專利名稱：懸臂式輪胎成型鼓的穩(wěn)定器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輪胎自動成型機，特別涉及在輪胎自動成型系統中穩(wěn)定懸臂安裝的輪胎成型鼓的自由端的方法和設備。
背景技術：
眾所周知，大多數充氣輪胎結構的部件須裝配成提高輪胎的均勻性以獲得輪胎的正確性能。例如，在輪胎圓周面上呈“蜿蜒”狀的胎面會造成輪胎運行時擺動。例如，胎體簾布層的不對稱(輪胎一邊上的簾線比另一邊上的簾線長)會造成許多輪胎不均勻問題，包括靜態(tài)失衡和徑向力偏差。例如，子午線不對稱的輪胎(例如胎面不在胎邊之間正中位置上)會造成許多輪胎不均勻問題，包括力偶失衡、橫向力偏差和錐形。因此，為了滿足一般的輪胎性能要求，輪胎工業(yè)一般花費大努力生產均勻性良好的輪胎。輪胎均勻性一般指輪胎各尺寸和質量分布均勻、在徑向上、橫向上、圓周向上和子午方向上對稱，從而獲得可輪胎均勻性測量的可接受結果，包括靜態(tài)和動態(tài)平衡，還包括在輪胎均勻測試機上測得的徑向力偏差、橫向力偏差和切向力偏差，該輪胎均勻性測試機在一車輪上并在負載下運行該輪胎。
盡管輪胎非均勻性在一定程度上可在裝配后的制造中矯正(例如磨削)和/或在使用中矯正(把平衡塊加到輪胎/車輪組件的輪緣上)，但最好(一般更高效)盡可能在裝配過程中實現輪胎均勻性。一般的輪胎成型機包括一輪胎成型鼓，輪胎各部件一層一層地包在其上，包括例如氣密層、一層或多層胎體簾布層、任選側壁加強件和胎邊區(qū)插入件(例如填充膠條)、側壁和胎邊鋼絲圈(以下簡稱為“胎邊”)。逐層裝配好后，胎體簾布層的兩端包住胎邊，把該輪胎充氣成圓環(huán)形，然后施加胎面/帶束層組件。輪胎成型鼓一般位于工廠地面上一固定位置上，使用與固定鼓上基準點對準的工具手動或自動施加各層部件，以確保部件精確定位。該工具一般相對輪胎成型鼓固定，例如一從支承輪胎成型鼓的同一機架(機座)上延伸的一臂上的一導輪。
該輪胎成型鼓必須支承成當胎體一層一層包在該輪胎成型鼓上時整個的胎邊可施加到輪胎胎體上。此外，當輪胎成型鼓上的輪胎成型過程完成時生輪胎必須能從輪胎成型鼓上取下。該輪胎成型鼓可只在一端上受永久性支承，從而產成一可施加胎邊和取下輪胎半成品的“自由端”。這種單端支承通常稱為懸臂安裝。懸臂安裝的一個常見例子為跳水板。
懸臂安裝的輪胎成型鼓必須解決各種問題，特別要考慮到輪胎工業(yè)對在該鼓上成型的輪胎的均勻性要求，此外還有制造設備的使用壽命問題。例如由于包括輪胎成型鼓的重量、施加在鼓上的輪胎各部件的重量和輪胎部件施加設備(例如把各部件壓緊在一起的壓合滾輪)的橫向力(即輪胎成型鼓轉動軸線上的徑向力)的各種因素在懸臂式輪胎成型鼓支承上產生很大力矩。如輪胎成型鼓在輪胎成型過程中轉動，這些力矩會給定位在該支承中有助于鼓轉動的軸承帶來問題(例如異常磨損)。如輪胎成型鼓隨著作用在其上的力發(fā)生彎曲，輪胎就會不均勻，從而例如造成輪胎層鋪裝成螺旋形。對于懸臂安裝的鼓來說，該彎曲可發(fā)生在鼓的長度上和/或在輪胎成型鼓由永久性支承固定處發(fā)生樞轉。為穩(wěn)定該輪胎成型鼓即防止鼓發(fā)生彎曲和/或其他不希望有的運動，懸臂安裝的成型鼓必須比兩端都受到支承的同類輪胎成型鼓具有更大剛性，必須對該單端支承使用牢固的軸承和其他連接。顯然，如此提高的牢固性造成成本提高，通?？傊卦黾樱皇沟迷O備更復雜，從而更難于維護和維護成本提高。最后，本發(fā)明解決由輪胎成型鼓不再固定而是一柔性制造系統(FMS)中一工件造成的另外的懸臂安裝的鼓的穩(wěn)定問題，在柔性制造系統中，輪胎成型鼓在相繼工作站中相繼施加各部件層的各自動工作站之間移動。本發(fā)明結合一FMS予以說明，該FMS的工件(輪胎成型鼓)太大而無法使用精確板式運送器，因此用其他裝置移動(移動)輪胎成型鼓，該裝置本身不必實現輪胎成型鼓相對工作站的精確定位。每一工作站有一中心線或工作站輪胎裝配裝置(工具)的“工作軸線”，輪胎成型鼓的軸線必須與每一工作站中的該工作軸線精確對準。這一對準包括確保輪胎成型鼓轉動軸線的整個鼓長度上的每一點在工作站工作軸線的指定精確距離內，即對準包括使得輪胎成型鼓轉動軸線與工作站工作軸線重合。由于輪胎成型鼓位于一移動平臺上，它必須保持所需對準而不對該移動平臺造成過大重量負擔。此外，由于該移動的輪胎成型鼓可不與一動力源連續(xù)連接，因此要求任何鼓支承/穩(wěn)定器都應能在不連續(xù)供應動力的情況下提供穩(wěn)定支承，不管該動力源是電力、氣壓還是其他動力源。
本發(fā)明為克服現有技術的不足，提供穩(wěn)定懸臂安裝的輪胎成型鼓的方法和設備，特別是轉動的輪胎成型鼓，特別是在輪胎成型的柔性制造系統中從工作站移動到工作站的輪胎成型鼓。

發(fā)明內容
按照本發(fā)明，提供一種穩(wěn)定一輪胎成型鼓的方法，其中該輪胎成型鼓有兩端，一端為懸臂永久支承端，另一端為自由端。該方法包括下列步驟提供一與該自由端接合以便通過限制該自由端作橫向運動來穩(wěn)定該輪胎成型鼓的自由端支承；以及需要時臨時收回該自由端支承，恢復該自由端的自由。
按照本發(fā)明，恢復自由端的自由是為了能在輪胎成型鼓上施加環(huán)形輪胎部件或能從輪胎成型鼓上取下成型好的輪胎?；謴妥杂啥说淖杂傻牟襟E最好包括下列步驟收回自由端支承，使得自由端支承與自由端以下述方式脫離，即能把沒有開口的圓形物件施加到輪胎成型鼓上或從其上取下；等待到自由端不再需要自由；以及延伸自由端支承，直到自由端支承與自由端接合，通過限制自由端作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓。
按照本發(fā)明，該方法進一步包括下列步驟在自由端支承與自由端接合的同時容許輪胎成型鼓轉動。
按照本發(fā)明，該方法的特征在于，通過限制自由端在輪胎成型鼓轉動軸線的所有徑向上作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓?；蛘撸摲椒ǖ奶卣髟谟?，通過限制自由端在輪胎成型鼓轉動軸線的一些徑向上作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓。這些方向在與垂直向下方向成±90°角的范圍內。這些方向也可在與垂直向下方向成±45°角的范圍內。
按照本發(fā)明，該方法進一步包括下列步驟無需連續(xù)的動力輸入把自由端支承鎖定就位并與之接合從而穩(wěn)定輪胎成型鼓。最好是，該鎖定步驟包括把延伸自由端支承的機械部件移過造成自由端支承與自由端接合的位置；以及在一位置上為機械部件提供一止檔，使得由自由端橫向運動造成的力(F、Fh、Fv)用來將自由端支承保持在與自由端接合的狀態(tài)下。
按照本發(fā)明，提供一種穩(wěn)定一輪胎成型鼓(120、220、320)的設備，其中該輪胎成型鼓有兩端，一端為懸臂永久支承端，另一端為自由端。該設備包括提供一與該自由端接合以便通過限制該自由端作橫向運動來穩(wěn)定該輪胎成型鼓的自由端支承的裝置；以及需要時臨時收回該自由端支承，恢復該自由端的自由的裝置。
按照本發(fā)明，該設備進一步包括收回自由端支承，使得自由端支承與自由端以下述方式脫離，即能把沒有開口的圓形物件施加到輪胎成型鼓上或從其上取下的裝置；使自由端等待到不再需要自由的控制裝置；以及延伸自由端支承，直到自由端支承與自由端接合，通過限制自由端作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置。
按照本發(fā)明，該設備進一步包括在自由端支承與自由端接合的同時容許輪胎成型鼓轉動的裝置。
按照本發(fā)明，該設備進一步包括通過限制自由端在輪胎成型鼓轉動軸線的所有徑向(α，β)上作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置?；蛘撸撛O備進一步包括通過限制自由端在輪胎成型鼓轉動軸線的一些徑向(α，β)上作橫向運動而穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置，這些方向在與垂直向下方向成±90°角的范圍內。這些方向也可在與垂直向下方向成±45°角的范圍內。
按照本發(fā)明，該設備進一步包括無需動力輸入把自由端支承鎖定就位并與之接合從而穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置。最好是，該設備進一步包括把延延伸自由端支承的機械部件移過造成自由端支承與自由端接合的位置的裝置；以及在一位置上為機械部件提供一止檔，使得由自由端橫向運動造成的力(F、Fh、Fv)用來將自由端支承保持在與自由端接合的狀態(tài)下的裝置。
按照本發(fā)明，提供無需動力輸入把一輪胎成型鼓的自由端支承鎖定就位并延伸與之接合從而穩(wěn)定該輪胎成型鼓的設備，該設備包括兩可延伸與自由端接合的支承臂；與每一支承臂連接并在一滑軌上滑動以便延伸該支承臂的滑塊；一用動力輸入延伸該支承臂的轉動致動器；連接在轉動致動器與滑塊之間以便把轉動轉換成水平滑動的連桿機構，該連桿機構包括其中心連接在致動器一轉動軸上的轉動連桿；一端與該轉動連桿第一端鉸接其另一端與第一滑塊鉸接的第一滑動連桿以及一端與該轉動連桿第二端鉸接、其另一端與第二滑塊鉸接的第二滑動連桿，該轉動連桿的轉動的特征在于0°轉動角造成連桿機構排列成把兩滑塊分開到最大間距位置，從而完全收回支承臂；180°的轉動角造成連桿機構排列成把滑塊盡可能拉在一起，從而完全延伸支承臂；以及一把轉動連桿的轉動停止在一超程狀態(tài)下的延伸止檔，其特征在于，轉動連桿轉動超過造成支承臂完全延伸的180°位置。
本發(fā)明特別適用于與一同時成型許多輪胎胎體的系統結合，例如見本申請人在與本申請同一天申請、專利代理案卷號Dn2001166USA、發(fā)明名稱為“在柔性制造系統中制造輪胎的方法”的同在審理中的美國專利申請。該專利申請所公開的方法一般包括下列輪胎成型步驟建立一由至少三個并多達十個工作站構成的序列；沿一穿過至少三個工作站的工作軸線移動至少三個不相連的輪胎成型鼓；以及在各工作站上把一個或多個輪胎部件施加在這些輪胎成型鼓上。然后在最后一個工作站上取下所得生輪胎胎體。最后，在取下生輪胎后把該輪胎成型鼓從最后工作站移動到第一工作站。各輪胎成型鼓成型鼓沿工作軸線獨立移動。各不相連接的輪胎成型鼓沿工作軸線移動，使得不相連接的輪胎成型鼓的轉動軸線與工作軸線對準。這多個不相連接(即可獨立移動，互相不連接)的輪胎成型鼓可由將輪胎成型鼓從一個工作站到另一工作站安裝其上的自移動裝置沿一工作軸線同時移動。這些輪胎成型鼓沿該工作軸線移動，使得成型鼓中的轉動軸線保持在與工作軸線平行對準的預定不變高度和位置上。每一工作站上有一引入裝置用來操縱輪胎成型鼓。該引入裝置在把轉動軸線保持在與工作軸線平行對準的預定不變高度和位置上的同時與成型鼓連接。每一工作站上的引入裝置從其通常收回位置向外越過工作軸線進入與該輪胎成型鼓連接的位置。然后在輪胎部件施加到成型鼓上后成型鼓與引入裝置脫離。接著，各工作站上的引入裝置在現已脫開連接的輪胎成型鼓移動到下一個工作站之前退回到其通常收回位置。在各工作站上把一個或多個輪胎部件施加到輪胎成型鼓上的步驟包括在把成型鼓中的轉動軸線保持在與工作軸線平行對準的預定不變高度和位置上的同時把輪胎部件施加到輪胎成型鼓上。為此在各工作站上提供一個或多個貼合鼓把輪胎部件施加到成型鼓上。貼合鼓從其通常離開工作軸線的收回位置移動到可在把成型鼓中的轉動軸線保持在與工作軸線平行對準的預定不變高度和位置上的同時把輪胎部件施加到輪胎成型鼓上的一位置。然后各工作站上的貼合鼓在輪胎成型鼓移動到下一個工作站之前收回到其通常收回位置。
從對本發(fā)明的以下說明中可清楚看出本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點。


下面詳細說明本發(fā)明各優(yōu)選實施例。各附圖例示出本發(fā)明。這些附圖是例示性的而非限制性的。盡管以下結合這些優(yōu)選實施例說明本發(fā)明，但應指出，本發(fā)明的精神和范圍不受這些具體實施例的限制。
為說明清楚起見，某些附圖中的某些部件不成比例。為說明清楚起見，剖面圖可呈“切片”或“近視”剖面圖，在真正剖面圖中可看到的某些背景線予以省略。
附圖中各包括部件一般如下編號。標號中最主要的數字(百位數)與圖號對應。圖1中的各部件的標號一般為100-199。圖2中的各部件的標號一般為200-299。各附圖中相同部件用同一標號表示。例如一圖中的部件199可與另一圖中的部件299類似或相同。同一圖中的類似(包括相同)部件用類似標號表示。例如總的用標號199表示的多個部件中的各部件分別用標號199a、199b、199c等等表示。相關但經改動的部件的標號相同，但用撇號相區(qū)別。例如，109、109′和109″為三個在一定程度上類似或相關，但有重大改動的不同部件，例如，靜態(tài)失衡的輪胎109與設計相同但力偶失衡的不同輪胎109′相對應。從包括權利要求和摘要的整個說明書中可清楚看出同一或不同附圖中類似部件之間的這種關系。
從以下結合附圖的說明中可清楚看出本發(fā)明當前優(yōu)選實施例的結構、工作情況和優(yōu)點，附圖中圖1A為本發(fā)明一輪胎自動成型系統(FMS)的示意圖；圖1B為本發(fā)明該FMS的一工作站的立體圖，示出一輪胎成型鼓相對一貼合鼓精確定位；圖1C為本發(fā)明一懸臂安裝在一鼓支架上的輪胎成型鼓的側視圖，其自由端用一自由端支承穩(wěn)定；圖2A和2B為一自由端支承第一實施例的端視圖，圖2A示出支承收回，圖2B示出支承延伸以便支承一輪胎成型鼓；圖3A和3B為一自由端支承的第二優(yōu)選實施例的端視圖，圖3A示出支承收回，圖3B示出支承延伸以便支承一輪胎成型鼓；圖3C和3D為一自由端支承的該優(yōu)選實施例的立體端視圖，圖3C示出支承收回，圖3D示出支承延伸；圖4A為圖3A-3D的自由端支承的致動器連桿機構的示意端視圖，示出致動器連桿機構位于與圖3C所示自由端支承的收回狀態(tài)對應的位置；圖4B為圖4A致動器連桿機構的示意端視圖，示出自由端支承部分延伸時致動器連桿機構的對應位置；以及圖4B為圖4A致動器連桿機構的示意端視圖，示出自由端支承部分延伸時致動器連桿機構的對應位置；以及圖4C為圖4A致動器連桿機構的示意端視圖，示出三個連桿中的兩個致動器連桿位于與圖3D所示自由端支承的延伸狀態(tài)對應的位置，這兩個連桿因超程而鎖定在其位置上。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及穩(wěn)定一懸臂安裝的輪胎成型鼓的自由端。該輪胎成型鼓的自由端為與懸臂安裝在一固定鼓支架上的軸向端相反的軸向端。進行該穩(wěn)定是為自由端提供額外支承，特別是在輪胎成型過程中盡可能減小輪胎成型鼓的彎曲、傾斜和其他運動。進行穩(wěn)定的第二個目的是減小輪胎成型鼓及其部件的軸承和其他相關機械部件上的應力和所造成的磨損。一般使用懸臂安裝，使得預裝配成整圓環(huán)形的胎邊(胎邊鋼絲圈)可通過旋在自由端上而施加到輪胎成型鼓上以及成型后通過把成型成的胎體滑離自由端而從輪胎成型鼓上取下成型好的輪胎胎體。因此，要求穩(wěn)定器必須可拆或能斷開，以便施加胎邊和取下胎體。
本發(fā)明結合一輪胎自動成型系統(FMS或柔性制造系統)予以說明，該系統要求輪胎成型鼓之類的機器部件精確定位，以制造高度均勻的輪胎。盡管本文結合FMS說明各實施例和原理，但應指出，本發(fā)明穩(wěn)定裝置和方法適用于任何懸臂安裝的輪胎成型鼓，不管是轉動的還是不轉動的成型鼓、可在各工作站之間移動的成型鼓還是固定不動的成型鼓。
當輪胎成型鼓包括一在具有一個或多個工作站的輪胎自動成型系統中的移動工件，該輪胎成型鼓移進(移動)和移出每一個工作站時，輪胎自動成型系統設計成能使輪胎成型鼓相對工具(“貼合鼓”之類的輪胎成型裝置)精確定位。每一工作站的貼合鼓在垂直和水平方向上與一工作軸線找正而定位于工作軸線的縱向上，該工作軸線最好從第一到最后一個工作站依次直線延伸通過所有工作站，從而在第一工作站中進行第一輪胎成型操作，在最后一個工作站中進行最后輪胎成型操作。因此只要在各工作站將輪胎成型鼓的軸線和工作軸線精確對準并在各工作站將輪胎成型鼓縱向基準點和對應工作站縱向基準點精確定位即可實現各工作站上的輪胎成型鼓的精確定位。輪胎成型鼓為懸臂安裝，因此穩(wěn)定輪胎成型鼓的自由端的自由端支承進一步有助于在各工作站保持輪胎成型鼓的軸線與工作軸線的對準。輪胎成型鼓一般太大而無法使用精確板式運送器，因此在上述系統中，輪胎成型鼓用搭在工廠地面上的車輪上的自動力車輛移動。由于這些車輛本身無法實現輪胎成型鼓相對工作站貼合鼓的精確定位，因此該系統包括實現輪胎成型鼓精確定位的其他方法和裝置。
圖1A示出本申請人在與本申請同一天申請、專利代理案卷號Dn2001166USA、發(fā)明名稱為“在柔性制造系統中制造輪胎的方法”的同在審理中的美國專利申請No.09/＿＿＿所公開的輪胎成型系統的一實施例，該專利包括本發(fā)明鼓穩(wěn)定方法和裝置。多個自動力自動引導車輛(AGV)102a、102b、102c、102d、102e(統稱“102”)在箭頭105所示方向上在多個工作站110a、110b、110c、110d、110e(統稱“110”)中移動對應輪胎成型鼓120a、120b、120c、120d、120e(統稱“120”)。AGV 102遵從一由一埋置在工廠地面中的引導線路104確定的路徑，在圖1A中為從第一工作站110a到最后一個工作站110d穿過各工作站110后又繞回到第一工作站110a的橢圓形路徑。各工作站110與一共同、呈直線的工作軸線111對準并在該工作軸線上相間距，AGV引導線路在引導線路104穿過各工作站處與工作軸線111大致平行。此外，一包括一V形導軌131(與工作軸線111精確平行)、一平導軌132(與工作軸線111大致平行)、一V形導軌進口坡道133、一V形導軌出口坡道135、一平導軌進口坡道134和一平導軌出口坡道136的導軌系統130也與工作軸線111平行并穿過各工作站110。各工作站110包括一個或多個貼合鼓112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g(統稱“112”)、一個或多個供料卷筒113a、113b、113c、113d、113e、113f、113g(統稱“113”)和一引入裝置114a、114b、114c、114d(統稱“114”)。貼合鼓112在垂直和水平方向上與工作軸線111精確對準，在縱向上沿工作軸線111相對為每一工作站110建立的例如引入裝置114前面上的一工作站縱向基準點115a、115b、115c、115d(統稱“115”)定位。盡管AGV 102自動力并自動遵從引導線路104，但還受外部控制例如受射頻信號和/或鄰近開關的控制，從而AGV102受控制而在各工作站110中停止合適時間后才進到下一個工作站110。
以下例示在其中成型一生輪胎胎體的輪胎成型FMS 100的工作程序。在一生輪胎胎體的成型過程的第一步驟中，AGV 102a把一空輪胎成型鼓120a移入第一工作站110a中并大致停止在第一工作站110a中的預定停止位置上。引入裝置114a橫向(箭頭107方向)延伸到該輪胎成型鼓120a后方一位置后與輪胎成型鼓120a連接的同時斷開輪胎成型鼓120a與AVG 102a的連接，然后使鼓基準點抵靠工作站縱向基準點115a而把輪胎成型鼓120a移入一縱向精確位置。同時，輪胎成型鼓120a用導軌系統130與工作軸線111精確對準，從而實現輪胎成型鼓120a在三維上相對第一工作站110a的貼合鼓112a、112e的精確定位。此時貼合鼓112可施加第一層輪胎部件，從其供料卷筒113拉出輪胎部件。輪胎成型鼓120的動力和控制信號由引入裝置115傳進/傳出。例如一氣密層從供料卷筒113e拉出后由貼合鼓112e施加，一對胎趾護層從(雙)供料卷筒113a拉出后由貼合鼓112a施加。當工作站110a中的施加過程結束時，引入裝置114a松開輪胎成型鼓120a后重新將輪胎成型鼓120a與AGV 102a連接，斷開與輪胎成型鼓120a的連接后退回到一不擋住AGV 102和輪胎成型鼓120的路徑的位置，使得AGV 102a可把輪胎成型鼓120a移動到下一個工作站110b。為了不擋住該路徑，工作站110中的所有AGV 102可大致同時地移動，但不必連接在一起。或者，各AGV 102之間可有供AGV非同步移動的間隙。在生輪胎胎體的成型過程的下一步驟中，AGV 102a把輪胎成型鼓120a移入第二工作站110b后進行與第一工作站110a所述類似的操作，進一步施加第二工作站110b的供料卷筒113b、113f上的輪胎胎體部件。大致與此同時，AGV 102e已把一空輪胎成型鼓102e移入第一工作站110a以施加第一輪胎胎體部件。隨著AGV 102在所有工作站110中順序移動各輪胎成型鼓120重復上述步驟，使得輪胎胎體部件以正確順序施加到輪胎成型鼓120上。在最后一個工作站110d中完成部件的成型后，可從輪胎成型鼓120上取下成型好的生輪胎胎體，以在其后輪胎制造階段(未示出)中作進一步處理，從而輪胎成型鼓120e成為空輪胎成型鼓，用AGV 102e把它在引導線路104上移回，以備在第一工作站110a中開始另一輪胎胎體半成品成型過程。一內部鋼絲圈可在取下該成型好的生輪胎胎體后的任何時刻施加到該空輪胎成型鼓120e上，方便的作為在最后一個工作站110d中取下輪胎的操作的一部分。
圖1B示出一工作站110，其中，一輪胎成型鼓120相對一貼合鼓112(只示出其一部分)精確定位。引入裝置114延伸后與輪胎成型鼓120連接，從而確立起輪胎成型鼓120的精確縱向位置。輪胎成型鼓120受一座落在AGV 102上的鼓支架122的支承。導軌系統130的包括V形導軌131和平導軌132的部分通過裝在鼓支架122底面上的滑座(可看到一平滑座137)支承并對準輪胎成型鼓120，從而將輪胎成型鼓120與工作軸線111精確對準，即，使輪胎成型鼓120的轉動軸線121與工作軸線111精確重合。本發(fā)明自由端支承的一實施例140裝在鼓支架122上。該自由端支承140垂直延伸，從而位于支承并穩(wěn)定其另一端125懸臂安裝在鼓支架122上的輪胎成型鼓120的自由端123的位置上，從而有助于保持輪胎成型鼓120的轉動軸線121與工作站110的工作軸線111的精確對準(重合)。為便于輪胎成型鼓120的轉動，自由端支承140與一裝在輪胎成型鼓120的自由端123上的自由端環(huán)支承124接合。
圖1C為鼓支架122的側視圖，其上裝有主要部件。所示鼓支架122安置在AGV 102的頂面上。輪胎成型鼓120的一端125懸臂安裝在鼓支架122上，因此可在成型過程中施加胎邊之類的整圈環(huán)件并取下成型好的生輪胎胎體。輪胎成型鼓120可圍繞一中心轉動軸線121在輪胎成型鼓120與鼓支架122之間的一個或多個軸承(未示出)上轉動。所示自由端環(huán)支承124裝在輪胎成型鼓120的自由端123上，所示自由端支承140處于延伸狀態(tài)，與自由端環(huán)支承124接合，從而在容許輪胎成型鼓120圍繞其軸線121轉動的同時穩(wěn)定輪胎成型鼓120。
圖2A和2B為一裝在一鼓支架222(比較122)上的自由端支承240(比較140)的第一實施例的端視示意圖。鼓支架222靜置在一AGV202(比較102)上支承一懸臂安裝在鼓支架222上的輪胎成型鼓220(比較120)。輪胎成型鼓220的自由端223(比較123)上裝有一自由端環(huán)支承224(比較124)。圖2A示出自由端支承240處于收回位置(或“狀態(tài)”)，圖2B示出自由端支承240處于延伸位置(或“狀態(tài)”)以便在其自由端223上穩(wěn)定輪胎成型鼓220。輪胎成型鼓220有一轉動軸線221(比較121)。
自由端支承的第一實施例240為一簡單剪刀狀裝置，包括剪刀刀身那樣的第一和第二支承臂242a和242b(統稱242)和鉸接兩支承臂242的剪刀樞軸244，如圖2A-2B所示第一支承臂242a位于第二支承臂242b前方。剪刀動作由分別與支承臂242一端鉸接并與一滑軌248滑動連接的第一和第二滑塊246a和246b(統稱246)實現。第一滑塊246a與第一支承臂242a連接，第二滑塊246b與第二支承臂242b連接?？梢钥闯觯瑢τ谧杂啥酥С?40完全延伸，滑塊246必須滑過對方，因此第一滑塊246a在滑軌248前側上滑動，第二滑塊246b在滑軌248后側上滑動。在自由端支承240頂部，兩支承臂242各有一形狀與自由端環(huán)支承224接合的弧形托架243，以穩(wěn)定支承輪胎成型鼓220。第一托架243a形成在第一支承臂242a上，第二托架243b形成在第二支承臂242b上。支承臂242和托架243的尺寸做成當兩滑塊246移動到一起時，自由端支承240上升到托架243正好與自由端環(huán)支承224接合的最大高度“H”。托架243的形狀與自由端環(huán)支承224外圓周面相符，最大高度H是輪胎成型鼓220的從自由端223到輪胎成型鼓220的懸臂安裝端的軸線221在水平位置上所需保持的高度。
自由端支承240的延伸和收回可用例如在滑軌248上移動滑塊246的氣缸(未示出)自動實現。顯然，由于重力和輪胎成型操作力的作用方向傾向于把托架243推離自由端環(huán)支承224從而“打開剪刀”，即，收回自由端支承240，因此，除非用某種閂鎖克服這些力把自由端支承240鎖定就位，自由端支承很可能無法保持延伸狀態(tài)。例如，可把一螺線管致動閂銷插入滑塊246的一孔中?；蛘?，也可保持氣缸中的氣壓，不斷迫使自由端支承240處于抵靠自由端環(huán)支承的完全延伸位置。后面這種做法的缺點是需要連續(xù)氣壓，而當自由端支承240在工作站110之間位于AGV 202上時得不到連續(xù)氣壓。鎖定自由端支承240就位的另一種方法包括使之成為“超程”狀態(tài)。如自由端支承240的機械部件中具有足夠彈性，就可把兩滑塊246推過它們造成支承臂242的完全延伸位置的位置，從而開始造成自由端支承240的收回。如用一機械止檔(未示出)定位阻止兩滑塊的滑動超過該超程狀態(tài)，那么把托架推離自由端環(huán)支承224的力將保持滑塊抵靠該止檔而無需連續(xù)功力輸入即可鎖定自由端支承就位。
圖3A和3B為一裝在一鼓支架322(比較122)上的自由端支承340(比較140)的第二優(yōu)選實施例的端視示意圖。鼓支架322靜置在一AGV 302(比較102)上并支承一懸臂安裝在鼓支架322上的輪胎成型鼓320(比較120)。輪胎成型鼓320的自由端323(比較123)上具有一自由端環(huán)支承324(比較124)。圖3A示出自由端支承340處于收回位置(或“狀態(tài)”)，圖3B示出自由端支承340處于延伸位置(或“狀態(tài)”)而在其自由端323上穩(wěn)定輪胎成型鼓320。輪胎成型鼓320有一轉動軸線321(比較121)。
圖3C和3D為自由端支承340該優(yōu)選實施例的立體端視圖，圖3C示出支承340位于收回位置，圖3D示出支承340位于延伸位置。
如圖3A-3D所示，自由端支承340該優(yōu)選實施例與一剪刀狀裝置類似，但兩“剪刀刀身”獨立工作而非互相鉸接在一起。此外，自由端支承340用一更復雜裝置實現剪刀動作，該裝置還能無需連續(xù)動力輸入即把支承340鎖定在延伸位置上。自由端支承340分別包括第一和第二支承臂342a和342b(統稱342)，如圖3A-3D所示，第一支承臂342a位于第二支承臂342b后方。第一和第二撐桿345a和345b(統稱345)分別連接在自由端支承340的支承臂342與支架341之間。第一撐桿345a在第一臂-撐桿樞軸347a(只在圖3C中能看到)處與第一支承臂342a鉸接，其另一端與自由端支架341鉸接。第二撐桿345b在第二臂-撐桿樞軸347b處與第二支承臂342b鉸接，其另一端與自由端支架341鉸接。剪刀動作由分別與支承臂342一端鉸接并與一滑軌348滑動連接的第一和第二滑塊346a和346b(統稱346)實現。第一滑塊346a與第一支承臂342a連接，第二滑塊346b與第二支承臂342b連接。自由端支承340要從收回狀態(tài)(見圖3C)延伸到延伸狀態(tài)(見圖3D)，兩滑塊346移動到一起，水平推動支承臂342的鉸接端。撐桿345無法伸長，因此支承臂342一端的水平運動轉換成支承臂342另一端的垂直運動。
在自由端支承340頂部，兩支承臂342各有一形狀與自由端環(huán)支承324接合的弧形托架343，以穩(wěn)定支承輪胎成型鼓320。第一托架343a形成在第一支承臂342a上，第二托架343b形成在第二支承臂342b上。支承臂342和托架343的尺寸做成當兩滑塊346移動到一起時，自由端支承340上升到托架343正好與自由端環(huán)支承324接合的最大高度“H”。托架343的形狀與自由端環(huán)支承324外圓周面相符，最大高度H是輪胎成型鼓320的從自由端323到輪胎成型鼓320的懸臂安裝端的軸線321在水平位置上所需保持的高度。
托架343的弧長適合于包住自由端環(huán)支承324，穩(wěn)定輪胎成型鼓320，無法作由垂直向下方向之外方向上的橫向(“橫向”指輪胎成型鼓轉動軸線321的徑向)力造成的運動。第一托架343a從垂直向下方向(輪胎成型鼓轉動軸線321的徑向)展開一α角，第二托架343b從垂直向下方向(輪胎成型鼓轉動軸線321的徑向)展開一β角。兩角α和β一般相同，但不必如此，托架弧長角可根據在輪胎成型設備100中的情況如貼合鼓112的工作情況下預期的力和力方向加以確定。事實上，只要合適設計自由端支承340伸長時的托架343的路徑，即可用弧長角α和β等于180°的兩托架包住整個自由端環(huán)支承324。在本發(fā)明中，小于等于90°的弧長角α和β足夠，最好約為45°。換句話說，托架343最好包住自由端環(huán)支承324從垂直向下方向起0°-±45°。
自由端支承340使用一例如用氣壓驅動的轉動致動器350自動延伸和收回。通過本發(fā)明一組致動器連桿機構460(見圖4A)，用轉動致動器350的轉動在滑軌348上移動滑塊346。顯然，由于重力和輪胎成型操作力(例如圖3B所示力“F”)的作用方向傾向于把托架343推離自由端環(huán)支承324從而“打開剪刀”，即，迫使兩滑塊346分開(例如如水平力箭頭“Fh”所示)而收回自由端支承340，因此，除非用某種閂鎖克服這些力把自由端支承340鎖定就位，自由端支承很可能無法保持延伸狀態(tài)。本發(fā)明連桿機構460提供所需閂鎖作用，這在下文交代。從圖3C和3D的詳圖中可看得最清楚，一轉動連桿352的中心裝在一轉動致動器軸353上，從而每當轉動致動器350造成其轉動致動器軸353轉動時轉動連桿352與轉動致動器軸353一起轉動。在轉動連桿352的對稱于轉動致動器軸353分布的兩端上，第一和第二滑動連桿354a和354b(統稱354)的一端分別與轉動連桿352鉸按。滑動連桿354的另一端與滑塊346鉸接，第一滑動連桿354a與第一滑塊346a鉸接，第二滑動連桿354b與第二滑塊346b鉸接?？梢钥闯?，當自由端支承340位于圖3C所示收回狀態(tài)時，順時針(箭頭355所示方向)轉動轉動連桿352將拉動滑動連桿354，造成兩滑塊346相向滑動，從而造成自由端支承340向圖3D所示延伸狀態(tài)移動。
下面結合圖4A-4C詳細說明致動器連桿機構460的工作情況，為清楚說明連桿機構460的工作情況，圖4A-4C為只示出轉動連桿452(比較352)和滑動連桿454(比較354)的端視示意圖，自由端支承340的其余部分未示出?？梢钥闯觯詾榍宄鹨?，圖4C中只示出兩滑動連桿454中的一個。轉動連桿452的中心裝在一轉動致動器軸453(比較353)上。在轉動連桿452的對稱于轉動致動器軸453分布的兩端上，第一和第二滑動連桿454a和454b(統稱454，比較354)的一端分別與轉動連桿452鉸接。滑動連桿354的另一端與滑塊346鉸接，第一滑動連桿354a與第一滑塊346a鉸接，第二滑動連桿354b與第二滑塊346b鉸接。第一轉動連桿-滑動連桿樞軸459a鉸接轉動連桿452的一端與第一滑動連桿454a的一端。第二轉動連桿-滑動連桿樞軸459b鉸接轉動連桿452的另一端與第二滑動連桿454b的一端。轉動連桿-滑動連桿樞軸459a和459b(統稱459)對稱分布在轉動致動器軸453的兩側上，從而轉動連桿452的轉動造成兩滑動連桿454等量運動。每一滑動連桿454的另一端用一滑動連桿-滑塊樞軸457a、457b與一滑塊(未示出，例如滑塊346)鉸接。第一滑動連桿454a用第一滑動連桿-滑塊樞軸457a與第一滑塊(未示出，例如346a)鉸接，第二滑動連桿454b用第二滑動連桿-滑塊樞軸457b與第二滑塊(未示出，例如346b)鉸接?；瑒舆B桿-滑塊樞軸457被約束在一與滑軌(未示出，例如348)平行的水平路徑449上，因為它們與在滑軌348上滑動的滑塊(未示出，例如346)連接。最好是，致動器連桿機構460布置成使得路徑449也通過轉動致動器軸453的中心。
圖4A示出致動器連桿機構460位于與圖3C所示自由端支承340的收回狀態(tài)對應的位置上；圖4B示出自由端支承340部分延伸時致動器連桿機構460的對應位置；圖4C示出連桿機構460的一部分位于與圖3D所示自由端支承340的延伸狀態(tài)對應的位置上。當自由端支承340位于圖3C和4A所示收回狀態(tài)時，在箭頭455(比較355)所示方向上轉動轉動連桿452將拉動兩滑動連桿454，造成滑動連桿-滑塊樞軸457相向滑動，從而造成自由端支承340向圖3D和4C所示延伸狀態(tài)運動。如上結合圖3B所述，自由端支承340把一把托架343推離自由端環(huán)支承的力F轉變成水平力Fh。在圖4B和4C中，力Fh用一標有“Fh”的箭頭表示，所述箭頭表明力Fh的方向經第二滑動連桿一滑塊樞軸457b作用在第二滑動連桿454b上。一滑動連桿作用線456通過第二滑動連桿-滑塊樞軸457b和第二轉動連桿-滑動連桿樞軸459b的中心。一路徑-滑動連桿角θ示出第二滑動連桿454b與路徑449之間的角度關系。
在自由端支承340部分延伸的圖4B中，路徑-滑動連桿角θ為正值(路徑449上方角度，滑動連桿作用線456位于轉動致動器軸453上方，從而作用在第二轉動連桿-滑動連桿樞軸459b上的垂直分力Fv如標有“Fv”的箭頭所示方向向上?？梢钥闯觯较蛳蛏系牧v抵抗轉動連桿452在方向455上的轉動。換句話說，如轉動致動器350的轉動力矩不足，方向向上的力Fv會收回自由端支承340。
在圖4C中，自由端支承340基本完全延伸。一延伸止檔462防止轉動連桿452在方向455上轉過所示位置。例如，第二滑動連桿454b的一邊461?？吭诘谝晦D動連桿-滑動連桿樞軸459a上。本發(fā)明的一個特征是，延伸止檔462的定位成當轉動連桿452轉動角度大到處于“超程”狀態(tài)時致動器連桿機構460停止(到達一停止位置)。換句話說，路徑-滑動連桿角θ已通過0°并停止在負方向(路徑449下方)的若干度上，從而滑動連桿作用線456位于轉動致動器軸453中心的下方，從而作用在第二轉動連桿-滑動連桿樞軸459b上的垂直分力Fv指向向下如圖4C中標有“Fv”的箭頭所示?？梢钥闯?，方向向下的力Fv幫助轉動連桿452在方向455上轉動。換句話說，即使不給予轉動致動器350動力，由水平力Fh(由把托架343推離自由端環(huán)支承324的力F造成)造成的方向向下力Fv的作用也能使連桿機構460保持壓靠在延伸止檔462上，從而把自由端支承340保持在延伸狀態(tài)下，穩(wěn)定輪胎成型鼓320的自由端323?？梢钥闯觯斅窂?滑動連桿角θ等于0°時自由端支承340處于全延伸狀態(tài)，因此最好是，托架343在路徑-滑動連桿角θ等于0°之前(例如1-2°之前)就與自由端環(huán)支承324全接合；最好是，到達停止位置的超程大小為路徑-滑動連桿角θ等于0°的之后(例如1-2 °之后)。
盡管以上結合附圖詳細示出、說明了本發(fā)明，但該說明應看成例示性的而非限制性的，應該指出，以上只示出和說明了優(yōu)選實施例，在本發(fā)明精神內的所有改動和修正都應得到保護。本發(fā)明領域的普通技術人員顯然可對上述“主題”作出其他許多“改動”，這些改動應看成落入本文公開的本發(fā)明范圍內。
權利要求
1.一種用于穩(wěn)定一輪胎成型鼓(120、220、320)的方法，其特征在于，該輪胎成型鼓有兩端，一懸臂支承端(125)為永久支承，另一端為自由端(123、223)；并且該方法包括下列步驟提供一與該自由端接合以便通過限制該自由端作橫向運動來穩(wěn)定該輪胎成型鼓的自由端支承(140、240、340)；以及需要時臨時收回該自由端支承，恢復該自由端的自由。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于恢復自由端的自由是為了能在輪胎成型鼓(120、220、320)上施加環(huán)形輪胎部件或能從輪胎成型鼓上取下成型的輪胎。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該恢復自由端的自由的步驟包括下列步驟收回自由端支承(140、240、340)，使得該自由端支承與自由端(123、223)以下述方式脫離，好能把沒有開口的圓形物件施加到輪胎成型鼓(120、220、320)上或從其上取下；等待到該自由端不再需要自由；以及延伸該自由端支承，直到該自由端支承與該自由端接合，通過限制該自由端的橫向運動來穩(wěn)定該輪胎成型鼓。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括下列步驟在自由端支承(140、240、340)與自由端(123、223)接合的同時容許輪胎成型鼓(120、220、320)轉動。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于通過限制自由端(123、223)在該輪胎成型鼓轉動軸線(121、221)的所有徑向上的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓(120、220、320)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于通過限制自由端(123、223)在該輪胎成型鼓轉動軸線(121、221)的一些徑向上的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓(120、220、320)，這些方向在與垂直向下方向成±90°角的范圍內。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于這些方向在與垂直向下方向成±45°角的范圍內。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于下列步驟無需不斷輸入功力把自由端支承(140、240、340)鎖定就位并與自由端(123、223)接合從而穩(wěn)定輪胎成型鼓(120、220、320)。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，該鎖定步驟包括把延伸自由端支承(140、240、340)的機械部件(460)移過造成自由端支承與自由端(123、223)接合的位置；以及在一位置上提供一用于機械部件的止檔(462)，使得由該自由端橫向運動造成的力(F、Fh、Fv)用來將該自由端支承保持在與該自由端接合的狀態(tài)下。
10.一種用于穩(wěn)定一輪胎成型鼓(120、220、320)的設備，其特征在于，該輪胎成型鼓有兩端，一懸臂支承端(125)為永久支承，另一端為自由端(123、223)，并且該設備包括用于提供與該自由端接合以便通過限制該自由端的橫向運動來穩(wěn)定該輪胎成型鼓的自由端支承(140、240、340)的裝置；以及用于在需要時臨時收回該自由端支承來恢復該自由端的自由的裝置(246、346、350、460)。
11.如權利要求10所述的設備，其特征在于，其還包括用于收回自由端支承(140、240、340)，使得該自由端支承與自由端(123、223)以下述方式脫離，即能把沒有開口的圓形物件施加到輪胎成型鼓上或從其上取下的裝置(246、346、350、460)；用于使等待直到該自由端不再需要自由時的控制裝置；以及用于延伸該自由端支承直到該自由端支承與該自由端接合以便通過限制該自由端的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置(246、346、350、460)。
12.如權利要求10所述的設備，其特征在于，其還包括用于在自由端支承(140、240、340)與自由端(123、223)接合的同時容許輪胎成型鼓(120、220、320)轉動的裝置(124、224、324)。
13.如權利要求10所述的設備，其特征在于，其還包括用于通過限制該自由端(123、223)在輪胎成型鼓轉動軸線(121、221)的所有徑向(α，β)上的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓(120、220、320)的裝置(243、343)。
14.如權利要求10所述的設備，其特征在于，其還包括用于通過限制該自由端(123、223)在輪胎成型鼓轉動軸線(121、221)的一些徑向(α，β)上的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓的裝置(243、343)，這些方向在與垂直向下方向成±90°角的范圍內。
15.如權利要求14所述的設備，其特征在于這些方向在與垂直向下方向成±45°角的范圍內。
16.如權利要求10所述的設備，其特征在于，其還包括用于無需輸入動力把自由端支承(140、240、340)鎖定就位并與自由端(123、223)接合從而穩(wěn)定輪胎成型鼓(120、220、320)的裝置(460)。
17.如權利要求16所述的設備，其特征在于，其還包括用于把延伸自由端支承(140、240、340)的機械部件(460)移過造成自由端支承與自由端(123、223)接合的位置的裝置；以及用于在一個位置上提供機械部件的一止檔(462)，使得由該自由端橫向運動造成的力(F、Fh、Fv)用來將該自由端支承保持在與該自由端接合的狀態(tài)下的裝置。
18.用于無需動力輸入把一輪胎成型鼓(120、220、320)的自由端支承(140、240、340)鎖定就位在延伸并與自由端(123、223)接合的位置上從而穩(wěn)定該輪胎成型鼓的設備，該設備的特征在于兩個可延伸以便與該自由端接合的支承臂(342)；一與每一支承臂連接并在一滑軌(348)上滑動以便延伸該支承臂的滑塊(346)；一用動力輸入延伸該支承臂的轉動致動器(350)；連接在該轉動致動器與該滑塊之間以便把轉動轉換成水平滑動的致動器連桿機構(460)，致動器連桿機構包括其中心連接在一轉動致動器軸(353、453)上的轉動連桿(352、452)；其一端與該轉動連桿第一端鉸接并且其另一端與第一滑塊(346a)鉸接的第一滑動連桿(354a、454a)以及其一端與該轉動連桿第二端鉸接并且其另一端與第二滑塊(346b)鉸接的第二滑動連桿(354b、454b)；該轉動連桿的轉動(355、455)包括0°轉動角造成該連桿機構以下列方式排列，即把該滑塊分開到最大間距位置從而完全收回該支承臂；180°的轉動角造成連桿機構以下列方式排列，即把該滑塊盡可能拉在一起從而完全延伸該支承臂；以及一把轉動連桿的轉動停止在一超程狀態(tài)下的延伸止檔(461)，其中該轉動連桿轉動到超過造成該支承臂完全延伸的180°位置。
全文摘要
用于穩(wěn)定一輪胎成型鼓(120、220、320)的方法和設備，該成型鼓有兩端，一端為懸臂支承端(125)，另一端為自由端(123、223)。該方法包括提供與自由端接合以便通過限制自由端的橫向運動來穩(wěn)定輪胎成型鼓的自由端支承(140、240、340)；以及需要時通過臨時收回自由端支承恢復自由端的自由，以便例如可把環(huán)形輪胎部件施加到輪胎成型鼓(120、220、320)上或從輪胎成型鼓上取下成型好的輪胎。最好是，自由端支承在自由端支承與自由端接合的同時容許輪胎成型鼓轉動。一優(yōu)選實施例使用致動器連桿機構的超程停止壓靠一延伸止檔，從而無需連續(xù)動力輸入就可把自由端支承鎖定就位與自由端接合從而穩(wěn)定輪胎成型鼓。
文檔編號B29D30/00GK1410254SQ02142508
公開日2003年4月16日 申請日期2002年9月23日 優(yōu)先權日2001年9月21日
發(fā)明者F·科爾尼特, M·勒邁爾 申請人:固特異輪胎和橡膠公司