專利名稱:繞有多個緊密卷在一起的細長元件的卷軸的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種繞有兩個或多個細長元件的卷軸,所述細長元件平行并且多圈地繞在卷軸上。本發(fā)明還涉及一種提供這種卷軸的方法。術語“細長元件”是指其縱向尺寸大于橫截面尺寸數(shù)百倍的元件。這種細長元件的常見例子是圓形或扁平的鋼絲、鋼纜、紡織紗線、銅絞線等。
背景技術:
在已有技術中,用于在單一卷軸上卷繞多個諸如線、纜或繩等細長元件的裝置和設備是公知的。
作為一個例子,當制造帶有鋼纜的橡膠復合物、例如輪胎時,經(jīng)常從卷軸架上抽拉鋼纜,所述卷軸架包括很多數(shù)量的卷軸,例如在某些實施例中是20至150個,而在其它實施例中是500至1000個。大量的鋼纜被平行導向,以插入到兩橡膠層之間。這種系統(tǒng)的缺點是,用滿卷的卷軸替換空卷軸需要很多時間。采用多繞組的卷軸,即在一個卷軸上卷繞多條鋼纜,能夠減少卷軸架上的卷軸數(shù)量,并且提高使用這種卷軸架的靈活性。
但是,多個細長元件從這種單卷軸上的同時退繞可能很困難,并且對多個細長元件的后續(xù)平行加工可能產(chǎn)生無法接受程度的斷裂和加工問題。
在后續(xù)處理期間,退繞的困難和加工問題以及斷裂可能是由于細長元件在卷繞過程中的直徑發(fā)生變化,或者可能是由于細長元件在卷繞過程中纏繞,或者可能是由于細長元件在卷軸上具有不同的長度,雖然它們在同樣的時間繞在同一卷軸上。其它在退繞操作中的困難是由于在卷繞期間,各個細長元件中的拉力不同。
GB-B-1163983公開了一種用于在單一卷軸上卷繞多個細長元件的方法,其目的是使細長元件的卷繞長度基本保持相互相等,盡管細長元件的直徑有不同。這種用于獲得基本相同長度的方法能隨著直徑的增加而增加細長元件中的拉力,以減小卷繞直徑,并且隨著減小的直徑而減小細長元件中的拉力,以增大卷繞直徑。在卷軸的上游還安裝有一個分離梳,用于避免相鄰細長元件的松開。
EP-A-0780333公開了一種用于在一個卷軸上纏繞多個細長元件的裝置,其中細長元件中的拉力基本保持恒定并且相等。為了獲得恒定和相等的拉力,該裝置包括下述部件-一組獨立驅(qū)動的絞盤,每一絞盤用于要纏繞的每一單獨細長元件;-一個單獨的卷軸,多個細長元件要纏繞在其上;-第一監(jiān)測裝置,用于測量多個細長元件的一股中的每一獨立細長元件的拉力;-第一控制裝置,用于獨立控制那個驅(qū)動一股細長元件的絞盤的旋轉(zhuǎn)速度,使得所述拉力基本保持恒定并且基本相互相等。
在卷繞在卷軸之前,采用梳子來防止線繩相互纏繞以及相互跨越。
因此,已有技術提供了在要卷繞的細長元件中保持長度相等和拉力恒定的兩種方案。
盡管提供了這些方案,在同時對多個細長元件退繞時,在確定的情況下仍有些問題產(chǎn)生。特別是在退繞時,一些細長元件表現(xiàn)出不能接受的下垂。這些下垂可能導致細長元件與相鄰元件的纏繞,或者當這些元件拖到退繞工作間的地板上時,可能會磨損或者受污染。其它問題是最終產(chǎn)品、例如帶有細長元件的橡膠帶可能呈現(xiàn)出不可接受的褶皺。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免已有技術的缺點。
本發(fā)明的另一個目的是盡可能減少退繞產(chǎn)生的問題。
本發(fā)明的再一個目的是盡可能減少在多個細長元件的退繞過程中產(chǎn)生的下垂。
本發(fā)明的另一個目的是避免最終產(chǎn)品產(chǎn)生褶皺。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一個繞有兩個或多個細長元件的卷軸,所述細長元件平行并且多圈地繞在卷軸上。沿著每一細長元件的90%的長度上,在與卷軸軸線平行的線上測量的兩個相鄰細長元件之間的距離不大于10毫米,最好不大于8毫米,例如不大于5毫米。
實際上,本發(fā)明人已知卷繞在卷軸上的相鄰細長元件之間的距離是一個重要參數(shù)。不僅要以基本相同的拉力卷繞細長元件、并以基本相同的長度將細長元件卷繞在卷軸上,還要使細長元件盡可能地相互靠近卷繞而又不纏繞。如下文所述,兩個相鄰細長元件之間的距離越大,在退繞的細長元件中的拉力差產(chǎn)生的危險性越大,即使細長元件在相同的拉力和相同的長度下卷繞。在退繞的細長元件中產(chǎn)生的拉力差越大,在一個或多個細長元件中產(chǎn)生下垂的危險性越大,在最終產(chǎn)品中產(chǎn)生褶皺的危險性也越大。
細長元件可以是鋼元件,例如鋼絲或鋼纜。
在本發(fā)明的一個特定實施例中,提供了一種卷軸,其中一條鋼纜包括鋼絲,大部分鋼絲都在第一扭轉(zhuǎn)方向上扭轉(zhuǎn),而另一條鋼纜也包括鋼絲,大部分鋼絲都在第二扭轉(zhuǎn)方向上扭轉(zhuǎn)。第二扭轉(zhuǎn)方向與第一扭轉(zhuǎn)方向相反。
最好,卷軸包括兩條卷繞在卷軸上的鋼纜。一條鋼纜主要在S方向上扭轉(zhuǎn),而另一條鋼纜主要在Z方向上扭轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種當從單一卷軸上對多個細長元件退繞時減小下垂的方法。該方法包括以下步驟a)提供一個卷軸;b)將多個細長元件平行并且多圈地繞在卷軸上,使得沿著每一細長元件的90%的長度上,在與卷軸軸線平行的線上測量的兩個相鄰細長元件之間的距離不大于10毫米。
在該方法的優(yōu)選實施例中,多個細長元件被引導到卷軸上游的一個公共滑輪上,以盡可能地減小卷軸上的兩個相鄰細長元件之間的距離。該公共滑輪盡可能地靠近卷軸。
最好,在公共滑輪的上游,多個細長元件保持相互分離,以避免細長元件相互纏繞。
公共滑輪最好具有一個平槽,最好該平槽的寬度大于多個細長元件的直徑之和。這能使減小距離s的效果達到最好,同時仍能避免兩個相鄰細長元件之間發(fā)生纏繞。
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述,其中-圖1示出一個根據(jù)本發(fā)明第一實施例的卷軸;-圖2示出一個根據(jù)本發(fā)明第二特定實施例的卷軸;-圖3是解釋本發(fā)明工作方式的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一實施例的一個卷軸10。卷軸10帶有兩個法蘭12’和12”。在卷軸10上有兩條平行卷繞并相互靠近的鋼纜14和16,它們均在S方向上扭轉(zhuǎn)。在與卷軸10的軸線18平行的一條線上測量的距離s小于5毫米。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二特定實施例的一個卷軸10。卷軸10帶有兩個法蘭12’和12”。在卷軸10上有兩條平行卷繞并相互靠近的鋼纜14和20,鋼纜14在S方向上扭轉(zhuǎn),鋼纜20在z方向上扭轉(zhuǎn)。在與卷軸10的軸線18平行的一條線上測量的距離s小于5毫米。當在橡膠輪胎領域中的卷軸架上采用本發(fā)明這一特定實施例所述的卷軸時,S纜繩和Z纜繩將一個緊鄰另一個地置于一個橡膠-鋼纜復合層中。如果卷軸架上的所有卷軸都是根據(jù)本發(fā)明的卷軸,則在整個橡膠-鋼纜復合層中,S纜繩和Z纜繩的數(shù)量平均相等。在整個復合層中,S纜繩也可以平均地替換為Z纜繩。在這種結(jié)構中,施加在S纜繩上的任何殘余扭曲都可能平均地補償施加在Z纜繩上的任何殘余扭曲,使得即使切斷橡膠-鋼纜復合帶,也不會產(chǎn)生卷繞。在本發(fā)明中,術語“殘余扭曲”定義為如果一定長度的鋼纜的一端可以自由轉(zhuǎn)動,則殘余扭曲的數(shù)值等于所計得的轉(zhuǎn)數(shù)。在一個橡膠-鋼纜復合帶中,在所有鋼纜上的不平衡的殘余扭曲是產(chǎn)生卷繞的公知主要原因。避免這種不平衡將降低卷繞的危險性。并且,如上所述,避免這種卷繞將利于這些條帶的自動處理。在這種結(jié)構中,在切斷的帶中的鋼纜平均沒有殘余扭曲就足夠了。結(jié)果是,不再需要在扭轉(zhuǎn)步驟中精心調(diào)整每一單獨的鋼纜上的殘余扭曲的數(shù)值。這將明顯地減少所需的昂貴設備,特別是可以取消自動扭轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。
圖3解釋了本發(fā)明的基本工作方式。卷軸10繞有兩條鋼纜14、16。在兩條鋼纜14和16之間有一距離s,該距離是沿與卷軸10的軸線18平行的一條線上測量的。兩條鋼纜14、16卷繞在卷軸10上并被導向穿過單一的固定孔22。鋼纜14’和16’示出左側(cè)法蘭12’的情況,鋼纜14”和16”示出右側(cè)法蘭12”的情況。
為了便于下面的計算,假定距離s在退繞過程中保持為常數(shù)。
也是為了便于計算,假定孔22離卷軸10的距離為y=300毫米,離右側(cè)法蘭12”的延長線的距離為x=0毫米。
卷軸寬度b等于153毫米。
另外,假設鋼纜是2×0.30型,這樣,橫截面A等于0.141372平方毫米。
l1是退繞的鋼纜14’的長度,l2是退繞的鋼纜16’的長度,l3是退繞的鋼纜14”的長度,l4是退繞的鋼纜16”的長度。
根據(jù)上述假設,及鋼纜間距離s的值為10毫米,可得到不同長度l1、l2、l3和l4的下述值l1=y2+(b-x)2=3003.899mm]]>l2=y2+(b-x-s)2=3003.406mm]]>l3=y2+(x-s)2=3000.017mm]]>l4=y2+x2=3000.000mm]]>長度差的差值,即左側(cè)法蘭12’處的長度差和右側(cè)法蘭12”處的長度差之間的變化是
(l1-l2)-(l3-l4)=0.476067毫米這種長度差的變化導致了拉力差的變化,即 當鋼纜間距s不是0毫米時,退繞的鋼纜14和16之間的長度差將在退繞操作期間連續(xù)變化,這導致退繞的鋼纜14和16上的拉力差發(fā)生變化。
這種拉力差的變化取決于距離s,并且隨著距離s增加而增大,其值可以從下表中獲得。
表根據(jù)距離s的拉力差S(mm)Δσ(牛頓)000.5 0.23923610.4769041.5 0.71300520.9475372.5 1.18050231.4118993.5 1.64172841.869994.5 2.09668352.3218095.5 2.54536662.7673566.5 2.98777773.206631
7.53.4239178 3.6396348.53.8537849 4.0663659.54.27737910 4.48682410.5 4.69470111 4.901根據(jù)施加在卷軸上的退繞拉力,即可以從400克(=3.924牛頓)到3千克(=29.43牛頓)進行變化,可以記錄下直到0.5米甚至更大的明顯下垂。每次當一個細長元件中的拉力變?yōu)?時,下垂就會發(fā)生。更準確地說,當施加給卷軸的退繞拉力(各個細長元件的退繞拉力之和)與各個細長元件之間的拉力差之間的差值小于0時,其中一個細長元件將形成下垂。
上述模擬和計算公式表明,使相鄰細長元件之間的距離s盡可能地小是很重要的。
由相同類型的細長元件構成了底層,底層是粗糙的。這樣不可能總是在卷繞期間保持距離s為一常數(shù)。盡管如此,也應采取措施使相鄰細長元件之間的距離保持盡可能地小。
權利要求
1.一種繞有兩個或多個細長元件的卷軸,所述細長元件平行并且多圈地繞在所述卷軸上,其特征在于,沿著每一細長元件的90%的長度上,在與卷軸的軸線平行的一條線上測量的兩個相鄰細長元件之間的距離不大于10毫米。
2.如權利要求1所述的卷軸,其特征在于,所述距離小于5毫米。
3.如前述權利要求之一所述的卷軸,其特征在于,所述細長元件是鋼元件。
4.如權利要求3所述的卷軸,其特征在于,所述鋼元件是鋼絲。
5.如權利要求3所述的卷軸,其特征在于,所述鋼元件是鋼纜。
6.如權利要求5所述的卷軸,其特征在于,一條所述鋼纜包括鋼絲,大部分鋼絲在第一扭轉(zhuǎn)方向上扭轉(zhuǎn),另一條所述鋼纜包括鋼絲,大部分鋼絲在第二扭轉(zhuǎn)方向上扭轉(zhuǎn),所述第二扭轉(zhuǎn)方向與所述第一扭轉(zhuǎn)方向相反。
7.一種從單一卷軸上退繞多個細長元件時減小下垂的方法,該方法包括以下步驟a)提供一個卷軸;b)將多個細長元件平行且多圈地繞在所述卷軸上,使得在沿著每一細長元件的90%的長度上,在與卷軸的軸線平行的一條線上測量的兩個相鄰細長元件之間的距離不大于10毫米。
8.如權利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法還包括以下步驟將多個細長元件引導到卷軸上游的一個公共滑輪上。
9.如權利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法還包括以下步驟在所述公共滑輪的上游,使多個細長元件保持相互分離。
10.如權利要求9所述的方法,其特征在于,所述公共滑輪具有一個平槽。
11.如權利要求10所述的方法,其特征在于,所述平槽的寬度大于多個細長元件的直徑之和。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種繞有兩個或多個諸如鋼纜的細長元件(14,16)的卷軸(10),細長元件平行且多圈地繞在卷軸上。沿著每一細長元件的90%的長度上,在與卷軸(10)的軸線(18)平行的一條線上測量的兩個相鄰細長元件之間的距離s不大于10毫米。其優(yōu)點是避免了諸如下垂的退繞問題和下游的加工問題。
文檔編號B65H55/04GK1622913SQ02828425
公開日2005年6月1日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權日2002年3月13日
發(fā)明者里克·穆勒布羅克, 盧克·薩布, 斯泰恩·萬內(nèi)斯特 申請人:貝克特股份有限公司