УСТРОЙСТВО НАМОТКИ БОРТОВОГО КОЛЬЦА
BEAD RING WINDING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству намотки бортового кольца, применяемому например, для изготовления колесного бандажа транспортного средства и предназначенному для формирования бортового кольца наматыванием провода.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Патентный документ 1 раскрывает пример предложенной структуры обычной машины намотки бортового кольца этого типа. В этой обычной структуре кольцевая углубленная часть, используемая для наматывания провода в венцы и в ряды, сформирована на внешней периферической поверхности шаблона крыльев, способного вращаться вокруг вала.
Согласно варианту осуществления, описанному в Патентном документе 1, ролик подачи с шагом расположен над шаблоном крыльев (шины) и этот ролик подачи с шагом поддерживается со способностью вращения блоком поддержки. Блок поддержки поддерживается направляющим элементом, таким как рельс, и является подвижным в направлении, перпендикулярном направлению подачи провода. Ролик подачи с шагом перемещает один шаг (соответствующий размеру провода) за один раз в направлении, перпендикулярном направлению подачи провода.
Однако согласно структуре из Патентного документа 1 нижняя поверхность углубленной части в шаблоне крыльев параллельна валу шаблона крыльев. Это делает невозможным формирование наклонного бортового кольца наматыванием.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: японская выложенная патентная публикация номер 2009-12326
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНО РЕШИТЬ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Задачей данного изобретения является обеспечение устройства намотки бортового кольца, способного формировать наклонное бортовое кольцо устойчиво посредством наматывания, не вызывая нерегулярной намотки провода.
СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
Для решения вышеупомянутой проблемы один аспект этого изобретения обеспечивает устройство намотки бортового кольца, включающее в себя тело вращения, способное вращаться вокруг вращающегося вала, и механизм поперечного смещения, который заставляет поперечно смещаться ролик поперечного смещения и элемент смещения. Тело вращения имеет внешнюю периферическую поверхность, снабженную кольцеобразным блоком наматывания для наматывания провода. Ролик поперечного смещения создает прилегание к проводу, намотанному посредством блока наматывания, для выравнивания витков провода в соприкосновении в направлении, в котором простирается вращающийся вал. Элемент смещения прикладывает силу смещения к ролику поперечного смещения, действующему в направлении, в котором прижимается провод. В этом устройстве намотки бортового кольца наматывающий блок имеет наклонную нижнюю поверхность, и вал ролика поперечного смещения является параллельным этой наклонной поверхности блока наматывания.
В вышеупомянутом устройстве намотки бортового кольца предпочтительно, что механизм поперечного смещения включает в себя направляющий блок, который направляет ролик поперечного смещения таким образом, что ролик поперечного смещения поперечно смещается параллельно наклонной поверхности блока наматывания.
В вышеупомянутом устройстве намотки бортового кольца предпочтительно, что ролик поперечного смещения поддерживается на одной концевой части стойки, и ролик для перемещения по скошенной поверхности, параллельной наклонной поверхности, обеспечен на другой концевой части стойки.
Предпочтительно, что вышеупомянутое устройство намотки бортового кольца включает в себя плиту поддержки и привод. Плита поддержки имеет скошенную поверхность в качестве верхней поверхности. Привод обеспечен способностью перемещать вверх и вниз плиту поддержки.
В вышеупомянутом устройстве намотки бортового кольца предпочтительно, что углубления выравнивания для выравнивания витков провода обеспечены в нижней части блока наматывания.
В вышеупомянутом устройстве намотки бортового кольца предпочтительно, что стойка включает в себя блок настройки, чтобы настроить позицию ролика поперечного смещения в направлении, в котором простирается вращающийся вал тела вращения.
ВЫГОДНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство намотки бортового кольца этого изобретения включает в себя ролик поперечного смещения, который выравнивает витки провода в соприкосновении в блоке наматывания, обеспеченном во внешней периферической поверхности тела вращения. Нижняя поверхность наматывающего блока является наклонной поверхностью, и вал ролика поперечного смещения параллелен наклонной поверхности блока наматывания. Соответственно, ролик поперечного смещения вынужден поперечно смещаться вдоль наклонной поверхности блока наматывания. Таким образом, во время наматывания провода поддерживается прижимающая сила, приложенная от ролика поперечного смещения к проводу. Это может формировать наклонное бортовое кольцо устойчиво посредством наматывания, не вызывая нерегулярную намотку провода.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 является передним видом, показывающим механизм поперечного смещения и его соседство с устройством намотки бортового кольца в увеличенном виде согласно варианту осуществления данного изобретения.
Фиг. 2 является видом сбоку механизма вращения тела вращения в устройстве намотки бортового кольца.
Фиг. 3 является передним видом, показывающим механизм поперечного смещения, реализуемый роликом поперечного смещения на теле вращения.
Фиг. 4 является передним видом, показывающим функционирование устройства намотки бортового кольца.
Фиг. 5 является пояснительным видом бортового кольца, сформированного наматыванием провода.
РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант осуществления устройства намотки бортового кольца, которое осуществляет данное изобретение, описан ниже, со ссылками на фиг. 1-5.
Как показано на Фиг. 2, тело 21 вращения, поддерживаемое относительно балки 17 (см. Фиг. 1) устройства намотки таким образом, что тело 21 вращения может вращаться вокруг вращающегося вала (горизонтальный вал) 22. Кольцеобразный блок 23 наматывания, используемый для наматывания провода W, сформирован во внешней периферической поверхности тела 21 вращения. Блок 23 наматывания разделен в периферическом направлении. Блок 23 наматывания сформирован из множественных разделенных элементов с 23A до 23D, поддерживаемых таким образом, что разделенные элементы с 23A по 23D могут двигаться в радиальном направлении тела 21 вращения. Провод W сформирован посредством покрытия внешней периферической поверхности металлического провода резиной, например.
Как показано на Фиг. 1 и 2, внешняя периферическая поверхность каждого из разделенных элементов с 23A по 23d снабжена углубленной частью 24, по существу, перевернутой трапециевидной формы в поперечном сечении. Углубленная часть 24 используется для наматывания провода W в венцы и в ряды для формирования бортового кольца 11. Нижняя поверхность углубленной части 24 является наклонной поверхностью 24a. Наклонная поверхность 24a наклонена под углом, например, 15 градусов относительно вращающегося вала 22 тела 21 вращения. Как показано на Фиг. 5, бортовое кольцо 11, сложенное наматыванием на углубленную часть 24, сформировано в наклонную шестиугольную форму в поперечном сечении. Дно углубленной части 24 каждого из разделенных элементов с 23A по 23D снабжено множественными углублениями 25 выравнивания, по существу, полукруглыми в поперечном сечении, в котором витки провода W в самой глубокой части окружности направлены и выровнены с регулярными интервалами. Наклонная поверхность 24a соответствует поверхности с последовательностью днищ углублений 25 выравнивания или поверхности с последовательностью вершин углублений 25 выравнивания.
Как показано на Фиг. 2, тело 21 вращения снабжено зажимом 27, которым концевая часть провода W зажата, где начинается наматывание провода W. Зажим 27 помещен между разделенным элементом 23A и разделенным элементом 23B, смежным с разделенным элементом 23A.
Как показано на Фиг. 1, механизм 12 поперечного смещения с плитой 13 поддержки снабжен выше тела 21 вращения. Трубчатое тело 15 с гайкой 14 фиксируется к плите 13 поддержки. Вал 16 винта вставлен в гайку 14 и подсоединен к валу 19 мотора  18 мотора, фиксируемого к раме 17. В ответ на вращательное возбуждение посредством 18 мотора вал 16 винта вставляется в гайку 14 или расцепляется с гайкой 14 во время вращения вала 16 винта. Это перемещает плиту 13 поддержки налево или направо на Фиг. 1 так, чтобы ролик 35 поперечного смещения двигался вперед-назад в направлении, в котором простирается вращающийся вал 22. Внешняя периферическая поверхность ролика 35 поперечного смещения снабжена частью 35a углубления, в которой провод W направляется к заданной позиции в углубленной части 24. Механизм, не показанный в чертежах, предназначенный для предотвращения вращения плиты 13 поддержки вокруг вала 16 винта, размещен между балкой 17 и плитой 13 поддержки.
Направляющий рельс 43 размещен выступающим от нижней концевой части плиты 13 поддержки. Верхний кронштейн 45, поддерживающий пневмоцилиндр 44 как элемент смещения, зафиксирован к плите 13 поддержки. Нижний кронштейн 46 фиксируется к штоку 44a поршня пневмоцилиндра 44. Нижний кронштейн 46 поддерживается таким образом, что нижний кронштейн 46 может сделать скользящее движение в вертикальном направлении относительно направляющего рельса 43.
Стойка 47 фиксируется к нижнему кронштейну 46. Верхняя концевая часть закрепленного элемента 49 присоединена к левой концевой части стойки 47 болтом 61 через распорную деталь 48, функционирующую как блок настройки. Ролик 35 поперечного смещения вращательно поддерживается,относительно закрепленного элемента 49. Ролик 35 поперечного смещения размещен таким образом, что вал 35b ролика 35 поперечного смещения становится параллельным наклонной поверхности 24a углубленной части 24. Распорная деталь 48 может быть присоединена к и быть отделена от левой концевой части стойки 47. Таким образом, посредством замены распорной детали 48 на распорную деталь другой толщины позиция ролика 35 поперечного смещения и позиция углубленной части 24 тела 21 вращения высококачественно выравниваются друг относительно друга точно в направлении, в котором простирается вращающийся вал 22, как показано чередующимися длинной и двумя короткими пунктирными линиями на Фиг. 3.
Ролик 35 поперечного смещения может быть помещен в более низкую рабочую позицию, где ролик 35 поперечного смещения прилегает к проводу W, и в верхнюю неработающую позицию, где ролик 35 поперечного смещения отделен от провода W. Во время наматывания провода W блоком 23 наматывания ролик 35 поперечного смещения перемещается в рабочую позицию посредством выскальзывания из пневмоцилиндра 44. Механизм 12 поперечного смещения сформирован мотором 18, валом 16 винта, гайкой 14, плитой 13 поддержки и т.п.
Ролик 62, функционирующий как толкатель кулачка, формирующий направляющий блок, вращательно поддерживается в правой концевой части стойки 47. Ролик 62 сформирован таким образом, что ролик 62 перемещается по кулачковому элементу 63 как плита поддержки. Верхняя поверхность кулачкового элемента 63 является скошенной кулачковой поверхностью 63a в качестве скошенной поверхности. Скошенная кулачковая поверхность 63a формирует направляющий блок параллельно к наклонной поверхности 24a углубленной части 24 в блоке 23 наматывания тела 21 вращения. Кулачковый элемент 63 поддерживается направляющим рельсом 64 таким образом, что кулачковый элемент 63 может выполнить скользящее движение в вертикальном направлении.
Балка 17 снабжена элементом 66 рычага, выполняющим движение вокруг оси 65. Один из противоположных концов элемента 66 рычага поддерживает кулачковый элемент 63 через ролик и другой конец соединен с более низкой концевой частью стержня 71 винта. Стержень 71 винта формирует механизм 70 винтовой подачи, функционирующий как привод. Винт, не показанный на чертежах, сформированный во внутренней периферической поверхности первой зубчатой передачи 72, находится в зубчатом зацеплении с верхней частью стержня 71 винта. Вращение первой зубчатой передачи 72 двигает вниз стержень 71 винта, чтобы наклонить элемент 66 рычага, таким образом, перемещая вверх кулачковый элемент 63. Первая зубчатая передача 72 находится в зубчатом зацеплении со второй зубчатой передачей 74, соединенной с вращающимся валом 73a мотора 73. Вращение мотора 73 вращательно приводит в движение первую зубчатую передачу 72. Первая зубчатая передача 72 поддерживается на балке 17 посредством элемента поддержки, не показанного на чертежах.
Как показано на Фиг. 2, направляющий ролик 38 поддерживается закрепленным элементом 49 таким образом, что направляющий ролик 38 может вращаться вокруг горизонтальной линии оси. Направляющий ролик 38 является смежным с роликом 35 поперечного смещения и на стороне, расположенной выше относительно ролика 35 поперечного смещения в направлении, в котором движется провод W. Внешняя периферическая поверхность направляющего ролика 38 снабжена направляющей частью углубления, не показанной в чертежах, в которой провод W направлен к ролику 35 поперечного смещения. В ответ на движение плиты 13 поддержки в направлении, в котором простирается вращающийся вал 22, ролик 35 поперечного смещения и направляющий ролик 38 движутся вместе в одном и том же направлении.
Работа вышеупомянутого устройства намотки бортового кольца описана далее.
Когда устройство намотки бортового кольца начинает функционировать, концевая часть провода W, где начинается наматывание провода W, направляется в направляющую часть углубления направляющего ролика 38 и зажимается зажимом 27. В это время ролик 35 поперечного смещения уже смещен в позицию, показанную на Фиг. 1, где наматывание должно начаться. Затем пневмоцилиндр 44 выскальзывает наружу, чтобы опустить ролик 35 поперечного смещения в рабочую позицию так, чтобы провод W входил в часть 35a углубления ролика 35 поперечного смещения. Направляющая часть углубления направляющего ролика 38 сформирована глубоко. Соответственно, перемещение направляющего ролика 38 вверх и вниз перемещает провод W вверх и вниз относительно внутренней части направляющей части углубления.
В этом состоянии тело 21 вращения вращается в направлении против часовой стрелки на Фиг. 2, чтобы намотать провод W на углубленную часть 24 блока 23 наматывания. В это время ролик 35 поперечного смещения принимает силу смещения от пневмоцилиндра 44, действующую в направлении, в котором шток 44a поршня выскальзывает наружу. Таким образом, провод W направляется к ролику 35 поперечного смещения направляющим роликом 38 и помещается в некоторое углубление 25 выравнивания в углубленной части 24, будучи прижатым роликом 35 поперечного смещения. Соответственно, в то время как самая внутренняя окружность (первый ряд) провода W наматывается на углубленную часть 24 блока 23 наматывания, витки провода W выравниваются в соприкосновении с регулярным интервалом вдоль углублений 25 выравнивания углубленной части 24.
В частности, каждый раз когда провод W наматывается, по существу, на один виток, завинчивающее действие гайки 14 и вала 16 винта, генерируемое вращением 18 мотора, перемещает ролик 35 поперечного смещения и направляющий ролик 38 на один шаг наматывания провода W за один раз в направлении, в котором простирается вращающийся вал 22. Соответственно, после того как провод W намотан, по существу, на один виток вдоль одного углубления 25 выравнивания, провод W плавно подается на один шаг к следующему углублению 25 выравнивания. В то же самое время, как показано на Фиг. 1, ролик 62 делает катящееся движение на скошенной поверхности кулачка 63a кулачкового элемента 63. Это продвигает ролик 35 поперечного смещения вдоль скошенной поверхности кулачка 63a, в частности вдоль наклонной поверхности 24a углубленной части 24 блока 23 наматывания. Когда наматывание провода W в первом ряду закончено, ролик 35 поперечного смещения движется к позиции, обозначенной сплошными линиями на Фиг. 4. Соответственно, ролик 35 поперечного смещения прижимает провод W силой прижатия, которая является, по существу, одной и той же с начала наматывания в одном ряду до конца наматывания в этом ряду.
Когда наматывание провода W в самой внутренней окружности (первый ряд) закончено, провод W наматывается и укладывается надлежащим образом во втором ряду и в последующих рядах снаружи самой внутренней окружности. Каждый раз, когда наматывание в двух рядах закончено, например, стержень 71 винта из механизма 70 подачи винта перемещается вниз. Это поворачивает элемент 66 рычага вокруг оси 65 так, чтобы элемент 66 рычага поднимал кулачковый элемент 63, как показано чередующимися длинной и двумя короткими пунктирными линиями на Фиг. 4. Это создает скользящее движение вверх стойки 47 механизма 12 поперечного смещения через ролик 62, чтобы переместить ролик 35 поперечного смещения соответственно. В результате в то время как провод W наматывается и укладывается во втором ряду и в последующих рядах, прижимающая сила, приложенная от ролика 35 поперечного смещения на провод W, генерируемая пневмоцилиндром 44, поддерживается, по существу, так же, как она прикладывалась во время намотки провода W в первом ряду.
В то время как провод W наматывается и укладывается во втором ряду и в последующих рядах, ролик 35 поперечного смещения поперечно смещается мотором 18 и перемещается вверх и вниз вдоль наклонной формы углубленной части 24. Соответственно, витки провода W направляются и выравниваются в углубленной части 24 и прижимаются сверху, чтобы плотно контактировать с проводом W в нижнем ряду. В результате получают бортовое кольцо 11 наклонной шестиугольной формы, такое как показано на Фиг. 5.
После того как провод W намотан в заранее определенных венцах и в заранее определенных рядах, чтобы сформировать бортовое кольцо 11, провод W обрезают режущим механизмом, не показанным в чертежах. Провод W привязывают к части завершения на следующем этапе. Затем бортовое кольцо 11 захватывают зажимным блоком, не показанным в чертежах, и затем передают на последующий этап.
Соответственно, этот вариант осуществления достигает следующих эффектов:
(1) Вал 35b ролика 35 поперечного смещения параллелен наклонной поверхности 24a углубленной части 24 блока 23 наматывания. Это делает возможным укладку провода W, не вызывая позиционного смещения от наклонной поверхности 24a углубленной части 24, таким образом предотвращая нерегулярное наматывание. Дополнительно провод W может быть намотан на более высокой скорости.
(2) Ролик 35 поперечного смещения для поперечного смещения направляется вдоль наклонной поверхности 24a блока 23 наматывания скошенной поверхностью кулачка 63a параллельно наклонной поверхности 24a. Это позволяет ролику 35 поперечного смещения прижимать витки провода W выровненными с регулярными интервалами, по существу, однородной силой. Таким образом, нарушение наматывания провода W предотвращается, таким образом, формируя высококачественное бортовое кольцо 11 наматыванием.
(3) В ответ на увеличение в количестве наматывания рядов провода W кулачковый элемент 63 перемещается вверх для перемещения вверх ролика 35 поперечного смещения. Таким образом, даже с увеличением количества наматывающихся рядов провода W прижимающая сила от ролика 35 поперечного смещения на провод W может все еще поддерживаться, по существу, однородно. Это предотвращает нерегулярное наматывание провода W так, чтобы бортовое кольцо 11 могло быть сформировано стабильным наматыванием и укладыванием.
(4) В ответ на продвижение наматывания и укладывания провода W позиция ролика 35 поперечного смещения может быть сделана выше посредством перемещения кулачкового элемента 63. Таким образом, даже с изменением количества рядов провода W прижимающая сила от ролика 35 поперечного смещения, по существу, может все еще может поддерживаться постоянной, таким образом, предотвращающая нерегулярное наматывание и т.п.
(5) Ролик 35 поперечного смещения сформирован таким образом, что ролик 35 поперечного смещения выравнивает витки провода W в углублениях 25 выравнивания посредством механизма 12 поперечного смещения и для прижимания провода W в углублениях 25 выравнивания посредством пневмоцилиндра 44, функционирующего в качестве элемента смещения. В результате витки провода W могут быть выровнены в надлежащем порядке.
(6) Распорная деталь 48 размещена между стойкой 47 и закрепленным элементом 49 для прикрепления ролика 35 поперечного смещения к стойке 47. Распорная деталь 48 должна настроить позицию ролика 35 поперечного смещения в направлении, в котором простирается вращающийся вал 22 тела 21 вращения. Соответственно, замена распорной детали 48 облегчает регулирование позиции блока 23 наматывания тела 21 вращения и позиции ролика 35 поперечного смещения друг относительно друга.
Этот вариант осуществления может быть модифицирован следующим образом.
Пневмоцилиндр 44 может быть сформирован из множественных цилиндров в соответствии с количеством рядов бортового кольца 11, сформированного наматыванием и укладыванием.
Элемент 66 рычага, поворачивающийся вокруг оси 65, может быть исключен. Далее, стержень 71 винта механизма 70 винтовой подачи может быть размещен ниже кулачкового элемента 63 и кулачковый элемент 63 может быть поднят непосредственно стержнем 71 винта. Альтернативно кулачковый элемент 63 может быть поднят непосредственно комбинацией сервомотором и шариковинтовой передачей.
Чтобы уложить провод W в рядах более эффективно, пневмоцилиндр 44 может быть помещен под прямым углом относительно наклонной поверхности 24a блока 23 наматывания.
Углубления 25 выравнивания углубленной части 24 и часть 35a углубления ролика 35 поперечного смещения могут быть изменены на угловую форму, такую как треугольная форма или прямоугольная форма в поперечном сечении.
Нижняя поверхность углубленной части 24 блока 23 наматывания может быть изменена на плоскую поверхность, исключая углубления 25 выравнивания в углубленной части 24.
Кулачковый элемент 63 может быть фиксирован к стойке 17 так, чтобы элемент 66 рычага и механизм 70 винтовой подачи могли быть исключены, например. В этом случае в ответ на продвижение наматывания и укладывание провода W шток 44a поршня вдавливается в пневмоцилиндр 44.
ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
12 Механизм поперечного смещения
21 Тело вращения
22 Вращающийся вал
23 Блок наматывания
24a Наклонная поверхность
25 Углубление выравнивания
35 Ролик поперечного смещения
35b Вал
44 Пневмоцилиндр в качестве элемента смещения
47 Стойка
48 Распорная деталей в качестве блока настройки
62 Ролик, формирующий направляющий блок
63 Кулачковый элемент в качестве плиты поддержки
63a Скошенная поверхность кулачка, формирующая направляющий блок
70 Механизм винтовой подачи в качестве привода
W Провод.