專利名稱：用于輪胎胎邊鋼絲的氣動操作式懸掛設備及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于用于蓄積和分配細長的胎邊材料的懸掛(festoon)設備，以及操作這種設備的方法。
背景技術：
很多類型的汽車輪胎包括圍繞與輪輞相配合之開口的胎邊。通常，胎邊包括一個起到箍圈作用的鋼絲圈，它是通過在一個合適的胎邊成形設備上將一涂層鋼絲卷繞成多匝而形成的。胎邊可以通過將單根鋼絲沿徑向和軸向布置成多匝來組成，或者是在所謂的“無緯線(weftless)”胎邊中，通過將包括多個并排鋼絲的扁平條帶徑向地層疊而成。在任何一種情況下，都需要將單根或多根鋼絲從一個或多個供給卷筒上拉下來，并使之通過擠壓模具設備而將一橡膠或橡膠化的材料涂敷到鋼絲上。
將涂敷后的鋼絲或鋼帶供給至傳統(tǒng)的胎邊成形設備，在那里，將一個或多個胎邊卷繞成所需的尺寸和截面構造。成形設備在工作過程中可以加速和減速，并且可以在將加工完畢的胎邊取出之后停止。因此，對胎邊材料的抽送是間歇的，并且其速度是變化的。希望的是，可以在各鋼絲以一個恒定的軸向速度連續(xù)移動時進行涂敷作業(yè)。因此，在涂敷作業(yè)和胎邊成形裝置之間需要有一些蓄積胎邊材料的裝置。這些裝置通常是設置成兩組滑輪或皮帶輪的形式，它們分別安裝在可以獨立轉動的輪軸上，胎邊材料可以抵繞在滑輪上通過。兩組滑輪組件通常是以豎直的關系安裝在合適的支承裝置上，以便隨著胎邊材料與其正常蓄積速度相比或快或慢地進行分配時可以相互靠攏或離開。最通常的是，上滑輪組是固定地支承在地板平面以上幾米的位置上，而下滑輪組可豎直地與之相互移動，但是在美國專利4,058,265的配置中，上部組件由一電動機帶動而垂直移動，而下部組件則保持固定。在通常的配置中，下滑輪組件借助重力下降，經常是提供附加的重量來確保在這樣的移動過程中維持合適的張力。當懸掛設備變空時，下滑輪組被升高到緊挨上滑輪組下方的位置上，通常是地板水平面上方2或3米高的地方，操作者站在一梯子或平臺上將胎邊材料穿繞過兩組滑輪。
為了確保胎邊成形設備進行均勻的作業(yè)，希望在把胎邊材料從懸掛設備中抽出時可以使胎邊材料保持一恒定的、預定的張力。當成形設備加速、減速、停機和啟動時，難以維持恒定的張力。雖然下滑輪組件的垂直移動通常只受到重力的控制，但是如美國專利申請4,186,861中已經有了借助動力來輔助控制的裝置。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個主要的目的在于，提供一種新穎和改進的裝置，用以在輪胎胎邊材料懸掛設備的兩個滑輪組的相對垂直移動的過程中，使得從懸掛設備分配而來的鋼絲內保持基本恒定的張力。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種輪胎胎邊懸掛設備，它具有一可垂直移動的下滑輪組件，并且包括可允許操作者站在地板水平面上將輪胎胎邊材料穿繞過上下滑輪組件的裝置。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種用來操縱輪胎胎邊材料懸掛設備之構件的新穎的方法，以便允許操作者站在地板水平面上將材料穿繞過上下滑輪組件的裝置。
本發(fā)明的其余目的將通過下文的描述而變得清楚起來。
發(fā)明概要本發(fā)明的懸掛設備包括普通的第一和第二滑輪組，滑輪并排地安裝在第一和第二輪軸上，并且可以獨立地轉動。這兩組滑輪或滑輪組件一上一下地安裝在一豎直的支承柱上，并垂直于該支承柱延伸至相應的自由端，兩輪軸處在一共同的豎直的平面上。上和下滑輪組件是安裝成能在支承柱上豎直移動。用于上滑輪用件的安裝裝置包括一可有選擇釋放的鎖定機構，用以將滑輪組件支承在支柱的上端或附近。用于下滑輪組件的安裝裝置可允許其沿豎直的支承柱在一個下部位置和一個上部位置之間自由移動，所述下部位置是在地板水平面上方較矮的位置上，所述上部位置直接位于所述上滑輪組件安裝裝置的下方，下滑輪組件與上滑輪組件的安裝裝置接觸，以便獨立于機械鎖定機構來支承上滑輪組件。
在豎直支承柱上還安裝了一氣缸，并且該氣缸與支柱平行。該氣缸是一種具有一可動活塞的類型，一鋼索的兩端連接于活塞的上下兩側。鋼索以密封的關系穿過缸體的兩端，穿繞過合適的帶輪后固定連接于下滑輪組件的安裝裝置。一壓縮空氣源連接于氣缸的兩端，當把胎邊材料送入和抽出懸掛設備時，通過一個具有反饋控制的自動控制調節(jié)器(pilot operated regulator)將活塞兩側的壓力維持成基本相等。因此，當下滑輪組件的豎直移動受到胎邊材料的供給和抽出速率以及重力作用的影響時，可以由氣缸的動作來限制移動速度，以使活塞兩側的壓力保持相等。當胎邊成形設備將胎邊材料從懸掛設備拉出時，借助這樣的配置可以使胎邊材料內的張力保持恒定。
當需要把胎邊材料穿繞過兩個滑輪組件時，可以手動地操縱氣缸。將壓縮空氣引入氣缸的上端而使活塞向下移動，借以使下滑輪組件向上移動，直到其獨立于機械鎖定機構接觸并支承上滑輪組件。隨后，操作者啟動開關，通過一具有傳統(tǒng)操作桿的小氣缸將一可轉動的鎖定元件移動至一開啟位置。
隨后，主工作氣缸內的壓力降低，使兩個滑輪組件向下移動(上滑輪組件仍由下滑輪組件支承)至一完全降低位置，在那里，站在地板水平面上的操作者可以觸及該兩組件。在把胎邊材料穿繞到滑輪組件上之后，重新對活塞的上側施加壓力，以便將帶有上滑輪組件的下滑輪組件升高到完全升高位置。重新驅動鎖定機構以支承上滑輪組件，并且在反饋系統(tǒng)所調節(jié)的壓力之下恢復正常的工作。
附圖簡要說明

圖1是從把鋼絲由一供給卷筒取下到把它成形為一輪胎胎邊的整個操作過程的示意圖，其中包括本發(fā)明的懸掛設備；圖2是所述懸掛設備的俯視圖；圖3和圖4分別是懸掛設備的前視圖和側視圖，其中，上和下滑輪組件分別處于最上和最下的位置；圖5是與本發(fā)明操作有關的氣動元件的示意圖；圖6和圖7分別是前視圖和側視圖，其中，兩個滑輪組件都處在上方位置；圖8是懸掛設備上端的一個放大、斷開、局部的側視圖，示出了處在第一位置上的鎖定機構的各構件；圖9是類似于圖8的視圖，示出了各鎖定構件處在第二位置上的情況；圖10和圖11分別是懸掛設備的前視圖和側視圖，圖10示出了兩滑輪組件位于下部位置的情況，圖11中的虛線示出了兩組件位于上部位置的情況。
實施本發(fā)明的方式現請參見各附圖，圖1說明了制造普通輪胎胎邊的操作過程。標號10表示鋼絲12的一個供給源，鋼絲12是由傳統(tǒng)的模具設備14涂敷了一橡膠化涂層。鋼絲12被拉過模具14并由轉筒18供給至懸掛設備16．一壓縮空氣源20連接于懸掛設備16，其原因將在下文中詳細描述。傳統(tǒng)的胎邊成形設備26將涂敷過的鋼絲胎邊材料24從懸掛設備16中拉出來，通過空轉轉筒或滑輪22后，將所述材料卷繞成具有所需尺寸和截面構造的箍圈狀胎邊。
為了始終如一并且均勻地將涂層材料涂敷到鋼絲12(它當然可以是以平行、并排方式布置的多根鋼絲)上，最好是令鋼絲沿軸向移動的速度保持恒定。雖然可以把速度設定成兩檔或更多檔，但應該沒有突然的加速或減速。另一方面，胎邊成形設備26的作業(yè)實際上是間歇的。當把胎邊材料卷繞成最終形狀時，所述成形設備通常需要加速、減速和停機，以便將完成的胎邊取出。因此，需要設置懸掛設備16，以便以一個基本恒定的速度接納來自于涂敷工位的胎邊材料，并且間歇且變速地將材料供給至成形設備26。還希望的是，當胎邊材料24離開懸掛設備16并供給至成形設備26時，其中的張力能保持為一個基本恒定的預定值。
現請參見圖2-4，其中示出的懸掛設備16具有上滑輪組件28和下滑輪組件34，前者是處在設備的最上方位置，包括多個能在第一輪軸32上獨立轉動的第一滑輪30，后者是處在實線所示的最下方位置和虛線所示的中間工作位置上，包括能在第二輪軸38上獨立轉動的若干個第二滑輪36。較長的支承柱40豎直地設置在上端42和基本上是在地板水平面上的下端44之間。組件28和34均安裝在支承柱40上，可以借助第一和第二安裝裝置48和50沿支承柱作獨立的豎直移動。在所述實施例中，帶動力的供給轉筒18也固定地支承在板件46上。
圖2-4中所示的上滑輪組件28借助位于上端42附近的支承柱40兩側的一對相同的鎖定機構52和54可釋放地固定在其最上方位置(通常是在地板水平面以上2至3米)。另一方面，下滑輪組件34可以在其最下方位置和最上方位置之間自由地移動，在所述最下方位置上，安裝裝置50靠在支承柱40上的一個合適的固定止擋件上，而在如圖6和7所示的最上方位置上，下滑輪組件34直接位于上滑輪組件28的下方，并且安裝裝置50與安裝裝置48接觸。
氣缸56通過板件58安裝在支承柱40上。氣缸56是已知類型的索控氣缸，其中，鋼索60固定連接在缸內的活塞62的上下兩側端部上，并以密封接觸的方式穿過缸體上、下兩端上的開口。鋼索60經過和/或穿過缸體上下兩端的引導裝置64和66，并固定連接于第二安裝裝置50。如圖4所示，壓縮空氣源20通過配件68和70分別連接于氣缸56的上、下兩端。
在懸掛設備16的普通操作過程中，隨著胎邊材料被供給設備或被從中抽出，在自動控制調節(jié)器74和相關的反饋控制調節(jié)器76的控制下，借助閥72的動作，可以使活塞上下兩側的壓力基本相等。
圖4示出了這些構件，圖5示出了氣動線路圖。反饋控制器76通過傳感管路78連接于供給/輸出空氣側，并通過控制器輸出管路80連接于調節(jié)器74的釋放流動側。為了實線最優(yōu)的操作，傳感(反饋)管路應該連接成盡可能地靠近氣缸的端口。適用于本發(fā)明的氣動構件可以從美國科羅拉多州的Littleton市的C.A.Norgren公司購得。隨著懸掛設備內的胎邊材料的充滿或放空，可驅動合適的上(72a)或下(72b)方向控制閥，維持氣缸56內的預定壓力，這個壓力與胎邊材料24的張力成正比。
若要將一個新的胎邊材料供給源穿繞到懸掛設備上，必須使滑輪組件28和34相互緊靠地定位。根據本發(fā)明，當懸掛設備變空時，操作者可以人工地控制壓力供給閥，以便給氣缸56的上端提供壓力，使活塞62向下移動，下滑輪組件向上移動。如圖6和7所示，這種移動連續(xù)進行，直到安裝裝置50與安裝裝置48接觸，并獨立于鎖定機構52和54來支承上滑輪組件28。
圖8和9中更詳細地示出了鎖定機構52。鎖定元件84通過銷子86可樞轉地安裝在支承柱40的一部分上。桿88固定連接于支柱40，并從支柱40向外伸出。小的氣缸94通過操作桿96連接于鎖定元件84的一側。站在地板水平面上的操作者可以觸及到一個用于操作一控制閥的手動操作開關(在圖8中由標號98表示)，從而使氣缸94轉動鎖定元件84。
在圖8所示的位置上，每個鎖定元件84的一端在安裝裝置48的凸肩100的下方延伸，從而將上滑輪組件28支承在其最上方位置。桿88可以防止鎖定元件84的順時針轉動。在下滑輪組件移動至圖9所示的位置之后，氣缸60內的氣動壓力借助在鎖定元件84上方間隔的凸肩100來支承兩個滑輪組件。操作者驅動閥98，使氣缸94將桿件96縮回，并使鎖定元件84逆時針地轉動。當然，鎖定機構54能以同樣的方式同時進行操作。
隨后，對氣缸60內的壓力進行控制，使其能令支承著上滑輪組件28的下滑輪組件34向下移動，直到該兩滑輪組件到達圖10和11中實線所示的位置上，在那里，操作者可以站在地板水平面上將胎邊材料穿繞過滑輪。當穿繞作業(yè)完成之后，氣缸60被重新加壓，使得滑輪組件向上移動，直到組件28到達如圖11中的虛線所示位置。驅動鎖定機構52和54，使鎖定元件84順時針轉動，以便支承上滑輪組件并恢復正常的操作。
在支柱40上可以以正常的方式安裝合適的傳感器和接近的開關，以便使供給轉筒18或成形設備26放慢和/或停止操作，從而防止下滑輪組件34多余地向上和向下移動。
權利要求
1．用于蓄積和分配輪胎胎邊鋼絲材料的懸掛設備，所述設備包括a)一豎直設置的支承柱；b)多個第一滑輪，它們是以并排的關系布置的，可以圍繞一個共同的第一水平軸線轉動；c)多個第二滑輪，它們是以并排的關系布置的，可以圍繞一個共同的第二水平軸線轉動；d)用于將所述多個第一滑輪安裝在所述支柱的一個預定豎直位置上的第一裝置；e)用于將所述多個第二滑輪安裝在所述支柱的基本上直接在所述多個第一滑輪下方位置上的第二裝置，用以使所述多個第二滑輪朝著靠近或者離開所述多個第一滑輪的方向進行豎直地往復移動；f)一豎直設置的氣缸，它具有一活塞，活塞的上下兩側可操縱地分別連接于所述第二安裝裝置的上下兩側；以及g)當所述鋼絲材料由所述懸掛設備蓄積并從中分配時，用以維持所述活塞的上下兩側的氣動壓力基本保持恒定的裝置。
2．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一安裝裝置包括一安裝了所有所述第一滑輪的第一輪軸，所述第一輪軸的一端支承在所述支承柱上，但在另一端上未加支承。
3．如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述第二安裝裝置包括一安裝了所有所述第二滑輪的第二輪軸，所述第二輪軸的一端支承在所述支承柱上，但在另一端上未加支承。
4．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一安裝裝置可釋放地鎖定在所述預定的豎直位置上，并且還包括用于有選擇地釋放鎖定裝置以允許所述多個第一滑輪借助所述第一安裝裝置與所述支承柱之間的滑動配合而向下移動的裝置。
5．如權利要求4所述的設備，其特征在于，它還包括至少一個附加的氣缸，它可以被驅動而釋放所述鎖定狀態(tài)。
6．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述維持裝置包括用于將所述活塞的所述上側和下側連接于一壓縮空氣源的閥裝置，以及用于控制所述閥裝置之動作的反饋控制調節(jié)器。
7．用于蓄積和分配輪胎胎邊鋼絲材料的懸掛設備，所述設備包括a)一豎直設置的支承柱；b)一第一滑輪組件，它包括多個可以在一第一輪軸上獨立轉動的第一滑輪；c)一第二滑輪組件，它包括多個可以在一第二輪軸上獨立轉動的第二滑輪；d)用于將所述第一滑輪組件安裝在所述支柱上的的第一安裝裝置，所述第一輪軸水平地設置，使得滑輪組件可以在一第一上部位置和一第一下部位置之間作垂直往復移動，在第一上部位置上，站在地板水平面上的操作者不能用手觸及所述第一滑輪組件，在第一下部位置上，站在地板水平面上的操作者可以用手觸及所述第一滑輪組件；e)用于將所述第二滑輪組件安裝在所述支柱上并位于所述第一滑輪組件下方的第二安裝裝置，所述第二輪軸水平地設置并與所述第一輪軸基本處在一個共同的豎直平面內，使得滑輪組件可以在一第二上部位置和一第二下部位置之間作豎直往復移動，當所述第一滑輪組件分別處在所述第一上部和第一下部位置上時，所述第二安裝裝置在所述第二上部和第二下部位置上以支承的關系位于所述第一安裝裝置的下方；以及f)鎖定裝置，它可以有選擇地在一鎖定狀態(tài)和一釋放狀態(tài)之間動作，在前一狀態(tài)下，可以將所述第一滑輪組件固定在所述第一上部位置上，在后一狀態(tài)下，可以允許所述第一滑輪組件移動至所述第一下部位置上。
8．如權利要求7所述的設備，其特征在于，所述支承柱具有一下端和一上端，下端基本支承在地板水平面上，所述鎖定裝置安裝在上端的至少一部分上。
9．如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述鎖定裝置包括一機械鎖定機構，它具有一鎖定元件，該鎖定元件可以有選擇地移動，以便使所述鎖定裝置處于所述鎖定和釋放狀態(tài)。
10．如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述鎖定元件可樞轉地安裝在所述支承柱上，靠近其上端。
11．如權利要求9所述的設備，其特征在于，它還包括一可氣動操作的活塞桿，該活塞桿連接于所述鎖定元件，以便使其移動。
12．一種用于定位懸掛設備的上和下滑輪組件以便讓操作者能站在地板水平面上將細長的輪胎胎邊鋼絲材料穿繞到一連續(xù)路徑上的方法，所述方法包括a)將一長的支承柱的一端固定在基本為地板水平面上，所述支柱豎直延伸至其上端；b)將所述上和下滑輪組件安裝到所述支承柱上，并使它們能在所述支承柱上作獨立的豎直的往復移動；c)將所述上滑輪組件可釋放地支承在所述支柱的一個第一豎直位置上，在這個位置上，站在地板水平面上的操作者不能用手觸及上滑輪組件；d)借助動力裝置將所述下滑輪組件移動至所述支柱上的一個位置，使所述下滑輪組件與所述上滑輪組件接觸；e)釋放所述上滑輪組件的支承，允許其在所述支承柱上移動；f)在所述上滑輪組件靠在所述下滑輪組件上并且可隨其移動的情況下，借助所述動力裝置將所述下滑輪組件移動至這樣一個位置，即，站在地板水平面上的操作者可以用手觸及所述的兩個滑輪組件，并將鋼絲穿繞過該兩組件。
13．如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述動力裝置包括一氣缸，通過對供給所述氣缸的壓縮空氣的控制，可以影響所述下滑輪組件的移動。
14．如權利要求12所述的方法，其特征在于，它還包括這樣的步驟借助所述動力裝置將所述下滑輪組件移動至所述第二上部位置，借以將所述上滑輪組件移動至所述第一上部位置，并操作所述鎖定裝置將所述上滑輪組件支承在所述第一上部位置上。
全文摘要
懸掛設備(16)具有上(28)和下(34)滑輪組件,它們可在一支承柱(40)上豎直移動,用來供給和抽送輪胎胎邊材料。在懸掛設備的正常工作過程中,上滑輪組件(28)通過一可有選擇釋放的鎖定機構(52)支承在支承柱的頂部附近。當把胎邊材料從懸掛設備抽出的速度大于其供給速度時,下滑輪組件(34)在支承柱(40)上向上移動,而當材料的供給速度大于其被抽出的速度時,下滑輪組件向下移動。下滑輪組件(34)連接于一穿過氣缸(56)的鋼索(60)。釋放鎖定機構(52),并使帶有上滑輪組件的下滑輪組件下降,就可以使上滑輪組件(28)下降。這樣,站在地板水平面上的操作者就可以觸及胎邊材料,并將其穿繞到滑輪組件上。
文檔編號B65H51/20GK1222113SQ9618033
公開日1999年7月7日 申請日期1996年6月18日 優(yōu)先權日1996年6月18日
發(fā)明者R·W·科爾布, M·P·瓦卡羅 申請人:巴特爾機械體系有限公司