БРЕКЕРНЫЙ БАРАБАН ДЛЯ ШИН
BREAKER DRUM FOR TYRES

Изобретение относится к брекерному барабану, в частности, для формирования брекерного слоя и/или протекторного слоя или другого компонента шины, имеющего армирующие элементы, например, из металла или арамидного материала и т.п., по всей периферии. Изобретение, в частности, относится к барабану, на котором можно собирать брекерный, протекторный и промежуточный герметизирующий слои.
В процессе изготовления шин известно приготовление комплекта из нескольких брекерных слоев, по выбору содержащих стальные проволоки, расположенные в противоположных пересекающихся направлениях, последующее наложение так называемого герметизирующего слоя и, наконец, одного или более протекторных слоев, на барабане, с последующей передачей комплекта на барабан для сборки каркаса для соединения комплекта с частями каркаса шины.
Герметизирующий слой можно выполнять в виде узких армированных полос, спиралеобразно навитых в один или несколько слоев вокруг уже расположенных на барабане брекерных слоев.
Чем больше форма поперечного сечения шины при сборке на барабане соответствует форме при вулканизации в конце процесса изготовления шины, тем более высокое качество шины можно получить.
Желательно располагать полосу на цилиндрической поверхности, диаметр которой как можно больше соответствует окончательному диаметру готовой шины.
Кроме того, в высококачественных шинах при высокой скорости протектор шины, имеющий в исходном состоянии выпуклую форму, имеет тенденцию принимать плоскую форму. Когда краевые области протектора способны оказывать только слишком слабое сопротивление увеличению соответствующего диаметра, могут происходить нежелательные деформации, которые оказывают пагубное влияние на эксплуатационные свойства шин и на комфортность при езде.
Известен способ изготовления протектора на барабане, имеющем мембранообразную опорную поверхность, на которой располагают слои протектора, после чего посредством штампов, расположенных по радиусу внутри мембраны и имеющих жесткую нажимную плоскость, мембраны деформируют, придавая опорной поверхности, если смотреть в плоскости продольного сечения барабана, выпуклую форму, на которую затем наматывают полосу герметизирующего слоя. В результате в условиях использования при наложении полосы герметизирующего слоя могут быть приняты в расчет натяжения в упомянутой полосе, например, при высокой скорости.
Недостатком данного известного решения является то, что наложение брекерных слоев производят на мембране, которая по своей сути не может служить плоской опорной поверхностью для слоев брекера без дополнительных доработок. Кроме того, при изготовлении шин, имеющих протекторы с различной выпуклостью, следует использовать штампы, которые должны быть приспособлены к этому, если это вообще возможно, и эта операция является трудоемкой. Кроме того, приходится содержать в готовности несколько типов штампов.
Существует потребность в брекерном барабане, посредством которого можно изготавливать простым и/или управляемым способом комплекты, по меньшей мере, брекерных слоев и герметизирующих слоев для шин, например, для высококачественных шин.
Существует также потребность в брекерном барабане, посредством которого можно изготавливать комплекты, по меньшей мере, брекерных слоев и герметизирующих слоев при оптимальном регулировании для экстремальных условий использования шин, например высококачественных шин.
Существует также потребность в брекерном барабане, посредством которого можно изготавливать комплекты, по меньшей мере, брекерных слоев и герметизирующих слоев различных диаметров.
Согласно одному объекту настоящего изобретения создан брекерный барабан, в частности, для формирования брекерного слоя и/или протекторного слоя или другого компонента шины, имеющего металлические части и т.п. по всей периферии, причем барабан установлен с возможностью вращения относительно центральной оси и содержит ряд опорных элементов, имеющих жесткую опорную поверхность для компонента шины и расположенных на периферии барабана, при этом в плоскости поперечного сечения, проходящей через центральную ось, опорные элементы содержат средние опорные секции и боковые опорные секции, присоединенные к ним с возможностью перемещения, причем средние секции опорных элементов выполнены с возможностью перемещения с помощью первых перемещающих средств между первым положением, в котором соответствующий опорный элемент образует опорную поверхность, параллельную центральной оси, и, по меньшей мере, одним вторым положением, в котором соответствующий опорный элемент образует по существу выпуклую опорную поверхность, при этом первые перемещающие средства присоединены к средним опорным секциям, чтобы, по меньшей мере, поддерживать их параллельно центральной оси в, по меньшей мере, одном втором положении.
Брекерный барабан может дополнительно иметь средства ориентирования для поддержания средней опорной секции постоянно параллельно центральной оси в одном или нескольких вторых положениях и, по выбору, в первом положении.
Согласно другому объекту настоящего изобретения создан брекерный барабан, в частности, для формирования брекерного слоя и/или протекторного слоя или другого компонента шины, имеющего металлические части и т.п. по всей периферии, причем барабан установлен с возможностью вращения относительно центральной оси и содержит ряд опорных элементов, имеющих жесткую опорную поверхность для компонента шины и расположенных на периферии барабана, при этом в плоскости поперечного сечения, проходящей через центральную ось, опорные элементы содержат средние опорные секции и боковые опорные секции, присоединенные к ним с возможностью перемещения, причем средние секции опорных элементов выполнены с возможностью перемещения с помощью первых перемещающих средств между первым положением, в котором соответствующий опорный элемент образует опорную поверхность, параллельную центральной оси, и, по меньшей мере, одним вторым положением, в котором соответствующий опорный элемент образует по существу выпуклую опорную поверхность, при этом средние опорные секции жестко прикреплены к первым перемещающим средствам.
Таким образом, брекерные слои постоянно надежно поддерживаются при их расположении на барабане и при придании им выпуклой формы.
Опорные элементы, если смотреть в плоскости, параллельной центральной оси, разделены, в результате чего, в принципе, можно создавать несколько выпуклых форм. В одном варианте осуществления брекерного барабана согласно изобретению опорные элементы установлены с возможностью перемещения, в частности с возможностью регулирования в нескольких выбранных вторых положениях, в которых они имеют различные выпуклости, так что можно производить специальную регулировку для достижения формы протектора того типа шины, которую надлежит изготавливать.
Средние опорные секции присоединены к соответствующим боковым опорным секциям для обеспечения их поворотного движения при перемещении между первым положением и, по меньшей мере, одним вторым положением.
Средние и боковые опорные секции присоединены одна к другой с возможностью поворота относительно оси, проходящей по касательной к барабану.
Боковые опорные секции могут быть присоединены с возможностью перемещения и поворота к остальной части барабана, если смотреть в плоскости продольного сечения барабана.
В одном варианте осуществления барабан имеет плоскость симметрии, перпендикулярную центральной оси, а опорные элементы во втором положении образуют опорную поверхность, симметричную относительно плоскости симметрии и в средней опорной секции расположенную дальше от центральной оси, чем примыкающие боковые секции.
Из средней опорной секции можно образовывать по существу замкнутую и/или прямолинейную опорную поверхность.
Боковые секции могут образовывать прямолинейные опорные поверхности, причем боковые секции присоединены к остальной части барабана с возможностью поворота относительно точек их поворота, которые в направлении, параллельном центральной оси, отстоят от плоскости симметрии.
Предпочтительно, точки поворота между опорными секциями друг относительно друга и/или между опорными секциями и остальной частью барабана в направлении, параллельном центральной оси, выполнены с возможностью их регулирования.
В одном варианте осуществления изобретения можно компенсировать уменьшение длины в направлении, параллельном центральной оси, за счет расширения по радиусу, причем опорные секции в месте расположения взаимного соединения установлены с возможностью перемещения друг относительно друга в направлении, параллельном центральной оси. Это можно выполнить посредством соединения “гнездо-шип”, в частности посредством пазовых отверстий.
Для поддержания опорной поверхности в осевом направлении, которое продолжается по возможности дальше, опорные секции выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом в направлении, параллельном центральной оси.
В дополнительном варианте осуществления изобретения имеются первые стопорные средства для ограничения перемещения по радиусу наружу опорных элементов во второе положение, а также первые регулировочные средства для регулирования первых стопорных средств. Таким образом, второе положение и, следовательно, выпуклую форму можно регулировать так, чтобы приспособить ее к форме протектора шины, подлежащей изготовлению.
Первые перемещающие средства могут содержать первые конические средства и вторые конические средства, причем первые конические средства расположены по радиусу внутри вторых конических средств с возможностью перемещения с составляющей перемещения в направлении, параллельном центральной оси, для перемещения по радиусу вторых конических средств, причем опорные элементы присоединены ко вторым коническим средствам для перемещения посредством их. Упомянутые первые конические средства могут быть установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном центральной оси.
Упомянутые первые стопорные средства могут быть выполнены с возможностью приведения в действие при ограничении перемещения первых конических средств в направлении, параллельном центральной оси.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения создан брекерный барабан описанного выше типа, который дополнительно имеет вторые перемещающие средства для перемещения опорных элементов из положения, которое является втянутым по радиусу относительно центральной оси, в, по меньшей мере, положение, которое является выступающим по радиусу относительно центральной оси. Таким образом, под диаметр шины, которую надлежит изготавливать, можно просто подстроить тот же формовочный барабан и те же опорные элементы.
Опорные элементы установлены с возможностью перемещения с помощью вторых перемещающих средств между обоими положениями в состоянии, когда опорные поверхности, если смотреть в плоскости сечения, проходящей через центральную ось, расположены параллельно центральной оси.
Регулированию опорных элементов можно способствовать здесь с помощью вторых стопорных средств при ограничении перемещения соединения опорных элементов по радиусу наружу, а также с помощью вторых регулировочных средств для регулирования вторых стопорных средств.
Точно так же, как и первые перемещающие средства, вторые перемещающие средства могут содержать третьи конические средства и четвертые конические средства, причем третьи конические средства расположены по радиусу внутри четвертых конических средств с возможностью перемещения с составляющей перемещения в направлении, параллельном центральной оси, для перемещения по радиусу четвертых конических средств, при этом опорные элементы выполнены с возможностью перемещения по радиусу с помощью четвертых конических средств. Третьи конические средства могут быть установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном центральной оси. Вторые стопорные средства можно приводить в действие при ограничении перемещения вторых конических средств в направлении, параллельном центральной оси.
В комбинированном варианте осуществления брекерного барабана согласно изобретению имеются вторые стопорные средства для ограничения совместного перемещения опорных элементов по радиусу наружу, а также вторые регулировочные средства для регулирования вторых стопорных средств, причем вторые регулировочные средства выполнены с возможностью приведения в действие при регулировании расстояния между вторыми и третьими коническими средствами, если смотреть в направлении, параллельном центральной оси.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения брекерный барабан имеет вторые перемещающие средства для перемещения опорных элементов из положения, которое является втянутым по радиусу относительно центральной оси, в, по меньшей мере, положение, которое является выступающим по радиусу относительно центральной оси, причем вторые перемещающие средства содержат третьи конические средства и четвертые конические средства, при этом третьи конические средства расположены по радиусу внутри четвертых конических средств с возможностью перемещения с составляющей перемещения в направлении, параллельном центральной оси, для перемещения по радиусу четвертых конических средств, причем опорные элементы установлены с возможностью перемещения по радиусу с помощью четвертых конических средств, а третьи конические средства выполнены с возможностью перемещения с помощью вторых конических средств.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения создан брекерный барабан, в частности, для формирования брекерного слоя и/или протекторного слоя или другого компонента шины, имеющего металлические части и т.п.по всей периферии, причем барабан установлен с возможностью вращения относительно центральной оси и содержит ряд опорных элементов, имеющих жесткую опорную поверхность для компонента шины и расположенных на периферии барабана, при этом в плоскости поперечного сечения, проходящей через центральную ось, опорные элементы выполнены с возможностью перемещения с помощью перемещающих средств между первым положением, в котором образована опорная поверхность, параллельная центральной оси и расположенная на первом радиальном расстоянии от центральной оси, и, по меньшей мере, одним вторым положением, в которой образована опорная поверхность, параллельная центральной оси и расположенная на втором радиальном расстоянии, превышающем первое радиальное расстояние от центральной оси, причем перемещающие средства содержат первые конические средства и вторые конические средства, при этом первые конические средства расположены по радиусу внутри вторых конических средств с возможностью перемещения с составляющей перемещения в направлении, параллельном центральной оси, для смещения по радиусу вторых конических средств, причем опорные элементы присоединены ко вторым коническим средствам для перемещения посредством их. Таким образом можно легко и надежно регулировать диаметр брекерного барабана.
Первые конические средства предпочтительно выполнены с возможностью перемещения в направлении, параллельном центральной оси.
Предпочтительно, брекерный барабан имеет стопорные средства для ограничения перемещения опорных элементов по радиусу наружу, а также регулировочные средства для регулирования стопорных средств, причем стопорные средства выполнены с возможностью приведения в действие при ограничении перемещения первых конических средств в направлении, параллельном центральной оси.
Объекты и способы, описанные и/или показанные в настоящей заявке, можно также применять, по возможности, независимо друг от друга. Отдельные аспекты, такие как перемещение опорных поверхностей и конструкция опорных поверхностей и позиционирование конусов, а также другие аспекты могут стать объектами заявок, выделенных из данной заявки.
Далее изобретение описано более подробно на примерах вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематический вид в поперечном сечении в исходном положении половины примера варианта осуществления барабана согласно изобретению;
Фиг.1A - вид в поперечном сечении по стрелке IA-IA барабана с фиг.1;
Фиг.2 - вид барабана с фиг.1 в расширенном положении;
Фиг.3 - вид барабана с фиг.2 в выпуклом формующем положении;
Фиг.4 - альтернативный пример варианта осуществления барабана согласно изобретению, поперечное сечение которого схоже с поперечным сечением с фиг.1, но не обеспечивающий формование;
Фиг.5A-5C - виды сверху, с торца и сбоку, соответственно, примера варианта осуществления опорных элементов для барабана согласно изобретению; и
Фиг.6 и 7 - схематические виды двух возможных вариантов осуществления опорных элементов барабана согласно изобретению.
Барабан 1, частично показанный на фиг.1, имеет центральную ось S, расположенную по периферии последовательность опорных элементов 2 и торцевые стенки 3a, 3b. В центре барабана 1, соосно центральной оси S, кольцеобразный конус 4, выполненный как один корпус, размещен с возможностью скольжения в направлении, параллельном центральной оси S, причем конус 4 имеет конические элементы 4a, 4b, также являющимися кольцеобразными. Конические элементы 4a и 4b имеют соответствующие конические поверхности 20a, 20b, образующие кольцеобразные конические поверхности. Упомянутые конические поверхности могут образовывать грани, что означает, что они выполнены из последовательности плоских частей.
По радиусу снаружи от конусов 4 расположены нажимные элементы 5, например нажимной элемент 24, имеющий выступающие внутрь конические элементы 5a, 5b с коническими поверхностями 21а, 21b, ориентированными своими наклонами по радиусу внутрь, которые взаимодействуют с коническими поверхностями 20a, 20b. В наружных по радиусу поверхностях нажимных элементов 5 расположены углубления 25a, 25b, в которых размещены кольцеобразные стягивающие пояса 26a, 26b.
Если смотреть в осевом направлении, нажимные элементы 5 расположены в направляющих 24a, 24b в торцевых стенках 3a, 3b с возможностью скольжения в направлении по радиусу.
С наружной по радиусу стороны нажимных элементов 5 расположены опорные элементы 2, которыми определен уровень, являющийся по существу замкнутой опорной поверхностью T. Как показано на фиг.5A-5C, опорные элементы 2 образуют пластины, в данном примере 24, количество которых равно количеству нажимных элементов 5. В данном примере опорные элементы 2 содержат по три секции, а именно (в обоих основных направлениях плоскости): жесткую среднюю секцию 7 и (в обоих основных направлениях плоскости), жесткие боковые секции 8a, 8b. В местах расположения шарнирных штифтов 9a, 9b средняя секция 7 шарнирно соединена с боковыми секциями 8a, 8b. В местах расположения шарниров 10a, 10b боковые секции 8a, 8b шарнирно соединены с нажимным элементом 5, в данном случае вблизи его осевых торцов, как показано на фиг.5A-5C.
Кроме того, на фиг.1 показано, что из конического элемента 4b выступает в осевом направлении шток 35, имеющий на одном конце стопорные средства 37. Упомянутые стопорные средства могут плотно прилегать к постоянным стопорным средствам 38, прикрепленным к торцевой стенке 3a. Место расположения стопорных средств 37 вдоль штока 35 можно регулировать, используя средства, которые не показаны, чтобы регулировать свободу перемещения в направлении А конического элемента 4.
Кроме того, на фиг.1 показан пневматический цилиндр 51, соединенный посредством трубопровода 50 с источником сжатого воздуха, который дополнительно не показан. С их помощью обеспечивают привод конических элементов 4 в направлении А, параллельном центральной оси S.
Пространство 4c между коническими элементами 4a, 4b остается открытым, и в этом пространстве расположен конусообразное кольцо 11, образующее единое целое, с возможностью скольжения в осевом направлении S по наружной по радиусу поверхности 60 конуса 4. Конусообразное кольцо 11 имеет коническую поверхность 22, которая также может иметь грани, в данном случае 24. Нажимная часть 12 наклонной поверхностью 23 опирается на коническую поверхность 22. Штифт 27 выступает в радиальном направлении из нажимной части 12, причем в положении 29 он присоединен к нажимной части 12, а в положении 30 он жестко прикреплен перпендикулярно в двух направлениях (образуя жесткий угол) к средней секции 7. Штифт 27 проходит сквозь радиальный проход 39 в нажимном элементе 5. Пружина 28 сжатия расположена вокруг штифта 27 и одним концом упирается во внутреннюю по радиусу поверхность нажимного элемента 5, например в дно углубления 28a, выполненного в нажимном элементе 5, а другим концом - в наружную по радиусу поверхность нажимной части 12.
Шток 31 выступает в осевом направлении влево от конусообразного кольца 11, причем на конце этого штока прикреплены стопорные средства 33. Для стопорных средств 33 предусмотрены постоянные стопорные средства 34, прикрепленные к торцевой стенке 3a. Место расположения стопорных средств 33 вдоль штока 31 можно регулировать, используя средства, которые дополнительно не показаны, для регулирования свободного перемещения в направлении C (см. фиг.3) конического элемента 4.
Для перемещения в направлении C (см. фиг.3) конусообразного кольца 11 используют пневматический цилиндр 53, соединенный трубопроводом 52 с источником сжатого воздуха.
Следует отметить, что вместо упомянутых пневматических цилиндров можно использовать другие средства для перемещения, например гидравлические цилиндры или шпиндельные привода.
На фиг.5A-5C показан пример опорных элементов 2, причем средняя секция 7 имеет волнообразные края, содержащие углубления 43a, 43b. Боковые секции 8a, 8b на примыкающих краях имеют пальцеобразные выступы 42a, 42b, которые взаимодействуют с углублениями 43a, 43b, для образования по существу замкнутой опорной поверхности T в исходном положении.
Другие концы боковых секций 8a, 8b шарнирно соединены посредством штифтов 10a, 10b с держателями 44a, 44b, прикрепленными к нажимному элементу 5.
Как показано на фиг.5C, шарнирные штифты 9a, 9b, которыми шарнирно соединена средняя секция 7 с боковыми секциями 8a, 8b, размещены так, чтобы они могли свободно скользить (в поперечном к штифтам направлении) в продольных отверстиях 41a, 41b. Благодаря этому обеспечено пространство для увеличения длины, образованное секциями 7, 8a, 8b, когда опорные элементы 2 находятся в положении, показанном на фиг.3. Благодаря взаимному сопряжению выступов 42a, 42b с углублениями 43a, 43b предотвращают образование поперечных разрывов в опорной поверхности. Следует отметить, что вместо шарнирных штифтов можно использовать вращаемые с возможностью скольжения соединения согласно другим вариантам осуществления изобретения, например использовать соединение в виде канавки и язычка, при котором язычок таким образом заходит в канавку, что и в отведенном положении он остается в канавке.
В исходном положении барабана 1, показанном на фиг.1, опорные элементы расположены с опорной поверхностью в плоскости T. В упомянутом исходном положении брекерные слои располагают, по выбору, с последовательно поперечно ориентированными армирующими кордами.
Если требуется больший диаметр опорных элементов для изготовления шины соответствующего диаметра, то приводят в действие пневмоцилиндр 51 посредством подачи сжатого воздуха по трубопроводу 50 для перемещения конуса 4 в направлении А. Благодаря взаимодействию поверхностей 20a, 20b и 21а, 21b каждый нажимной элемент 5 перемещается по радиусу наружу в направлении B. Нажимной элемент 5 перемещается в направляющих 24a, 24b. Упомянутому перемещению по радиусу наружу противодействуют посредством стягивающих поясов 26a, 26b. Расстояние по радиусу между поверхностью T и центральной осью S при этом увеличивается до тех пор, пока, наконец, не будет достигнуто положение, показанное на фиг.2. Стопорные средства 32 при этом плотно прилегают к стопорным средствам 38. Путем регулирования положения стопорных средств 32 по желанию расстояние S-T можно изменять.
При перемещении конуса 4 в направлении А конусообразное кольцо 11, если смотреть в осевом направлении, может оставаться на месте. Опорные элементы 2 с их опорной поверхностью при этом остаются прямолинейными, сохраняя поверхность T.
Затем, в положении, показанном на фиг.1 или 2, на брекеры, которые уже были наложены, наматывают так называемый герметизирующий слой в виде резиновой полосы, имеющей найлоновые армирующие кордные нити или армирующие шнуры. До завершения этой операции по трубопроводу 52 подают сжатый воздух для приведения в действие пневматического цилиндра 53 для перемещения конусообразного кольца 11 в направлении C (см. фиг.3). Благодаря взаимодействию поверхностей 22 и 23 нажимная часть 12 перемещается по радиусу наружу в направлении D, при этом штифт 27 и, таким образом, средняя секция 7 перемещаются по радиусу наружу, хотя благодаря жесткому соединению 30 штифта 27 средняя секция 7 с ее опорной поверхностью U остается параллельной центральной оси S. Так как нажимной элемент 5 остается на своем месте, если смотреть в радиальном направлении, то в результате этого остаются на своем месте шарниры 10a, 10b, а боковые секции 8a, 8b наклоняются в направлении F. При этом шарнирные штифты 9a, 9b перемещаются внутри продольных отверстий 41а, 41b. Перемещение в направлении D прекращается, когда стопорные средства 33 упираются в стопорные средства 34. Путем регулирования положения стопорных средств 33 вдоль штока 31 можно регулировать степень расширения в направлении D, и таким образом можно регулировать выпуклость формы, в данном случае - изогнутой выпуклой формы. В случае согласно фиг.3 имеется угол между наклоненными поверхностями V и поверхностью U, причем последняя параллельна центральной оси S. Положение средней секции 7 может здесь оставаться принудительно контролируемым среди выбранных положений.
На фиг.6 показан альтернативный вариант, в котором шарнирные штифты 10a, 10b размещены в продольных отверстиях 56a, 56b в частях 44a, 44b (не показаны). При этом можно обойтись без продольных отверстий 41а, 41b в местах расположения шарнирных штифтов 9a, 9b.
На фиг.7 показан дополнительный альтернативный вариант выполнения, в котором шарнирные штифты 10a, 10b заменены шарнирными штифтами 10c, 10d, отстоящими от осевых концов боковых секций 8a, 8b. Шарнирные штифты 9а, 9b или шарнирные штифты 10c, 10d при необходимости могут быть размещены в продольных отверстиях.
При расположении опорных элементов 2 в выпуклом положении на барабан наматывают, как упомянуто ранее, полосу герметизирующего слоя. Затем можно располагать протекторные слои, для завершения комплекта, до переноса этого комплекта на другой барабан, например на барабан для формования/заворачивания.
На фиг.4 показан барабан согласно изобретению, в котором использовано только радиальное расширение в направлении B нажимного элемента 105, для выведения опорных элементов 102 с опорной поверхностью T на большее расстояние по радиусу от центральной оси S. Подобные элементы обозначены такими же ссылочными позициями с добавлением 100.
Когда комплект готов, может быть выпущен сжатый воздух по трубопроводам 50 или 52 для облегчения снятия комплекта с барабана 1, после чего под действием стягивающих поясов 26a, 26b, 126a, 126b и пружин сжатия 28 происходит возвратное движение различных частей до тех пор, пока не будет достигнуто исходное положение, показанное на фиг.1.