СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ КРОМОК ЛИСТА ИЗ ЭЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА
METHOD AND DEVICE FOR BUTT JOINTING OF EDGES OF SHEET MADE OF ELASTIC MATERIAL

Данное изобретение относится к способу и устройству для стыкового соединения кромок листа из эластичного материала, сделанного из липкого материала, например невулканизированной резины.
В процессе изготовления пневматических шин полосу невулканизированной резины, в которую введены армирующие элементы - корды, наматывают на барабан и для формирования цилиндрической полости периферические концы полосы соединяют путем простого сращивания их встык с использованием липкости невулканизированной резины.
В японской патентной заявке №8-238686 описана установка для соединения периферических концов навитого каркасного слоя, а именно, полосы невулканизированной резины, в которую внедрен корд в качестве каркаса, где, как показано на фиг.19, одна пара конических вращающих устройств CR, которые вращаются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях, прижаты к верхней поверхности каркасного слоя Р, в то время как нижнюю его поверхность поддерживает цилиндрический ролик SR. Когда кромки РЕ слоя Р проходят через эти конические вращающие устройства CR, верхние поверхности частей кромок подвергаются вытягиванию в направлении центра Gc коническими поверхностями конических вращающих устройств CR, и эти кромки соединяются встык.
При попытке соединить кромки встык прочно и надежно, если возрастает сила натяжения верхних поверхностей кромок, то кромки имеют тенденцию морщиться, а стык имеет тенденцию быть неровным. Особенно это происходит, если внедренными кордами являются корды из органических волокон, которые мягче, чем стальные корды. Если сила натяжения, в частности изменение радиального усилия, мала, например, во время создания заготовки шины, то стык разрушается и нарушается однородность шины.
Таким образом, задачей данного изобретения является создание способа и установки, посредством которых кромки листов из эластичного материала могут быть соединены встык надежно и прочно, не вызывая проблем морщин и неровностей стыка независимо от того, является ли эластичный лист мягким или нет.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения, способ стыкового соединения кромок листа из эластичного материала включает следующие стадии:
поддерживание двух кромочных частей по меньшей мере одного листа, изготовленного из эластичного материала, таким образом, чтобы две его кромки, которые должны быть соединены встык, были расположены друг напротив друга;
вытягивание поверхностей этих двух кромочных частей в направлении центра между этими двумя кромками путем контакта пары вращающихся в противоположных направлениях конических поверхностей с соответствующими частями кромок, при этом продвигая эти конические поверхности вдоль этих двух кромок, посредством чего эти две противоположно направленные кромки приходят в контакт друг с другом с образованием стыкового соединения, причем
между коническими поверхностями образуется небольшой зазор таким образом, что эластичный материал, скопившийся в этом небольшом зазоре, образует небольшой выступ в виде буртика вдоль стыкового соединения после того, как пройдут конические поверхности; и
прижим этого небольшого выступа в виде буртика для выравнивания стыкового соединения.
В одном воплощении способа при вытягивании поверхностей двух кромочных частей в направлении центра, поверхности на противоположной стороне этих двух кромочных частей поддерживают парой вращающихся в противоположных направлениях конических поверхностей.
Прижим небольшого выступа в виде буртика можно осуществлять путем использования пары вращающихся в противоположных направлениях конических поверхностей, между которыми не образуется свободного пространства.
При прижиме небольшого выступа в виде буртика, поверхности на противоположной выступу стороне можно поддерживать парой вращающихся в противоположных направлениях конических поверхностей.
В одном воплощении способа движение конических поверхностей вдоль кромок начинается от среднего положения относительно общей длины кромок к одному из концов кромок таким образом, чтобы соединить встык часть между средним положением и указанным одним из концов; и способ дополнительно включает стадию соединения встык оставшейся части между средним положением и другим концом кромок путем контакта другой пары вращающихся в противоположных направлениях конических поверхностей с соответствующими частями кромок при движении от среднего положения к другому концу.
Указанное среднее положение может быть расположено на расстоянии более 50 мм от другого конца и расположено между этим другим концом и средней точкой, причем эта средняя точка находится между указанным первым концом и другим концом.
Ширина небольшого выступа в виде буртика может составлять не более 2,0 мм, а высота его может составлять не более 1,0 мм.
В соответствии с другим аспектом данного изобретения установка для соединения встык кромок листа из эластичного материала включает:
поддерживающее устройство для поддержки по меньшей мере одного листа, изготовленного из эластичного материала, таким образом, чтобы две кромки указанного по меньшей мере одного листа, которые должны быть соединены встык, были расположены друг напротив друга,
соединительное устройство, включающее пару конических вращающих устройств, и
транспортер для перемещения соединительного устройства вдоль указанных двух кромок, при этом
каждое из парных конических вращающих устройств имеет внешнюю поверхность, определенную как коническая поверхность усеченного конуса круглого сечения, имеющего кромку большого диаметра и кромку малого диаметра, и эти парные конические вращающие устройства установлены таким образом, что их оси вращения находятся в одной плоскости и пересекаются друг с другом так, что кромки большого диаметра прилегают друг к другу; каждая из конических поверхностей имеет основную линию контакта с поверхностью листа; и эти основные линии этих двух конических поверхностей наклонены в противоположных направлениях по отношению к направлению движения соединительных устройств в направлении обеих сторон от центра между этими коническими поверхностями, таким образом, чтобы растягивать контактную поверхность листа в направлении центра, где
между указанными прилегающими кромками большого диаметра имеется небольшой зазор, таким образом, чтобы обеспечить возможность скапливаться в нем эластичному материалу, в результате чего при перемещении соединительного устройства вдоль кромок парные конические вращающие устройства вытягивают две кромки по направлению к центру для соединения кромок встык, а эластичный материал, скопившийся в этом небольшом пространстве, образует небольшой выступ в виде буртика вдоль стыкового соединения после прохождения конических вращающих устройств, при этом
установка дополнительно включает устройство для прижима небольшого выступа в виде буртика для выравнивания поверхности стыкового соединения.
В одном воплощении установки указанное соединительное устройство выполнено с возможностью перемещения от среднего положения относительно всей длины кромок к одному концу кромок таким образом, чтобы соединить встык часть между этим средним положением и указанным первым концом, при этом установка дополнительно содержит второе соединительное устройство, включающее пару вторых конических вращающих устройств, и транспортер для перемещения этого второго соединительного устройства вдоль этих двух кромок, причем второе соединительное устройство выполнено с возможностью перемещения от указанного среднего положения до другого конца кромок так, чтобы соединить встык часть между средним положением и другим концом, при этом каждое из вторых парных конических вращающих устройств имеет внешнюю поверхность, которая определена как коническая поверхность усеченного, круглого в сечении конуса, имеющего кромку большого диаметра и кромку малого диаметра, и эти вторые парные конические вращающие устройства устроены так, что: оси вращения их находятся в одной плоскости и пересекаются друг с другом так, что кромки большого диаметра прилегают друг к другу в некоторой точке; каждая из этих конических поверхностей имеет общую линию контакта с поверхностью листа; и эти общие линии этих двух конических поверхностей наклонены в направлении, противоположном направлению движения этого второго соединительного устройства в направлении обеих сторон от центра между этими коническими поверхностями так, чтобы вытягивать контактную поверхности листа в направлении центра.
Парные конические вращающие устройства указанного первого соединительного устройства можно приводить во вращение двигателем, регулируемым таким образом, чтобы скорость вращения этих конических вращающих устройств постепенно снижалась от среднего положения к указанному первому концу.
Указанное среднее положение может быть расположено на расстоянии более 50 мм от другого конца и между указанным первым концом и средней точкой, при этом средняя точка находится между указанным первым концом и другим концом.
Указанный по меньшей мере один лист может представлять собой единичный лист, имеющий указанную поверхность и обратную поверхность, и указанное поддерживающее устройство может представлять собой барабан, выполненный с возможностью вращения, вокруг которого этот лист намотан таким образом, чтобы внешние концы листа были расположены друг напротив друга, при этом внешние концы представляют собой указанные две кромки, которые должны быть соединены встык, барабан на его внешней поверхности снабжен канавкой, эта канавка проходит в существенной степени параллельно оси вращения барабана и имеет такую ширину, чтобы кромки листа, которые должны быть соединены встык, можно было расположить в пределах этой ширины, а поддерживающая пластина соединительного устройства могла проходить через эту канавку для поддержания обратной поверхности листа.
Указанное соединительное устройство может дополнительно включать пару конических вращающих устройств, закрепленных на поддерживающей пластине таким образом, чтобы поддерживать обратную поверхность совместно с поддерживающей пластиной.
Указанный лист может быть изготовлен из невулканизированной резины, и в него параллельно друг другу могут быть введены корды из органических волокон.
Таким образом, на поверхности раздела стыкового соединения эластичный материал беспорядочно взаимосвязывается по мере прижима небольшого выступа, и граничные поверхности прочно связываются друг с другом. В результате прочность стыкового соединения может возрасти без необходимости увеличения силы для вытягивания кромок и их сближения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сбоку устройства для стыкового соединения кромок листа эластичного материала в соответствии с данным изобретением;
Фиг.2 представляет собой вид сбоку переднего блока соединительного устройства этой установки;
Фиг.3 представляет собой вид сбоку заднего блока соединительного устройства этой установки;
Фиг.4 представляет собой аксонометрический вид транспортера этой установки;
Фиг.5 представляет собой частичный вид спереди первичного соединительного устройства переднего блока соединительного устройства, показывающий расположение конических вращающих устройств в действии;
Фиг.6 представляет собой частичный вид спереди вторичного соединительного устройства переднего блока соединительного устройства, показывающий расположение конических вращающих устройств в действии;
Фиг.7 представляет собой частичный вид спереди соединительного устройства заднего блока соединительного устройства, показывающий расположение конических вращающих устройств в действии;
Фиг.8 представляет собой вид спереди первичного соединительного устройства переднего блока соединительного устройства;
Фиг.9 представляет собой вид сверху поддерживающей лист пластины переднего блока соединительного устройства;
Фиг.10 представляет собой схему, объясняющую расположение конических вращающих устройств;
Фиг.11 представляет собой вид спереди парных конических вращающих устройств, обеспеченных поверхностями с меньшим углом наклона, для объяснения формирования выступа в виде буртика;
Фиг.12 представляет собой вид спереди парных конических вращающих устройств, показывающий еще один пример с поверхностями с меньшим углом наклона;
Фиг.13-17 представляют собой схематические плоскостные виды для объяснения способа стыкового соединения кромок при использовании установки, показанной на фиг.1;
Фиг.18 представляет собой схематическое плоскостное изображение поддерживающего лист барабана для объяснения изменения скорости вращения работающих от двигателя конических вращающих устройств первичного соединительного устройства в зависимости от зон соединения;
Фиг.19 представляет собой вид спереди, изображающий соединяющее устройство предшествующего уровня техники.
Описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
Ниже будут подробно описаны варианты реализации данного изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами.
Как видно на чертежах, в процессе создания невулканизированных пневматических шин используют установку 1 для стыкового соединения кромок листа эластичного материала согласно данному изобретению.
*Эластичный лист Р
Эластичный лист Р, который должен быть соединен встык, изготовлен из липкого эластичного материала.
В данном варианте реализации эластичный лист Р представляет собой лист из невулканизированной резины (g), в который параллельно друг другу внедрены усиливающие корды (с), и этот лист Р используют для формирования каркасного слоя пневматической шины. Лист Р из невулканизированной резины нарезают на предварительно установленную ширину Wp и длину таким образом, чтобы кромки РЕ (концы в продольном направлении) были расположены параллельно внедренным кордам (с).
Для того чтобы резиновый лист Р образовал цилиндрическую оболочку, этот лист Р навивают почти на один оборот на барабан для сборки шины таким образом, чтобы кромки РЕ почти контактировали друг с другом или чтобы между ними образовался очень маленький зазор G. Затем кромки РЕ соединяют встык.
Барабан SS имеет цилиндрическую внешнюю поверхность 2S, на которую прямо или опосредованно помещают лист Р. В иллюстрируемом примере корды (с) в навернутом листе Р расположены параллельно оси вращения барабана SS, поскольку каркасный слой представляет собой радиальный слой радиальной шины. Соответственно, кромки РЕ (зазор G) навитого листа расположены параллельно оси вращения барабана SS.
На внешней поверхности 2S обеспечено углубление или канавка 60, которая формирует путь для описанных ниже поддерживающих пластин SPf и SPr и нижних конических вращающих устройств CRI, так, чтобы он пролегал параллельно оси вращения. Однако в случае, когда корды (с) или кромки РЕ наклонены на небольшой угол, канавка 60 может быть соответственно наклонена или может быть сделана более широкой для того, чтобы поддерживающая пластина SP и нижние конические вращающие устройства CRI могли двигаться наклонно в пределах ширины канавки.
В этой связи можно отметить, что на нижней стороне резинового листа Р может быть расположена невулканизированная внутренняя футеровка (не показана), изготовленная из воздухонепроницаемой резины, например бутилкаучука, которая формирует непроницаемый для воздуха слой, покрывающий внутреннюю поверхность шины.
* Установка 1
Установка 1 включает: поддерживающее устройство SS для листа Р из эластичного материала; два соединительных устройства JU (JUf и JUr); и два транспортера TR (TRf и TRr). Каждый транспортер TR (TRf и TRr) включает: направляющую скольжения 4 (4f, 4r) для соединительного устройства JU; бесконечный гибкий элемент 5 (5f, 5r); и приводящий в движение установку двигатель М (Mf, Mr). Каждое соединительное устройство JU содержит по меньшей мере один соединительный узел J (J1, J2, J3). Каждый соединительный узел J включает пару верхних конических вращающих устройств CRu и пару нижних конических вращающих устройств CRI.
В данном варианте реализации установка 1 составляет часть машины для сборки заготовки шины, а поддерживающее устройство SS для листа представляет собой вышеупомянутый барабан для сборки шины, применяемый в производстве шин.
Для удобства объяснения левая и правая стороны вида, показанного на фиг.1, названы задней стороной и передней стороной соответственно, различные положения и направления, на которые приведены ссылки, основаны на этом предположении. Индексы «f» и «r», относящиеся к соединительным блокам JU, транспортерам TR, направляющим скольжения 4, бесконечным гибким компонентам 5, двигателям М, переключателям FT и поддерживающим пластинам SP, означают «передний» и «задний» соответственно. Индексы «u» и «I», относящиеся к коническим вращающим устройствам CR, означают «верхний» и «нижний» соответственно.
Основной причиной использования двух соединительных устройств JUf и JUr является необходимость предотвращения образования морщин и неровностей полотна, а не распределение нагрузки операции соединения. При стыковом соединении кромок РЕ эти два устройства начинают со среднего положения Q по длине кромок РЕ в противоположных направлениях. Одно из этих соединительных устройств JU, предназначенное для стыкового соединения кромок РЕ, перемещается от положения Q к переднему концу Pf кромок РЕ (здесь и далее - переднее соединительное устройство JUf). Другое из этих соединительных устройств, предназначенное для стыкового соединения кромок РЕ, перемещается от положения Q к заднему концу Pr кромок РЕ (здесь и далее заднее соединительное устройство JUr).
Заднее соединительное устройство JUr в данном примере сконструировано так, чтобы соединять кромки как можно теснее, с относительно большой силой натяжения, и это устройство JUr включает один соединительный узел J3, как показано на фиг.3. Переднее соединительное устройство JUf в этом примере сконструировано для того, чтобы соединять кромки как можно дольше, с относительно малой силой натяжения, и этот блок JUf включает два соединительных узла J1 и J2, как показано на фиг.2. Для того чтобы скомпенсировать небольшую силу натяжения, обеспечены упомянутые далее поверхности 26 с меньшим углом наклона, так, чтобы вдоль стыкового соединения образовывался выступ (g1) в виде буртика. Затем этот выступ в виде буртика сглаживают путем прижатия таким образом, что контакт между кромками РЕ уплотняется, а прочность соединения возрастает.
Транспортер TR
Для обеспечения возможности независимого движения двух соединительных устройств JUf и JUr вдоль кромок РЕ, над поддерживающим лист устройством (барабаном) SS размещены передний транспортер TRf для переднего соединительного устройства JUf и задний транспортер TRr для заднего соединительного устройства JUr, как показано на фиг.1.
В данном варианте реализации бесконечный гибкий элемент 5f, 5r представляет собой бесконечную цепь. Как показано на фиг.4, направляющие скольжения 4а, 4у содержат каретку 9f, 9r, способную перемещаться по колее 10f, 10r, проложенной вдоль поперечной рамы 6. Поперечная рама 6 расположена между двумя вертикальными рамами горизонтально в направлении назад и вперед над барабаном SS, как показано на фиг.1. Каретка 9f, 9r способна скользить в обратном и прямом направлении.
Передний транспортер TRf расположен на одной стороне поперечной рамы 6, а бесконечная цепь 5f натянута между парой зубчатых колес 7f и 7r, входя с ними в зацепление на участке на переднем конце и на участке на заднем конце поперечной рамы 6. Цепь 5f приводится в движение редукторными электродвигателями Mf, смонтированными на раме 6. Каретка 9f соединена с нижней частью 5f1 цепи 5f.
Задний транспортер TRr расположен на другой стороне поперечной рамы 6, а бесконечная цепь 5r натянута между зубчатым колесом 8r, входящим в зацепление на участке заднего конца поперечной рамы 6, и зубчатым колесом 8m, входящим в зацепление на среднем участке поперечной рамы 6. Цепь 5r приводят в движение редукторные электродвигатели Mr, смонтированные на раме 6. Каретка 9r присоединена на нижней части 5rl цепи 5r.
* Конические вращающие устройства CR
Каждое из конических вращающих устройств CRu и CRI имеет ось вращения N, и каждое из них включает конический основной компонент 24 и компонент ортогональной конической зубчатой передачи 25, и эти компоненты 24 и 25 являются концентрическими относительно оси вращения N.
Конический основной компонент 24 определен как имеющий уклон и внешнюю поверхность 24S, которая является конической поверхностью усеченного конуса с круглым сечением.
Компонент ортогональной конической зубчатой передачи 25 определен как имеющий зубцы и сформированный на стороне конической внешней поверхности 24S с большим диаметром.
Парные конические вращающие устройства (CRu и CRu), (CRI и CRI) собраны в одном блоке таким образом, чтобы две оси вращения N были расположены под прямым углом друг к другу, и два узла ортогональной конической зубчатой передачи 25 входили в зацепление друг с другом. Соответственно, когда вращают одно из этих двух вращающих устройств, то эти два вращающие устройства вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью вращения.
* Поверхность 26 с меньшим углом наклона
Каждое из по меньшей мере одной пары конических вращающих устройств CR двух соединительных устройств JUf и JUr снабжено поверхностью 26, имеющей меньший угол наклона, чем коническая внешняя поверхность 24S, как показано на фиг.5.
Эта поверхность 26 с меньшим углом наклона расположена между конической внешней поверхностью 24S и узлом ортогональной конической зубчатой передачи 25 таким образом, чтобы эта поверхность 26 с меньшим углом наклона пересекала коническую внешнюю поверхность 24S по кромке большего диаметра последней. Поверхность 26 с меньшим углом наклона имеет две кромки Е1 и Е2; одна кромка Е1 является такой же, как и кромка большого диаметра конической внешней поверхности 24S, а другая кромка Е2 является противоположной кромкой, прилегающей к узлу ортогональной конической зубчатой передачи 25.
В случае конических вращающих устройств CR, снабженных поверхностями 26 с меньшим углом наклона, как показано на фиг.5, кромки Е2 этих двух поверхностей 26 вращаются с точкой контакта КО.
В случае конических вращающих устройств CR, не снабженных такими поверхностями с меньшим углом наклона, как показано на фиг.5-7, кромки Е1 большого диаметра этих двух конических внешних поверхностей 24S вращаются с точкой контакта КО.
В любом случае, точка контакта КО расположена в центре Gc зазора G или между кромками РЕ. Кроме того, в случае парных верхних конических вращающих устройств CRu, две самые низкие основные линии 24е двух конических внешних поверхностей 24S должны быть параллельны верхней поверхности листа Р и находиться с ней на одном уровне при работе соединительных устройств. С другой стороны, в случае парных нижних конических вращающих устройств CRI, две самые верхние основные линии 33е двух конических внешних поверхностей 24S должны быть параллельны с нижней поверхностью листа Р и находиться с ней на одном уровне при работе соединительных устройств.
В данном варианте реализации поверхности 26 с меньшим углом наклона обеспечены на верхних конических вращающих устройствах CRu. Таким образом, эти верхние конические вращающие устройства CRu с поверхностью, имеющей меньший угол наклона, здесь и далее будут обозначаться "CRuy", а без поверхности, имеющей меньший угол наклона - "CRun", в зависимости от необходимости.
*Переднее соединительное устройство JUf
В переднем соединительном устройстве JUf, как показано на фиг.2, первичный соединительный узел J1 включает верхние конические вращающие устройства CRuy с обладающими меньшим углом наклона поверхностями 26, и нижние конические вращающие устройства CRI без поверхностей с меньшим углом наклона. Вторичный соединительный узел J2 включает верхние конические соединительные устройства CRun без поверхностей с меньшим углом наклона и нижние конические вращающие устройства CRI без поверхностей с меньшим углом наклона.
Неподвижная рама 15 жестко соединена с вышеупомянутой кареткой 9f и сужается от каретки. Цилиндр 40 при помощи фланцевого соединения закреплен на этой неподвижной раме 15. Подвижная рама 38 присоединена к неподвижной раме 15 так, чтобы она могла скользить вверх и вниз по линейной направляющей 37 в качестве линейной опорной поверхности. Подвижная рама 38 соединена с нижним концом штока поршня цилиндра 40 таким образом, чтобы рама 38 двигалась вертикально при выдвижении и втягивании штока.
Кроме того, цилиндр 18 при помощи фланцевого соединения закреплен на неподвижной раме 15 на противоположной (передней) стороне цилиндра 18. Подвижная рама 17 прикреплена к неподвижной раме 15 так, чтобы она могла скользить вверх и вниз по линейной направляющей 16 в качестве линейной опорной поверхности. Подвижная рама 17 соединена с нижним концом штока поршня цилиндра 18 таким образом, чтобы рама 17 двигалась вертикально при выдвижении и втягивании штока. Способная двигаться в вертикальном направлении рама 17 имеет выступающую вперед переднюю поверхность 17S.
Цилиндр 28 закреплен с помощью фланцевого соединения на подвижной раме 17 параллельно с выступающей вперед передней поверхностью 17S. Наклонная подвижная рама 23 прикреплена к подвижной раме 17 так, чтобы она могла скользить вверх и вниз вдоль поверхности 17S по линейной направляющей 22 в качестве линейной опорной поверхности. Наклонная подвижная рама 23 соединена с нижним концом штока поршня цилиндра 28 таким образом, чтобы при выдвижении и втягивании штока рама 23 она двигалась вверх и вниз параллельно передней поверхности 17S. Наклонно перемещающаяся рама 23 снабжена вертикальным разрезом 23А, что наилучшим образом показано на фиг.8.
Вертикально перемещающаяся рама 17 жестко соединена с подвешенной пластиной 19. Эта подвешенная пластина 19 имеет часть 19А, выступающую от передней поверхности 17S через вертикальный разрез 23А, и часть 19 В, поворачивающую вниз на переднем конце выступающей части 19А, и, таким образом, имеет вид сбоку в форме буквы L.
Поддерживающая пластина SPf прикреплена к подвешенной пластине 19. Эта поддерживающая пластина SPf включает, как показано на фиг.2 и фиг.9, основную часть 11 В и вертикальную пластину 11А.
Основная часть представляет собой узкую длинную пластину, верхняя поверхность которой формирует плоскость S, принимающую и поддерживающую нижнюю сторону резинового листа Р вблизи кромки РЕ.
Вертикальная пластина 11А выступает вверх от верхней поверхности основной пластины 11В вдоль всей ширины ее центральной линии. Таким образом, если смотреть спереди, то поддерживающая пластина SPf имеет форму перевернутой буквы Т. Верхний конец вертикальной пластины 11А прикреплен болтами к нижнему концу загибающейся вниз части 19В подвешенной пластины 19.
Таким образом, сопровождая подвижную в вертикальном направлении раму 17, поддерживающая пластина SPf может двигаться в направлении вверх и вниз.
Поддерживающая пластина SPf может двигаться вниз до нижнего положения, в котором поддерживающая лист поверхность S расположена на том же уровне, как и нижняя поверхность листа Р. В этом нижнем положении вертикальная пластина 11А направлена вверх через зазор между кромками РЕ, которые должны быть соединены встык.
Для того чтобы эффективно поддерживать кромки РЕ, ширина W поддерживающей лист поверхности S, измеренная без учета вертикальной пластины 11А, как показано на фиг.9, предпочтительно составляет по меньшей мере 6,0 мм. Передний конец поверхности S наклонен вниз. На задней стороне вертикальной пластины 11А сформирован прямоугольный вырез 31 таким образом, чтобы он проходил в направлении заднего конца поверхности S вдоль ее центральной линии по ширине.
* Заднее соединительное устройство JUr
В заднем соединительном устройстве JUr, как показано на фиг.3, соединительное устройство J3 включает верхние конические вращающие устройства CRun без поверхностей 26 с меньшим углом наклона и нижние конические вращающие устройства CRI без поверхностей с меньшим углом наклона.
Неподвижная рама 47 прикреплена к вышеупомянутой каретке 9r и сужается от каретки. Цилиндр 50 закреплен при помощи фланцевого соединения на неподвижной раме 47. Подвижная рама 49 прикреплена к неподвижной раме 47 так, чтобы она могла скользить вверх и вниз по линейным направляющим 48 в качестве линейной опорной поверхности. Подвижная рама 49 соединена с нижним концом штока поршня цилиндра 50 таким образом, что рама 49 перемещается вертикально при выдвижении и втягивании штока.
Цилиндр 53 закреплен с помощью фланцевого соединения на неподвижной раме 47. Подвижная рама 52 присоединена к неподвижной раме 47 так, что она может скользить вверх и вниз по линейной направляющей 51 в качестве линейной опорной поверхности. Подвижная рама 52 соединена с нижним концом штока поршня цилиндра 53 таким образом, что рама 52 двигается вертикально при выдвижении и втягивании штока.
Поддерживающая пластина SPr включает основную часть 44В, как показано на фиг.3. Эта основная часть 44В представляет собой узкую длинную пластину, верхняя поверхность которой формирует плоскость S, принимающую и поддерживающую нижнюю сторону листа Р вблизи кромок РЕ.
Поддерживающая пластина SPr прикреплена к раме 49, способной двигаться в вертикальном направлении, подвешенной пластиной 45. Подвешенная пластина 45 включает компонент 45В, выступающий назад от вертикальной подвижной рамы 49, и компонент 45А, который загибается вниз на заднем конце части 45В. Таким образом, она имеет L-образную форму, если смотреть сбоку, как показано на фиг.3. Задний конец основной пластины 44В поддерживающей пластины SPr закреплен болтами на нижнем конце загибающейся вниз части 45А. Таким образом, сопровождая вертикально перемещающуюся раму 49, поддерживающая пластина SPr может двигаться в направлении вверх и вниз.
Поддерживающая пластина SPr может двигаться вниз до нижнего положения, в котором поддерживающая лист поверхность S расположена на том же уровне, как и нижняя поверхность листа Р.
* Нижние конические вращающие устройства CRI
В переднем соединительном устройстве JUf и заднем соединительном устройстве JUr установлены нижние конические вращающие устройства CRI на соответствующих пластинах-основаниях SPf и SPr с поддерживающими рамами 34 и 35, включающими поддержку таким образом, что вышеупомянутые самые высокие основные линии 33е конических поверхностей 24S находятся на таком же уровне, как и поддерживающая лист поверхность S поддерживающих пластин SP. Соответственно, в каждом соединительном устройстве JU нижние конические вращающие устройства CRI перемещаются вверх и вниз вместе с поддерживающей пластиной SP.
В случае переднего соединительного устройства JUf две пары нижних конических вращающих устройств CRI расположены в пределах вышеупомянутого выреза 31, как показано на фиг.9.
В случае заднего соединительного устройства JUr, подобным же образом, относительно небольшой вырез 32 образован в передней части поддерживающей пластины SPr, и в нем расположена одна пара нижних конических вращающих устройств CRI, как показано на фиг.3.
* Верхние конические вращающие устройства CRu
Что касается верхних конических вращающих устройств CRu, то в случае заднего соединительного устройства JUr конические вращающие устройства CRu смонтированы на вертикально перемещающейся раме 52 с рамой-держателем 56, включающей опоры.
В случае переднего соединительного устройства JUf конические вращающие устройства CRun смонтированы на вертикально перемещающейся раме 38 с рамой-держателем 55, включающей опоры. Конические вращающие устройства CRuy смонтированы на двигающейся в поперечном направлении раме 23 с рамой-держателем 39, включающей опоры.
Как показано на фиг.8, одно из двух конических вращающих устройств CRuy соединено с редукторным электродвигателем М1, закрепленным на поперечно перемещающейся раме 23. Таким образом, когда двигатель М1 включен, два главных конических вращающих устройства CRuy вращаются с одинаковой скоростью.
В данном варианте реализации только конические вращающие устройства CRuy переднего соединительного устройства JUf работают от двигателя. Остальные не приводятся в движение двигателем, и они вращаются за счет силы трения между движущимся листом Р и коническими поверхностями 24S.
* Механизмы переключения
В данном варианте реализации, таким образом, цилиндр 40, подвижная рама 38 и линейная направляющая 37 составляют вертикальный механизм переключения для парных верхних конических вращающих устройств CRu соединительного узла J2. Цилиндр 18, подвижная рама 17 и линейная направляющая 16 составляют вертикальное переключающее устройство для двух пар расположенных ниже верхних конических вращающих устройств CRu соединительных узлов J1 и J2, а также для поддерживающей пластины SPf.
Цилиндр 28, подвижная рама 23 и линейная направляющая 22 составляют наклонное переключающее устройство для парных верхних конических вращающих устройств CRu соединительного узла J1.
Цилиндр 50, подвижная рама 49 и линейная направляющая 48 составляют вертикальный механизм переключения для нижних конических вращающих устройств CRI и поддерживающей пластины SPr соединительного узла J3.
Цилиндр 53, подвижная рама 52 и линейная направляющая 51 составляют вертикальный механизм переключения для верхних конических вращающих устройств CRun соединительного узла J3.
* Размещение конических вращающих устройств
В случае переднего соединительного устройства JUf, где операцию соединения встык проводят при перемещении в направлении передней части (правая сторона на фиг.2), верхние вращающие устройства CRuy соединительного узла J1 и верхние и нижние вращающие устройства CRun и CRI соединительного узла J2 наклонены вперед, а именно в таком направлении, чтобы в рабочем состоянии или положении угол наклона (альфа, бета) плоскости Ns, включающей две оси вращения N каждой пары вращающих устройств, составлял в диапазоне менее чем 90 градусов, предпочтительно не более 80 градусов, но не менее 60 градусов, предпочтительно не менее 70 градусов по отношению к поддерживающей лист поверхности S.
Однако нижние вращающие устройства CRI соединительного узла J1 не наклонены в существенной степени, и плоскость Ns, включающая две оси вращения N, является в существенной степени перпендикулярной к поддерживающей лист поверхности S.
В случае заднего блока соединительного устройства JUr, где операции соединения встык проводят при перемещении в направлении задней части (левая часть фиг.3), верхние вращающие устройства CRun и нижние вращающие устройства CRI соединительного узла J3 наклонены в направлении задней части, а именно в направлении перемещения, таким образом, что в рабочем состоянии или положении угол наклона (гамма) плоскости Ns, включающей две оси вращения N каждой пары вращающих устройств, находится в диапазоне менее 90 градусов, предпочтительно не более чем 80 градусов, но не менее, чем 60 градусов, предпочтительно не менее чем 70 градусов по отношению к поддерживающей лист поверхности S.
В данном примере углы альфа, бета и гамма составляют 75 градусов, а вышеупомянутая поперечно перемещающаяся рама 23 наклонена на такой же угол альфа, и, соответственно, рама 23 может перемещать верхние конические вращающие устройства CRuy, поддерживая плоскость Ns под углом наклона альфа.
При соединении встык кромок РЕ, верхние конические вращающие устройства CRu опускаются таким образом, что их самые низкие основные линии 24е могут контактировать с верхними поверхностями листа, нижние поверхности которого поддерживают нижние конические вращающие устройства CRI. В этих условиях, следовательно, необходимо, чтобы нижние конические вращающие устройства CRI были размещены как раз под соответствующими верхними коническими вращающими устройствами CRu, таким образом, чтобы в каждой паре одного верхнего конического вращающего устройства и одного нижнего вращающего устройства, как показано на фиг.10, их наиболее низкая основная линия 24е и наиболее высокая основная линия 33е были параллельны друг другу (как в соединительных узлах J2 и J3) или пересекались друг с другом (как в соединительном узле J1).
В данном случае, из-за наклона плоскости Ns двух парных вращающих устройств, их основные линии 24е, 33е, лежащие в пределах горизонтальной плоскости, наклонены в направлении, противоположном наклону плоскости Ns. Соответственно, центростремительная сила увеличивается.
* Назначение поверхностей 26 с меньшим углом наклона
В случае парных конических вращающих устройств CR с имеющими меньший угол наклона поверхностями 26, между этими двумя имеющими меньший угол наклона поверхностями 26 образуется пространство 27, имеющее треугольное сечение.
Следовательно, если верхние конические вращающие устройства CRuy приводит в действие двигатель М1, при поперечном перемещении листа кромки РЕ листа тянутся в направлении центра Gc, а резина (g) верхней поверхности листа Р скапливается в пространстве 27. В результате на верхней поверхности листа резины Р вдоль стыкового соединения образуется небольшой выступ (g1) в виде буртика.
Для того чтобы разгладить выступ (g1), соединительный узел J2, включающий верхние конические вращающие устройства CRun без поверхностей с меньшим углом наклона, показанные на фиг.6, помещен позади соединительного узла J1. Таким образом, при прохождении через верхние конические вращающие устройства CRun соединительного узла J2, выступ (g1) прижимают и стыковое соединение выравнивают. В то же время кромки РЕ прижимают относительно друг друга посредством верхнего и нижнего конических вращающих устройств соединительного узла J2 для того, чтобы гарантировать стыковое соединение.
2
2
2
2
Для данной цели, предпочтительно, пространство 27 имеет площадь поперечного сечения Z не более чем 1,0 мм, более предпочтительно не более чем 0,50 мм, но не менее чем 0,02 мм, предпочтительно не менее чем 0,1 мм, если смотреть параллельно с направлением вперед-назад, как показано на фиг.11. В случае, если лист Р имеет толщину примерно от 0,5 до 2,0 мм, ширина W поверхности 26 с меньшим углом наклона составляет в диапазоне не менее 0,2 мм, предпочтительно не менее 0,3 мм, более предпочтительно не менее 0,5 мм, но не более 1,0 мм. Высота h поверхности 26 с меньшим наклоном составляет в диапазоне не менее чем 0,2 мм, предпочтительно 0,35 мм, но не более чем 1,0 мм, предпочтительно не более чем 0,70 мм.
Поверхность с меньшим углом наклона 26 в данном примере имеет линейную конусность. Но возможно также, чтобы эта поверхность с меньшим наклоном 26 имела нелинейное сужение, как показано на фиг.12, где эта поверхность 26 выпукло искривлена. В этом случае конец выступа становится очень тонким и поэтому нестабильным. Соответственно, при прижиме неизвестно, будет ли выступ ложиться направо или налево. Таким образом, это способствует взаимному соединению невулканизированной резины на поверхности раздела стыкового соединения, и в результате прочность соединения дополнительно возрастает.
В данном варианте реализации приводимые в движение электродвигателем верхние конические вращающие устройства CRuy соединительного узла J1 имеют больший диаметр, чем не приводимые в движение двигателем нижние конические вращающие устройства CRI соединительного узла J1, так, чтобы равномерно вытягивать или тянуть части кромок листа, не образуя морщин. В соединительном узле J3, из тех же соображений, верхние конические вращающие устройства CRu имеют больший диаметр, чем нижние конические вращающие устройства CRI. В соединительном узле J2 верхние конические вращающие устройства CRu имеют в основном такой же диаметр, как и у нижних конических вращающих устройств CRI.
Кстати, как показано на фиг.2, как раз перед верхними и нижними коническими вращающими устройствами CRu и CRI вторичного соединительного узла J2, обеспечены направляющие пластины 41, чтобы направлять нижнюю и нижележащую стороны резинового листа Р, проходящего между верхними вращающими устройствами и нижними вращающими устройствами.
* Способ
Работа устройства 1 и способ соединения кромок РЕ встык будут описаны в связи с фиг.13-17.
В данном варианте реализации, как объясняли выше, путем стыкового соединения кромок лист Р или полосу невулканизированной резины формируют в цилиндрическую полость, и в конечном итоге они становятся радиальным витком оболочки в надувной шине для пассажирских автомобилей. Например, в них закладывают корды из полиэфирного волокна с высоким модулем (упругости) (1670 dtex/2, диаметр 0,68 мм) в количестве 50 концов/5 см для формирования листа толщиной 1,10 мм.
Как показано на фиг.13, резиновый лист Р навивают на барабан SS таким образом, чтобы кромки РЕ были расположены в центральной позиции по ширине канавки 60. В этот момент переднее и заднее соединительные устройства JUf и JUr ожидают в положении Х1 позади барабана SS. В этом состоянии ожидания в положении Х1, путем перемещения движущихся в вертикальном направлении рам 17 и 49 устройств JUf и JUr, поддерживающие лист поверхности S поддерживающих пластин SPf и SPr устанавливают почти на таком же уровне, как и нижняя поверхность резинового листа Р.
Затем, как показано на фиг.14, переднее соединительное устройство JUf перемещают вперед так, чтобы верхнее и нижнее конические вращающие устройства первичного соединительного узла J1 были размещены на позиции начала соединения Q. Поддерживающую лист поверхность S поддерживающей пластины SPf регулируют точно на таком же уровне, что и нижнюю поверхность резинового листа Р. Путем перемещения движущейся в поперечном направлении рамы 23 и движущейся в вертикальном направлении рамы 38, верхние конические вращающие устройства CRuy и CRun опускают на верхнюю поверхность листа Р таким образом, чтобы кромки РЕ удерживались между этими верхними и нижними коническими вращающими устройствами.
В таком состоянии удерживания запускают двигатели Ml и Mf, чтобы они вращали верхние конические вращающие устройства CRuy и перемещали блок соединительного устройства JUf вперед от исходного положения Q к положению остановки Qf за передним концом Pf, как показано на фиг.15, 16 и 17. Таким образом, в передней области Yf между начальным положением Q и передним концом Pf, кромки РЕ протягиваются в направлении центра Gc и соединяются встык.
Между тем, после того как переднее соединительное устройство JUf начинает движение от положения Q, транспортер TRr действует так, чтобы перемещать заднее соединительное устройство JUr вперед, так, чтобы верхнее и нижнее вращающие устройства соединительного устройства J3 размещались в положении начала соединения Q. В этом положении, путем перемещения способной двигаться в вертикальном направлении рамы 52, верхние конические вращающие устройства CRun опускаются на верхнюю поверхность листа Р, и, в то же время, поддерживающую лист поверхность S поддерживающей пластины SPr устанавливают на таком же уровне, на котором находится нижняя поверхность резинового листа Р, посредством чего кромки РЕ удерживаются между верхним и нижним коническими вращающими устройствами.
Когда верхние и нижние конические вращающие устройства соединительного узла J1 выходят за пределы среднего положения Qc кромок РЕ, задний транспортер TRr приходит в действие, чтобы переместить заднее соединительное устройство JUr назад (нормальное направление движения) от исходной позиции Q до позиции остановки Qr за пределами заднего конца Pr. Таким образом, в задней области Yr между исходным положением Q и задним концом Pr кромки РЕ натягивают в направлении центра и соединяют встык.
Если расстояние L между позицией начала соединения Q и задним концом Pr составляет менее 50 мм, вблизи исходного положения Q склонны образовываться морщины и неоднородности. Следовательно, расстояние L устанавливают в диапазоне не менее 50 мм, но менее чем 50% от общей длины кромки или ширины Wp резинового листа Р.
Если задний транспортер TRr приходит в движение рано, до того как соединительный узел J1 выходит за пределы среднего положения Qc, так как длина соединяемых встык кромок еще не так велика, то существует возможность, что одна из соединяемых встык кромок будет оттянута от другой, если соединительный узел J3 вытягивает кромки неравномерно.
В заднем соединительном устройстве JUr расстояние LO в прямом и обратном направлении между коническими вращающими устройствами CRu и CRI и передней кромкой детали 45А свешивающейся пластины 45 составляет более, чем расстояние L. В результате образуется пространство 58, которое включает в себя заднюю область Yr. Однако если сконструировать деталь 45А таким образом, чтобы она проникала между несоединенными кромками РЕ, возможно также LO<L.
В данном примере в ходе соединения кромок РЕ от исходного положения Q до переднего конца Pf скорость вращения верхних конических вращающих устройств CRuy соединительного узла J1 постепенно уменьшается.
Как показано на фиг.18, передняя область Yf разделена по меньшей мере на три зоны: начальная зона YF1, средняя зона Yf2 и конечная зона Yf3, и скорости вращения V1, V2 и V3 в зонах Yf1, Yf2 и Yf3 соответственно регулируют следующим образом:
V1>V2>V3;
1,00<V1/V2≤1,10; и
0,70≤V3/V2≤0,80.
Здесь исходная зона Yf1 составляет от 2 до 17% от передней области Yf.
Конечная зона Yf3 составляет от 5 до 20% от передней зоны Yf.
Средняя зона Yf2 составляет оставшуюся часть передней области Yf.
Что касается скорости вращения V2 в средней зоне Yf2, то предпочтительно, чтобы скорость на периферии конической внешней поверхности 24S на кромках большого диаметра Е1 работающих от двигателя конических вращающих устройств CRuy, была в существенной степени равна скорости перемещения переднего соединительного устройства JUf, более конкретно, в диапазоне от 95 до 105% от этой скорости перемещения.
Таким образом, в данном варианте реализации это обеспечено регулирующим устройством 14, которое может регулировать двигатель М1 так, чтобы скорость на периферии удовлетворяла вышеупомянутым условиям, основываясь на данных о положении и скорости перемещения блока переднего соединительного устройства JUf, которые получают от сенсорных устройств.
В конечной зоне Yf3, поскольку передний конец Pf находится вблизи работающих от двигателя вращающих устройств и лист легко перемещать, если скорость вращения V3 и скорость перемещения высоки, то в этой зоне YF3 очень вероятно образование морщин или неравномерностей.
В начальной зоне Yf1, поскольку передний конец Pf очень далек, лист трудно перемещать. Кроме того, поскольку заднее соединительное устройство JUr начинает двигаться в обратном направлении, кромкам сообщается соответствующее обратное натяжение. Следовательно, скорость вращения V1 и скорость поперечного перемещения можно увеличить до максимума, чтобы улучшить эффективность работы.