专利名称：生产钢丝帘线的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产钢丝帘线的方法以及更具体地说涉及按照这个方法生产的钢丝帘线，它包括一束至少三根的钢丝。
已知钢丝帘线作为车辆充气轮胎中的嵌入体用来改善行驶，动态特性，稳定性和延长使用寿命，它一般由钢绞线制成，但是一般地说，一根钢绞线是一束至少两根或多根的钢丝绞织和/或缠绕在一起，通过绞线机经过非常复杂的程序生产的。
还有，已知钢丝帘线的芯是由围中心分隔的一束钢丝组成，它不再用另外的绞合方法生产，而可以直接在绞合中形成。
从专利DE 3914330 C2中知道的方法是在生产钢丝中缠绕并过度缠绕钢绞线以便得到所希望的剩余扭矩。这样的剩余扭矩在成品钢丝帘线中代表一种重要的特性，因为它们主要控制上胶的钢丝帘线网的平直度。除此之外，剩余扭矩还同钢丝帘线断面切割边缘的均匀性有关。
从专利DE 0 492 682 A1知道的是用于轮胎帘子布的一束钢丝，包括2至7根基本圆形横截面的钢丝。各个钢丝在一个平面上平行并列取向，并被一根或多根钢丝在单一的包复方向上包复。一根或多根芯丝排列在一个平面中或芯丝的平面作为一个整体，剩余扭应力为重要特征。选择该弹性剩余扭应力使得该束钢丝在其整个长度上基本保持平直，只要它不经受外力的作用。选择剩余扭应力的大小和方向，使得芯丝的弹性剩余扭应力被包复钢丝的回复力所抵消。
从专利DE-OS 2619086中知道的是一种用于弹性体产品的加强帘线，由螺旋型钢丝，一根或几根包复钢丝缠绕在芯线上，芯线由不是互相缠绕的两根或多根钢丝组成。在这种配置中芯丝有相同的螺旋型构形，并相互邻近，反向排列，使得每根芯丝线性地至少与另一根芯丝接触。在已知的加强帘线中包复丝螺旋的方向和节距与芯丝的相同。通过将该丝组合成一束芯丝生产已知的加强帘线。引导该束在第一下掠的边缘上通过，并引导一根或几根丝的每根通过1个或几个下掠的边缘，并围绕该束捻转。下掠的边缘的曲率半径控制钢丝的曲率半径。
在捻转和预成形各个钢丝时，必须注意该加工不要损害它们的疲劳强度。更具体地说，当通过齿轮和类似物成形时，高强度的各个钢丝受到局部点压缩，结果使它们不适合循环应力，因为这样的局部变形是产生疲劳断裂的开始点。
本发明的目的是提供一种生产钢丝帘线的方法，钢丝帘线有一束钢丝作为芯线，它在技术上可以很简单的实现，所生产的钢丝帘线在强度、疲劳特性、工作性能等质量指标上都有改善。更具体地说，按照本发明的方法能够达到比那些已知的方法更小的曲率半径。
为了达到本发明的目的，提出一种生产钢丝帘线的方法，包括如下各步骤A.从卷盘上开卷至少两根钢丝作为芯丝，B.将开卷的芯丝结合成一股钢绞线，和C.在假捻机中捻转开卷的芯丝，D.从卷盘上开卷至少1根钢丝作为包复丝，和E.将包复丝缠绕在芯丝上，芯丝已螺旋地预成形为一根芯线。
按照本发明提出的方法保证是一种简单、成本低廉的生产按照本发明的钢丝帘线的方法，因为在该生产线之外不需要附加的成束和/或绞合成股的程序，即在生产线上按照本发明能一次生产出完整的钢丝帘线。钢丝帘线在其中预先成形的特性还防止了钢丝被损坏或局部变形，例如在通过齿轮预先成形中就可能发生这种情况。因此，按照本发明的生产的特征是不会对钢丝帘线的疲劳特性造成损害。除此之外，按照本发明的钢丝帘线可以达到较小的曲率半径。这样按照本发明的钢丝帘线可以用一种类型的机器生产，对生产各种类型帘线的机器只需作很少的修改。
按照本发明的方法也适合生产具有螺旋式预成形芯丝的钢丝帘线，它附加的特性是通过适当选择包复线进行包复从外面可以抵消其剩余扭应力。
本发明进一步的目的是，提供有一束钢丝的钢丝帘线，它包括至少三根钢丝，至少两根钢丝螺旋式成形为一芯线，它们并列平行地取向，至少一根钢丝螺旋地缠绕两根芯丝作为包复丝。在它的最简单形式中，按照本发明制作钢丝帘线的一束钢丝包括三根钢丝，其中二根螺旋式成形并被第三根同样螺旋式缠绕。各个钢丝通过假捻机用所需要的转数适当地缠绕，然后在假捻机的下游一起返回，成为互相平行但成螺旋形的预成形。与各个丝的螺旋形预成形有相同节距和方向的另一根钢丝然后围绕这束平行的各钢丝包复。由于按照本发明钢丝束的这种构形，各个钢丝既不会被损坏也不会局部变形，从而使由这样一束钢丝生产的钢丝帘线对轮胎特别是在压应力的情况下具有良好的疲劳特性。
在本发明的一个有利的方面，围绕至少两根芯丝装设一个或几个包复钢丝的线网层，结果是提供一种用于轮胎帘子布的钢丝束，其中芯束的钢丝即使用在轮胎的胶带中时也不会从钢丝绳组合中分离出来。按照本发明的钢丝束可以低成本地生产，因为芯束并不需要单独的操作加工，相反它可在生产线上作为一个整体生产出来。
在达到另一个如从权利要求16所看到的目的时，提供一种有一束钢丝的钢丝帘线，其中至少二根钢丝成束并列平行取向，作为芯丝组成一芯线，其特征是剩余扭应力被至少一根缠绕芯丝的包复钢丝的回复力所抵消。按照本发明的钢丝束可以很简单地生产，因为该芯线的钢丝并不是相互平行地位于一个平面中，如果位于一平面中在生产中技术上就包含一定的复杂性，相反它们是以一束的形式组合。通过适当地选择弹性剩余扭应力，可以达到简单的涂胶方法，因为按照本发明的钢丝束在涂胶时仍保持平的位置。
在本发明的另一个有利的方面，钢丝帘线的特征是扁平的基本成椭圆形。按照本发明的这种椭圆形在应用到轮胎时具有显著的优点，因为钢丝帘线的刚度在径向和侧向上是不同的。例如通过在一对轧辊之间挤压钢丝绳，可以获得扁平的基本成椭圆形的形状。
本发明和按照本发明的方法的其它有利的方面可以从各项从属权利要求中看到。
现在将根据几个示范的实施方案并参考附图详细讨论本发明，其中
图1是按照本发明方法的示意图，用来生产如图4所示的按照本发明的钢丝帘线。
图2是按照本发明方法的示意图，用来生产如图3所示的按照本发明的钢丝帘线。
图3是按照本发明的钢丝帘线的示意透视图，钢丝帘线包括两根螺旋式预成形的芯丝，并列平行放置，用一根包复丝螺旋式缠绕。
图4是如图3所示按照本发明的钢丝帘线的说明图，但是包含6根螺旋式预成形的芯丝，并列平行地放置。
图5是按照本发明的钢丝帘线的示意透视图，包含3根螺旋式预成形的芯丝作为并列平行放置的芯，被6根包复线的线网层缠绕。
图6是按照本发明的另一种钢丝帘线的说明图，包含12根螺旋式预成形钢丝的芯线，被包复钢丝的线网层包复，线网层又被1根螺旋丝螺旋式缠绕。
图3至6图解说明按照本发明的钢丝帘线的几种实施方案，每个有不同数目的钢丝构成钢丝帘线的芯线。图3中所示是按照本发明的钢丝帘线的第一个实施方案，二根芯丝10结合成一束钢丝作为芯线60，它们是螺旋式成形并列平行取向。二根芯丝10被另一根包复丝20所缠绕，这个包复丝20与芯丝10的螺旋形具有相同的节距和旋转方向。在这个示范的实施方案中，显示的芯丝10是左旋成形的，包复丝20也是围绕2根芯丝10左旋缠绕。对这样的钢丝帘线，节距一般约为14mm，芯丝10和包复丝20的直径约为0.28mm。
现在参考图4，图中显示按照本发明与图3显示的不同的钢丝帘线实施方案，其中芯线60由6根螺旋成形的芯丝10组成，芯丝并列平行放置，后左螺旋成形，并被第7根左旋的包复丝20缠绕。在这个示范实施方案中，例如其节距可以是18mm，所用的钢丝的直径可以是0.35mm。
当然，很容易理解钢丝帘线也可以有包含更多数目钢丝的钢丝束。如果芯线中使用较大数目的钢丝，那么选择较细直径的钢丝。根据需要，可以确定节距，并且可以选择包复丝的直径与芯线中钢丝的直径相同，但也可以是不同的直径。在芯钢丝束由12根螺旋成形钢丝组成的情况下，节距较有利的是12.5mm，钢丝的直径是0.22mm，缠绕芯钢丝束的包复丝直径为0.15mm。
现在参考图5，图中示意地用透视图表示按照本发明的钢丝帘线另一个示范实施方案。钢丝帘线的芯线60是由3根螺旋式预先成形的芯丝10组成，芯丝并列平行放置。它们被6根包复丝20的线网层包复，包复丝与芯丝10以相同的方向紧挨着并列布置。为了更好地理解，所画的芯丝10比包复丝20更长。但是芯丝10的旋转方向也可以与包复丝的旋转方向相反。
芯线60用包复丝20的线网层这样紧密包复有一个优点，即使将其用作钢带时芯钢丝束中的芯丝10也不可能从芯线组合中脱离出来。此外生产这样的钢丝帘线，其成本是相当低的，因为芯钢丝束60，如下面将要描述的那样，不需要单独加工操作，相反它能在钢丝帘线的生产线上一起生产。
在图5显示的示范实施方案中，有优点特征的芯丝直径是0.2mm，包复丝20的直径是0.35mm。
现在参考图6，图中显示的按照本发明钢丝帘线的示范实施方案与图5显示的相似，它把12根左旋螺旋预成形的芯丝10组合成芯线60，并被15根包复丝20的左旋的线网层包复。在这个示范实施方案中所有钢丝必须有相同的直径0.175mm才是有利的。图6中显示的钢丝帘线另外被1根右旋的螺旋丝30所包扎。螺旋丝30的直径，例如可以是0.15mm。在这个示范实施方案中当然芯丝10的旋转方向可以与包复丝的旋转方向相反。
现在参考图1，图中示意地显示按照本发明生产如图4所示按照本发明的钢丝的方法。为了生产这种芯束有6根钢丝的钢丝帘线，在第一步A操作中芯线10从6个卷盘11中开卷。在下一步B中6根钢丝中每3根通过偏转滑轮15组合成一股钢绞线，然后在第3步C操作中通过两个假捻机40，每个用给定的节距(在这种情况下为18mm)右旋，使其螺旋预成形。在进一步D操作中，已经离开假捻机40的2束钢丝每束3根组合成包含6根钢丝的钢丝束，构成要生产的钢丝帘线的芯线60。有6根芯丝10，按右旋螺旋组成的芯线60在相同的操作中用包复丝20缠绕，包复丝是在步骤E中从卷盘21开卷，并在步骤F操作中用规定的节距(例如18mm)右旋缠绕在芯线60上。用这种生产方法可以生产如图4所示的按照本发明的一种钢丝帘线，它组合左旋的芯丝10和包复丝20如图4所示，与图3显示的钢丝帘线相似。
这种生产方法所用的钢丝用轧制的钢丝较为有利，钢的成份如下C 0.6～0.9％Mn0.4～0.8％Si0.1～0.3％
S 0.03％(max)P 0.03％(max)其他伴生元素与普通一样。在上游区将轧制线材分几个阶段从5.5mm轧制到较细的直径，拉伸，热处理和—在接着的最后阶段之前，大多数在湿法拉伸阶段—镀上黄铜。黄铜在拉伸中用作“润滑剂”，但是它主要用来提高钢丝帘线和轮胎橡胶混合料的粘接力。通过捻转和绞合适当数目和形状的钢丝生产钢丝帘线，需要选择机器的参数以便得到合适的卷盘尺寸和机器速度的组合，因为高速需要小的工作卷盘，相应地低速与大的工作卷盘相配合。
按照本发明说明的生产钢丝帘线的方法适合生产组合2到30根钢丝成为芯束的钢丝帘线，虽然相同类型的芯线设计组合多于30根钢丝也是可能的。
现在参考图2，图中显示按照本发明生产图3显示的钢丝帘线的方法。在第一步A操作中2根钢丝10从2个卷盘11中开卷拉直，并在第2步B中组合在一起。在接着的步骤C中通过假捻机40右旋以给定的节距(例如14mm)操作，使2根钢丝10成形为右旋螺旋形。这2个螺旋缠绕的钢丝10组成要生产的钢丝帘线的芯线60。在下一步E的操作中第3根钢丝从卷盘21开卷拉直，它是作为包复丝20右旋地以节距如14mm，在最后一步F操作中缠绕在芯线60上。
在本发明的另一方面，如上所述按照本发明的钢丝帘线加压成椭圆形，在如图5和6所示的钢丝帘线的情况下这是特别合适的。例如使钢丝帘线通过一对轧辊挤压可以得到钢丝帘线的椭圆形状。由于径向和侧向的刚度不同，在用于轮胎中时钢丝帘线的椭圆形有明显的优点。
按照本发明提出的钢丝帘线，简单并且生产成本低，特别是在压缩应力时具有优良的性能。因为剩余扭应力已从外面抵消，在上胶时它保持平的形态从而使上胶很容易。在用作带时所用的钢丝从芯束中脱离的可能性也是很少的。通过按照本发明提出的各实施方案，可以产生许多钢丝帘线的设计，覆盖广阔的应用范围，从用于汽车轮胎的钢丝帘线开始，到各种运货车，直到重载卡车和公共汽车轮胎所用的钢丝帘线。
权利要求
1.一种生产钢丝帘线的方法，其特征在于如下各步骤A.从卷盘(11)开卷至少两根钢丝作为芯丝(10)，B.将开卷的芯丝(10)组合成一钢绞线(50)，和C.在假捻机(40)中捻转开卷的芯丝(10)，D.从卷盘(21)开卷至少1根钢丝作为包复丝(20)，和E.将包复丝(20)拧绕在螺旋预成形为芯线(60)的芯丝(10)上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤C中2，3或4根芯丝互相缠绕，和在附加的步骤D中，将结合2，3或4根缠绕的芯丝(10)的2股或多股钢绞线(50)组合成一芯线(60)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少2根芯丝(10)左旋或右旋式缠绕，并且所述至少1根包复线(20)同样左旋或右旋地包复在缠绕的芯丝(10)上。
4.一种用于生产钢丝帘线的方法，其特征在于，对如权利要求1至3中任何一项所述生产的钢丝帘线加压，使其成为椭圆形。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过一对轧辊对该钢丝帘线加压，使之成为椭圆形。
6.通过如权利要求1至5中任何一项所述的方法生产的钢丝帘线，包括至少有三根钢丝(10，20)的一束钢丝，至少2根钢丝是螺旋式成形并且并列平行放置作为芯丝(10)构成芯线(60)，至少1根钢丝螺旋地缠绕在该2根芯丝(10)上作为包复丝(20)。
7.如权利要求6所述的钢丝帘线，其特征在于，所述至少2根芯丝(10)成形为左旋或右旋的螺旋线，和所述至少一根包复丝(20)同样左旋或右旋地缠绕在至少2根芯丝(10)上。
8.如权利要求6或7所述的钢丝帘线，其特征在于，该芯丝(10)螺旋预成形的节距与缠绕芯丝的包复丝(20)的节距相一致。
9.如权利要求6至8中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于预成形的节距和缠绕包复丝(20)的节距在6mm到30mm之间。
10.如权利要求6至9中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于每根预成形芯丝(10)的螺旋线的外径是在0.1和0.5mm之间。
11.如权利要求6至10中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于该芯丝(10)的直径是在0.12到0.5mm之间。
12.如权利要求6至11中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于围绕至少两根芯丝(10)提供一个或多个包复丝(20)的线网层。
13.如权利要求6至12中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于该芯丝(10)和该包复丝(20)的直径是相同的。
14.如权利要求6至12中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于该芯丝(10)和该包复丝(20)的直径是不同的。
15.如权利要求6至14中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于围绕该包复丝(20)提供一根螺旋丝(20)。
16.如权利要求6至15中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于至少两根钢丝作为芯丝(10)形成一芯线(60)，它们并列平行成束取向，它的特点是弹性剩余扭应力被围绕芯丝(10)的至少一根包复丝(20)的回复力所抵消。
17.如权利要求16所提出的钢丝帘线，其特征在于弹性剩余扭应力是由假捻机(40)产生的。
18.如权利要求6至17中任何一项所述的钢丝帘线，其特征在于该钢丝是扁平的，基本成椭圆形。
19.如权利要求18所述的钢丝帘线，其特征在于该扁平的钢丝帘线其宽度对高度的比是1.15到1.50。
全文摘要
一种用于生产钢丝帘线的方法,该钢丝帘线用于具有一束钢丝的充气轮胎,它的芯线包括排成一束平行并相互邻近的钢丝10。最好至少有3根钢丝10,20,至少2根钢丝10并列平行设置螺旋式缠绕作为芯丝10构成一芯线60,至少一根钢丝螺旋式缠绕在2根芯丝10上作为包覆丝20。按照本发明,通过假捻机40获得钢丝10的螺旋式变形。芯丝10的这种螺旋变形,特别能够防止钢丝从芯束中脱离。芯丝相互之间的剩余扭应力同包覆丝的回复力相抵消。钢丝帘线具有扁平,尤其是椭圆形的形状也是有利的。
文档编号B60C9/00GK1202942SQ96198549
公开日1998年12月23日 申请日期1996年9月4日 优先权日1995年9月25日
发明者S·道雅克 申请人:德拉特科德萨尔股份有限两合公司