阅读说明：本技术 具有水平布置挤出筒的轮胎胎面制造挤出系统 (Tire tread manufacturing extrusion system with horizontally arranged extrusion barrels ) 是由 J·莫泰 J·D·威恩斯 于 2018-08-31 设计创作，主要内容包括：提供了挤出系统(10),其具有带第一和第二挤出筒(50,52)的第一和第二挤出机(12,14)。第一和第二挤出组分(24,26)通过筒(50,52)转移至模具(22),以从第一和第二挤出组分(24,26)共挤出轮胎胎面(20)。水平面(70)在垂直方向(40)上位于地面上方,并且延伸穿过第一挤出筒(50)和第二挤出筒(52)。(An extrusion system (10) is provided having first and second extruders (12,14) with first and second extruder barrels (50, 52). The first and second extruded components (24,26) are transferred through barrels (50,52) to a mold (22) to co-extrude the tire tread (20) from the first and second extruded components (24, 26). A horizontal plane (70) is located above the ground in the vertical direction (40) and extends through the first barrel (50) and the second barrel (52).)

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了其一个或多个实例。每个实例都是通过解释本发明的方式提供的，并且不意味着对本发明的限制。例如，作为一个实施例的一部分绘示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生第三实施例。本发明意欲包含这些和其它修改和变化。

应当理解的是，本文所提及的范围包含位于所规定范围内的所有范围。因此，本文所提及的所有范围包含在所提及范围中包含的所有子范围。例如，从100到200的范围也包含从110至150、170到190以及153到162的范围。此外，本文中所提及的所有限制包含所提及限制中所包含的所有其它限制。举例来说，最多为7的限值也包含最多为5、最多为3和最多为4.5的限值。

本发明提供了一种挤出系统10，其利用多个挤出机来生产由多个组分制成的轮胎胎面20。挤出机具有挤出筒，其相对于垂直方向40定向在水平平面70中而不是在竖直平面中。挤出机都可以相对于地面18在垂直方向40上定位，从而不需要地基凹坑42。挤出的胎面20可以相对于地面18以旋转的方向离开模具22，并且如果需要，随后可以通过调节机构48扭转，以使胎面20相对于地面18定向为期望的角度。

图3示出了挤出系统10的俯视图，该挤出系统具有三个挤出机12、14、16，组织到水平平面中以用于挤出由多个挤出组分24、26、28制成的胎面20。所示的共挤出工艺可以采用各种类型的挤出机12、14、16，并且应当理解，所示和所述的类型仅仅是示例性的。此外，尽管示出了三个挤出机12、14、16，但是在其他实施例中可以使用任何数量，例如2、4、5或多达20个挤出机。第一挤出机12挤出第一挤出组分24并且包括第一挤出筒50，该第一挤出筒可以是其中包含有螺旋螺杆的细长圆筒。第二和第三挤出组分26、28也存在于公开的挤出系统10中，但是它们彼此不同并且也与第一挤出组分24不同。挤出组分24、26、28之间的差异可在于它们不是彼此相同类型的材料。在一些情况下，第一挤出组分24是具有特定组成的橡胶，而第二挤出组分26是具有不同组成的橡胶，并且第三挤出组分28是具有另外不同组成的橡胶。挤出组分24、26、28是彼此不同的材料，因为它们包括独特的一种或多种材料，或者它们包括与另一材料相同的材料，尽管其比例/组合与其他挤出组分24、26或28不同。

第一挤出螺杆，可以是前面提到的螺旋螺杆，可以位于第一挤出筒50内。通过沿垂直方向40位于第一挤出筒50的顶部上的第一料斗62将第一挤出组分24引入第一挤出筒50中。第一料斗62和第一挤出筒50的后部分可以称为第一挤出机12的进料部分。第一驱动机构56由第一挤出筒50承载，并且可以是马达、齿轮组或将旋转运动赋予第一挤出筒50内的第一挤出螺杆的任何其他运动产生或平移装置。该螺旋螺杆的旋转导致第一挤出组分24被破碎、压缩并形成为更柔软的形式。第一挤出筒50的中间部分可以被称为压缩部分，并且在该部分中发生大部分成形和压缩。第一挤出螺杆的旋转可以产生热量，以进一步成形或破坏第一挤出组分24，此外，可以将加热器定位在压缩部分以将额外的热量赋予到第一挤出组分24中以帮助其成型。。第一挤出螺杆的持续旋转将第一挤出组分24沿着第一挤出筒50的整个长度向下推到在第一挤出筒50的端部的计量部分。从这里开始，第一挤出筒50中的压力将推动第一挤出组分24经过诸如破碎机板、拱顶、模头或模具之类的元件。这些元件将进一步使第一挤出组分24成形或增加或减小其尺寸。图3中示出的模具22与第一挤出筒50连通，并将第一挤出组分24与其他挤出组分24、26引导到适当位置，并且可以改变其尺寸或形状。应该理解，术语“模具”的使用足够宽泛，以包括各种描述的组件，例如拱顶、模头、或破碎机板或用于引导和/或使组分24成形的任何其他元件，例如预成型器。模具22还可以起到将第一挤出组分24的流分成两个或更多个不同的流以放置在胎面20内的作用。使各组分24、26、28在模具22中接合，或者置于紧密靠近模具22中，然后在模具22的下游彼此接合。

挤出系统10还可包括第二挤出机14，第二挤出机包括第二挤出筒52，第二挤出筒容纳通过第二料斗64引入其中的第二挤出组分26。如上所述，第二挤出组分26与第一挤出组分24的材料类型不同。第二挤出筒52中的第二挤出螺杆旋转，以迫使第二挤出组分26离开第二挤出筒52。第二驱动机构58用于旋转容纳在第二挤出筒52内的螺旋螺杆。第二挤出筒52与第一挤出筒50隔离，从而它们的内容物不会彼此转移。在一些实施例中，第一挤出螺杆和第二挤出螺杆可以是螺旋形的，使得它们的旋转导致所述的第一挤出组分24和第二挤出组分26从模具22移出并朝向模具移动。在其他布置中，不需要使用第一挤出螺杆和第二挤出螺杆，并且可以采用能够破裂并成形然后从第一挤出筒50和第二挤出筒52中推挤或移除第一挤出组分24和第二挤出组分26的任何机构。例如，柱塞装置、重力进给装置、桨轮装置或齿轮泵形式的啮合齿轮可用于推动第一和第二挤出组分24、26通过挤出系统10。

还包括第三挤出机16，其具有第三挤出筒54，第三挤出筒具有由第三驱动机构60驱动的螺旋螺杆。存在第三料斗66，以允许将第三挤出组分28插入第三挤出筒54中。第三挤出组分28被破碎并在第三挤出筒54中形成，并且随后被向下游推至模具22。第二挤出机14和第三挤出机16可以以与关于第一挤出机12描述的元件相同的方式构造，并且不需要重复该信息。然而，可能的情况是，在其他实施例中，各个挤出机12、14、16不是以相同的方式构造并且具有不同的部件，并且彼此不同地布置，使得它们彼此不同。

将三个挤出组分24、26和28从它们各自的筒50、52、54推入模具22中。到模具22的路径可以全部相同，或者组分24、26、28中的一个或多个可以穿过诸如拱顶之类的元件，而组分24、26、28中的另一个或多个则不穿过这样的元件。在某些情况下，在模具22的下游侧可以存在辊，离开模具22的组分24、26、28沉积在该辊上。如果存在，则模具22可以或可以不与这种辊接合。模具22的作用是将挤出的组分24、26、28定尺寸和成形，并使它们彼此接合，或者使它们紧密靠近以使它们在离开模具22时接合。在一些实施例中，第一挤出组分24、第二挤出组分26或第三挤出组分28的一个或多个流不经过模具22，而是使其他组分24、26、28的一个或多个当它们将经过模具22以进行成形和/或定尺寸时布置在其上。

第一、第二和第三挤出组分24、26、28的组合流构成了胎面20，其离开模具22并被输送至输送机68并向下游移动以进行后续处理。可以使用图3中未示出的辊来将胎面20向下游拉至输送机68。替代地，输送机68的运动可以起到将胎面20向下游拉并远离模具22的作用。胎面20可以从输送机68向下游移动以进行后续处理。随后，胎面20可以被施加到胎体以形成轮胎，或者可以被加工成用于翻新过程的带。离开模具22的胎面20在接合输送机68或以其他方式从模具22中移出时可被视为成品。

布置三个挤出机12、14、16，使得它们相对于垂直方向40定向成水平面70而不是竖直平面。如图3的顶视图中所示，三个挤出筒50、52、54都是可见的，并且胎面20处彼此重新间隔开，并且不位于彼此之上。在某些实施例中，挤出筒50、52、54可以彼此接触，但是应该布置成使得它们位于地面18上方，并且未放置在地基凹坑42中以致挤出筒50、52、54中的一些在凹坑42的外面而其他完全或至少部分地位于地基凹坑42内。挤出筒50、52、54的水平放置使挤出组分24、26、28以九十度角进入模具22，否则它们会使挤出筒50、52、54相对于彼此竖直放置。挤出组分24、26、28在它们流过模具22时保持其相对彼此的位置，并且离开时保持该相对位置，使得第二挤出组分26在进入模具22之前和通过模具22以及离开模具22均在第一和第三挤出组分24、28之间。然而，在一些实施例中，模具22中的通道可以被成形为使得挤出组分24、26、28中的一些相对于彼此改变相对位置，使得例如一些或全部第一挤出组分24当离开模具22时在第二和第三挤出组分26、28的全部或一些之间。

离开模具22的胎面20从那里被传送，使得其相对于地面18成一定角度，因为胎面20的侧边缘直接面对地面18，并且胎面20的顶部和底部不直接面对地面18。图4示出了在胎面20已经离开模具22的过程中的某一时刻胎面20相对于地面18的取向。第一挤出组分24形成胎面20的第一层34，其是与轮胎的胎体接合的层，或者是当将胎面20结合到轮胎中时位于轮胎的底部/径向向内的位置的层。第三挤出组分28形成胎面20的第三层38，其是当轮胎在正常使用中时胎面20的初始地面接合表面。第二层36由第二挤出组分26制成，并且在第一和第三层34、38之间。纵向凹槽存在于胎面20中，并且延伸穿过第二和第三层36、38，并且终止于第一层34，但是不延伸穿过任何第一层34。可以想到，胎面20可以根据其他实施例不同地构造，使得可以存在任何数量的层，纵向凹槽可以延伸进入/穿过任何或所有层，并且使得这些层不需要都彼此平放放置，但在某些点上可以更厚或更薄，或者可以位于相邻层的其他位置之间。

在图4中，所有三个层34、36、48直接面对地面18，并且在其他实施例中可能是胎面20的所有层24、26、28在离开模具22时都直接面对地面18。如果物体在地面18和胎面20之间，则可以说三层34、36、38在垂直方向40上都距地面18相同的距离。在图4中，为了清楚起见，未示出挤出系统10的各个组件，并且所示的元件是胎面20和地面18，以示出制造过程中这点上这两个物体之间的关系。地面18将被定义为建筑车间的地板或其他水平表面，区别于地基凹坑42，地基凹坑是在垂直方向40上向地面18进入一定凹坑深度44的开口。再次参考图3，调节机构48在纵向方向上在模具22和输送机68之间的空间中接合胎面20。所示的调节机构48是辊，该辊推动第三层38的顶部并使胎面20绕其水平轴线旋转九十度，该水平轴线是纵向方向即胎面20从模具22行进出来的方向的轴线。调节机构48在其他实施例中不必是辊，而是可以是能够在离开模具22时将胎面20旋转九十度的任何种类的装置。在一些情况下，调节机构48不需要是单独的部件，而是可以附加地或替代地是输送机68或用于输送胎面20并改变其相对于地面18的定向的其他输送机构的凹口或定向。在其他实施例中，不需要调节机构48。在此，如果希望旋转胎面20，则可以调节从模具22到输送机68的距离以找到最佳配置，以允许胎面20旋转并以期望的方向放置在输送机68上。

当调节机构48是辊时，它可以是弹簧加载的，或者可以以其他方式向胎面20提供足够的力以使其相对于地面18旋转到图5所示的位置，该位置处于纵向方向上调节机构48之后的点并在输送机68上。在图5中，为了清楚起见，未示出输送机68和挤出系统10的其他组件，而是示出胎面20和地面18以示出其相对取向。转动胎面20，使得其底层，即第一层34，在垂直方向18上最接近地面18。第一层34可以直接面对地面18，或者如果组件在它和地面之间，例如输送机68，则第一层34在垂直方向40上比胎面20的任何其他层34、36更靠近地面18。当胎面20被结合到轮胎中时，作为轮胎的地面接合表面的第三层38是胎面20的在图5中的垂直方向40上离地面18最远的层。胎面20的旋转校正了由挤出机12、14、16的水平定向引起的后模具22的定向，使得胎面20在共挤出过程之后处于期望的定向。然而，可能的情况是，人们期望胎面20在其离开模具22的点处保持图3所示的取向，因此不包括或使用调节机构48，并且胎面20在挤出系统10下游的位置处以图4方向被利用。

图6示出了图3的挤出系统10的左侧视图，其中支撑结构46被示出为在垂直方向40上将挤出机12、14、16保持在地面18上方。可以看出，在图6中不存在地基凹坑42，并且第一、第二和第三挤出筒50、52、54的所有部分在垂直方向40上位于地面18上方。此外，驱动机构56、58、60的任何部分都不位于地面18的下方，并且在垂直方向40上都与地面18间隔一定距离。更进一步，料斗62、64、66或挤出组分24、26、28的任何部分在任何点都不在地面18下方，并且在垂直方向40上都与地面18间隔一定距离。挤出系统10被布置成使得存在的挤压机的所有组件，例如驱动机构、挤出筒、料斗和加工的挤出组分在垂直方向40上都在地面18上方一定距离。

水平面70延伸穿过三个挤出筒50、52、54的中心，使得水平面70可以延伸穿过三个挤出筒50、52、54中的挤出螺杆的轴线72、74、76。在这方面，三个挤出筒50、52和54可以描述为定向在水平面70中，并且实际上三个挤出机12、14、16可以描述为定向在水平面70中，因为它们每个都具有在公共水平面70内的组件。水平面70还延伸穿过三个驱动机构55、58、60，使得它们同样都位于公共水平面70内。水平面70在垂直方向40上与地面18间隔开一定距离，并且不位于地基凹坑42内。支撑结构46支撑挤出筒50、52、54，并且支撑结构46同样不位于地基凹坑42中。支撑结构46不必是单个结构，而可以是位于地面18上并支撑各挤出筒50、52、54并且可以彼此接合或可以不接合的多个结构。支撑结构46或其任何部分均可以不放置在地基凹坑42内。

为了位于同一水平面70中，不必一定是所有挤出筒50、52、54的挤出螺杆的所有轴线72、74、76都位于同一水平面70内。取而代之，简单的情况是，公共水平面70延伸穿过每个挤出筒50、52、54的至少一部分。水平面70可以延伸穿过第一挤出筒50的上部，但是错过第一挤出筒50的挤出螺杆轴线72，然后延伸穿过第二挤出筒52的挤出螺杆轴线74，然后穿过第三挤出筒54的下部，错过其挤出螺杆轴线76。在一些实施例中，挤出筒50、52或54中的至少两个共享公共水平面70，其穿过它们中的至少两个的一部分，而挤出系统10中的另一个挤出筒50、52或54在该公共水平面70上方或下方，因此它不延伸通过它们的任何部分，但是没有一个挤出筒50、52、54完全或甚至部分地位于地基凹坑42内。水平面70可以与地面18平行，并且在垂直方向40上与地面18间隔一定距离。挤出系统10的其他部分可以在或可以不在水平面70内，例如胎面20、模具22、输送机68、调节机构48或料斗62、64、66。

图7示出了挤出系统10的正视图，其中水平面70延伸穿过挤出筒50、52、54的螺旋螺杆的轴线72、74、76，驱动机构56、58、60，模具22，胎面20和挤出组分24、26、28。离开模具22，仅第一层34可见，但是一旦胎面20通过调节机构48旋转，所有三个层34、36、38都是可见的，在垂直方向40上第一层34现在在底部，第三层38在顶部。可以看出，胎面20的旋转是由调节机构48完成的，从而使其从其离开模具22的方向旋转90度，然后再将其放置在输送机68上。

尽管示出和描述为采用具有三个挤出筒50、52、54的三个挤出机12、14、16，但是应当理解，挤出系统10可以包括具有挤出筒的任何数量的挤出机，只要它们在数量上是两个或更多，以形成共挤工艺。将挤出筒50、52、54定向到共同的水平面70中，消除了对地基凹坑42以及用于支撑挤出机12、14、16的大的支撑结构46的需要。在挤出机12、14、16处于地面的情况下，向各料斗62、64、66供应挤出组分24、26、28变得容易得多，并且对于每个挤出机12、14、16是共同的。工具的装载更符合人体工程学，并且由于减少了或消除了操作员工作区域上方的产品路径，因此可以提高安全性。

虽然已经结合某些优选实施例描述了本发明，但是应当理解的是，借助于本发明所涵盖的主题并不限于那些具体实施例。相反，其旨在使本发明的主题包含所附权利要求的精神和范围内可包含的所有替代方案、修改和等同物。