DE2938824A1

DE2938824A1 - Workpiece holder

Info

Publication number: DE2938824A1
Application number: DE792938824A
Authority: DE
Inventors: R Dennis
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1981-01-08
Also published as: US4169585A; IT1110967B; EP0011624B1; EP0011624A1; CA1093107A; JPS55500107A; WO1979000706A1; IT7919836A0; GB2035858B; GB2035858A

Description

79-S-3742 (PCT)

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, 111., U.S.A.

Werkstückhalter Ausgangspunkt der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkstückhalter zum Tragen eines ringförmigen Werkstücks durch Eingriff zwischen sich radial erstreckenden Elementen des Werkstückhalters und der Innenoberfläche des Werkstücks.

Bei einem Verfahren zur Herstellung großer Reifen für Erdbewegungsfahrζeuge werden Lagen aus Gummi und Draht auf die Oberfläche eines toroidförmigen hohlen Sandkerns aufgebracht, der innerhalb der Reifenkarkasse während des Aufbaus des Reifens verbleibt. Der Sandkern wird schließlich als einer der Endschritte bei der Reifenherstellung aufgelöst. Der Sandkern ist etwas brüchig, und es muß Sorgfalt verwendet werden, um auf diesen keine übermäßige Kraft bei den Herstellungsvorgängen auszuüben. Eine übermäßige Kraft könnte den Sandkern zerstören und in anderer Weise dessen Ausfall hervorrufen.

In den letzten Schritten des Herstellungsverfahrens werden Reifenmaterialien, wie beispielsweise nicht ausgehärteter Gummi, Breaker-Lagen und Bänder auf die Reifenkarkasse aufgebracht, während diese um ihre Achse verdreht wird. Bislang wurde die Karkasse während dieser Drehung durch eine Vorrichtung mit Schuhen getragen, die die äußere zylindrische Oberfläche der Karkasse während des Aufbringens der Materialien auf die Seitenwände ergreifen. Die Aufbringung der

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Reifenmaterialien auf das Kronen- oder Laufflächengebiet des Reifens erfordert eine weitere Festlegung und einen weiteren Karkassenhandhabungsschritt. Dies ist sowohl zeitraubend und erhöht auch die Herstellungskosten. Es ist daher erwünscht, die Reifenkarkasse durch Ergreifen der Innenoberfläche derart zu haltern, daß die Reifenmaterialien sowohl auf die Seitenwände als auch die Kronenfläche aufgebracht werden können. Eines der Probleme beim Ergreifen der Reifenkarkasse von der Innenseite her besteht darin, daß der Sandkern mehr zu einem Bruch dann neigt, wenn übermäßige Kraft auf die Innenoberfläche ausgeübt wird, oder aber wenn die Kraft ungleichmäßig angelegt wird. Vorzugsweise sollte die an die Innenoberfläche angelegte Greifkraft nur etwas größer sein als die zum Tragen der Reifenkarkasse erforderliche Kraft. Dies schafft jedoch ein weiteres Problem insofern, als normalerweise eine Tragvorrichtung für unterschiedliche Größen von Sandkernen verwendet wird, wobei sich das Karkassengewicht verändert und daher unterschiedliche Greifkräfte für jede der mehreren Größen erforderlich sind.

Zusammenfassung der Erfindung.

Die Erfindung bezieht sich auf die Überwindung eines oder mehrerer der oben genannten Probleme.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen Werkstückhalter mit einer Vielzahl von gleitend durch ein Traggebilde gehaltenen Elementen, die sich radial bezüglich der Längsachse des Traggebildes erstrecken. Ein Nocken kommt mit den Innenenden der Elemente in Eingriff und ist entlang der Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar, wobei in der ersten Position die Elemente zurückgezogen sind und in der zweiten Position die Elemente in Eingriff mit der Innenoberfläche des ringförmigen Werkstücks ausgefahren sind.

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Kurze Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkstückhalters;

Fig. 2 ist ein Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1. Ins Einzelne gehende Beschreibung

Es sei nunmehr auf die Zeichnung bezug genommen, wo ein Werkstückhalter 10 ein Traggebilde 11 mit einer Spindel 12 aufweist, die sich in vorzugsweise ein hohles Glied 13 eines Befestigungsrahmens 14 erstreckt. Die Spindel ist drehbar mit dem Glied 13 durch ein Paar von Lagern 16, 17 verbunden. Die Spindel 12 erstreckt sich von einer Nabe 18 aus und hat darin eine sich entlang einer Längsachse X erstreckende Bohrung 19. Die Bohrung 19 ist konzentrisch mit und öffnet sich in eine Bohrung 21 in der Nabe 18. Eine Vielzahl von Speichen 22 ist mit der Nabe 18 verbunden und erstreckt sich radial nach außen von dort. Jede der Speichen besitzt darin eine Bohrung 23, die sich in die Bohrung 21 der Nabe 18 öffnen. Ein Lager 24 ist innerhalb jeder der Bohrungen in den Speichen positioniert.

Eine Vielzahl von Elementen, vorzugsweise Stangen 26, sind einzeln gleitend innerhalb der Lager 24 in Bohrungen 2 3 der Speichen 22 positioniert. Jede der Stangen 26 besitzt einen bogenförmigen Schuh 27 verbunden mit dem Stangenaußenende, wobei jeder Schuh 27 ein elastisches Kissen 28 an der Außenoberfläche trägt. Jede der Stangen 26 besitzt eine drehbar mit dem inneren Endteil der Stangen verbundene Rolle 29. Mehrere Federn 31 sind einzeln mit den Schuhen 27 und der Nabe 18 verbunden, um die Stangen 26 von einer ausgefahrenen Position gemäß den Zeichnungen zur Längsachse X zurückzuziehen.

Ein kreisförmiger Nocken 32 ist gleitend innerhalb der Bohrung 21 positioniert und besitzt eine konvexe Nockenoberfläche

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33 in Berührung mit den Rollen 29. Der Nocken 32 ist entlang der Längsachse X zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar, wobei in der ersten Position die Stangen 26 sich in einer zurückgezogenen Position befinden, während in der zweiten Position die Stangen 26 in Berührung mit der Innenoberfläche eines bei 34 gezeigten Werkstücks ausgefahren sind.

Die konvexe Nockenoberfläche 33 wird definiert als eine Drehoberfläche, in der eine kurvenförmige Linie um die Achse X gedreht wird. Im vorliegenden Beispiel ist die kurvenförmige Linie ein Bogen mit einem Radius R.

Mittel 38 sind betriebsmäßig mit den Nocken 32 verbunden, um diesen zwischen der ersten und zweiten Position zu bewegen.

Die Mittel 38 können beispielsweise ein Strömungsmittelzylinder 39 und eine Feder 41 sein. Der Zylinder 39 ist mit dem hohlen Glied 13 verbunden und besitzt eine sich in die Bohrung 19 erstreckende Kolbenstange 42. Die Kolbenstange

42 ist durch Schraubverbindung mit einem Ende einer Stange

43 verbunden, die mit ihrem anderen Ende mit dem Nocken 32 durch ein Paar von Lagern 44 verbunden ist. Die Lager 44 sehen die Relativdrehung zwischen dem Nocken 32 und der Stange 43 vor. Die Feder 41 ist vorzugsweise eine Feder mit einer konstanten Federkonstanten und übt eine Kraft auf die Kolbenstange 42 und die Stange 43 aus, um den Nocken 32 zu seiner2.Position hin zu drücken. Das wahlweise Einführen von Strömungsmittel in eine Kammer 46 des Zylinders bewegt die Kolbenstange 42 und somit den Nocken 32 in die erste Position.

Mittel 47 zur Verdrehung des Traggebildes 11 bezüglich des Befestigungsrahmens 14 weisen Motormittel 48, ein Antriebskettenrad 49 verbunden mit den Motormitteln und ein Kettenrad 51 auf der Spindel 12 sowie eine um die Kettenräder herum geführte Kette 52 auf.

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Eine Vielzahl von Armen 53 ist schwenkbar mit den Bügeln 54 am Befestigungsrahmen 14 verbunden. Jeder der Arme 53 ist aus" einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar, wobei in der ersten Position ein entfernt liegendes Endteil 56 sich in einer Position zur Anordnung des Werkstücks 34 bezüglich der Schuhe 27 befindet, wie dies durch die ausgezogenen Linien in den Zeichnungen dargestellt ist, während in der zweiten Position das entfernt liegende Endteil 56 frei von der Berührung mit dem Werkstück ist, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt ist.

Im Gebrauch wird Strömungsmittel in die Kammer 46 eingeführt, um die Kolbenstange 42 des Zylinders 39 entgegen der Vorspannung der Feder 41 zurückzuziehen. Dies wiederum bewegt den Nocken in seine erste Position, in der die Stangen 26 durch die Federn 31 zurückgezogen sind. Wenn die Arme 53 sich in ihrer ersten Position befinden, so ist das Werkstück 34 derart positioniert, daß die Innenoberfläche die Schuhe umkreist. Das Strömungsmittel wird sodann aus der Kammer 46 abgelassen, so daß die Feder 41 eine Kraft gegen die Kolbenstange 42 ausübt, die ihrerseits den Nocken 32 zu seiner Position hin bewegt. Diese Nockenbewegung veranlaßt die Rolle 29 der konvexen Nockenoberfläche 33 des Nockens zu folgen, wodurch alle Stangen 26 gleichzeitig derart ausgefahren sind, daß die Schuhe 27 mit der Innenoberfläche des Werkstücks in Berührung kommen und das Werkstück 34 bezüglich der Achse X zentrieren.

Die relative Position der Stangen 26 auf der konvexen Nockenoberfläche 33 und die verfügbare Kraft der Feder 41 in der augenblicklichen Position des Nockens 32 bestimmt die Größe der auf das Werkstück ausgeübten Radialkraft. Speziell arbeitet die konvexe Nockenoberfläche als eine einen veränderbaren Winkel aufweisende Rampe derart, daß der Rampenwinkel dann abnimmt, wenn sich der Nocken zu der zweiten Position hin bewegt. Der durch die Abnahme des Rampenwinkels verursachte Anstieg der Radialkraft gleicht die Abnahme der Radialkraft

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verursacht durch die Abnahme der verfügbaren Kraft der Feder 41 bei deren Ausdehnung mehr als aus, was als Nettoresultat zur Folge hat, daß die durch die Stangen ausgeübte Kraft dann ansteigt, wenn die Stangen ausgefahren sind, und zwar infolge der Bewegung des Nockens in dessen zweite Position. Auf diese Weise steigt die gegen das Werkstück ausgeübte Kraft an, wenn der Durchmesser der Innenoberfläche des Werkstücks ansteigt. Da der Durchmesser der Innenoberfläche im allgemeinen eine Angabe hinsichtlich Größe und Gewicht des Werkstücks liefert, so wird eine größere Kraft automatisch auf ein größeres und schwereres Werkstück ausgeübt, wohingegen eine geringere Kraft gegen ein kleineres und leichteres Werkstück ausgeübt wird.

Vor der Verdrehung des Traggebildes 11 und somit des Werkstücks 34 werden die Arme 53 in ihre zweite Position bewegt.

Zur Entfernung des Werkstücks 34 vom Werkstückhalter 10 wird Strömungsmittel wiederum in die Kammer 46 zur Bewegung des Nockens 32 in seine erste Position eingeführt.

Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung erkennt man, daß die Anordnung gemäß der Erfindung einen verbesserten Werkstückhalter zum Tragen eines ringförmigen Werkstücks ergibt. Die Stangen werden radial nach außen gemeinsam durch den Nocken derart bewegt, daß die durch die Stangen ausgeübte Kraft gleichförmig gegen die Innenoberfläche des Werkstücks verteilt wird. Da ferner die Größe der gegen die Innenoberfläche durch die Stangen ausgeübten Kraft mit dem Ausfahren der Stangen sich erhöht, wird eine größere Kraft automatisch auf ein größeres, schwereres Werkstück ausgeübt als ein kleineres, leichteres Werkstück. Auf diese Weise kann der Werkstückhalter in geeigneter Weise jede von mehreren Werkstückgrößen tragen, ohne eine Modifikation oder Einstellung während der Änderung der Werkstückgröße.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der Zeichnung, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche₀ 3Q₆₀₅

Claims

-X- Patentansprüche

1. Werkstückhalter zum Tragen eines ringförmigen Werkstücks (34) mit einer Innenoberfläche, gekennzeichnet durch ein Traggebilde (11) mit einer Längsachse (X), einer Vielzahl von Elementen (26) mit inneren und äußeren Endteilen und gleitend gehalten innerhalb des Traggebildes,

ein Nocken (32) zum Eingriff mit den inneren Endteilen der Elemente und bewegbar entlang der Längsachse zwischen einer ersten und einer zweiten Position, wobei in der ersten Position die Elemente sich in einer Rückholposition befinden, während in der zweiten Position die Elemente in Berührung mit der Innenoberfläche des Werkstücks ausgefahren sind, Mittel (38) zur Bewegung des Nockens zwischen der ersten und der zweiten Position, und

ein Lager (44) drehbar die Nockenbewegungsmittel (38) mit dem Nocken (32) verbindend.

2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (32) eine konvexe Nockenoberfläche (33) besitzt, wobei die inneren Endteile der Elemente in Berührung mit der konvexen Nockenoberfläche stehen, und wobei vorzugsweise die Nockenbewegungsmittel (38) Mittel zum Ausüben einer Kraft gegen den Nocken aufweisen, um den Nocken von der ersten Position zur zweiten Position zu bewegen.

3. Werkstückhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftausübungsmittel eine Feder (41) mit konstanter Rate besitzen, und daß die Nockenbewegungsmittel einen Strömungsmittelzylinder (39) aufweisen, der mit dem Nocken zur Bewegung desselben aus der ersten Position in die zweite Position verbunden ist.

4. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggebilde (11) eine Bohrung (21) konzentrisch mit der Achse aufweist, und daß der Nocken (32) gleitbar inner-

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halb der Bohrung positioniert ist, und wobei ferner vorzugsweise das Traggebilde eine Vielzahl von Speichen (22) besitzt, deren jede eine Bohrung (23) aufweist, die sich radial bezüglich der Achse erstreckt, und wobei ferner die Elemente Stangen (26) sind, die gleitend innerhalb der Bohrungen in den Speichen positioniert sind.

5. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Endteile der Elemente jeweils einen bogenförmigen Schuh (27) aufweisen, wobei vorzugsweise die Inneren _: Endteile der Elemente jeweils eine Rolle (29) besitzen, und zwar drehbar verbunden mit dem Element und drehbar den Nocken berührend, wobei vorzugsweise ferner elastische Mittel (31) mit den Elementen in Verbindung stehen, um die Elemente in die Rückholposition infolge der Bewegung des Nockens in die erste Position zu bewegen.

6. Werkstückhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Befestigungsrahmen (14), Mittel zur Drehverbindung des Traggebildes mit dem Befestigungsrahmen und Mittel (48) zur Drehung des Traggebildes bezüglich des Befestigungsrahmens.

7. Werkstückhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Armen (53) schwenkbar verbunden mit dem Rahmen und mit entfernt gelegenen Endteilen, wobei die Arme bewegbar sind zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei in der ersten Position die entfernt gelegenen Endteile zur Berührung mit dem Werkstück positioniert sind, während in der zweiten Position die entfernt gelegenen Enden sich in einer Position frei von Berührung mit dem Werkstück befinden.

8. Werkstückhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe"Nockenoberfläche (33) als eine Rampe mit veränderbarem Winkel derart wirkt, daß der Rampenwinkel dann abnimmt, wenn sich der Nocken aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt.

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9. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Traggebilde (11) eine sich in ein hohles Glied (13) eines Befestigungsrahmens (14) erstreckende Spindel (12) aufweist, die drehbar mit dem Glied durch Lagermittel (16*

17) verbunden ist, wobei sich die Spindel ferner von einer Nabe (18) aus erstreckt und darin eine erste Bohrung (19) entlang der Längsachse aufweist, wobei die Bohrung (19) konzentrisch mit einer zweiten Bohrung (21\ in der Nabe verläuft und sich in diese hinein öffnet, und wobei ferner eine Vielzahl von Elementen, vorzugsweise Stangen (26) einzeln gleitbar innerhalb der Lager (24) positioniert sind und einzeln mit einer Vielzahl von Federn (31) assoziiert sind, um die Stangen (26) elastisch aus einer ausgefahrenen Position zu der Längsachse hin zurückzuziehen, und wobei ein Strömungsmittelzylinder (39) mit dem hohlen Glied in Verbindung steht und eine Kolbenstange (42) aufweist, die sich in die erwähnte erste Bohrung (19) erstreckt, wobei die Kolbenstange ferner mit einem Ende einer Stange (43) in Verbindung steht, die mit ihrem anderen Ende mit dem Nocken durch das Lager (44) verbunden ist.

10. Reifenkarkassenhalter, gekennzeichnet durch die Merkmale eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche.

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Ansprüche

1. Werkstückhalter (10) zum Tragen eines ringförmigen Werkstücks (34) mit einer Innenoberfläche, gekennzeichnet durch

ein Traggebilde (11) mit einer Längsachse (χ), eine Vielzahl von Elementen (26) mit inneren und äußeren Endteilen und gleitend gehalten durch das Traggebilde (11), einen Nocken (32) zur Berührung mit den inneren Endteilen der Elemente (26) und bewegbar entlang der Längsachse zwischen einer ersten Position, wo die Elemente (26) sich in einer zurückgezogenen Position befinden, und einer zweiten Position, wo die Elemente (26) in Berührung mit der Innenoberfläche des Werkstücks (34) ausgefahren sind, Mittel (38) zur Bewegung des Nockens (32) zwischen den ersten und zweiten Positionen,

und ein Lager (44) drehbar die Nockenbewegungsmittel (38) mit dem Nocken (32) verbindend.

2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (32) eine konvexe Nockenoberfläche (33) besitzt, wobei die Innenendteile der Elemente (26) in Berührung mit der konvexen Nockenoberfläche (33) stehen.

3. Werkstückhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenbewegungsmittel (38) Mittel (41) aufweisen, um eine Kraft gegen den Nocken (32) auszuüben, um diesen Nocken (32) von der ersten Position in die zweite Position zu bewegen.

4. Werkstückhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kraft ausübenden Mittel (41) eine Feder (41) mit konstanter Rate besitzen, daß die Nockenbewegungsmittel (38) einen Strömungsmittelzylinder (39) verbunden mit dem Nocken (32) aufweisen, um den Nocken (32) von der zweiten Position in die erste Position zu bewegen.

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5. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggebilde (11) eine Bohrung (21) konzentrisch mit der Achse aufweist, und daß der Nocken (32) gleitend innerhalb der Bohrung (21) positioniert ist.

6. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggebilde (11) eine Vielzahl von Speichen (22) aufweist, deren jede eine Bohrung (23) sich radial bezüglich der Achse erstreckend aufweist, wobei die Elemente (26) Stangen

(26) sind, die gleitend innerhalb der Bohrung (2 3) in den Speichen (22) positioniert sind.

7. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Endteile der Elemente (26) jeweils einen bogenförmigen Schuh (27) aufweisen.

8. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Endteile der Elemente (26) jeweils eine Rolle (29) drehbar verbunden mit dem Element (26) und in Rolleingriff mit dem Nocken (23) aufweisen.

9. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (31) mit den Elementen (26) verbunden sind, um die Elemente (26) zur Rückholposition zu bewegen, und zwar ansprechend auf die Bewegung des Nockens (32) in die erste Position.

10. Werkstückhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Befestigungsrahmen (14), Mittel (16, 17) zur Drehverbindung des Traggebildes mit dem Befestigungsrahmen (14) und Mittel (47) zur Drehung des Traggebildes (11) bezüglich des Befestigungsrahmens (14).

11. Werkstückhalter nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Armen (53), die schwenkbar mit dem Rahmen (14) verbunden sind und entfernte Endteile (56) aufweisen,

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wobei die Arme (53) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar sind, wobei in der ersten Position die entfernt liegenden Endteile (56) zur Berührung mit dem Werkstück (34) positioniert sind, während in der zweiten Position die entfernten Enden (56) in einer Position frei von der Berührung mit dem Werkstück (34) sich befinden.

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