具体实施方式

图3至图5示出了根据本发明第一实施方式的压合辊1以及所述压合辊1在用于制造轮胎的轮胎成型鼓B上压合条带的使用方法。特别地，轮胎成型鼓是条带缠绕鼓B，并且压合辊1用于在条带缠绕方法期间将连续条带9压合在所述条带缠绕鼓B上。

压合辊1可以与轮胎成型鼓B一起作为轮胎成型机的一部分，或者可以与所述轮胎成型机分开供应，即作为替换部件。

在条带缠绕方法中，连续条带9的连续螺旋缠绕以重叠构造围绕条带缠绕鼓B的圆周表面缠绕，以便以本身已知的方式成型或形成轮胎部件。第一缠绕可以以平坦取向放置在条带缠绕鼓B上。由于重叠构造，随后的缠绕以逐渐更陡的角度倾斜。

根据本发明的压合辊1被布置为以以下将更详细说明的方式定位和/或适应条带9的缠绕的变化角度。

如图3中最佳看到的，压合辊1包括可绕辊轴线S旋转的辊体2。辊轴线S限定了平行于所述辊轴线S的轴向E和垂直于所述辊轴线S的径向R。辊体2包括圆周构件3，该圆周构件具有绕所述辊轴线S在圆周方向C上延伸的圆周30。圆周构件3具有压合表面31，该压合表面在径向R上考虑时向外背离辊轴线S。压合表面31被布置为通过接触、挤压或抵靠条带9的缠绕来压合条带9。图3示出了处于中立取向N(即没有外部载荷施加到压合表面31的取向)的圆周构件3。在所述中立取向N中，压合表面31是直圆柱形、圆柱形或基本上圆柱形。换言之，在中立取向N中，压合表面31相对于辊轴线S具有恒定的直径。因此，压合表面31是平坦的或基本上平坦的。

在图3中，圆周构件3关于压合辊1的垂直于辊轴线S的中间平面M对称。更优选地，圆周构件3关于辊轴线S旋转对称。

压合表面31在圆周构件3的中立取向N中，具有轴向E上的压合宽度W4，即可以用于压合的有效宽度。圆周构件3还具有径向R上的厚度K。圆周构件3在压合表面31的中间(即在压合宽度W4的中心)还具有轴向E上的中心G。

圆周构件3还包括内表面32，该内表面在沿径向R考虑时，向内面向辊轴线S。因此，压合表面31和内表面32处于圆周构件3的相对侧上。在该示例性实施方式中，内表面32平行于或基本上平行于压合表面31。

圆周构件3是相对柔性的，即，可绕圆周方向C(即沿绕圆周方向C的倾斜方向Z)弹性地变形，如图5所示。换言之，圆周构件3可绕其圆周30、绕其圆周30的圆周线、或在沿着其圆周30的任意位置处绕轴线弹性变形，该轴线在所述位置处与圆周30或圆周方向C相切。因此，圆周构件3可以局部倾斜或在沿着其圆周30的至少一个位置处倾斜，以将压合表面31的取向从如图3和图4所示的中立取向N改变到如图5所示的倾斜取向T。这样，压合表面31的取向可以可变地适于与条带9在条带缠绕鼓B上的缠绕取向匹配。优选地，圆周构件3在轴向E上相对刚性。注意，在图5中，圆周构件3仅在图的顶部局部地弹性变形，并且圆周30的剩余部分(即圆周30的靠近图的底部的部分)可以保持在中立取向N处或附近。

如图4中最佳看到的，辊体2还包括支撑构件4，该支撑构件绕辊轴线S沿圆周方向C延伸，用于相对于辊轴线S处的转轴8支撑圆周构件3。支撑构件4在圆周构件3与转轴8之间延伸。换言之，支撑构件4在径向R上考虑时在圆周构件3的内侧延伸。转轴8可以是压合辊1的一部分，或者压合辊1可以安装到外部转轴8。支撑构件4设置有在内表面32处连接到圆周构件3的连接端41和用于将压合辊1联接、连接或安装到转轴8的基端42。基端42相对于辊轴线S在内半径R1处延伸。支撑构件4的连接端41优选地在内表面32的中心处或附近连接到内表面32。连接端41相对于辊轴线S在外半径R3处延伸。支撑构件4在基端42与连接端41之间或者在内半径R1与外半径R3之间具有径向R上的径向高度或径向长度L。

支撑构件4具有图4的径向平面中的横截面。所述横截面被在中间或者在内半径R1与外半径R3之间的一半距离处的中间半径R2分开。由此，内半径R1、中间半径R2以及外半径R3表示三个径向距离D1、D2、D3，这些径向距离均匀分布在支撑构件4的径向长度L上。横截面具有在内半径R1与中间半径R2之间的第一表面区域A1和在外半径R3与中间半径R2之间的第二表面区域A2。

在圆周构件3的中立取向N中，支撑构件4优选地关于中间平面M对称和/或关于辊轴线S旋转对称。

在该示例性实施方式中，支撑构件4由柔性材料制成，该柔性材料允许或便于圆周构件3在沿着圆周30的所述至少一个位置处执行前述的从中立取向N到倾斜取向T的倾斜。特别地，支撑构件4允许圆周构件3相对于支撑构件4的基端42围绕倾斜点P的倾斜。

为了相对于条带9在条带缠绕鼓B上的缠绕中的一个适当地定位压合表面31，申请人已经发现，如果所述倾斜点P定位为尽可能靠近或接近圆周构件3，特别是尽可能靠近压合表面31的中心G，则是理想的。在所述至少一个圆周位置中，倾斜点P应至少比辊轴线S更靠近圆周构件3。当枢轴点P靠近圆周构件3时，圆周构件3可以基本上绕其自身倾斜，而实际上没有压合表面31的中心G在轴向E和/或径向R上的位移X或偏移。因此，在径向R上施加到压合辊1上的所有或至少相当一部分压合力可以经由圆周构件3传递到条带9的缠绕上，以可靠地压合所述缠绕。

为了确保倾斜点P定位为尽可能靠近圆周构件3，在圆周构件3的中立取向N中，支撑构件4相对于连接端41在基端42处被加强。在该示例中，支撑构件4从基端42朝向连接端41逐渐变细或变窄。更特别地，支撑构件4在基端42处具有轴向E上的基宽W1，并且在连接端41处具有轴向E上的连接宽度W3，连接宽度W3是基宽W1的一半或更小。优选地，连接宽度W3小于圆周构件3的厚度K的一半或更小。在该示例性实施方式中，连接宽度W3是基宽W1的六分之一。逐渐变细本质上在靠近圆周构件3的内表面32的位置中弱化了支撑构件4。因此，倾斜点P可以定位为非常靠近圆周构件3的内表面32。

在本发明的上下文中，术语“逐渐变细”应被解释为“朝向一端在宽度上减小或减少”。逐渐变细可以是逐渐的，或者其可以包括若干台阶，只要当在沿着支撑构件4的径向长度L的至少三个均匀分布的径向距离D1、D2、D3处测量支撑构件4的宽度时导致宽度V1、V2、V3减小即可。在该特定示例中，支撑构件4在内半径R1(第一径向距离D1)处具有基宽W1(V1)，在中间半径R2(第二径向距离D2)处具有中间宽度W2(V2)，并且在外半径R3(第三径向距离D3)处具有连接宽度W3(V3)，其中，中间宽度W2小于基宽W1，并且连接宽度W3小于中间宽度W2。因此，宽度W1、W2、W3(V1、V2、V3)朝向连接端41逐渐变小和/或越来越小。

换言之，支撑构件4在平行于辊轴线S的轴向E上包括：在中间半径R2处的第一加强部(中间宽度W2)，该第一加强部相对于外半径R3处的轴向刚度加强支撑构件4的轴向刚度；和在内半径R3处的第二加强部(基宽W1)，该第二加强部将支撑构件4的轴向刚度相对于外半径R3处的轴向刚度加强比第一加强部更大的程度。

在该示例性实施方式中，如图4所示，支撑构件4具有从基宽W1(V1)朝向连接宽度W3(V3)逐渐减小的宽度。逐渐减小使得支撑构件4在径向R上从基端42朝向连接端41逐渐弱化。优选地，该减小是非线性的，从基端42开始相对较慢，并且在再次减慢之前朝向连接端41增大。在该特定示例中，宽度的减小具有正弦形状。因此，可以获得这样的分布，其中，在横截面中，支撑构件4的相对大的百分比的表面积或质量位于基端42附近。因此，第二表面区域A2小于第一表面区域A1的三分之一。因此，在支撑构件4实际上变得足够柔性以允许圆周构件3倾斜之前，支撑构件4在基端42处且沿着在从基端42朝向连接端41的径向R上的距离的相当大的部分可以是相对刚性或坚硬的。

注意，连接宽度W3(V3)也至少比压合宽度W4小三倍。因此，支撑构件4的连接端41与压合表面31相比相对较小，优选地，从内表面32到连接端41的过渡相对陡峭，即具有锐角或尖角。

优选地，支撑构件4的柔性材料具有均匀或同质的材料成分。更优选地，支撑构件4是完全实心的，即没有任何腔或开放结构。因此，支撑构件4制造起来较不复杂。

支撑构件4具有弹性变形范围，该范围允许圆周构件3从中立取向N倾斜成超过至少二十度的倾斜角H的倾斜取向T。

在该特定实施方式中，圆周构件3和支撑构件4由不同的材料制成。更特别地，圆周构件3包括具有第一弹性模量的第一材料，其中，支撑构件4的柔性材料包括具有第二弹性模量的第二材料，该第二弹性模量低于第一弹性模量。因此，对于相同的厚度、宽度和/或结构，圆周构件3的材料比支撑构件4的材料的柔性小。因此，在压合期间施加在圆周构件3上的载荷可以被支撑构件4很大程度地吸收，同时圆周构件3除了从中立取向N到倾斜取向T的局部倾斜之外保持相对刚性。

基宽W1(V1)与连接宽度W3(V3)之间的差影响所述支撑构件4的轴向刚度或刚性，并使倾斜点P移动得尽可能靠近圆周构件3的压合表面31。特别地，在沿着圆周30的所述至少一个位置处，倾斜点P定位为在径向R上比基端42更靠近连接端41。优选地，倾斜点P沿径向R位于从连接端41开始的小于连接端41与基端42之间的距离的四分之一的范围内。

相比之下，在根据图2的现有技术的压合辊中，支撑构件具有恒定的宽度，该恒定的宽度使得所述支撑构件在圆周构件上的载荷作用下绕靠近或处于基端的倾斜点P偏转。因此，圆周构件不仅倾斜，而且其中心G也相对于压合辊的中间平面M在轴向E上移位或位移超过大于压合宽度的百分之五的位移距离X。压合表面相对于条带的缠绕错位，压合力以相对于辊轴线S的倾斜角度施加到缠绕上，如图2中的箭头F示意性地反映，并且已知的压合辊将倾向于将其自身推离缠绕，而不是挤压它。而且，在偏转期间，在径向R上施加在辊体上的压合力F的至少一部分被支撑构件吸收，而不是传递到圆周构件上。

相反，根据本发明的压合辊1中的圆周构件3可以绕更靠近其内表面32的倾斜点P在中立取向N与倾斜取向T之间倾斜，同时防止沿轴向E或径向R的位移。换言之，除了绕倾斜点P倾斜之外，压合构件3相对于条带9的缠绕沿轴向E和径向R基本上保持在相同位置。在该特定示例中，位移距离X保持小于压合宽度W4的百分之五。因此，在图5的倾斜取向T上，沿径向R施加到辊体2上的压合力可以主要通过支撑构件4沿径向R传递到圆周构件3上，就像圆周构件3仍然处于图4的中立取向N上一样。换言之，由压合辊1施加到条带缠绕鼓B上的条带9的缠绕上的压合力F可以保持垂直于或基本垂直于条带缠绕鼓B的旋转轴线。

鉴于上述内容，将很明显，根据本发明的压合辊1提供了优于现有技术中已知的压合辊的显著技术优点。特别地，根据本发明的压合辊可以更可靠地将条带的缠绕挤压或压合在条带缠绕鼓上，制造相对简单，并且不需要复杂的控制系统来校正和/或补偿由于其圆周构件的倾斜而导致的位移。

应理解，上面的描述被包括来例示优选实施方式的操作，并不意指限制本发明的范围。从上面的讨论，本发明的范围所仍然包含的许多变型例将对本领域技术人员显而易见。

例如，图6示出了根据本发明第二实施方式的另选压合辊101。该另选的压合辊101与前面讨论的压合辊1的不同之处在于其尺寸稍有不同。特别地，支撑构件104设置有支撑体140，该支撑体具有在从支撑体140到圆周构件103的过渡中被磨圆的连接端141。基端142被成形为将另选压合辊101连接到转轴108的凸缘143。在该示例中，基端142处的凸缘143通过硫化所述凸缘143中的橡胶材料的围绕转轴108延伸的至少一部分，来连接或联接到转轴108。支撑体140的剩余部分、特别是朝向连接端141的部分保持未被硫化且是柔性的。在该示例中，圆周构件103和支撑构件104由相同的材料制成。优选地，圆周构件103和支撑构件104是一体的或由单块材料制成。

注意，支撑体140中的逐渐变细在其继续沿着三个均匀分布的径向距离D1、D2、D3逐渐变细(参见逐渐减小的宽度V1、V2、V3)之前，包括从内径R1处的基宽W1到第一径向距离D1处的第一减小的宽度V1的台阶。因此，三个均匀分布的径向距离D1、D2、D3仅分布在支撑构件104的径向长度L的一部分上，该部分从第一径向距离D1开始直到外半径R4处的第三径向距离D3。

在该示例性实施方式中，支撑体140从第一径向距离D1朝向连接端141的逐渐变细是线性的或基本线性的。由此，支撑体140逐渐变细，最初具有台阶W1、V1，然后是线性的。因此，当在内半径R1和三个径向距离D1、D2、D3处测量时，支撑体140的宽度W1、V1、V2、V3逐渐变细或减小，使得第二径向距离D2处的宽度V2小于内半径R1处的基宽W1，并且外半径R3处的连接宽度W3(V3)小于第二径向距离D2处的宽度V2。

现在可以以两种方式定义支撑体140的逐渐变细：

在第一定义中，支撑体140从内半径R1处的基宽W1逐渐变细到中间半径R2处的减小的宽度V2，并且继续逐渐变细到外半径R3处的连接宽度W3(V3)。由此，在该定义中，逐渐变细的第一部分包括从基宽W1到在第一径向距离D1处的减小的宽度V1的台阶。随着宽度沿着三个均匀分布的径向距离(内半径R1、中间半径R2和外半径R3)减小，支撑体140被充分地弱化，以便于圆周构件103围绕倾斜点P倾斜。

在第二定义中，支撑体140从第一径向距离D1逐渐变细直到第三径向距离D3。在该定义中，排除了具有从基宽W1到第一径向距离D1处的宽度V1的宽度的台阶。因此，三个径向距离D1、D2、D3的均匀分布与内半径R1、中间半径R2和外半径R3的分布略有不同。该分布取决于由第一径向距离D1限定的起始点，该起始点可以处于内半径R1与如从连接端141观察、考虑或测量的支撑体140的径向长度L的高达百分之二十五之间的任何位置。

而且，如图6所示的压合宽度W4略小于基宽W1。

图7示出了根据本发明第三实施方式的另一另选的压合辊201，该压合辊与根据本发明第二实施方式的另选压合辊101的不同之处在于，其支撑体240具有从第一径向距离D1减小的宽度V1，该第一径向距离位于从连接端241开始的支撑构件204的径向长度L的至少百分之二十五处，或者另选地制定在从基端242开始的支撑构件204的径向长度L的小于百分之七十五内。换言之，支撑构件204仅在所述支撑构件204的径向长度L的外四分之一上具有减小的宽度V1。注意，减小的宽度V1沿着径向长度L的所述外四分之一是恒定的。另选地，支撑构件204可以在径向长度L的外四分之一上朝向连接端242逐渐变细。该实施方式表示将允许圆周构件203围绕靠近所述圆周构件203的内表面的倾斜点P倾斜的最低要求。

注意，在该特定示例中，支撑构件204的内半径R1与外半径R3之间的中间半径R2位于支撑构件204的宽度W1尚未减小的位置。

换言之，支撑构件204在平行于辊轴线S的轴向E上包括：在中间半径R2处的第一加强部(中间宽度W2)，该第一加强部相对于外半径R3处的轴向刚度加强支撑构件204的轴向刚度；和在内半径R3处的第二加强部(基宽W1)，该第二加强部将支撑构件204的轴向刚度相对于外半径R3处的轴向刚度加强与第一加强部相等的程度。

图8示出了根据本发明第四实施方式的另一另选压合辊301，该压合辊与先前讨论的压合辊1、101、201的不同之处在于其支撑构件304不是由单一的、均匀的材料制成。相反，支撑构件304由具有不同材料特性、特别是不同弹性模量的构件的组合形成。

如图8所示，支撑构件304包括由柔性主体350形成的支撑体304和一个或多个刚性加强构件351、352，这些刚性加强构件在内半径R1和中间半径R2处连接到所述柔性主体350。在所述连接处，刚性加强构件351、352可以分别形成第一加强部和第二加强部。柔性主体350可以具有从基端342到连接端341的恒定宽度W1。另选地，宽度可以沿着其径向长度L变化，例如以使刚性加强构件351、352凹进，直到它们与柔性主体350的剩余部分齐平为止。

在该示例性实施方式中，压合辊301包括：第一刚性加强构件351，该第一刚性加强构件沿着柔性主体350在轴向E上的一侧沿圆周方向C延伸；和第二刚性加强构件352，该第二刚性加强构件沿着柔性主体350在轴向E上的另一侧沿圆周方向C延伸。刚性加强构件351、352例如可以被形成为直接附接到柔性主体350的轴向侧的环。

因此，支撑构件304从基端342至少到中间半径R2被加强。柔性主体350的不在刚性加强构件351、352之间的部分(即从中间半径R2直到连接端341的部分)自由地弯曲或弯折，以便于圆周构件303在柔性主体350的所述自由部分内绕枢转点P枢转。

总之，本发明涉及一种用于压合轮胎部件9的压合辊1、101、201、301，其中，压合辊1、101、201、301包括可绕辊轴线S旋转的辊体2，其中，辊体2包括圆周构件3、103、203、303和支撑构件4、104、204、304，该支撑构件设置有连接至圆周构件3、103、203、303的连接端41、141和用于将压合辊2联接至转轴8、108的基端42、142、242、342，其中，支撑构件4、104、204、304由柔性材料制成，该柔性材料允许圆周构件3、103、203、303相对于基端42、142、242、342从中立取向N倾斜成倾斜取向T，其中，支撑构件4、104、204、304包括一个或多个加强部W1、W2、351、352，这些加强部加强支撑构件4、104、204、304从外半径R3朝向内半径R1的轴向刚度。

附图标记的列表

1 压合辊

2 辊体

3 圆周构件

30 圆周

31 压合表面

32 内表面

4 支撑构件

40 支撑体

41 连接端

42 基端

8 转轴

9 轮胎部件/条带

101 另选压合辊

103 圆周构件

104 支撑构件

140 支撑体

141 连接端

142 基端

108 转轴

201 另一另选的压合辊

203 圆周构件

204 支撑构件

240 支撑体

241 连接端

242 基端

301 另一另选的压合辊

303 圆周构件

304 支撑构件

340 支撑体

341 连接端

342 基端

350 柔性主体

351 第一加强构件

352 第二加强构件

A1 第一表面区域

A2 第二表面区域

B 条带缠绕鼓

C 圆周方向

D1 第一径向距离

D2 第二径向距离

D3 第三径向距离

E 轴向

F 压合力

G 中心

H 倾斜角

K 厚度

L 径向长度

M 中间平面

N 中立取向

P 倾斜点

R 径向

R1 内半径

R2 中间半径

R3 外半径

S 辊轴线

T 倾斜取向

V1 第一减小宽度

V2 第二减小宽度

V3 第三减小宽度

W1 基宽

W2 中间宽度

W3 连接宽度

W4 压合宽度

X 第一位移

Y 第二位移

Z 倾斜方向