СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛИРОВАНИЕМ КОЛЬЦЕВЫМИ УДЕРЖИВАЮЩИМИ КОНСТРУКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ СБОРКИ ШИН ДЛЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
METHOD AND DEVICE TO CONTROL MANIPULATION OF CIRCULAR HOLDING STRUCTURAL ELEMENTS IN TECHNOLOGICAL PROCESS OF TIRES ASSEMBLY FOR VEHICLES WHEELS

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для управления манипулированием кольцевыми удерживающими конструктивными элементами в технологическом процессе сборки шин для колес транспортных средств.
Шина для колес транспортных средств, как правило, содержит каркасный конструктивный элемент, содержащий, по меньшей мере, один слой каркаса, который имеет соответствующие противоположные концевые клапаны, введенные в контактное взаимодействие с соответствующими кольцевыми удерживающими конструктивными элементами, встроенными в зонах, обычно называемых «бортами», имеющих внутренний диаметр, по существу соответствующий так называемому «посадочному диаметру» шины на соответствующем ободе.
Под «кольцевым удерживающим конструктивным элементом» подразумевается компонент шины, который содержит сердечник борта. Подобный компонент предпочтительно содержит сердечник борта и наполнительный шнур. Еще более предпочтительно, если подобный компонент содержит сердечник борта и наполнительный шнур, которые оба закрыты одним краем.
Под «типом» кольцевого удерживающего конструктивного элемента подразумеваются набор геометрических характеристик (например, посадочный размер сердечника борта, тип сечения сердечника борта и его размер, размер возможного наполнительного шнура, местоположение и размер края, длина внутренней и наружной окружности сердечника борта и кольцевого удерживающего конструктивного элемента в целом) и его технологические характеристики (например, материал и характеристики нитей/кордов сердечника борта, эластомерный материал, соединенный с указанными нитями/кордами сердечника борта, эластомерный материал возможного наполнительного шнура, эластомерный материал возможного края, характеристики возможных кордов, имеющихся в крае).
Под термином «карусельный механизм» подразумевается механизм, выполненный с возможностью обеспечения опоры для множества подвесок, содержащих кольцевые удерживающие конструктивные элементы.
Указанный механизм предпочтительно обеспечивает перемещение указанного множества подвесок вдоль замкнутой траектории.
Указанный механизм предпочтительно обеспечивает перемещение указанного множества подвесок вдоль по существу круговой траектории.
Под терминов «батарея» подразумевается группа карусельных механизмов, расположенных рядом друг с другом так, чтобы обеспечить возможность одновременного размещения множества подвесок в рабочей зоне.
Под термином «ряды» батарей подразумеваются линии карусельных механизмов, выровненные друг относительно друга и рядом друг с другом для образования батареи. Батарея может быть образована одним или несколькими рядами карусельных механизмов.
В настоящее время известны установки высокой гибкости, предназначенные для изготовления шин для колес транспортных средств, то есть способные обеспечить сборку множества типов шин во время одного производственного цикла.
Например, документ WO 2012063153 обеспечивает возможность одновременного манипулирования различными типами кольцевых удерживающих конструктивных элементов, предназначенных для шин разных моделей. В данном документе проиллюстрирована установка для сборки шин для колес транспортных средств, содержащая устройство для сборки каркасных рукавов на сборочных барабанах и машину для образования бортов. Установка также предусмотрена с первой зоной хранения и второй зоной хранения, предназначенными для кольцевых удерживающих конструктивных элементов. Первое транспортное устройство выполнено с возможностью перемещения между позицией для захвата пар кольцевых удерживающих конструктивных элементов из первой зоны хранения и позицией для перемещения указанных пар кольцевых удерживающих конструктивных элементов в машину для образования бортов. Второе транспортное устройство выполнено с возможностью перемещения между первой позицией ввода в контакт в первой зоне хранения и второй позицией ввода в контакт во второй зоне хранения для перемещения множества кольцевых удерживающих конструктивных элементов между первой зоной хранения и второй зоной хранения и наоборот.
В результате наблюдений было установлено, что в установках известного типа, подобных только что описанной, устройства, которые удерживают (подвески в зонах хранения) и перемещают (транспортные устройства) кольцевые удерживающие конструктивные элементы, занимают большие пространства вокруг машин, предназначенных для сборки шин, поскольку указанные устройства должны принимать не только все удерживающие конструктивные элементы из текущего производственного цикла, но также удерживающие конструктивные элементы для следующего производственного цикла с тем, чтобы времена простоя установки, необходимые для подачи компонентов, были ограничены.
Также имеется необходимость обеспечения компактной зоны хранения, в которой существует возможность загрузки — во время производственного цикла и по существу без временных ограничений — кольцевых удерживающих конструктивных элементов, которые будут использованы в последующем производственном цикле.
Указанные кольцевые конструктивные элементы разных типов могут быть загружены на соответствующие подвески, находящиеся в состоянии покоя, в то время как другие подвески находятся на рабочей стадии, то есть когда продолжается захват кольцевых удерживающих конструктивных элементов, предназначенных для изготавливаемых моделей шин, с подвесок.
Таким образом, имеется необходимость разработки способа, технологического процесса и устройства, которые обеспечивают возможность гарантирования корректного и надежного ежедневного и/или еженедельного производства шин на установках высокой гибкости при одновременном ограничении пространств, необходимых для манипулирования (загрузки, транспортировки, захвата и т.д.) кольцевыми удерживающими конструктивными элементами, и, следовательно, установки в целом.
Таким образом, было установлено, что посредством получения устройства, содержащего множество карусельных механизмов, каждый из которых несет множество подвесок, выполненных с возможностью приема кольцевых удерживающих конструктивных элементов, — при этом подобные карусельные механизмы выполнены с возможностью перемещения так, чтобы иметь первую группу подвесок в рабочей зоне и одновременно иметь вторую группу подвесок в зоне загрузки, — можно обеспечить подачу кольцевых удерживающих конструктивных элементов к сборочному барабану, взаимодействующему со станцией сборки шин, чрезвычайно гибким образом при одновременном сокращении времен простоя установки.
Следовательно, настоящее изобретение в соответствии с первым аспектом относится к способу управления манипулированием кольцевыми удерживающими конструктивными элементами в технологическом процессе сборки шин для колес транспортных средств, включающему:
i) размещение, по меньшей мере, одной первой группы подвесок перед рабочей станцией, предусмотренной для приема кольцевых удерживающих конструктивных элементов во время изготовления образуемой шины;
ii) размещение, по меньшей мере, одной второй группы подвесок, расположенной позади первой группы подвесок, относительно рабочей станции;
iii) захват, по меньшей мере, одного кольцевого удерживающего конструктивного элемента с, по меньшей мере, одной первой подвески из первой группы и перемещение его к рабочей станции во время загрузки, по меньшей мере, одного кольцевого удерживающего конструктивного элемента на, по меньшей мере, одну вторую подвеску из второй группы;
iv) одновременное изменение положения указанной, по меньшей мере, одной первой подвески на положение указанной, по меньшей мере, одной второй подвески и положения указанной, по меньшей мере, одной второй подвески на положение указанной, по меньшей мере, одной первой подвески;
v) повторение действий iii) и iv).
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к устройству для управления манипулированием кольцевыми удерживающими конструктивными элементами на рабочей станции для сборки шин для колес транспортных средств, содержащему:
батарею карусельных механизмов, расположенных рядом друг с другом, при этом каждый из указанных карусельных механизмов несет, по меньшей мере, две подвески, каждая из которых выполнена с возможностью приема множества кольцевых удерживающих конструктивных элементов;
загрузочно-разгрузочное устройство, предназначенное для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов с подвесок и высвобождения указанных кольцевых удерживающих указанных конструктивных элементов на рабочей станции;
при этом за счет поворота соответствующего карусельного механизма каждая подвеска может быть перемещена между рабочей зоной, расположенной перед загрузочно-разгрузочным устройством, и зоной загрузки, обращенной в сторону, противоположную по отношению к загрузочно-разгрузочному устройству.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение относится к технологическому процессу сборки шин для колес транспортных средств, включающему:
размещение батареи карусельных механизмов рядом друг с другом, при этом каждый из указанных карусельных механизмов несет, по меньшей мере, две подвески, выполненные с возможностью приема множества кольцевых удерживающих конструктивных элементов;
размещение, по меньшей мере, одного сборочного барабана с обеспечением его взаимодействия с рабочей станцией, при этом подобный барабан выполнен с возможностью приема пар кольцевых удерживающих конструктивных элементов во время изготовления образуемой шины;
при этом подача кольцевых удерживающих конструктивных элементов на указанную рабочую станцию включает:
загрузку кольцевых удерживающих конструктивных элементов на подвески, расположенные в зоне загрузки, обращенной в сторону, противоположную по отношению к рабочей станции;
поворот карусельных механизмов, несущих загруженные подвески, до тех пор, пока они не будут размещены в рабочей зоне, обращенной к рабочей станции;
захват кольцевых удерживающих конструктивных элементов посредством загрузочно-разгрузочного устройства с подвесок, расположенных в рабочей зоне, и высвобождение указанных кольцевых удерживающих конструктивных элементов на рабочей станции.
Использование карусельных механизмов позволяет обеспечить динамическое хранение, обеспечиваемое подвесками, и всегда позволяет обеспечить необходимую доступность для загрузки незагруженных подвесок, расположенных в зоне загрузки, одновременно с захватом удерживающих конструктивных элементов посредством загрузочно-разгрузочного устройства с заполненных подвесок, расположенных в рабочей зоне. В завершение, по существу отсутствуют временные ограничения на загрузку подвесок, которая может быть выполнена в любой момент как непрерывно (одна подвеска за другой), так и точечно (одна подвеска за раз без непрерывности).
Также, проиллюстрированные способ, устройство и технологический процесс обеспечивают возможность непрерывного производства, то есть производства без остановов установки из-за необходимости загрузки зоны хранения кольцевыми удерживающими конструктивными элементами. Кроме того, вышеуказанное устройство является очень компактным, что позволяет ограничить громоздкость установки в целом.
Настоящее изобретение в соответствии с, по меньшей мере, одним из вышеуказанных аспектов может иметь один или несколько из предпочтительных отличительных признаков, которые описаны ниже.
Каждый карусельный механизм предпочтительно выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором он расположен между двумя соседними карусельными механизмами, и вторым положением, в котором он выдвинут из батареи и может поворачиваться без столкновения с остальными карусельными механизмами.
Данное решение гарантирует поворот каждого карусельного механизма так, чтобы обеспечить перемещение подвесок между рабочей зоной и зоной загрузки, при этом в любом случае ограничивается громоздкость батареи в целом. Когда карусельные механизмы находятся в соответствующих рядах, они расположены на небольшом расстоянии друг от друга и они не могут поворачиваться, поскольку при повороте они сталкивались бы с соседними карусельными механизмами. За счет выдвигания карусельного механизма из ряда, которому он принадлежит, можно обеспечить его поворот без столкновения.
В одном варианте осуществления батарея содержит два ряда карусельных механизмов, при этом пространство для маневрирования образовано между указанными двумя рядами, при этом подобное пространство образовано с возможностью приема каждого карусельного механизма.
Два ряда карусельных механизмов, которые образуют батарею, расположены на расстоянии друг от друга, достаточном для создания/ограничения пространства, образованного с возможностью приема одного из карусельных механизмов, выдвинутого из соответствующего ряда, и обеспечения возможности его поворота без столкновения с другими компонентами устройства. Предпочтительно, если пространство для маневрирования может быть одновременно занято  несколькими карусельными механизмами только в том случае, если они не являются соседними.
Карусельные механизмы из двух рядов предпочтительно скомбинированы попарно.
Два ряда простираются параллельно друг другу, и, следовательно, каждый карусельный механизм из одного ряда находится рядом с карусельным механизмом из другого ряда и на расстоянии от карусельного механизма из другого ряда (соответствующем пространству для маневрирования).
Расстояние между двумя рядами предпочтительно по существу такое же, как объемистость одного из карусельных механизмов.
Вышеупомянутое расстояние создает возможность перемещения карусельных механизмов из каждой пары в пространстве для маневрирования только по одному за раз, при этом другой карусельный механизм остается в соответствующем ряду. Это позволяет повысить компактность устройства при одновременном обеспечении достаточной свободы перемещения и гибкости устройства.
Ряды предпочтительно расположены горизонтально.
Другими словами, батарея образована двумя расположенными друг над другом рядами карусельных механизмов и в основном простирается в горизонтальном направлении. Это обеспечивает возможность перемещения загрузочно-разгрузочного устройства вдоль горизонтальной траектории параллельно батарее для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов с подвесок, которые расположены напротив друг друга в рабочей зоне. Каждый карусельный механизм, принадлежащий верхнему ряду, опускается для перемещения его в пространство для маневрирования, в то время как каждый карусельный механизм, принадлежащий нижнему ряду, поднимается для перемещения его в пространство для маневрирования.
В предпочтительном варианте осуществления каждый карусельный механизм может поворачиваться вокруг вертикальной оси.
Данное решение обеспечивает возможность ограничения расстояния в вертикальном направлении между двумя горизонтальными рядами, поскольку во время поворота карусельного механизма, расположенного в пространстве для маневрирования, его объемистость в вертикальном направлении остается неизменной. Однако необходимо, чтобы имелось пространство с боковых сторон, то есть чтобы оба соседних карусельных механизма оставались в соответствующих рядах.
Когда карусельный механизм находится в пространстве для маневрирования, его подвески предпочтительно находятся на эргономичной высоте для ручной загрузки кольцевых удерживающих конструктивных элементов.
Оператор, который имеет доступ к подвескам, расположенным в зоне загрузки и принадлежащим карусельному механизму, расположенному в пространстве для маневрирования, может легко вручную установить кольцевые конструктивные элементы на самих подвесках без помощи лестниц-стремянок и без необходимости сгибаться.
Каждый карусельный механизм предпочтительно содержит поворотную опору, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикального вала.
Каждый вал зафиксирован, и поворот опоры, которая несет указанные, по меньшей мере, две подвески, обеспечивается посредством двигателя.
В предпочтительном варианте осуществления на каждом вертикальном валу удерживаются нижний карусельный механизм и верхний карусельный механизм.
Карусельные механизмы расположены по два друг поверх друга и выровнены вдоль вертикального направления. Это создает возможность использования одного вала, упрощения конструкции устройства и дополнительного ограничения его объемистости. Два карусельных механизма из каждой пары, установленные на одном и том же валу, поворачиваются вокруг данного вала предпочтительно независимо друг от друга, предпочтительно посредством специально предназначенных для них двигателей.
Поворотная опора предпочтительно может поступательно перемещаться вдоль вертикального вала.
Два карусельных механизма из каждой пары, выровненной в вертикальном направлении, поступательно перемещаются в вертикальном направлении вдоль одного и того же вала, предпочтительно независимо друг от друга, предпочтительно посредством специально предназначенных исполнительных механизмов, для перемещения карусельных механизмов в пространство для маневрирования.
Поворотная опора предпочтительно несет две подвески, расположенные в диаметрально противоположных местах относительно вертикального вала.
Каждая из двух подвесок одного карусельного механизма простирается, начиная от одного конца, находящегося рядом с валом, к периферийному в радиальном направлении концу самогó карусельного механизма.
Кольцевые удерживающие конструктивные элементы каждой подвески предпочтительно расположены рядом друг с другом и коаксиально относительно общей главной оси.
На каждой подвеске кольцевые удерживающие конструктивные элементы расположены рядом друг с другом и являются коаксиальными.
Каждая подвеска предпочтительно имеет одну зону для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов.
Следовательно, загрузочно-разгрузочное устройство может быть запрограммировано для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов посредством зажима их в зонах захвата, положение которых в рабочей зоне устройства четко определено.
Указанная одна зона захвата предпочтительно расположена на терминальном конце соответствующей подвески.
Захват с терминального конца прост для выполнения, поскольку кольцевой удерживающий конструктивный элемент, расположенный в этом месте, является более легкодоступным по сравнению с остальными.
Указанная одна зона захвата предпочтительно является неизменяемой при изменении характеристик кольцевых удерживающих конструктивных элементов.
Относительное положение зоны захвата на соответствующей подвеске всегда является одним и тем же, то есть оно не изменяется даже при изменении типа кольцевых удерживающих конструктивных элементов, удерживаемых на подвеске.
В одном варианте осуществления каждая подвеска содержит устройства для обеспечения перемещения кольцевых удерживающих конструктивных элементов вдоль главной оси и по направлению к зоне захвата.
Обеспечивается перемещение каждого кольцевого удерживающего конструктивного элемента в надлежащее положение для его захвата посредством загрузочно-разгрузочного устройства, которое захватывает его в зоне захвата.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления каждый карусельный механизм содержит поворотную опору, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикального вала, при этом поворотная опора несет две подвески, расположенные в диаметрально противоположных местах относительно вертикально вала, при этом главные оси подвесок проходят от вертикального вала вдоль радиальных направлений.
Радиальные направления двух подвесок одного карусельного механизма предпочтительно совпадают, то есть подвески удалены друг от друга в угловом направлении на угол 180°, и, следовательно, поворот на один и тот же угол обеспечивает изменение их положений на противоположные.
Каждая подвеска предпочтительно имеет одну зону захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов, расположенных на конце карусельного механизма, наружном в радиальном направлении.
Из этого следует, что загрузочно-разгрузочное устройство захватывает кольцевые удерживающие конструктивные элементы в определенном и сравнительно ограниченном числе зон захвата (например, в нескольких десятках), расположенных на концах подвесок, расположенных в рабочей зоне.
Каждая подвеска предпочтительно выполнена с возможностью по меньшей мере частичного выдвигания из соответствующей поворотной опоры вдоль радиального направления.
Каждая подвеска может быть выдвинута в радиальном направлении при перемещении от вала, предпочтительно благодаря ползуну, для облегчения операций загрузки кольцевых удерживающих конструктивных элементов.
В предпочтительном варианте осуществления на каждом вертикальном валу удерживаются нижний карусельный механизм и верхний карусельный механизм, и подвески нижнего карусельного механизма имеют протяженность в радиальном направлении, превышающую определяемую в радиальном направлении протяженность подвесок верхнего карусельного механизма.
Подвески, расположенные в рабочей зоне и принадлежащие нижнему ряду, выступают относительно подвесок верхнего ряда даже в том случае, когда подвески в нижнем ряду и подвески в верхнем ряду расположены в пространстве для маневрирования. Данный признак обеспечивает возможность того, что загрузочно-разгрузочному устройству, которое приближается к подвескам сверху для подъема их вверх, не будут препятствовать подвески верхнего ряда, когда загрузочно-разгрузочное устройство приближается для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов, опирающихся на подвески нижнего ряда.
Опора каждого карусельного механизма предпочтительно содержит втулку, установленную на валу с возможностью поступательного перемещения. Втулка не может поворачиваться относительно вала предпочтительно из-за пазового соединения. Поворотная опора установлена с возможностью поворота на втулке, предпочтительно соединена посредством подшипников; подобная поворотная опора имеет две части, которые простираются в радиально противоположных направлениях. На каждой из вышеупомянутых частей расположен ползун, который несет подвеску. Между валом (или основанием, образующим одно целое с ним) и втулкой расположен исполнительный механизм, находящийся в рабочем положении и выполненный с возможностью обеспечения поступательного перемещения втулки, поворотной опоры и подвесок вдоль вала. Между втулкой и поворотной опорой расположен двигатель, находящийся в рабочем положении и выполненный с возможностью обеспечения поворота поворотной опоры вокруг вала.
В предпочтительном варианте осуществления каждый карусельный механизм перед его поворотом выдвигают из соответствующего ряда батареи до тех пор, пока он не будет введен в пространство для маневрирования для того, чтобы он не сталкивался с остальными карусельными механизмами во время поворота.
Карусельные механизмы могут быть расположены очень близко друг к другу, и батарея является очень компактной, даже если она обеспечивает возможность безопасного поворота карусельных механизмов (после их выдвигания).
Указанную операцию поворота карусельных механизмов предпочтительно выполняют вокруг вертикальной оси.
Каждый карусельный механизм из ряда нижних карусельных механизмов предпочтительно выдвигают посредством его подъема.
Каждый карусельный механизм из ряда верхних карусельных механизмов предпочтительно выдвигают посредством его опускания.
Карусельные механизмы поворачивают после перемещения их в общее пространство для маневрирования, образованное между рядом верхних карусельных механизмов и рядом нижних карусельных механизмов. Одно и то же положение в таком пространстве для маневрирования может занимать поодиночке нижний карусельный механизм или соответствующий верхний карусельный механизм. Следовательно, объем батареи дополнительно ограничивается.
Кольцевые удерживающие конструктивные элементы предпочтительно загружают на, по меньшей мере, одну из подвесок, расположенных в зоне загрузки, одновременно с захватом других кольцевых удерживающих конструктивных элементов с подвесок, расположенных в рабочей зоне.
Захват кольцевых удерживающих конструктивных элементов для изготавливаемых шин и ручная загрузка кольцевых удерживающих конструктивных элементов для шин, которые будут изготавливаться впоследствии, происходят одновременно. Загрузка и захват могут даже выполняться на подвесках одного и того же карусельного механизма.
Во время перемещения/перевода загруженных подвесок из зоны загрузки в рабочую зону незагруженные подвески предпочтительно перемещают/переводят из рабочей зоны в зону загрузки.
Данные два перемещения являются одновременными, и их возможность обеспечивается за счет использования карусельных механизмов, каждый их которых посредством только одного поворота обеспечивает перемещение, по меньшей мере, двух подвесок.
Поворот предпочтительно включает: изменение положений подвесок одного и того же карусельного механизма на противоположные между зоной загрузки и рабочей зоной.
Изменение положений на противоположные предпочтительно происходит посредством поворота указанного карусельного механизма на 180°.
Перемещение и конструкция, необходимая для обеспечения подобного перемещения, являются очень простыми. Поскольку карусельный механизм несет две подвески, которые простираются в противоположных направлениях, их поворот на плоский угол обеспечивает возможность изменения положения подобных двух подвесок на противоположное.
В предпочтительном варианте осуществления кольцевые удерживающие конструктивные элементы подвесок, расположенных в рабочей зоне, перемещают вперед вдоль радиального направления карусельного механизма для перевода их по одному в зону захвата на соответствующей подвеске.
Кроме того, загрузочно-разгрузочное устройство предпочтительно захватывает кольцевые удерживающие конструктивные элементы посредством их зажима в зоне захвата на каждой подвеске, которая является неизменяемой при изменении типа кольцевых удерживающих конструктивных элементов.
Из этого следует, что загрузочно-разгрузочное устройство захватывает кольцевые удерживающие конструктивные элементы в определенном и сравнительно ограниченном числе зон захвата (например, в нескольких десятках), расположенных на концах подвесок, расположенных в рабочей зоне.
Загрузочно-разгрузочное устройство предпочтительно захватывает кольцевые удерживающие конструктивные элементы как с подвесок карусельных механизмов, расположенных в соответствующем ряду, так и с подвесок карусельных механизмов, расположенных в пространстве для маневрирования.
Перед загрузкой подвесок, расположенных в зоне загрузки, указанные подвески предпочтительно частично выдвигают из соответствующего карусельного механизма вдоль радиального направления.
Таким образом, оператор может загружать кольцевые удерживающие конструктивные элементы на подвеску, и при этом соседние подвески не будут этому препятствовать.
Каждый кольцевой удерживающий конструктивный элемент, имеющийся на указанной, по меньшей мере, одной первой подвеске из первой группы, предпочтительно захватывают в то время, когда указанную, по меньшей мере, одну вторую подвеску из второй группы полностью загружают другими кольцевыми удерживающими конструктивными элементами.
Указанная, по меньшей мере, одна первая подвеска и указанная, по меньшей мере, одна вторая подвеска предпочтительно являются соседними.
Это обеспечивает возможность использования устройств, которые имеют простую конструкцию, подобную конструкции карусельных механизмов, для выполнения обмена/перестановки.
Первая группа верхних подвесок предпочтительно расположена над первой группой нижних подвесок, и вторая группа верхних подвесок расположена над второй группой нижних подвесок.
Обмен предпочтительно происходит между верхними подвесками или между нижними подвесками.
Дополнительные характеристики и преимущества станут более ясными из подробного описания предпочтительного, но неисключительного варианта осуществления способа и устройства для управления манипулированием кольцевыми удерживающими конструктивными элементами в технологическом процессе сборки шин для колес транспортных средств в соответствии с настоящим изобретением.
Подобное описание будет приведено ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, представленные только в целях иллюстрации примера и, следовательно, неограничивающих. На чертежах:
Фиг. 1 - схематический вид сверху установки для сборки шин в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 – подробный вид части установки с фиг. 1;
Фиг. 3 - вертикальный вид спереди части конструкции с фиг. 2;
Фиг. 4 - вертикальный вид сбоку части конструкции с фиг. 2;
Фиг. 5 - увеличенный вид элемента с фиг. 4; и
Фиг. 6 - схематический вид в диаметральном сечении шину для колес транспортных средств, полученную посредством установки по фиг. 1.
На вышеупомянутых чертежах установка, предназначенная для сборки шин, в соответствии с настоящим изобретением обозначена в целом ссылочной позицией 1.
Установка 1 предназначена для изготовления шин 2 (фиг. 6), по существу содержащих, по меньшей мере, один слой 3 каркаса, предпочтительно покрытый внутри слоем непроницаемого эластомерного материала или так называемым внутренним герметизирующим слоем 4, два так называемых «борта» 5, в которые встроены соответствующие кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6, содержащие соответствующие сердечники 6а бортов, возможно соединенные с эластомерными наполнительными шнурами 6b, и введенные в контактное взаимодействие с периферийными краями слоя 3 каркаса, брекерный конструктивный элемент 7, наложенный в радиальном направлении снаружи на слой 3 каркаса, протекторный браслет 8, наложенный в радиальном направлении снаружи на брекерный конструктивный элемент 7 в так называемой коронной зоне шины 2, и две боковины 9, наложенные в местах, противоположных в боковом направлении, на слой 3 каркаса, при этом каждая боковина 9 наложена в боковой зоне шины 2 и простирается от соответствующего борта 5 до соответствующего бокового края протекторного браслета 8.
Установка 1 предпочтительно содержит линию 10 для сборки каркасных конструктивных элементов, на которой один каркасный конструктивный элемент, содержащий, по меньшей мере, один из слоев 3 каркаса и кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6, образуют на сборочном барабане 11. Линия 10 для сборки каркасных конструктивных элементов содержит устройство 12 для сборки каркасных рукавов на сборочных барабанах 11. Сборочное устройство 12 содержит множество станций 13. Например, первая станция 13 обеспечивает изготовление внутреннего герметизирующего слоя 4; по меньшей мере, на одной второй станции 13 сборочного устройства 12 может осуществляться изготовление одного или нескольких слоев 3 каркаса. Линия 10 для сборки каркасных конструктивных элементов также содержит станцию 14, предназначенную для соединения кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 с указанным, по меньшей мере, одним слоем 3 каркаса посредством наложения тех же самых кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 в аксиальном направлении снаружи на клапаны указанного, по меньшей мере, одного слоя 3 каркаса, которые расположены внизу в направлении оси вращения указанного сборочного барабана 1, то есть клапаны, которые впоследствии загибают вверх вокруг кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6. За станцией 14, предназначенной для «встраивания» кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6,
по ходу технологического процесса могут быть предусмотрены дополнительные рабочие станции 13, например, предназначенные для изготовления, по меньшей мере, одной части антиабразивного элемента или боковин 9. Установка 1 также содержит линию 15 для сборки конструктивных элементов коронных зон, на которой конструктивный элемент коронной зоны, содержащий, по меньшей мере, брекерный конструктивный элемент 7 и предпочтительно также протекторный браслет 8, образуют на формообразующем барабане 16. На фиг. 1 показано множество рабочих станций 17, принадлежащих вышеуказанной линии 15 для сборки коронных конструктивных элементов, при этом каждая станция предназначена для образования, по меньшей мере, одной части компонента шины 2 на формообразующем барабане 16. Формообразующий барабан 16 последовательно перемещают от одной станции к следующей станции посредством соответствующих непроиллюстрированных устройств. По меньшей мере, одна рабочая станция 17 может быть предназначена для изготовления брекерного конструктивного элемента 7. В качестве примера рабочая станция 17 предпочтительно выполнена с возможностью изготовления протекторного браслета 8 и/или боковин 9. Установка 1 также предусмотрена со станцией 18 сборки и согласования по форме, взаимодействующей в рабочем положении с линией 10 для сборки каркасных конструктивных элементов и с линией 15 для сборки конструктивных элементов коронных зон. На станции 18 сборки и согласования по форме каркасному конструктивному элементу придают форму тороида и соединяют его с конструктивным элементом коронной зоны так, чтобы получить невулканизованную шину. Невулканизованную шину, собранную посредством установки, последовательно перемещают на линию 19 вулканизации, на которой получают отформованные и вулканизованные шины 2.
Рабочая станция 14, предназначенная для встраивания кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6, содержит машину 20 для образования бортов, например, такого типа, как описанная в документе WO 2010/064066. Устройство 21 обеспечивает подачу кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 в машину 20 для образования бортов.
Как станет более ясным из фиг. 2, устройство 21 содержит батарею 22 карусельных механизмов 22а, 22b, расположенных рядом друг с другом, и загрузочно-разгрузочное устройство “М”, образованное антропоморфной рукой “R”, выполненной с возможностью перемещения вдоль направляющей “G”. Загрузочно-разгрузочное устройство “M” расположено между батареей 22 карусельных механизмов 22а, 22b и машиной 20 для образования бортов так, что оно может захватывать кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6, содержащиеся в карусельных механизмах 22а, 22b и переносить их в машину 20 для образования бортов. В проиллюстрированном варианте осуществления направляющая “G” является прямолинейной и проходит параллельно батарее 22 карусельных механизмов 22а, 22b.
Как становится яснее из фиг. 3, батарея 22 карусельных механизмов 22 состоит из двух рядов карусельных механизмов 22а, 22b. Карусельные механизмы 22а, 22b из каждого ряда выровнены друг относительно друга и расположены рядом друг с другом, один за другим вдоль прямой линии “A”. Два ряда расположены друг над другом так, что каждый верхний карусельный механизм 22а расположен в вертикальном направлении над соответствующим нижним карусельным механизмом 22b вдоль вертикальной оси “X-X” поворота. В предпочтительном варианте осуществления каждый из двух рядов содержит десять карусельных механизмов.
Каждый карусельный механизм 22а, 22b содержит (фиг. 4) поворотную опору 23, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикального вала 24, коаксиального с осью “X-X” поворота. Поворотная опора 23 установлена с возможностью поворота посредством подшипников 25 на втулке 26, которая может поступательно перемещаться/скользить вдоль вертикального вала 24, но не поворачиваться. Втулка 26 установлена на вертикальном валу 24, например, посредством пазового соединения, которое предотвращает ее поворот. На каждом вертикальном валу 24 удерживаются нижний карусельный механизм 22b и верхний карусельный механизм 22а.
Каждая втулка 26 имеет выступающую часть 27, которая простирается в радиальном направлении от вертикального вала 24 и несет зубчатый редуктор 28 с соответствующей шестерней 29. Шестерня 29 введена в зацепление с зубчатым венцом 30, образующим одно целое с поворотной опорой 23 и коаксиальным с вертикальным валом 24. Линейный исполнительный механизм 31, например гидравлический поршень, обеспечивает соединение каждой втулки 26 с рамой 32, которая зафиксирована относительно грунта и относительно вертикального вала 24. Линейный исполнительный механизм 31 обеспечивает перемещение соответствующего карусельного механизма 22а, 22b вдоль соответствующего вертикального вала 24, и зубчатый редуктор 28 обеспечивает поворот соответствующего карусельного механизма 22а, 22b вокруг указанного вертикального вала 24.
Каждый линейный исполнительный механизм 31 каждого нижнего карусельного механизма 22b имеет один конец, соединенный с втулкой 26, и противоположный конец, удерживаемый относительно грунта. Благодаря линейному исполнительному механизму 31 каждый нижний карусельный механизм 22b может перемещаться вдоль вертикального вала 24 между первым опущенным положением, в котором линейный исполнительный механизм 31 находится в своем втянутом положении, и вторым поднятым положением, в котором линейный исполнительный механизм 31 находится в своей «выдвинутой» конфигурации.
Каждый линейный исполнительный механизм 31 каждого верхнего карусельного механизма 22а имеет один конец, соединенный с втулкой 26, и один противоположный конец, удерживаемый рядом с верхней частью вертикального вала 24. Благодаря линейному исполнительному механизму 31 каждый верхний карусельный механизм 22а может перемещаться вдоль вертикального вала 24 между первым поднятым положением, в котором линейный исполнительный механизм 31 находится в своей «втянутой» конфигурации, и вторым опущенным положением, в котором линейный исполнительный механизм 31 находится в своей «выдвинутой» конфигурации.
Когда карусельные механизмы 22а, 22b, соответствующие каждому одному вертикальному валу 24, находятся в соответствующих первых положениях, они вместе определяют границы пространства 33 для маневрирования, которое имеет такую высоту, которая обеспечивает возможность приема одного из двух карусельных механизмов 22а, 22b без столкновений. Другими словами, между двумя рядами карусельных механизмов 22а, 22b образовано пустое центральное пространство, в котором карусельный механизм 22а, 22b, перемещенный в данное пространство, может поворачиваться без столкновения с соседними карусельными механизмами 22а, 22b.
Поворотная опора 23 имеет две радиальные части 34, которые простираются радиально от вертикального вала 24 вдоль противоположных направлений. Каждая из указанных радиальных частей 34 несет подвеску 35а, 35b для кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6.
Следовательно, в результате подвески 35а, 35b сгруппированы:
- в виде первой группы “F1” верхних подвесок 35а (принадлежащих ряду верхних карусельных механизмов 22а) и в виде первой группы “F1” нижних подвесок 35b (принадлежащих ряду нижних карусельных механизмов 22b), обращенных к загрузочно-разгрузочному устройству “M” и к рабочей станции 14 с машиной 20 для образования бортов;
- в виде второй группы “F2” верхних подвесок 35а (принадлежащих ряду верхних карусельных механизмов 22а) и в виде второй группы “F2” нижних подвесок 35b (принадлежащих ряду нижних карусельных механизмов 22b), обращенных в сторону от загрузочно-разгрузочного устройства “M”.
Каждая подвеска 35а, 35b содержит опорные элементы 36 (фиг. 5), выполненные с возможностью обеспечения опоры для кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6, расположенных рядом друг с другом на небольшом расстоянии друг от друга и коаксиальных относительно общей главной оси “Y-Y”, которая проходит в радиальном направлении от вертикального вала 24 подобно соответствующей радиальной части 34.
Двигатель 37 выполнен с возможностью обеспечения перемещения опорных элементов 36 и кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6, удерживаемых ими, вдоль направления, параллельного общей главной оси “Y-Y”, так, чтобы обеспечить последовательное перемещение каждого из кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 к терминальному концу 38 соответствующей подвески 35а, 35b, расположенному рядом с зоной карусельного механизма 22а, 22b, периферийной в радиальном направлении.
Опорные элементы 36 установлены рядом друг с другом на ленте 39 (или цепи), намотанной на шкив 40 (из которых только один виден на фиг. 5), приводимый в движение посредством двигателя 37. Лента 39 содержит верхнюю ветвь 39а и нижнюю ветвь 39b, параллельные общей главной оси “Y-Y” и простирающиеся на всей длине подвески 35. Когда опорные элементы 36 находятся на верхней ветви 39а, они принимают кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6 в свои гнезда 41. Лента 39, шкивы 40 и двигатель 37 образуют устройства для обеспечения перемещения кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 вдоль общей главной оси “Y-Y”.
Каждый кольцевой удерживающий конструктивный элемент 6 размещается в соответствующем гнезде 41 со стороны его части, внутренней в радиальном направлении, и, следовательно, оказывается подвешенным на опорном элементе 36. Каждый опорный элемент 36 имеет упорные элементы 42, которые вместе с гнездами 41 обеспечивают удерживание кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 на заданном расстоянии друг от друга вдоль общей главной оси “Y-Y”.
Устройства 37, 39, 40 для обеспечения перемещения и опорные элементы 36 установлены на раме 43, которая, в свою очередь, установлена на радиальной части 34 посредством направляющей, которая обеспечивает возможность ее поступательного перемещения вдоль радиального направления, параллельного общей главной оси “Y-Y”. Таким образом, подвеска 35а, 35b (содержащая раму 43, устройства 37, 39, 40 для обеспечения перемещения и опорные элементы 36) может быть частично выдвинута из поворотной опоры 23 соответствующего карусельного механизма 22а, 22b.
Как можно установить при рассмотрении фиг. 2 и 4, подвески 35а и радиальные части 34 верхних карусельных механизмов 22а имеют протяженность в радиальном направлении (параллельном общей главной оси “Y-Y”), которая меньше определяемой в радиальном направлении протяженности подвесок 35b и радиальных частей 34 нижних карусельных механизмов 22b.
В соответствии с технологическим процессом и способом согласно изобретению и как показано на фиг. 1, подвески 35а, 35b, обращенные к загрузочно-разгрузочному устройству 23 (то есть принадлежащие первой группе “F1”), находятся в рабочей зоне 44, когда подвески 35а, 35b, обращенные в сторону от него (то есть принадлежащие второй группе “F2”), расположены в зоне 45 загрузки, к которой оператор “W” может иметь доступ.
Антропоморфная рука “R” выполнена с возможностью захвата каждого кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6, который находится на терминальном конце 38 каждой подвески 35а, 35b, расположенной в рабочей зоне 44 (то есть подвески 35а, 35b из первой группы “F1”), независимо от того, находится ли карусельный механизм 22а, 22b в его первом положении или в его втором положении (то есть в пространстве 33 для маневрирования).
Антропоморфная рука “R” для захвата кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6 расположена рядом с одной зоной 46 захвата на подвеске 35а, 35b, которая не изменяется при изменении характеристик (размера и составляющих элементов) кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6. Как видно на фиг. 5, подобная одна зона 46 захвата расположена рядом с опорным элементом 36, который служит опорой для наружного в радиальном направлении, кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6 на подвеске 35а, 35b, то есть того кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6, который находится на терминальном конце 38. Антропоморфная рука “R” захватывает подобный кольцевой удерживающий конструктивный элемент 6 рядом с его частью, расположенной непосредственно над опорным элементом 36, на который он опирается. Каждый раз, когда осуществляется захват кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6 с подвески 35а, 35b, двигатель 37 обеспечивает перемещение опорных элементов 36 на один шаг (соответствующий объему опорного элемента 36) по направлению к терминальному концу 38 для перемещения следующего кольцевого удерживающего конструктивного элемента 6 в зону 46 захвата.
Антропоморфная рука “R” приближается к каждой паре расположенных друг над другом, карусельных механизмов 22а, 22b (установленных на одном и том же вертикальном валу 24) для захвата кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 в четырех точках захвата, расположенных на трех различных уровнях высоты, на которых осуществляется захват: в первой точке, которая соответствует зоне 46 захвата на подвеске 35а верхнего карусельного механизма 22а, находящегося в его первом поднятом положении; во второй точке, которая соответствует зоне 46 захвата на подвеске 35а верхнего карусельного механизма 22а, находящегося в его втором опущенном положении; в третьей точке, которая соответствует зоне 46 захвата на подвеске 35b нижнего карусельного механизма 22b, находящегося в его первом опущенном положении; в четвертой точке, которая соответствует зоне 46 захвата на подвеске 35b нижнего карусельного механизма 22b, находящегося в его втором поднятом положении. Поскольку подвески 35а и радиальные части 34 верхних карусельных механизмов 22а имеют протяженность в радиальном направлении, которая меньше определяемой в радиальном направлении протяженности подвесок 35b и радиальных частей 34 нижних карусельных механизмов 22b, вторая точка не совпадает с четвертой точкой, даже если она находится на той же высоте.
Когда загрузочно-разгрузочное устройство “M” захватывает кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6 и переносит их к машине 20 для образования бортов, незагруженные подвески 35а, 35b, расположенные в зоне 45 загрузки, могут быть заполнены другими кольцевыми удерживающими конструктивными элементами 6, например, оператором “W”. Для выполнения загрузки обеспечивают поступательное перемещение рамы 43 на поворотной опоре 23 и выдвигание ее из батареи 22 так, чтобы обеспечить возможность легкого доступа к подвеске 35а, 35b. После этого кольцевые удерживающие конструктивные элементы 6 загружают на части рамы 43, которая несет ленту 39 и опорные элементы 36, до тех пор, пока каждый из кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 не окажется в соответствующем гнезде 41. Во время загрузки карусельный механизм 22а, 22b, которому принадлежит подвеска 35а, 35b, предпочтительно расположен в его втором положении, то есть в пространстве 33 для маневрирования, в котором он находится на эргономичной высоте для оператора “W”, то есть при этом легко выполнить ручную загрузку. В подобном эргономичном положении подвеска 35а, 35b будет расположена на средней высоте (средней между самой высокой точкой и самой низкой точкой подвески), составляющей от приблизительно 100 см до 150 см. Как только загрузка будет завершена, оператор “W” снова вставит подвеску 35а, 35b между линиями батареи 22.
Когда подвеска 35а, 35b, расположенная в рабочей зоне 44, остается незагруженной, карусельный механизм 22а, 22b, которому она принадлежит, сначала перемещают в пространство 33 для маневрирования (посредством его подъема или его опускания), затем поворачивают на 180° так, чтобы изменить положение его подвесок 35а, 35b на противоположное и переместить ранее загруженную подвеску 35а, 35b из зоны 45 загрузки в рабочую зону 44, и в завершение переместить назад между линиями его ряда (посредством его подъема или его опускания). Незагруженная подвеска 35а, 35b окажется в зоне 45 загрузки и, следовательно, может быть снова загружена. Каждый поворот на 180° обеспечивает перемещение подвески 35а, 35b из первой группы “F1” во вторую группу “F2” и наоборот.
Устройство 21 предпочтительно содержит устройство управления, которое управляет перемещениями карусельных механизмов 22а, 22b на основе логики управления и согласованно с остальной частью установки 1. Например, в том случае, когда две подвески 35а, 35b, расположенные в рабочей зоне 44, одновременно остаются незагруженными, устройство управления обеспечит выбор, перемещение в пространство 33 для маневрирования и поворот карусельного механизма 22а, 22b, по сравнению с которым карусельные механизмы 22а, 22b, соседние с ним, имеют меньшую вероятность «израсходования» кольцевых удерживающих конструктивных элементов 6 соответствующих подвесок 35а, 35b, расположенных в рабочей зоне 44.