TWI444275B - 切割機構 - Google Patents

Description

切割機構

本發明係關於一種如申請專利範圍第1項之序文之用於自材料帶(a bank of material)切割條帶之切割機構。

例如，自FR－A－2.729.336獲知該切割機構。此處，描述切割機構具有一具一向下延伸之刀樑的可旋轉蓋。刀樑向下經旋轉至待切割之材料上。輪狀下部刀借助於滑件沿刀樑移動以切割材料。刀樑之下部邊緣位於機輪之上部邊緣下。

本發明之一目標為提供一種用於自材料帶(特別是未硫化橡膠帶，更特別地係藉由繩索所加固的未硫化橡膠帶)切割條帶之另一切割機構，藉由該切割機構，該等切割條帶比藉由已知切割機構所切割之條帶更常符合由輪胎製造商所制訂的要求。

為此目的，本發明提供一種用於自材料帶(特別是未硫化橡膠帶)切割條帶之切割機構，其包含申請專利範圍第1項之特徵。藉由使用可旋轉至與下部刀相抵之電馬達(特別是伺服馬達)，其中上部刀將力施加於下部刀上，其中可控制位置及力，可確保刀之切割為筆直切割。因此，確保切割條帶之長側符合輪胎製造商的要求。此處，當電馬達為可控制電馬達時為有利的，其中該切割機構較佳具備用以保持上部刀藉以推動與下部刀相抵之力為至少實質 上恆定的回饋機構。當回饋機構具備扭矩計(特別是電流計)時，實現簡單回饋機構。

在根據本發明之切割機構之一具體實例中，切割機構包含一用於在上部刀及下部刀之方向上輸送材料帶之進料輸送機，其中特別地，進料輸送機之出料末端毗連下部刀。

當上部刀可經旋轉直至其接觸進料輸送機之出料末端的上部表面時，獲得可藉以實現切割條帶之根據本發明之切割機構的結構上簡單的具體實例，其中上部刀之切割面毗連下部刀之切割面。當進料輸送機具備用於在上部刀(該上部刀已經旋轉直至其接觸出料末端)之方向上預拉進料輸送機之預拉機構時，可實現可再現且精確的切割。此處，當預拉機構包含一彈性元件(特別是彈簧)時為有利的。當上部刀具備滾動元件時，可確保在上部刀與材料帶接觸期間無不當力施加於其上。

在根據本發明之切割機構之具體實例中，切割機構包含一用以自上部刀及下部刀釋出切割條帶的出料輸送機。

在已知切割機構及可比較切割機構中，經切割後之切割條帶掉落於出料輸送機上。由於此掉落，位置及形狀之不當改變可發生於條帶中，該等改變必須藉由隨後操作進行取消或減少。此缺點至少部分地由本發明所解決，因為出料輸送機之上部面與下部刀的上部邊緣至少實質上定位於一平面中。因此，由於掉落之位置及形狀的改變並不發生。因此，可省略或簡化隨後操作。

當出料輸送機具備用於釋出條帶之可移動輸送機平面 且具備用以將條帶固持於輸送平面上之固持磁鐵時，獲得切割條帶於出料輸送機上之定位的進一步改良。此處，當切割機構之操作受到控制使得僅在置放於出料輸送機上之材料帶藉由磁鐵相對於出料輸送機固定時來切割材料帶時為有利的。在根據本發明之切割機構之有利具體實例中，固持磁鐵經配置使得其高度可相對於輸送平面移動。

在根據本發明之切割機構之另一較佳具體實例中，切割機構具備可移置轉移機構，可移置轉移機構用於軋住在進料輸送機上之材料帶且用於將材料帶轉移超過上部刀及下部刀至出料輸送機上。以此方式軋住及轉移材料帶比在某些切割機構中已知之自進料輸送機朝向出料輸送機推動材料帶有利，因為，由於此推動，形狀之改變可發生於材料帶中。此處，當轉移機構具備用於軋住材料帶之自由末端之磁鐵樑時為有利的。

為了防止上部刀之旋轉及轉移機構之移動彼此不利地影響，當切割機構具備用於同步上部刀之旋轉及用於移置轉移機構之機構時為有利的。

在出料輸送機上，通常將切割條帶熔接在一起，該熔接亦稱作編接。為了在根據本發明之切割機構的一具體實例中有助於必須編接在一起之條帶之末端的定位，進料輸送機具備用於引導材料帶之一邊緣之導件。形成其有利具體實例，因為進料輸送機之平面的導件包含直立滾筒。此處，當進料輸送機經調適用於在朝嚮導件之方向上且與導件相抵而移動材料帶時為有利的，特別地，出於此目的， 進料輸送機包含輸送機滾筒，其縱向方向與進料輸送機之主要線路形成一角度。

當切割機構具備用於量測材料帶之長度的機構時，量測之結果可用於出料輸送機之輸送距離，以確保連續條帶的末端至少實質上彼此毗連。

當切割機構具備用於控制轉移機構之移置之構件使得材料帶放置於出料輸送機上使得材料帶的一邊緣與導件相符合時，實現將連續條帶編接在一起之特別簡單之方式。特別地，可藉由置放於進料輸送機上之中心軸來形成該構件，轉移機構自該軸懸掛且該軸位於進料輸送機之向前行進的方向上。在切割機構具備用於控制出料輸送機之驅動使得已切割條帶之尾端變為與導件相符合的構件的根據本發明之切割機構之具體實例中，可以結構上簡單之方式精確地實現條帶的熔接或編接。

當進料輸送機經配置為相對於出料輸送機繞至少實質上垂直的軸樞轉時，可實現結構上簡單之切割機構，其中軸定位於由可移動下部刀所界定之切割線路中。

在根據本發明或根據本發明之另一態樣之切割機構的具體實例中，切割機構具備用於在編接位置中編接切割條帶之編接器，該等條帶位於出料輸送機上，其中編接器經配置為可相對於出料輸送機移置。在已知機構中，以固定方式配置編接機構，且以編接位置將準確地在編接機構下之該方式輸送條帶。後者之方式確保切割、定位及輸送條帶事實上視編接而定。藉由以根據本發明之可移置方式配 置編接機構使得其可移動至待編接之位置，可確保可以較簡單且較快的方式來執行所有隨附過程，其中亦至少維持精確定位。

在可能時，亦可個別地應用如此處描述中所描述及/或在圖式中所展示之態樣及特徵。彼等個別態樣(諸如，可移動下部刀、可旋轉上部刀、在一平面中之可移動下部刀之上部側及出料輸送機之上部面的位置、在材料帶已固定於出料輸送機上後執行材料帶之切割)及其他態樣可為分割專利申請案所針對之主題。此對於如附屬項中所示描述的特徵及態樣尤為如此。

將基於隨附圖式中所示之許多例示性具體實例來闡明本發明。

在圖1A中示意性地描繪用於自材料帶(特別是為未硫化橡膠帶，更特別地係藉由繩索加固之未硫化橡膠帶)切割條帶之切割機構的橫截面圖。

該切割機構具備一狹長上部刀1及一可沿狹長上部刀1移動之下部刀2。下部刀2為可旋轉之至少實質上圓形的刀，其具有一斜面切割頂部3，該切割頂部3導向上部刀1。

狹長上部刀1可經旋轉至至少實質上與下部刀2鄰接接觸，其中旋轉包含橫穿狹長上部刀1之至少一組件。在如圖1中所描繪之具體實例中，上部刀1可繞旋轉軸4旋轉，該旋轉軸4平行於上部刀1的縱向方向延伸。

上部刀1之旋轉藉由電馬達(特別是伺服馬達5)來實行，且此使得上部刀1旋轉至與下部刀2相抵，如隨後在圖1A至1D(且包括1D)中可見。當上部刀1鄰接下部刀2時，上部刀1將力施加於下部刀2上。在上部刀1鄰接下部刀2後，下部刀2沿上部刀1在縱向方向上移動，以用於切割存在於上部刀與下部刀之間的材料。因此，自材料帶8切斷條帶14、14'(參看圖4E及4F)。

在所描繪之具體實例中，伺服馬達5為可控制伺服馬達，該可控制伺服馬達具備用以保持上部刀1藉以推動與下部刀2相抵之力為至少實質上恆定的回饋機構6。回饋機構6包含一扭矩計(特別是電流計)，該扭矩計用於量測且基於該量測控制伺服馬達5藉以推動上部刀與下部刀相抵之力。儘管在所描繪之具體實例中，回饋機構提供於伺服馬達中，但此回饋機構亦可容納於別處。

如在圖1A中所描繪的，切割機構包含一用於在朝向上部刀1及下部刀2之方向上輸送材料帶8的進料輸送機7。進料輸送機7繞旋轉軸9可旋轉地軸承安裝，且在進料輸送機7之出料末端10處，其具備一預拉機構11。此預拉機構11在上部刀1之方向上推動進料輸送機7的出料末端10。因此，確保在上部刀1旋轉至接觸出料末端10後，材料帶8即以界定方式夾持於上部刀1與進料輸送機7之上部面之間，因此可獲得材料帶8的良好切割。上部刀1具備滾動元件12，滾動元件12用以確保上部刀1在沿材料帶8移動時並不導致帶中之不當拉伸及/或變形且將 材料帶8推動至進料輸送機7上。

預拉機構11包含一彈性元件，其在所描繪之具體實例中為彈簧。

如圖1A中所描繪的，所有此經配置使得進料輸送機7之出料末端10毗連下部刀2。當已旋轉上部刀1直至其接觸進料輸送機7之出料末端10的上部面時，上部刀1之切割面毗連下部刀2之切割面。

如在圖1A中所描繪的，切割機構包含一用於自上部刀1及下部刀2釋出切割條帶14、14'的出料輸送機13。在圖1A至1F(且包括1F)中所描繪之具體實例中，出料輸送機13之上部面及下部刀2的上部邊緣(切割頂部3之尖端)位於一平面中。因此，切割後之切斷條帶保持在與材料帶相同的高度處(其中後者係在切割前)，此對於切斷條帶之形狀為有利的。換言之，因為條帶並不掉落於出料輸送機上，所以無形狀之不當改變發生。

在如圖1A至1F(且包括1F)中所描繪之具體實例中，出料輸送機13具備一用於釋出條帶之可移動輸送平面，且在該輸送平面下提供一固持磁鐵15以將條帶14、14'固持於輸送平面上。此固持磁鐵15經配置使得其高度可相對於輸送平面移動。

如在圖1A中所描繪的，切割機構具備一可移置轉移機構，該可移置轉移機構用於軋住在進料輸送機7上之材料帶8且用於將材料帶8轉移至出料輸送機13上。在所描繪之具體實例中，轉移機構16具備一用於軋住材料帶8 之自由末端的磁鐵樑(magnet beam)17。此處，有助於軋住/保持及再次釋放材料帶(藉由繩索加固)，因為磁鐵樑17以可移置方式安裝於固持器結構中(如由圖1C中之箭頭示意性地所指示)。

以本身已知之方式，切割機構具備一用以控制切割機構之各種組件的相互移動及操作的控制單元(圖中未描繪)，諸如電腦或微處理器。

此控制單元尤其確保上部刀1之旋轉與轉移機構16、17之移置的同步。

將基於圖1簡要闡明切割機構之操作。

在圖1A中，描繪材料帶8已由進料輸送機7向前移動至進料輸送機7之出料末端10的情形。已向上旋轉上部刀1，且已使轉移機構接觸材料帶8之末端以將其軋住。隨後，轉移機構16移動至左側(如由箭頭所指示)且同時向下旋轉上部刀1。當轉移機構16已到達出料輸送機13上之所要位置時(圖1B)，轉移機構16向下移動直至材料帶已置放於出料輸送機13之上部面上。向上移動固持磁鐵15，使得固持磁鐵15相對於出料輸送機13將材料帶8固定於一位置中。隨後，磁鐵樑17在轉移機構16之軸承結構(如圖1C中所描繪)內向上移動，使得轉移機構16釋放材料帶8。

同時，上部刀1與進料輸送機7相抵而推動材料帶8(圖1D)，其中略微與預拉機構11之作用相抵而向下推動進料輸送機7的出料末端10。轉移機構16移動至上部 刀1前方之等待位置。接著，下部刀2沿上部刀在縱向方向上移動，以進行切割且形成條帶(14，參看圖4E)。當進行切割時，具有回饋機構6之伺服馬達5確保上部刀1藉以推動與下部刀2相抵之力保持恆定，使得切割極其精確。由於固持磁鐵15，切斷條帶以界定方式保持於出料輸送機上。

此後，上部刀1向上旋轉，轉移機構16移置至進料輸送機7上(圖1E)，條帶由出料輸送機釋出，且固持磁鐵15移動至出料輸送機13之上部面下的某距離處(圖1F)，其後可切斷下一條帶。

如在圖2A中之俯視圖中所示意性描繪的及圖2B中之側視圖中(部分地以橫截面)所示意性描繪的，進料輸送機7經配置為相對於出料輸送機13繞至少實質上垂直的軸18樞轉。此處，軸18位於由可移動下部刀2所界定之切割線路中。其中進料輸送機7、出料輸送機13及轉移機構16之整體安裝於框架19上(圖2B)，該框架可具有一比已知切割機構之框架相對輕的重量。由於樞轉配置，切割機構可極其簡單地經調適至多個角度，材料帶8必須在該等角度下經切割用於待製造之特別輪胎。

由包含置放於進料輸送機7上且位於進料輸送機7之向前行進之方向上之中心軸20的構件來控制轉移機構16之移置。轉移機構16自該中心軸20懸掛。如在圖2A及2B中所描繪的，轉移機構具備為了材料帶至出料輸送機13之轉移用於軋住/保持材料帶8的另一磁鐵樑21，儘管視 情況可省去此另一磁鐵樑21。

如以上所描述的，出料輸送機13包含一用於相對於出料輸送機13固定條帶位置之固持磁鐵15。此確保條帶之隨後處理(例如，將條帶編接至其他條帶)可以更簡單且精確之方式進行。切割機構包含另外元件以便以更簡單且精確之方式執行此進一步處理(如在下文中將闡明的)。

如在圖3中所描繪的，進料輸送機具備一用於沿筆直線路24引導材料帶8之一邊緣23的導件22。在所描繪之具體實例中，進料輸送機之平面的導件22包含直立滾筒25。此處，進料輸送機經調適用於在朝嚮導件22之方向上且與導件22相抵而移動材料帶8。進料輸送機可(例如)具備輸送機滾筒，其縱向方向與進料輸送機之主要線路形成一角度，使得輸送機滾筒朝向直立滾筒25引導材料帶。

因為平行於進料輸送機之輸送方向來定位中心軸20，所以確保在藉由轉移機構16進行之材料帶8的轉移期間材料帶8之邊緣23放置於出料輸送機13上，使得該邊緣23變為與出料輸送機13上之線路24精確符合(參看圖4C)。當然，亦可能使用量測機構及回饋機構或用於控制轉移機構之移置之其他構件，使得材料帶放置於出料輸送機上，使得材料帶的一邊緣與導件相符合。

此外，切割機構具備一用於量測材料帶8之長度(亦即，邊緣23(或線路24)與材料帶8之相對邊緣之間的距離)之機構26(圖3)，該量測機構26可以本身已知的方式(例如)包含一相機、一雷射器、LED或其類似物。

基於圖4A至4I(且包括4I)，將簡要闡明切割及編接之過程。

在圖4A中，在俯視圖中示意性地展示起始位置。在圖4B中，轉移機構16已移動至材料帶8之末端上以用於軋住/保持材料帶。在圖4C中，轉移機構16已沿切割線路將材料帶8帶至出料輸送機13且同樣放置於其上，使得材料帶8之邊緣23到達線路24上。圖4D描繪固持磁鐵保持材料帶8且下部刀沿上部刀移動用於切割材料帶8使得形成條帶14的情形。此後，釋出條帶14(圖4E)，其中釋出沿條帶之經量測長度進行。因此，條帶14之尾端將至少實質上定位於線路24上。

隨後，下一條帶14以相同方式得以切割(圖4F、4G)，且接著沿已針對該條帶14'所量測之長度經釋出(圖4H)。此處，注意到藉由轉移機構、固持磁鐵及經量測長度，因此確保先前條帶14之尾端與下一條帶14'的前端將彼此相抵而加以定位。

在出料輸送機13上，編接器27已提供於靜止位置中。該編接器27不僅根據供應材料帶之角度為可調整的，而且經配置為可在平行於出料輸送機之移動方向之方向上移置。此與以固定方式配置之已知編接器相反。

在下一條帶14'(基於該條帶14'之經量測寬度)已在編接器27之方向上經釋出後(圖4H)，編接器27經移動使得其精確地到達編接位置上，其中先前條帶14之尾端與下一條帶14'之前端彼此相抵而加以定位，其後執行編 接(圖4I)。

以此方式，可由條帶形成較長連續帶，該等條帶經編接在一起使得可(例如)捲繞於供帶盤28上或可被直接釋出用於進一步併入至輪胎(諸如，汽車輪胎或飛機輪胎)中。

以上描述經包括以說明本發明之較佳具體實例之操作且並不限制本發明的範疇。自以上解釋開始，在特別如隨附申請專利範圍中所界定之本發明之精神及範疇內的許多變化對於熟習此項技術者而言將為顯而易見的。

1‧‧‧狹長上部刀

2‧‧‧下部刀

3‧‧‧斜面切割頂部

4‧‧‧旋轉軸

5‧‧‧伺服馬達

6‧‧‧回饋機構

7‧‧‧進料輸送機

8‧‧‧材料帶

9‧‧‧旋轉軸

10‧‧‧出料末端

11‧‧‧預拉機構

12‧‧‧滾動元件

13‧‧‧出料輸送機

14‧‧‧切割條帶

14'‧‧‧切割條帶

15‧‧‧固持磁鐵

16‧‧‧轉移機構

17‧‧‧磁鐵樑

18‧‧‧垂直軸

19‧‧‧框架

20‧‧‧中心軸

21‧‧‧磁鐵樑

22‧‧‧導件

23‧‧‧邊緣

24‧‧‧筆直線路

25‧‧‧直立滾筒

26‧‧‧量測機構

27‧‧‧編接器

28‧‧‧供帶盤

圖1A至1F(且包括1F)示意性地展示切割及饋入材料帶之多個階段；圖2A及2B分別示意性地展示進料及出料輸送機之配置的俯視圖、側視圖；圖3示意性地展示進料輸送機上之導件的俯視圖；及圖4A至4I(且包括4I)示意性地展示饋入及切割成材料帶之條帶及編接切割條帶的各個階段。

8‧‧‧材料帶

13‧‧‧出料輸送機

22‧‧‧導件

23‧‧‧邊緣

24‧‧‧筆直線路

25‧‧‧直立滾筒

26‧‧‧量測機構

Claims (25)

1. 一種用於自一材料帶切割條帶之切割機構，其中該切割機構具備一狹長上部刀及一可沿該狹長上部刀在縱向方向上移動的下部刀，用於藉由該下部刀沿該上部刀之該移動切割該材料，其中該狹長上部刀可經旋轉至至少實質上與該下部刀鄰接接觸，其中該旋轉包含橫穿該狹長上部刀之至少一組件，其特徵在於該上部刀可藉由一特別是一伺服馬達之電馬達旋轉至與該下部刀相抵，其中該上部刀將一力施加於該下部刀上，其中該電馬達為一可控制電馬達，其中該切割機構具備一用以保持該上部刀藉以推動與該下部刀相抵之該力為至少實質上恆定的回饋機構。
2. 如申請專利範圍第1項之切割機構，其中該回饋機構具備一扭矩計，特別是一電流計。
3. 如申請專利範圍第1項之切割機構，其中該切割機構包含一用於在該上部刀及該下部刀之方向上輸送一材料帶的進料輸送機。
4. 如申請專利範圍第3項之切割機構，其中該進料輸送機之出料末端毗連該下部刀。
5. 如申請專利範圍第4項之切割機構，其中該上部刀可經旋轉直至其接觸該進料輸送機之該出料末端的上部表面，其中該上部刀之切割面毗連該下部刀的切割面。
6. 如申請專利範圍第4項之切割機構，其中該進料輸送機具備一用於在該上部刀之該方向上預拉該進料輸送機的預拉機構，該上部刀已經旋轉直至其接觸該出料末端。
7. 如申請專利範圍第6項之切割機構，其中該預拉機構包含一彈性元件，特別是一彈簧。
8. 如申請專利範圍第1項之切割機構，其中該上部刀具備一滾動元件。
9. 如申請專利範圍第1項之切割機構，其中該切割機構包含一用以自該上部刀及下部刀釋出一切割條帶的出料輸送機。
10. 如申請專利範圍第9項之切割機構，其中該出料輸送機之上部面與該下部刀的上部邊緣至少實質上定位於一平面中。
11. 如申請專利範圍第9項之切割機構，其中該出料輸送機具備一用於釋出該條帶之可移動輸送機平面且具備一用以將該條帶固持於該輸送平面上的固持磁鐵。
12. 如申請專利範圍第11項之切割機構，其中該固持磁鐵經配置使得其高度可相對於該輸送平面移動。
13. 如申請專利範圍第3項之切割機構，其中該切割機構具備一可移置轉移機構，該可移置轉移機構用於軋住該進料輸送機上之該材料帶且用於將該材料帶轉移超過該上部刀及該下部刀至出料輸送機上。
14. 如申請專利範圍第13項之切割機構，其中該轉移機構具備一用於軋住該材料帶之自由末端的磁鐵樑。
15. 如申請專利範圍第13項之切割機構，其中該切割機構具備一用於同步該上部刀之該旋轉及用於移置轉移機構的機構。
16. 如申請專利範圍第3項之切割機構，其中該進料輸送機具備一用於引導該材料帶之一邊緣的導件。
17. 如申請專利範圍第16項之切割機構，其中該進料輸送機之平面的該導件包含直立滾筒。
18. 如申請專利範圍第16項之切割機構，其中該進料輸送機經調適用於在朝向該導件的方向上且與該導件相抵而移動該材料帶。
19. 如申請專利範圍第18項之切割機構，其中該進料輸送機包含輸送機滾筒，該等輸送機滾筒之縱向方向與該進料輸送機之主要線路形成一角度。
20. 如申請專利範圍第16項之切割機構，其中該切割機構具備一用於量測該材料帶之長度的機構。
21. 如申請專利範圍第3項之切割機構，其中該切割機構具備用於控制轉移機構之移置之構件使得該材料帶經放置於出料輸送機上，使得該材料帶的一邊緣與導件相符合。
22. 如申請專利範圍第21項之切割機構，其中該切割機構具備用於控制該出料輸送機之驅動之構件，使得一已切割條帶的尾端變為與該導件相符合。
23. 如申請專利範圍第21項之切割機構，其中用於控制該轉移機構之該移置之該構件係藉由一置放於該進料輸送機上的中心軸所形成，該轉移機構自該軸懸掛且該軸位於該進料輸送機之向前行進的該方向上。
24. 如申請專利範圍第3項之切割機構，其中該進料輸送機經配置為相對於出料輸送機繞一至少實質上垂直的軸 樞旋，其中該軸位於由該可移動下部刀所界定的切割線路中。
25. 如申請專利範圍第1項至第24項中任一項之切割機構，其中該切割機構具備一用於在一編接位置中編接切割條帶之編接器，該等條帶位於一出料輸送機上，其中該編接器經配置為可相對於該出料輸送機移置。