KR101929054B1 - 연속 데크 비드 로크 드럼 - Google Patents

연속 데크 비드 로크 드럼 Download PDF

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KR101929054B1
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마레샬 프레드릭
로이어 띠에리
마리 콜링 진
디 프리지오 올리비어
벌링 울프강
레스코드 올리비어
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더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
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Abstract

회전가능한 타이어 성형 드럼(10)은 축방향 및 반경방향으로 이동가능한 한 쌍의 비드 로크(20), 및 확장될 때 360도 연속 데크 표면을 형성하는 두 세트의 데크 플레이트(42, 44)를 갖는 반경방향으로 확장가능한 중심 성형 데크 조립체(40)를 구비한다. 데크 플레이트(42, 44)는 완전히 확장된 직경에서 맞닿아 규정된 직경에서 타이어 카커스(2)를 지지하는 연속(solid) 360도 성형 표면을 형성하도록 크기설정된다. 두 세트의 데크 플레이트(42, 44)는 확장된 상태에서 적어도 6개 이상의 원주방향으로 인접한 맞닿는 데크 플레이트 1, 2, 3, 4, 5, 6의 순서로 배열되는 짝수의 데크 플레이트(42)의 제 1 세트 및 홀수의 데크 플레이트(44)의 제 2 세트로 분할된다. 수축된 상태에서 짝수의 데크 플레이트(42)의 제 1 세트는 홀수의 데크 플레이트(44)의 제 2 세트의 반경방향 안쪽으로 이동하여 제 2 세트(44)의 반경방향 안쪽의 수축된 위치를 야기한다. 제 1 세트(42)는 수축될 때 제 2 세트(44)의 아래에 놓인다.

Description

연속 데크 비드 로크 드럼{SOLID DECK BEAD LOCK DRUM}
본 발명은 벨트 보강 구조물 및 트레드(tread)를 미가황(unvulcanized) 타이어 카커스(tire carcass) 상에 적용할 때 사용하기 위한 타이어 성형 드럼(tire building drum)에 관한 것이다.
트레드 및 벨트 패키지를 타이어 카커스 상에 적용하기 위한 성형 드럼은 당업계에 잘 알려져 있다. 타이어 성형 공정은 일반적으로 공기 불침투성 내부 층으로 제조된 타이어 카커스, 한 쌍의 비드(bead), 에이펙스(apex), 및 비드들 사이에서 연장되고 이들 주위를 감싸 플라이 턴업(ply turnup)을 형성하는 보강 플라이의 제 1 스테이지 조립체를 갖는다. 이러한 미가황 구조물은 또한 원통형 형상의 그린 카커스(green carcass)에 부가된 검 스트립(gum strip), 체이퍼(chafer) 또는 치퍼(chipper)와 같은 측벽 고무 및 외부 고무 구성요소를 갖는다.
제 2 스테이지에서, 그린 또는 미경화 원통형 카커스가 별개의 타이어 성형 드럼에 취해지며, 여기서 비드가 적절한 비드 폭 간격에 맞춰 축방향으로 이동된 드럼 상에 고정되고, 카커스가 완성된 타이어에 더 많이 가까운 형상을 취하게 하는 팽창가능한 블래더(bladder)를 사용해 카커스를 확장시킴으로써 카커스가 환상으로(toroidaly) 형상화된다. 이 시점에서, 벨트 또는 브레이커 보강물(breaker reinforcement), 예를 들어 강철 코드 보강 벨트가 카커스 상에 적용된다. 전형적으로, 인접 벨트 층들은 반대로 배향된 코드를 갖는다. 일단 벨트 구조체가 적용되면, 트레드 고무의 층이 부가되어 조립을 완료한다.
이들 성형 드럼은 미국 특허 공개 제 2006/0137806 호에 기재된 바와 같이 비드를 축방향 내향으로 이동시키면서 중심 섹션을 반경방향 외향으로 이동시킬 수 있다. "고 크라운 단일-스테이지 성형 드럼을 사용해 타이어를 제조하는 방법(Method Of Making A Tire Using A High Crown Uni-Stage Building Drum)"에서, 본 발명자는 타이어 플라이가 비드 영역에 수직으로 유지되었을 때 플라이 턴업이 만들어지게 하는 단일 드럼 조립체를 사용해 타이어를 성형하는 것을 제안하였다. 이러한 기계는 우수한 정도의 참신함을 나타내지만, 카커스를 조립체 상에 고정하기 위해 타이어 쇼울더(shoulder)를 클램핑하기 위한 특수한 수단을 필요로 하기 때문에 타이어 성형에 상당한 복잡성을 부가하였다. 또한, 그것은 장치에 상당한 비용을 부가하였다.
이하에 기술되는 본 발명은 큰 직경을 갖는 비교적 소형의 타이어 카커스가 만들어지게 하는 독특한 제 2 스테이지 타이어 성형 드럼을 제공함으로써 큰 복잡성의 문제를 해결하려고 한다. 더 구체적으로, 상이한 축방향 비드 폭의 16 인치, 16.5 인치 및 17 인치의 직경의 오토바이 타이어를 구성하도록 특수하게 구성된 기계. 이러한 유형의 타이어는 단면 프로파일이 매우 작으며, 이는 성형 기계의 기계 부품이 위치될 공간이 거의 존재하지 않음을 의미한다. 그럼에도 불구하고, 그러한 타이어는 정밀 성형 능력을 필요로 하며, 우수한 연속 성형 표면은 최고 품질의 타이어가 제조되게 할 것이다. 본 발명의 연속 데크 성형 드럼은 아래에 기재된 바와 같이 이러한 능력을 제공한다.
회전가능한 타이어 성형 드럼은 축방향 및 반경방향으로 이동가능한 한 쌍의 비드 로크(bead lock), 및 확장될 때 360도 연속(solid) 데크 표면을 형성하는 반경방향으로 확장가능한 중심 성형 데크 조립체를 갖는다. 타이어 성형 드럼은 그린(green) 또는 미가황 타이어의 한 쌍의 비드를 유지 및 고정하기 위한 한 쌍의 축방향으로 이동가능하고 반경방향으로 확장가능한 비드 로크가 그 위에 지지되는 샤프트 하우징, 및 비드 로크 사이에 축방향으로 위치되고 샤프트 하우징 상에 또한 지지되는 반경방향으로 확장 및 수축가능한 중심 성형 데크 조립체를 갖는다. 중심 성형 데크 조립체는 두 세트의 데크 플레이트를 갖는다. 데크 플레이트는 완전히 확장된 직경에서 맞닿아 규정된 직경에서 타이어 카커스를 지지하는 연속 360도 성형 표면을 형성하도록 크기설정된다. 두 세트의 데크 플레이트는 확장된 상태에서 적어도 6개 이상의 원주방향으로 인접한 맞닿는 데크 플레이트 1, 2, 3, 4, 5, 6의 순서로 배열되는 짝수의 데크 플레이트의 제 1 세트 및 홀수의 데크 플레이트의 제 2 세트로 분할된다. 순서 내의 개수는 데크 플레이트가 짝수인지 홀수인지를 한정한다. 수축된 상태에서, 짝수의 데크 플레이트의 제 1 세트는 제 2 세트의 반경방향 안쪽으로 이동하여 제 2 세트의 반경방향 안쪽의 수축된 위치를 야기한다. 제 1 세트는 수축될 때 제 2 세트의 아래에 놓인다. 성형 드럼은 비드 로크에 연결된 샤프트 하우징의 내부에 메인 중심 샤프트를 갖는다. 메인 중심 샤프트는 2개의 대향하는 단부, 즉 왼나사 피치를 갖는 제 1 좌측 단부 및 오른나사 피치를 갖는 제 2 우측 단부를 갖고, 메인 중심 샤프트의 회전은 둘 모두의 비드 로크를 내향으로 또는 외향으로 균등하게 이동시킨다. 성형 드럼은 샤프트 하우징 내에 내부로 장착된 두 쌍의 직경방향으로 대향하는 데크 샤프트를 추가로 갖고, 두 쌍의 데크 샤프트는 짝수의 데크 플레이트를 이동시키기 위해 180도 이격되어 정렬된 2개의 제 1 샤프트를 갖는 구동 샤프트의 제 1 쌍, 및 180도 이격되어 정렬된 2개의 제 2 샤프트의 제 2 쌍을 포함하고, 각각의 제 2 샤프트는 2개의 제 1 샤프트 사이에 있으며, 제 2 샤프트는 홀수의 데크 플레이트를 이동시키기 위한 것이다. 샤프트 하우징은 모터 하우징에 장착된 일 단부에서 외팔보화되고(cantilevered), 모터 하우징은 3개의 독립적인 모터, 즉 메인 중심 샤프트를 회전시키기 위한 제 1 모터, 2개의 제 1 데크 샤프트를 회전시키기 위한 제 2 리니어 모터(linear motor), 및 2개의 제 2 구동 샤프트를 구동시키기 위한 제 3 리니어 모터를 포함한다.
각각의 데크 플레이트는 성형 중인 완성된 타이어의 내부 곡률에 가까운 볼록 형상을 갖는 횡단면 프로파일을 갖는 아치형 세그먼트(segment)로서 형성된다. 각각의 데크 플레이트는 데크 링크 조립체에 부착된다. 데크 링크 조립체에 대한 각각의 데크 플레이트의 부착 기구는 신속 해제 기구이며, 여기서 신속 해제 기구는 바람직하게는 1/4 회전 패스너(quarter turn fastener)이다. 각각의 두 세트의 데크 플레이트는 특정 타이어 크기에 대해 크기설정되고, 여기서 데크 플레이트는 2개의 데크 플레이트의 세트로 배열되며, 2개의 데크 플레이트의 각각의 세트는 바람직하게는 오토바이 타이어를 성형하도록 설계된다. 각각의 데크 플레이트는 데크 링크 조립체로부터 신속하게 분리되고 상이한 크기의 타이어를 성형하기 위한 상이한 크기의 데크 플레이트의 세트로 교체된다.
회전가능한 타이어 성형 드럼은 성형 드럼 조립체에 연결된 공기압식 가압 공기 공급원을 추가로 갖고, 공기 공급원은 밸브에 의해 작동되어 비드 로크를 반경방향 외향으로 이동시켜 미가황 타이어 카커스의 한 쌍의 비드를 고정시킨다. 비드 로크는 16 인치, 16.5 인치 및 17 인치의 비드 직경을 수용하도록 확장가능하다. 바람직한 실시예에서, 회전가능한 오토바이 타이어 성형 드럼은 반경방향으로 확장될 때 연속 데크를 형성하도록 순서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12로 원주방향으로 배열된 6개의 짝수의 데크 플레이트 2, 4, 6, 8, 10, 12의 제 1 세트 및 6개의 홀수의 데크 플레이트 1, 3, 5, 7, 9, 11의 제 2 세트를 포함하는 두 세트의 데크 플레이트를 갖는다. 성형 드럼은 오토바이 타이어를 성형하는 데 특히 유용하다.
정의
본 명세서에서 그리고 특허청구범위에서 다음과 같이 사용된다.
"에이펙스(apex)"는 비드(bead) 위에 반경방향으로 위치되고 플라이(ply)와 플라이 턴업(ply turn-up) 사이에 개재된 탄성중합체 충전재를 의미한다.
"축방향" 및 "축방향으로"는 타이어 성형 드럼의 종방향 회전축에 평행하거나 이와 정렬된 선 또는 방향을 의미한다.
"비드"는 플라이 코드에 의해 감싸여지고, 플리퍼(flipper), 치퍼(chipper), 에이펙스, 토우 가드(toe guard) 및 체이퍼(chafer)와 같은 다른 보강 요소를 갖거나 갖지 않고서 설계 림과 끼워맞춤되도록 형상화된 "비드 코어(bead core)"로 보통 지칭되는 환형 인장 부재를 포함하는 타이어의 일부분을 의미한다.
"벨트 구조물" 또는 "보강 벨트"는 평행한 코드들로 이루어지고, 직포 또는 부직포이며, 트레드(tread) 밑에 있고, 비드에 고정되지 않으며, 타이어의 적도 평면에 대해 17도 내지 27도 범위의 좌측 코드 각도와 우측 코드 각도 둘 모두를 갖는 적어도 2개의 환형 층 또는 플라이를 의미한다.
"카커스(carcass)"는 원통형 또는 환상체 형상으로 스플라이싱(splicing)하기에 적합한 길이로 절단되거나 이미 스플라이싱된 타이어 플라이 재료 및 다른 타이어 구성요소의 미가황 라미네이트(laminate)를 의미한다. 카커스가 가황처리되어 성형된 타이어를 생성하기 전에 추가의 구성요소가 카커스에 부가될 수 있다.
"케이싱(casing)"은 트레드를 제외한 타이어 카커스 및 관련된 타이어 구성요소를 의미한다.
"체이퍼"는 림(rim)으로부터 코드 플라이를 보호하고, 림 위에 굽힘을 분배하며, 타이어를 밀봉하기 위해 비드의 외측 둘레에 배치된 재료의 좁은 스트립(strip)을 말한다.
"원주방향"은 축방향에 수직인 환형 트레드의 표면의 주연부를 따라 연장되는 선 또는 방향을 의미한다.
"코드"는 타이어 내 플라이를 구성하는 보강 스트랜드(strand)들 중 하나를 의미한다.
"적도 평면(Equatorial Plane, EP)"은 타이어의 회전축에 수직이고 타이어의 트레드의 중심을 통과하는 평면을 의미한다.
"이너라이너(Innerliner)"는 튜브리스 타이어의 내측 표면을 형성하고 타이어 내에 팽창 유체를 포함하는 탄성중합체 또는 다른 재료의 층 또는 층들을 의미한다.
"인서트(insert)"는 타이어의 측벽 영역에 보통 위치되는 강화 부재로서 사용되는 탄성중합체 부재를 의미한다.
"플라이"는 고무-코팅된 평행한 코드들의 연속 층을 의미한다.
"반경방향" 및 "반경방향으로"는 타이어 성형 드럼의 회전축을 반경방향으로 향하거나 이로부터 멀어지는 방향을 의미한다.
"반경방향 플라이 타이어"는 플라이의 적어도 하나의 층이 타이어의 적도 평면에 대해 65도 내지 90도의 코드 각도로 비드로부터 비드로 연장되는 플라이 코드를 갖는 벨트식 또는 원주방향으로 제한된 공기 타이어를 의미한다.
"쇼울더(shoulder)"는 트레드 에지 바로 아래의 측벽의 상부 부분을 의미한다.
"측벽"은 트레드와 비드 사이의 타이어의 부분을 의미한다.
"트레드"는 타이어 카커스에 접합된 경우 타이어가 통상 상태에서 팽창되고 수직 하중 하에 있을 때 도로와 접촉하는 타이어의 부분을 포함하는 고무 구성요소를 의미한다.
"트레드 폭"은 축방향에서의, 즉 타이어의 회전축에 평행한 평면 내에서의 트레드 표면의 아치형 길이를 의미한다.
본 발명이 예로서 그리고 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 타이어 성형 드럼의 평면도 또는 측면도로서, 비드 로크가 시작 위치에 도시되어 있고, 비드 로크는 수축되어 타이어의 완성된 비드 폭보다 더 넓게 축방향으로 이격되어 있는 도면,
도 2는 시작 위치에 도시된 타이어 성형 드럼의 단면도,
도 3은 비드 로크를 축 하우징 및 수축된 중심 데크 기구 위에 상상 점선으로 도시하는 타이어 성형 드럼의 평면도,
도 4는 반경방향으로 확장된 중심 데크 기구를 갖는 타이어 성형 드럼의 평면도로서, 데크 플레이트가 명료함을 위해 제거된 도면,
도 5는 중심 데크 기구의 절반부를 도시하는 타이어 성형 드럼의 단면 사시 단부도로서, 데크 플레이트가 수축된 것으로 도시된 도면,
도 6은 연결 링크 기구를 도시하는 타이어 성형 드럼 중심 기구의 사시도로서, 데크 플레이트가 명료함을 위해 제거된 도면,
도 7은 수축되어 있는 경사진 가이드 및 수축된 비드 로크를 도시하는 타이어 성형 드럼의 비드 로크의 일부분의 단면도,
도 8은 반경방향으로 확장된 상태에 있는 비드 로크 링 및 비드 로크 링 상의 롤러를 들어올리는 경사진 가이드를 도시하는 타이어 성형 드럼의 도 7의 도면,
도 9는 시작 위치에 수축된 데크 플레이트를 도시하는 타이어 성형 드럼의 사시도로서, 비드 로크가 수축되어 있는 도면,
도 10은 확장된 비드 로크를 도시하는 타이어 성형 드럼의 사시도로서, 데크 플레이트가 수축되어 있는 도면,
도 11은 확장하기 시작하는 형상화 위치에 있는 중심 데크 플레이트 내에 도시된 타이어 성형 드럼의 사시도,
도 12는 타이어 성형 드럼의 확장하는 중심 데크를 향해 이동하는 비드 로크를 도시하는 사시도,
도 13은 중심 데크 플레이트가 계속하여 반경방향으로 확장함에 따라 정확한 비드 폭으로 이동되는 비드 로크를 도시하는 타이어 성형 드럼의 사시도,
도 14는 완성된 타이어를 형성하기 위해 최종 조립 및 벨트 구조물과 트레드 층의 적용을 위한 연속 데크를 형성하도록 맞닿은 중심 데크 플레이트의 사시도,
도 15는 도 14의 타이어 성형 드럼의 절단 사시도,
도 16은 성형 드럼 및 하우징의 단면도,
도 17은 드럼 상의 예시적인 카커스를 보여주는 기계 하우징으로 조립된 타이어 성형 드럼을 도시하는 기계 전체의 사시도,
도 18은 예시적인 오토바이 타이어의 단면도.
도 1 내지 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 성형 드럼의 다양한 도면이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 15 각각에서, 타이어 카커스(2)에 관한 타이어 성형 드럼(10)의 상대 위치가 설명되지만, 명료함을 위해 타이어 카커스(2)는 도시되지 않는다. 도 16 및 도 17에서, 본 발명의 이해를 완전하게 하기 위해 타이어 카커스(2)가 성형 드럼(10) 상에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 타이어 성형 드럼(10)은 완전히 수축된 위치에 도시되어 있으며, 여기서 한 쌍의 대향하는 2개의 비드 로크(20)가 축방향 폭에서 이격되고, 이때 중심 성형 데크 조립체(40)의 각각의 측부에 위치된 하나의 비드 로크(20)는 완전히 수축된 위치에 도시되어 있다. 도 1의 이러한 도면은 성형 드럼(10)이 스테이지 2 타이어 성형 공정의 시작 이전에 통상적으로 배향되는 위치이다. 이러한 위치에서, 비드 로크(20)는 도시된 바와 같이 작은 외경을 제공하는 완전히 수축된 위치에 도시된 복수의 아치형 세그먼트(22)를 갖는다. 이러한 작은 외경은 도 16 및 도 17에 이미 환상체 형상으로 도시된 원통형 타이어 카커스(2)가 타이어 성형 드럼(10)의 외팔보형 단부(32) 위에서 미끄러져 비드 로크(20) 내의 한 쌍의 홈(21) 위에 위치되게 한다. 타이어 카커스(2)가 성형 드럼(10) 위에서 미끄러지고 비드 로크(20)가 완전히 수축된 위치에 있을 때, 중심 성형 데크 조립체(40) - 또한 완전히 수축됨 - 가 성형 드럼 조립체(10) 위에의 카커스(2)의 용이한 진입을 제공하는 것이 중요하다. 예시의 목적만을 위해, 중심 성형 데크 조립체(40)는 데크 플레이트(42, 44)가 제거된 상태로 도시되어 있다. 이들 데크 플레이트(42, 44)는 도 9 내지 도 14에 명확하게 도시되어 있으며, 그것들의 기능과 관련해 나중에 설명될 것이다. 중심 데크 링크 기구(70)가 패스너(fastener)(50)가 도시된 상태로 도시되어 있다. 이들 패스너(50)는 나중에 설명되는 바와 같이 데크 플레이트(42, 44)를 부착하기 위한 신속 해제 기구를 제공한다.
도 2를 참조하면, 성형 드럼 조립체(10)의 단면도가 도시되어 있다. 이러한 단면도는 성형 드럼 조립체(10)가 비드 로크(20)가 그 위에 완전히 지지되는 샤프트 하우징(12)을 갖는다는 것을 보여준다. 이들 비드 로크(20)는 도시된 바와 같이 샤프트(30)의 회전에 따라 비드 로크(20)를 축방향 내향 또는 축방향 외향으로 구동시키는 메인 중심 샤프트(30)에 부착된다. 이러한 설명의 목적을 위해, 샤프트 하우징(12)의 좌측 또는 단부(31)는 노출된 메인 구동 샤프트(30)를 갖고, 이러한 단부(31)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 기계 하우징에 부착된 단부이다. 다른 단부(32)는 성형 드럼(10)의 비지지된 외팔보형 단부이고, 그 단부에서 메인 샤프트(30)가 베어링(38) 내에 위치된 것으로 도시된다. 다양한 도면에서, 드럼(10)은 도 1에 대해 반대 시각 또는 측면으로부터 보인다. 이것은 도 2의 도시된 도면에서 그러하며, 여기서 도면 우측은 실제로 왼쪽 피치를 갖는 나사산이 형성된 나사(33L)를 구비한 샤프트(30)를 보여주는 단부(31)이고, 도 2의 좌측에는 오른쪽 피치를 갖는 나사산이 형성된 나사(33R)를 구비한 샤프트(30)를 보여주는 단부(32)가 있다. 그 결과, 샤프트(30)가 일 방향으로 회전할 때, 2개의 비드 로크(20)는 어느 한쪽이 샤프트(30)의 회전의 함수로서 서로를 향해 또는 서로로부터 멀어지는 쪽으로 동시에 그리고 균등하게 이동할 것이다. 이것은 둘 모두의 비드 로크(20)가 함께 균등하게 그리고 동시에 이동한다는 점에서 중요하다. 비드 로크 조립체(20)는 도시된 바와 같이 메인 샤프트(30)의 각각의 단부(31, 32) 상에 있는 나사산이 형성된 너트(37)인 나사산이 형성된 패스너에 핀 결합된다. 너트(37) 내로 위치설정되고 패스너(61)에 의해 비드 로크 하우징(34)의 도시된 바와 같은 개구 또는 구멍(35) 내로 나사 결합되는 플랜지형 핀(60)이 비드 로크 하우징(34)의 구멍(35)을 통해 삽입된다. 너트(37)에 부착된 이들 핀(60)은 메인 중심 샤프트(30)가 회전함에 따라 축방향으로 선형적으로 이동할 것이다. 도시된 바와 같이, 비드 로크(20)가 축방향으로 이동하기 위해, 샤프트 하우징(12) 내에 슬롯(14)이 제공된다. 이러한 슬롯(14)은 하우징(12)의 각각의 측면 상에 적어도 120 mm의 전체 폭을 갖는다. 그 결과, 도시된 바와 같은 완전히 수축된 시작 위치에서, 초기에 비드 로크(20)는 대략 350 mm 또는 360 mm 이격되고, 완전 폐쇄 위치에서 측면당 대략 120 mm 또는 총 240 mm만큼 서로를 향해 내향으로 이동할 수 있다. 이는 타이어 카커스(2)가 비드 로크(20) 상으로 조립되는 방식의 함수로서 나중에 논의될 것이다. 하우징 샤프트(12) 전체가 비드 로크(20) 및 중심 성형 데크 조립체(40)와 함께 회전가능하고, 이러한 회전이 예시적인 타이어(1)를 도시하는 도 18에 도시된 바와 같이 카커스(2)에 적용된 벨트 보강 구조물(3) 및 트레드(4)를 타이어(1)가 갖는 것을 가능하게 한다는 것에 유의하는 것이 중요하다.
도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 것과 유사한 도면이 취해져 있으며, 여기서 비드 로크(20)는 중심 데크 조립체 링크 기구(70)의 밑에 있는 구성요소가 더 용이하게 관찰될 수 있도록 점선으로 도시되어 있다. 중심 성형 데크 조립체(40)가 도 3의 이러한 도면에 도시되어 있다. 중심 성형 데크 조립체(40)는 완전히 수축된 위치에 있다. 이러한 위치에서, 모든 링크(71, 72, 73, 74)는 중심 성형 데크 조립체(40)가 이러한 완전히 수축된 시작 위치로 이동됨에 따라 축방향 하우징(12)에 가까이 끌어당겨진다. 도 4를 참조하면, 중심 성형 데크 조립체(40)가 완전히 확장된 위치에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 중심 성형 데크 조립체(40)의 링크 기구(70)의 모든 링크(71, 72, 73, 74)는 반경방향으로 확장된다. 링크는 중심 성형 데크 조립체(40)가 샤프트 하우징(12)에 대해 반경방향 외향으로 이동됨에 따라 샤프트 하우징(12)으로부터 멀리 보다 더 수직 배향으로 이동된다. 도 5는 중심 메인 샤프트(30) 및 링크 기구(70)의 일측에 있는 직경방향 반대편의 구동 샤프트(81, 82)를 도시하는 단면 단부도이다. 내부 링크(71, 72, 73, 74)가 완전히 수축된 위치에 도시되어 있다. 이러한 도면에서, 데크 플레이트 조립체(42, 44) 각각의 절반만이 밑에 있는 부착물 및 링크 기구(70)가 보여지게 하도록 도시되어 있음에 유의하는 것이 특히 중요하다. 이들 데크 플레이트 조립체(42, 44)는 도시된 바와 같이 두 세트로 형성된다. 제 1 세트(42)는 도시된 실시예에서 제 2 세트(44)의 반경방향 내향에 있다. 순차적으로, 바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 각각의 제 1 세트(42) 및 제 2 세트(44)에 총 12개의 세그먼트, 6개의 플레이트가 있다. 짝수의 데크 플레이트(42)는 플레이트(42)의 제 1 세트를 형성하고 홀수의 데크 플레이트(44)는 플레이트(44)의 제 2 세트를 형성하며, 여기서 제 1 세트(42)는 도시된 바와 같이 제 2 세트(44)의 반경방향 내향에 있다. 도시된 바와 같이, 데크 플레이트(42, 44)가 완성된 타이어 카커스(2)의 내측과 아주 많이 비슷한 단면 프로파일을 갖는 아치형 세그먼트임을 인식할 수 있다. 전술한 바와 같이, 데크 플레이트(42, 44)의 절반만이 도시된 바와 같이 보이며, 다른 절반은 절취되어 패스너(50)에서의 링크에 대한 데크 플레이트의 부착 및 링크 기구(70)의 내부 구조를 볼 수 있게 한다.
도 6은 링크 기구(70)에 의해 생성되는 이러한 이동을 인식할 수 있도록 중심 성형 데크 조립체(40)가 반경방향 안팎으로 구동되는 방식을 더 잘 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 세트(44)에 연결된 중심 성형 데크 조립체(40)의 링크(72, 74)는 피벗식으로 연결되고 데크 플레이트(42)의 제 1 세트를 이동시키는 링크(71, 73)의 제 1 세트의 반경방향 외향에 있는 것으로 도시되어 있다. 링크(71, 73)는 유사하게 피벗식으로 연결되도록 핀 결합된다. 이것은 도 5의 링크 조립체와 도시된 데크 플레이트(42, 44)를 살펴봄으로써 더 용이하게 이해된다. 도 6에서 데크 플레이트가 제거되어 있을 뿐만 아니라, 하우징 및 비드 로크 영역은 이러한 링크 기구(70)의 완전한 관찰을 가능하게 한다. 이러한 링크 기구(70) 전체가 단부 링(76)에서 연결된다. 단부 링(76)은 두 세트의 샤프트(81, 82)에 연결되고 이에 의해 구동된다. 샤프트(81, 82)를 회전축 또는 메인 중심 샤프트(30)에 대해 약 180도 직경방향 반대에 둠으로써 하중이 균형을 이룰 수 있어 데크 플레이트(42, 44)의 제 1 또는 제 2 세트가 두 쌍의 직경방향으로 대향하는 샤프트(81, 82) 상에서 균등한 하중에 의해 외향으로 이동한다고 결정되었다. 제 1 세트(42)를 이동시키기 위한 구동 샤프트는 링(76)의 개구(84)에서 연결된 샤프트(81)를 갖고, 구동 샤프트(82)의 제 2 세트는 반경방향 내부의 데크 플레이트(42)가 이동될 수 있기 전에 데크 플레이트의 외측의 제 2 세트를 이동시킨다. 링크(71, 73)는 개구(85)에서 대향하는 링(76)에 연결된 샤프트(82)의 제 2 세트의 회전에 의해 외향으로 확장된다. 개구(84)(도 6에서 하나만 볼 수 있음)는 개구(85)와 마찬가지로 180도 이격되도록 정렬되어 축에 집중되며, 이때 개구(84)는 개구(85)에 대해 90도로 배향된다. 샤프트(81, 82)의 이들 쌍을 직경방향에서 대향하고 서로의 사이에 반대로 위치설정되게 함으로써, 링크 기구(70)를 구동시키기 위한 수단을 제공하는 컴팩트한 방법을 제공한다. 구동 샤프트의 제 1 샤프트(81) 및 제 2 샤프트(82)가 하중을 균형맞추기 위해 쌍으로 제공되고 이차적으로 이들 쌍 각각이 도 17에 도시된 바와 같이 모터 하우징(90) 내에 수용된 독립적인 리니어 모터(91, 92)에 의해 구동된다는 것에 유의하는 것이 중요하다. 따라서, 카커스(2)가 본 발명의 성형 드럼(10) 상에 위치설정될 때, 비드 로크(20)는 먼저 메인 샤프트(30)의 회전에 의해 소정 위치로 이동되고 반경방향으로 확장되어 비드를 고정시키고 그 다음에 카커스(2)와 함께 드럼(10)의 중심 기구(40)가 확장되며 그 다음에 드럼(10)이 회전되어 추가로 설명되는 바와 같이 벨트 구조물 및 벨트를 적용한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 비드 로크 조립체(20)의 일부분이 도시되어 있다. 도 7에서, 비드 로크 조립체(20)는 수축된 위치에 도시되어 있다. 경사진 표면(25)이 비드 로크 조립체(20)의 세그먼트(22)에 부착된 휠(26)로부터 뒤로 잡아당겨져 도시되어 있다. 이러한 경사진 표면(25)은 도 8에 더 잘 도시되어 있는 이동가능한 링 형상의 요소(24)의 일부이다. 도 8에서, 비드 로크(20)는 완전히 확장된 상태에서 볼 수 있으며, 경사진 램프(25)는 중심 성형 데크 조립체(40)를 향해 내향으로 이동된다. 이러한 이동은 링 요소(24)에 작용하여 이를 이동시키는 공기 압력에 의해 야기된다. 공기 압력은 요소(24)의 각 측면에 있는 비드 로크 조립체(20)로 공급되고, 활성화시 밸브(도시되지 않음)가 개방되어 경사진 표면(25)과 함께 요소(24)가 중심 데크(40)를 향해 이동하게 하여서, 비드 로크 조립체(20)의 각각의 세그먼트(22)에 부착된 휠(26)을 상향으로 밀어낸다. 조립체에 가해진 압력의 양은 타이어 성형 조립 동안에 카커스(2)의 비드를 제위치에 유지하기에 충분한 양의 힘을 제공한다. 도 7과 도 8 둘 모두에서, 비드 로크 아치형 세그먼트(22)가 노출되어 도시되지만, 보통의 제조 상태에서는 밴드 또는 연신가능한 링과 유사한 형상의 고무의 얇은 층이, 세그먼트(22)가 완전히 개방된 위치로 확장될 때 비드 로크(20) 위에 놓여 있는 미경화 연질 고무가 손상되지 않는 방식으로 비드 로크 세그먼트(22) 위에 적용된다는 것에 유의하는 것이 중요하다. 이러한 밴드는 도 17의 카커스(2)의 비드의 아래에 있으며 두께가 2 내지 4 mm이다.
도 9 내지 도 15를 참조하면, 성형 시퀀스가 성형 공정 동안의 성형 드럼의 배향 및 이동에 관해 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 데크 플레이트(42, 44)는 데크 플레이트(42)의 제 1 세트가 도시된 바와 같이 제 2 세트(44)의 반경방향 안쪽에 놓여 있는 방식으로 완전히 수축된 위치에 도시되어 있다. 이러한 위치에서, 비드 로크(20)는 완전히 수축된 개방된 또는 시작 위치로 이동되는 방식으로 중심 데크(40)에 대해 축방향 외향으로 이동된다. 이러한 위치에서, 비드 로크는 도시되지 않은 타이어 카커스(2)를 수용하도록 설정된다. 도 9에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 비드 로크 세그먼트(22)가 이러한 완전히 수축된 배향에서 완전히 맞닿는다. 다음에, 비드 로크(20)는 카커스(2)의 비드를 홈(21) 내에 유지하도록 반경방향 외향으로 확장되며, 이것은 세그먼트(22)가 반경방향 외향으로 이동하기 시작하여 밑에 있는 인접 비드 로크 세그먼트(22) 사이에 간극을 생성하는 도 10에 도시되어 있다. 전술된 바와 같이, 고무 밴드 탄성 밴드가 세그먼트(22) 위에 배치되어, 카커스(2)가 비드 로크(20)에 의해 유지되고 있을 때 밑에 있는 세그먼트는 연질의 미경화 비드 고무로 절단될 수 없다. 도 11을 참조하면, 비드 로크(20)가 중심 비드 데크 조립체(40)를 향해 축방향 내향으로 이동됨에 따라, 중심 성형 데크 조립체(40)는 반경방향 외향으로 확장되기 시작한다. 반경방향 외측의 세트(44)는 바람직하게는 밑에 있는 세트(42)가 따르는 바와 같이 초기에 이동한다. 어떠한 경우에도, 반경방향 내측의 세트는 외측 세트(44)보다 빨리 또는 외측 세트 전에 이동할 수 없어서 플레이트가 함께 움직이지 않게 되는 것을 피한다. 이러한 확장은 도 12에 도시된 바와 같이 계속되며, 여기서 카커스(2)는 중심 성형 데크 조립체(40)의 반경방향 확장으로 인해 중심 성형 데크 조립체가 완전히 확장된 위치에 접근함에 따라 밑에 있는 데크 플레이트에 의해 약간 인장될 것이다. 비드 로크가 특정 타이어 크기를 위한 성형 코드에 의해 설정된 바와 같은 타이어의 적절한 비드 폭으로 이동될 때, 도 13에 도시된 반경방향으로 확장된 데크 플레이트(42, 44)는 거의 완전히 확장된다. 도 14를 참조하면, 밑에 있는 데크 플레이트(44)는 완전히 확장된 위치에 도시되어 있으며, 여기서 원주방향으로 인접한 데크 플레이트(42, 44)는 맞닿은 관계로 도시되어 있다. 이러한 위치에서, 타이어 카커스(2)는 이제 벨트 보강 구조물(3) 및 트레드(4)를 적용할 준비가 되었다. 완전히 확장된 성형 드럼 조립체의 이러한 도면을 추가로 예시하기 위해, 도 15의 단면도가 도시되며, 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 비드 로크(20)는 타이어(1)의 비드 폭의 요구되는 거리까지 반경방향 내향으로 이동되고 중심 성형 데크 조립체(40)는 완전히 확장된 위치에 있다.
드럼 조립체(10) 전체가 도 16에 도시된 바와 같이 기계 하우징(90)의 일 단부로부터 외팔보처럼 튀어나오는 방식으로 성형 드럼 조립체(10)가 기계 하우징(90) 상에 외팔보화된 상태로 기계 조립체(100) 전체가 도시되어 있다. 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 미가황 및 미경화 타이어 카커스(2)가 도시된 바와 같이 완전히 확장된 중심 성형 데크 조립체(40) 상에 장착되어 도시되어 있다. 이러한 도면을 더 잘 이해하기 위해, 도 16에 기계 조립체(100) 전체의 단면이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 하우징(90)은 2개의 리니어 모터(91, 92), 즉 구동 샤프트(81)의 제 1 세트를 구동하기 위한 하나의 리니어 모터, 구동 샤프트(82)의 제 2 세트를 구동하기 위한 제 2 리니어 모터를 각각 갖는다. 2개의 리니어 모터(91, 92)에 부가해, 샤프트 하우징(12) 전체를 작동시키기 위한 중심 구동 모터(94)가 도시되고 메인 조립체의 중심 메인 샤프트(30)를 구동시키는 모터(93)가 도시된다. 따라서, 메인 샤프트(30)는 메인 샤프트(30)의 회전에 따라 축방향 내향 또는 외향으로 비드 로크(20)를 이동시키는 전기 모터(93)에 의해 구동되고, 2개의 리니어 모터(91, 92)는 앞서 논의된 바와 같이 축방향 하우징(12) 내에 쌍으로 위치된 한 쌍의 데크 구동 샤프트(81, 82)를 축방향 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 구동시켜 링크 기구(70)를 상승 또는 하강시킨다. 이들 리니어 모터(91, 92)는 구동 샤프트(81, 82)를 이동시킬 때 데크 플레이트(42, 44)가 다른 세트와는 무관하게 그것들의 각각의 세트로 이동하는 것을 가능하게 한다. 조합되어, 3개의 모터(91, 92, 93) 전부는 타이어 카커스(2)를 완성된 타이어에 가까운 적절한 형상으로 형상화하고 그것에 일치시키는 것을 돕기 위해 중심 성형 데크 조립체(40) 상의 중심 데크 플레이트(42, 44)와 연관된 비드 로크(20)의 이동이 프로그래밍가능한 순차적인 방식으로 달성될 수 있는 방식으로 독립적으로 프로그래밍가능하다. 이 시점에, 타이어 벨트 보강 구조물(3) 및 트레드(4)가 360도 연속 데크 표면 상에 적용될 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 타이어(1)의 예시적인 타이어 카커스(2)가 도시되어 있으며, 타이어(1)는 도시된 바와 같이 한 쌍의 비드(5) 및 에이팩스(5A)를 갖는 밑에 있는 카커스(2), 및 도시된 바와 같은 반경방향 플라이 턴업(6) 및 타이어 플라이(8)의 반경방향 안쪽에 있는 공기 불침투성 내부 라이너(7)를 갖는다. 측벽 고무(9)가 도시된 바와 같이 적용되며 이것은 다른 스트립의 고무와 블렌딩(blending)되어 기본 타이어 카커스(2)를 형성한다. 일단 이러한 타이어 카커스(2)가 제 1 스테이지에서 별개의 기계 상에서 다소 원통형인 형상으로 조립되면, 그것은 이어서 제 2 스테이지에서 본 발명의 타이어 성형 드럼(10)에서 그것의 아치형 환상체 형상에 일치된다. 도시된 바와 같이, 일단 카커스(2)가 성형 드럼(10) 상에 위치되고 비드 로크(20)가 완전히 확장된 위치에 적절하게 위치되면, 타이어 카커스(2)는 비드 로크(20)가 함께 축방향으로 이동하여 연속 데크 조립체가 완전히 확장될 때 적절한 비드 폭을 설정함에 따라 완성된 타이어 구조에 매우 근접한 형상에 일치될 것이다. 도시된 바와 같은 이 시점에, 나선형 또는 지그재그형 오버레이(overlay)(3A)가 도 17에 도시된 바와 같이 타이어 카커스(2)에 부착될 수 있고, 또한 2개의 벨트 보강 층(3)이 타이어 카커스(2)에 적용될 수 있으며 이어서 트레드(4)가 그것을 덮어씌워 완성된 미경화 타이어(1)를 형성한다. 타이어의 원주방향 중심 평면에 대해 0도에 가깝게 또는 타이어에 걸쳐 지그재그 패턴으로 나선형으로 권취되어 있는, 권취된 오버레이를 갖는 타이어를 성형할 때, 성형 표면이 편차 없이 정확한 것, 중심 성형 데크 조립체를 이것을 달성하는 것이 가장 중요하다. 전술된 바와 같이, 상이한 크기의 타이어를 성형하기 위해, 하나의 크기의 데크 플레이트(42, 44)가 상이한 크기의 타이어를 위한 데크 플레이트(42, 44)의 새로운 세트와 신속하게 교환될 수 있다. 이것은 타이어 종횡비를 한정하는 상이한 단면 및 상이한 직경의 타이어가 동일한 기계(100) 상에서 성형되게 하여서, 타이어 설계자가 타이어(1)를 적절히 크기설정하는 더 큰 능력을 갖게 한다.
바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 이들 타이어(1)는 16 인치, 16.5 인치 또는 17 인치의 공칭 비드 직경을 갖도록 특수하게 설계된 오토바이 타이어이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 발명은 그렇게 요구되는 타이어 구성에 따라 다양한 크기, 종횡비 및 비드 폭의 다양한 오토바이 타이어를 제공할 수 있다. 타이어 성형 드럼(10)이 특정 타이어(1)를 성형하도록 프로그래밍될 때, 그것은 적절한 비드 폭을 설정할 것이고, 비드 로크(20)가 다양한 크기를 수용하는 16 내지 17 인치 범위의 비드 직경을 유지할 수 있도록 위치될 것이다. 일단 완성된 타이어(1)가 조립되면, 비드 로크(20)가 수축될 수 있을 뿐만 아니라 중심 성형 데크 조립체(40)가 타이어(1)가 성형 드럼(10)으로부터 간단히 제거되는 것을 가능하게 한다. 일단 제거되면, 비드 로크(20) 및 중심 드럼 조립체(40)는 도 1에 도시된 바와 같은 완전히 개방된 시작 위치로 이동할 것이다.
본 발명이 다양한 실시예의 설명으로써 예시되고 이들 실시예가 상당히 상세하게 설명되었지만, 본 출원인은 첨부된 특허청구범위의 범위를 그러한 상세 사항으로 제한하거나 어떤 경우에도 한정하려는 의도가 아니다. 추가의 이점 및 변경이 당업자에게 용이하게 떠오를 것이다. 그러므로, 본 발명은 따라서 더 넓은 태양에서 도시 및 설명된 구체적인 상세 사항, 대표적인 장치 및 방법, 및 예시적인 예로 제한되지 않는다. 따라서, 본 출원인의 일반적이고 독창적인 개념의 사상 또는 범위로부터 벗어나는 일 없이 그러한 상세 사항으로부터의 변형이 이루어질 수 있다.
1 : 타이어 2 : 타이어 카커스
3 : 벨트 보강 구조물 4 : 트레드
10 : 타이어 성형 드럼 12 : 샤프트 하우징
20 : 비드 로크 21 : 홈
30 : 샤프트 34 : 비드 로크 하우징
37 : 너트 35 : 개구 또는 구멍
40 : 중심 성형 데크 조립체 42, 44 : 데크 플레이트
50 : 패스너 60 : 핀
70 : 데크 링크 기구 71, 72, 73, 74 : 링크
76 : 단부 링 81, 82 : 구동 샤프트
84 : 개구 90 : 모터 하우징
91, 92 : 리니어 모터

Claims (5)

  1. 회전가능한 타이어 성형 드럼(tire building drum) 기계에 있어서,
    샤프트 하우징과,
    상기 샤프트 하우징 상에 지지된 그린(green) 또는 미가황(unvulcanized) 타이어의 한 쌍의 비드(bead)를 유지 및 고정하기 위한 한 쌍의 축방향으로 이동가능하고 반경방향으로 확장가능한 비드 로크(bead lock)와,
    상기 비드 로크 사이에 축방향으로 위치되고 상기 샤프트 하우징 상에 지지된 반경방향으로 확장 및 수축가능한 중심 성형 데크 조립체로서, 상기 중심 성형 데크 조립체는 두 세트의 데크 플레이트를 특징으로 하고, 상기 데크 플레이트는 완전히 확장된 상태에서 단부끼리 맞닿아 규정된 직경에서 타이어 카커스(carcass)를 지지하는 원주방향으로 360도 연속(solid) 성형 표면을 형성하도록 크기설정되며, 여기서 상기 두 세트의 데크 플레이트는, 상기 완전히 확장된 상태에서 단부끼리 맞닿아 원주방향으로 교대로 배열되는, 적어도 6개 이상의 짝수의 데크 플레이트의 제 1 세트 및 적어도 6개 이상의 홀수의 데크 플레이트의 제 2 세트로 분할되고, 수축된 상태에서 상기 짝수의 데크 플레이트의 제 1 세트는 상기 제 2 세트의 반경방향 안쪽으로 이동하여 상기 제 2 세트의 반경방향 안쪽의 수축된 위치를 야기하며, 상기 제 1 세트는 상기 제 2 세트의 아래에 놓이는, 상기 중심 성형 데크 조립체와,
    왼나사 피치를 갖는 제 1 좌측 단부 및 오른나사 피치를 갖는 제 2 우측 단부의 2개의 대향하는 단부를 갖는 상기 비드 로크에 연결된 메인 중심 샤프트로서, 상기 메인 중심 샤프트의 회전은 상기 비드 로크를 축방향으로 이동시키는, 상기 메인 중심 샤프트와,
    상기 샤프트 하우징 내에 내부로 장착된 두 쌍의 직경방향으로 대향하는 데크 샤프트로서, 상기 두 쌍의 데크 샤프트는 상기 짝수의 데크 플레이트를 이동시키기 위해 180도 이격되어 정렬된 2개의 제 1 샤프트를 갖는 구동 샤프트의 제 1 쌍, 및 180도 이격되어 정렬된 2개의 제 2 샤프트를 갖는 구동 샤프트의 제 2 쌍을 포함하고, 각각의 제 2 샤프트는 2개의 제 1 샤프트 사이에 있으며, 상기 제 2 샤프트는 상기 홀수의 데크 플레이트를 이동시키기 위한 것인, 상기 두 쌍의 데크 샤프트를 포함하며,
    상기 샤프트 하우징은 모터 하우징에 장착된 일 단부에서 외팔보화되고(cantilevered), 상기 모터 하우징은 상기 메인 중심 샤프트를 회전시키기 위한 제 1 모터, 상기 제 1 데크 샤프트를 회전시키기 위한 제 2 모터, 및 상기 제 2 구동 샤프트를 구동시키기 위한 제 3 모터의 3개의 독립적인 모터를 포함하는
    회전가능한 타이어 성형 드럼 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 데크 플레이트는 오토바이 타이어의 내부 곡률에 가까운 볼록 형상을 갖는 횡단면 프로파일을 갖는 아치형 세그먼트(segment)로서 형성되는 것을 특징으로 하는
    회전가능한 타이어 성형 드럼 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 데크 플레이트는 데크 링크 조립체에 부착되는 것을 특징으로 하는
    회전가능한 타이어 성형 드럼 기계.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데크 링크 조립체에 대한 각각의 데크 플레이트의 부착 기구는 1/4 회전 패스너(quarter turn fastener)인 것을 특징으로 하는
    회전가능한 타이어 성형 드럼 기계.
  5. 삭제
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