타이어의 축을 수평으로 프리젠팅하기 위한 장치{Horizontal axis machine for presenting tyres}
이하에서, 타이어의 "내측"은 타이어를 구성하는 원환체(torus)의 내측면을 의미하고, 타이어의 "외측"은 타이어의 비드(bead), 측벽, 및 트레드의 외면을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 대부분의 타이어는 재생될 수 있다. 즉 트레드가 정상적으로 마모된 후에 이 트레드, 심지어는 타이어 벨트의 몇몇 보강 플라이(reinforcement ply)를 교환할 수도 있다. 이러한 작업은 중형차와 같은 수송용 차량 타입에는 매우 일반적이고, 공간 문제가 중요한 크거나 작은 사이즈의 적절한 공장 또는 작업장에서 실시될 수있다. 요즈음에는, 다양한 사이즈의 타이어를 수용할 수 있는 그리고 심지어 예를 들어 타이어를 재생하기 위해 보면서 타이어의 내외측의 점검, 타이어 수선 또는 타이어를 연마(buffing)하는 것과 같은 여러 작업을 수행할 수 있는 "융통성있는" 프리젠팅 장치의 필요성이 커지고 있다. 일반적인 타입의 기존의 프리젠팅 또는 검사 장치는 검사될 타이어의 측면 중의 하나를 수용하기 위한 플랜지를 지지하는 프레임을 가지며, 플랜지는 그 수평회전축을 갖도록 배치되고, 상기 타이어 아래에 배치되어 타이어를 제 위치에 잡아 주는, 플랜지와 함께 작용하는 지지부를 갖는다. 타이어의 비드를 펼쳐주기 위한 암 지지 핑거(arm bearing finger)가 일반적으로 타이어의 액세스가능한 측면, 즉 플랜지 반대쪽의 측면에 배치된다. 이러한 장치들은 수용되는 타이어의 사이즈의 범위가 제한되며 부피가 크다. 더욱이, 이러한 타입의 프리젠팅 장치에는 다른 작동 문제점이 있다. 즉, 타이어 내측을 완전히 검사하기 위해서는, 타이어의 일 측면으로밖에 접근이 제한되었다고 하면 제 1 측면을 검사한 후에 타이어를 제거하여 개별적으로 각각의 측면을 검사하고, 그 적도 평면(equatorial plane)에 대해 180° 회전한 후에 장치에 타이어를 다시 장착할 필요가 있다. 한편, 이러한 이중 작업은 검사 시간을 상당히 증가시키며, 다른 한편으로 타이어를 돌리기 위한 부가적인 취급이 필요함이 명백하며, 이러한 취급은 관련한 타이어들이 일반적으로 매우 큰 사이즈임을 고려할 때 무시할 수 없다. 다른 타입의 해결방안들은 타이어의 축을 수평으로 프리젠팅하는 장치를 제안하며, 여기서 타이어는 두 개의 롤러를 지지하는 수평 지지부 상에 놓일 때까지 경사면(ramp)의 도움을 받아 위로 가져와지고 롤러 중의 적어도 하나는 구동되어 지지부 상의 상기 타이어가 회전할 수 있게 한다. 이러한 지지부는 타이어의 비드를 펼치기 위한 핑거를 구비하는 두 개의 암을 지지하며, 핑거들은 상기 타이어의 각각의 측면에 각각 배치된다. 몇몇 경우에 타이어가 제위치에 놓여진 후 상기 지지부를 들어올리는 장치가 고려되지만, 이러한 들어올림은 여전히 제약이 있다. 왜냐하면 공지된 장치들은 이 장치가 차지하는 공간과 강성도(rigidity) 문제 때문에 들어올리는데 제약이 있는 평행사변형으로 구성되거나, 또는 암(arm)의 단부의 고정적인 수직 배치에 의해 상향 이동이 제한된 시스템으로 구성되기 때문이다. 이러한 장치들은 상술한 프리젠팅 장치보다 타이어를 보다 효율적으로 검사할 수 있게 하는데, 왜냐하면 이 경우에 타이어가 동시에 양측면으로부터 액세스될 수 있기 때문이다. 그러나, 지지부 및 암 조립체는 작업자가 타이어의 내측을 관찰하기에 바람직한 위치를 침범한다. 그러므로, 작업자는 불편한 위치, 특히 작업자가 앞으로 계속 숙여야 하는 자세를 받아들일 것을 강요당한다. 그러므로, 이러한 타입의 장치는 인체공학적이지 않은 것으로 입증되었다.
본 발명은 특히 마모된 타이어의 내외측 상태를 검사하기 위해 타이어를 프리젠팅하는 장치에 대한 것이다. 이러한 장치는 일반적으로 타이어의 내외측의 상태를 판정하기 위한 재생 작업장(recapping workshop)에서 제 1 스테이션을 구성하지만, 물론 예를 들어 타이어의 품질 관리를 위해 새로운 타이어의 제조에도 사용될 수 있다.
도 1은 상이한 사이즈의 두 개의 타이어가 휴지(rest) 위치로 도시된 본 발명에 따른 장치의 부분 수직 절개도. 도 2는 도 1에 도시된 타이어 중의 하나에 대해 작동 위치에 있는 본 발명에 따른 장치의 부분 수직 절개도. 도 3은 본 발명에 따른 프리젠팅 장치의 정면도. 도 4는 도 1에 도시된 장치의 특정 부재들의 개략 부분도 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 장치의 작동을 예시하는 부분 평면도 도 6은 도 1에 도시된 타이어 중의 하나에 대한 본 발명에 따른 장치의 두 개의 작동 위치에서의 상기 장치의 부분 수직 절개도.
본 발명은 상술한 단점들을 극복하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 타이어의 내측에 액세스할 수 있도록 축을 수평으로 타이어를 프리젠팅하는 장치는, 타이어용 지지부가 수직 병진이동이 가능하게 그 위에 장착되는 직립부(upright)를 지지하는 프레임을 가지며, 상기 지지부는 그 자체가 상기 타이어의 원환부를 통해서만 타이어와 접촉하여 그 축 둘레로 타이어를 잡아주고 회전함을 보장하며, 상기 원환부는 타이어가 장치에 설치되었을 때 실질적으로 수직으로 배치된다. 놀랍게도, 또한 타이어 프리젠팅 또는 검사 장치에 관한 당업자의 상식 및 경험에 반하여, 본 발명의 장치는 타이어의 외주를 측방향으로 잡아주어(gripping) 타이어의 축을 수평으로 잡아줄 수 있어 어떠한 위험도 없이 타이어의 내측에 작업자가 액세스할 수 있게 하면서 동시에 타이어가 회전될 수 있게 한다. 무게(이미 설명한 바와 같이 타이어들은 일반적으로 큰 사이즈이기 때문에), 안정성 및 작업자에 대한 보유(holding)의 보장을 위해, 장치는 일반적으로 우선 타이어를 지지하는 제 1 고정기구(anchorage)와, 상기 제 1 고정기구 아래에 배치되며 암들로 형성된 제 2 측방향 고정기구에 의해 타이어를 보유한다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 타이어 지지부는 타이어를 지지하는 제 1 수단과, 상기 타이어의 비드를 잡아주며 펼치는 제 2 수단과, 타이어를 지지하여 그 축 둘레로 회전시키는 제 3 수단을 갖고, 이들 3개의 수단은 타이어를 잡아주는 것을 보장하는 삼각형(triangulation) 시스템을 형성하며, 장치의 작업 위치에서 안정적으로 잡아준다. 이러한 삼각형 시스템은 당업자의 종래의 상식에 반하여 타이어를 잡아주면서 타이어의 적절한 보유 및 그 안정성을 보장하기에 충분하다. 본 발명의 다른 특징 및 장점들은 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 실시예로부터 명백해질 것이다.
이하에서, 도면들에 도시된 축 X'X, Y'Y, Z'Z는 각각 측방향(lateral), 수직 방향, 횡방향(transverse direction)을 나타낸다. 도 1에 따르면, 장치(1)는 프레임(10)을 가지며, 프레임은 공장 또는 작업장의 바닥에 직접 고정되는 직립부(2)를 포함한다. 이 직립부(2) 상에는 수직 병진이동이 가능하게 타이어의 축을 수평으로 하여 수용하는 지지부(3)가 장착되며, 즉지지부 상에 배치된 타이어의 회전축이 수평면 상에 있다. 이러한 지지부는 케이블(20)과, 푸쉬-버튼(도시않음)과 같은 제어 장치에 의해 구동되며, 이는 작업자가 지지부의 이동을 그가 선택한 높이까지로 제한하여 타이어가 그가 선택한 높이 및 타이어의 사이즈에 따라 프리젠팅되는 높이를 선택할 수 있게 한다. 지지부(3)는 타이어의 외측면을 지지하는 제 1 수단(4, 5)과, 타이어를 장치에 보유하고 상기 타이어의 비드를 펼치는 제 2 수단(6, 7)과, 상기 타이어를 지지하며 그 축 둘레로 회전시키는 제 3 수단(8)을 갖는다. 제 1 지지 수단은 장착된 두 개의 롤러(4, 5)에 의해 형성되어, 측방향으로 향해진 상호 평행한 축들 둘레로 자유롭게 회전하여 지지부(3)의 단부(31) 상에서 상기 단부에 장착된 레버(32)에 의해 타이어의 회전축이 이들 축에 평행하게 프리젠팅된다. 유익하게는, 레버(32)는 축(321) 둘레에서 자유롭게 회전하도록 장착되어, 특히 장치가 보다 큰 범위의 사이즈의 타이어를 수용할 수 있게 한다. 비록 두 개의 롤러가 있으면 도 2 및 도 6에 명확히 도시된 바와 같이 이 두 개의 롤러와 동시에 접촉하게 되는 타이어의 위치를 안정화시키고 상술한 바와 같이 장치에 의해 수용되는 타이어의 사이즈의 범위가 커질 수 있지만 제 1 지지 수단을 단일의 롤러로 형성하는 것도 고려할 수 있다. 제 3 지지 및 회전 수단은 구동되는 롤러(8)를 포함하며, 롤러의 축은 측방향과 평행하고, 롤러의 외부면은 홈들을 갖는 슬리브(81)에 의해 덮여 있어 접촉시에 타이어를 회전구동한다. 롤러(8)에 의해 회전 구동되는 것을 돕는 다른 시스템이, 예를 들어 격자(grating)와 같은 것이 고려될 수 있다. 지지부(3)의 단부(33) 중의 하나에 구동 롤러(8)가 장착된다. 지지부(3)의 단부(31, 33)가 도 1에 도시되어 있고, 단부(31)는 단부(33)의 수직방향 위쪽에 배치되어, 롤러(4, 5)가 롤러(8)위에 배치되지만, 이들 두 위치의 역전(reversal)도 고려할 수 있다. 타이어를 보유하기 위한 제 2 수단은 두 개의 평행 암(6, 7)에 의해 형성되고, 상기 암들은 횡방향으로 연장하고 암들의 단부는 상부 관절(61, 71; elbow)을 형성하고 전완부(62, 72)를 지지한다. 전완부(62, 72)는 수직 평면 내에서 연장하고, 이들의 자유단(63, 73)은 프리젠팅될 타이어의 비드들을 펼치기 위한 핑거(9, 9'; finger) 시스템을 각각 갖는다. 암(6, 7)은 지지부(3)에 대해 측방향으로 병진이동할 수 있게 장착되어 서로에 대해 가깝게 또는 역으로 서로 멀어지게 이동할 수 있다. 이러한 서로 가깝게 하는 것은 타이어가 제 위치를 잡게 하고 그 위치에 유지되게 하며, 이러한 보유는 이하에 볼 수 있는 바와 같이 보유되어 있음에도 불구하고 타이어가 그 회전축 둘레로 회전할 수 있게 한다. 유익하게는 두 개의 암(6, 7)의 병진 이동의 동기화 및 대칭성을 보장하기 위해 예를 들어 랙(rack)과 피니언(pinion)의 형태의 장치를 구비할 수 있다. 암(6, 7)의 단부들도 횡방향으로 병진이동할 수 있다. 이를 위해, 횡방향 이동은 각각의 암(6, 7)에 장착된 액츄에이터(12)에 의해 이루어지고, 암들의 암력은 작업자에 의해 조절될 수 있다. 이러한 조절은 장치의 작동에 대한 설명에서 알 수있는 바와 같이, 장치를 타이어의 사이즈에 맞출 수 있게 한다. 암들의 횡방향 변위에서의 동기화를 보장하기 위해, 연결 바(13; connecting bar)가 도 6에 도시된 바와 같이 두 개의 암(6, 7)을 서로 연결한다. 각각의 전완부(62, 72)는 상술한 바와 같이 지지부(3)로부터 가장 먼쪽의 자유단(63, 73)에서 타이어를 잡고 상기 타이어의 비드를 펼치기 위한 핑거 시스템(9, 9')을 지지한다. 각각의 전완부(62, 72)에 의해 지지된 핑거 시스템(9, 9')은 동등하고, 지지부의 중심을 지나는 암(6, 7)의 축들에 평행한 수직 평면에 대해 대칭이며, 이들 시스템 중의 하나만이 도 4를 참조하여 여기서 설명한다. 암(7)에 지지된 시스템(9')은 그 축 상에 자유회전하도록 장착된 3개의 핑거(91', 92', 93')로 구성되며, 이들 중 2개의 핑거(91', 93')는 전완부(72)의 자유단(73)에 그 단부 중의 하나가 각각 고정되며 실질적으로 횡방향으로 향해지고, 반면에 다른 두 핑거 사이에 수직으로 배치된 제 3 핑거(92')는 측방향으로 향해지고 그 축의 단부들을 지나 상기 단부(73)에 고정된다. 핑거(91', 93')의 자유단(911', 931')은 각각 프리젠팅 장치(1)의 내측을 향해 배향되고, 일종의 복귀(return)를 형성하여 타이어의 비드들을 잡아 펼침을 보장한다. 또한, 핑거(91', 93')는 제 3 핑거(92')의 축을 포함하는 수평 평면에 대해 대칭으로 배향되고, 이들의 단부(911', 931')는 상기 평면에 대해 서로 약간 벌어져 핑거가 적절히 회전됨을 보장하고, 이들의 각각의 회전축의 방향은 이들이 접촉하는 타이어의 비드들의 영역의 방사방향에 가깝다. 제 3 핑거(92')는 타이어를 적재할 때 비드와의 접촉을 통해 그리고 다른 두 개의 핑거(91', 93')의 도움을 받아 타이어를 제위치에 보유하여 타이어가 정확히 위치결정됨을 보장한다. 타이어의 사이즈에 따라 액츄에이터의 압력을 조정하기 위해 작업자는 액츄에이터들의 압력을 조정할 수 있어 타이어의 비드에 대한 핑거(92')의 힘을 조정할 수 있고, 동시에 암들이 후방으로 이동하는 것을 방지하기 위해 검증 시스템(validation system)이 액츄에이터들의 최소 압력을 유지한다. 3개의 상술한 수단의 도움을 받아 타이어가 유지되게 하기 위해, 상기 3개의 수단 사이에 삼각형이 만들어지며, 이는 두 개의 암(6, 7)을 두 개의 롤러(4, 5) 사이에 수직으로 배치하는 것으로 구성되고 구동 롤러(8), 두 개의 롤러는 더 이상 동일한 수직 평면 상에 있지 않게 되며 구동 롤러(8)와 핑거 시스템(9)도 롤러(4, 5)와 상이한 수직 평면에 있고, 암(62, 72)의 단부, 구동 롤러(8)와 두 개의 롤러(4, 5)는 암에 평행한 수직 평면 상에 투영되어 함께 삼각형을 형성한다. 그러므로, 타이어는 3개의 수단에 의해 실질적으로 수직으로 배치된 하나의 타이어 섹션(AB)만을 잡아주어 안정적으로 유지된다. 도 4에 도시되고 반경방향 단면(A, B)에 의해 한정되는 이러한 타이어 섹션(AB)은 세그먼트(A'B')와 세그먼트(A"B")가 각각 실질적으로 수직이 되어 있다. 그러므로, 놀랍게도 고려되는 타이어의 무게가 주어지면 이러한 "측방향으로 잡아주는" 삼각형 시스템은 타이어의 비드를 펼치는 동안 및 타이어의 축 둘레로회전할 때를 포함하여 타이어를 완전히 안전하게 잡아 보유하기에 충분하다. 본 발명에 따른 장치의 상술한 특징은 타이어의 수용에 관해 상당한 정도의 융통성을 허용한다. 실제로, 이러한 장치는 그 비드의 형상에 무관하게, 이들이 작은 사이즈(예를 들어, 승용차) 또는 큰 사이즈(중형차, 토목용 차량(civil engineering) 등)이건간에, 그리고 100 내지 500mm 범위의 트레드 폭에 대해 타이어를 수용할 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 프리젠팅 장치의 작동이 도 2, 도 4 및 도 5a 내지 도 5c,를 참조하여 간략히 설명되며, 도면 부호 9는 암(6)에 의해 지지된 핑거 시스템을 가리키며, 도면부호 9'는 암(7)에 의해 지지된 핑거 시스템을 가리킨다. 도 5a에 따르면, 프리젠팅 장치(1)는 휴지 상태이고: 지지부(3)는 도 1에서 볼 수 있는 것과 같이 바닥에 가장 가까운 위치에 있고, 암(6, 7)이 횡방향(Z'Z)에서 후퇴되어 있고, 즉 이들이 지지부(3)에 가장 가까운 위치에 있고, 핑거 시스템(9, 9')은 측방향(X'X)에서 서로에 대해 가장 가까운 위치에 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 타이어(P)를 수용하기 위해, 암(6, 7)이 측방향에서 서로 멀어지도록 이동하고, 이들의 이동은 랙 장치에 의해 동기화되고, 암들은 액츄에이터에 의해 구동되어 지지부(3)에 대해 횡방향으로 연장된다. 그 다음에 타이어(P)는 회전축(PA)이 수평 평면으로, 여기서 보다 정확히는 측방향(X'X)에 평행하게 프리젠팅된다. 타이어는 그 트레드(P1)가 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 구동 롤러(8)와 접촉하게 될 때까지 횡방향으로 전진된다. 그 다음에, 핑거 시스템(9, 9')의 돌출이 횡방향에서 조정되어 이들이 타이어의 비드의 베이스(base)에 의해 한정되는 원통형 공간 반대쪽에서 측방향으로 배치된다. 또한, 이 원통형 공간에 대한 시스템(9, 9')의 수직방향에서의 정확한 위치결정을 보장하기 위해 장치를 제조할 때 앞서 강조한 바와 같이 수용되는 타이어의 사이즈 범위에 연계된다. 암(6, 7)은 먼저 핑거(91, 93; 91', 93')가 각각 타이어(P)의 내측에 들어갈 때까지 측방향으로 보다 가깝게 이동된 다음에, 타이어의 비드(P5, P6)가 핑거(92, 92')와 접촉하게 될 때까지 횡방향에서 후진된다. 타이어와 상부 자유 회전 롤러(4, 5) 간에 접촉이 최소의 압력에 의해 이루어지며, 그러나 이러한 압력은 타이어 사이즈에 따라 작업자에 의해 수정될 수 있다. 이러한 장치는 이후에 회전을 방해하지 않고 타이어가 보유될 수 있게 한다. 그 다음에, 그 상태가 도 5c에 도시된, 비드(P5, P6)와 핑거(91, 93; 91', 93') 간의 접촉을 보장하기 위해 암(6, 7)의 서로에 대한 측방향 간격의 조정이 이루어진다. 그 다음에, 타이어(P)를 지지하는 지지부(3)가 작업자 자신의 신장(height)에 따라 작업자에 의해 정해진 높이로 들어올려질 수 있다(도 2). 수행될 작업의 형태에 따라, 타이어의 비드(P5, P6)를 펼치는 것이 핑거(91, 93; 91', 93')가 타이어의 에지들을 약간 당겨져 원하는 비드의 펼쳐짐이 이루질 때까지 측방향으로 암(6, 7)들이 다시 서로 멀어지도록 이동시켜 실시될 수 있다. 이러한 작업은 구동 롤러(8)에 의해 구동되는 타이어의 회전 중에도 수행될 수 있다. 어느 방향으로도 타이어가 회전될 수 있어, 타이어 전체를 양 측면에서 및 그 전체 외주에 걸쳐 동시에 쉽게 검사할 수 있게 하고, 뭔가를 다시 보고자 할 때 검사방향에 관해 다시 돌릴 수 있는 가능성을 제공한다. 본 발명의 프리젠팅 장치는 타이어의 내측 또는 외측에 검사, 연마, 수선, 반가공 제품(semifinished product) 또는 커버링 적용(covering-applying) 작업 등을 수행하는데에 대해 동일하게 적절히 사용될 수 있다. |
