РЕЖУЩЕЕ УСТРОЙСТВО
CUTTING DEVICE

Предпосылки создания изобретения
Изобретение имеет отношение к режущему устройству для отрезания полос от ленты материала согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения.
Такое режущее устройство известно, например, из документа FR-A-2729336. В нем описано режущее устройство, снабженное поворотной крышкой с простирающейся вниз ножевой поперечиной. Эту ножевую поперечину поворачивают вниз к подлежащему разрезанию материалу. Для разрезания материала дисковый нижний нож перемещается вдоль ножевой поперечины с помощью каретки. Нижняя кромка ножевой поперечины расположена ниже верхней кромки этого диска.
Сущность изобретения
Наряду с прочими целью изобретения является создание альтернативного режущего устройства для отрезания полос от ленты материала, в частности ленты из невулканизированной резины, а более конкретно армированной кордом, при этом полосы, отрезанные таким устройством, более соответствуют требованиям изготовителей шин, чем полосы, отрезанные упомянутым известным режущим устройством.
Для достижения этой цели настоящее изобретение предусматривает режущее устройство для отрезания полос от ленты материала, в частности ленты из невулканизированной резины, включающее в себя признаки пункта 1 формулы изобретения. Прямолинейное резание ножей может быть обеспечено благодаря использованию электродвигателя, в частности сервомотора, при помощи которого верхний нож может быть повернут до соприкосновения с нижним ножом так, что верхний нож воздействует с определенным усилием на нижний нож, при этом положение верхнего ножа и усилие могут быть регулируемыми. Вследствие этого обеспечено соответствие длинных сторон отрезанных полос требованиям изготовителей шин. Электродвигатель предпочтительно представляет собой регулируемый электродвигатель, причем предпочтительно режущее устройство снабжено устройством обратной связи для поддержания усилия, с которым верхний нож прижат к нижнему ножу, по меньшей мере по существу постоянным. Конструкция устройства обратной связи упрощается, если оно снабжено измерителем крутящего момента, в частности, измеряющим величину тока.
В одном из вариантов осуществления режущего устройства по данному изобретению режущее устройство содержит подающий транспортер, разгрузочный конец которого, в частности, прилегает к нижнему ножу, для перемещения ленты материала по направлению к верхнему ножу и нижнему ножу.
Конструктивно простой вариант осуществления режущего устройства по данному изобретению, с использованием которого может быть получена отрезанная полоса, имеет место в случае, когда верхний нож может быть повернут до соприкосновения с верхней поверхностью разгрузочного конца подающего транспортера, причем режущая поверхность верхнего ножа прилегает к режущей поверхности нижнего ножа. Резание с высокой повторяемостью и точностью может быть осуществлено, если подающий транспортер снабжен поджимным устройством, предназначенным для поджимания подающего транспортера в направлении верхнего ножа, который был повернут до соприкосновения с упомянутым разгрузочным концом. Целесообразно, чтобы поджимное устройство содержало упругий элемент, в частности пружину. Если верхний нож снабжен роликовым элементом, то во время соприкосновения верхнего ножа с лентой материала можно обеспечить отсутствие приложения к нему нежелательных усилий.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения режущее устройство содержит отводящий транспортер для отведения отрезанной полосы от верхнего ножа и нижнего ножа.
В известном режущем устройстве и подобных режущих устройствах отрезанная полоса после отрезания падает на отводящий транспортер. Вследствие этого падения могут произойти нежелательные изменения положения и формы полосы, которые необходимо устранять или уменьшать последующими операциями. Этот недостаток по меньшей мере частично устранен данным изобретением, согласно которому верхняя поверхность отводящего транспортера и верхняя кромка нижнего ножа расположены по меньшей мере по существу в одной плоскости. Вследствие этого не происходят изменения положения и формы, вызываемые падением. Благодаря этому последующие корректирующие операции могут быть исключены или упрощены.
Еще одно улучшение позиционирования отрезанной полосы на отводящем транспортере достигается, если отводящий транспортер снабжен подвижным несущим полотном для отведения полосы, а также удерживающим магнитом, предназначенным для удерживания полосы на несущем полотне.
При этом предпочтительно, чтобы работой режущего устройства управляли бы таким образом, что ленту материала разрезали бы только тогда, когда эта лента материала, уложенная на отводящем транспортере, зафиксирована относительно этого отводящего транспортера магнитом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления режущего устройства по данному изобретению удерживающий магнит установлен с возможностью перемещения по высоте относительно несущего полотна.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения режущее устройство снабжено подвижным перегрузочным устройством для захватывания ленты материала с подающего транспортера и перемещения ленты материала за верхний нож и нижний нож на отводящий транспортер. Захватывание и перемещение ленты материала таким образом более предпочтительны, чем сталкивание ленты материала с подающего транспортера на отводящий транспортер, известное в некоторых режущих устройствах, поскольку вследствие этого сталкивания могут произойти изменения формы ленты материала. Предпочтительно перегрузочное устройство снабжено магнитной поперечиной для захватывания свободного конца ленты материала.
Для предотвращения взаимных помех при поворачивании верхнего ножа и передвижении перегрузочного устройства предпочтительно, если режущее устройство содержит устройство для синхронизации поворачивания верхнего ножа и передвижения перегрузочного устройства.
На отводящем транспортере отрезанные полосы обычно сваривают друг с другом. Это сваривание также известно как сращивание. Для облегчения позиционирования концов сращиваемых друг с другом полос в одном из вариантов осуществления режущего устройства по данному изобретению подающий транспортер снабжен направляющей для направления одной кромки ленты материала. Преимущество этого варианта осуществления изобретения состоит в том, что упомянутая направляющая плоскости подающего транспортера содержит установленные вертикально ролики. Предпочтителен вариант осуществления, в котором подающий транспортер выполнен с возможностью перемещения ленты материала по направлению к направляющей и соприкосновения с нею, в частности, с этой целью подающий транспортер содержит ролики транспортера, продольная ось которых образует некоторый угол с направлением подачи подающего транспортера.
Когда же режущее устройство снабжено устройством для измерения длины ленты материала, то результат этого измерения может быть использован для определения величины перемещения отводящего транспортера, чтобы концы последующих полос по меньшей мере по существу прилегали друг к другу.
Особенно простой способ сращивания друг с другом следующих одна за другой полос реализуется в тех случаях, когда режущее устройство снабжено средством управления перемещением перегрузочного устройства, так что лента материала на отводящем транспортере укладывается так, что одна кромка ленты материала устанавливается на одной линии с направляющей. Такое средство может быть образовано центральным ходовым винтом, к которому подвешено упомянутое перегрузочное устройство, установленным над подающим транспортером и ориентированным в направлении движения вперед подающего транспортера. В одном из вариантов осуществления изобретения режущее устройство снабжено средством управления приводом отводящего транспортера, так что задняя кромка уже отрезанной полосы устанавливается в одну линию с направляющей, при этом упомянутое сваривание или сращивание полос может быть выполнено точно и конструктивно несложным способом.
Конструктивно простое режущее устройство может быть реализовано в тех случаях, когда подающий транспортер шарнирно закреплен с возможностью вращения по меньшей мере вокруг по существу вертикальной оси относительно отводящего транспортера, причем ось расположена на линии резания, определенной подвижным нижним ножом.
В одном из вариантов осуществления режущего устройства в соответствии с изобретением или в соответствии с другим аспектом изобретения режущее устройство снабжено стыковочным устройством для сращивания отрезанных полос в месте сращивания, причем упомянутые полосы расположены на отводящем транспортере, а стыковочное устройство смонтировано с возможностью перемещения относительно этого отводящего транспортера. В известных устройствах стыковочное устройство смонтировано неподвижно, а полосы подают так, что место сращивания находится точно под стыковочным устройством. Это приводит к тому, что резание, позиционирование и подача полос фактически поставлены в зависимость от сращивания. Путем монтирования стыковочного устройства с возможностью перемещения в соответствии с изобретением, с тем чтобы оно могло перемещаться к месту сращивания, можно обеспечить упрощение и ускорение выполнения всех сопутствующих процессов, при этом точность позиционирования также сохраняется по меньшей мере на прежнем уровне.
Упомянутые аспекты и особенности, изложенные в настоящем описании и/или показанные на фигурах, при возможности также могут быть осуществлены отдельно. Эти отдельные аспекты, такие как подвижный нижний нож, поворотный верхний нож, расположение верхней кромки подвижного нижнего ножа и верхней поверхности отводящего транспортера на одной плоскости, выполнение разрезания ленты материала после того, как эта лента материала зафиксирована на отводящем транспортере, и другие аспекты могут быть предметом выделенных патентных заявок, посвященных им. Это справедливо, в частности, для признаков и аспектов, которые как таковые описаны в зависимых пунктах.
Краткое описание прилагаемых фигур
Изобретение будет разъяснено на основе нескольких вариантов осуществления, показанных на прилагаемых фигурах, на которых схематически показано следующее:
Фиг.1А-1F - различные стадии разрезания и подачи ленты материала;
Фиг.2А и Фиг.2В - соответственно вид сверху и вид сбоку конструкции подающего и отводящего транспортеров;
Фиг.3 - вид сверху направляющей на подающем транспортере; и
Фиг.4A-4I - различные стадии подачи и разрезания на полосы ленты материала и сращивания отрезанных полос.
Подробное описание прилагаемых фигур
На Фиг.1А изображен схематический вид в поперечном сечении режущего устройства для отрезания полос от ленты материала, в частности ленты из невулканизированной резины, более конкретно армированной кордом.
Режущее устройство снабжено продолговатым верхним ножом 1 и нижним ножом 2, выполненным с возможностью перемещения вдоль продолговатого верхнего ножа 1. Нижний нож 2 является вращающимся и представляет собой по меньшей мере по существу круглый нож, имеющий скошенную режущую кромку 3, обращенную по направлению к верхнему ножу 1.
Продолговатый верхний нож 1 может быть повернут так, чтобы по меньшей мере по существу соприкоснуться с нижним ножом 2, причем вращательное движение содержит по меньшей мере одну составляющую, направленную перпендикулярно продолговатому верхнему ножу 1. В варианте осуществления, изображенном на Фиг.1, верхний нож 1 может быть повернут вокруг оси 4 поворота, которая расположена параллельно продольному направлению верхнего ножа 1.
Поворачивание верхнего ножа 1 осуществляют при помощи электродвигателя, в частности сервомотора 5, так что верхний нож 1 поворачивается до соприкосновения с нижним ножом 2, как последовательно показано на Фиг.1A-1D. Когда верхний нож 1 вступает в соприкосновение с нижним ножом 2, верхний нож 1 с некоторым усилием прижимается к нижнему ножу 2. После того как верхний нож 1 вступает в соприкосновение с нижним ножом 2, нижний нож 2 перемещают в продольном направлении вдоль верхнего ножа 1 для разрезания материала, находящегося между верхним ножом и нижним ножом. Вследствие этого полоса 14, 14' (как показано на Фиг.4Е и Фиг.4F) отрезается от ленты материала 8.
В изображенном варианте осуществления сервомотор 5 представляет собой регулируемый сервомотор, снабженный устройством 6 обратной связи для поддержания усилия, с которым верхний нож 1 прижат к нижнему ножу 2, по меньшей мере по существу постоянным. Устройство 6 обратной связи снабжено измерителем крутящего момента, в частности, измеряющим величину тока, для измерения и, на основании этого, управления усилием, с которым сервомотор 4 прижимает верхний нож 1 к нижнему ножу. И хотя в изображенном варианте осуществления устройство обратной связи установлено на сервомоторе, однако это устройство обратной связи также может быть расположено произвольно.
Как изображено на Фиг.1А, режущее устройство содержит подающий транспортер 7, предназначенный для перемещения ленты материала 8 по направлению к верхнему ножу 1 и нижнему ножу 2. Подающий транспортер 7 установлен с возможностью поворачивания вокруг оси 9 поворота, а со стороны разгрузочного конца 10 он снабжен поджимным устройством 11. Поджимное устройство 11 поджимает разгрузочный конец 10 подающего транспортера 7 в направлении верхнего ножа 1. Вследствие этого обеспечивается, что, при поворачивании верхнего ножа 1 до соприкосновения с разгрузочным концом 10, лента материала 8 зажимается между верхним ножом 1 и верхней поверхностью подающего транспортера 7 определенным образом, вследствие чего может быть получено хорошее качество разрезания ленты материала 8. Верхний нож 1 снабжен роликовым элементом 12, который при перемещении верхнего ножа 1 вдоль ленты материала 8 обеспечивает отсутствие нежелательных напряжений и/или деформаций в нем, а также подачу ленты материала 8 на подающий транспортер 7.
Поджимное устройство 11 содержит упругий элемент, который в изображенном варианте осуществления представляет собой пружину.
Как изображено на Фиг.1А, все эти элементы расположены таким образом, что разгрузочный конец 10 подающего транспортера 7 прилегает к нижнему ножу 2. Когда верхний нож 1 повернут до соприкосновения с верхней поверхностью разгрузочного конца 10 подающего транспортера 7, режущая поверхность верхнего ножа 1 прилегает к режущей поверхности нижнего ножа 2.
Как изображено на Фиг.1А, режущее устройство содержит отводящий транспортер 13, предназначенный для отведения отрезанной полосы 14, 14' от верхнего ножа 1 и нижнего ножа 2. В варианте осуществления, изображенном на Фиг.1A-1F, верхняя поверхность отводящего транспортера 13 и верхняя кромка (острие режущей кромки 3) нижнего ножа 2 лежат в одной плоскости. Вследствие этого отрезанная полоса после разрезания остается на той же высоте, что и лента материала перед разрезанием, что способствует сохранению формы отрезаемой полосы. Иначе говоря, благодаря тому, что полоса не падает на отводящий транспортер, нежелательных изменений ее формы не происходит.
В варианте осуществления, изображенном на Фиг.1A-1F, отводящий транспортер 13 снабжен подвижним несущим полотном для отведения полосы, а под несущим полотном расположен удерживающий магнит 15, предназначенный для удерживания полосы 14, 14' на несущем полотне. Этот удерживающий магнит 15 расположен с возможностью перемещения по высоте относительно несущего полотна.
Как изображено среди прочего на Фиг.1А, режущее устройство снабжено подвижным перегрузочным устройством для захватывания ленты материала 8 с подающего транспортера 7 и для перемещения ленты материала 8 на отводящий транспортер 13. В изображенном варианте осуществления перегрузочное устройство 16 снабжено магнитной поперечиной 17 для захватывания свободного конца ленты материала 8. При этом захватывание/удерживание и освобождение ленты материала (армированной кордом) облегчается тем, что магнитная поперечина 17 смонтирована в держателе с возможностью перемещения, что схематически показано стрелкой на Фиг.1C.
Режущее устройство снабжено известным устройством управления (не изображенным на фигурах), таким как, например, компьютер или микропроцессор, предназначенный для управления взаимными перемещениями и работой различных составных частей режущего устройства.
Это устройство управления обеспечивает среди прочего синхронизацию поворачивания верхнего ножа 1 и перемещения перегрузочного устройства 16, 17.
Работа режущего устройства может быть кратко разъяснена при помощи Фиг.1.
На Фиг.1А изображено положение, в котором лента материала 8 подана к разгрузочному концу 10 подающего транспортера 7 упомянутым подающим транспортером 7. Верхний нож 1 повернут вверх, а перегрузочное устройство приведено в соприкосновение с концом ленты материала 8 для его захватывания. После этого перегрузочное устройство 16 перемещается влево (как показано стрелкой) и одновременно верхний нож 1 поворачивается вниз. Когда перегрузочное устройство 16 достигает требуемого положения на отводящем транспортере 13 (Фиг.1В), перегрузочное устройство 16 перемещается вниз до тех пор, пока лента материала не будет уложена на верхнюю поверхность отводящего конвейера транспортера 13. Удерживающий магнит 15 перемещается вверх так, чтобы зафиксировать ленту материала 8 в определенном положении относительно отводящего транспортера 13. После этого магнитная поперечина 17 перемещается вверх по несущей конструкции перегрузочного устройства 16 (как изображено на Фиг.1C) так, что перегрузочное устройство 16 освобождает ленту материала 8.
Тем временем верхний нож 1 прижимает ленту материала 8 к отводящему транспортеру 7 (Фиг.1D), причем разгрузочный конец 10 подающего транспортера 7 слегка перемещается вниз, преодолевая воздействие поджимного устройства 11. Перегрузочное устройство 16 перемещается в положение ожидания перед верхним ножом 1. Затем нижний нож 2 перемещается в продольном направлении вдоль верхнего ножа для выполнения разреза и для образования полосы 14 (как изображено на Фиг.4Е). При выполнении резания сервомотор 5 с устройством 6 обратной связи обеспечивают постоянство усилия, с которым верхний нож 1 прижат к нижнему ножу 2, так что резание выполняется очень точно. Вследствие использования удерживающего магнита 15 отрезанная полоса сохраняет на отводящем транспортере определенное положение.
После этого верхний нож 1 поворачивается вверх, перегрузочное устройство 16 перемещается в положение над подающим транспортером 7 (Фиг.1Е), полоса отводится отводящим транспортером, а удерживающий магнит 15 отходит на некоторое расстояние под верхней поверхностью отводящего транспортера 13 (Фиг.1F), после чего может быть отрезана следующая полоса.
Как схематически изображено на виде сверху на Фиг.2А и схематически изображено на виде сбоку на Фиг.2В (частично в разрезе), подающий транспортер 7 смонтирован шарнирно с возможностью поворачивания вокруг по меньшей мере по существу вертикальной оси 18 относительно отводящего транспортера 17. При этом ось 18 расположена на линии резания, которая определена подвижным нижним ножом 2. В собранном виде подающий транспортер 7, отводящий транспортер 13 и перегрузочное устройство 16 смонтированы на раме 19 (Фиг.2В), которая может иметь относительно малый вес по сравнению с рамами известных режущих устройств. Благодаря наличию шарнирного крепления режущее устройство может быть очень просто отрегулировано на различные углы, под которыми лента материала 8 должна быть разрезана для изготовления определенной шины.
Перемещением перегрузочного устройства 16 управляет средство, содержащее центральный ходовой винт 20, установленный над подающим транспортером 7 и ориентированный в направлении перемещения впереди этого подающего транспортера 7. Перегрузочное устройство 16 подвешено к упомянутому центральному ходовому винту 20. Как изображено на Фиг.2А и Фиг.2В, перегрузочное устройство дополнительно снабжено магнитной поперечиной 21 для захватывания/удерживания полосы материала 8 для подачи этой полосы материала на отводящий транспортер 13, хотя эта дополнительная магнитная поперечина 21 является необязательной.
Как описано выше, отводящий транспортер 13 содержит удерживающий магнит 15 для фиксирования положения полосы относительно отводящего транспортера 13. Это обеспечивает повышение простоты и точности выполнения последующей обработки полосы, например сращивание полос с другими полосами. Упомянутое режущее устройство включает в себя элементы предназначенные для осуществления этой дополнительной обработки с повышенной простотой и точностью, как описано ниже.
Как изображено на Фиг.3, подающий транспортер снабжен направляющей 22 для направления одной кромки 23 ленты материала 8 вдоль прямой линии 24. В изображенном варианте осуществления направляющая 22 подающего транспортера включает в себя установленные вертикально ролики 25. При этом подающий транспортер выполнен с возможностью перемещения ленты материала 8 по направлению к направляющей 22. Подающий транспортер может, например, быть снабжен роликами транспортера, продольная ось которых образует некоторый угол с направлением подачи подающего транспортера, так что ролики транспортера направляют ленту материала в сторону вертикальных роликов 25.
Поскольку центральный ходовой винт 20 расположен параллельно направлению подачи подающего транспортера, то во время подачи ленты материала 8 перегрузочным устройством 16 обеспечивается укладка кромки 23 ленты материала 8 на отводящем транспортере 13 так, что упомянутая кромка 23 устанавливается точно на одной линии с линией 24 на отводящем транспортере 13 (как показано на Фиг.4С). Разумеется, также возможно использование измерительных средств и устройств обратной связи или же других средств управления перемещением перегрузочного устройства с тем, чтобы укладывать ленту материала на отводящий транспортер так, что одна кромка ленты материала устанавливается на одной линии с направляющей.
Режущее устройство также снабжено устройством 26 (Фиг.3) для измерения длины ленты материала 8, то есть расстояния между кромкой 23 (или линией 24) и противоположной кромкой ленты материала 8, причем измерительное устройство 26 может, например, содержать камеру, лазер, светодиоды и им подобные элементы, которые сами по себе известны.
При помощи Фиг.4A-4I далее кратко разъясняются процессы разрезания и сращивания.
На Фиг.4А схематически показан вид сверху в исходном положении. На Фиг.4В перегрузочное устройство 16 переведено в положение над концом ленты материала 8 для захватывания/удерживания этой полосы материала. На Фиг.4С перегрузочное устройство 16 подало ленту материала 8 вдоль линии реза на отводящий транспортер 13 и уложило ее на него так, что кромка 23 ленты материала 8 выходит на линию 24. На Фиг.4D показано положение, в котором удерживающий магнит удерживает ленту материала 8, а нижний нож перемещается вдоль верхнего ножа, отрезая ленту материала 8, так что образуется полоса 14. После этого полосу 14 отводят (Фиг.4Е), причем отведение выполняют вдоль измеряемой длины полосы. В результате задняя кромка полосы 14 располагается по меньшей мере по существу на линии 24.
Затем следующую полосу 14' отрезают таким же образом (Фиг.4F, 4G) и потом отводят (Фиг.4Н) вдоль направления измерения длины упомянутой полосы 14'. При этом следует заметить, что среди прочего при помощи перегрузочного устройства, удерживающего магнита и линейки обеспечивают расположение задней по ходу кромки предыдущей полосы 14 и передней кромки следующей полосы 14' друг напротив друга.
Над отводящим транспортером 13 стыковочное устройство 27 находится в отведенном положении. Упомянутое стыковочное устройство 27 выполнено не только с возможностью регулировки в соответствии с углом, под которым подают ленту материала, но также выполнено и с возможностью перемещения в направлении, параллельном направлению перемещения отводящего транспортера. Эта конструкция отличается от известных стыковочных устройств, которые смонтированы неподвижно.
После того, как следующая полоса 14' согласно данным измерения ширины упомянутой полосы 14' отведена в направлении стыковочного устройства 27 (Фиг.4Н), стыковочное устройство 27 перемещают так, что оно располагается точно над местом сращивания, причем задняя кромка предыдущей полосы 14 и передняя по ходу кромка следующей полосы 14' расположены друг напротив друга, после чего выполняют сращивание (Фиг.4I).
Таким образом может быть образована продольная последовательность взаимно соединенных полос, которая, например, может быть намотана на приемный барабан 28 или может быть подана непосредственно для дальнейшего использования в конструкции шины, такой как шина для автомобиля или летательного аппарата.
Изложенное выше описание приведено для иллюстрирования работы предпочтительных вариантов осуществления изобретения, а не для ограничения объема изобретения. Исходя из приведенных выше пояснений специалисту очевидны многочисленные изменения, которые не выходят за пределы сущности и объема настоящего изобретения, в частности, определенного прилагаемой формулой изобретения.