ПОЛНООПОРНЫЙ РАЗДВИЖНОЙ БАРАБАН
FULL-SUPPORT EXTENSION DRUM

Предметом настоящего изобретения являются раздвижные барабаны для производства трубчатых изделий. Более конкретно, предметом настоящего изобретения являются полноопорные раздвижные барабаны для производства трубчатых изделий.
При производстве, например, шин они, как правило, изготавливаются на цилиндрических барабанах. Данные барабаны являются раздвижными, т.е. могут раздвигаться из закрытого положения, в котором их диаметр является минимальным, в полностью раздвинутое положение. Имеются фиксирующие устройства для того, чтобы данные барабаны можно было использовать при производстве шин разных размеров.
В существующих барабанах использовались встроенные "пальцы", которые оставляли все более и более увеличивающиеся зазоры по мере того, как прилегающие пластины отодвигались друг от друга, для создания большего диаметра барабана. Внешние концы опорных пальцев не поддерживались. В результате отсутствия опоры, при вращении барабана с большой скоростью, центробежные силы заставляли опорные пальцы выдвигаться наружу из барабана. Кроме того, такие пальцы могут быть деформированы внутри при затвердевании компонентов шины на раздвинутом барабане, что может приводить в образованию неоднородной шины. Неоднородные шины являются неприемлемыми с точки зрения уровня шума и вибрации.
В общем, желательно использовать один и тот же барабан для производства как можно большего количества шин различных размеров, в котором использовалась бы не замена или добавление дополнительных элементов к барабану, а его простая регулировка. Существующие барабаны, в целом, были ограничены по размеру диаметра. Предыдущие попытки обеспечить возможность производства шин большего диаметра на одном и том же станке сводились к прикреплению дополнительного барабана к исходному с целью создания большего диаметра. Однако такое решение само по себе требует дополнительного оборудования, что, в свою очередь, требует затрат времени и средств для замены.
В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения, барабан содержит множество фиксированных сегментов, установленных на закрепленных стержнях. Каждый фиксированный шток крепится к барабанному держателю с помощью зажимных планок, установленных на обоих торцах. Множество закрепленных барабанных сегментов установлено на фиксированном штоке. Поворотный сегмент проходит параллельно и на расстоянии от фиксированного штока и создает точку поворота для множества поворотных сегментов. Каждый поворотный сегмент содержит отверстие, через которое проходит поворотный шток. Каждый поворотный сегмент барабана содержит направляющий паз, в который вставлен соседний фиксированный шток, обеспечивающий радиальное направление для поворотного сегмента. Барабан в целом представляет собой множество перемежающихся закрепленных сегментов и поворотных сегментов. Поворотные сегменты поддерживаются в двух точках, что предупреждает возможность смещения в радиальном направлении.
Барабанные держатели перемещаются в радиальном направлении между полностью закрытым и полностью открытым положениями с помощью любого из известных и используемых в промышленности центральных раздвижных механизмов.
Упомянутые выше отличительные признаки настоящего изобретения станут более понятными при ознакомлении с приведенным ниже подробным описанием со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - вид в вертикальном разрезе одного из вариантов осуществления барабана в полностью раздвинутом положении;
фиг.2 - вид в вертикальном разрезе одного из вариантов осуществления барабана в полностью закрытом положении;
фиг.3 - вид в перспективе части барабана, показанного на фиг.1;
фиг.4 - перспективное изображение части барабана, показанного на фиг.2;
фиг.5 - вид в перспективе одного из возможных вариантов осуществления поворотного сегмента, используемого в настоящем изобретении.
Настоящим описанием раскрывается раздвижной цилиндрический барабан для производства трубчатых изделий, обеспечивающий радиальную опору для широкого диапазона рабочих диаметров. Поверхность раздвижного цилиндрического барабана (или "барабан") 10 на приведенных чертежах, в общем, обозначена позицией 10. Как показано на фиг.1, в одном из вариантов осуществления барабан 10 содержит множество удлиненных барабанных держателей 30, установленных на центральном раздвижном механизме 15 и образующих цилиндрическую поверхность, причем все удлиненные барабанные держатели 30 практически параллельны друг другу и центральной оси цилиндрического образования. Центральный раздвижной механизм 15 содержит множество первых вилкообразных поворотных элементов 20 и вторых поворотных элементов 25, взаимодействующих друг с другом и перемещающих каждый барабанный держатель 30 аксиально относительно цилиндрического образования с целью обеспечения раздвижения и сжатия в радиальном направлении барабанных держателей 30, и, следовательно, барабана 10. По длине барабанных держателей 30 закреплено определенное количество поворотных сегментов 50, совместно образующих внешнюю периферическую рабочую поверхность 75. У каждого поворотного сегмента имеется первый край 80, шарнирно прикрепляемый к одному из барабанных держателей 30, и противоположный край 85, прикрепленный с возможностью скольжения к соседнему барабанному держателю 30. Как будет показано ниже, поворотные сегменты 50 установлены с переменной ориентацией между соседними барабанными держателями 30, так что расширение и сжатие центрального раздвижного механизма 15 обеспечивает возможность расширения и сжатия со скольжением наружной периферической рабочей поверхности 75 при сохранении опоры обоих краев 80, 85 поворотных сегментов 50 на барабанные держатели 30.
Как показано на фиг.1, барабан 10 смонтирован на центральном раздвижном механизме 15, который перемещается в направлении вдоль оси относительно цилиндрической поверхности барабана 10 с целью обеспечения радиального расширения и сжатия данной цилиндрической поверхности барабана 10. В представленном варианте осуществления, центральный раздвижной механизм 15 включает в себя определенное количество радиально-раздвигающихся элементов 90, каждый из которых содержит первый поворотный элемент 20 и второй поворотный элемент 25. Каждый первый поворотный элемент 20 шарнирно соединен со вторым поворотным элементом 25 с помощью соединения 95, например, с помощью вилкообразного соединения. Второй конец 100 каждого второго поворотного элемента 25 шарнирно соединен с барабанным держателем 30. В одном из вариантов осуществления изобретения один радиально-раздвигающийся элемент 90 соединен с каждым аксиальным концом каждого удлиненного барабанного держателя 30, так, что при одновременном повороте каждого второго поворотного элемента 25 относительно его соответствующего первого поворотного элемента 20 происходит смещение барабанных держателей 30, в общем, в сторону к и от центральной оси цилиндрического образования барабанных держателей 30 при сохранении их цилиндрического расположения. Однако возможны и другие конфигурации радиально-раздвигающихся элементов без выхода за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Далее, в варианте осуществления, представленном на фиг.3, показаны соединяющие направляющие стержни 32, расположенные между соседними барабанными держателями 30 для обеспечения дополнительной устойчивости цилиндрического барабана 10. Каждый направляющий стержень 32 закреплен в одном барабанном держателе 30 и вставлен с возможностью скольжения в отверстие, предусмотренное в соседнем барабанном держателе 30. В данной конструкции направляющие стержни 32 взаимодействуют, обеспечивая сохранение расположения барабанных держателей 30 в их цилиндрической конфигурации при их раздвижении и сдвижении.
Как показано на фиг.1-4, каждый барабанный держатель 30 имеет вставленный фиксированный шток 40, расположенный в направлении по длине барабанного держателя 30. На определенном расстоянии друг от друга по длине каждого барабанного держателя 30 размещены несколько закрепленных сегментов 45, каждый из которых расположен перпендикулярно соответствующему фиксированному штоку 40. Каждый комплект закрепленных сегментов 45 на каждом фиксированном штоке 40 имеет общие первое и второе сквозные отверстия 105, 110, проходящие параллельно фиксированному штоку 40 с противоположных сторон от него. Как в первое, так и во второе сквозные отверстия 105, 110 вставлены по одному поворотному штоку 60, которые соединены с каждым закрепленным сегментом 45 по всей длине соответствующего барабанного держателя 30. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения на каждом барабанном держателе 30 установлена удлиненная фиксированная барабанная пластина 115 в направлении по оси барабана 10. Зажимная планка 35 прикреплена к каждому торцу каждого барабанного держателя 30. Фиксированный шток 40 закреплен в отверстиях, выполненных в зажимных планках 35, расположенных на противоположных концах каждого барабанного держателя 30.
Как показано на фиг.3 и 5, предлагаемое устройство содержит множество поворотных сегментов 50, в каждом из которых имеется поворотное отверстие 65 и удлиненный криволинейный направляющий паз 55. Поворотное отверстие 65 каждого поворотного сегмента установлено с возможностью вращения на соответствующий поворотный шток 60 между соседними закрепленными сегментами 45, установленными по длине каждого барабанного держателя 30. В направляющий паз 55 каждого поворотного сегмента входит с возможностью скольжения фиксированный шток 40 соседнего барабанного держателя 30.
В нескольких вариантах осуществления изобретения, множество закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 по очереди установлены на фиксированных штоках и поворотных штоках 60 соседних барабанных держателей 30, причем поворотные сегменты 50 переменно ориентированы между соседними барабанными держателями 30. Установка закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 соседних барабанных держателей 30 является зеркальной, так, что поворотные сегменты 50 каждого барабанного держателя 30 согласуются с поворотными сегментами 50 расположенного рядом барабанного держателя, образуя, таким образом, рабочую поверхность 75. Например, в показанном на фиг.3 варианте осуществления изобретения, первый закрепленный сегмент 45а установлен на фиксированном штоке 40 первого барабанного держателя 30а на первом конце фиксированного штока 40. Рядом с первым закрепленным сегментом 45а вдоль по первому барабанному держателю 30а, первый край 80 первого поворотного сегмента 50а установлен на поворотном штоке 60 первого барабанного держателя 30а с помощью поворотного штока 60, проходящего через поворотное отверстие 65 первого поворотного сегмента 50а. Второй край 85 первого поворотного сегмента 50а расположен рядом с соседним вторым барабанным держателем 30b, и в направляющий паз 55 первого поворотного сегмента 50а входит фиксированный шток 40 второго барабанного держателя 30b. Второй поворотный сегмент 50b своим первым краем 80 закреплен на втором барабанном держателе 30b с помощью поворотного штока 60, проходящего через поворотное отверстие 65 второго поворотного сегмента 50b. Второй край 85 второго поворотного сегмента 50b проходит от второго барабанного держателя 30b вдоль первого поворотного сегмента 50а напротив первого закрепленного сегмента 45а, и фиксированный шток 40 первого барабанного держателя 30а входит в направляющий паз 55 второго поворотного сегмента 50b. Рядом со вторым поворотным сегментом 50b и в направлении по длине первого барабанного держателя 30а к фиксированному штоку 40 первого барабанного держателя прикреплен второй закрепленный сегмент 45b, причем порядок установки перемежающихся закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 между первым и вторым барабанными держателями 30а, 30b повторяется в направлении по длине первого барабанного держателя 30а и для всех остальных барабанных держателей 30 барабана 10.
Все закрепленные сегменты 45 содержат выгнутую внешнюю поверхность 47, которая является частью общей гладкой цилиндрической поверхности барабана. Аналогичным образом, все поворотные сегменты 50 содержат выгнутую внешнюю поверхность 70, которая также является частью общей гладкой цилиндрической поверхности барабана. Размеры и форма внешних поверхностей 47, 70 закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 выбираются таким образом, чтобы они входили во взаимное зацепление, когда барабан 10 находится в полностью сжатом положении (см. фиг.2 и 4), таким образом, чтобы внешние поверхности 47, 70 при взаимодействии образовывали ровную цилиндрическую рабочую поверхность 75.
При раздвигании барабана 10 (см. фиг.1 и 3), описанный выше переменный порядок установки закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 приводит к небольшому отделению друг от друга различных внешних поверхностей 47, 70 закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 по всей длине цилиндрической рабочей поверхности 75, таким образом, что внешние поверхности 47, 70 при взаимодействии сохраняют практически цилиндрическую рабочую поверхность 75.
При рассмотренном выше расширении и сжатии барабана 10 все поворотные сегменты поворачиваются на своих поворотных отверстиях 65 относительно поворотного штока 60, связанного с одним комплектом противоположно установленных барабанных держателей 30, а в направляющие пазы 55 данных поворотных сегментов вставлены с возможностью скольжения фиксированные штоки 40 соседних барабанных держателей 30. Таким образом, каждый поворотный сегмент 50 поддерживается на своих обоих концах независимо от степени расширения (или сжатия) барабана 10. Установка каждого поворотного сегмента со скольжением в направляющем пазе 55 обеспечивает конструкцию барабана 10 с возможностью бесступенчатого регулирования в широком диапазоне радиусов с помощью любого известного центрального механизма. При раздвигании барабана из полностью закрытого положения, показанного на фиг.2, в полностью раскрытое положение, показанное на фиг.1, все поворотные сегменты 50 могут поворачиваться относительно поворотного штока 60, связанного с одним барабанным держателем 30, и скользить своим дугообразным пазом относительно фиксированного штока соседнего барабанного держателя 30. Таким образом, каждый поворотный сегмент поддерживается в двух точках по своей длине в широком диапазоне регулирования для предупреждения радиального искажения рабочей поверхности 75 давлением или центробежной силой, имеющими место при вращении с высокой скоростью или затвердении поверхности шины.
Специалистам в данной области техники будет, безусловно, понятно, что могут быть использованы различные формы и ширина закрепленных сегментов 45 и поворотных сегментов 50 без выхода за рамки сущности и пределы объема настоящего изобретения. Кроме того, несмотря на то, что в описании настоящего изобретения приводятся несколько возможных вариантов его осуществления и что иллюстративные варианты осуществления были описаны достаточно подробно, заявитель не ставит своей целью в какой-либо степени ограничить данными подробностями объем притязаний приведенной формулы изобретения.