一种用于轮胎的钢丝圈 【技术领域】
本发明涉及一种钢丝圈，尤其是一种用于轮胎的钢丝圈。背景技术 钢丝圈是将轮胎固定到轮辋上的主要部件。 现用于充气轮胎特别是载重汽车充 气轮胎的钢丝圈通常采用如下方式 ：
斜交胎一般在成排钢丝绕成的钢丝圈上直接敷贴胎圈填充胶后，用覆胶帘布整 体包裹 ；这样的钢丝圈在成型和硫化过程中易受外部压力导致钢丝圈变形或松散，且钢 丝圈与外部胎胶结合性差。
子午胎一般在钢丝圈外表面用覆胶帘布条螺旋缠绕覆盖，然后对钢丝圈预硫 化 ；致使生产工艺烦琐且需专用设备，造成轮胎成本高，同时，钢丝圈与其他部件之间 粘合力低，从而引起轮胎胎圈的早期损坏。
或者，有些子午胎在钢丝圈外表面用钢丝圈用钢丝螺旋式缠绕，这虽然解决了 上述钢丝圈的变形以及结合性差等问题，但其对于保持钢丝圈的断面形状效果仍然不够 理想，钢丝圈中的钢丝束极易在外力作用下发生滚动。
因此，需要一种新的钢丝圈以更好的解决钢丝圈芯的形状保持以及缠绕物固定 的问题。
发明内容 有鉴于此，本发明致力于更好的解决钢丝圈芯的形状保持以及缠绕物固定的问 题，提出了一种用于轮胎的钢丝圈。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是 ：
一种用于轮胎的钢丝圈包括一个由覆胶钢丝绕成的环状钢丝圈芯，一条螺旋式 缠绕在钢丝圈芯外表面的单根钢丝或单根芳纶纤维，以及，固定单根钢丝或芳纶纤维两 端的胶片或覆胶帘布。
上述胶片或覆胶帘布先把单根钢丝或芳纶纤维的一端固定在环状钢丝圈芯上， 待单根钢丝或芳纶纤维沿钢丝圈芯螺旋式缠绕整个钢丝圈芯后逐圈径向缠绕以固定其另 一端。
上述单根钢丝或芳纶纤维沿钢丝圈芯螺旋式缠绕后沿钢丝圈芯圆周方向的长度 大于钢丝圈芯的周长，并且其两端相距 5-30cm。
上述固定单根钢丝或芳纶纤维两端的胶片或覆胶帘布在钢丝圈芯圆周上径向缠 绕至钢丝圈所在平面时与钢丝圈上缠绕中心点处切线呈 20° -75°角。
上述环状钢丝芯的断面为四边形或六边型或八边形或圆形，由成排钢丝或单根 钢丝绕成。
上 述 钢 丝 圈 芯 的 钢 丝 直 径 为 0.5 ～ 2.5mm ；和 / 或， 所 述 钢 丝 的 断 裂 强 度 1500N ；和 / 或，上述在钢丝圈芯外表面螺旋式缠绕的单根钢丝直径为 0.15 ～ 0.5mm 或
芳纶纤维直径在 0.5 ～ 1.5mm。
本发明的有益效果是 ：由于采用上述结构，本发明的钢丝圈具有较好的形状保 持性能，在加工中易于加工并提高了轮胎产品的成品率 ；同时，提高轮胎产品胎圈部位 的结构强度和耐久性。 附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中 ：
图 1 是本发明的钢丝圈结构图 ；以及
图 2 是图 1 方式中工字轮结构图。 具体实施方式
为了实现子午轮胎产品生产中钢丝圈芯较好的形状保持以及缠绕物牢固固定， 本发明提供了一种钢丝圈。 接下来具体说明该钢丝圈。
图 1 示出本发明的钢丝圈结构图。 该钢丝圈包括一个由覆胶钢丝绕成的环状钢 丝圈芯 1、一条螺旋式缠绕在钢丝圈芯外表面的单根钢丝或单根芳纶纤维 2 以及固定单根 钢丝或芳纶纤维两端的胶片或覆胶帘布 3。 在本发明中，采用由覆胶钢丝绕成环状钢丝圈芯，比绕成钢丝圈芯然后覆胶的 效果更好。 因为每一圈钢丝在缠绕过程中都覆上胶，使胶体在钢丝之间的填充更均匀， 成型后联结更紧密并不易变形或发生相对滚动。
另一方面，用来保持钢丝圈芯形状的单根钢丝或单根芳纶纤维，缠绕在钢丝圈 芯外表面。 这是在长期的生产实践中摸索到的，通过多次实验证明，钢丝或芳纶纤维是 较佳的缠绕固定物。 钢丝太粗，刚性过大，不利于保持钢丝圈芯的形状。 所以该钢丝的 参数是明显不同于缠绕钢丝圈芯钢丝的。 而芳纶纤维与目前轮胎用钢丝、涤纶、锦纶等 相比，具有强度高，变形小，热收缩低，高耐热、蠕变极小等优点，其强度是钢丝的 5-6 倍，模量是钢丝的 2 倍，相对密度仅为钢丝的 1/5，分解温度为 560 度，既具备合成纤维 的弹性又具备钢丝的刚性。 因此，它比普通的钢丝具有更多的优越性，缠绕后局部形状 保持效果好。 本发明采用该种材料于轮胎钢丝圈生产中，具有极佳的效果。
上述胶片或覆胶帘布 3 先把单根钢丝或芳纶纤维 2 的一端固定在环状钢丝圈芯 1 上，待单根钢丝或芳纶纤维 2 沿钢丝圈芯 1 螺旋式缠绕整个钢丝圈芯后逐圈径向缠绕以固 定其另一端。
上述单根钢丝或芳纶纤维 2 沿钢丝圈芯 1 螺旋式缠绕后沿钢丝圈芯圆周方向的长 度大于钢丝圈芯 1 的周长，并且其两端相距 5-30cm。
上述钢丝圈芯 1 的钢丝和 / 或螺旋式缠绕的钢丝 2 均为镀铜钢丝。
上述环状钢丝圈芯 1 的断面为四边形或六边型或八边形或圆形，由成排钢丝或 单根钢丝绕成。
上述钢丝圈芯 1 的钢丝直径为 0.5 ～ 2.5mm ；和 / 或，所述钢丝的断裂强度 1500N。
上述在钢丝圈芯 1 外表面螺旋式缠绕的单根钢丝直径为 0.15 ～ 0.5mm 或芳纶纤 维直径在 0.5 ～ 1.5mm。 直径过小断裂强度偏小，易在缠绕过程中断裂。 直径过大，刚
性偏大，易造成缠绕不紧且不易保持钢丝圈芯的形状 ；同时，在操作过程中易松散。
上述钢丝圈芯 1 外表面螺旋式缠绕的单根钢丝或单根芳纶纤维缠绕螺距为 5 ～ 70mm。 其螺距最好是在 20-30mm 之间。 螺距过大易导致缠绕后约束力偏低，螺距过小 增加了操作难度也降低了生产效率。
上述固定单根钢丝或芳纶纤维两端的胶片或覆胶帘布在钢丝圈芯圆周上径向缠 绕至钢丝圈所在平面时与钢丝圈上缠绕中心点处切线呈 20° -75°角。
上述在钢丝圈芯 1 外表面螺旋式缠绕的单根钢丝 2 断裂强度在 100-500N ；和 / 或，所述单根芳纶纤维 2 断裂强度在 100 ～ 400N。 在前述断裂强度下既能保证操作工艺 要求，又保证缠绕钢丝圈力度。
需进一步补充说明上述结构的实现过程及其相关过程，如下 ：
覆胶钢丝绕成的环状钢丝圈芯 1 是钢丝圈钢丝通过在轮胎钢丝圈联动生产线在 各规格缠绕盘上按照设计断面形状缠绕完成。
图 2 示出图 1 方式中工字轮结构图。 螺旋式缠绕在钢丝圈芯外表面的单根钢丝 或单根芳纶纤维通过重缠机缠绕在图 2 所示的工字轮上。
将钢丝圈芯 1 及缠绕有单根钢丝或单根芳纶纤维 2 的工字轮分别安放于螺旋型钢 圈包布机对应工位。
调整好螺旋型钢圈包布机钢丝圈转动速度，将单根钢丝或纤维 2 的一端用胶片 或覆胶帘布条缠绕固定于钢丝圈芯 1 上。
启动设备，由工字轮带动钢丝或芳纶纤维 2 完成对钢丝圈的螺旋式缠绕，然后 用胶片或覆胶帘布条固定单根钢丝或芳纶纤维 2 的末端于钢丝圈芯 1 上。
完成后的钢丝圈表面涂刷胶糊后进行三角胶敷贴用于轮胎成型。
对比实验
取型号为 11.00R20-18PR 轮胎进行对比试验，对比试验分别采用本发明结构和 原钢丝圈结构，其他轮胎半成品及结构均相同，对比实验如下 ：
1) 生产效率对比实验
采用同一操作人员、同一螺旋型钢圈包布机，在相同时间内生产出的外缠合格 钢丝圈数量进行对比，在表 1 中该实验结果用一个指数来表示，该指数以生产现有结构 的钢丝圈数量为基准值 100，该指数越高，生产效率越高。
2) 轮胎胎圈耐久性试验
采用一个轮胎测试鼓，实验轮胎被安装在一个尺寸为 8.0 的标准轮辋上，以 600KPa 的压力充气，并加载 35KN 的负荷，在 39℃的环境温度下以 30 公里 / 小时的线速 度转动，直到该轮胎出现子口裂为止。 此时测量其行驶里程。 在表 1 中，实验结果用一 个指数表示，该指数以现有结构的钢丝圈生产的轮胎为基准值 100，该指数越高，胎圈耐 久性能越好。
3) 轮胎成本
轮胎成本用一个指数来代表，该指数以现有钢丝圈结构生产的轮胎为基准值 100，该指数越低，轮胎成本越低。
表1
5CN 102009570 A CN 102009571 A说轮胎 现有结构 实验例 操作工艺性 100 110明书轮胎成本 100 97.54/4 页胎圈耐久性 100 125以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对 本发明的限制。 本领域普通技术人员在本发明的教导下，可以在详述的实施方案的基础 上做出各种变体，这些变体均应包含在本发明的构思之内。 本发明所要求保护的范围仅 由所述的权利要求书进行限制。