技术领域

本发明涉及用于制造橡胶复合物带的设备，该设备包括四个挤出器和一个挤出 头。

                            背景技术

在制造充气轮胎中，例如为了减少制造过程，降低制造成本和设备成本等，如 图9(a)和9(b)所示，诸如用形成不同部分Y(Ya，Yb，Yc，Yd)的不同的橡胶 复合物ga，gb，gc和gd制成的外胎面橡胶G1和侧壁橡胶G2的橡胶元件可以被用 于直接或非直接将其绕在轮胎制造鼓的周围。

用于挤出四分层橡胶的设备已经由“NAKATA Engineering Co.，Ltd.，Kobe Japan”制造并且推向市场。“橡胶机械指南手册1998(Rubber Machinery Guide Book 1998)”第152页(发行日期：1997年10月15日，出版者：Posty Corporation，Tokyo Japan)披露了主视图，俯视图和侧视图。如图10(a)和10 (b)所示，该设备包括四个挤出器(b)和一个挤出头(c)。挤出头(c)包括一 对可活动部件(c2)和一个不可活动地固定到支撑框架的基础部件(c1)。四个挤 出器(b)垂直设置，其四个端部附接到基础部件(c1)上。从挤出器(b)馈送的 橡胶复合物(g)通过通道(d)导向挤出模具(e)，如图10(c)所示。每一个可 活动部件(c2)可枢轴转动地支撑在垂直轴(i)周围以便能象铰链窗一样向外打 开，用以清洁通道(d)和进行保养。

在该结构中，所有橡胶通道(d)的挤出压力同时施加到可活动部件(c2)，产 生一个打开该可活动部件(c2)的相当大的力。这样，就必须设置大尺寸的夹具， 阻挡块等用以阻挡被打开。另外，当四个挤出器(b)垂直设置时，基础部件(c1) 不可避免地变成大尺寸以便使四个端部能被附接。结果，留在通道(d)中不被使用 的橡胶复合物的总量增加。

                            发明内容

因此，本发明的目的是提供一种制造橡胶复合物带的设备，该设备中挤出头及 其诸如夹具和阻挡块的附属设备可以减小尺寸，以减少设备的成本和橡胶复合物的 浪费，也改进了橡胶通道等的可保养性，可操纵性和可清洁性。

根据本发明，用于制造橡胶复合物带的设备包括

四个橡胶复合物的挤出器和

具有挤出喷嘴的单挤出头，

挤出头包括挤出模具组件和主体，该主体配备有凹区，在该凹区中安装有所述 挤出模具组件。

所述主体由一对侧向相隔的侧块，中心块和一对侧向相隔的附属块构成，每个 侧块有上内面和下内面，中心块设置在侧块相对的上内面之间，附属块设置在侧块 下面并具有与所述下内面接触的上表面。

中心块具有底面和一对V形侧面，该V形侧面以V字形的形式向下延伸向底面 的侧端。

侧块的上述相对的上内面以V形侧面的V字形的形式延伸，以便与中心块的V 形侧面相适配。

每个侧块配备有在上内面和下内面之间延伸的尖端表面，每个附属块配备有从 上表面延伸的内侧面，所述凹区由尖端表面，内侧面和底表面形成为底部开口的凹 区。

每个侧块设置在上内面和下内面的另一侧，带有上安装面和下安装面，四个挤 出器中的两个分别附接在该上、下安装面上。

上预成形通道从每个上安装面延伸到凹区并在V形侧面和上内面之间具有分离 平面，和

下预成形通道从每个下安装面延伸到凹区并在下内面和上表面之间具有分离平 面。

                            附图说明

本发明的实施例将结合附图进行详尽叙述。

图1是根据本发明的设备的正立视图。

图2是该设备的挤出头的正视图。

图3是其截面图。

图4是显示预成形通道打开状态的挤出头的截面图。

图5是附接到挤出头主体的模具组件的截面图。

图6(a)和6(b)是显示第一模具的进口和出口的示意图。

图7(a)和7(b)是显示第二模具的多个进口和出口的示意图。

图8是模具组件安装凹区和模具组件的另一个实例的截面图。

图9(a)和9(b)分别是可用于制造充气轮胎的外胎面橡胶和侧壁橡胶的截面 图。

图10(a)，10(b)和10(c)显示先有技术中已知的四层挤出器。

                         具体实施方式

在附图中，根据本发明的设备1包括：四个挤出器2a，2b，2c，2d；和一个挤 出头3，挤出头3具有分别和四个挤出器相连的四个进口和一个出口或挤出喷嘴 41。

这样，分别从四个挤出器2a，2b，2c和2d挤出的四种(最多四种)不同种类 的橡胶复合物ga，gb，gc和gd(统称为“g”)形成为一个以特定方式和顺序并基 本不混合地层叠的橡胶复合物带。

图9(a)和9(b)显示了可用设备1制造的橡胶带的实例。

图9(a)显示具有五个部分Ya-Yd的充气轮胎的胎面橡胶G1：被称为盖胎面橡 胶的橡胶复合物ga的部分Ya限定轮胎的外胎面；被称为胎面基础橡胶的少热量积 累橡胶复合物gb的部分Yb沿盖胎面橡胶的下侧延伸；被称为下胎面橡胶的橡胶复 合物gc的部分Yc在粘附到胎面加强帘线层(诸如带，缓冲层和条)并沿胎面基础 橡胶的下侧延伸以改进帘线层和胎面基础橡胶之间的粘附；被称为翼橡胶用以改进 和侧壁橡胶的粘附的橡胶复合物gd的一对部分Yd设置在外胎面的两侧。图9(b) 显示具有四个部分Ya-Yd的充气轮胎的侧壁橡胶G2。在每个实例中，橡胶带G1，G2 都有用不同橡胶复合物形成的部分。

挤出头3包括：四个挤出器2a-2d连接到其上的挤出头主体4；和用于成形， 层叠和挤出橡胶复合物(g)的模具组件6。

如图2所示，挤出头主体4包括五个块：V形中间块10；一对侧块11和一对附 属块13。

在图4显示的横向截面中，V形中心块10具有：小下表面S1；和一对以V字形 的形式朝下表面S1的两个侧端向下延伸的V形侧面15。

每个侧块11具有：

与V形中心块10的一个V形侧面15接触的上内面16；

从上内面16的下端延伸并向外倾斜的尖端表面S2；和

从尖端表面S2的下端延伸并以θ角向下弯曲的下内面17。

因为下内面17弯曲，因此其包括：

从表面S2的下端延伸同时朝向和V形侧面15相同方向倾斜但和V形侧面15有 不同倾斜角的侧延伸内部分17A；和

以70到100度的θ角和侧延伸内部分17A相交的垂直延伸外部分17B。这 样，如图2中最清晰地显示，侧块11具有由上内面16，尖端表面S2和侧延伸内部 分17A形成的鸟嘴状部分。

鸟嘴状部分的下侧用于安装附属块13的空间12形成在弯曲部分17A和17B之 间。

附属块13具有：接触下内面17的上表面19；和侧面S3。

用于安装模具组件6的凹区5(下文称为“模具组件安装凹区5”)由下列部分 形成：

由上述基本为水平面的下表面S1限定的上内面；

由上述从上内面S1的侧端展开的尖端表面S2限定的一对斜内面；和

由从斜内面S2的下端互相平行地向下延伸的侧面S3限定的一对内表面，因 此，

凹区5具有从正面看为底部开口的不规则五边形，如图3所示。

如图2所示，每个左、右侧块11在其外表面配备两个上、下安装面21U和 21L，两个挤出器(2a和2d或2b和2c)分别连接到该上、下安装面上。上、下安 装面21U和21L不互相平行，在该实例中，垂直于下安装面21L的方向是水平，但 垂直于上安装面21U的方向是向上倾斜。

左、右侧块11由适当的装置22不可活动地支撑，例如，它们被固定到在如图1 所示的桥接在支撑台22A之间的直立框架22B上。相反，V形中心块10和附属块13 可活动地支撑。

在该实施例中，V形中心块通过例如液压缸，汽缸等驱动器(未显示)的手段在 从下封闭位置到上打开位置的上下方向上可活动地支撑。如图4所示，通过将V形 中心块10向上移动到上打开位置(即保养工作位置)，V形中心块10的V形侧面 15从侧块11的上内面16分离。通过将其向下移动到下封闭位置(即正常工作位 置)，V形侧面15和上内面16紧密接触，如图3所示。

每个附属块13通过诸如连接环节等适当的装置在从上封闭位置到下打开位置的 上下方向可活动地支撑。在该实例中使用连接环节26，每个连接环节26的一端用枢 轴连接到侧块11。通过将附属块13绕枢轴端P向下移动到下打开位置(即保养工作 位置)，每个附属块13的上表面19从侧块11的下内面17分离。通过将其向上移 动到上封闭位置(即正常工作位置)，上表面19和下内面17紧密接触。

在各个封闭位置或正常工作位置，V形中心块10和附属块13可用诸如夹具(未 显示)的适当的装置闭锁。

关于挤出器2a-2d，适用螺杆挤出器，该螺杆挤出器包括：挤出缸2B，可旋转 地支撑在其中用于混合和推进橡胶复合物材料的螺杆2A。每个挤出器都由支架23支 撑并通过将挤出缸2B的端部固定到安装面21U，21L而垂直于该安装面地连接到挤 出头3。

为了将来自挤出器2a-2d的橡胶复合物(g)引导到模具组件6，挤出头主体4 配备预成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld，如图3所示。

每个预成形通道24包括：在安装面21开口的插入部分24A和转变部分24B。 插入部分24A具有圆形截面并以挤出器2的挤出缸缸孔2H的轴向延伸。在该实例 中，插入部分24A包括基本和缸孔2H的直径相同的螺杆2A的突出端2A1被插入其 中的螺杆插入部分24A1。转变部分24B从插入部分24A向下游侧延伸，逐渐减小其 截面，形状，从圆形变到扁平的长方形。

如果是预成形通道24Ua，24Ub，转变部分24B通过在V形侧面和上内面15和 16上形成凹陷而形成，以便延伸到在模具组件安装凹区5的内表面S开口的预成形 通道的端部(下游端)。这样，当中心块从侧块分离时，转变部分24B在表面15和 16之间分离或完全打开，因此而限定分离平面。

如果是预成形通道24Lc，24Ld，转变部分24B通过在下内面和上表面17和19 上形成凹陷而形成，以便延伸到在模具组件安装凹区5的内表面S开口的预成形通 道的端部(下游端)。这样，当附属块从侧块分离时，转变部分24B在表面17和19 之间分离或完全打开，因此而限定分离平面。

如上所述，通过将V字形的中心块10和附属块13移动到各自的打开位置，预 成形通道24在V形侧面与上内面15和16之间以及下内面与上表面17和19之间的 转变部分24B中分离和较大地打开。

因为四个挤出器2在挤出头主体4的两边各分装两个，就可以减小挤出头主体4 的尺寸和重量，改进操作性以及降低设备成本。另外，也可以减小预成形通道 24Ua，24Ub，24Lc和24Lc的全部体积，减少留在通道内造成浪费的橡胶复合物。

造成较高内压力的较大的挤出器2a和2b连接到上安装面21U，造成较低内压 力的较小的挤出器2c和2d连接到下安装面21L。

上预成形通道24Ua和24Ub中的内压力产生打开V形中心块10的力，但是因为 受到压力的表面设置在中心块10的两边并向下倾斜，从其两边施加到中心块的分力 互相抵消，向上移动V形中心块10的合力大大减小。

关于附属块13，因为模具组件6紧紧地设置在相对的侧面S3之间，另外，附属 块13的枢轴点P位于模具组件6位置的下面，即使一个大的力施加在附属块13的 通道24Lc和24Ld的内表面上，模具组件6也有防止附属块13打开(向下转动)的 阻挡块的功能。

这样，可以减少阻止附属块13和V形中心块10打开的阻挡块，夹具等的数 量，尺寸和重量。因为这个原因，侧面17A和17B之间的θ角被设定在从70度到 100的范围。两个V形侧面15之间的α角被设定在从60度到45度的范围。在上预 成形通道24Ua和24Ub中，插入部分24A的中心线和侧面15或16之间的相交角β 角被设定在小于60度的范围，最好小于45度。在该实例中，右通道24Ua中的相交 角β基本和左通道24Ub的相交角β相同。

为了使模具组件6更小，上述四个预成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld在凹 区5的两个或更多个不同的表面处开口。在该实施例中，如图5所示，两个上预成 形通道24Ua和24Ub在上内面S1中开口，下预成形通道24Lc和24Ld在各自的斜内 面S2中开口。

图8显示另一个实例，该实例中四个预成形通道24Ua，24Ub，24Lc和24Ld在 两个斜内面S2中开口。

模具组件6根据制造的橡胶带来设计，例如用于胎面橡胶和用于侧壁橡胶的不 同的组件6被制备成和挤出头主体4相结合以制造出在尺寸，部分设置(Ya，Yb， Yc，Yd)，截面形状等方面不同的橡胶带。

模具组件6具有适合于模具组件安装凹区5的外形。因此在该实例中，模具组 件6具有接触最上内面S1，斜内面S2和相对的侧面S3的表面。

图5显示了用于形成如图9(a)所示的外胎面G1的模具组件6。模具组件6由 最上第一模具30，第一模具支撑基座32，第二模具31，第二模具支撑基座33和最 后模具7以这样的安排顺序构成。

第一模具30具有形成通道34，从上预成形通道24Ua和24Ub进入形成通道34 进口34i(图6(a))的橡胶复合物ga和gb通过该形成通道流动并结合但不发生 熔合，结果的两层的复合物g1从其出口34o(图6(b))引出。图6(a)显示在第 一模具30的上端的位置F1处上预成形通道24Ua和24Ub的进口34i和出口35的安 排。图6(b)显示在第一模具30的下端的位置F2处出口34o的截面形状。

第一模具支撑基座32有：把从出口34o来的两层的复合物g1引导向第二模具 31的进口37i的引导通道36A；把从下预成形通道24Lc来的橡胶复合物gc引导向 进口37i的引导通道36B；和把从下预成形通道24Ld来的橡胶复合物gd引导向第 二模具31的一对进口38的引导通道36C。

第二模具31有大进口37i和一对小进口38(图7(a))，小进口通过如图7 (b)中的隐线中指出的一对通道合并到出口37o中。来自引导通道36A和36B的橡 胶复合物g1和gc流入进口37i。来自引导通道36C的橡胶复合物gd流入两个进口 38并被引导到出口37o的两端，由此所有的橡胶复合物结合成第二橡胶复合物g2， 其中橡胶复合物g1和gc被分层(因此形成ga，gb和gc的三层)，橡胶复合物gd 设置在三分层的主要部分的每一端，如图7(b)所示。第二橡胶复合物g2从出口 37o引出。图7(a)显示第二模具31的上端的位置F3处进口37i和38的安排。图 7(b)显示第二模具31的下端的位置F4处的出口37o。

第二模具支撑基座33具有把从出口37o来的第二橡胶复合物g2引导向最后模 具7的引导通道39。

最后模具7有形成通道40和在下端的挤出喷嘴，形成通道40有在其上端的进 口，第二橡胶复合物g2流入该进口。喷嘴具有与胎面橡胶G1的最终的截面形状相 一致的形状，胎面橡胶带从该喷嘴41中挤出。