ПЕРЕДАТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕНОСА КОМПОНЕНТА ШИНЫ
TRANSMISSION APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFER OF TIRE COMPONENT

Область и уровень техники
Изобретение относится к передаточному устройству и способу переноса компонента шины.
В патенте США № 4411724 А раскрыто устройство для сращивания участков слоя корда. Устройство выполнено с первым удерживающим элементом, который образован первым электромагнитом, проходящим в продольном направлении первого конвейера и в первом конвейере, и вторым удерживающим элементом, который образован вторым электромагнитом, проходящим в продольном направлении второго конвейера и во втором конвейере. Электромагнит во втором конвейере имеет магнитную силу, превышающую магнитную силу электромагнита в первом конвейере в такой степени, что участки слоя корда могут переноситься с первого конвейера на второй конвейер. Передаточное средство образовано частями первого и второго электромагнитов, которые перекрываются друг с другом.
Несмотря на то, что разность магнитных сил между электромагнитами обеспечивает возможность переноса с первого конвейера на второй конвейер, сами электромагниты остаются сильно притянутыми друг к другу под действием магнитных сил. Следовательно, при необходимости отделения конвейеров друг от друга, например, для перемещения перенесенных участков слоя корда в другое место в устройстве, магнитная сила может противодействовать указанному перемещению. Именно поэтому в патенте США № 4411724 А представлены сложные и дорогие электромагниты для переноса участков слоя корда, так что один из указанных электромагнитов может быть выключен для обеспечения возможности его отделения от другого электромагнита.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить передаточное устройство и способ переноса компонента шины, в которых сложность и/или стоимость передаточного устройства могут быть уменьшены.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту изобретения предложено передаточное устройство для переноса по меньшей мере частично ферромагнитного компонента шины, при этом передаточное устройство содержит первый передаточный элемент и второй передаточный элемент, которые выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга в первое положение при переносе, в котором они находятся с противоположных сторон первой плоскости переноса, при этом первый передаточный элемент содержит множество первых источников магнитного поля, которые образуют первую совокупность источников магнитного поля для удерживания компонента шины относительно первого передаточного элемента посредством первой силы магнитного притяжения, при этом второй передаточный элемент содержит множество вторых источников магнитного поля, которые образуют вторую совокупность источников магнитного поля для удерживания компонента шины относительно второго передаточного элемента посредством второй силы магнитного притяжения, при этом в первом положении при переносе вторая сила магнитного притяжения в первой плоскости переноса превышает первую силу магнитного притяжения в первой плоскости переноса для переноса компонента шины с первого передаточного элемента на второй передаточный элемент, при этом в первом положении при переносе вторая совокупность источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности источников магнитного поля.
Вследствие смещения сила магнитного притяжения между первым передаточным элементом и вторым передаточным элементом может быть значительно уменьшена, посредством чего обеспечивается возможность легкого разделения передаточных элементов после переноса при отсутствии необходимости в дополнительных средствах разделения или регулирования сил магнитного притяжения.
В предпочтительном варианте осуществления первый передаточный элемент и второй передаточный элемент выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга из положения перед переносом, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой первое расстояние между ними, в первое положение при переносе, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой второе расстояние между ними, которое меньше первого расстояния между ними, и из первого положения при переносе в положение после переноса, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой третье расстояние между ними, которое больше второго расстояния между ними, при этом вторая совокупность источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности источников магнитного поля в положении перед переносом, первом положении при переносе, положении после переноса и между данными положениями. Следовательно, сила магнитного притяжения между передаточными элементами может быть значительно уменьшена во время сближения передаточных элементов при их перемещении из положения перед переносом к первому положению при переносе, а также во время удаления передаточных элементов друг от друга при их перемещении из первого положения при переносе в положение после переноса.
В дополнительном варианте осуществления в первом положении при переносе вторая совокупность источников магнитного поля смещена относительно первой совокупности источников магнитного поля на первый угол смещения относительно первой оси смещения, нормальной к первой плоскости переноса. Обеспечение смещения вокруг указанной первой оси смещения может представлять собой простой, но при этом эффективный способ смещения друг от друга магнитных полей в соответствующих совокупностях.
В варианте осуществления первый угол смещения выбран в диапазоне от десяти до восьмидесяти градусов, предпочтительно в диапазоне от двадцати до семидесяти градусов и наиболее предпочтительно в диапазоне от тридцати до шестидесяти градусов. В пределах указанного диапазона сила магнитного притяжения между передаточными элементами может быть значительно уменьшена.
В дополнительном варианте осуществления первые источники магнитного поля расположены в первой совокупности источников магнитного поля в одном или более рядах, параллельных первому направлению структуры.
В варианте осуществления первые источники магнитного поля расположены в первой совокупности источников магнитного поля в одном или более столбцах, параллельных второму направлению структуры, поперечному или перпендикулярному к первому направлению структуры.
В дополнительном варианте осуществления вторые источники магнитного поля расположены во второй совокупности источников магнитного поля в одном или более рядах, параллельных третьему направлению структуры.
В варианте осуществления вторые источники магнитного поля расположены во второй совокупности источников магнитного поля в одном или более столбцах, параллельных четвертому направлению структуры, поперечному или перпендикулярному к третьему направлению структуры.
Следовательно, источники магнитного поля могут быть предусмотрены с заданной структурой/схемой расположения для обеспечения возможности лучшего регулирования смещения и его воздействия на силу магнитного притяжения между передаточными элементами.
Первое направление структуры предпочтительно отличается от третьего направления структуры. Следовательно, по меньшей мере, некоторые из первых источников магнитного поля в рядах, проходящих в указанном первом направлении структуры, могут быть смещены относительно, по меньшей мере, некоторых из вторых источников магнитного поля в рядах, проходящих в третьем направлении структуры.
Второе направление структуры предпочтительно отличается от четвертого направления структуры. Следовательно, по меньшей мере, некоторые из первых источников магнитного поля в рядах, проходящих в указанном втором направлении структуры, могут быть смещены относительно, по меньшей мере, некоторых из вторых источников магнитного поля в рядах, проходящих в четвертом направлении структуры.
Первые источники магнитного поля в каждом ряду из первой совокупности источников магнитного поля предпочтительно равномерно распределены в первом направлении структуры с первым шагом.
Первые источники магнитного поля в каждом столбце из первой совокупности источников магнитного поля предпочтительно равномерно распределены во втором направлении структуры со вторым шагом.
Вторые источники магнитного поля в каждом ряду из второй совокупности источников магнитного поля предпочтительно равномерно распределены в третьем направлении структуры с третьим шагом.
Вторые источники магнитного поля в каждом столбце из второй совокупности источников магнитного поля предпочтительно равномерно распределены в четвертом направлении структуры с четвертым шагом.
При выполнении источников магнитного поля с заданным шагом смещение и его воздействие на силу магнитного притяжения между передаточными элементами можно регулировать более точно.
В одном варианте осуществления первый шаг и третий шаг не равны.
В другом варианте осуществления второй шаг и четвертый шаг не равны.
Неравный шаг может обеспечить смещение, по меньшей мере, некоторых из первых источников магнитного поля относительно вторых источников магнитного поля.
В альтернативном варианте первые источники магнитного поля расположены в первой совокупности источников магнитного поля в соответствии с первым случайным расположением. Вторые источники магнитного поля предпочтительно расположены во второй совокупности источников магнитного поля в соответствии со вторым случайным расположением, отличающимся от первого случайного расположения. Было обнаружено, что разные случайные схемы расположения могут также обеспечить значительное уменьшение силы магнитного притяжения между передаточными элементами.
В дополнительном варианте осуществления множество первых источников магнитного поля содержит первую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости переноса северным магнитным полюсом, и вторую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости переноса южным магнитным полюсом. При обеспечении разных полюсов, по меньшей мере, некоторые из первых источников магнитного поля могут отталкивать вторые источники магнитного поля такой же полярности.
В варианте осуществления множество вторых источников магнитного поля содержит первую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости переноса северным магнитным полюсом, и вторую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости переноса южным магнитным полюсом. При обеспечении разных полюсов, по меньшей мере, некоторые из вторых источников магнитного поля могут отталкивать первые источники магнитного поля такой же полярности.
В дополнительном варианте осуществления магниты из первой группы чередуются с магнитами из второй группы в пределах соответствующей одной из совокупностей источников магнитного поля. Чередование обеспечивает получение совокупности, по меньшей мере частично, отталкивающихся магнитов.
Первое расстояние между передаточными элементами и третье расстояние между передаточными элементами предпочтительно составляют, по меньшей мере, пять миллиметров и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, десять миллиметров. Следовательно, смещение между соответствующими совокупностями обеспечивается в пределах указанного диапазона минимальных расстояний между передаточными элементами.
В варианте осуществления передаточное устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один приводной элемент для приведения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента в относительное движение между положением перед переносом, первым положением при переносе и положением после переноса.
В варианте осуществления передаточное устройство дополнительно содержит блок управления, который выполнен с возможностью управления данным, по меньшей мере, одним приводным элементом для приведения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента в относительное движение между положением перед переносом, первым положением при переносе и положением после переноса.
Первые источники магнитного поля, вторые источники магнитного поля или как первые, так и вторые источники магнитного поля предпочтительно представляют собой постоянные магниты. Постоянные магниты являются менее дорогими и менее сложными, чем управляемые электромагниты.
В варианте осуществления передаточное устройство дополнительно содержит третий передаточный элемент, при этом второй передаточный элемент и третий передаточный элемент выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга во второе положение при переносе, в котором они находятся с противоположных сторон второй плоскости переноса, при этом третий передаточный элемент содержит множество третьих источников магнитного поля, которые образуют третью совокупность источников магнитного поля для удерживания компонента шины относительно третьего передаточного элемента посредством третьей силы магнитного притяжения, при этом во втором положении при переносе третья сила магнитного притяжения во второй плоскости переноса превышает вторую силу магнитного притяжения во второй плоскости переноса для переноса компонента шины со второго передаточного элемента на третий передаточный элемент, при этом во втором положении при переносе третья совокупность источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно второй совокупности источников магнитного поля. Третий передаточный элемент может взаимодействовать со вторым передаточным элементом по существу таким же образом, как второй передаточный элемент с первым передаточным элементом, и может быть использован для переноса компонента шины дальше. В предпочтительном варианте осуществления во втором положении при переносе третья совокупность источников магнитного поля смещена относительно второй совокупности источников магнитного поля на второй угол смещения относительно второй оси смещения, нормальной ко второй плоскости переноса.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления второй угол смещения выбран в диапазоне от десяти до восьмидесяти градусов, предпочтительно в диапазоне от двадцати до семидесяти градусов и наиболее предпочтительно в диапазоне от тридцати до шестидесяти градусов.
В дополнительном варианте осуществления передаточное устройство дополнительно содержит четвертый передаточный элемент или дополнительные передаточные элементы, которые вместе с первым передаточным элементом, вторым передаточным элементом и третьим передаточным элементом образуют ряд передаточных элементов для последовательного переноса компонента шины между последовательными или следующими друг за другом парами из подающего передаточного элемента и принимающего передаточного элемента в пределах данного ряда в соответствующих плоскостях переноса, при этом каждый из четвертого передаточного элемента или дополнительных передаточных элементов содержит множество дополнительных магнитов, которые образуют дополнительную совокупность магнитов для удерживания компонента шины относительно данного одного из четвертого передаточного элемента или дополнительных передаточных элементов посредством дополнительной силы магнитного притяжения, при этом для каждой последовательной или следующей пары передаточных элементов сила магнитного притяжения, создаваемая принимающим передаточным элементом, превышает силу магнитного притяжения, создаваемую подающим передаточным элементом, в соответствующей плоскости переноса для переноса компонента шины с подающего передаточного элемента на принимающий передаточный элемент, при этом для каждой последовательной или следующей пары совокупность источников магнитного поля в принимающем передаточном элементе, по меньшей мере частично, смещена относительно совокупности источников магнитного поля в подающем передаточном элементе. Четвертый передаточный элемент может взаимодействовать с третьим передаточным элементом по существу таким же образом, как второй передаточный элемент с первым передаточным элементом, и может быть использован для переноса компонента шины дальше.
В варианте осуществления для каждой пары последовательных или следующих друг за другом, передаточных элементов совокупность источников магнитного поля в каждом принимающем передаточном элементе смещена относительно совокупности источников магнитного поля в подающем элементе на угол смещения относительно соответствующей оси смещения, нормальной к соответствующей плоскости переноса. Следовательно, для каждой пары может быть предусмотрен угол смещения, который обеспечивает возможность легкого разделения передаточных элементов в указанной паре.
Угол смещения для каждой пары предпочтительно составляет, по меньшей мере, десять градусов и предпочтительно, по меньшей мере, пятнадцать градусов. Было обнаружено, что при указанном минимальном угле смещения сила магнитного притяжения между передаточными элементами может быть значительно уменьшена.
Более предпочтительно, если угол смещения для каждой пары равен девяноста градусам, деленным на число передаточных элементов в данном ряде. Следовательно, при минимальном угле, составляющем десять градусов, в ряде может быть использовано максимум восемь пар передаточных элементов.
В дополнительном варианте осуществления последний передаточный элемент в ряде передаточных элементов представляет собой первый передаточный элемент из того же ряда передаточных элементов. Таким образом, первый передаточный элемент может иметь множество функций в передаточном устройстве.
В другом варианте осуществления сила магнитного притяжения, создаваемая одной из совокупностей источников магнитного поля, является регулируемой. Это позволяет уменьшить силу магнитного притяжения, создаваемую указанной одной совокупностью магнитов. Возможность регулирования может быть обеспечена, например, посредством размещения одного или более электромагнитов в соответствующей совокупности магнитов. Регулирование указанных электромагнитов может осуществляться в диапазоне от максимальной силы магнитного притяжения до нулевой силы магнитного притяжения. Использование одного или более электромагнитов может также обеспечить уменьшение тенденции компонента шины «перепрыгивать» с одного передаточного элемента на другой передаточный элемент перед достижением соответствующего положения при переносе.
В варианте осуществления один из передаточных элементов содержит передаточную основную часть и механизм расфиксации, который выполнен с возможностью обеспечения перемещения соответствующей совокупности источников магнитного поля относительно указанной передаточной основной части от плоскости переноса. Указанный механизм расфиксации может обеспечить механическое отделение совокупности источников магнитного поля, посредством чего уменьшается напряженность создаваемого ею, магнитного поля в плоскости переноса.
Согласно второму аспекту изобретения предложен способ переноса по меньшей мере частично ферромагнитного компонента шины посредством использования передаточного устройства согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления, при этом способ включает этапы:
удерживания компонента шины относительно первого передаточного элемента посредством первой силы магнитного притяжения;
перемещения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента друг относительно друга в первое положение при переносе, в котором они находятся с противоположных сторон первой плоскости переноса;
удерживания компонента шины относительно второго передаточного элемента посредством второй силы магнитного притяжения, при этом в первом положении при переносе вторая сила магнитного притяжения в первой плоскости переноса превышает первую силу магнитного притяжения в первой плоскости переноса; и
переноса компонента шины с первого передаточного элемента на второй передаточный элемент;
при этом в первом положении при переносе вторая совокупность источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности источников магнитного поля.
Этот способ относится к реализации передаточного устройства и поэтому имеет такие же технические преимущества, как вышеупомянутое передаточное устройство и варианты его осуществления.
В предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает этапы:
перемещения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента друг относительно друга из положения перед переносом, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой первое расстояние между ними;
перемещения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента друг относительно друга из положения перед переносом в первое положение при переносе, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой второе расстояние между ними, которое меньше первого расстояния между ними; и
перемещения первого передаточного элемента и второго передаточного элемента друг относительно друга из первого положения при переносе в положение после переноса, в котором первый передаточный элемент и второй передаточный элемент расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости переноса, представляющем собой третье расстояние между ними, которое больше второго расстояния между ними,
при этом вторая совокупность источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности источников магнитного поля в положении перед переносом, первом положении при переносе, положении после переноса и между данными положениями.
Различные аспекты и признаки, описанные и показанные в описании, могут быть применены по отдельности во всех случаях, где это возможно. Эти отдельные аспекты, в частности, аспекты и признаки, описанные в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть сделаны предметом выделенных патентных заявок.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет разъяснено на основе иллюстративного варианта осуществления, показанного на приложенных схематических чертежах, на которых:
фиг.1 показывает изометрическое изображение передаточного устройства для переноса компонента шины, которое содержит первый передаточный элемент, второй передаточный элемент и третий передаточный элемент согласно первому иллюстративному варианту осуществления изобретения;
фиг.2, 3 и 4 показывают виды спереди первого передаточного элемента и второго передаточного элемента во время иллюстративных этапов способа переноса компонента шины;
фиг.5 показывает вид снизу первого передаточного элемента по линии V-V с фиг.2;
фиг.6 показывает вид сверху второго передаточного элемента по линии VI-VI с фиг.2;
фиг.7 показывает вид сверху альтернативного второго передаточного элемента согласно второму иллюстративному варианту осуществления изобретения;
фиг.8 показывает наложение вида снизу первого передаточного элемента на вид снизу второго передаточного элемента по линии VIII-VIII с фиг.3;
фиг.9 показывает альтернативное наложение вида снизу первого передаточного элемента согласно фиг.5 на вид сверху альтернативного второго передаточного элемента с фиг.7;
фиг.10А-10I показывают схематические виды спереди первого передаточного элемента, второго передаточного элемента и третьего передаточного элемента с фиг.1 во время иллюстративных этапов способа переноса компонента шины; и
фиг.11, 12 и 13 показывают возможную конфигурацию соответственно первого передаточного элемента, второго передаточного элемента и третьего передаточного элемента во время этапов способа с фиг.10А-10I; и
фиг.14А и 14В показывают первый передаточный элемент и второй передаточный элемент во время этапов альтернативного способа для освобождения компонента шины.
Подробное описание изобретения
Фиг.1 показывает передаточное устройство для переноса, по меньшей мере частично, ферромагнитного компонента 9 шины согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения. Компонент 9 шины, как правило, содержит эластомерную основную часть с заделанными ферромагнитными, металлическими или стальными армирующими кордами.
Передаточное устройство содержит первый передаточный элемент 1, второй передаточный элемент 2 и третий передаточный элемент 3. Первый передаточный элемент 1 прикреплен к концу первого приводного элемента 71, в данном примере - манипуляционного робота или роботизированной руки. По существу, первый передаточный элемент 1 можно рассматривать как захват на конце манипуляционного робота 71. В этом иллюстративном варианте осуществления форма или контур первого передаточного элемента 1 адаптирована/адаптирован для обеспечения соответствия или по существу соответствия форме компонента 9 шины, представляющей собой форму параллелограмма. Второй передаточный элемент 2 соединен со вторым приводным элементом 72 с возможностью его поворота вокруг оси Т поворотного стола. По существу, второй передаточный элемент 2 можно рассматривать как поворотный стол для поворота или переворачивания компонента 9 шины. Третий передаточный элемент 3 расположен непосредственно под бесконечной лентой ленточного конвейера 33. По существу, третий передаточный элемент 3 можно рассматривать как функциональный компонент указанного ленточного конвейера 33.
Тем не менее, для специалиста в данной области техники будет очевидным, что передаточные элементы 1, 2, 3 могут быть использованы в различных альтернативных применениях, в которых, по меньшей мере частично, ферромагнитный компонент 9 шины требует переноса с одного передаточного элемента на другой передаточный элемент. В дальнейшем описание относится к перемещению/переносу/передаче, по меньшей мере частично, ферромагнитного компонента 9 шины между базовыми передаточными элементами 1, 2, 3, не ограниченными применением, показанным на иллюстративных чертежах.
Как показано на фиг.1, первое передаточное устройство 1 содержит первую передаточную основную часть 10 и множество первых источников 11 магнитного поля, установленных в или прикрепленных к указанной первой передаточной основной части 10 для образования первой матрицы или совокупности 12 источников магнитного поля для удерживания компонента 9 шины относительно первой передаточной основной части 10 первого передаточного элемента 1 посредством первой силы F1 магнитного притяжения. Второе передаточное устройство 2 содержит вторую передаточную основную часть 20 и множество вторых источников 21 магнитного поля, установленных в или прикрепленных к указанной второй передаточной основной части 20 для образования второй матрицы или совокупности 22 источников магнитного поля для удерживания компонента 9 шины относительно второй передаточной основной части 20 второго передаточного элемента 2 посредством второй силы F2 магнитного притяжения. Третье передаточное устройство 3 содержит третью передаточную основную часть 30 и множество третьих источников 31 магнитного поля, установленных в или прикрепленных к указанной третьей передаточной основной части 30 для образования третьей матрицы или совокупности 32 магнитов для удерживания компонента 9 шины относительно третьей передаточной основной части 30 третьего передаточного элемента 3 посредством третьей силы F3 магнитного притяжения. Первые источники 11 магнитного поля, вторые источники 21 магнитного поля и/или третьи источники 31 магнитного поля могут представлять собой отдельные магниты или интегрированные магнитные элементы, которые генерируют отдельные магнитные поля.
Фиг.2-4 показывают этапы способа переноса компонента 9 шины с первого передаточного элемента 1 на второй передаточный элемент 2.
Фиг.2 показывает, что первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 перемещены друг относительно друга в положение перед переносом, в котором первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости Р1 переноса. В указанном положении перед переносом первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 расположены на первом расстоянии Z1 между ними.
Фиг.3 показывает, что первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 после этого перемещены друг относительно друга из положения перед переносом, показанного на фиг.2, в первое положение при переносе, в котором первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости Р1 переноса, представляющем собой второе расстояние Z2 между ними, которое меньше первого расстояния Z1 между ними. В частности, второе расстояние Z2 между ними выбрано по существу равным толщине компонента 9 шины, так что как первый передаточный элемент 1, так и второй передаточный элемент 2 могут быть расположены в плотном контакте с компонентом 9 шины с противоположных сторон первой плоскости Р1 переноса. Следовательно, компонент 9 шины может быть перемещен с первого передаточного элемента 1 на второй передаточный элемент 2 без отпускания указанного компонента 9 шины. В этом иллюстративном варианте осуществления первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 перемещены друг относительно друга посредством перемещения первого передаточного элемента 1 по направлению ко второму передаточному элементу 2 посредством использования первого приводного элемента 71. Первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 и второй передаточный элемент 2 выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга предпочтительно в направлении, нормальном и/или перпендикулярном к первой плоскости Р1 переноса.
Фиг.4 показывает, что первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 впоследствии перемещены друг относительно друга из первого положения при переносе, показанного на фиг.3, в положение после переноса, в котором первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 расположены на расстоянии друг от друга с противоположных сторон первой плоскости Р1 переноса, представляющем собой третье расстояние Z3 между ними, которое больше второго расстояния Z2 между ними.
Вторая сила F2 магнитного притяжения больше первой силы F1 магнитного притяжения для гарантирования того, что компонент 9 шины будет действительно перенесен с первого передаточного элемента 1 на второй передаточный элемент 2 при перемещении первого передаточного элемента 1 и второго передаточного элемента 2 из первого положения при переносе в положение после переноса.
Когда первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 расположены в первом положении при переносе с противоположных сторон первой плоскости Р1 переноса, как показано на фиг.3, первая совокупность 12 источников магнитного поля в первом передаточном элементе 1 может магнитно притягиваться ко второй совокупности 22 источников магнитного поля во втором передаточном элементе 2. Это магнитное притяжение между соответствующими передаточными элементами 1, 2 потенциально может противодействовать относительному перемещению указанных передаточных элементов 1, 2 друг от друга. Следовательно, для уменьшения и/или предотвращения магнитного притяжения между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 в первом положении при переносе, вторая совокупность 22 источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности 12 источников магнитного поля. «Частично смещена» в контексте настоящего изобретения означает, что, по меньшей мере, некоторые из первых источников 11 магнитного поля в первой совокупности 12 источников магнитного поля не выровнены и/или смещены - например, посредством поворота, поступательного перемещения или изменения шага - относительно некоторых из вторых источников 21 магнитного поля во второй совокупности 22 источников магнитного поля. Следовательно, в то время как первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 могут по отдельности магнитно притягивать компонент 9 шины соответственно с первой силой F1 магнитного притяжения и второй силой F2 магнитного притяжения, магнитное притяжение между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 может сохраняться минимальным. Таким образом, потребуется меньшее усилие для разделения первого передаточного элемента 1 и второго передаточного элемента 2.
Вторая совокупность 22 источников магнитного поля предпочтительно, по меньшей мере частично, смещена относительно первой совокупности 12 источников магнитного поля в положении перед переносом, первом положении при переносе, положении после переноса и между данными положениями. Следовательно, как во время взаимного сближения, так и во время разделения первого передаточного элемента 1 и второго передаточного элемента 2 магнитное притяжение между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 может сохраняться минимальным. Это предотвращает негативное влияние магнитного притяжения на точность позиционирования первого передаточного элемента 1 относительно второго передаточного элемента 2.
В положении перед переносом по фиг.2 и положении после переноса по фиг.4 первое расстояние Z1 и третье расстояние Z3 между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 составляет, по меньшей мере, пять миллиметров и более предпочтительно, по меньшей мере, десять миллиметров. При перемещении первого передаточного элемента 1 и второго передаточного элемента 2 друг от друга по направлению к верхнему концу указанного интервала сила магнитного притяжения между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 будет ничтожно малой. Предпочтительно удерживать первую совокупность 12 источников магнитного поля и вторую совокупность 22 источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещенными друг от друга, когда первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 находятся в пределах указанного интервала.
Фиг.5 показывает пример возможной конфигурации первой совокупности 12 источников магнитного поля. Первые источники 11 магнитного поля из указанной первой совокупности 12 источников магнитного поля расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в первом направлении D1 структуры и втором направлении D2 структуры. Первые источники 11 магнитного поля в каждом ряду предпочтительно равномерно распределены в первом направлении D1 структуры с первым шагом Х1. Первые источники 11 магнитного поля в каждом столбце предпочтительно также равномерно распределены во втором направлении D2 структуры со вторым шагом X2. «Шаг» в контексте настоящего изобретения означает межцентровое расстояние или расстояние между центрами двух непосредственно соседних друг с другом, первых источников 11 магнитного поля в соответствующем ряду или столбце из первой совокупности 12 источников магнитного поля. В этом иллюстративном варианте осуществления множество первых источников 11 магнитного поля содержит первую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости Р1 переноса северным магнитным полюсом N, и вторую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости Р1 переноса южным магнитным полюсом S. Магниты из первой группы предпочтительно чередуются с магнитами из второй группы.
Фиг.6 показывает пример возможной конфигурации второй совокупности 22 источников магнитного поля. Вторые источники 21 магнитного поля из указанной второй совокупности 22 источников магнитного поля расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в третьем направлении D3 структуры и четвертом направлении D4 структуры. Вторые источники 21 магнитного поля в каждом ряду предпочтительно равномерно распределены в третьем направлении D3 структуры с третьим шагом Х3. Вторые источники 12 магнитного поля в каждом столбце предпочтительно также равномерно распределены в четвертом направлении D4 структуры с четвертым шагом X4. «Шаг» в контексте настоящего изобретения означает межцентровое расстояние или расстояние между центрами двух непосредственно соседних друг с другом, вторых источников 21 магнитного поля в соответствующем ряду или столбце из второй совокупности 22 источников магнитного поля. В этом иллюстративном варианте осуществления множество вторых источников 21 магнитного поля содержит первую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости Р1 переноса северным магнитным полюсом N, и вторую группу магнитов, которые обращены к первой плоскости Р1 переноса южным магнитным полюсом S. Магниты из первой группы предпочтительно чередуются с магнитами из второй группы.
Фиг.7 показывает пример возможной альтернативной конфигурации второй совокупности 122 источников магнитного поля в альтернативном втором передаточном элементе 102. В указанной второй совокупности 121 источников магнитного поля вторые источники 122 магнитного поля также расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в третьем направлении D3 структуры и четвертом направлении D4 структуры. Вторые источники 121 магнитного поля в каждом ряду равномерно распределены в третьем направлении D3 структуры с альтернативным третьим шагом Х3, который меньше первого шага Х1. Вторые источники 121 магнитного поля в каждом столбце также равномерно распределены в четвертом направлении D4 структуры с альтернативным четвертым шагом X4, который меньше второго шага Х2. Третий шаг Х3 и четвертый шаг Х4 предпочтительно, по меньшей мере, в два раза меньше соответственно первого шага Х1 и второго шага Х2.
Фиг.8 показывает «наложение» первого передаточного элемента 1 согласно фиг.5 на второй передаточный элемент 2 согласно фиг.6 в первом положении при переносе по фиг.3. Фиг.8 четко показывает, что вторая совокупность 22 источников магнитного поля смещена относительно первой совокупности 12 источников магнитного поля посредством поворота указанной второй совокупности 22 источников магнитного поля относительно первой совокупности 12 источников магнитного поля на первый угол А1 смещения вокруг первой оси R1 смещения, нормальной и/или перпендикулярной к первой плоскости Р1 переноса. Следовательно, третье направление D3 структуры смещено относительно первого направления D1 структуры на первый угол А1 смещения, и четвертое направление D4 структуры смещено относительно второго направления D2 структуры на первый угол А1 смещения. В данном примере первый угол А1 смещения составляет приблизительно сорок пять (45) градусов. Как четко показано на фиг.8, первый угол А1 смещения вызывает смещение первой совокупности 12 источников магнитного поля и второй совокупности 22 источников магнитного поля друг относительно друга так, что многие из первых источников 11 магнитного поля не будут выровнены относительно вторых источников 21 магнитного поля и/или будут только частично перекрываться вторыми источниками 21 магнитного поля. Это уменьшает магнитное притяжение между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 до минимума.
Было обнаружено, что первый угол А1 смещения в диапазоне от десяти (10) до восьмидесяти (80) градусов также может обеспечить значительное уменьшение магнитного притяжения между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2.
Фиг.9 показывает «наложение» первого передаточного элемента 1 согласно фиг.5 на альтернативный второй передаточный элемент 102 согласно фиг.7 в первом положении при переносе по фиг.3. Фиг.9 четко показывает, что вторая совокупность 122 источников магнитного поля смещена относительно первой совокупности 12 источников магнитного поля за счет несовпадения первого шага Х1 и второго шага Х2 соответственно с третьим шагом Х3 и четвертым шагом Х4. В частности, на значительной части зоны наложения один из первых источников 11 магнитного поля перекрывает четыре из вторых источников 121 магнитного поля. Из указанных четырех вторых источников 121 магнитного поля, по меньшей мере, два имеют полярность, идентичную полярности расположенного напротив, первого источника 11 магнитного поля, посредством чего обеспечивается, по меньшей мере, частичное отталкивание указанного соответствующего первого источника 11 магнитного поля. Следовательно, магнитное притяжение между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2 может быть значительно уменьшено и потенциально может быть уменьшено до нуля.
Фиг.10А-10I показывают этапы более сложного способа переноса компонента 9 шины с первого передаточного элемента 1 на второй передаточный элемент 2, со второго передаточного элемента 2 на третий передаточный элемент 3 и с третьего передаточного элемента 3 на четвертый передаточный элемент 4 или снова на первый передаточный элемент 1.
Этапы, показанные на фиг.10А-10С, соответствуют этапам переноса/передачи компонента 9 шины между первым передаточным элементом 1 и вторым передаточным элементом 2, показанным на фиг.2-4. Фиг.10D показывает ситуацию, в которой второй приводной элемент 32 был приведен в действие для поворота и/или переворачивания первого передаточного элемента 1 и компонента 9 шины, принятого на нем, вокруг оси Т поворотного стола из первой плоскости Р1 переноса по направлению ко второй плоскости Р2 переноса в зоне третьего передаточного элемента 3. Во время переворачивания вторая совокупность 22 источников магнитного поля во втором передаточном элементе 2 обеспечивает удерживание компонента 9 шины относительно второго передаточного элемента 2, даже когда передаточный элемент 2 перевернут вверх дном относительно ориентации, показанной на фиг.10С.
Фиг.10Е показывает ситуацию, в которой второй передаточный элемент 2 полностью повернут в положение напротив третьего передаточного элемента 3 относительно второй плоскости Р2 переноса. Это называют вторым положением при переносе, в котором второй передаточный элемент 2 и третий передаточный элемент 3 перемещены друг относительно друга в соответствующие положения с противоположных сторон второй плоскости Р2 переноса. Несмотря на то, что приближение второго передаточного элемента 2 к третьему передаточному элементу 3 является результатом поворота вокруг оси Т поворотного стола, следует отметить, что самую последнюю часть указанного поворота, означающую последние несколько градусов поворота и/или последние пять - десять миллиметров до его конечного положения, можно рассматривать как по существу прямолинейное приближение. Следовательно, второй передаточный элемент 2 и третий передаточный элемент 3 перемещаются, проходя через положение перед переносом, второе положение при переносе и положение после переноса по существу так же, как первый передаточный элемент 1 и второй передаточный элемент 2 по отношению к первому положению при переносе.
На фиг.10Е третья сила F3 магнитного притяжения превышает вторую силу F2 магнитного притяжения для гарантирования того, что компонент 9 шины будет фактически перенесен со второго передаточного элемента 2 на третий передаточный элемент 3, когда второй передаточный элемент 2 и третий передаточный элемент 3 перемещаются из второго положения при переносе в положение после переноса.
Фиг.10F показывает ситуацию, в которой второй передаточный элемент 2 перемещен из второго положения при переносе в положение после переноса от третьего передаточного элемента 3, при этом компонент 9 шины остается на бесконечной ленте ленточного конвейера 33 рядом с указанным третьим передаточным элементом 3.
Фиг.10F и 10G показывают, как четвертый передаточный элемент 4, который в данном примере фактически представляет собой первый передаточный элемент 1, размещен для захвата перевернутого компонента 9 шины с бесконечной ленты ленточного конвейера 33 рядом с третьим передаточным элементом 3. Фиг.10G, 10H и 10I по существу соответствуют соответственно фиг.10А, 10В и 10С, но при второй плоскости Р2 переноса и при переносе компонента 9 шины, происходящем между третьим передаточным элементом 3 и четвертым передаточным элементом 4.
Во втором положении при переносе третья совокупность 32 источников магнитного поля, по меньшей мере частично, смещена относительно второй совокупности 22 источников магнитного поля. В этом иллюстративном варианте осуществления смещение между третьей совокупностью 32 источников магнитного поля и второй совокупностью 22 источников магнитного поля представляет собой поворотное смещение третьей совокупности 32 источников магнитного поля относительно второй совокупности 22 источников магнитного поля на второй угол А2 смещения вокруг второй оси R2 смещения, которая проходит по нормали и/или перпендикулярно ко второй плоскости Р2 переноса. Как и в предыдущем случае, смещение может представлять собой невыровненное положение или смещение третьих источников 31 магнитного поля относительно вторых источников 21 магнитного поля, например, посредством поворота, поступательного перемещения или изменения шага.
Фиг.11, 12 и 13 показывают три возможные конфигурации первой совокупности 212 источников магнитного поля, второй совокупности 222 источников магнитного поля и третьей совокупности 232 источников магнитного поля. Как показано на фиг.11, первые источники 211 магнитного поля расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в первом направлении D1 структуры и втором направлении D2 структуры. Как показано на фиг.12, вторые источники 221 магнитного поля расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в третьем направлении D3 структуры и четвертом направлении D4 структуры, которые смещены относительно соответственно первого направления D1 структуры и второго направления D2 структуры на первый угол А1 смещения вокруг первой оси R1 смещения. Как показано на фиг.13, третьи источники 231 магнитного поля расположены во взаимно параллельных рядах и столбцах, проходящих соответственно в пятом направлении D5 структуры и шестом направлении D6 структуры, которые смещены относительно соответственно первого направления D1 структуры и второго направления D2 структуры на второй угол А2 смещения вокруг второй оси R2 смещения.
Первый угол А1 смещения и второй угол А2 смещения предпочтительно равны. В данном иллюстративном варианте осуществления как первый угол А1 смещения, так и второй угол А2 смещения составляют приблизительно тридцать (30) градусов. Углы А1, А2 смещения предпочтительно выбраны так, что каждая совокупность 212, 222, 232 магнитов не будет совпадать с другими совокупностями 212, 222, 232 магнитов, которые используются в одном и том же передаточном устройстве. Следовательно, каждый передаточный элемент 1, 2, 3 имеет отличную от других совокупность 212, 222, 232 магнитов. Это обеспечивает бóльшую гибкость, поскольку первый передаточный элемент 1 может также взаимодействовать с третьим передаточным элементом 3 вместо второго передаточного элемента 2. Углы А1, А2 смещения предпочтительно выбраны равными или по существу равными девяноста (90) градусам, деленным на число передаточных элементов 1, 2, 3 в передаточном устройстве. Углы А1, А2 смещения не должны составлять менее десяти (10) градусов для сохранения достаточного уменьшения магнитного притяжения между передаточными элементами 1, 2, 3. Следовательно, можно будет предусмотреть ряд из максимум восьми передаточных элементов (не показано), каждый из которых выполнен с совокупностью магнитов, которая смещена на угол, составляющий, по меньшей мере, десять (10) градусов относительно каждой из остальных совокупностей магнитов.
В пределах указанного ряда последовательные или следующие друг за другом пары передаточных элементов расположены/выполнены с возможностью переноса компонента 9 шины в соответствующих плоскостях переноса. Каждая последовательная или следующая пара передаточных элементов содержит принимающий передаточный элемент, который принимает компонент 9 шины, и подающий передаточный элемент, который подает компонент 9 шины к принимающему передаточному элементу. Сила магнитного притяжения, создаваемая принимающим передаточным элементом, превышает силу магнитного притяжения, создаваемую подающим передаточным элементом, в соответствующей плоскости переноса для переноса компонента 9 шины с подающего передаточного элемента на принимающий передаточный элемент.
Рассмотренные ранее магниты 11, 21, 31, 121, 211, 221, 231 предпочтительно представляют собой постоянные магниты. Таким образом, конструкция передаточных элементов 1, 2, 3, 102 может сохраняться относительно простой, но при этом очень эффективной. Тем не менее, имеются исключения, в которых желательна немного более сложная конфигурация магнитов для, по меньшей мере, одного из передаточных элементов.
Например, последний передаточный элемент в ряде - на фиг.10G, 10H и 10I четвертый передаточный элемент 4 - также может быть образован первым передаточным элементом 1 из того же ряда. Однако, поскольку силы F1, F2, F3 магнитного притяжения становятся постепенно все бóльшими с каждым переносом, предпоследняя сила F3 магнитного притяжения значительно больше последней силы F1 магнитного притяжения, генерируемой первым передаточным элементом 1 из данного ряда. Следовательно, будет затруднен перенос компонента 9 шины между предпоследним передаточным элементом 3 и последним передаточным элементом 4, имеющим вид первого передаточного элемента 1. Тем не менее, было обнаружено, что в случае, когда одна из сил магнитного притяжения является регулируемой, например, за счет того, что предусмотрен регулируемый электромагнит, или за счет механического регулирования расстояния между магнитами и компонентом 9 шины, сила магнитного притяжения может быть отрегулирована до уровня, который обеспечивает возможность переноса компонента 9 шины. В примере, показанном на фиг.1, третий передаточный элемент 3 может быть опущен посредством механизма 5 расфиксации, показанного на фиг.14А, для увеличения расстояния между компонентом 9 шины, опирающимся на бесконечную ленту ленточного конвейера 33, и магнитами 31 третьего передаточного элемента 3, посредством чего обеспечивается отделение третьего передаточного элемента 3 от первого передаточного элемента 1. В альтернативном варианте первый передаточный элемент 1 может быть предусмотрен с одним или более электромагнитами с мощностью, достаточной для создания четвертой силы F4 магнитного притяжения, показанной на фиг.14В, которая превышает третью силу F3 магнитного притяжения.
В альтернативном варианте осуществления передаточные элементы могут быть предусмотрены с совокупностями магнитов, в которых магниты расположены со случайным расположением (не показано), при этом случайное расположение отличается для каждого передаточного элемента. Хотя случайное расположение, возможно, не является столь же эффективным, как заданные схемы расположения, рассмотренные ранее, случайное расположение может обеспечить достаточное смещение для, по меньшей мере, частичного уменьшения магнитного притяжения между соответствующими передаточными элементами.
Следует понимать, что вышеприведенное описание включено для иллюстрации функционирования предпочтительных вариантов осуществления и не предназначено для ограничения объема изобретения. Для специалиста в данной области техники из вышеприведенного рассмотрения будут очевидными многие варианты, которые, тем не менее, будут охватываться объемом настоящего изобретения.
Подводя итоги, следует указать, что изобретение относится к передаточному устройству и способу переноса, по меньшей мере частично, ферромагнитного компонента (9) шины, при этом передаточное устройство содержит первый передаточный элемент (1) и второй передаточный элемент (2), которые выполнены с возможностью перемещения в первое положение при переносе, в котором они находятся с противоположных сторон первой плоскости (Р1) переноса, при этом первый передаточный элемент (1) содержит первые источники (11) магнитного поля, которые образуют первую совокупность (12) источников магнитного поля для удерживания компонента (9) шины посредством первой силы (F1) магнитного притяжения, при этом второй передаточный элемент (2) содержит вторые источники (21) магнитного поля, которые образуют вторую совокупность (22) источников магнитного поля для удерживания компонента (9) шины посредством второй силы (F2) магнитного притяжения, которая превышает первую силу (F1) магнитного притяжения в первой плоскости (Р1) переноса, при этом в первом положении при переносе вторая совокупность (22) источников магнитного поля смещена относительно первой совокупности (12) источников магнитного поля.