ШИНОСБОРОЧНЫЙ БАРАБАН С УВЕЛИЧЕННЫМ ДИАПАЗОНОМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
TYRE BUILDING DRUM WITH INCREASED RANGE OF MOVEMENT

Область техники
Изобретение относится к оборудованию для сборки шин, в частности, к шиносборочному барабану, используемому для формирования компонента шины, предназначенного для последующей сборки шины.
Уровень техники
Изготовление шины транспортного средства обычно включает в себя этапы формирования каркаса шины, формирования брекера и протектора отдельно от каркаса и последующего их соединения с каркасом шины для образования «невулканизированной» шины. Далее невулканизированная шина подвергается обработке для формирования протектора и других компонентов шины.
Образование различных частей шины обычно осуществляется посредством одного или нескольких шиносборочных барабанов, имеющих цилиндрическую рабочую поверхность. Например, формирование брекера и протектора шины обычно выполняется на барабане, который обычно называется «барабаном для изготовления брекера и протектора шины». Такой барабан имеет наружную цилиндрическую поверхность, вокруг которой укладывают один или несколько слоев материала брекера шины (например, усиливающие корды, помещенные в полимерное связующее). После укладывания материала брекера его покрывают одним или несколькими слоями материала протекторной ленты для получения «пакета брекера и протектора». Предпочтительно окружность барабана для изготовления брекера и протектора может расширяться и сжиматься, например, для установки или удаления полного пакета брекера и протектора (который по существу не расширяется в радиальном направлении) с поверхности барабана и обеспечения возможности использования одного барабана для формирования пакетов брекера и протектора различных диаметров. Например, окружность барабана для изготовления брекера и протектора может быть образована из некоторого количества жестких дугообразных сегментов, каждый из которых образует участок цилиндрической поверхности барабана и выполнен с возможностью перемещения к продольной оси барабана и от нее для расширения и сжатия окружности барабана.
Каркас шины формируется, в целом, аналогично формированию пакета брекера и протектора, как описано выше, на шиносборочном барабане другого типа, известном как «барабан для изготовления каркаса». Барабан для изготовления каркаса, используемый для формирования каркаса шины, также может расширяться и сжиматься, как описано выше. После формирования каркаса шины он может быть перенесен посредством барабана, известного как «кольцо для переноса», на шиносборочный барабан второго этапа. На втором этапе каркас шины удерживается на шиносборочном барабане, а кольцо для переноса используется для переноса пакета брекера и протектора с барабана для изготовления брекера и протектора на наружную поверхность каркаса шины. После этого пакет брекера и протектора соединяют с каркасом. Используемое стандартным способом кольцо для переноса может рассматриваться как перевернутый барабан для изготовления брекера и протектора. Во время регулировки наружной окружности барабана для формирования на нем пакета брекера и протектора и удаления с барабана указанного собранного пакета, кольцо для переноса образует внутреннюю регулируемую по диаметру поверхность, так что указанное кольцо может охватывать наружную окружность пакета брекера и протектора и уменьшаться в диаметре, так что его сегменты контактируют и захватывают указанный пакет для его переноса на каркас шины.
Известные описанные выше шиносборочные барабаны обычно включают в себя устройства для перемещения сегментов, образующих окружность барабана, к продольной оси барабана и от нее для регулирования диаметра окружности барабана. Например, такие устройства могут содержать один или несколько кулачков, входящих в скользящее зацепление с радиальными направляющими, установленными на конструкциях, перемещающихся в осевом направлении с противоположных продольных концов барабана, так что кулачки могут скользить вдоль радиальных направляющих относительно центральной оси барабана. Такие кулачки, в свою очередь, крепятся к внутренним поверхностям образующих окружность сегментов барабана. По меньшей мере одна из перемещающихся в осевом направлении конструкций имеет сужающуюся форму. Таким образом, благодаря перемещению друг к другу подвижных в осевом направлении конструкций, кулачки смещаются наружу от продольной центральной оси барабана по радиальным направляющим, установленным на перемещающихся в осевом направлении конструкциях, а образующие окружность сегменты смещаются наружу от продольной центральной оси барабана. В результате расширяется наружная рабочая поверхность барабана, образованная сегментами, закрепленными на кулачковых элементах.
При перемещении подвижных в осевом направлении конструкций друг от друга кулачки и соответствующие образующие окружность сегменты смещаются внутрь к продольной центральной линии барабана, тем самым сжимая рабочую поверхность барабана. Примеры выполнения шиносборочных барабанов указанного типа описаны в патентных документах US 5066034, US 5232542 и US 5264068.
В указанных устройствах расстояние, на которое могут переместиться образующие окружность сегменты, ограничено. В частности, расстояние, на которое в указанных известных устройствах образующие окружность сегменты могут расширяться и сжиматься, ограничивается расстоянием, на которое может перемещаться каждый из кулачков по радиально проходящим направляющим. Перемещение одного или несколько кулачков, превышающее радиально проходящую направляющую, может отрицательно влиять на устойчивость соответствующего образующего окружность сегмента. Это может привести к образованию неравномерной окружности шиносборочного барабана и, как следствие, возникновения погрешностей в компоненте шины, собранном на поверхности барабана, или относительно барабана, контактирующего с этой поверхностью. Кроме того, во многих известных шиносборочных барабанах наличие установочного оборудования и других конструкций вдоль центральной оси барабана ограничивает величину радиального перемещения направляющей внутрь к центральной оси барабана. Таким образом, во многих известных шиносборочных барабанах радиально проходящие направляющие проходят от наружной окружности барабана радиально внутрь, но заканчиваются на части радиуса барабана. Таким образом, известные шиносборочные барабаны могут расширяться и сжиматься в радиальном направлении только в пределах диапазона приблизительно от 1,4 до 1.
Некоторые известные шиносборочные барабаны разработаны для получения увеличенного диапазона расширения и сжатия барабана. Один из таких известных шиносборочных барабанов описан в заявке US 13/374448 Byerley (далее «Byerley»). Шиносборочный барабан Byerley включает в себя расположенные с противоположных продольных концов барабана упорную плиту и конический исполнительный механизм, а также множество сужающихся скошенных элементов, расположенных по цилиндру между упорной плитой и исполнительным механизмом. При этом каждый скошенный элемент прикреплен к внутренней поверхности образующего окружность сегмента барабана. Между упорной плитой и каждым из скошенных элементов и между каждым из скошенных элементов и исполнительным механизмом установлена пара направляющих блоков, при этом каждый направляющий блок образует радиально проходящий канал, обращенный к соответствующему направляющему блоку. Линейный направляющий элемент выполнен с возможностью скользящего сцепления с обоими каналами пары направляющих блоков. Таким образом, в устройстве Byerley каждый направляющий блок, связанный со скошенным элементом, может перемещаться со скольжением относительно соответствующего линейного направляющего элемента, а каждый линейный направляющий элемент может перемещаться со скольжением относительно соответствующего направляющего блока, прикрепленного или к упорной плите, или к исполнительному механизму. Таким образом, эффективный диапазон перемещения каждого скошенного элемента относительно упорной плиты и исполнительного механизма превышает общую длину соответствующего линейного направляющего элемента.
В известных шиносборочных барабанах погрешности или другие подобные размерные допуски между сопрягающимися поверхностями указанных кулачковых элементов и соответствующими направляющими в некоторых случаях позволяют образующим окружность сегментам барабана немного смещаться относительно других подобных сегментов, или относительно центральной оси барабана. Любое подобное смещение образующих окружность сегментов, превышающее необходимое перемещение для расширения и сжатия сегментов, может привести к изменению цилиндрической формы образующих окружность сегментов, приводя тем самым к неравномерности шин, формируемых на барабане. Таким образом, ненужное перемещение образующих окружность сегментов относительно друг друга или относительно центральной оси барабана является нежелательным.
Несмотря на то, что устройства, подобные указанному барабану Byerley, могут обеспечивать увеличенный диапазон расширения и сжатия цилиндрической рабочей поверхности барабана, такие устройства могут допускать излишнее перемещение скошенных элементов и соответствующих образующих окружность сегментов из-за наличия допусков между каждым из линейных направляющих элементов и соответствующими парами направляющих блоков. Таким образом, желательно изготовить барабан для сборки шин с увеличенным диапазоном перемещения образующих окружность сегментов, в котором ограничено излишнее перемещение этих сегментов при расширении и сжатии барабана.
Раскрытие изобретения
В соответствии с изобретением шиносборочный барабан для формирования компонента шины, имеющий центральную ось и противоположные в осевом направлении первый и второй концы, содержит проходящий вдоль центральной оси вал с круговой наружной поверхностью, имеющий суженную внутрь часть у первого в осевом направлении конца барабана. Барабан также содержит множество по существу дугообразных сегментов, примыкающих друг к другу в окружном направлении вокруг указанного вала, образуя разделенную на части радиально расширяющуюся и сжимающуюся цилиндрическую наружную рабочую поверхность, причем каждый из этих сегментов имеет первый конец, расположенный рядом с первым в осевом направлении концом барабана, и второй конец, расположенный рядом со вторым в осевом направлении концом барабана. В осевом направлении снаружи от суженной части радиально от указанного вала проходит кольцевая упорная плита, образующая по существу плоскую внутреннюю в осевом направлении поверхность. Вокруг указанного вала расположен кольцевой исполнительный механизм, выполненный с возможностью перемещения вдоль указанной оси между первым положением, в котором он находится рядом со вторым концом барабана, и вторым положением, в котором он находится рядом с первым концом барабана, при этом указанный исполнительный механизм имеет круговую наружную поверхность, в осевом направлении сужающуюся радиально. Кроме того, имеется множество первых линейных направляющих, каждая из которых имеет первый конец, закрепленный у первого конца одного из указанных сегментов, и второй конец, проходящий радиально внутрь вдоль внутренней поверхности упорной плиты, а также множество вторых линейных направляющих, каждая из которых имеет первый конец, закрепленный у указанного второго конца одного из сегментов, и второй конец, проходящий радиально внутрь в осевом направлении вдоль наружной поверхности исполнительного механизма. В одном из вариантов осуществления изобретения упорная плита соединена с возможностью скольжения с каждой первой линейной направляющей, а исполнительный механизм соединен с возможностью скольжения с каждой указанной второй линейной направляющей, так что в первом положении исполнительного механизма вторые концы каждой из первых и вторых линейных направляющих проходят радиально внутрь относительно указанной круговой наружной поверхности вала по направлению к суженной внутрь части вала. При этом каждая первая и вторая линейная направляющая выполнена с возможностью перемещения радиально наружу вдоль внутренней поверхности упорной плиты и наружной поверхности исполнительного механизма при перемещении исполнительного механизма во второе положение, вызывая перемещение каждого из сегментов радиально наружу от указанной оси и расширения цилиндрической наружной рабочей поверхности, и первая и вторая линейная направляющая выполнена с возможностью перемещения радиально внутрь вдоль внутренней поверхности упорной плиты и наружной поверхности исполнительного механизма при перемещении исполнительного механизма в первое положение, вызывая перемещение каждого из сегментов радиально внутрь к указанной оси и сжатия цилиндрической наружной рабочей поверхности.
Шиносборочный барабан может содержать множество первых направляющих блоков, установленных на внутренней поверхности упорной плиты на расстоянии друг от друга в окружном направлении, при этом каждый из первых направляющих блоков соединен с возможностью скольжения с одной из первых линейных направляющих, так что перемещение указанной направляющей вдоль внутренней поверхности упорной плиты ограничено радиальным направлением. Каждый из первых направляющих блоков может быть установлен вдоль радиально наружного края внутренней поверхности упорной плиты. Барабан может дополнительно содержать множество вторых направляющих блоков, установленных на наружной поверхности исполнительного механизма на расстоянии друг от друга в окружном направлении, при этом каждый из вторых направляющих блоков соединен с возможностью скольжения с одной из вторых линейных направляющих, так что перемещение указанной направляющей вдоль наружной поверхности исполнительного механизма при перемещении исполнительного механизма между первым и вторым положениями ограничено радиальным направлением. Каждый из вторых направляющих блоков может быть установлен вдоль радиально наружного края наружной поверхности исполнительного механизма. В первом положении исполнительного механизма каждый из первых направляющих блоков расположен рядом с внутренними поверхностями сегментов, а каждый из вторых направляющих блоков расположен рядом с внутренними поверхностями сегментов. Во втором положении исполнительного механизма каждый из первых и вторых направляющих блоков расположен рядом со вторым концом соответствующей линейной направляющей. Второй конец каждый первой линейной направляющей может быть расположен рядом со вторым концом соответствующей второй линейной направляющей.
Как вариант, шиносборочный барабан содержит множество скошенных элементов, расположенных между исполнительным механизмом и упорной плитой вокруг указанного вала на расстоянии друг от друга в окружном направлении. Каждый из скошенных элементов имеет проходящий в осевом направлении радиально наружный конец, продольно закрепленный на внутренней поверхности одного из указанных сегментов, первую боковую поверхность, проходящую параллельно внутренней поверхности упорной плиты, и вторую боковую поверхность, проходящую параллельно наружной поверхности исполнительного механизма. Каждая первая линейная направляющая прикреплена к первой боковой поверхностей соответствующего одного из указанных скошенных элементов, а каждая вторая линейная направляющая прикреплена ко второй боковой поверхности соответствующего одного из скошенных элементов. Кроме того, каждый скошенный элемент выполнен плоским и имеет форму по существу прямоугольного треугольника с направлениями вдоль оси барабана и радиально наружу относительно этой оси. Каждый скошенный элемент выполнен с возможностью смещения к оси барабана. Шиносборочный барабан также может содержать по меньшей мере одну упруго-эластичную ленту, проходящую в окружном направлении вокруг указанной оси и вызывающую смещение скошенных элементов к указанной оси, если исполнительный механизм не находится в первом положении.
Как вариант, исполнительный механизм имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, размеры и форма которой соответствуют наружной окружной поверхности вала и ограничивают перемещение исполнительного механизма относительно вала скользящим движением вдоль этого вала. Вал имеет отходящий радиально наружу от его второго конца кольцевой фланец, а исполнительный механизм выполнен с возможностью упора в указанный фланцу в первом положении. Исполнительный механизм имеет кольцевую переднюю кромку, обращенную к внутренней поверхности упорной плиты и примыкающую к ней во втором положении.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения шиносборочный барабан для формирования компонента шины, имеющий первый и второй противоположные концы и центральную ось, содержит вал, проходящий вдоль указанной оси и имеющий суженную внутрь часть у первого конца барабана. Барабан содержит множество по существу дугообразных сегментов, примыкающих друг к другу в окружном направлении вокруг указанного вала, образуя разделенную на части радиально расширяющуюся и сжимающуюся цилиндрическую наружную рабочую поверхность. Кольцевая упорная плита проходит радиально от указанного вала снаружи в осевом направлении от указанной суженной части вала и образует по существу плоскую внутреннюю в осевом направлении поверхность. Кольцевой исполнительный механизм расположен вокруг вала и выполнен с возможностью перемещения вдоль указанной оси между первым положением, в котором он находится рядом со вторым концом барабана, и вторым положением, в котором он находится рядом с внутренней поверхностью упорной плиты, при этом указанный исполнительный механизм имеет круговую наружную поверхность, в осевом направлении сужающуюся радиально внутрь. Множество скошенных элементов радиально расположены между исполнительным механизмом и упорной плитой вокруг указанного вала на расстоянии друг от друга в окружном направлении. Каждый скошенный элемент имеет проходящую в осевом направлении радиально наружную поверхность, продольно закрепленную на внутренней поверхности одного из указанных сегментов, и радиально внутренний конец, в первом положении исполнительного механизма расположенный вдоль указанной суженной внутрь части вала у упорной плиты. Радиально наружная поверхность каждого скошенного элемента имеет первый конец, обращенный в осевом направлении к первому концу барабана, и второй конец, обращенный в осевом направлении ко второму концу барабана. Барабан содержит множество первых направляющих, каждая из которых прикреплена к соответствующему скошенному элементу и проходит вдоль него между его радиально внутренним концом и вторым концом радиально наружной поверхности. Кроме того, барабан содержит множество вторых направляющих, каждая из которых прикреплена к соответствующему скошенному элементу и проходит вдоль него между его радиально внутренним концом и первым концом радиально наружной поверхности. Барабан содержит также множество первых направляющих блоков, расположенных вокруг наружной поверхности исполнительного механизма на расстоянии друг от друга в окружном направлении, при этом каждый из первых направляющих блоков соединен с возможностью скольжения с одной из указанных первых направляющих, ограничивая перемещение соответствующего скошенного элемента радиальным движением вдоль наружной поверхности исполнительного механизма. Кроме того, барабан содержит множество вторых направляющих блоков, расположенных вокруг внутренней поверхности упорной плиты на расстоянии друг от друга в окружном направлении, при этом каждый из вторых направляющих блоков соединен с возможностью скольжения с одной из указанных вторых направляющих, ограничивая перемещение соответствующего скошенного элемента радиальным движением вдоль указанной внутренней поверхности упорной плиты. При этом каждый скошенный элемент выполнен с возможностью перемещения радиально наружу вдоль внутренней поверхности упорной плиты и наружной поверхности исполнительного механизма в ответ на перемещение исполнительного механизма во второе положение, вызывая расширение цилиндрической наружной рабочей поверхности, и каждый скошенный элемент выполнен с возможностью перемещения радиально внутрь вдоль внутренней поверхности упорной плиты и наружной поверхности исполнительного механизма при перемещении исполнительного механизма в первое положение, вызывая сжатие цилиндрической наружной рабочей поверхности.
Каждый из первых направляющих блоков установлен вдоль радиально наружного края наружной поверхности исполнительного механизма, а каждый из вторых направляющих блоков установлен вдоль радиально наружного края внутренней поверхности упорной плиты. Каждый скошенный элемент выполнен с возможностью смещения к оси. Исполнительный механизм имеет кольцевую переднюю кромку, обращенную к внутренней поверхности упорной плиты и примыкающую к ней во втором положении.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан шиносборочный барабан согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 2 - упорная плита и вал барабана, показанного на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 3 - упорная плита, вал и исполнительный механизм барабана, показанного на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 4 - барабан, показанный на фиг. 1, вид в перспективе в частично разобранном состоянии;
на фиг. 5 - барабан, показанный на фиг. 1, в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 6 - то же, во втором положении;
на фиг. 7 - шиносборочный барабан согласно другому варианту осуществления изобретения, находящийся в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 8 - то же, во втором положении;
на фиг. 9 - шиносборочный барабан согласно еще одному варианту осуществления изобретения, находящийся в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 10 - то же, во втором положении;
на фиг. 11 - шиносборочный барабан согласно еще одному варианту осуществления изобретения, находящийся в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 12 - то же, во втором положении;
на фиг. 13 - шиносборочный барабан согласно еще одному варианту осуществления изобретения, находящийся в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 14 - то же, во втором положении;
на фиг. 15 - шиносборочный барабан согласно еще одному варианту осуществления изобретения, находящийся в первом положении, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 16 - то же, во втором положении.
Варианты осуществления изобретения
Рабочая поверхность шиносборочного барабана согласно изобретению по сравнению с известными шиносборочными барабанами имеет возможность расширения и сжатия в увеличенном диапазоне перемещения, сохраняя повышенную устойчивость.
На чертежах шиносборочный барабан или «барабан» в целом обозначен позицией 10.
Как показано на фиг. 1-3, барабан 10 включает в себя главный вал 12, проходящий, по меньшей мере частично, вдоль продольной центральной оси 13 барабана 10. У первого конца 18 барабана 10 радиально наружу от вала 12 проходит кольцевая упорная плита 16. У второго конца 20 барабана 10 расположен исполнительный механизм 14, выполненный с возможностью перемещения вдоль центральной оси 13 барабана 10 относительно упорной плиты 16. Наружная поверхность барабана 10 образована множеством дугообразных сегментов 26, установленных с возможностью радиального перемещения, так что осевое перемещение исполнительного механизма 14 относительно упорной плиты 16 приводит к расширению или сжатию наружной окружности барабана 10. Конкретная установка указанных сегментов будет подробно описана далее.
На фиг. 1-6 показан барабан 10 в соответствии с первым вариантом его выполнения. Как показано на фиг. 2, вал 12 представляет собой продолговатый полый элемент, проходящий соосно продольной центральной оси 13 барабана 10. Первый конец 28 вала 12 прикреплен к центральной части упорной плиты 16, а второй конец 30 вала 12 расположен у второго конца 20 барабана 10, т.е. вал проходит в осевом направлении внутрь от упорной плиты 16 через срединную плоскость барабана 10, заканчиваясь у второго конца 20 барабана 10. В некоторых вариантах выполнения второй конец 30 вала 12 образует один или несколько соединительных элементов для скрепления вала 12 с крепежным приспособлением шиносборочного станка известного типа. Например, в представленном варианте выполнения второй конец 30 вала имеет в целом цилиндрическую форму с гладкой цилиндрической наружной поверхностью 32, открытый в осевом направлении торец 34 и внутреннюю поверхность 36 с цилиндрической резьбой. Резьбовая внутренняя поверхность 36 вала 12 имеет достаточные размер и форму для крепления второго конца 30 вала 12 посредством резьбы к участку с наружной цилиндрической резьбой крепежного приспособления шиносборочного станка.
Как показано на фиг. 2-6, на валу 12 с возможностью скольжения по наружной цилиндрической поверхности 32 второго конца 30 вала 12 установлен кольцевой исполнительный механизм 14. В некоторых вариантах выполнения исполнительный механизм 14 имеет коническую, усеченную коническую или другую усеченную сужающуюся форму. Например, в представленном варианте выполнения исполнительный механизм 14 образует по существу гладкую цилиндрическую внутреннюю поверхность 38, точно соответствующую цилиндрической наружной поверхности 32 второго конца 30 главного вала, и наружную кольцевую поверхность 22, радиально сужающуюся в осевом направлении внутрь к первому концу 18 барабана 10. В представленном варианте выполнения второй конец 30 вала 12 имеет выступающий радиально наружу кольцеобразный фланец 40. Цилиндрическая внутренняя поверхность 38 исполнительного механизма 14 выполнена с возможностью скольжения по цилиндрической наружной поверхности 32 второго конца 30 вала. Диаметр цилиндрической внутренней поверхности 38 исполнительного механизма 14 незначительно больше диаметра наружной цилиндрической поверхности 32 второго конца 30 вала 12 для взаимодействия с фланцем 40 второго конца 30 вала. Таким образом, фланец 40 и упорная плита 16 ограничивают скользящее перемещение исполнительного механизма 14 по главному валу 12 между первым положением (фиг. 5), в котором исполнительный механизм 14 прилегает к фланцу 40, и вторым положением (фиг. 6), в котором исполнительный механизм 14 прилегает к внутренней поверхности 50 упорной плиты 16.
Сужающаяся кольцевая наружная поверхность 22 исполнительного механизма 14 и внутренняя поверхность 50 упорной плиты 16 образуют между исполнительным механизмом 14 и упорной плитой 16 сужающееся радиально внутрь кольцевое свободное пространство 24. Осевой размер кольцевого свободного пространства 24, по существу параллельный центральной оси 13 барабана 10, определяется расстоянием между исполнительным механизмом 14 и упорной плитой 16. Иными словами, осевая длина кольцевого свободного пространства 24 увеличивается и уменьшается при перемещении исполнительного механизма 14 между первым и вторым положениями.
Как показано на фиг. 1, барабан 10 дополнительно включает в себя множество образующих наружную поверхность дугообразных сегментов 26, имеющих по меньшей мере частично сопрягающиеся боковые кромки 42, так что сегменты 26 могут прилегать друг к другу и совместно образовывать цилиндрическую наружную рабочую поверхность 44 барабана 10. Как показано на фиг. 3-6, в кольцевом свободном пространстве 24 между исполнительным механизмом 14 и упорной плитой 16 по окружности расположено множество скошенных элементов 46, каждый из которых прикреплен к внутренней поверхности 48 соответствующего сегмента 26. Каждый скошенный элемент 46 имеет по периметру в целом трапецеидальную или треугольную форму. Как показано в представленном на фиг. 4-6 варианте выполнения, каждый скошенный элемент 46 имеет по периметру форму прямоугольного треугольника, образуя обращенную радиально наружу поверхность 52, по существу параллельную центральной оси 13 барабана 10 и неподвижную относительно внутренней поверхности 48 соответствующего сегмента 26. Первая боковая поверхность 54 проходит в основном радиально наружу от центральной оси 13 вдоль внутренней поверхности 50 упорной плиты, а вторая боковая поверхность 56 проходит под углом радиально наружу от центральной оси 13 в осевом направлении ко второму концу 20 барабана 10 вдоль сужающейся кольцевой поверхности 22 исполнительного механизма 14.
Между упорной плитой 16 и первой боковой поверхностью 54 каждого скошенного элемента 46 и между исполнительным механизмом 14 и второй боковой поверхностью 56 каждого скошенного элемента расположено множество направляющих механизмов для ограничения перемещений каждого скошенного элемента 46, допуская его движение только в радиальном направлении к центральной оси 13 барабана 10 и от нее при перемещении скошенного элемента вдоль сужающейся кольцевой поверхности 22 исполнительного механизма 14 и вдоль внутренней поверхности 50 упорной плиты 16. Например, в этом варианте выполнения на первой боковой поверхности 54 каждого скошенного элемента 46 закреплена первая направляющая 58, проходящая вдоль этой первой боковой поверхности 54, а на второй боковой поверхности 56 каждого скошенного элемента 46 закреплена вторая направляющая 60 проходящая вдоль указанной второй боковой поверхности 56. Каждая из первых и вторых направляющих 58, 60 образует выступ, канал или направляющую поверхность в виде дорожки, проходящую по длине соответствующей направляющей 58, 60. Для каждой первой направляющей 58 к внутренней поверхности 50 упорной плиты 16 по ее наружному контуру прикреплен первый направляющий блок 62 в том месте, которое соответствует месту расположения соответствующей первой направляющей 58. Аналогично, для каждой второй направляющей 60 к сужающейся кольцевой наружной поверхности 22 исполнительного механизма 14 по наружному ее контуру прикреплен второй направляющий блок 64 в том месте, которое соответствует месту расположения соответствующей второй направляющей 60. Каждый направляющий блок 62, 64 образует канал, сопряженный с направляющей поверхностью соответствующей направляющей 58, 60 и входящий в зацепление с ней, обеспечивая возможность скольжения соответствующей направляющей, так что направляющие 58 и 60 могут скользить вдоль своей длины относительно соответствующих первого и второго направляющих блоков 62, 64 радиально внутрь и наружу относительно центральной оси 13 барабана 10.
Необходимо отметить, что поскольку каждая направляющая 58, 60 прикреплена к соответствующему скошенному элементу 46, а каждый направляющий блок 62, 64 связан с каждой направляющей 58, 60 и прикреплен или к упорной плите 16, или к исполнительному механизму 14, возможность перемещения каждого скошенного элемента 46 относительно исполнительного механизма 14 и упорной плиты 16 в других направлениях, помимо направления вдоль длин соответствующих направляющих 58, 60, определяется конкретным допуском на соответствие направляющих 58, 60 канала направляющим блокам 62, 64. Каждый канал каждого направляющего блока 62, 64 в сечении имеет форму, близко соответствующую по меньшей мере части формы сечения соответствующей направляющей 58, 60, так что возможность перемещения каждого скошенного элемента 46 относительно исполнительного механизма 14 и упорной плиты 16 в направлениях, отличных от направлений вдоль длин соответствующих направляющих 58, 60, сведено к минимуму.
Направляющие механизмы и другие компоненты барабана 10 имеют такие размеры и конфигурацию, которые позволяют получить относительно большой диапазон перемещения скошенных элементов 46, обеспечивая относительно большой диапазон расширения и сжатия цилиндрической наружной рабочей поверхности 44 барабана 10, поддерживая при этом устойчивость отдельных дугообразных сегментов 26 относительно друг друга. Например, в представленном варианте выполнения первый конец 28 вала сужается радиально внутрь вдоль осевой длины вала 12 к упорной плите 16, так что ограничения по оси во внутреннем направлении кольцевого свободного пространства 24 определяются сужающимся участком во внутреннем направлении первого конца 28 вала. В этом варианте выполнения, когда исполнительный механизм 14 находится в первом положении около второго конца 20 барабана 10 (фиг. 5), каждый скошенный элемент 46 расположен в направлении радиально внутрь к валу 12 между исполнительным механизмом 14 и упорной плитой 16. В этом положении каждая первая и вторая направляющие 58, 60 проходят радиально внутрь от соответствующего конца в осевом направлении внутренней поверхности 48 соответствующего сегмента 26 к направленной радиально внутрь сужающейся части первого конца 28 вала. В показанном варианте выполнения, когда барабан 10 находится в первом положении, упорная плита 16 и исполнительный механизм 14 проходят радиально наружу от центральной оси 13 на расстояние, приблизительно соответствующее границам контакта скошенных элементов 46 с дугообразными сегментами 26. Таким образом, когда исполнительный механизм 14 расположен в первом положении, каждый из направляющих блоков 62, 64 расположен у наружного в радиальном направлении конца соответствующей направляющей 58, 60 около внутренней поверхности 48 соответствующего сегмента 26.
Перемещение исполнительного механизма 14 по валу 12 во второе положение, показанное на фиг. 6, уменьшает осевую длину кольцевого свободного пространства 24 и вынуждает каждый из направляющих блоков 62, 64 перемещаться в осевом направлении к их соответствующим направляющим 58, 60. Поскольку каждая из вторых направляющих 60 проходит под углом от сужающегося во внутреннем направлении первого конца 28 вала радиально наружу и в осевом направлении ко второму концу 20 барабана 10, такое расположение в осевом направлении направляющих блоков 62, 64 возле их соответствующих направляющих 58, 60 вынуждает каждый скошенный элемент 46 скользить радиально наружу между исполнительным механизмом 14 и упорной плитой 16 по первому и второму направляющим блокам 62, 64. Таким образом, перемещение исполнительного механизма 14 к упорной плите 16 приводит к радиальному расширению скошенных элементов 46 относительно вала 12 и соответствующему радиальному расширению рабочей поверхности 44, образованной дугообразными сегментами 26. И, наоборот, перемещение исполнительного механизма 14 от упорной плиты 16 в первое положение увеличивает осевую длину кольцевого свободного пространства 24, тем самым, вынуждая каждый скошенный элемент скользить радиально внутрь по первому и второму направляющим блокам 62, 64 к центральной оси 13 барабана 10, что приводит к сжатию рабочей поверхности 44, которая образована дугообразными сегментами 26. Таким образом, посредством перемещения исполнительного механизма 14 между первым и вторым положениями по валу 12 рабочая поверхность 44 барабана 10 может расширяться и сжиматься.
В некоторых вариантах выполнения исполнительный механизм 14 имеет такие размеры, что когда барабан 10 находится во втором положении, первый и второй направляющие блоки 62, 64 расположены у внутренних в радиальном направлении концов их соответствующих направляющих 58, 60. Например, в показанном варианте выполнения исполнительный механизм 14 образует кольцевую переднюю кромку 66 на границе цилиндрической внутренней поверхности 38 исполнительного механизма 14 и боковой поверхности исполнительного механизма 14, обращенной к упорной плите 16. Передняя кромка 66 исполнительного механизма 14 выступает относительно остальной части исполнительного механизма 14, так что, когда барабан 10 находится во втором положении, передняя кромка 66 исполнительного механизма 14 примыкает к внутренней поверхности упорной плиты 16. В этой конфигурации каждый из вторых направляющих блоков 64 расположен у внутреннего в радиальном направлении конца соответствующей второй направляющей 60. Аналогично, в показанном варианте выполнения исполнительный механизм 14 образует кольцевую заднюю кромку 68 на границе цилиндрической внутренней поверхности 38 исполнительного механизма 14 и боковой поверхности исполнительного механизма 14, обращенной к фланцу 40 второго конца 30 вала. Задняя кромка 68 проходит в осевом направлении наружу от остальной части исполнительного механизма 14, и когда барабан 10 находится в первом положении, задняя кромка 68 исполнительного механизма 14 примыкает к фланцу 40. В этой конфигурации каждый из вторых направляющих блоков 64 расположен у наружного в радиальном направлении конца соответствующей второй направляющей 60. Специалистами в этой области могут быть найдены и другие средства, которые могут определять взаимное расположение исполнительного механизма 14, упорной плиты 16 и фланца 40 в первом и втором положениях без отклонения сущности изобретения. Например, в других вариантах выполнения соответствующие упоры могут быть расположены вдоль упорной плиты 16, вдоль фланца 40, у внутренних в радиальном направлении концов направляющих 58, 60 и/или вдоль вала 12 для определения первого и второго положений исполнительного механизма 14 и ограничения движения исполнительного механизма 14.
Как показано на фиг. 4-6, в некоторых вариантах выполнения в соответствующих местах каждого из скошенных элементов 46 может выполнено множество проходящих по окружности сквозных отверстий 70, через которые по окружности барабана 10 проходит по меньшей мере одна упруго-эластичная лента 72. Ленты 72 растягиваются, когда скошенные элементы 46 расширяются посредством перемещения исполнительного механизма 14 во второе положение, и прикладывают усилия радиально вовнутрь к скошенным элементам 46, вызывая смещение скошенных элементов 46 по направлению к валу 12 барабана 10, когда исполнительный механизм перемещается в первое положение. Таким образом, в этих вариантах выполнения исполнительный механизм 14 и упорная плита 16 выполнены с возможностью перемещения друг к другу из первого положения во второе посредством пневматического, гидравлического или другого подобного устройства, а после его отключения, ленты 72 могут способствовать принудительному радиальному перемещению скошенных элементов 46 по направлению к валу 12, позволяя исполнительному механизму 14 и упорной плите возвращаться в первое положение. Следует отметить, что использование по меньшей мере одной ленты 72 и соответствующих отверстий 70 в скошенных элементах 46 не является обязательным для барабана. С этой целью в других вариантах осуществления изобретения барабан 10 может приводиться в движение вращательным исполнительным механизмом или другим подобным устройством, при этом исполнительный механизм 14 и/или упорная плита 16 могут принудительно приводиться в движение между первым и вторым положениями.
Получение максимально эффективного диапазона расширения и сжатия рабочей поверхности 44 барабана 10 обеспечивается посредством вышеописанной конфигурации направленной внутрь сужающейся части первого конца 28 вала, размеров упорной плиты 16 и исполнительного механизма 14, а также расположения направляющих блоков 62, 64 и, кроме того, за счет конфигурации скошенных элементов 46, первой и второй направляющих 58, 60, проходящих радиально внутрь к направленной внутрь сужающейся части первого конца 28 вала и радиально наружу к соответствующим противоположным концам внутренних поверхностей сегментов 26. Вышеописанное крепление направляющих 58, 60 к соответствующим скошенным элементам 46 и вышеуказанное крепление различных направляющих блоков 62, 64 к упорной плите 16 и исполнительному механизму 14 ограничивает допуски или припуски на последующую обработку сопрягаемых поверхностей вышеописанных направляющих механизмов, обеспечивая устойчивость сегментов 26 во время расширения и сжатия рабочей поверхности 44 барабана 10. Эти и другие преимущества изобретения должны быть поняты специалистам в данной области.
Существуют несколько дополнительных вариантов выполнения шиносборочного барабана. Например, в некоторых вариантах взаимное расположение первой и второй направляющих 58, 60 и первого и второго направляющих блоков 62, 64 может быть изменено на обратное. Иными словами, первые направляющие 58 могут быть установлены радиально по периметру внутренней поверхности 50 упорной плиты 16, а первые направляющие блоки 62 в этом случае будут установлены вдоль длин первых боковых поверхностей 54 скошенных элементов 46. Аналогично, вторые направляющие 60 могут быть установлены радиально по наружной поверхности 22 исполнительного механизма 14, а вторые направляющие блоки 64 при этом устанавливаются вдоль длин вторых боковых поверхностей 56 скошенных элементов 46.
На фиг. 7-18 показаны дополнительные вариантов осуществления изобретения. В некоторых вариантах направляющий механизм первого типа расположен между каждым скошенным элементом 46 и исполнительным механизмом 14 или упорной плитой 16, а направляющий механизм второго типа расположен между каждым скошенным элементом 46 и другим исполнительным механизмом 14 или упорной плитой 16. В некоторых вариантах выполнения направляющий механизм одного типа выполнен для повышения устойчивости каждого соответствующего скошенного элемента 46 и соответствующего исполнительного механизма 14 или упорной плиты 16, а направляющий механизм другого типа предназначен для увеличения диапазона перемещения каждого соответствующего скошенного элемента 46 и соответствующего исполнительного механизма 14 или упорной плиты 16.
Например, на фиг. 7 и 8 показано несколько первых направляющих механизмов 74, при этом между скошенным элементом 46 и упорной плитой 16 установлен один первый направляющий механизм 74. В представленном варианте выполнения каждый первый направляющий механизм 74 содержит первый направляющий блок 62а, закрепленный вдоль первой боковой поверхности 54 соответствующего скошенного элемента 46, и второй направляющий блок 62b, закрепленный на внутренней поверхности 50 упорной плиты 16 по ее наружному периметру и радиально выровненный с соответствующим первым направляющим блоком 62а. Аналогично вышеописанному варианту выполнения каждый из первых и вторых направляющих блоков 62а, 62b, образует продолговатый канал, причем каждый продолговатый канал каждого первого направляющего блока 62а обращен к продолговатому каналу соответствующего второго блока 62b и радиально с ним выровнен. В показанном варианте выполнения каждый первый направляющий механизм 74 дополнительно включает в себя промежуточную направляющую 58а, расположенную между каждым из каналов соответствующих первых и вторых направляющих блоков 62а, 62b и выполненную с возможностью сцепления с этими каналами и скольжения в них. Каждая промежуточная направляющая 58а на своих противоположных продольных сторонах образует первую и вторую направляющие поверхности, так что канал каждого первого направляющего блока сцеплен с возможностью скольжения с первой направляющей поверхностью вдоль первой продольной стороны промежуточной направляющей 58а, а канал каждого второго направляющего блока сцеплен с возможностью скольжения со второй направляющей поверхностью вдоль второй продольной стороны промежуточной направляющей 58а.
Кроме того, может быть выполнено множество вторых направляющих механизмов 76 так, что между каждым скошенным элементом 46 и наружной поверхностью 22 исполнительного механизма 14 установлен указанный один второй направляющий механизм 76. В представленном варианте выполнения каждый второй направляющий механизм 76 содержит продолговатую направляющую 60, прикрепленную вдоль второй боковой поверхности 56 скошенного элемента 46, и направляющий блок 64, прикрепленный к кольцевой наружной поверхности 22 исполнительного механизма 14 в том месте по окружной поверхности исполнительного механизма 14, которое соответствует месту расположения соответствующей направляющей 60.
Как показано на фиг. 7 и описано выше, когда исполнительный механизм 14 находится в первом положении, каждый направляющий блок 64 каждого второго направляющего механизма 76 расположен у наружного в радиальном направлении конца соответствующей направляющей 60 второго направляющего механизма 76. Первый и второй направляющие блоки 62а, 62b, выполнены с возможностью образования каждого первого направляющего механизма 74. Каждый первый направляющий блок 62а расположен у внутреннего в радиальном направлении конца соответствующей промежуточной направляющей 58а, а каждый второй направляющий блок 62b каждого первого направляющего механизма 74 расположен у наружного в радиальном направлении конца соответствующей промежуточной направляющей 58а. Как показано на фиг. 8, когда исполнительный механизм 14 находится во втором положении, каждый направляющий блок 64 каждого второго направляющего механизма 76 расположен у внутреннего в радиальном направлении конца соответствующей направляющей 60 второго направляющего механизма 76. В такой конфигурации каждый первый направляющий блок 62а каждого первого направляющего механизма 74 расположен у наружного в радиальном направлении конца соответствующей промежуточной направляющей 58а, а каждый второй направляющий блок 62b расположен у внутреннего в радиальном направлении конца соответствующей промежуточной направляющей 58а.
В этом варианте выполнения вторые направляющие механизмы 76 выполнены с возможностью взаимодействия между собой для подержания устойчивости между исполнительным механизмом 14 и различными сегментами 26, образующими цилиндрическую наружную рабочую поверхность 44 барабана 10 во время расширения и сжатия наружной рабочей поверхности 44 посредством ограничения допусков или припусков на последующую обработку сопрягаемых поверхностей указанных направляющих механизмов 76. Кроме того, диапазон перемещения каждого скошенного элемента 46 относительно исполнительного механизма 14 определяется расстоянием, которое направляющий блок 64 каждого второго направляющего механизма 76 может проходить между концами соответствующей направляющей 60. Несмотря на это, диапазон перемещения каждого скошенного элемента 46 относительно упорной плиты 16 определяется суммой расстояния, которое первый направляющий блок 62а каждого первого направляющего механизма 74 может проходить между соответствующими концами промежуточной направляющей 58а, и расстояния, которое второй направляющий блок 62b может проходить между концами соответствующей промежуточной направляющей 58а. Таким образом, при сравнении первого и второго направляющих механизмов 74, 76 равной общей длины, первые направляющие механизмы 74 могут обеспечивать увеличенный диапазон перемещения скошенных элементов 46 по сравнению со вторыми направляющими механизмами 76. В качестве альтернативы, первые направляющие механизмы 74 могут обеспечивать равный диапазон перемещения скошенных элементов, как и вторые направляющие элементы 76, при использовании промежуточной направляющей 58а, имеющей меньшую радиальную длину, чем требуется для направляющей 60 второго направляющего механизма 76. В варианте выполнения, представленном на фиг. 7-8, каждая направляющая 60 каждого второго направляющего механизма 76 проходит по всей длине второй боковой поверхности 56 скошенного элемента 46 и радиально внутрь ниже направляющего механизма 74. Таким образом, второй направляющий механизм 76 обеспечивает максимальный диапазон расширения и сжатия барабана 10а, и способствует поддержанию стабильности каждого скошенного элемента 46 и исполнительного механизма 14.
На фиг. 9 и 10 показан другой вариант выполнения барабана 10b. В этом случае имеется множество первых направляющих механизмов 74b, при этом между второй боковой поверхностью 56 каждого скошенного элемента 46 и исполнительным механизмом 14 установлен один первый направляющий механизм 74b. Кроме того, выполнено множество вторых направляющих механизмов 76b описанного выше типа, при этом между первой боковой поверхностью 54 каждого скошенного элемента 46 и упорной плитой 16 установлен один второй направляющий механизм 76b. В представленном варианте выполнения направляющая 60b каждого второго направляющего механизма 76b прикреплена вдоль длины второй боковой поверхности 54 соответствующего скошенного элемента 46, а направляющий блок 64b каждого второго направляющего механизма 76b прикреплен вдоль внутренней поверхности 50 упорной плиты 16 по наружной окружной поверхности упорной плиты 16 и радиально выровнен с направляющей 60b. Первый направляющий блок 62с каждого первого направляющего механизма 74b прикреплен ко второй боковой поверхности 56 соответствующего скошенного элемента 46, а второй направляющий блок 62d каждого первого направляющего механизма 74b прикреплен к кольцевой поверхности 22 исполнительного механизма 14. Таким образом, показанный на фиг. 9 и 10 второй направляющий механизм 76b обеспечивает повышенную устойчивость каждого скошенного элемента 46 и упорной плиты 16. При этом обеспечено свободное пространство между каждым скошенным элементом 46 и исполнительным механизмом 14, проходящее радиально внутрь каждого первого направляющего механизма 74b.
На фиг. 11 и 12 показан еще один вариант выполнения барабана 10с. В барабане по этому варианту имеется множество первых направляющих механизмов 74с, а между первой боковой поверхностью 54 каждого скошенного элемента 46 и упорной плитой 16 установлен указанный один первый направляющий механизм 74с. В представленном варианте выполнения каждый первый направляющий механизм 74с содержит продолговатый цилиндрический элемент 80, размещенный с возможностью скольжения в продолговатом трубчатом элементе 82, образуя телескопическую конструкцию, так что цилиндрический элемент 80 ограничивается скольжением вдоль оси трубчатого элемента 82. В представленном варианте выполнения каждый первый направляющий механизм 74с расположен внутри свободного пространства 84, образованного вдоль первой боковой поверхности 54 соответствующего скошенного элемента 46. Каждый цилиндрический элемент 80 прикреплен к части скошенного элемента 46 внутри свободного пространства 84 около внутренней поверхности 48 соответствующего образующего окружность сегмента 26 и у упорной плиты 16, а каждый трубчатый элемент 76 прикреплен к части главного вала 12 у упорной плиты 16. Каждое свободное пространство 84, образованное вдоль первой боковой поверхности 54 каждого скошенного элемента 46, имеет размеры и форму, точно соответствующие наружной поверхности трубчатого элемента 82, так что при взаимодействии указанного свободного пространства 84 и указанного трубчатого элемента 82 обеспечивается устойчивость скошенного элемента 46 при расширения и сжатия барабана 10с. В варианте выполнения по фиг. 11 и 12 барабан содержит множество вторых направляющих механизмов 76с как описано выше в отношении фиг. 9 и 10, при этом между второй боковой поверхностью 56 каждого скошенного элемента 46 и исполнительным механизмом 14 установлен один второй направляющий механизм 76с.
На фиг. 13 и 14 показан другой вариант выполнения барабана 10d. В барабане по этому варианту выполнено множество первых направляющих механизмов 74d, при этом между второй боковой поверхностью 56 каждого скошенного элемента 46 и исполнительным механизмом 14 установлен указанный один первый направляющий механизм 74d. Каждый первый направляющий механизм 74d включает в себя пару роликов 86, установленных с возможностью вращения последовательно вдоль образующей конической поверхности 22 исполнительного механизма 14 между указанным исполнительным механизмом 14 и соответствующей второй боковой поверхностью 56 скошенного элемента 46. Каждый из пары роликов 86 выполнен с возможностью качения по второй боковой поверхности 56 соответствующего скошенного элемента 46 между противоположными первым и вторым концами второй боковой поверхности 56 скошенного элемента 46. В некоторых вариантах выполнения для каждого ролика 86 образована кольцевая канавка, канал, выступ или другая подобная направляющая для сцепления с соответствующей линейной направляющей, выполненной вдоль второй боковой поверхности 56 скошенного элемента 46, ограничивая перемещение указанного скошенного элемента 46 вдоль осей роликов 86. В некоторых вариантах осуществления изобретения барабан может содержать по меньшей мере один упругий элемент для смещения каждого скошенного элемента 46 к соответствующим роликам 86. Например, в представленном варианте выполнения в окружном направлении барабана 10d в центральной части каждого скошенного элемента 46 выполнено сквозное отверстие 70d. Через каждое из этих отверстий 70d проходит упруго-эластичная лента 72d, так что она смещает каждый из скошенных элементов 46 к центральной оси барабана 10d, поддерживая контакт между роликами 86 и соответствующими вторыми боковыми сторонами 56 скошенных элементов 46 во время расширения и сжатия барабана 10d.
На фиг. 15 и 16 показан другой вариант выполнения барабана 10е. В таком выполнении барабана, в дополнение к описанным выше роликам 86 каждый первый направляющий механизм 74е, расположенный между каждым скошенным элементом 46 и исполнительным механизмом 14, имеется консольный рычаг 88, первый конец которого шарнирно связан с частью исполнительного механизма 14. Каждый рычаг 88 установлен с возможностью вращения в плоскости, проходящей радиально наружу от барабана 10е. На втором конце 92 каждого рычага 88 установлен с возможностью вращения дополнительный ролик 94, который может катиться вдоль паза 96, выполненного в соответствующем скошенном элементе 46. Ориентация каждого паза 96 вдоль соответствующего скошенного элемента 46 и ориентация, форма и длина каждого рычага 88 относительно каждого паза 96 обеспечивают взаимодействие рычага 88 и паза 96 для поддержания плотного контакта между роликами 82 и соответствующей второй боковой поверхностью 56 скошенных элементов при расширении и сжатии барабана 10е, сохраняя при этом устойчивость скошенных элементов 46.
Хотя изобретение подробно описано и представлено в виде нескольких вариантов его осуществления, объем изобретения этими вариантами не ограничивается. Специалистам в данной области техники должна быть понятна возможность дополнительных модификаций. Изобретение не ограничивается представленными и описанными конкретными деталями, устройствами и способами. Соответственно, детали могут быть изменены без отклонения от сущности и объема изобретения.