專利名稱:繞有多個緊密卷在一起的細(xì)長元件的卷軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繞有兩個或多個細(xì)長元件的卷軸，所述細(xì)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(shù)語“細(xì)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(xì)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(shù)：
在已有技術(shù)中，用于在單一卷軸上卷繞多個諸如線、纜或繩等細(xì)長元件的裝置和設(shè)備是公知的。
作為一個例子，當(dāng)制造帶有鋼纜的橡膠復(fù)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(dǎo)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)長元件在卷繞過程中纏繞，或者可能是由于細(xì)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(xì)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(xì)長元件的方法，其目的是使細(xì)長元件的卷繞長度基本保持相互相等，盡管細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)長元件的裝置，其中細(xì)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(dú)立驅(qū)動的絞盤，每一絞盤用于要纏繞的每一單獨(dú)細(xì)長元件；-一個單獨(dú)的卷軸，多個細(xì)長元件要纏繞在其上；-第一監(jiān)測裝置，用于測量多個細(xì)長元件的一股中的每一獨(dú)立細(xì)長元件的拉力；-第一控制裝置，用于獨(dú)立控制那個驅(qū)動一股細(xì)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(shù)提供了在要卷繞的細(xì)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(xì)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(xì)長元件表現(xiàn)出不能接受的下垂。這些下垂可能導(dǎo)致細(xì)長元件與相鄰元件的纏繞，或者當(dāng)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(xì)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(shù)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(xì)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(xì)長元件的卷軸，所述細(xì)長元件平行并且多圈地繞在卷軸上。沿著每一細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)長元件、并以基本相同的長度將細(xì)長元件卷繞在卷軸上，還要使細(xì)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(xì)長元件之間的距離越大，在退繞的細(xì)長元件中的拉力差產(chǎn)生的危險性越大，即使細(xì)長元件在相同的拉力和相同的長度下卷繞。在退繞的細(xì)長元件中產(chǎn)生的拉力差越大，在一個或多個細(xì)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(xì)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(dāng)從單一卷軸上對多個細(xì)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(xì)長元件平行并且多圈地繞在卷軸上，使得沿著每一細(xì)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(xì)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(xì)長元件被引導(dǎo)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(xì)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(xì)長元件保持相互分離，以避免細(xì)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(xì)長元件的直徑之和。這能使減小距離s的效果達(dá)到最好，同時仍能避免兩個相鄰細(xì)長元件之間發(fā)生纏繞。



現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)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(dāng)在橡膠輪胎領(lǐng)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(fù)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(fù)合層中，S纜繩和Z纜繩的數(shù)量平均相等。在整個復(fù)合層中，S纜繩也可以平均地替換為Z纜繩。在這種結(jié)構(gòu)中，施加在S纜繩上的任何殘余扭曲都可能平均地補(bǔ)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(fù)合帶，也不會產(chǎn)生卷繞。在本發(fā)明中，術(shù)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(fù)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(gòu)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(dú)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(shè)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(dǎo)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＝3000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(shè)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(shè)，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(dǎo)致了拉力差的變化，即 當(dāng)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(dǎo)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)0 00.5 0.2392361 0.4769041.5 0.7130052 0.9475372.5 1.1805023 1.4118993.5 1.6417284 1.869994.5 2.0966835 2.3218095.5 2.5453666 2.7673566.5 2.9877777 3.206631
7.5 3.4239178 3.6396348.5 3.8537849 4.0663659.5 4.27737910 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(jìn)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(dāng)一個細(xì)長元件中的拉力變?yōu)?時，下垂就會發(fā)生。更準(zhǔn)確地說，當(dāng)施加給卷軸的退繞拉力(各個細(xì)長元件的退繞拉力之和)與各個細(xì)長元件之間的拉力差之間的差值小于0時，其中一個細(xì)長元件將形成下垂。
上述模擬和計算公式表明，使相鄰細(xì)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(xì)長元件構(gòu)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(yīng)采取措施使相鄰細(xì)長元件之間的距離保持盡可能地小。
權(quán)利要求
1.一種繞有兩個或多個細(xì)長鋼元件的卷軸，所述細(xì)長鋼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(xì)長鋼元件的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(xì)長鋼元件之間的距離不大于10毫米。
2.如權(quán)利要求
1所述的卷軸，其特征在于，所述距離小于5毫米。
3.如權(quán)利要求
1所述的卷軸，其特征在于，所述鋼元件是鋼絲。
4.如權(quán)利要求
1所述的卷軸，其特征在于，所述鋼元件是鋼纜。
5.如權(quán)利要求
4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。
6.一種從單一卷軸上退繞多個細(xì)長鋼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(xì)長鋼元件平行且多圈地繞在所述卷軸上，使得在沿著每一細(xì)長鋼元件的90％的長度上，在與卷軸的軸線平行的一條線上測量兩個相鄰細(xì)長鋼元件之間的距離不大于10毫米。
7.如權(quán)利要求
6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(xì)長鋼元件引導(dǎo)到卷軸上游的一個公共滑輪上。
8.如權(quán)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在所述公共滑輪的上游，使多個細(xì)長鋼元件保持相互分離。
9.如權(quán)利要求
8所述的方法，其特征在于，所述公共滑輪具有一個平槽。
10.如權(quán)利要求
9所述的方法，其特征在于，所述平槽的寬度大于多個細(xì)長鋼元件的直徑之和。
11.如權(quán)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(xì)長元件的直徑之和。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種繞有兩個或多個諸如鋼纜的細(xì)長元件(14，16)的卷軸(10)，細(xì)長元件平行且多圈地繞在卷軸上。沿著每一細(xì)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(xì)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B65H57/16GKCN1289372SQ02828425
公開日2006年12月13日 申請日期2002年12月3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:貝卡爾特股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan