專利名稱：用于制造輪胎的自動化工藝和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于同時制造不同型號輪胎的方法和系統。特別是，本發明涉及這樣一種系統其包括多個用于制造未經處理的輪胎坯的工作單元，這些工作單元連續地輸送用于制造結構部件的混合料，其中的那些結構部件用來形成輪胎。
背景技術：
專利文件EP922561描述了一種用于制造輪胎的系統，其包括一條用于制造未經處理的輪胎的生產裝配線、以及一硫化工作臺，硫化工作臺包括至少一個硫化單元，該單元中裝備有多個硫化模具，未經處理的輪胎坯在這些模具中得到硫化。按照一定的方式來選定硫化模具的數目，使得用于制造未經處理的輪胎的生產裝配線的加工能力能得到滿足。這樣的系統能使交替生產出的、并具有不同特征的未經處理的輪胎的庫存量達到最小。
本申請人已經考慮到了這樣的問題向某一系統輸送必要的混合料，以便于能同時制造出不同型號的輪胎，這就需要在同一次工作周期中用到多種不同的混合料。具體來講，本申請人已經考慮到了這樣的問題在順次的工作循環中，按照某種方式向該系統輸送原料，以便于能減小配料的浪費，同時還能消除配料在被用到輪胎制造過程中之前先存放在系統中的階段。
在此方面，申請人已經注意到在這樣的系統中，如要在同一工作循環中裝配出不同型號的輪胎，就必須在每一單位時間內制造出少量的各種配料。盡管如此，所要制造的各種不同配料的總量通常是很大的，尤其在自動化系統的情況下，這樣的系統被用來進行大批量的生產制造(例如用于在每天內制造幾千個工件)。
申請人已經認識到橡膠行業中通常采用的工藝流程(換言之，即被稱為“批次”生產的不連續流程)是無法滿足關于配料輸送的這些要求的，在這些常用的生產流程中，在混合機—一般為班伯里(Banbury)混合機中將配料的各種組分摻入并散布到合成橡膠材料中，而為了能提高工作效率，這樣的混合機需要為每次進料設定具體的裝料系數，且要執行一些復雜的工作循環，這些工作循環包括加入并混合各種成分的多個操作，之后，還要經過冷卻階段和存放階段。
申請人已經發現在用于制造不同型號輪胎的自動系統中，由于所要生產的每個輪胎都是在多個工作單元中進行制造的，所以可借助于至少一臺擠出機單元高效而連續地向各個工作單元輸送它們所需的各種配料。每個工作單元都將一個結構部件鋪設到一環形支撐體上，其中的結構部件是由預定種類和預定數量的配料制成的，其中的環形支撐體是仿模輪胎內部形狀而制出的。每個結構部件都是按照預定的技術規格而在工作單元中制出的。這些規格指標包括適于制造該結構部件的配料的成分配方，此結構部件具有預定的特性，例如其機械強度和/或柔性不同于其它結構部件的相應特性。
通過將多種所述的結構部件疊置到一起就可制出輪胎，因而就需要提供多種互不相同的預定配料。另外，由于在需要時必須要能快速地變換所生產輪胎的型號，所以配料制造單元必須具有高度的生產柔性。其中的原因在于對于不同型號的輪胎，通常要使用不同的配料來制造各個部件，以此來制出輪胎；甚至需要引入新型的輪胎結構部件。
換言之，在這樣的系統中，輪胎的制造需要根據多種預定的配方、在一配料生產單元中配制出多種不同的配料。另外，必須要能迅速、且基本上不浪費任何配料地完成從制造某種預定配料到制造另一種具有不同特性的配料的轉換。

發明內容
根據本發明，在一工作循環中，配料生產單元能連續地向輪胎裝配系統輸送一定量的配料，該配料量基本上等于當前工作循環所需要的配料量，這樣，就不再需要將生產出的配料存放起來，并能使浪費減到最少。
在另一方面，如配料的輸送是不連續的，則不論輪胎組裝系統的生產需求是多大，每種配料的生產量只取決于Banbury混合機的尺寸大小。換言之，在不連續的配料輸送系統中，是無法在所生產出的配料量與系統所需要的配料量之間達到必要匹配的。
但是，利用連續的配料生產流程就可實現這樣的匹配，因而就取消了對生產出的配料進行存放的階段，并使材料的浪費達到最少，其中連續生產流程需要采用這樣的擠出機單元其通過以自動方式改變配料的成分和/或各成分的配比，就能形成不同的配料。換言之，通過采用連續生產流程，可生產出不同的配料，且能根據總體流程的生產需求而調節配料的產出量。具體來講，可通過改變某些工藝參數—例如擠出機料筒的填充系數、以及擠壓螺桿的轉動速度來調節產出量。
另外，配料的改變只會浪費極少量的材料，且不會中斷向所述工作單元的連續供料。原因在于申請人已經發現由于向外排出的材料會對仍留在料筒中的材料施加了一個拉伸作用，所以，正被處理的材料的粘彈性能將使擠出機能迅速排空。
由于擠出機的產出量很低，所以，基于擠出操作的配料連續生產流程還能實現對工藝參數的精確控制，尤其是對溫度的控制。但很低的產量并不會成為一個缺點，原因在于根據本發明的系統需要的是在每一單位時間內生產出多種少量的不同配料，因而并不會限制整個系統的產量。
在一第一方面，本發明涉及一種用于在一自動系統中制造輪胎的方法，其中的自動系統包括多個工作臺，每一工作臺都被設計成將至少一種對應的結構部件組裝到所制造的輪胎上，該方法包括如下的各個階段-連續地生產出多種不同的配料，每種配料中都包含至少一種合成橡膠材料；-將至少一種所述配料輸送給每一所述工作臺；-用至少一種所述配料制造出多種所述結構部件；
-通過將所述結構部件鋪設到一環形支撐體上而制出一未經處理的輪胎；-對所述未經處理的輪胎執行硫化。
優選地是，所述的多種不同配料是利用至少一個擠出機單元制成的。
尤其是，所述結構部件包括至少一種連續的縱長元件或至少一種增強的條帶元件。
制造未經處理的輪胎的所述階段包括將所述連續縱長元件沿圓周方向鋪設到所述環形支撐體上的過程。
制造未經處理的輪胎的所述階段包括這樣的執行過程沿垂直于輪胎轉動軸線的方向，將多段所述增強條帶元件鋪設到所述環形支撐體上。
本發明的另一個方面涉及一種用于制造各種不同型號輪胎的系統，其包括-一個用于生產多種配料的單元；-一組裝單元，其包括多個工作臺，每一工作臺都被設計成將至少一種對應的結構部件組裝到正被制造的至少一種型號的輪胎上；-一硫化單元，其具有為已組裝后的輪胎而設置的硫化模具，其特征在于用于生產多種配料的所述單元包括至少一擠出機單元，其可向至少一個所述工作臺連續地輸送至少一種所述配料，該配料適于制造所述的至少一種結構部件。
優選地是，所述的至少一個擠出機單元包括一對串聯布置的擠出機。
所述結構部件包括至少一種連續的縱長元件或至少一種增強的條帶元件。
另外，系統還包括用于對正在所述多個工作臺之間進行制造的輪胎執行傳送和移動的裝置，這些裝置能選擇性地將每個型號的輪胎在某一工作臺中進行移動。
本發明再一方面涉及一種用于在一自動系統中制造不同型號輪胎的方法，其中的自動系統包括多個工作臺，每一工作臺都被設計成將至少一種對應的結構部件組裝到正被制造的至少一種型號的輪胎上，該方法包括如下的各個階段-根據所要制造的輪胎型號的一個或多個預定序列，由一中央處理單元使所述工作單元依次地執行多個工作步驟；-識別出與輸送給各個所述工作單元的環形支撐體相對應的輪胎型號；-從為每一所述工作單元而設的一組預定工作程序中選出一特定程序，用于為與所用環形支撐體相對應的輪胎型號鋪設所述結構部件；-從為每一所述工作單元而設的一組預定配料配方中選出一種特定的配方，該配方即為用來制造所述結構部件的配料的組成配方，其中的結構部件用于制造與當前所用環形支撐體相對應的輪胎型號。


在下文中，參照附圖詳細地介紹了本發明其它的特征和優點，附圖的作用僅是為了便于解釋，而并不具有任何限定性的意義，在附圖中圖1表示了利用根據本發明的系統所制得輪胎的一種示例；以及圖2是根據本發明的系統的一種示例性布局，圖中，該系統總體上用標號1指代。
具體實施例方式
圖1中的徑向剖面圖表示了某種型號車用輪胎的總體結構，該輪胎是按照本發明的方法制出的。
一般來講，所述型號的輪胎包括一些結構部件，在組裝輪胎的生產階段中，這些結構部件優選地是被相互疊壓到一起。
更具體來講，各個結構部件被方便地接合到一支撐件上，該支撐件優選地是由一環形支撐體或鼓狀體構成的，它們的輪廓形狀基本上與所制造輪胎的內部構造一致。按照一定的方式來制造該環形支撐體，使其在加工完成后易于從輪胎中脫出。
這些結構部件基本上分為兩類
-第一種類型的部件為連續縱長元件的形式，這樣的元件被以圓周鋪設的模式敷設到繞其自身軸線轉動的環形支撐體的表面上；優選地是，所述連續縱長元件僅是由合成橡膠材料構成的；優選地是，在被鋪設完成之后，所述縱長元件被截斷；-第二種類型的結構部件為增強的條帶元件的形式，其優選地是以徑向鋪設的模式、指向環形支撐體轉動軸線方向地敷設到環形支撐體上的；優選地是，該條帶元件是由增強結構組成的，例如包括至少一簾布元件或金屬簾線元件，簾布或簾線元件被埋入到一合成橡膠材料的條帶中，合成橡膠條帶覆蓋著這些簾線元件，并將它們保持在一起。
具體來講，圖1所示的輪胎型號包括中空的環面結構，其通常被稱為胎體，其包括被組裝到一起的多個結構部件，并具有兩個胎邊，這兩個胎邊都是沿胎體的一內圓周邊緣而形成的，用于將輪胎固定到一對應的安裝輪輞上。所述胎體首先包括至少一層胎體簾布、以及至少一對環形的增強胎芯—它們被稱為胎圈線，胎芯在圓周方向上是不可伸長的，它們被插入到所述胎邊中，在每個胎邊中嵌入至少一條胎圈線。
胎體簾布層包括一支撐結構，該支撐結構中包含織物線或金屬線，支撐結構的兩邊緣與對應的胎圈線相連接，且其在軸向上從一個胎邊延伸到另一胎邊，從而形成所述的環面結構。
在所謂的子午線輪胎中，上述的簾線基本上被鋪設在通過輪胎轉動軸線的各個平面內、或只距離這樣的平面很小的距離。
在該胎體的胎冠上，設置了一個環形的上層結構和一胎面，其中的上層結構也被稱為帶束結構，其通常是用一條或多條涂了橡膠的織物帶構成的，這些織物帶在徑向上相互疊置起來而形成所謂的“帶束包封件胎冠是用合成橡膠材料制成，其卷繞到帶束組件上，并印制有凸凹花紋，用于改善輪胎與路面之間的滾動摩擦。在胎體上還設置了兩個胎壁，它們是用合成橡膠材料制成的，在軸向上兩胎壁處于橫向對置的位置上，每一胎壁都從對應胎邊的外邊緣、沿徑向向外延伸。
在所謂的“無內胎”型輪胎—即那些在工作時不需要任何內胎的輪胎中，胎體的內表面上通常要覆蓋一種所謂的“襯里”—即一層或多層不透氣的合成橡膠材料。最后，胎體也可包括其它的現有元件—即增強件、胎條、填料等，這些元件的數目和類型取決于所要制造輪胎的具體型號。
在此要指出的是，對于本發明的描述，術語“合成橡膠材料”是指在總體上為混煉膠的材料，即由至少一種適于與增強填料和/或各種工藝添加劑混合的聚合物基料制成的。
具體來講，圖1中的剖面圖沿輪胎的徑向、按照從內到外的次序表示了上述結構部件中的某些部件—即第一胎襯層31和第二胎襯層32、胎體簾布層40的第一組條帶段41端部、以及所述胎體簾布層的第二組條帶段42的端部。
該附圖還表示出了位于輪胎胎邊部位中的第一胎圈線和一第二胎圈線。第一胎圈線是由九匝束線61組成的，而第二胎圈線則是由五匝束線62構成的。在輪胎的胎冠區域，設置有一個束帶包封件，該包封件包括相互疊置的一第一束帶81和一第二束帶82，胎冠區域還包括第一層定位角為0°的尼龍線91和第二層定位角為0°的尼龍線92，第一層尼龍線91完全遮蓋著兩帶束層，而第二層尼龍線92則只覆蓋著兩束帶的邊緣。
在上述各層結構的上方設置了一個胎面94，其帶有一個底層93。
在胎邊區域處，還存在一個由耐磨配料制成的第一填充物95、以及一對由非常硬的配料制成的填充物96，填充物96位于胎邊區域，且其中一個位于第一條帶段41與第二條帶段42之間，而另一填充物則位于第二條帶段42和耐磨填充物95之間。一對胎側壁97從輪胎的胎邊區域徑向地延伸到胎肩區域，覆蓋了胎體，并與胎面94的側向邊緣相接觸。
由于輪胎是一個旋轉體，所以，對其橫剖面的限定也就確定了其總體結構。
在圖1所示的實施例中，側壁、胎面、耐磨元件、底襯帶束層、胎襯以及各種填充物組成了輪胎的第一類結構部件—即連續的縱長元件；而胎體簾布層和束帶則構成了第二類結構部件—即增強的條帶元件。
每一型號的輪胎與其它型號輪胎的區別主要體現在一組物理化學特性、結構特征、尺寸特征以及外觀特征，或者是由特定的性能特性來區別開，這些性能特性例如為輪胎的操控性、舒適性、對濕路面的粘著性、胎噪等。物理化學特性主要是與輪胎材料的種類和組成有關，尤其是與用來形成合成橡膠材料的各種配料的配方相關。結構特征主要限定了輪胎中所設置的結構部件的數目和類型、以及這些結構部件在輪胎結構中相互之間的位置關系。
尺寸特征與幾何測量尺寸、以及輪胎的橫剖面型廓(外徑、最大弦長或寬度、胎壁高度、以及胎壁/弦長比—即輪胎的截面比)相關，在下文中，尺寸特征將被簡稱為“測量值”或“測量尺寸”。外觀特征一般包括輪胎滾動表面上的槽溝、裝飾性花紋、以及制在輪胎上的各種字符或識別標志，這些字符或標志例如被制在胎壁上，在本說明書的下文中，將外觀特征稱為“胎面設計”—盡管這樣的稱謂并不確切。
對于本發明的目的，將某一型號的輪胎看作是具有預定等級、橫剖面中具有預定結構部件、并具有預定胎面設計的一種輪胎。
在一優選實施方式中，沿徑向鋪設的結構部件在事先要被切割成具有固定尺寸的節段，而沿圓周方向鋪設的結構部件則是在被卷繞到環形支撐體上之后才被截斷。
圖2表示了輪胎生產系統的一種實施例，其包括一個用于制造未經處理的輪胎的組裝單元2、一硫化單元3、以及一配料生產單元，在組裝單元中，通過將各個結構部件以預定的次序組裝起來，就能制出所生產的輪胎，在硫化單元中，來自于組裝單元2的各個輪胎在對應的硫化模具34、35、36、37、38和39內進行了硫化，而配料生產單元則用于向組裝單元輸送多種預定的配料，用這些配料制成了上述的結構部件。
組裝單元2包括多個工作臺(在圖2中為工作臺5、6、7、8、9)，這些工作臺沿一組裝路徑而依次地排列著，其中的組裝路徑優選地如附圖2中由箭頭11導引示出為閉環的形式。系統還包括至少一個輸送工作臺、至少一個溫度穩定裝置、以及多個待加工工作臺，這些裝置在圖2中都沒有表示出。
工作臺5、6、7、8、9可同時工作，每個工作臺都可對至少一個所生產的輪胎進行加工，以便于將輪胎的至少一個結構部件安裝到輪胎上。
不論是在組裝單元2、還是在硫化單元3中，都能對不同型號的輪胎同時進行處理。
對于本發明的目的而言，“不同型號的輪胎”意味著所述輪胎型號在尺寸特征和/或結構特征和/或物理化學特征和/或外觀特征方面是互不相同的。
所被制造的輪胎按照一定的方式沿組裝單元2分布著，使得各種不同型號的輪胎2是以預設的次序排列著。在組裝單元2中，例如可存在多個隊列，且每一輪胎隊列都是由不同型號的輪胎組成的，這些輪胎最好是循環性地相互尾隨著；或者存在這樣的隊列每一隊列都最好是由一個間隔設置在兩第二型號輪胎的一第一型號輪胎組成的；或者存在這樣的隊列每一隊列都是由同一型號的輪胎組成的。
用于傳送和移動輪胎的裝置在系統中進行工作，以便于將各個被制造的輪胎從組裝單元2的其中一個工作臺5、6、7、8、9依次傳送到下一工作臺，并傳送到硫化單元3。在鋪設至少一個結構部件的過程中，所述裝置還能移動環形支撐體。
優選地是，這些裝置包括一個或多個機械臂(例如圖2中的機械臂R1、R2、R3、R4、R5)，每一機械臂都與組裝單元2中的至少一個工作臺5、6、7、8、9、以及硫化單元3相關。這些機械臂被設計成這樣優選地是，每個機械臂都能對單個環形支撐體進行操作，從而實現對各個所制造輪胎的連續傳送。
通過移動環形支撐體、在空間對其進行定位、以及將擠出的結構部件既從圓周方向又從軸向地鋪設到支撐體上，就能完成輪胎的組裝過程。
所述機械臂最好能將所述環形支撐體支撐成使得它們是突伸著的，換言之，機械臂只是在轉動軸線上的一側位置處夾持著支撐體，因而使得各個結構部件能沿著支撐體的整個軸向延展范圍進行鋪設，其中，支撐體的軸向延展部是一段帶有兩個拐點的曲線。
一中央處理單元控制著沿所述閉環路徑11的傳送，并在所需的臨界期內，確定出所述輪胎隊列的數目和組成。該單元可按照一定的方式來控制所述傳送—移動裝置，以協調在組裝單元2和硫化單元3中每一型號輪胎的各個制造階段。
更具體來講，在圖示的實施方式中，設置有一個第一機械臂R1，其將合適的環形支撐體從輸送工作臺上取走，并將其插入到溫度穩定裝置(這兩個裝置在圖2中都沒有表示出)中。
該裝置使環形支撐體具有合適的溫度，以利于后序的操作，特別是可促進第一層合成橡膠材料粘附到支撐體的金屬上。優選地是，該溫度在80℃到90℃的范圍內。
優選地是所述第一機械臂R1將環形支撐體從溫度穩定裝置傳送到第一工作臺5處，在此組裝輪胎的第一個結構部件。該組裝操作例如包括利用一胎襯生產單元51將一薄層氣密性的合成橡膠材料涂敷到環形支撐體的外表面上，該薄層通常被稱為“胎襯”，并在與輪胎胎邊相對應的區域處敷設任何必要的合成橡膠條，該操作是利用條帶生產單元52來完成的；和/或通過次胎襯生產單元53用合成橡膠材料形成另一個覆蓋層，并將其疊置在胎襯上。
優選地是，在第一工作臺5處、連同與前述各組裝階段相對應的其余工作臺6、7、8、9處，都是通過對至少一種基礎半成品進行加工而形成輪胎各個結構部件的，該半成品對于各個輪胎型號最好都是完全相同的，該半成品的供應量是根據所要制造輪胎的型號而定出的預定值。
具體來講，在形成胎襯的第一工作臺5處，可使用至少一條由合成橡膠材料制成的縱長元件繞著所用的環形支撐體纏繞出依次相鄰的卷匝而形成并合成橡膠條帶和/或另加的覆蓋層，各個卷匝之間至少在部分上是疊壓的，縱長元件的寬度例如在0.5到3cm的范圍內，且該元件是從一對應的擠出機頭直接引出的，或者是來自于一卷筒或與第一工作臺5相關的其它合適供料裝置。
通過借助于合適的撿取—操作構件來制造用于保持環形支撐體的第一機械臂R1，并使其繞自身軸線旋轉，且使其經過與供料裝置結合到一起的壓緊輥輪或等效施力裝置(文中未作描述)—以使得縱長條帶能沿著環形支撐體的外表面正確地進行分布，就可有利地簡化對條帶匝的纏繞操作。關于利用機械臂將結構部件鋪設到環形支撐體上的過程的詳細情況，可參見由本申請人提交的第WO 00/35666號專利申請。
在完成了在第一工作臺5上的部件組裝工作之后，第一機械臂R1將環形支撐體放置到一個待工臺上，此時的環形支撐體上帶有所要制造的對應輪胎。一第二機械臂R2將環形支撐體從所述待加工工作臺上夾起，并將其傳送給下一工作臺(在圖2所示的實施例中，該工作臺為工作臺7)，在該工作臺上，對用于形成輪胎胎體簾布層的結構部件執行組裝。
更具體來講，在圖2所示的示例中，在第二工作臺6處，制出并組裝一個或多個胎體簾布層，并在與輪胎胎邊相對應的區域處形成并組裝一對環形的增強構件。這些結構部件都是在組裝階段中由一供料單元直接制成的，該供料單元可根據所要制造的輪胎型號制出預定量的連續條帶狀元件。
例如，可通過在環形支撐體上依次鋪設多個條帶段而形成胎體簾布層或簾線層，條帶段是從所述連續條帶元件上獨立地剪切下來的，該條帶元件是由一扁帶構成的，該扁帶是由平行的掛膠簾線構成的。反過來，每個環形增強構件都包括一在圓周方向上不可延展的嵌入件，該嵌入件例如是由至少一條金屬束線元件和一填充嵌入件制成的，其中的金屬線被纏繞成在徑向上相互疊壓的多個卷匝，填充嵌入件是用合成橡膠材料制成的，可通過將縱長的合成橡膠元件纏繞成多個在軸向上相鄰和/或在徑向上疊壓的卷匝而形成該嵌入件。
為了進一步解釋制造胎體簾布層的過程，可參見由本申請人提交的第EP 928680號專利申請公開文件。
為了便于按照規定的順序來依次地組裝各個結構部件，在第二工作臺6上設置了至少三個不同的工作單元，其中一個用于鋪設條帶段、另一個用于敷設金屬束線元件、剩余一個用于敷設合成橡膠質的縱長元件，每個工作單元對各自對應的待制造輪胎的加工是同時進行的。相應地，如果必要的話，在該工作臺上可同時加工三個不同型號的輪胎，且每個輪胎都被依次地從一個工作單元傳送到下一工作單元，直到完成了胎體結構的制造為止。優選地，可利用第二機械臂R2來完成將輪胎在不同工作單元之間依次進行傳送的工作，且如果必要的話，還可用另一機械臂和/或任何必要的輔助傳送裝置、并通過多個待加工工作臺(圖中未示出)來協助該傳送工作，在其中的待加工工作臺上可同時放置多于一個的環形支撐體。如果要在該工作臺上制造不同型號的輪胎，則這樣的系統能縮短等待時間。
在完成了胎體簾布層之后，第三機械臂R3將支撐體抓起，并將其送到第三工作臺7上，在該工作臺上，制成并組裝用于形成所謂帶束結構的結構部件。具體來講，一工作臺將兩條在輪胎胎肩區域中沿圓周方向延伸的底襯束帶直接敷設到前面形成的胎體結構上。可從一擠出機的機頭直接擠出這些底襯束帶，并利用壓緊輥輪或等效施力裝置來進行敷施。第二工作單元在胎體結構上形成一第一帶束層和一第二帶束層，每個帶束層都是通過依次鋪設一些條帶段而形成的，這些條帶段在圓周方向上相互鄰接，且每一條帶段都是通過從一連續條帶元件上剪切下一定尺寸而形成的，其中的條帶元件是由多條平行、且相互鄰近的簾線構成的，這些簾線被埋在一合成橡膠層中。另一個工作單元通過在襯底的帶束層上將一連續簾線纏繞成多匝而形成另一帶束層，簾線匝在軸向上相互鄰近，但在徑向上相互疊壓。在由本申請人提交的第WO-00EP/11598號PCT申請中描述了可用于制造帶束結構的方法的其它細節。
在制成了帶束結構之后，第四機械臂R4將所制造的輪胎轉移到第四工作臺8上。在該工作臺上，一胎面被敷設到環形支撐體上，該胎面是這樣制成的通過將至少另一條合成橡膠條帶元件纏繞成依次鄰接并相互疊壓的卷匝，直到制造出具有理想形狀和厚度的胎面為止。在該工作臺上，將耐磨元件類似地敷設在與胎邊相對應的區域處，并在輪胎上貼附胎壁，胎壁也是通過將至少一合成橡膠條帶纏繞成相鄰和/或疊壓的卷匝而制成的。
在完成了該操作之后，第四機械臂R4將所制得的輪胎放置到最終的待工工作臺上，輪胎將從該工作臺被傳送給硫化單元3。
硫化單元3最好是包括至少一組硫化模具34、35、36、37、38、39，這些模具的數目等于組裝單元2中所制輪胎的所述隊列中的輪胎數。在圖示的實施例中，有六個硫化模具34、35、36、37、38、39各個模具的尺寸與組裝單元2中所制各型號輪胎的尺寸相對應。
優選地是，模具34、35、36、37、38、39被安裝到一轉動平臺30上，該平臺以步進的方式轉動，按照這樣的方式，就可以使模具在硫化單元3中按照某一路徑運動，該運動將把這些模具依次地送到一裝載—卸載工作臺40處，該工作臺40是為裝卸所制造的輪胎而設置的。優選地是，上述的轉動是以這樣的方式發生的首先在一第一轉動方向上執行一第一轉動，然后在與第一方向相反的方向上執行另一轉動。作為備選方案，該轉動可以是閉環的形式。
通過對應的連接管線(圖中未示出)向每個模具34、35、36、37、38、39輸送壓力蒸氣，連接管線是從一中央立柱沿徑向延伸出的，在中央立柱中設置、或另外連接了蒸氣輸送裝置，該裝置例如是由一鍋爐構成的。整個轉動平臺30最好被封裝在一隔絕的結構中，該結構具有至少一個通孔，該通孔位于裝卸工作臺40處，以這樣的方式就可以防止將太多的熱量發散到外界。
有利地是，利用機械臂R5將所制造的各個輪胎傳送到對應模具34、35、36、37、38、39中的傳送率與各個工作臺制出未經處理的輪胎的生產率相同，這些工作臺分布在貫穿組裝單元2的路徑上。
更具體來講，在所示的實施方式中，設置有一第一機械臂R5，其可沿一引導結構19移動，在此情況下，該機械臂在組裝單元2與硫化單元3之間執行操作，其將完工后的輪胎從硫化單元3上取走，并將其傳送到第五工作臺9上，在該工作臺上，輪胎被從對應的環形支撐體上脫離下來。
然后，脫掉輪胎后的環形支撐體A被第一機械臂R5從第五工作臺5傳送到溫度穩定化裝置中。
在貫穿組裝單元2的路徑上對各個輪胎進行加工的這種方法使得不論在剛被處理后的待制輪胎上是否已制出了另一個部件，都能有利地鋪設一個結構部件。該系統的特征在于基本上在對輪胎結構部件進行鋪設的同時，制備出輪胎的這些結構部件，這樣，在執行生產工作時就無須先對半制品進行存放，且能迅速地對各個單元進行改造，以便于能適配于所要生產的輪胎型號，從而可避免材料的浪費。
每個工作臺5、6、7、8、9中都設置有一個或多個工作單元，且還包括送料裝置，用于輸送制造對應結構部件的配料，送料裝置與設置在所述單元中的敷設裝置配合地工作，所述的這些單元將配料和/或所制得的結構部件敷設到正在制造的輪胎上。在由本申請人提交的第99EP-123860.1號待結專利申請中描述有關輪胎制造系統的其它細節。
這些配料是在配料生產單元9中制出的，該單元包括至少一臺擠出機單元，但優選為多個擠出機單元(在圖2中表示出了四個擠出機單元91、92、93和94)，這些擠出機單元可將合成橡膠材料與配料中的其它組分(增強填料、增塑劑、硫化劑、增速劑等)混合到一起，每一擠出機單元都是為了為各種不同的輪胎生產出一種特定的配料或一組配料。
由于每個擠出機單元都是專為生產有限種類的不同配料而設置的，所以，采用多個擠出機機組(91、92、93、94)會增大系統的復雜性，但盡管如此，卻可在配料生產方面獲得更大的自由度。還可以按照一定的方式來對各個擠出機單元的構造進行改造，以使其能符合每種配料特定的混合要求，而該混合要求體現了該配料的特性，從而使所制得配料的產品具有更好的質量。
在圖2所示的實施例中，優選地是每個擠出機單元91、92、93、94都包括一對擠出機，這兩個擠出機串聯布置，從而使第一擠出機加工后的合成橡膠材料被輸送到第二擠出機的輸入口處。
作為備選方案，每個擠出機單元也可是由單個擠出機構成的，在該擠出機中生產出最終的配料。
優選地是每個擠出機都具有一對螺桿，它們被安裝到一料筒中，該料筒上設置了至少一個進料斗、以及一個用于將混合成的配料排出的孔口。兩螺桿上優選地設置有相互穿插的螺紋，它們在料筒中共同轉動，從而對合成橡膠材料施加素煉(masticating)作用，并將配料的其它組分添加到該材料中，并將其混合均勻，以此而生產出具有預定特性的合成橡膠材料。
優選地是，所述的第一擠出機被用來制備一種混合物—即一種不帶有熱敏組分的混合物，其中的熱敏組分尤其是硫化劑和增速劑。這樣，就可以按照一定的方式來調節混合條件(尤其是溫度)，以便于使增強填料在合成橡膠材料中的分散得以優化。然后，該混合物被輸送到第二擠出機中，并通過添加、混入和混勻熱敏劑而制成最終的配料，其中的熱敏劑特別是指硫化劑和增速劑。
如公知的那樣，制造輪胎所用的合成橡膠配料包括一種合成橡膠基料，其包括至少一種二烯合成橡膠聚合物；至少一種增強填料(通常為碳黑、硅石、或這些物質的混合物)；以及一組所謂的“微量成分”，這些成分在配料中的加入量很少，其重量比通常不超過配料總重量的5％。微量成分的某些實例是硫化劑(具體來講為硫磺或硫磺施主物質)、硫化增速劑、硫化抑制劑、抗降解劑、抗臭氧劑、抗氧化劑、交聯改性劑、附著力促進劑、硅石粘接劑、穩定劑、樹脂、抑制劑、以及催化劑等。通常還將油脂和/或芳烴油、石蠟等增塑劑添加到配料中，以便于提高合成橡膠材料的可加工性。
優選地是，向第一擠出機輸送至少一種合成橡膠聚合物，該輸送最好是按照分份(subdivided)的形式進行的，聚合物中帶有增強填料，且在可能的情況下，帶有至少一種增塑劑。通常為固態或液態形式的非熱敏性微量成分也被加入到配料中。
然后，最好對第一擠出機中制出的混合物進行過濾和研碎，而后將其輸送到第二擠出機中，在第二擠出機中完成配料的制備。
可利用投料機—尤其是重力投料機來輸送各種成分。
一個擠出機單元生產出的某種配料例如會被組裝單元中一定數目的工作單元使用，而在另一擠出機單元中制出的另一種配料則被組裝單元中的另一些工作單元使用。按照預定的規格要求而在工作單元中制出各個結構部件，其中的規格要求除了確定部件的其它特性之外，還確定了制造當前部件而用到的、要被生產的配料的配方。
最好是，每個擠出機單元都能生產出至少一種預定的配料。原因在于在諸如圖2中示例所描述的系統中，可在同一工作循環中制出不同型號的輪胎。不同型號輪胎之間的差別不僅在于它們包含不同的結構部件，而且還在于它們的同等結構部件是用不同配料制成的。
因而，在一個包括不同型號輪胎的輪胎制造隊列中，不同型號輪胎上的同種結構部件例如需要不同的配料，所以必須對至少一臺擠出機單元生產的配料進行至少一種改變。對所制配料的改變需要配料中的各種成分具有不同的比例。由于所采用的制造流程是連續的，所以配料的改變只會造成極少的材料浪費，且不會導致向所述工作單元連續供料的中斷。申請人已經發現擠出機的充填能力是受限的，且所處理材料的粘彈性使擠出機能被迅速排空，其中的原因在于排出的材料會對仍留在擠出機中的材料施加一個牽引作用。
如上所述，不同的結構部件通常需要不同的配料。一般來講，構成增強條帶元件—例如胎體簾布層和帶束層的結構部件需要使用的配料應當是這樣的類型其與用于制造另外一些結構部件的配料具有不同的特性，另外的這些結構部件構成了胎面條帶和胎壁等連續縱長元件。另外，即使在同類的連續縱長元件或增強條帶元件之中，某些結構部件也需要用到特殊的配料。例如，胎面所用的配料就不同于胎壁所用的配料。
例如，下表中列出了適于制造胎壁、胎面和胎體簾布層的配料的組成成分，可由并行工作的不同擠出機單元來制出這些配料，這些擠出機單元中都是由串聯布置的兩臺擠出機組成的。組成成分被表示為“phr”，即相對于100份重量的合成橡膠材料的重量份數。




由增強條帶元件構成的每種結構部件—例如胎體簾布層和帶束層都包括一簾線扁帶，其中的簾線相互平行，并被埋入到一合成橡膠配料中。該扁帶是在一送料單元中形成的，向該送料單元輸送覆蓋所述簾線、并形成所述扁帶的配料。
所制得的不同配料被直接輸送給工作臺上的各個工作單元。具體來講，對由連續縱長元件構成的結構部件進行鋪設的工作單元是由制造配料的擠出機單元直接進行供料的。工作單元的一應用裝置利用該配料而形成連續的縱長元件，該縱長元件被沿圓周方向鋪設到環形支撐體上。
對由增強條帶元件構成的結構部件執行鋪設操作的各個工作單元也包括一進料單元，其根據所要制造的輪胎型號，制造出預定量的、連續狀態的所述條帶元件。一擠出機單元生產出的配料被直接輸送給該進料單元。
另外，可利用一可編程的本地處理單元對設置在各個獨立工作臺5、6、7、8、9、10中的每一工作單元的工作、以及每一機械臂的工作進行控制，優選地是在其中的本地處理單元中存儲了各種結構部件的生產規格。該單元可合適地控制基礎半產品的輸送量、以及施加給環形支撐體的運動，從而可確保為所制造的輪胎正確地形成各個結構部件。具體來講，可按照一定的方式對該本地材料單元進行編程設計，使得工作單元的操作、以及機械臂的操作能實時地與各個工作臺上所加工的輪胎型號相適配。
另外，為了使系統具有更高的工作柔性，而不會由于不同型號輪胎存在預定的次序而受到限制，優選地是在每個工作臺5、6、7、8、9上都連接用于識別所加工輪胎的型號的裝置，其與選擇裝置相互作用而確定出在當前工作臺上形成各個結構部件所用到配料的配方和數量。例如，該識別裝置最好包括條形碼或其它類型編碼的讀碼器，編碼連接到輪胎的環形支撐體上，本地處理單元利用合適的讀碼裝置而識別出環形支撐體的類型，以便于例如通過預定的數值映射表而確定出對半成品的選擇。
當輪胎被傳送到任意一個工作臺5、6、7、8、9、10上時，條形碼讀取器識別出輪胎型號所屬的類型，從而使得本地處理單元能在從中央單元接收的指令的基礎上另外為所述工作臺設定合適的工作程序，該工作程序或者作為外接收指令的替換方案。
一般來講，優選地是在該本地處理單元中，基于生產需求，選定所要制造的結構部件的規格要求，這些規格要求包括所要生產的特定配料的配方，其中的生產需求包括要進行生產的輪胎的型號數、以及每一型號中輪胎的生產數目。關于該本地處理單元進一步的細節信息，可參見由本申請人提交的第00EP-830385.1號待結專利申請。
因而，只要向整個系統輸送原料就可以了，而無需對事先已被制好、并存放在它處的配料等半成品進行傳送，這樣就能顯著地節省運輸成本，并使整個生產流程的后勤保障得到顯著的簡化。
被制輪胎的運動形式最好被控制成連續流動的形式，在該運動形式中，組裝單元2與硫化單元3直接相連，并使得各個輪胎被依次傳送的速率等于組裝單元機組2制造輪胎時的制成率，因而，有利地是消除了需要將未經處理的輪胎堆積在緩沖倉庫的問題，其中的緩沖倉庫被設置在組裝單元機組2與硫化單元機組之間。
由于可根據所要制造的未經處理的輪胎的型號來改變各個結構部件的組裝順序，所以可將平均組裝時間調節成與硫化時間相配。
權利要求
1.一種用于在一自動系統中制造輪胎的方法，其中的自動系統包括多個工作臺(5、6、7、8、9)，每一工作臺都被設計成將至少一種相應的結構部件組裝到所制造的輪胎上，所述方法包括下列階段-連續地生產出多種不同的混合料，每種混合料中都包含至少一種彈性體材料；-將至少一種所述配料輸送給每一所述工作臺；-用至少一種所述配料制造出多個所述結構部件；-通過將所述結構部件鋪設到一環形支撐體上而制出一未經處理的輪胎；以及-對所述未經處理的輪胎執行硫化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的多種不同配料是由至少一個擠出機單元生產出的。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述結構部件包括至少一種連續的縱長元件。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述結構部件包括至少一種增強的條帶元件。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于制造未經處理的輪胎的所述階段包括將所述連續縱長元件沿圓周方向鋪設到所述環形支撐體上的過程。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于制造未經處理的輪胎的所述階段包括這樣的執行鋪設過程沿垂直于輪胎轉動軸線的方向，將多段所述增強條帶元件鋪設到所述環形支撐體上。
7.一種用于制造各種不同型號輪胎的系統，其包括-一個用于生產多種配料的單元；-一組裝單元(2)，其包括多個工作臺(5、6、7、8、9)，每一工作臺都被設計成將至少一種相應的結構部件組裝到正在制造的至少一種型號的輪胎上；-一硫化單元(3)，其具有為已組裝后的輪胎而設置的硫化模具(24、25、26、27、28、29)，其特征在于用于生產多種配料的所述單元包括至少一擠出機單元，其向至少一個所述工作臺連續地輸送至少一種所述配料，該配料適于制造所述的至少一種結構部件。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于所述的至少一個擠出機單元包括一對串聯布置的擠出機。
9.根據權利要求7所述的系統，其特征在于所述結構部件包括至少一種連續的縱長元件。
10.根據權利要求7所述的系統，其特征在于所述結構部件包括至少一種增強的條帶元件。
11.根據權利要求7所述的系統，其特征在于系統還包括用于對正在所述多個工作臺(5、6、7、8、9)之間進行制造的輪胎執行傳送和移動的裝置，這些裝置能選擇性地將每個型號的輪胎在某一工作臺中進行移動。
12.一種用于在一自動系統中制造不同型號輪胎的方法，其中的自動系統包括多個工作臺，每一工作臺都被設計成將至少一種相應的結構部件組裝到正被制造的至少一種型號的輪胎上，該方法包括下列的階段-根據所要制造的輪胎型號的一個或多個預定序列，在一中央處理單元中使所述工作單元依次地執行多個工作步驟；-識別出與輸送給各個所述工作單元的環形支撐體相應的輪胎型號；-從為每一所述工作單元而設的一組預定工作程序中選出一特定程序，用于為與所用環形支撐體相應的輪胎型號鋪設所述結構部件；以及-從為每一所述工作單元而設的一組預定混合料配方中選出多種特定的混合料配方，該混合料即為用來制造所述結構部件的混合料，其中的所述結構部件是用于與所用環形支撐體相對應的型號的輪胎。
全文摘要
本發明公開了用于制造不同型號輪胎的系統，其包括一組裝單元(2)，其包括多個工作臺(5、6、7、8、9)，每一工作臺都被設計成將至少一種對應的結構部件組裝到正被制造的至少一種型號的輪胎上；一硫化單元(3)，其具有為已組裝后的輪胎而設置的硫化模具(24、25、26、27、28、29)；一個用于生產多種配料的單元，其包括至少一擠出機單元，該擠出機單元向至少一個所述工作臺連續地輸送至少一種所述配料，該配料適于制造所述的至少一種結構部件。
文檔編號B29D30/00GK1512932SQ02810821
公開日2004年7月14日 申請日期2002年5月24日 優先權日2001年5月29日
發明者雷納托·卡雷塔, 毛里齊奧·加林貝蒂, 切薩雷·阿穆里, 克里斯蒂亞諾·普皮, 朱塞佩·杜科利, 恩里科·阿爾比扎蒂, 杜科利, 阿爾比扎蒂, 阿穆里, 奧 加林貝蒂, 蒂亞諾 普皮, 雷納托 卡雷塔 申請人:倍耐力輪胎公司