CN109664535B - 一种缆型胎圈丝制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种用于轮胎的缆型胎圈丝制造方法，芯圈沿周向方向转动的同时，外缠线卷成比芯圈的圆环直径小的卷束在芯圈圆环一侧（如A侧）移动至芯圈圆环内，穿过芯圈到达芯圈圆环另一侧（如B侧），移动远离芯圈至芯圈圆环外，再从芯圈圆环外移动至芯圈圆环一侧（A侧），反复移动，从而沿芯圈的圆环周向将外缠线螺旋缠绕在芯圈上，缠绕过程中外缠线卷束的径向所在的平面始终与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行，外缠线不沿外缠线断面轴向扭转，可以快速高效地制造排线质量良好的缆型胎圈丝。本发明还公开了一种缆型胎圈丝制造设备。根据本发明提供的一种缆型胎圈丝制造方法及设备，可以快速高效地制造排线质量良好的缆型胎圈丝。

Description

一种缆型胎圈丝制造方法及设备

技术领域

本发明涉及轮胎生产技术领域，特别是涉及一种缆型胎圈丝制造方法及设备。

背景技术

轮胎一般由胎冠、胎侧、胎圈构成，胎圈箍紧在轮辋上，给轮胎胎体提供了支撑点，承载着胎体的外向膨胀压力和轮胎转弯行驶中的横向作用力，因此胎圈丝要求具有高强度，结构紧密坚固，稳定不易变形等性能。缆型胎圈丝相比于常见的钢丝沿周向平行排列的胎圈丝，具有更优异的抗冲击性能，更良好的结构稳定性、更均匀的受力分布等优点，更多被应用于轮胎中，特别是航空轮胎、工程轮胎等。缆型胎圈是通过外缠线连续螺旋地缠绕在芯圈上，每一层外缠线为一根丝线，反复缠绕后外缠线末端与外缠线顶端相靠近，采用套管连接末端与顶端，形成一个螺旋封闭的缠绕层。目前生产缆型胎圈丝有机械缠绕方式和人工缠绕方式，人工缠绕劳动强度大且生产效率不高。

CN103170560A、CN102814433A揭露了机械缠绕的装置，然而由于缠绕过程中外缠线存在较大的内部扭曲应力，外缠线不能与芯圈紧密贴合。CN201310026471.5、CN101200120A揭露了机械缠绕的制造方法与装置，然而实施过程中存在一些问题：首先，外缠线顶端固定在芯圈上时，外缠线与芯圈为线接触存在相对滑动，外缠线顶端会随着缠绕的进行而不断的移动，使得缠绕时效。其次，在缠绕初期，芯圈沿圆周方向运动时，外缠线顶端会突出，使得经过导轮位置时会形成阻碍，导致芯圈钢丝走线速度不均匀，影响缠绕效果。再次，在缠绕后期，由于后缠绕的外缠线逐渐接近先缠绕的外缠线，易相互干扰使得排线混乱，缠绕质量不能得到保证。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种缆型胎圈丝制造方法及设备。

本发明的一种缆型胎圈丝制造方法，用于沿芯圈圆环周向将外缠线螺旋缠绕在芯圈上，芯圈圆环包括第一侧和第二侧，该制造方法包括以下步骤：

S1.芯圈沿周向方向转动时，外缠线卷成比芯圈的圆环直径小的卷束且位于芯圈圆环的第一侧；

S2.外缠线从芯圈圆环的第一侧移动到芯圈圆环内；

S3.外缠线从芯圈圆环内穿过芯圈到达芯圈圆环的第二侧；

S4.外缠线从芯圈圆环的第二侧移动远离芯圈至芯圈圆环外；

S5.外缠线从芯圈圆环外移动至芯圈圆环的第一侧；

重复上述步骤S2-S5，且外缠线在此过程中不沿外缠线断面轴向扭转。

较佳地，外缠线卷束的径向所在的平面始终与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行。

较佳地，外缠线预先缠绕第一圈，并暂时固定外缠线顶端，直至第二圈经过外缠线顶端时，把第二圈置于外缠线顶端的缠绕方向一侧。

较佳地，外缠线顶端置于芯圈圆环径向的外侧并且紧靠第二圈外缠线。

本发明另一方面的一种缆型胎圈丝制造设备，用以实现使用上述缆型胎圈丝制造方法生产缆型胎圈丝，该制造设备包括机架、外缠线连杆机构、芯圈保持架、芯圈压线导轮组、芯圈驱动轮、绕线开合套、工字轮卷筒和摆臂机构，所述外缠线连杆机构设置于所述机架下方，所述芯圈保持架、芯圈压线导轮组和芯圈驱动轮固定于所述机架上方的立柱上，所述芯圈压线导轮组和所述芯圈驱动轮均位于所述芯圈保持架的上方，所述绕线开合套固定于所述机架上方的立柱顶端，所述外缠线连杆机构与所述摆臂机构通过连杆相连，所述摆臂机构与所述工字轮卷筒连接用以带动所述工字轮卷筒运动；芯圈在芯圈压线导轮组的作用下压紧在芯圈驱动轮上，在芯圈驱动轮的作用下沿芯圈圆环的周向转动；所述绕线开合套包括伺服电机、开合齿轮、小气缸和小齿轮，所述开合齿轮在所述小齿轮的作用下沿缠绕方向旋转从而引导外缠线缠绕，所述开合齿轮在所述小气缸的作用下实现开合操作从而方便芯圈的安装与拆卸。

较佳地，所述工字轮卷筒的径向所在的平面始终与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行。

较佳地，所述开合齿轮的内径在D+2d与D+3d之间，其中D为芯圈断面直径，d为外缠线断面直径。

与现有技术相比，本发明的一种缆型胎圈丝制造方法及设备，通过芯圈压线导轮组、芯圈驱动轮和芯圈保持架共同为芯圈运转提供动力、保持芯圈不变形和限定芯圈运转路径，通过绕线开合套引导外缠线沿芯圈圆环周向进行缠绕，通过工字轮卷筒径向所在平面与芯圈圆环径向所在平面平行或近似平行的设计使得外缠线紧密贴合在芯圈圆环上，生产操作方便，生产效率高，产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明一实施例的芯圈圆环与外缠线卷束缠绕示意图。

图2A为本发明一实施例的芯圈圆环径向所在平面与外缠线卷束径向所在平面平行的缠绕示意图。

图2B为本发明一实施例的芯圈圆环径向所在平面与外缠线卷束径向所在平面平行时缠绕的断面示意图。

图3A为本发明一实施例的芯圈圆环径向所在平面与外缠线卷束径向所在平面垂直的缠绕示意图。

图3B为本发明一实施例的芯圈圆环径向所在平面与外缠绕卷束径向所在平面垂直时缠绕的断面示意图。

图4A为本发明一实施例的一种缆型胎圈丝制造设备的结构示意图。

图4B为本发明一实施例的一种缆型胎圈丝制造设备的绕线开合套的正视图。

图4C为本发明一实施例的一种缆型胎圈丝制造设备的绕线开合套的侧视图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参见图1，芯圈10制作成芯圈圆环11，外缠线20卷成外缠线卷束21。芯圈10在外力作用下沿周向方向转动的同时，外缠线卷束21在线圈圆环11一侧移动到芯圈圆环11内，穿过芯圈到达芯圈圆环11另一侧，移动远离芯圈至芯圈圆环11外，再从芯圈圆环11外移动至芯圈圆环11一侧，反复移动，从而沿芯圈圆环11周向将外缠线20螺旋缠绕在芯圈10上。

请结合参见图2A和图2B，缠绕过程中，外缠线卷束21的径向所在的平面始终与芯圈圆环11的径向所在的平面平行或近似平行。从上至下，图2A中上一图至上二图为外缠线卷束21在芯圈圆环11一侧移动至芯圈圆环11内，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图2B中左一图所示；图2A中上二图至上三图为外缠线卷束21穿过芯圈10到达芯圈圆环11另一侧，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图2B中左二图所示；图2A中上三图至上四图为外缠线卷束21移动远离芯圈10至芯圈圆环11外，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图2B中左三图所示；图2A中上四图循环至上一图为外缠线卷束21从芯圈圆环11外移动至芯圈圆环11一侧，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图2B中左四图所示。在此过程中，外缠线20沿芯圈10断面轴向旋转，但是外缠线自身不沿外缠线20断面轴向扭转。

请结合参见图3A和图3B，缠绕过程中，外缠线卷束21的径向所在的平面与芯圈圆环11的径向所在的平面垂直。从上至下，图3A中上一图至上二图为外缠线卷束21在芯圈圆环11一侧移动至芯圈圆环11内，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图3B中左一图所示；图3A中上二图至上三图为外缠线卷束21穿过芯圈10到达芯圈圆环11另一侧，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图3B中左二图所示，外缠线20在沿芯圈10断面轴向旋转的同时，外缠线20也沿自身断面轴向发生扭转；图3A中上三图至上四图为外缠线卷束21移动远离芯圈10至芯圈圆环11外，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图3B中左三图所示；图3A中上四图循环至上一图为外缠线卷束21从芯圈圆环11外移动至芯圈圆环11一侧，此时芯圈10与外缠线20的端面示意图为图3B中左四图所示，外缠线20在沿芯圈10断面轴向旋转的同时，外缠线20也沿自身断面轴向发生扭转。外缠线20沿自身断面轴向扭转则外缠线20将发生扭曲，不能紧密贴合在芯圈圆环11上。

在缠绕的起始阶段，外缠线顶端会随着缠绕的进行而不断地沿着芯圈10断面轴向往缠绕方向移动，外缠线20预先缠绕第一圈，并暂时固定外缠线顶端，直至第二圈经过外缠线顶端时，将第二圈置于外缠线顶端的缠绕方向一侧，从而外缠线顶端被第二圈外缠线所约束，使得外缠线顶端不会自由移动。

将外缠线顶端置于芯圈圆环11径向的外侧，由于外缠线卷束21直径小于芯圈圆环11的直径，外缠线顶端将紧密贴合于芯圈10，并且紧靠第二圈外缠线，从而外缠线顶端突起被第二圈外缠线所引导。

请结合参见图4A、图4B和图4C，本发明另一方面的一种缆型胎圈丝制造设备，用以实现使用上述缆型胎圈丝制造方法生产缆型胎圈丝，该制造设备包括机架31、外缠线连杆机构32、芯圈保持架33、芯圈压线导轮组34、芯圈驱动轮35、绕线开合套36、工字轮卷筒37和摆臂机构38，外缠线连杆机构32设置于机架31的下方，芯圈保持架33、芯圈压线导轮组34和芯圈驱动轮35固定于机架31上方的立柱上，芯圈压线导轮组34和芯圈驱动轮35均位于芯圈保持架33的上方，绕线开合套36固定于机架31上方的立柱顶端，外缠线连杆机构32与摆臂机构38通过连杆相连，摆臂机构38与工字轮卷筒37连接用以带动工字轮卷筒37运动；绕线开合套36包括伺服电机361、开合齿轮362、小气缸363和小齿轮364，伺服电机361为小齿轮364和小气缸363提供动力，开合齿轮362在小齿轮364的作用下沿缠绕方向旋转从而引导外缠线缠绕，开合齿轮362在小气缸363的作用下实现开合操作从而方便芯圈的安装与拆卸。

芯圈保持架33、芯圈压线导轮组34和芯圈驱动轮35共同起到保持芯圈不变形同时限定芯圈运转路径的作用，芯圈驱动轮35还具有驱动芯圈沿芯圈圆环周向转动的作用；外缠线连杆机构32为摆臂机构38的运动提供动力。

工字轮卷筒37的径向所在的平面与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行，以防止外缠线沿自身断面轴向扭转，从而确保外缠线紧密贴合在芯圈圆环上。

开合齿轮362的内径在D+2d与D+3d之间，其中D为芯圈断面直径，d为外缠线断面直径，在缠绕后期，外缠线将被开合齿轮362的内径约束，防止出现排线压线、错乱现象。

将芯圈放在芯圈驱动轮35上，芯圈在芯圈压线导轮组34的作用下压紧在芯圈驱动轮35上，芯圈压紧后，调节芯圈保持架33和绕线开合套36，开合齿轮362在小气缸364的作用下将芯圈压紧，打开芯圈驱动轮35的开关后，芯圈在芯圈驱动轮35的作用下沿芯圈圆环的周向运动。

将外缠线预先卷在工字轮卷筒37上，工人先将外缠线在芯圈上预先缠绕第一圈，并将外缠线顶端置于芯圈圆环径向的外侧，暂时固定外缠线顶端，直至第二圈经过外缠线顶端时把第二圈置于外缠线顶端的缠绕方向一侧，然后启动设备，通过外缠线连杆结构32带动摆臂机构38运动，摆臂机构38带动工字轮卷筒37运动，开合齿轮362在小齿轮364的作用下沿缠绕方向旋转从而引导外缠线缠绕。

摆臂机构38在外缠线连杆机构32的带动下做钟摆运动，从而使工字轮卷筒37相对于芯圈圆环表面重复地横穿至芯圈圆环的内侧和外侧，从工字轮卷筒37抽出的外缠线在开合齿轮364的作用下沿缠绕方向旋转引导外缠线缠绕。工字轮卷筒37由芯圈圆环外侧移动至芯圈圆环内侧时，开合齿轮364引导外缠线由芯圈圆环外移动至芯圈圆环一侧再移动至芯圈圆环内；工字轮卷筒37由芯圈圆环内侧移动至芯圈圆环外侧时，开合齿轮364引导外缠线由芯圈圆环内移动至芯圈圆环另一侧再移动至芯圈圆环外，由此保证从工字轮卷筒37抽出的外缠线长度保持在合适范围内，不会因外缠线长度过长导致缠绕问题。

开合齿轮362在齿轮364作用下的旋转速度与芯圈周向转动速度改变则可以进行不同捻距的缠绕。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种缆型胎圈丝制造方法，用于沿芯圈圆环周向将外缠线螺旋缠绕在芯圈上，芯圈圆环包括第一侧和第二侧，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

S1.芯圈沿周向方向转动时，外缠线卷成比芯圈的圆环直径小的卷束且位于芯圈圆环的第一侧；

S2.外缠线从芯圈圆环的第一侧移动到芯圈圆环内；

S3.外缠线从芯圈圆环内穿过芯圈到达芯圈圆环的第二侧；

S4.外缠线从芯圈圆环的第二侧移动远离芯圈至芯圈圆环外；

S5.外缠线从芯圈圆环外移动至芯圈圆环的第一侧；

重复上述步骤S2-S5，且外缠线在此过程中不沿外缠线断面轴向扭转；

其中，在缠绕的起始阶段，将外缠线预先缠绕第一圈，并暂时固定外缠线顶端，直至第二圈经过外缠线顶端时，把第二圈置于外缠线顶端的缠绕方向一侧，外缠线顶端置于芯圈圆环径向的外侧并且紧靠第二圈外缠线。

2.如权利要求1所述的一种缆型胎圈丝制造方法，其特征在于，外缠线卷束的径向所在的平面始终与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行。

3.一种缆型胎圈丝制造设备，用以实现使用如权利要求1-2任意一项所述的一种缆型胎圈丝制造方法生产缆型胎圈丝，其特征在于，包括机架、外缠线连杆机构、芯圈保持架、芯圈压线导轮组、芯圈驱动轮、绕线开合套、工字轮卷筒和摆臂机构，所述外缠线连杆机构设置于所述机架下方，所述芯圈保持架、芯圈压线导轮组和芯圈驱动轮固定于所述机架上方的立柱上，所述芯圈压线导轮组和所述芯圈驱动轮均位于所述芯圈保持架的上方，所述绕线开合套固定于所述机架上方的立柱顶端，所述外缠线连杆机构与所述摆臂机构通过连杆相连，所述摆臂机构与所述工字轮卷筒连接用以带动所述工字轮卷筒运动；芯圈在芯圈压线导轮组的作用下压紧在芯圈驱动轮上，在芯圈驱动轮的作用下沿芯圈圆环的周向转动；所述绕线开合套包括伺服电机、开合齿轮、小气缸和小齿轮，所述开合齿轮在所述小齿轮的作用下沿缠绕方向旋转从而引导外缠线缠绕，所述开合齿轮在所述小气缸的作用下实现开合操作从而方便芯圈的安装与拆卸。

4.如权利要求3所述的一种缆型胎圈丝制造设备，其特征在于，所述工字轮卷筒的径向所在的平面始终与芯圈圆环的径向所在的平面平行或近似平行。

5.如权利要求3所述的一种缆型胎圈丝制造设备，其特征在于，所述开合齿轮的内径在D+2d与D+3d之间，其中D为芯圈断面直径，d为外缠线断面直径。

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