Проволочная нить, в частности, для армирования резиновых и пластиковых изделий, способ ее изготовления и устройство для осуществления способа

 

Для армирования резиновых или пластиковых изделий, в частности пневматических шин, предложена проволочная нить, которая имеет форму спирали и не имеет упругих остаточных напряжений остаточного кручения. Проволочную нить изготовляют путем скручивания разматываемых прямых проволочных нитей до зоны пластической деформации и последующего раскручивания, причем, по меньшей мере, две проволочные нити перед раскручиванием сводят и объединяют. По меньшей мере, две проволочные нити сводят преимущественно посредством перфорированного диска, скручивают между собой в механизме ложного кручения и пластически деформируют, а затем раскручивают в дополнительном механизме ложного кручения. Достигаемый технический результат - высокая усталостная прочность проволочной нити и хорошее ее закрепление в резине, пластике или каучуке. 4 с. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к проволочной нити, в частности для армирования резиновых и пластиковых изделий, способу изготовления подобного рода проволочных нитей и устройству для осуществления способа.

Проволочные нити названного выше рода известны. Их используют, в частности, для изготовления стальных кордов, используемых в качестве прокладок в пневматических шинах для автомобилей с целью улучшения их ходовых свойств, динамики, устойчивости и повышения срока службы.

Перед объединением и дальнейшей переработкой проволочных нитей в стальные корды их подвергают предварительной обработке и предварительному формованию, поскольку они в качестве вытянутых нитей без соответствующего предварительного формования имеют слишком низкую усталостную прочность и, кроме того, будучи прямыми, склонны к высвобождению из шины. При предварительной обработке следует обратить внимание на то, чтобы проволочные нити не пострадали. В частности, при деформации зубчатыми колесами и т.п. высокопрочные проволочные нити получают локальные вмятины, из-за чего они становятся непригодными для циклических нагрузок, поскольку подобные локальные деформации являются отправной точкой возникновения усталостных изломов.

Из DE-AS 1159818 известен способ изготовления эластичных проволочных тросов, согласно которому для изготовления эластичных проволочных тросов, имеющих небольшие внутренние напряжения и не имеющих скрутки в процессе изготовления, используемые для конструкции проволочного троса проволоки скручивают зоны остаточной деформации, а затем раскручивают на величину двойного числа витков, полученных до предела возврата, который представляет собой при этом постоянное максимальное число скруток, которое данная проволока может снова возвратить после скручивания. Скрутки сверх этого предела возврата не возвращаются, а сохраняются в виде остаточной деформации.

Из DE 3914330 C2 известен способ изготовления проволочного пучка или троса, при котором для свивки проволок их кладут вокруг друг друга и/или скручивают между собой и полученные таким образом пряди посредством перекручивающего устройства дополнительно скручивают в направлении их скручивания. За счет дополнительного скручивания пряди она скручивается за пределы зоны упругой деформации в зону пластического формования. Для уменьшения проблем, связанных с различным остаточным кручением изготовленных подобным образом прядей, прядь за перекручивающим устройством подвергают небольшому постоянному растяжению.

В основе изобретения лежит поэтому задача создания проволочной нити, которая обладает высокой усталостной прочностью и может быть хорошо закреплена в резине, пластике или каучуке.

Другая задача изобретения состоит в разработке способа изготовления подобного рода проволочных нитей, осуществляемого просто и экономично.

Кроме того, задача изобретения состоит в разработке простого и модифицируемого, а также встраиваемого в линию изготовления стального корда устройства для осуществления подобного способа.

Для решения задачи предложена, согласно изобретению, проволочная нить, в частности для армирования резиновых или пластиковых изделий, которая имеет форму спирали и не имеет упругих напряжений остаточного кручения. Благодаря выполнению проволочной нити, согласно изобретению, в форме спирали, которая может быть лево- или правозаходной, она особенно хорошо сцепляется с резиной, пластиком или каучуком. В частности, при использовании проволочной нити для армирования шин это оказывается предпочтительным, поскольку проволочная нить, согласно изобретению, не может более или менее просто высвободиться из шины. Это преимущество передается также на изготовленные из подобных проволочных нитей стальные корды для армирования пневматических шин. Поскольку проволочная нить, согласно изобретению, не имеет напряжений остаточного кручения, она особенно хорошо и просто подвергается дальнейшей переработке, что, в частности, оказывается предпочтительным при заделке в шину в процессе вулканизации. Также от заделанной в шину проволочной нити не исходят усилия и крутящие моменты, ухудшающие ходовые свойства и динамику шины.

Для дальнейшего решения лежащей в основе изобретения задачи предложен способ изготовления проволочных нитей, при котором, по меньшей мере, две отдельные проволочные нити скручивают в механизме ложного кручения и пластически деформируют, а также скручивают между собой в дополнительном механизме ложного кручения в направлении вращения, противоположном направлению вращения первого механизма ложного кручения, причем, по меньшей мере, две проволочные нити, по меньшей мере, в дополнительном механизме ложного кручения скручивают сообща и между собой.

Согласно изобретению, достигается, таким образом, пластическая деформация проволочных нитей в спиралеобразные нити за счет обработки механизмами ложного кручения, причем проволочные нити, по меньшей мере, в последнем механизме ложного кручения скручивают сообща и между собой. Благодаря этой обработке, согласно изобретению, проволочные нити приобретают нужную спиралеобразную форму без повреждений и/или локальных деформаций, как это может произойти, например, при предварительном формовании зубчатыми колесами. Таким образом, изготовление, согласно изобретению, не ухудшает усталостных свойств проволочных нитей. За счет согласованного скручивания и крутки проволочных нитей в одном или нескольких первых механизмах ложного кручения, а также в дополнительном механизме ложного кручения уменьшаются упругие напряжения остаточного кручения.

В одном предпочтительном выполнении изобретения способ включает в себя следующие этапы: A1: по меньшей мере, две отдельные проволочные нити разматывают с бобин; B1: проволочные нити скручивают в соответствующем механизме ложного кручения и пластически деформируют; C1: проволочные нити объединяют параллельно друг другу и D1: в дополнительном механизме ложного кручения скручивают между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения первого механизма ложного кручения.

В другом предпочтительном выполнении изобретения способ изготовления проволочных нитей включает в себя следующие этапы: A2: по меньшей мере, две отдельные проволочные нити разматывают с бобин; B2: проволочные нити объединяют параллельно друг другу и C2: в механизме ложного кручения скручивают между собой и пластически деформируют; D2: в дополнительном механизме ложного кручения проволочные нити скручивают между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения первого механизма ложного кручения.

Согласно изобретению, для дальнейшего решения задачи предложено устройство для изготовления проволочных нитей, содержащее, по меньшей мере, один первый механизм ложного кручения для скручивания и пластической деформации разматываемых с бобин проволочных нитей, устройство для сведения отдельных проволочных нитей перед или за, по меньшей мере, одним первым механизмом ложного кручения и дополнительный механизм ложного кручения для раскручивания предварительно скрученных и пластически деформированных проволочных нитей.

Устройство, согласно изобретению, для осуществления, согласно изобретению, способа изготовления проволочных нитей может быть простым и экономичным образом скомпоновано из известных отдельных элементов. Устройство, согласно изобретению, пригодно, в частности, для встраивания в уже существующую линию по изготовлению стальных кордов. Проволочные нити, изготовленные посредством устройства, согласно изобретению, с применением способа, согласно изобретению, могут быть подвергнуты, тем самым, дальнейшей переработке, например, в стальные корды непосредственно после осуществления способа, согласно изобретению. С другой стороны, они могут быть намотаны на бобины также для хранения и/или транспортировки.

Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью двух примеров выполнения и чертежей, на которых: - фиг. 1 схематично изображает первый пример выполнения устройства, согласно изобретению, для осуществления, согласно изобретению, способа изготовления проволочных нитей;
- фиг. 2 схематично изображает второй пример выполнения устройства, согласно изобретению, для осуществления, согласно изобретению, способа изготовления проволочных нитей.

На фиг. 1 схематично изображен первый пример выполнения устройства, согласно изобретению, для изготовления проволочных нитей. Изображенное на фиг. 1 устройство содержит две бобины 10, на которые намотаны отдельные проволочные нити 2. Кроме того, устройство, согласно изобретению, содержит два установленных за бобинами 10 механизма 20 ложного кручения, установленные за механизмами 20 ложного кручения направляющие элементы 22, перфорированный диск 30, служащий в качестве устройства для сведения проволочных нитей, установленный за перфорированным диском 30 дополнительный механизм 40 ложного кручения и две намоточные бобины 50.

Для изготовления проволочных нитей первым способом, согласно изобретению, осуществляемым посредством изображенного на фиг. 1 устройства, две отдельные проволочные нити 2 разматывают с обеих бобин 10. Это происходит обычным и известным образом посредством вытяжного механизма (не показан). Обе проволочные нити 2 проходят через соответствующий механизм 20 ложного кручения, в котором они скручиваются вокруг самих себя, а именно до зоны пластической деформации. В случае изображенного примера скручивание проволочных нитей 2 происходит по часовой стрелке, т.е. с правым заходом.

После выхода из механизмов 20 ложного кручения пластически деформированные проволочные нити 2 подают по направляющим элементам 22 (например, направляющим роликам) к перфорированному диску 30, который сводит и объединяет обе проволочные нити. Объединенные проволочные нити подают к дополнительному механизму 40 ложного кручения, в котором они скручиваются между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения первых механизмов 20 ложного кручения, и, тем самым, раскручиваются. В случае изображенного на фиг. 1 примера механизм 40 ложного кручения вращается против часовой стрелки, т. е. с левым заходом. Из дополнительного механизма 40 ложного кручения первоначально прямые проволочные нити 2 выходят в виде спиралеобразных проволочных нитей 8, которые благодаря чередованию, согласно изобретению, согласованных между собой закручивания и раскручивания не имеют упругих напряжений остаточного кручения.

Полученные способом, согласно изобретению, проволочные нити 8 могут быть подвергнуты непосредственной дальнейшей переработке на соответствующей производственной линии, например, в стальные корды для армирования пневматических шин. Они могут быть, однако, как изображено в примере на фиг. 1, намотаны на намоточные бобины 50 для хранения и/или транспортировки.

На фиг. 2 изображен второй пример выполнения устройства, согласно изобретению, для изготовления проволочных нитей. Схематично изображенное устройство содержит те же элементы, что и устройство, изображенное на фиг. 1, т.е. две бобины 10 с намотанными на них проволочными нитями 2, направляющие элементы 22, перфорированный диск 30, механизм 20 ложного кручения, дополнительный механизм 40 ложного кручения и две намоточные бобины 50.

В противоположность изображенному на фиг. 1 устройству, согласно изобретению, для изготовления проволочных нитей в примере выполнения на фиг. 2 предусмотрен только один механизм 20 ложного кручения, перед которым установлен перфорированный диск 30. Для изготовления спиралеобразных, согласно изобретению, проволочных нитей без упругих напряжений остаточного кручения две проволочные нити 2 разматывают с бобин 10 и посредством направляющих элементов 22 подают к перфорированному диску 30, который сводит и объединяет их. Объединенные таким образом проволочные нити 2 подают к механизму 20 ложного кручения, в котором их скручивают между собой и пластически деформируют. В изображенном примере скручивание происходит по часовой стрелке, т.е. с правым заходом.

Непосредственно за механизмом 20 ложного кручения установлен дополнительный механизм 40 ложного кручения, к которому непосредственно подают скрученные между собой и пластически деформированные проволочные нити. В дополнительном механизме 40 ложного кручения они скручиваются между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения механизма 20 ложного кручения, и, тем самым, раскручиваются. В изображенном примере дополнительный механизм 40 ложного кручения вращается в направлении против часовой стрелки, т.е. с левым заходом. Из механизма 40 ложного кручения, как и в примере на фиг. 1, выходят две спиралеобразные, согласно изобретению, проволочные нити 8, не имеющие упругих напряжений остаточного кручения. Их, как показано, наматывают на обе намоточные бобины 50.

За счет совместного скручивания, согласно изобретению, проволочных нитей, по меньшей мере, в последнем механизме ложного кручения особенно простым и оптимальным образом достигается уменьшение напряжений остаточного кручения, а также остаточная спиралеобразная деформация. Для получения наилучших результатов необходимо путем последующего раскручивания компенсировать, в частности, скрутки, выходящие за предел возврата. Это достигается за счет соответствующего согласования механизма или механизмов 20 ложного кручения с дополнительным механизмом 40 ложного кручения.

Направление захода образующих спираль проволочных нитей устанавливают в зависимости от направления скручивания последнего механизма ложного кручения, т.е. направления раскручивания. В соответствии с этим проволочные нити, изготовленные изображенными на фигурах устройствами, имеют форму левозаходной спирали.

Форму спирали проволочных нитей можно установить посредством других параметров, например, скорости вытяжки и частоты вращения механизмов ложного кручения. Кроме того, на форму спирали оказывает влияние также число параллельных проволочных нитей при формовании спирали, поскольку, конечно, сведены и скручены вокруг друг друга могут быть более двух проволочных нитей.

Формула изобретения

1. Способ изготовления спиралеобразной проволочной нити, при котором, по меньшей мере, две отдельные проволочные нити разматывают с бобин и пластически деформируют, отличающийся тем, что пластическое деформирование осуществляют в механизме ложного кручения нитей, затем нити объединяют, располагая параллельно друг другу, и в механизме ложного кручения скручивают между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения первоначального ложного кручения, после чего спиралеобразные проволочные нити отделяют друг от друга.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проволочные нити сводят и объединяют посредством перфорированного диска.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что спиралеобразные проволочные нити подвергают непосредственной дальнейшей переработке.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что спиралеобразные проволочные нити наматывают на намоточные бобины.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что нити используют для армирования резиновых или пластиковых изделий.

6. Способ изготовления спиралеобразной проволочной нити, при котором, по меньшей мере, две отдельные проволочные нити разматывают с бобин и пластически деформируют, отличающийся тем, что проволочные нити объединяют, располагая параллельно друг другу, и осуществляют пластическое деформирование в механизме ложного кручения путем скручивания нитей между собой, затем посредством дополнительного механизма ложного кручения проволочные нити скручивают между собой в направлении вращения, противоположном направлению вращения первого механизма ложного кручения, после чего спиралеобразные проволочные нити отделяют друг от друга.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что проволочные нити сводят и объединяют посредством перфорированного диска.

8. Способ по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что спиралеобразные проволочные нити подвергают дальнейшей переработке.

9. Способ по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что спиралеобразные проволочные нити наматывают на намоточные бобины.

10. Способ по любому из пп.6 - 9, отличающийся тем, что нити используют для армирования резиновых или пластиковых изделий.

11. Устройство для изготовления спиралеобразной проволочной нити, содержащее бобины для сматывания с них проволочных нитей и механизм их пластического деформирования, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один первый механизм ложного кручения для скручивания и пластической деформации разматываемых с бобин проволочных нитей, устройство для сведения отдельных проволочных нитей перед или за, по меньшей мере, одним первым механизмом ложного кручения и дополнительный механизм ложного кручения для раскручивания предварительно скрученных и пластически деформированных проволочных нитей.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что устройство для сведения отдельных проволочных нитей выполнено в виде перфорированного диска.

13. Спиралеобразная проволочная нить, деформированная, отличающаяся тем, что она изготовлена одним из способов по пп.1 - 10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2