CN101473088A - 金属索和用于制造金属索的方法 - Google Patents

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Abstract

一种金属索，包括至少一个预成形的基础金属线，所述金属索具有：在裸索上测量的断裂时拉伸，它高于或等于3％，优选是从4％至6％；在涂橡胶和硫化的索上测量的断裂时拉伸，它与在裸索上测量的断裂时拉伸相比差别量不高于或等于15％，优选是从2％至10％；在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它高于或等于0.4％，优选是从0.5％至1.5％；在涂橡胶和硫化的索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它与在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)相比差别量不高于或等于15％，优选是从0.5％至10％。

Description

金属索和用于制造金属索的方法
本发明涉及一种金属索，还涉及用于制造金属索的方法。
特别是，本发明涉及一种金属索，该金属索通常用作弹性体制造物品中的增强元件，该金属索包括至少一个预成形的基础金属线。
而且，本发明还涉及一种用于制造金属索的方法。
而且，本发明还涉及一种用于制造金属索的装置。
上述金属索可以用于生产增强弹性体制造物品，例如轮胎、用于高压流体的管、皮带、皮带传送器等。
应当知道，通常用于增强弹性体制造物品的金属索大致由多个基础金属线沿轴线扭绞而制成，该轴线与索自身的纵向伸展相符。
所述金属索特别在用于制造轮胎时通常需要提供有很高的机械阻力，并能够与弹性体材料(它嵌入该弹性体材料中)有良好的物理-化学粘性，还能够使得所述弹性体材料很好地渗透至所述金属索的相邻基础金属线之间的空间内。
实际上，应当知道，为了避免金属索在处于增强弹性体制造物品内时受到不希望的腐蚀现象，非常重要的是使得形成金属索的基础金属线整个由所述弹性体材料涂覆，以便扩展至它们的整个表面。
即使在处理由少量基础金属线形成的金属索时也不容易获得该结果，当考虑到更复杂的金属索时将更难以获得该结果。
实际上，为了使金属索具有所需的几何和结构稳定性，形成所述金属索的基础金属线将压紧，即定位成彼此紧密接触，从而导致在所述金属索内形成一个或多个封闭空腔，该封闭空腔沿金属索的纵向伸展方向延伸。
这些空腔封闭，因此在金属索的正常涂橡胶阶段，弹性体材料不能到达这些空腔，因此可能在所述封闭空腔内形成腐蚀，且该腐蚀可能沿形成金属索的基础金属线扩展。
因此，这意味着例如由于在增强弹性体制造产品中的切口，水汽和/或外部试剂可能透入所述封闭空腔中，从而不可避免地开始基础金属线的快速腐蚀处理，因此严重损害了金属索自身的结构阻力以及增强弹性体制造产品的结构阻力。
而且，存在弹性体材料不能到达的所述封闭空腔将降低金属线与弹性体材料的粘附，这可能引起金属线与金属线分离的不合适趋势。
由于金属线的不充分涂橡胶(由于存在所述封闭空腔而引起)而产生的附加缺点是相互接触的金属线的腐蚀扩展。这使得金属线和(因此)金属索的抗疲劳性不可避免地降低。
现有技术中已经试图克服上述问题。
例如，已经公开了使用所谓的“开放”索。在所述“开放”索中，金属线(通常为3至5个)松弛连接，这样，它们彼此处于特定距离，且在整个涂橡胶阶段中都通过保持向索施加较低拉力负载(通常不超过5千克)来保持该距离。
上述类型的索(即所谓的“开放”索)例如在本申请人的美国专利US4258543中介绍。其中所述的索能够很好地使弹性体材料在形成索的相邻金属线之间渗透。
国际专利申请WO95/16816涉及一种包括钢丝的钢索，其中，至少一个所述钢丝进行多边形预成形。上述钢索具有完全的橡胶渗透和较低的部分负载拉伸(PLE)。
国际专利申请WO99/28547涉及一种钢索，该钢索包括一个或多个钢丝，其中，至少一个所述钢丝提供有在第一平面的第一卷曲以及在与第一卷曲的平面基本不同的平面中的第二卷曲。上述索具有增大的橡胶渗透性或在断裂时的增加拉伸。
本申请人的美国专利US6698179涉及一种用于制造金属索的方法，它包括以下步骤：利用在一个平面中的基本正弦形变形来使得至少一个金属线永久性变形；以及通过使金属线环绕金属索的纵向轴线扭绞而使得该至少一个金属线与一个或多个其它金属线绞合。该美国专利还涉及这样获得的金属索。前述金属索有良好的橡胶渗透性以及改进的断裂伸长。
不过，上述金属索可能有一些缺点。
例如，在所谓的“开放”索的情况下，它们在到达涂橡胶装置之前受到的拉伸力可能使得金属线一个紧压在另一个金属线上，从而阻碍弹性体材料在锁的相邻金属线之间渗透。因此，尽管具有很高的部分负载拉伸(PLE)，即对于低负载的高拉伸(小于或等于50N)，但是所述索可能不能够有良好的弹性体渗透，从而使得金属线腐蚀，并严重损害索和包含该索的增强弹性体制造物品的结构阻力。
另一方面，现有技术的金属索(例如在上述国际专利申请WO95/16816、在WO99/28547或在美国专利US6698179中所述的金属索)尽管具有在断裂时的高拉伸以及良好的弹性体材料渗透性，但是可能显示较低的部分负载拉伸(PLE)。所述较低的部分负载拉伸(PLE)可能在包括它的增强弹性体制造物品的制造过程中引起问题，特别是当用于轮胎制造中，其中，金属索需要在各个制造步骤中进行明显的金属线拉伸。
而且，本申请人发现，在金属索涂橡胶和硫化之后，断裂时的拉伸和部分负载拉伸(PLE)都明显降低。
目前，申请人发现一种金属索，它包括一个或多个基础金属线，提供有较高的断裂时拉伸和较高的部分负载拉伸(PLE)，即使在金属索涂橡胶和硫化之后，所述特征也保持基本不变。而且，所述金属索表示了在形成所述金属索的相邻基础金属线之间的改进弹性体材料渗透。
根据第一方面，本发明涉及一种金属索，该金属索包括至少一个预成形的基础金属线，所述金属索具有：
在裸索上测量的断裂时拉伸，它高于或等于3％，优选是从4％至6％；
在涂橡胶和硫化的索上测量的断裂时拉伸，它与在裸索上测量的断裂时拉伸相比差别量不高于或等于15％，优选是从2％至10％；
在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它高于或等于0.4％，优选是从0.5％至1.5％；
在涂橡胶和硫化的索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它与在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)相比差别量不高于或等于15％，优选是从0.5％至10％。
所述断裂时拉伸和所述部分负载拉伸(PLE)将根据方法BISFA-95(分别是方法E6和方法E7)(1995)来测量。关于所述测量将在后面的实例中进一步详细说明。
根据一个优选实施例，所述金属索包括多个基础预成形金属线。也可选择，所述金属索具有至少一个预成形基础金属线，同时形成所述金属索的其余基础金属线并不是预成形类型。在进行给定的预成形作用之前，基础金属线具有直线形形状。
在本发明的说明书和下面的权利要求中，术语“预成形”的意思是基础金属线沿它的纵向伸展在基本规则间隔开的位置处通过施加高于形成所述基础金属线的材料的弹性极限的横向力来进行变形，这样，当施加力除去时保持变形。
根据一个优选实施例，所述基础金属线首先预成形，从而使得它呈现基本正弦形波动；其次，所述首先预成形的基础金属线沿它的纵向轴线进行螺旋形预成形，从而使它呈现螺旋波形状(下文中称为“双预成形的基础金属线”)。所述双预成形的结果是三维预成形的基础金属线。
根据一个优选实施例，所述正弦形波动的波长(或节距)为从1.0mm至15mm，更优选是从2.0至8.0mm。
根据又一优选实施例，所述正弦形波动的波振幅为从0.10mm至1.0mm，更优选是从0.20mm至0.50mm。
上述波长和波振幅范围可以在它插入弹性体材料(该弹性体材料将随后硫化)中之前在未涂橡胶的基础金属线上直接测量。优选是，所述参数的测量可以通过使用放大透镜和分度尺(例如分度标尺)来在基础金属线上进行。当必须分析硫化增强弹性体制造物品时，需要通过使用溶剂来从该硫化增强弹性体制造物品上除去弹性体材料，例如通过以二氯苯在至少100℃的温度下(优选是140℃)处理它至少12小时。
根据一个优选实施例，所述基础金属线的直径(D)为从0.10mm至0.50mm，优选是从0.12mm至0.40mm。
根据一个优选实施例，所述基础金属线由钢制成。当基础金属线的直径为从0.10mm至0.50mm时，标准NT(正常拉伸)钢的断裂强度范围在大约2600N/mm2(或2600MPa-兆帕)和大约3200N/mm2之间，HT(高拉伸)钢的断裂强度范围在大约3000N/mm2和大约3600N/mm2之间，SHT(超高拉伸)钢的断裂强度范围在大约3300N/mm2和大约3900N/mm2之间，UHT(极高拉伸)钢的断裂强度范围在大约3600N/mm2和大约4200N/mm2之间。所述断裂强度值特别取决于钢中的含碳量。优选是，上述HT、SHT和UHT类型的基础金属线由具有非常高含碳量的钢来制造，例如大于0.9％。
通常，所述基础金属线提供有黄铜涂层(Cu在60％和75％重量之间，Zn在40％和25％重量之间)，它的厚度在0.10μm和0.50μm之间。所述涂层保证基础金属线更好地粘附在涂橡胶化合物上，并用于在增强弹性体制造物品的制造过程中和在它的使用过程中防止金属腐蚀。当它需要保证更大程度的防腐蚀时，所述基础金属线优选是可以提供有除黄铜之外的防腐蚀涂层，能够保证更大的防腐蚀性，例如涂层基于锌、锌/锰(ZnMn)合金、锌/钴(ZnCo)合金或锌/钴/锰(ZnCoMn)合金。
根据一个优选实施例，所述金属索有n×D类型的结构，其中，n是形成索的基础金属线的数目，D是各基础金属线的直径。优选是，n的范围为从2至6。特别优选是，n等于5。
优选的金属索结构为例如：2×(即两个基础金属线扭绞在一起)、3×、4×、5×、6×、2+1(即一个两金属线股线和一个一金属线股线，所述两个股线扭绞在一起)、2+2、3+2、1+4。
根据一个优选实施例，所述金属索具有从2.5mm至25mm的绞合节距，该绞合节距更优选是从6mm至18mm。
根据一个优选实施例，所述金属索有以下特征：
间隙面积满足以下等式：
间隙面积≥πD2/4
其中，D是基础金属线的直径；
在截面中在各对相邻基础金属线之间的距离总和(∑Sn)满足以下等式：
∑Sn>D/2
其中，n是基础金属线的数目，D是基础金属线的直径；
沿金属索的整个纵向伸展保持所述特征。
在本发明的说明书和下面的权利要求中，措辞“间隙面积”是指在索截面中由连接在一起以便形成多边形的段限定的面积，各所述段具有在一对相邻的基础金属线的外周上的末端。
在本发明的说明书和下面的权利要求中，措辞“在各对相邻基础金属线之间的距离”是指以下面方式计算的距离：
s＝l-(r+r′)
其中，l是在截面中在两个相邻基础金属线的中心之间的距离，r和r′是在截面中各相邻基础金属线的半径。优选是，半径r和r′具有相同值。
根据又一方面，本发明涉及一种用于制造金属索的方法，它包括以下步骤：
(a)使至少一个基础金属线根据处于平面中的基本正弦形变形而永久性变形，从而获得预成形金属线；
(b)使在步骤(a)中获得的预成形基础金属线沿它的纵向轴线以螺旋形方式进行永久性变形，从而获得双预成形基础金属线；
(c)使在步骤(b)中获得的该至少一个双预成形基础金属线与至少一个附加基础金属线通过扭绞而进行绞合，从而获得金属索。
根据步骤(a)和步骤(b)获得的预成形金属线在沿它的纵向伸展的曲线中基本没有尖锐边缘和/或不连续部分。所述特征特别有利，因为没有所述尖锐边缘/拐角将导致有利地增大基础金属线的断裂负载。
根据又一方面，本发明还涉及一种用于制造金属索的装置，它包括：
至少一个转子，该转子与支承结构啮合，并可根据旋转轴线而旋转；
供给装置，用于从各供给线轴供给多个基础金属线，所述基础金属线根据绞合路径而被驱动至转子上，该绞合路径有与所述转子的旋转轴线重合的端部部分，并具有与所述旋转轴线间隔开的中心部分；
至少一个第一预成形装置，该第一预成形装置位于绞合路径的第一端部部分上游的部分中，并且在一个所述基础金属线上进行操作，所述至少一个第一预成形装置为所述基础金属线提供基本正弦形的永久性变形；
至少一个第二预成形装置，该第二预成形装置位于第一预成形装置的后面，并在绞合路径的第一端部部分上游的部分中，以及在相同基础金属线上进行操作，所述至少一个第二预成形装置为所述基础金属线提供沿其纵向轴线的基本螺旋形的永久性变形。
根据一个优选实施例，所述装置包括用于金属索的各基础金属线的至少一个第一预成形装置。
根据又一优选实施例，所述至少一个第一预成形装置包括第一和第二滑轮，各滑轮有多个周向布置的销，所述滑轮位于一定距离处，这样，在旋转过程中，第一和第二滑轮的销相互贯穿，以便在经过第一滑轮的销和第二滑轮的相应销之间的空间的金属线上引起基本正弦形变形，而不形成尖锐边缘。
根据一个优选实施例，所述至少一个第二预成形装置包括滑轮和旋转销，所述旋转销位于所述滑轮和绞合路径的第一端部部分之间，这样，由旋转销进口基础金属线和旋转销出口基础金属线形成的内部角度(α)小于或等于180°，优选是从45°至90°。优选是，所述旋转销具有至少一个槽，更优选是多个平行槽。优选是，所述滑轮是可调节滑轮。
根据一个优选实施例，所述装置包括用于各基础金属线的至少一个第二预成形装置。
通过下面参考附图对本发明的一些优选实施例的详细说明，将更好地解释本发明的其它特征和优点，附图中：
图1显示了本发明装置的侧视图；
图2a和2b显示了本发明第二预成形装置的局部详细俯视图；
图3显示了本发明一个实施例的金属索的剖视图；
图4显示了本发明的金属索的照片俯视图；
图5显示了不同金属索的部分负载拉伸(PLE)。
参考图1，参考标号1表示金属索1。如上所述，所述金属索1包括多个基础金属线(图1中未示出)，该基础金属线优选是由钢制成，更优选是提供有黄铜涂层，且直径(D)为从0.10mm至0.50mm，优选是从0.12mm至0.40mm，并绕金属索的纵向轴线扭绞。
通过下面的说明将更好地理解本发明的金属索1的特定特征和结构特征以及用于制造它的装置和方法。
图1表示了用于形成由5个基础金属线组成的金属索1的装置10的实例。
在已知结构中，用于制造金属索1的装置10包括支承结构100，转子5可旋转地与该支承结构100啮合，该转子5可通过马达或类似装置(图1中未示出)而旋转。而且，摇架(图1中未示出)与所述支承结构连接，并能够绕转子5的旋转轴线摇摆。多个供给线轴8可操作地啮合在摇架上。所述金属索1的至少一个基础金属线缠绕在供给线轴8中的每个上。
而且，展开装置(图1中未示出，因为它自身为已知且为普通类型)与供给线轴8连接，该展开装置装配在摇架上，以便引导来自供给线轴8的基础金属线。
以已知方式，基础金属线在摇架的出口处根据预定绞合路径而被驱动至转子5上，金属索1通过由所述马达或等效装置施加在转子5上的旋转作用与由收集装置(图1中未示出，因为它为已知，且与本发明的范围并不相关)在金属索1上产生的驱动相组合而沿该绞合路径形成。
更特别是，绞合路径包括：第一端部部分10a，该第一端部部分10a基本与转子5的旋转轴线重合，并由牢固固定在转子5上的第一旋转传动装置12来限定；以及装配单元11，该装配单元11以已知方式由具有5个孔的板组成，该板牢固固定在摇架上并因此静止。
沿该第一端部部分10a，基础金属线承受通过旋转拉力作用而绕转子5的旋转轴线的第一扭绞，该旋转拉力由转子施加在第一旋转传动装置12上。
在第一旋转传动装置12的下游，基础金属线沿绞合路径的中心部分10b运动，该中心部分10b延伸至转子5，并与转子的旋转轴线径向间隔开，以便跳过摇架(图1中未示出)，并到达在轴向相对端牢固固定在转子5上的第二传动装置13。
最后，绞合路径具有第二端部部分10c，该第二端部部分10c基本与转子5的旋转轴线重合，并延伸越过第二旋转传动装置13。在该第二端部部分中，通过由转子5施加在第二旋转传动装置13上的旋转拉力的作用，进行基础金属线的第二扭绞，从而完成金属索1的形成，该金属索1由前述收集装置逐渐拉走。
在转子5的旋转速度(优选是从2000rpm至6000rpm)和金属索1(因此和形成它的基础金属线)的拉动速度(优选是从60m/min至250m/min)之间的比例确定了绞合节距值，即，所述基础金属线根据该绞合节距扭绞成最终金属索1。
优选是，所述绞合节距保持在2.5mm至25mm的值，优选是从6mm至18mm。
根据本发明，对于各基础金属线，以下元件沿基础金属线的路径在摇架内部(更精确地说在装配单元11的上游)可操作地按顺序布置：进口引导滑轮14；第一预成形装置15；出口引导滑轮16，该出口引导滑轮16由相对于第一预成形装置的一对滑轮旋转90°的滑轮而组成，所述旋转滑轮的目的是将从第一预成形装置15出来的基础金属线传送给第二预成形装置，该第二预成形装置包括可调节滑轮17和旋转销18，在图2a和图2b中详细所示。在图1中，在出口引导滑轮16和可调节滑轮17的出口处，分别来自第一预成形装置15和可调节滑轮17的5个基础金属线由单个线表示(为了简明)。
在旋转销18的出口处，基础金属线传送给装配单元11。也可选择，第二出口引导滑轮可以在旋转销18和装配装置11之间(图1中未示出)。
第一预成形装置的详细说明可以在上述美国专利US6698179中知道。
图2a显示了本发明第二预成形装置的旋转销18的局部俯视图，该第二预成形装置包括多个槽。参考标号201表示来自可调节滑轮17的5个基础金属线。所述旋转销优选地由钢制成。
图2b显示了本发明的第二预成形装置的局部俯视图，该第二预成形装置包括可调节滑轮17和旋转销18，其中，A表示在可调节滑轮17的中心轴线和旋转销18的中心轴线之间的距离，在剖视图中，所述距离优选是从5mm至50mm，d表示旋转销18的直径，所述直径优选是从1mm至10mm，且α表示由旋转销进口基础金属线和旋转销出口基础金属线形成的内部角度。当距离A、直径d和内部角度α变化时，可以获得具有不同节距和波振幅的基础金属线。还有，在图2b中通过单个线表示了来自出口引导滑轮16(图2b中未示出)和来自可调节滑轮17的5个基础金属线(为了简明)。
最后，装置10包括拉伸装置(绞盘)、用于收集制造的金属索的装置以及普通的基础金属线拉直装置例如假捻器，以便消除最终金属索中的残余拉伸。这些装置并没有在图1中表示，因为它们为已知、普通类型且与本发明的目的并不特别相关。
本发明的第一和第二预成形装置可以用于所有类型的已知绞合系统，例如双绞系统或布置系统。特别是，双绞系统可以有内部收集(当最终产品的收集线轴在摇架的内部在转子之间时)或外部收集(当供给线轴在摇架的内部，同时最终产品的收集线轴在摇架的外部)。最后，布置系统与双绞系统的区别在于，在布置机器中，各转子旋转对应于单个绞合节距，而在双绞机器中，转子的各个旋转对应于前进量等于两个绞合节距。因此，在这两个系统之间的差异在于它们的生产率。
如前所述，优选是，基础金属线的波长(或节距)为从1,0mm至15mm，更优选是从2.0mm至8.0mm，且波振幅为从0.10mm至1.0mm，更优选是从0.20mm至0.50mm。
图3表示了下面类型5×0.25的金属索(即5个0.25mm直径的基础金属线绞合在一起以便形成金属索)的剖视图，其中，l1、l2、l3、l4和l5是在横截面中在两个相邻基础金属线的中心之间的距离，s1、s2、s3、s4和s5是在横截面中在各对相邻基础金属线之间的距离，20是间隙区域。在图4所示的特殊实施例中，所有的基础金属线有相同的直径D(图3中未示出)。
图4显示了本发明的金属索的特殊实施例的照片俯视图，所示金属索包括5个双预成形的基础金属线。
下面将通过多个示例实施例进一步介绍本发明，这些示例实施例只是用于说明目的，而不是对本发明的限定。
实例1-3
对具有以下特征的三个不同钢索进行测试。
实例1：5×0.25钢索，其中，全部5个基础钢线都根据本发明进行双重预成形；
实例2(对比实例)：5×0.25的“开放”钢索(OC)；
实例3(对比实例)：3×3×0.20高拉伸HE HT钢索。
对裸钢索和涂橡胶/硫化索(即根据本领域已知的方法预先埋入弹性体材料中和进行硫化的钢索)测量断裂负载、断裂时拉伸和在50N时的部分负载拉伸(PLE)。所述测量根据上述方法BISFA来进行，且获得的数据在表1中给出。
在50N时的部分负载拉伸(PLE)定义为由于钢索受到50N的限定力而形成的钢索长度增加，它表示为钢索在限定预拉伸力(例如2.5N)下的初始长度的百分数。
特别是，在涂橡胶/硫化的钢索的情况下，使用由钢索增强的涂橡胶织物条，其布置成密度等于100索/dm。
表1
Figure A200680055025D00171
(a)：对比实例
＊：方法BISFA E6
＊＊：方法BISFA E7
通过分析表1中的数据，可以知道，本发明的钢索(实例1)表示了很高的断裂时拉伸和很高的部分负载拉伸(PLE)，且即使在涂橡胶/硫化索中也保持所述特征。
实例4-5
对具有以下特征的两个不同钢索进行测试。
实例4：5×0.25钢索，其中，全部5个基础钢线都根据本发明进行双重预成形；
实例5(对比实例)：5×0.25钢索，根据在上述美国专利US6698179中所述的方法获得的共面类型。
对裸钢索测量断裂负载、断裂时拉伸和在50N时的部分负载拉伸(PLE)。所述测量根据上述方法BISFA来进行，且获得的数据在表2中给出。
部分负载拉伸(PLE)值也在图5中表示，其中，y轴表示负载(kN)，x轴表示拉伸(％)。在图5中，曲线A对应于实例5(对比实例)，曲线B对应于实例4(根据本发明)。
而且，上述钢索进行橡胶渗透测试，它是在涂橡胶处理后测量弹性体材料在形成所述锁的钢线之间的渗透程度，并因此确定涂覆在各所述钢线周围的弹性体的量。优选是由玻璃制成的漏斗倒放在装有酒精的碗的底部。该漏斗具有沿柱形杆的刻度，并在该杆的自由端终止于抽吸装置，该抽吸装置通常由操作人员操作。抽吸装置的操作使得酒精在柱形杆中升高，以便到达预定高度(称为零高度)。在这个阶段，要检验的试样(由尺寸等于5cm×5cm的上述类型条组成)浸入碗中，并位于漏斗的进口处。酒精具有排出可能包含在弹性体材料中的空气并代替它的特性。这使得刻度杆中的酒精高度相对于上述零高度降低。该测量能够确定由弹性体材料(钢线埋入该弹性体材料中)包含的空气的容积，因此确定橡胶在形成钢索的钢线之间的渗透程度。
表2
 
实例4 实例5(a)
绞合节距(mm) 12.5S 12.5S
断裂负载(N)＊ 596 558
断裂时拉伸(MPa)＊ 4.20 4.04
在50N时的部分负载拉伸(％)＊＊ 0.605 0.240
橡胶的渗透性(mm3/cm索) 0.28 0.10
(a)：对比实例
＊：方法BISFA E6
＊＊：方法BISFA E7
通过分析表2中的数据，可以知道，本发明的钢索(实例4)与现有技术的钢索(实例5)相比表示了提高的机械特征(特别是部分负载拉伸-也见图5)。而且，本发明的钢索(实例4)与现有技术的钢索(实例5)相比表示了提高的橡胶渗透性。
实例6
A5×0.25的钢索，具有12.5S的绞合节距(mm)，其中，全部5个基础金属线都根据本发明进行双预成形，并测量间隙面积(G.A.)和在截面中在各对相邻金属线之间的距离总和(∑Sn)。
因此，沿钢索的纵向伸展随机形成三个不同部分(A至C)(各部分的长度等于三个绞合节距)。各部分再产生5个截段(特别是，各部分的一个绞合节距产生5个截段，所述截段有相同长度)，且对于各截段进行上述测量。测量通过使用放大透镜和分度标尺来进行：获得的数据在表3中给出。
表3
 
A B C
(G.A.)＝0.325(∑Si)＝1.0×πd2/4 (G.A.)＝0.950(∑Si)＝3.0×πd2/4 (G.A.)＝0.525(∑Si)＝2.0×πd2/4
(G.A.)＝0.900(∑Si)＝2.0×πd2/4 (G.A.)＝0.650(∑Si)＝2.0×πd2/4 (G.A.)＝0.450(∑Si)＝1.5×πd2/4
(G.A.)＝0.755(∑Si)＝2.0×πd2/4 (G.A.)＝0.325(∑Si)＝1.5×πd2/4 (G.A.)＝0.450(∑Si)＝1.5×πd2/4
(G.A.)＝0.200(∑Si)＝1.0×πd2/4 (G.A.)＝0.450(∑Si)＝1.5×πd2/4 (G.A.)＝0.675(∑Si)＝2.0×πd2/4
(G.A.)＝0.625(∑Si)＝2.0×πd2/4 (G.A.)＝0.450(∑Si)＝1.5×πd2/4 (G.A.)＝0.650(∑Si)＝2.0×πd2/4
通过分析表3中的数据，可以知道，本发明的钢索沿它的整个纵向伸展保持上述特征，即间隙面积(G.A.)和在截面中在各对相邻金属线之间的距离的总和(∑Sn)。

Claims (29)

1.一种金属索，包括至少一个预成形的基础金属线，所述金属索具有：
在裸索上测量的断裂时拉伸，它高于或等于3％；
在涂橡胶和硫化的索上测量的断裂时拉伸，它与在裸索上测量的断裂时拉伸相比差别量不高于或等于15％；
在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它高于或等于0.4％；
在涂橡胶和硫化的索上测量的部分负载拉伸(PLE)，它与在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)相比差别量不高于或等于15％。
2.根据权利要求1所述的金属索，其中：所述金属索在裸索上测量的断裂时拉伸为从4％至6％。
3.根据权利要求1或2所述的金属索，其中：所述金属索在涂橡胶和硫化的索上测量的断裂时拉伸与在裸索上测量的断裂时拉伸相比差别量为从2％至10％。
4.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)为从0.5％至1.5％。
5.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索在涂橡胶和硫化的索上测量的部分负载拉伸(PLE)与在裸索上测量的部分负载拉伸(PLE)相比差别量为从0.5％至10％。
6.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索包括多个基础预成形金属线。
7.根据权利要求1至5中任意一个所述的金属索，其中：所述金属索具有至少一个预成形的基础金属线，同时形成所述金属索的其余基础金属线为非预成形类型。
8.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述基础金属线首先预成形，从而使得它呈现基本正弦形波动；其次，所述首先预成形的基础金属线沿它的纵向轴线进行螺旋形预成形，从而使它呈现螺旋波形状。
9.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述基础金属线被三维预成形。
10.根据权利要求8所述的金属索，其中：所述正弦形波动的波长(或节距)为从1.0mm至15mm。
11.根据权利要求10所述的金属索，其中：所述正弦形波动的波长(或节距)为从2.0mm至8.0mm。
12.根据权利要求8所述的金属索，其中：所述正弦形波动的波振幅为从0.10mm至1.0mm。
13.根据权利要求12所述的金属索，其中：所述正弦形波动的波振幅为从0.20mm至0.50mm。
14.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述基础金属线的直径(D)为从0.10mm至0.50mm。
15.根据权利要求14所述的金属索，其中：所述基础金属线的直径(D)为从0.12mm至0.40mm。
16.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述基础金属线由钢制成。
17.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述基础金属线具有基于锌、锌/锰(ZnMn)合金、锌/钴(ZnCo)合金或锌/钴/锰(ZnCoMn)合金的涂层。
18.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索包括2至6个基础金属线。
19.根据权利要求18所述的金属索，其中：所述金属索由5个基础金属线组成。
20.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索具有2.5mm至25mm的绞合节距。
21.根据权利要求20所述的金属索，其中：所述绞合节距为从6mm至18mm。
22.根据前述任意一个权利要求所述的金属索，其中：所述金属索具有以下特征：
间隙面积满足以下等式：
间隙面积≥πD2/4
其中，D是基础金属线的直径；
在截面中在每对相邻基础金属线之间的距离总和(∑Sn)满足以下等式：
∑Sn>D/2
其中，n是基础金属线的数目，D是基础金属线的直径；
沿金属索的整个纵向伸展保持所述特征。
23.一种用于制造金属索的方法，包括以下步骤：
(a)使至少一个基础金属线根据处于平面中的基本正弦形变形而永久性变形，从而获得预成形的金属线；
(b)使在步骤(a)中获得的预成形的基础金属线沿它的纵向轴线以螺旋形方式进行永久性变形，从而获得双预成形的基础金属线；
(c)使在步骤(b)中获得的该至少一个双预成形的基础金属线与至少一个附加基础金属线通过扭绞而进行绞合，从而获得金属索。
24.一种用于制造金属索的装置，包括：
至少一个转子，该转子与支承结构啮合，并可根据旋转轴线而旋转；
供给装置，用于从相应的供给线轴供给多个基础金属线，所述基础金属线根据绞合路径而被驱动至转子上，该绞合路径具有与所述转子的旋转轴线重合的端部部分，并具有与所述旋转轴线间隔开的中心部分；
至少一个第一预成形装置，该第一预成形装置位于绞合路径的第一端部部分上游的部分中，并且在一个所述基础金属线上进行操作，所述至少一个第一预成形装置为所述基础金属线提供基本正弦形的永久性变形；
至少一个第二预成形装置，该第二预成形装置位于第一预成形装置的后面，并在绞合路径的第一端部部分上游的部分中，以及在相同的基础金属线上进行操作，所述至少一个第二预成形装置为所述基础金属线提供沿其纵向轴线的基本螺旋形的永久性变形。
25.根据权利要求24所述的用于制造金属索的装置，其中：所述装置包括至少一个用于金属索的每个基础金属线的第一预成形装置。
26.根据权利要求24或25所述的用于制造金属索的装置，其中：所述至少一个第一预成形装置包括第一和第二滑轮，每个滑轮具有多个周向布置的销，所述滑轮位于一定距离处，这样，在旋转过程中，第一和第二滑轮的销相互贯穿，以便在经过第一滑轮的销和第二滑轮的相应销之间的空间的金属线上引起基本正弦形变形，而不形成尖锐的边缘。
27.根据权利要求24至26中任意一个所述的用于制造金属索的装置，其中：所述至少一个第二预成形装置包括滑轮和旋转销，所述旋转销位于所述滑轮与绞合路径的第一端部部分之间，这样，由旋转销进口基础金属线和旋转销出口基础金属线形成的内部角度(α)小于或等于180°。
28.根据权利要求27所述的用于制造金属索的装置，其中：由旋转销进口基础金属线和旋转销出口基础金属线形成的内部角度(α)为从45°至90°。
29.根据权利要求24至28中任意一个所述的用于制造金属索的装置，其中：所述装置包括至少一个用于每个基础金属线的第二预成形装置。
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