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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Reifennutungsgerät und insbesondere auf ein Reifennutungsgerät, in
welchem eine Schneidevorrichtungshalterung unabhängig auf- und
abbewegt werden kann, um Laufflächennuten mit verschiedener
Tiefe mittels einer Schneidevorrichtung der erforderlichen
Gestalt und Größe zu schneiden.
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Herkömmlicherweise wird die Arbeit, einen Reifen für den
Versuch und eine Produktion begrenzten Maßstabs mit Nuten zu
versehen, das heißt, die Laufflächenprofilnuten in einem
ebenen vulkanisierten Reifen ohne irgendein Laufflächenprofil
auszuschneiden, im allgemeinen durch eine
Handschneidevorrichtung ausgeführt, und dies erfordert Geschicklichkeit und
viel Zeit.
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Unter Berücksichtigung der oben erwähnten Probleme hat die
vorliegende Anmelderin bereits ein Reifennutungsgerät
vorgeschlagen, das als seine Hauptbaumerkmale eine
Schneidevorrichtung, die an einer sich lateral bewegbaren
Tragevorrichtung angebracht ist, welche in parallele und senkrechte
Richtungen in bezug auf eine Reifenhaltewelle bewegt wird,
eine schwenkbare Armhaltewelle, welche sich von der
Tragevorrichtung erstreckt, einen schwenkbaren Arm, der an der
Haltewelle angebracht ist, eine Schneidevorrichtungshalterung,
die schwenkbar am schwenkbaren Arm senkrecht zu dessen Achse
angebracht ist, und eine Schneidevorrichtung aufweist, die
durch das Endteil der Schneidevorrichtungshalterung gehalten
wird, so daß eine Schneideposition der Schneidevorrichtung
angeordnet ist, um sich auf der sich erstreckenden Achse der
Haltewelle zu befinden (Japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichungen
Nr. 54240/1988 und 177232/1986 und
Europäische Patentveröffentlichung EP-A-0 190 914).
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Die französische Patentveröffentlichung FR-A-2 403 183
offenbart ein Reifennutungsgerät, das einen magnetischen Detektor
in Verbindung mit einem Nutschneidemesser schafft. In
Betrieb spricht der magnetische Detektor auf den metallischen
Gürtel in der Reifenkrone an und verursacht eine senkrechte
Bewegung des Schneidemessers, um es daran zu hindern, so
tief in das Laufflächengummi zu schneiden, daß es den
metallischen Gürtel freilegt.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die
Schneideposition der Schneidevorrichtungsmittel einen besonderen
Punkt der Schneidevorrichtung, welcher sich bei einem
Abstand (M) (einschließlich Null) vom untersten Ende der
Schneidevorrichtungshalterung befindet (siehe Figur 3).
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Das Ausschneiden von Laufflächenprofilnuten in einem ebenen
Reifen durch ein Reifennutungsgerät wird ausgeführt, indem
die Schneideposition an die tangentiale Linie
(Verarbeitungs-Standard-Punkt für eine Lauffläche) eines ebenen
Reifens gesetzt wird. Da die Schneideposition der
Schneidevorrichtung immer auf der sich erstreckenden Achse der
schwenkbaren Armhaltewelle gehalten wird, nämlich auf der
tangentialen Linie des ebenen Reifens, wird somit eine Berechnung
des Bewegungsausmaßes der bewegbaren Tragevorrichtung und
des schwenkbaren Arms einfach, ein Programmieren des
Computersteuerungsprogramms wird leicht und ein genaues Ausbilden
von Nuten möglich. Wenn jedoch verschiedene Tiefen von
Laufflächenprofilnuten durch das Reifennutungsgerät
auszuschneiden sind, um beispielsweise tiefere Nuten
auszuschneiden, ist es notwendig, daß die Schneidevorrichtung
gegen eine Schneidevorrichtung längerer wirksamer Länge
ausgetauscht wird. Wenn andererseits Nuten flacher Tiefe
auszuschneiden
sind, ist es notwendig, daß die
Schneidevorrichtung gegen eine Schneidevorrichtung kürzerer wirksamer
Länge ausgetauscht wird. Dies verursacht ein Problem
dahingehend, daß der Betrieb des Reifennutungsgeräts nicht mehr
einfach ist. Falls verschiedene Tiefen von
Laufflächenprofilnuten zu schneiden sind, ohne die Schneidevorrichtung
auszutauschen, tritt darüber hinaus eine Verschiebung zwischen
der Schneideposition und dem Verarbeitungs-Standard-Punkt
für die Lauffläche auf (siehe Figur 8B). Falls eine Nut,
deren Zentrumslinie parallel zur Zentrumsvertikallinie der
Reifenlauffläche verläuft, als ein Zickzackverlauf auf der
Reifenoberfläche ausgeschnitten wird, werden sich in solch
einem Zustand die Zickzack-Steigungen aufeinanderfolgender
Nuten voneinander unterscheiden. Wenn Nuten, deren vertikale
Zentrumslinie zur zentralen vertikalen Linie der
Reifenlauffläche geneigt ist, ausgeschnitten werden, ist es nicht
möglich, eine Ausschneidegenauigkeit aufrechtzuerhalten, da das
Zentrum der Nut nicht mit dem Verarbeitungs-Standard-punkt
der Lauffläche zusammenfällt.
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Demgemäß ist es notwendig, das Bewegungsausmaß der
Schneidevorrichtung gemäß dem Grad von Verschiedenheit zwischen der
Schneideposition der Schneidevorrichtung in Gebrauch und des
Verarbeitungs-Standard-Punkts der Lauffläche einzustellen.
Daher gibt es ein Problem, und das Steuerungsprogramm für
eine Schneidevorrichtungsbewegung wird kompliziert.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben
erwähnten Probleme zu lösen und ein Reifennutungsgerät zu
schaffen, worin die Schneidevorrichtungshalteeinheit unabhängig
auf- und abbewegt wird, um Nuten mit verschiedener Tiefe
unter Verwendung einer einzigen Schneidevorrichtung einer
Gestalt und Größe auszuschneiden.
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Demgemäß umfaßt ein Reifennutungsgerät der vorliegenden
Erfindung eine Reifenhalteeinheit, die eine Reifenhaltewelle
einschließt, die ausgebildet ist, um einen Reifen drehbar zu
halten, eine Tragevorrichtung, die Mittel zum Bewegen der
Tragevorrichtung parallel zur Reifenhaltewelle einschließt,
einen Block, der auf der Tragevorrichtung angebracht ist,
und Mittel, die wirksam mit dem Block verbunden sind, um den
Block in die vertikale Richtung zu bewegen, eine Blockwelle,
die sich von dem Block erstreckt und durch diesen drehbar
gehalten wird, ein schwenkbares Armbauteil, das schwenkbar an
einem Endteil durch die Blockwelle gehalten wird, und eine
Schneidevorrichtung, die durch eine
Schneidevorrichtungshalteeinheit gehalten wird und am anderen Endteil des
schwenkbaren Armbauteils angeordnet ist, und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Schneidevorrichtungshalteeinheit Mittel
einschließt, um die Schneidevorrichtungshalteeinheit unabhängig
in eine Richtung senkrecht zur Achse der Blockwelle zu
bewegen, die sich von dem Block erstreckt, um die
Schneidevorrichtung übereinstimmend mit der Achse der Blockwelle zu
Positionieren.
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In dem Reifennutungsgerät der vorliegenden Erfindung kann,
da die Schneidevorrichtungshalteeinheit, die unabhängig
aufund abbewegt wird, am freien Endteil des schwenkbaren Arms
angebracht ist, die Tiefe einer Laufflächenprofilnut
eingestellt und die Schneideposition der Schneidevorrichtung
willkürlich festgesetzt werden, ohne den Block vertikal zu
bewegen und ohne Schneidevorrichtungen auszutauschen und ohne
die Notwendigkeit für ein Programm, um das Bewegungsausmaß
der Schneidevorrichtung zu korrigieren.
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Die Erfindung wird nun mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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Figur 1 eine Seitenansicht eines Reifennutungsgeräts
einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung
ist,
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Figur 2 eine Vorderansicht des in Figur 1 gezeigten
Reifennutungsgeräts ist,
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Figur 3 eine teilweise vergrößerte Ansicht der
Schneidevorrichtungshalteeinheit des in
Figur 1 gezeigten Nutungsgeräts ist,
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Figur 4 eine Schnittansicht ist, die entlang der
Linie I-I der Figur 3 vorgenommen ist,
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Figur 5 eine Teilschnittansicht der
Schneidevorrichtungshalteeinheit für das Nutungsgerät einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist,
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Figur 6 eine Seitenansicht eines herkömmlichen
Reifennutungsgeräts ist,
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Figur 7 eine Vorderansicht des in Figur 6 gezeigten
Nutungsgeräts ist,
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Figuren 8A
und 8B erklärende Darstellungen der
Schneidevorrichtungsposition zum Ausschneiden sind.
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In den Figuren 1 und 2 bezeichnet Ziffer 1 eine Basis,
Ziffer 2 eine Reifenhalteeinheit, Ziffer 3 eine lateral
bewegbare Tragevorrichtung, Ziffer 4 einen schwenkbaren Arm,
Ziffer 5 eine Schneidevorrichtungshalteeinheit, Ziffer 6 eine
Schneidevorrichtung und Ziffer 7 einen Reifen.
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Die Reifenhalteeinheit 2 ist auf der Basis 1 angebracht und
weist einen Reifen 7 auf einer Reifenhaltewelle 21 auf. Der
Reifen 7 kann durch ein Untersetzungsgetriebe (nicht
gezeigt) und einen Motor 22 gedreht werden. Ziffer 23 stellt
einen Reifenklemmgriff dar.
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Die lateral bewegbare Tragevorrichtung 3 wird in die
transversale Richtung parallel zur Reifenhaltewelle 21 (d.h. die
Y-Achsenrichtung) auf einer Schiene 31 parallel zur
Reifenhaltewelle 21 bewegt mittels eines Motors und einer
Schraube, welche nicht gezeigt sind. Ziffer 32 stellt einen
vertikal bewegbaren Block dar, welcher auf der lateral bewegbaren
Tragevorrichtung 3 gehalten und entlang Führungswellen 33 in
die vertikale Richtung (d.h. in die Z-Achsenrichtung) bewegt
wird durch eine mit einem Gewinde versehene Welle, die durch
einen Motor 34 gedreht wird.
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Die lateral bewegbare Tragevorrichtung 3 kann senkrecht zur
Achse der Reifenhaltewelle 21, nämlich in die Hin- und Her-
Richtung zum Reifen 7 (d.h. die X-Achsenrichtung) auf
Schienen 36 auf der Basis 1 entlang eines Führungsstabs 37 bewegt
werden mittels eines weiteren Motors und einer
Schraubenwelle (nicht gezeigt). Somit kann der Grad der
Bewegungsfreiheit erhöht werden, wenn ein Reifen großer Größe mit Nuten
versehen wird.
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Eine schwenkbare Armhaltewelle 38 erstreckt sich von der
Seite des vertikal bewegbaren Blocks 32 und besitzt eine Achse
39, welche mit der Schneideposition P der
Schneidevorrichtung 6 zusammenfällt. Dies erlaubt eine Bewegung der
Schneidevorrichtung 6 entlang der Z-Achse, begleitet durch
die Auf- und Abbewegung der Schneidevorrichtung in die
X-Achsenrichtung senkrecht zur Reifenhaltewelle 21, wobei
die Welle um die Achse 39 herum durch ein
Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) in die Richtung, die durch einen
Pfeil A in Figur 2 angezeigt wird, mittels eines Motors
(nicht gezeigt) im vertikal bewegbaren Block 32 gedreht
wird, um die Richtung der Schneidevorrichtung 6 zu
regulieren mit dem gewünschten Winkel für die gekrümmte
Oberfläche der Reifenlauffläche. Es ist besonders wünschenswert,
daß die Achse 39 mit der tangentialen Linie des ebenen
Reifens zusammenfällt.
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Wenn die Schneideposition der Schneidevorrichtung 6 mit der
Achse 39 der schwenkbaren Armhaltewelle 38 wie oben
beschrieben zusammenfällt, muß, da die Schneideposition mit dem
Zentrum der Bewegung zusammenfällt, das Bewegungsausmaß der
Schneidevorrichtungsspitze lediglich durch Multiplizieren
des gedrehten Winkels mit dem Abstand von der
Schneideposition der Schneidevorrichtung 6 zur Spitze berechnet
werden, und eine Programmierte Steuerung kann leicht durch
einen Computer durchgeführt werden.
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Nachstehend wird die Schneidevorrichtungshalteeinheit 5
ausführlicher beschrieben.
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Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, umfaßt die
Schneidevorrichtungshalteeinheit 5 einen
Schneidevorrichtungshalteeinheitskörper 51, eine drehbare Welle 52, die sich vom Boden
des Körpers 51 erstreckt, einen Schneidevorrichtungshalter
53, der mit dem unteren Ende der drehbaren Welle 52
verbunden ist, Haltestücke 54, die senkrecht zu der Seite
angebracht sind, die dem schwenkbaren Arm 4 gegenüberliegt, und
einen Vertikalbewegungsmechanismus 55. Der
Vertikalbewegungsmechanismus 55 umfaßt ein U-förmiges Rahmenelement
59 mit einer Schraubenwelle 56 und parallel dazu einer
Führungswelle 58 am äußeren Abschnitt des Zentrums des
U-förmigen Rahmenelements 59. Zwei Haltestücke 54 sind in Figur 3
vorgesehen, aber die Anzahl der Haltestücke 54 ist nicht auf
2 beschränkt. Falls es groß genug ist, um das Gewicht der
Schneidevorrichtungshalteeinheit 5 zu halten, und die
Schneidevorrichtungshalteeinheit 5 in die vertikale Richtung mit
der gewünschten Genauigkeit bewegt, kann irgendeine
Haltestückanordnung verwendet werden. Die Haltestücke 54 besitzen
ein Gewindeloch und ein Durchgangsloch wie in Figur 4
gezeigt. Das Gewindeloch befindet sich in Eingriff mit der
Schraubenwelle 56, und die Führungswelle 58 ist in das
Durchgangsloch eingesetzt. Da von der Schraubenwelle 56 gefordert
wird, die Schneidevorrichtungshalteeinheit mit hoher
Genauigkeit zu positionieren, beispielsweise 0.1mm, wird eine
Kugelumlaufspindel verwendet. Die Schraubenwelle 56 wird durch
ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) mittels eines
Motors 57 angetrieben, der durch ein Positionseinstellprogramm
oder durch einen digitalen Schalter gesteuert wird, der
getrennt vorgesehen und mit dem oberen Ende der Schraubenwelle
verbunden ist. Für den Motor 57 wird ein Servomotor für eine
Steuerung hoher Genauigkeit verwendet. Die Schraubenwelle 56
kann um die gewünschte Anzahl von Umdrehungen durch den
Servomotor 57 gedreht werden, und dadurch kann die
Schneidevorrichtungshalteeinheit 5 unabhängig um einen vorbestimmten
Abstand bewegt werden, und dies stellt die Schneide- oder
Ausschneidetiefe der Schneidevorrichtung 6 ein, die am unteren
Endteil der Schneidevorrichtungshalteeinheit 5 angebracht
ist. Die Schneideposition der Schneidevorrichtung wird in
die Aufwärts-(Abwärts-)Richtung gemäß der
Abwärts-(Aufwärts-)Bewegung der Schneidevorrichtung 6 bewegt, so daß sie
immer mit der Achse der Welle 35 zusammenfällt. Demgemäß
kann die Ausschneidetiefe leicht verändert und genaue
Laufflächenprofile geschnitten werden.
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Darüber hinaus kann die drehbare Welle 52 durch ein
Untersetzungsgetriebe in die Richtung gedreht werden, die durch
einen Pfeil B angezeigt wird, mittels eines Motors, der im
Schneidevorrichtungshalteeinheitskörper 51 (siehe Figur 3)
vorgesehen ist, und erlaubt dadurch Veränderungen in der
Arbeitsrichtung der Schneidevorrichtung 6, die im
Schneidevorrichtungshalter 53 gehalten wird, so daß irgendwelche
gewünschten Laufflächenprofile geschnitten werden können.
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Figur 5 ist eine Schnittansicht des Hauptteils einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist
eine Schneidevorrichtungshalteeinheit 5A auf dem schwenkbaren
Arm 4 angebracht. Die Seite des
Schneidevorrichtungshalteeinheitskörpers 51A ist am freien Endteil des schwenkbaren Arms
4 fixiert. Ein Kastenkörper 54A ist innerhalb des Körpers
51A angebracht. Ein Halteelement 541 ist nahe dem Zentrum
des inneren Teils des Kastenkörpers 54A vorgesehen. Ein
Schraubenmutterelement 542 und eine sich drehende Hülse 543
sind auf dem haltenden Element 541 angebracht. Das
Schraubenmutterelement 542 befindet sich in Eingriff mit einer
Schraubenwelle 56A, die drehbar durch den Boden des Körpers
51A gehalten wird, steht durch den Kastenkörper 54A hindurch
vor und erstreckt sich zur oberen Fläche des Körpers 51A.
Das obere Ende der Schraubenwelle 56A ist mit einem Motor
57A verbunden, der ein Untersetzungsgetriebe aufweist. Die
Gestalt der Schraubenwelle 56A, die Steigung und der Motor
57A sind auf die gleiche Weise wie in der zuvor erwähnten
Ausführungsform ausgewählt. Die Schraubenwelle 56A wird
durch den Motor 57A gedreht, wodurch der Kastenkörper 54A in
die Aufwärts-(Abwärts-)Richtung entlang der Führungswelle
58A bewegt wird, welche sich vom Kastenkörper 54A erstreckt
und im Körper 51A gehalten wird. Wenn sich der Kastenkörper
54A in die Aufwärts-(Abwärts-)Richtung bewegt, die
Schneidevorrichtung 6, die im Schneidevorrichtungshalter 53A
gehalten wird, der am unteren Ende der drehbaren Welle 52A
angebracht ist, welche mit dem unteren Ende der auf dem
Kastenkörper 54A angebrachten drehbaren Hülse 543 verbunden ist
und sich vom Boden des Kastenkörpers 54A und des Körpers 51A
erstreckt. Darüber hinaus besitzt die drehbare Hülse 543 ein
Loch, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Nuten
longitudinal ausgebildet ist. Die Keilnutenwelle 60A, die sich von
einem Motor 59A mit einem Untersetzungsgetriebe von der
oberen
Fläche des Körpers 51A erstreckt, befindet sich in
Eingriff mit den Nuten. Wenn die Keilnutenwelle 60A durch den
Motor 59A gedreht wird, wird die drehbare Hülse 543, die auf
dem Halteelement 541 durch ein Lager 544 angebracht ist,
ebenfalls gedreht. Die Richtung der Schneidevorrichtung 6
kann durch Drehen der drehbaren Hülse 543 verändert werden.
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Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden
Ausführungsform die Schneidevorrichtung 6 in die vertikale Richtung
bewegt werden, so daß die Schneideposition immer mit der Achse
der Welle 39 zusammenfällt, und somit kann die Achse der
Welle 39 zusammenfallend mit der tangentialen Linie zum ebenen
Reifen gehalten werden. Demgemäß können in der vorliegenden
Ausführungsform die Laufflächenprofile verschiedene
Nutentiefen aufweisen und mittels einer Schneidevorrichtung genau
ausgebildet werden.
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Wie oben beschrieben, kann im Reifennutungsgerät der
vorliegenden Erfindung, da die Schneidevorrichtungshalteeinheit
unabhängig aufwärts und abwärts bewegt werden kann, die Tiefe
der Laufflächenprofilnuten einfach verändert werden, und
darüber hinaus können genaue Laufflächenprofile ausgebildet
werden.