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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Formen eines ringförmigen Produkts, insbesondere eines Produkts
zur Verwendung im Reifenbau.
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Allgemein wird bei dem Bauprozess eines pneumatischen
Radialreifens ein ringförmiges Produkt um eine Trommel geformt,
indem solche Bestandteile wie Breakers, Verstärkungsgürtel
und Laufflächen zusammengefügt werden, und das ringförmige
Produkt (hier allgemein als "Produkt" bezeichnet, kann
richtiger als "Prozeß- oder Zwischenprodukt" bezeichnet
werden) wird dann an eine Karkasse angefügt oder eingefügt,
die auf einer anderen Trommel vorgefertigt ist, um einen
grüne Reifen zu erzeugen.
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Der konventionelle Prozeß und die konventionelle Vorrichtung
ist in Fig. 4 gezeigt und umfaßt eine Trommelwelle 1
Rotationstrommel 2, die in Schnittansicht der Trommel in eine
Vielzahl von Trommelsegmenten 3 geteilt ist, von denen jedes
eine Sektorform aufweist. Jedes Segment 3 wird von einem
Träger 4 um die Welle 1 getragen und ist mittels eines
Luftbalgs 5 radial rückziehbar ausgeführt. Jedes Segment 3
ist ebenfalls mit einer Eingriffsvorrichtung 6 an jedem
Längsende der Trommel versehen, um mit einem winkligen Rand
eines Steuerrings 7 in Eingriff zu treten, wenn der Balg 5
wie in der unteren Hälfte der Fig. 4 gezeigt, aufgeblasen
ist. Infolgedessen kann der Betrag der Aufblähung oder
radialen Expansion X durch den Balg 5 gesteuert werden.
Infolgedessen muß die konventionelle Vorrichtung die Steuerringe 7
aufweisen, um die erforderliche Umfangslänge im expandierten
Zustand (oder die radiale Expansion X) zu realisieren, aber
diese Länge wird stark durch die Genauigkeit der
maschinellen Bearbeitung der Steuerringe 7 bei ihrer Herstellung
beeinflußt. In den meisten Fällen werden große Abweichungen
und Fehler gefunden.
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Wenn weiterhin eine Änderung in der Umfangslänge
erforderlich ist, wird es nötig, die Steuerringe 7 zu demontieren
und zu ersetzen, und daher ist es notwendig, eine Anzahl
solcher Ringe vorzubereiten, um mit den Längenänderungen
fertig zu werden. Daraus ergeben sich die Nachteile, daß ein
unwirtschaftlicher, das heißt teuerer Bestand von Steuerringen
7 unterschiedlicher Längen benötigt wird, und daß eine lange
Wartezeit aufgrund der notwendigen Ring-Austauscharbeit
benötigt wird.
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Die frühere Patentveröffentlichung US-A-3 873 398 offenbart
eine Reifenlagenbandbauvorrichtung mit einer auf einer
feststehenden Basis gelagerten Hauptrotationswelle, einer
Lagenband-Aufbautrommel bestehend aus einer Vielzahl von
gewölbten Segmenten, die zusammen die Trommeloberfläche
definieren, einem Mechanismus, der die gewölbten Segmente auf der
Rotationswelle in einer Weise trägt, die es ihnen
gleichzeitig ermöglicht, sich radial zu bewegen und dabei den
Durchmesser der Trommeloberfläche zu variieren, und mit
Trommeldurchmesser-Steuermitteln. In dieser früheren Vorrichtung
befindet sich jedoch das Trommeldurchmesser-Steuermittel axial
benachbart zu der Hauptrotationswelle und trägt dabei zu der
gesamten axialen Länge der gesamten Vorrichtung bei und
erhöht den Arbeitsraum, der für den Gebrauch der Vorrichtung
bei der Reifenproduktion benötigt wird.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
zum Formen eines ringförmigen Produktes vorzustellen, die es
ermöglicht, sicher und leicht verschiedene Umfangslängen
oder gewünschte radiale Längen einzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum
Formen eines ringförmigen Produkts eine Trommelwelle, eine
Verjüngungsstruktur, deren Radius sich axial verjüngt, die
auf der Trommelwelle axial vergleitbar angebracht ist, ein
Gleitantriebsinittel zum axialen gleitenden Verschieben der
Verjüngungsstruktur, eine um eine äußere Fläche der
Verjüngungsstruktur angeordnete Trommel, die sich in Antwort auf
eine Gleitbewegung der Verjüngungsstruktur radial
zusammenzieht, und ein Lageeinstellmittel, das umfaßt einen Anschlag
zur Begrenzung der axialen Lage der Verjüngungsstruktur um
den Betrag der radialen Expansion festzulegen, und einen
Schraubmechanismus zur Regulierung der axialen Lage des
Anschlages, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schraubmechanismus axial innerhalb eines zentralen Kernes der Trommel
angeordnet ist, und daß ein Rotationsantriebsmittel zum
Rotatieren des Schraubmechanismus' vorhanden ist.
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Mittels dieses Mechanismus' wird die Verjüngungsstruktur
axial, das heißt in Längsrichtung der Gleitmittel bewegt, so
daß diese in einer Richtung erfolgende Bewegung der
Verjüngungsstruktur den Trommeldurchmesser vergrößert oder
expandiert, und umgekehrt die andere Richtung und Bewegung
derselben den Trommeldurchmesser verkleinert oder zusammenzieht.
Während dieser Bewegung legt oder setzt das
Lageeinstellmittel die Lage zum Anhalten der Verjüngungsstruktur fest, so
daß sich in der angehaltenen Lage die gewünschte
Durchmesserlänge der Trommel ergibt.
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Infolgedessen ist mit der Vorrichtung eine erste Einstellung
einer Umfangslänge der Trommel, das heißt eine Einstellung
eines Trommeldurchmessers und Änderungen desselben auf
einfache und sichere Weise möglich. Die Gleitantriebsmittel
können eine hydraulische Zylindervorrichtung umfassen. Die
Trommel umfaßt vorzugsweise eine Vielzahl von geteilten und in
Umfangsrichtung angeordneten Segmenten, ein Paar
Trägerflansche, die an der Trommelwelle an zwei Axial- oder
Längspositionen mit einem vorbestimmten, dazwischenliegendem Abstand
befestigt sind und die mit Führungsmitteln versehen sind,
die radial auf den inneren gegenüberliegenden Flächen
laufen, und Trommelsegmentträger, die in Umfangsrichtung
entsprechend der Trommelsegmente geteilt sind, wobei jeder
Segmentträger eine innere vertiefte Fläche aufweist, die im
wesentlichen komplementär zu der äußeren Verjüngungsfläche
der Verjüngungsstruktur geformt ist, und die mit Hilfe der
Führungsmittel radial rückziehbar ist und mit der äußeren
Fläche der Verjüngungsstruktur mit Hilfe einer Vorrichtung,
die später erwähnt wird, kontaktierbar ist.
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Vorzugsweise ist eine Führungsschiene auf der äußeren Fläche
der Verjüngungsstruktur vorgesehen und ein Schlitten ist auf
der inneren Fläche des Segmentträgers vorgesehen, wobei der
Schlitten und die Führungsschiene gleitend miteinander in
Eingriff stehen.
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Das Schlittenantriebsmittel kann umfassen einen Stempel, der
an der äußeren Fläche der Trommelwelle befestigt ist, einen
Leistungszylinderkörper, der gleitfähig auf der Trommelwelle
angebracht ist und in dem der Kolben untergebracht ist, und
einen Stab, der an dem Zylinderkörper befestigt ist und den
Zylinderkörper mit der Verjüngungsstruktur verbindet.
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Der Anschlag kann innerhalb der Trommel angebracht sein und
kann entlang der Trommelwelle vergleitbar sein, so daß der
Anschlag das Vorderende der Verjüngungsstruktur kontaktiert
oder von diesem entfernt ist. Weiterhin kann der Anschlag
mit einem Stab verbunden sein, der sich durch die Außenseite
der Flanschwand erstreckt und das Erstreckungsende ist mit
einem anderen Flansch verbunden, der sich außerhalb befindet
und dieser äußere Flansch oder Einstellflansch ist mit dem
Schraubmechanismus verbunden, wie dies später deutlich wird.
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Der Schraubmechanismus umfaßt vorzugsweise einen
Einstellstab,
Schraubenmutter und Schraube, Welle. Der Einstellstab
kann mit einem Ende mit einer Mitte des Einstellflansches
mit axialer Bewegbarkeit und mit relativer Rotierbarkeit
verbunden sein, so daß es dem Einstellstab erlaubt ist, zu
rotieren, und diesem Stab und dem Einstellflansch ist erlaubt,
sich gemeinsam in Axialrichtung zu bewegen. Der Einstellstab
kann mit dem anderen Ende durch Einsetzen in einen zentralen
gebohrten Raum der Hauptwelle mit axialer Bewegbarkeit und
ohne relative Rotierbarkeit verbunden sein. Die
Schraubenmutter ist an einer in dem anderen Ende des Einstellstabes
ausgebildeten Zentralbohrung befestigt, und die
Schraubenwelle steht mit der Schraubenmutter in Eingriff und ist
durch Einsetzen in eine Mitte der Hauptwelle rotierbar
verbunden, und daß andere Ende der Schraubenwelle ist mit
dem von einem Motor gebildeten Antriebsmittel verbunden.
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Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden Beschreibung mittels Beschreibung anhand nur
eines Beispieles von Ausführungsformen der Erfindung in
Verbindung mit den beigefügten diagrammartigen Zeichnungen
deutlich, in denen:
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Fig. 1 eine Längs-Schnittansicht der Trommel und
ihrer näheren Umgebung von einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem
zusammengezogenen Zustand ist.
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Fig. 2 eine Längs-Schnittansicht des Basisteils,
das sich von der linken Seite in Fig. 1
erstreckt, ist.
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Fig. 3 eine Ansicht von Fig. 1 ist, die den
expandierten Zustand der Trommel zeigt.
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Fig. 4 eine Schnittansicht ist, um den Stand der
Technik zu erläutern.
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In den Fig. 1 und 2 weist eine rohrförmige Hauptwelle 8 ein
feststehendes Ende auf, das nicht rotierbar an einem
feststehenden Hauptrahmen 9 angebracht ist, und eine
Trommelwelle 10 ist rotierbar um die Hauptwelle herum angebracht.
Entlang der Trommelwelle 10 sind in der Nähe des
feststehenden Endes eine Rolle 11 angebracht; eine
Verjüngungsstruktur 12, ein Anschlag 13, eine Trommel 14 an dem anderen
Endteil und ein Leistungszylinder 15 bilden an
zwischenliegenden Orten ein Gleitantriebsmittel.
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Die Verjüngungsstruktur 12 umfaßt einen inneren vertieften
Kegelstumpf und ist auf der Trommelwelle 10 längs oder axial
gleitfähig auf einer Führung 16 geführt angebracht und von
der Trommel 14 umgeben. Die Trommel 14 ist in
Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Trommelsegmenten 17 unterteilt,
von denen jedes ein Sektor ist, und jedes Segment 17 wird
von innen durch einen Segmentträger 18 unterstützt.
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Zu beachten ist, daß die Trommel 14 und die Trommelträger 18
jeweils in Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Segmenten
geteilt sind, obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt
ist, und die Art dieser Anordnungen ist der Fig. 2 der
europäischen Patentanmeldung Nr. 0 468 718 A2 (Tag der
Veröffentlichung 29.01.92) ähnlich.
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Auf der Trommelwelle 10 sind ein Paar Trägerflansche 19, 20
an zwei in axialer Richtung der Segmentträger 18
beabstandeten Stellen feststehend errichtet, und Führungsmittel 21, 22
sind vorgesehen, die auf jeder inneren Fläche der Flansche
19, 20 verlaufen. Mit Hilfe der Führungsmittel 21, 22 wird
jeder Segmentträger 18 derart getragen, daß er zwischen den
Flanschen 19, 20 radial gegenüber diesen zurückziehbar ist.
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Auf der inneren Fläche eines jeden Segmentträgers 18 ist ein
Schlitten 23 angebracht, und jeder Schlitten 23 ist
ausgelegt, gleitend mit einer Führungsschiene 24 in Eingriff zu
stehen, die auf der äußeren Fläche der Verjüngungsstruktur
12 gebildet ist, wobei diese Anordnungen das radiale
Zurückziehen der Segmentträger 18 und infolgedessen der
Trommelsegmente 17 in Antwort auf eine axial gleitende Bewegung der
Verjüngungsstruktur 12 ermöglichen.
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Der Leistungszylinder 15 zum Antrieb der Verjüngungsstruktur
12 - um axial oder in Längsrichtung auf dem Trommelschaft 10
zu gleiten - umfaßt einen an der Trommelwelle 10 fixierten
Kolben 25 und einen Zylinderkörper 26, der gleitfähig auf
der Trommelwelle angebracht ist, in der der Kolben 25
untergebracht ist. Ein Stab 27 ist an dem Zylinderkörper 26
befestigt. Eine Vielzahl dieser Leistungszylinder 15 ist um
den Umfang angeordnet und hydraulisches Fluid wird jeder
Kammer 28, 29 der Zylinder 15 über Öldurchführungen 30 und
31 zugeführt, die in der Hauptwelle 8 und Trommelwelle 10
ausgebildet sind. Die Stäbe 28 erstrecken sich durch Löcher,
die durch die Flanschwand 19 vorgesehen sind.
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Ein Anschlag 13 ist vorgesehen, der ein Lageeinstellmittel
zur Steuerung, wo die Verjüngungsstruktur anzuhalten hat,
umfaßt. Der innerhalb der Trommel 14 positionierte Anschlag
13 umfaßt einen Ring, der um die Trommelwelle 10 herum
angebracht ist, er befindet sich zwischen dem Vorderende der
Verjüngungsstruktur 12 und dem Trägerflansch 20, und er ist
durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten
Stäben 32 mit dem außerhalb liegenden Flansch 33 verbunden.
Der Flansch 33 ist in seiner Mitte durch ein Lager 60
drehbar gehalten, das an dem vorderen Ende eines Einstellstabes
35, der einen Kugelschraubenmechanismus 34 enthält,
angebracht ist.
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Der Kugelschraubenmechanismus 34 ist vorgesehen, um die
axiale Lage des Anschlages 13 mittels eines innerhalb der
Hauptwelle 8 angeordneten Antriebsmittels 50 (siehe Fig. 2) zu
regeln. Dieser Mechanismus 34 umfaßt einen Schraubenstab 36
und Kugelmutter 37, die mit dem Schraubenstab 36 in Eingriff
steht, so daß der Schraubenstab 36 von einem ersten zweiten
Rückhaltezylinder 39 und 40, der innerhalb der Welle 8
befestigt ist, zusammen mit der Hilfe eines Lagers 41
getragen ist, um lediglich eine Rotation zu ermöglichen. Die
Schraubenmutter 37 ist an dem Einstellstab 35 befestigt und
der Einstellstab 35 ist in dem ersten Rückhaltezylinder 39
angebracht und von Kugeln 42 getragen, um eine axiale
Bewegung zu ermöglichen. Die Schraubenwelle 36 ist durch
Rotationsantriebsmittel, die eine Kupplung 43 und eine
Antriebswelle 44 sind, mit einem Motor 50 verbunden. Der
Motor 50 ist auf der Basis 45 angebracht und mit einem Ende
der Hauptwelle 8 verbunden. An dem selben Ende der Welle 8
ist eine elektromagnetische Bremse 46 zur Steuerung der
Welle 44 angebracht.
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Ein Lagergehäuse 47 ist an dem Trägerflansch 20 befestigt,
und in dem Lagergehäuse 47 befindet sich eine
Lagervorrichtung 48 für die Welle 8.
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Im Betrieb wird zuerst die benötigte Umfangslänge um die
Trommel 14 berechnet und in einem Tischcomputer
vorgespeichert, und in Antwort auf Dateneingänge, die für die
Umfangslängen stehen, werden Steuerdaten für den Motor 50
vorbereitet, so daß der Motor 50 wie gewünscht arbeitet, um die
verjüngungsstruktur 12 gleitend zu verschieben, bis der
Anschlag 13 wirksam wird.
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In der Praxis ist die elektromagnetische Bremse 46
ausgeschaltet und der Motor 50 arbeitet, so daß die
Schraubenwelle 36 um den berechneten Betrag rotiert, so daß der
Einstellstab
35 mit Hilfe der Kugelmutter 37 in die von dem Pfeil a
oder b in Fig. 1 gezeigte Richtung verschoben wird. Der
Flansch 33 bewegt sich gemeinsam mit dem Einstellstab 35 in
die Pfeilrichtung a oder b und infolgedessen bewegt sich der
Anschlag 13 in die Pfeilrichtung a oder b. Dann, wenn der
Motor 50 anhält wird die elektromagnetische Bremse 46
verwendet, um die Antriebswelle 44 anzuhalten, und der Anschlag 13
legt die Stelle fest, an der die Lage des Anschlages
aufgrund des Kugelschraubenmechanismus' 34 mit Sicherheit
gehalten ist.
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Wenn dann Hydraulikfluid den Kammern 29 zugeführt wird
beginnt der Zylinderkörper, sich in die Richtung des Pfeiles A
zu bewegen und drückt seinerseits die Verjüngungsstruktur 12
in Pfeilrichtung A. Durch die Tätigkeit der Führungsschienen
24 und des Schlittens 23 wird jeder Segmentträger 18 und
infolgedessen jedes Trommelsegment 17 radial nach außen
bewegt. Die Expansion beginnt in Richtung des Pfeils C und
bildet zusammengefügt eine vergrößerte Trommel 14. Wenn dann,
wie in Fig. 3 gezeigt, die Verjüngungsstruktur 12 an den
Anschlag 13 anschlägt und anhält, ist die Trommel 14 mit der
geforderten Umfangslänge versehen. Dann ist der Betrieb zur
Aktualisierung der vorgesehenen Länge beendet.
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Wie zu erkennen, wird auf die konventionellen Steuerringe 7
zur Begrenzung des Trommeldurchmessers verzichtet, und daher
wird ein unökonomischer Bestand zur Ermöglichung
unterschiedlicher Umfangslängen eingespart. Im Vergleich zu einem
physischen Wechsel der Kontrollringe 7 werden die Einstellungen
unterschiedlicher Umfangslängen und Änderungen derselben
wesentlich erleichtert und es wird eine höhere
Arbeitseffizienz erhalten. Da der Motor 50 und der
Kugelschraubenmechanismus 34 die Einstellung der Umfangslängen ermöglichen,
werden unterschiedliche Längen der ringförmigen Produkte
ohne stufenweise Beschränkungen ermöglicht. Wenn ein
Computer
eingesetzt wird, um die Längen einzustellen, können
Längen, die einmal in der Vergangenheit durch Maße
eingestellt wurden, einfach durch Angabe der Produktcode
abgerufen werden. Die Verwendung des Kugelschraubenmechanismus' 34
ermöglicht nach der Einstellung ein lang anhaltende
Beibehaltung einer hohen Genauigkeit, so daß eine Abweichung
oder ein Fehler zwischen der eingestellten Länge und der
realen Länge des Produktes bis auf 1 mm verkleinert werden
kann. Zusätzlich wird eine hohe Zuverlässigkeit erreicht.
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Zurückkommend auf den Betrieb, wenn der Zylinderkörper 26
der Zylindervorrichtung 15 in Richtung des Pfeiles B
gleitend verschoben wird, liegt die Verjüngungsstruktur 12
gemeinsam dazwischen, so daß der Schlitten 23 und
infolgedessen die Segmente 17 auf der Gleitschiene 24 gleiten und die
Trommel 14 ihrerseits dazu neigt, sich zusammenzuziehen.
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Im Falle des Aufbauvorgangs eines grünen Reifens wird die
Trommel 14 rotiert, um die Breakers, Verstärkungsgürtel und
Laufflächen über der Umfangsfläche der Trommel anzufügen.
Die Rotation der Trommel verursacht die gleich laufende
Rotation des Anschlages 13 und des Flansches 33 um den
Einstellstab 35, aber kein Einfluß gelangt in den
Kugelschraubenmechanismus 34, der in der Hauptwelle 8 untergebracht ist.