УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОРТОВОГО КОЛЬЦА Российский патент 2016 года по МПК B21F37/00 B29D30/48 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству изготовления бортового кольца для образования бортового кольца для шин посредством наматывания проволоки вокруг наружной окружной поверхности тела вращения.

Уровень техники

В Патентном Документе 1 описан пример конструкции устройства изготовления бортового кольца этого типа. Устройство изготовления бортового кольца включает в себя наматывающий механизм, который образует бортовое кольцо посредством наматывания на наружную окружную поверхность тела вращения, механизм уменьшения диаметра, который делает диаметр тела вращения меньше, чем внутренний диаметр бортового кольца, и удерживающий механизм, который удерживает начало проволоки. Устройство изготовления бортового кольца образует форму бортового кольца посредством вращения тела вращения, тогда как удерживающий механизм удерживает начало проволоки. Для того чтобы извлечь полученное бортовое кольцо, проволока отрезается в некотором положении, и захватывающие крюки захватывающего механизма открываются для освобождения начала проволоки. Затем уменьшается диаметр тела вращения.

Тем не менее, в упомянутом выше устройстве изготовления бортового кольца действие уменьшения диаметра тела вращения и действие открывания удерживающих крюков выполняются посредством соответствующих исполнительных механизмов. Это увеличивает количество деталей, таких как исполнительные механизмы, что усложняет конструкцию устройства.

Патентные документы

Патентный Документ 1: публикация заявки на патент Японии №2003-154581.

Проблемы, решаемые изобретением

Задачей настоящего изобретения является создание устройства изготовления бортового кольца, имеющего конструкцию, упрощенную посредством образования взаимосвязи между расширением и сжатием тела вращения и установкой и снятием проволоки.

Средство решения задачи

Для решения вышеупомянутой задачи в одном аспекте настоящего изобретения разработано устройство изготовления бортового кольца, включающее в себя: тело вращения, имеющее наружную окружную поверхность, на которую наматывается проволока для образования бортового кольца, причем тело вращения разделено для образования множества разделенных элементов; механизм расширения и сжатия, который расширяет и сжимает множество разделенных элементов в радиальном направлении тела вращения; и зажимной механизм, который устанавливает и снимает начало проволоки во взаимосвязи с расширением и сжатием разделенных элементов.

В упомянутом выше устройстве изготовления бортового кольца предпочтительно, если механизм расширения и сжатия включает в себя втулку, присоединенную к валу вращения, диск, опирающийся на переднюю поверхность втулки через подшипник, и подложку, прикрепленную к задней поверхности втулки, причем подложка имеет переднюю поверхность, на которую опирается множество разделенных элементов, и если механизм расширения и сжатия дополнительно включает в себя направляющий элемент, который перемещает каждый из множества разделенных элементов назад и вперед в радиальном направлении относительно вала вращения, и кулачок, который перемещает каждый из множества разделенных элементов между положением большого диаметра и положением малого диаметра.

В упомянутом выше устройстве изготовления бортового кольца предпочтительно, если направляющий элемент образован из направляющего рельса, прикрепленного к передней поверхности подложки и проходящего в радиальном направлении подложки относительно вала вращения, и направляющей головки, прикрепленной к каждому из множества разделенных элементов и перемещающейся на направляющем рельсе, и если кулачок образован из кулачкового следящего элемента, прикрепленного к каждому из множества разделенных элементов, и кулачковой канавки, образованной в диске и выполненной с возможностью введения в нее кулачкового следящего элемента.

В упомянутом выше устройстве изготовления бортового кольца предпочтительно, если зажимной механизм образован из зажимного рычага, который захватывает начало проволоки вместе с упором проволоки, поджимающего элемента, который поджимает зажимной рычаг в направлении, в котором зажимной рычаг закрывается, рычажного элемента, который поворачивается на вале поворота рычага, поддерживаемом на подложке, для открывания и закрывания зажимного рычага, и механизма привода кулачка, который заставляет рычажный элемент поворачиваться.

В упомянутом выше устройстве изготовления бортового кольца предпочтительно, если механизм привода кулачка образован из кулачкового следящего элемента, предусмотренного у рычажного элемента, и кулачкового отверстия, образованного в диске и выполненного с возможностью введения в него следящего элемента, и если вращение диска уменьшает диаметр множества разделенных элементов и открывает зажимной рычаг.

Положительные эффекты изобретения

В устройстве изготовления бортового кольца согласно настоящему изобретению тело вращения, используемое для образования бортового кольца, разделено на множество частей для образования разделенных элементов. Устройство изготовления бортового кольца включает в себя механизм расширения и сжатия, который расширяет и сжимает каждый разделенный элемент, и зажимной механизм, который устанавливает и снимает начало проволоки во взаимосвязи с расширением и сжатием разделенных элементов. В этой конструкции, во время образования формы бортового кольца и извлечения полученного бортового кольца, механизм расширения и сжатия увеличивает и уменьшает диаметр разделенных элементов и, в это же время, зажимной механизм захватывает и освобождает проволоку. В частности, разделенные элементы расширяются и сжимаются и проволока устанавливается и снимается во взаимосвязи друг с другом, так что эти действия не нужно выполнять отдельно. В частности, расширение и сжатие тела вращения и установка и снятие проволоки взаимосвязаны, так что конструкция устройства изготовления бортового кольца может быть упрощена.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид спереди, на котором показан механизм расширения и сжатия и зажимной механизм устройства изготовления бортового кольца варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - вид в разрезе по линии 2-2 с Фиг. 1;

Фиг. 3 - вид в разрезе по линии 3-3 с Фиг. 1;

Фиг. 4 - вид спереди, на котором показана работа механизма расширения и сжатия для разделенных элементов и зажимного механизма; и

Фиг. 5 - вид в разрезе по линии 5-5 с Фиг. 4.

Способ осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на Фиг. 1-5 описан вариант осуществления, в котором осуществлено устройство изготовления бортового кольца согласно настоящему изобретению.

Как показано на Фиг. 1 и 2, круглая подложка 20 прикреплена через втулку 13 к наружной окружной поверхности вала 12 вращения. Диск 15 опирается на втулку 13 через игольчатый подшипник 14. Диск 15 имеет четыре кулачковые канавки 16. Все кулачковые канавки 16 расположены с одинаковыми интервалами в окружном направлении диска 15. Диск 15 имеет наружную окружную часть, в которой образовано кулачковое отверстие 17 в форме длинного отверстия. Рычаг 18 зацепления, проходящий в радиальном направлении диска 15, прикреплен к диску 15. Кончик рычага 18 зацепления выступает из диска 15. Штифт 19 прицеливания зацепления предусмотрен у кончика рычага 18 зацепления.

Направляющий рельс 21, проходящий в радиальном направлении подложки 20, прикреплен к передней поверхности подложки 20. Тело 11 вращения равномерно разделено на четыре части в своем окружном направлении для образования четырех разделенных элементов 22. Тело 11 вращения расположено на передней поверхности подложки 20. Каждый разделенный элемент 22 имеет заднюю поверхность, к которой прикреплена направляющая головка 23. Направляющая головка 23 направляется вдоль направляющего рельса 21. Кулачковые следящие элементы 24 образованы у соответствующих внутренних окружных частей всех разделенных элементов 22. Каждый кулачковый следящий элемент 24 введен в соответствующую кулачковую канавку 16 диска 15. Если диск 15 вращается, каждый разделенный элемент 22 направляется вдоль направляющего рельса 21 посредством кулачкового действия кулачковой канавки 16 для перемещения в радиальном направлении. Наружная окружная поверхность разделенного элемента 22 предусмотрена с канавкой 22a, в которой бортовое кольцо 10 образуется посредством наматывания.

Диск 15 поджимается посредством цилиндрической пружины 27 для вращения в направлении против часовой стрелки на Фиг. 1. Таким образом, каждый разделенный элемент 22, удерживаемый посредством кулачкового действия кулачковой канавки 16, всегда стремится к расширению. Цилиндр 28 расположен под телом 11 вращения. Крюк 30 предусмотрен у кончика штока 29 поршня. Как показано посредством чередующихся одной длинной и двух коротких штриховых линий на Фиг. 1, приведение цилиндра 28 в вертикальное положение зацепляет крюк 30 со штифтом 19 прицеливания зацепления. Если цилиндр 28 сжимается в этом состоянии против поджимающей силы цилиндрической пружины 27, каждый разделенный элемент 22 перемещается вовнутрь посредством диска 15.

Устройство изготовления бортового кольца включает в себя механизм 31 расширения и сжатия, который расширяет и сжимает каждый разделенный элемент 22. Механизм 31 расширения и сжатия образован из кулачковых следящих элементов 24, диска 15, кулачковых канавок 16, цилиндрической пружины 27, рычага 18 зацепления и цилиндра 28. Направляющий элемент 50 образован из направляющего рельса 21, предусмотренного у подложки 20, и направляющей головки 23, предусмотренной у каждого разделенного элемента 22. Кулачок 60 образован из кулачкового следящего элемента 24, предусмотренного у каждого разделенного элемента 22, и кулачковых канавок 16, образованных в диске 15.

Как показано на Фиг. 1, наружная окружная часть подложки 20 предусмотрена с зажимным механизмом 32, который устанавливает и снимает начало проволоки W. Как показано на Фиг. 3, зажимной механизм 32 включает в себя зажимной рычаг 34, имеющий Г-образную боковую поверхность. Ось 33 поворота прикреплена к угловой области зажимного рычага 34. Зажимной рычаг 34 может поворачиваться на оси 33 поворота. Верхний конец зажимного рычага 34 захватывает начало проволоки W вместе с упором 35 проволоки. Зажимной рычаг 34 поджимается посредством цилиндрической пружины 36 в направлении, в котором зажимной рычаг 34 захватывает начало проволоки W.

Как показано на Фиг. 1 и 3, рычажный элемент 39, проходящий в направлении, по существу, ортогональном подложке 20, опирается на подложку 20. Рычажный элемент 39 образован из первого рычага 39a и второго рычага 39b. Рычажный элемент 39 может поворачиваться на вале 38 поворота рычага. Первый рычаг 39a зацеплен с зажимным рычагом 34. Первый рычаг 39a заставляет зажимной рычаг 34 поворачиваться против поджимающей силы цилиндрической пружины 36, посредством этого освобождая проволоку W от удерживания зажимным рычагом 34 и упором 35 проволоки. Кулачковый следящий элемент 40 предусмотрен у кончика второго рычага 39b. Кулачковый следящий элемент 40 введен в кулачковое отверстие 17 диска 15. Таким образом, в ответ на вращение диска 15 кулачковый следящий элемент 40 перемещается в кулачковом отверстии 17 для того, чтобы заставлять зажимной рычаг 34 поворачиваться на оси 33 поворота.

Зажимной механизм 32 образован из зажимного рычага 34, упора 35 проволоки, цилиндрической пружины 36, рычажного элемента 39, кулачкового следящего элемента 40, диска 15 и кулачкового отверстия 17. Механизм 70 привода кулачка образован из кулачкового следящего элемента 40, выполненного у второго рычага 39b, и кулачкового отверстия 17, образованного в диске 15.

Далее описано действие упомянутого выше устройства изготовления бортового кольца.

Как показано на Фиг. 1, когда устройство изготовления бортового кольца начинает работать, цилиндр 28 вращается в направлении против часовой стрелки на Фиг. 1 для перемещения из его положения, обозначенного сплошными линиями, в положение, обозначенное чередующимися одной длинной и двумя короткими штриховыми линиями. Затем крюк 30 зацепляется со штифтом 19 прицеливания зацепления. Если цилиндр 28 сжимается в этом состоянии, диск 15 вращается в направлении по часовой стрелке на Фиг. 1 вместе со штифтом 19 прицеливания зацепления против поджимающей силы цилиндрической пружины 27. Это смещает каждый разделенный элемент 22 из состояния большого диаметра на Фиг. 1 в состояние малого диаметра на Фиг. 4. В это время кулачковый следящий элемент 40 перемещается от одного из противоположных концов кулачкового отверстия 17 к другому концу, как показано на Фиг. 4. Затем первый и второй рычаги 39a и 39b поворачиваются на вале 38 поворота рычага в направлении по часовой стрелке на Фиг. 4. В результате этого, как показано на Фиг. 5, первый рычаг заставляет зажимной рычаг 34 поворачиваться на оси 33 поворота в направлении по часовой стрелке на Фиг. 5 против поджимающей силы цилиндрической пружины 36. Это отделяет зажимной рычаг 34 и упор 35 проволоки друг от друга для помещения начала проволоки W между зажимным рычагом 34 и упором 35 проволоки.

Затем цилиндр 28 расширяется для вращения диска 15 в направлении против часовой стрелки на Фиг. 1, посредством этого перемещая диск 15 из его положения на Фиг. 4 в его положение на Фиг. 1. В результате этого каждый разделенный элемент 22 возвращается из состояния малого диаметра в состояние большого диаметра. В это время зажимной рычаг 34 поворачивается в направлении против часовой стрелки на Фиг. 5 для перемещения вниз его положения на Фиг. 5 в его положение на Фиг. 3. В результате этого начало проволоки W удерживается зажимным рычагом 34 и упором 35 проволоки.

После этого цилиндр 28 вращается в направлении против часовой стрелки для перемещения из его положения, обозначенного чередующимися длинной и двумя короткими штриховыми линиями, в его положение, обозначенное сплошными линиями на Фиг. 1. Это освобождает зацепление между крюком 30 и штифтом 19 прицеливания зацепления. В этом состоянии тело 11 вращения вращается вокруг вала 12 вращения для наматывания проволоки W на наружную окружную часть тела 11 вращения. После того как проволока W намотана в несколько рядов и несколько уровней для образования бортового кольца 10, проволока W отрезается в заданном положении посредством отрезающего механизма, не показанного на чертежах.

После этого цилиндр 28 вращается в направлении по часовой стрелке для перемещения в его положение, обозначенное чередующимися длинной и двумя короткими штриховыми линиями на Фиг. 1. Затем цилиндр 28 вращается, тогда как крюк 30 зацеплен со штифтом 19 прицеливания зацепления. В результате этого каждый кулачковый следящий элемент 24 перемещается от одного из противоположных концов соответствующей кулачковой канавки 16 к другому концу, как показано на Фиг. 4. Это перемещает каждый разделенный элемент 22 к валу 12 вращения для помещения каждого разделенного элемента 22 на место внутри внутреннего диаметра бортового кольца 10.

В это же время кулачковый следящий элемент 40 перемещается от одного из противоположных концов кулачкового отверстия 17 к другому концу, посредством этого освобождая начало проволоки W от захвата зажимным рычагом 34 и упором 35 проволоки. В этом состоянии бортовое кольцо 10 может быть извлечено с наружной окружной части тела 11 вращения. Извлеченное бортовое кольцо 10 передается на последующий этап.

Соответственно, этот вариант осуществления достигает следующих эффектов.

(1) Устройство изготовления бортового кольца включает в себя множество разделенных элементов 22, образованных посредством разделения тела 11 вращения. Устройство изготовления бортового кольца дополнительно включает в себя механизм 31 расширения и сжатия, который расширяет и сжимает каждый разделенный элемент 22, и зажимной механизм 32, который устанавливает и снимает начало проволоки W во взаимосвязи с расширением и сжатием разделенных элементов 22. Таким образом, во время образования формы бортового кольца 10 и извлечения полученного бортового кольца 10 механизм 31 расширения и сжатия расширяет и сжимает разделенные элементы 22 и в это же время зажимной механизм 32 захватывает и освобождает проволоку W. В частности, расширение и сжатие тела 11 вращения и установка и снятие проволоки W взаимосвязаны, так что конструкция устройства изготовления бортового кольца может быть упрощена.

(2) Механизм 31 расширения и сжатия включает в себя втулку 13, диск 15 и подложку 20. Множество разделенных элементов 22 опирается на переднюю поверхность подложки 20. Механизм 31 расширения и сжатия дополнительно включает в себя направляющий элемент 50, который перемещает каждый разделенный элемент 22 вперед и назад в радиальном направлении относительно вала 12 вращения, и кулачок 60, который перемещает каждый разделенный элемент 22 между положением большого диаметра и положением малого диаметра. Таким образом, в ответ на вращение тела 11 вращения каждый разделенный элемент 22 перемещается вдоль направляющего элемента 50 посредством действия кулачка 60 для приведения в положение большого диаметра или в положение малого диаметра.

(3) Направляющий элемент 50 образован из направляющего рельса 21, прикрепленного к передней поверхности подложки 20, и направляющей головки 23, прикрепленной к каждому разделенному элементу 22. Кулачок 60 образован из кулачкового следящего элемента 24, прикрепленного к каждому разделенному элементу 22, и кулачковых канавок 16, образованных в диске 15. В этой конструкции, в ответ на вращение тела 11 вращения, каждый кулачковый следящий элемент 24 перемещается в соответствующей кулачковой канавке 16 для направления каждого разделенного элемента 22 вдоль направляющего рельса 21, посредством этого перемещая каждый разделенный элемент 22 в радиальном направлении. Таким образом, каждый разделенный элемент 22 может быть плавно увеличен и сжат.

(4) Зажимной механизм 32 включает в себя зажимной рычаг 34, цилиндрическую пружину 36, рычажный элемент 39 и механизм 70 привода кулачка. Зажимной рычаг 34 захватывает начало проволоки W вместе с упором 35 проволоки. Цилиндрическая пружина 36 поджимает зажимной рычаг 34 в направлении, в котором зажимной рычаг 34 закрывается. Рычажный элемент 39 поворачивается на валу 38 поворота рычага для открывания и закрывания зажимного рычага 34. Механизм 70 привода кулачка заставляет рычажный элемент 39 поворачиваться. В этой конструкции, в ответ на вращение тела 11 вращения, действие механизма 70 привода кулачка заставляет рычажный элемент 39 поворачиваться на вале 38 поворота рычага. Это позволяет зажимному рычагу 34 и упору 35 проволоки устанавливать и снимать проволоку W.

(5) Механизм 70 привода кулачка образован из кулачкового следящего элемента 40, предусмотренного у рычажного элемента 39, и кулачкового отверстия 17, образованного в диске 15. Таким образом, если разделенные элементы 22 расширяются и сжимаются в ответ на вращение диска 15, зажимной рычаг 34 и упор 35 проволоки могут быть открыты и закрыты посредством кулачкового следящего элемента 40 и кулачкового отверстия 17.

Этот вариант осуществления может быть модифицирован следующим образом.

Кулачковый следящий элемент 24 может быть предусмотрен у диска 15, и кулачковые канавки 16 могут быть образованы в разделенных элементах 22.

Кулачковые канавки 16 могут быть выполнены дугообразными.

В зажимном механизме 32 соответствующие зубчатые колеса, предусмотренные у вала 38 поворота рычага и у оси 33 поворота, могут находиться в зацеплении друг с другом. В этом случае поворотное перемещение вала 38 поворота рычага передается к оси 33 поворота для поворота зажимного рычага 34.

Механизм вращения для цилиндра 28 может быть опущен. Вместо этого цилиндр 28 может быть расположен над штифтом 19 прицеливания зацепления. В этом случае шток 29 поршня перемещается вниз для зацепления кончика штока 29 поршня со штифтом 19 прицеливания зацепления. Затем штифт 19 прицеливания зацепления может быть повернут в направлении по часовой стрелке на Фиг. 1.

Перечень ссылочных позиций

10 - Бортовое кольцо

11 - Тело вращения

12 - Вал вращения

13 - Втулка

14 - Подшипник

15 - Диск

16 - Кулачковая канавка

17 - Кулачковое отверстие

20 - Подложка

21 - Направляющий рельс

22 - Разделенный элемент

23 - Направляющая головка

24 - Кулачковый следящий элемент

31 - Механизм расширения и сжатия

32 - Зажимной механизм

34 - Зажимной рычаг

35 - Упор проволоки

36 - Цилиндрическая пружина в качестве поджимающего элемента

38 - Вал поворота рычага

39 - Рычажный элемент

40 - Кулачковый следящий элемент

50 - Направляющий элемент

60 - Кулачок

70 - Механизм привода кулачка

W - Проволока

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении бортовых колец для шин посредством намотки проволоки вокруг наружной поверхности тела вращения. Устройство содержит тело вращения для намотки проволоки, разделенное для образования множества разделенных элементов, которые расширяются и сжимаются в радиальном направлении посредством механизма расширения и сжатия, и зажимной механизм, который устанавливает и снимает начало проволоки во взаимосвязи с расширением и сжатием разделенных элементов. Раскрыты конструктивные особенности выполнения указанных элементов устройства. Обеспечивается надежная намотка проволоки с образованием бортового кольца при использовании упрощенной конструкции устройства. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для изготовления бортового кольца, содержащее:
тело вращения, имеющее наружную окружную поверхность, на которую наматывается проволока для образования бортового кольца, причем тело вращения разделено для образования множества разделенных элементов;
механизм расширения и сжатия, который расширяет и сжимает множество разделенных элементов в радиальном направлении тела вращения; и
зажимной механизм, который устанавливает и снимает начало проволоки во взаимосвязи с расширением и сжатием разделенных элементов;
при этом механизм расширения и сжатия включает в себя втулку, присоединенную к валу вращения, диск, опирающийся на переднюю поверхность втулки через подшипник, и подложку, прикрепленную к задней поверхности втулки, причем подложка имеет переднюю поверхность, на которую опирается множество разделенных элементов;
при этом механизм расширения и сжатия дополнительно включает в себя направляющий элемент, который перемещает каждый из множества разделенных элементов назад и вперед в радиальном направлении относительно вала вращения, и кулачок, который перемещает каждый из множества разделенных элементов между положением большого диаметра и положением малого диаметра;
причем направляющий элемент образован из направляющего рельса, прикрепленного к передней поверхности подложки и проходящего в радиальном направлении подложки относительно вала вращения, и направляющей головки, прикрепленной к каждому из множества разделенных элементов и перемещающейся по направляющему рельсу,
при этом кулачок образован из кулачкового следящего элемента, прикрепленного к каждому из множества разделенных элементов, и кулачковой канавки, образованной в диске и выполненной с возможностью введения в нее кулачкового следящего элемента.

2. Устройство по п. 1, в котором зажимной механизм образован из зажимного рычага, который захватывает начало проволоки вместе с упором проволоки, поджимающего элемента, который поджимает зажимной рычаг в направлении, в котором зажимной рычаг закрывается, рычажного элемента, который поворачивается на валу поворота рычага, поддерживаемом на подложке, для открывания и закрывания зажимного рычага, и механизма привода кулачка, который заставляет рычажный элемент поворачиваться.

3. Устройство по п. 2, в котором механизм привода кулачка образован из кулачкового следящего элемента, предусмотренного у рычажного элемента, и кулачкового отверстия, образованного в диске и выполненного с возможностью введения в него следящего элемента, причем вращение диска уменьшает диаметр множества разделенных элементов и открывает зажимной рычаг.