CN1042971C - 加强型胶带和生产这种带的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包含加强承载层的环形带，承载层由成偶数的绳状承载元件(5，6)构成。有很多承载元件伸展在该承载层内，但每个至少伸展一个整圈以上。为了平衡由倾斜角产生的不平衡力，承载元件是成对排列的。在该承载层内每个顺时针方向伸展的承载元件都有一个相应的逆时针方向伸展的承载元件。只有在承载层的纵向过渡区(A)内，每承载元件与带的纵向构成倾斜角。

Description

加强型胶带和生产这种带的方法和设备

本发明与包含加强承载层的环形带及其生产方法有关。它还与实行这种方法的设备有关。

美国4,414,047号专利(威慈尔(Wetzel)等人)和美国4,415,397号专利(威慈尔)提供一种承载层，该承载层是在弹性基体上螺旋缠绕绳状承载元件而构成。在缠绕中形成的倾斜角在带内产生垂直于带运动方向的不平衡的力分量。主动和从动轮或滑轮遇到这种垂直的力分量，就会产生磨损，降低带的使用寿命的效率。

德国4,016,367号专利(斯卡宁(Schanin)等人)公开了使用预先成形的承载元件生产加强型胶带的方法，这些承载元件是在实心的但可软化的弹性材料中埋入绳子。在一个实施方案中，通过平行于弹性体和计划的运动方向缠绕承载元件，并在刚好完成每转之前使承载元件作侧向步进运动而得到承载层。这种方法产生基本平衡的胶带，但仍受到由于侧向步进产生的不平衡过渡区的困扰。还有这种设计在带子上产生垂直于旋转方向的不平衡力分量，尽管限于过渡区域，但还是受到上述有限区域的不利影响。

伦敦，德温特出版公司1985年12月6日8545周Q64节所说明的苏联发明较好地解决了该问题，其入藏登记号85-281833/45英国(GB)和苏联(SV),A.1153146(ODESS POLY)1985年4月30日。该刊物示出带有两个绳状承载元件的胶带，这些元件缠绕在带内同一水平面上，其中一个承载元件以左向螺旋绕在带子纵向轴的一侧，另一承载元件以右向螺旋绕在另一侧。带子运转时，它不会压在滑轮凸缘上，因为一个承载元件的角度引起的横向作用被另一承载元件的作用所平衡。从专利DE,AI,1650695 (CONTINENTALGUMMI)也可知类似的结构。

专利US,A,2983637(SCHMIDT)显示带有两个承载元件的带子，它们以相反的方向缠绕在两层上形成带有相反倾斜角的螺旋，因而纵向的拉力或张力也得到平衡，消除带子侧向蠕变的倾向。

本发明的主要目标是提供增强了强度和延长了寿命的基本平衡的胶带，其是包含承载层的环形带，其特征是，承载层是纵向伸展，承载层由成偶数的绳状承载元件构成，有很多承载元件以顺时针或逆时针方向伸展在该承载层内，但每个至少伸展一个整圈以上，只有在有限的纵向过渡区内每个承载元件与纵向构成倾斜角；承载元件是成对排列，从而在承载层内每个顺时针方向伸展的承载元件都有一个相应的逆时针方向伸展的承载元件；承载元件是成对排列，按带的中心线成镜面对称；每个承载元件有外终端，并且每个该外终端位于过渡区之外；外终端有终端表面，使该终端表面的法线方向取纵向伸展的方向，或者朝向承载层的内部；承载元件在有限的过渡区内形成的倾斜角至少大于45°，最好在70°到89°之间。承载层仅由两个承载元件构成，每个承载元件伸展在承载层内大于三整圈但小于回整圈。每个承载元件有外终端，不同承载元件的外终端在纵向互相有一定的位移。

本发明的另一目标是通过减少缠绕承载元件所需的时间而得到制造上述带子的更加有效的方法。其包括下面的工序，以顺时针方向缠绕第一个数目的承载元件，但至少一个，以逆时针方向缠绕相同的承载元件，但至少一个，这样缠绕很多承载元件，每个承载元件至少缠绕一个整圈以上，每个元件在有限的纵向过渡区内与带的纵向成一个倾斜角，在过渡区之外与带的纵向平行伸展；承载元件是成对缠绕，并按带的中心线成镜面对称；至少同时缠绕两个承载元件；

承载元件的外端是缠绕完成时在过渡区外面由切割作用所产生；切割是这样进行，使得所得到的终端或切割表面的法线方向取纵向伸展的方向，或者朝向承载层的内部；

本发明还有一个目标是提供实施上述方法制造上述基本平衡的带子的相当简单经济的设备。其主要包括：胶带制备滑轮，其宽度正好与单个胶带的宽度相匹配；第一驱动装置以使胶带制备滑轮转动；与胶带制备滑轮成一直线排列的惰轮，其相互间的距离可以改变；调节该可变距离的机构；两个引导机构，在缠绕时同步引导至少一对承载元件；第二驱动机构，在该胶带制备滑轮转动时使引导机构间歇地沿平行于转轴的方向移动；和控制机构，以控制该胶带制备滑轮转动的速度和引导机构移动速度之间的关系，其中控制机构能使引导机构刚好在安装到胶带制备滑轮上的压缩元件完成每个整圈之前和惰轮正好为一给定的周期时移动，从而使得在该压缩元件缠绕一个整圈所需的时间之前完成平移，以便产生该引导机构步进式的平移；引导机构由第二驱动机构驱动旋转的引导螺纹，其部分为左螺纹和部分为右螺纹；带有内左螺纹的左导块安装在该引导螺丝的左边带螺纹部分。和带有内右螺纹的右导块安装在该引导螺丝的右边带螺纹部分。引导机构左导块能在第一轴上转动；和右导块能在第二轴上转动，第二轴的取向与第一轴平行；第一驱动机构与左导块和右导块相连，以使导块在第二和第二轴上以相反的方向间歇地转动；引导机构还包括导轮，在导轮上为承载元件装设圆周凹槽，该导轮可转动地，至少通过中间元件固定到导块上；导轮可转动地并相互倾斜地固定在该导块上；各个杆作为可在每个导块内作线性运动的中间元件，导轮是可转动地固定在可动的杆上，为连接两个杆装设连接机构以迫使各个杆总是以相反的方向运动；第一和第二驱动机构是速度可变的步进马达。现在将参考下面说明性的附图更加详细地描述优先实施方案。

在这些图中：

图1是环形带有透视图；

图2是包括承载层的环形驱动带横截面的透视图；

图3是按照本发明的胶带承载层的局部截面图；

图4是按照本发明另一胶带承载层的局部截面图；

图5是按照本发明的设备示意图；

图6是图5设备的侧视图；

图7是引导组合件的示意图；和

图8是另一引导组合件的示意图。

图1显示通常的环形带1。图2的驱动带包括带体件2，在此技术中称为压缩件，承载层3由几圈构成，每圈有偶数个绳状的承载元件，和拉力件4。带体件2和拉力件4最好使用弹性材料如热塑性材料制造。承载元件最好由合成的绳子如聚醚或aramid制造。带体件2、各圈承载元件和拉力件4牢固地结合在一起。这种结合可通过上面提到的德国专利4,016,367所描述的方法实现。所公开的这些方法合并写在本文中作为参考。

图2所示胶带有承载层3可制成图3或图4所示的型式。当然其它的构造也是可能的，下面将进行解释。

图3所示的实施方案刚好有一对承载元件5和6，有内端5.2,6.2和外端5.1,6.1，这对承载元件每个都在承载层内延伸几乎完整的四圈。承载元件5以顺时钟方向延伸而承载元件6按其相反方向即逆时针方向延伸。在两个实施方案中，承载元件5和6都是按中心线7对称布置，此中心线是在带体件2宽度的中间纵向延伸。这两个承载元件5和6形成镜象的两半。仅限于在承载层的纵向过渡区A内，两个承载元件5和6相对中心线7有一倾斜角和位置偏移。在区域A外承载元件5和6的各圈均与中心线7平行延伸。与螺旋缠绕承载元件并与中心线形成一定的倾斜角的已知结构相比较，图3的结构得到两个承载元件的更长的有效长度，因而得到比较强的胶带。可很容易地使承载元件的有效长度增加10-25％。

图3所示实施方案的另一重要特点是承载元件5和6的外端5.1和6.1位于过渡区A的外面，因此两个承载元件5和6直线终止，并平行于中心线7和带体件2的外边2.1和2.2。承载元件5和6并未超出带体件2的宽度而是完全地保持在此宽度以内。因此不必象在已知的结构中那样将它们沿着带体件2的外边2.1和2.2切去一部分，在已知结构中承载元件螺旋缠绕相对中心线7有一非常小的倾斜角，一定要绕到带体件2的宽度之外，因而不可避免地需要切去很大的长度。在利用德国专利4016367所公开的方法生产胶带时，利用在弹性基体中埋入绳子的预先成形的承载元件，绳子本身达不到带体件2的外边缘，但它将完全地甚至它的外终端都埋置在弹性基体内。在此情况下可有利地省去在已知结构中给绳子以侧向保护的附加的上面复盖层。

最好将终端5.1和6.1的端面的法线方向取为中心线7的方向或指向该承载层的内部。

在过渡区A承载元件相对中心线7的倾斜角应大于45°，然而最好在70°和89°之间。

在图4的实施方案中，承载层由两对承载元件8至11所构成。在这种情况下面对承载元件8至11最好有内终端8.2至11.2和外终端8.1至11.1，因此也有过渡区A1,A2，在纵向它们相互相隔一定距离(间距D)。

在图3所示实施方案中，承载元件5和6的终端5.1,5.2和6.1,6.2同样可以互相相隔一定距离。

当然也可应用两对以上的承载元件生产按照本发明的平衡带。但这仅适合生产非常宽的带子例如输送带。

最好同时将偶数个(最好就是2)承载元件成对地按承载层的中心线7镜面对称地缠绕，每个都缠绕很多圈，至少为一整圈以上，这样来产生承载层。

示意图5和6所描绘的设备有胶带制备或制模滑轮18，它的凹槽截面与压缩件2的侧面相匹配，变速的齿轮马达22带动滑轮转动。第二，惰轮24与滑轮18相隔一定距离成一直线排列。惰轮24可转动地安装在滑块26上，滑块26带有内螺纹，装在仅有旋转这样一个自由度的螺丝28上。这样转动螺丝28(用于柄30)将使滑块26包括惰轮24，完成平移运动，从而可以改变滑轮18与惰轮24的中心距离。杆32通过与滑块26相连的叉形凸出部分34阻止导块绕螺丝28转动，但允许它平移。螺丝28和杆32安装在支架33上，显然支架33相对惰轮24及其安装块26是静止不动的。

再看两个导块35和36，两个承载元件5和6从供应卷盘37和37′(未示出)拉出后穿过导块35和36，缠绕在带体件2上。导块35和36安装在部分为左螺纹部分为右螺纹的引导螺丝38上。左导块35有内左螺纹。右导块36有内右螺纹。引导螺丝38与变速的步进马达40相连，通过控制元件42可保持变速马达的速度与驱动制模滑轮18的齿轮马达22的速度成预定的比例。引导螺丝38的转动将引起导块35和36作平行它们轴的相反方向的平移。

在导块35、36的下面安装能产生热空气流的风机44，气流的每个喷嘴46和46′(未示出)正对着通过导块35和36后的承载元件5和6与带体件2的表面相接触的部位。热量是结合工序所要求。

上述的设备按下述方式操作：将带体件2安装在两个滑轮即制模滑轮18和惰轮24上，然后转动手柄30使这两个滑轮移开直到使环形压缩胶带相当紧为止。从供应卷盘37和37′拉出两个承载元件5和6的前端，通过导块35和36(这些导块已到达它们初始的横向位置，即与带体件2的外部边缘相对)连接到带体件2上，例如点焊到它的表面。现在射入热空气流，启动齿轮马达22，使制模滑轮18转动，将带体件2转动起来，由此牵动承载元件5和6，已被气流加热的这些承载元件就结合到同样加热(因此被软化)的带体件2的表面上。

为了获得图3的构造，要求在刚好完成带体件2每一圈的转动之前，导块35和36有同步的步进动作。通过控制元件42可以控制这种步进动作，控制元件开始引导螺丝38间歇地转动，从而携带导块35和36分几步向相反方向移动。滑轮18的转速和导块35、36的线速度之间所需要的关系不仅是带体件2的宽度和承载元件5与6的直径或宽度的函数，而且也是带体件2的表面速度，它的长度和要求的过渡区长度的函数。

特别当采用德国专利4016367所公开的生产方法时，可在缠绕完成时通过切割产生承载元件的外终端。

可用前面描述的设备在两步工序中产生图4的结构，或利用多个导块在一步工序中产生。

应用拉力件12也跟随类似的线路，但要求不同的导块和后者设有横向运动，与胶带制备滑轮18固定地排列对齐。

在图5和6所示的设备中也可以利用图7所示的机构代替引导螺丝38和导块35、36。在那里为承载元件5和6设置两个导轮50、51，它们可转动地安装在导块52和53上。导块52和53也可转动地安装在固定的轴54和55上，这些轴的取向与图5和6实施方案中引导螺丝38的取向垂直。必须提供驱动机构(未示出)如变速马达40，以便在缠绕时使导块52和53在轴54和55上作相反方向的转动。

图8显示另一引导机构，其中又是在部分为左螺纹部分为右螺纹的引导螺丝62上安装两个导块60和62，左导块60有内左螺纹，右导块61有内右螺纹。引导螺丝62也是与速度可变的步进马达63相连，操作引导螺丝将使导块60和61向相反的方向进行线性平移。为了上下线性运动，在导块60和61上安装杆64和65，在它们的上端装有滚轮66和67。滚轮66和67与有轴71的双臂杠杆70的臂68、69相接触。杠杆70成为杆64,65之间的耦连机构，它迫使这些杆总是作相反方向的运动。在杆64、65的下端固定地安装两个翼74和75，它们携带图7所示型式相互倾斜取向的导轮72,73。导轮上有圆周凹槽以便将承载元件5,6直接引导到带体件2。通过导轮72、73对承载元件5,6施加压力，因而将它们压到带体件2的上表面。利用图8的引导机构可以保持这个压力在缠绕时基本不变，而且对两个承载元件5,6是等同的。在应用德国专利4016367所公开的生产方法时，这是特别重要的。在缠绕时压力基本保持不变，这主要是由于导块60、61的线性运动所致(而不是如图7所示机构中它的转动)。在缠绕时对两不承载元件5和6所施加的压力保持相同，主要是由于耦连机构70，例如，当承载元件6的厚度改变杆65被迫向上运动时，它迫使杆64向下运动，从而增加了在承载元件5上的压力。两个导轮72、73倾斜的好处是两个导轮72、73的外边缘比它们各自的内边缘更接近带体件2的表面，因而允许将承载元件和/或它们的各圈(当向外缠绕时)缠绕得非常紧密，不会从导槽中滑出。不需附加的固定机构。

为了说明本发明所给出的实施方案描述了平的V形带，然而应理解本发明也可应用也应用于其它型式的带子。特别是驱动带象V形带、变速带、定时带、肋带和扁平带或平的或异形的输送带。

Claims (17)

1．包含承载层的环形带(1)，其中，

该承载层(3)是纵向伸展，

该承载层(3)由成偶数的绳状承载元件(5,6；8-11)构成，

有很多承载元件(5,6；8-11)以顺时针或逆时针方向伸展在该承载层(3)内，但每个至少伸展一个整圈以上，

其特征在于，

只有在有限的纵向过渡区(A；A1,A2)内每个承载元件(5,6；8-11)与该纵向构成倾斜角；

所述承载元件(5,6；8-11)在过渡区(A；A1,A2)之外沿纵向平行伸展，

该承载元件是成对排列，从而在承载层内每个顺时针方向伸展的承载元件都有一个相应的逆时针方向伸展的承载元件，

其中承载元件(5,6；8-11)是成对排列，按带(1)的中心线(7)成镜面对称。

2．按照权利要求1所述的带，其特征是每个承载元件(5,6；8-11)有外终端，并且每个该外终端位于承载层(3)中的过渡区(A；A1,A2)之外。

3．按照权利要求2所述的带，其特征是外终端(5.1,5.2,6.1,6.2；8.1,8.2-1.1,1.2)有终端表面，使该终端表面的法线方向取纵向伸展的方向，或者朝向承载层(3)的内部。

4．按照权利要求1所述的带，其特征是该承载元件(5,6；8-11)在有限的过渡区(A；A1,A2)内形成的倾斜角至少大于45°，最好在70°到89°之间。

5．按照权利要求1所述的带，其特征是该承载层(3)仅由两个承载元件(5,6)构成，每个承载元件(5,6)伸展在承载层(3)内大于三整圈但小于回整圈。

6．按照权利要求1所述的带，其特征是每个承载元件(5,6；8-11)有外终端(5.1,5.2,6.1,6.2；8.1,8.2-1.1,1.2)，不同的成对的承载元件(8,9；10,11)的外终端在纵向互相有一定的位移。

7．按照权利要求1-6中任一个所述的包括承载层(3)的环形带的生产方法，其特征包括下面的工序，以成对的镜面对称于胶带中线(7)的方式缠绕多个承载元件(5,6；8-11)，这样缠绕很多承载元件，每个承载元件至少缠绕一个整圈以上，每个元件在有限的纵向过渡区(A；A1,A2)内与带(1)的纵向成一个倾斜角，在过渡区(A；A1,A2)之外与带(1)的纵向平行伸展。

8．按照权利要求7所述的方法，其特征是至少同时缠绕两个承载元件(5,6；8,9；10,11)。

9．按照权利要求7所述的方法，其特征是该承载元件(5,6；8-11)的外端(5.1,5.2,6.1,6.2；8.1,8.2-1.1,1.2)是缠绕完成时在过渡区(A；A1,A2)外面由切割作用所产生。

10．按照权利要求9所述的方法，其特征是切割是这样进行，使得所得到的终端或切割表面的法线方向取纵向伸展的方向，或者朝向承载层(3)的内部。

11．实行如权利要求7-10中某一个所述的方法的设备，其特征包括：

胶带制备滑轮(18)，其宽度正好与单个胶带(4)的宽度相匹配；

第一驱动装置(22)以使胶带制备滑轮(18)转动；

与该胶带制备滑轮(18)成一直线排列的惰轮(24)，其相互间的距离可以改变；

调节该可变距离的机构；

两个引导机构(35,36；52,53；60,61)在缠绕时同步引导至少一对承载元件(5,6)；

第二驱动机构(40；63)，在该胶带制备滑轮(18)转动时使引导机构(35,36；52,53；60,61)间歇地沿平行于转轴的方向移动；和

控制机构(42)，以控制该胶带制备滑轮(18)转动的速度和导引机构(35,36；52,53；60,61)移动速度之间的关系，其中控制机构(42)能使引导机构(35,36；52,53；60,61)刚好在安装到胶带制备滑轮(18)上的压缩元件(2)完成每个整圈之前和惰轮(24)正好为一给定的周期时移动，从而使得在该压缩元件缠绕一个整圈所需的时间之前完成平移，以便产生该引导机构(35,36；52,53；60,61)步进式的平移。

12．按照权利要求11所述的设备，其特征是引导机构包括：

由第二驱动机构(40；63)驱动旋转的引导螺纹(38；62)，其部分为左螺纹和部分为右螺纹。

带有内左螺纹的左导块(35；60)安装在该引导螺丝(38；63)的左边带螺纹部分。和

带有内右螺纹的右导块(36；61)安装在该引导螺丝(38；63)的右边带螺纹部分。

13．按照权利要求11所述的设备，其特征是引导机构包括：

左导块(52)能在第一轴(54)上转动；和

右导块(53)能在第二轴(55)上转动，第二轴(55)的取向与第一轴(53)平行，

该第二驱动机构与该左导块和右导块相连，以使导块(52,53)在第一和第二轴(54,55)上以相反的方向间歇地转动。

14．按照权利要求11中一个所述的设备，其特征是该引导机构还包括导轮(50,51；72,73)，在导轮上为承载元件装设圆周凹槽，该导轮(50,51；72,73)可转动地，至少通过中间元件(64,65)固定到导块(52,53；60,61)上。

15．按照权利要求14所述的设备，其特征是导轮(72,73)可转动地并相互倾斜地固定在该导块(60,61)。

16．按照权利要求14所述的设备，其特征是各个杆(64,65)作为可在每个导块(60,61)内作线性运动的中间元件，该导轮(72,73)是可转动地固定在可动的杆(64,65)上，为连接两个杆(64,65)装设连接机构(66-71)以迫使各个杆总是以相反的方向运动。

17．按照权利要求11所述的设备，其特征是第一和第二驱动机构(22,40；63)是速度可变的步进马达。

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