БАРАБАН ДЛЯ СБОРКИ ШИН И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
TIRE ASSEMBLY DRUM AND METHOD OF ITS USE

Область и уровень техники
Изобретение относится к барабану для сборки шин и способу придания формы компонентам шины, находящимся на этом барабане.
В документе DE 1268372 В описано устройство для сборки шин с расширяемым барабаном для сборки шин. Барабан для сборки шин снабжен так называемой "раскатываемой оболочкой", в которой создают давление, чтобы загнуть боковые края каркаса вокруг соответствующих сердечников бортов. Помимо этого, барабан для сборки шин имеет множество тел, обеспечивающих скольжение, которые установлены с внутренней стороны раскатываемой оболочки, чтобы способствовать сгибанию. Концы раскатываемой оболочки неподвижно прикреплены к барабану для сборки шин с получением закрытого пространства, в котором давление поднимают до избыточного. Раскатываемая оболочка выполнена с возможностью расширения одновременно с увеличением диаметра тел, обеспечивающих скольжение, для предотвращения нежелательного деформирования компонентов шины, опорой которым она служит. Раскатываемая оболочка дополнительно снабжена параллельными усиливающими вставками, проходящими в том же направлении, что и основной вал, чтобы можно было значительно увеличивать диаметр раскатываемой оболочки при одновременном недопущении ее удлинения в осевом направлении.
Известная раскатываемая оболочка имеет избыточную длину в осевом направлении, чтобы иметь запас по длине, используемый при увеличении диаметра тел, обеспечивающих скольжение. Недостатком наличия избыточной длины является то, что движение части оболочки, обеспечивающей ее избыточную длину, во время расширения и последующего сжатия тел, обеспечивающих скольжение, является неуправляемым, что делает раскатывание оболочки менее точным. Неуправляемое движение части, обеспечивающей избыточную длину, кроме того, создает риск того, что раскатываемая оболочка пристанет к другим компонентам устройства для сборки шин или запутается с ними. Помимо этого, часть раскатываемой оболочки, обеспечивающая избыточную длину, занимает пространство в устройстве для сборки шин, которое нельзя использовать для других компонентов.
В документе DE 102011056338 А1 описан барабан для сборки шин с подъемными стержнями и рукавом, который выполнен с возможностью скольжения по этим стержням в их продольном направлении. Один конец рукава установлен в зажиме для борта, в то время как противоположный конец соединен со стержнями посредством пружины. Согласно описанию в документе DE 102011056338 А1, рукав выполнен с возможностью деформирования в нескольких направлениях, в результате чего элементы каркаса, опорой которым он служит, могут деформироваться равномерным образом. В документе DE 102011056337 А1 описан аналогичный барабан для сборки шин, в котором применяется тот же рукав, выполненный с возможностью деформирования в нескольких направлениях. Однако элементы каркаса, как правило, не растягиваются во всех направлениях в одинаковой степени, как рукав. Следовательно, на практике, вместо предполагаемого равномерного растяжения элементов каркаса, в известных рукавах неизбежно возникает трение между рукавом и элементами каркаса. Когда возникает трение, элемент каркаса может сместиться непредсказуемым и/или резким образом на рукаве, что может вызвать нежелательное или неравномерное деформирование этих элементов каркаса.
Задачей настоящего изобретения является предложить барабан для сборки шин и способ придания формы компонентам шины, находящимся на этом барабане, позволяющие улучшить работу.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту изобретения создан барабан для сборки шин, имеющий ось вращения, которая задает осевое направление в этом барабане, причем барабан для сборки шин дополнительно содержит держатель борта, проходящий в окружном направлении вокруг оси вращения, находящийся в первом осевом положении и предназначенный для удерживания борта в первом осевом положении, и элемент для управления стержнями, выполненный с возможностью перемещения в осевом направлении, проходящий по окружности вокруг оси вращения и находящийся во втором осевом положении, расположенном на расстоянии от первого осевого положения, причем барабан для сборки шин снабжен подъемными стержнями, которые распределены по окружности вокруг оси вращения и вместе задают окружную поверхность для обеспечения опоры компонентам шины между первым осевым положением и вторым осевым положением, каждый из подъемных стержней проходит в продольном направлении от элемента для управления стержнями к держателю борта и соединен с элементом для управления стержнями с возможностью шарнирного поворота вокруг соответствующей оси подъема для подъема компонентов шины, опорой которым он служит, с поворотом вокруг борта, находящегося в держателе борта, по мере перемещения элемента для управления стержнями к держателю борта, барабан для сборки шин содержит кольцевой рукав, проходящий над подъемными стержнями в их соответствующих продольных направлениях, при этом рукав является упругим в окружном направлении и с обеспечением упругости прилегает по окружности к подъемным стержням, рукав снабжен неупругими элементами усиления, проходящими в направлении усиления, параллельном продольному направлению подъемных стержней, по меньшей мере, в той части рукава, где ему служат опорой эти стержни, и рукав имеет фиксированный конец, который удерживается, если смотреть в осевом направлении, в первом осевом положении или поблизости от него, и подвижный конец, который выполнен с возможностью перемещения по подъемным стержням в их соответствующих продольных направлениях.
Таким образом, рукав можно расширять и сжимать одновременно с перемещением подъемных стержней в радиальном направлении, без необходимости наличия избыточной длины для учета расширения подъемных стержней. Элементы усиления могут предотвратить удлинение рукава в продольном направлении, что позволяет уменьшить трение между рукавом и компонентами шины во время подъема. Следовательно, можно предотвратить непредсказуемое и/или резкое смещение компонентов шины на рукаве и/или нежелательное деформирование этих компонентов во время подъема. Несмотря на отсутствие упругости рукава в продольном направлении, свободный конец рукава можно простым образом перемещать по подъемным стержням в ответ на расширение этих стержней, в то время как длина рукава в продольном направлении стержней остается, по существу, постоянной. Получаемый в результате барабан для сборки шин может быть более компактным. Кроме того, рукав может функционировать более точным образом при перемещении его подвижного конца по подъемным стержням, которые служат этому концу опорой. Рукав может с обеспечением упругости плотно прилегать по окружности к подъемным стержням, что позволяет предотвратить приставание рукава к другим компонентам барабана для сборки шин или запутывание с ними.
Отметим, что в барабане для сборки шин, соответствующем настоящему изобретению, при помощи подъемных стержней осуществляют подъем боковых стенок. Рукав способствует этому подъему, выполняемому подъемными стержнями. В этом заключается отличие от механизма сгибания, соответствующего документу DE 1268372 В, в котором для сгибания используется раскатываемая оболочка, в которой создают давление, и где тела, обеспечивающие скольжение, способствуют сгибанию оболочки, в которой создано давление.
В предпочтительном варианте подвижный конец рукава выполнен с возможностью перемещения за счет скольжения в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням. При использовании простого скольжения свободного конца рукава по подъемным стержням не требуется специальный механизм для направления свободного конца, что позволяет упростить конструкцию барабана для сборки шин.
В одном варианте подвижный конец рукава представляет собой свободный конец и выполнен с возможностью свободного и/или пассивного перемещения в продольном направлении по подъемным стержням в ответ на сжатие и/или расширение этих стержней. Согласно этому варианту, свободный конец выполнен с возможностью свободного перемещения, то есть, беспрепятственного, и/или пассивного перемещения, то есть, без вспомогательных приводных средств, в частности, не являющихся частью рукава. Таким образом, рукав может функционировать без активного привода, предназначенного для перемещения свободного конца.
В одном варианте барабан для сборки шин снабжен воздействующим элементом, предназначенным для принудительного перемещения свободного конца рукава в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к второму осевому положению. В предпочтительном случае воздействующий элемент представляет собой упругий кольцевой воздействующий элемент, который выполнен с возможностью прилегания с обеспечением упругости к рукаву в окружном направлении, на его свободном конце или поблизости от него. Наиболее предпочтительно, если упругий кольцевой воздействующий элемент представляет собой кольцевую пружину. Воздействующий элемент может способствовать возврату свободного конца в направлении второго осевого положения, в результате чего возврат свободного конца происходит автоматически после подъема подъемных стержней.
В альтернативном варианте подвижный конец рукава выполнен с возможностью перемещения за счет скольжения в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням, при этом барабан для сборки шин снабжен воздействующими элементами, предназначенными для принудительного перемещения подвижного конца рукава в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к второму осевому положению. В предпочтительном случае воздействующие элементы содержат упругие воздействующие элементы, каждый из которых с первой стороны прикреплен к подвижному концу и со второй стороны, обращенной в направлении, противоположном направлению к первой стороне, прикреплен к подъемному стержню на том конце этого стержня или поблизости от того конца этого стержня, который находится на удалении от держателя борта. В предпочтительном случае воздействующие элементы содержат пружину. Воздействующие элементы управляют возвратом подвижного конца в направлении второго осевого положения таким образом, что подвижный конец тянется обратно в направлении второго положения, когда подъемные стержни сжимаются к барабану после их подъема.
В одном варианте рукав содержит эластомерный материал, предпочтительно, резину. Эластомерный материал в рукаве делает возможным упругое расширение рукава, по меньшей мере, в окружном направлении барабана для сборки шин.
В одном варианте рукав содержит слой из резины, внутренняя поверхность которого обращена в радиальном направлении внутрь и внешняя поверхность которого обращена в радиальном направлении наружу, и рукав имеет одно или более покрытий или поверхностных слоев, которые нанесены на внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность или на обе эти поверхности. Покрытия или поверхностные слои могут отличаться от упомянутой резины и могут снабдить внутреннюю поверхность и/или внешнюю поверхность другими свойствами.
В одном варианте в слой из резины внедрены элементы усиления. Элементы усиления, таким образом, предотвращают удлинение усиленного слоя из резины в направлении усиления.
В альтернативном варианте элементы усиления внедрены в упомянутые одно или более покрытий или поверхностных слоев, либо созданы ими. Таким образом, сам по себе слой из резины может быть упругим в направлении усиления, в то время как покрытия могут ограничивать удлинение этого слоя в этом направлении.
В одном варианте упомянутые одно или более покрытий или поверхностных слоев содержат материал с низким трением, расположенный на внутренней поверхности слоя из резины. В качестве альтернативы или в дополнение, упомянутые одно или более покрытий или поверхностных слоев содержат материал с низким трением, расположенный на внешней поверхности слоя из резины. Материал с низким трением, расположенный на внутренней поверхности слоя из резины, улучшает скольжение рукава по подъемным стержням. Материал с низким трением, расположенный на внешней поверхности слоя из резины, облегчает отделение рукава от поднятых компонентов шины.
В предпочтительном варианте каждый из подъемных стержней имеет поверхность скольжения, которая обращена в радиальном направлении наружу и примыкает к рукаву, причем поверхность скольжения покрыта материалом с низким трением. Покрытие на поверхности скольжения, в частности, в комбинации с покрытием или поверхностным слоем на внутренней поверхности слоя из резины в рукаве, облегчает скольжение рукава по поверхностям скольжения.
В конкретном варианте материал с низким трением содержит покрытие, полученное плазменным напылением, слой тефлона или их комбинацию. Эти материалы особенно подходят для уменьшения трения между подъемными стержнями, рукавом и/или компонентами шины.
В альтернативном варианте каждый из подъемных стержней снабжен множеством роликов, распределенных в его продольном направлении и выполненных с возможностью контакта с рукавом и облегчения его перемещения по подъемным стержням.
В одном варианте элементы усиления проходят в плоскостях, которые пересекают осевое направление и параллельны или, по существу, параллельны осевому направлению. Таким образом, элементы усиления могут предотвратить удлинение рукава в этих плоскостях.
В одном варианте элементы усиления проходят так же, как рукав проходит между фиксированным концом и подвижным концом, предпочтительно, по меньшей мере, в той части рукава, которая предназначена для приема компонентов шины. Таким образом, можно предотвратить удлинение рукава в этой его части, что позволяет уменьшить нежелательное деформирование компонентов шины во время подъема.
В одном варианте элементы усиления проходят на всей длине рукава между фиксированным концом и подвижным концом. Таким образом, можно предотвратить удлинение рукава в направлении усиления по всей длине рукава.
В одном варианте направление усиления обязательно имеет компонент, параллельный осевому направлению. Как следствие, можно предотвратить появление компонента удлинения рукава, имеющего осевое направление.
В конкретном варианте элементы усиления представляют собой тросы усиления, предпочтительно, тросы усиления из композитного волокна, содержащие волокна полиэтилентерефталата (РЕТ), арамида и/или вискозы. Тросы усиления могут подходящим образом усилить рукав в направлении усиления, и при этом по-прежнему сохраняется возможность окружного расширения рукава.
В одном варианте каждый подъемный стержень имеет ближний конец, шарнирно соединенный с элементом для управления стержнями, дальний конец, расположенный напротив держателя борта, и удлиненное тело, проходящее от ближнего конца до дальнего конца, причем тело стержня имеет поверхность скольжения, которая обращена в радиальном направлении наружу и примыкает к рукаву, и поверхность скольжения имеет коническую часть, проходящую под бóльшим наклоном относительно осевого направления, чем оставшаяся часть этой поверхности. В предпочтительном случае коническая часть поверхности скольжения является крайней к ближнему концу частью этой поверхности. Коническая часть может способствовать более легкому скольжению подвижного конца, в частности, свободного конца рукава, в направлении второго осевого положения, даже когда подъемные стержни находятся в почти горизонтальном положении.
В одном варианте рукав проходит в осевом направлении на сторону держателя борта, противоположную его стороне, обращенной к элементу для управления стержнями, причем барабан для сборки шин снабжен фиксирующим элементом, который соединен с фиксированным концом рукава для удерживания этого конца в неизменном положении, если смотреть в осевом направлении.
В одном варианте держатель борта содержит механизм блокирования борта, выполненный с возможностью расширения в радиальном направлении для зажимания борта при перемещении в радиальном направлении наружу, причем часть рукава поблизости от его фиксированного конца проходит в осевом направлении над механизмом блокирования борта, и при использовании ее положение в осевом направлении сохраняется неизменным между бортом и механизмом блокирования борта. Таким образом, это обеспечивает дополнительное или альтернативное средство для сохранения неизменным положения рукава между механизмом блокирования борта и бортом. В предпочтительном случае фиксированный конец неподвижно прикреплен к барабану, в частности, независимо от держателя борта, и в положении между держателем борта и центром барабана. Соответственно, рукав проходит над держателем борта и при использовании находится между держателем борта и бортом. Таким образом, во время подъема рукав проходит вокруг, по меньшей мере, нижней части борта и вверх вдоль боковой стенки. Это может способствовать лучшему удерживанию борта, по меньшей мере, во время подъема, и может обеспечить лучшую опору для борта и/или обеспечить охватывание борта внутренней обшивкой, одним или более слоями каркаса и/или боковой стенкой более плотным образом и/или с бóльшим натяжением, что может предотвратить возникновение воздушных пазух.
В одном варианте подъемные стержни выполнены с возможностью поворота относительно соответствующих осей шарниров с перемещением между горизонтальным положением, в котором подъемные стержни проходят параллельно или, по существу, параллельно осевому направлению, и поднятым положением, в котором подъемные стержни проходят под наклоном относительно осевого направления с изменением радиуса от первого радиуса в месте расположения элемента для управления стержнями до второго, большего радиуса в месте с внешней стороны держателя борта, если смотреть в радиальном направлении, причем при горизонтальном положении стержней элементы усиления проходят параллельно или, по существу, параллельно осевому направлению. Таким образом, рукав может оставаться, по существу, плоским и/или гладким, что позволяет устанавливать компоненты шины вокруг барабана для сборки шин при помощи обертывания в виде полосы, наматывания или других методов установки.
В их предпочтительном варианте элементы усиления проходят параллельно друг другу при горизонтальном положении стержней. Параллельность тросов усиления может увеличить равномерность расширения материала рукава между тросами усиления.
Согласно второму аспекту, изобретением предлагается способ придания формы компонентам шины, находящимся на указанном барабане для сборки шин, который содержит следующие этапы:
- устанавливают каркас вокруг барабана для сборки шин, причем боковая часть каркаса проходит над держателем борта в осевом направлении и вокруг рукава от первого осевого положения к второму осевому положению;
- устанавливают борт вокруг каркаса в держателе борта;
- перемещают элемент для управления стержнями в осевом направлении к держателю борта, чтобы вызвать подъем подъемными стержнями боковой части каркаса, опорой которой они служат, с поворотом вокруг борта, находящегося в держателе борта; и
- удерживают фиксированный конец, если смотреть в осевом направлении, в первом осевом положении или поблизости от него, одновременно делая возможным перемещение подвижного конца в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к первому осевому положению.
В одном варианте способ дополнительно содержит следующие этапы:
- перемещают элемент для управления стержнями в осевом направлении на удаление от держателя борта, чтобы вызвать возврат подъемных стержней в горизонтальное положение; и
- удерживают фиксированный конец, если смотреть в осевом направлении, в первом осевом положении или поблизости от него, одновременно делая возможным перемещение подвижного конца в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к второму осевому положению.
Способ и его варианты имеют те же преимущества, что и соответствующие варианты указанного барабана для сборки шин, соответствующего первому аспекту настоящего изобретения. Далее эти преимущества для краткости не будут указываться повторно.
В одном варианте этого способа воздействуют на рукав для его перемещения в направлении второго осевого положения, причем упомянутый этап, на котором делают возможным перемещение подвижного конца в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к второму осевому положению, выполняется автоматически при возврате подъемных стержней в их горизонтальное положение.
В следующем варианте этого способа воздействие обеспечивают за счет упругости рукава в окружном направлении.
В одном варианте способ содержит этап, на котором обеспечивают воздействующий элемент, предназначенный для создания силы, действующей на рукав таким образом, чтобы вызвать перемещение рукава в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням к второму осевому положению.
В одном варианте способа перемещение рукава по подъемным стержням в соответствующих продольных направлениях этих стержней представляет собой скольжение.
В одном варианте способа перемещение рукава в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней по этим стержням представляет собой свободное и/или пассивное перемещение по подъемным стержням в ответ на сжатие и/или расширение этих стержней.
Различные аспекты и особенности, описанные и продемонстрированные в этой спецификации, там, где это возможно, могут быть применены по отдельности. Эти отдельные аспекты, в частности, аспекты и особенности, описанные в зависимых пунктах приложенной Формулы изобретения, могут являться предметом выделенных заявок на получение патента.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет рассмотрено на основе примерного варианта, показанного на приложенных схематичных чертежах, на которых:
Фиг.1 - вид сбоку первого примерного барабана для сборки шин, соответствующего настоящему изобретению, с множеством подъемных стержней, рукавом и каркасом, установленным вокруг рукава, где подъемные стержни находятся в горизонтальном положении перед их подъемом;
Фиг.2 - вид сбоку барабана для сборки шин, показанного на Фиг.1, когда вокруг каркаса установлен борт;
Фиг.3 - вид сбоку барабана для сборки шин, показанного на Фиг.2, после того, как подъемные стержни подняты в поднятое положение;
Фиг.4 - вид сбоку барабана для сборки шин, показанного на Фиг.3, во время возврата подъемных стержней из поднятого положения в горизонтальное положение;
Фиг.5 - вид спереди барабана для сборки шин, показанного на Фиг.4;
Фиг.6 – подробный вид части барабана для сборки шин в области, указанной номером VI на Фиг.3;
Фиг.7 - вид сбоку второго примерного барабана для сборки шин, соответствующего настоящему изобретению, во время возврата подъемных стержней из поднятого положения в горизонтальное положение; и
Фиг.8 - вид сбоку альтернативного барабана для сборки шин с альтернативными подъемными стержнями, которые снабжены роликами.
Подробное описание изобретения
На Фиг.1 показан первый примерный барабан 1 для сборки шин, в частности, барабан для придания формы шине, предназначенный для придания формы каркасу С сырой или невулканизированной шины. Барабан 1 для сборки шин имеет две половины 10, которые зеркально симметричны относительно центральной деки 11, находящейся в срединной плоскости М этого барабана. Показана только одна из половин 10 барабана 1 для сборки шин и часть центральной деки 11. Далее будет описана только одна из половин 10 барабана.
Каркас С, как правило, содержит предварительный узел РА внутренней обшивки и боковую стенку SW. Как правило, на каждую половину 10 барабана рядом с боковой стороной каркаса С, находящейся на этой половине, устанавливается одна боковая стенка SW. Как правило, сверху внутренней обшивки РА располагаются один или более слоев каркаса, имеющих, по существу, те же размеры, что и внутренняя обшивка. Борта В устанавливают на каркас С с обеих сторон центральной деки 11 для герметизации части каркаса С, находящейся на центральной деке. Этой части каркаса С затем придают форму при помощи центральной деки 11, по сути, известным образом, например, за счет накачивания. Каркас С вместе с боковыми стенками SW поднимают при помощи двух половин 10 барабана с поворотом вокруг соответствующих бортов В к уже сформированной части каркаса С, находящейся на центральной деке, для усиления радиальных сторон сырой шины.
Как показано на Фиг.1-4, барабан 1 для сборки шин содержит вал 2 барабана, который задает осевое направление А и ось S вращения этого барабана. Половины 10 барабана 1 для сборки шин установлены на служащем им опорой вале 2 с возможностью вращения вокруг оси S вращения. На Фиг.1-4 также схематично показано радиальное направление R в барабане 1 для сборки шин, перпендикулярное осевому направлению А. На Фиг.5 показано окружное направление Е в барабане 1 для сборки шин.
Барабан 1 для сборки шин дополнительно содержит держатель 3 борта, предназначенный для удерживания борта В по окружности каркаса С, и множество подъемных стержней 4, предназначенных для подъема каркаса С в радиальном направлении R с поворотом вокруг борта В к сформированной части каркаса С, находящейся на центральной деке 11. Множество стержней 4 распределены по окружности вокруг вала 2 барабана, как можно лучше видеть на Фиг.5, с получением окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин, которая при использовании служит опорой каркасу С. Барабан 1 для сборки шин дополнительно снабжен элементом 5 для управления стержнями, предназначенным для управления подъемом подъемных стержней 4. Каждый из подъемных стрежней 4 соединен с элементом 5 для управления стержнями с возможностью шарнирного поворота вокруг оси подъема, проходящей по касательной к окружному направлению Е, здесь под касательной понимается линия, проходящая перпендикулярно радиальному направлению R в месте соответствующего подъемного стержня 4 и перпендикулярно осевому направлению А. Подъемные стержни 4 выполнены с возможностью шарнирного поворота с перемещением между горизонтальным положением, которое показано на Фиг.1, и поднятым положением, которое показано на Фиг.3.
Держатель 3 борта, как показано на Фиг.1, проходит в окружном направлении или по кольцу вокруг вала 2 барабана в первом осевом положении Р1, если смотреть в осевом направлении А. Элемент 5 для управления стержнями также проходит в окружном направлении или по кольцу вокруг вала 2 барабана и выполнен с возможностью перемещения на этом вале в осевом направлении А к держателю 3 борта и на удаление от него. Таким образом, элемент 5 для управления стержнями имеет переменное второе осевое положение Р2 относительно первого осевого положения Р1, находящееся на расстоянии от него. Осевое перемещение элемента 5 для управления стержнями относительно держателя 3 борта приводит к тому, что подъемные стержни 4 поднимают предварительный узел РА с поворотом вокруг его борта В и боковой стенки SW к сформированной части каркаса С, как показано на Фиг.1-3. Элемент 5 для управления стержнями приводится в действие подходящим приводом, например, приводом на основе ходового винта (не показан), установленным внутри вала 2 барабана.
Держатель 3 борта содержит, по сути, известный механизм 30 блокирования борта, который выполнен с возможностью расширения и сжатия в радиальном направлении R барабана 1 для сборки шин с целью блокирования или прижимания борта В, опорой которому он служит, к каркасу С, как показано на Фиг.2.
Как можно лучше видеть на Фиг.3, каждый подъемный стержень 4 имеет ближний конец 41, который с возможностью шарнирного поворота соединен с элементом 5 для управления стержнями посредством шарнира 50, таким образом, чтобы этот стержень имел возможность поворачиваться вокруг соответствующей оси подъема. Каждый подъемный стержень 4, кроме того, имеет дальний конец 42, который расположен напротив держателя 3 борта, и удлиненное тело 43, проходящее в продольном направлении L подъемного стержня 4 от ближнего конца 41 до дальнего конца 42. В горизонтальном положении подъемного стержня 4, которое показано на Фиг.1, его продольное направление L параллельно или, по существу, параллельно осевому направлению А в барабане 1 для сборки шин. В поднятом положении подъемного стержня 4, которое показано на Фиг.3, его продольное направление L находится под углом, предпочтительно, по меньшей мере, тридцать градусов, относительно осевого направления А. Подъемный стержень 4 содержит колесо или ролик 44, который с возможностью вращения установлен на дальнем конце 42 для прижатия предварительного узла РА и боковой стенки SW во время подъема к сформированной части каркаса С.
Как показано на Фиг.3, каждый подъемный стержень 4 имеет поверхность 45 скольжения, которая обращена наружу в радиальном направлении R. Поверхность 45 скольжения проходит в продольном направлении L подъемного стержня 4, по меньшей мере, на той части длины этого стержня, где он служит опорой для предварительного узла РА и/или боковой стенки SW. В предпочтительном случае поверхность 45 скольжения проходит по всей или, по существу, по всей длине подъемного стержня 4 в продольном направлении L от ближнего конца 41 до дальнего конца 42. Поверхность 45 скольжения имеет коническую часть 46, которая проходит под бóльшим наклоном относительно осевого направления А, чем оставшаяся часть 47 этой поверхности. Коническая часть 46 поверхности 45 скольжения является крайней к ближнему концу 41 частью этой поверхности, то есть, если сравнивать с оставшейся частью 47 этой поверхности. Коническая часть 46 предпочтительно проходит в продольном направлении L, по меньшей мере, на трети длины тела 43 подъемного стержня 4. На Фиг.1 показано множество подъемных стержней 4 в горизонтальном положении. В этом горизонтальном положении конические части 46 поверхностей 45 скольжения всех подъемных стержней 4 вместе образуют коническую секцию 13 на окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин. Оставшиеся части 47 поверхностей 45 скольжения образуют строго цилиндрическую или, по существу, строго цилиндрическую секцию 14 окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин.
Поверхность 45 скольжения, соответствующая настоящему изобретению, предпочтительно покрыта материалом, не вызывающим приставание и прилипание или имеющим низкое трение, например, покрытием, полученным плазменным напылением, тефлоном или их комбинацией.
Барабан 1 для сборки шин в качестве необязательного варианта снабжен закрывающими пластинами 47, проходящими в окружном направлении Е между парами соседних подъемных стержней 4, чтобы, по существу, закрыть зазоры или щели между этими стержнями в окружном направлении Е.
Как показано на Фиг.1-5, барабан 1 для сборки шин, соответствующий изобретению, снабжен рукавом 6, прилегающим в окружном направлении Е к подъемным стержням 4. На Фиг.1-4 рукав 6 схематично показан с местным разрезом, чтобы открылось пространство внутри этого рукава, в котором находятся указанные подъемные стержни 6. Фактически, как следует из Фиг.5, рукав 6 проходит по всей окружности и/или в виде кольца вокруг подъемных стержней 4 в окружном направлении Е. Рукав 6 предназначен для закрывания щелей или зазоров, которые создаются и/или имеются между подъемными стержнями 4 в окружном направлении Е, в частности, когда подъемные стержни 4 перемещаются из горизонтального положения в поднятое положение. Расположение подъемных стержней 4 под рукавом 6 схематично указано пунктирными линиями на этом рукаве. В частности, рукав 6 можно использовать для создания замкнутой или, по существу, замкнутой окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин между первым осевым положением Р1 и вторым осевым положением Р2, эта окружная поверхность 12 является достаточно гладкой для приема неотвержденной, мягкой резины таким образом, чтобы на ней не оставались следы или она не повреждалась. Благодаря наличию рукава 6, компоненты шины, например, боковую стенку SW, можно равномерно экструдировать и/или обернуть как полосу непосредственно вокруг барабана 1 для сборки шин. Таким образом, не требуется отдельный барабан для изготовления этих компонентов шины.
Рукав 6 имеет первый конец 61, находящийся в первом осевом положении Р1 или поблизости от него, и второй конец 62, который прилегает по окружности к множеству подъемных стержней 4 на их поверхностях 45 скольжения. Первый конец 61 зафиксирован или удерживается, если смотреть в осевом направлении А, в первом осевом положении Р1 или поблизости от него и далее называется "фиксированным концом" 61. Второй конец 62 выполнен с возможностью перемещения и/или скольжения по поверхностям 45 скольжения множества подъемных стержней 4 в соответствующих продольных направлениях L этих стержней и далее называется "подвижным концом" 62. Отметим, что в этом первом примере, который показан на Фиг.1-5, подвижный конец является свободным концом.
В этом примерном варианте барабан 1 для сборки шин снабжен фиксирующим элементом 8, предназначенным для неподвижного закрепления фиксированного конца 61 на половине барабана. Если смотреть в осевом направлении А, фиксирующий элемент 8 установлен со стороны держателя 3 борта, противоположной его стороне, обращенной к элементу 5 для управления стержнями, и, если смотреть в осевом направлении А, в предпочтительном случае находится как можно ближе к держателю 3 борта или непосредственно рядом с ним. В предпочтительном случае фиксирующий элемент 8 выполнен с возможностью скольжения в осевом направлении А на небольшое расстояние к держателю 3 борта или на удаление от него, чтобы компенсировать расширение механизма 30 блокирования борта перед подъемом подъемных стержней 4, как показано на Фиг.1 и 2. При этом во время подъема подъемных стержней 4, если смотреть в осевом направлении, положение фиксирующего элемента 8 остается неизменным относительно первого осевого положения Р1.
Как подробно показано на Фиг.6, рукав 6 содержит слой 63 из резины, имеющий внутреннюю поверхность 64, обращенную внутрь, если смотреть в радиальном направлении R, и внешнюю поверхность 65, обращенную наружу, если смотреть в радиальном направлении R. Внутренняя поверхность 64 предназначена для примыкания к поверхностям 45 скольжения множества подъемных стержней 4. Внешняя поверхность 65 рукава 6 предназначена для установки предварительного узла РА и боковой стенки SW и/или обеспечения опоры для них. Внутренняя поверхность 64 рукава 6 предпочтительно покрыта материалом, не создающим приставание и прилипание или имеющим низкое трение, например, покрытием, полученным плазменным напылением, тефлоном или их комбинацией. В этом изобретении "покрытие" означает обработку поверхности или слой, нанесенный на поверхность. Покрытие на внутренней поверхности 64, возможно, в комбинации с упомянутым покрытием на поверхностях 45 скольжения, облегчает скольжение рукава 6 по поверхностям 45 скольжения. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, внешняя поверхность 65 рукава 6 покрыта материалом, не вызывающим приставание и прилипание или имеющим низкое трение, например, покрытием, полученным плазменным напылением, тефлоном или их комбинацией. Это может уменьшить трение между рукавом 6 и предварительным узлом РА и его боковой стенкой SW во время подъема.
В качестве альтернативы, внутренняя поверхность 64 и/или внешняя поверхность 65 снабжены тканым слоем, предпочтительно из ткани, упругой в двух направлениях. Такая ткань имеет превосходные свойства в плане удлинения как в продольном, так и в поперечном направлениях, что делает возможным очень плавное деформирование рукава во время подъема.
Слой 63 содержит эластомерный материал, предпочтительно, резину. Слой 63 из резины является упругим, по меньшей мере, в окружном направлении Е в барабане 1 для сборки шин. По сути, рукав 6 плотно и с обеспечением упругости прилегает по окружности к множеству подъемных стержней 4. Если говорить конкретно, поверхности 45 скольжения подъемных стержней 4, которые обращены в радиальном направлении наружу, находятся в непосредственном контакте с внутренней поверхностью 64 рукава 6 или примыкают к ней. Хотя эластомерный материал слоя 63 из резины может представлять собой материал, имеющий упругость в двух направлениях, который является упругим в направлении, поперечном окружному направлению Е, упругость слоя 63 из резины в этом поперечном направлении уменьшают путем внедрения в этот слой множества неупругих или, по существу, неупругих элементов 7 усиления, проходящих в направлении усиления, поперечном или перпендикулярном окружному направлению Е.
В этом примерном варианте изобретения элементы 7 усиления представляют собой усиливающие нити или тросы усиления, в предпочтительном случае - тросы усиления из композитного волокна, содержащие волокна полиэтилентерефталата (РЕТ), арамида и/или вискозы. В качестве альтернативы, элементы 7 усиления могут также быть внедрены в покрытие или поверхностный слой, либо созданы этими покрытием или слоем, которые находятся на внутренней поверхности 64 и/или внешней поверхности 65 слоя 63 из резины в рукаве 6.
Направление усиления, обеспечиваемого элементами 7 усиления, обязательно имеет компонент, параллельный осевому направлению А. Направление усиления проходит в радиальной плоскости барабана 1 для сборки шин, которая пересекается с осевым направлением А и параллельна ему. Усиление обеспечивается в направлении от первого осевого положения Р1 или фиксированного конца 61, в соответствии с тем, как проходит слой 63 из резины над держателем 3 борта и подъемными стержнями 4 в осевом направлении А, до второго осевого положения Р2 или свободного конца 62. Как показано на Фиг.1, элементы 7 усиления проходят параллельно или, по существу, параллельно осевому направлению А в барабане 1 для сборки шин, когда подъемные стержни 4 находятся в горизонтальном положении. Элементы 7 усиления проходят, по меньшей мере, в той части рукава 6, которая лежит на поверхностях 45 скольжения подъемных стержней 4, предпочтительно - там, где рукав 6 непосредственно служит опорой предварительному узлу РА и боковой стенке SW. В том варианте, который показан, элементы 7 усиления проходят на всей длине или по всей длине рукава 6 между фиксированным концом 61 и свободным концом 62. Элементы 7 усиления проходят параллельно продольному направлению L подъемных стержней 4, по меньшей мере, в той части, где рукаву 6 служат опорой поверхности 45 скольжения.
Барабан 1 для сборки шин снабжен первым воздействующим элементом 91, предназначенным для принудительного перемещения подъемных стержней 4 из поднятого положения, которое показано на Фиг.3, в направлении горизонтального положения и/или в это положение, которое показано на Фиг.1. Барабан 1 для сборки шин, кроме того, снабжен вторым воздействующим элементом 92, предназначенным для принудительного перемещения свободного конца 62 рукава 6 в продольных направлениях L соответствующих подъемных стержней 4 к второму осевому положению Р2, как показано на Фиг.3 и 4. В этом примере первый воздействующий элемент 91 и/или второй воздействующий элемент 92 выполнены в виде упругих кольцевых воздействующих элементов 91, 92. Первый воздействующий элемент 91 и второй воздействующий элемент 92 выполнены с возможностью прилегать с обеспечением упругости в окружном направлении Е соответственно, к подъемным стержням 4 на их ближних концах или поблизости от этих концов и к рукаву 6 на его свободном конце 62 или поблизости от него. В предпочтительном случае первый воздействующий элемент 91 и/или второй воздействующий элемент 92 выполнены в виде кольцевых пружин. Как можно лучше видеть на Фиг.1-4, свободный конец 62 рукава 6 загнут назад и сложен вдвое, что позволяет создать борт для приема второго воздействующего элемента 92 по всей окружности.
Так как рукав 6 также обладает упругостью, он также создает силу, действующую на подъемные стержни 4, которая толкает их обратно в горизонтальное положение. В случае, если сила, обеспечиваемая рукавом 6, которая действует на подъемные стержни 4, является достаточно большой, можно исключить первый и/или второй воздействующие элементы 91, 92.
Ниже со ссылкой на Фиг.1-6 будет рассмотрен способ придания формы компонентам шины, находящимся на указанном барабане 1 для сборки шин.
На Фиг.1 показана ситуация перед подъемом, когда подъемные стержни 4 барабана 1 для сборки шин находятся в горизонтальном положении, в результате чего окружная поверхность 12 этого барабана является как можно более плоской и/или гладкой. Свободный конец 62 рукава 6, на который воздействует второй воздействующий элемент 92, находится в начальном положении на поверхностях 45 скольжения подъемных стержней 4 в месте нахождения ближних концов 41 подъемных стержней 4 или поблизости от этих концов. Каркас С установлен вокруг барабана 1 для сборки шин, либо в результате обертывания в виде полосы, наматывания или переноса с барабана для изготовления (не показан), либо в результате сочетания этих методов установки. Каркас С содержит предварительный узел РА с боковыми стенками SW. Предварительный узел РА проходит над центральной декой 11, а его боковая часть проходит над держателем 3 борта в осевом направлении А к второму осевому положению Р2. В области подъемных стержней 4 предварительный узел РА проходит, по меньшей мере, над частью рукава 6 и вокруг нее. Боковая стенка SW расположена рядом с держателем 3 борта, с той стороны этого держателя, если смотреть в осевом направлении А, которая противоположна его стороне, обращенной к фиксирующему элементу 8.
На Фиг.2 показана ситуация, когда вокруг каркаса С в держателе 3 борта установлен борт В. Механизм 30 блокирования борта расширен в радиальном направлении R для герметизации части каркаса С, находящейся на центральной деке 11, относительно боковой части этого каркаса, находящейся с противоположной стороны борта В на подъемных стержнях 4. Одновременно с радиальным расширением механизма 30 блокирования борта фиксирующий элемент 8 был немного перемещен в осевом направлении А к держателю 3 борта, чтобы компенсировать радиальное расширение рукава 6, проходящего над расширенным механизмом 30 блокирования борта. Теперь осевое положение фиксирующего элемента 8, которое показано на Фиг.2, остается неизменным, и он находится в первом осевом положении Р1 или поблизости от него. Затем каркас С накачивают на центральной деке 11 с получением требуемой тороидальной формы сырой шины. Сформированная часть каркаса С теперь проходит наружу в радиальном направлении, непосредственно рядом с бортом В, если смотреть в осевом направлении А, со стороны борта В, противоположной его стороне, обращенной к элементу 5 для управления стержнями. Направляющий элемент 32 механизма 30 блокирования борта, находящийся между бортом В и фиксирующим элементом 8, толкает рукав 6 вверх, по меньшей мере, к нижней части борта В на стороне напротив центральной деки 11. Теперь предварительный узел РА можно поднимать с поворотом вокруг борта В к радиальной стороне сформированной части каркаса С до контакта с ней.
На Фиг.3 показана ситуация, когда элемент 5 для управления стержнями перемещен в осевом направлении А к держателю 3 борта, чтобы вызвать подъем подъемными стержнями 4 боковой части предварительного узла РА, которая на них опирается, с поворотом вокруг борта В, находящегося в держателе 3 борта. Сначала прижимные ролики 44, находящиеся на дальних концах 42 подъемных стержней 4, упираются в скошенные стороны держателя 3 борта при перемещении в осевом направлении А, после чего принудительно перемещаются в радиальном направлении наружу. Затем, по мере дальнейшего перемещения элемента 5 управления стержнями в осевом направлении А, прижимные ролики 44, находящиеся на дальних концах 42 подъемных стержней 4, поднимают предварительный узел РА с поворотом вокруг борта В. При этом боковая стенка SW, находившаяся сверху предварительного узла РА, зажимается между радиальной стороной сформированной части каркаса С и поднятым предварительным узлом РА. Прижимные ролики 44 катятся по предварительному узлу РА и боковой стенке SW с созданием сильного сцепления между поднятым предварительным узлом РА, боковой стекой SW и сформированной частью каркаса С.
Во время подъема из горизонтального положения, как показано на Фиг.2, в поднятое положение, которое показано на Фиг.3, диаметр подъемных стержней 4 на дальнем конце 42 значительно увеличивается по сравнению с ближним концом 41. Как следствие рукав 6 упруго растягивается или расширяется значительным образом в окружном направлении Е, при этом его диаметр неуклонно увеличивается в направлении от ближнего конца 41 к дальнему концу 42. Так как фиксированный конец 61 рукава 6 удерживается, если смотреть в осевом направлении А, в первом осевом положении Р1 или поблизости от него, механическое расширение подъемных стержней 4 вызывает пассивное или свободное перемещение свободного конца 62 в соответствующих продольных направлениях L подъемных стержней 4 по поверхностям 45 скольжения. Необязательные покрытия или поверхностные слои, имеющиеся на внутренней стороне 64 слоя 63 из резины в рукаве 6, на поверхностях 45 скольжения подъемных стержней 4, либо в обоих этих местах, могут повышать способность свободного конца 62 рукава 6 свободно перемещаться по поверхностям 45 скольжения подъемных стержней 4.
На Фиг.4 показана ситуация, когда подъем завершен, и выполняется перемещение элемента 5 для управления стержнями в осевом направлении А на удаление от держателя 3 борта, чтобы вызвать или сделать возможным возврат подъемных стержней 4 в горизонтальное положение, которое показано на Фиг.1. Первый воздействующий элемент 91, находящийся на ближнем конце 41 подъемных стержней 4, заставляет эти стержни перемещаться в радиальном направлении внутрь. Рукав 6, благодаря упругости, следует за подъемными стержнями 4 и, как следствие, сжимается до меньшего диаметра вокруг опускающихся подъемных стержней 4. В результате упругого натяжения рукава 6 в окружном направлении Е, его свободный конец 62 будет автоматически стремиться переместиться в соответствующих продольных направлениях подъемных стержней 4 по этим стержням к второму осевому положению Р2, без приложения тянущей силы к свободному концу 62. В дополнение к этому, второй воздействующий элемент 92, расположенный вокруг свободного конца 62 рукава 6 способствует возврату свободного конца 62 в направлении второго осевого положения Р2 за счет создания дополнительной силы упругого натяжения, действующей в окружном направлении Е, которая превращается в силу F, действующую в соответствующих продольных направлениях L подъемных стержней 4, как схематично показано на Фиг.5.
Возврат свободного конца 62 в направлении второго осевого положения Р2 облегчается, когда свободный конец 62 достигает конической секции 13, образованной коническими частями 46 поверхностей 45 скольжения на соответствующих подъемных стержнях 4. На Фиг.6 схематично показан переход между, по существу, цилиндрической секцией 14 и конической секцией 13. Из-за увеличенной конусности окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин в конической секции 13, свободный конец рукава 6 может более легко скользить по поверхностям 45 скольжения на подъемных стержнях 4, даже если эти стержни уже почти находятся в горизонтальном положении, которое показано на Фиг.1. Возврату свободного конца 62 в начальное положение, показанное на Фиг.1, способствуют упругость рукава 6, воздействующий элемент 92, коническая секция 13 и антифрикционные покрытия или поверхностные слои.
При этом, в случае, если объединенного действия упругости рукава 6, воздействующего элемента 92, конической секции 13 и антифрикционных покрытий или поверхностных слоев недостаточно, чтобы гарантировать должный возврат свободного конца 62 в начальное положение также и в долгосрочном периоде, можно обеспечить дополнительные воздействующие элементы, чтобы тянуть подвижный конец 62' в начальное положение, как схематично показано во втором примере на Фиг.7.
Согласно этому второму примеру, подвижный конец 62' рукава 6' выполнен с возможностью перемещения за счет скольжения в соответствующих продольных направлениях L подъемных стержней 4 по этим стержням, при этом барабан 1' для сборки шин снабжен воздействующими элементами 95, предназначенными для принудительного перемещения подвижного конца 62' рукава 6' в соответствующих продольных направлениях L подъемных стержней 4 по этим стержням к второму осевому положению Р2. Согласно этому примеру, воздействующие элементы 95 содержат группу пружин, каждая из которых с первой стороны прикреплена к первому окружному крепежному элементу 94, прикрепленному к подвижному концу 62'. Со второй стороны, обращенной в направлении, противоположном направлению к первой стороне, каждая из этих пружин прикреплена к второму окружному крепежному элементу 93, прикрепленному к подъемным стержням 4 на их дальнем конце 41 или поблизости от него. В качестве альтернативы, воздействующие элементы 95 также могут содержать другие упругие воздействующие элементы, например, упругую резиновую полосу. Воздействующие элементы 95 выполнены с возможностью тянуть подвижный конец 62' обратно в направлении второго осевого положения Р2, когда подъемные стержни 4 сжимаются к барабану 1' после их подъема.
В примере, показанном на Фиг.7, группа пружин установлена таким образом, чтобы с каждым из подъемных стержней была связана одна пружина, и, в частности, пружины установлены сверху подъемных стержней. В этом случае каждая из пружин может быть индивидуально прикреплена к ближнему концу 41 соответствующего подъемного стержня 4, и окружной крепежный элемент 93 можно исключить.
Использование в качестве альтернативы окружного крепежного элемента 93 позволяет позиционировать воздействующие элементы 95, по существу, независимо от подъемных стержней 4 или между этими стержнями. Установка воздействующих элементов 95 между подъемными стержнями 4 имеет то преимущество, что эти элементы можно установить, по меньшей мере, чуть ниже окружной поверхности 12 барабана 1 для сборки шин, чтобы получить окружную поверхность 12, которая является как можно более плоской и/или гладкой.
На Фиг.8 показан альтернативный барабан 101 для сборки шин, содержащий альтернативные подъемные стержни 104, которые снабжены множеством роликов 148, распределенных по длине этих стержней в их соответствующих продольных направлениях L. Ролики 148 выполнены с возможностью контакта с рукавом 6 и облегчения его скольжения по подъемным стержням 104 и, в частности, облегчения возврата свободного конца. Таким образом, ролики 148 могут обеспечить альтернативу упомянутому использованию покрытий и т.п.
Необходимо понимать, что приведенное выше описание включено для иллюстрации функционирования предпочтительных вариантов и не предполагает ограничение объема изобретения. Из приведенного выше пояснения специалисту в данной области техники станут очевидны многочисленные изменения, которые, однако, не будут выходить за пределы объема настоящего изобретения.
Если подвести итог, изобретение относится к барабану 1 для сборки шин и способу придания формы компонентам шины, находящимся на барабане 1 для сборки шин, причем этот барабан содержит кольцевой рукав 6, проходящий над подъемными стержнями 4 в соответствующих продольных направлениях L этих стержней, при этом рукав 6 является упругим в окружном направлении Е и с обеспечением упругости прилегает по окружности к подъемным стержням 4, рукав 6 снабжен неупругими элементами 7 усиления, проходящими, по меньшей мере, в части рукава 6 в направлении усиления, поперечном окружному направлению Е в барабане 1 для сборки шин, и рукав 6 имеет фиксированный конец 61, который удерживается в неизменном положении, если смотреть в осевом направлении А, и подвижный конец 62, который выполнен с возможностью перемещения по подъемным стержням 4 в их соответствующих продольных направлениях L.