CN107002356B

CN107002356B - 没有散头的钢帘线和对应的方法

Info

Publication number: CN107002356B
Application number: CN201580057795.2A
Authority: CN
Inventors: J·加尔利特; R·马利布劳克; H·保韦尔斯
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: EP3212839A1; WO2016066319A1; CN107002356A; BR112017007522B1; BR112017007522A2

Abstract

钢帘线(20、30)具有两端，并且包括钢单丝(32)。钢单丝(32)中的至少一些钢单丝(32)沿着钢帘线(20、30)的长度以帘线捻距L_c被绞捻，除了在两个端部中的至少一个端部处的局部区域(26、I)之外。钢帘线(20、30)在上述局部区域(26、I)被额外地冷绞捻，使得局部地，钢单丝(32)中的至少一些钢单丝(32)具有小于帘线捻距L_c的60％的捻距，以避免散头并促进进一步处理。同时也公开了相应的方法。

Description

没有散头的钢帘线和对应的方法

技术领域

本发明涉及一种没有散头的钢帘线以及制造这种钢帘线的方法。

背景技术

散头是在切割钢帘线之后，观察到单丝端部或股线端部散开的现象。由于高碳钢单丝的弹性，存在帘线水平上或单丝水平上或两者上的残余扭转，如果不采取预防措施会导致散开。

单丝端部或股线端部的散开使得牵引一些钢帘线通过插入件或小孔的安装困难甚至不可能。结果是，在适于进一步处理之前，一些帘线端部需要大量的人工劳动。

应用假绞捻操作可以避免或减少某些帘线类型的散头，但不能用于所有钢帘线类型。

在很多实践中，钢帘线端部被焊接，以确保单丝或股线粘在一起且不会散开。然而，这种焊接操作有时会导致钢帘线端部的局部增厚。而这种局部增厚可能使钢帘线在插入件中的插入变得十分困难，从而焊接的端部必须被切除，这可能再次导致释放的钢单丝或钢丝股的散开。由于焊接设备的电力可能导致大的热影响区域，所以对于小的钢帘线而言局部增厚的风险特别高。

发明内容

本发明的一般目的是避免现有技术的问题。

本发明的一个特定目的是避免在钢帘线端部的散头。

本发明的另一个目的是避免钢帘线端部的焊接。

本发明的另一个目的是提供一种应对散头问题的坚固且简单的解决方案。

根据本发明的第一方面，提供一种具有两个端部并且包括钢单丝的钢帘线。钢单丝中的至少一些钢单丝沿着钢帘线的长度以帘线捻距L_c被绞捻，除了在两个端部中的至少一个端部上的局部区域之外。在单丝的相同绞捻方向上在两个端部中的至少一个端部处的局部区域中，钢帘线以帘线捻距L_c被额外地冷绞捻，即冷过捻，使得具有原始捻距L_c的钢单丝局部地具有小于帘线捻距L_c的60％、例如小于45％、例如小于30％、例如小于20％的捻距，以避免散头。

措辞“两端中的至少一个端部的局部区域”是指局部区域包括钢帘线的端部或非常接近钢帘线端部。

措辞“冷绞捻”或“冷过捻”是指在环境温度下完成额外的绞捻，无需补充的诸如焊接、胶合或应力消除之类的热处理。

对于局部捻距范围的上限60％，一旦散头得以避免则停止过捻是良好的实践。不需要更多过捻。

对于帘线捻距L_c的下限20％，必须注意，在过捻过程中不会产生帘线缺陷，并且不会产生帘线直径增加。

本发明的优点是不需要添加其他材料，并且避免了焊接和任何其他热处理。本发明是一种简单的措施。

根据本发明的过捻的钢帘线端部也被证明比焊接或灼烧的钢帘线端部更坚固。实际上，如果焊接或灼烧的钢帘线端部撞击硬质材料或工字轮，则由于在焊接期间引入的脆性，一根或多根单独的单丝可能变松。钢帘线端部过捻的情况并非如此。

现有技术文献WO2013/079404A1、WO03/100164和US5238177A都公开了具有局部区域的金属钢丝绳或帘线，其中捻距已被明确地减小。然而，这种局部的捻距的减少总是与诸如焊接之类的热处理相结合。

根据优选实施例，局部区域的长度为帘线捻距L_c的至少一倍，优选为2或3倍或更多倍。通常，局部区域的长度对应于几厘米。

本发明特别适用于包括具有不同扭转饱和水平的单丝的钢帘线。钢单丝的扭转饱和水平是尽管施加的扭转数量增加但残余扭转不再增加的水平。钢单丝的扭转饱和水平取决于单丝直径、拉伸强度和单丝材料(即钢组分)。如果没有采取适当的措施，这些钢帘线通常会有散头。

本发明的优选实施例是：

-具有单丝直径d₁的钢单丝和单丝直径d₂的钢单丝的钢帘线，其中d₁实质上不同于d₂；

-具有第一拉伸强度的钢单丝和具有第二拉伸强度的钢单丝的钢帘线，其中第一拉伸强度不同于第二拉伸强度；拉伸强度水平的示例是正常拉伸强度、高拉伸强度、超高拉伸强度和极高拉伸强度；

对于范围在0.18mm至0.28mm之间的单丝直径：

-正常拉伸强度具有高达2400MPa的值，

-高拉伸强度具有范围为2400MPa至3200MPa的值，

-超高拉伸强度具有范围为3200MPa至3800MPa的值，

-极高拉伸强度具有范围为3800MPa至4500MPa的值；

-具有第一钢组分的钢单丝和具有第二钢组分的钢单丝的钢帘线，其中第一钢组分不同于第二钢组分；示例可以是典型地具有碳含量为约0.70重量百分比的正常拉伸强度的钢组分，和典型地具有0.80重量百分比及更高的碳含量的较高拉伸强度的钢组分，以及可能具有微合金元素(如铬量大于0.20重量百分比)。

本发明特别适用于小的钢帘线，即具有有限数量的钢单丝的钢帘线，例如介于2与9之间、例如在2与6之间，并且具有低于0.40mm、例如低于0.30mm的单丝直径。

已经证明本发明对于具有芯组和鞘组的钢帘线特别有用。芯组包括芯钢单丝。鞘组包括鞘钢单丝。芯钢单丝未绞捻或除了在局部区域之外具有大于300mm的捻距。鞘组以帘线捻距和芯组被彼此绞捻，除了在所述局部区域之外。该帘线捻距远小于300mm，例如小于100mm。

芯钢单丝可以具有直径d₁，并且鞘单丝可以具有直径d₂，其中d₁实质上不同于d₂。例如，d₁大于d₂。

芯组可以具有2至4根钢单丝。

鞘组可以具有1至6根钢单丝。

根据本发明的第二方面，提供了由根据本发明的第一方面的钢帘线填充的工字轮。具有过捻的局部区域位于满的工字轮处。因此，只有一个钢帘线端部，即在满的工字轮处的钢帘线端部(不是在空的工字轮处的钢帘线端部)需要过捻。原因是在满的工字轮处的钢帘线端部是首先解绕并导向插入插入件的钢帘线端部。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造根据第一方面的钢帘线的方法。该方法包括以下步骤：

-沿钢帘线的长度以帘线捻距L_c绞捻钢单丝中的至少一些钢单丝；

-确定在端部中的至少一个端部处的局部区域；

–额外地在所述局部区域中绞捻钢帘线，以进一步局部地减小捻距，以避免散头；这种额外的绞捻在冷态下完成，即不进行诸如焊接、应力消除、胶合、焊接之类的热处理。

附图说明

图1示出了现有技术的焊接实践。

图2示出了特定钢帘线上的发明。

图3示出了本发明的一般原理。

具体实施方式

图1是具有三根直径为0.265mm的钢单丝12的芯组和三根直径为0.17mm的钢单丝14的鞘组的钢帘线10的纵向视图。该帘线的捻距L_c为14mm。根据现有技术的实践，钢帘线10的一端16已经被灼烧以将钢单丝12、14的各个端部焊接在一起以避免散开。

图2是具有三根单丝直径为0.265mm的钢单丝22的芯组和三根单丝直径为0.17mm的钢单丝24的鞘组的钢帘线20的纵向视图。帘线捻距为14mm。根据本发明，钢帘线20的一个端部已经在约3cm的局部区域26上过捻，以局部地具有仅为3.5mm的捻距。

其他具体示例是：

1)2+2×0.32高拉伸——捻距16mm

局部区域长度3cm

局部捻距3.5mm

2)2×0.25极高拉伸——捻距14mm

局部区域长度3.2cm

局部捻距4.8mm

3)3×0.30高拉伸——捻距16mm

局部区域长度3cm

局部捻距3.5mm

在实践中并且一般来说，试图限制过捻的程度为：直到散头不再存在则过捻完成，从而避免引入帘线缺陷或增加帘线直径。

其他类似的帘线构造是：

-2×0.24+1×0.20

-4×0.20+6×0.16

-2×0.22+3×0.16

图3示出了本发明的一般原理。

图3是具有钢单丝32的钢帘线30的纵向视图。钢帘线的捻距为L_c。在一个端部处，在局部区域l的范围上，捻距已经减小到L_e以避免散头。

本发明特别适用的其他钢构造是：

-5×0.20

-3×0.24

-2×0.30

-0.22+6×0.20

适用于加强诸如轮胎之类的橡胶制品的钢帘线的钢组分如下：碳含量(％C)范围为0.60至1.20％，例如0.80％至1.1％；

锰含量(％Mn)范围为0.10％至1.0％，例如从0.20％到0.80％；

硅含量(％Si)范围为0.10％至1.50％，例如从0.15％到0.70％；

硫含量(％S)低于0.03％，例如低于0.01％；

磷含量(％P)低于0.03％，例如低于0.01％，

所有提及的百分比均为重量百分比。

适用于加强轮胎的钢单丝通常具有最终直径范围为0.05mm至0.60mm的单丝，例如从0.10mm到0.40mm。单丝直径的示例是0.10mm、0.12mm、0.15mm、0.175mm、0.18mm、0.20mm、0.22mm、0.245mm、0.28mm、0.30mm、0.32mm、0.35mm、0.38mm、0.40mm。

适用于橡胶加固的钢帘线通常具有促进与诸如黄铜涂层或三元合金涂层之类的橡胶结合的涂层。

Claims

1.一种钢帘线，具有两个端部并包括钢单丝，

所述钢单丝中的至少一些钢单丝沿着所述钢帘线的长度被绞捻，除了在所述两个端部中的一个端部处的局部区域之外，所述至少一些钢单丝具有帘线捻距L_c，

所述钢帘线在所述两个端部中的所述一个端部处的局部区域被额外地冷绞捻，使得所述钢单丝中的至少一些钢单丝局部地具有小于所述帘线捻距L_c的60％的捻距，以避免散头，并且没有其他材料被添加到所述两个端部中的所述一个端部。

2.根据权利要求1所述的钢帘线，

其中所述局部区域具有等于或大于所述帘线捻距L_c的长度。

3.根据权利要求1所述的钢帘线，

所述钢帘线包括单丝直径d₁的钢单丝和单丝直径d₂的钢单丝，d₁实质上不同于d₂。

4.根据权利要求1所述的钢帘线，

所述钢帘线包括具有第一拉伸强度水平的钢单丝和具有第二拉伸强度水平的钢单丝，所述第一拉伸强度水平不同于所述第二拉伸强度水平。

5.根据权利要求1所述的钢帘线，

所述钢帘线包括具有第一钢组分的钢单丝和具有第二钢组分的钢单丝，所述第一钢组分不同于所述第二钢组分。

6.根据权利要求1所述的钢帘线，

所述钢帘线包括芯组和鞘组，

所述芯组包括芯钢单丝，

所述鞘组包括鞘钢单丝，

所述芯钢单丝是未绞捻的或者除了在所述局部区域之外具有大于300mm的捻距，

所述鞘组以小于300mm的帘线捻距和所述芯组彼此绞捻，除了在所述局部区域之外。

7.根据权利要求6所述的钢帘线，

其中所述芯钢单丝具有直径d₁，并且所述鞘钢单丝具有直径d₂。

8.根据权利要求7所述的钢帘线，

其中d₁大于d₂。

9.根据权利要求6所述的钢帘线，

其中所述芯组由2至4根钢单丝组成。

10.根据权利要求6所述的钢帘线，

其中所述鞘组由1至6根钢单丝组成。

11.根据权利要求1所述的钢帘线，

其中所述钢帘线由2至9根钢单丝组成，所述钢单丝中的每一根钢单丝具有小于0.40mm的直径。

12.一种工字轮，其用根据权利要求1至11中任一项所述的钢帘线填充，所述局部区域位于满的工字轮处。

13.一种制造根据权利要求1至11中任一项所述的钢帘线的方法，所述方法包括以下步骤：

-沿所述钢帘线的所述长度以帘线捻距L_c绞捻所述钢单丝中的至少一些钢单丝；

-确定在所述端部中的一个端部处的局部区域；

-额外地在所述局部区域中冷绞捻所述钢帘线以进一步局部地减小捻距，以避免在没有热处理的情况下发生散头，没有其他材料被添加到两个所述端部中的所述一个端部。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法包括以下附加步骤：

-将所述额外地冷绞捻的钢帘线插入在插入件或孔中。