CN107074043A - 通过单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造该钢丝胎圈的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种使用单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造所述钢丝胎圈的方法。所述方法包括：制造芯丝，并且通过对围绕所述芯丝的外圆周表面的层丝进行绞绕而捻得双绞线；对接焊合所述双绞线的两个端部；初次热处理以及二次热处理对接焊合后的双绞线；以及研磨或切削对接焊合后的部分，使得所焊合的部分的直径大于所述双绞线的直径的约100％并且小于所述双绞线的直径的约110％。

Description

通过单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造该钢丝胎圈的方法
技术领域
一个或多个示例性实施例涉及使用单次焊接制造的钢丝胎圈(cable bead)以及制造该钢丝胎圈的方法，并且更具体地，涉及一种使用单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造该钢丝胎圈的方法，其中通过绞绕芯丝(core wire)和层丝(layer wire)而捻得的双绞线被对接焊以制造钢丝胎圈，从而在降低成本的同时提高工作效率和生产率。
背景技术
轮胎被安装在构成车轮外圆周的轮辋(rim)上。轮胎的整体性能，诸如可安装性和操纵稳定性，取决于轮胎与轮辋之间的结合关系，结合部件的设计十分重要。车轮的轮辋与轮胎之间的结合部分被称为胎圈(bead)部分。通常，在以层的形式缠绕4-6个钢丝以形成4-6层结构的扣紧过程中，将环形胎圈芯(bead core)插入车辆轮胎的胎圈部分中。胎圈芯固定并支撑覆盖有相对坚固的橡胶的胎体钳(carcass plier)，以构成轮胎主体。也就是说，胎圈芯充当充气轮胎的强化材料。通过转动轮胎、通过轮胎内部的气压以及通过经由地面传递的负荷而生成的各种各样的力被传递给胎圈芯。在此背景下，胎圈芯在相对于轮胎的可安装性方面具有优势，但还可能引起丝间段差，该段差是由扣紧过程形成的层结构造成的。
同时，钢丝胎圈是通过以螺旋方式将层状钢丝围绕环形芯丝的外圆周表面缠绕几次、并且然后用管子或卡合型装置固定该层状钢丝的两个端部而制成的，其中环形芯丝的两个端部被对接焊合而不存在扣紧过程。与胎圈芯一样，钢丝胎圈还充当轮胎的强化材料。钢丝胎圈整体上维持与胎圈芯类似的形状，并且具有优异的抗惯性力矩引起的变形的性能，并且在操纵稳定性方面具有优势。然而，这需要单独的生产机器并且制造过程复杂，从而在成本经济性方面显出劣势。
更具体地，传统钢丝胎圈是通过下文所述的制造过程制造的。
如图1所示，通过一系列钢丝制造操作制造芯丝，包括：表面处理、钢丝韧化、拉拔等等。制造后的芯丝被切割为预定长度，并且将其两端对接焊合从而形成芯圈1。还通过一系列钢丝制造操作制造层丝2，包括：表面处理、钢丝韧化、拉拔等等。
将芯圈1安装在与钢丝胎圈4分离制造的胎钳(未示出)上，并且通过以螺旋方式围绕芯圈1的外圆周转动来缠绕一圈层线2，这被称为是卷丝(cabling)。
更具体地，单独地围绕小线轴(未示出)缠绕该层丝2，并且将层丝2拉拔至芯圈1，其中该小线轴几乎正交于胎钳的旋转轴并且可自由转动。该小线轴自旋转以防止扭曲。层丝2以螺旋方式围绕芯圈1，芯圈1通过胎钳的自旋转而转动。通过这一过程制得钢丝胎圈4，其中层丝2以螺旋方式围绕芯圈1的外圆周表面绞绕。
层丝2重复转动至少6次并且至多30次，这取决于所需的钢丝胎圈4的结构，此处理花费大量时间。而且，不得不执行将层丝2固定至芯圈1的过程，这对于生产率而言是不利的。
一旦完成以螺旋方式围绕芯圈1缠绕层丝2的卷丝过程，就必须执行如图2所示的套筒过程以将层丝2的两个端部与管子3固定在一起，这使得钢丝胎圈制造过程变得麻烦。
此外，如果层丝2是以芯圈1上的多个层的形式形成的，则必须在每缠绕一圈时重复执行卷丝和套筒过程，这使得制造过程累赘并且提高了制造成本和劳动力，因为每一层都需要单独的设备和劳动力。
发明内容
一个或多个示例性实施例包括一种通过单次焊接制造的钢丝胎圈以及一种制造该钢丝胎圈的方法，其中通过绞绕芯丝和层丝而捻得的双绞线被对接焊合以制造钢丝胎圈，从而在降低成本的同时提高工作效率和生产率。
技术方案
根据一个或多个示例性实施例，一种基于单次焊接制造钢丝胎圈的方法包括：制造芯丝，并且通过对围绕所述芯丝的外圆周表面的层丝进行绞绕而捻得双绞线；对接焊合所述双绞线的两个端部；初次热处理以及二次热处理对接焊合后的双绞线；以及研磨或切削对接焊合后的部分，使得所焊合的部分的直径大于所述双绞线的直径的约100％并且小于所述双绞线的直径的约110％。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，进一步包括：使用与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属来镀覆所焊合的部分。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，进一步包括：将卡合环耦合至所焊合的部分，所述卡合环镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，进一步包括：镀覆所述层丝，其中所述层丝上的镀覆层的厚度是约0.1m至约1.0m。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，用于所述初次热处理或所述二次热处理的电流和电压小于用于所述对接焊合的焊接电流和焊接电压。
根据本发明的一个或多个实施例，一种使用单次焊接制造的钢丝胎圈包括：绞绕部分，在所述绞绕部分中，层丝围绕芯丝的外圆周表面绞绕；焊合部分，在所述焊合部分中，所述绞绕部分的两个端部被对接焊合；以及卡合环，所述卡合环结合至所述焊合部分，其中所述焊合部分的直径大于所述芯丝与所述层丝绞绕成的双绞线的直径的约100％并且小于所述双绞线的直径的约110％。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，所述焊合部分镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，所述卡合环镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
根据本发明的一个或多个实施例，理想的是，进一步包括镀覆在所述层丝上的镀覆层，其中所述镀覆层的厚度是约0.1m至约1.0m。
将在以下描述中部分地陈述其他方面，并且其他方面将部分地通过该描述而清楚易懂或者可部分地通过所呈现的实施例的实践而习得。
发明的有益效果
在根据本公开的使用单次焊接制造的钢丝胎圈和制造该钢丝胎圈的方法中，通过对围绕芯丝10的外圆周表面的层丝20进行绞绕而捻得的双绞线30被切割为预定长度并且其两个端部被对接焊合，从而在与传统情况相比时，简化了制造过程、改善了生产率并且降低了制造成本，传统情况下钢丝胎圈是通过对接焊合环形芯丝并且对围绕芯丝的外圆周表面的层丝进行绞绕而制得的。
而且，在根据本公开的使用单次焊接制造的钢丝胎圈和制造该钢丝胎圈的方法中，钢丝胎圈是通过对接焊合经过绞绕芯丝和层丝而捻得的双绞线而制造的从而在节省制造成本的同时提高了工作效率和生产率。
附图说明
通过下文结合附图对各实施例的描述，这些和/或其他方面将变得清楚明显并且更易于理解，附图中：
图1示出传统的钢丝胎圈制造过程；
图2示出通过图1中所示的传统钢丝胎圈制造过程制造的钢丝胎圈的主要部分；
图3示出根据本公开的实施例的钢丝胎圈的制造过程；
图4是根据本公开的实施例的钢丝胎圈制造过程的流程图；
图5是根据本公开的另一实施例的钢丝胎圈制造过程的流程图；
图6示出通过图3中所示的钢丝胎圈制造过程制造的钢丝胎圈；
图7示出焊合部分的直径和钢丝直径；
图8示出根据本公开的实施例的钢丝胎圈。
具体实施方式
现在将详细参照各实施例，在附图中图示各实施例的示例，其中贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。就这一点而言，当前实施例可具有不同形式并且不应被理解为受限于本文提出的描述。因此，在下文中仅参照附图描述各示例性实施例以解释本说明书的各方面。
图3示出根据本公开的实施例的钢丝胎圈的制造过程。图4是根据本公开的实施例的钢丝胎圈制造过程的流程图。图5是根据本公开的另一实施例的钢丝胎圈制造过程的流程图。图6示出通过图3中所示的钢丝胎圈制造过程制造的钢丝胎圈。图7示出焊合部分的直径和钢丝直径。图8示出根据本公开的实施例的钢丝胎圈。
根据本公开的实施例的钢丝胎圈的制造过程可包括：操作S1，制造芯丝10，并且通过对围绕芯丝10的外圆周表面的层丝20进行绞绕而捻得双绞线30；操作S2，对接焊合双绞线30的两个端部；操作S3，初次并且二次热处理对接焊合后的双绞线30；以及操作S4，研磨或切削对接焊合部分50，使得对接焊合部分50的直径D小于双绞线30的直径d的110％。
首先，根据本公开的实施例的钢丝胎圈的制造方法包括操作S1：制造芯丝10和层丝20，然后通过对围绕芯丝10的外圆周表面的层丝20进行绞绕而捻得双绞线30。
层丝20以螺旋方式围绕芯丝10的外圆周表面绞绕。接下来，双绞线30被切割为预定长度。双绞线30可具有如下形式：一股层丝20围绕一个芯丝绞绕，或者几股外部层丝20围绕一个芯丝10绞绕。芯丝10和层丝20可具有相同直径或不同直径。
如图3中所示，芯丝10和层丝20主要通过表面处理、钢丝韧化、拉拔等制造。
更具体地，拉拔可包括：初次以及二次拉拔过程或者额外的过程，额外的过程诸如淬火热处理或涂覆。芯丝10和层丝20的制造基于通用钢丝工艺并且将不再赘述。
根据本公开的当前实施例，芯丝10可使用含碳量重量百分比为0.05％-0.7％的低碳钢线材或者高碳钢线材。层丝20可使用含碳量重量百分比为0.5％-1.03％的高碳钢线材。
层丝20镀覆有青铜、黄铜或锌。通常地，镀覆是通过电镀或置换镀覆而执行的，并且镀覆层的厚度是约0.1m至1.0m。通过镀覆，改善了与轮胎的粘附力。
接下来，在操作S2中，被切割为预定长度的双绞线30的两个端部被对接焊合。如图6中所示，双绞线30是如下形式：层丝20围绕芯丝10的外圆周表面绞绕，并且双绞线30的两个端部彼此靠近，使得被设置为面向芯丝10和面向层丝20以准备彼此焊合，然后进行焊合。
焊接电流、焊接电压以及焊合后的冷却时间随着双绞线30的直径而变化。更具体地，如果双绞线30的直径大于4mm并且小于5mm，则焊接电流可以是约855A(大于80A并且小于90A)，焊接电压可以是约252V(大于23V并且小于27V)，并且冷却时间可以是约50.5秒(大于4.5秒并且小于5.5秒)。
如果双绞线30的直径大于约6mm并且小于约7mm，则焊接电流按安培计可以是约1105A(大于约115A并且小于约105A)，焊接电压按伏特计可以是约302V(大于28V并且小于32V)，并且冷却时间可以是50.5秒(大于4.5秒并且小于5.5秒)。
接下来，在操作S3中，对接焊合后的双绞线30进行热处理。
根据本公开的当前实施例，热处理意味着将电流和电压施加至对接焊合部分50预定时间以加热对接焊合部分50。热处理旨在通过焊合后的热处理引起碳组织的球化，因为纤维状珠光体组织(fibrous pearlite tissue)因对接焊合变成速冻组织(quick frozentissue)。
根据本公开的当前实施例，执行两次热处理，并且用于初次热处理或二次热处理的电流和电压小于用于对接焊合的焊接电流和焊接电压。由于用于初次热处理或二次热处理的电流和电压小于用于对接焊合的电流和电压，因此有可能防止碳组织的过度球化并且防止焊合部分50轻易脱离。
接下来，在操作S4中，执行研磨或切削。
执行研磨以通过机械研磨或切削来移除已完成焊合的焊合部分50中生成的不必要的毛边。如图7中所示，根据当前实施例，经过研磨或切削，对接焊合后的焊合部分50的直径小于双绞线30直径的110％。在研磨或切削后，如果焊合部分50的直径超出双绞线30直径的110％，则焊合部分50会从双绞线30过分地突出，降低相对于轮胎的粘附力，使得焊合部分50的直径必须以最小可能的量大于双绞线30的直径，从而防止研磨或切削过程中对双绞线30的损伤。
同时，根据本公开的当前实施例，如图5中所示，该方法可进一步包括：操作S5，镀覆焊合部分50；以及操作S6，将卡合环60耦合至焊合部分50。
镀覆焊合部分50的操作S5是在研磨或切削之后、使用与用于镀覆层丝20的金属相同的金属来镀覆焊合部分50的操作。
如上所述，层丝20镀覆有青铜、黄铜或锌，并且焊合部分50镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属，由此改善相对于轮胎的粘附力。
将卡合环60耦合至焊合部分50的操作S6是将镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属的卡合环60耦合至焊合部分50的操作。卡合环60在结构上保护焊合部分50并且镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属，有助于改善相对于轮胎的粘附力。
可在执行镀覆焊合部分50之后，或跳过镀覆焊合部分50之后，执行将卡合环60耦合至焊合部分50的操作S6。
根据本公开的另一实施例提供一种钢丝胎圈100。
如图8中所示，根据本公开的另一实施例的钢丝胎圈100是通过上述制造钢丝胎圈的方法制造的，并且可包括绞绕部分40、焊合部分50和卡合环60。
绞绕部分40指的是其中芯丝10和层丝20围绕芯丝10的外圆周表面绞绕的部分；并且焊合部分50指的是其中绞绕部分40的两个端部被对接焊合的部分。
也就是，如在上文中制造钢丝胎圈的方法中详细描述的，双绞线30是通过对围绕芯丝10的外圆周表面的层丝20进行绞绕而捻得的，并且双绞线30被切割为预定长度并且其两个端部被对接焊合，由此制造环形钢丝。在此情况下，层丝20的围绕芯丝10的外圆周表面绞绕的部分对应于绞绕部分40，并且双绞线30的两个端部焊合在一起的部分对应于焊合部分50。
制造芯丝10和层丝20的过程以及使用芯丝10和层丝20捻成双绞线30的过程基于通常已知的方法。芯丝10和层丝20由如上所述的碳钢制成，并且层丝20镀覆有青铜、黄铜或锌以改善相对于轮胎的粘附力。已在前文中钢丝胎圈制造过程的描述中描述了芯丝10和层丝20的结构，并且因此将不再详细描述。
如图8中所示，卡合环60是与焊合部分50耦合以保护焊合部分50的环形式的部件。根据本公开的实施例，卡合环60镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属。
根据本公开的当前实施例，焊合部分50的直径大于通过围绕层丝20绞绕芯丝10而制得的双绞线30的直径的约100％并且小于双绞线30的直径的约110％。根据本公开的当前实施例，双绞线30是通过对围绕芯丝10的外圆周表面的一股层丝20进行绞绕而捻成的，或者是通过对围绕芯丝10的外圆周表面的多层层丝20进行绞绕而捻成的。在双绞线30被切割为预定长度之后，其两个端部被对接焊合。
对接焊合后的双绞线30的焊合部分50被机械研磨或切削，以移除焊合后生成的不必要的毛边。焊合部分50的直径因研磨或切削而减小，并且焊合部分50的最终直径大于双绞线30直径的约100％并且小于双绞线30直径的约110％。已描述过将焊合部分的直径设定在上述范围内的原因，并且因此将不再赘述。
焊合部分50可镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属。层丝20镀覆有青铜、黄铜或锌，并且在研磨或切削之后，焊合部分50镀覆有与用于镀覆层丝20的金属相同的金属。已描述了镀覆焊合部分50的效果，并且因此将不再赘述。
照此，在根据本公开的使用单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造该钢丝胎圈的方法中，通过对围绕芯丝10的外圆周表面的层丝20进行绞绕而捻成的双绞线30被切割为预定长度，并且其两个端部被对接焊合，从而在与传统情况相比时，简化了制造过程、改善了生产率并且降低了制造成本，在传统情况下，钢丝胎圈是通过对接焊合环形芯丝并且对围绕芯丝的外圆周表面的层丝进行绞绕而制得的。
此外，在根据本公开的使用单次焊接制造的钢丝胎圈以及制造该钢丝胎圈的方法中，钢丝胎圈是通过对接焊合经过绞绕芯丝和层丝而捻得的双绞线制造的，从而在节省制造成本的同时提高了工作效率和生产率。
应理解的是，本文描述的示例性实施例应被视为是描述性的意义，而非限制性的目的。每个示例性实施例内的各特征或方面的描述通常应被视为可用于其他示例性实施例中的其他类似特征或方面。
虽然已参照附图描述了一个或多个示例性实施例，但本领域普通技术人员应理解的是，可在不脱离由随附权利要求书限定的本发明构思的精神和范围的前提下对各示例性实施例做出形式和细节上的改变。

Claims (9)

1.一种基于单次焊接制造钢丝胎圈的方法，所述方法包括：
制造芯丝，并且通过对围绕所述芯丝的外圆周表面的层丝进行绞绕而捻得双绞线；
对接焊合所述双绞线的两个端部；
初次热处理以及二次热处理对接焊合后的双绞线；以及
研磨或切削对接焊合后的部分，使得所焊合的部分的直径大于所述双绞线的直径的约100％并且小于所述双绞线的直径的约110％。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：使用与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属来镀覆所焊合的部分。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将卡合环耦合至所焊合的部分，所述卡合环镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：镀覆所述层丝，其中所述层丝上的镀覆层的厚度是约0.1m至约1.0m。
5.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述初次热处理或所述二次热处理的电流和电压小于用于所述对接焊合的焊接电流和焊接电压。
6.一种使用单次焊接制造的钢丝胎圈，包括：
绞绕部分，在所述绞绕部分中，层丝围绕芯丝的外圆周表面绞绕；
焊合部分，在所述焊合部分中，所述绞绕部分的两个端部被对接焊合；以及
卡合环，所述卡合环耦合至所述焊合部分，
其中，所述焊合部分的直径大于所述芯丝与所述层丝绞绕成的双绞线的直径的约100％并且小于所述双绞线的直径的约110％。
7.如权利要求4所述的钢丝胎圈，其中所述焊合部分镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
8.如权利要求4所述的钢丝胎圈，其中所述卡合环镀覆有与用于镀覆所述层丝的金属相同的金属。
9.如权利要求6所述的钢丝胎圈，进一步包括：镀覆在所述层丝上的镀覆层，
其中，所述镀覆层的厚度是约0.1m至约1.0m。
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