专利名称：用于轮胎胎边钢丝的气动操作式悬挂设备及其使用方法
技术领域：
本发明涉及用于用于蓄积和分配细长的胎边材料的悬挂(festoon)设备，以及操作这种设备的方法。
背景技术：
很多类型的汽车轮胎包括围绕与轮辋相配合之开口的胎边。通常，胎边包括一个起到箍圈作用的钢丝圈，它是通过在一个合适的胎边成形设备上将一涂层钢丝卷绕成多匝而形成的。胎边可以通过将单根钢丝沿径向和轴向布置成多匝来组成，或者是在所谓的“无纬线(weftless)”胎边中，通过将包括多个并排钢丝的扁平条带径向地层叠而成。在任何一种情况下，都需要将单根或多根钢丝从一个或多个供给卷筒上拉下来，并使之通过挤压模具设备而将一橡胶或橡胶化的材料涂敷到钢丝上。
将涂敷后的钢丝或钢带供给至传统的胎边成形设备，在那里，将一个或多个胎边卷绕成所需的尺寸和截面构造。成形设备在工作过程中可以加速和减速，并且可以在将加工完毕的胎边取出之后停止。因此，对胎边材料的抽送是间歇的，并且其速度是变化的。希望的是，可以在各钢丝以一个恒定的轴向速度连续移动时进行涂敷作业。因此，在涂敷作业和胎边成形装置之间需要有一些蓄积胎边材料的装置。这些装置通常是设置成两组滑轮或皮带轮的形式，它们分别安装在可以独立转动的轮轴上，胎边材料可以抵绕在滑轮上通过。两组滑轮组件通常是以竖直的关系安装在合适的支承装置上，以便随着胎边材料与其正常蓄积速度相比或快或慢地进行分配时可以相互靠拢或离开。最通常的是，上滑轮组是固定地支承在地板平面以上几米的位置上，而下滑轮组可竖直地与之相互移动，但是在美国专利4,058,265的配置中，上部组件由一电动机带动而垂直移动，而下部组件则保持固定。在通常的配置中，下滑轮组件借助重力下降，经常是提供附加的重量来确保在这样的移动过程中维持合适的张力。当悬挂设备变空时，下滑轮组被升高到紧挨上滑轮组下方的位置上，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台上将胎边材料穿绕过两组滑轮。
为了确保胎边成形设备进行均匀的作业，希望在把胎边材料从悬挂设备中抽出时可以使胎边材料保持一恒定的、预定的张力。当成形设备加速、减速、停机和启动时，难以维持恒定的张力。虽然下滑轮组件的垂直移动通常只受到重力的控制，但是如美国专利申请4,186,861中已经有了借助动力来辅助控制的装置。
发明目的本发明的一个主要的目的在于，提供一种新颖和改进的装置，用以在轮胎胎边材料悬挂设备的两个滑轮组的相对垂直移动的过程中，使得从悬挂设备分配而来的钢丝内保持基本恒定的张力。
本发明的另一个目的在于，提供一种轮胎胎边悬挂设备，它具有一可垂直移动的下滑轮组件，并且包括可允许操作者站在地板水平面上将轮胎胎边材料穿绕过上下滑轮组件的装置。
本发明的又一个目的在于，提供一种用来操纵轮胎胎边材料悬挂设备之构件的新颖的方法，以便允许操作者站在地板水平面上将材料穿绕过上下滑轮组件的装置。
本发明的其余目的将通过下文的描述而变得清楚起来。
发明概要本发明的悬挂设备包括普通的第一和第二滑轮组，滑轮并排地安装在第一和第二轮轴上，并且可以独立地转动。这两组滑轮或滑轮组件一上一下地安装在一竖直的支承柱上，并垂直于该支承柱延伸至相应的自由端，两轮轴处在一共同的竖直的平面上。上和下滑轮组件是安装成能在支承柱上竖直移动。用于上滑轮用件的安装装置包括一可有选择释放的锁定机构，用以将滑轮组件支承在支柱的上端或附近。用于下滑轮组件的安装装置可允许其沿竖直的支承柱在一个下部位置和一个上部位置之间自由移动，所述下部位置是在地板水平面上方较矮的位置上，所述上部位置直接位于所述上滑轮组件安装装置的下方，下滑轮组件与上滑轮组件的安装装置接触，以便独立于机械锁定机构来支承上滑轮组件。
在竖直支承柱上还安装了一气缸，并且该气缸与支柱平行。该气缸是一种具有一可动活塞的类型，一钢索的两端连接于活塞的上下两侧。钢索以密封的关系穿过缸体的两端，穿绕过合适的带轮后固定连接于下滑轮组件的安装装置。一压缩空气源连接于气缸的两端，当把胎边材料送入和抽出悬挂设备时，通过一个具有反馈控制的自动控制调节器(pilot operated regulator)将活塞两侧的压力维持成基本相等。因此，当下滑轮组件的竖直移动受到胎边材料的供给和抽出速率以及重力作用的影响时，可以由气缸的动作来限制移动速度，以使活塞两侧的压力保持相等。当胎边成形设备将胎边材料从悬挂设备拉出时，借助这样的配置可以使胎边材料内的张力保持恒定。
当需要把胎边材料穿绕过两个滑轮组件时，可以手动地操纵气缸。将压缩空气引入气缸的上端而使活塞向下移动，借以使下滑轮组件向上移动，直到其独立于机械锁定机构接触并支承上滑轮组件。随后，操作者启动开关，通过一具有传统操作杆的小气缸将一可转动的锁定元件移动至一开启位置。
随后，主工作气缸内的压力降低，使两个滑轮组件向下移动(上滑轮组件仍由下滑轮组件支承)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触及该两组件。在把胎边材料穿绕到滑轮组件上之后，重新对活塞的上侧施加压力，以便将带有上滑轮组件的下滑轮组件升高到完全升高位置。重新驱动锁定机构以支承上滑轮组件，并且在反馈系统所调节的压力之下恢复正常的工作。
附图简要说明
图1是从把钢丝由一供给卷筒取下到把它成形为一轮胎胎边的整个操作过程的示意图，其中包括本发明的悬挂设备；图2是所述悬挂设备的俯视图；图3和图4分别是悬挂设备的前视图和侧视图，其中，上和下滑轮组件分别处于最上和最下的位置；图5是与本发明操作有关的气动元件的示意图；图6和图7分别是前视图和侧视图，其中，两个滑轮组件都处在上方位置；图8是悬挂设备上端的一个放大、断开、局部的侧视图，示出了处在第一位置上的锁定机构的各构件；图9是类似于图8的视图，示出了各锁定构件处在第二位置上的情况；图10和图11分别是悬挂设备的前视图和侧视图，图10示出了两滑轮组件位于下部位置的情况，图11中的虚线示出了两组件位于上部位置的情况。
实施本发明的方式现请参见各附图，图1说明了制造普通轮胎胎边的操作过程。标号10表示钢丝12的一个供给源，钢丝12是由传统的模具设备14涂敷了一橡胶化涂层。钢丝12被拉过模具14并由转筒18供给至悬挂设备16．一压缩空气源20连接于悬挂设备16，其原因将在下文中详细描述。传统的胎边成形设备26将涂敷过的钢丝胎边材料24从悬挂设备16中拉出来，通过空转转筒或滑轮22后，将所述材料卷绕成具有所需尺寸和截面构造的箍圈状胎边。
为了始终如一并且均匀地将涂层材料涂敷到钢丝12(它当然可以是以平行、并排方式布置的多根钢丝)上，最好是令钢丝沿轴向移动的速度保持恒定。虽然可以把速度设定成两档或更多档，但应该没有突然的加速或减速。另一方面，胎边成形设备26的作业实际上是间歇的。当把胎边材料卷绕成最终形状时，所述成形设备通常需要加速、减速和停机，以便将完成的胎边取出。因此，需要设置悬挂设备16，以便以一个基本恒定的速度接纳来自于涂敷工位的胎边材料，并且间歇且变速地将材料供给至成形设备26。还希望的是，当胎边材料24离开悬挂设备16并供给至成形设备26时，其中的张力能保持为一个基本恒定的预定值。
现请参见图2-4，其中示出的悬挂设备16具有上滑轮组件28和下滑轮组件34，前者是处在设备的最上方位置，包括多个能在第一轮轴32上独立转动的第一滑轮30，后者是处在实线所示的最下方位置和虚线所示的中间工作位置上，包括能在第二轮轴38上独立转动的若干个第二滑轮36。较长的支承柱40竖直地设置在上端42和基本上是在地板水平面上的下端44之间。组件28和34均安装在支承柱40上，可以借助第一和第二安装装置48和50沿支承柱作独立的竖直移动。在所述实施例中，带动力的供给转筒18也固定地支承在板件46上。
图2-4中所示的上滑轮组件28借助位于上端42附近的支承柱40两侧的一对相同的锁定机构52和54可释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，下滑轮组件34可以在其最下方位置和最上方位置之间自由地移动，在所述最下方位置上，安装装置50靠在支承柱40上的一个合适的固定止挡件上，而在如图6和7所示的最上方位置上，下滑轮组件34直接位于上滑轮组件28的下方，并且安装装置50与安装装置48接触。
气缸56通过板件58安装在支承柱40上。气缸56是已知类型的索控气缸，其中，钢索60固定连接在缸内的活塞62的上下两侧端部上，并以密封接触的方式穿过缸体上、下两端上的开口。钢索60经过和/或穿过缸体上下两端的引导装置64和66，并固定连接于第二安装装置50。如图4所示，压缩空气源20通过配件68和70分别连接于气缸56的上、下两端。
在悬挂设备16的普通操作过程中，随着胎边材料被供给设备或被从中抽出，在自动控制调节器74和相关的反馈控制调节器76的控制下，借助阀72的动作，可以使活塞上下两侧的压力基本相等。
图4示出了这些构件，图5示出了气动线路图。反馈控制器76通过传感管路78连接于供给/输出空气侧，并通过控制器输出管路80连接于调节器74的释放流动侧。为了实线最优的操作，传感(反馈)管路应该连接成尽可能地靠近气缸的端口。适用于本发明的气动构件可以从美国科罗拉多州的Littleton市的C.A.Norgren公司购得。随着悬挂设备内的胎边材料的充满或放空，可驱动合适的上(72a)或下(72b)方向控制阀，维持气缸56内的预定压力，这个压力与胎边材料24的张力成正比。
若要将一个新的胎边材料供给源穿绕到悬挂设备上，必须使滑轮组件28和34相互紧靠地定位。根据本发明，当悬挂设备变空时，操作者可以人工地控制压力供给阀，以便给气缸56的上端提供压力，使活塞62向下移动，下滑轮组件向上移动。如图6和7所示，这种移动连续进行，直到安装装置50与安装装置48接触，并独立于锁定机构52和54来支承上滑轮组件28。
图8和9中更详细地示出了锁定机构52。锁定元件84通过销子86可枢转地安装在支承柱40的一部分上。杆88固定连接于支柱40，并从支柱40向外伸出。小的气缸94通过操作杆96连接于锁定元件84的一侧。站在地板水平面上的操作者可以触及到一个用于操作一控制阀的手动操作开关(在图8中由标号98表示)，从而使气缸94转动锁定元件84。
在图8所示的位置上，每个锁定元件84的一端在安装装置48的凸肩100的下方延伸，从而将上滑轮组件28支承在其最上方位置。杆88可以防止锁定元件84的顺时针转动。在下滑轮组件移动至图9所示的位置之后，气缸60内的气动压力借助在锁定元件84上方间隔的凸肩100来支承两个滑轮组件。操作者驱动阀98，使气缸94将杆件96缩回，并使锁定元件84逆时针地转动。当然，锁定机构54能以同样的方式同时进行操作。
随后，对气缸60内的压力进行控制，使其能令支承着上滑轮组件28的下滑轮组件34向下移动，直到该两滑轮组件到达图10和11中实线所示的位置上，在那里，操作者可以站在地板水平面上将胎边材料穿绕过滑轮。当穿绕作业完成之后，气缸60被重新加压，使得滑轮组件向上移动，直到组件28到达如图11中的虚线所示位置。驱动锁定机构52和54，使锁定元件84顺时针转动，以便支承上滑轮组件并恢复正常的操作。
在支柱40上可以以正常的方式安装合适的传感器和接近的开关，以便使供给转筒18或成形设备26放慢和/或停止操作，从而防止下滑轮组件34多余地向上和向下移动。
权利要求
1．用于蓄积和分配轮胎胎边钢丝材料的悬挂设备，所述设备包括a)一竖直设置的支承柱；b)多个第一滑轮，它们是以并排的关系布置的，可以围绕一个共同的第一水平轴线转动；c)多个第二滑轮，它们是以并排的关系布置的，可以围绕一个共同的第二水平轴线转动；d)用于将所述多个第一滑轮安装在所述支柱的一个预定竖直位置上的第一装置；e)用于将所述多个第二滑轮安装在所述支柱的基本上直接在所述多个第一滑轮下方位置上的第二装置，用以使所述多个第二滑轮朝着靠近或者离开所述多个第一滑轮的方向进行竖直地往复移动；f)一竖直设置的气缸，它具有一活塞，活塞的上下两侧可操纵地分别连接于所述第二安装装置的上下两侧；以及g)当所述钢丝材料由所述悬挂设备蓄积并从中分配时，用以维持所述活塞的上下两侧的气动压力基本保持恒定的装置。
2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一安装装置包括一安装了所有所述第一滑轮的第一轮轴，所述第一轮轴的一端支承在所述支承柱上，但在另一端上未加支承。
3．如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二安装装置包括一安装了所有所述第二滑轮的第二轮轴，所述第二轮轴的一端支承在所述支承柱上，但在另一端上未加支承。
4．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一安装装置可释放地锁定在所述预定的竖直位置上，并且还包括用于有选择地释放锁定装置以允许所述多个第一滑轮借助所述第一安装装置与所述支承柱之间的滑动配合而向下移动的装置。
5．如权利要求4所述的设备，其特征在于，它还包括至少一个附加的气缸，它可以被驱动而释放所述锁定状态。
6．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述维持装置包括用于将所述活塞的所述上侧和下侧连接于一压缩空气源的阀装置，以及用于控制所述阀装置之动作的反馈控制调节器。
7．用于蓄积和分配轮胎胎边钢丝材料的悬挂设备，所述设备包括a)一竖直设置的支承柱；b)一第一滑轮组件，它包括多个可以在一第一轮轴上独立转动的第一滑轮；c)一第二滑轮组件，它包括多个可以在一第二轮轴上独立转动的第二滑轮；d)用于将所述第一滑轮组件安装在所述支柱上的的第一安装装置，所述第一轮轴水平地设置，使得滑轮组件可以在一第一上部位置和一第一下部位置之间作垂直往复移动，在第一上部位置上，站在地板水平面上的操作者不能用手触及所述第一滑轮组件，在第一下部位置上，站在地板水平面上的操作者可以用手触及所述第一滑轮组件；e)用于将所述第二滑轮组件安装在所述支柱上并位于所述第一滑轮组件下方的第二安装装置，所述第二轮轴水平地设置并与所述第一轮轴基本处在一个共同的竖直平面内，使得滑轮组件可以在一第二上部位置和一第二下部位置之间作竖直往复移动，当所述第一滑轮组件分别处在所述第一上部和第一下部位置上时，所述第二安装装置在所述第二上部和第二下部位置上以支承的关系位于所述第一安装装置的下方；以及f)锁定装置，它可以有选择地在一锁定状态和一释放状态之间动作，在前一状态下，可以将所述第一滑轮组件固定在所述第一上部位置上，在后一状态下，可以允许所述第一滑轮组件移动至所述第一下部位置上。
8．如权利要求7所述的设备，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，所述锁定装置安装在上端的至少一部分上。
9．如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述锁定装置包括一机械锁定机构，它具有一锁定元件，该锁定元件可以有选择地移动，以便使所述锁定装置处于所述锁定和释放状态。
10．如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述锁定元件可枢转地安装在所述支承柱上，靠近其上端。
11．如权利要求9所述的设备，其特征在于，它还包括一可气动操作的活塞杆，该活塞杆连接于所述锁定元件，以便使其移动。
12．一种用于定位悬挂设备的上和下滑轮组件以便让操作者能站在地板水平面上将细长的轮胎胎边钢丝材料穿绕到一连续路径上的方法，所述方法包括a)将一长的支承柱的一端固定在基本为地板水平面上，所述支柱竖直延伸至其上端；b)将所述上和下滑轮组件安装到所述支承柱上，并使它们能在所述支承柱上作独立的竖直的往复移动；c)将所述上滑轮组件可释放地支承在所述支柱的一个第一竖直位置上，在这个位置上，站在地板水平面上的操作者不能用手触及上滑轮组件；d)借助动力装置将所述下滑轮组件移动至所述支柱上的一个位置，使所述下滑轮组件与所述上滑轮组件接触；e)释放所述上滑轮组件的支承，允许其在所述支承柱上移动；f)在所述上滑轮组件靠在所述下滑轮组件上并且可随其移动的情况下，借助所述动力装置将所述下滑轮组件移动至这样一个位置，即，站在地板水平面上的操作者可以用手触及所述的两个滑轮组件，并将钢丝穿绕过该两组件。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述动力装置包括一气缸，通过对供给所述气缸的压缩空气的控制，可以影响所述下滑轮组件的移动。
14．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它还包括这样的步骤借助所述动力装置将所述下滑轮组件移动至所述第二上部位置，借以将所述上滑轮组件移动至所述第一上部位置，并操作所述锁定装置将所述上滑轮组件支承在所述第一上部位置上。
全文摘要
悬挂设备(16)具有上(28)和下(34)滑轮组件,它们可在一支承柱(40)上竖直移动,用来供给和抽送轮胎胎边材料。在悬挂设备的正常工作过程中,上滑轮组件(28)通过一可有选择释放的锁定机构(52)支承在支承柱的顶部附近。当把胎边材料从悬挂设备抽出的速度大于其供给速度时,下滑轮组件(34)在支承柱(40)上向上移动,而当材料的供给速度大于其被抽出的速度时,下滑轮组件向下移动。下滑轮组件(34)连接于一穿过气缸(56)的钢索(60)。释放锁定机构(52),并使带有上滑轮组件的下滑轮组件下降,就可以使上滑轮组件(28)下降。这样,站在地板水平面上的操作者就可以触及胎边材料,并将其穿绕到滑轮组件上。
文档编号B65H51/20GK1222113SQ9618033
公开日1999年7月7日 申请日期1996年6月18日 优先权日1996年6月18日
发明者R·W·科尔布, M·P·瓦卡罗 申请人:巴特尔机械体系有限公司