СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ШИН
METHOD AND DRUM FOR TIRE ASSEMBLY

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для сборки шин.
Более подробно, изобретение имеет отношение к способу и оборудованию, использующемуся для формирования невулканизированной шины, подлежащей последующему подверганию циклу вулканизации с тем, чтобы получить конечный продукт.
Шина для колес транспортного средства обычно содержит конструкцию каркаса, включающую в себя, по меньшей мере, один слой каркаса, имеющий соответственно противоположные концевые отвороты в сцеплении с соответствующими кольцевыми крепежными конструкциями, встроенными в области, обычно обозначаемые названием «борта», и имеющими внутренний диаметр, по существу, соответствующий так называемому «посадочному диаметру» шины на соответствующем ободе.
С конструкцией каркаса связана брекерная конструкция, содержащая один или более слоев брекера, взаимно расположенных с радиальным наложением относительно друг друга и относительно слоя каркаса, предусмотренного с текстильными или металлическими армирующими кордами, имеющими перекрещивающуюся ориентацию и/или размещенными, по существу, параллельно направлению окружной протяженности шины. В радиально наружном положении относительно брекерной конструкции размещается протекторный браслет, который также выполнен из эластомерного материала, как и другие составляющие полуфабрикаты шины.
Более того, соответствующие боковины шины из эластомерного материала размещаются в наружном в осевом направлении положении, на боковых поверхностях конструкции каркаса, причем каждая проходит от одного из боковых краев протекторного браслета приблизительно до соответствующей кольцевой крепежной конструкции к бортам. В шинах «бескамерного» типа воздухонепроницаемый покрывающий слой, обычно называемый «оболочкой», закрывает внутренние поверхности шины.
После формирования невулканизированной шины, полученной посредством сборки соответствующих составных частей, обычно осуществляется вулканизирующая и формующая обработка, целью которой является задание структурного упрочнения шины посредством сшивания эластомерных компаундов, а также отпечатывание на ней требуемого рисунка и возможных отличительных графических знаков на боковинах шины.
Конструкция каркаса и брекерная конструкция обычно изготавливаются отдельно друг от друга на соответствующих рабочих станциях, чтобы взаимно собираться во второй момент времени.
Более подробно, изготовление конструкции каркаса сначала предусматривает размещение слоя или слоев каркаса на формирующий барабан для образования так называемой, по существу, цилиндрической «заготовки каркаса». Кольцевые крепежные конструкции для бортов монтируются или образуются на противоположных концевых отворотах слоя или слоев каркаса, которые затем сгибаются вокруг кольцевых конструкций таким образом, чтобы охватить их наподобие петли.
Так называемая «внешняя заготовка» изготавливается на втором или вспомогательном барабане, причем указанная внешняя заготовка содержит слои брекера, взаимно размещенные с радиальным наложением относительно друг друга, и, возможно, протекторный браслет, размещенный в радиально наружном положении на слоях брекера. Внешняя заготовка затем снимается со вспомогательного барабана для соединения с заготовкой каркаса. С этой целью внешняя заготовка размещается соосно вокруг заготовки каркаса, а затем слою или слоям каркаса придается тороидальная форма, например, посредством взаимного осевого сближения бортов и одновременного подвода текучей среды под давлением в заготовку каркаса для того, чтобы добиться радиального расширения слоев каркаса до прилипания последних к внутренней поверхности внешней заготовки.
Сборка заготовки каркаса с внешней заготовкой может осуществляться на том же самом барабане, что использовался для изготовления заготовки каркаса, в таком случае ссылка делается на «одноэтапный способ формирования» или «одноэтапный способ».
Также известны способы формирования так называемого «двухэтапного» типа, в которых так называемый «первичный барабан» используется для изготовления заготовки каркаса, тогда как сборка между заготовкой каркаса и внешней заготовкой осуществляется на так называемом «вторичном барабане» или «формующем барабане», на который перемещаются заготовка каркаса, снятая с первичного барабана, и затем внешняя заготовка, снятая со вспомогательного барабана.
Под термином «простые полуфабрикаты» здесь и в дальнейшем подразумевается обозначение непрерывных удлиненных элементов из эластомерного материала, ткани и/или металлического обрезиненного корда, лентообразных элементов. Следует отметить, что для целей настоящего описания изобретения под «лентообразным элементом» подразумевается лента эластомерного материала, отрезанная по размеру, содержащая один или более текстильных или металлических армирующих кордов. Эти простые полуфабрикаты используются в соответствующем количестве для формирования одного или более из вышеописанных образующих элементов шины, без необходимости хранения полуфабрикатов.
В EP 1312462 раскрыта формирующая система, в которой вдоль производственной линии расположены станция для подачи слоев, станция для формирования каркаса, сборочная станция и станция для формирования брекера, предусмотренные с соответствующими барабанами. Транспортирующие элементы, перемещаемые вдоль производственной линии, осуществляют перемещение обрабатываемых изделий от одной рабочей станции до другой, снятие изделия с барабана и его размещение на барабане следующей станции.
В WO 2004/041521 раскрыт способ формирования, при котором заготовка каркаса формируется на основном барабане, тогда как брекерная конструкция изготавливается на вспомогательном барабане. Затем протекторный браслет формируется на брекерной конструкции и после этого внешняя заготовка, изготовленная из брекерной конструкции и протекторного браслета, снимается со вспомогательного барабана для соединения с заготовкой каркаса, размещенной на основном барабане. С этой целью перемещающее кольцо устанавливает внешнюю заготовку в соосное центрированное положение вокруг заготовки каркаса и последней придается тороидальная форма с тем, чтобы обеспечить возможность ее сборки с внешней заготовкой.
В EP 1481791 раскрыта система для изготовления шин, содержащая множество станций для формирования каркаса, распределенных с заданным взаимным расстоянием, для образования конструкций каркаса на соответствующих барабанах для формирования каркаса, последовательно перемещаемых вдоль линии для формирования каркаса. Вдоль линии для изготовления брекера образование брекерных конструкций, предусмотренных с протекторным браслетом, обеспечено на соответствующих барабанах для формирования брекера, последовательно перемещаемых между станциями для формирования брекера, распределенными с заданным взаимным расстоянием. Каркасы и брекеры взаимно собираются внутри вулканизационной формы.
Согласно WO 2006/064526, по существу, цилиндрическая заготовка каркаса предусмотрена для изготовления на формирующей станции, тогда как на завершающей станции формируется внешняя заготовка, которая также является, по существу, цилиндрической и содержит протекторный браслет, размещенный в радиально наружном положении на брекерной конструкции. Изготовление внешней заготовки предусматривает, что в первом рабочем положении завершающей станции первая брекерная конструкция формируется на первом вспомогательном барабане, тогда как во втором рабочем положении завершающей станции протекторный браслет размещается на второй брекерной конструкции, ранее образованной на втором вспомогательном барабане. Первый вспомогательный барабан затем размещается во второе рабочее положение, тогда как второй вспомогательный барабан размещается в положение захвата для сцепления с перемещающим элементом для перемещения в центрированное положение вокруг заготовки каркаса, образованной на формирующей станции.
В вышепоказанных производственных процессах наблюдается проблема повышения суточной производительности для шин, отличающихся друг от друга по размеру и конструкции, с сохранением высокой технологической гибкости производственного процесса. Более конкретно, под «технологической гибкостью» в этом контексте подразумевается возможность использования для каждой шины различных простых полуфабрикатов для каждого типа эластомерного материала или каждого типа текстильного или металлического армирующего корда.
Было установлено, что благодаря осуществлению формирования заготовки каркаса и/или внешней заготовки, соответственно, на двух или более рабочих станциях, причем каждая предназначена для выполнения конкретных этапов производственного процесса и является независимо приспосабливаемой к обработке различных типов шин, может быть достигнуто сокращение времени, требуемого для выполнения рабочего цикла, а также отдельные станции и, следовательно, установка в целом могут проявлять большую приспособляемость к обработке шин различных типов и размеров.
Для осуществления вышеописанного необходимо, чтобы формирующий барабан и вспомогательный барабан могли быть надлежащим образом соединены с соответствующими внешними перемещающими узлами, способными обеспечить большую свободу перемещения для указанных барабанов, для управления их перемещениями, по меньшей мере, между различными формирующими линиями, предназначенными для образования заготовки каркаса и внешней заготовки.
Кроме того, для достижения вышеописанного сцепление внешней заготовки с заготовкой каркаса должно быть осуществлено таким образом, чтобы обеспечить возможность взаимодействия указанных перемещающих узлов, не мешая друг другу, при использовании рабочей скорости перемещения, способной поддерживать высокую производительность, при этом одновременно позволяя элементам обрабатываемой шины оставаться постоянными относительно конструкции посредством геометрического позиционирования вышеуказанных заготовок.
Более того, было обнаружено, что посредством обеспечения сборочной станции, способной принимать формирующий барабан и вспомогательный барабан от внешних перемещающих узлов для их удерживания с заданной ориентацией, достигнуто соблюдение суточной производительности и технологической гибкости, при этом одновременно повышая качество готового продукта.
В частности, достигнуты следующие признаки:
- центрирование относительно захватывающего узла, приспособленного для снятия внешней заготовки со вспомогательного барабана с тем, чтобы затем разместить ее вокруг заготовки каркаса, имеющейся на формирующем барабане; и
- эффективность сборочных операций между заготовкой каркаса и внешней заготовкой.
Более конкретно, в первом аспекте настоящее изобретение относится к способу сборки шин, включающему этапы: образования заготовки каркаса на формирующем барабане, причем заготовка каркаса содержит, по меньшей мере, один слой каркаса и пару кольцевых крепежных конструкций; образования внешней заготовки на вспомогательном барабане, при этом указанная внешняя заготовка содержит, по меньшей мере, один слой брекера и протекторный браслет; присоединения вспомогательного барабана на сборочной станции; снятия внешней заготовки со вспомогательного барабана; присоединения формирующего барабана на сборочной станции; размещения внешней заготовки в радиально наружном положении относительно заготовки каркаса, образованной на формирующем барабане; соединения заготовки каркаса с указанной внешней заготовкой; удаления собранной шины со сборочной станции.
Следовательно, способ в соответствии с изобретением позволяет получить невулканизированные шины, также используя простые полуфабрикаты, отличающиеся друг от друга, на множестве рабочих станций, причем оптимальная стабильность позиционирования и центрирование между заготовкой каркаса и внешней заготовкой обеспечены даже при высоких рабочих скоростях. Таким образом, требуемые уровни качества и производственной гибкости достигаются без ухудшения производительности установок.
В соответствии с дополнительным аспектом, настоящее изобретение относится к устройству для сборки шин, содержащему присоединяющие устройства, подлежащие соединению со вспомогательным барабаном, несущим внешнюю заготовку, содержащую брекерную конструкцию и протекторный браслет, и с формирующим барабаном, несущим заготовку каркаса, содержащую, по меньшей мере, один слой каркаса и пару кольцевых крепежных конструкций; первый перемещающий узел для соединения вспомогательного барабана с присоединяющими устройствами; второй перемещающий узел для соединения формирующего барабана с присоединяющими устройствами; захватывающий узел для снятия внешней заготовки со вспомогательного барабана, соединенного с присоединяющими устройствами, и ее размещения в место радиально снаружи относительно заготовки каркаса, имеющейся на формирующем барабане, соединенном с присоединяющими устройствами.
Настоящее изобретение, по меньшей мере, в одном из вышеупомянутых аспектов может обладать одним или более из предпочтительных признаков, описанных в дальнейшем.
Формирующий барабан присоединяется на сборочной станции до удаления вспомогательного барабана со сборочной станции.
Более предпочтительно, указанный формирующий барабан находится во взаимном расположении, обеспечивающем осевое выравнивание со вспомогательным барабаном.
По меньшей мере, частичная одновременность этапов загрузки формирующего и вспомогательного барабанов обеспечивает достижение предпочтительного сокращения времени для выполнения рабочего цикла на сборочной станции.
Удаление обрабатываемой шины со сборочной станции содержит этапы: сцепления разгружающего манипулятора с внешней поверхностью шины; перемещения разгружающего манипулятора для снятия шины с формирующего барабана в осевом направлении; перемещения разгружающего манипулятора для перемещения шины от сборочной станции.
Так как удаление шины основывается на специальном разгружающем манипуляторе, сборочная станция становится немедленно доступной для выполнения нового рабочего цикла, при этом простой между удалением шины с формирующего барабана и перемещением шины от сборочной станции уменьшен до минимума или исключен.
Предпочтительно, присоединение формирующего барабана на сборочной станции осуществляется между оправкой и задней бабкой, воздействующими на противоположные в осевом направлении концы самого формирующего барабана.
Присоединение формирующего барабана может включать этапы размещения формирующего барабана в осевом выравнивании между оправкой и задней бабкой, которые взаимно разнесены друг от друга; сцепления формирующего барабана с оправкой; перемещения задней бабки в осевом направлении к оправке для присоединения формирующего барабана между оправкой и задней бабкой.
Присоединение вспомогательного барабана на сборочной станции может содержать этапы размещения вспомогательного барабана в осевом выравнивании между оправкой и задней бабкой, которые взаимно разнесены друг от друга; сцепления вспомогательного барабана с задней бабкой.
Таким образом, достигнуты важные усовершенствования с точки зрения надежности, точности и стабильности позиционирования заготовки каркаса и внешней заготовки во время этапа сборки.
Сцепление вспомогательного барабана с задней бабкой осуществляется посредством осевого сближения вспомогательного барабана и задней бабки.
Во время осевого сближения вспомогательного барабана и задней бабки вспомогательный барабан вставляется в осевом направлении в захватывающий узел, имеющийся на сборочной станции и предназначенный для снятия внешней заготовки со вспомогательного барабана.
До размещения вспомогательного барабана в осевом выравнивании между взаимно разнесенными друг от друга оправкой и задней бабкой захватывающий узел размещается в осевом направлении таким образом, чтобы располагаться в центрированном по оси положении относительно средней оси внешней заготовки, когда соединение вспомогательного барабана с задней бабкой завершено.
Задняя бабка может быть приведена во вращение до присоединения вспомогательного барабана для углового позиционирования, по меньшей мере, одной приводной шпонки, поддерживаемой задней бабкой.
Предпочтительно, указанный этап соединения содержит функциональное соединение формующих устройств, имеющихся на сборочной станции, с формирующим барабаном; придание заготовке каркаса тороидальной формы для ее присоединения к внешней заготовке.
В действительности, исключительное качество продукта может быть достигнуто посредством осуществления точного центрирования внешней заготовки относительно заготовки каркаса и завершения сборки между ними без снятия заготовки каркаса с формирующего барабана, на котором она была образована благодаря применению формующих устройств, подлежащих функциональному соединению с формирующим барабаном, чтобы сделать возможным формование заготовки каркаса для ее присоединения к внешней заготовке.
Вследствие размещения формующих устройств снаружи формирующего барабана, формирующий барабан меньше по массе и может перемещаться более легко, что в результате дает менее громоздкое и более надежное устройство.
Снятие внешней заготовки со вспомогательного барабана содержит этапы перемещения захватывающего узла, имеющегося на сборочной станции, параллельно геометрической оси вращения вспомогательного барабана до размещения захватывающего узла вокруг внешней заготовки, имеющейся на вспомогательном барабане; сцепления внешней заготовки с захватывающим узлом; перемещения вспомогательного барабана в осевом направлении для его отделения от внешней заготовки.
Вспомогательный барабан перемещается из состояния осевого выравнивания с захватывающим узлом после снятия внешней заготовки со вспомогательного барабана.
Этап размещения внешней заготовки в месте радиально снаружи относительно заготовки каркаса осуществляется посредством перемещения захватывающего узла параллельно геометрической оси вращения формирующего барабана до размещения внешней заготовки вокруг заготовки каркаса.
Предпочтительно, этап функционального соединения формирующего барабана с формующими устройствами включает сцепление пары удерживающих элементов с формирующим барабаном, при этом каждый из удерживающих элементов устанавливается со сближенным в осевом направлении взаимным расположением относительно одной половины формирующего барабана.
Более предпочтительно, по меньшей мере, один из указанных удерживающих элементов воздействует на окружной прилегающий край, располагающийся на формирующем барабане.
Таким образом, удерживающие элементы могут оказывать эффективное герметизирующее действие во время накачивания заготовки каркаса и/или предотвращать соскальзывание слоев каркаса с кольцевых крепежных конструкций, что приводит к важным преимуществам для выполнения этапа формования.
Предпочтительно, кольцевые крепежные конструкции зафиксированы относительно формирующего барабана во время этапа соединения заготовки каркаса с внешней заготовкой.
Более предпочтительно, одновременно с этапом фиксации, на кольцевых крепежных конструкциях осуществляется герметическое уплотнение заготовки каркаса.
Более конкретно, по меньшей мере, один из удерживающих элементов введен в прижатое взаимодействие с, по меньшей мере, одной кольцевой крепежной конструкцией.
Сцепление, по меньшей мере, одного из удерживающих элементов с формирующим барабаном включает этапы прикрепления фланцевого элемента удерживающего элемента относительно формирующего барабана; прижатия уплотнительного кольца удерживающего элемента к окружному прилегающему краю.
Прикрепление фланцевого элемента обеспечивает эффективное контрастное действие прижимающих усилий, создаваемых во время этапа формования, благодаря текучей среде под давлением, подведенной внутрь заготовки каркаса. В свою очередь, благодаря прижимающему усилию уплотнительного кольца, фиксация слоев каркаса относительно кольцевых крепежных конструкций обеспечена также при наличии пластической податливости эластомерного материала.
Прикрепление фланцевого элемента предпочтительно осуществляется посредством завинчивания резьбового элемента, действующего в создающей давление камере гидравлического стопорного устройства, поддерживаемого фланцевым элементом и воздействующего на центральный вал формирующего барабана.
Уплотнительное кольцо предпочтительно прижимается посредством распределенных по окружности перемещающихся колодок, которые являются перемещаемыми параллельно геометрической оси формирующего барабана.
После этого этапа соединения заготовки каркаса с внешней заготовкой осуществляются следующие этапы: отделение захватывающего узла от собранной шины; радиальное сдвигание формирующего барабана; отсоединение обрабатываемой шины от формирующего барабана.
Предпочтительно, присоединение формирующего барабана на сборочной станции осуществляется между оправкой и задней бабкой, воздействующими на противоположные в осевом направлении концы формирующего барабана, причем задняя бабка приводится во вращение для приведения формирующего барабана во вращение во время этапа прикатки, осуществляемого после этапа соединения заготовки каркаса с внешней заготовкой.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть заготовки каркаса изготавливается с помощью укладки простых полуфабрикатов на формирующий барабан.
Указанный, по меньшей мере, один слой брекера может быть образован с помощью укладки простых полуфабрикатов на вспомогательный барабан.
Указанные присоединяющие устройства содержат оправку и заднюю бабку, размещенную соосно напротив вдоль оси взаимного выравнивания.
Предпочтительно, оправка и задняя бабка могут перемещаться друг к другу вдоль оси взаимного выравнивания, начиная от положения с взаимным расстоянием, при котором задняя бабка и оправка взаимно разнесены друг от друга на большую величину, чем сумма осевых размеров формирующего барабана и вспомогательного барабана.
Предпочтительно, указанные оправка и задняя бабка могут перемещаться друг к другу вдоль оси взаимного выравнивания, начиная от положения с взаимным расстоянием, при котором оправка выполнена с возможностью сцепления с одним концом формирующего барабана, поддерживаемого вторым перемещающим узлом, тогда как задняя бабка сцепляется с одним концом вспомогательного барабана, поддерживаемого первым перемещающим узлом.
Таким образом, можно разместить формирующий барабан в выравнивании с оправкой без необходимости удаления вспомогательного барабана для создания пространства для формирующего барабана.
Осевое расстояние между задней бабкой и оправкой в положении, при котором они взаимно разнесены друг от друга, может иметь такую величину, что формирующий барабан, соединенный с оправкой, расположен на расстоянии от вспомогательного барабана, соединенного с задней бабкой, на осевую величину, большую чем осевой размер вспомогательного барабана.
Таким образом, вспомогательный барабан может быть перемещен в осевом направлении с тем, чтобы удалить его со сборочной станции без столкновения с формирующим барабаном.
Оправка и задняя бабка являются взаимно перемещаемыми между указанным положением с взаимным расстоянием и положением с взаимным сближением, при котором они воздействуют на противоположные концы формирующего барабана.
Также предложен разгружающий манипулятор для снятия обрабатываемой шины с формирующего барабана и ее перемещения от него.
Разгружающий манипулятор является перемещаемым параллельно геометрической оси вращения формирующего барабана для смещения шины в осевом направлении относительно формирующего барабана и радиально относительно геометрической оси вращения для перемещения шины от формирующего барабана.
Задняя бабка является приводимой во вращение двигателем для углового позиционирования приводной шпонки, которая может функционально сцепляться, по меньшей мере, с одним посадочным местом, имеющимся в вспомогательном барабане и/или формирующем барабане.
Формующие устройства могут быть функционально соединены с формирующим барабаном, сцепленным с присоединяющими устройствами, для придания радиального расширения заготовке каркаса для ее присоединения к внешней заготовке, удерживающейся захватывающим узлом.
Предпочтительно, каждый из формирующего барабана и вспомогательного барабана содержит центральный вал, имеющий, по меньшей мере, один конец для захвата, подлежащий сцеплению с указанными присоединяющими устройствами.
Более предпочтительно, концы формирующего барабана и вспомогательного барабана для захвата выполнены с формой так, чтобы быть идентичными друг другу.
Предпочтительно, захватывающий узел содержит кольцевую конструкцию, перемещаемую параллельно геометрической оси вращения формирующего барабана и вспомогательного барабана на присоединяющих устройствах; множество пластин, радиально подвижных относительно кольцевой конструкции.
Предпочтительно, формующие устройства содержат исполнительный механизм, воздействующий на формирующий барабан, для осевого сближения кольцевых крепежных конструкций; накачивающие элементы для подвода рабочей текучей среды к заготовке каркаса во время взаимного сближения кольцевых крепежных конструкций.
Формующие устройства содержат удерживающие элементы, каждый работающий в прижатом взаимодействии с одной из кольцевых крепежных конструкций в сцеплении с указанным, по меньшей мере, одним слоем каркаса.
Каждый из удерживающих элементов может быть функционально сцеплен, по меньшей мере, с одним соединительным элементом, поддерживаемым формирующим барабаном.
Каждый удерживающий элемент содержит, по меньшей мере, один фланцевый элемент, подлежащий разъемному прикреплению к формирующему барабану со сближенным в осевом направлении взаимным расположением, и поддерживающий, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо, предназначенное для взаимодействия с соответствующей кольцевой крепежной конструкцией.
Фланцевый элемент поддерживается с возможностью вращения конструкцией, подвижной под управлением, по меньшей мере, одного исполнительного механизма, для осевого перемещения указанного удерживающего элемента. Каждый удерживающий элемент поддерживает крепежное устройство, подлежащее функциональному соединению с указанным, по меньшей мере, одним соединительным элементом.
Крепежное устройство содержит стопорное устройство, функционально смонтированное в направляющей втулке, подлежащей сцеплению с возможностью скольжения на указанном, по меньшей мере, одном соединительном элементе.
Предпочтительно, указанное стопорное устройство содержит резьбовой элемент, сцепленный с уплотнением с направляющей втулкой и имеющий конец, размещенный внутри создающей давление камеры; исполнительные устройства для приведения резьбового элемента во вращение.
Таким образом, приведение в действие стопорных устройств может быть задано без необходимости содействия вращательных гидравлических муфт, что является предпочтительным с точки зрения упрощения конструкции и эксплуатационной надежности всего устройства.
Каждый из удерживающих элементов дополнительно содержит прижимные устройства, воздействующие на уплотнительное кольцо, для прижатия последнего к соответствующей кольцевой крепежной конструкции.
Таким образом, могут быть обеспечены эффективное герметическое уплотнение и/или фиксация слоя/слоев каркаса относительно кольцевых крепежных конструкций, так что возможная податливость исходного эластомерного материала, образующего обрабатываемую шину, может быть компенсирована благодаря постоянному прижатию уплотнительного кольца.
По меньшей мере, одно уплотнительное кольцо взаимодействует с соответствующей кольцевой крепежной конструкцией на радиально внешней имеющей форму усеченного конуса поверхности самого уплотнительного кольца.
Указанное, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо является радиально расширяемым под воздействием прижимных устройств.
Прижимные устройства содержат прижимное кольцо, перемещаемое в осевом направлении к указанному, по меньшей мере, одному уплотнительному кольцу под воздействием приводимого в действие текучей средой исполнительного механизма.
Указанный, по меньшей мере, один приводимый в действие текучей средой исполнительный механизм может содержать, по меньшей мере, одну перемещающуюся колодку, воздействующую на радиальную противоположную поверхность, взаимодействующую с указанным, по меньшей мере, одним прижимным кольцом.
Предпочтительно, каждый удерживающий элемент содержит множество уплотнительных колец, которые являются соответственно концентрическими и имеют соответственно разные диаметры.
Радиальная противоположная поверхность имеется на управляющем кольце, одновременно воздействующем на множество прижимных колец, каждое связанное с одним из уплотнительных колец.
Таким образом, формующие устройства являются подходящими для обработки большого множества шин, имеющих посадочные диаметры, отличающиеся друг от друга.
Предпочтительно, уплотнительное кольцо имеет радиально внутреннюю имеющую форму усеченного конуса поверхность, обращенную к окружному краю прижимного кольца.
Кроме того, также предпочтительно предусмотрены прикаточные устройства, и они являются радиально подвижными относительно формирующего барабана, сцепленного с присоединяющими устройствами.
Предпочтительно, сборочная станция дополняет присоединяющие устройства, захватывающий узел и первый и второй перемещающие узлы.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, сборочная станция дополняет присоединяющие устройства, захватывающий узел, первый и второй перемещающие узлы и формующие устройства.
В предпочтительном варианте осуществления, устройство дополнительно содержит линию для формирования каркаса для образования, по меньшей мере, одной заготовки каркаса на формирующем барабане; линию для формирования внешней заготовки для образования, по меньшей мере, одной внешней заготовки на вспомогательном барабане; сборочную станцию для соединения каждой заготовки каркаса с каждой внешней заготовкой; причем первый перемещающий узел переносит вспомогательный барабан, по меньшей мере, от рабочей станции на линии для формирования внешней заготовки к сборочной станции; причем второй перемещающий узел переносит формирующий барабан, по меньшей мере, от рабочей станции на линии для формирования каркаса к сборочной станции.
Дополнительные признаки и преимущества станут более очевидными из подробного описания предпочтительного, но неисключительного варианта осуществления способа и устройства для изготовления шин в соответствии с настоящим изобретением.
Это описание будет излагаться в дальнейшем со ссылкой на прилагаемые чертежи, данные в качестве неограничивающего примера, на которых:
фиг.1 - схематический вид сверху установки для изготовления шин в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2 - вид в перспективе сборочной станции, являющейся частью устройства в соответствии с изобретением;
фиг.3 - схематичный вид в диаметральном разрезе внешней заготовки на ее этапе сцепления с захватывающим узлом, связанным со сборочной станцией;
фиг.4 - схематичный вид в диаметральном разрезе заготовки каркаса на этапе сцепления бортов с удерживающими элементами, связанными со сборочной станцией; и
фиг.5 - обрабатываемая шина на этапе, во время которого заготовке каркаса придается форма для соединения с внешней заготовкой.
Со ссылкой на чертежи устройство для формирования шин для колес транспортного средства, выполненное для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, в целом было обозначено ссылочной позицией 1.
Устройство 1 предназначено для изготовления шин 2 (см.фиг.5), главным образом содержащих, по меньшей мере, один слой 3 каркаса, предпочтительно изнутри покрытый слоем воздухонепроницаемого эластомерного материала или так называемой «оболочкой» 4. Две кольцевые крепежные конструкции 5, каждая содержащая так называемый сердечник 5a борта шины, предпочтительно поддерживающий эластомерный наполнительный шнур 5b в радиально наружном положении, находятся в сцеплении с соответствующими концевыми отворотами 3a слоя/слоев 3 каркаса. Кольцевые крепежные конструкции 5 встроены рядом с областями, обычно обозначаемыми как «борта» 6, у которых сцепление между шиной 2 и соответствующим монтажным ободом (не показан) обычно происходит в соответствии с посадочным диаметром, заданным внутренними диаметральными размерами кольцевых крепежных конструкций 5.
Брекерная конструкция 7, обычно содержащая один или более слоев 7a брекера, размещена по окружности вокруг слоя/слоев 3 каркаса, и протекторный браслет 8 наложен по окружности на брекерную конструкцию 7. Две боковины 9 шины, каждая проходящая от соответствующего борта 6 до соответствующего бокового края протекторного браслета 8, размещены на боковых сторонах в противоположных положениях на слое/слоях 3 каркаса.
В предпочтительном варианте осуществления, схематично показанном в качестве примера на фиг.1, устройство 1 содержит линию 10 для формирования каркаса, на которой один или более формирующих барабанов 11 последовательно перемещаются между различными рабочими станциями (не показаны), предназначенными для образования заготовки 12 каркаса на каждом формирующем барабане 11, при этом заготовка 12 каркаса содержит, по меньшей мере, один слой 3 каркаса, оболочку 4, кольцевые крепежные конструкции 5 и, возможно, по меньшей мере, часть боковин 9 шины. Одновременно, на линии 13 для формирования внешней заготовки один или более вспомогательных барабанов 14 последовательно перемещаются между различными рабочими станциями (не показаны), предназначенными для образования внешней заготовки 15 на каждом вспомогательном барабане 14, причем внешняя заготовка 15 содержит, по меньшей мере, брекерную конструкцию 7, протекторный браслет 8 и, возможно, по меньшей мере, часть боковин 9 шины.
Устройство 1 дополнительно содержит сборочную станцию 16, лучше показанную на фиг.2, на которой внешняя заготовка 15 снимается со вспомогательного барабана 14 для соединения с заготовкой 12 каркаса, образованной на формирующем барабане 11.
Более подробно, формирующий барабан 11 имеет две половины 11a, опирающиеся на первый центральный вал 17, проходящий вдоль геометрической оси X-X формирующего барабана. Половины 11a могут сближаться в осевом направлении под управлением резьбового стержня 18, например, который функционально размещен внутри первого центрального вала 17 и имеет два резьбовых участка 18a, 18b, участок с правой резьбой и участок с левой резьбой, соответственно, при этом каждый сцепляется с одной из половин 11a. Следовательно, половины 11a формирующего барабана 11 побуждаются одновременно перемещаться в соответственно противоположных направлениях вдоль первого центрального вала 17, в результате вращения, сообщаемого резьбовому стержню 18.
Формирующий барабан 11 может дополнительно содержать центральную секцию 19, сцепляющуюся с возможностью скольжения с половинами 11a и проходящую относительно них с взаимным расположением, обеспечивающим непрерывность поверхности таким образом, чтобы образовать посредством этого, в радиально наружном положении, по существу, непрерывную внешнюю поверхность 20.
Каждая из половин 11a и центральная секция 19 образованы из соответствующих окружных секторов, радиально перемещаемых между исходным положением (не показано), в котором они размещаются радиально близко к геометрической оси X-X для придания формирующему барабану 11 диаметрального размера, меньшего чем посадочный диаметр обрабатываемой шины, для обеспечения возможности снятия обрабатываемой шины 2 с формирующего барабана 11, и рабочим положением, в котором, как показано на чертежах, они проходят с взаимным расположением, обеспечивающим окружную непрерывность таким образом, чтобы образовать указанную внешнюю поверхность 20, имеющую диаметр, предпочтительно больший чем посадочный диаметр.
В показанном варианте осуществления, радиальное перемещение окружных секторов осуществляется посредством множества соединительных стержней 21, каждый прикрепленный между одним из секторов центральной секции 19 формирующего барабана 11 и приводным фланцем 22, поддерживаемым с возможностью вращения первым центральным валом 17 и приводимым в угловое вращательное движение посредством трубчатой втулки 23, размещенной внутри самого первого центрального вала 17. Передаточные стержни 24, проходящие в осевом направлении через секторы центральной секции 19, передают радиальные перемещения секторов на окружные секторы противоположных в осевом направлении половин 11a формирующего барабана 11, направляемые со скольжением вдоль соответствующих стоек 25, радиально выступающих относительно первого центрального вала 17.
Первый центральный вал 17 имеет соединительный конец 17a, который может функционально захватываться, по меньшей мере, одной механической рукой или другими перемещающими устройствами (не показаны), приспособленными для последовательного перемещения формирующего барабана 11 между рабочими станциями, расположенными вдоль линии 10 для формирования каркаса.
По меньшей мере, одна из рабочих станций, расположенных на линии 10 для формирования каркаса, может, например, содержать одно или более подающих устройств, подводящих, по меньшей мере, один непрерывный удлиненный элемент из эластомерного материала, тогда как формирующий барабан 11 приводится во вращение вокруг его геометрической оси X-X с тем, чтобы образовать вышеупомянутую оболочку 4 на внешней поверхности 20 и/или на возможных вспомогательных опорных элементах (не показаны), которые могут быть разъемно присоединены с взаимным расположением, обеспечивающим непрерывность с самой внешней поверхностью, в местах, противоположных в осевом направлении относительно формирующего барабана 11. Дополнительно или в качестве альтернативы к оболочке 4, также могут быть образованы стойкие к износу вставки, подлежащие включению в борта 6, и/или, в случае так называемого типа шин, остающихся работоспособными после прокола, вспомогательные опорные вставки (называемые вставками боковин шины), которые размещаются на соответствующих половинах 11a формирующего барабана 11 с тем, чтобы затем подлежать включению в шину 2 в области боковины 9 шины.
После образования вышеупомянутых частей размещающие устройства, не показанные, так как они могут быть выполнены любым удобным образом, размещают слой/слои 3 каркаса вокруг внешней поверхности 20. Каждый слой 3 каркаса может состоять из изделия в виде непрерывной ленты, предварительно разрезанной до окружной протяженности внешней поверхности 20 и поданной к последней, при этом формирующий барабан 11 вращается вокруг его геометрической оси X-X с тем, чтобы вызвать ее наматывание вокруг внешней поверхности 20.
В предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере, слой/слои 3 каркаса и/или другие части шины 2 выполнены с помощью укладки простых полуфабрикатов.
С этой целью размещающие устройства предпочтительно содержат элементы для последовательного размещения множества лентообразных элементов, расположенных поперечно относительно окружной протяженности внешней поверхности 20, при этом формирующий барабан 11 приводится во вращение с шаговым перемещением таким же образом, как описано, например, в патенте US 6328084.
Затем слой/слои 3 каркаса предпочтительно непосредственно формируется/ются на формирующем барабане 11 посредством размещения лентообразных элементов с взаимно сближенным расположением таким образом, чтобы закрыть всю окружную протяженность внешней поверхности 20.
Предпочтительно, внешняя поверхность 20 имеет осевой размер, меньший чем ширина, по меньшей мере, одного слоя 3 каркаса, таким образом концевые отвороты 3a слоя/слоев 3 каркаса, размещенного/ых на формирующем барабане 11, выступают в осевом направлении от противоположных концов внешней поверхности 20.
Установочные элементы, не показаны, так как они могут быть выполнены известным по существу образом, осуществляют монтаж каждой из кольцевых крепежных конструкций 5 соосно около одного из концевых отворотов 3a слоя/слоев 3 каркаса, сгибаемых по направлению к геометрической оси X-X, и установку конструкции с взаимным расположением, обеспечивающим осевое прилегание к соответствующей половине формирующего барабана 11.
Когда установка завершена, сгибающие элементы сгибают каждый из концевых отворотов 3a вокруг соответствующей кольцевой крепежной конструкции 5 с тем, чтобы укрепить ее сцепление со слоем/слоями 3 каркаса, давая тем самым начало образованию указанной заготовки 12 каркаса.
Когда присоединение кольцевых крепежных конструкций 5 завершено или одновременно с этим этапом обработки, может осуществляться размещение боковин 9 шины.
Как лучше показано на фиг.3, вспомогательный барабан 14 снаружи предусмотрен, по существу, с цилиндрической поверхностью 26 укладки, заданной множеством вспомогательных секторов 27, последовательно размещенных вокруг геометрической оси X'-X' симметрии вспомогательного барабана. Вспомогательные секторы 27 могут одновременно подвергаться радиальному перемещению под управлением непоказанных регулировочных устройств, приводимых в действие посредством второго центрального вала 28, имеющего соответствующий соединительный конец 28a.
Предпочтительно, каждый вспомогательный сектор 27 имеет гребнеобразные концевые участки 27a, каждый из которых функционально сцепляется с взаимодействующим с ним гребнеобразным концевым участком 27a, имеющимся на соседнем в окружном направлении вспомогательном секторе 27.
Благодаря, по меньшей мере, одной механической руке или другим манипуляторам, манипулирующим соединительным концом 28a второго центрального вала 28, вспомогательный барабан 14 выполнен с возможностью перемещения и легкого приведения в действие на различных рабочих станциях, расположенных вдоль линии 13 для формирования внешней заготовки.
Радиальная подвижность вспомогательных секторов 27 обеспечивает возможность изменения диаметральных размеров вспомогательного барабана 14, начиная от минимального диаметра до достижения диаметра, подходящего для изготовления внешних заготовок 15 в соответствии с конструктивными требованиями. При условии минимального диаметра вспомогательные секторы 27 могут работать взаимно с прилеганием посредством соответствующих окружных выступов, имеющихся у них на гребнеобразных концах 27a, таким образом, чтобы придать поверхности 26 укладки непрерывную протяженность, выполненную для обеспечения возможности образования частей внешней заготовки 15 из эластомерного материала, таких как подбрекерная вставка, с помощью укладки, по меньшей мере, одного непрерывного удлиненного элемента из эластомерного материала, сматываемого в последовательно сближенные витки.
Когда изготовление подбрекерной вставки завершено, вспомогательные секторы 27 могут быть радиально раздвинуты до придания поверхности 26 укладки и подбрекерной вставке, образованной на ней, диаметра, подходящего для образования слоев 7a брекера и/или других частей внешней заготовки 15. Благодаря наличию гребнеобразных концевых участков 27a, поверхность 26 укладки может сохранять ее, по существу, цилиндрическую форму и, по существу, непрерывную протяженность, т.е. без наличия существенных разрывов, даже после радиального раздвигания вспомогательного барабана 14.
Благодаря отсутствию существенных разрывов на поверхности 26 укладки, надлежащее образование различных частей внешней заготовки 15 облегчено прежде всего, когда, как предусмотрено предпочтительным вариантом осуществления, по меньшей мере, слой или слои 7a брекера и/или другие части внешней заготовки 15 изготавливаются с помощью укладки лентообразных элементов или других простых полуфабрикатов на вспомогательный барабан 14.
Когда образование брекерной конструкции 7 закончено, формирование протекторного браслета 8 осуществляется посредством подающих элементов, подводящих непрерывный удлиненный эластомерный элемент, размещаемый в виде витков, взаимно располагающихся рядом друг с другом и/или с радиальным наложением, на брекерной конструкции 7, имеющейся на вспомогательном барабане 14, при этом последний приводится во вращение.
Когда формирование внешней заготовки 15 завершено, первый перемещающий узел 29 осуществляет перемещение вспомогательного барабана 14 на сборочную станцию 16.
Этот первый перемещающий узел 29 предпочтительно содержит механическую руку, более предпочтительно антропоморфный робот с шестью или более (предпочтительно семью) степенями подвижности, имеющую головку 30, которая может функционально соединяться с соединительным концом 28a второго центрального вала 28. Предпочтительно, на первый перемещающий узел 29 также возлагается задача поддерживания вспомогательного барабана 14 на линии 13 для формирования внешней заготовки и его перемещения удобным образом, по меньшей мере, между последней рабочей станцией, предусмотренной на линии, и сборочной станцией 16. Первый перемещающий узел 29 также может осуществлять управление указанными устройствами для регулирования диаметра поверхности 26 укладки.
Перемещение вспомогательного барабана 14 к сборочной станции 16 осуществляется посредством перемещения самого барабана в направлении, радиальном к его геометрической оси X'-X' вращения, таким образом, чтобы выровнять его с присоединяющими устройствами 31, установленными на самой сборочной станции.
Присоединяющие устройства 31 предпочтительно содержат оправку 31a и заднюю бабку 31b, которые являются взаимно противоположными и находятся в соосном взаимном выравнивании.
Оправка 31a и задняя бабка 31b могут взаимно сближаться, начиная от положения с взаимным расстоянием, при котором они разнесены друг от друга на большую величину, чем сумма осевых размеров формирующего барабана и вспомогательного барабана. С этой целью задняя бабка 31b может быть выполнена с возможностью перемещения под воздействием непоказанных устройств вдоль первых направляющих 32 для суппорта, встроенных в сборочную станцию 16.
Задняя бабка 31b также может быть выполнена с возможностью приведения во вращение соответствующим непоказанным двигателем для установки углового положения, по меньшей мере, одной приводной шпонки 33 в соответствии с угловым положением соответствующего посадочного места 34, предложенным концом 28b второго центрального вала 28 для захвата. Вышеупомянутая установка может быть завершена до или одновременно с осевым выравниванием вспомогательного барабана между задней бабкой 31b и оправкой 31a, размещенными в их положении с взаимным расстоянием.
Посредством осевого перемещения вспомогательного барабана 14 конец 28b второго центрального вала 28 для захвата соединяется с задней бабкой 31b, тогда как соединительный конец 28a, расположенный на противоположной стороне относительно конца 28b для захвата, по-прежнему удерживается первым перемещающим узлом 29.
Таким образом, вспомогательный барабан 14, который до настоящего времени поддерживался системой, обеспечивающей свободу перемещения в соответствии с шестью или более степеней подвижности и представленной первым перемещающим узлом 29, эффективно лишен подвижности с однозначным и точным позиционированием в сборочной станции 16.
Более подробно, посредством осевого перемещения вспомогательный барабан 14 также соосно размещается в захватывающий узел 36, приспособленный для снятия внешней заготовки 15 со вспомогательного барабана 14 посредством множества распределенных по окружности пластин 37, которые являются радиально подвижными относительно кольцевой опорной конструкции 38, подвижной в осевом направлении вдоль соответствующих вторых направляющих 35, встроенных в сборочную станцию 16.
Перед размещением вспомогательного барабана 14 в осевом выравнивании между оправкой 31a и задней бабкой 31b, которые взаимно разнесены друг от друга в сборочной станции 16, может осуществляться предварительная установка осевого положения захватывающего узла 36. С этой целью кольцевая опорная конструкция 38 размещается в осевом направлении вдоль вторых направляющих 35 таким образом, что пластины 37 уже установлены в центрированном по оси положении относительно средней оси внешней заготовки 15, когда завершено соединение вспомогательного барабана 14 с задней бабкой 31b. Затем пластины 37 одновременно радиально сближаются относительно вспомогательного барабана, пока они не войдут в контакт с внешней заготовкой 15.
Подходящие исполнительные механизмы, размещенные в головке 30, осуществляют радиальное сдвигание вспомогательных секторов 27 посредством соединительного конца 28a второго центрального вала 28 с тем, чтобы отделить вспомогательный барабан 14 от внешней заготовки 15, удерживаемой пластинами 33 захватывающего узла 36.
Затем, посредством первого перемещающего узла 29 вспомогательный барабан 14 смещается в осевом направлении относительно внешней заготовки 15, которая остается в сцеплении с захватывающим узлом 36, и после этого вспомогательный барабан 14 может быть радиально перемещен в сторону из его состояния осевого выравнивания с захватывающим узлом 36 для повторного использования для изготовления новой внешней заготовки 15 на линии 13 для формирования внешней заготовки.
Второй перемещающий узел 39, содержащий, например, механическую руку, которая имеет вилкообразный конец 40, подлежащий функциональному соединению с противоположными концами первого центрального вала 17, принимает формирующий барабан 11 с линии 10 для формирования каркаса для его сцепления с присоединяющими устройствами 31.
На сам второй перемещающий узел 39 также может возлагаться задача поддерживания формирующего барабана 11 на линии 13 для формирования каркаса и его перемещения удобным образом, по меньшей мере, между последней рабочей станцией, предусмотренной на самой линии 10 для формирования каркаса, и сборочной станцией 16.
Перемещение формирующего барабана 11 к сборочной станции 16 осуществляется посредством перемещения барабана в радиальном направлении относительно его геометрической оси X-X вращения таким образом, чтобы выровнять его между оправкой 31a и задней бабкой 31b, размещенными в положении с взаимным расстоянием.
Когда выравнивание завершено, короткое осевое перемещение формирующего барабана 1 или оправки 31a вызывает сцепление последней с соединительным концом 17a первого центрального вала 17.
Предпочтительно, осевое выравнивание формирующего барабана 11 на сборочной станции 16 может осуществляться, когда вспомогательный барабан 14 еще не был удален с самой сборочной станции. В положении с взаимным расстоянием осевое расстояние между задней бабкой 31b и оправкой 31a, по существу, имеет такую величину, что оправка 31a выполнена с возможностью сцепления с соединительным концом 17a формирующего барабана 11, поддерживаемого вторым перемещающим узлом 39, тогда как задняя бабка 31b сцепляется с концом 28b вспомогательного барабана 14 для захвата, поддерживаемого первым перемещающим узлом 29. Также, захватывающий узел 36 уже размещен вне зоны перемещения формирующего барабана 11, таким образом он не мешает установке последнего в сборочную станцию 16.
Предпочтительно, осевое расстояние между задней бабкой 31b и оправкой 31a в положении с взаимным расстоянием также имеет такой характер, что формирующий барабан 11, соединенный с оправкой 31a, расположен на расстоянии от вспомогательного барабана 14, соединенного с задней бабкой 31b, на осевую величину, большую чем осевой размер самого вспомогательного барабана 14. Это положение обеспечивает возможность смещения вспомогательного барабана 14 в осевом направлении относительно захватывающего узла 36, не вызывая столкновений с формирующим барабаном 11, уже соединенным с оправкой 31a.
Таким образом, все простои в работе исключены, что является предпочтительным для сокращения штучного времени, так как формирующий барабан 11 может быть размещен на сборочной станции 16 без необходимости ожидания удаления вспомогательного барабана 14 и/или перемещения захватывающего узла 36, несущего внешнюю заготовку 15.
Когда сцепление формирующего барабана 11 с оправкой 31a произошло, задняя бабка 31b перемещается в осевом направлении к самому формирующему барабану 11 для сцепления с одним концом 17b первого центрального вала 17 для захвата на противоположной стороне относительно оправки 31a. Затем вилкообразный конец 40 второго перемещающего узла 39 может быть отсоединен от формирующего барабана 11 и перемещен в сторону от сборочной станции 16.
Формирующий барабан 11 теперь эффективно поддерживается между оправкой 31a и задней бабкой 31b во взаимно сближенном положении с однозначным и точным позиционированием (более конкретно, с одной степенью свободы: вращение относительно оси X-X) в сборочной станции 16 с соосным взаимным расположением относительно захватывающего узла 36, несущего внешнюю заготовку 15.
Использование тех же самых присоединяющих устройств 31 для присоединения как вспомогательного барабана 14, так и формирующего барабана 11 на сборочной станции 16 обеспечивает отличное однозначное и стабильное позиционирование обрабатываемых изделий в самой сборочной станции. С этой целью концы 17b, 28b для захвата и предпочтительно также соединительные концы 17a, 28a формирующего барабана 11 и вспомогательного барабана 14 предпочтительно следует выполнять с формой так, чтобы были идентичными друг другу.
Посредством перемещения захватывающего узла 36 вдоль вторых направляющих 35, параллельно геометрической оси X-X вращения формирующего барабана 11, внешняя заготовка 15 размещается в центрированном по оси положении относительно средней оси заготовки 12 каркаса, имеющейся на самом формирующем барабане 11.
Формующие устройства 41, установленные на сборочной станции 16, затем функционально соединяются с формирующим барабаном 11 для придания заготовке 12 каркаса тороидальной формы (фиг.5) для того, чтобы добиться ее размещения на радиально внутренней поверхности внешней заготовки 15, таким образом осуществляя этап соединения заготовки 12 каркаса с внешней заготовкой 15.
Формующие устройства 41 могут, например, содержать исполнительный механизм (не показан), функционально связанный с оправкой 31a, для приведения резьбового стержня 18 во вращение с тем, чтобы вызвать взаимное осевое сближение половин 11a формирующего барабана 11 и, следовательно, кольцевых крепежных конструкций 5 заготовки 12 каркаса. Предпочтительно, формующие устройства 41 дополнительно содержат накачивающие элементы, имеющие пневмолинию, соединенную, по меньшей мере, с одним подводящим каналом 42, по меньшей мере, частично выполненным в формирующем барабане 11 и, например, открывающимся вдоль первого центрального вала 17, для подвода рабочей текучей среды к заготовке 12 каркаса и получения ее радиального расширения посредством накачивания во время взаимного сближения кольцевых крепежных конструкций 5.
Затем осуществляется функциональное сцепление формирующего барабана 11, по меньшей мере, с одним удерживающим элементом 43, приспособленным для объединения с формующими устройствами 41, для обеспечения возможности выполнения этапа формования заготовки 12 каркаса. Более подробно, в предпочтительном варианте осуществления формирующий барабан 11 функционально сцеплен с , по меньшей мере, одной парой удерживающих элементов 43, каждый со сближенным в осевом направлении взаимным расположением относительно одной из половин 11a. Каждый из удерживающих элементов 43 выполнен с возможностью воздействия на окружной прилегающий край 44, располагающийся на формирующем барабане 11, для обеспечения тороидальной формы слоя/слоев 3 каркаса одновременно с взаимным сближением половин 11a.
Более подробно, каждый удерживающий элемент 43 выполнен с возможностью прижимного воздействия на одну из кольцевых крепежных конструкций 5, каждая образующая один из окружных прилегающих краев 44, для поддержания бортов 6 на формирующем барабане 11 и/или фиксации слоя/слоев 3 каркаса относительно кольцевых крепежных конструкций 5 во время этапа формования с тем, чтобы избежать нежелательного сползания слоя/слоев каркаса или какой-либо другой нежелательной деформации в области бортов 6 во время радиального расширения заготовки 12 каркаса.
Каждый удерживающий элемент 43 предпочтительно содержит, по меньшей мере, один фланцевый элемент 45, поддерживаемый с возможностью вращения подвижной конструкцией 46, которая, под управлением, по меньшей мере, одного электрического или приводимого в действие текучей средой исполнительного механизма, не показанного на чертежах, вызывает осевое перемещение удерживающего элемента 43 относительно формирующего барабана 11.
Фланцевый элемент 45 может быть разъемно прикреплен со сближенным в осевом направлении взаимным расположением к соответствующей половине 11a формирующего барабана 11 и поддерживает, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо 47, предназначенное для взаимодействия с соответствующей кольцевой крепежной конструкцией 5, поддерживаемой формирующим барабаном 11.
Более конкретно, множество соответственно концентрических уплотнительных колец 47, имеющих соответственно разные диаметры, может быть предпочтительно связано с каждым удерживающим элементом 43. Таким образом, является преимущественно возможным использовать одни и те же удерживающие элементы 43 для обработки большого множества шин, имеющих разные посадочные диаметры.
Удерживающие элементы 43 могут быть разъемно соединены с соответствующими соединительными элементами 48 формирующего барабана 11 посредством крепежного устройства 49, функционально поддерживаемого фланцевым элементом 45. Это крепежное устройство 49 предпочтительно содержит направляющую втулку 50, подлежащую сцеплению с возможностью скольжения на соответствующем соединительном элементе 48 и с которой объединено стопорное устройство 51.
С этой целью, каждое стопорное устройство 51 предпочтительно содержит создающую давление камеру 52, образованную внутри направляющей втулки 50 и окружающую радиально деформируемый фиксирующий пояс 53. Фиксирующий пояс 53, например, выполненный в виде мембраны из упругодеформируемого материала и/или содержащий распределенные по окружности радиально подвижные элементы, радиально обращен внутрь направляющей втулки 50 и может быть соосно посажен вокруг соединительного элемента 48. По меньшей мере, один резьбовой элемент 54 находится в функциональном и уплотненном сцеплении с направляющей втулкой 50, причем резьбовой элемент 54 имеет конец, размещенный внутри создающей давление камеры 52.
Исполнительные устройства 55, например, состоящие из вращательных исполнительных механизмов, поддерживаемых подвижной конструкцией 46, могут быть функционально соединены с резьбовым элементом 54 для приведения его во вращение после сцепления фланцевого элемента 45 на соответствующем соединительном элементе 48.
Когда каждый из удерживающих элементов посажен на соответствующий соединительный элемент 48 и смещен в осевом направлении до приведения одного из соответствующих уплотнительных колец 47 в контакт с кольцевой крепежной конструкцией 5 заготовки 12 каркаса, угловое положение резьбовых элементов 54 для управления стопорными устройствами 51 может легко регулироваться, если необходимо, с помощью углового вращательного движения формирующего барабана 11 под управлением оправки 31a и/или задней бабки 31b с тем, чтобы задать осевое выравнивание между резьбовыми элементами 54 и соответствующими исполнительными механизмами и обеспечить возможность приведения в действие стопорных устройств 51 для задания прочного осевого закрепления удерживающих элементов 43 относительно формирующего барабана 11.
Предпочтительно, каждое уплотнительное кольцо 47 взаимодействует с соответствующей кольцевой крепежной конструкцией 5 на радиально внешней имеющей форму усеченного конуса поверхности 47a самого уплотнительного кольца 47. Таким образом, уплотнительное кольцо 47 может оказывать прижимное действие на слой/слои 3 каркаса, согнутый/ые вокруг кольцевой крепежной конструкции 5, причем прижимное действие сосредоточено вдоль радиально внутреннего окружного края указанной кольцевой крепежной конструкции 5. Указанное прижимное действие оказывается особенно подходящим для того, чтобы избежать нежелательного сползания кордов, образующих слой/слои 3 каркаса, в результате усилий, передаваемых во время этапа формования.
Одновременно, уплотнительные кольца 47, предпочтительно имеющие непрерывную окружную протяженность, выполняют функцию закрывания с уплотнением заготовки 12 каркаса на кольцевых крепежных конструкциях 5, облегчая радиальное расширение заготовки каркаса и поддержание накачанного состояния после этапа формования.
Однако прижимное действие, оказываемое уплотнительными кольцами 47, может уменьшаться во время этапа формования вследствие характерной податливости исходного эластомерного материала.
Следовательно, предпочтительно предусмотрено, что каждый удерживающий элемент 43 дополнительно должен содержать прижимные устройства 56, работающие между соответствующим фланцевым элементом 45 и уплотнительными кольцами 47, для обеспечения поддержания уплотнительного кольца 47, взаимодействующего с соответствующей крепежной конструкцией 5, в прижатом взаимодействии с последней во время всего этапа формования заготовки 12 каркаса. Таким образом, возникновение явлений сползания кордов слоя/слоев 3 каркаса, согнутого/ых вокруг кольцевых крепежных конструкций 5, также предотвращается при наличии пластической податливости эластомерного материала, размещенного рядом с бортами 6.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, прижимные устройства 56 содержат, по меньшей мере, одно прижимное кольцо 57 в сцеплении с возможностью скольжения с фланцевым элементом 45 и перемещаемое в осевом направлении к уплотнительному кольцу 47.
Более конкретно, предпочтительно предусмотрено множество прижимных колец 57, каждое из которых связано с одним из уплотнительных колец 47. Каждое уплотнительное кольцо 47 является радиально расширяемым под воздействием осевого перемещения соответствующего прижимного кольца 57. Для облегчения этого радиального расширения каждое уплотнительное кольцо 47 может иметь радиально внутреннюю имеющую форму усеченного конуса поверхность 47b, обращенную к окружному краю прижимного кольца 57 с тем, чтобы облегчить радиальное расширение.
Предпочтительно, одно управляющее кольцо 58, направляемое в осевом направлении во фланце 45 и перемещаемое распределенными по окружности, приводимыми в действие текучей средой исполнительными механизмами 59, может одновременно воздействовать на все прижимные кольца 57, связанные с соответствующим удерживающим элементом 43, преодолевая действие соответствующих возвратных пружин 60. Однако прижимное действие будет только прикладываться к уплотнительному кольцу 47, взаимодействующему с прилеганием с кольцевой крепежной конструкцией 5.
Предпочтительно, предусмотрены, по меньшей мере, три приводимых в действие текучей средой исполнительных механизма 59, и они прикреплены к подвижной конструкции 46 и воздействуют в осевом направлении на радиальную противоположную поверхность 58a прижимного кольца 57 посредством соответствующих перемещающихся колодок 61. Каждая перемещающаяся колодка 61 может содержать, по меньшей мере, один ролик, поддерживающийся с возможностью вращения приводимым в действие текучей средой исполнительным механизмом 59 вдоль оси, радиальной к оси вращения формирующего барабана 11.
В заключение, во время всего этапа формования воздействие стопорных устройств 51 на соответствующие соединительные элементы 48 обеспечивает устойчивое позиционирование удерживающих элементов 43 и эффективно противодействует существенным усилиям, стремящимся переместить их в осевом направлении от формирующего барабана 11 в результате давления накачивания, созданного внутри заготовки 12 каркаса. Одновременно, прижимные устройства 56 обеспечивают то, что, несмотря на осевую фиксацию, осуществленную стопорными устройствами 51, уплотнительные кольца 47 постоянно поддерживаются в прижатом взаимодействии с кольцевыми крепежными конструкциями 5, также при наличии пластической податливости эластомерного материала.
Кроме того, прикаточные устройства 62, радиально подвижные относительно формирующего барабана 11, также могут быть связаны со сборочной станцией 16. Известным образом прикаточные устройства 62 после отсоединения захватывающего узла 36 от собранной шины осуществляют процесс прикатки на протекторном браслете 8 и, по меньшей мере, на части боковин 9 шины, при этом обрабатываемая шина приводится во вращение двигателем (не показан), связанным с оправкой 31a, для обеспечения надежного наложения внешней заготовки 15 на заготовку 12 каркаса. Задняя бабка 31b также может приводиться во вращение соответствующим двигателем для содействия в приведении формирующего барабана 11 во вращение через посредство приводной шпонки 33.
Когда этап прикатки закончен, стопорные устройства 51 могут быть отключены для обеспечения возможности смещения удерживающих элементов 43 относительно формирующего барабана 11.
Поскольку удерживающие элементы 43 прочно прикреплены относительно формирующего барабана 11 благодаря стопорным устройствам 51, имеет место уникальная взаимосвязь между угловым положением резьбовых элементов 54 и угловым положением приводной шпонки, имеющейся в задней бабке 31b, и/или аналогичного устройства, поддерживаемого оправкой 31a. Эта взаимосвязь может быть использована для прекращения вращения формирующего барабана 11, когда резьбовые элементы 54 выровнены с соответствующими исполнительными устройствами 55, кроме того, когда вращение формирующего барабана 11 прекращается в конце производственных операций с тем, чтобы обеспечить отключение стопорных устройств 51 и осевое перемещение удерживающих элементов в сторону от формирующего барабана.
Предпочтительно, резьбовые элементы 54 будут уже выровненными с соответствующими исполнительными устройствами 55 в начале нового рабочего цикла.
Когда формирование завершено, секторы формирующего барабана 11 радиально сдвигаются внутрь для обеспечения возможности снятия шины 2 с формирующего барабана 11 посредством действия разгружающего манипулятора 63, с помощью которого шина перемещается от сборочной станции 16 и передается на станцию вулканизации и/или другие рабочие станции, предусмотренные в производственном цикле. Предпочтительно, разгружающий манипулятор 63 содержит U-образную конструкцию 64, которая является подвижной, по меньшей мере, вдоль двух осей, т.е. в радиальном направлении и направлении, параллельном к геометрической оси X-X формирующего барабана 11. С помощью радиального перемещения для сближения с формирующим барабаном 11 U-образная конструкция 64 будет расположена вокруг собранной шины для ее сцепления на ее внешней поверхности, например, посредством радиально подвижных вспомогательных пластин 65. U-образная конструкция 64 затем смещается параллельно оси вращения формирующего барабана 11 для снятия с него шины в осевом направлении. С помощью дополнительного перемещения U-образной конструкции 64 шина 2 перемещается от сборочной станции 16. Непосредственно после перемещения сформированной шины 2 в сторону новый рабочий цикл может начинаться с установки вспомогательного барабана 14 в осевом выравнивании между оправкой 31a и задней бабкой 31b.