KR101811511B1 - 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스와 관련되고, 여기서, 절단 디바이스는 상부 절단 부재 및 하부 절단 부재를 포함하고, 상부 절단 부재는 절단 라인을 따라 하부 절단 부재와 협력하여 타이어 컴포넌트를 절단하기 위해 하부 절단 부재를 따라 절단 평면에서 이동되도록 배열되고, 상부 절단 부재는, 하부 절단 부재에 대하여 절단 평면에서 볼록 아치형인 상부 절단 에지를 갖는 상부 나이프를 포함하고, 상부 절단 부재는 그 아치형 상부 절단 에지에 의해 절단 평면에서의 로킹 모션으로 하부 절단 부재를 따라 이동하도록 배열되고, 아치형 상부 절단 에지는 반경, 및 상기 반경의 원점에서의 로킹 모션을 위한 회전 중심을 가지며, 회전 중심은 상부 절단 부재 외부에 위치된다.

Description

타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스{CUTTING DEVICE FOR CUTTING TIRE COMPONENTS}
본 발명은 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스에 관한 것이다.
타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스들은 2가지 타입들로 공지된다; 즉, 길로틴 절단기들 또는 디스크 및 바 절단기들. 길로틴 절단기들은 상부 나이프 및 하부 나이프를 포함하고, 각각은 선형 절단 에지들을 갖는다. 상부 나이프는 하부 나이프를 따라 수직으로 이동되어, 타이어 컴포넌트에서 절단하게 한다. 길로틴 절단기들에 있어서, 하부 나이프에 대한 상부 나이프의 절단각은 일반적으로 매우 작다. 최소 절단각으로 인해, 상부 나이프의 압력은 주로 하방으로 지향된다. 상부 나이프의 대부분은 타이어 컴포넌트와 한꺼번에 접촉한다. 타이어 컴포넌트의 그러한 하방 절단과 관련된 힘들은 상대적으로 크며 상부 나이프가 변형되게 할 수도 있고, 이에 의해, 상부 나이프와 하부 나이프 사이의 불일치한 절단 갭을 발생시킨다. 길로틴 절단기의 나이프들은 통상적으로 중량물로부터 강화되거나 구성되어 강성을 증가시키고 이들 힘들에 대항한다. 하방으로 지향된 절단력들은 절단될 타이어 컴포넌트의 재료를 더 변형시킬 수도 있다.
디스크 및 바 절단기들은 디스크 형상의 상부 나이프 및 바형 하부 나이프를 포함한다. 디스크 형상의 상부 나이프는 바형 하부 나이프를 따라 세로 방향으로 이동하면서, 수회 회전들에 걸쳐 회전하여 타이어 컴포넌트를 절단한다. 디스크 형상의 상부 나이프는 그 길로틴 상대보다 더 작도록 설계될 수 있지만, 디스크 형상의 상부 나이프의 더 작은 반경은 바형 하부 나이프에 대하여 디스크 형상의 상부 나이프의 더 큰 절단각을 발생시킨다. 상부 나이프와 타이어 컴포넌트 간의 접촉면은 상당히 더 작으며, 증가된 절단각은 타이어 컴포넌트를 절단하는데 요구되는 가압력의 양을 감소시킨다. 하지만, 동일한 작은 반경 및 큰 절단각은 가압력의 상당한 양이 수평으로 지향되게 하고, 이에 의해, 디스크 형상의 상부 나이프의 전방에서 변형을 야기한다.
본 발명의 목적은 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 대안적인 절단 디바이스를 제공하는 것이다.
제 1 양태에 따르면, 본 발명은 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스를 제공하며, 여기서, 절단 디바이스는 상부 절단 부재 및 하부 절단 부재를 포함하고, 상부 절단 부재는 절단 라인을 따라 하부 절단 부재와 협력하여 타이어 컴포넌트를 절단하기 위해 하부 절단 부재를 따라 절단 평면에서 이동되도록 배열되고, 상부 절단 부재는, 하부 절단 부재에 대하여 절단 평면에서 볼록 아치형인 상부 절단 에지를 갖는 상부 나이프를 포함하고, 상부 절단 부재는 그 아치형 상부 절단 에지에 의해 절단 평면에서의 로킹(rocking) 모션으로 하부 절단 부재를 따라 이동하도록 배열되고, 아치형 상부 절단 에지는 반경, 및 상기 반경의 원점에서의 로킹 모션을 위한 회전 중심을 가지며, 회전 중심은 상부 절단 부재 외부에 위치된다.
이는, 상부 절단 부재가 상부 절단 부재의 물리적 범위들로 한정되지 않는 회전 중심에 대한 로킹 모션으로 이동되게 한다. 따라서, 아치형 상부 절단 에지의 반경은 절단될 타이어 컴포넌트에 대하여 상대적으로 크게 디멘져닝될 수 있다. 이에 따라, 아치형 상부 절단 에지는, 예를 들어, 절단 동안 상부 나이프의 타이어 컴포넌트와의 접촉면을 감소시키면서 그러한 종래의 디스크 및 바 절단기의 통상적으로 작은 직경 및 큰 절단각과 연관된 단점들을 감소시키는, 종래의 디스크 및 바 절단기의 디스크 형상의 상부 나이프와 동일한 이점들을 제공할 수 있다.
선호된 실시예에 있어서, 아치형 상부 절단 에지는 상기 반경에 대하여 2 라디안 미만, 가장 바람직하게는 상기 반경에 대하여 1 라디안 미만인 길이를 갖는다. 아치형 상부 절단 에지의 전체 외주에 대한 작은 길이는 상대적으로 큰 반경을 갖는 컴팩트한 상부 나이프에 대해 허용할 수 있다. 따라서, 상부 나이프는 더 컴팩트할 수 있거나 또는 더 큰 반경이 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 절단 디바이스는 상부 절단 부재의 하부 절단 부재에 대한 로킹 모션을 가이드하기 위한 가이드 부재를 포함한다. 가이드 부재는 로킹 모션의 안정성 및 반복가능성을 개선시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 절단 부재는 상부 나이프에 커플링된 제 1 커플링 엘리먼트를 포함하며, 여기서, 가이드 부재에는, 제 1 사이클로이드 경로에 따른 가이드 부재에 대해 제 1 커플링 엘리먼트를 수용 및 가이드하기 위한 제 1 아치형 가이드 엘리먼트 이후 상부 절단 부재의 로킹 모션 동안 제 1 커플링 엘리먼트가 제공된다. 제 1 커플링 엘리먼트와 제 1 아치형 가이드 엘리먼트 간의 상호작용은 제 1 사이클로이드 경로에 따른 로킹 모션의 일치를 개선시킨다. 더욱이, 제 1 커플링 엘리먼트와 제 1 아치형 가이드 엘리먼트 간의 커플링은 상부 나이프가 절단 라인에 평행인 방향으로 시프트하는 것을 방지한다.
그 선호된 실시예에 있어서, 상부 절단 부재는 상부 나이프에 커플링된 제 2 커플링 엘리먼트를 포함하며, 여기서, 가이드 부재에는, 제 2 사이클로이드 경로에 따른 가이드 부재에 대해 제 2 커플링 엘리먼트를 수용 및 가이드하기 위한 제 2 아치형 가이드 엘리먼트 이후 상부 절단 부재의 로킹 모션 동안 제 2 커플링 엘리먼트가 제공된다. 제 2 커플링 엘리먼트와 제 2 아치형 가이드 엘리먼트 간의 상호작용은 제 2 사이클로이드 경로에 따른 로킹 모션의 일치를 개선시킨다. 더욱이, 제 2 커플링 엘리먼트와 제 2 아치형 가이드 엘리먼트 간의 커플링은 상부 나이프가 절단 라인에 평행인 방향으로 시프트하는 것을 방지한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 커플링 엘리먼트 및 제 2 커플링 엘리먼트는, 바람직하게는, 로킹 모션의 방향으로 상부 나이프의 반대 단부들에서 상호 이격된다. 커플링 엘리먼트들 간의 스페이싱은 로킹 모션의 안정성을 더 개선시키고, 상부 절단 부재 및/또는 가이드 부재의 다른 컴포넌트들이 그 스페이싱에 수용되게 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 나이프는 아치형 상부 절단 에지의 절반 길이에 대해 대칭이거나 실질적으로 대칭이고, 여기서, 제 1 커플링 엘리먼트 및 제 2 커플링 엘리먼트는 상부 나이프의 반대의 대칭측들 상에 배열된다. 따라서, 상부 절단 부재는 커플링 엘리먼트들과 그 개별 아치형 가이드 엘리먼트들 사이의 로킹 모션으로 대칭적으로 이동될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 절단 디바이스에는, 상부 절단 부재의 하부 절단 부재에 대한 로킹 모션을 구동하기 위한 액추에이터가 제공된다. 따라서, 로킹 모션은 예를 들어 수동 작동 대신 능동적으로 구동 및/또는 제어될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액추에이터는 아치형 상부 절단 에지의 회전 중심으로부터 방사상으로 이격된 거리에서 상부 절단 부재에 커플링된다. 따라서, 액추에이터는 예를 들어, 절단 디바이스의 물리적 경계들 내의 분산된 위치에 배치될 수 있는 한편, 회전 중심은 상기 물리적 경계들의 외부에 위치된다.
일 실시예에 있어서, 로킹 모션은 회전 중심에 대한 상부 절단 부재의 회전 및 절단 라인에 평행한 회전 중심의 병진운동을 포함하고, 여기서, 액추에이터는 절단 라인에 평행하게 선형으로 이동가능한 캐리지를 포함하고, 캐리지는 상부 절단 부재에 커플링되고 상부 절단 부재의 병진운동을 구동하기 위해 배열되는 한편 회전 중심에 대한 상부 절단 부재의 회전을 허용하거나 그 상부 절단 부재 상에서의 회전을 부과한다. 캐리지는 상부 절단 부재의 병진운동을 구동하는 것 그리고 상부 절단 부재의 회전을 부과하거나 허용하는 것 양자에 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 가이드 부재는 선형 가이드를 포함하고, 여기서, 캐리지는 절단 라인에 평행하게 가이드된 선형 움직임을 위해 선형 가이드에 커플링된다. 선형 움직임은, 예를 들어, 선형 액추에이터에 의해 용이하게 제어 및/또는 작동될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 선형 가이드는 제 1 아치형 가이드 엘리먼트 및 제 2 아치형 가이드 엘리먼트에 대하여 고정된 위치에 배열된다. 아치형 가이드 엘리먼트들 및 선형 가이드의 고정된 상대 위치들은, 아치형 가이드 엘리먼트들에 양자가 커플링되고 캐리지에 의해 선형 가이드에 대해 간접적으로 지지되는 상부 절단 부재 상에서의 움직임의 제한된 자유를 부과할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 액추에이터에는, 선형 가이드를 따르는 병진 방향으로 캐리지를 구동시키기 위한 타이밍 벨트가 더 제공된다. 타이밍 벨트는 선형 가이드를 따른 캐리지의 병진운동의 양을 효과적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 캐리지는, 절단 라인에 수직인 아치형 상부 절단 에지의 반경에서 상부 절단 부재에 커플링된다. 따라서, 캐리지는 절단 라인의 최근방에 및/또는 절단 라인에 평행하게 위치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 절단 부재는 아치형 상부 절단 에지에 접선 방향으로 캐리지에 대하여 슬라이드가능하다. 따라서, 상부 절단 부재는 아치형 상부 절단 에지의 곡률 또는 아크의 방향 및/또는 접선 방향으로 회전될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 절단 부재에는, 아치형 상부 절단 에지에 커플링되고 아치형 상부 절단 에지와 동심인 아치형 레일이 제공되고, 여기서, 액추에이터는, 아치형 레일을 슬라이드가능하게 수용하거나 맞물리도록 배열되는 가이드 슈를 포함한다. 가이드 슈는 아치형 레일의 방사상 위치에서 캐리지에 대하여 상부 절단 부재를 지지하는 한편, 캐리지에 대한 아치형 레일의, 따라서 상부 절단 부재의, 전술한 슬라이딩을 허용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 로킹 모션은 회전 중심에 대한 절단 부재의 회전 및 절단 라인에 평행한 상기 회전 중심의 병진운동을 포함하고, 여기서, 회전의 원주 속도는 병진운동의 병진 속도와 실질적으로 동일하다. 이는 상부 절단 부재와 하부 절단 부재 사이에서 발생하는 슬립을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 절단 부재는 절단 라인에 수직 방향인 절단 평면에 평행하게 또는 그 절단 평면에서 하부 절단 부재와 중첩한다. 중첩은 절단의 품질을 개선시킬 수 있다.
그 선호된 실시예에 있어서, 상부 절단 부재와 하부 절단 부재 사이의 중첩은 절단 심도를 정의하고, 여기서, 절단 심도는 로킹 모션 동안 일정하게 유지하도록 배열된다. 절단 심도가 일정하게 유지되기 때문에, 절단각은 물론 비교적 일정하게 유지될 수 있다. 이는, 절단 동안, 상부 절단 부재, 하부 절단 부재 및/또는 타이어 컴포넌트 사이에서 발생하는 가압력들의 일치를 개선시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상부 절단 부재는, 10도 미만, 바람직하게는 5도 미만인 절단각에서 중첩 시 하부 절단 부재와 교차한다. 작은 절단각은 절단 라인에 평행인 방향으로 타이어 컴포넌트에 대해 상부 절단 부재에 의해 가해진 가압력의 양을 감소하고, 이에 의해, 상기 가압력의 결과로서의 변형들을 감소시킬 수 있다.
선호된 실시예에 있어서, 하부 절단 부재는 하부 나이프, 바람직하게는, 직선형 하부 절단 에지를 갖는 바형 하부 나이프를 포함한다.
선호된 실시예에 있어서, 하부 절단 부재는 수평으로 또는 실질적으로 수평으로 연장하는 그 직선형 하부 절단 에지를 갖고 위치되도록 배열된다.
일 실시예에 있어서, 아치형 상부 절단 에지는 원의 세그먼트이다. 아치형 상부 절단 에지의 순환성은 절단 전반에 걸쳐 절단각의 일치를 개선할 수 있다.
제 2 양태에 따르면, 본 발명은 선행 청구항들 중 어느 한 항에 따른 절단 디바이스의 사용으로 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 방법을 제공하며, 여기서, 그 방법은 그 아치형 상부 절단 에지를 갖는 상부 절단 부재를 절단 평면에서 로킹 모션으로 하부 절단 부재를 따라 이동시키는 단계를 포함한다.
다시, 아치형 상부 절단 에지는, 예를 들어, 절단 동안 상부 나이프의 타이어 컴포넌트와의 접촉면을 감소시키면서 그러한 종래의 디스크 및 바 절단기의 통상적으로 작은 직경 및 큰 절단각과 연관된 단점들을 감소시키는, 종래의 디스크 및 바 절단기의 디스크 형상의 상부 나이프와 동일한 이점들을 제공할 수 있다. 특히, 아치형 상부 절단 에지의 전체 외주에 대한 작은 길이는 상대적으로 큰 반경을 갖는 컴팩트한 상부 나이프에 대해 허용할 수 있다.
명세서에서 설명되고 나타낸 다양한 양태들 및 특징들이, 가능한 어느 곳에서나 개별적으로 적용될 수 있다. 이들 개별 양태들, 특히, 첨부된 종속항들에서 기술된 양태들 및 특징들은 분할 특허출원들의 청구물이 될 수 있다.
본 발명은 첨부된 개략 도면들에 도시된 예시적인 실시예의 기반으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 절단 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 2는 도 1에서의 라인 II-II를 따른 절단 디바이스의 측단면도를 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2개의 동작 위치들에서의 절단 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스를 도시한다.
절단 디바이스(1)는 상부 절단 부재(2), 가이드 부재(3), 하부 절단 부재(4) 및 액추에이터(5)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 절단 부재(2)는 하부 절단 부재(4)와 협력하여 타이어 컴포넌트들 중 하나 이상을 절단하기 위해 하부 절단 부재(4)를 따라 절단 평면(V)에서 이동가능하다. 바람직하게, 도 1 및 도 2에서와 같이, 절단 디바이스(1)는, 상부 절단 부재(2)의 움직임이 수직의 또는 실질적으로 수직의 절단 평면(V)에서의 움직임이 되도록 팩토리 플로어 상에 신중하게 위치된다. 도 3 및 도 4에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 상부 절단 부재(2)는, 이후에 명시될 방식으로 하부 절단 부재(4)를 따라 왕복 롤링 또는 로킹 모션으로 이동되도록 배열된다.
상부 절단 부재(2)는, 상부 나이프(20)의 제 1 단부(22)와 제 2 단부(23) 사이를 연장하는 상부 절단 에지(21)를 갖는 상부 나이프(20)를 포함한다. 상부 절단 에지(21)는, 절단 평면(V) 상에서 수직 방향으로 돌출될 경우, 만곡되거나 아치형이 된다. 상부 절단 에지(21)의 곡률 또는 아크는 하부 절단 부재(4)에 볼록으로 면하며, 이는 그 방사상 외부 측면이 절단 평면(V)에서 하부 절단 부재(4)를 향해 또는 절단 평면(V)에 평행으로 면하고 있음을 의미한다. 이 예시적인 실시예에 있어서, 아치형 상부 절단 에지(21)의 곡률 또는 아크는 가상 원의 세그먼트이다. 이에 따라, 아치형 상부 절단 에지(21)의 곡률 또는 아크는 상부 나이프(20)의 단부들(22, 23) 사이의 일정한 반경(R1, R2), 및 상기 반경들(R1, R2)의 원점에서의 회전 중심(C)을 갖는다. 반경들(R1, R2)은 종래의 디스크 및 바 절단기의 절단 디스크의 반경보다 상당히 더 크며, 바람직하게는 적어도 5배이고 가장 바람직하게는 적어도 10배이다. 도면들에 있어서, 반경들(R1, R2)은 도면들에서 공간을 절약하기 위해 파선으로 개략적으로 단축된다.
대안적으로, 곡률 또는 아크는 타원면의 세그먼트이거나 다른 곡률의 세그먼트일 수 있으며, 그 경우, 상부 절단 에지는, 회전 중심(C)에서 교차하는 반경들(R1, R2)을 갖는 적어도 2개 포인트들을 가진다. 타원면 세그먼트는 세그먼트의 길이를 따라 변하는 반경들 때문에 덜 바람직하며, 이는, 세그먼트가 타이어 컴포넌트에 걸쳐 이동할 때 변하는 가압력을 야기한다.
이 예시적인 실시예에 있어서, 상부 나이프(20)의 보디의 방사상 내부 에지는 아치형 상부 절단 에지(21)의 아크에 대하여 동심적으로 형성되어, 상부 나이프(20)의 컨투어는 제한된 방사상 두께를 갖는 고리 또는 링의 세그먼트와 유사하다. 특히, 나이프(20)의 보디는 아크의 회전 중심(C)까지 연장하거나 회전 중심(C)과 교차하지 않음 또는 회전 중심(C)이 상부 나이프(20)의 보디(20) 외부에 위치됨이 관측될 수 있다. 상부 나이프(20)의 보디의 측면들 중 적어도 하나, 특히, 절단 평면(V) 및 하부 절단 부재(4)로부터 떨어져 면하는 측면에는, 아치형 상부 절단 에지(21)를 향해 테이퍼링하는 베벨형 면이 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 아치형 상부 절단 에지(21)는 반경들(R1, R2)에 대하여 2 라디안 미만, 바람직하게는 1 라디안 미만인 상부 나이프(20)의 단부들(22, 23) 사이의 길이(L)를 갖는다. 이 예시적인 실시예에 있어서, 아치형 상부 절단 에지(21)의 길이(L)는 반경들(R1, R2)에 대하여 대략 0.6 내지 0.7 라디안이다.
상부 절단 부재(2)는 개별 제 1 단부(22) 및 제 2 단부(23)에서 또는 그 근처에서 상부 나이프(20)의 보디에 커플링된 제 1 커플링 엘리먼트(24) 및 제 2 커플링 엘리먼트(25)를 더 포함한다. 특히, 상부 나이프(20)는 아치형 상부 절단 에지(21)의 길이(L)의 중간 포인트에 대해 대칭이거나 실질적으로 대칭이고, 여기서, 제 1 커플링 엘리먼트(24) 및 제 2 커플링 엘리먼트(25)는 상부 나이프(20)의 반대의 대칭측들 상에 배열된다. 이 예시적인 실시예에 있어서, 커플링 엘리먼트들(24, 25)은 상부 나이프(20)로부터 가이드 부재(3)를 향해 돌출하는 핀들의 형태이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 절단 부재(2)에는, 절단 평면(V) 및/또는 가이드 부재(3)를 향해 면하는 상부 나이프(20)의 나이프 보디의 측면에 커플링되는 아치형 레일(26)이 더 제공된다. 아치형 레일(26)은 동일한 곡률 또는 아크로 연장하거나 아치형 상부 절단 에지(21)에 동심이다. 이 예시적인 실시예에 있어서, 아치형 레일(26)은 상부 나이프(20)의 나이프 보디의 방사상 두께의 중심으로 방사상으로 위치된다. 아치형 레일(26)은 상부 나이프(20)의 길이(L)의 실질적인 부분, 바람직하게는 전체 길이(L)를 따라 연장한다.
도 1에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 가이드 부재(3)는 상부 절단 부재(2)의 뒤로 그리고 하부 절단 부재(4)의 위로 연장하는 가이드판(30)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가이드판(30)은 절단 평면(V)에 평행하게 연장한다. 가이드 부재(3)에는, 가이드판(30)에서의 별개의 슬롯들의 형태로 제 1 아치형 가이드 엘리먼트(31) 및 제 2 아치형 가이드 엘리먼트(32)가 제공된다. 제 1 아치형 가이드 엘리먼트(31) 및 제 2 아치형 가이드 엘리먼트(32)는, 제 1 커플링 엘리먼트(24)에 의해 정의되거나 수반되는 제 1 사이클로이드 경로(P1) 및 제 2 커플링 엘리먼트(25)에 의해 정의 수반되는 제 2 사이클로이드 경로(P2)를 따라 연장되는데, 왜냐하면 이들 커플링 엘리먼트들(24, 25)이 상기 가이드 부재(3)에 대한 상부 절단 부재(2)의 로킹 모션의 결과로서 가이드 부재(3)에 대하여 움직이거나 이동하기 때문이다. 제 1 아치형 가이드 엘리먼트(31) 및 제 2 아치형 가이드 엘리먼트(32)는 그 개별 사이클로이드 경로들(P1, P2)을 따라 각각 제 1 커플링 엘리먼트(24) 및 제 2 커플링 엘리먼트(24)를 수용, 맞물림 및/또는 가이드하기 위해 배열된다.
대안적으로, 아치형 가이드 엘리먼트들(31, 32)은 개별 사이클로이드 경로들(P1, P2)을 따라 연장하는 리지들(도시 안됨)로서 형성될 수도 있고, 커플링 엘리먼트들(24, 25)은 개별 아치형 가이드 엘리먼트들(31, 32)의 리지들과 맞물리거나 그 뒤에 걸리는 후크들(도시 안됨)로서 형성될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(3)는 바람직하게는 평행 레일들의 세트의 형태인 선형 가이드(33)를 더 포함하며, 이는 아치형 가이드 엘리먼트들(31, 32) 사이에서 가이드판(30)에서 또는 가이드판(30)을 따라 절단 라인(V)에 평행하게 연장한다. 선형 가이드(33)는, 절단 평면(V)의 수직 방향(N)에서 관측할 경우, 가이드판(30)의 저부에, 하부 절단 부재(4) 근처에 그리고 상부 나이프(20)의 가이드 레일(26)과의 교점들에 위치된다. 제 1 아치형 가이드 엘리먼트(31) 및 제 2 아치형 가이드 엘리먼트(32)에 대한 선형 가이드(33)의 상호 위치들은 적어도 절단 동안 고정된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 절단 부재(2) 및 하부 절단 부재(4)는 절단 평면(V)의 반대측들에 배열된다. 하부 절단 부재(4)는 절단 평면(V)에 평행하고 절단 평면(V)의 매우 근방으로 연장된 바형 보디를 갖는 하부 바형 나이프(40)를 포함한다. 하부 나이프(40)에는, 절단 평면(V)의 반대측에서 상부 나이프(20)와 면하는 직선형 하부 절단 에지(41)가 제공된다. 하부 절단 에지(41)는, 타이어 컴포넌트가 절단되는 직선형 절단 라인(S)을 정의한다. 절단 디바이스(1), 특히, 하부 절단 부재(4)는, 직선형 하부 절단 에지(41)가 수평으로 또는 실질적으로 수평으로 연장하도록 팩토리 플로어에 대하여 위치되도록 배열된다.
절단 동안, 상부 나이프(20)는 절단 라인(S)에 법선 또는 직각인 수직 방향인 절단 평면(V)에 평행하게 또는 그 절단 평면에서 하부 나이프(40)와 중첩한다. 특히, 아치형 상부 절단 에지(21)는 절단 라인(S)에서 직선형 하부 절단 에지(41)와 교차하고, 상기 하부 절단 에지(41)와 절단 심도(Z)에 의해 중첩한다. 절단 심도(Z)는 로킹 모션 동안 일정하게 유지하도록 배열된다. 절단 에지들(21, 41) 사이의 교점 또는 절단 포인트에서 아치형 상부 절단 에지(21)와 직선형 하부 절단 에지(41) 사이의 각은 절단각(A)을 정의한다. 절단각(A)은 10도 미만, 바람직하게는 5도 훨씬 미만이다.
액추에이터(5)는, 절단 라인(S)에 평행인 병진운동(T1, T2)에서 선형 가이드(33)를 따라 슬라이드가능하거나 이동가능하도록 가이드 부재(3)의 선형 가이드(33) 상에 이동가능하게 장착되거나 커플링되는 캐리지(50)를 포함한다. 액추에이터(5)에는, 선형 가이드(33)를 따라 캐리지(50)와 조화하여 병진운동(T1, T2)으로 이동하도록 캐리지(50)에 커플링된 2개의 가이드 슈들(51)이 제공된다. 가이드 슈들(51)은 절단 라인(S)에 수직인 아치형 가이드 레일(26) 및/또는 아치형 상부 절단 에지(21)의 반경에서 상부 절단 부재(2)의 아치형 가이드 레일(26)을 슬라이드가능하게 수용 및/또는 연장하기 위해 배열된다. 가이드 슈들(51)은, 일정한 절단 심도(Z)에서, 캐리지(50)에 대한 상부 절단 부재(2) 및/또는 하부 절단 부재(4)를 지지하기 위해 배열된다. 가이드 슈들(51)이 상기 아치형 가이드 레일(26)과 교차하는 포인트에서, 가이드 슈들(51)은, 아치형 가이드 레일(26) 및/또는 아치형 상부 절단 에지(21)의 곡률 또는 아크에 접선 방향에서 또는 그 곡률 또는 아크에서 캐리지(50)에 대한 그리고 가이드 슈들(51)을 통한 아치형 가이드 레일(26)의 슬라이딩 움직임을 허용하기 위해 아치형 가이드 레일(26)의 곡률 또는 아크에 접선 배향으로 배치된다. 따라서, 가이드 슈들(51)의 사용으로, 캐리지(50)는 상부 절단 부재(2)에 그 아치형 가이드 레일(26)에서 커플링되는 한편, 아치형 상부 절단 에지(21)의 회전 중심(C)에 대하여 캐리지(50)에 관한 상부 절단 부재(2)의 슬라이딩 회전(M1, M2)을 허용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액추에이터(5)는, 가이드 부재(3)에 장착되고 선형 가이드(33)를 따라 연장하는 타이밍 벨트(52)를 더 포함한다. 타이밍 벨트(52)는, 선형 가이드(33)를 따라 절단 라인(S)에 평행인 움직임으로 캐리지(50)를 구동하기 위해 캐리지(50)에 커플링된다.
전술한 절단 디바이스(1)의 사용으로 타이어 컴포넌트를 절단하기 위한 방법이 도 1 내지 도 4를 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 절단 부재(2)는 동일 높이에서 대칭적으로 상부 나이프(20)의 양 단부들(22, 23)과 중립 위치에 있다. 이러한 중립 위치로부터, 상부 절단 부재(2)는 도 3 및 도 4 각각에 도시된 바와 같이 2개의 단부 위치들로 및 그로부터 전술한 로킹 모션으로 이동될 수 있다. 단부 위치들은 아치형 경로들(P1, P2)의 경계들 내에서의 커플링 엘리먼트들(24, 25)의 움직임의 자유도에 의해 정의된다.
로킹 모션은 회전 중심(C)에 대한 상부 절단 부재(2)의 회전(M1, M2)과 절단 라인(S)에 평행한 회전 중심(C)의 병진운동(T1, T2)의 조합을 포함한다. 회전 중심(C)의 병진운동(T1, T2)은 액추에이터(5)에 의해, 특히, 그 캐리지(50)에 의해 구동된다. 병진운동(T1, T2) 동안, 캐리지(50)는 회전 중심(C) 아래에서 수직으로 유지하고, 절단 라인(S)에 수직인 회전 중심(C)에 대한 반경에서 상부 나이프(20)와 항상 맞물린다. 회전 (M1, M2)은 구동된 병진운동(T1, T2)에 의해 상부 절단 부재(2) 상에 부과되고, 이는 - 아치형 가이드 엘리먼트들(31, 32) 및 가이드 슈들(51)에 대한 상부 절단 부재(2)의 움직임의 제한된 자유도를 통해 - 회전 중심 (C) 에 대하여 가이드 슈들(51)을 통한 아치형 가이드 레일(26)의 슬라이딩 회전(M1, M2)으로 변환된다. 효과적으로, 캐리지(50)는 상부 나이프(20)의 개별 단부들(22, 23)을, 캐리지(50)가 병진운동(T1, T2)에서 이동되는 하방으로 당긴다.
슬립없는 롤링 모션의 경우, 원주 속도 또는 회전(M1, M2)의 속도는 병진 속도 또는 병진운동(T1, T2)의 속도와 실질적으로 동일함이 더 주목된다.
절단을 개시하기 위해, 상부 절단 부재(2)는 전술한 로킹 모션으로, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같은 단부 위치들 중 하나로 이동되고, 이에 의해, 수평 공급 방향(X)에서 상부 절단 부재(2)와 하부 절단 부재(4) 사이에서의 타이어 컴포넌트(도시 안됨)의 삽입을 위해 중심 영역을 클리어링한다. 상부 절단 부재(2)와 하부 절단 부재(4) 사이에 삽입된 타이어 컴포넌트로, 상부 절단 부재(2)의 상부 나이프(20)는 반대 단부 위치에서 전술한 방식으로 로킹된다.
상부 절단 부재(2)가 반대 단부 위치를 향해 로킹함에 따라, 절단 라인(S)에서의 아치형 상부 절단 에지(21)의 선형 하부 절단 에지(41)와의 교점은 타이어 컴포넌트를 절단하는 동안 병진운동(T1, T2)으로 이동한다. 아치형 절단 에지의 길이(L)는, 타이어 컴포넌트가 상부 절단 부재(2)의 로킹 모션 내에서 완전히 절단되는 한편, 예를 들어 60각도 미만 또는 바람직하게는 30각도 훨씬 미만의 오직 작은 각도의 회전(M1, M2)이 상기 로킹 모션에 영향을 주기 위해 요구되도록 한다. 아치형 상부 절단 에지(21)가 원형 세그먼트이고 절단 심도(Z)가 일정하게 유지되기 때문에, 절단각(A)은 물론 절단 전반에 걸쳐 일정하게 유지된다. 절단각(A)은 종래의 디스크 및 바 절단기의 절단각에 대하여 매우 작다. 특히, 절단각(A)은 종래의 길로틴 절단기의 최소 절단각에 접근하거나 그와 동일하다. 작은 절단각(A)으로 인해, 절단 동안 타이어 컴포넌트 상에 가해진 가압력은 주로 하방으로 지향되고, 이에 의해, 임의의 실질적인 가압력이 수평 평면으로 지향되는 것을 방지한다. 따라서, 상부 절단 부재(2) 전방에서의 타이어 컴포넌트의 변형이 감소될 수 있다.
한편, 로킹 모션은 절단 동안 가압력의 더 점진적인 분포 및 상기 가압력의 더 우수한 제어를 허용하고, 이에 의해, 종래의 길로틴 절단기의 상대적으로 무거운 상부 나이프에 대한 더 가벼운 상부 절단 부재(2)를 허용한다. 감소된 및 더 일정한 가압력은 또한, 절단 부재들(2, 4) 사이의 절단 갭의 더 우수한 제어를 허용한다.
상기 설명은 선호된 실시예들의 동작을 예시하도록 포함되고 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않음을 이해해야 한다. 상기 설명으로부터, 본 발명의 범위에 의해 또한 포괄될 다수의 변동들이 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (28)

  1. 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스로서,
    상기 절단 디바이스는 상부 절단 부재 및 하부 절단 부재를 포함하고, 상기 상부 절단 부재는 절단 라인을 따라 상기 하부 절단 부재와 협력하여 상기 타이어 컴포넌트를 절단하기 위해 상기 하부 절단 부재를 따라 절단 평면에서 이동되도록 배열되고, 상기 상부 절단 부재는, 상기 하부 절단 부재에 대하여 상기 절단 평면에서 볼록 아치형인 상부 절단 에지를 갖는 상부 나이프를 포함하고, 상기 상부 절단 부재는 그 아치형 상부 절단 에지에 의해 상기 절단 평면에서의 로킹 모션으로 상기 하부 절단 부재를 따라 이동하도록 배열되고, 상기 아치형 상부 절단 에지는 반경, 및 상기 반경의 원점에서의 상기 로킹 모션을 위한 회전 중심을 가지며, 상기 회전 중심은 상기 상부 절단 부재 외부에 위치되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아치형 상부 절단 에지는 상기 반경에 대하여 2 라디안 미만인 길이를 갖는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 아치형 상부 절단 에지의 길이는 상기 반경에 대하여 1 라디안 미만인, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단 디바이스는 상기 상부 절단 부재의 상기 하부 절단 부재에 대한 상기 로킹 모션을 가이드하기 위한 가이드 부재를 포함하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는 상기 상부 나이프에 커플링된 제 1 커플링 엘리먼트를 포함하며, 상기 가이드 부재에는, 상기 상부 절단 부재의 상기 로킹 모션 동안의 상기 제 1 커플링 엘리먼트에 의해 이동되는 제 1 사이클로이드 경로에 따른 상기 가이드 부재에 대한 상기 제 1 커플링 엘리먼트를 수용 및 가이드하기 위한 제 1 아치형 가이드 엘리먼트가 제공되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는 상기 상부 나이프에 커플링된 제 2 커플링 엘리먼트를 포함하며, 상기 가이드 부재에는, 상기 상부 절단 부재의 상기 로킹 모션 동안의 상기 제 2 커플링 엘리먼트에 의해 이동되는 제 2 사이클로이드 경로에 따른 상기 가이드 부재에 대한 상기 제 2 커플링 엘리먼트를 수용 및 가이드하기 위한 제 2 아치형 가이드 엘리먼트가 제공되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링 엘리먼트 및 상기 제 2 커플링 엘리먼트는 상호 이격되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링 엘리먼트 및 상기 제 2 커플링 엘리먼트는 상기 상부 나이프의 길이의 방향으로 상기 상부 나이프의 반대 단부들에 있는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 나이프는 상기 아치형 상부 절단 에지의 절반 길이에 대해 대칭이고, 상기 제 1 커플링 엘리먼트 및 상기 제 2 커플링 엘리먼트는 상기 상부 나이프의 반대의 대칭측들 상에 배열되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단 디바이스에는, 상기 상부 절단 부재의 상기 하부 절단 부재에 대한 상기 로킹 모션을 구동하기 위한 액추에이터가 제공되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 아치형 상부 절단 에지의 회전 중심으로부터 방사상으로 이격된 거리에서 상기 상부 절단 부재에 커플링되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 로킹 모션은 상기 회전 중심에 대한 상기 상부 절단 부재의 회전 및 상기 절단 라인에 평행한 상기 회전 중심의 병진운동을 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 절단 라인에 평행하게 선형으로 이동가능한 캐리지를 포함하고, 상기 캐리지는 상기 상부 절단 부재에 커플링되고 상기 상부 절단 부재의 병진운동을 구동하기 위해 배열되는 한편 상기 회전 중심에 대한 상기 상부 절단 부재의 회전을 허용하거나 상기 상부 절단 부재 상에서의 회전을 부과하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 절단 디바이스는 상기 상부 절단 부재의 상기 하부 절단 부재에 대한 상기 로킹 모션을 가이드하기 위한 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재는 선형 가이드를 포함하고, 상기 캐리지는 상기 절단 라인에 평행하게 가이드된 선형 움직임을 위해 상기 선형 가이드에 커플링되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는 상기 상부 나이프에 커플링된 제 1 커플링 엘리먼트를 포함하며, 상기 가이드 부재에는, 상기 상부 절단 부재의 상기 로킹 모션 동안의 상기 제 1 커플링 엘리먼트에 의해 이동되는 제 1 사이클로이드 경로에 따른 상기 가이드 부재에 대한 상기 제 1 커플링 엘리먼트를 수용 및 가이드하기 위한 제 1 아치형 가이드 엘리먼트가 제공되고, 상기 선형 가이드는 상기 제 1 아치형 가이드 엘리먼트 및/또는 제 2 아치형 가이드 엘리먼트에 대하여 고정된 위치에 배열되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 액추에이터에는, 상기 선형 가이드를 따르는 병진 방향으로 상기 캐리지를 구동시키기 위한 타이밍 벨트가 더 제공되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 캐리지는, 상기 절단 라인에 수직인 상기 아치형 상부 절단 에지의 반경에서 상기 상부 절단 부재에 커플링되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는 상기 아치형 상부 절단 에지에 접선 방향으로 상기 캐리지에 대하여 슬라이드가능한, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재에는, 상기 아치형 상부 절단 에지에 커플링되고 상기 아치형 상부 절단 에지와 동심인 아치형 레일이 제공되고, 상기 액추에이터는, 상기 아치형 레일을 슬라이드가능하게 수용하거나 맞물리도록 배열되는 가이드 슈를 포함하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 로킹 모션은 회전 중심에 대한 절단 부재의 회전 및 상기 절단 라인에 평행한 상기 회전 중심의 병진운동을 포함하고, 상기 회전의 원주 속도는 상기 병진운동의 병진 속도와 동일한, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는 상기 절단 라인에 수직 방향인 상기 절단 평면에 평행하게 또는 상기 절단 평면에서 상기 하부 절단 부재와 중첩하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재와 상기 하부 절단 부재 사이의 중첩은 절단 심도를 정의하고, 상기 절단 심도는 상기 로킹 모션 동안 일정하게 유지하도록 배열되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 상부 절단 부재는, 10도 미만인 절단각에서 중첩 시 상기 하부 절단 부재와 교차하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 절단각은 5도 미만인, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 절단 부재는 직선형 하부 절단 에지를 갖는 하부 나이프를 포함하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 하부 나이프는 바형 하부 나이프인, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 하부 절단 부재는 수평으로 연장하는 그 직선형 하부 절단 에지를 갖고 위치되도록 배열되는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 아치형 상부 절단 에지는 원의 세그먼트인, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 절단 디바이스.
  28. 제 1 항에 기재된 절단 디바이스의 사용으로 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 그 아치형 상부 절단 에지를 갖는 상기 상부 절단 부재를, 상기 절단 평면에서 로킹 모션으로 상기 하부 절단 부재를 따라 이동시키는 단계를 포함하는, 타이어 컴포넌트들을 절단하기 위한 방법.
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