用于处理自行车用生胎的方法和设备与流程

本公开涉及用于处理自行车用生胎的方法和设备。本公开还涉及用于自行车用生胎的支撑件。

背景技术：

1、自行车用轮胎的构建通常提供根据围绕构建鼓的外表面的圆柱形构造施加一个或多个胎体帘布层。一对胎圈芯中的每一个胎圈芯配合或施加在胎体帘布层的轴向相对端部翼片中的一个端部翼片周围。端部翼片随后围绕相应的胎圈芯向上翻起，从而形成生胎的相应胎圈。随后在相对于胎圈芯的轴向的中央部位施加胎面带，一般直接围绕着抵靠构建鼓的胎体帘布层施加胎面带。普遍缺少带束结构是区分自行车胎和其他机动车轮胎的一个方面。

2、在整个构建过程期间、包括施加胎面带时，胎圈芯之间的相互轴向距离保持不变。此工艺方面代表了将自行车轮胎区别于机动车轮胎的又一独特特征。事实上，对于机动车轮胎来说，通常会设置胎圈芯的相互接近的步骤，以在与带束结构联接的步骤中根据环形结构成形胎体结构。

3、一旦完成构建，将自行车用生胎从鼓中移除，以转移至模具或硫化机中，在所述模具或硫化机处对轮胎本身进行模制和硫化处理，目的是通过其中存在的弹性体材料的交联确定其结构的稳定性，以及任选地在胎面带上压印所需的胎面设计。

4、术语“弹性体材料”用于表示包括至少一种弹性体聚合物和至少一种增强填料的组合物。优选地，这种组合物还包括添加剂，如交联剂和/或增塑剂。由于交联剂的存在，这种材料可以通过加热进行交联，从而形成最终的制成品。

5、术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内部/外部”和“轴向内部/外部”参照轮胎的径向方向(即，参照垂直于轮胎的几何旋转轴线的方向)和参照轮胎的轴向方向(即，参照平行于轮胎的几何旋转轴线的方向)来使用。轮胎的径向平面包含其旋转轴线。

6、术语“周向”和“周向地”参照轮胎的环形延伸来使用。

7、术语“低”、“高”、“在……下方”、“在……上方”、“下部”和“上部”表示元件(如轮胎的部件、轮胎、装置、设备等)相对于地面的相对位置，或表示所述元件中的一个元件相对于另一个元件的相对位置。

8、生胎的“几何旋转轴线”是指当经硫化的轮胎在操作条件下安装在相应安装轮辋上时对应于所述轮胎的旋转轴线的轴线。

9、术语“轮廓线”是指周向地限定生胎的线条。

10、所谓“长条形状”是指主要沿一个方向延伸的形状。

11、所谓“加宽形状”，是指至少沿两个方向延伸的形状，优选地，是指围绕中心轴线均匀分布的形状，即其中找不到一个主要的延伸方向，更优选地是指一个凸多边形的形状。

12、生胎的“悬挂构型”是指由同一生胎的上部的滞留造成的向下倾斜构型。

13、cn111420832a公开了一种用于自行车轮胎的内表面的自动喷涂的机器。送料小车支撑待喷涂的生胎。两个横向接取杆插入送料小车的横向杆上挂置的待喷涂的生胎的内侧，并向相反方向移动分开直到两个横向接取杆支撑待喷涂的生胎。上移纵向框架直至待喷涂的生胎完全脱离送料小车的横向杆。

14、喷涂操作后，使水平框架靠近送料小车，并且竖向框架沿水平框架下移，直至喷涂后生胎完全挂置于送料小车的横向杆上。横向接取杆相向移动，直至两个侧接取杆脱离喷涂后的生胎的内侧。

15、wo2018/122643和wo2018/122646描述了一种用于处理自行车用生胎的方法，其中从构建鼓中取出的已构建的轮胎已被给予外形，以在径向外部方向上相对于胎圈芯将胎面带平移，以在径向外部方向上给予轮胎横截面的凸形外形。被给予外形的轮胎通过转移构件接合，该转移构件包括抓持装置，该抓持装置将该轮胎保持在径向外表面处，以在径向外部方向上维持横截面的凸形外形。

16、申请人已经注意到，自行车轮胎，尤其是生胎，没有充分的结构稳定性以允许通过已知的机械装置对其进行适宜的处理。

17、这是因为自行车轮胎通常设置非金属材料制成的胎圈芯，以允许成品轮胎能够折叠，所述非金属材料例如为基于天然纤维或合成纤维(碳纤维、芳纶纤维等)制成的复合材料。此外，如上所述，自行车轮胎通常缺少插置在胎体帘布层/多个胎体帘布层和胎面带之间的增强带束层。

18、特别的，申请人已经注意到，一旦自行车生胎从构建鼓上移除，其倾向于在其内部应力和自身重量的作用之下变形，这种变形在周向上是随机且不可控的，其中由于胎圈芯的低变形抗性和/或在轴向延伸方向上由于材料收缩或其部件本身的重量，圆的形状会消失。

19、基于这些理由，自行车胎通常用大部分为手工的方法生产。cn111420832a、wo2018/122646和wo2018/122643代表了用自动化方式管理自行车用生胎的一些加工步骤的尝试。参照cn111420832a，申请人已经发现生胎在拾取、喷涂和返回横向杆期间总是保持长条构型，在此期间，生胎仍经受由其结构不稳定性所导致的可能的典型变形。

20、通过wo2018/122643和wo2018/122646中描述的方法和设备，申请人实施了自行车胎制造方法自动化的第一步，其主要涉及从转移构件(特别是朝硫化模具)拾取的步骤。

21、申请人已进一步察觉到，为了促进机械化生产，确保生胎能够以自动化的方式达到适合的形状和位置是必要的，以便后续加工。

22、实际上，申请人认为需要找到一种解决方案，所述解决方案使得自行车用生胎能够通过机械化处理、维持预先确定的、精确的且可重复的位置而被操作，尽管它们在随后的所有构建步骤中都有基本上随机变形的趋势。

23、申请人已察觉到，通过机械手段从基本已知的构型开始调整生胎的形状，生胎可以被带到尤其适合这样运动的构型，所述运动在构建的最后阶段对于进入硫化模具是必需的。

24、最后，申请人发现将自行车用生胎布置为第一长条构型(优选被悬挂)、并利用扩幅器(spreader crown)将其扩宽直到其达到加宽构型，使得可以限制人工干预，并使生胎在适合随后转移(例如转移到硫化模具中)的位置上的定位精确且可重复，从而抵消了生胎呈现显著随机变形伸长的趋势。

技术实现思路

1、更精确的，根据本发明的第一方面，本发明涉及处理自行车用生胎的方法。

2、优选的，规定：a)布置具有环形带状形状的自行车用生胎，所述环形带状形状周向地限定封闭的轮廓线，并且轴向地在生胎的相应的胎圈之间延伸。

3、优选的，规定：b)布置用于生胎的支撑件，所述支撑件包括关于中心轴线可径向扩张和收缩的扩幅器。优选的，所述扩幅器被配置为径向收缩构型。

4、优选的，规定：c)在所述生胎上施加第一构型，在所述第一构型中所述轮廓线沿垂直于所述中心轴线布置的第一径向方向具有长条形状。

5、优选的，规定：d)在所述生胎呈现所述第一构型的同时，抵靠所述轮廓线径向扩张所述扩幅器，直到达到扩幅器自身的径向扩张构型，从而在所述生胎上施加第二构型，在所述第二构型中，沿着所述第一径向方向和与所述第一径向方向垂直的第二径向方向两者，所述轮廓线均具有显著加宽的形状。

6、优选的，规定：e)利用转移构件接合配合在扩幅器上并环绕所述中心轴线的处于第二构型的所述生胎。

7、申请人认为，在扩幅器上从长条构型(优选为悬挂构型)到加宽构型的转变允许处理方法能够自动化，因为无论生胎是否呈现明显随机变形的延伸的趋势，都限定了精确且可重复的定位。

8、根据本发明的第二方面，本发明涉及用于生胎的支撑件。

9、优选地，提供扩幅器，其关于中心轴线可径向扩张和收缩。

10、优选地，所述扩幅器包括围绕所述中心轴线周向分布的多个滑块。

11、优选地，所述多个滑块能够在收缩的构型和扩张的构型之间移动。

12、优选地，提供驱动构件，其与每个滑块可操作地连接，以引起所述滑块的径向运动。

13、根据本发明的第三方面，本技术涉及处理自行车用生胎的设备。

14、优选地，提供适于接收自行车用生胎的储藏设备。

15、优选地，每个生胎都具有环形带状形状，该环形带状形状在周向上限定封闭的轮廓线，并且在生胎的相应的胎圈之间轴向延伸。

16、优选地，提供用于生胎的支撑件，其包括关于中心轴线在径向收缩构型和径向扩张构型之间能够径向扩张和收缩的扩幅器。

17、优选地，所述扩幅器被配置为抵靠布置在第一构型的所述生胎的轮廓线径向扩张，在所述第一构型中所述轮廓线沿垂直于所述中心轴线的第一径向方向具有长条形状。

18、优选地，处于径向扩张构型的所述扩幅器被配置为在所述生胎上施加第二构型，在所述第二构型中所述轮廓线沿着所述第一径向方向和垂直于所述第一径向方向的第二径向方向两者都具有显著加宽的形状。

19、优选地，提供转移构件，所述转移构件配置为用于拾取配合在扩幅器上并环绕所述中心轴线的处于第二构型的所述生胎，。

20、本发明在其上述的至少一方面可以表现出至少一个以下优选特征。

21、优选地，所述生胎在周向、轴向和径向上是可变形的。

22、优选地，所述第一构型为悬挂构型，使得所述轮廓线沿竖向布置的第一径向方向以长条形状垂落。

23、优选地，在扩幅器发生径向扩张的扩张位置，扩幅器本身具有水平布置的中心轴线。

24、申请人认为，悬挂构型既简化了储存步骤又简化了拾取步骤，还允许利用生胎的重力定位抵消其自然变形的趋势。

25、优选地，在悬挂构型中，轮廓线具有以其自身顶点垂落的三角形形状。

26、优选地，将多个生胎布置在储藏设备中，在所述储藏设备中每个生胎以悬挂构型布置，以使得相应的轮廓线沿竖向布置的径向方向以长条形状垂落。

27、优选地，所述储藏设备适于接收多个生胎，其中每个生胎布置于悬挂构型中，以使得相应的轮廓线沿竖向布置的径向方向以长条形状垂落。

28、申请人认为储藏设备(生胎被悬挂布置在储藏设备中)的存在允许整个方法能够自动化，可能仅将管理装满的和空的储藏设备的步骤留给操作人员。

29、优选地，提供转移夹具，其配置为每次从储藏设备拾取一个生胎，并将该生胎转移到扩幅器上，同时保持所述悬挂构型。

30、优选地，每次一个生胎从储藏设备利用转移夹具被拾取并被转移至扩幅器上，同时保持所述悬挂构型。

31、优选地，所述转移夹具被配置为在所述生胎上施加所述第一构型。

32、优选地，被所述转移夹具保持的所述生胎具有所述第一构型。

33、优选地，所述转移夹具被配置为在生胎从储藏设备向扩幅器转移期间周向扩张所述生胎的上圆周部分。

34、申请人认为，转移夹具(其保持生胎的悬挂构型)的使用允许生胎的转移可被控制，从而避免失控的运动和形变。

35、优选地，施加所述第一构型包括在生胎从储藏设备向扩幅器转移期间周向扩张所述生胎的上圆周部分。

36、优选地，所述周向扩张在生胎上施加基本上三角形的形状，所述三角形的形状以其顶点垂落。

37、优选地，所述周向扩张由转移夹具来执行。

38、优选地，所述周向扩张由转移夹具与中间保持装置协作来执行。

39、申请人认为，通过在生胎上施加基本上三角形的构型，简化了向扩幅器的转移。

40、优选地，施加所述第一构型包括布置所述生胎，将其置于所述扩幅器(所述扩幅器被布置处于径向收缩构型)的上部上。

41、优选地，所述扩幅器包括围绕所述中心轴线周向分布的多个滑块。

42、优选地，径向扩张所述扩幅器包括根据离心方向移动所述滑块，直到达到所述径向扩张构型，在该径向扩张构型中，所述轮廓线具有加宽的多边形形状，并且所述滑块限定了所述加宽的多边形形状的顶点。

43、优选地，每个滑块包括与所述扩幅器的中心轴线平行布置并空转的至少一个辊，以促进生胎的周向滑动。

44、优选地，处于第二构型中的生胎的加宽形状是凸多边形的加宽形状。

45、优选地，多边形形状具有至少八条边，更优选的是从八至十六条边，例如十四条边。

46、申请人认为滑块的使用和多边形形状的限定代表了在使用简单且有效的支撑件的可能性和将生胎布置在适于被转移构件接合的构型的可能性之间最佳的折中方案。

47、优选地，所述控制构件沿所述中心轴线可轴向平移。更优选地，所述控制构件通过其自身的轴向运动实现所述滑块的同步径向运动。

48、优选地，径向扩张所述扩幅器包括使与每个滑块操作性连接的控制部件轴向平移，以产生所述滑块的同步径向运动。

49、申请人认为可轴向平移的控制构件的使用允许实现滑块的高径向行程，例如可获得扩幅器的340毫米的收缩直径和630毫米的扩张直径，因此允许将同一扩幅器插入以第一构型布置的轮胎内，并且随后自动过渡到加宽的第二构型。

50、优选地，提供检测系统，所述检测系统配置为用于获取与布置在第二构型中的生胎的形状和轴向位置有关的数据。

51、优选地，提供控制单元，所述控制单元编程为用于基于所述数据控制所述转移构件与所述生胎接合。

52、优选地，规定：在动作e)之前获取与布置在第二构型中的生胎的形状和轴向位置有关的数据。

53、优选地，规定：基于所述数据控制所述转移构件以使得所述转移构件与所述生胎接合。

54、优选地，与布置在第二构型中的生胎的形状和轴向位置有关的所述数据通过光学扫描所述生胎来获取。

55、申请人认为检测布置于第二构型中的生胎的形状和轴向位置的数据改善了通过转移构件接合的精确性和可重复性。

56、优选地，所述扩幅器围绕所述中心轴线旋转以执行定向旋转。

57、优选地，提供检测系统，所述检测系统配置为检测布置在第二构型中的生胎的标记物的关于中心轴线的角位置。

58、优选地，提供配置为用于比较检测到的角位置和参考角位置的控制单元。

59、优选地，所述控制单元被编程为用于围绕所述中心轴线实施其上配合有所述生胎的所述扩幅器的定向旋转，使得将所述标记物带入角度参考位置。

60、优选地，在动作e)之前，规定关于所述中心轴线检测布置在第二构型中的生胎的标记物的角位置。

61、优选地，在动作e)之前，规定比较检测到的角位置和参考角位置。

62、优选地，在动作e)之前，规定围绕所述中心轴线实施其上配合有所述生胎的所述扩幅器的定向旋转，使得将所述标记物带入所述角度参考位置。

63、优选地，布置在第二构型中的生胎的标记物的角位置通过光学扫描生胎来获取。

64、申请人认为，检测标记物的位置和可能的校正所述标记物的位置允许优化随后的转移步骤，特别是生胎在硫化模具中的定向。

65、优选地，所述支撑件包括环形抵接部，所述环形抵接部适于限定用于生胎的下部的胎圈的支撑件。

66、优选地，规定：在动作e)之前将生胎的胎圈布置为与扩幅器的环形抵接部接触，以便限定布置在第二构型中的生胎的轴向位置。

67、申请人认为，作为代替或除检测生胎的位置与形状外，环形抵接部的存在允许改善通过转移构件接合的精确性和可重复性。

68、优选地，所述扩幅器能够在扩张位置和转移位置之间移动。

69、优选地，在扩张位置，扩幅器具有水平布置的中心轴线，在转移位置，扩幅器具有竖向布置的中心轴线。

70、优选地，规定：实施扩幅器的转移，在所述扩幅器上配合有布置于第二构型中的所述生胎。

71、优选地，所述转移发生为从扩张位置至转移位置，在所述扩张位置，所述扩幅器径向扩张，在所述转移位置，所述转移构件与所述生胎接合。

72、优选地，所述转移包括围绕垂直于所述中心轴线的旋转轴线实施所述扩幅器的定位旋转，以调整所述中心轴线的角位置。

73、优选地，在扩张位置，扩幅器具有水平布置的中心轴线，在转移位置，扩幅器具有竖向布置的中心轴线。

74、优选地，规定：围绕垂直于所述中心轴线的旋转轴线实施其上配合有布置于第二构型中的所述生胎的所述扩幅器的定位旋转，以调整所述中心轴线的角位置并从扩张位置进入转移位置，在所述转移位置中，所述转移构件与所述生胎接合。

75、优选地，扩幅器进行90°的定位旋转。

76、申请人认为，通过提供两个不同的位置，一个用于扩张，一个用于转移，可以通过在扩张位置中利用生胎的重力定位、以及在转移位置中利用竖向抓持的力的对称性和定位来优化两个步骤。

77、优选地，规定：在进行e)之前将生胎的下部的胎圈布置为抵靠扩幅器的环形抵接部，以限定布置在第二构型中的所述生胎的轴向位置。

78、优选地，规定：使扩幅器倾斜以使得生胎轴向下滑动并且下部的胎圈抵靠扩幅器的环形抵接部。

79、优选地，规定：管理扩幅器的定位旋转的初始步骤，使得在初始步骤期间生胎轴向向下滑动，并且下部的胎圈抵靠扩幅器的环形抵接部。

80、优选地，倾斜与定位旋转的初始步骤相对应，管理定位旋转的初始步骤以获得生胎的轴向滑动。

81、优选地，在倾斜期间，扩幅器正在完成其径向扩张或已经结束径向扩张，以使得生胎在任何情况下均轴向向下滑动。

82、替代地，可以提供扩幅器的轻微收缩，以允许生胎能够轴向向下滑动。

83、申请人认为，利用重力来轴向布置生胎(尤其是在转移扩幅器期间)允许支撑件的结构和操作都得到了简化，从而避免了必须提供合适的装置或控制。

84、优选地，所述扩幅器包括围绕所述中心轴线周向分布的多个滑块，所述多个滑块在扩幅器的径向扩张的构型中，限定了所述轮廓线呈现的加宽的多边形形状的顶点。

85、优选地，所述转移构件包括围绕抓持轴线分布的多个抓持点。

86、优选地，所述抓持点在数量上大于或等于所述加宽的多边形的边，并且分布成使得至少一个抓持点在生胎的径向外表面处作用于所述加宽多边形形状的一条边。

87、优选地，所述转移构件包括围绕抓持轴线分布的多个抓持点。

88、优选地，所述抓持点在数量上大于或等于所述加宽的多边形形状的边。

89、优选地，接合所述生胎包括抵靠处于第二构型的生胎的径向外表面激活抓持点，其中至少一个抓持点作用于加宽的多边形形状的一条边。

90、申请人认为，由于可以在多边形形状的边处接合生胎，多边形形状是一种允许最佳定位准确性和可重复性同时在通过转移构件的接合步骤中允许最佳可靠性的形状。

91、优选地，在生胎已经被转移构件接合之后，扩幅器径向收缩并且生胎通过转移构件被转移到接下来的工序。

92、优选地，转移构件是硫化模具的装载机。