專利名稱：實(shí)驗(yàn)性測(cè)量地面和橡膠樣品間的相互作用的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在輪胎工業(yè)中用于檢驗(yàn)針對(duì)輪胎在具有不同形態(tài)特征的地面上滾動(dòng)時(shí)的橡膠化合物特性的設(shè)備。
在本說明書中涉及的設(shè)備基本由所謂的“路鼓(road drum)”構(gòu)成，即一種機(jī)動(dòng)的圓鼓，直徑在70-100cm之間，其上形成一個(gè)較小尺寸的輥?zhàn)?，帶有要檢測(cè)的硫化物，輥?zhàn)訕?gòu)成樣品并具有一個(gè)最好厚度不小于2mm的外部。
而且驅(qū)動(dòng)樣品并使其繞路鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)由設(shè)備可以模擬的不同的操作位置，例如相對(duì)滑動(dòng)和/或設(shè)置的漂移角，可以分析檢驗(yàn)的化合物的性質(zhì)。
這樣可以研究在路鼓和樣品之間為純滾動(dòng)接觸的情況下或當(dāng)在它們之間為相對(duì)滑動(dòng)或當(dāng)樣品相對(duì)于路鼓傾斜時(shí)，化合物的特性可以再現(xiàn)在彎曲時(shí)輪胎的外胎的化合物承受的狀況。
此外，在某些更復(fù)雜的機(jī)器中，實(shí)驗(yàn)可以通過在路鼓和樣品之間的接觸區(qū)中噴水或粉塵和/或其他元素進(jìn)行，從而模擬實(shí)際發(fā)生的情況。
本發(fā)明基于申請(qǐng)人認(rèn)為公知的設(shè)備不能令人滿意。
實(shí)際上，必須考慮形成要檢測(cè)的樣品的輥?zhàn)油ǔ０惭b在繞平行于路鼓的軸線的一個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)桿軸的端部上。
桿軸以公知的方式在相對(duì)于樣品的相對(duì)側(cè)上操作，但為了在暴露給水或其他上述元素，需要采取一些預(yù)防措施。
但是這些軸承產(chǎn)生不可避免的摩擦力抵抗桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而顯著地改變了進(jìn)行的測(cè)量，這尤其產(chǎn)生于相對(duì)于桿軸的軸線作用的扭矩升高的情況下。
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于檢驗(yàn)輪胎橡膠化合物樣品的設(shè)備，具有可以克服上述缺點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和操作特征。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于檢驗(yàn)輪胎化合物的設(shè)備，包括繞各自平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)并彼此轉(zhuǎn)動(dòng)接觸的一個(gè)路鼓和一個(gè)樣品，用于轉(zhuǎn)動(dòng)路鼓和樣品的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的裝置包括一個(gè)樣品驅(qū)動(dòng)組，其中有一個(gè)由一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的桿軸，桿軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地容裝在一個(gè)容器中而電機(jī)固定在一個(gè)與容器一體的支架座中，以與其形成一個(gè)剛性體，此剛性體相對(duì)于樣品的轉(zhuǎn)軸以空轉(zhuǎn)的方式支撐。
所述設(shè)備的進(jìn)一步的特征在權(quán)利要求中給出。
下面根據(jù)附圖中示出的一個(gè)優(yōu)選但非限定性的實(shí)施例結(jié)合說明書詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1示出本發(fā)明設(shè)備的一局部側(cè)視圖；圖2示出圖1設(shè)備的一平面圖；圖3示出沿圖2的線Ⅲ-Ⅲ的一剖視圖；圖4示出本發(fā)明設(shè)備的一詳細(xì)情況。
參見這些附圖，數(shù)字1示出了本發(fā)明的整個(gè)設(shè)備。
所述的設(shè)備包括一個(gè)由一系列支撐帶有繞旋轉(zhuǎn)軸X活動(dòng)的相連的驅(qū)動(dòng)組4的路鼓3的支撐結(jié)構(gòu)2，以及一個(gè)由一個(gè)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸Y轉(zhuǎn)動(dòng)的組6驅(qū)動(dòng)的樣品5。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，路鼓3的外表面被劃分成具有不同粗糙度的圓周條帶(本例中為三個(gè)，其路徑由圖2中的虛線示出)，原因在以下更清楚地說明。
路鼓3的驅(qū)動(dòng)組4包括一個(gè)無刷的電機(jī)40，一個(gè)減速齒輪41以及一個(gè)制動(dòng)裝置42，且它們都沿軸X對(duì)齊。
樣品5的驅(qū)動(dòng)組6在圖2、圖3及圖4中詳細(xì)示出。
該組還包括一個(gè)在輸出口處用接頭61與桿軸62相連的無刷電機(jī)60，樣品5安裝于其端部。
從圖4可以看到，接頭61和桿軸62容裝于一個(gè)閉合的圓柱形容器63中，容器63在其安裝樣品5的相對(duì)端部與其中安裝了電機(jī)60的支架座64相接，并與其形成了一個(gè)整體的剛性體。
電機(jī)60固定于支架座的內(nèi)壁上，支架座的頂部打開，使此處的通風(fēng)更方便；但樣品5安裝于其上的桿軸62支撐在容器63內(nèi)，以便通過兩個(gè)軸承65繞軸Y自由地旋轉(zhuǎn)。
由容器63和支架座64形成的剛性體由于兩個(gè)摩擦軸承66a、66b而繞軸Y自由地旋轉(zhuǎn)，一個(gè)軸承設(shè)置在樣品的最遠(yuǎn)端上，而另一個(gè)與支撐容器63中的桿軸62的軸承65中的一個(gè)同軸。
支架座64還有一個(gè)安裝于其上的臂桿67，臂桿67徑向突出一預(yù)定長(zhǎng)度在其自由端，支撐一應(yīng)變計(jì)形式的測(cè)力儀68，用于探測(cè)相對(duì)于軸Y作用的力。
基本上，由于臂桿67的長(zhǎng)度是已知的，伴隨由固定于其上的電機(jī)60產(chǎn)生的支架座64(以及容器63)的小轉(zhuǎn)動(dòng)而由測(cè)力儀測(cè)量的力可以很容易地通過把它乘以臂桿67的長(zhǎng)度而轉(zhuǎn)化為一種扭矩值。
當(dāng)然，對(duì)于如此級(jí)別的旋轉(zhuǎn)(0.001的弧度級(jí))來說，在安裝了測(cè)力儀68的臂桿67端部的非線性位移不會(huì)影響測(cè)力儀的正確操作。
依據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還須指出的是測(cè)力儀68是預(yù)壓型，以便于避免由測(cè)力儀本身和支撐臂桿之間的任何間隙導(dǎo)致的測(cè)量誤差。
如上所述的樣品5的驅(qū)動(dòng)組由結(jié)構(gòu)2以一種平衡的方式支撐，這種平衡方式歸功于后面描述的裝配系統(tǒng)。
由容器63和支架座64形成的剛性體安裝在一個(gè)包括一個(gè)平行于Y軸方向延伸的縱向件70和兩個(gè)板71a和71b的框架上，板71和板72垂直于縱向件并固定于其端部支撐上述剛性體的軸承66a、66b分別安裝在這些板上。
為了把軸承66a安裝到所謂的與容裝有桿軸62的容器63相連的前板71a中，提供了一個(gè)用螺栓固定在所述容器前部上的襯套73(見圖4)。
為了使襯套防水、防塵及其它在用設(shè)備1測(cè)試的過程中使用到的試劑，本例中提供了一個(gè)密封件74。所述的密封件包括一個(gè)由橡膠或其它類似物制成的套筒并繞容器63及襯套73與其相鄰的部分安裝。
驅(qū)動(dòng)組6及相連的支撐框架的重量通過一個(gè)配重物75來平衡，其位置沿著一個(gè)分度桿67由與一個(gè)致動(dòng)螺栓78相連的手輪77手動(dòng)地進(jìn)行了改變。
更具體地，縱向件70與支撐驅(qū)動(dòng)組6的板71一起由此設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)2的橋80支撐。
為此，縱向件70在縱向設(shè)有一個(gè)可滑動(dòng)地與兩個(gè)固定在橋80上的凹榫夾緊件82配合的凸榫導(dǎo)向件81。
橋80也有一個(gè)安裝于其上的電機(jī)85，電機(jī)帶有一個(gè)用于制動(dòng)螺栓86的減速齒輪，一個(gè)剛性地連接在縱向件70上的標(biāo)塊87與其相連(見圖2)；三個(gè)互相接近的用于把標(biāo)塊停在圖中的A、B及C指出相應(yīng)位置上的開關(guān)位于螺栓86上方。
在相對(duì)側(cè)上，標(biāo)塊87與分度桿76是一體的，平衡物75在分度桿76上移動(dòng)。
正如圖中可以看到的，一個(gè)拖架90也旋入縱向件70并起一個(gè)把載荷傳感器68連接到支撐樣品的驅(qū)動(dòng)組6的框架上的元件的作用。
本例子的設(shè)備設(shè)有一個(gè)減振裝置，包括一個(gè)在一端固定于橋80上而在另一端安裝有包括一個(gè)在圓柱腔95里可移動(dòng)的盤94的一個(gè)粘性阻尼裝置93的桿91。
從圖1中可以看到，設(shè)備1的路鼓3和樣品5位于一個(gè)腔100中，各種用于在測(cè)試過程中供水或其它材料的噴管101安裝在腔100上(為了簡(jiǎn)單，圖1中只示出一個(gè)所述的噴管)。
為了完成上面的描述，從功能性的觀點(diǎn)出發(fā)必須強(qiáng)調(diào)兩個(gè)電機(jī)40和60被控制成可以取決于要進(jìn)行的測(cè)試類型使在路鼓3和樣品5之間的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置成希望的比例(純轉(zhuǎn)動(dòng)，正的或負(fù)的滑動(dòng)等)。
更具體的，上述的電機(jī)在運(yùn)行上彼此相連；具有已使用的由電控類型的電機(jī)尤其是例如無刷電機(jī)的事實(shí)說明這是可能的。
有利的是，在此情況下路鼓的電機(jī)40是主電機(jī)，而樣品5的電機(jī)是從動(dòng)的，以便于取決于設(shè)置的控制類型，各個(gè)旋轉(zhuǎn)速度具有一個(gè)選擇的相對(duì)比例。
最好該比例可以從0到無窮大之間變化，換句話說，所有在第一極限位置(路鼓旋轉(zhuǎn)/樣品靜止?fàn)顟B(tài))到相對(duì)極限位置(路鼓靜止/樣品轉(zhuǎn)動(dòng))之間的設(shè)置狀況都是可能的。
當(dāng)樣品可以在兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，路鼓最好只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向，例如，順時(shí)針或逆時(shí)針方向。
與旋轉(zhuǎn)速度相結(jié)合或做為其一種變化，還可以把樣品電機(jī)的位置(即相應(yīng)于所進(jìn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度)連到路鼓電機(jī)的位置。
用在設(shè)備上的傳感器最好是絕對(duì)或增量解碼器。
因此，基本上說，驅(qū)動(dòng)路鼓和樣品的兩個(gè)桿軸的傳輸比將由兩個(gè)電機(jī)40和60的設(shè)置來決定。
很明顯，為了操作設(shè)備1，給設(shè)備1提供了一個(gè)中心電控單元(圖1部分地示出了連接此單元的電線)，用于完成調(diào)節(jié)電機(jī)的操作參數(shù)(電壓，電流等)的功能，以便完成所期望的測(cè)試循環(huán)。
必須指出用本發(fā)明的設(shè)備可以進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)試循環(huán)，例如，那些樣品和路鼓之間的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)換向(從正到負(fù)，反之亦然)測(cè)試，那些所述滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的周期變化的測(cè)試，或那些樣品等之上預(yù)先限定的扭矩的應(yīng)用測(cè)試等。
如在上述無刷電機(jī)的情況中，這些重要的結(jié)論由于可操作地彼此連接且可電控的電機(jī)的使用而成為可能。
因此從操作上講，上述的設(shè)備在每次測(cè)試循環(huán)的開始應(yīng)是經(jīng)過編程的，以便進(jìn)行各種所需的操作步驟。
然后通過各自的組4及6依據(jù)由上述電控裝置處理的輸入信號(hào)旋轉(zhuǎn)路鼓3和樣品5通過這種方法可以進(jìn)行各種測(cè)試(滾動(dòng)測(cè)試，滑動(dòng)測(cè)試，扭矩的應(yīng)用測(cè)試等)并測(cè)量實(shí)驗(yàn)上的變化，如存在樣品和路鼓之間的力，橡膠表面溫度的增加，速度等等。
這些測(cè)試可以在干燥、潮濕及混合環(huán)境并在由于路鼓的特殊結(jié)構(gòu)而不同粗糙的表面上進(jìn)行，由于移動(dòng)樣品5的可能性與此無關(guān)而把路鼓的外表面劃分成不同的環(huán)形條帶。
對(duì)此，應(yīng)該指出操作電機(jī)85如何使標(biāo)塊87沿螺栓86移動(dòng)進(jìn)入預(yù)定的位置A、B、C的其中一個(gè)位置上；由于標(biāo)塊剛性地固定在縱向件70上，所以標(biāo)塊同縱向件與樣品5的驅(qū)動(dòng)組6一起一體移動(dòng)。同樣應(yīng)當(dāng)注意在此操作過程中如何通過其凸榫導(dǎo)向件81和設(shè)置在橋80上的凹榫夾緊件82之間的配合來引導(dǎo)縱向件的移動(dòng)。
隨著移動(dòng)樣品沿如圖2中箭頭所指的路鼓的接觸母面向前或向后移動(dòng)，從而與置于其上有各種粗糙度的區(qū)域相互作用。
這是由于電機(jī)60和桿軸62的特定的支撐裝置，此支撐裝置安裝在基體內(nèi)由支架座64和容器62一起形成，通過其使得避免被密封軸承與樣品桿軸相結(jié)合，該裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是有害摩擦力的源泉。
實(shí)際上，通過此途徑，桿軸62容裝于一個(gè)封閉的容器中，并且因此而防住了朝樣品區(qū)噴灑的水；因此，桿軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在其上的軸承65在此容器中可以是常規(guī)的，如為非密封型的。
另一方面，因?yàn)槿萜?3不能以桿軸62的方式旋轉(zhuǎn)，所以在前板71a的區(qū)域內(nèi)支撐容器63的軸承66a可以被襯套73和套筒74所保護(hù)，因?yàn)樗灰郧Х种畮椎募?jí)別產(chǎn)生很小的振動(dòng)(由載荷傳感器68檢測(cè))。
由此可以便于保護(hù)此軸承。
換句話說，在本發(fā)明的設(shè)備中，在一閉合腔中設(shè)置桿軸62可以避免移動(dòng)可能暴露給在檢驗(yàn)中使用的水或其他介質(zhì)的外部部件，因此避免對(duì)桿軸需要封閉軸承并相反便于系統(tǒng)的應(yīng)用，以保護(hù)支撐容器63的低摩擦軸承。
顯然可以針對(duì)在此描述的例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行變化。
首先必須指出支撐樣品5的操作組6的部件可以與由縱向件70和板71形成的構(gòu)架不同；當(dāng)然重要的一點(diǎn)在于此組可以如上所述沿軸線Y設(shè)置相對(duì)于此軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
此外，如果用于操作樣品和路鼓的裝置能提供有關(guān)上述檢驗(yàn)必須的操作調(diào)整可能性的同樣的特征，則裝置可以具有各種形式，帶有各種電機(jī)。
同樣，支撐和移動(dòng)樣品的操作組即由縱向件70和板71形成的構(gòu)架的方法，以及帶有電機(jī)85的機(jī)構(gòu)，螺栓86和標(biāo)塊87可以由等同的機(jī)械方案代替，它們均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。
但是這些和其他變化均落入本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1．用于檢驗(yàn)輪胎化合物的設(shè)備，包括繞各自平行的軸(X，Y)轉(zhuǎn)動(dòng)并彼此轉(zhuǎn)動(dòng)接觸的一個(gè)路鼓(3)和一個(gè)樣品(5)，用于轉(zhuǎn)動(dòng)路鼓和樣品的驅(qū)動(dòng)裝置(4，6)，其特征在于，所述的裝置包括一個(gè)樣品驅(qū)動(dòng)組(6)，其中有一個(gè)由一電機(jī)(60)驅(qū)動(dòng)的桿軸(62)，桿軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地容裝在一個(gè)容器(63)中而電機(jī)固定在一個(gè)與容器一體的支架座(64)中，以與其形成一個(gè)剛性體，此剛性體相對(duì)于樣品的轉(zhuǎn)軸(Y)以空轉(zhuǎn)的方式支撐。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，由容器(63)和支架座(64)形成的剛性體支撐成可以沿樣品(5)的轉(zhuǎn)軸(Y)進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。
3．如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，路鼓(3)的外表面被分成具有不同粗糙度的圓周帶。
4．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，由容器(63)和由支架座(64)形成的剛性體支撐在兩個(gè)軸承(66a，66b)上，即一個(gè)前軸承(66a)設(shè)置在容器上而一個(gè)后軸承(66b)設(shè)置在與樣品(5)相對(duì)的支架座端部上，其中至少前軸承與一個(gè)橡膠保護(hù)套筒(74)相連。
5．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，相對(duì)于樣品(5)的轉(zhuǎn)軸(Y)徑向突出的一個(gè)臂桿(67)位于由容器(63)和支架座(64)形成的剛性體上，所述的臂桿具有一個(gè)與其相連的測(cè)力儀(68)。
6．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，樣品(5)的驅(qū)動(dòng)組(6)安裝在一個(gè)構(gòu)架上，構(gòu)架包括一個(gè)平行于桿軸(62)的轉(zhuǎn)軸(Y)的縱向件(70)和兩個(gè)與其垂直的板(71a，71b)，驅(qū)動(dòng)組可以沿此軸滑動(dòng)并由一個(gè)配重(75)平衡。
7．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，路鼓(3)的驅(qū)動(dòng)組(4)和樣品(5)的驅(qū)動(dòng)組(6)包括各自的無刷型電機(jī)(40，40)。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，驅(qū)動(dòng)樣品(5)的電機(jī)(60)在位置和/或速度設(shè)置上可操作地取決于驅(qū)動(dòng)路鼓(3)的電機(jī)。
9．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，包括一個(gè)樣品(5)的驅(qū)動(dòng)組(6)的減振裝置(91，93，94，95)。
10．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，減振裝置包括一個(gè)桿(91)，其一端連在設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)(2)的一個(gè)橋(80)上，其上安裝有樣品(5)的驅(qū)動(dòng)組(6)，而另一端與一個(gè)在一粘性阻尼腔(94)中震動(dòng)的盤(94)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢驗(yàn)輪胎化合物的設(shè)備,包括繞各自平行的軸(X,Y)轉(zhuǎn)動(dòng)并彼此轉(zhuǎn)動(dòng)接觸的一個(gè)路鼓(3)和一個(gè)樣品(5)。要分析的橡膠樣品(5)安裝在一個(gè)由一電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)的桿軸的端部:有利的是桿軸容裝在一閉合容器(63)中,這樣在檢驗(yàn)時(shí)不會(huì)暴露給水或其他介質(zhì)。這樣在形成的設(shè)備中,驅(qū)動(dòng)樣品的桿軸由非密封和低摩擦的軸承支撐,從而不會(huì)改變實(shí)施的檢驗(yàn)的結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N33/44GK1288155SQ0011875
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月26日
發(fā)明者安東尼奧·塞拉, 阿勒桑德羅·沃爾皮 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎公司