KR100913648B1 - 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 및 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 장치 - Google Patents

트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 및 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 장치 Download PDF

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Abstract

실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지상에 부착하기 위한 미가공 고무의 트레드 스톡(tread stock)을 공급하는 공급 램프(supply ramp)를 사용하여 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법 및 장치는, 공급 램프의 적어도 말단부를 실질적으로 벨트 패키지의 외주에 접한 면을 따라 위치설정하는 단계와, 트레드 스톡의 선단 절단부를 외주면에 접한 면을 따라 공급 램프로부터 벨트 패키지까지 이동시켜 트레드 스톡을 외주면에 부착시키는 단계를 포함한다. 다수의 이송 핀을 각 이송 핀이 가장 가까운 횡방향 외측 연부를 향해 경사지도록 미가공 고무의 트레드 스톡의 양측 연부 내로 아래로 삽입함으로써, 미가공 고무의 트레드 스톡이 상부로부터 유지되어 이동하게 된다. 미가공 고무의 트레드 스톡은 고정되어 절단되며, 그리고 절단날의 뒷면과 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단 단부의 절단면 사이에 쐐기형 공간이 형성되어 미가공 고무의 절단면의 부분적 경화를 방지하도록 초음파 구동 절단날을 사용하여 절단된다. 절단날의 절단 연부는 절단면과 일치하는 제 1 평면을 따라 이동하지만, 절단날의 뒷면은 제 1 평면으로부터 예각을 이루어 전방으로 경사진 제 2 평면과 일치한다.

Description

트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법, 및 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAKING A TREAD-BELT ASSEMBLY}
도 1은 본 발명에 따른 트레드-벨트 패키지를 조립하기 위한 제 1 및 제 2 단 조립 시스템을 포함하는 자동화된 타이어 제조 시스템의 블록 다이어그램,
도 2는 본 발명에 따른 벨트 트레드 패키지의 측면도,
도 3a, 3b 및 3c는 벨트 트레드 조립 기계의 주요 부품의 단순화된 개략도로서, 본 발명에 따른 벨트-트레드 패키지 조립 방법의 단계 순서를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 이송 헤드에 의해 고정된 트레드 스톡(tread stock)의 단부 단면도,
도 5a, 5b 및 5c는 도 3a, 3b 및 3c의 벨트-트레드 패키지 조립 기계의 선택된 요소들의 절단부의 확대도로서, 본 발명에 따른 플런지 커터의 세부를 강조하여 도시한 도면,
도 5d 및 5e는 본 발명에 따른 도 5a, 5b, 및 5c의 플런지 커터를 위한 절단날의 2가지의 변형 실시예의 부분 측면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
108, 230, 330, 530 : 조립 드럼
222, 322, 422, 522 : 고무 벨트 패키지
220, 320 : 벨트 트레드 패키지 224, 324, 524 : 트레드
228a, 328a, 328a', 528a, 528a' : 선단부
228b, 328b, 528 : 후단부 325, 425, 525 : 트레드 스톡
342, 542 : 공급 램프(supply ramp) 350 : 스티칭 롤러
354, 454, 554 : 이송 헤드 360, 560 : 플런지 커터
362, 562 : 누름 롤러 366, 566 : 절단날
458a, 458b, 558b : 이송 핀 570 : 유지 핀
본 발명은 자동화된 공기 타이어 제조 시스템에 관한 것으로서, 특히 트레드-벨트 조립체의 자동 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
전형적으로는, 공기 타이어용의 트레드의 제조 방법은, 하나 이상의 트레드-벨트 또는 "브레이커(breaker)"의 벨트 패키지와 함께 벨트-트레드 패키지를 형성하도록 벨트 위에 붙여지는 트레드를 포함하는 미가공의(미 경화된) 고무로 패키지를 개별적으로 조립하는 것을 포함한다. 벨트는 본질적으로는 신장 불가능하게 되도록 의도되기 때문에, 벨트-트레드 패키지는 제 2 단계의 타이어 제조 기계상에서 개별적으로 형성된 다음, 제 1 단계의 타이어 제조 기계상에서 미리 조립된 미가공 타이어 카커스(tire cacass)에 붙여진다. 그 다음, 타이어 카커스가 벨트-트레드 패키지 내에서 환상(toroid)으로 팽창되고 그리고 전체의 조립체가 경화되어 최종 타이어로 되는 주형으로 이송된다. 이러한 공정의 예는 미국 특허 제 5,141,587 호, 제 5,354,404 호, 제 5,554,242 호, 및 제 6,139,668 호에 개시되어 있다.
벨트-트레드 패키지를 조립할 때, 트레드는 미가공 고무의 연속 스트립인 '트레드 스톡(tread stock)'으로서 공급된다. 연속 스트립은 벨트 패키지를 덮는 폐쇄된 원을 형성하도록 절단 단부끼리 접합하기에 적당한 길이로, 바람직하게는 소정 각도로 절단되어야 한다. 전형적으로는, 벨트 패키지는 원통형 조립 드럼상에 배치되고, 트레드 스톡의 선단부는 이동하여 조립 드럼상의 벨트 패키지의 외주 둘레를 감쌀 수 있도록 적절히 위치설정되어야 한다. 이것의 일예는 유럽 특허 제 0 387 455 호에 개시되어 있다. 이 작업에서 극복해야 할 난제는, 부드럽고 끈적끈적한 트레드 스톡을 유지하는 것과, 트레드 스톡을 공급 릴(supply reel) 또는 컨베이어로부터 벨트 패키지상의 적절한 위치로 이동시키는 것을 포함한다. 이러한 이동은 전형적으로는 트레드 스톡의 선단부를 상승시키게 되고, 그에 따라 시간이 많이 걸리고 또 트레드를 바람직하지 않게 변형시킬 수 있다.
트레드 스톡은 일반적으로 일종의 절단날로 소정의 길이로 절단된다. 현대의 설비는 절단날의 초음파 진동을 이용하여 절단 가공을 향상시켰지만, 이것은 새로운 문제점을 발생시킨다. 날의 초음파 진동은 초음파 구동 날에 접촉하는 임의의 재료에 상당한 열을 발생시킨다. 특히, 트레드 스톡의 절단면이 절단날의 측면에 접촉하는 경우에, 초음파 가열은 미가공 고무의 부분적 경화를 야기시킨다. 절단면을 함께 접합하여 완전한 원형 트레드를 형성해야 하고 그리고 후속적인 타이어 경화 공정 도중에 다른 미가공 고무의 부분적으로 경화된 접합된 면들이 적절하게 함께 융합되지 않을 수도 있기 때문에, 이것은 바람직하지 않다. 절단날과 인접한 절단면 사이에 공기를 불어넣어 이러한 문제점을 부분적으로 해결하는 방법이 공지되어 있다. 소정 각도로 절단하는 날의 경우에, 이것은 트레드 스톡의 절단 단부를 날로부터 멀리 들어 올림으로써 날의 상부에 작용할 것이지만, 날의 하부에는 트레드 스톡이 나아갈 장소가 없으며, 트레드 스톡이 변형되거나 압축되지 않는 한 그것은 날로부터 분리될 수 없다.
본 발명의 목적은, 벨트 패키지의 외주에 부착되고 또 그 외주상에서 함께 접합하기 위한 트레드 스톡의 절단 및 이동에 있어서의 전술한 문제점을 해결함으로써 트레드 제조 공정을 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체의 제조방법은, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지상에 접촉하기 위해 미가공 고무의 트레드 스톡을 공급하도록 공급 램프(supply ramp)를 사용하는 단계와, 미가공 고무의 트레드 스톡을 공급 램프를 따라 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지쪽으로 전진시키는 단계와, 공급 램프의 적어도 말단부를 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접한 평면을 따라 위치설정하는 단계와, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접한 평면을 따라 공급 램프로부터 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지쪽으로 미가공 고무의 트레드 스톡을 이동시킴으로써 실질적으로 원통형의 고무 벨트 패키지의 외주에 미가공의 고무 트레드 스톡을 부착하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제조 방법은, 미가공의 고무 트레드 스톡의 선단 절단부를 이동시키기 위해 미가공의 고무 트레드 스톡을 상부로부터 유지하는 단계와, 미가공 고무의 트레드 스톡을 유지하기 위해 각 전달 핀이 미가공 고무의 트레드 스톡의 가장 가까운 횡방향 외측 연부쪽으로 경사지도록 다수의 전달 핀을 미가공 고무의 트레드 스톡의 양쪽 외측 연부내로 하방으로 삽입하는 단계를 더 포함한다. 각 전달 핀은 20°내지 80°의 각도 범위, 바람직하게는 40°내지 60°의 각도 범위, 가장 바람직하게는 45°의 각도 범위로 경사진다.
본 발명에 따르면, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체의 제조방법은, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지상에 부착하기 위한 미가공 고무의 트레드 스톡을 공급하기 위해 공급 램프를 이용하는 단계와, 미가공 고무의 트레드 스톡을 공급 램프를 따라서 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지를 향해 전진시키는 단계와, 절단날의 뒷면과 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단부의 절단면 사이에 쐐기형의 공간이 형성되도록 초음파 구동 절단날을 사용하여 미가공 고무의 트레드 스톡을 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제조방법은, 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단 단부의 절단면과 일치하는 제 1 평면을 따라 절단날의 절단 연부를 이동시킴으로써 쐐기형의 공간을 형성하는 단계와, 절단날의 뒷면이 제 1 평면으로부터 절단날의 예각(α)만큼 전방으로 기울어진 제 2 평면과 일치하도록 배향하는 단계를 포함하며, 상기 절단날의 각도(α) 범위는 1°내지 15°이내이고, 바람직하게는 3°내지 8°이내이다.
본 발명에 따르면, 상기 제조방법은, 절단날의 앞면과 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단 단부의 절단면 사이에 쐐기형 공간을 형성하도록 공기를 송풍하는 단계와, 다수의 유지 핀을 미가공 고무의 트레드 스톡 내에 삽입함으로써 미가공 고무의 트레드 스톡을 고정시키는 단계를 더 포함한다. 바람직하게는, 다수의 유지 핀이 미가공 고무의 트레드 스톡의 하부로부터 삽입되고, 절단날은 미가공 고무의 트레드 스톡을 위로부터 아래로 절단하며, 절단날에 부착된 롤러는 다수의 고정 핀이 아래로부터 삽입될 때 미가공 고무의 트레드 스톡이 상승하는 것을 방지한다. 선택적으로, 절단날을 보호하기 위해 롤러도 사용된다.
본 발명에 따르면, 상기 제조방법은, 공급 램프의 적어도 말단부를 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접한 평면을 따라 위치설정하는 단계와, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접한 평면을 따라 공급 램프로부터 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지쪽으로 미가공 고무의 트레드 스톡의 절단 선단부를 이동시킴으로써 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 미가공 고무의 트레드 스톡을 부착하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체의 제조장치는, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지상에 부착하기 위한 미가공 고무의 트레드 스톡을 공급하는 공급 램프 수단과, 미가공 고무의 트레드 스톡을 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지를 향해 전진시키는 수단과, 절단날의 뒷면과 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단 단부의 절단면 사이에 쐐기형 공간이 형성되도록 미가공 고무의 트레드 스톡을 절단하는 초음파 구동 절단날을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제조장치는, 미가공 고무의 트레드 스톡의 인접한 절단 단부의 절단면과 일치하는 제 1 평면을 따라 절단날의 절단 연부를 이동시키는 것에 의해서, 그리고 뒷면이 제 1 평면으로부터 절단날의 예각(α)만큼 전방으로 경사진 제 2 평면과 일치하도록 절단날의 뒷면을 배향하는 것에 의해서, 쐐기형 공간을 형성하는 수단을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제조장치는, 미가공 고무의 트레드 스톡 내에 다수의 고정 핀을 삽입함으로써 미가공 고무의 트레드 스톡을 고정하기 위한 다수의 고정 핀을 더 포함한다. 상기 장치는, 미가공 고무의 트레드 스톡의 하부로부터 다수의 고정 핀을 삽입하는 수단과, 절단날을 상부로부터 하방으로 이동시켜 미가공 고무의 트레드 스톡을 절단하는 수단과, 절단날에 부착되어 절단 연부를 보호하고 또한 다수의 고정 핀이 하부로부터 삽입될 때 미가공 고무의 트레드 스톡이 상승하는 것을 방지하는 수단을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 장치는, 공급 램프 수단의 적어도 말단부를 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접한 평면을 따라 위치설정하는 수단과, 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 접하는 평면을 따라 상기 공급 램프 수단으로부터 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지까지 미가공 고무의 트레드 스톡의 선단 절단부를 이동시킴으로써 실질적으로 원통형의 미가공 고무 벨트 패키지의 외주에 미가공의 고무 트레드 스톡을 부착하는 수단을 더 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 이점은 상세한 설명에 비추어 보다 명확해질 것이다.
첨부 도면에 그 예가 도시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 참조할 것이다. 도면은 설명을 위한 것일 뿐 한정적인 의도는 아니다. 본 발명은 이들 바람직한 실시예와 관련하여 포괄적으로 설명하지만, 본 발명의 개념 및 범위를 이들 특정 실시예에 한정하려는 의도는 아니라는 것을 이해하여야 한다.
도면중 선택된 것에서의 어떤 요소는 설명을 명확하게 하기 위해 비 축척으로 도시될 수도 있다. 여기서, 단면도는 설명을 명확하게 하기 위해 실제의 단면도에서 볼 수 있는 어떤 배경 선을 생략한 "부분" 또는 "근시안적" 단면도의 형태일 수도 있다.
도면의 요소들은 일반적으로 다음과 같이 참조 부호가 병기된다. 참조 번호 중 가장 큰 숫자(백 단위)는 도면 번호에 대응한다. 도 1의 요소들은 일반적으로 100-199 범위의 번호가 병기되어 있다. 도 2의 요소들은 일반적으로 200-299 범위의 번호가 병기되어 있다. 전체 도면에 걸쳐 유사한 요소들에는 유사한 참조 부호가 부여될 수도 있다. 예컨대, 한 도면의 요소(199)는 다른 도면의 요소(299)와 유사할 수도 있고 또 가능하다면 동일할 수도 있다. 도면의 요소들은 유사한(동일한 요소를 포함함) 요소가 각각의 도면에서 유사한 번호로 인용될 수도 있도록 번호가 부여될 수도 있다. 예컨대, 참조 부호(199)로 일괄적으로 표시된 각각의 다수의 요소는 (199a, 199b, 199c)로 개별적으로 표시될 수도 있다. 혹은, 관련은 있지만 변경된 요소들은 동일한 번호로 표시될 수 있으나 프라임기호(')로 구별한다. 예컨대, 참조 부호(109, 109', 109")는 3개의 상이한 요소로서, 어떤 면에서는 유사하거나 관련이 있지만, 상당히 변경된 것이다. 예컨대, 타이어(109)는 정적 불균형을 갖는 반면 동일한 구조의 다른 타이어(109')는 결합 불균형을 갖는다. 동일하거나 다른 도면에서 유사한 요소들 사이의 그러한 관계는, 적용 가능하다면 청구범위 및 요약서를 포함하여 명세서의 전체를 통해 명확해질 것이다.
본 발명의 구성, 작동, 및 이점은 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 고찰하면 보다 명확해질 것이다.
하기의 용어들은 본 명세서에 개시한 설명의 전체에 사용되며, 본 명세서에서 설명하는 다른 기술에 의해 부인되거나 상세히 설명되지 않는 한 대체적으로 다음의 의미로 해석되어야 한다.
"축방향(axial)" 및 "축방향으로(axially)"는 타이어의 회전축상에 있거나 그와 평행한 방향을 의미한다.
"축방향"은 타이어의 회전축에 평행한 방향을 의미한다.
"비드(bead)"는 전형적으로 고무 재료 내에 수용된 강철 필라멘트의 케이블을 포함하며 실질적으로는 신장 불가능한 신장 부재를 포함하는 타이어의 부품을 의미한다.
"벨트 구조체(belt structure)" 또는 "보강 벨트(reinforcement belt)" 또는 "벨트 패키지(belt package)"는 직포 또는 부직포의 평행한 코드의 적어도 2개의 환상 층 또는 플라이(ply)를 의미하며, 이것은 트레드의 하부에 위치하고, 비드에 고정되지 않으며, 타이어의 적도 평면에 대해 18°내지 30°범위의 좌우 코드 각도를 갖는다.
"브레이커(breaker)" 또는 "타이어 브레이커(tire breaker)"는 벨트 또는 벨트 구조체 또는 보강 벨트를 의미한다.
"카커스(carcass)"는 벨트 구조체, 트레드, 플라이 위의 언더트레드(undertread), 및 측벽으로부터 떨어져 있지만, 비드, 플라이 및 EMT 또는 쐐기형 삽입 측벽 강화재[런 플랫(runflat) 타이어의 경우]를 포함하는 타이어 구조체를 의미한다.
"케이싱(casing)"은 트레드 및 언더트레드를 제외한 카커스, 벨트 구조체, 비드, 측벽 및 타이어의 모든 다른 구성요소를 의미한다.
"원주(circumferential)"는 축방향에 수직인 환상 트레드의 표면의 주위를 따라 연장된 원형 선 또는 방향을 의미하며, 또한 단면에서 볼 때 그의 반경이 트레드의 축방향 곡률을 규정하는 인접한 원형 곡선의 설정 방향을 의미한다.
"코드(cord)"는 플라이 및 벨트를 보강하는 섬유나 재료 또는 직물을 포함하는 보강 스트랜드(strand) 중 하나를 의미한다.
"크라운(crown)" 또는 "타이어 크라운(tire crown)"은 트레드, 타이어 쇼울더, 및 측벽에 바로 인접한 부분을 의미한다.
"EMT 타이어"는 Extended Mobility Technology를 의미하며, 이것은 타이어에 팽창 압력이 거의 없는 상태에서 적어도 한정된 작동 기능을 제공하도록 설계된 타이어인 런플랫 타이어를 의미한다.
"적도 평면(equational plane)"은 타이어의 회전축에 수직이고 또 트레드의 중심 또는 타이어의 비드 사이의 중간통로를 통과하는 평면을 의미한다.
"게이지(gauge)"는 일반적으로 사이즈를 의미하며, 종종 두께 치수를 의미한다.
"내측 라이너(inner liner)"는 튜브 없는 타이어(tubeless tire)의 내측면을 형성하고 그리고 팽창 가스 또는 유체를 타이어 내에 수용하는 엘라스토머 또는 다른 재료의 하나 이상의 층을 의미한다.
"삽입물(insert)"은 런플랫형 타이어의 측벽을 보강하기 위해 전형적으로 사용되는 초승달형 또는 쐐기형 강화재를 의미하고, 또한 트레드의 하부에 배치되는 엘라스토머의 비 초승달형 삽입물을 의미하며, "쐐기형 삽입물"로도 칭한다.
"측방향(lateral)"은 축방향에 평행한 방향을 의미한다.
"자오선 윤곽(meridional profile)"은 타이어 축을 포함하는 평면을 따라 절단한 타이어 윤곽을 의미한다.
"플라이(ply)"는 고무 피복된 방사상으로 배치되거나 다른 방법으로는 평행한 코드의 코드 보강형 카커스 보강 부재(층)을 의미한다.
"공기 타이어(pneumatic tire)"는 2개의 비드, 2개의 측벽, 및 트레드를 구비하며, 고무, 화학물질, 섬유 및 강철 또는 다른 재료로 제조된 대체로 환상형(주로, 개방된 원환체)의 층상형 기계장치를 의미한다.
"쇼울더(shoulder)"는 트레드 연부 바로 아래의 측벽의 상측부를 의미한다.
"측벽(sidewall)"은 트레드와 비드 사이의 타이어 부분을 의미한다.
"타이어 축(tire axis)"은 타이어를 휠 림에 장착하여 회전시킬 때의 타이어의 회전 축을 의미한다.
"트레드(tread)" 및 "트레드 캡(tread cap)"은 트레드 패턴이 성형되는 트레드 및 하부의 재료를 의미한다.
"접어 올린 말단(turn-up end)"은 둘레에 플라이가 김긴 비드로부터 상측으로(즉, 방사상 외측으로) 향하는 카커스 플라이의 부분을 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본원에 참고로 인용되는 변리사 소송번호 DN2001166USA의 "가요성 제조 시스템상에서의 타이어 제조방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원서에 상세히 개시된 바와 같은, 제 1 단 타이어 조립 시스템(102) 및 제 2 단 타이어 조립 시스템(106)을 포함하는 자동화된 타이어 조립 시스템(100)이 개시되어 있다. 각각의 다수의 타이어 조립 드럼(108a, 108b, 108c, 108d, 108e)(일괄적으로 "108"로 칭함)이 제 1 단 타이어 제조 시스템(102)을 통해 전진함에 따라 타이어 카커스가 각각의 타이어 조립 드럼상에 조립된다. 제 2 단 타이어 조립 시스템(106)은 성형 터릿(shaping turret)(104)을 포함하며, 상기 성형 터릿은, 제 1 단 시스템(102)쪽으로 회전한 후에, 카커스 이송 장치(도시 안됨)로부터 타이어 카커스를 수용한다. 그 다음, 성형 터릿(104)은 화살표(105)로 표시한 바와 같이 제 2 위치로 이동한다.
각 타이어 조립 드럼(108)상에서 타이어 카커스의 조립과 동시에, 제 2 단 조립 시스템(106)에서 트레드로 피복된 벨트 패키지(벨트-트레드 패키지)가 조립된다. 제 2 단 조립 시스템(106)은 2개의 B&T 드럼을 갖는 브레이커 트레드[Breaker-Tread(B&T)] 터릿을 포함한다. B&T 드럼의 한쪽의 반대편에는 2개의 브레이커 적용기 및 나선형 중첩(무관절 밴드) 적용기가 있다. 다른 B&T 드럼의 반대편에는 트레드 적용기 및 브레이커 트레드 적용기가 있다. 완성된 벨트-트레드 패키지를 B&T 드럼으로부터 성형 드럼(104)까지 이송하는 B&T 이송 링이 레일 베이스상에 장착되어 있다. 여기서, 완성된 벨트-트레드 패키지는 성형 터릿(104)상에 이미 배치된 타이어 카커스상에 장착된다. 그 다음, 미가공의 타이어 카커스를 벨트-트레드 패키지 내로 팽창시켜 미가공 타이어를 형성한다. 성형 터릿(104)에 인접하게 배치된 타이어 트레드 스티쳐(tire tread stitcher)는 벨트 및 트레드 패키지를 팽창된 카커스와 통합하도록 작동한다. 일단 미가공 타이어가 완성되면, 그것은 성형 터릿으로부터 제거되고 성형될 컨베이너 내로 이송된다.
본 발명은, 주로 벨트-트레드 패키지의 자동화된 조립 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 트레드가 벨트-트레드 패키지의 외주상에 상부 층으로서 붙여진 조립 부에 관한 것이다. 도 2는 트레드(224)와 벨트 패키지(222)를 포함하는 전형적인 벨트-트레드 패키지(220)의 측면도로서, 벨트 패키지(222)는 엘라스토머에 매립되고 무한 환상체로 형성되는 하나 이상의 벨트 또는 브레이커를 포함한다. 나선형 오버레이(도시 안됨)는 벨트 패키지(222)의 상부층으로서 선택적으로 포함된다. 트레드(224)는 대체로 트레드 스톡의 긴 스트립으로부터 소정 길이로 절단되며, 그 길이는 접합부(226)내의 트레드(224)의 절단 단부(228a, 228b)(포괄적으로 228이라 칭함)에 인접하도록 결정된다. 접합부(226)는 방사상 방향에 대해 대체로 소정 각도를 이루어 보다 강한 접합부를 형성한다. 대체로 원 형상을 유지하기 위해서, 벨트-트레드 패키지(220)는 편의상 대체로 회전축(232)상에서 회전하는 원통형 조립 드럼(230)상에서 조립된다.
벨트-트레드 패키지(220)를 조립하는 동안 벨트 패키지(222) 및 트레드(224)에 사용되는 엘라스토머는 미경화되므로, 부드럽고 끈적끈적하며, 그에 따라 벨트 패키지(222) 및 트레드(224) 층은 서로 점착되고, 중요하게는 접합부(226) 내의 절단 단부(228)도 후속적인 경화 도중에 절단 단부(228)의 완전한 융합을 허용하는 방식으로 서로 점착된다. 본 발명의 중요한 측면은 절단 단부(228)의 미경화된 점착성에 영향을 미치지 않는 자동화된 트레드 절단 장치 및 방법이다.
종래 기술에서, 트레드(224)의 선단 절단부(228a)는 대체로 상승되거나 다른 방법으로는 벨트 패키지(222)의 외주상에 붙여질 위치로 이동한다. 본 발명의 다른 중요한 측면은, 트레드(224)의 선단 절단부(228a)를 벨트 패키지(222)의 원주에 대한 접선을 따라 공급 램프(supply ramp)로부터 벨트 패키지(222)의 외주까지 이동시킴으로써, 트레드 배치의 정확도를 향상시키는 방식으로 트레드의 적용을 단순화하는 자동화된 트레드 적용 장치 및 방법이다.
도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명에 따른 제 2 단 조립 시스템(106)의 일부인 벨트-트레드 패키지 조립 기계(340)의 중요한 부분의 개략적 측면도를 일괄적으로 도 시한 것이다. 측면 보호대, 뼈대, 및 각종 기계는 도시하지 않았고, 어떤 요소들은 파형 절단선으로 표시한 절단부로만 부분적으로 도시하였다. 도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명에 따른 벨트-트레드 패키지 조립 방법에서의 단계의 순서를 도시한 것이다.
벨트-트레드 패키지 조립 기계(340)는 주로 원통형 조립 드럼(330)(230과 유사함), 공급 램프(342), 이송 헤드(354), 플런지 커터(360), 및 스티칭 롤러(350)를 포함한다. 미가공 고무의 트레드 스톡(325)의 길이중 일부분은 공급 램프(342)상에 공급되고, 화살표(345)로 표시된 대체적인 방향으로 이동한다. 트레드 스톡(325)은 예컨대, 공급 릴(도시 안됨)로부터 공급된다. 조립 드럼(330)은, 미가공 고무 벨트 패키지(322)(222와 유사함)가 이 조립 드럼(330)의 원주 둘레에 배치된 상태로 도시되어 있다. 벨트 패키지(322)는 외측면으로서 선택적인 나선형 중첩부를 포함할 수도 있다. 측면도로 도시된 전체의 벨트-트레드 패키지 조립 기계(340)는 트레드 스톡(325) 및 벨트 패키지(322)의 폭에 적절한 폭 치수(지면 내로의 치수)를 갖는다는 것을 이해하여야 한다. 상이한 트레드의 폭에 적응시키기 위해서, 소정의 요소[예컨대, 이송 헤드(354)]는 폭 조정 능력을 갖는 한편, 다른 요소[예컨대, 플런지 커터(360)의 일부]는 적당한 폭을 갖는 유사한 요소로 대체될 수도 있다. 조립 드럼(330) 및 공급 램프(342)는 상이한 직경의 벨트-트레드 패키지(320)를 수용하도록 조립 드럼(330)과 공급 램프(342)의 상대 위치설정의 조정을 허용하는 방식으로 장착된다(어떤 프레임은 도시 안됨). 마찬가지로, 스티칭 롤러(350)는 상이한 트레드 스톡(325)의 두께에 대한 조정을 가능하게 하는 아암(352)상에 장착된다. 이송 헤드(354)는 스티칭 롤러 아암(352)에 부착될 수도 있는 아암(356)상에 장착되므로, 이송 헤드(354)의 위치는 스티칭 롤러(350)의 위치와 함께 상이한 트레드 스톡(325)의 두께에 대해 조정될 수 있다.
이하 보다 상세하게 설명할 플런지 커터(360)는 초음파 변환기 및 부스터(368)의 말단에 장착된 절단날(366)과, 피봇 아암(364)에 장착된 누름 롤러(hold-down roller)(362)를 포함하며, 상기 피봇 아암(364)은 피봇(365)에서 초음파 변환기 및 부스터(368)에 선회가능하게 부착되고, 피봇(365)에는 스프링(도시 안됨)이 장착되어 피봇 아암(364)을 피봇(365)을 중심으로 반시계방향으로 강제로 선회시킨다.
본 발명의 트레드 제조 방법은 도 3a, 3b, 및 3c에 도시된 바와 같은 하기의 단계를 포함한다.
도 3a는 트레드 스톡(325)이 공급 램프(342)의 아래쪽으로 전진하여 선단 절단부(328a)(228와 유사함)가 조립 드럼(330)에 가까운 공급 램프(342)의 말단부(341)의 위치까지 전진한 상태를 도시하고 있다. 벨트 패키지(322)는 조립 드럼(330)상에 위치된다. 이송 헤드(354)는 트레드 스톡(325)의 상부에 결합하도록 아래쪽으로 이동할 준비가 된 트레드 스톡(325)의 선단 절단부(328a) 위에 위치한 상태로 도시되어 있다. 플런지 커터(360)는, 누름 롤러(362)가 절단날(366)의 앞으로 아래로 선회하여 절단날을 위한 보호대로서의 역할을 하는 상태로 된 후퇴 위치에 있다. 누름 롤러(362)의 보호 기능은, 기계 조작자/기계의 보호를 위한 안전 특징과, 또한 절단날(366)에 대한 우발적인 손상을 방지하는 보호 특징의 2가지이다.
도 3b는, 트레드 스톡(325)의 선단 절단부(328a)가 점착될 공급 램프(342)의 말단부(341)로부터 조립 드럼(330)상의 벨트 패키지(322)의 끈적끈적한 실질적으로 원통형의 외주면까지 이송된 후의 상태를 도시한 것이다. 본 발명의 중요한 특징은, 공급 램프(342) 또는 조립 드럼(330)의 부근에서 종단하는 그의 적어도 말단부(341)가, 조립 드럼(330)상의 벨트 패키지(322)의 실질적인 원통형 면에 접하는 면(343)과 일치하는 평탄한 면을 갖는다는 것이다. 이것은, 이송 헤드(354)가 면(343)과 일치하는 직선 경로를 따라 트레드 스톡(325)의 선단 절단부(328a)를 이동시키는 것을 가능하게 하고, 그것에 의해 트레드 스톡(325)의 조종을 최소화하고 간단하게 하여, 벨트 패키지(322)상의 트레드 스톡(325)의 위치설정을 용이하고, 신속하며, 또 정확하게 할 수 있다.
도 3c는 벨트 트레드 스톡(325)이 벨트 패키지(322) 둘레에 거의 감기기에 충분한 정도로 전진하여, 새로 조립된 벨트-트레드 패키지(320)(220와 유사함)를 위한 트레드(324)(224와 유사함)의 대부분을 형성한 후의 상태를 도시한 것이다. 트레드 스톡(325)을 전진시키고 감기 위해서는 공지의 기법이 사용된다. 그러한 기법은, 예컨대 조립 드럼(330)을 회전 구동시켜, 트레드 스톡(325)와 벨트 패키지(322) 양자의 미가공 고무의 점착성으로 인해 벨트 패키지(322)의 표면상에 점착된 트레드 스톡(325)을 끌어당기는 것이다. 트레드(324)가 스티칭 롤러의 하부에서 회전함에 따라 스티칭 롤러(350)는 트레드(324)의 외부면상에서 회전한다. 스티칭 롤러(350)는 트레드(324)를 벨트 패키지(322)에 "부착"하기에 적합한 압력을 가하기 위해 공지의 기법(예컨대, 스프링의 힘)을 이용한다. 이 때, 이송 헤드(354)는 사용되지 않으며, 상부의 후퇴 위치에 정지되고 트레드 스톡(325)과 접촉하지 않는다. 트레드 스톡(325)을 적절한 트레드 접합부(226)(도 2 참조)를 형성하게 될 트레드(324)의 사전설정된 길이까지 절단하는 것을 허용하기에 충분한 지점에서 트레드 스톡(325)의 전진이 일시적으로 정지한다. 후술하게 될 공정에서, 플런지 커터(360)가 전진하여 트레드 스톡(325)을 절단함으로써, 후단 절단부(328b) 및 다음 편의 선단 절단부(328a')를 형성한다. 도 3c에 도시된 단계 후에, 조립 드럼(330)은 다시 회전함으로써, 트레드(324)의 나머지 부분을 전진시켜 후단 절단부(328b)가 선단 절단부(328a)상에 배치되어 접합부(226)를 형성하는 곳에서 트레드(324)를 감는 작업을 종료한다. 조립 드럼(330)은, 접합된 단부(328a, 328b)를 함께 견고하게 압착할 스티칭 롤러(350)의 밑으로 이들 접합된 단부(328a, 328b)를 통과시키기에 충분한 정도로 회전할 수 있다. 조립 드럼(330)은 부착 공정이 충분히 완료될 때까지 새로운 벨트-트레드 패키지(320)를 스티칭 롤러(350)의 하부에서 계속 회전시킬 수 있다. 그 후에, 스티칭 롤러(350)는 후퇴하고, 벨트-트레드 패키지(320)는 제거되며 새로운 벨트 패키지(322)가 조립 드럼(330)상에 배치된다. 계속해서, 스티칭 롤러(350)와, 이송 헤드(354)와, 플런지 커터(360)가 위치변경되어 트레드 스톡(325)이 다시 전진할 수 있고, 그것에 의해 도 3a에 도시된 단계로 복귀할 수 있다. 변형예로, 벨트-트레드 패키지(320)가 완성된 상태의 조립 드럼(330)은 스티칭 롤러(350)로부터 멀리 이송되고, 임의로 벨트 패키지(322)를 구비한 다른 조립 드럼(330)으로 대체된다.
이송 헤드(354)는 시판되고 있는 선택 배치 유닛(pick-and-place unit)상에 장착된 신규한 말단 실행기(end effector)이며, 상기 선택 배치 유닛은 제어된 2축 운동, 즉 하나의 축을 따르는 병진운동[예컨대, 트레드 스톡(325)의 선단 절단부(328a)를 이송하기 위한 아암(356)]과 직교 축을 따르는 신장/후퇴 운동[이송 헤드(354)를 트레드 스톡(325)과 결합 및 분리시키기 위함]이 가능하다. 선택 배치 유닛은 시판되고 있지만, 이 유닛의 설치/장착, 축의 방위, 축 운동 범위의 크기, 및 유닛의 제어 프로그래밍은 본 발명의 범위 내에 속한다. 왜냐하면, 이들은 트레드 스톡(325)의 선단 절단부(328a)를 공급 램프(324)로부터 조립 드럼(330)으로 이송하는 본 발명의 방법을 가능하게 하는 요인이기 때문이다.
도 4는 트레드 스톡(425)와 결합(접촉)된 이송 헤드(454)(354와 유사함)에 의해 고정된 트레드 스톡(425)(325와 유사함)의 단부 단면도이다. 본 발명의 중요한 특징은 트레드 스톡(425)을 유지하기 위해 이송 헤드(454)에 의해 이송 핀(458a, 458b)[일괄적으로 458로 칭함]을 사용하는 방법이다. 바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 지면 내로 이송 헤드(454)의 길이를 따라 배치된 다수의 핀 쌍(458a/458b), 가장 바람직하게는 4개의 핀 상(458a/458b)이 존재한다. 4개의 이송 핀(558b)(458b와 유사함)이 도 5a의 측면 부분 단면도에 도시되어 있다. 이 이송 핀(458a, 458b)은 각각의 경로(457a, 457b)를 따라 이동한다. 이들 경로(457a, 457b)는 바람직하게는 트레드 스톡(425)의 상부면의 평면에 대략 수직인 동일 평면내에 놓여 있는 것이 바람직하다. 가장 중요한 점은, 경로(457a, 457b)가 각각의 경로(457a, 457b)와 트레드 스톡(425)의 표면에 수직인 선 사이의 각도(θ)로서 도 4에 표시된 양 만큼 외측으로 경사져 있는 것이다[트레드 스톡(425)의 가장 가까운 횡방향 외측 연부를 향해 경사짐]. 이 각도(θ)의 범위는 20°내지 80°이고, 바람직하게는 40°내지 60°이며, 가장 바람직하게는 45°이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 이송 핀(558a)(도시 안됨)의 표시된 각도에 의해, 이송 헤드(554)가 트레드 스톡(525)을 상부로부터 유지하는 것이 가능하고, 그리고 트레드 스톡(325, 425, 525)이 공급 램프(542)(342와 유사함)로부터 조립 드럼(530)(330와 유사함)쪽으로 병진운동하는 것을 제어하는 것이 가능하다. 도 4 및 도 5에서, 이송 핀(458a/458b, 558a/558b)은 그들 각각의 경로(457a/457b)를 따라 뻗어 트레드 스톡(425, 525) 내에 삽입됨으로써 트레드 스톡을 유지하는 상태로 각각 도시되어 있다. 이송 헤드(454, 554)가 트레드 스톡(425, 525)을 유지하지 않을 때, 이송 핀(458a/458b, 558a/558b)은 그들 각각의 경로(457a/457b)를 따라 후퇴하므로, 이들 이송 핀은 이송 헤드(454, 554) 내에 위치한다. 즉, 이송 헤드(454, 554)의 바닥면(455, 555)의 아래로 돌출하지 않는다. 트레드 스톡(425)을 유지하기 위해서, 이송 핀(458)이 후퇴한 상태에 있는 이송 헤드(454)는 바닥면(455)이 트레드 스톡(425)의 상부면에 결합할 때까지 트레드 스톡(425)쪽으로 뻗는다. 그 다음, 이송 핀(458a/458b)이 그들 각각의 경로(457a/457b)를 따라 뻗어서 이송 핀(458a/458b)이 트레드 스톡(425) 내에 삽입됨으로써 트레드 스톡(425)을 유지한다. 트레드 스톡(425)을 드럼(430)까지 이송한 후에, 이송 헤드(454)는 그들 각각의 경로(457a/457b)를 따라 이송 핀(458a/458b)을 후퇴시켜 그 이송 핀들을 이송 헤드(454) 내에 위치시킴으로써 트레드 스톡(425)을 해제한다. 그 다음, 이송 헤드(454, 554)는 드럼(430, 530)으로부터 멀리 이동함으로써 해제되고, 그것에 의해 이송 헤드의 바닥면(455, 555)을 트레드 스톡(425, 525)의 상부면으로부터 분리시킨다.
도 5a, 5b, 및 5c를 참조하여, 트레드 스톡(525)을 돌진하여 절단하는 본 발명의 장치 및 방법을 이제부터 보다 상세히 설명할 것이다. 본 발명의 트레드 제조방법에서 선택된 단계는 도 5a, 5b, 및 5c에 순차적으로 도시되어 있다. 도 5a, 5b, 및 5c의 도면은 플런지 커터(560)(360와 유사함)의 세부를 강조한 벨트-트레드 패키지 조립기계(540)(340와 유사함)의 선택된 요소의 절단부의 확대 측면도이다. 측면 보호 프레임 및 각종 기구들은 도시하지 않았으며, 어떤 요소들은 파형 절단 선으로 표시된 절단부로만 부분적으로 도시하였다. 후술하는 바와 같이, 어떤 요소들은 준 X 선 도면으로 도시된 실제의 내부 요소들이다. 도 5a, 5b, 및 5c의 도면들은 설명의 편의상 수평 위치에 도시한 공급 램프(542)(342와 유사함)에 대해서 방향 설정되어 있다. 수평 위치에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범위는 어떠한 적절한 각도라도 무방하지만 도 3a, 3b, 및 3c에 도시된 바와 같이 하향으로 경사진 것이 바람직한 공급 램프(342, 542)를 포함한다는 것을 이해해야 한다.
도 5a는 트레드 스톡(525)의 선단 절단부(528a)(328a와 유사함)가 점착될 공급 램프(542)(342와 유사함)의 말단부(541)(341과 유사함)로부터 조립 드럼(530)(330과 유사함)상의 벨트 패키지(522)(322와 유사함)의 점성질의 실질적으로 원통형 외주면에 이송된 상태를 도시한 것이다. 선단 절단부(528a)는 조립 드럼(530)상의 벨트 패키지(522)의 실질적으로 원통형면에 접한 평면(543)(343과 유사함)과 일치하는 경로를 따라 이송된다. 이송 헤드(554)는 트레드 스톡(525)에 결합하고 그리고 이송 핀으로 트레드 스톡(525)을 유지한다. 이송 헤드(554)의 한쪽을 따라 4개의 이송 핀(558b)(458b와 동일함)이 X선 도면에 도시되어 있다. 플런지 커터(560)는, 초음파 변환기 및 부스터(568)(368과 유사함)의 말단에 장착된 절단날(566)(366과 유사함)과, 피봇 아암(564)(364와 유사함)상에 장착된 누름 롤러(562)(362와 유사함)를 포함한다. 상기 피봇 아암(564)은 피봇(565)(365와 유사함)에서 초음파 변환기 및 부스터(568)에 선회운동 가능하게 부착되고, 상기 피봇(565)은 스프링(563)에 의해 가압되어 피봇 아암(564)을 피봇(565)을 중심으로 반시계방향으로 강제로 선회운동시킨다. 플런지 커터(560)는, 누름 롤러(562)가 스프링의 힘에 의해 절단날(566)의 앞에 하강하여 절단날(566)의 절단 연부(569)를 보호하는 상태에 있는 후퇴 위치에 도시되어 있다. 누름 롤러(562)는 절단 공정이 시작될 때까지 트레드 스톡(525)에 접촉하지 않는 것이 바람직하지만, 트레드 스톡이 전진할 때마다 누름 롤러(562)가 트레드 스톡(525)의 상부면을 눌러 트레드 스톡의 이동을 제어하는 것을 돕도록 하는 것은 본 발명의 범위 내에 포함된다. 절단 오목부(572)는 공급 램프(542)의 상부면에 있는 오목부로서 도시되어 있다. 이 절단 오목부는, 절단날(566)이 공급 램프(542)에 충돌하지 않고 트레드 스톡(525)의 두께를 완전히 관통하여 그를 약간 지나서 절단하는 것을 허용할 목적으로, 공급 램프(542)의 폭을 가로질러 연장되어 있다. 다수(바람직하게는 하나 이상)의 유지핀(570)중 하나가 X 선 도면에 도시되어 있다. 다수의 유지핀(570)은 공급 램프(542)의 폭을 가로질러 이격되고, 그리고 공급 램프(542)의 상부면을 통해, 예컨대 구멍 또는 홈(571)을 통해 상하로 이동하는 것이 가능한 방식으로 대체로 서로 연결되어 있다. 도 5a에서, 유지핀(570)은 공급 램프(542)를 따른 트레드 스톡(525)의 전진을 방해하지 않는 후퇴 위치에 도시되어 있다.
플런지 커터(560)의 방위는 본 발명의 중요한 특징이다. 특히, 도 5d에 도시된 바와 같이, 절단날(566)의 일 실시예의 뒷면(561a)은 평탄하고 그리고 점선으로 표시한 평면(567)과 교차한다. 트레드 스톡(525)을 절단할 때, 절단 연부(569)는 점선(567)에 대해 절단날 각도(α)를 이루는 경로(577)를 따라 이동한다. 절단날 각도(α)는 1°내지 15°범위, 바람직하게는 3°내지 8°범위 내의 예각이며, 중요한 점은 절단날의 뒷면(561a)이 도시된 바와 같이 절단 연부(569)의 경로(577)의 앞에 있는 것이다. 절단날(566)의 앞면(561b)은, 절단날(566)에 정상의 두께를 제공하고 그리고 절단날(569)을 위한 칼날을 형성하도록 절단 연부(569)로부터 연장된 적어도 짧은 거리만큼 기울거나 경사진 부분(561c)을 갖는다. 공지된 종래의 설계를 절단날(566)의 앞면(561b)에 이용할 수도 있다. 왜냐하면, 본 발명의 일측면은 절단날(566)의 뒷면(561a)의 설계와 특별한 관련이 있기 때문이다. 절단날(566)의 뒷면(561a)의 평면(567)이 절단 연부(569)에 있는 사면 또는 경사부로부터 연장된 뒷면(561a)의 평탄한 부분과 일치하는 것은 본 발명의 범위 내에 포함된다. 예컨대, 절단날(566, 566')의 2가지 다른 실시예가 도 5d 및 5e에 부분 측면도로 각각 도시되어 있다.
도 5d를 참조하면, 절단날(566)은 절단 연부(569)로부터 줄곧 평탄하고 그리고 절단 경로(577)의 앞에 있고 이 절단 경로(577)에 대해 절단날 각도(α)를 형성하는 평면(567)과 일치하는 뒷면(561a)을 갖는다. 앞면(561b)은 뒷면(561a)에 평행할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다.
도 5e를 참조하면, 절단날(566')의 변형 실시예는 절단 연부(569')를 뒷면(561a')의 평탄한 잔여부에 연결하는 경사부(561d')로부터 연장된 뒷면(561a')을 갖는다. 뒷면(561a')의 평탄부는 경사부(561d')로부터 줄곧 평탄하며, 그리고 절단 경로(577)의 앞에 있고 이 절단 경로(577')에 대해 절단날 각도(α)를 형성하는 평면(567')과 일치한다. 앞면(561b')은 절단 연부(569')를 앞면(561b')의 잔여부에 연결하는 경사부(561c')로부터 뒤로 연장된다. 앞면(561b')은 뒷면(561a')에 평행할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다.
도 5b는 본 발명의 절단 공정이 시작될 때 고정된 상태에 있는 트레드 스톡(525)을 도시한 것이다. 트레드 스톡(525)은 트레드(524)(324와 유사함)가 조립 드럼(530)상의 벨트 패키지(522)의 외주면 둘레에 거의 완전히 형성될 정도로 충분히 전진하며, 이제 트레드 스톡(525)은 트레드 길이로 절단하기에 적절한 위치에 있다. 즉, 트레드 스톡(525)이 벨트 패키지(522)에 일차로 접촉하는 선으로부터 절단 경로의 선(577)까지 측정한 트레드 스톡(525)의 절단 길이"Lc"는, 트레드 스톡(525)이 트레드(524)를 완성하는데 필요로 하는 원주의 원호 길이"La"와 일치하고, 이 원호 길이(La)는 벨트 패키지(522)의 원주 둘레의 선단 절단부(528a)로부터 트레드 스톡(525)의 후단 절단부(528b)가 벨트 패키지(522)에 최종적으로 접촉하여 선단 절단부(528a)와의 접합부를 형성하는 선까지 측정된다. 조건 La=Lc가 충족될 때, 트레드 스톡(525)은 정지되어 전진하지 않으며, 조립 드럼(530)도 회전을 중지하고 유지 핀(570)은 트레드 스톡(525) 내로 뻗어서 트레드 스톡(525)을 절단 위치에 고정시킨다. 연장한 유지 핀(570)에 의한 트레드 스톡(525)의 상승을 방지하기 위해서, 도 5b에 도시된 바와 같이 플런지 커터(560)를 그의 절단 경로(577)를 따라 전진시킴으로써 누름 롤러(562)가 유지 핀(570) 바로 위의 위치로 이동한다. 바람직하게는, 가공 타이밍은 트레드 스톡의 전진 운동이 멈춘 직후에 유지 핀(570)을 연장시키도록 제어되고, 그리고 유지 핀이 연장됨과 동시에 누름 롤러(562)가 유지 핀(570) 위에서 회전하여 트레드 스톡을 아래로 눌러 공급 램프(542)와 확고하게 결합되게끔 플런지 커터(560)를 전진시키도록 제어된다. 누르는 힘은 스프링(563)의 반시계방향의 스프링의 힘으로부터 생긴다는 것을 알 수 있다. 플런지 커터(560)를 그의 절단 경로(577)를 따라 전진시킴으로써, 누름 롤러(562)가 트레드 스톡(525)의 상부면을 따라 회전함에 따라 피봇 아암(564)을 피봇(565)을 중심으로 시계방향으로 회전시키고, 그것에 의해 누름 롤러(562) 및 피봇 아암(564)을 절단날(566) 앞의 보호 위치로부터 멀리 회전시킨다.
도 5c는 본 발명의 플런지 커터(560)에 의한 트레드 스톡(525)의 절단을 완료하여, 트레드(524)의 선단 절단부(528a)에 접합하기에 적합한 후단 절단부(528b)를 형성함과 동시에, 다음의 벨트 패키지(도시 안됨)상의 다음 트레드의 시작부가 될 다른 선단 절단부(528a')을 형성한 결과를 도시한 것이다.
도 5b에 도시된 고정 단계 다음에, 플런지 커터(560)가 전진하여 절단 연부(569)가 줄곧 트레드 스톡(525)을 통해 절단 경로(577)를 따르고 그리고 절단 연부(569)가 원료를 뚫고 지나가서 절단 오목부(572) 내로 약간 돌출할 때 정지한다. 누름 롤러(562)가 트레드 스톡(525)의 상부면을 따라 회전함에 따라, 피봇 아암(564)은 피봇(565)을 중심으로 시계방향으로 계속 회전한다.
본 발명의 특징은 절단날(566, 566')의 뒷면(561a, 561a')과 트레드 스톡(525)의 다음 선단 절단부(528a')의 인접한 절단면 사이에 공간의 쐐기 형상부 (529)가 형성되는 것이다. 이러한 공간의 쐐기 형상부(529)가 형성되는 이유는, 뒷면(561a, 561a')이 다음의 선단 절단부(528a')의 절단면으로부터 절단날 각도(α)로 경사지며, 다음 선단 절단부(528a')의 절단면이 절단 연부(569)의 경로(577)와 일치하기 때문이다. 공간의 쐐기 형상부(529)가 중요한 이유는, 그것이 원료와 절단날(566, 566') 사이의 열 증가를 감소시키고 그에 따라 다음 선단 절단부(528a')의 절단면의 부분적인 경화를 방지하기 때문이다. 부분적인 경화는, 초음파 구동 절단날(566)의 측면과 원료의 접촉으로부터 발생하는 열에 의해 야기될 수 있다. 트레드 스톡(525)의 절단 중에, 절단날(566, 566')의 절단 작용은 트레드 스톡의 플랩 형상의 후단 절단부(528b)를 형성하며, 이 후단 절단부는 절단날(566)의 앞면(561b, 561b')으로부터 상승하여 공간의 제 2 쐐기 형상부(527)를 형성하는 경향이 있다. 원료 및 절단날로부터 상승하는 경향이 있는 이러한 플랩은 후단 절단부(528b)의 표면으로부터의 자연적인 열 소산을 고려한다. 소망하는 경우, 공지의 수단을 이용하여, 예컨대 절단날(566, 566')의 앞면(561b, 561b')과 트레드 스톡(525)의 후단 절단부(528b)의 절단면 사이의 공간의 제 2 쐐기 형상부(527) 내에 화살표(579)로 표시된 방향으로 공기를 불어넣는 것에 의해 열 전달을 증가시킬 수 있다. 후단 절단부(528b) 주위의 온도 조절은 이 후단 절단부(528b)의 절단면의 부분적 경화를 방지하는데 도움이 된다.
도 5c에 도시된 절단 단계의 완료 직후에, 조립 드럼(530)은 후단 절단부(528b)를 벨트 패키지(522)의 외주상으로 끌어당기고 스티칭 롤러(350) 아래로 통과시켜 후단 절단부(528b)와 선단 절단부(528a)의 접합을 완료하며, 그것에 의해 완성된 미가공 트레드(524) 및 벨트 패키지(220과 유사함)를 형성하기에 충분할 정도로 회전할 수 있다. 그와 동시에, 플런지 커터(560) 및 유지 핀(570)이 후퇴할 수 있고, 그 후에 트레드 스톡(525)은 다시 전진하여 다음 벨트 트레드 패키지를 조립하는 공정의 제 1 단계로 복귀할 수 있다.
본 발명은 도면 및 상술한 명세서에 상세히 도시하고 설명하였지만, 이는 설명을 위한 것일 뿐 그 특징을 제한하지 않는 것으로 간주되어야 하며, 즉 바람직한 실시예만을 도시하고 설명하였으며, 본 발명의 취지내에 속하는 모든 변경 및 수정이 보호되기를 바라는 바이다. 명백하게, 본 발명에 가장 밀접하게 관련된 당업자는 상술한 "주제"에 대한 많은 다른 "변경"을 이끌어낼 수 있을 것이며, 그러한 변경은 개시한 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도하는 바이다.
본 발명은 트레드 스톡의 조종을 최소화하고 간단하게 하여, 벨트 패키지상의 트레드 스톡의 위치설정을 용이하고, 신속하며, 정확하게 할 수 있고, 그리고 절단날의 뒷면과 트레드 스톡의 표면 사이에 쐐기 형상의 공간을 형성하여, 트레드 스톡과 절단날 사이의 열 증가를 감소시키고 그에 따라 다음 선단 절단부의 절단면의 부분적인 경화를 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 타이어 카커스(tire carcass)에 붙여지는 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    일정 길이의 트레드 스톡(tread stock)(525)의 선단부(528a)를, 조립 드럼(530)의 둘레에 배치된 벨트 패키지(522)의 외주면에 접하는 평면을 따라 전진시키는 단계와,
    상기 트레드 스톡(525)의 선단부(528a)를 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이는 단계와,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)의 일부분을 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이기 위해, 상기 조립 드럼(530)을 회전시는 단계와,
    트레드 스톡의 상기 일부분의 후단부와 트레드 스톡의 나머지 길이의 선단부(528a)를 형성하기 위해, 일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)을 절단하는 단계와,
    트레드 스톡(525)의 상기 일부분의 후단부를 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이고, 상기 후단부를 트레드 스톡의 상기 일부분의 선단부(528a)에 접촉시키는 단계를 포함하고,
    상기 절단하는 단계는 상기 트레드 스톡(525)을 초음파 절단날(566)로 절단하는 것으로서, 상기 초음파 절단날(566)은 상기 초음파 절단날(566)의 후방을 향하는 뒷면이 상기 트레드 스톡(525)의 표면에 대해 소정 각도로 배치되고, 그것에 의해 상기 초음파 절단날(566)의 뒷면과 상기 트레드 스톡(525)의 표면 사이에 쐐기 형상의 공간이 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하며,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)의 선단부를 전진시키는 단계는,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡을 절단하기 전에 일정 길이의 상기 트레드 스톡의 선단부(528a)를 그리핑(gripping)하는 단계와,
    그리핑된 상기 선단부(528a)를 이동시킴으로써 일정 길이의 상기 트레드 스톡의 선단부(528a)를 전진시키는 단계를 포함하고,
    상기 그리핑하는 단계는, 복수의 이송 핀(558a, 558b) 각각이 상기 트레드 스톡을 위로부터 확실하게 그리핑하기 위해 상기 트레드 스톡(525)의 가장 가까운 측면 외측 에지를 향해 경사지도록, 상기 트레드 스톡(525)의 양쪽의 측면 외측 에지 내로 상기 복수의 이송 핀(558a, 558b)을 하방으로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법.
  2. 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    일정 길이의 트레드 스톡(525)의 선단부(528a)를, 조립 드럼(530)의 둘레에 배치된 벨트 패키지(522)의 외주면을 향해 공급 램프(supply ramp)(542)를 따라 전진시키는 단계와,
    상기 트레드 스톡(525)의 선단부(528a)를 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이는 단계와,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)의 일부분을 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이기 위해, 상기 조립 드럼(530)을 회전시키는 단계와,
    절단을 위해 상기 트레드 스톡(525)을 상기 공급 램프(542)에 고정하는 단계와,
    트레드 스톡의 상기 일부분의 후단부와 트레드 스톡의 나머지 길이의 선단부(528a)를 형성하기 위해 일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)을 절단하는 단계로서, 상기 절단하는 단계는 상기 트레드 스톡(525)을 초음파 절단날(566)로 절단하는 단계를 포함하고, 상기 초음파 절단날(566)은 상기 초음파 절단날(566)의 후방을 향하는 뒷면이 상기 트레드 스톡(525)의 표면에 대해 소정 각도로 배치되고, 그것에 의해 상기 초음파 절단날(566)의 뒷면과 상기 트레드 스톡(525)의 표면 사이에 쐐기 형상의 공간이 형성되도록 배치되는, 상기 절단하는 단계와,
    트레드 스톡(525)의 상기 일부분의 후단부를 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이고, 상기 후단부를 트레드 스톡의 상기 일부분의 선단부(528a)에 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 방법.
  3. 공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 장치에 있어서,
    일정 길이의 트레드 스톡(525)의 선단부(528a)를, 상기 트레드 스톡의 선단부(528a)가 벨트 패키지(522)의 외주에 붙여질 때까지, 조립 드럼(530)의 둘레에 배치된 상기 벨트 패키지(522)의 외주면에 접하여 상면에 형성된 평면을 따라 전진시키는 수단과,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)의 일부분을 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이기 위해, 상기 조립 드럼(530)을 회전시키는 수단과,
    트레드 스톡의 상기 일부분의 후단부와 트레드 스톡의 나머지 길이의 선단부(528a)를 형성하기 위해, 일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)을 절단하는 수단과,
    트레드 스톡(525)의 상기 일부분의 후단부를 상기 벨트 패키지(522)의 외주에 붙이고, 상기 후단부를 트레드 스톡의 상기 일부분의 선단부(528a)에 접촉시키는 수단을 포함하고,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡(525)의 선단부를 전진시키는 수단은,
    일정 길이의 상기 트레드 스톡을 절단하기 전에 일정 길이의 상기 트레드 스톡의 선단부(528a)를 그리핑하는 수단과,
    그리핑된 상기 선단부(528a)를 이동시킴으로써 일정 길이의 상기 트레드 스톡의 선단부(528a)를 전진시키는 수단을 포함하고,
    상기 그리핑하는 수단은, 복수의 이송 핀(558a, 558b) 각각이 상기 트레드 스톡을 위로부터 확실하게 그리핑하기 위해 상기 트레드 스톡(525)의 가장 가까운 측면 외측 에지를 향해 경사지도록, 상기 트레드 스톡(525)의 양쪽의 측면 외측 에지 내로 상기 복수의 이송 핀(558a, 558b)을 하방으로 삽입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    공기 타이어용 트레드-벨트 조립체를 제조하는 장치.
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