卡盘及其在加工环形结构中的用途.pdf

本发明涉及用于加工例如轮胎胎体的环形结构的卡盘和卡盘系统以及方法。胎体包括内周和渐缩端部。卡盘系统包括多个卡盘，其中每个卡盘包括圆周的或者基本上圆周的外表面以及多个定位于外表面上的摩擦减小元件。摩擦减小元件定位成接合例如轮胎的环形结构的内周。加工轮胎胎体的方法包括将轮胎胎体定位在外表面上具有摩擦减小元件的固定直径的卡盘上。

1.  一种卡盘，其包括：
圆周的或基本圆周的外表面；和
围绕所述外表面间隔分布的多个摩擦减小元件。

2.  根据权利要求1所述的卡盘，进一步包括沿着与所述卡盘的轴线基本倾斜的方向从所述外表面延伸的圆周渐缩部分。

3.  根据权利要求2所述的卡盘，进一步包括所述外表面和所述渐缩部分之间的肩部。

4.  根据权利要求3所述的卡盘，其中所述渐缩部分的直径随着所述渐缩部分从所述外表面延伸而减小。

5.  根据权利要求2所述的卡盘，其中所述渐缩部分成形为与一环形结构的渐缩端部接合，以在所述环形结构内形成气体密封。

6.  根据权利要求1所述的卡盘，其中所述卡盘是非润滑的。

7.  根据权利要求1所述的卡盘，进一步包括定位在所述摩擦减小元件上的润滑剂。

8.  根据权利要求1所述的卡盘，其中每个摩擦减小元件与其它摩擦减小元件等距地间隔分布在所述外表面上。

9.  根据权利要求1所述的卡盘，其中所述摩擦减小元件定位成使所述环形结构沿着与轴线基本平行的方向横跨所述外表面。

10.  根据权利要求1所述的卡盘，其中所述摩擦减小元件基本垂直于轴线从所述外表面延伸。

11.  根据权利要求1所述的卡盘，其中所述摩擦减小元件选自由筒形辊、传动球、全类型的辊、滚珠、弹簧加载球及其组合所构成的组。

12.  根据权利要求1所述的卡盘，进一步包括被安装于使用卡盘的任何器械上的装置。

13.  根据权利要求2所述的卡盘，其中所述圆周的或基本圆周的外表面具有固定的直径并且所述渐缩部分定位成邻近所述外表面。

14.  根据权利要求13所述的卡盘，其中所述渐缩部分包括邻近所述外表面的第二直径和远离所述外表面的第三直径；所述第二直径大于所述第三直径。

15.  根据权利要求14所述的卡盘，其中所述外表面的直径大于所述第二直径。

16.  根据权利要求13所述的卡盘，其中所述外表面到所述卡盘的轴线的距离是固定的。

17.  根据权利要求12所述的卡盘，进一步包括：
与所述渐缩部分反向定位的第一环形孔；
定位在所述卡盘的轴线与所述第一环形孔之间的第二环形孔；以及
定位在所述渐缩部分和轴线之间的第三环形孔。

18.  一种用于加工具有内周的环形结构的方法，包括将所述环形结构定位在权利要求1所述的卡盘上、加工所述环形结构、以及从权利要求1所述的卡盘上移除加工后的环形结构。

19.  根据权利要求18所述的方法，其中所述环形结构选自于轮胎胎体和轮胎，其中权利要求1所述的卡盘具有直径固定的外表面，所述外表面成形为与所述轮胎胎体和所述轮胎的内周的形状相符，并且所述卡盘进一步包括定位成邻近所述外表面的渐缩部分。

20.  根据权利要求19所述的方法，其中所述轮胎胎体和所述轮胎包括渐缩端部，其中所述渐缩部分成形为与所述轮胎胎体和所述轮胎的所述渐缩端部接合，以形成气体密封。

21.  根据权利要求18所述的方法，其中所述环形结构是轮胎胎体，所述轮胎胎体定位在至少两个或更多个卡盘上，并且所述轮胎胎体的加工包括给所述轮胎胎体添加胎面。

22.  根据权利要求21所述的方法，其中所述轮胎胎体的加工进一步包括在所述轮胎胎体内轴向地分离所述至少两个或更多个卡盘并且在所述卡盘和所述轮胎胎体之间形成气体密封。

23.  根据权利要求22所述的方法，进一步包括在所述轮胎胎体内轴向地缩回所述卡盘并且将所述轮胎胎体从所述卡盘上移除。

24.  一种卡盘系统，包括至少两个或更多个根据权利要求1所述的卡盘。

25.  根据权利要求24所述的卡盘系统，其中所述卡盘是对准的，并且所述卡盘具有指向相反方向的渐缩部分，所述渐缩部分成形为接合所述环形结构的所述渐缩端部并形成气体密封。

26.  根据权利要求24所述的卡盘系统，其中所述摩擦减小元件定位成使所述轮胎胎体沿着与所述卡盘的轴线基本平行的方向横跨所述外表面。

27.  根据权利要求24所述的卡盘系统，其中所述卡盘的所述外表面和所述渐缩部分是非润滑的。

28.  一种用于加工具有内周的环形结构的方法，包括将所述环形结构定位在权利要求24所述的卡盘系统上、加工所述环形结构、以及从权利要求24所述的卡盘系统上移除加工后的环形结构。

卡盘及其在加工环形结构中的用途
技术领域
本发明涉及可用于加工环形结构的卡盘。在另一个实施例中，本发明涉及可用于形成生胎的改进卡盘，其中所述卡盘使得容易将轮胎胎体放置在卡盘上并且容易将形成的生胎从卡盘上移除。
背景技术
轮胎工业是世界上的主导产业之一。这样，不言而喻轮胎制造工艺是高尖端的工艺，其中很多组装工艺都是自动化的。现有技术中已经为了提高轮胎的产量、改进特有的步骤及其涉及的工艺进行了多种尝试。
通常，轮胎制造工艺包括形成还可以被称为外胎的胎体，这是成品轮胎的胎面，带束、胎圈和胎壁的基础。对胎体进行加工并且加入这些其它制品直到完成生胎的成形。然后对生胎进行硫化或硬化，以固化和粘结轮胎的各种部件以形成最后的轮胎产品。
本申请关注的步骤是从胎体阶段到生胎阶段的转换。这可包括在卡盘上旋转胎体并且向胎体施加各种材料，例如胎面。在该过程中，通常对胎体的内部部分加压以在向胎体施加胎面、胎圈、带束和其它部件的过程中保持胎体为基本上圆柱形的形状。另外，胎体可具有围绕卡盘的滑动配合。这样，使用现有技术的卡盘可能导致在将胎体放置在卡盘上以及将胎体从卡盘上移除时具有一定的难度。
减少这些困难的已有尝试包括开发具有可扩张并且可收缩直径的卡盘。这些卡盘具有在放置和取出胎体的过程中收缩在胎体的内周里侧并且在生产过程中扩张以接合胎体内径的全径。
其它解决这些困难的尝试包括在卡盘表面周围使用润滑剂。润滑剂通常是以大量的方式应用以使得容易将胎体放置在卡盘上以及容易将胎体从卡盘上移除。使用润滑剂可能导致不整洁的工作区域以及加工装置和围绕加工装置的工作台上的潜在地不适当的磨损和撕裂。
其它解决这些问题的已有尝试包括在加工机械上定位有内部囊状物以在胎体定位于加工机械上的时候膨胀并且接合胎体的卡盘系统。这通常要求复杂的机械并且由于加工机械中的附加部件其可能会出现故障，并且囊状物自身的膨胀和收缩过程也存在着潜在的故障。
这样所需要的是单个卡盘或者是具有两个或更多个卡盘的卡盘系统，可以用于加工诸如轮胎的环形结构，使得易于将环形结构放置在卡盘上以及易于将环形结构从卡盘上移除。通常，该系统要求润滑剂最少乃至没有润滑剂。
发明内容
本发明公开了一种适合于很多目的，例如用于加工具有内周的环形结构的卡盘。该卡盘包括圆周的或者基本上圆周的外表面，以及多个围绕外表面相间隔分布的摩擦减小元件，该外表面与例如轮胎胎体的环形结构的内周接合。
本文中还公开了包括多个卡盘的卡盘系统，其中每一个卡盘都包括圆周的或基本上圆周的外表面，在外表面上定位有多个摩擦减小元件。
在卡盘或者卡盘系统上加工的环形结构是轮胎胎体的情况下，一个或多个卡盘可以具有固定的直径以及定位成邻近外表面的渐缩部分。这是由于轮胎胎体具有内周和渐缩端部导致的。
圆周渐缩部分可以从外表面上延伸，使得渐缩部分的倾斜表面沿着基本上与轴线倾斜的方向定位。在外表面和渐缩部分之间可以定位有肩部，使得渐缩部分的直径随着渐缩部分从外表面延伸而减小。渐缩部分可成形为接合环形结构的渐缩端部，以在环形结构内形成气体密封。
本发明还公开了用于加工轮胎胎体的卡盘系统。该卡盘系统包括至少两个或更多个卡盘，其中每一个卡盘可以包括具有固定直径的圆周的或者基本上圆周的外表面和定位在外表面上接合轮胎胎体内周的多个摩擦减小元件。卡盘的轴线可以是基本对准的。渐缩部分可以定位成邻近各个卡盘的外表面。渐缩部分可以指向相反方向，并成形为接合轮胎胎体的渐缩端并且形成气体密封。
本发明还公开了加工轮胎胎体的方法，其中该方法包括将轮胎胎体定位在外表面上具有多个摩擦减小元件的固定直径的卡盘上，使卡盘在轮胎胎体内轴向地延伸，在卡盘和轮胎胎体之间形成气体密封，使卡盘在轮胎胎体内轴向地缩回，以及将轮胎胎体从卡盘上移除。
当结合附图阅读下面的内容后，本发明的其它目的、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
图1是包括根据本发明制备的卡盘的卡盘系统的透视图；
图2是根据本发明制备的卡盘的后视图；
图3是根据本发明制备的卡盘的正视图；
图4是根据本发明制备的卡盘系统的侧视图；
图5是与图4类似的侧视图，图5显示了彼此分离的卡盘；
图6是在卡盘在胎体内部分开之前设置于根据本发明制备的卡盘上的胎体横截面图；
图7是与图5类似的横截面图，图7显示了分离的并且接合胎体的卡盘的例子，胎体和卡盘之间形成气体密封。
具体实施方式
现在总体参照图1-7，显示了卡盘系统并且该系统一般由附图标记10表示。卡盘系统10可以用在大多数轮胎制造工厂的通常环境条件下并且用于加工轮胎胎体12的过程，其中该轮胎胎体12包括内周14以及渐缩端部16和18。
卡盘系统10包括第一和第二卡盘20和22。每一个卡盘20和22都包括轴线24和26，并且包括基本上圆周的表面28和30，其中各个圆周表面28和30分别具有固定的直径32和34。
卡盘20和22可以由合适的材料例如钢、铝、塑料、尼龙和本领域已知的其它类似材料制得。卡盘20和22可加工成接收通常被称为滚动装置36的摩擦减小元件36，其中这些装置36沿着外径32和34上的外表面28和30定位。装置36的定位有助于装置36与胎体12的内周14或内表面14的接合。
可以将多个摩擦减小元件36定位于外表面28和30上，以接合轮胎胎体12的内周14。各个卡盘20和22可以分别地进一步包括渐缩部分38和40，各个渐缩部分38和40可以分别地定位成邻近外表面28或30。轴线24和26优选的是对准的，同时渐缩部分38和40优选地指向相反的方向并且被成形为与轮胎胎体12的渐缩端部16和18接合。渐缩部分38和40优选地指向相反的方向并且被成形为与轮胎胎体12的渐缩端部16和18接合。渐缩部分38和40可以被描述为从外表面28或30延伸，使得渐缩部分38和40的倾斜表面沿着基本上与轴线24或26倾斜的方向定位。
渐缩部分38和40与渐缩端部16和18之间的接合形成气体密封，使得可以将一定量的气体供应到轮胎胎体12的内部。气体密封还可以被称为流体密封，其中该密封基本上足以将气体引入轮胎胎体12的内部主体13内，这促进了本领域已知的在加工轮胎胎体12的过程中轮胎胎体12的圆周成形。
将可以是筒形辊、传动球(transfer balls)、全类型的辊、滚珠、弹簧加载球和本领域已知的其它摩擦减小元件的摩擦减小元件26定位成使轮胎胎体12沿着基本上与轴线24和26平行的方向横跨外表面28和30。这些摩擦减小元件36使轮胎胎体12容易在卡盘20或22上运动，例如滑动。摩擦减小元件36的使用还减少了卡盘系统10中所用的润滑剂的量。
例如，在第一个实施例中，第一和第二卡盘20和22包括减少的润滑剂。在第二个实施例中，第一和第二卡盘20和22包括在摩擦减小元件36之上或之内的润滑剂。在第三个实施例中，第一和第二卡盘20和22不包括润滑剂并且被视为非润滑的。对本领域的技术人员来说，显然这个非润滑不是必须要排除在本领域中常规使用的和已知的在卡盘与安装和/或旋转卡盘20和22的轴或支架之间的润滑剂。与现有技术的卡盘相比，润滑剂预期的减少可以是减少通常施加到卡盘来减少轮胎胎体内表面与用于定位轮胎胎体的卡盘之间摩擦的润滑剂。
在一个实施例中，外表面28和30到轴线24和26的距离是固定。外表面28和30还可以成形为与轮胎胎体12的内周14的形状相符。
每一个渐缩部分38和40都可以进一步包括第二直径42和第三直径44。第二直径42可以定位成邻近外表面28和30，第三直径44可以远离外表面28和30。在这些实施例中，第二直径42大于第三直径44，以促进渐缩部分38和40的总的渐缩形状。另外，外表面直径32和34可以大于第二直径42。这使得在外表面28和30与渐缩部分38和40之间分别形成肩部46。
每一个卡盘20和22都可以进一步包括与渐缩部分38或40反向定位的第一环形孔48和位于轴线24或26与第一环形孔48之间的第二环形孔50。还可以在渐缩部分38或40与轴线24或26之间定位第三环形孔52。这些环形孔通过在卡盘系统处于收缩位置的时候使得卡盘之间更加接近来帮助卡盘系统运转。该更加接近有助于将胎体放置在卡盘上以及将胎体从卡盘上移除。另外，环形孔降低了形成卡盘所使用的材料量，从而降低了卡盘系统的生产成本。
在一个实施例中，摩擦减小元件36从外表面28或30沿着基本上与轴线24或26垂直的方向延伸。摩擦减小元件36中每个都可以与其它摩擦减小元件36基本等距地间隔分布在外表面28或30上。
本发明的具有摩擦减小元件36的卡盘系统10以及卡盘20和22获得了几个好处。例如，材料成本的降低，减少或消除了润滑剂的使用，并且轮胎制造工艺中几个常规步骤的减少或消除提高了生产率。
本发明还教导了加工轮胎胎体的方法。该方法包括将轮胎胎体定位在表面具有多个摩擦减小元件的固定直径卡盘上，在轮胎胎体内轴向地分离卡盘，在卡盘与轮胎胎体之间形成气体密封，在轮胎胎体内轴向地缩回卡盘，以及将轮胎胎体从卡盘上移除。该方法消除了或减少了轮胎制造工艺中的几个常规步骤，提高了生产率，从而降低了轮胎制造工艺中的制造时间以及成本。
本发明是参照各种具体的和解释性的实施例和技术进行描述的。然而，本领域的技术人员将意识到还可以在本发明的精神和范围内进行很多修改和改进。