PL182149B1 - Method of and apparatus for making belts of exact length and with exactly pretensioned cord - Google Patents

Abstract

1 Sposób nanoszenia kordu na wirujacy trzpien w procesie wy twarzania, zwlaszcza pasów elastomerowych, w którym ze szpuli zawierajacej kord, podaje sie go na wirujacy trzpien przesuwajac poprzez wal naprezajacy i podajacy i mierzy sie naprezenie w kor- dzie w pierwszym miejscu, pomiedzy walem podajacym a wi- rujacym trzpieniem, znamienny tym, ze na wirujacy trzpien (14, 14A) bazowy nawija sie zadana dlugosc kordu (12), zmierzona za pomoca zespolu pomiarowego dlugosc i kordu (24), przy czym rów- noczesnie mierzy sie dwukrotnie naprezenia kordu (12) pomiedzy walem naprezajacym (16) i walem podajacym (18) oraz pomiedzy walem podajacym (18) i kolem (30) ukladajacym kord (12), za po- moca zespolu pomiarowego naprezenia kordu (28) i impulsem wyslanym z zespolu pomiarowego naprezenia kordu (28) zmienia sie naprezenie kordu (12) w zespole naprezajacym kord. 8. Urzadzenie do nanoszenia kordu na wirujacy trzpien w pro- cesie wytwarzania, zwlaszcza elastomerowych pasów, zawierajace szpule z nawinietym kordem, wal naprezajacy kord i wal podajacy oraz wirujacy trzpien, przy czym pomiedzy wirujacym trzpieniem i walem podajacym jest usytuowane kolo ukladajace, a pomiedzy walem podajacym i kolem ukladajacym jest umieszczony czujnik pomiarowy obciazenia kordu, ulozony w styku z kordem umiesz- czonym pomiedzy walem podajacym i walem naprezajacym, zna- mienne tym, ze wal podajacy (18) jest umocowany obrotowo, a na nim jest osadzony zespól pomiarowy (24) dlugosci kordu (12), nato- miast na wale obrotowym (14,14A) bazowym jest usytuowany wspólosiowy trzon (42,42A) i zespól naprezajacy kord. FIG- 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania, zwłaszcza pasów elastomerowych.

Tego typu sposób i urządzenie stosuje się zwłaszcza do wytwarzania stosowanych w produkcji samochodów elastomerowych pasków rozrządu, elementów opony i tym podobnych.

W znanych sposobach nakładania kordów na wirujący trzpień stosuje się trzpień o minimalnej podatności, mający stałą średnicę i obwód. W przypadku gdy wirujący trzpień jest sztywnym walcem, długość kordu jest regulowana przez dobór odpowiedniego obwodu walca. Korzystnie, stosuje się trzpienie o innych kształtach niż walcowe.

Znane są urządzenia do nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania elastomerowych pasów, zawierające szpulę z nawiniętym kordem, wał naprężający kord i wał podający oraz wirujący trzpień. Pomiędzy wirującym trzpieniem i wałem podającym jest usytuowane koło układające, a pomiędzy wałem podającym i kołem układającym jest umieszczony czujnik pomiarowy obciążenia kordu.

182 149

W tych znanych urządzeniach średnicę wirującego trzpienia reguluje się poprzez nakładanie lub zdejmowanie warstw materiału z jego powierzchni. Znane są wirujące trzpienie zawierające elementy teleskopowe, które tworzą szereg łuków. Kord nakłada się za pomocą koła prowadzącego, regulującego naprężenie z potrzebną dokładnością. Długość kordu odpowiadająca obrotowi trzpienia zależy od jego obwodu, a zatem od tolerancji wymiarowych produkowanych walców.

Trzpień obrotowy stosuje się do wytwarzania elastomerowych pasów takichjak na przykład paski rozrządu lub inne pasy napędowe stosowane w samochodach. Większość wyrobów pasowych wymaga nawijania na walec, przed umieszczeniem warstwy kordu, również innych materiałów pasowych. Grubość, twardość i tolerancje temperatury tych materiałów wpływają na długość kordu.

Znane są elastomerowe pasy z nawiniętym na nie kordem, kształtowane na formach cylindrycznych z zębami, usytuowanymi na powierzchni zewnętrznej, równoległymi do osi cylindra. Na cylindrze układa się warstwę tkaniny, gumy, tworzywa sztucznego lub innego materiału elastycznego. Kord nawija się od zewnątrz urządzenia. Na kordzie, korzystnie, układa się dodatkowe materiały. Pas jest kształtowany podczas procesu utwardzania pod wpływem ciśnienia działającego promieniowo, od wewnątrz. Wyrób gotowy zdejmuje się z trzpienia, przesuwając go osiowo dla odłączenia zębów formy od zębów paska. Proces ten można stosować do pasków z zębami osiowymi lub pasków z pojedynczym zestawem zębów helikalnych, lecz nie nadaje się do zębów nieciągłych, jak choinkowe, podwójne helikalne lub zygzakowate. Takich form nie można z trzpienia zdjąć w kierunku osiowym.

Znany jest sposób nanoszenia odcinka kordu na wirujący trzpień, w którym ze szpuli zawierającej kord, podaje się go na obrotowy trzpień za pośrednictwem wału podającego. Mierzy się naprężenia w kordzie w pierwszym miejscu, pomiędzy wałem podającym a trzpieniem obrotowym za pomocą zespołu pomiarowego. Następnie koryguje się naprężenie kordu.

Sposób nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania, zwłaszcza elastomerowych pasów, według wynalazku, w którym ze szpuli zawierającej kord, podaje się go na wirujący trzpień przesuwając poprzez wał naprężający i podający i mierzy się naprężenie w kordzie w pierwszym miejscu, pomiędzy wałem podającym a wirującym trzpieniem, charakteryzuje się tym, że na trzpień wirujący bazowy nawija się zadaną długość kordu, zmierzoną za pomocą zespołu pomiarowego długości kordu, przy czym równocześnie mierzy się dwukrotnie naprężenia kordu pomiędzy wałem naprężającym, i wałem podającym oraz pomiędzy wałem podającym i kołem układającym kord za pomocą zespołu pomiarowego naprężenia kordu i impulsem wysłanym z zespołu pomiarowego naprężenia kordu zmienia się jego naprężenie w zespole naprężającym kord. Korzystne jest gdy w zespole naprężającym kord reguluje się obwód wirującego trzpienia bazowego poprzez napełnienie przepony usytuowanej na wirującym trzpieniu bazowym. W szczególności steruje się obrotami wału podającego w zależności od ruchu obrotowego wirującego trzpienia bazowego. Wałowi podającemu nadaje się prędkość obrotów w zależności od zadanej długości kordu.

Korzystne jest gdy w zespole naprężającym kord zadaną długość kordu podaje się jednocześnie na dodatkowy wirujący trzpień, który jest usytuowany w odstępie od wirującego trzpienia bazowego, przy czym impulsem wysyłanym z zespołu pomiarowego naprężenia kordu reguluje się dodatkowo odstęp pomiędzy wirującymi trzpieniami bazowym i dodatkowym. W szczególności odstęp pomiędzy wirującymi trzpieniami bazowym i dodatkowym reguluje się podczas nawijania kordu na wirujące trzpienie bazowy i dodatkowy. Korzystne jest gdy koryguje się ciągle i automatycznie prędkość wału podającego oraz kątowe położenie wirującego trzpienia bazowego w zależności od występujących błędów.

Urządzenie do nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania, zwłaszcza elastomerowych pasów, według wynalazku, zawierające szpulę z nawiniętym kordem, wał naprężający kord i wał podający oraz wirujący trzpień, przy czym pomiędzy wirującym trzpieniem i wałem podającym jest usytuowane koło układające, a pomiędzy wałem podającym i kołem układającym jest umieszczony czujnik pomiarowy obciążenia kordu, ułożony w styku z kordem

182 149 umieszczonym pomiędzy wałem podającym i wałem naprężającym, charakteryzuje się tym, że wał podający jest umocowany obrotowo, a na nim jest osadzony zespół pomiarowy długości kordu, natomiast na wirującym trzpieniu bazowym jest usytuowany współosiowy trzon i zespół naprężający kord.

Korzystne j est gdy zespół naprężaj ący kord zawiera rozszerzalną przeponę, usytuowaną na zewnętrznej powierzchni wirującego trzpienia bazowego. W szczególności zespół naprężający kord zawiera wirujący trzpień bazowy i dodatkowy wirujący trzpień, które mają współosiowe trzony, przy czym trzony sąusytuowane względem siebie równolegle i w odległości, a pomiędzy dwoma wirującymi trzonami bazowym i dodatkowym jest umieszczony pas prowadzący, sprzężony z obwodami dwóch wirujących trzpieni bazowego i dodatkowego. Korzystne jest gdy kord jest ułożony na wirującym trzpieniu bazowym zgodnie z określonym schematem, a zwłaszcza gdy schemat ułożenia kordu jest funkcją kształtu, wielkości obwodu i prędkości obrotu wirującego trzpienia. Korzystne jest gdy rozszerzalna przepona jest połączona ze źródłem płynu i zaworem sterującym płynem, a zwłaszcza gdy zawór sterujący jest sprzężony z zespołem pomiarowym długości kordu i zespołem pomiarowym naprężenia kordu.

Korzystne jest gdy w kierunku prostopadłym do osi obrotu wirującego trzpienia bazowego jest osadzony ruchomo promieniowy zespół ustalający, przy czym w promieniowym układzie ustalającym zamocowane jest koło układające kord, zaś w kierunku równoległym do osi obrotu wirującego trzpienia bazowego jest osadzony ruchomo zespół ustawiania osiowego, przy czym w zespole ustawienia osiowego jest zamocowany promieniowy zespół ustalający. W szczególności kord jest ułożony na wirującym trzpieniu bazowym i dodatkowym zgodnie z określonym schematem. Korzystne jest gdy do jednego końca wirującego trzpienia bazowego jest zamocowany wał połączony z silnikiem oraz zespołem ustalającym położenie wirującego trzpienia bazowego, sprzężonym elektronicznie z wałem podającym. W szczególności gdy zespół ustalający położenie wirującego trzpienia bazowego jest koderem. Korzystne jest gdy wirujący trzpień bazowy ma kształt różny od walcowego. Korzystne jest gdy odstęp pomiędzy wirującymi trzpieniami bazowym i dodatkowym jest równy określonej wielkości, a w szczególności gdy odstęp pomiędzy wirującymi trzpieniami bazowym i dodatkowym jest zmienny.

Korzystnie, zespół pomiarowy naprężenia kordu jest sprzężony z wałem podającym oraz gdy w kierunku prostopadłym do osi obrotu wirujących trzpieni bazowego i dodatkowego, jest osadzony ruchomo promieniowy zespół ustalający, przy czym w promieniowym układzie ustalającym zamocowane jest koło układające kord, zaś w kierunku równoległym do osi obrotu wirujących trzpieni bazowego i dodatkowego, jest osadzony ruchomo zespół ustawiania osiowego, przy czym w zespole ustawienia osiowego jest zamocowany promieniowy zespół ustalający.

Zaletą wynalazku jest to, że reguluje się długość kordu niezależnie od wymiarów wirującego trzpienia lub warstw materiałów, na których nawija się kord. Ponadto, według niniejszego wynalazku można regulować długość kordu w sposób bardzo dokładny, z dokładnością do 30 części na milion. Jest to szczególnie ważne w produkcji zębatych pasków rozrządu, gdzie błąd długości kordu powoduje niewłaściwą współpracę zębów i przedwczesne uszkodzenie zębów lub paska.

Innązaletąniniejszego wynalazku jest to, że pasy o strukturze helikalnej można z łatwością zdejmować z walca bez niebezpieczeństwa utraty dokładności długości lub zniekształceniu wymiarów helikalnych. Umożliwia to stosowanie na pasy kordu formowanego pod ciśnieniem wewnętrznym w formie zewnętrznej, jak forma na oponę, lub w prasie, w wirowym lub sekcjonowanym urządzeniu utwardzającym. Pas jest łatwo zdejmowany z walca na skutek zapadania się walca, co powoduje zwolnienie naprężenia w kordzie i zapewnia dostateczny prześwit do łatwego zdjęcia pasa z walca.

Innązaletąniniejszego wynalazku jest zastosowanie sztywnego koła układającego kord, dla dokładnego sterowania położeniem kordu na wirującym trzpieniu i oddzielenia sił promieniowych powstających wskutek układania kordu od pożądanych sił, powstających wskutek naprężenia kordu.

182 149

Inną zaletą niniejszego wynalazku jest zastosowanie paska lub łańcucha synchronizującego, do wymuszonego podawania kordu na jego płaską powierzchnię poruszającą się na dwóch lub więcej swobodnych wirujących trzpieniach.

Kolejną zaletą niniejszego wynalazku jest możliwość dostosowywania odległości pomiędzy osiami swobodnych wirujących trzpieni dla regulowania naprężenia kordu podczas jego wymuszonego podawania.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 2 przedstawia inny przykład urządzenia w widoku perspektywicznym.

Na figurze 1 przedstawiono urządzenie 10 do nakładania kordu 12 na wirujący trzpień 14 bazowy, który ma korzystnie walcowy kształt. Wał podający 18 jest umocowany obrotowo, a na nim jest osadzony zespół pomiarowy długości kordu 24. Natomiast na wale obrotowym 14 jest usytuowany współosiowy trzon 42 i zespół naprężający kord. Zespół naprężający kord 12 zawiera rozszerzalnąprzeponę 54, usytuowaną na zewnętrznej powierzchni wirującego trzpienia 14.

Sposób według wynalazku polega na tym, że na trzpień wirujący 14 bazowy nawija się zadaną długość kordu, zmierzoną za pomocą zespołu pomiarowego długości kordu 24, przy czym równocześnie mierzy się dwukrotnie naprężenia kordu 12 pomiędzy wałem naprężającym 16 i wałem podającym 18 oraz pomiędzy wałem podającym 18 i kołem 30 układającym kord 12 za pomocązespołu pomiarowego naprężenia kordu 28 i impulsem wysłanym z zespołu pomiarowego naprężenia kordu 28 zmienia się jego naprężenie w zespole naprężającym kord. W zespole naprężającym kord reguluje się obwód wirującego trzpienia 14 bazowego poprzez napełnienie przepony 54 usytuowanej na wirującym trzpieniu 14 bazowym zespołu pomiarowego naprężenia kordu 28.

Wynalazek poniżej jest opisany bardziej szczegółowo i dla lepszego zrozumienia w odniesieniu do trzech przęseł, w których kord 12 jest naprężony. Dla pierwszego przęsła 12C naprężenie kordu 12 wynosi Tl. Pierwsze przęsło 12C jest odcinkiem kordu 12, o zadanej długości, zawartym pomiędzy wałem podającym 18 i wirującym trzpieniem 14. W drugim przęśle 12B naprężenie kordu 12 wynosi T2. Drugie przęsło 12B,jesttoodcinekkordu 12 od naprężającego wału 16 sprzężonego elektronicznie do wlotu wału podającego 18. W trzecim przęśle 12A kord 12 ma naprężenie T3, przy czym trzecie przęsło 12A jest to długość kordu 12 odpowiadająca odległości od wału naprężającego 16 do źródła zasilania kordem 12 w postaci szpuli.

Wał naprężający 16 jest urządzeniem sterującym, w którym zmienia się naprężenie kordu 12 od naprężenia T3 na pierwszym odcinku trzeciego przęsła 12A kordu do naprężenia T2 na drugim odcinku drugiego przęsła 12B. Ta zmiana naprężenia kordu 12 występuje podczas pracy urządzenia 10, ze zmienną prędkością kordu 12 na drugim odcinku 12 trasy kordu. Zmienna prędkość kordu 12 wyznaczona jest prędkością potrzebną przy podawaniu kordu 12 na wał podający 18. Naprężenie T2 kordu 12 na drugim przęśle 12B mierzy się czujnikiem 20 naprężenia o znanej konstrukcji. Czujnik naprężenia 20 reguluje prędkość wału naprężającego 16 względem prędkości wału podającego 18 kompensując wszelkie zmiany długości na dnigim przęśle 12B, i utrzymując na pożądanym poziomie naprężenie T2 na drugim przęśle 12B trasy.

Korzystne jest, jeżeli wał naprężający 16 ma konstrukcję znaną, to znaczy działa z wykorzystaniem współczynnika tarcia i kąta opasania wału 16 przez kord 12. Wał naprężający 16 wymaga jeszcze, aby zarówno naprężenie T3, jak i naprężenie T2 były większe od zera, dla wytworzenia różnicy między naprężeniem T3 i T2, która jest stosunkowo niezależna od zmian naprężenia T3, przy czym naprężenie T2 może być większe lub mniejsze od T3. Dopuszczalne naprężenie T3 jest określone parametrami struktury przeplotu kordu 12 danego pasa. Dopuszczalne naprężenie T3 korzystnie zmienia się od kilku gramów do kilkuset kilogramów, przy uwzględnieniu rozmiarów kilku opisywanych składników.

Układ sterujący silnika 22 przeznaczony do dokładnego regulowania naprężenia T2, obracającego wał naprężający 16 może wykorzystywać sprzężenie zwrotne z czujnika naprężenia 20 i dane pozycji i obrotu z zespołu pomiarowego długości kordu 24.

182 149

Korzystne jest, gdy na wał podający 18 nakłada się dwa lub więcej odcinków kordu 12 z jednego lub więcej podobnych drugich przęseł 12B.

Wał podający 18 ma, korzystnie, znaną konstrukcję i jest podobny do wału naprężającego 16 i działa z uwzględnieniem współczynnika tarcia i kąta opasania wału podającego 18 kordem 12. Wał podający jest zależny od naprężenia T2 i Tl, z których obydwa są większe od zera, dla wymuszonego przemieszczania kordu 12 z drugiego przęsła 12B do trzeciego przęsła 12C. Stosunek naprężenia T1/T2 korzystnie zawiera się w zakresie od 0,05 do 20, a zwłaszcza od 0,5 do 2,0. Jest on podczas pracy urządzenia 10 mniejszy lub większy od 1,0. Wał podający 18 jest połączony z siłownikiem 26, który wywiera na niego moment obrotowy w prawo lub w lewo. Taki moment ma wielkość dostateczną do spowodowania przemieszczenia wału podającego 18 i kordu 12 o zadanej długości wzdłuż pierwszego i drugiego przęsła 12B, 12C niezależnie od naprężenia T2iTl.

Wał podający 18 porusza się według określonego schematu (algorytmu) przez co jest regulowana długość kordu 12, anie jego naprężenie. Wałpodający 18 podajekord 12zprędkościąwymuszonąw zależności od długości kordu 12. Naprężenie kordu 12 reguluje rozprężny trzpień 54.

Zgodnie z innym przykładem wykonania kord 12 nawija się na powierzchnię wirującego trzpienia 14 bazowego, przy czym kord 12 ma dokładnie określony i równomierny moduł sprężystości. W takim przypadku schemat (algorytm) stosowany do elektronicznego sprzężenia wału podającego 18 z wirującym trzpieniem 14 bazowym uwzględnia zarówno pożądaną długość przy pewnym konkretnym naprężeniu, jak i rzeczywiste naprężenie zmierzone przez czujniki obciążenia 20 w trzecim przęśle 12A kordu 12 (naprężenie Tl). Schemat (algorytm), korzystnie dopasowuje długość nakładanego kordu 12, przy rzeczywistym naprężeniu Tl, do długości odpowiedniej, zgodnie z danym modułem sprężystości, dla pożądanego naprężenia kordu 12. W tym przypadku stosuje się wirujący trzpień 14 o sprężystej podatności podobnej do modułu sprężystości kordu 12 i tylko przy bardzo niewielkim zakresie regulacji.

Wałpodający 18 połączonyjest z zespołem pomiarowym długości kordu 24, który rejestruje pozycję i ruch obrotowy wału podającego 18 i dokonuje przy tym dokładnych odczytów przemieszczania się kordu 12.

Pierwsze przęsło 12C trasy kordu 12 jest usytuowane pomiędzy wałem podającym 18 i wałem obrotowym 14, na który ma być nawijany kord 12. W pierwszym przęśle 12C trasy kordu 12 jest usytuowany zespół pomiarowy naprężenia 28 kordu 12, dla każdego kordu 12 pierwszego przęsła 12C, i co najmniej jedno koło układające 30 kord 12. Koło układające 30 kord 12 zaopatrzone jest w obwodowe rowki 72. Każdy rowek obwodowy 72 prowadzi co najmniej jeden kord 12, w kierunku obwodu wirującego trzpienia 14.

Koło układające 30 kord 12, zespół pomiarowy naprężenia 28 kordu 12, i wałpodający 18 sązamocowane sztywno względem siebie tworząc zespół 32 utrzymywania stałej długości kordu 12 na pierwszym przęśle 12C kordu 12. Zespół 32 jest zamocowany w układzie usytuowania promieniowego 36, i zawiera układ ustalający 34, utrzymujący obwód koła układającego 30 w pożądanej odległości promieniowej od środka wirowania wirującego trzpienia 14. Układ ustalający 34 zawiera łożyska liniowe lub prowadnice ślizgowe zamocowane na zespole ustawiania osiowego 38. Łożyska liniowe mają tylko jeden stopień swobody, którym jest liniowe przesunięcie w kierunku prostopadłym do osi obrotu wirującego trzpienia 14.

Układ sytuowania promieniowego 36, jest zamocowany równolegle do osi obrotu wirującego trzpienia 14. Zespół ustawienia osiowego 38 zawiera łożyska liniowe lub prowadnicę ślizgową która podtrzymuje układ ustalający 34. Łożyska liniowe zespołu ustawienia osiowego 38 majątylko jeden stopień swobody, który stanowi przemieszczenie liniowe w kierunku równoległym do osi obrotu wirującego trzpienia 14 bazowego. Zespół ustawienia osiowego 38 jest mocny, sztywny i twardy co uniemożliwia przemieszczenie liniowe w jakimkolwiek niepożądanym kierunku lub obrócenia promieniowego układu ustalającego 34 wokół jakiejkolwiek osi.

Połączony, ruchomy układ sytuowania promieniowego 36, zespół ustawienia osiowego 38, wyznaczają płaszczyznę przechodzącą przez oś wirowania wirującego trzpienia 14 bazowego i oś symetrii koła 30 układającego 12. Ta konfiguracja ułatwia regulację podawania układania

182 149 kordu 12 na wirujący trzpień 14. Dokładność i sztywność wymienionego układu sytuowania promieniowego 36 i zespół ustawienia osiowego 38, jest krytyczna, co umożliwia odseparowania sił promieniowych od osiowych w urządzeniach 10 do nanoszenia odcinków kordu w procesie wytwarzania pasów kordowych.

Jak to przedstawiono na fig. 1, wirujący trzpień 14 bazowy jest sprzężony sztywno z współosiowym trzonem 42, którego jeden koniec 78 połączony jest z silnikiem napędowym 44, obracającym się osiowo z współosiowym trzonem 42 i wirującym trzpieniem 14. Drugi koniec 80 trzonu 42 jest połączony z kordem 46, wyznaczającym położenie wirującego trzpienia 14. Koder 46 dokładnie śledzi ruch obrotowy współosiowego trzonu 42 i wirującego trzpienia 14.

Współosiowy trzon 42 i zespół ustalający 34 są połączone dla koordynacji przemieszczania w znany sposób, zwłaszcza podobnie, do komputerowych obrabiarek numerycznych (CNC-computer numerically controlled) z współosiowym trzonem 42 stanowiącym typową obrotową oś C. Taki układ umożliwia zgodny ruch współosiowego trzonu 42 i zespołu ustawienia osiowego 38, powodujący przemieszczanie koła układającego 30 po linii śrubowej lub po torze o dowolnym kształcie, wzdłuż zewnętrznej powierzchni cylindrycznej wału obrotowego 14.

Gdy zespół ustalający 34 jest sterowany zgodnie z współosiowym trzonem 42 i zespołem ustawienia osiowego 38, to koło układające 30, korzystnie przemieszcza się po dowolnie określonym torze na trójwymiarowej powierzchni obrotowej, która wiruje wokół współosiowego trzonu 42. Ten kształt trójwymiarowy korzystnie jest torusem, elementem opony, luźną sprężyną spiralną, luźną sprężyną cylindryczną o zwojach równomiernych lub o zmiennym skoku, przeponą do osadzania owijki, przeponą do wulkanizacji opony, zbiornikiem ciśnieniowym lub skorupą pocisku.

Obrót wirującego trzpienia 14 jest regulowany z zespołu pomiarowego długości kordu 24. Układ sterowania (nie przedstawiony) reguluje prędkość obrotową i przyspieszenie kątowe albo wirującego trzpienia 14, albo wału podającego 18, i porusza się według schematu (algorytmem) określającego pożądane przemieszczenie względne wirującego trzpienia 14 i wału podającego 18. Na przykład, w przypadku nawijania kordu 12 ze stałym skokiem linii śrubowej na cylindrycznym wirującym trzpieniu 14, względny ruch polega na utrzymaniu stałego przełożenia dopasowującego prędkość podawania kordu 12 na wale podającym 18 do teoretycznej prędkości powierzchniowej, potrzebnej dla utworzenia czwartego przęsła 12D przy właściwym naprężeniu Tl na wirującym trzpieniu 14.

Do sterowania względnym ruchem wału podającego 18 i wirującego trzpienia 14 korzystnie wykorzystuje się elementy mechaniczne, to znacznie bardziej elastyczny, tańszy układ otrzymuje się przy zastosowaniu elektronicznych zespołów. Zespół pomiarowy długości kordu 24 i koder 46 wykrywają błędy względnego ruchu lub prędkości wału podającego 18 i wirującego trzpienia 14. Do utrzymywania poprawnej wzajemnej prędkości silników 26,46, korzystnie, wykorzystuje się znane układy regulacji prędkości silników, lecz regulacja prędkości względnych może spowodować kumulowanie się niewielkich błędów prędkości, powodujących stopniowe, coraz większe błędy ustalenia położenia.

Korzystnym układem regulacyjnym jest układ elektroniczny wykorzystujący zespół pomiarowy długości kordu 24 i koder 46 do pomiaru względnego położenia wirującego trzpienia 14 bazowego i wału podającego 18, i wykrywania w ten sposób błędów wzajemnego ich położenia. Korzystne jest, jeżeli układ regulacyjny ustala prędkość albo silnika 26 albo silnika 44, z uwzględnieniem docelowo niewielkiego błędu prędkości, który sprowadza błąd ustalający położenie w pobliżu zera i zapobiega nakładaniu się niewielkich błędów ustalania położenia, doprowadzających do nadmiernej wielkości błędu.

Wirujący trzpień 14 ma powierzchnię zewnętrzną 86, na którą jest nawijane czwarte przęsło 12D kordu 12. Na wirującym trzpieniu 14, przed nawinięciem kordu 12 układa się, np. inne elementy 50 opony. Te elementy 50 opony, korzystnie, zawierają składniki dyskretne, materiał arkuszowy lub uprzednio nawinięty kord. Obwód wirującego trzpienia 14 i elementów 50 opony usytuowane pod spodem są dostatecznie duże do utrzymywania minimalnego naprężenia Tl w pierwszym przęśle 12C kordu 12, i nie mogąbyć większe od obwodu, potrzebnego do

182 149 utrzymania dopuszczalnego, maksymalnego naprężenia na pierwszym przęśle 12C. Jeżeli wirujący trzpień 14 i elementy 50 mająwymiary dostatecznie dokładne, lub mają ściśliwość czyli podatność, która umożliwia utrzymanie naprężenia Tl w dopuszczalnym zakresie tolerancji, to wirujący trzpień 14, korzystnie, ma konstrukcję znaną.

Dla utrzymania większej precyzji regulacji naprężenia Τ1 wirujący trzpień 14 bazowy korzystnie ma, na swej zewnętrznej powierzchni, usytuowany zespół naprężający kord 12 w postaci rozszerzalnej przepony 54. Rozszerzalna przepona 54 ma regulowany promień. Przepona 54 jest połączona ze sztywnymi częściami wirującego trzpienia 14, kształtując szczelną wnękę dla płynu, między wirującym trzpieniem 14 a przeponą 54. Płyn doprowadza się do przepony 54 przez elementy obwodu wirującego trzpienia 14. Korzystnym elementem regulacyjnym jest zawór 58, który umożliwia poszerzenie średnicy przepony 54, i ustawienie promienia czyli obwodu znajdujących się pod spodem elementów 50 wytwarzanego elastomerowego pasa, do wymiarów potrzebnych do otrzymania odpowiedniego naprężenia Tl. Za pomocą wału naprężającego 16, reguluje się naprężenie wejściowe na wał podający 18, natomiast naprężenie wyjściowe z wału podającego 18 reguluje się za pomocą rozszerzalnej przepony 54. Zespół pomiarowy naprężenia kordu 28 dla pierwszego przęsła 12C kordu 12 korzystnie jest wykorzystany jako element sprzężenia zwrotnego dla zaworu 58 w celu regulacji ilości płynu zawartego w przestrzeni pomiędzy wirującym trzpieniem 14 a przeponą 54.

Dalsze udoskonalenie regulacji naprężenia Tl osiąga się przez umieszczenie koła układającego 30 kord 12 dokładnie na wymaganym promieniu układania kordu 12, tak że siły promieniowe związane z układem kordu 12 sąprzejmowane przez koło układające 30, układ ustalający 34, i zespół ustawienia osiowego 38 oraz ramę urządzenia 10. Dzięki temu naprężenie Tl zależy tylko od sił obwodowych.

Opisany powyżej wirujący trzpień 14 bazowy z rozszerzalnąprzeponą54 umożliwia dokonywanie podczas wytwarzania pasków rozrządu, na które jest nawijany kord 12 na wirujący trzpień 14 jedynie niewielkiej regulacji długości tych pasków. Do współosiowego trzonu 42 wirującego trzpienia 14 korzystnie są zamocowane wirujące trzpienie 14 o różnych promieniach, w celu zapewnienia w procesie wytwarzania pasów rozrządu w różnym zakresie ich długości i obwodu. Dla wykonywania paska rozrządu o dużej długości potrzebny jest wirujący trzpień 14 o dużej średnicy i ciężarze.

Na figurze 2 przedstawiono inny przykład wykonania urządzenia według wynalazku, przeznaczonego do nawijania kordu 12 w procesie wytwarzania elastomerowych pasów o różnych długościach. Urządzenie 10 zawiera takie same elementy jak opisano na fig. 1, lecz zespół naprężający kord 12 zawiera wirujący trzpień 14A bazowy z współosiowym trzonem 42A, jak również dodatkowy wirujący trzpień 14B, mający również współosiowy trzon 42B. Współosiowe trzony 42A, 42B wirujących trzpieni 14A, 14B bazowego i dodatkowego są usytuowane względem siebie równolegle i w odstępie E. Pas rozrządu wytwarzany za pomocą urządzenia 10 jest owinięty wokół wirujących trzpieni 14A, 14B bazowego i dodatkowego, przy czym długość paska rozrządu jest określona jako suma obwodu wirujących trzpieni 14A, 14B bazowego i dodatkowego i dwukrotnego odstępu E pomiędzy wirującymi trzpieniami 14A, 14B bazowym i dodatkowym.

W przypadku wytwarzania paska rozrządu stosuje się urządzenie 10, gdy istnieje możliwość dokładnego obserwowania ruchu wytwarzanego paska. Ponieważ odcinki paska rozrządu są usytuowane od spodu, nie są już przymocowane do wirującego trzpienia 14 bazowego (patrz fig. 1), to ich położenie nie może być sprawdzane za pomocąpołożenia wirujących trzpieni 14 A, 14B bazowego i dodatkowego lub obrotu współosiowych trzonów 42A, 42B. Pasek rozrządu prowadzi się na pasie prowadzącym 62, który korzystnie ma postać łańcucha drabinkowego lub jest wyposażony w zęby 64. Naprężenie Tl uzyskuje się korzystnie przez zmianę odstępu E wirujących trzpieni 14A, 14B bazowego i dodatkowego lub przez zastosowanie jednego z wirujących trzpieni 14A bazowego lub 14B dodatkowego z rozszerzalną przeponą 54 (patrz fig. 1) działającą jak opisano powyżej.

Pas prowadzący 62, lub łańcuch ma zmienną długość przy regulacji odstępu E. Można to osiągnąć przez poprawny dobór modułu sprężystości pasa prowadzącego 62 lub przez zmianę

182 149 kąta docisku zazębienia zębów 64, co umożliwia zmianę efektywnego promienia napinających kół zębatych 64. Kąt docisku zazębienia, w przypadku pasa prowadzącego 62 (łańcucha) jest to ten sam kąt między prostąpromieniowąkoła zębatego przechodzącą od jego środka przez punkt styku z zębem, a prostą normalną względem punktu styku zęba. Jeżeli te linie są prostopadłe, to kąt docisku wynosi zero, te siły między pasem prowadzącym 62 a kołem są wyłącznie styczne. Pas prowadzący 62 korzystnie przenosi moment bez składowej promieniowej sił normalnych. Kiedy kąt docisku jest większy od zera, to siła normalna między pasem prowadzącym 62 a wirującym trzpieniem 14A, 14B bazowym i dodatkowym zawiera składową promieniową która popycha pas prowadzący 62 promieniowo na zewnątrz. Ten ruch na zewnątrz umożliwia pracę pasa prowadzącego 62 ze stałą długością obwodową nawet, kiedy odstęp E wirujących trzpieni 14A, 14B bazowego i dodatkowego zmienia się o pewną niewielką wartość.

W przypadku gdy na wirującym trzpieniu 14A bazowym jest zamocowana przepona 54 to zespół pomiarowy naprężenia kordu 28 steruje rozszerzalną przeponą 54, a przez to naprężeniem kordu 12, zaś gdy naprężenie kordu 12 jest regulowane przez zmianę odstępu E, to zespół pomiarowy naprężenia kordu 28 zapewnia wysłanie impulsu (sprzężenie zwrotne) do mechanizmu regulacji odstępu E pomiędzy wirującymi trzpieniami 14A, 14B bazowym i dodatkowym, a zatem zmianę naprężenia kordu 12.

182 149

FIG-2

182 149

FIG—1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (23)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania, zwłaszcza pasów elastomerowych, w którym ze szpuli zawierającej kord, podaje się go na wirujący trzpień przesuwając poprzez wał naprężający i podający i mierzy się naprężenie w kordzie w pierwszym miejscu, pomiędzy wałem podającym a wirującym trzpieniem, znamienny tym, że na wirujący trzpień (14,14A) bazowy nawija się zadaną długość kordu (12), zmierzoną za pomocą zespołu pomiarowego długości kordu (24), przy czym równocześnie mierzy się dwukrotnie naprężenia kordu (12) pomiędzy wałem naprężającym (16) i wałem podającym (18) oraz pomiędzy wałem podającym (18) i kołem (30) układającym kord (12), za pomocą zespołu pomiarowego naprężenia kordu (28) i impulsem wysłanym z zespołu pomiarowego naprężenia kordu (28) zmienia się naprężenie kordu (12) w zespole naprężającym kord.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w zespole naprężającym kord reguluje się obwód wirującego trzpienia (14,14A) bazowego poprzez napełnienie przepony (54) usytuowanej na wirującym trzpieniu (14,14A) bazowym.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że steruje się obrotami wału podającego (18) w zależności od ruchu obrotowego wirującego trzpienia (14,14A) bazowego.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wałowi podającemu (18) nadaje się prędkość obrotów w zależności od zadanej długości kordu (12).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w zespole naprężającym kord zadaną długość kordu (12) podaje się jednocześnie na dodatkowy wirujący trzpień (14B), który jest usytuowany w odstępie (E) od wirującego trzpienia (14A) bazowego, przy czym impulsem wysyłanym z zespołu pomiarowego naprężenia kordu (28) reguluje się odstęp (E) pomiędzy wirującymi trzpieniami (14A, 14B) bazowy i dodatkowy.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że odstęp (E) pomiędzy wirującymi trzpieniami (14A,14B) bazowym i dodatkowym reguluje się podczas nawijania kordu (12) na wirujące trzpienie (14,14B) bazowy i dodatkowy.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że koryguje się ciągle i automatycznie prędkość wału podającego (18) oraz kątowe położenie trzpienia (14,14A) bazowego w zależności od występujących błędów.
8. 8. Urządzenie do nanoszenia kordu na wirujący trzpień w procesie wytwarzania, zwłaszcza elastomerowych pasów, zawierające szpulę z nawiniętym kordem, wał naprężający kord i wał podający oraz wirujący trzpień, przy czym pomiędzy wirującym trzpieniem i wałem podającym jest usytuowane koło układające, a pomiędzy wałem podającym i kołem układającym jest umieszczony czujnik pomiarowy obciążenia kordu, ułożony w styku z kordem umieszczonym pomiędzy wałem podającym i wałem naprężającym, znamienne tym, że wał podający (18) jest umocowany obrotowo, a na nim jest osadzony zespół pomiarowy (24) długości kordu (12), natomiastna wale obrotowym (14,14A) bazowym jest usytuowany współosiowy trzon (42,42A) i zespół naprężający kord.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zespół naprężający kord zawiera rozszerzalnąprzeponę (54), usytuowaną na zewnętrznej powierzchni wirującego trzpienia (14) bazowego.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zespół naprężający kord zawiera wirujący trzpień (14A) bazowy i dodatkowy wirujący trzpień (14B), które mają współosiowe trzony (42A,42B), przy czym trzony (42A,42B) są usytuowane względem siebie równolegle i w odległości (E), a pomiędzy dwoma wirującymi trzpieniami (14A,14B) bazowym i dodatkowym jest umieszczony pas prowadzący (62), sprzężony z obwodami dwóch wirujących trzpieni (14A,14B) bazowego i dodatkowego.

    182 149
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że kord (12) jest ułożony na wirującym trzpieniu (14) bazowym zgodnie z określonym schematem.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że schemat ułożenia kordu (12) jest funkcją kształtu, wielkości obwodu i prędkości obrotu wirującego trzpienia (14) bazowego.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że rozszerzalna przepona (54) jest połączona ze źródłem płynu i zaworem sterującym (58) płynem.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że zawór sterujący (58) jest sprzężony z zespołem pomiarowym długości (24) kordu (12) i zespołem pomiarowym naprężenia (28) kordu (12).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że w kierunku prostopadłym do osi obrotu wirującego trzpienia (14) bazowego jest osadzony ruchomo promieniowy zespół ustalający (34), przy czym w promieniowym układzie ustalającym (34) zamocowane jest koło (30) układające kord (12), zaś w kierunku równoległym do osi obrotu wirującego trzpienia (14) bazowego jest osadzony ruchomo zespół ustawiania osiowego (38), przy czym w zespole ustawienia osiowego (38) jest zamocowany promieniowy zespół ustalający (34).
16. 16. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że kord (12) jest ułożony na wirującym trzpieniu (14A,14B) bazowym i dodatkowym zgodnie z określonym schematem.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 8 albo 10, znamienne tym, że do jednego końca wirującego trzpienia (14,14A) bazowego jest zamocowany wał (44) połączony z silnikiem oraz zespołem ustalającym położenie wirującego trzpienia (14) bazowego, sprzężonym elektronicznie z wałem podającym (18).
18. 18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że zespół ustalający położenie wirującego trzpienia (14) bazowego jest koderem (46).
19. 19. Urządzenie według zastrz. 8 albo 10, znamienne tym, że wirujący trzpień (14,14A) bazowy ma kształt różny od walcowego.
20. 20. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że odstęp (E) pomiędzy wirującymi trzpieniami (14A,14B) bazowym i dodatkowym jest równy określonej wielkości.
21. 21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że odstęp (E) pomiędzy wirującymi trzpieniami (14A,14B) bazowym i dodatkowym jest zmienny.
22. 22. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zespół pomiarowy naprężenia (28) kordu (12) jest sprzężony z wałem podającym (18).
23. 23. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w kierunku prostopadłym do osi obrotu wirujących trzpieni (14A,14B) bazowego i dodatkowego, jest osadzony ruchomo promieniowy zespół ustalający (34), przy czym w promieniowym zespole ustalającym (34) zamocowane jest koło (30) układające kord (12), zaś w kierunku równoległym do osi obrotu wirujących trzpieni (14A.14B) bazowego i dodatkowego, jest osadzony ruchomo zespół ustawiania osiowego (38), przy czym w zespole ustawienia osiowego (38) jest zamocowany promieniowy zespół ustalający (34).

    * * *