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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft automatisierte Reifenbaumaschinen
und spezieller Verfahren und Einrichtungen zum Stabilisieren des
freien Endes einer freitragend montierten Reifenbautrommel in einem
automatisierten Reifenbausystem.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
ist wohlbekannt, dass die Komponenten der meisten Luftreifenkonstruktionen
auf eine Weise zusammengebaut werden müssen, die eine gute Reifengleichförmigkeit
fördert,
um eine richtige Reifenleistung zu verschaffen. Beispielsweise wird
eine Lauffläche,
die sich beim Herumgehen um den Reifenaußenumfang "schlängelt", Flattern verursachen, wenn
der Reifen betrieben wird. Beispielsweise kann eine Karkassenlage,
die schräg
verläuft
(längere
Korde an einer Seite des Reifens als an der anderen Seite), eine
Vielzahl von Reifenungleichförmigkeitsproblemen
einschließlich
statischer Unwucht und Radialkraftschwankungen verursachen. Beispielsweise kann
ein Reifen, der nicht meridional symmetrisch ist (z.B. Lauffläche nicht
zwischen Wülsten
zentriert), eine Vielzahl von Reifenungleichförmigkeitsproblemen verursachen,
einschließlich
Koppelunwucht, Seitenkraftschwankungen und Konizität. Daher
verwendet die Reifenindustrie, um typischen Reifenleistungsanforderungen
nachzukommen, beträchtliche Anstrengungen
darauf, Reifen mit guter Gleichförmigkeit
zu produzieren. Reifengleichförmigkeit
wird im allgemeinen betrachtet als Reifenabmessungen und Massenverteilungen
bedeutend, die radial, seitlich, in Umfangsrichtung und meridional
gleichförmig und
symmetrisch sind, wodurch akzeptable Ergebnisse für Messungen
der Reifengleichförmigkeit
einschließlich
statischer und dynamischer Auswuchtung produzieren, und auch einschließlich Radialkraftschwankung,
Seitenkraftschwankung und Tangentialkraftschwankung, gemessen auf
Reifenrundlaufmaschinen, die den Reifen unter Last auf einem Straßenrad laufen
lassen.
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Obwohl
bestimmte Grade der Reifenungleichförmigkeit in der Fertigung nach
dem Zusammenbau (z.B. durch Schleifen) und/oder im Gebrauch (z.B.
Anbringen von Auswuchtgewichten an der Felge einer Reifen-/Rad-Baugruppe) korrigiert werden
können,
ist es zu bevorzugen (und im allgemeinen effizienter), Reifengleichförmigkeit
soweit als möglich
einzubauen. Typische Reifenbaumaschinen umfassen eine Reifenbautrommel,
um die herum die Reifenkomponenten in aufeinanderfolgenden Lagen, einschließlich beispielsweise
einer Innenisolierung, einer oder mehrerer Karkassenlagen, optionsweiser Seitenwandversteifungen
und Wulstbereicheinsätzen
(z.B. Kernprofil), Seitenwänden
und Wulstdrahtringen (auf die hierin nachstehend einfach als "Wülste" verwiesen wird) gewickelt werden. Nach
dieser lagenweisen Anbringung werden die Karkassenlagenenden um
die Wülste
herumgeschlagen, die Reifen werden zu einer Torusform aufgeblasen,
und das Laufflächen-/Gürtel-Paket
wird angebracht. Typischerweise befindet sich die Reifenbautrommel
an einem festen Standort auf dem Werksfußboden und werden die verschiedenen
Lagen von Komponenten manuell oder automatisch angebracht, unter
Verwendung von Werkzeugausstattung, die an Referenzpunkten an der
festen Trommel passgenau eingestellt ist, um die Komponentenplazierung
mit dem gewünschten
Präzisionsgrad
sicherzustellen. Die Werkzeugausstattung ist im allgemeinen in Bezug
zu der Reifenbautrommel feststehend, beispielsweise ein Führungsrad
an einem Arm, der sich von demselben Gestell (Maschinenunterteil)
erstreckt, das die Reifenbautrommel trägt.
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Die
Reifenbautrommel muss auf eine Weise getragen werden, die das Anbringen
von Wülsten, die
vollständige
Kreise oder Ringe sind, an der Reifenkarkasse gestattet, da sie
in Lagen aufgebaut wird, die um die Reifenbautrommel herumgeschlagen
werden. Es muss auch eine Möglichkeit
vorhanden sein, einen Reifenrohling zu entfernen, wenn der Reifenbauvorgang
an der Reifenbautrommel abgeschlossen ist. Die Reifenbautrommel
kann an nur einem Ende dauerhaft gestützt sein, wodurch ein "freies Ende" erzeugt wird, über das
die Wülste
angebracht werden können
und der Reifenrohling entfernt werden kann. Dieses Stützen an
einem Ende ist allgemein als freitragende Montage bekannt. Ein alltägliches
Beispiel einer freitragenden Montage ist ein Sprungbrett.
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Für eine freitragend
montierte Reifenbautrommel müssen
verschiedene Probleme angegangen werden, insbesondere unter Berücksichtigung
von Anforderungen der Reifenindustrie für die Gleichförmigkeit
von auf der Trommel gebauten Reifen, und auch Wünsche hinsichtlich der Haltbarkeit der
Fertigungsausrüstung.
Beispielsweise werden an der Stütze
einer freitragenden Reifenbautrommel große Kraftmomente erzeugt, aufgrund
von Faktoren, einschließlich
des Gewichts der Reifenbautrommel, des Gewichts der an der Trommel
angebrachten Reifenkomponenten, und Seitenkräfte (d.h. Kräfte in einer
Richtung radial zur Drehachse der Reifenbautrommel) von der Reifenkomponenten-Anbringausrüstung (z.B.
Andrückrollen,
die die Komponenten zusammenpressen). In Fällen, wo die Reifenbautrommel
während
des Reifenbauvorgangs rotiert, können
diese Kraftmomente Probleme (z.B. unüblichen Verschleiß) für Lager
hervorrufen, die in der Stütze
positioniert sind, um die Rotation der Trommel zu erleichtern. Die
Reifengleichförmigkeit
wird beeinträchtigt,
wenn es der Reifenbautrommel gestattet wird, sich in Reaktion auf
die darauf angelegten Kräfte
zu biegen, welche beispielsweise verursachen könnten, dass eine Reifenlage
in einer Spirale aufgelegt wird. Für eine freitragend montierte
Trommel könnte
das Biegen entlang der Länge
der Trommel sein und/oder könnte
ein Schwenken einbeziehen, wo die Reifenbautrommel von der permanenten
Stütze
gehalten wird. Zum Stabilisieren der Reifenbautrommel, d.h., um
das Biegen der Trommel und/oder eine andere unerwünschte Bewegung
zu verhindern, muss eine freitragend montierte Reifenbautrommel
starrer sein und muss viel mehr wesentliche Lager und andere Verbindungen
mit der einendigen Stütze
beinhalten als vergleichbare Reifenbautrommeln, die an beiden Enden
getragen werden. Es ist deutlich, dass eine solche erhöhte Robustheit mehr
kostet, allgemein das Gesamtgewicht erhöht, und Ausrüstung produziert,
die komplexer und daher schwieriger und teurer zu warten ist. Schließlich spricht
die vorliegende Erfindung die zusätzlichen Probleme der Stabilisation
freitragend montierter Trommeln an, die auftreten, wenn die Reifenbautrommel
nicht mehr feststehend ist, sondern stattdessen ein Arbeitsstück in einem
flexiblen Fertigungssystem (FFS) ist, wobei die Bautrommel zwischen
automatisierten Arbeitsstationen zur Anbringung aufeinanderfolgender
Komponentenlagen in aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen bewegt
wird. Der Kontext der vorliegenden Erfindung ist ein FFS mit Arbeitsstücken (Reifenbautrommeln),
die zu groß sind,
um die Verwendung eines Präzisionspalettenförderers
zu gestatten, sodass die Reifenbautrommeln von anderen Mitteln bewegt
(vorwärtsbewegt) werden,
die nicht notwendigerweise von sich aus in der Lage sind, eine ausreichende
Präzision
bei der Positionierung der Reifenbautrommeln in Bezug zu den Arbeitsstationen
zu erzielen. Die Arbeitsstationen haben jede eine Mittellinie oder "Arbeitsachse" der Arbeitsstations-Reifenzusammenbaugeräte (Werkzeuge),
und die Achse der Reifenbautrommel muss präzise zu der Arbeitsachse in
jeder Arbeitsstation ausgerichtet sein. Eine solche Ausrichtung
beinhaltet das Sicherstellen, dass jeder Punkt entlang der gesamten
Trommellänge
der Drehachse der Reifenbautrommel sich innerhalb eines spezifizierten
Präzisionsabstandes
zu der Arbeitsachse der Arbeitsstation befindet, d.h. die Ausrichtung
umfasst das Zusammenfallenlassen der Drehachse der Reifenbautrommel
mit der Arbeitsachse der Arbeitsstation. Da die Reifenbautrommel
sich auf einer sich bewegenden Plattform befindet, muss sie die gewünschte Ausrichtung
aufrechterhalten, ohne der sich bewegenden Plattform eine zu große Gewichtslast
aufzuerlegen. Weiterhin ist es, da die sich bewegenden Reifenbautrommeln
nicht ständig
an eine Kraftquelle angeschlossen sein könnten, wünschenswert, dass jede Trommelstütze bzw.
-stabilisiereinrichtung in der Lage sein sollte, eine stabilisierende
Unterstützung ohne
die ständige
Anwendung von Energie vorzusehen, sei es nun elektrische oder Luftdruck
oder sonstige.
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US-A-4
314 864 offenbart eine Reifenbaueinrichtung und ein bevorzugtes
Verfahren zum Bauen eines Reifens. Die Einrichtung beinhaltet ein
in Längsrichtung
verfahrbares Fahrgestell, eine Führungsbahn
für die
Längsbewegung
des Fahrgestells, ein auf dem Fahrgestell montiertes Kopfstück, eine Reifenmontagetrommel
mit einem nach innen gerichteten Ende und einem nach außen gerichteten
Ende, und einer an dem Fahrgestell montierten Trommelstütze. Die
Einrichtung beinhaltet weiter Mittel, um die Trommelstütze schwenkbar
zwischen einer aktiven beziehungsweise passiven Position zu schwenken,
um eine Lagerbaugruppe mit der Nabe der Trommel eingreifen zu lassen
und davon zu lösen, ein
Endstück,
das entlang einer Führungsbahn
und auf das längsverfahrbare
Fahrgestell bewegbar ist, an dem Endstück montierte Greifsegmente,
um selektiv ringförmige
Baugruppen auf der Trommel abzulegen bzw. davon zu entfernen.
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US-A-4
443 290 offenbart ein Reifenmontagemittel, das ein Fördermittel
einsetzt, das verwendet wird, um eine Vielzahl von Reifenbautrommeln
zu einer Vielzahl von Anbringstationen zu transportieren, worin
verschiedene Komponenten an den verschiedenen Anbringstationen an
den Reifenbautrommeln angebracht werden, um einen Reifen zu fabrizieren,
wenn die Reifenbautrommeln einen kompletten Durchlauf des Fördermittels
vollzogen haben.
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GB-A-372
043 offenbart eine Vielzahl von Reifentrommeln oder Kernen, die
an einem Endlosförderer
montiert sind und an aufeinanderfolgenden Stationen vorbei bewegt
werden. An jeder Station ist eine geeignete Einrichtung vorgesehen,
um dem Reifen eine Lage von Gewebe oder anderem Material zuzuführen und/oder
um einen bestimmten Arbeitsgang an dem von dem Kern oder der Trommel
getragenen Material durchzuführen.
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US-A-4
230 517 offenbart eine Reifenbaumaschine, die eine Anzahl modulförmiger Pakete umfasst,
die austauschbar im Einzelstufen- oder Erststufenreifenkomponentenzusammenbau
verwendet werden können.
Eine der grundlegenden Komponenten ist eine auf einem Fahrgestell
montierte Einrichtung für
den Transfer von Komponenten.
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Die
vorliegende Erfindung ist dazu gedacht, die Einschränkungen
des Standes der Technik zu überwinden,
indem sie ein Verfahren und eine Einrichtung zur Stabilisierung
einer freitragend montierten Reifenbautrommel verschafft, insbesondere
einer rotierenden, und insbesondere im Kontext von Reifenbautrommeln,
die sich von Station zu Station durch ein flexibles Fertigungssystem
zum Reifenbau bewegen.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein
Verfahren zum Stabilisieren einer Reifenbautrommel offenbart, wobei die
Reifenbautrommel zwei Enden aufweist, dauerhaft auf ein einziges
freitragendes Stützenende
gestützt
ist und das verbleibende Ende ein freies Ende ist. Das Verfahren
umfasst die Schritte des: Vorsehens einer an dem freien Ende angreifenden
Stütze des
freien Endes, um die Reifenbautrommel durch Einschränkung der
seitlichen Bewegung des freien Endes zu stabilisieren; und Freisetzens
des freien Endes durch zeitweiliges Einfahren der Stütze des freien
Endes, wenn gewünscht.
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Erfindungsgemäß wird der
Schritt des Freisetzens des freien Endes ausgeführt, um die Anbringung ringförmiger Reifenkomponenten
an der Reifenbautrommel zu ermöglichen,
oder um das Entfernen eines gebauten Reifens von der Reifenbautrommel
zu ermöglichen.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Freisetzens des freien Endes
die Schritte des: Einfahrens der Stütze des freien Endes, um die Stütze des
freien Endes von dem freien Ende auf eine Weise loszumachen, die
das Anbringen oder Entfernen ununterbrochender kreisförmiger Gegenstände an bzw.
von der Reifenbautrommel gestattet; Wartens, bis das freie Ende
nicht mehr frei sein muss; und Ausfahrens der Stütze des freien Endes, bis die
Stütze
des freien Endes an dem freien Ende angegriffen hat, um die Reifenbautrommel
durch Einschränken
seitlicher Bewegung des freien Endes zu stabilisieren.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren weiter den Schritt des Zulassens von Rotation der Reifenbautrommel,
während
die Stütze
des freien Endes an dem freien Ende angreift.
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Erfindungsgemäß ist das
Verfahren gekennzeichnet durch Stabilisieren der Reifenbautrommel durch
Einschränken
seitlicher Bewegung des freien Endes in alle Richtungen radial zu
einer Drehachse der Reifenbautrommel. Alternativ ist das Verfahren gekennzeichnet
durch: Stabilisieren der Reifenbautrommel durch Einschränken seitlicher
Bewegung des freien Endes in Richtungen radial zu einer Drehachse
der Reifenbautrommel. Die Richtungen liegen innerhalb plus oder
minus 90 Grad der vertikalen Abwärtsrichtung.
Alternativ liegen die Richtungen innerhalb plus oder minus 45 Grad
der vertikalen Abwärtsrichtung.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren weiter den Schritt des Verriegelns der Stütze des
freien Endes an Ort und Stelle, im Eingriff mit dem freien Ende,
um die Reifenbautrommel zu stabilisieren, ohne fortgesetzten Leistungseintrag
zu erfordern. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Verriegelns: das
Bewegen mechanischer Elemente, die die Stütze des freien Endes über den
Punkt hinaus ausfahren, der das Eingreifen der Stütze des
freien Endes an dem freien Ende verursacht; und Vorsehens eines Anschlags
für die
mechanischen Elemente an einem Punkt, sodass Kräfte (F, Fh, Fv), die aus der
seitlichen Bewegung des freien Endes resultieren, so wirken, dass
sie die Stütze
des freien Endes in einem Zustand des Eingriffs mit dem freien Ende
halten.
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Erfindungsgemäß wird die
Einrichtung zur Stabilisierung einer Reifenbautrommel (120, 220, 320),
wobei die Reifenbautrommel zwei Enden aufweist, dauerhaft auf ein
einziges freitragendes Stützenende
gestützt
und ist das verbleibende Ende ein freies Ende; wobei die Einrichtung
folgendes umfasst: Mittel zur Verschaffung einer Stütze eines
freien Endes, die an dem freien Ende angreift, um die Reifenbautrommel
durch Einschränken
seitlicher Bewegung des freien Endes zu stabilisieren; und Mittel zur
Freisetzung des freien Endes, indem die Stütze des freien Endes zeitweilig
eingefahren wird, wenn gewünscht.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Einrichtung weiter: Mittel zum Einfahren der Stütze des
freien Endes, um die Stütze
des freien Endes von dem freien Ende auf eine Weise loszumachen,
das das Anbringen oder Entfernen ununterbrochener kreisförmiger Gegenstände an bzw.
von der Reifenbautrommel gestattet; Steuermittel zum Warten, bis
das freie Ende nicht mehr frei sein muss; und Mittel zum Ausfahren der
Stütze
des freien Endes, bis die Stütze
des freien Endes an dem freien Ende angreift, um die Reifenbautrommel
durch Einschränken
seitlicher Bewegung des freien Endes zu stabilisieren.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Einrichtung weiter: Mittel zum Zulassen von Rotation der Reifenbautrommel,
während
die Stütze
des freien Endes an dem freien Ende angreift.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Einrichtung weiter Mittel zum Stabilisieren der Reifenbautrommel durch
Einschränken
seitlicher Bewegung des freien Endes in allen Richtungen (α, β) radial
zu einer Drehachse der Reifenbautrommel. Alternativ umfasst die Einrichtung
weiter Mittel zum Stabilisieren der Reifenbautrommel durch Einschränken seitlicher
Bewegung des freien Endes in Richtungen (α, β) radial zu einer Drehachse
der Reifenbautrommel, wobei die Richtungen innerhalb von plus oder
minus 90 Grad der vertikalen Abwärtsrichtung
liegen. Alternativ liegen die Richtungen innerhalb von plus oder
minus 45 Grad der vertikalen Abwärtsrichtung.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Einrichtung weiter Mittel zum verriegeln der Stütze des
freien Endes an Ort und Stelle, im Eingriff mit dem freien Ende, um
die Reifenbautrommel zu stabilisieren, ohne einen Leistungseintrag
zu benötigen.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung weiter Mittel zum Bewegen mechanischer Elemente,
die die Stütze
des freien Endes über
den Punkt hinaus ausfahren, der das Eingreifen der Stütze des
freien Endes an dem freien Ende verursacht; und Mittel zum Vorsehen
eines Anschlags für
die mechanischen Elemente an einem Punkt, sodass Kräfte (F,
Fh, Fv), die aus der seitlichen Bewegung des freien Endes resultieren,
so wirken, dass sie die Stütze
des freien Endes in einem Zustand des Eingriffs mit dem freien Ende
halten.
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Erfindungsgemäß ist eine
Einrichtung offenbart, um eine Stütze des freien Endes einer
Reifenbautrommel an ihrem Platz zu halten, ausgefahren und im Eingriff
mit dem freien Ende, um die Reifenbautrommel zu stabilisieren, ohne
Leistungseintrag zu benötigen,
wobei die Einrichtung folgendes umfasst: zwei Stützarme, die ausfahrbar sind,
um an dem freien Ende anzugreifen; einen mit jedem Stützarm verbundenen
und auf einer Gleitschiene gleitenden Gleitblock zum Ausfahren der
Stützarme;
einen Drehantrieb zur Verwendung von Leistungseintrag zum Ausfahren
der Stützarme;
Antriebsgestänge,
die zwischen dem Drehantrieb und den Gleitblöcken verbunden sind, um eine
Drehbewegung in eine horizontale Gleitbewegung umzuwandeln, wobei
die Antriebsgestänge
folgendes umfassen: ein Drehglied, das an seinem Zentrum an einer
Drehantriebswelle befestigt ist, ein erstes Gleitglied, das schwenkbar
an einem Ende mit einem ersten Ende des Drehgliedes verbunden ist
und schwenkbar an dem anderen Ende mit einem ersten Gleitblock verbunden
ist, und ein zweites Gleitglied, das an einem Ende schwenkbar mit
einem zweiten Ende des Drehgliedes verbunden ist und an dem anderen
Ende schwenkbar mit einem zweiten Gleitblock verbunden ist; wobei
die Drehbewegung des Drehgliedes dadurch gekennzeichnet ist, dass:
ein Drehwinkel von null Grad verursacht, dass die Antriebsgestänge auf
eine Weise ausgerichtet sind, welche die Gleitblöcke am weitesten auseinanderspreizt,
wodurch die Stützarme
vollständig
eingefahren werden; und ein Drehwinkel von 180 Grad verursacht,
dass die Antriebsgestänge
auf eine Weise ausgerichtet sind, welche die Gleitblöcke soweit als
möglich
zueinanderzieht, wodurch die Stützarme vollständig ausgefahren
werden; und einen Ausfahranschlag, der die Rotation des Drehgliedes
in einem Überfahrstand
stoppt, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehglied über den
Punkt von 180 Grad hinaus rotiert ist, der das volle Ausfahren der
Stützarme
verursacht hat.
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Die
vorliegende Erfindung ist besonders nützlich im Zusammenwirken mit
einem System zum gleichzeitigen Bauen einer Vielzahl von Reifenkarkassen,
wie es in der gemeinsam besessenen, gleichfalls schwebenden US-Patentanmeldung mit dem
Titel "Method for
manufacturing tires on a flexible manufacturing system" (Verfahren zur Fertigung von
Reifen auf einem flexiblen Reifenfertigungssystem), Seriennr. 09,957,785,
eingereicht am 21. September 2001, offenbart ist. Das darin offenbarte
Verfahren umfasst allgemein die Reifenbauschritte des Erstellens
einer Abfolge von mindestens drei und bis zu zehn Arbeitsstationen;
Voranbewegen von zumindest drei unverbundenen Reifenbautrommeln
entlang einer Arbeitsachse, die sich durch die zumindest drei Arbeitsstationen
erstreckt; und Anbringen einer oder mehrerer Reifenkomponenten an
den Reifenbautrommeln an jeder der Arbeitsstationen. Dann wird der
resultierende Reifenkarkassenrohling an der letzten der Arbeitsstationen
entfernt. Schließlich
wird die Reifenbautrommel von der letzten Arbeitsstation, nachdem
der Karkassenrohling entfernt wurde, zu der ersten Arbeitsstation
voranbewegt. Die Reifenbautrommeln werden jede unabhängig entlang
der Arbeitsachse voranbewegt. Jede der unverbundenen Reifenbautrommeln
wird entlang der Arbeitsachse voranbewegt, sodass die Drehachse
der unverbundenen Reifenbautrommeln zur Arbeitsachse ausgerichtet
ist. Die Vielzahl unverbundener (d.h. unabhängig bewegbarer, nicht miteinander
verbundener) Reifenbautrommeln kann im Wesentlichen gleichzeitig entlang
einer Arbeitsachse, mit selbstgetriebenen Vorrichtungen, woran die
Reifenbautrommeln montiert sind, von einer Arbeitsstation zur anderen
voranbewegt werden. Die Reifenbautrommeln werden entlang der Arbeitsachse
voranbewegt, sodass eine Drehachse durch die Bautrommel auf einer
konstanten vorbestimmten Höhe
und dito Standort und in paralleler Ausrichtung zur Arbeitsachse
gehalten wird. Ein Einlaufserver befindet sich an jeder der Arbeitsstationen
zur Bedienung der Reifenbautrommeln. Die Einlaufserver sind an die
Bautrommeln gekoppelt, während
sie die Drehachse durch die Bautrommeln auf der konstanten vorbestimmten
Höhe und
dito Standort und in paralleler Ausrichtung zur Arbeitsachse halten.
Die Einlaufserver an jeder der Arbeitsstationen bewegen sich aus
ihrer normalerweise eingefahrenen Position nach außen über die
Arbeitsachse in eine Position, um an diese Reifenbautrommel anzukoppeln.
Dann werden die Bautrommeln von den Einlaufservern abgekoppelt,
nachdem die Reifenkomponente(n) an den Bautrommeln angebracht worden
sind. Als nächstes
werden die Einlaufserver an jeder der Arbeitsstationen in ihre normalerweise
eingefahrene Position eingefahren, bevor sich die jetzt abgekoppelte
Reifenbautrommel zur nächsten
Arbeitsstation weiterbewegt. Der Schritt des Anbringens von einer
oder mehreren Reifenbaukomponenten an den Reifenbautrommeln an jeder
der Arbeitsstationen beinhaltet das Anbringen der Reifenkomponenten
an den Reifenbautrommeln, während die
Drehachse durch die Bautrommeln auf der konstanten vorbestimmten
Höhe und
dito Standort und in paralleler Ausrichtung zur Arbeitsachse gehalten wird.
Dies wird erreicht, indem eine oder mehrerer Anbringtrommeln an
jeder der Arbeitsstationen vorgesehen werden, um die Reifenkomponente(n)
an den Bautrommeln anzubringen. Die Anbringtrommeln werden von ihrer
normalen eingefahrenen Position weg von der Arbeitsachse zu einem
Standort bewegt, wo die Reifenkomponenten an den Bautrommeln angebracht
werden können,
während
die Drehachse durch die Bautrommeln auf der konstanten vorbestimmten
Höhe und
dito Standort und in paralleler Ausrichtung mit der Arbeitsachse
gehalten wird. Dann werden die Anbringtrommeln an jeder der Arbeitsstationen
in ihre normalerweise eingefahrene Position eingefahren, bevor die
Reifenbautrommel zu der nächsten
Arbeitsstation voranbewegt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird im einzelnen Bezug genommen auf bevorzugte Ausführungen
der Erfindung, wovon Beispiele in den begleitenden Zeichnungsfiguren
illustriert sind. Die Figuren sollen illustrativ und nicht einschränkend sein.
Bestimmte Elemente in ausgewählten
der Zeichnungen sind aus Gründen
der Deutlichkeit eventuell nicht maßstabsgerecht illustriert.
Die hierin vorgelegten Querschnittsansichten, falls überhaupt,
können
in Form von "Scheiben" oder "kurzsichtiger" Querschnittsansichten
vorliegen, zwecks illustrativer Deutlichkeit unter Weglassung gewisser Hintergrundlinien,
die ansonsten in einer getreuen Querschnittsansicht sichtbar wären.
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Elemente
der Figuren sind typischerweise wie folgt numeriert. Die signifikanteste
Stelle (Hunderter) der Referenzziffer entspricht der Figurennummer.
Elemente von 1 sind typischerweise
im Bereich von 100–199 numeriert.
Elemente von 2 sind typischerweise
im Bereich von 200–299 numeriert.
Auf gleichartige Elemente in den Zeichnungen kann mit gleichartigen
Referenzziffern verwiesen werden. Beispielsweise kann das Element 199 in
einer Figur gleichartig, und möglicherweise
identisch, zu dem Element 299 in einer anderen Figur sein.
Elemente der Figuren können
so numeriert sein, dass auf gleichartige (einschließlich identischer)
Elemente mit gleichartigen Nummern in einer einzigen Zeichnung verwiesen
werden kann. Beispielsweise kann auf jedes einer Vielzahl von Elementen,
auf die kollektiv als 199 verwiesen wird, individuell als 199a, 199b, 199c usw.
verwiesen werden. Oder, verwandte, jedoch modifizierte Elemente
können
dieselbe Nummer haben, werden jedoch durch Strichindices unterschieden.
Beispielsweise sind 109, 109' und 109'' drei
verschiedene Elemente, die gleichartig sind oder auf eine bestimmte
Weise verwandt sind, jedoch signifikante Modifikationen aufweisen,
z.B. ein Reifen 109, der eine statische Unwucht aufweist,
gegenüber einem
unterschiedlichen Reifen 109' mit
derselben Gestaltung, der jedoch eine Koppelunwucht aufweist. Solche
Verhältnisse,
falls vorhanden, zwischen gleichartigen Elementen in denselben oder
unterschiedlichen Figuren werden im Verlauf der Beschreibung deutlich,
einschließlich,
falls anwendbar, in den Ansprüchen
und der kurzen Zusammenfassung.
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Struktur,
Betrieb und Vorteile der vorliegenden bevorzugten Ausführung der
Erfindung werden bei Berücksichtigung
der nachfolgenden Beschreibung deutlich, zusammengenommen mit den
begleitenden Zeichnungen, worin:
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1A eine
schematische Ansicht eines automatisierten Reifenbausystems (FFS)
gemäß der Erfindung
ist;
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1B eine
Perspektivansicht einer Arbeitsstation des FFS ist, welche eine
Reifenbautrommel in Präzisionsplazierung
in Bezug auf eine Anbringtrommel gemäß der Erfindung zeigt;
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1C eine
Seitenansicht einer Reifenbautrommel, die freitragend auf einem
Trommelträgergestell
montiert ist, wobei das freie Ende von einer Stütze des freien Endes stabilisiert
wird, gemäß der Erfindung
ist; die
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2A und 2B Endansichten
einer ersten Ausführung
einer Stütze
des freien Endes, welche in 2A die
Stütze
eingefahren und in 2B ausgefahren, um eine Reifenbautrommel
zu stützen, zeigen,
gemäß der Erfindung
sind; die
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3A und 3B Endansichten
einer zweiten, bevorzugten Ausführung
einer Stütze
des freien Endes, die in 3A die
Stütze
eingefahren und in 3B ausgefahren, um eine Reifenbautrommel
zu stützen,
zeigen, gemäß der Erfindung
sind; die
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3C und 3D perspektivische
Endansichten der bevorzugten Ausführung einer Stütze des freien
Endes, die in 3C die Stütze eingefahren, und in 3D ausgefahren
zeigen, gemäß der Erfindung
sind;
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4A eine
schematische Endansicht eines Antriebsgestänges für die Stütze des freien Endes der 3A–3D,
welche die Antriebsgestänge
in Position für
den eingefahrenen Zustand der Stütze des
freien Endes, wie in 3 gezeigt, zeigt,
gemäß der Erfindung
ist;
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4B eine
schematische Endansicht der Antriebsgestänge von 4A, die
die Antriebsgestänge
in Position zeigt, wenn die Stütze
des freien Endes teilweise ausgefahren ist, gemäß der Erfindung ist; und
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4C eine
schematische Endansicht der Antriebsgestänge von 4A, die
zwei der drei Antriebsglieder in Position für den ausgefahrenen Zustand
der Stütze
des freien Endes, wie in 3D gezeigt,
zeigt, wobei die Glieder durch Darüberhinausfahren in Position
verriegelt sind, gemäß der Erfindung
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Stabilisieren eines freien Endes
einer freitragend montierten Reifenbautrommel. Das freie Ende der
Reifenbautrommel ist das axiale Ende entgegengesetzt dem axialen
Ende, das freitragend an einem feststehenden Trommelträger montiert
ist. Die Stabilisierung soll zusätzliche
Unterstützung
für das
freie Ende verschaffen, um Biegen, Kippen oder andere Bewegung der
Reifenbautrommel zu minimieren, insbesondere während Reifenbauarbeitsgängen. Ein
sekundärer
Zweck des Stabilisierens ist die Verringerung von Beanspruchung
und daraus resultierendem Verschleiß an Lagern und anderen mechanischen Elementen
der Reifenbautrommel und zugeordneten Bauteilen. Die freitragende
Montage wird im allgemeinen so angewendet, dass Wülste (Drahtwulstringe),
welche vormontierte vollständige
Ringe sind, an der Reifenbautrommel angebracht werden können, indem
sie über
das freie Ende aufgebracht werden; und auch so, dass komplettierte
Reifenkarkassen nach dem Bauen von der Reifenbautrommel abgenommen
werden können,
indem die gebaute Karkasse von dem freien Ende heruntergeschoben
wird. Daher ist eine Anforderung an die Stabilisiereinrichtung, dass
sie abnehmbar oder anderweitig lösbar
ist, um Wulstanbringung und Karkassenabnahme zu gestatten.
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Die
vorliegende Erfindung ist im Kontext eines automatisierten Reifenbausystems
(FFS oder flexibles Fertigungssystem) beschrieben, das eine präzise Positionierung
von Maschinenbauteilen, wie etwa der Reifenbautrommel, erfordert,
um Reifen mit einem hohen Grad an Reifengleichförmigkeit zu fertigen. Obwohl
die hierin offenbarten Ausführungen und
Konzepte in diesem Kontext beschrieben sind, versteht es sich, dass
die erfinderischen Einrichtungen und Verfahren zum Stabilisieren
auf jede freitragend montierte Reifenbautrommel, rotierend oder nicht
rotierend, zwischen Arbeitsstationen bewegbar oder an Ort und Stelle
feststehend, anwendbar sind.
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Das
automatisierte Reifenbausystem ist zur Ermöglichung der Präsisionsplazierung
einer Reifenbautrommel in Bezug auf Werkzeuge (Reifenbaueinrichtungen
wie etwa "Anbringtrommeln") einer Arbeitsstation
gestaltet, wenn die Reifenbautrommel ein bewegendes Arbeitsstück in einem
automatisierten Reifenbausystem umfasst, das ein oder mehr Arbeitsstationen
aufweist, und die Reifenbautrommel in jede Arbeitsstation hinein-
und herausbewegt (voranbewegt) wird. Die Anbringtrommeln jeder Arbeitsstation
sind vertikal und horizontal zu einer Arbeitsachse ausgerichtet
und sind in Längsrichtung
entlang der Arbeitsachse positioniert, welche Arbeitsachse sich vorzugsweise
linear durch alle der ein oder mehr Arbeitsstationen in Abfolge
von der ersten bis zur letzten erstreckt, sodass die ersten Reifenbauarbeitsgänge in der
ersten Arbeitsstation durchgeführt
werden und die letzten Reifenbauarbeitsgänge in der letzten Arbeitsstation
durchgeführt
werden. Somit kann eine Präzisionsplazierung
der Reifenbautrommel an jeder Arbeitsstation vollzogen werden, indem die
Achse der Reifenbautrommel präzise
zu der Arbeitsachse an jeder Arbeitsstation ausgerichtet wird, und
indem ein längsgerichteter
Referenzpunkt der Reifenbautrommel präzise zu einem entsprechenden längsgerichteten
Referenzpunkt der Arbeitsstation an jeder Arbeitsstation positioniert
wird. Die Reifenbautrommeln sind freitragend montiert, somit wird eine
Stütze
des freien Endes, die das freie Ende der Reifenbautrommel stabilisiert,
weiter dabei helfen, die Ausrichtung der Achse der Reifenbautrommel
zur Arbeitsachse an jeder Arbeitsstation aufrechtzuerhalten. Reifenbautrommeln
sind typischerweise zu groß, um
die Verwendung eines Präzisionspalettenförderers
zu gestatten, somit werden in dem beschriebenen System die Reifenbautrommeln
durch selbstfahrende Fahrzeuge bewegt, die auf Rädern auf dem Werksfußboden fahren.
Da die Fahrzeuge von sich aus nicht in der Lage sind, eine ausreichende
Präzision
bei der Positionierung der Reifenbautrommeln in Bezug auf die Arbeitsstation-Anbringtrommeln
zu erzielen, beinhaltet das System zusätzliche Verfahren und Mittel
zur Präzisionsplazierung
der Reifenbautrommel.
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1A illustriert
eine Ausführung
eines Reifenbausystems (FFS) 100, wie in der gemeinsam
besessenen, ebenfalls schwebenden US-Patentanmeldung, Seriennr.
09/957,785 mit dem Titel "Method
for manufacturing tires on a flexible manufacturing system" (Verfahren zur Herstellung
von Reifen auf einem flexiblen Fertigungssystem), eingereicht am
21. September 2001, das die Trommelstabilisierverfahren und -mittel
der vorliegenden Erfindung integriert, offenbart. Eine Vielzahl
selbstfahrender automatischer gleis- und fahrerloser Flurförderfahrzeuge
(AGVs) 102a, 102b, 102c, 102d, 102e (kollektiv "102" genannt) bewegen
entsprechende Reifenbautrommeln 120a, 120b, 120c, 120d, 120e (kollektiv "120" genannt) durch eine
Vielzahl von Arbeitsstationen 110a, 110b, 110c, 110d (kollektiv „110" genannt) in die
mit Pfeilen 105 angedeutete Richtung. Die gleis- und fahrerlosen
Flurförderfahrzeuge 102 folgen
einer von einem im Werksfußboden
eingebetteten Führungsdraht 104 bestimmten
Bahn, die in 1A als eine ovale Bahn gezeigt
ist, die die Arbeitsstationen 110 von einer ersten Arbeitsstation 110a zu
einer letzten Arbeitsstation 110d durchläuft, worauf
sie in einem Bogen zu der ersten Arbeitsstation 110a zurückführt. Die
Arbeitsstationen 110 sind zu einer gemeinsamen linearen
Arbeitsachse 111 ausgerichtet und entlang dieser beabstandet,
und der Führungsdraht 104 der gleis-
und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge
ist annähernd
parallel zur Arbeitsachse 111, wo der Führungsdraht 104 die
Arbeitsstationen 110 durchläuft. Ebenfalls parallel zu
der Arbeitsachse 111 und die Arbeitsstationen 110 durchlaufend
ist ein Schienensystem 130, das eine V-förmige Schiene 131 (präzise parallel
zu der Arbeitsachse 111), eine Flachschiene 132 (annähernd parallel
zu der Arbeitsachse 111), eine V-Schienen-Auffahrrampe 133,
eine V-Schienen-Ausfahrrampe 135, eine Flachschienen-Auffahrrampe 134 und
eine Flachschienen-Ausfahrrampe 136 umfasst.
Jede Arbeitsstation 110 umfasst eine oder mehr Anbringtrommeln 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g (kollektiv "112" genannt), eine oder mehr
Vorratsspulen 113a, 113b, 113c, 113d, 113e, 113f, 113g (kollektiv "113" genannt), und einen
Einlaufserver 114a, 114b, 114c, 114d (kollektiv "114" genannt). Die Anbringtrommeln 112 sind
präzise
vertikal und horizontal zu der Arbeitsachse 111 ausgerichtet
und sind in Längsrichtung
entlang der Arbeitsachse 111 in Bezug zu einem längsgerichteten
Referenzpunkt 115a, 115b, 115c, 115d (kollektiv "115" genannt) der Arbeitsstation
positioniert, der für
jede Arbeitsstation 110 errichtet ist, beispielsweise an
einer nach vorn gerichteten Oberfläche des Einlaufservers 114.
Obwohl die gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 102 selbstgetrieben
und automatisiert sind, um dem Führungsdraht 104 zu
folgen, sind sie auch externer Steuerung unterworfen, beispielsweise
durch Radiosignal- und/oder
Näherungsschalter, sodass
die gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 102 gesteuert
werden können,
an jeder Arbeitsstation 110 für eine geeignete Zeitspanne
anzuhalten, bevor sie zu der nächsten
Arbeitsstation 110 weiterfahren.
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Eine
beispielhafte Abfolge von Arbeitsgängen für das Reifenbau-FFS 100 ist
wie folgt, wobei ein Reifenkarkassenrohling gebaut wird. Für den ersten
Schritt des Bauens eines Reifenkarkassenrohlings bewegt das gleis-
und fahrerlose Flurförderfahrzeug 102a eine
leere Reifenbautrommel 120a in die erste Arbeitsstation 110a und
hält ungefähr an einem gewünschten
Haltepunkt innerhalb der ersten Arbeitsstation 110a an.
Der Einlaufserver 114a fährt seitwärts (in die Richtung des Pfeils 107)
zu einer Position rückwärtig von
der Reifenbautrommel 120a aus, koppelt an der Reifenbautrommel 120a an,
während
er die Reifenbautrommel 120a von dem gleis- und fahrerlosen
Flurförderfahrzeug 102a abkoppelt, und
bewegt die Reifenbautrommel 120a in eine Präzisions-Längsposition durch
Anschlagen eines Trommelreferenzpunkts gegen den Arbeitsstations-Längsrichtungsreferenzpunkt 115a.
Gleichzeitig wird die Reifenbautrommel 120a durch das Schienensystem 130 präzise zu
der Arbeitsachse 111 ausgerichtet, wodurch eine Präzisionsplazierung
der Reifenbautrommel 120a in drei Dimensionen in Bezug
zu den Anbringtrommeln 112a, 112e der ersten Arbeitsstation 110a verschafft
wird. Nun können
die Anbringtrommeln 112 die ersten Lagen von Reifenkomponenten
anbringen, indem sie die Komponenten von ihren Vorratsspulen 113 abziehen.
Energie- und Steuersignale werden durch den Einlaufserver 115 von/zu
der Reifenbautrommel 120 übermittelt. Beispielsweise:
eine Innenisolierung wird von der Vorratsspule 113e abgezogen
und von der Anbringtrommel 112e angebracht, und ein Paar
Wulstschutzstreifen wird von der (doppelten) Vorratsspule 113a abgezogen
und von der Anbringtrommel 112a angebracht. Wenn die Anbringprozesse
in der Arbeitsstation 110a vollendet sind, setzt der Einlaufserver 114a die
Reifenbautrommel 120a frei und koppelt sie wieder an das
gleis- und fahrerlose Flurförderfahrzeug 102a an, koppelt
ab und fährt
ein in eine Position aus der Bahn der gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 102 und
Reifenbautrommeln 120, wodurch er es dem gleis- und fahrerlosen
Flurförderfahrzeug 102a gestattet,
die Reifenbautrommel 120a zu der nächsten Arbeitsstation 110b zu
bewegen. Um den Weg freizumachen, bewegen sich alle in den Arbeitsstationen 110 vorhandenen
gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 102 annähernd simultan,
müssen
jedoch nicht miteinander verbunden sein. Alternativ können Lücken zwischen
den gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeugen 102 bestehen,
die es den gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeugen gestatten, sich asynchron
zu bewegen. Für
den nächsten
Schritt des Bauvorgangs des Reifenkarkassenrohlings bewegt das gleis-
und fahrerlose Flurförderfahrzeug 102a die Reifenbautrommel 120a in
die zweite Arbeitsstation 110b, worauf Arbeitsgänge, gleichartig
den für
die erste Arbeitsstation 110a beschriebenen, durchgeführt werden,
wodurch weitere Reifenkarkassenkomponenten von den Vorratsspulen 13b, 113f der
zweiten Arbeitsstation 110b angebracht werden. Ungefähr zur selben
Zeit hat das gleis- und fahrerlose Flurförderfahrzeug 102e eine
leere Reifenbautrommel 102e zur Anbringung der ersten Reifenkarkassenkomponenten
in die erste Arbeitsstation 110a bewegt. Die obigen Schritte
werden wiederholt, wenn die gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeuge 102 die
Reifenbautrommeln 120 in Abfolge durch alle Arbeitsstationen 110 bewegen,
sodass die Reifenkarkassenkomponenten in ihrer richtigen Reihenfolge an
den Reifenbautrommeln 120 angebracht werden. Nach Vollendung
der Anbringung von Komponenten in der letzten Arbeitsstation 110d kann
der gebaute Reifenkarkassenrohling von der Reifenbautrommel 120 entfernt
werden, zur weiteren Bearbeitung in anschließenden Reifenfertigungsstufen
(nicht dargestellt), wodurch somit die Reifenbautrommel 120e geleert
wird, sodass sie von dem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 102e zurück um die
Bahn des Führungsdrahts 104 bewegt
werden kann, bereit, um einen weiteren Reifenrohkarkassenbauvorgang
in der ersten Arbeitsstation 110a zu beginnen. Ein Innenwulstdrahtring
kann zu jeder Zeit nach dem Entfernen des gebauten Reifenkarkassenrohlings
an der leeren Reifenbautrommel 120e angebracht werden, praktischerweise
als Teil des Karkassenabnahmearbeitsgangs in der letzten Arbeitsstation 110d.
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1B illustriert
eine Arbeitsstation 110 mit einer Reifenbautrommel 120 in
Präzisionsplazierung in
Bezug zu einer Anbringtrommel 112 (teilweise weggeschnitten
dargestellt). Der Einlaufserver 114 ist ausgefahren und
an die Reifenbautrommel 120 gekoppelt, wodurch er eine
präzise
Längsposition
für die
Reifenbautrommel 120 erstellt. Die Reifenbautrommel 120 wird
von einem Trommelträgergestell 122 getragen,
das seinerseits über
dem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 102 sitzt.
Ein Teil des Schienensystems 130, das die V-Schiene 131 und
die Flachschiene 132 zeigt, ist gezeigt, wie es die Reifenbautrommel 120 durch
Gleitstücke
(ein flaches Gleitstück 137 ist
sichtbar) trägt
und ausrichtet, die an dem Boden des Trommelträgergestells 122 befestigt
sind, wodurch es die Reifenbautrommel 120 präzise zu
der Arbeitsachse 111 ausrichtet, d.h. eine Drehachse 121 der
Reifenbautrommel 120 präzise mit
der Arbeitsachse 111 zusammenfallen lässt. Eine Ausführung der
erfinderischen Stütze 140 des
freien Endes ist an dem Trommelträgergestell 122 befestigt gezeigt.
Die Stütze 140 des
freien Endes ist vertikal ausgefahren, sodass sie in Position ist,
um ein freies Ende 123 der Reifenbautrommel 120 zu
stützen
und zu stabilisieren, das an dem anderen Ende 125 freitragend
an dem Trommelträgergestell 122 montiert ist,
wodurch es die Aufrechterhaltung der Präzisionsausrichtung (d.h. Zusammenfallen)
der Drehachse 121 der Reifenbautrommel 120 mit
der Arbeitsachse 111 der Arbeitsstation 110 unterstützt. Zur
Erleichterung der Rotation der Reifenbautrommel 120 wird
die Stütze 140 des
freien Endes mit einem Ringlager 124 des freien Endes in
Eingriff gebracht, das an dem freien Ende der Reifenbautrommel 120 montiert
ist.
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1C illustriert
eine Seitenansicht des Trommelträgergestells 122 mit
darauf befestigten wichtigen Elementen. Das Trommelträgergestell 122 ist
auf einem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 102 fahrend
gezeigt. Die Reifenbautrommel 120 ist freitragend an einem
Ende 125 an dem Trommelträgergestell 122 montiert,
um das Anbringen vollständiger
Ringe, wie etwa Reifenwülste,
während des
Reifenbaus zu gestatten, und auch, um das Entfernen eines komplettierten
Reifenkarkassenrohlings zu gestatten. Die Reifenbautrommel 120 ist
rotierbar um eine zentrale Drehachse 121, die in einem
oder mehreren Lagern (nicht dargestellt) zwischen der Reifenbautrommel 120 und
dem Trommelträgergestell 122 rotiert.
Das Ringlager 124 des freien Endes ist auf dem freien Ende 123 der
Reifenbautrommel 120 montiert gezeigt, und die Stütze 140 des
freien Endes ist in einem ausgefahrenen Zustand gezeigt, im Eingriff
mit dem Ringlager 124 des freien Endes, um die Reifenbautrommel 120 zu
stabilisieren, während
sie auch das Rotieren der Reifenbautrommel 120 um ihre
Achse 121 gestattet.
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Die 2A und 2B sind
schematische Endansichten einer ersten Ausführung einer Stütze 240 des
freien Endes (vergleiche 140), die auf einem Trommelträgergestell 222 (vergleiche 122)
montiert ist. Das Trommelträgergestell 222 ruht
auf einem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 202 (vergleiche 102)
und trägt
eine Reifenbautrommel 220 (vergleiche 120), die
freitragend auf dem Trommelträgergestell 222 montiert
ist. Das freie Ende 223 (vergleiche 123) der Reifenbautrommel 220 weist
ein darauf montiertes Ringlager 224 des freien Endes (vergleiche 124)
auf. 2A zeigt die Stütze 240 des freien
Endes in einer eingefahrenen Position (oder "Zustand"), und 2B zeigt
die Stütze 240 des
freien Endes in einer ausgefahrenen Position, die zum Stabilisieren
der Reifenbautrommel 220 an ihrem freien Ende 223 geeignet
ist. Die Reifenbautrommel 220 hat eine Drehachse 221 (vergleiche 121).
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Die
erste Ausführung
einer Stütze 240 des freien
Endes ist eine einfache scherenartige Vorrichtung mit ersten und
zweiten Stützarmen 242a beziehungsweise 242b (worauf
kollektiv als 242 verwiesen wird), die Scherenklingen vergleichbar
sind, und einem Scherenangelpunkt 244, der die zwei Stützarme 242 schwenkbar
verbindet, wobei ein erster Stützarm 242a sich
vor einem zweiten Stützarm 242b befindet, wie
in den 2A–2B ersichtlich.
Die Scherenbewegung wird von ersten und zweiten Gleitblöcken 246a beziehungsweise 246b vollzogen
(worauf kollektiv als 246 verwiesen wird), die schwenkbar
an einem Ende der Stützarme 242 befestigt
und verschiebbar mit einer Gleitschiene 248 verbunden sind. Der
erste Gleitblock 246a ist mit dem ersten Stützarm 242a verbunden,
und der zweite Gleitblock 246b ist mit dem zweiten Stützarm 242b verbunden.
Es ist ersichtlich, dass, um die Stütze 240 des freien
Endes voll auszufahren, die Gleitblöcke 246 aneinander
vorbei gleiten müssen;
daher gleitet der erste Gleitblock 246a auf einer Vorderseite
der Gleitschiene 248 und gleitet der zweite Gleitblock 246b an
einer Rückseite der
Gleitschiene 248. An der Oberseite der Stütze 240 des
freien Endes weist jeder der zwei Stützarme 242 eine bogenförmige Wiege 243 auf,
die zum Eingriff mit dem Ringlager 224 des freien Endes
geformt ist, um eine stabilisierende Unterstützung für die Reifenbautrommel 220 zu
verschaffen. Eine erste Wiege 243a ist an dem ersten Stützarm 242a geformt,
und eine zweite Wiege 243b ist an dem zweiten Stützarm 242b geformt.
Die Stützarme 242 und
Wiegen 243 sind so dimensioniert, dass, wenn die Gleitblöcke 246 sich
zueinanderbewegen, die Stütze 240 des freien
Endes sich anhebt und eine maximale Höhe "H" gerade
dann erreichen wird, wenn die Wiegen 243 an dem Ringlager 224 des
freien Endes angreifen. Die Wiegen 243 entsprechen dem
Außenumfang des
Ringlagers 224 des freien Endes, und die maximale Höhe H ist
die Höhe,
die erforderlich ist, um die Achse 221 der Reifenbautrommel 220 auf
gleicher Höhe
von dem freien Ende 223 zu dem freitragend montierten Ende
der Reifenbautrommel 220 zu halten.
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Das
Ausfahren und Einfahren der Stütze 240 des
freien Endes kann automatisiert werden, indem beispielsweise Luftzylinder
(nicht dargestellt) vorgesehen werden, um die Gleitblöcke 246 entlang
der Gleitschiene 248 zu bewegen. Es sollte deutlich sein, dass
es nicht wahrscheinlich ist, dass die Stütze 240 des freien
Endes in einem ausgefahrenen Zustand bleibt, wenn nicht eine Art
Fallklinke vorgesehen ist, um sie an ihrem Platz zu verriegeln,
wodurch den Kräften
von Schwerkraft und Reifenbauarbeitsgängen widerstanden wird, die
meistens auf eine Weise wirken werden, die dazu neigt, die Wiegen 243 von dem
Ringlager 224 des freien Endes weg zu drücken, wodurch "die Schere geöffnet wird", d.h. die Stütze 240 des
freien Endes eingefahren wird. Beispielsweise könnte ein mittels eines Elektromagneten
aktivierter Fallklinkenzapfen betätigt werden, um an einer Öffnung in
einem Gleitblock 246 anzugreifen. Alternativ könnte der
Luftdruck in den Luftzylindern aufrechterhalten werden, um fortzufahren,
die Stütze 240 des
freien Endes in ihren voll ausgefahrenen Zustand gegen das Ringlager
des freien Endes zu zwingen. Diese letztere Option hat den Nachteil,
dass sie kontinuierlichen Luftdruck erfordert, der für die Stütze 240 des
freien Endes nicht verfügbar
sein könnte, wenn er
auf dem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 202 zwischen
den Arbeitsstationen 110 verfährt. Ein anderes Verfahren
zum an Ort und Stelle Verriegeln der Stütze 240 des freien
Endes umfasst deren Versetzen in einen „Überfahr"stand. Wenn in den mechanischen Komponenten
der Stütze 240 des freien
Endes eine ausreichende Federkraft vorhanden ist, so kann es möglich sein,
die Gleitblöcke 246 über den
Punkt hinaus zu drücken,
an dem sie das vollständigste
Ausfahren der Stützarme 242 verursachen,
und daher anfangen, das Einfahren der Stütze 240 des freien
Endes zu verursachen. Wenn ein mechanischer Anschlag (nicht dargestellt)
positioniert ist, um das Gleiten der Gleitblöcke weiter über den Überfahrstand hinaus anzuhalten,
dann werden die Kräfte,
welche die Wiegen von dem Lagerring 224 des freien Endes
weg drücken,
die Gleitblöcke
gegen den Anschlag halten, wodurch sie ihn an seinem Platz blockieren,
ohne eine Notwendigkeit fortgesetzten Leistungseintrags.
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Die 3A und 3B sind
schematische Endansichten einer zweiten, bevorzugten Ausführung einer
Stütze 340 des
freien Endes (vergleiche 140), die auf einem Trommelträgergestell 322 (vergleiche 122)
montiert ist. Das Trommelträgergestell 322 ruht
auf einem gleis- und fahrerlosen Flurförderfahrzeug 302 (vergleiche 102)
und trägt
eine Reifenbautrommel 320 (vergleiche 120), die
freitragend auf dem Trommelträgergestell 322 montiert
ist. Das freie Ende 323 (vergleiche 123) der Reifenbautrommel 320 weist
ein darauf montiertes Ringlager 324 des freien Endes (vergleiche 124)
auf. 3A zeigt die Stütze 340 des freien
Endes in einer eingefahrenen Position (oder "Stand"), und 3B zeigt
die Stütze 340 des
freien Endes in einer ausgefahrenen Position, die zum Stabilisieren
der Reifenbautrommel 320 an ihrem freien Ende 323 geeignet ist.
Die Reifenbautrommel 320 hat eine Drehachse 321 (vergleiche 121).
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Die 3C und 3D sind
perspektivische Endansichten der bevorzugten Ausführung einer Stütze 340 des
freien Endes, welche die Stütze 340 in 3C eingefahren
und in 3D ausgefahren zeigen.
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Nun
bezugnehmend auf die 3A–3D ist
die bevorzugte Ausführung
einer Stütze 340 eines freien
Endes gleichartig einer scherenartigen Vorrichtung, jedoch werden
die zwei "Scherenklingen" unabhängig betrieben,
statt schwenkbar miteinander verbunden zu sein. Weiterhin weist
die Stütze 340 des freien
Endes ein ausgeklügelteres
Mittel zum Vollziehen der Scherenwirkung auf, ein Mittel, das auf
vorteilhafte Weise auch ein Mittel des Verriegelns der Stütze 340 in
einem ausgefahrenen Zustand verschafft, ohne kontinuierliche Verfügbarkeit
von Energie zu erfordern. Die Stütze 340 des
freien Endes weist erste und zweite Stützarme 342a beziehungsweise 342b auf
(auf die kollektiv als 342 verwiesen wird), wobei ein erster
Stützarm 342a hinter
einem zweiten Stützarm 342b gelegen
ist, wie in den 3A–3D ersichtlich.
Erste und zweite Streben 345a beziehungsweise 345b (auf
die kollektiv als 345 verwiesen wird) sind zwischen den
Stützarmen 342 und
dem Gestell 341 der Stütze 340 des
freien Endes verbunden. Die erste Strebe 345a ist schwenkbar
mit dem ersten Stützarm 342a an
einem ersten Arm-Streben-Angelpunkt 347a (nur in 3C ersichtlich)
verbunden und an ihrem anderen Ende schwenkbar mit dem Stützengestell 341 des
freien Endes verbunden. Die zweite Strebe 345b ist schwenkbar
mit dem zweiten Stützarm 342b an
einem zweiten Arm-Streben-Angelpunkt 347b verbunden
und an ihrem anderen Ende schwenkbar mit dem Stützengestell 341 des
freien Endes verbunden. Der Scherenvorgang wird durch die ersten
und zweiten Gleitblöcke 346a beziehungsweise 346b vollzogen (auf
die kollektiv als 346 verwiesen wird), die schwenkbar an
einem Ende der Stützarme 342 befestigt
und verschiebbar mit einer Gleitschiene 348 verbunden sind.
Der erste Gleitblock 346a ist mit dem ersten Stützarm 342a verbunden,
und der zweite Gleitblock 346b ist mit dem zweiten Stützarm 342b verbunden.
Um die Stütze 340 des
freien Endes von dem eingefahrenen Zustand (siehe 3C)
zu dem ausgefahrenen Zustand (siehe 3D) auszufahren,
bewegen die Gleitblöcke 346 sich
zueinander, wobei sie das schwenkbar verbundene Ende der Stützarme 342 horizontal
drücken.
Die Streben 345 sind unausdehnbar, sodass die horizontale
Bewegung eines Endes der Stützarme 342 in
eine vertikale Bewegung des anderen Endes der Stützarme 342 umgewandelt
wird.
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An
der Oberseite der Stütze 340 des
freien Endes weist jeder der zwei Stützarme 342 eine bogenförmige Wiege 343 auf,
die zum Eingriff mit dem Ringlager 324 des freien Endes
geformt ist, um eine stabilisierende Unterstützung für die Reifenbautrommel 320 zu
verschaffen. Eine erste Wiege 343a ist an dem ersten Stützarm 342a geformt,
und eine zweite Wiege 343b ist an dem zweiten Stützarm 342b geformt.
Die Stützarme 342 und
Wiegen 343 sind so dimensioniert, das, wenn die Gleitblöcke 346 sich
zueinanderbewegen, die Stütze 340 des
freien Endes sich anhebt und eine maximale Höhe "H" gerade dann
erreichen wird, wenn die Wiegen 343 an dem Ringlager 324 des
freien Endes angreifen. Die Wiegen 343 entsprechen dem
Außenumfang
des Ringlagers 324 des freien Endes, und die maximale Höhe H ist
die Höhe,
die erforderlich ist, um die Achse 321 der Reifenbautrommel 320 auf
gleicher Höhe von dem
freien Ende 323 zu dem freitragend montierten Ende der
Reifenbautrommel 320 zu halten.
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Die
Wiegen 343 haben Bogenlängen,
die zum Herumlegen um das Ringlager 324 des freien Endes
geeignet sind, um die Reifenbautrommel 320 gegen Bewegung
aufgrund seitlicher Kräfte
zu stabilisieren, die in anderen Winkeln als vertikal abwärts gerichtet
sind (wobei "seitlich" eine Richtung radial zur
der Drehachse 321 der Reifenbautrommel bedeutet). Die erste
Wiege 343a erstreckt sich herum bis zu einem Winkel α, gemessen
ab der vertikalen Abwärtsrichtung
(radial zu der Achse 321 der Reifenbautrommel), und die
zweite Wiege 343b erstreckt sich herum bis zu einem Winkel β, gemessen
ab der vertikalen Abwärtsrichtung
(radial zur Achse 321 der Reifenbautrommel). Im allgemeinen
sind die zwei Winkel α und β gleich,
jedoch ist dies nicht nötig
und die Wiegen-Bogenlängenwinkel
können
maßgeschneidert
werden, um jedweden Kräften
und Kraftrichtungen zu widerstehen, wie sie im Kontext der Reifenbauausrüstung 100 erwartet
werden, wie etwa den Arbeitsgängen
der Anbringtrommeln 112. In der Tat wäre es, bei einer gegebenen
geeigneten Gestaltung für
die Bahnen der Wiegen 343, wenn die Stütze 340 des freien
Endes ausfährt,
möglich,
das Ringlager 324 des freien Endes vollständig zu
umschließen, indem
beide Wiegen-Bogenlängenwinkel α und β gleich 180
Grad gemacht würden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung sind Bogenlängenwinkel α und β gleich 90
Grad oder weniger ausreichend und betragen vorzugsweise annähernd 45
Grad. Mit anderen Worten, jede Wiege 343 erstreckt sich
von null Grad bis annähernd
plus oder minus 45 Grad ab der vertikalen Abwärtsrichtung um das Ringlager 324 des freien
Endes.
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Das
Ausfahren und Einfahren der Stütze 340 des
freien Endes wird durch die Verwendung eines Drehantriebs 350 automatisiert,
der beispielsweise durch Luftdruck angetrieben wird. Mittels eines
erfinderischen Satzes von Antriebsgestängen 460 (siehe 4A)
wird die Drehbewegung des Drehantriebs 350 genutzt, um
die Gleitblöcke 346 entlang
der Gleitschiene 348 zu bewegen. Es sollte deutlich sein, dass
es nicht wahrscheinlich ist, dass die Stütze 340 des freien
Endes in einem ausgefahrenen Zustand bleibt, wenn nicht eine Art
Fallklinke vorgesehen ist, um sie an ihrem Platz zu verriegeln,
wodurch den Kräften
(z.B. Kraft "F", wie in 3B gezeigt)
von Schwerkraft und Reifenbauarbeitsgängen widerstanden wird, die
meistens auf eine Weise wirken werden, die dazu neigt, die Wiegen 343 von
dem Ringlager 324 des freien Endes weg zu drücken, wodurch "die Schere geöffnet wird", d.h. die Stütze 340 des freien
Endes eingefahren wird, indem die Gleitblöcke 346 auseinander
gedrückt
werden (z.B. wie durch den horizontalen Kraftpfeil "Fh" gezeigt). Das erfinderische
Antriebsgestänge 460 verschafft
die gewünschte
Fallklinkenfunktion, wie hierin nachstehend beschrieben wird. Wie
am besten in den detaillierten Zeichnungen der 3C und 3D ersichtlich,
ist ein Drehglied 352 an seinem Zentrum an einer Drehantriebswelle 353 befestigt,
sodass das Drehglied 352 mit der Drehantriebswelle 353 mitrotiert,
wann immer das Drehantrieb 350 das Rotieren seiner Drehantriebswelle 353 verursacht.
Symmetrisch beabstandet von der Drehantriebswelle 353,
an entgegengesetzten Enden des Drehgliedes 352, ist ein Ende
von jedem der ersten und zweiten Gleitglieder 354a beziehungsweise 354b (auf
die kollektiv als 354 verwiesen wird) schwenkbar mit dem
Drehglied 352 verbunden. Das andere Ende jedes Gleitgliedes 354 ist schwenkbar
mit einem Gleitblock 346 verbunden, wobei das erste Gleitglied 354a schwenkbar
mit dem ersten Gleitblock 346a verbunden ist und das zweite Gleitglied 354b schwenkbar
mit dem zweiten Gleitblock 346b verbunden ist. Es ist ersichtlich,
dass, wenn die Stütze 340 des
freien Endes sich in dem eingefahrenen Zustand befindet, wie in 3C,
das im Uhrzeigersinn Rotieren des Drehgliedes 352 (in der
durch einen Pfeil 355 angedeuteten Richtung) die Gleitglieder 354 auf
eine Weise ziehen wird, welche das Aufeinanderzugleiten der Gleitblöcke 346 veranlassen
wird, wodurch veranlasst wird, dass die Stütze 340 des freien
Endes sich zu dem in 3D gezeigten ausgefahrenen Zustand
hin bewegt.
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Der
Betrieb der Antriebsgestänge 460 wird detaillierter
unter Verweis auf die 4A–4C beschrieben,
welche nur schematische Endansichten eines Drehgliedes 452 (vergleiche 352)
und von Gleitgliedern 454 (vergleiche 354) sind,
isoliert von dem Rest der Stütze 340 des
freien Endes, um eine deutliche Ansicht des Betriebs der Antriebsgestänge 460 zu
gestatten. Es ist anzumerken, dass nur eines der zwei Gleitglieder 452 in 4C gezeigt
ist, wiederum aus Gründen
der Deutlichkeit. Das Drehglied 452 ist an seinem Zentrum
an einer Drehantriebswelle 453 (vergleiche 353)
befestigt. Symmetrisch beabstandet von der Drehantriebswelle 453,
an entgegengesetzten Enden des Drehgliedes 452, ist ein
Ende jeweils der ersten und zweiten Gleitglieder 454a beziehungsweise 454b (worauf
kollektiv als 454 verwiesen wird, vergleiche 354)
schwenkbar mit dem Drehglied 452 verbunden. Ein erster
Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkt 459a verbindet ein Ende
des Drehgliedes 452 schwenkbar mit einem Ende des ersten Gleitgliedes 454a.
Ein zweiter Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkt 459b verbindet
das entgegengesetzte Ende des Drehgliedes 452 schwenkbar
mit einem Ende des zweiten Gleitgliedes 454b. Die Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkte 459a und 459b (worauf
kollektiv als 459 verwiesen wird) sind an entgegengesetzten
Seiten der Drehantriebswelle 453 symmetrisch beabstandet,
sodass die Rotation des Drehgliedes 452 im Wesentlichen
dieselbe Menge an Bewegung für
die zwei Gleitglieder 454 verursachen wird. Das andere
Ende jedes Gleitgliedes 454 ist schwenkbar mit einem Gleitblock
(nicht dargestellt, z.B. Gleitblöcke 346)
verbunden, mittels eines Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkts 457a, 457b.
Das erste Gleitglied 454a ist schwenkbar mit dem ersten Gleitblock
(nicht dargestellt, z.B. 346a) durch den ersten Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkt 457a verbunden,
und das zweite Gleitglied 354b ist schwenkbar mit dem zweiten
Gleitblock (nicht dargestellt, z.B. 346b) durch den zweiten
Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkt 457b verbunden. Eine
horizontale Linie deutet die Bahnlinie 449 an, parallel
zu der Gleitschiene (nicht dargestellt, z.B. 348), der
zu folgen die Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkte 457 gezwungen sind,
da sie mit den Gleitblöcken
(nicht dargestellt, z.B. 346) verbunden sind, die entlang
der Gleitschiene 348 gleiten. Vorzugsweise sind die Antriebsgestänge 460 so
angeordnet, dass die Bahnlinie 449 auch durch das Zentrum
der Drehantriebswelle 453 verläuft.
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4A zeigt
die Antriebsgestänge 460 in Position
für den
eingefahrenen Stand der Stütze 340 des
freien Endes, wie in 3C gezeigt; 4B zeigt
die Antriebsgestänge 460 in
Position, wenn die Stütze 340 des
freien Endes teilweise ausgefahren ist; und 4C zeigt
einen Teil der Antriebsgestänge 460 in
Position für
den ausgefahrenen Stand der Stütze 340 des
freien Endes, wie in 3D gezeigt. Wenn die Stütze 340 des freien
Endes sich in dem eingefahrenen Stand befindet, wie in den 3C und 4A,
so wird das Rotieren des Drehgliedes 452 in der durch einen
Pfeil 455 (vergleiche 355) angedeuteten Richtung
die Gleitglieder 454 auf eine Weise ziehen, welche veranlasst,
dass die Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkte 457 aufeinander
zu gleiten, wodurch sie veranlassen, dass die Stütze 340 des freien
Endes sich zu dem ausgefahrenen Zustand hin bewegt, wie in 3D und 4C.
Wie hierin voranstehend unter Verweis auf 3B beschrieben,
wird eine Kraft F, die die Wiege 343 von dem Ringlager
des freien Endes wegdrückt,
von der Stütze 340 des
freien Endes in eine horizontale Kraft Fh übersetzt. In den 4B und 4C ist
die Kraft Fh durch einen Pfeil mit der Bezeichnung "Fh" dargestellt, wobei
besagter Pfeil die Richtung der Kraft Fh andeutet, wie sie auf das
zweite Gleitglied 454b durch den zweiten Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkt 457b wirkt.
Eine Gleitgliedwirkungslinie 456 ist dargestellt, welche
durch die Zentren des zweiten Gleitglied-zu-Gleitblock-Angelpunkts 457b und
des zweiten Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkts 459b verläuft. Ein
Bahnlinie-zu-Gleitglied-Winkel θ zeigt das
Winkelverhältnis
zwischen dem zweiten Gleitglied 454b und der Bahnlinie 449.
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In 4B hat,
wenn die Stütze 340 des
freien Endes teilweise ausgefahren ist, der Bahnlinie-zu-Gleitglied-Winkel θ einen positiven
Wert (über der
Bahnlinie 449 angewinkelt), die Gleitgliedwirkungslinie 456 befindet
sich über
dem Zentrum der Drehantriebswelle 453, und daher ist eine
resultierende vertikale Kraftkomponente Fv, die auf den zweiten
Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkt 459b wirkt,
aufwärts
gerichtet, wie durch den mit "Fv" bezeichneten Pfeil
dargestellt. Es ist ersichtlich, dass eine aufwärts gerichtete Kraft Fv der Rotation
des Drehgliedes 452 in der Richtung 455 entgegensteht. Mit
anderen Worten, wenn sie nicht von dem Drehantrieb 350 überwunden
wird, wird eine aufwärts
gerichtete Kraft Fv dazu neigen, die Stütze 340 des freien Endes
einzufahren.
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In 4C ist
die Stütze 340 des
freien Endes im Wesentlichen voll ausgefahren. Ein Ausfahranschlag 462 verhindert,
dass das Drehglied 452 in der Richtung 455 weiter
rotiert als gezeigt. Beispielsweise wird eine Kante 461 des
zweiten Gleitgliedes 454b gegen den ersten Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkt 459a angeschlagen.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass der Ausfahranschlag 462 so
positioniert ist, dass das Antriebsgestänge 460 gestoppt wird
(einen Haltepunkt erreicht), wenn das Drehglied 452 weit
genug rotiert ist, um in einem „Überfahr"-Stand zu sein. Mit anderen Worten,
der Bahnlinie-zu-Gleitglied-Winkel θ hat null Grad durchlaufen
und wird bei ein paar Grad in der negativen Richtung (angewinkelt
unterhalb der Bahnlinie 449) angehalten, sodass die Gleitgliedwirkungslinie 456 sich
unterhalb des Zentrums der Drehantriebswelle 453 befindet
und daher eine resultierende vertikale Kraftkomponente Fv, die auf
den zweiten Drehglied-zu-Gleitglied-Angelpunkt 459b wirkt,
abwärts gerichtet
ist, wie durch den mit "Fv" bezeichneten Pfeil
in 4C gezeigt. Es ist ersichtlich, dass eine abwärts gerichtete
Kraft Fv die Rotation des Drehgliedes 452 in die Richtung 455 unterstützen wird.
Mit anderen Worten, selbst wenn der Drehantrieb 350 nicht
energiebeaufschlagt ist, wird eine abwärtsgerichtete Kraft Fv, die
aus der horizontalen Kraft Fh resultiert (welche aus der Kraft F
resultiert, die Wiegen 343 von dem Ringlager 324 des
freien Endes wegdrückt),
so wirken, dass sie die Antriebsgestänge 460 gegen den Ausfahranschlag 462 hält, wodurch
die Stütze 340 des
freien Endes in einem ausgefahrenen Stand gehalten wird, wodurch
das freie Ende 323 der Reifenbautrommel 320 stabilisiert
wird. Es ist ersichtlich, dass das vollständigste Ausfahren der Stütze 340 des
freien Endes stattfindet, wenn der Winkel θ von Bahnlinie zu Gleitglied
gleich null Grad ist, so sind die Wiegen 343 vorzugsweise
vollständig
im Eingriff mit dem Ringlager 324 des freien Endes, gerade
bevor (z.B. 1 bis 2 Grad bevor) der Winkel θ von Bahnlinie zu Gleitglied
gleich null Grad ist, und vorzugsweise liegt die Größenordnung
des Überfahrens zu
dem Anschlagpunkt gerade nachdem (z.B. 1 bis 2 Grad nachdem) der
Winkel θ von
Bahnlinie zu Gleitglied gleich null Grad ist.