CN115323816A

CN115323816A - 一种钢丝变形装置、其使用方法及帘线生产装置

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Publication number: CN115323816A
Application number: CN202211051124.3A
Authority: CN
Inventors: 周志嵩; 寇首鹏; 姚海东; 姚利丽; 柯增光; 段鸿宾
Original assignee: Jiangsu Xingda Steel Tyre Cord Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Xingda Steel Tyre Cord Co Ltd
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2042-08-31
Also published as: CN115323816B; WO2024045309A1

Abstract

本发明公开了一种钢丝变形装置、其使用方法及帘线生产装置，该变形装置包括多对变形单元组，变形单元组包括两个相啮合的变形单元；每对变形单元组中至少包括一个具有部分凸齿的变形单元；多个具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置；本发明可使经过的钢丝有序的形成周期性的变形，在后续捻合时钢丝经过捻合点可形成具有高渗透率的扁平帘线。

Description

一种钢丝变形装置、其使用方法及帘线生产装置

技术领域

本发明涉及钢帘线生产技术领域，具体涉及一种钢丝变形装置、其使用方法及帘线生产装置。

背景技术

汽车轮胎在行驶过程中对轮胎的性能要求较高，尤其是对轮胎带束层的帘线有取向性的要求，一般情况下都是希望轮胎径向上，钢帘线的刚度小，挠性增加，柔软性增加，从而在通过一些不平整的路面时具有较好的舒适性；然而在轮胎轴向上，希望带束层帘线的刚度增大，从而使轮胎在转弯时的滞后性降低，提高转向性能，实现汽车操控性的提升。

常规的钢帘线在圆周方向上基本都具有相同的性能，因此，不能实现轮胎带束层这种差异性的需求。而具有不同方向性能的帘线均需要进行特殊的加工方法。CN216551323U专利中公开了一种辊针式的变形装置，可以实现帘线中相邻钢丝一个变形处理，一个不变形处理，可以提高帘线的渗胶率和帘线伸长率。US08956706专利中公开了一种钢丝的变形装置，变形后的钢丝作为芯股可以提高帘线的渗胶率。

现有技术中均通过钢丝变形来提高帘线的渗胶率，都没有提到钢丝变形部位在帘线中的组合，从而无法实现轮胎对帘线不同方向上的性能需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢丝变形装置、其使用方法及帘线生产装置，以解决现有技术中不能通过变形装置中变形部位的组合生产出可捻合成扁平帘线的钢丝。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明公开了一种钢丝变形装置，包括多对变形单元组，所述变形单元组包括两个相啮合的变形单元；每对所述变形单元组中至少包括一个具有部分凸齿的变形单元；

多个所述具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置。

进一步地，所述具有部分凸齿的变形单元包括用于安装凸齿的圆环，所述凸齿在圆环的外周周期性的设置。

进一步地，所述变形单元还包括刻度盘，多个所述圆环依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置在刻度盘上。

进一步地，每个所述具有部分凸齿的变形单元的圆环上均设有定位孔，多个所述圆环的定位孔相对于同一凸齿在圆周方向依次相差α°；

多个所述圆环的定位孔通过同一定位销连接，以使多个所述圆环依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置。

进一步地，所述具有部分凸齿的变形单元包括用于安装凸齿的椭圆环或用于安装凸齿的正多边形环；

所述凸齿在椭圆环或正多边形环的外周周期性的设置。

进一步地，所述凸齿为渐开线齿、梯形齿或圆弧形齿。

进一步地，每对所述变形单元组包括一个具有部分凸齿的变形单元和与其啮合的具有全齿的变形单元或具有具有部分凸齿的变形单元。

进一步地，当具有部分凸齿的变形单元中凸齿的弧长t＝M/(n×N)时，所有变形单元组中的具有全齿的变形单元为一全齿齿轮；其中，M为凸齿的齿底圆周长，N为圆环上凸齿的个数，n为帘线中所要变形的钢丝根数。

第二方面，本发明公开了一种根据第一方面所述的钢丝变形装置的使用方法，包括：

变形装置对进入其内部的钢丝进行变形处理；

变形装置的多对变形单元组中具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置，以使进入的钢丝有序的形成周期性的变形。

第三方面，本发明公开了一种钢帘线生产装置，包括第一方面提供的变形装置，所述变形装置的两侧分别设有第一过线导轮组和第二过线导轮组；

所述第一过线导轮组、变形装置和第二过线导轮组位于同一直线上，以使从第一过线导轮组出线的钢丝经变形装置变形后平行进入至第二过线导轮组。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：本发明的变形装置包括多对变形单元组，钢丝经过变形单元组进行变形处理，通过变形单元组中具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°的设置形式，可使经过的钢丝有序的形成周期性的变形，在后续捻合时钢丝经过捻合点可形成具有高渗透率的扁平帘线；由本申请变形装置变形的钢丝生产的帘线应用于轮胎带束层，可以提升轮胎的使用性能，实现良好的驾驶舒适性以及驾驶操作性。

附图说明

图1为本发明帘线生产装置的示意图；

图2为本发明变形装置一种形式的布置示意图；

图3为本发明一对变形单元装配的侧视图；

图4为本发明变形装置中具有部分凸齿的变形单元的一种装配侧视图；

图5为本发明变形装置另一种形式的布置示意图及装配侧视图；

图6为本发明变形装置中具有部分凸齿的变形单元的一种装配侧视图；

图7为本发明变形装置中具有部分凸齿的变形单元的一种装配侧视图；

图8为本发明帘线生产装置生产出帘线的一种截面示意图；

图9为本发明帘线生产装置生产出帘线的另一种截面示意图；

图10为常规帘线的在一个捻距内的正视图；

图11为本发明帘线生产装置生产出的帘线在一个捻距内的正视图；

图12为本发明多个变形单元定位孔的设置示意图及多个变形单元的装配示意图；

图13为本发明变形单元组的安装框架示意图；

图14为本发明变形装置的一种装配示意图。

其中：1、变形单元一；2、变形单元二；3、变形单元三；4、变形单元四；5、变形单元五；6、变形单元六；7、变形单元七；8、变形单元八；9、变形单元九；10、变形单元十；11、刻度盘；12、放线单元组；13、第一过线导轮组；14、变形装置；15、变形后的钢丝；16、第二过线导轮组；17、分线装置；18、捻合点；19、捻股主机；20、定位销。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1至图14所示，一种钢丝变形装置，包括多对变形单元组，所述变形单元组包括两个相啮合的变形单元；每对所述变形单元组中至少包括一个具有部分凸齿的变形单元；多个所述具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置。

本发明的变形装置包括多对变形单元组，钢丝经过变形单元组进行变形处理，通过变形单元组中具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°的设置形式，可使经过的钢丝有序的形成周期性的变形，在后续捻合时钢丝经过捻合点可形成具有高渗透率的扁平帘线；由本申请变形装置变形的钢丝生产的帘线应用于轮胎带束层，可以提升轮胎的使用性能，实现良好的驾驶舒适性以及驾驶操作性。

在一些实施例中，具有部分凸齿的变形单元包括用于安装凸齿的圆环，在另外一些实施例中，可采用椭圆环或正多边形环的形式安装凸齿。由于圆环安装使用更加方便，本申请优选采用圆环安装凸齿，凸齿在圆环的外周周期性的设置。

变形单元中具有凸齿的圆环可采用不同形式的固定方式进行固定，如图3所示提供了一种通过刻度盘进行固定的形式，如图12所示，提供了一种通过在圆环上设置定位孔进行固定的形式。

如图3所示，变形单元上的刻度盘11或定位结构用于每组变形单元间的装配，使变形单元组与变形单元组之间能够按顺序依次满足凸齿在圆周方向上相差角度α安装。

如图12所示，变形单元一1、变形单元二2、变形单元三3、变形单元四4、变形单元五5，为采用定位孔的方式来实现五片变形单元之间的装配，五片变形单元定位孔的加工要求如图12所示，依次相差α°。装配时将五片变形单元定位孔对齐，并插入定位销20，然后固定于轴上即可，这种定位方式相对于使用刻度盘11来进行对齐显得更为方便。

在本申请中，变形单元六6、变形单元七7、变形单元八8、变形单元九9和变形单元十10分别和变形单元一1、变形单元二2、变形单元三3、变形单元四4、变形单元五5相啮合设置，如图2所示。

本发明的实施例中采用五对变形单元组进行举例说明，该实施例可生产出五根有序周期性变形的钢丝，在另外一些实施例中，可采用六对或更多对变形单元组，以生产出六根或更多根有序周期性变形的钢丝。

在本申请的一个实施例中，假设所要捻制的帘线为1×5结构，角度α的计算公式为360°/(5*N)，变形单元的参数确定如下：

变形单元上的凸齿分度圆的周长设计为N倍的L，N为圆环上凸齿的个数，L为相邻凸齿间的弧长。当捻制的帘线为1×6结构时，角度α的计算公式为360°/(6*N)，当捻制的帘线为1×7结构时，角度α的计算公式为360°/(7*N)。

进一步地，具有部分凸齿的变形单元上相邻凸齿间的弧长为L，与帘线一个捻距上解捻钢丝的长度相同，相同是指在一定公差范围内的相同，如两者的实际测量长度相差不超过1mm，甚至0.5mm；

进一步地，变形单元上的凸齿齿底的弧长长度t满足t≤M/2N，M为齿底圆周长。

进一步地，变形单元上的凸齿结构为渐开线齿、梯形齿或圆弧形齿，优先选择为圆弧形齿。

进一步地，五个上变形单元(变形单元一1、变形单元二2、变形单元三3、变形单元四4、变形单元五5)和五个下变形单元(变形单元六6、变形单元七7、变形单元八8、变形单元九9和变形单元十10)分别固定于各自的转轴，且依次按照α装配后，变形单元间没有相对转动。

在一个实施例中，以生产1×5×0.30的帘线为例，单片变形单元上的弧长L为12.5mm，变形单元上凸齿分度圆周长由9个L组成，即N＝9，则分度圆直径为35.82mm，取整为36mm，齿顶圆直径为37mm，齿底圆直径为35mm，齿高1mm。

1×5×0.30帘线的理论粗度为0.810mm，帘线捻距根据计算设置为T＝12.4mm。本实施例中，钢丝变形装置中的每个凸齿的弧长t＝M/5N＝3.14*35/(9×5)＝2.44mm，齿高1.0mm。此时装配后钢丝变形装置的侧视图如图4中所示，装配角度α＝360°/5/9＝8°。图中仅给出了变形单元组中的上变形单元，下变形单元由于需要与上变形单元进行齿合，因此在确定上变形单元的装配位置后，按相同的方法依次按顺序确定下变形单元的装配即可。

当且仅当t＝M/5N时，可将下半部分的变形单元选用为一个标准的全齿齿轮代替，如图5中所示，其总装图如图14所示。

在另外一个实施例中，仍以生产1×5×0.30的帘线为例，单片变形单元上的弧长L为12.5mm，变形单元上凸齿分度圆周长由9个L组成,即N＝9，则分度圆直径为35.82mm，取整为36mm，齿顶圆直径为36.5mm，齿底圆直径为35.5mm，齿高0.5mm。

1×5×0.30帘线的理论粗度为0.810mm，帘线捻距根据计算设置为T＝12.4mm。本实施例中，钢丝变形装置中的每个凸齿的弧长t＝1.6mm＜M/5N＝3.14*35.5/(9×5)＝2.47mm，齿高0.5mm；角度α＝360°/5/9＝8°。

当且仅当t＜M/5N的情况下，钢丝变形装置14中的5对变形单元中，有一对变形单元为常规全齿齿轮，并保证其分度圆直径为36mm，如图6中所示的仅为钢丝变形装置中4片变形单元的装配侧视图。图中仅给出了变形单元组中4片变形单元的上变形单元部分，下变形单元由于需要与上变形齿单元进行齿合，因此在确定上变形单元的装配位置后，按相同的方法依次按顺序确定下变形单元的装配即可。

在另外一个实施例中，仍以生产1×5×0.30的帘线为例，单片变形单元上的弧长L为12.5mm，变形单元上的凸齿分度圆周长由9个L组成,即N＝9，则分度圆直径为35.82mm，取整为36mm，齿顶圆直径为37mm，齿底圆直径为35mm，齿高1mm。

1×5×0.30帘线的理论粗度为0.810mm，帘线捻距根据计算设置为T＝12.4mm。本实施例中，钢丝变形装置中的每个凸齿的弧长t＝4.0mm，满足M/5N＜t＜M/2N，其中M/5N＝3.14*35/(9×5)＝2.44mm，M/2N＝6.10mm，齿高1mm；此时装配后，单组变形单元组的啮合侧视图如图3所示；钢丝变形装置的侧视图如图6中所示，角度α＝360°/5/9＝8°，图中仅给出了变形单元组中的上变形单元部分，下变形单元由于需要与上变形单元进行齿合，因此在确定上变形单元的装配位置后，按相同的方法依次按顺序确定下变形单元的装配即可。

实施例2

基于实施例1的变形装置，本实施例公开了一种钢丝变形装置的使用方法，包括：变形装置14对进入其内部的钢丝进行变形处理；变形装置14的多对变形单元组中具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置，以使进入的钢丝有序的形成周期性的变形。

通过该方法可使经过变形装置变形的钢丝有序的形成周期性的变形，在后续捻合时变形后的钢丝15经过捻合点可形成具有高渗透率的扁平帘线。

实施例3

基于实施例1的变形装置，该实施例提供了一种帘线生产装置，以1×5结构帘线的生产过程举例说明。五根放线钢丝从放线单元组12同时放线，经过第一过线导轮组13后，进入钢丝变形装置14，从变形装置14中出线后经过第二过线导轮组16，钢丝在第一过线导轮组13与第二过线导轮组16上应保持平行，使各个钢丝在经过变形装置14时，能够依次经过各自的变形单元组，从而实现各钢丝间依次有序的变形，且每根钢丝的变形为周期性的变形，变形周期的长度为L。

变形后的钢丝在经过分线装置17后到捻合点18，从而进入捻股主机19中按照设计的捻距T进行捻制，生产出的帘线其截面形状如图8及图9所示，轴向正视图如图11中所示，该帘线为具有扁平结构的帘线，该帘线应用于轮胎带束层，可以提升轮胎的使用性能，实现良好的驾驶舒适性以及驾驶操作性。

在一些进一步地实施例中，帘线的捻距T设置满足以下要求，可方便的生产出具有扁平结构的帘线：

其中：L为钢丝变形的周期长度，也是具有部分凸齿结构的变形单元上相邻凸齿间在分度圆上的弧长长度，D为帘线的直径，d为钢丝的直径。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims

1.一种钢丝变形装置，其特征在于，包括多对变形单元组，所述变形单元组包括两个相啮合的变形单元；每对所述变形单元组中至少包括一个具有部分凸齿的变形单元；

2.根据权利要求1所述的钢丝变形装置，其特征在于，所述具有部分凸齿的变形单元包括用于安装凸齿的圆环，所述凸齿在圆环的外周周期性的设置。

3.根据权利要求2所述的钢丝变形装置，其特征在于，所述变形单元还包括刻度盘(11)，多个所述圆环依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置在刻度盘(11)上。

4.根据权利要求2所述的钢丝变形装置，其特征在于，每个所述具有部分凸齿的变形单元的圆环上均设有定位孔，多个所述圆环的定位孔相对于同一凸齿在圆周方向依次相差α°；

5.根据权利要求1所述的钢丝变形装置，其特征在于，所述具有部分凸齿的变形单元包括用于安装凸齿的椭圆环或用于安装凸齿的正多边形环；

所述凸齿在椭圆环或正多边形环的外周周期性的设置。

6.根据权利要求1所述的钢丝变形装置，其特征在于，所述凸齿为渐开线齿、梯形齿或圆弧形齿。

7.根据权利要求1所述的钢丝变形装置，其特征在于，每对所述变形单元组包括一个具有部分凸齿的变形单元和与其啮合的具有全齿的变形单元或具有具有部分凸齿的变形单元。

8.根据权利要求7所述的钢丝变形装置，其特征在于，当具有部分凸齿的变形单元中凸齿的弧长t＝M/(n×N)时，所有变形单元组中的具有全齿的变形单元为一全齿齿轮；其中，M为凸齿的齿底圆周长，N为圆环上凸齿的个数，n为帘线中所要变形的钢丝根数。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的钢丝变形装置的使用方法，其特征在于，包括：

变形装置(14)对进入其内部的钢丝进行变形处理；

变形装置(14)的多对变形单元组中具有部分凸齿的变形单元依次按照凸齿在圆周方向相差α°设置，以使进入的钢丝有序的形成周期性的变形。

10.一种钢帘线生产装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的变形装置，所述变形装置(14)的两侧分别设有第一过线导轮组(13)和第二过线导轮组(16)；

所述第一过线导轮组(13)、变形装置(14)和第二过线导轮组(16)位于同一直线上，以使从第一过线导轮组(13)出线的钢丝经变形装置变形后平行进入至第二过线导轮组(16)。