[发明专利]生产具有精确帘线长度和张力的皮带的装置

说明书

发明背景

本发明总体上涉及向一旋转结构敷设帘线的装置和方法的技术，而更特指的是涉及生产具有精确帘线长度和帘线张力的弹性皮带的装置和方法。

传统的向一旋转卷筒敷设帘线的方法包括一个可塑性最小的卷筒，意味着卷筒的尺寸，特别是直径和周长基本是恒定的。该卷筒可以是一个刚性的圆柱体。在这种情况下，帘线的长度是通过选择具有正确周长的圆柱形卷筒来控制。其它卷筒不是圆柱形的，此处公开的本发明也适用于这样的卷筒。

在某些先有技术的卷筒中，通过向卷筒表面敷设或从其上去除一层材料来调节其周长。其它卷筒具有径向伸缩元件，形成一系列近似圆的弧。在所有这些中，帘线通过一导轮进行敷设，在需量供给模式中，导轮根据实际尽可能精确地控制帘线的张力。卷筒每转的帘线的长度取决于周长，因此也取决于圆柱体的制造公差。 

卷筒经常用于制造弹性皮带产品，如汽车上用的牙轮皮带和传动皮带。大多数皮带的设计还要求在帘线施加之前先在圆柱体上缠绕上其它皮带材料层。这些材料的厚度、硬度和温度偏差也可能影响帘线的长度。

本发明对帘线长度的控制与圆柱体的公差或下层材料无关。再者，本发明可以以极精确的方式控制帘线长度，精度可达到百万分之三十。这在制造带齿的牙轮皮带时是非常重要的，在这样的皮带中，帘线长度的误差可导致齿的误啮合和齿或皮带的过早损坏。

本发明的另一个优点是用本发明制成的螺旋帘线结构可以容易地从圆柱体上取下，而不会损失长度精度或破坏螺旋线结构的尺寸。这使得包含帘线的皮带可以在一个诸如轮胎模具的外模中，或在一个压力机、旋转固化装置或组合式固化装置中通过内部压力制成。由于卷筒的可收缩性，皮带易于取下。使卷筒能收缩，释放了帘线上的张力且提供了足够的余量，从而使皮带易于从卷筒上取下。

传统情况下，牙轮皮带是在其外表面上形成有与圆柱体的轴线平行的齿的圆柱模具上制造的。在圆柱体上布置有一层纤维、橡胶、塑料或其它柔性材料。帘线缠绕在此组件的外侧。其它的材料可置于帘线上。皮带通过在固化过程中从一薄膜施加径向向内的压力而形成。最后产品通过将其轴向滑动，使模具齿与皮带齿脱离啮合而取下，这个工艺过程可以用于制造带轴向齿的皮带或带有单独一组螺旋齿的皮带，但它不适于交错的齿。如人字形、双螺旋、或之字形齿，因为带有这些形式齿的皮带不能轴向滑动脱离卷筒。

本发明使这类产品能用外模而不是用内模来制造，而仍然保持帘线的长度精度。它还使这些产品能用扁平的组合模具制造，而同时保持帘线的长度精度。这两种方法还均可使皮带齿借助近似于垂直模具表面的运动而脱离模具。这使得交错齿的皮带能从模具上取下。

本发明旨在提供一种新的改进的生产具有精确帘线长度和张力的皮带的方法，它设计简单、使用效率高，而且克服了以前的困难和其它问题，同时提供更多的优点更好的综合结果。

发明概要

根据本发明，提供了一种生产具有精确帘线长度和张力的皮带的经改进的新方法。

本发明是一种利用齿轮传动供给绞盘将帘线以精确长度敷设到旋转卷筒上的方法和装置。该齿轮传动供给绞盘测量和计量出卷筒的每周转动所选择的帘线长度。所有适于缠绕的实际材料，包括线绳和钢丝，都是有弹性或可拉伸的，所以对所敷设的帘线长度的精确描述也必须规定出测量其长度时帘线上的张力。供给绞盘的测量和计量精度受帘线进出供给绞盘时其张力的影响。这就需要测量和控制帘线张力。出口张力由卷筒的膨胀来控制。入口张力通过张力控制绞盘来保持恒定，但任何能使入口张力保持精确的装置都是适用的。在本公开文件中，出口帘线张力控制通过膨胀卷筒和张力传感元件来实现，后者还部分地控制卷筒的膨胀，首先控制帘线长度，其次控制帘线张力的概念是本发明的关键点。

在日本专利申请文件No.JP 63 0230234A中，公开了一种卷绕在一旋转的模具架上的已浸渍树脂的纤维，伺服电机的转动由来自张力测量装置和速度探测装置的信号控制，而纤维是以一特定的张力卷绕的。

例如，其它帘线缠绕机器采用帘线张力作为控制参数。当卷筒转动时，帘线的长度由卷筒的周长来决定，在本公开文件中，称之为“需量供给”程序。帘线的长度取决于卷筒的周长和该周长的公差。无法精确地确定所敷设的帘线长度。

本文所公开的装置的功能可以反过来(即帘线长度控制居次，而帘线张力控制为主)，且该装置仍可为先有技术提供一些改进和益处。控制柔性薄膜的膨胀的负载测量元件可以直接改作用来控制帘线的张力，而供给绞盘可用作精确的长度测量装置，而不是测量和计量装置。在供给绞盘处测出的长度随后可用来控制卷筒膨胀，以得到所需的帘线的计量长度。