KR20150101450A

KR20150101450A - 타이어 비드를 위한 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20150101450A
Application number: KR1020157015314A
Authority: KR
Inventors: 마르코 슬랏; 게라드 조하네스 반 라르
Original assignee: 브이엠아이 홀랜드 비.브이.
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-09-03
Also published as: TW201429697A; JP2016508903A; EP2925513B1; US9950485B2; CN104995018B; RU2015136766A; US20150352798A1; NL2010201C2; KR101739891B1; BR112015015203B1; RU2615419C2; PL2925513T3; HUE042988T2; JP6314159B2; TWI617431B; TR201902293T4; WO2014119996A1; EP2925513A1; CN104995018A; BR112015015203A2

Abstract

본 발명은 타이어 비드를 위한 환형 에이펙스 필러(apex filler)를 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 장치는, 절단된 특정 길이를 갖는 탄성중합체 재료의 에이펙스 필러 스트립(91)을 지지하기 위한 원통형 형성기(2)를 포함하며, 이 원통형 형성기(2)는 중공 회전 샤프트(21) 및 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거(22)를 포함한다. 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러를 뒤집기 위해 핑거(22)들은 지지 부재(24)들에 움직일 수 있게 연결된다. 지지 부재(24)는 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 안내 부재(25)에 움직일 수 있게 연결된다. 안내 부재(25)는 중공 회전 샤프트(21)에 연결된다. 핑거(22)는 링크 기구(27)를 통해 구동 부재(281)에 연결되고, 이 구동 부재는 중공 회전 샤프트(21)을 적어도 부분적으로 통과하는 푸시/풀 축(28)에 연결되어 있다. 본 장치는 설정 판(26)을 포함하는 설정부를 더 포함하며, 이 설정부는 지지 부재(24)를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키도록 되어 있고, 또한 본 장치는 에이펙스 필러(91)를 원통형 형성기(2)에 공급하기 위한 공급 어셈블리를 더 포함한다.

Description

타이어 비드를 위한 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORMING AN ANNULAR APEX FILLER FOR TIRE BEADS}

본 발명은 차량 타이어의 제조에 사용되는 타이어 비드 어셈블리를 형성하기 위해 차후에 비드 링(bead ring)에 적용될 수 있는 환형 에이펙스 필러(apex filler)를 형성하기 위한 장치에 관한 것이다.

이러한 장치는 예컨대 국제 특허 출원 WO 2005/118271에 알려져 있다. 이공지된 장치는, 탄성중합체 재료로 된 절단된 특정 길이의 에이펙스 필러를 지지하기 위한 원통형 형성기, 그 에이펙스 필러를 원통형 형성기에 공급하기 위한 공급 어셈블리 및 비드 코어 링을 지지하기 위해 원통형 형성기에 인접하여 위치할 수 있는 드럼을 포함한다. 원통형 형성기는, 특정 길이의 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 한바퀴 감기는 동안에 그 특정 길이의 에이펙스 필러의 선두 단부를 원통형 형성기에 유지하기 위해 그 선두 단부를 잡기 위한 제 1 그립퍼(gripper)를 포함한다. 공급 어셈블리는 특정 길이의 에이펙스 필러의 후미 단부를 잡기 위한 제 2 그립퍼를 포함하는데, 이 제 2 그립퍼는 원통형 형성기 쪽으로 또한 그로부터 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다. 장치에는, 특정 길이의 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 한바퀴 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러의 정렬된 절단 단부들을 접합하기 위한 접합 장치가 더 제공되어 있다. 원통형 형성기는 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거들을 갖는데, 이들 핑거는, 반경 방향으로 움직일 수 있게 장착되어 있는 지지 부재에 힌지 연결되어 있다. 그 지지 부재에는, 이 지지 부재 뒤의 판에 있는 캠 슬롯, 특히 나선형 슬롯에 수용되는 캠 팔로어 돌출부(cam follower projection)가 제공되어 있다. 지지 부재의 반경 방향 위치는, 나선형 슬롯을 갖는 판을 그 지지 부재에 대해 회전시켜 조정된다. 추가로, 각 지지 부재에는 하나의 핑거가 제공되며, 이 핑거는 나선형 슬롯을 통과하는 돌출부를 갖는 액츄에이터에 링크 기구를 통해 연결된다. 에이펙스 필러가 원통형 형성기 상이 감겨 있을 때, 나선형 슬롯을 갖는 판이 지지 부재 쪽으로 움직이면, 액츄에이터가 링크 기구를 밀고 이 링크 기구에 의해 핑거가 작동되어 힌지로 회전하여 에이펙스 필러를 뒤집게 되며, 그래서 에이펙스 필러의 기저부가 비드 코어 링을 둘러싸면서 그 비드 코어에 부착되고 에이펙스 필러의 테이퍼형 부분은 대체로 반경 방향 외측으로 향하게 된다.

앞에서 언급한 장치는 나선형 슬롯을 갖는 판의 구동기에 대한 연결 및 핑거 자체를 작동시키기 위한 액츄에이터와 링크 기구를 갖는 지지 부재의 구성으로 인해 복잡하다.

본 발명의 목적은 에이펙스 필러 스트립을 다루어 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다.

제 1 양태에 따르면, 본 발명은 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치를 제공하며, 이 장치는,

탄성중합체 재료로 되어 있는 절단된 특정 길이의 에이펙스 필러를 지지하기 위한 원통형 형성기(cylinderical former) - 이 원통형 형성기는 회전 샤프트 및 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거를 포함하며, 핑거들은 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러를 뒤집기 위해 지지 부재들에 움직일 수 있게 연결되어 있고, 그 지지 부재는 실질적으로 반경 방향으로 연장하는 안내 부재(guiding member)에 연결되어 움직일 수 있고, 그 안내 부재는 회전 샤프트에 연결되어 있음 -;

지지 부재를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위한 설정부; 및

에이펙스 필러를 원통형 형성기에 공급하기 위한 공급 어셈블리(feed assembly)를 포함하고,

회전 샤프트는 중공 회전 샤프트(hollow rotary shaft)이고, 핑거는 링크 기구를 통해 구동 부재에 연결되고, 이 구동 부재는 중공 회전 샤프트를 적어도 부분적으로 통과하는 푸시/풀 샤프트에 연결된다. 적어도 WO 2005/118271에 개시되어 있는 바와 같이 나선형 슬롯을 통과하는 비교적 얇은 돌출부를 사용하는 각 지지 부재를 위한 액츄에이터과 비교할 때, 중공 회전 샤프트를 통과하는 푸시/풀 샤프트는, 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러를 뒤집기 위한 핑거를 움직이기 위한 더 튼튼한 구동기를 제공한다.

일 실시 형태에서, 링크 기구의 적어도 하나는 핑거들 중의 적어도 하나에 연결되는 기어 휠(gear wheel) 및 기어 휠에 능동적으로 연결되는 기어 랙(gear rack)을 포함한다. 기어 랙은 구동 부재에 연결되며, 그 구동 부재는 푸시/풀 샤프트에 의해 앞뒤로 움직일 수 있다. 기어 휠 및 기어 랙은 적어도 WO 2005/118271에 개시되어 있는 바와 같은 다수의 레버 전달 장치와 비교할 때 컴팩트한 전달 장치를 함께 형성한다. 추가로, 본 발명의 기어 휠/기어 랙 전달 장치는 푸시/풀 샤프트의 앞뒤 운동의 특정 범위와 함께 핑거의 요망되는 뒤집기 운동을 얻기 위한 요망되는 전달비를 얻기 위해 쉽게 설계될 수 있다.

일 유리한 실시 형태에서, 기어 랙은 지지 부재들 중 하나에 슬라이딩 가능하게 지지된다.

일 실시 형태에서, 실질적으로 각 지지 부재는 핑거들 중의 적어도 하나 및 링크 기구 중의 적어도 하나를 포함한다.

일 실시 형태에서, 구동 부재는 실질적으로 반경 방향으로 연장하고 푸시/풀 샤프트에 연결되는 안내 요소를 포함하고, 링크 기구는 안내 요소에 연결되어 그에 따라 움직일 수 있다. 특히, 지지 부재는 반경 방향 내측 또는 외측으로 움직일 수 있으므로, 링크 기구는 그 지지 부재의 반경 방향 운동과 함께 안내 요소를 따라 움직일 수 있다.

일 실시 형태에서, 원통형 형성기는 에이펙스 필러를 잡기 위한 제 1 그립퍼(gripper)를 포함하는 제 1 그립핑 장치를 포함하고, 이 제 1 그립핑 장치는 제 1 그립퍼를 그립핑 위치와 비-그립핑 위치 사이에서 움직이기 위한 액츄에이터를 포함한다. 제 1 그립퍼는 특정 길이의 에이펙스 필러가 원통형 형성기 상에 한 바퀴 감길 때 그 특정 길이의 에이펙스 필러의 선두 단부를 원통형 형성기에 유지하기 위해 그 선두 단부를 잡도록 되어 있다. 따라서, 제 1 그립퍼와 액츄에이터는 원통형 형성기와 함께 회전하도록 되어 있다. 일 실시 형태에서, 액츄에이터는 전기 모터, 공압 실린더 또는 유압 실린더를 포함한다.

일 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트는 중공 푸시/풀 샤프트이고, 액츄에이터는 공급 케이블 또는 공급 호스에 연결되며, 적어도 부분적으로 이 공급 케이블 또는 공급 호스는 중공 푸시/풀 샤프트를 통해 연장한다. 중공 푸시/풀 샤프트의 사용으로, 전기 모터의 경우 공급 케이블의 선두 통과 또는 공압 또는 유압 실린더의 경우에는 공급 호스의 선두 통과가 액츄에이터를 작동시킬 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 공급 케이블 또는 공급 호스는 일 실시형태에서 푸시/풀 샤프트 또는 회전 샤프트와 적어도 부분적으로 통합되어 있다.

일 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트는 중공 회전 샤프트 안에 회전 고정적으로 배치되며, 그 푸시/풀 샤프트에는 회전가능한 전기 커플링 또는 회전가능한 유체 및/또는 진공 커플링이 제공된다. 회전가능한 커플링은, 원통형 형성기와 함께 회전할 수 있는 제 1 입출력부 및 장치에 실질적으로 고정되어 배치되어 있는 제 2 입출력부를 제공한다. 제 2 입출력부는 액츄에이터를 작동시키기 위한 외부 공급부를 연결하는 쉬운 방법을 제공한다. 본 특허 출원과 관련하여, 유체 커플링은 공압(가스) 커플링 및 유압(액체) 커플링 중의 하나를 포함할 수 있다.

일 유리한 실시 형태에서, 제 1 그립핑 장치는 지지 부재들 중 하나에 배치된다.

제 1 그립핑 장치가 지지 부재들 중의 하나에 배치되는 경우, 제 1 그립퍼의 존재가 에이펙스 필러를 뒤집기 위한 핑거의 운동을 방해해서는 안 된다. 그러므로, 일 실시 형태에서, 제 1 그립퍼는 지지 부재들 중의 하나에 힌지 연결된다(hingedly connected). 이 경우, 가동 핑거가 에이펙스 필러를 뒤집기 위해 작동되기 전에, 제 1 그립퍼는 그 가동 핑거의 경로에서 벗어나게 선회할 수 있다.

일 실시 형태에서, 제 1 그립핑 장치는 지지 부재들 중의 하나에 연결되며, 그 연결은 원통형 형성기의 중심 축에 대해 실질적으로 반경 방향 이동으로 에이펙스 필러에 접근하도록 배치된다. 에이펙스 필러에 접근하여 잡기 위한 제 1 그립핑 장치의 그러한 실질적인 반경 방향 운동으로 인해, 그립핑 장치에 의한 에이펙스 필러의 손상이 적어도 실질적으로 방지되고/방지되거나 그립핑 장치가 에이펙스 필러에 축방향 힘을 가하는 것이 실질적으로 방지되는데, 그러한 축방향 힘은 에이펙스 필러를 변형시킬 수 있고/있거나 에이펙스 필러를 정렬되지 않게 밀 수 있다.

일 실시 형태에서, 액츄에이터는 제 1 그립퍼에 힌지 연결되어 있는 실질적으로 선형 액츄에이터이며, 제 1 그립퍼는 섕크(shank)의 제 1 단부에 힌지 연결되고, 그 섕크의 제 2 반대쪽 단부는 지지 부재에 힌지 연결되어 있다. 바람직하게는, 제 1 그립퍼에서, 섕크의 제 1 단부의 연결부는 선형 액츄에이터의 연결부와 거리를 두고 있다. 이러한 3-힌지 연결은, 에이펙스 필러가 원통형 형성기 상에 놓여 있을 때 제 1 그립퍼가 원통형 형성기에 대해 실질적으로 반경 방향의 운동으로 그 에이펙스 필러에 접근하도록 되어 있다. 제 1 그립퍼가 열릴 때, 그 제 1 그립퍼는, 먼저 실질적으로 반경 방향으로 움직이게 되고 이어서 가동 핑거의 경로에서 벗어나게 선회하게 된다.

일 실시 형태에서, 지지 부재들 중의 하나에 있는 적어도 하나의 핑거는 에이펙스 필러를 지지하기 위한 플랫폼을 제공하고, 제 1 그립퍼는 누름 요소를 포함하며, 이 누름 요소는 플랫폼 쪽을 향하는 가압 핀 배열을 포함하고, 이들 가압 핀은 플랫폼 및 그 위에 지지되어 있는 에이펙스 필러와 접촉하도록 배치된다. 가압 핀들에 의해, 에이펙스 필러의 단면 형상에 상관없이, 압력이 에이펙스 필러에 고르게 가해질 수 있다. 압력이 고르게 가해짐으로써, 에이펙스 필러가 측방으로 압착되는 것이 방지된다.

일 실시 형태에서, 가압 핀은 플랫폼 쪽으로 움직이도록 편향되며, 에이펙스 필러와 결합하도록 제 1 그립퍼가 그립핑 위치로 이동하면, 가압 핀들 중의 적어도 일부는 에이펙스 필러와 접촉하게 배치되고 그 접촉의 결과로 그의 편향에 대항하여 뒤로 밀리도록 배치된다. 결과적으로, 가압 핀들의 상호 위치가 에이펙스 필러의 윤곽 또는 프로파일에 맞게 될 수 있고, 또한 그래서, 누름 요소에 의해 가압 핀을 통해 힘이 에이펙스 필러 상에 고르게 분산되어 가해질 수 있다. 이렇게 해서, 에이펙스 필러에 대한 손상이 방지될 수 있다.

일 실시 형태에서, 지지 부재는 회전 샤프트, 특히 원통형 형성기의 회전 축 주위에 각을 이루어 분산되어 있고, 지지 부재들은 바람직하게는 서로 이격되어 있다. 일 실시 형태에서, 핑거들은 지지 부재에 힌지 연결된다.

일 실시 형태에서, 설정부는 회전 샤프트에 회전가능하게 배치된 설정 판을 포함한다. 이 설정 판은 캠 수단을 포함할 수 있고, 지지 부재는 캠 팔로어를 포함할 수 있다. 설정 판이 지지 부재에 대해 회전하면, 그 지지 부재가 반경 방향 내측 또는 외측으로 함께 움직이게 된다. 적절하게, 설정 판은 핑거의 뒤집기 작용을 일으키기 위해 WO 2005/118271에서처럼 축방향으로 움직일 필요가 없다. 본 발명의 장치에서는, 핑거의 이 뒤집기 작용은, 푸시/풀 샤프트에 연결되어 있는 구동 부재에 의해 일어난다.

일 실시 형태에서, 설정 판은 적어도 하나의 나선형 슬롯을 포함하고, 각 지지 부재는 적어도 하나의 나선형 슬롯에 수용되는 적어도 하나의 캠 팔로어 돌출부를 포함한다. 일 실시 형태에서, 설정 판은 지지 부재들 각각에 대해 하나의 나선형 슬롯을 포함한다.

일 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트는 설정 판의 일 측으로부터 중공 회전 샤프트를 통과하여 설정 판의 반대 측까지 연장한다.

일 실시 형태에서, 장치는, 회전 샤프트를 회전시키기 위한 제 1 구동기, 및 푸시/풀 샤프트를 실질적으로 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 움직이기 위한 제 2 구동기를 더 포함한다.

일 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트는 설정 판의 일 측에서 제 2 구동기에 연결되고 그 설정 판의 반대 측에서는 구동 부재에 연결된다.

일 실시 형태에서, 장치는, 지지 부재를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위한 설정부를 작동시키기 위한 제 3 구동기를 더 포함한다. 3개의 구동기(원통형 형성기를 회전시키기 위한 구동기, 핑거를 뒤집기 위해 푸시/풀 샤프트를 움직이기 위한 구동기, 그리고 지지 부재의 반경 방향 위치를 설정하기 위한 구동기)를 사용함으로써, 본 발명의 장치를 구동하기 위한 간단하고 직접적인 제어가 가능하게 된다. 일 실시 형태에서, 제 3 구동기는, 지지 부재를 반경 방향으로 움직이지 않고 원통형 형성기를 회전시키기 위해 제 1 구동기와 동기적으로 구동된다.

일 실시 형태에서, 공급 어셈블리는 원통형 형성기를 향해 실질적으로 선형인 경로를 따라 에이펙스 필러를 지지하는 컨베이어를 포함하고, 바람직하게는 선형 경로가 원통형 형성기의 원주에 접한다. 에이펙스 필러는 선형 경로를 따라 원통형 형성기 쪽으로 운반될 수 있고 원통형 형성기 쪽으로 이송되어 접하는 식으로 그 형성기 상에 가해질 수 있다.

일 실시 형태에서, 선형 경로가 지지 부재에 대해 접하도록 공급 어셈블리 및 원통형 형성기는 서로에 대해 움직일 수 있다. 바람직하게는, 공급 어셈블리는 원통형 형성기에 대해 실질적으로 수직으로 움직일 수 있다.

제 2 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 바와 같은 장치를 사용하여 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법을 제공하는데, 이 방법은,

탄성중합체 재료로 된 특정 길이의 에이펙스 필러를 제공하는 단계 -에이펙스 필러는 환형 기저부 및 환형 기저부로부터 축 방향으로 멀어지게 연장하는 환형 테이퍼형 부분을 구비함- ;

특정 길이의 에이펙스 필러의 선두 단부를 원통형 형성기 상에 유지하기 위해 그 선두 단부를 잡는 단계;

그립핑 수단을 사용하여 특정 길이의 에이펙스 필러의 후미 단부를 잡는 단계;

그립핑 수단 및 잡힌 후미 단부를 원통형 형성기 쪽으로 이동시키면서, 특정 길이의 에이펙스 필러가 원통형 형성기 상에 한 바퀴 감기고 핑거에 의해 지지되도록 원통형 형성기를 회전시키는 단계;

선두 단부와 후미 단부를 함께 접합시키는 단계; 및

테이퍼형 부분이 기저부를 반경 방향으로 둘러싸고 테이퍼형 부분이 전반적으로 반경 방향 외측으로 연장하도록 에이펙스 필러를 뒤집는 단계를 포함한다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 전 항들 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법을 제공하는바, 이 방법은,

원통형 형성기 상에 환형 구조로 절단된 특정 길이를 갖는 탄성중합체 재료의 에이펙스 필러를 제공하는 단계 - 에이펙스 필러는 절단된 단부들이 정렬되어 서로 접하도록 환형 기저부 및 환형 기저부로부터 축방향으로 멀어지게 연장하는 환형 테이퍼형 부분을 구비함- ; 및

테이퍼형 부분이 기저부를 반경 방향으로 둘러싸고 테이퍼형 부분이 전반적으로 반경 방향 외측으로 연장하도록, 원주 방향으로 서로 이격된 복수의 핑거를 사용하여 에이펙스 필러를 뒤집는 단계를 포함하고,

핑거들이 작동되어, 적어도 부분적으로 중공 회전 샤프트를 통해 연장하는 푸시/풀 샤프트에 연결되는 구동 부재를 이용하여 에이펙스 필러를 뒤집도록 작동되며, 푸시/풀 샤프트는 실질적으로 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 구동되고, 핑거들은 링크 기구를 통해 구동 부재에 연결된다.

US 3,895,986 에는, 탄성중합체 재료로 된 스트립을 타이어 비드에 가하는 장치가 개시되어 있는데, 이 장치는 별도의 스트립 전달 수단 및 비드 홀딩 수단을 갖는다. 비드 홀딩 수단은 고정된 기둥에 배치되며, 비드를 홀딩하기 위해 가변적인 직경을 갖는 접힘 가능한 케이지를 지지하는 디스크 부재를 갖고 있다. 스트립 전달 수단은 가동 기둥에 배치되며, 이 가동 기둥은 비드 홀딩 수단의 구동 수단의 반대쪽에서 비드 홀딩 수단에 접근하도록 되어 있다. 이 스트립 전달 수단에는, 축 위에서 축방향으로 움직일 수 있는 다른 디스크 부재가 제공되어 있다. 이 다른 디스크 부재는 링크 암을 통해 보강용 지지 부재에 연결되어, 스트립 전달 수단이 비드 홀딩 수단에 도착하면 탄성 재료를 지지하면서 비드 쪽으로 회전시키게 된다. 스트립 전달 수단의 단점들 중의 하나는, 그 스트립 전달 수단이 비드 홀딩 수단에 대한 접근을 상당히 차단하거나 제한한다는 것이다. 또한, 비드 홀딩 수단에 대한 스트립 전달 수단의 정렬에 있어 공차가 생길 수 있다. 공지된 장치는, 중공 회전 샤프트를 적어도 부분적으로 통과하고 또한 에이펙스 필러를 뒤집기 위한 핑거를 작동시키기 위해 앞뒤로 구동되는 푸시/풀 샤프트를 개시하고 있지 않다는 것을 유의해야 하다. 중공 회전 샤프트를 통과하는 푸시/풀 샤프트는, 에이펙스 필러가 원통형 형성기 상에 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러를 뒤집기 위한 핑거를 움직이기 위한 더 튼튼한 구동기를 제공할 수 있다.

일 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트는 구동 부재가 있는 회전 샤프트의 측으로부터 적어도 부분적으로 중공 회전 샤프트를 통해 연장하고, 구동 부재에 대한 회전 샤프트의 반대편 측 상에서 푸시/풀 샤프트가 실질적으로 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 구동하는 구동 수단에 연결된다.

본 명세서에 설명되어 있고 나타나 있는 다양한 양태들과 특징들은 가능한 경우에 개별적으로 적용될 수 있다. 이들 개별적인 양태, 특히 첨부된 종속 청구 범위에 기재되어 있는 양태와 특징은 분할 특허 출원의 내용이 될 수 있다.

첨부 도면에 나타나 있는 예시적인 실시 형태에 기초하여 본 발명을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시 형태에 따른, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치의 정면도를 나타낸다;
도 2 및 3은, 소형 타이어와 대형 타이어를 위한 타이어 비드 어셈블리를 각각 형성하도록 구성된 원통형 형성기의 정면도를 나타낸다;
도 4는 도 2에 있는 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취한 개략적인 단면도를 나타낸다;
도 5 및 6은 도 2에 있는 Ⅱ - Ⅱ 선을 따라 취한 개략적인 단면도를 나타내는 것으로, 제 1 그립퍼가 그립핑 위치와 비-그립핑 위치에 각각 있다.

도 1은 환형 에이펙스 필러(apex filler)를 형성하기 위한 장치(1)의 개략적인 정면도를 나타낸다. 이 장치는 공급 어셈블리를 포함하는데, 이 공급 어셈블리는, 가황되지 않은 탄성중합체 또는 고무 재료로 된 특정 길이의 에이펙스(90)를 제공하고, 그 특정 길이의 에이펙스를 에이펙스 스트립(91)으로 절단하며 이 스트립을 환형 에이펙스 필러(92)로 형성하고 그 환형 에이펙스 필러(92)를 뒤집도록 되어 있다. 종래 기술 문헌 WO 2005/118271에 더 자세히 기재되어 있는 바와 같이, 환형 에이펙스 필러를 비드 코어 링에 부착하기 위해 그 환형 에이펙스 필러의 기저부를 비드 코어 링에 접해서 그 주위에 위치시키기 위해 뒤집기(flipping) 작용을 사용할 수 있다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 공급 어셈블리는 복수의 수동 롤러(11)를 갖는 롤러 컨베이어(10)를 포함한다. 이 롤러 컨베이어(10)의 상측 또는 운반측에서, 롤러(11)는 에이펙스 필러(90)가 실질적으로 선형인 경로를 따라 전달 방향(P)으로 운반될 수 있는 전달 면을 규정하게 된다.

전달 면의 상방에서 공급 어셈블리에는 제 1 가이드 레일(13)과 제 2 가이드 레일(14)이 전달 방향(P)에 평행하게 제공되어 있다. 공급 어셈블리는 2개의 그립퍼(31, 32)를 포함하는데, 이들 그립퍼는 가이드 레일(13, 14)의 길이 방향으로 움직일 수 있도록 제 1 가이드 레일(13)과 제 2 가이드 레일(14)에 배치되어 있다. 두 가이드 레일(13, 14)은 이들에 가해지는 그립퍼(31, 32)의 힘을 잘 분산시키고 또한 재료 비용을 줄이는데 바람직하다. 대안적으로, 공급 어셈블리에는, 두 그립퍼(31, 32)가 배치되는 단일의 넓은 가이드 레일(미도시)이 제공될 수 있다. 공급 어셈블리에는, 제 1 출발 위치(X1)와 제 1 끝 위치(Y1) 사이에서 제 1 가이드 레일(13)을 따르는 그립퍼(31)의 운동 및 제 2 출발 위치(X2)와 제 2 끝 위치(Y2) 사이에서 제 2 가이드 레일(14)을 따르는 다른 그립퍼(32)의 운동을 독립적으로 제어하는 구동기(미도시)들이 제공된다. 이들 구동기는 그립퍼(31, 32)에 배치되는 선형 모터 또는 가이드 레일(13, 14)을 따라 배치되는 타이밍 벨트일 수 있다.

공급 어셈블리는, 전달 면의 상방에 배치되며 절단 칼을 갖는 절단 장치(12), 및 전달 면 바로 아래에 배치되는 앤빌(anvil)(17)을 더 포함한다. 앤빌(17)은 절단 표면(18)과 2개의 클램핑 표면(clamping surface)(86, 87)을 포함한다. 절단 장치(12)의 절단 칼은 특정 길이의 에이펙스(90)를 에이펙스 스트립(91)(선두 단부(93)와 후미 단부(94)를 가짐)로 절단하기 위해 앤빌(17)의 절단 표면(18)상으로 이동할 수 있다. 공급 어셈블리에는, 클램핑 표면(86, 87) 쪽으로 움직이도록 되어 있는 2개의 클램핑 블럭(84, 85)이 제공되어 있다. 이들 클램핑 블럭(84, 85)은 그립퍼(31, 32)를 방해하지 않도록 위쪽으로 상승될 수 있다. 절단 표면(18)과 클램핑 표면(86, 87) 사이에서 앤빌(17)에는 그립퍼(31, 32)를 수용하기 위한 오목부(88, 89)가 제공되어 있다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 공급 어셈블리에는, 출발 및 끝 위치에 또는 그 근처에 위치되는 쐐기부(71, 72, 73, 74)가 제공되어 있다. 추가로, 공급 어셈블리에는 피스톤 또는 선형 구동기와 같은 구동기(15)가 제공되어 있는데, 이 구동기는, 그립퍼들이 위치(X1, X2, Y1, Y2) 중의 한 위치에 있을 때 쐐기부(71 ∼ 74)의 위치를 능동적으로 제어하거나 그들 쐐기부를 각각의 위치(X1, X2, Y1, Y2) 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 이동시키고 그래서 쐐기부(71 ∼ 74)를 그립퍼(31, 32) 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 이동시키도록 되어 있다.

그립퍼(31, 32)에는, 클램프(35)를 지지하기 위한 클램프 암(clamp arm)(33) 및 클램프 표면 암(34)이 제공되어 있다. 클램프 암(33)과 클램프 표면 암(34)은 가이드 레일(13, 14)에 실질적으로 수직인 방향으로 움직일 수 있고 또한 바퀴(47, 57)를 갖고 있는데, 이들 바퀴는, 클램프(35)와 클램프 표면의 서로에 대한 위치 및 에이펙스 필러(90, 91)에 대한 위치를 제어하기 위해 쐐기부(71, 74)와 접촉하도록 되어 있다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 공급 어셈블리는, 한 그립퍼(31)로부터 에이펙스 필러(90)를 받기 위한 어플리케이터 클램프(80)를 더 포함한다. 이 어플리케이터 클램프(80)는 에이펙스 필러(90)를 클램핑하기 위한 클램핑 암(81) 및 클램핑된 에이펙스 필러(90)를 전달 면에서 지지하기 위한 플랫폼(82)을 포함한다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 장치(1)는 에이펙스 필러 스트립(91)을 무단의 실질적으로 원형인 형태로 유지하기 위한 원통형 형성기(2)를 포함한다. 이 원통형 형성기(2)는 중공 회전 샤프트(21) 및 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거(22)를 포함하며, 이들 핑거는 가상의 원주방향 경로를 규정하게 되는데, 사용시 에이펙스 필러 스트립(91)이 그 가상의 원주방향 경로 주위에 배치된다.

원통형 형성기(2)는, 핑거(22)와 함께 비드 홀더(2)와 동축으로 회전하고 에이펙스 필러 스트립(91)의 선두 단부를 클램핑하도록 되어 있는 제 1 그립퍼(23)를 포함한다. 이 예시적인 실시 형태에서, 그 제 1 그립퍼(23)는 원통형 형성기(2)의 일체적인 부분인데, 더 구체적으로 말하면, 도 5 및 6 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이 제 1 그립퍼(23)는 핑거(22)들 중의 하나에 연결되어 있다.

도 4, 5 및 6 에 나타나 있는 바와 같이, 핑거(22)는 힌지 연결부(221)에 의해 지지 부재(24)에 움직일 수 있게 연결되어 있다. 각 지지 부재(24)는 실질적으로 반경 방향으로 연장되어 있는 안내 부재(25)에 움직일 수 있게 연결되어 있다. 그 안내 부재(25)는 회전 샤프트(21)에 연결되어 있다. 따라서, 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 핑거(22)들에 의해 규정되는 가상의 원주 방향 경로의 직경은, 특정의 타이어 크기에 대한 요구 직경에 실질적으로 대응하도록 설정될 수 있다. 도 2 에서 핑거(22)는 작은 휠 림을 갖는 타이어를 위한 에이펙스 필러를 제조하도록 설정되어 있고, 도 3에서 핑거(22)는 큰 휠 림을 갖는 타이어를 위한 에이펙스 필러를 제조하도록 설정되어 있다.

원통형 형성기(2)는 핑거(22)의 반경 방향 위치를 설정하기 위한 설정부를 포함한다. 이 설정부는 설정 판(26)을 포함하며, 이 설정 판은 도 4 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같은 베어링(261)에 의해 회전 샤프트(21)에 회전가능하게 배치된다. 설정 판(26)은 종래 기술 문헌 WO 2005/118271에 나타나 있는 바와 같이 적어도 하나의 나선형 슬롯을 포함한다. 첨부된 도면에 나타나 있는 실시 형태에서, 설정 판(26)은 일 세트의 나선형 슬롯(262)을 포함하는데, 각각의 지지 부재(24)마다 하나의 나선형 슬롯(262)이 주어져 있다. 각 지지 부재(24)는 적어도 하나의 나선형 슬롯(262)에 수용되는 적어도 하나의 캠 팔로어 돌출부(241)를 포함한다. 설정 판(26)이 안내 부재(25)에 대해 회전하면, 나선형 슬롯(262)이 캠 팔로어 돌출부(241)를 밀게 되고 그래서 지지 부재(24)도 밀려 반경 방향 내측 또는 외측 방향으로 움직이게 된다.

에이펙스 필러 스트립(91)의 길이는 비드의 원주 방향 길이에 실질적으로 대응하며, 그 비드에 에이펙스 필러가 부착되어야 한다. 에이펙스 필러를 위한 도 2 및 3에 나타나 있는 바와 같은 다른 직경들 중의 하나가 사용되면, 절단 장치(12), 앤빌(17) 및 그립퍼(31, 32)의 출발 위치(X1, X2)는 에이펙스 필러 스트립의 더 짧은 원주 방향 길이를 보상하기 위해 조정되어야 한다. 추가로, 공급 어셈블리와 원통형 형성기(2)의 상대 높이는, 에이펙스 필러 스트립(91)이 접하는 식으로 전달 방향(P)으로 복수의 핑거(22)의 원주 쪽으로 전달되게끔 전달 면이 복수의 핑거(22)의 원주에 대해 위치되도록 설정되거나 조정된다. 복수의 핑거(22)의 원주의 직경을 예컨대 도 2의 작은 직경에서 도 3의 큰 직경으로 변경할 때, 에이펙스 필러 스트립(91)의 접방향 공급을 유지하기 위해 적어도 공급 어셈블리는 원통형 형성기에 대해 실질적으로 수직인 방향(h)으로 움직이게 된다.

에이펙스 필러 스트립(91)을 원통형 형성기(2) 상에 배치하기 위해, 그 에이펙스 필러 스트립(91)의 선두 단부(93)는 어플리케이터 클램프(80)에 잡혀 원통형 형성기(2)의 제 1 그립퍼(23) 쪽으로 이동하게 된다. 이어서, 제 1 그립퍼(23)가 에이펙스 필러 스트립(91)의 선두 단부(93)를 클램핑하고 어플리케이터 클램프는 그 에이펙스 필러 스트립(91)을 놓아 주게 된다. 원통형 형성기(2)는 그 위에 에이펙스 필러 스트립(91)을 감기 위해 일 회전하게 된다. 이 감기 동안에, 도 2 및 3 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 공급 어셈블리의 다른 그립퍼(32)가 에이펙스 필러 스트립(91)의 후미 단부(94)를 원통형 형성기(2) 쪽으로 보내고 그 후미 단부(94)를 선두 단부(93) 근처에 위치시킨다. 특정 길이의 에이펙스 필러(91)의 단부(93, 94)(이들 단부 둘 다는 대략 45도로 절단되어 있음)는 이제 서로 접하게 되는데, 이때 후미 단부(94)는 선두 단부(93)와 겹치게 된다. 접합 장치(splicing device)(19)가 후미 단부(94)를 아래로 누르고 여전히 끈적끈적한 상태에 있는 두 단부(93, 94)가 서로 들러붙어 환형 에이펙스 필러(92)를 형성하게 된다.

이어서, 이 환형 에이펙스 필러(92)는, 에이펙스 필러(92)의 환형 기저부가 비드 링을 둘러싸고 테이퍼형 부분이 그 환형 기저부의 반경 방향 외측에서 칼라처럼 연장되게 되는 위치로 핑거(22)에 의해 뒤집혀야 한다. 뒤집기 운동을 일으키기 위해, 핑거(22)는 링크 기구(27)를 통해 푸시/풀 샤프트(28)에 연결되어 있는데, 이 축은 중공 회전 샤프트(21) 내부에 배치되고 또한 중공 회전 샤프트를 적어도 부분적으로 통과한다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 링크 기구(27)는, 단일 레버(272)를 통해 핑거(22)들 중의 적어도 하나에 연결되는 기어 휠(271)을 포함한다. 링크 기구(27)는 기어 휠(271)과 맞물리는 기어 랙(273)을 더 포함하고, 이 기어 랙(273)은 구동 부재(281)에 연결되어 있고, 이 구동 부재(281)는 도 4 에 나타나 있는 바와 같이 푸시/풀 샤프트(28)에 의해 방향(pp)으로 앞뒤로 움직일 수 있다. 기어 랙(273)은 푸시/풀 샤프트의 운동 방향(pp)에 실질적으로 팽행한 방향(s)으로 슬라이딩 가능하도록 지지 부재(24)들 중의 하나에 슬라이딩 가능하게 지지 된다.

구동 부재(281)는 실질적으로 반경 방향으로 연장되어 있는 안내 요소(282)를 포함하는데, 이 안내 요소는 푸시/풀 샤프트(28)에 연결되어 있고, 링크 기구(27), 특히 그의 기어 랙(273)은 안내 요소(282)에 연결되어 있고 이 요소를 따라 움직일 수 있다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 원통형 형성기(2)는,

특히 치붙이(toothed) 벨트(101)를 사용하여 회전 샤프트(21)를 회전시키기 위한 제 1 구동기(M1);

특히 스핀들 구동기(102)를 사용하여, 푸시/풀 샤프트(28)를 실질적으로 회전 샤프트(21)의 중심 축(c)을 따라 앞뒤로 움직이기 위한 제 2 구동기(M2); 및

지지 부재(24)를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위한 설정부를 작동시키기 위해 특히 치붙이 벨트(103)를 사용하여 설정 판(26)을 회전시키기 위한 제 3 구동기(M3)를 포함한다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 푸시/풀 샤프트(28)는 회전 샤프트(21) 및/또는 설정 판(26)의 일 측에서 제 2 구동기(M2)에 연결되어 있고, 중공 회전 샤프트(21)를 통과하며, 그리고 회전 샤프트(21) 및/또는 설정 판(26)의 반대 측에서는 구동 부재(281)에 연결되어 있다.

제 1 구동기(M1)를 사용하여 회전 샤프트(21)를 구동시키고 또한 제 3 구동기(M3)를 사용하여 동기적으로, 특히 실질적으로 동일한 회전 속도로 설정 판(26)을 구동시킬 때, 원통형 형성기(2)는 중심 축(c)에 대해 일정한 반경 방향 위치에서 지지 부재(24)와 함께 중심 축(c) 주위로 회전된다. 회전 샤프트(21)와 다른 회전 속도로 설정 판(26)을 회전시키면, 회전 샤프트(21)에 대한 설정 판(26)의 상대 회전 방향에 따라 지지 부재(24)가 반경 방향 내측 또는 외측으로 움직이게 된다.

도 5 및 6에 나타나 있는 바와 같이, 원통형 형성기(2)는, 에이펙스 필러 스트립(91)의 선두 단부(93)를 잡기 위한 제 1 그립퍼(23)를 포함하는 제 1 그립핑 장치를 포함한다. 이 제 1 그립핑 장치는 지지 부재(24)들 중의 하나에 배치된다. 제 1 그립퍼(23)는 섕크(231)를 통해 지지 부재(24)에 힌지 연결되어 있고, 제 1 그립퍼(23)는 섕크(231)의 제 1 단부(232)에 힌지 연결되어 있으며, 섕크(231)의 제 2 반대쪽 단부(233)는 지지 부재(24)에 힌지 연결되어 있다.

제 1 그립핑 장치는, 구동 로드(235)를 방향(a)으로 움직이기 위한 액츄에이터(234), 특히 선형 액츄에이터를 포함하며, 그 구동 로드(235)는, 제 1 그립퍼(23)를 도 5에 나타나 있는 바와 같은 그립핑 위치와 도 6 에 나타나 있는 바와 같은 비-그립핑 위치 사이에서 움직이기 위해 제 1 그립퍼(23)에 힌지 연결(236)되어 있다.

도 5 및 6에 나타나 있는 바와 같이, 섕크(231)의 제 1 단부(232)의 연결부는 선형 액츄에이터(234)의 연결부(236)와 거리를 두고 있다. 이러한 3-힌지 연결은, 에이펙스 필러(91)가 원통형 형성기의 핑거(22) 상에 놓여 있을 때 제 1 그립퍼(23)가 원통형 형성기(2)의 중심 축(c)에 대해 실질적으로 반경 방향의 운동으로 그 에이펙스 필러에 접근하도록 되어 있다. 제 1 그립퍼(23)가 열릴 때, 그 제 1 그립퍼(23)는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 먼저 실질적으로 반경 방향(R1)으로 움직이게 되고 이어서 가동 핑거(22)의 경로에서 벗어나게 방향(R2)으로 선회하게 된다.

제 1 그립핑 장치를 포함하는 지지 부재(24)에 있는 핑거(22)는 에이펙스 필러(91)를 지지하기 위한 플랫폼을 제공한다. 제 1 그립퍼(23)는 누름 요소를 포함하는데, 이 누름 요소는 플랫폼 쪽을 향하는 가압 핀(237) 배열을 포함한다. 가압 핀(237)은 플랫폼 및 그 위에 지지되어 있는 에이펙스 필러(91)와 접촉하도록 되어 있다. 가압 핀(237)은 플랫폼 쪽으로 움직이도록 편향되며, 제 1 그립퍼(23)가 그립핑 위치로 이동하여 에이펙스 필러(91)와 결합하면, 가압 핀(237)들 중의 적어도 일부는 에이펙스 필러(91)와 접촉하게 되고 또한 그 접촉의 결과로 그의 편향에 대항하여 뒤로 밀리게 된다. 따라서, 에이펙스 필러(91)의 선두 단부(93)는 제 1 그립퍼(23)에 의해 안전하게 유지될 수 있다.

선형 액츄에이터(234)는, 압축 가스와 같은 가압된 가스를 사용하고/사용하거나 진공을 가하여 구동되는 공압 실린더를 포함한다. 액츄에이터(234)는 하나 이상의 공급 호스(238)에 연결되어 있는데, 이 공급 호스는 도 5 에 나타나 있는 그립핑 위치와 도 6 에 나타나 있는 비-그립핑 위치 사이에서 제 1 그립퍼(23)를 실질적으로 궤도(R1, R2)를 따라 앞뒤로 구동시키기 위해 가압된 가스 및/또는 진공을 공압 실린더에 공급하게 된다. 도면에 나타나 있는 바와 같은 예시적인 실시 형태에서, 푸시/풀 샤프트(28)는 중공 푸시/풀 샤프트이고, 공급 호스(238)가 그 중공 푸시/풀 샤프트(28)를 적어도 부분적으로 통과한다.

대안적으로, 선형 액츄에이터(234)는 전기 모터 또는 유압 실린더일 수 있고, 이들 액츄에이터를 위한 공급 케이블 또는 공급 호스도 도면에 나타나 있는 바와 동일한 방식으로 중공 푸시/풀 샤프트(28)를 적어도 부분적으로 통과한다.

바람직하게는, 푸시/풀 샤프트(28)는 중공 회전 샤프트(21) 안에 회전 고정적으로 배치된다. 그래서, 푸시/풀 샤프트(28)는 중공 회전 샤프트(21)와 함께 회전할 것이다. 푸시/풀 샤프트(28)에는 회전가능한 커플링(239), 특히 회전가능한 전기 커플링 또는 회전가능한 유체 커플링이 제공되어 있다. 이러한 회전가능한 커플링(239)으로 인해, 공급 케이블 또는 공급 호스(238)는 회전 샤프트(21)의 회전과 함께 회전할 수 있지만, 회전가능한 커플링(239)과 액츄에이터(234)를 작동시키기 위한 외부 공급부 사이의 공급 케이블 또는 공급 호스(240)는 회전 샤프트(21)와 함께 회전하지 않는다.

장치(1)는 다음과 같은 단계들을 포함하는 방법을 사용하여 환형 에이펙스 필러(91)를 형성하는데 사용될 수 있다:

환형 기저부(b) 및 이 환형 기저부(b)로부터 축 방향으로 연장되어 있는 환형 테이퍼형 부분(t)을 가지며 탄성중합체 재료로 된 특정 길이의 에이펙스 필러(91)를 제공하는 단계;

특정 길이의 에이펙스 필러(91)의 선두 단부(93)를 원통형 형성기(2) 상에 유지하기 위해 제 1 그립퍼(23)를 사용하여 선두 단부(93)를 잡는 단계;

그립핑 수단(32)을 사용하여 특정 길이의 에이펙스 필러(91)의 후미 단부(94)를 잡는 단계;

그립핑 수단(32) 및 잡힌 후미 단부(94)를 원통형 형성기(2) 쪽으로 이동시키면서, 특정 길이의 에이펙스 필러(91)가 원통형 형성기(2) 상에 한 바퀴 감기고 핑거(22)에 의해 지지되도록 원통형 형성기(2)를 회전시키는 단계;

선두 단부(93)와 후미 단부(94)를 함께 접합시키는 단계; 및

테이퍼형 부분(t')이 기저부(b')를 반경 방향으로 둘러싸고 또한 그 테이퍼형 부분(t')이 대체로 반경 방향 외측으로 향해 있도록 에이펙스 필러(91')를 뒤집는(F) 단계.

추가로, 장치(1)는 다음과 같은 단계들을 포함하는 방법을 사용하여 환형 에이펙스 필러(91)를 형성하는데 사용될 수 있으며:

환형 기저부(b) 및 이 환형 기저부(b)로부터 축방향으로 연장되어 있는 환형 테이퍼형 부분(t)을 가지며 탄성중합체 재료로 되어 있는 절단된 특정 길이의 에이펙스 필러(91)를, 절단된 단부(93, 94)가 정렬되어 서로 접하도록, 환형 형태로 원통형 형성기(2) 상에 제공하는 단계; 및

테이퍼형 부분(t')이 기저부(b')를 반경 방향으로 둘러싸고 또한 그 테이퍼형 부분(t')이 대체로 반경 방향 외측으로 향해 있도록, 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 핑거(22)를 사용하여 에이펙스 필러(91')를 뒤집는(F) 단계,

이때 핑거(22)들이 작동되어, 중공 회전 샤프트(21)를 적어도 부분적으로 통과하는 푸시/풀 샤프트(28)에 연결되어 있는 구동 부재(281)를 이용하여 에이펙스 필러(91)를 뒤집게 되며, 핑거(22)들은 링크 기구(27)를 통해 구동 부재(281)에 연결되어 있다.

요컨대, 본 발명은 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 탄성중합체 재료로 된 절단된 특정 길이의 에이펙스 필러를 지지하기 위한 원통형 형성기를 포함하고, 그 원통형 형성기는 중공 회전 샤프트 및 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거를 포함한다. 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 감겨 있을 때 그 에이펙스 필러를 뒤집기 위해 핑거들은 지지 부재들에 움직일 수 있게 연결되어 있다. 그 지지 부재는 실질적으로 반경 방향으로 연장되어 있는 안내 부재에 연결되어 움직일 수 있다. 이 안내 부재는 중공 회전 샤프트에 연결된다. 핑거는 링크 기구를 통해 구동 부재에 연결되고, 이 구동 부재는 푸시/풀 샤프트에 연결되어 있으며, 그 푸시/풀 샤프트는 중공 회전 샤프트를 적어도 부분적으로 통과한다. 장치는 지지 부재를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위한 설정부, 및 에이펙스 필러를 원통형 형성기에 공급하기 위한 공급 어셈블리를 더 포함한다.

이러한 설명은 바람직한 실시 형태의 작용을 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 당업자라면 여전히 본 발명의 요지 및 범위 내에 포함되는 많은 변형예들이 가능함을 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다.

Claims

환형 에이펙스 필러(apex filler)를 형성하기 위한 장치로서,
탄성중합체 재료로 되어 있는 절단된 길이의 에이펙스 필러를 지지하기 위한 원통형 형성기(cylinderical former)로서, 상기 원통형 형성기는 회전 샤프트 및 원주 방향으로 서로 이격되어 있는 복수의 강성 핑거를 포함하며, 상기 핑거들은 에이펙스 필러가 원통형 형성기에 감겨 있을 때 에이펙스 필러를 뒤집기(flipping) 위해 지지 부재들에 움직일 수 있게 연결되어 있고, 상기 지지 부재는 실질적으로 반경 방향으로 연장하는 안내 부재(guiding member)에 연결되어 움직일 수 있게 연결되어 있고, 안내 부재는 회전 샤프트에 연결되어 있는, 원통형 형성기;
상기 지지 부재를 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위해 배치된 설정유닛부; 및
상기 에이펙스 필러를 상기 원통형 형성기에 공급하기 위한 공급 어셈블리(feed assembly)를 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치에 있어서,
상기 회전 샤프트는 중공 회전 샤프트(hollow rotary shaft)이고, 상기 핑거는 링크 기구(linkages)들을 통해 구동 부재에 연결되고, 상기 구동 부재는 상기 중공 회전 샤프트를 통해 적어도 부분적으로 연장하는 푸시/풀 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 링크 기구들 중 적어도 하나는, 상기 핑거들 중 적어도 하나에 연결되는 기어 휠(gear wheel)과, 상기 기어 휠에 능동적으로 연결되는 기어 랙(gear rack)을 포함하고, 상기 기어 랙은 상기 구동 부재에 연결되어 있으며, 상기 구동 부재는 상기 푸시/풀 샤프트에 의해 앞뒤로 움직일 수 있는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 기어 랙은 상기 지지 부재들 중 하나에 슬라이딩 가능하게 지지되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
실질적으로 각 지지 부재는 상기 핑거들 중 적어도 하나와 상기 링크 기구들 중 적어도 하나를 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 구동 부재는 상기 푸시/풀 샤프트에 연결되는 실질적인 반경 방향으로 연장하는 안내 요소들을 포함하고, 상기 링크 기구들은 상기 안내 요소들에 연결되어 그를 따라 움직일 수 있는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원통형 형성기는 상기 에이펙스 필러를 잡기(gripping) 위한 제 1 그립퍼(gripper)를 포함하는 제 1 그립핑 장치를 포함하고, 상기 제 1 그립핑 장치는 상기 제 1 그립퍼를 그립핑 위치와 비-그립핑 위치 사이에서 움직이기 위한 액츄에이터를 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 푸시/풀 샤프트는 중공 푸시/풀 샤프트이고, 상기 액츄에이터는 공급 케이블 또는 공급 호스에 연결되며, 상기 공급 케이블 또는 공급 호스는 적어도 부분적으로 상기 중공 푸시/풀 샤프트를 통해 연장하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 푸시/풀 샤프트는 상기 중공 회전 샤프트에 회전 고정적으로 배치되며, 상기 푸시/풀 샤프트에는 회전가능한 전기 커플링 또는 회전가능한 유체 및/또는 진공 커플링이 제공되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 그립핑 장치는 상기 지지 부재들 중 상기 하나에 연결되고, 상기 연결은 상기 원통형 형성기의 중심 축에 대해 실질적으로 반경 방향으로 상기 에이펙스 필러에 접근하도록 배치되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 그립핑 장치는 상기 지지 부재들 중 하나에 배치되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 그립퍼는 상기 지지 부재들 중 상기 하나에 힌지 연결되는(hingedly connected), 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 액츄에이터는 상기 제 1 그립퍼에 힌지 연결되는 실질적으로 선형 액츄에이터이며, 상기 제 1 그립퍼는 섕크(shank)의 제 1 단부에 힌지 연결되고, 상기 섕크의 반대쪽 제 2 단부는 상기 지지 부재에 힌지 연결되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재들 중 상기 하나에 있는 적어도 하나의 핑거는 상기 에이펙스 필러를 지지하기 위한 플랫폼을 제공하고, 상기 제 1 그립퍼는 누름 요소를 포함하며, 상기 누름 요소는 상기 플랫폼 쪽을 향하는 가압 핀 배열을 포함하고, 상기 가압 핀은 상기 플랫폼 및 그 위에 지지되는 상기 에이펙스 필러와 접촉하도록 배치되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 가압 핀들은 상기 플랫폼 쪽으로 움직이도록 편향되며, 상기 제 1 그립퍼가 상기 에이펙스 필러와 결합하도록 상기 그립핑 위치로 이동하면 상기 가압 핀들 중 적어도 일부는 상기 에이펙스 필러와 접촉하게 배치되고, 상기 접촉의 결과로 그의 편향에 대항하여 뒤로 밀리도록 배치되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 핑거들은 상기 지지 부재들에 힌지 연결되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정유닛은 상기 회전 샤프트에 회전가능하게 배치된 설정 판을 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 설정 판은 적어도 하나의 나선형 슬롯을 포함하고, 상기 지지 부재들 각각은 상기 적어도 하나의 나선형 슬롯에 수용되는 적어도 하나의 캠 팔로어 돌출부(cam follower projection)를 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 설정 판은 상기 지지 부재들 각각의 하나에 대해 하나의 나선형 슬롯을 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 푸시/풀 샤프트는 상기 설정 판의 일 측으로부터 상기 중공 회전 샤프트를 통과하여 상기 설정 판의 반대 측까지 연장하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 샤프트를 회전시키기 위한 제 1 구동기와 상기 푸시/풀 샤프트를 실질적으로 상기 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 움직이기 위한 제 2 구동기를 더 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 19 항 또는 20 항에 있어서,
상기 푸시/풀 샤프트는 상기 설정 판의 일 측에서 상기 제 2 구동기에 연결되고 상기 설정 판의 반대 측에서 구동 부재에 연결되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 20 항 또는 21 항에 있어서,
상기 지지 부재들을 반경 방향 내측 또는 외측으로 이동시키기 위한 설정부를 작동시키기 위한 제 3 구동기를 더 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급 어셈블리는 상기 원통형 형성기를 향해 실질적으로 선형인 경로를 따라 상기 에이펙스 필러를 지지하는 컨베이어를 포함하고, 바람직하게는 상기 선형 경로가 상기 원통형 형성기의 원주에 접하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 공급 어셈블리 및 상기 원통형 형성기는 서로에 대해 움직일 수 있는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 공급 어셈블리는 상기 원통형 형성기에 대해 실질적으로 수직으로 움직일 수 있는, 환형 에이펙스 필러를 형성하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법으로서:
탄성중합체 재료로 된 길이의 에이펙스 필러를 제공하는 단계로서, 상기 에이펙스 필러는 환형 기저부와 상기 환형 기저부로부터 축 방향으로 멀어지게 연장하는 환형 테이퍼형 부분을 구비하는, 에이펙스 필러를 제공하는 단계;
상기 길이의 에이펙스 필러의 선두 단부를 상기 원통형 형성기 상에 유지하기 위해 상기 선두 단부를 잡는 단계;
그립핑 수단을 사용하여 상기 길이의 에이펙스 필러의 후미 단부를 잡는 단계;
상기 그립핑 수단 및 상기 잡힌 후미 단부를 상기 원통형 형성기 쪽으로 이동시키면서, 상기 특정 길이의 에이펙스 필러가 상기 원통형 형성기 상에 한 바퀴 감기고 상기 핑거에 의해 지지되도록 상기 원통형 형성기를 회전시키는 단계;
상기 선두 단부와 후미 단부를 함께 접합시키는 단계; 및
상기 테이퍼형 부분이 상기 기저부를 반경 방향으로 둘러싸고 상기 테이퍼형 부분이 전반적으로 반경 방향 외측으로 연장하도록 상기 에이펙스 필러를 뒤집는 단계를 포함하는, 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법.
제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법으로서,
상기 원통형 형성기 상에 환형 구조로 절단된 길이를 갖는 탄성중합체 재료의 에이펙스 필러를 제공하는 단계로서, 상기 에이펙스 필러는 상기 절단된 단부들이 정렬되어 서로 접하도록 환형 기저부 및 상기 환형 기저부로부터 축방향으로 멀어지게 연장하는 환형 테이퍼형 부분을 구비하는 에이펙스 필러를 제공하는 단계; 및
상기 테이퍼형 부분이 상기 기저부를 반경 방향으로 둘러싸고 상기 테이퍼형 부분이 전반적으로 반경 방향 외측으로 연장하도록, 원주 방향으로 서로 이격된 복수의 핑거를 사용하여 상기 에이펙스 필러를 뒤집는 단계를 포함하고,
상기 핑거들이 작동되어, 적어도 부분적으로 상기 중공 회전 샤프트를 통해 연장하는 푸시/풀 샤프트에 연결되는 상기 구동 부재를 이용하여 상기 에이펙스 필러를 뒤집도록 작동되며, 상기 푸시/풀 샤프트는 실질적으로 상기 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 구동되고, 상기 핑거들은 링크 기구들을 통해 상기 구동 부재에 연결되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 푸시/풀 샤프트는 상기 구동 부재가 있는 상기 회전 샤프트의 측으로부터 적어도 부분적으로 상기 중공 회전 샤프트를 통해 연장하고, 상기 구동 부재에 대한 상기 회전 샤프트의 상기 반대편 측 상에서 상기 푸시/풀 샤프트가 실질적으로 상기 회전 샤프트의 중심 축을 따라 앞뒤로 구동하는 구동 수단에 연결되는, 환형 에이펙스 필러를 형성하는 방법.