专利名称：胎圈钢丝缠绕和成型设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种胎圈钢丝缠绕和成型设备，用于将胎圈钢丝环绕成型机缠绕并成 型以制造环形胎圈芯。
背景技术：
在充气轮胎中，为了保持轮胎刚性，在胎体的各个卷边部分中都配备有多个环状 胎圈芯，在每个胎圈芯中都缠绕有多层胎圈钢丝。通常，通过将橡胶涂覆的胎圈钢丝环绕鼓 状成型机缠绕并成型来制造胎圈芯。作为这种胎圈钢丝缠绕和成型设备，已知有例如在专 利文献1中所述的那种设备。在专利文献1中所述的胎圈钢丝缠绕和成型设备中，将带状胎圈(B)在成型鼓(3) 的外周表面上缠绕多匝以形成胎圈芯，在所述带状胎圈(B)中，在橡胶中嵌入多根平行布 置的胎圈钢丝。专利文献1 JP2002-337250
发明内容
本发明要解决的问题在专利文献1中所述的胎圈钢丝缠绕和成型设备中，由于带状胎圈环绕成型鼓的 外周表面缠绕的结构，所以该设备只能制造横截面为矩形的胎圈芯，因此出现该设备通用 性较差的问题。另一方面，通过沿着成型机的旋转轴线将单根连续胎圈钢丝环绕成型机的外周缠 绕成多排并且通过沿成型机的径向方向设置所述多排，可容易地根据所要生产的充气轮胎 的种类而将胎圈芯制造成横截面大致为六边形、圆形等。但是，在用于环绕成型机的外周缠绕单根连续胎圈钢丝的缠绕和成型设备中，胎 圈钢丝会根据在成型机上的缠绕位置而沿成型机的旋转方向的方向运动，因此出现难以环 绕成型机精确地缠绕胎圈钢丝的问题。已完成本发明以解决现有技术中的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种胎 圈钢丝缠绕和成型设备，其能够通过使引导胎圈钢丝的引导体能够沿水平方向摆动并且通 过限制该摆动运动来环绕成型机精确地缠绕胎圈钢丝。解决问题的措施为了解决上面的问题，根据权利要求1的本发明特征在于，一种胎圈钢丝缠绕和 成型设备，其具有可旋转成型机，用于环绕其缠绕橡胶涂覆的胎圈钢丝以形成环形胎圈 芯；引导装置，用于将胎圈钢丝引导至所述成型机；以及切割装置，用于将环绕所述成型机 缠绕的所述胎圈钢丝的后端部分切掉预定量，所述引导装置包括可动体，其被支撑为能够 沿所述成型机的切向方向运动并且能够夹紧和松开所述胎圈钢丝；引导体，其支撑在所述 可动体上以能够在与所述成型机的旋转轴线平行的平面中摆动，并且所述引导体具有用于 沿所述成型机的切向方向引导所述胎圈钢丝的引导部分；以及限制构件，用于在所述可动体处于回缩位置处时允许所述引导体进行摆动运动，但是在所述可动体处于前进位置处时限制所述引导体的摆动运动。根据权利要求2的本发明的特征在于，在权利要求1中，所述限制构件设在可动地 支撑所述可动体的支撑框架上，并且所述限制构件具有用于将所述引导体插入其中的限制 孔，而且，所述引导体在其前端部分处形成有宽松地插入在所述限制孔中的锥形部分，并在 其后端部分处形成有与所述限制孔接合的恒定宽度部分。根据权利要求3的本发明的特征在于，在权利要求1或2中，所述成型机具有用于 绕其外周缠绕所述胎圈钢丝的凹陷通道，并且所述凹陷通道上形成有用于引导所述胎圈钢 丝的多排凹槽。根据权利要求4所述的本发明的特征在于，在权利要求1至3中的任一项中，所述 引导体的所述引导部分构造成限制所述胎圈钢丝沿所述引导体的摆动方向运动但是允许 所述胎圈钢丝沿与所述引导体的摆动方向垂直的方向运动。有益效果在根据权利要求1的本发明中，用于将胎圈钢丝引导至成型机的引导装置设有可 摆动地支撑在能够沿成型机的切向方向运动的可动体上的引导体、以及用于在可动体处于 回缩位置处时允许引导体进行摆动运动但是在可动体处于前进位置处时限制引导体进行 摆动运动的限制构件。因此，可通过限制引导体的摆动运动从而将胎圈钢丝的固定端部精 确引导至成型机上的预定部分，并且在胎圈钢丝的缠绕期间，可以使引导体能够根据胎圈 钢丝的缠绕位置而自由地摆动，从而可以可靠并且精确地进行胎圈钢丝的缠绕和成型。另外，因为将单根胎圈钢丝环绕着成型机缠绕并且成型，所以可以只是通过更换 成型机的外周部分来根据需要改变通过胎圈钢丝的缠绕和成型所制造的胎圈芯的形状。因 此，可以实现能够制造适于各种充气轮胎的胎圈芯的胎圈钢丝缠绕和成型设备。在根据权利要求2的本发明中，限制构件设在可动地支撑着可动体的支撑框架 上，并且具有用于将引导体插入在其中的限制孔，而且，引导体在其前端部分处形成有宽松 地插入在限制孔中的锥形部分并且在其后端部分处形成有与限制孔接合的恒定宽度部分。 因此，很容易实现通过利用可动体的前进和回缩运动来允许或限制引导体的摆动运动。在根据权利要求3的本发明中，由于成型机具有用于绕其外周缠绕胎圈钢丝的凹 陷通道，并且由于凹陷通道形成有用于引导胎圈钢丝的多排凹槽，所以可使胎圈钢丝的各 匝沿成型机的旋转轴线方向精确并列。在权利要求4的本发明中，引导体的引导部分构造成限制胎圈钢丝沿引导体的摆 动方向运动但是允许胎圈钢丝沿与引导体的摆动方向垂直的方向运动。因此，在要将胎圈 钢丝的各匝堆叠在成型机的凹陷通道中的情况下，胎圈钢丝可自由地沿堆叠方向运动。
图1为示出代表本发明实施方式的整个胎圈钢丝缠绕和成型设备的整体视图。图2为沿着图1中的2-2线截取的剖视图。图3为沿着图1中的3-3线截取的剖视图。图4是示出图2中的操作状态的图。图5㈧-5(C)为用于示出在缠绕胎圈钢丝中的过程的说明图。
标记说明10…胎圈钢丝缠绕和成型设备，11…胎圈钢丝，12…趋势施加辊，13…成型机， 14…切割装置，15…引导装置，17…支撑框架，18…凹陷通道，18a···凹槽(环形凹槽)，19... 引导辊，20…可动体，25···引导体，25^"恒定宽度部分，25b…锥形部分，27···引导部分， 29…限制构件，29a…限制孔，35···夹紧装置，41···切割刀片，50···胎圈芯。
具体实施例方式下面，将参照这些附图对本发明的实施方式进行说明。图1为示意性地示出胎圈 钢丝缠绕和成型设备的侧视图。在图1中，胎圈钢丝缠绕和成型设备10设有趋势施加辊 12，用于向通过橡胶挤出机(未示出)涂覆橡胶的具有圆形横截面的胎圈钢丝11施加弧形 趋势；可旋转成型机13，用于环绕其缠绕多匝具有由趋势施加辊12施加的趋势的胎圈钢丝 11以形成胎圈芯；切割装置14，用于在每次形成胎圈芯时在切割位置Pl处切割胎圈钢丝 11 ；以及引导装置15，用于夹紧所切割的胎圈钢丝11并且用于将胎圈钢丝11的起始端部 分从切割位置Pl引导至成型机13能将其固定的固定位置P2。趋势施加辊12由可转动地支撑在安装于基座(未示出)上的支撑框架17上的多 个辊12a、12b、12c构成，并且通过在多个辊12a、12b、12c之间穿过，为胎圈钢丝11提供在 曲率上大致与成型机13的外径一致的弧形趋势，因此胎圈钢丝可以在真圆状态下绕成型 机13的外周精确地缠绕。成型机13由基座可转动地支撑，并且能够通过电机(未示出)转动。如图5(A) 所示，在成型机13的外周上形成有具有成V形倾斜的相对的侧壁的凹陷通道18，并且在凹 陷通道18的底面上沿着该底面并列设置有多个环形凹槽18a，每个凹槽18a都为大致半圆 形的横截面，用于在缠绕期间引导胎圈钢丝11。成型机13由多个在周向方向上布置成可 径向运动的扇形部分构成，因此直径能够扩大和缩小。这使得可以从成型机13的凹陷通道 18中将已经在成型机13的凹陷通道18中缠绕了多匝的胎圈钢丝11移除。在成型机13上，引导辊19支撑在基座上以面对成型机13的凹陷通道18并且能 够沿径向方向以及沿成型机13的旋转轴线的方向运动。引导辊19在其外周处形成有横截 面为半圆形的环形凹槽以与胎圈钢丝11接合，从而引导辊19能够将胎圈钢丝11引导到缠 绕位置。引导装置15布置在趋势施加辊12与成型机13之间，并且引导装置15设有能够 沿成型机13的切向方向运动的可动体20。可动体20支撑在设置于支撑框架17上以沿成 型机13的切向方向延伸的一对导杆21上。可动体20与安装在支撑框架17上的前进/回 缩缸22的活塞杆23连接，并且通过前进/回缩缸22而运动以沿成型机13的切向方向前 进或回缩预定的行程。用于引导胎圈钢丝11的引导体25支撑在可动体20上，以便能够绕 着位于引导体25在纵向方向上的一个端部(基座端部)处的枢转点摆动。具体地，引导体25由沿可动体20的运动方向延伸的平板构件构成，并且支撑在位 于趋势施加辊12侧的基座端部处以便能够在与成型机13的旋转轴线平行的平面中绕着枢 轴26(参照图2)摆动。引导体25的位于成型机13侧的另一个端部(前端部)设有用于 引导胎圈钢丝11的引导部分27。引导部分27设置成使得在引导体25的摆动方向上的引 导宽度被设定为与胎圈钢丝11的钢丝直径大致相同的尺寸，而在与之垂直的方向上(在成型机13的径向方向上)的引导宽度设定为明显大于胎圈钢丝11的钢丝直径。因此，可以 实现对胎圈钢丝11沿引导体25的摆动方向的运动的限制，但是允许胎圈钢丝11沿与之垂 直的方向自由运动。如图2所示，引导体25在其基座端部处形成有在摆动方向上具有恒定宽度的恒定 宽度部分25a、并且在其前端部处形成有锥形部分25b，该锥形部分25b在从恒定宽度部分 25a朝着前端延伸时变得较窄。支撑框架17在其前端部分处设有限制构件29，限制构件29 形成有用于将引导体25插入其中的限制孔29a。在可动体20处于回缩端部位置处时，在引 导体25的前端处的锥形部分25b保持为插入在限制孔29a中，而当可动体20处于前进端 部位置处时，位于引导体25的后端处的恒定宽度部分25a保持为插入在限制孔29a中。在 可动体20处于回缩端部位置处时，如图2所示，引导体25的前端设置在限制孔29a中而不 从限制构件29向前伸出。限制孔29a沿引导体25的摆动方向的宽度设定为与引导体25的恒定宽度部分 25a的宽度尺寸大致相同的尺寸。因此，在可动体20处于回缩端部位置处时，锥形部分25b 宽松地插入在限制孔29a中以使得引导体25能够围绕着枢轴26摆动，而当可动体20处于 前进端部位置处时，恒定宽度部分25a与限制孔29a接合以限制引导体25的摆动运动，从 而限制了由引导体25的引导部分27引导的胎圈钢丝11沿横向方向运动。可动体20上设有用于夹紧或松开可动体20上的胎圈钢丝11的夹紧装置35。该 夹紧装置35与安装在可动体20上的夹紧缸33的活塞杆34连接。如图3所示，引导块36 在面对着夹紧装置35并且胎圈钢丝11被置于它们之间的位置处全部附接至可动体20上。 夹紧装置35的端部形成为与引导块36的内表面(夹紧表面)平行的平表面。在夹紧装置 35与引导块36之间，形成有横向延长的空间部分，该空间部分允许胎圈钢丝11的沿横向方 向的运动，即，在引导体25的上述摆动运动期间，引导体25的沿摆动方向的运动。因此，在通过夹紧缸33沿如由图3中的双点划线所示的夹紧方向操作夹紧装置35 时，胎圈钢丝11由夹紧装置35压靠于位于可动体20上的引导块36的内表面，从而胎圈钢 丝11变为能够与可动体20—起运动。另外，在将由夹紧装置35对胎圈钢丝11的夹持松 开时，胎圈钢丝11能够相对于可动体20自由地运动并且变为能够在水平方向上在夹紧装 置35与引导块36之间运动。切割装置14设有用于切割胎圈钢丝11的切割刀片41，并且切割刀片41与安装在 支撑框架17上的切割缸29的活塞杆40连接。通过借助于切割缸39的切割刀片41的操 作，可以在胎圈钢丝11从限制构件29向前伸出的切割位置Pl处切割胎圈钢丝11。接下来，将对如上构成的胎圈钢丝缠绕和成型设备10的操作进行描述。已经通过 橡胶挤出机(未示出)涂覆橡胶的胎圈钢丝11由趋势施加辊12提供弧形趋势，然后沿引 导块36的内表面运行以穿过设在引导体25的前端部分处的引导部分27。如稍后所述，胎 圈钢丝11在成型机13旋转时环绕着成型机13的凹陷通道18缠绕，由此形成预定形状的 胎圈芯。在形成预定形状的胎圈芯完成时，通过切割装置14的切割刀片41在胎圈钢丝11 从限制构件29向前伸出的切割位置Pl处切割胎圈钢丝11。当要环绕成型机13缠绕胎圈钢丝11时，通过借助于夹紧缸33的夹紧装置35的 夹紧操作来将胎圈钢丝11压靠于位于可动体20上的的引导块36的内表面，从而将胎圈钢 丝11夹在可动体20上。在该状态下，通过前进/回缩缸22使可动体20前进预定的行程。因此，由夹紧装置35夹着的胎圈钢丝11与可动体20 —起前进，由此，胎圈钢丝11在已被 切割之后的胎圈钢丝11的起始端部分被给送到位于成型机13的凹陷通道18的底面上的 端部(位于第一排)处的环形凹槽18a上。一旦可动体20前进至前进端部位置，则胎圈钢 丝11的起始端部分由夹紧装置(未示出)夹在成型机13上的凹陷通道18中位于第一排 的环形凹槽18a上。这时，如图4所示，通过可动体20的前进运动，支撑在可动体20上的 引导体25的恒定宽度部分25a被插入到限制构件29的限制孔29a中，从而限制引导体25 的摆动运动。因此，由引导体25的引导部分27所引导的胎圈钢丝11的起始端部分被精确 给送到成型机13上的凹陷通道18中位于第一排的环形凹槽18a上。一旦胎圈钢丝11的起始端部分被夹在成型机13上，则夹紧缸33沿松开方向操作 以松开借助于夹紧装置35的夹持。随后，可动体20通过前进/回缩缸22而回缩至回缩端 部位置。随着可动体20的回缩运动，由可动体20支撑的引导体25的恒定宽度部分25a离 开限制构件29的限制孔29a。由于引导体25的锥形部分25b进入限制孔29a中，所以允许 引导体25进行摆动运动。当可动体20回缩至回缩端部位置时，通过电机(未示出)使成型机13转动，由此 环绕成型机13的凹陷通道18中位于第一排的环形凹槽18a(参照图5(A))缠绕起始端部 分被夹在成型机13上的胎圈钢丝11。这时，由于已经通过趋势施加辊12而对胎圈钢丝11 提供了弧形趋势，因此可在真圆状态下精确地环绕成型机13上的环形凹槽18a缠绕胎圈钢 丝11。在将胎圈钢丝11环绕成型机13上的位于第一排的环形凹槽18a缠绕一匝之后， 将引导辊19沿成型机13的旋转轴线方向移动与环形凹槽18a的一个节距相对应的距离， 以便将胎圈钢丝11移动到下一个环形凹槽18a上，从而成型机13的转动使胎圈钢丝11被 缠绕在位于第二排的环形凹槽18a上。这时，因为引导体25能够进行摆动运动，所以引导 体25能自由地摆动以跟随胎圈钢丝11的移动操作，从而能够没有困难地精确进行胎圈钢 丝11环绕成型机13上的环形凹槽18a的缠绕。以此方式，每次当胎圈钢丝11环绕成型机13上的每个凹陷通道18上缠绕一匝 时，将胎圈钢丝11移动一个节距，由此如图5(B)所示，完成了位于第一层的绕组，其中胎圈 钢丝11环绕形成在凹陷通道18的底面上的所有环形凹槽18a缠绕。在完成了位于第一层 的胎圈钢丝11的绕组时，移动引导辊19以跟随成型机13的其中一个V形斜面，并因此环 绕位于第一层的胎圈钢丝11的外周来缠绕胎圈钢丝11，如由图5(B)中的双点划线所示，从 而开始缠绕位于第二层的胎圈钢丝11。随后，在位于第二层的绕组中，每次当将胎圈钢丝11在成型机13的凹陷通道18 上缠绕一匝时，则在与前述方向相反的方向上将胎圈钢丝11移动一个节距以便将胎圈钢 丝11缠绕在位于第一层中的胎圈钢丝11的相邻两排之间。以此方式，最终，实施缠绕以形 成预定的截面形状(例如六边形)，如图5 (C)所示。在这些缠绕期间，由于引导体25的引 导部分27没有限制胎圈钢丝11沿成型机13的径向方向的运动，因此没有任何非自然力作 用在胎圈钢丝11上，从而可以精确设置胎圈钢丝11。如上所述，当通过将胎圈钢丝11环绕成型机13缠绕预定匝数来制造胎圈芯50 时，通过夹紧缸33将胎圈钢丝11夹在可动体20上，在该状态下，通过切割装置14的切割 刀片41在胎圈钢丝11从限制构件29向前伸出的切割位置Pl处切割胎圈钢丝11。之后，使由扇形部分构成的成型机13的直径缩小，并且从成型机13中将胎圈芯50取出。要指出 的是，由于胎圈钢丝11涂覆有橡胶，因此不会出现绕组使得胎圈钢丝11的相邻匝相互连 接，从而一旦从成型机13中将胎圈芯50取出，则胎圈芯50丧失其形状。随后，使成型机13的直径扩大，并且以与上述相同的方式，通过前进/回缩缸22 使可动体20前进预定的行程，并且将通过夹紧臂30夹着的胎圈钢丝11的起始端部分给送 到成型机13的凹陷通道18上的位于第一排的环形凹槽18a上以便将该起始端部分夹在环 形凹槽18a上。之后，重复相同的操作以制造另一个胎圈芯50。在要制造用于不同种类充气轮胎的截面形状和缠绕匝数不同的胎圈芯的情况下， 可以将成型机13的凹陷通道18改变成适于所要制造的胎圈芯的凹陷通道。为此，构成成 型机13的扇形部分可以构造成使得成型机13的形成凹陷通道18的外周部分是可更换的。如上所述，根据当前实施方式，用于将胎圈钢丝11引导到成型机13的引导装置15 设有引导体25，其可摆动地支撑在能够沿成型机13的切向方向运动的可动体20上；以及 限制构件29，其在可动体20处于回缩位置处时允许引导体25进行摆动运动，但是在可动 体20处于前进位置处时限制引导体25的摆动运动。因此，可以通过限制引导体25的摆动 运动来将胎圈钢丝11的起始端部分精确引导到成型机13上的预定位置。另外，在胎圈钢 丝11的缠绕期间，可以允许引导体25根据胎圈钢丝11的缠绕位置而自由地摆动，从而可 以可靠而精确地进行胎圈钢丝11的缠绕和成型。另外，由于单根胎圈钢丝11是环绕成型机13缠绕和成型的，因此能够只是通过更 换成型机13的外周部分来根据需要改变通过该胎圈钢丝11的缠绕和成型所制造的胎圈芯 50的形状，从而可以制造出适于各种充气轮胎的胎圈芯。在前面实施方式中，在设置于成型机13的外周上的凹陷通道18的底面上形成有 用于引导胎圈钢丝11的多排环形凹槽18a。但是，可以通过多匝螺旋形凹槽来代替形成在 凹陷通道18的底面上的凹槽，并且在凹陷通道18上形成环形凹槽18或螺旋形凹槽不一定 是必要要求。虽然已经采用如上所述的实施方式的示例进行了说明，但是本发明不限于在该实 施方式中所述的结构，而是可以在不脱离权利要求的范围的情况下采取各种形式。工业实用性根据本发明的胎圈钢丝缠绕和成型设备适用于具有通过将胎圈钢丝缠绕并成型 而形成的胎圈芯以保持轮胎刚性的充气轮胎的应用。
权利要求
1.一种胎圈钢丝缠绕和成型设备，其具有可旋转成型机，用于环绕其缠绕橡胶涂覆 的胎圈钢丝以形成环形胎圈芯；引导装置，用于将所述胎圈钢丝引导至所述成型机；以及 切割装置，用于将环绕所述成型机缠绕的所述胎圈钢丝的后端部分切掉预定量，所述设备的特征在于，所述引导装置包括可动体，所述可动体被支撑为能够沿所述成型机的切向方向运动并且能够夹紧和松开 所述胎圈钢丝；引导体，所述引导体支撑在所述可动体上以能够在与所述成型机的旋转轴线平行的平 面中摆动，并且所述引导体具有用于沿所述成型机的切向方向引导所述胎圈钢丝的引导部 分；以及限制构件，用于在所述可动体处于回缩位置处时允许所述引导体的摆动运动，但是在 所述可动体处于前进位置处时限制所述引导体的摆动运动。
2.如权利要求1所述的胎圈钢丝缠绕和成型设备，其特征在于，所述限制构件设在可 动地支撑所述可动体的支撑框架上且具有限制孔，所述引导体插入所述限制孔中；并且，所 述引导体在其前端部分处形成有宽松地插入在所述限制孔中的锥形部分，并在其后端部分 处形成有与所述限制孔接合的恒定宽度部分。
3.如权利要求1或2所述的胎圈钢丝缠绕和成型设备，其特征在于，所述成型机具有用 于绕其外周缠绕所述胎圈钢丝的凹陷通道，并且，所述凹陷通道在其上形成有用于引导所 述胎圈钢丝的多排凹槽。
4.如权利要求1至3中任一项所述的胎圈钢丝缠绕和成型设备，其特征在于，所述引导 体的所述引导部分构造成限制所述胎圈钢丝沿所述引导体的摆动方向运动，但是允许所述 胎圈钢丝沿与所述引导体的摆动方向垂直的方向运动。
全文摘要
提供一种胎圈钢丝缠绕和成型设备，其能够通过允许用于引导胎圈钢丝的引导体沿水平方向摆动并限制摆动运动来绕成型机精确缠绕胎圈钢丝。具体地，用于将胎圈钢丝(11)引导至成型机(13)的引导装置(15)被支撑为能够沿成型机的切线方向运动并且设有能够夹紧和松开胎圈钢丝的可动体(20)；引导体(25)，其支撑在可动体上以能够在与成型机的旋转轴线平行的平面中摆动并且具有用于沿成型机的切线方向引导胎圈钢丝的引导部分(27)；以及限制构件(29)，用于在可动体处于回缩位置处时允许引导体的摆动运动、但是在可动体处于前进位置处时限制引导体的摆动运动。
文档编号B65H81/00GK101998904SQ20098011232
公开日2011年3月30日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年4月14日
发明者森崎敏昭 申请人:不二精工株式会社