得该设备可以适应具有不同轮廓的胎面。

根据本发明的其他有利和非限制性的特征，这些特征单独考虑或组合考虑：

-所述穿刺模块在同一个框架上包括位于中央的固定穿刺组件和设置在两侧的两个活动穿刺组件。

-每个穿刺板包括被称为“前”尖钉和“后”尖钉的两个尖钉，所述尖钉通过所述接触表面彼此隔开，这两个尖钉的尖端以被称为“第三间距”的间距隔开；

-活动穿刺组件包括至少两个活动穿刺板，所述至少两个活动穿刺板平行设置并且使得连接每个板的前尖钉和后尖钉的尖端的轴线平行于所述穿刺模块的所述水平移动方向，并且使得不同板的前尖钉的尖端沿着垂直于模块的所述移动方向的轴线对齐，并且板的前尖钉的尖端与相邻板的前尖钉的尖端以被称为“第四间距”的间距隔开；

-所述活动穿刺板包括至少一个止动件，用于限制其在两个竖直移动方向上的行程；

所述用于使所述板从上至下竖直移动的设备包括：

-可充气套筒，

-在所述框架的上部形成的用于容纳所述可充气套筒的孔，该孔的底部具有垂直于穿刺模块的所述水平移动方向延伸的水平狭槽，该狭槽在所述竖直引导空间的上方引出，并且所述竖直引导空间在所述框架的下部形成，

-用于使所述套筒充气的设备，其构造成能够连接至压缩空气供应装置，

所述活动穿刺板设置在竖直引导空间内，使得当其处于底部位置时其上端抵靠可充气套筒，并且当其处于大于所述底部位置的高度时其上端使所述可充气套筒变形，

所述可充气套筒在充气时倾向于将所述板向下推回；

-所述框架的下部包括壳体，所述壳体在平行于穿刺模块的所述水平移动方向的平面的横截面中具有十字形，即，设置有水平支腿和竖直支腿，所述竖直支腿通向框架的下表面，所述穿刺板同样为十字形，使其包括设置有两个臂的板，所述穿刺板设置在所述壳体中使得板能够在竖直支腿中滑动并且每个臂能够在一个水平支腿中滑动，两个臂形成止动件用于限制所述板的行程，并且配件在平行于穿刺模块的所述水平移动方向的平面中以彼此平行的方式设置在水平支腿中，每个穿刺板介于两个这样的配件之间，壳体通过两个相邻的配件界定穿刺板的所述竖直引导空间；

-十字形壳体的所述竖直支腿的顶部通向可充气套筒的容纳孔的狭槽；

-所述用于锁定所述板的高度位置的所述设备包括推力气缸，当推力气缸启动时，所述推力气缸在垂直于穿刺模块的所述水平移动方向的水平方向上施加轴向推力，从而将所述配件和所述至少一个活动板夹在一起并且防止所述穿刺板的竖直移动；

-所述设备包括三个穿刺模块，所述三个穿刺模块彼此平行地设置使得它们各自的纵向轴线垂直于穿刺模块的水平移动方向；

本发明还涉及一种用于移动轮胎胎面的设施。

根据本发明，该设施包括：

-用于引导线性平移的元件，

-上述用于抓持和搬运轮胎胎面的自动化设备，所述自动化设备的水平移动装置能够使所述穿刺模块沿着所述用于引导线性平移的元件移动，

-使所述胎面线性移动的皮带，所述皮带设置在所述自动化抓持和搬运设备的下方，该皮带允许胎面在平行于所述穿刺模块的水平移动方向的水平方向上移动。

有利地，该设施还包括能够在所述移动皮带的端部接收所述胎面的铺设模具。

附图说明

参考附图，通过以下描述使得本发明的其他特征和优点变得显而易见，所述附图以非限制性示例的方式显示了其一种可能的实施方案。

在这些附图中：

-图1是显示根据本发明的用于移动胎面的设施的实施方案的图，

-图2是根据本发明的用于抓持和搬运轮胎胎面的自动化设备的分解立体图，

-图3是相同设备不同角度的立体图，

-图4是穿刺板的立体组装图，

-图5是穿刺模块的一端的横截面细节图，

-图6是图3的设备的一部分的细节图，显示了固定穿刺组件以及活动穿刺组件的一部分，

-图7是图3的设备的穿刺模块之一的框架的立体图，

-图8和图9是穿刺模块的横截面图，其分别沿着图5和图10中由线viii-viii和ix-ix示意性显示的截面，

-图10至图13是根据本发明的设备的穿刺模块的纵向截面图，显示了该模块的不同操作步骤。

具体实施方式

参照图1，可以看到用于移动轮胎胎面b的设施1的示例性实施方案。

该设施1包括：

-元件10，所述元件10用于引导线性平移，例如导轨，

-自动化设备2，所述自动化设备2用于抓持和搬运轮胎胎面b，被设计成沿着所述引导元件10在直线方向x-x'上移动，特别是在两个相反的方向xa、xb上移动，

-皮带11，所述皮带11使所述胎面b在平行于x-x'方向的方向上线性移动。

移动皮带11优选是机动化皮带，其包括在其两端处通过两个旋转辊驱动的环形皮带。

同样优选地，该设施1包括圆柱形铺设模具12，所述铺设模具12能够在移动皮带11的端部处接收胎面b。

从设置在设施1上游的产品卷筒bp向设施1供料，切割设备c介于产品卷筒bp和设施1之间。在用根据本发明的设施移动胎面b之前，该切割设备c能够切割必要长度的胎面b。

参考图2和图3，很明显，根据本发明的设备2包括用于水平移动至少一个穿刺模块3的装置21以及用于竖直移动至少一个穿刺模块3的装置22。如图所示，优选地，存在三个这样的穿刺模块3。它们优选彼此平行设置，垂直于轴线x-x'的方向并且一个接一个地设置。

优选地，用于水平移动的装置21包括滑架210，所述滑架210包括垂直地结合在一起的竖直板片211和水平板片212，以及两个支架213，所述支架213各自紧固至这些板片的两端之一并且垂直于这两个板片211、212。每个支架213的上部支撑滑块214，所述滑块214水平设置并且平行于x-x'方向。

每个滑块214被设计成能够与靴100配合，所述靴100在图2和图3中仅部分显示。部件100是用于引导线性平移的元件10的一部分，并且例如覆盖该元件10的轨道的下表面。

因此，滑架210可以在移动方向x-x'上移动，要么在第一方向xa(被称为向前移动方向av)上移动，即朝着图1中的铺设模具12移动，要么在相反方向xb上移动，即朝向图1中的产品卷筒bp向后ar移动。这能够使得穿刺模块3沿着皮带11移动。

例如借助于由电动机致动的齿带系统来自动致动该滑架210的移动。

优选地，用于竖直移动的装置22包括滑架220，所述滑架220由垂直于轴线x-x'的竖直板片221形成，所述竖直板片221的底部固定至水平板片222的上表面的基本中央处。

穿刺模块3紧固至该水平板片222的下表面。

有利地，至少一个支架223(在该情况下为两个)紧固至水平板片222的上表面以及竖直板221的后表面。这些支架223充当加强件。

至少两个导轨224(优选三个)紧固至竖直板221的前表面，即面向设施的前方av。这些导轨224是竖直的并且相互平行。

滑架210的竖直板211的后表面支撑两个引导靴225和锁定构件226。

每个靴225是细长元件，其竖直地固定至板211并且设置有竖直凹槽2250。凹槽2250的形状能够容纳与之相对的导轨224，使得该轨道224可以滑动。两个靴225与第一轨道224和第三轨道224相对设置。

锁定构件226设置在两个靴225之间，并且能够与中央导轨224配合。

该锁定构件226包括例如三个叠加的锁定/制动模块2260，其能够防止第二轨道224的滑动。

靴225还设置有至少一个锁定/制动模块2251，所述锁定/制动模块2251能够防止侧面导轨224的滑动。

用于竖直移动的装置22还包括双作用液压或气压缸227，其在图3中可见。

该缸包括主体2271和杆2272。主体2271固定至用于水平移动的装置21，并且例如通过其上部紧固至水平板片212。杆2272紧固至用于移动的装置22，例如紧固至水平板片222的上表面。相反设置同样是可能的。

该气缸227的启动能够使滑架220相对于滑架210在垂直于x-x'的方向z-z”上竖直移动，具体地在两个相反的方向上移动，即向上(方向za)和向下(方向zb)。

正如下文更详细地解释的，该竖直移动使得能够穿刺胎面b，或者相反地，能够使模块3与胎面b分离。

设备2和用于水平移动的装置21以及用于竖直移动的装置22受中央控制单元13(仅在图1中显示)控制，该中央控制单元13例如是计算机或可编程控制器。

下文将结合图4至图10描述穿刺模块3的示例性实施方案。

穿刺模块3包括框架4，所述框架4支撑固定穿刺组件5和两个“活动”穿刺组件6，所述两个“活动”穿刺组件6设置在固定穿刺组件5的两侧。

从图7显而易见，框架4包括上部41和下部42。该框架4具有细长形状和垂直于方向x-x'的纵向轴线y-y'。

上部41具有长方体的总体形状，该长方体被纵向轴线为y-y'的优选为圆柱形的纵向孔410直接穿通。该孔410界定了用于容纳可充气套筒7的壳体。

该上部41的下壁的与固定穿刺组件5相对的中央部分是实心的，并且在该中央部分的两侧具有两个纵向狭槽411。

从图9中更清楚可见，每个狭槽411的上部通向与其连通的壳体410的下部。两个狭槽411分别位于与两个活动穿刺组件6相对的位置。

壳体410的端部之一通过竖直壁412封闭，在这种情况下位于图10右侧的端部封闭，所述竖直壁412挨着下部42向下延续。

可充气套筒7在其与壁412相对的端部70处封闭。其相对端部开放。

止动件413插入壳体410的开口中，所述开口位于与被壁412封闭的端部相对的端部。该止动件413特别以密封的方式挤压可充气套筒7的开口端。

止动件413设置有例如l形的钻孔414，所述钻孔414的外部通过连接器415(在该情况下例如是弯曲连接器)延续。连接器415构造成能够连接至用于套筒7的空气供应装置，其在图中未显示。套筒7因此可以被供应空气并且被充气。

从图8的横截面图中更清楚地看出，下部42与固定穿刺组件5相对的中央部分从上至下依次具有较宽的上方区域420、宽度略小的中间区域421以及宽度比前述区域更小的下方区域422。这些不同的区域420、421、422各自基本上为长方体形状。

中间区域421被圆柱形孔423穿透，所述圆柱形孔423沿着平行于轴线y-y'且垂直于方向x-x'的纵向轴线y1-y'1延伸。该孔423允许接收圆柱形推力轴424。

如在图7和图8中可见的，下方区域422被垂直于轴线y1-y'1且平行于方向x-x'的多个孔425穿透。这些孔425通向中央区域422的相对的前表面426和后表面427。下方区域422的下表面428形成平坦的水平接触表面。

正如从图6和图8更清楚地看出，扁条43借助于螺栓螺母组件44分别紧固至每个表面426和427。每个条43的下部通过一组尖钉430延续。同一个条43的不同尖钉430彼此隔开被称为“第一间距”p1的间距(从尖端到尖端测量)。

此外，第一条43的每个尖钉430与在方向x-x'上位于相对侧的第二条43的尖钉430隔开被称为“第二间距”p2的间距。

优选地，间距p1和p2相同。

条43固定至框架4，因此尖钉430固定至框架4。框架4的该中央部分被称为形成固定穿刺组件5，因为所述尖钉430相对于模块3的框架4固定。然而这些尖钉430跟随模块3的竖直移动或水平移动。

也可能具有多于两行的尖钉430。

现在将结合图6、图7和图9描述框架4的下部42的位于活动穿刺组件6旁边的两个侧面区域。它们是相同的，因此仅详细描述其中一个。

在此，下部42仅包括较宽的上方区域420和较窄的中间区域421。

下部42在横截面中(即在垂直于轴线y1-y'1的平面中)具有十字形壳体45。

该十字形壳体45的竖直支腿451从狭槽411延伸至中间区域421的下表面429。

十字形壳体45的水平支腿452从中间区域421的前表面4211延伸至中间区域421的后表面4212。

支腿452与孔423相对地引出。

如通过图5、图6和图9可见，矩形配件46已插入十字形壳体45的水平支脚452。呈长方体形状的这些配件46彼此隔开。它们设置在垂直于轴线y1-y'1的平面中。

穿刺板47介于两个相邻的配件46之间。

现在将结合图4更详细地描述穿刺板47的示例性实施方案。

穿刺板47具有十字形整体形状。

穿刺板47由平坦的板片470形成，所述板片470的长度大于宽度并且厚度较小，并且基本上具有长方体的形状。该板片470具有两个相对的侧表面471、前表面472、后表面473(由于分别朝向设施1的设备2的前方av和后方ar而命名)。两个臂474基本上在前表面472和后表面473的中间高度处分别从前表面472和后表面473伸出。

板片470还具有平坦的下表面475，所述下表面475通过前尖刺476和后尖刺476'延续，所述前尖刺476和后尖刺476'的尖端彼此隔开被称为“第三间距”p3的间距，所述间距优选与第二间距p2相同(参见图6和图9)。

如下所述，表面475形成平坦的水平接触表面。

板片470在与表面475的相对侧上还具有上表面477。板片470的上部具有两个孔，即上孔478和下孔479，它们穿透板片470从而分别通向板片470的侧表面471。

在允许滑动游隙的情况下，板47的板片470的宽度l1对应于竖直支腿451的宽度l2(参见图7)。

板47因此可以在支腿451内竖直滑动，所述支腿451形成竖直引导空间。

两个臂474可以在切口45的水平支腿452中移动。

两个支腿474构成用于限制板47的竖直行程的止动件。板47可以在图9所示的底部位置和顶部位置之间竖直移动，在所述底部位置下，支腿474抵靠区域421中形成的支腿452的下表面4521，在所述顶部位置下，两个支腿474抵靠支腿452的上表面4522。

为了扩大板47和可充气套筒7之间的接触表面，穿刺板47有利地设置有接触头部48。

正如通过图5的细节图可见，该头部48包括两个矩形板481，所述矩形板481具体地通过穿过孔479的销钉482以及穿过孔478的螺钉483分别紧固至板片470的上部的两侧。

优选地，板47的尖钉476、476'的形状与尖钉430的形状相同。优选地，该形状是锥形的。然而可以设想其他形状，只要它们能够容易地穿透橡胶胎面b即可。

正如通过图6可见，每个穿刺板47与相邻的板47隔开，使得其向前定向的尖钉与相邻的向前定向的尖钉隔开被称为“第四间距”p4的间距，所述间距优选与第一间距p1相同。

最后，正如通过图5更清楚地看到的，框架4设置有保持气缸8。该保持气缸8由端壁412承载。它可以沿着轴线y1-y'1朝向图的左侧沿轴向移动。

此外，推力板81借助于螺钉82拧到面对气缸8的最后配件46上。

正如通过图13可见，该气缸8的杆80的头部可以沿轴向移动从而挤压推力板81，并且在该过程中，在图5和图13中从右向左将不同的配件46和介于其间的穿刺板47夹在一起。位于图13右侧的活动穿刺组件6的最后一个配件46挤压推力轴424，所述推力轴424继而将该夹紧力传递至位于图13左侧的活动穿刺组件6的配件46和板47。

现在将特别参考图10至图13更详细地描述根据本发明的用于抓持和搬运胎面b的自动化设备2的操作。

首先，执行一系列由“仿形”循环组成的步骤。该循环的目的是调节自动化抓持设备2从而获得要移动的胎面b的轮廓。

首先，胎面b存在于带束层11上以线性移动，如图1所示。设备2位于胎面后端的上方，与其隔开一定距离。在该阶段，不向可充气套筒7供应空气，也不向推力气缸8供应空气，并且穿刺板47在其自身重力的作用下处于竖直引导空间45内的底部位置。这对应于图10所示的情况。

接下来，如图11所示，启动用于竖直移动的装置22的气缸227，使得穿刺模块3通过力f挤压胎面b。

继续下降直至止动表面428与相对的胎面b的轮廓的最高点接触。“固定”尖钉430进入与其接合的胎面b。仍然不向可充气套筒7供应空气，并且推力气缸8不启动。

正如通过图11的左侧部分和右侧部分可见，穿刺板47与胎面b的轮廓接触并且以不受控的方式在竖直引导空间45内自由地向上移动。因此，无法通过这些穿刺板47实现穿刺。板47的上端48与可充气套筒7接触并且使其变形。

正如通过图6可见，一些固定尖钉430可能与胎面b中的空隙相对，因此不能与其接合。

正如通过图11可见，代表穿刺默认值的尺寸“e”应大于0mm且小于或等于2mm，以便获得胎面b的有效穿刺。

力f由气缸227施加的力f和自动化抓持和搬运设备2的总重量组成。可以根据循环和/或产品(例如根据胎面b的橡胶的性质)来调节由气缸227施加的力f。

在该“仿形”循环期间，所需的力f等于所有固定穿刺组件5的所有条43的固定尖钉430的穿刺力。

在以下将描述的“铺设循环”期间，对于所有模块3，所需的力f等于所有固定尖钉430的穿刺力加上与胎面b接合的活动板47的穿刺力。

在图12所示的第三步骤期间，借助于构件226(图2)和锁定/制动模块2251机械地锁定设备2的高度，更具体地说是穿刺模块3的高度。向可充气套筒7供应压力p的压缩空气。由此，力f1(参见图12)通过可充气套筒7传递至每个穿刺板47。推力气缸8仍未启动。

在可充气套筒7施加的压力的作用下，穿刺板47向下移动以与胎面b接触，直至其接触表面475抵靠其所挤压的胎面b的外表面。例如图6中针对最左侧的板47显示了这种情况。因此，胎面b的接合是有效的。

如图9所示，面对成形元件b中的空隙的活动板47在其自身重量的作用下保持邻接，臂474抵靠面4521。

应注意，气缸227施加的力f应符合以下公式：

f>nxf1(max)xa

其中f＝机械锁定(n)

n＝每个穿刺模块3的活动板47的数量，

f1max对应于在可充气套筒7允许的最大压力(以n表示)下每个穿刺板的最大力(以n表示)

其中a＝穿刺模块3的数量，例如在这种情况下为三个。

最后，在图13所示的第四步骤期间，启动推力气缸8从而施加夹紧力f2，所述夹紧力f2传递至所有穿刺板47和配件46，从而锁定它们在竖直引导空间45内的高度。

在该位置下，穿刺模块3的高度仍由气缸227机械地锁定。类似地，保持向充气膜7供应压力p的压缩空气。

推力轴424然后将气缸8施加的力f2传递至系统的左侧部分(在图13中)：

其中f1(max)＝在充气套筒7允许的最大压力下，穿刺板施加的最大力(以n表示)。

μ(钢)＝两个钢部件之间的摩擦系数，

2对应于穿刺板47的两个接触表面。

在下文描述的“铺设循环”期间，f2符合以下公式：

其中，tmax＝与胎面b接合的每块板的最大牵引力或压缩力(以n表示)。最后，在气缸227仍然启动以维持穿刺模块3的高度位置并且推力气缸8仍处于活动状态的同时，不再向充气套筒7供应压缩空气。

因此，通过不同的固定尖钉和活动尖钉的布置获得了胎面b的上部轮廓的负像。

胎面b的接合因此是有效的，并且用于使穿刺模块3水平移动的装置21因此被致动，从而驱动设备2向前(见图1)，直至胎面b已经放置在铺设模具12周围。

然后启动气缸227，使得穿刺模块3上升并且与胎面b分离，然后致动用于水平移动的装置21使得设备2向后返回至图1所示的初始位置。

然后可以使用其他胎面b开始“铺设循环”，所述其他胎面b的轮廓与已经用于获取胎面轮廓的负像的胎面的轮廓相同。在穿刺板47仍然固定在其高度位置的同时，设备2再次下降从而拾取新的胎面b并将其输送至模具12。只要遵守尺寸“e”或只要胎面b的轮廓不变，就可以重复该步骤。

另一方面，为了搬运具有不同轮廓的胎面b，则必须重复“仿形”循环。