ES2234477T3

ES2234477T3 - Cordon de acero de refuerzo para productos de caucho, procedimiento y dispositivo para producir cordones de acero de este tipo.

Info

Publication number: ES2234477T3
Application number: ES00110571T
Authority: ES
Inventors: Byung-Ho Lee; Seung-Ho Lim
Original assignee: Hongduk Steel Cord Co Ltd
Current assignee: Hongduk Steel Cord Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP3411887B2; DE60017978D1; CN1276451A; EP1059380B1; CN1127592C; EP1059380A2; EP1059380A3; JP2000355889A; US6412263B1; DE60017978T2

Abstract

Cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13¿, 14, 14¿, 15, 20) para productos de caucho, que comprende un núcleo (10c, 11, 20a) formado laminando un elemento de alambre de acero original con una sección transversal circular para dar al alambre una sección transversal plana; y un número ¿n¿ de elementos de alambre externos (11a, 11b, 20b) retorcidos alrededor de dicho núcleo plano (10c, 11, 20a) para formar un cordón de acero (10, 10a, 10b, 13, 13¿, 14, 14¿, 15, 20) con una estructura de 1+n elementos de alambre; caracterizado porque el núcleo (10c, 11, 20a) se forma laminando en frío un elemento de alambre de acero original, siendo retorcido dicho núcleo también longitudinalmente y en espiral, teniendo así finalmente una estructura plana y retorcida en espiral.

Description

Cordón de acero de refuerzo para productos de caucho, procedimiento y dispositivo para producir cordones de acero de este tipo.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a cordones de acero de refuerzo para una variedad de productos de caucho, como, por ejemplo, neumáticos y correas transportadoras, y, más en concreto, a un cordón de acero de refuerzo formado retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un núcleo plano retorcido, teniendo así una pluralidad de espacios intermedios entre el núcleo y los alambres, además de una pluralidad de espacios intermedios entre los alambres, permitiendo así el cordón de acero que el material de caucho penetre con más eficacia en el interior del cordón a través de los espacios intermedios durante un procedimiento de producción de los productos de caucho y liberándose de un movimiento desaconsejable del núcleo dentro del cordón y mejorándose su fuerza adhesiva de envejecimiento con el material de caucho, refiriéndose también la presente invención a un procedimiento y dispositivo para producir cordones de acero de este tipo.

Descripción de la técnica anterior

Como saben los expertos en la técnica, los cordones de acero se usan como materiales de refuerzo para productos de caucho o productos elastoméricos, como, por ejemplo, neumáticos o correas transportadoras. Los cordones de acero, usados como los materiales de refuerzo para los productos de caucho de este tipo, son superiores en las características deseadas, como, por ejemplo, la resistencia, el módulo, la resistencia al calor y la resistencia a la fatiga, comparados con otros materiales de refuerzo convencionales, como, por ejemplo, las fibras orgánicas o inorgánicas. Por consiguiente, se han usado con mayor preferencia los cordones de acero como materiales de refuerzo de los productos de caucho de este tipo que los materiales de refuerzo de estos otros tipos. En concreto, cuando los cordones de acero de este tipo se usan como el material de la carcasa o la capa del cinturón de acero de un neumático radial, los cordones de acero mejoran extraordinariamente la resistencia al desgaste, la durabilidad y la respuesta a la dirección del neumático.

Un cordón de acero, usado como un material de refuerzo para neumáticos radiales o correas transportadoras, se forma típicamente retorciendo una pluralidad de elementos de alambre entre sí para formar una estructura en torón o retorciendo una pluralidad de torones entre sí para formar una estructura de cable de alambre. Para permitir que los cordones de acero de este tipo realicen una función de refuerzo deseada dentro de un producto de caucho, hace falta que los cordones de acero estén integrados física, química y firmemente con el material de caucho.

Las Fig. 1 a 5 son vistas en sección que muestran, respectivamente, ejemplos de cordones de acero de refuerzo para neumáticos radiales.

La Fig. 1 muestra un cordón de acero que tiene una estructura retorcida de doble capa y se usa típicamente como el material de la capa del cinturón de los neumáticos radiales con cinturón de acero para vehículos de gran tamaño, como, por ejemplo, camiones o autobuses. Como se muestra en el dibujo, el cordón de acero 1 tiene una estructura de 3+6 elementos de alambre en la que seis elementos externos de alambre 1b están retorcidos alrededor de un núcleo para formar una estructura retorcida de doble capa, formándose el núcleo retorciendo tres elementos de alambre del núcleo 1a entre sí para formar un núcleo.

No obstante, el cordón de acero retorcido de doble capa 1 anterior es problemático porque es de estructura algo compleja, ya que tiene muchos elementos de alambre. Además, el cordón de acero 1 anterior tiene que ser producido mediante dos procedimientos de torsión o un procedimiento primario de torsión para retorcer los tres elementos de alambre del núcleo 1a para formar un núcleo, y un segundo procedimiento para retorcer los seis elementos de alambre externos 1b alrededor del núcleo para formar un cordón. Esto finalmente complica el procedimiento para producir los cordones de acero de refuerzo además de producir un aumento en el coste de producción de los cordones de acero. En el cordón de acero 1 anterior se forma un espacio central H en el centro de los tres elementos de alambre del núcleo retorcidos 1a, pero es casi imposible que el material de caucho penetre en el interior del espacio central H durante un procedimiento de producción de neumático. Así, en este cordón de acero 1 su fuerza adhesiva de envejecimiento disminuye de forma desaconsejable con el material de caucho.

Otro problema que experimenta el cordón de acero 1 anterior reside en que el cordón 1 es algo pesado y tiene un gran diámetro, estando así en disconformidad con la tendencia reciente a la ligereza de los neumáticos o de una mejora en el máximo kilometraje seguro.

Gracias al documento EP-A-0264071 se conoce un neumático con cordones planos. Los cordones comprenden un núcleo formado enrollando un alambre de acero con una sección transversal originalmente circular para dar al alambre una sección transversal plana. El núcleo está rodeado por un número "n" de alambres externos. Los alambres externos están retorcidos alrededor del núcleo plano, formando un cordón de acero que forma una estructura de alambre de 1+n elementos.

El documento JP-A-10-88488 desvela un cordón de acero para reforzar neumáticos que tiene también una estructura de alambre de 1+n elementos, por el que el elemento de alambre comprende un alambre plano con ondulaciones continuas en la dirección longitudinal.

El documento EP-A-0676500 desvela un procedimiento de fabricación de un cordón de acero, por el que el elemento de alambre del núcleo comprende un alambre que está deformado en una forma de ondulación plana y retorcido.

En un esfuerzo para salvar los problemas mencionados anteriormente del cordón de acero retorcido de doble capa 1, se ha propuesto un cordón de acero, con una estructura abierta retorcida de capa única, como se desvela en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público nº Heisei 6-65.877. Este cordón de acero japonés, mostrado en la Fig. 2 de los dibujos adjuntos, tiene un diámetro pequeño además de una construcción simple. Este cordón de acero se produce también mediante un procedimiento único sin la etapa primaria de torsión para formar el núcleo retorcido, a diferencia del cordón de acero 1 de la Fig. 1. Como se muestra en el dibujo, una pluralidad de elementos de alambre, por ejemplo, seis elementos de alambre 2a, se retuercen entre sí para formar un cordón de acero 2 mientras son preformados respectivamente y en exceso. Después de esto, este cordón de acero 2 es forzado externamente para que sea algo aplanado, teniendo así una sección transversal generalmente elíptica. En el cordón de acero 2 anterior, se forman una pluralidad de espacios intermedios S entre los elementos de alambre 2a.

El cordón de acero 2 anterior se produce mediante un único procedimiento de torsión, simplificando así el procedimiento de producción del cordón, además de producir una reducción en el coste de producción del cordón. En el cordón de acero 2 anterior, los elementos de alambre 2a están integrados algo holgadamente, ya que son preformados respectivamente y en exceso durante el procedimiento para producir el cordón 2, formando así los espacios intermedios deseados S entre los alambres 2a. Debido a estos espacios intermedios S, se permite que el material de caucho penetre en el interior del cordón de acero 2 durante un procedimiento para producir un neumático radial con cinturón de acero. Además, como cada superficie plana del cordón de acero 2 anterior se mantiene casi en el mismo plano dentro de la longitud total del cordón 2, es posible reducir el espesor de un neumático resultante mientras se reduce con preferencia el peso del neumático.

No obstante, el cordón de acero 2 anterior es problemático porque, como los elementos de alambre 2a están retorcidos holgadamente entre sí mientras son respectivamente preformados, el cordón 2 tiene un alargamiento elevado en exceso incluso en el caso de la aplicación de carga reducida. Este cordón 2 es por eso de difícil manejo para un operario durante un procedimiento de producción de neumáticos. Para preformar los elementos de alambre 2a dentro de un intervalo predeterminado, hace falta procesar mecánicamente los elementos de alambre 2a usando un utillaje de preformado, como, por ejemplo, un dispositivo de preformado de tipo plancha o un dispositivo de preformado giratorio. En un caso así, se genera un fuerte rozamiento en las porciones de contacto entre los elementos de alambre 2a y el utillaje, retirando así de forma desaconsejable capas de revestimiento de bronce de las superficies de los elementos de alambre 2a y dañando los alambres 2a. Esto finalmente reduce la fuerza adhesiva del caucho y la resistencia a la fatiga por pandeo del cordón de acero 2.

En concreto, el cordón de acero 2 anterior es muy difícil de manejar durante un procedimiento para producir productos de caucho deseados con los cordones 2 y tiene necesariamente una diferencia muy fina en el alargamiento con carga reducida entre los alambres 2a. Por consiguiente, es difícil colocar regularmente los cordones de acero 2 dentro de una lámina de acabado, dando como resultado así una calidad irregular de las láminas de acabado resultantes. En el caso de neumáticos que usan capas de cinturón hechas de estos cordones de acero 2, los cordones de acero 2 se pueden aflojar fácilmente durante un giro de los neumáticos en una calle. Esto puede permitir finalmente que las capas de cinturón se deformen de forma inesperada, reduciendo así la respuesta a la dirección de los neumáticos y causando ocasionalmente riesgos de seguridad.

La Fig. 3 muestra un cordón de acero convencional 3, con una estructura de 1+6 elementos de alambre en el que se retuercen seis elementos de alambre externos 3b alrededor de un núcleo 3a, hecho de un elemento de alambre del núcleo con una sección transversal circular, para formar un cordón. Por otra parte, la Fig. 4 muestra otro cordón de acero convencional 4, con una estructura de 1+6 elementos de alambre, retorciéndose seis elementos de alambre externos 4b alrededor de un núcleo 4a, hecho de un elemento de alambre del núcleo, para formar un cordón de acero de la misma manera que la descrita para el cordón 3 de la Fig. 3. No obstante, el núcleo 4b de este cordón de acero 4 está enrollado mediante un par de rodillos de prensa para que tenga una sección transversal plana diferente de la del cordón 3.

En los cordones de acero 3 y 4, cada uno con una estructura de 1+6 elementos de alambre de las Fig. 3 y 4, se mejora la estabilidad estructural de los cordones 3 y 4 debido a los núcleos 3a y 4a. Es posible también reducir el alargamiento cuando se estiran los cordones 3 y 4. No obstante, los cordones de acero 3 y 4 anteriores son problemáticos, porque es muy difícil que el material de caucho penetre en el interior de las uniones entre los núcleos 3a, 4a y los elementos de alambre externos 3b, 4b, ya que los elementos de alambre externos están retorcidos densamente alrededor del núcleo mientras se ponen en contacto continuo con el núcleo.

En un neumático radial con cinturón de acero con una capa de cinturón que consiste en los cordones de acero de refuerzo 3 ó 4 anteriores, la capa del cinturón de acero repite una acción de pandeo durante una acción de giro del neumático en una calle, siendo así repetidamente tensada, comprimida y, de este modo, fuertemente presionada. Debido a esta acción de pandeo de la capa del cinturón de acero, los elementos de alambre cercanos 3a y 3b, 4a y 4b de cada cordón de acero se ponen en contacto de rozamiento entre sí, sufriendo así gradualmente desgaste en sus superficies de contacto de rozamiento y sufriendo fatiga por rozamiento en las superficies. Esto puede causar finalmente una rotura de algunos cordones de acero dentro de la capa del cinturón.

Otro problema de los cordones de acero 3 y 4 anteriores reside en que el núcleo 3a o 4a no se integra con los elementos de alambre externos 3b o 4b mediante el material de caucho, sino que se mantiene libremente dentro del espacio central definido por los alambres externos retorcidos 3b o 4b. Por consiguiente, cada uno de los cordones de acero 3 y 4 da como resultado, de forma desaconsejable, un desplazamiento del núcleo en el que el núcleo 3a o 4a se mueve hasta el borde de la capa del cinturón.

La Fig. 5 es una vista en sección de un cordón de acero convencional 5, que tiene una estructura de 1+6 elementos de alambre, estando preformados algunos elementos de alambre externos para salvar los problemas mencionados anteriormente experimentados en los cordones de acero 3 y 4 de las Fig. 3 y 4. En el cordón de acero 5 de la Fig. 5, algunos elementos de alambre externos 5b', retorcidos alrededor del núcleo 5a para formar un cordón, están preformados y, de este modo, las uniones entre los elementos de alambre preformados 5b' están parcialmente abiertas, mejorando así la penetración del material de caucho en el interior del cordón de acero 5.

No obstante, el cordón de acero 5 anterior tiene los siguientes problemas. Esto es, la capa del cinturón de acero que consiste en estos cordones de acero 5 repite una acción de pandeo durante una acción de giro continua de un neumático en una calle, siendo así repetidamente tensada, comprimida y, de este modo, instantánea y fuertemente afectada. Por consiguiente, la fuerza de tracción y la fuerza de compresión se concentran en los alambres externos no preformados 5b, con un cociente de preformado reducido o que tienen una longitud suministrada de elemento de alambre por unidad de longitud de la capa del cinturón de acero reducida. El cordón de acero 5 anterior tiene por eso una estabilidad estructural inferior.

Para preformar los elementos de alambre 5b' dentro de un intervalo predeterminado, hace falta procesar mecánicamente los elementos de alambre 5b' usando un utillaje de preformado específico, como, por ejemplo, un engranaje dentado. En un caso así, se genera un fuerte rozamiento en las porciones de contacto entre los elementos de alambre 5b' y el utillaje, retirando así de forma desaconsejable capas de revestimiento de cobre de las superficies de los elementos de alambre 5b' y dañando a los alambres 2b'. Esto finalmente reduce la fuerza adhesiva del caucho y la resistencia a la fatiga por pandeo del cordón de acero 5.

Resumen de la invención

Por consiguiente, la presente invención se ha hecho teniendo presente los problemas anteriores que ocurren en la técnica anterior, y un objeto de la presente invención es proporcionar un cordón de acero de refuerzo para productos de caucho, que se forme retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un núcleo, mejorándose la estructura del núcleo para minimizar el área de contacto continuo entre el núcleo y los elementos de alambre externos y para formar los espacios intermedios deseados entre el núcleo y los alambres, además de una pluralidad de espacios intermedios entre los alambres, permitiendo así que el material de caucho penetre con más eficacia en el interior de los espacios intermedios y rellene éstos durante un procedimiento de producción de los productos de caucho y mejorándose su fuerza adhesiva de envejecimiento con el material de caucho.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un cordón de acero de refuerzo para productos de caucho, que esté integrado muy firmemente con el material de caucho de un producto de caucho deseado, teniendo así un alargamiento reducido en el caso de la aplicación de carga reducida y mejorándose su estabilidad estructural, y que resista con eficacia cualquier acción de pandeo y mejore su resistencia al desgaste mientras está libre de dañar las capas de revestimiento de cobre de los elementos de alambre y que elimine completamente el problema de un desplazamiento del núcleo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y dispositivo para producir cordones de acero de refuerzo de este tipo.

Para lograr los objetos anteriores, la presente invención proporciona un cordón de acero de refuerzo para productos de caucho, que se forma retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos con revestimiento de cobre alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral, siendo el sentido de torsión del núcleo el mismo que el del cordón de acero resultante u opuesto a éste.

En el cordón de acero de esta invención, el núcleo plano se retuerce en el mismo sentido que el del cordón resultante o en un sentido opuesto al del cordón, siendo el paso del núcleo de 0,2 a 2 veces el paso del cordón. Por consiguiente, es posible formar una pluralidad de espacios intermedios deseados entre el núcleo y los alambres externos y entre los alambres externos dentro del cordón de acero.

En una forma de realización de esta invención, al menos uno de los alambres externos, retorcido alrededor del núcleo plano y retorcido en espiral del cordón, tiene una sección transversal plana además de una estructura retorcida en espiral de la misma manera que la del núcleo.

Los espacios intermedios mencionados anteriormente dentro del cordón de acero de esta invención mejoran la penetración del caucho en el interior del cordón, permitiendo así que el material de caucho rellene completamente el cordón. El material de caucho que rellena los espacios intermedios impide casi completamente que el núcleo entre en contacto directo con los alambres externos, además de impedir el contacto entre los alambres externos.

Por consiguiente, cuando los cordones de acero de este tipo se fijan dentro de un neumático radial con cinturón de acero mediante un procedimiento de vulcanización, el material de caucho penetra con eficacia en el interior de los cordones a través de los espacios intermedios abiertos y rellena los cordones. Esto impide con eficacia un desgaste de los cordones causado por el contacto de rozamiento entre los alambres y minimiza una rotura desaconsejable de los alambres dentro de los cordones de acero. El material de caucho dentro de los espacios intermedios alrededor del núcleo mantiene firmemente la posición del núcleo dentro del cordón, eliminando así el problema de un desplazamiento del núcleo. El cordón de acero de esta invención se produce sin usar un dispositivo de preformado convencional estirando o dañando de forma desaconsejable a las superficies con revestimiento de cobre de los alambres de acero, mejorando así la fuerza adhesiva de caucho del cordón de acero, además de producir una mejora en la adhesión de envejecimiento del cordón con el material de caucho.

El cordón de acero de esta invención tiene una estructura de 1+n elementos de alambre (representando "n" el número de elementos de alambre externos). En el cordón de acero es preferible fijar el número "n" a entre tres y nueve. El cordón de acero anterior, con una primera estructura retorcida multicapa, se puede usar directamente como un material de refuerzo para productos de caucho o se puede usar como un núcleo de otro cordón de acero con una segunda estructura retorcida multicapa. El cordón de acero anterior, con la primera estructura retorcida multicapa, se puede usar también como torones de otro cordón de acero con una estructura apretada, que se ha expresado típicamente usando el símbolo "x" en la técnica. De forma alternativa, el cordón de acero de esta invención puede tener una estructura combinada, teniendo tanto una estructura apretada de este tipo como una estructura retorcida multicapa. Esta estructura retorcida multicapa se ha expresado típicamente usando el símbolo "+" en la técnica.

El cordón de acero de refuerzo mencionado anteriormente para productos de caucho se produce mediante las etapas de laminar en frío un alambre de acero bronceado con una sección transversal circular para dar una sección transversal plana al alambre de acero, retorcer axialmente y en espiral el alambre de acero alrededor de un eje del alambre, formando así un núcleo plano y retorcido en espiral deseado, y retorcer una pluralidad de alambres externos alrededor del núcleo para formar un cordón de acero retorcido deseado, de tal modo que al menos uno de entre el sentido de torsión y el paso del núcleo retorcido sea diferente del cordón retorcido.

Breve descripción de los dibujos

Los anteriores y otros objetos, características y otras ventajas de la presente invención se comprenderán más claramente gracias a la siguiente descripción detallada considerada conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

Fig. 1 es una vista en sección de un cordón de acero convencional con una estructura de 3+6 elementos de alambre;

Fig. 2 es una vista en sección de un cordón de acero convencional, con seis elementos de alambre preformados retorcidos entre sí para formar un cordón y que está forzado externamente para que sea aplanado;

Fig. 3 es una vista en sección de un cordón de acero convencional con una estructura de 1+6 elementos de alambre, teniendo el núcleo una sección transversal circular;

Fig. 4 es una vista en sección de un cordón de acero convencional con una estructura de 1+6 elementos de alambre, siendo el núcleo aplanado;

Fig. 5 es una vista en sección de un cordón de acero convencional con una estructura de 1+6 elementos de alambre, teniendo el núcleo una sección transversal circular y estando preformados algunos elementos de alambre externos;

Fig. 6a y 6b son vistas que muestran la construcción de un cordón de acero de refuerzo de acuerdo con la forma de realización primaria de la presente invención, en las que:

Fig. 6a es una vista frontal del cordón de acero, que muestra la construcción del cordón; y

Fig. 6b muestra secciones transversales del cordón de acero consideradas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D y E-E de la Fig. 6a;

Fig. 7a y 7b son vistas que muestran los núcleos usados en el cordón de acero según esta invención, en las que:

Fig. 7a es una vista frontal de un núcleo con torsión en S de acuerdo con la forma de realización primaria; y

Fig. 7b es una vista frontal de un núcleo retorcido con torsión en Z de acuerdo con la primera modificación de la forma de realización primaria;

Fig. 8 es una vista en sección ampliada del cordón de acero de la forma de realización primaria de esta invención;

Fig. 9a y 9b son vistas en sección de cordones de acero, formados individualmente retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un cordón de acero de la forma de realización primaria, usada como un núcleo, para formar una estructura retorcida multicapa de acuerdo con la segunda forma de realización de la presente invención, en las que:

Fig. 9a muestra un cordón de acero, teniendo todos los elementos de alambre una sección transversal circular según la segunda forma de realización; y

Fig. 9b muestra un cordón de acero, siendo al menos uno de los elementos de alambre externos plano y retorcido en espiral según la primera modificación de la segunda forma de realización;

Fig. 10a y 10b son vistas en sección de cordones de acero, formados individualmente retorciendo entre sí tres cordones de acero de la forma de realización primaria, usados como torones, para formar una estructura apretada de acuerdo con la tercera forma de realización de la presente invención, en las que:

Fig. 10a muestra un cordón de acero, con todos los elementos de alambre exteriores retorcidos alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral de cada torón, con una sección transversal circular según la tercera forma de realización; y

Fig. 10b muestra un cordón de acero, siendo al menos uno de los elementos de alambre externos plano y retorcido en espiral según la primera modificación de la tercera forma de realización;

Fig. 11 es una vista en sección de un cordón de acero que tiene tanto una estructura retorcida multicapa como una estructura apretada de acuerdo con la cuarta forma de realización de la presente invención;

Fig. 12 es una vista en perspectiva parcialmente rota, que muestra la construcción de una unidad de conformación de núcleos incluida en un dispositivo de torsión de cordones de acero de esta invención; y

Fig. 13 a 16 son vistas que muestran cada una un procedimiento para producir cordones de acero de esta invención usando un dispositivo de torsión, en el que:

Fig. 13 muestra un procedimiento de producción de cordones que usa un dispositivo de doble torsión de fuera hacia dentro;

Fig. 14 muestra un procedimiento de producción de cordones que usa un dispositivo de doble torsión de dentro hacia fuera;

Fig. 15 muestra un procedimiento de producción de cordones que usa un dispositivo de doble torsión de dentro hacia fuera de tipo diferente al del dispositivo de la Fig. 14; y

Fig. 16 muestra un procedimiento de producción de cordones que usa un dispositivo de torsión de tipo tubular.

Descripción de las formas de realización preferentes

La Fig. 6a es una vista frontal que muestra la construcción de un cordón de acero de refuerzo de acuerdo con la forma de realización primaria de la presente invención. La Fig. 6b muestra secciones transversales del cordón de acero consideradas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D y E-E de la Fig. 6a. La Fig. 7a es una vista frontal que muestra un núcleo con torsión en S usado en el cordón de acero de esta invención. La Fig. 7b es una vista frontal que muestra un núcleo con torsión en Z usado en el cordón de acero de esta invención. La Fig. 8 es una vista en sección ampliada del cordón de acero de esta invención.

Como se muestra en los dibujos, el cordón de acero 10 de esta invención tiene un núcleo 11, con seis elementos de acero externos 12 revestidos individualmente con una capa de bronce y retorcidos alrededor del núcleo 11, formando así un cordón de acero deseado. El núcleo 11 se forma retorciendo longitudinalmente un alambre plano para formar una estructura retorcida en espiral.

En la presente invención, el núcleo 11 anterior se puede retorcer longitudinalmente en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón 10, como se muestra en la Fig. 7a, o se puede retorcer longitudinalmente en un sentido opuesto al sentido de torsión del cordón 10, como se muestra en la Fig. 7b.

El paso P_{2} del núcleo retorcido 11 se fija para permitir que el núcleo 11 esté retorcido de 0,2 a 2 veces dentro del paso P_{1} del cordón 10, aumentando así el espacio ocupado geométricamente por el núcleo 11 dentro del cordón 10, mientras proporciona una pluralidad de espacios intermedios S entre los elementos de alambre exteriores 12, como se ve mejor en la Fig. 8. Por consiguiente, se forma un espacio intermedio de no menos de 0,02 mm entre los elementos de alambre externos cercanos 12 dentro del paso P_{1} del cordón de acero 10 con una estructura de 1+n elementos de alambre.

En un caso así, el paso P_{2} del núcleo retorcido 11 se mantiene casi regularmente dentro de la longitud total del cordón de acero 10. En la presente invención, la estructura retorcida del núcleo 11 se puede transformar en una estructura combinada, en la que el núcleo 11 está parcialmente retorcido en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón 10 en las primeras varias porciones y no está retorcido en las segundas varias porciones, y está retorcido en un sentido opuesto al sentido de torsión del cordón 10 en las porciones restantes.

En el cordón de acero 10 de esta invención, una pluralidad de espacios intermedios abiertos están formados entre el núcleo 11 y los elementos de alambre externos 12 y entre los alambres 12, mejorando así la penetración del material de caucho en el interior del cordón de acero 5 y rellenándose con el material de caucho durante un procedimiento de vulcanización de producción de un producto de caucho. Esto mejora finalmente la fuerza adhesiva de envejecimiento del cordón de acero 10 con el material de caucho y elimina casi completamente los problemas de desgaste en las uniones y de un desplazamiento del núcleo.

Para lograr las ventajas y efectos funcionales mencionados anteriormente del cordón de acero 10, hace falta fijar apropiadamente el diámetro de los elementos de alambre externos 12 y el cociente de planeidad y el diámetro del núcleo 11, además del paso P_{1} del cordón 10.

En la presente invención, tanto los espacios intermedios abiertos entre los alambres 12 como el espacio ocupado por los alambres 12 en la porción central del cordón 10 aumentan con preferencia cuando el diámetro del núcleo 11 aumenta con una reducción del diámetro de cada alambre 12 o cuando aumenta el cociente de planeidad del núcleo 11. En un caso así, mejora la penetración del material de caucho en el interior del cordón de acero 10. No obstante, cuando el diámetro y cociente de planeidad del núcleo 11 aumentan en exceso, el diámetro de un cordón de acero resultante 10 aumenta, ensanchando de forma desaconsejable una lámina de acabado de caucho.

Por consiguiente, para mejorar tanto la penetración del material de caucho en el interior del cordón 10 como la estabilidad estructural del cordón 10 sin aumentar el diámetro de un cordón de acero resultante, hace falta fijar apropiadamente el diámetro de los elementos de alambre exteriores 12 y el cociente de planeidad y diámetro del núcleo 11, además del paso P_{1} del cordón 10 sobre la base de las siguientes expresiones de relación (1).

Expresiones de relación (1)

0,7d_{1} \leq d_{2} \leq 1,3d_{1}

1,05 \leq F = \ell/m \leq 2,0

\ell = d_{2}(1 + \pi/2 (\theta/360)/(cos \theta/2) - 1/2 sen \theta/2)

\theta = 2 cos^{-1} m/d_{2}

P_{2} = \pm (0,2 - 2)P_{1}

en las que

d_{1}: es el diámetro (mm) de cada elemento de alambre externo.

d_{2}: es el diámetro (mm) del núcleo original antes de ser aplanado.

F: es el cociente de planeidad del núcleo.

\ell: es el diámetro axial mayor (mm) del núcleo plano.

m: es la anchura axial menor (mm) del núcleo plano.

\theta: es el ángulo (grados) de planeidad del núcleo.

P_{1}: es el paso (mm) del cordón retorcido.

P_{2}: es el paso (mm) del núcleo retorcido.

En la presente invención, el diámetro de cada elemento de alambre externo 12 y el diámetro del núcleo original 11 antes de ser aplanado se fijan con preferencia en 0,1 - 0,5 mm. Además, el contenido de carbono C tanto en el núcleo 11 como los alambres 12 se fija en 0,65 - 1,1% en peso. Es preferible también revestir las superficies del núcleo 11 y los alambres 12 con bronce.

La limitación mencionada anteriormente en las dimensiones y los componentes del cordón de acero 10 de esta invención se determina como sigue.

En el cordón de acero 10 de esta invención, el paso P_{2} del núcleo retorcido 11 se fija para permitir que el núcleo 11 sea retorcido de 0,2 a 2 veces dentro del paso P_{1} del cordón 10 en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón 10 o en un sentido opuesto al sentido retorcido del cordón 10, formando así espacios intermedios abiertos entre el núcleo 11 y los alambres 12. Cuando se fija el paso P_{2} para permitir que el núcleo 11 se retuerza menos de 0,2 veces dentro del paso P_{1}, es muy difícil retorcer el núcleo 11 para formar una estructura deseada debido a una velocidad de giro elevada en exceso de una unidad de conformación del núcleo usada para retorcer en espiral el núcleo 11. Por otra parte, cuando se fija el paso P_{2} para permitir que el núcleo 11 sea retorcido más de 2 veces dentro del paso P_{2}, es casi imposible formar los espacios intermedios deseados entre el núcleo 11 y los alambres 12.

En la presente invención, el cociente de planeidad F del núcleo 11 se fija en 1,05 - 2,0. Cuando el cociente de planeidad F es superior a 2,0, se mejora la penetración del material de caucho en el interior del cordón 10, pero el diámetro del cordón 10 aumenta en exceso, ensanchando así de forma desaconsejable la lámina de acabado de caucho. Por otra parte, cuando el cociente de planeidad F es inferior a 1,05, se reduce la penetración del material de caucho en el interior del cordón 10, ya que se reducen los espacios intermedios entre el núcleo 11 y los alambres 12. Por consiguiente, para lograr la tendencia reciente de ligereza de neumáticos y la penetración del material de caucho en el interior del cordón 10, el cociente de planeidad F del núcleo 11 se tiene que fijar en 1,05 - 2,0.

Las Fig. 9a y 9b son vistas en sección de cordones de acero 13 y 13', formados individualmente retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un cordón de acero 10 ó 10a de la forma de realización primaria, usados como un núcleo, para formar una estructura retorcida multicapa de acuerdo con la segunda forma de realización de esta invención. De las Fig. 9a y 9b, la primera muestra un cordón de acero, teniendo todos los elementos de alambre externos una sección transversal circular según la segunda forma de realización, mientras que la segunda muestra un cordón de acero, siendo uno o más elementos de alambre externos planos y retorcidos en espiral según la primera modificación de la segunda forma de realización. En los dibujos, el núcleo plano y retorcido en espiral se designa mediante el número de referencia 11, mientras que los elementos de alambre externos planos y retorcidos en espiral se designan mediante el número de referencia 11a.

Las Fig. 10a y 10b son vistas en sección de cordones de acero 14 y 14', formados individualmente retorciendo entre sí tres cordones de acero 10 ó 10b de la forma de realización primaria, usados como torones, para formar una estructura apretada de acuerdo con la tercera forma de realización de esta invención. De las Fig. 10a y 10b, la primera muestra un cordón de acero 14, con todos los elementos de alambre externos retorcidos alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral 11 de cada torón 10, con una sección transversal circular según la tercera forma de realización, mientras que la segunda muestra un cordón de acero 14', siendo uno o más elementos de alambre externos planos y retorcidos en espiral según la primera modificación de la tercera forma de realización. En la Fig. 10b, los elementos de alambre externos retorcidos en espiral se designan mediante el número de referencia 11b.

La Fig. 11 es una vista en sección de un cordón de acero 15 que tiene tanto una estructura retorcida multicapa como una estructura apretada de acuerdo con la cuarta forma de realización de la presente invención. En la forma de realización de la Fig. 11, siete torones 10d se retuercen alrededor de un núcleo 10c para formar un cordón deseado 15. En un caso así, cada torón 10d se forma retorciendo entre sí tres elementos de alambre, incluido al menos un alambre plano y retorcido en espiral 11c, para formar una estructura retorcida de capa única. Por otra parte, el núcleo 10c se forma retorciendo seis elementos de alambre externos, incluido al menos un alambre plano y retorcido en espiral 11c, alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral 11 para formar una estructura retorcida de doble capa.

Esto es, los cordones de acero de esta invención se pueden fijar dentro de un producto de caucho deseado, como, por ejemplo, un neumático radial, para usarse como materiales de refuerzo para el producto de caucho. De forma alternativa, los cordones de acero de esta invención se pueden usar como núcleos de cordones de acero con una estructura retorcida multicapa y se pueden usar como torones de cordones de acero con una estructura apretada.

A continuación en la presente memoria descriptiva, el procedimiento para producir los cordones de acero de esta invención y la construcción de un dispositivo de producción de cordones de acero de esta invención se describirá con detalle con referencia a la Fig. 12, que muestra la construcción de una unidad usada con preferencia en una etapa del procedimiento para producir los cordones de acero de esta invención.

La Fig. 12 es una vista en perspectiva parcialmente rota, que muestra la construcción de una unidad de conformación del núcleo 21 usada en el procedimiento para producir los cordones de acero de esta invención. La unidad de conformación del núcleo 21 está instalada en un paso del núcleo dentro de un dispositivo de torsión de cordones de acero en una posición justo cerca del extremo de salida de un carrete del núcleo (no mostrado).

Como se muestra en la Fig. 12, la unidad de conformación del núcleo 21, usada para aplanar y retorcer en espiral un núcleo 20a, comprende una caja cilíndrica 22 con un agujero de paso del núcleo 22b en el centro de cada placa terminal 22a de éste. Una unidad de rodillos de prensa 23 se fija a lo largo del paso del núcleo dentro de la caja 22. Un eje de giro cilíndrico 24 está fijado externa y centralmente a la placa terminal de entrada 22a de la caja 22. La unidad 21 tiene también un mecanismo de transmisión de potencia 25 usado para transmitir una fuerza de giro al eje de giro 24.

Por otra parte, una guía de distribución del núcleo 26, que consiste en un disco agujereado centralmente 26a integrado con un eje cilíndrico hueco 26b, está fijado externa y centralmente a la placa terminal de salida 22a de la caja 22.

La unidad de rodillos de prensa 23 comprende una pluralidad de pares de rodillos de prensa 23a, 23b y 23c, que están dispuestos a lo largo del paso del núcleo dentro de la caja 22. En un caso así, los dos rodillos de cada par de rodillos de prensa 23a, 23b o 23c están situados opuestamente alrededor del paso del núcleo, mientras que están separados unos de otros para formar una línea de contacto predeterminada entre ellos. Los ejes de giro de los rodillos 23a, 23b y 23c anteriores se mantienen de forma giratoria mediante soportes dentro de la caja 22 mientras que se sostienen mediante cojinetes (no mostrados).

En la forma de realización de la Fig. 12, el mecanismo de transmisión de potencia 25 comprende un mecanismo de transmisión por correa que consiste en una polea motriz 25a conectada al eje de salida de un motor de accionamiento (no mostrado). El mecanismo 25 tiene también una polea accionada 25b, que está fijada de forma concéntrica al extremo exterior del eje de giro 24, con una correa sin fin 25c enrollada alrededor de las dos poleas 25a y 25b para transmitir la fuerza de giro de la polea motriz 25a a la polea accionada 25b.

Por supuesto, se debe comprender que el mecanismo de transmisión por correa 25 se puede cambiar por otro mecanismo de transmisión de potencia, como, por ejemplo, un mecanismo de transmisión por cadena o un mecanismo de transmisión por engranaje. En el caso de un mecanismo de transmisión por cadena, las dos poleas 25a y 25b se cambian por dos ruedas dentadas y la correa 25c se cambia por una cadena enrollada alrededor de las dos ruedas dentadas.

En el funcionamiento de la unidad de conformación del núcleo 21 anterior, el núcleo 20a, con una sección transversal circular y siendo suministrado desde un carrete (no mostrado), se introduce en primer lugar en el interior de la caja 22 a través del eje de rotación hueco 24 de la placa terminal de entrada 22a y pasa a través de las líneas de contacto entre los pares de rodillos de prensa 23a, 23b y 23c y se descarga desde la caja 22 a través de la guía de distribución del núcleo 26 de la placa terminal de salida 22a. En la presente invención, cada par de rodillos de prensa se diseña para ser ajustable en la línea de contacto de prensado como se desee.

La unidad 21 anterior se hace funcionar como sigue, para deformar plásticamente el núcleo 20a para dar al núcleo una sección transversal plana y para retorcer en espiral y longitudinalmente el núcleo plano 20a.

Esto es, el núcleo 20a, introducido en el interior de la caja 22 a través del eje de giro hueco 24 de la placa terminal de entrada 22a, pasa a través de las líneas de contacto entre los pares de rodillos de prensa 23a, 23b y 23c. En un caso así, los pares de rodillos de prensa 23a, 23b y 23c aplanan el núcleo 20a, dando así al núcleo una sección transversal plana deseada.

Durante el funcionamiento de la unidad 21, esta unidad 21, incluida la unidad de rodillos de prensa 23, se hace girar alrededor del paso del núcleo. Cuando la unidad 21 se hace girar alrededor del paso del núcleo en un sentido como se muestra mediante la flecha P de la Fig. 12, el núcleo 20a en la entrada A de la unidad de rodillos de prensa 23 es retorcido en primer lugar y en espiral para formar una estructura retorcida en Z. Esto es, como el núcleo 20a está situado apretadamente bajo presión en las líneas de contacto entre los rodillos 23a, 23b y 23c dentro de la caja 22, el núcleo 20a se hace girar junto con la acción de giro de la caja 22, siendo retorcido así en primer lugar según una estructura con torsión en Z en la entrada A de la unidad de rodillos 23 antes de ser laminado mediante la unidad de rodillos 23.

El núcleo plano 20a, extendido desde la unidad de rodillos 23, es retorcido en segundo lugar para formar una estructura con torsión en S en la salida C de la unidad de rodillos 23 antes de ser distribuido desde la caja 22 a través de la guía 26.

Por consiguiente, el procedimiento de prensado de la unidad de rodillo 23 fija la estructura primaria con torsión en Z del núcleo 20a mientras aplana el núcleo 20a. Después de esto, el núcleo plano 20a, extendido desde el último par de rodillos 23c, es retorcido en segundo lugar para formar una estructura retorcida en S.

En una breve descripción, la torsión en S del núcleo 20a en la salida C de la unidad de rodillos 23 compensa la torsión en Z del núcleo 20a formado en la salida A de la unidad de rodillo 23. Después de que el núcleo 20a es retorcido para formar una estructura con torsión en Z en la salida A de la unidad de rodillos 23, el núcleo 20a es deformado en su sección transversal de una sección transversal circular a una sección transversal plana en la posición B entre los pares de rodillos primero y segundo 23a y 23b, mientras se fija la estructura con torsión en Z. El núcleo plano 20a, después de esto, es retorcido en la salida C de la unidad de rodillo 23 para formar una estructura con torsión en S y, así, el núcleo resultante 20a tiene solo una apariencia con torsión en S.

Por consiguiente, es posible cambiar el sentido de torsión del núcleo 20a para formar una estructura con torsión en S o en Z y/o para ajustar el paso de torsión del núcleo 20a como se desee controlando apropiadamente el sentido de giro y la velocidad de giro de la unidad de conformación del núcleo 21.

En la unidad de conformación del núcleo 21 de esta invención, es posible hacer un núcleo 20a con los dos sentidos de giro, además de diversos pasos por secciones en la dirección longitudinal del cordón de acero 20. Para lograr el objeto anterior, el motor de accionamiento del mecanismo de transmisión de potencia 25 se controla apropiadamente en el sentido de giro y la velocidad de giro. En la unidad de conformación del núcleo 21 anterior es posible fabricar la unidad de rodillos de prensa 23 usando solo un par de rodillos de prensa o usando varios pares de rodillos. Para lograr un funcionamiento preciso de la laminación por prensa, se forma con preferencia un surco, con un tamaño predeterminado, a lo largo de la superficie de prensado circunferencial de cada rodillo. En un caso así, la unidad de rodillos de prensa 23 hace un núcleo 20a con una sección transversal que corresponde al perfil del surco.

En la presente invención, la unidad de conformación del núcleo 21 se puede hacer funcionar mediante una salida de la fuerza de giro desde la aleta giratoria u otra unidad giratoria de un dispositivo de torsión de cordones en lugar de la fuerza de giro del motor de accionamiento independiente del mecanismo de transmisión de potencia 25. Esto es, es posible diseñar la unidad de conformación del núcleo 21 para que funcione conjuntamente con una unidad giratoria del dispositivo de torsión que se describirá más adelante en la presente memoria descriptiva.

Esto es, en el procedimiento de laminación por prensa para conformar el núcleo 20a, la unidad de rodillos de prensa 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 no se hace funcionar mediante una salida de la fuerza de giro del motor de accionamiento independiente del mecanismo de transmisión de potencia 25, sino que se hace girar mediante la fuerza de estirado del núcleo 20a generada cuando el núcleo 20a pasa a través de la unidad 23 conjuntamente con el funcionamiento del dispositivo de torsión de cordones. La unidad de conformación del núcleo 23 aplana así el núcleo 20a. El núcleo plano 20a, después de esto, es retorcido en espiral para formar una estructura con torsión en S o en Z mediante el dispositivo de torsión de cordones. En un caso así, es posible permitir que el procedimiento de torsión del núcleo y el procedimiento de torsión del cordón se realicen al mismo tiempo mediante un único dispositivo.

Un cordón de acero deseado de esta invención se produce usando un dispositivo de torsión de cordones con la unidad de conformación del núcleo 21 anterior como se muestra en las Fig. 13 a 16.

Las Fig. 13 a 16 son vistas, que muestran el procedimiento para producir un cordón de acero deseado de esta invención. De las Fig. 13 a 16, la primera muestra un procedimiento para producir un cordón de acero con una estructura de 1+6 elementos de alambre que usa un dispositivo de torsión doble de fuera hacia adentro, con la unidad de conformación del núcleo situada justo cerca de un carrete de suministro del núcleo. La segunda muestra un procedimiento para producir un cordón de acero con una estructura de 1+6 elementos de alambre usando un dispositivo de torsión doble de dentro hacia fuera, con la unidad de conformación del núcleo situada justo cerca de un carrete de suministro del núcleo.

Los dos procedimientos de torsión de cordones, que usan respectivamente los dos dispositivos de las Fig. 13 y 14, se describirán a continuación en la presente memoria descriptiva, siendo designados los mismos elementos de los dos dispositivos mediante los mismos números de referencia.

Como se muestra en las Fig. 13 y 14, el núcleo 20a, suministrado desde un carrete 27, pasa en primer lugar a través de las líneas de contacto de prensado de la unidad de rodillos de prensa 23 de la unidad de conformación del núcleo 21, siendo así laminado en frío para tener una sección transversal plana.

La unidad de rodillos de prensa 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 no se hace funcionar mediante una salida de la fuerza de giro de un motor de accionamiento independiente, sino que se hace girar mediante la fuerza de estirado del núcleo 20a, que pasa a través de la línea de contacto de la unidad 23, en un sentido como se muestra mediante las flechas pequeñas de las Fig. 13 y 14. En otras palabras, la fuerza de estirado del núcleo 20a extendido desde la unidad de rodillos 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 se usa como la fuerza de accionamiento para la unidad de rodillos 23.

En un caso así, la unidad de conformación del núcleo 21, incluida la unidad de rodillos 23, se hace girar a una velocidad N_{s} en el sentido que se muestra mediante la flecha pequeña P de la Fig. 12.

Después de esto, seis elementos de alambre externos 20b se asocian con el núcleo plano y retorcido en espiral 20a, descargado desde la unidad de conformación del núcleo 21, en un punto de cableado 28 del dispositivo, formando así un cordón de acero asociado.

El cordón de acero asociado anterior, con los elementos de alambre externos 20b y el núcleo plano y retorcido en espiral 20a, es retorcido en primer lugar mediante una acción de giro de la aleta giratoria 30 del dispositivo de torsión de cordones antes de pasar por un rodillo de guía 29. En un caso así, la aleta 30 se hace girar a una velocidad de giro N_{c} y, así, el cordón de acero asociado es retorcido en primer lugar por N_{c}.

Después de esto, el cordón de acero retorcido en primer lugar es retorcido en segundo lugar o finalmente por N_{c}, mientras pasa por un rodillo de guía de dirección 31 montado en la aleta de giro 30 en una posición opuesta al rodillo guiador 29. El cordón de acero finalmente retorcido 20 se guía a una bobina colectora 32 del dispositivo de torsión de cordones, siendo así enrollado alrededor de la bobina 32 y terminando el procedimiento para producir el cordón de acero deseado 20. En el dispositivo de la Fig. 13, la bobina colectora 32 está situada dentro de la aleta giratoria 30, mientras que la bobina colectora 32 del dispositivo de la Fig. 14 está situada fuera de la aleta giratoria 30.

Para controlar la calidad del cordón de acero resultante 20, se instalan tanto un dispositivo de sobretorsión (no mostrado) como un rodillo de corrección (no mostrado) en el paso del núcleo en posiciones entre el rodillo de guía de dirección 31 y la bobina colectora 32, de la misma manera que en un dispositivo de torsión convencional. Debido al dispositivo de sobretorsión y el rodillo de corrección, es posible que el dispositivo haga con preferencia un cordón de acero 20 libre de cualquier torsión restante, además de producir tanto una mejora en la linealidad del cordón 20 como una reducción de la altura del arco.

Tanto el sentido de torsión como el paso del cordón de acero resultante 20 producido mediante cada uno de los dispositivos de las Fig. 13 y 14 relativos a los del núcleo 20a se describirán a continuación en el presente documento.

Cuando tanto la unidad de conformación del núcleo 21 como la aleta giratoria 30 se hacen girar en el mismo sentido, el núcleo 20a es retorcido en primer lugar por N_{s} por longitud de movimiento del núcleo en la salida de la unidad de conformación del núcleo 21. Por otra parte, el cordón 20, formado a partir de una asociación del núcleo 20a con los elementos de alambre externos 20b, es retorcido doblemente por 2N_{c} en un sentido opuesto al sentido de torsión en primer lugar del núcleo 20a en cada acción de giro de 360º de la aleta giratoria 30. Por consiguiente, la torsión de 2N_{c} del núcleo 20a, formada mediante la aleta giratoria 30, compensa la torsión de N_{s} formada mediante la unidad de conformación del núcleo 21 y, así, la estructura final del núcleo 20a está definida por una torsión de 2N_{c}-N_{s}, que se extiende en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón resultante 20. En un caso así, el cordón 20 tiene una estructura de torsión de 2N_{c}.

Por otra parte, cuando la unidad de conformación del núcleo 21 se hace girar en un sentido opuesto al de la aleta giratoria 30, el núcleo 20a es retorcido en primer lugar por N_{s} por longitud de movimiento del núcleo en la salida de la unidad de conformación del núcleo 21 y es retorcido en segundo lugar por 2N_{c} debido a la acción de giro de la aleta giratoria 30. Por consiguiente, el núcleo 20a de un cordón de acero resultante 20 tiene finalmente una estructura retorcida, en la que el núcleo 20a es retorcido por 2N_{c}+N_{s} en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón resultante 20.

Como es bien sabido por los expertos en la técnica, el paso P_{s} del núcleo retorcido 20a dentro del cordón de acero 20 producido mediante cada uno de los dispositivos de torsión doble de las Fig. 13 y 14 puede ser ajustable controlando el paso P_{c} del cordón 20 y la velocidad de giro (N_{c}) del dispositivo, además de la velocidad de giro (N_{s}) de la unidad de conformación del núcleo 21, como se expresará en la siguiente expresión de relación (2).

Expresión de relación (2)

P_{s} = 2P_{c}/\{2 \pm (N_{s}/N_{c})\}

En la expresión (2) anterior, el símbolo "+" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en el mismo sentido que el sentido de giro de la aleta giratoria 30. Mientras tanto, el símbolo "-" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en un sentido opuesto al sentido de giro de la aleta giratoria 30. Además, cuando P_{s} es superior a cero, el sentido de torsión del núcleo 20a es el mismo que el del cordón 20. Mientras tanto, cuando P_{s} es menor que cero, el sentido de torsión del núcleo 20a es opuesto al del cordón 20.

Por otra parte, la relación entre el paso P_{s} del núcleo retorcido 20a y el paso P_{c} del cordón 20 es como sigue. Esto es, cuando el cordón 20 es retorcido en el mismo sentido que el sentido de torsión del núcleo 20a, los elementos de alambre externos retorcidos 20b se extienden de forma casi paralela al núcleo retorcido 20a dentro de un intervalo de 0,9P_{c} - 1,1P_{c}, reduciendo así de forma desaconsejable tanto la penetración del material de caucho en el interior del cordón 20 como la estabilidad estructural del cordón 20.

Cuando P_{s} < 0,2P_{c}, el núcleo 20a tiene que ser retorcido en exceso dentro de una longitud unidad, forzando así a que se haga girar la unidad de conformación del núcleo 21 a una velocidad elevada en exceso y reduciendo la productividad mientras se producen los cordones de acero 20.

La Fig. 15 muestra un procedimiento de producción de cordones de esta invención que usa un dispositivo de torsión doble de dentro hacia fuera de tipo diferente al del dispositivo de la Fig. 14. Como se muestra en el dibujo, este dispositivo de torsión doble de dentro hacia fuera tiene una unidad de conformación del núcleo 21 en una posición justo cerca de un carrete de suministro del núcleo 33. En el funcionamiento del dispositivo, un núcleo 20a, suministrado desde el carrete 33, pasa en primer lugar a través de la unidad de conformación del núcleo 21 mientras es deformada en frío en sección transversal de una sección transversal circular a una sección transversal plana y es retorcido longitudinalmente y en espiral.

Esto es, el núcleo 20a, extendido desde el carrete 33 situado fuera del dispositivo de torsión de cordones, pasa a través de las líneas de contacto de la unidad de rodillos de prensa 23 dentro de la unidad de conformación del núcleo 21 antes de alcanzar una unidad de torsión doble 31 que consiste en las aletas giratorias primera y segunda 34a y 34b.

En un caso así, la unidad de rodillos de prensa 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 no se hace funcionar mediante una salida de la fuerza de giro de un motor de accionamiento independiente, sino que se hace girar mediante la fuerza de estirado del núcleo 20a, que pasa a través de las líneas de contacto de la unidad de rodillos 23, en un sentido como se muestra mediante la flecha pequeña P de la Fig. 15. En otras palabras, la fuerza de estirado del núcleo 20a extendida desde la unidad de rodillos 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 se usa como la fuerza de accionamiento para la unidad de rodillos 23.

En un caso así, la unidad de conformación del núcleo 21, incluida la unidad de rodillos 23, se hace girar a una velocidad N_{s} en el sentido que se muestra mediante la flecha P de la Fig. 15.

El núcleo plano y retorcido en espiral 20a, suministrado desde la unidad de conformación del núcleo 21, pasa por los rodillos de guía de dirección primero y segundo 35 y 36 antes de alcanzar un punto de cableado 37 dentro de la unidad de torsión doble 34, estando así asociada con seis elementos de alambre externos 20b en el punto de cableado 28 y formando un cordón de acero asociado. El primer rodillo de guía dirección 35 anterior está situado fuera del primer extremo de la primera aleta giratoria 34a, mientras que el segundo rodillo de guía de dirección 36 está situado dentro del segundo extremo de la aleta giratoria 34a.

Después de esto, el cordón de acero asociado anterior, con los elementos de alambre externos 20b y el núcleo plano y retorcido en espiral 20a, pasa por los rodillos de guía de dirección tercero y cuarto 38 y 39 antes de alcanzar una bobina colectora 40, alrededor de la cual se enrolla el cordón resultante 20 para terminar el procedimiento para producir el cordón 20. En el dispositivo de la Fig. 15, el tercer y el cuarto rodillos 38 y 39 están situados en extremos opuestos de la segunda aleta giratoria 34b, mientras que la bobina colectora 40 está situada fuera de la unidad de torsión doble 34.

Como las dos aletas giratorias 34a y 34b del dispositivo anterior se mantienen en extremos opuestos de un eje de la unidad de torsión doble 34, se hacen girar a la misma velocidad de giro en un sentido como se muestra mediante la flecha Q de la Fig. 15.

Tanto el sentido de torsión como el paso del cordón de acero resultante 20 producido mediante el dispositivos anterior relativo a los del núcleo 20a se describirán a continuación en la presente memoria descriptiva.

Cuando tanto la unidad de conformación del núcleo 21 como las aletas giratorias 34a y 34b se hacen girar en el mismo sentido, el núcleo 20a es retorcido en primer lugar por N_{s} por longitud de movimiento del núcleo en la salida de la unidad de conformación del núcleo 21. Por otra parte, el cordón 20, formado a partir de una asociación del núcleo 20a con los elementos de alambre externos 20b, es retorcido doblemente por 2N_{c} en un sentido opuesto al sentido de torsión del núcleo 20a retorcido en primer lugar en cada acción de giro de 360º de la primera aleta giratoria 34a. El cordón 20 es retorcido también en segundo lugar por 2N_{c} en el mismo sentido que el del sentido de torsión del núcleo 20a en cada acción de giro de 360º de la segunda aleta giratoria 34b. Por consiguiente, la torsión de 2N_{c} del núcleo 20a, formada mediante la segunda aleta giratoria 34b, compensa la primera torsión de 2N_{c} formada mediante la primera unidad de conformación del núcleo 21 y solo la torsión de N_{s}, formada mediante la unidad de conformación del núcleo 21, permanece en la estructura final del núcleo 20a. La torsión de N_{s} anterior del núcleo se extiende en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón resultante 20. En un caso así, el cordón 20 tiene una estructura de torsión de 2N_{c}.

Por otra parte, cuando la unidad de conformación del núcleo 21 se hace girar en un sentido opuesto al de las dos aletas giratorias 34a y 34b, el núcleo 20a es retorcido en primer lugar por N_{s} por longitud de movimiento del núcleo en la salida de la unidad de conformación del núcleo 21 y es retorcido en segundo lugar por 2N_{c}-2N_{c} debido a la acción de giro de la aleta giratoria 34a y 34b. Por consiguiente, el núcleo 20a de un cordón de acero resultante 20 tiene finalmente una estructura retorcida, en la que el núcleo 20a es retorcido por N_{s}+(2N_{c}-2N_{c}) en un sentido opuesto al sentido de torsión del cordón resultante 20.

De la misma manera que la descrita para los dispositivos de torsión doble según las formas de realización de las Fig. 13 y 14, el paso P_{s} del núcleo retorcido 20a dentro del cordón de acero 20 producido mediante el dispositivo de torsión doble de la Fig. 15 puede ser ajustable controlando el paso P_{c} del cordón 20 y la velocidad de giro (N_{c}) del dispositivo, además de la velocidad de giro (N_{s}) de la unidad de conformación del núcleo 21, como se expresará en la siguiente expresión de relación (3).

Expresión de relación (3)

P_{s} = \pm 2P_{c} (N_{c}/N_{s})

En la expresión (3) anterior, el símbolo "-" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en el mismo sentido que el sentido de giro de las dos aletas giratorias 34a y 34b. Mientras tanto, el símbolo "+" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en un sentido opuesto al sentido de giro de las dos aletas giratorias 34a y 34b.

La Fig. 16 muestra un procedimiento de producción de cordones que usa un dispositivo de torsión de tipo tubular de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en el dibujo, este dispositivo de torsión de tipo tubular tiene una unidad de conformación del núcleo 21 en una posición justo cerca de un carrete de suministro del núcleo 41. En el funcionamiento del dispositivo, un núcleo 20a, suministrado desde el carrete 41, pasa en primer lugar a través de la unidad de conformación del núcleo 21 mientras es deformada en frío en sección transversal de una sección transversal circular a una sección transversal plana y es retorcido longitudinalmente y en espiral.

Esto es, el núcleo 20a, extendido desde el carrete 41, pasa a través de las líneas de contacto de la unidad de rodillos de prensa 23 dentro de la unidad de conformación del núcleo 21 antes de alcanzar la aleta giratoria 42 del dispositivo de torsión.

En un caso así, la unidad de rodillos de prensa 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 no se hace funcionar mediante una salida de la fuerza de giro de un motor de accionamiento independiente, sino que se hace girar mediante la fuerza de estirado del núcleo 20a, que pasa a través de las líneas de contacto de la unidad de rodillos 23, en un sentido como se muestra mediante la flecha pequeña P de la Fig. 16. En otras palabras, la fuerza de estirado del núcleo 20a extendida desde la unidad de rodillos 23 de la unidad de conformación del núcleo 21 se usa como la fuerza de accionamiento para la unidad de rodillos 23.

Durante el procedimiento de producción de cordones de acero, la unidad de conformación del núcleo 21, incluida la
unidad de rodillos 23, se hace girar a una velocidad N_{s} en el sentido que se muestra mediante la flecha P de la Fig. 16.

El núcleo plano y retorcido en espiral 20a, suministrado desde la unidad de conformación del núcleo 21, se mueve a la aleta giratoria 42 mientras es guiado mediante un medio de guía del núcleo (no mostrado) proporcionado en la aleta giratoria 42.

Por otra parte, una pluralidad de carretes de suministro de elementos de alambre externos 43 están colocados en una bancada dentro de la aleta giratoria 42 y suministran individualmente un elemento de alambre externo 20b a una unidad de conformación 44, que está situada alrededor del extremo de salida de la aleta 42. En un caso así, los elementos de alambre externos 20b suministrados desde los carretes 43 son guiados a lo largo de la superficie externa de la aleta giratoria 42 antes de pasar a través de la unidad de preformado 44. Los alambres 20b anteriores son preformados mientras pasan a través de la unidad de preformado 44 y son retorcidos alrededor del núcleo 20a mediante un contrapeso 45 para formar un cordón de acero deseado 20. El cordón de acero 20 anterior, suministrado desde el contrapeso 45, pasa a través tanto de un dispositivo de sobretorsión (no mostrado) como de un rodillo de corrección (no mostrado) antes de ser enrollado alrededor de una bobina colectora 46. En un caso así, el objeto tanto del dispositivo de sobretorsión como del rodillo de corrección es controlar la calidad del cordón de acero resultante 20.

Cuando se hace girar la unidad de conformación del núcleo 21 en el mismo sentido que el de la aleta giratoria 42 en el funcionamiento del dispositivo de torsión de tipo tubular anterior, el núcleo 20a dentro del cordón resultante 20 tiene una estructura de torsión de N_{s}, que se forma mediante la unidad de conformación del núcleo 21 con independencia de las rpm de la aleta giratoria 42, extendiéndose la torsión de N_{s} del núcleo 20a en el mismo sentido que el sentido de torsión del cordón resultante 20.

Por otra parte, cuando la unidad de conformación del núcleo 21 se hace girar en un sentido opuesto al de la aleta giratoria 42, el núcleo 20a dentro de un cordón resultante 20 es retorcido por N_{s} en un sentido opuesto al sentido de torsión del cordón resultante 20.

En el cordón de acero resultante 20 producido mediante el dispositivo de la Fig. 16, el paso P_{s} del núcleo retorcido 20a se expresará en la siguiente expresión de relación (4).

Expresión de relación (4)

P_{s} = \pm P_{c} (N_{c}/N_{s})

En la expresión (4) anterior, el símbolo "-" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en un sentido opuesto al sentido de giro de las aletas giratorias 42. Mientras tanto, el símbolo "+" se selecciona en el caso de que la unidad de conformación del núcleo 21 se haga girar en el mismo sentido que el sentido de giro de las aletas giratorias 42.

Una mejor comprensión de la presente invención se puede obtener mediante los siguientes ejemplos que se exponen para ilustrar, pero no se han de interpretar como el límite de la presente invención.

Ejemplo 1

Ejemplos comparativos 1 a 5

Para comparar las características de un cordón de acero de esta invención de la Fig. 6 con los cordones de acero convencionales de las Fig. 1 a 5, se produjeron seis muestras de cordones de acero (Ejemplo 1 y Ejemplos comparativos 1 a 5) en las condiciones expresadas en la Tabla 1. En un caso así, cada una de las muestras de cordones de acero se produjeron individualmente usando un núcleo con un diámetro de 0,34 mm, además de seis elementos de alambre externos con un diámetro individual de 0,32 mm. Cada uno de los alambres y el núcleo anteriores se produjo a partir de alambre de acero con alto contenido en carbono (POSCORD 80), con 0,82% en peso de carbono y un diámetro de 5,5 mm, mediante un procedimiento de enjuague con ácido, un procedimiento de estirado brillante, un procedimiento de tratamiento térmico, un procedimiento de revestimiento con bronce y un procedimiento de estirado fino con lubricante líquido.

Después de que se produjeron el cordón de acero del Ejemplo 1 (esta invención) y los cordones de acero de los Ejemplos comparativos 1 a 5 (técnica anterior) se midieron las características de los seis cordones de acero, como, por ejemplo, la resistencia a la fatiga por pandeo, la fuerza adhesiva del caucho, la penetración del caucho, la permeabilidad al aire, la resistencia a la rotura, el alargamiento con carga reducida, la trabajabilidad y la cantidad de Fe disuelto de la superficie en capas de bronce. Los resultados de la medición se dan en la Tabla 1.

TABLA 1

1

2

En la Tabla 1 anterior, la resistencia a la fatiga por pandeo y la penetración del caucho de las muestras de cordones de acero, estando ambas señaladas con una marca *, se midieron en porcentajes relativos a la muestra de cordón de acero de referencia del Ejemplo comparativo 1 de la Fig. 1.

En primer lugar, la resistencia a la fatiga por pandeo se midió como sigue. Esto es, cada muestra de cordón de acero se fijó dentro de una muestra de caucho rectangular moldeado con un área de sección de 5 mm (longitud) x 2,5 mm (anchura). Las muestras de caucho moldeadas, cada una con una muestra de cordón de acero, fueron vulcanizadas en condiciones de vulcanización predeterminadas usando un compuesto de caucho con un módulo 100% de 35 kgf/cm^{2}. Después de la vulcanización, tres poleas de pandeo de un probador de fatiga por pandeo de tres rodillos se movieron repetidamente a izquierda y derecha mientras se contaba el número de ciclos oscilantes de las tres poleas de pandeo hasta que la muestra del cordón de acero dentro de cada muestra de caucho se fracturó debido a, por ejemplo, fatiga por abrasión. El número contado de ciclos oscilantes se comparó con el de la muestra de referencia del Ejemplo comparativo 1 de la Fig. 1.

En segundo lugar, la penetración del caucho se midió como sigue. Esto es, cada muestra de cordón de acero se fijó dentro de una muestra de caucho antes de la vulcanización de la muestra de caucho. Después de la vulcanización, el caucho longitudinal, habiendo penetrado en el interior del espacio central de cada muestra de cordón de acero y rellenado éstos longitudinalmente, se comprobó en su estado relleno longitudinalmente antes de convertir el resultado comprobado a una unidad de longitud. Las características de penetración del caucho medido de las seis muestras de cordones de acero se compararon entre sí y se dieron en la Tabla 1, en la que el valor "100" de los medios de penetración del caucho significa que el espacio central de una muestra de cordón de acero está completamente y totalmente relleno con caucho.

En tercer lugar, la permeabilidad al aire se midió como sigue. Esto es, cada muestra de cordón de acero con una longitud de 25 mm se fijó dentro de una muestra de caucho rectangular moldeada con un área de sección transversal circular de por pandeo \pi x (5 mm(diámetro)/2)^{2}. Las muestras de caucho moldeadas, cada una con una muestra de cordón de acero, fueron vulcanizadas en condiciones de vulcanización predeterminadas usando un compuesto de caucho con un módulo 100% de 35 kgf/cm^{2}. Después de la vulcanización, cada muestra de caucho con una muestra de cordón de acero fue situada para medir la permeabilidad al aire, con un extremo de la muestra de caucho situada a presión atmosférica y el otro extremo situado dentro de una cámara de vacío de 0,5 atm. La permeabilidad al aire se midió comprobando el tiempo en que 25 ml de aire se movieron de la atmósfera a la cámara de vacío a través de cada muestra de caucho.

En cuarto lugar, la cantidad de Fe, disuelto desde la superficie en capas de bronce de cada muestra de cordón de acero, se midió para determinar el grado de daño, en caso de haberlo, de la capa de bronce de cada muestra de cordón de acero. Esta cantidad de Fe disuelto se midió como sigue. Esto es, la cantidad (g/m^{2}) de Fe disuelto desde un área unidad (m^{2}) de la superficie en capas de bronce de cada muestra de cordón de acero se midió en condiciones predeterminadas, 0,5N-HNO_{3} (solución) x 22ºC (temperatura) x 1 min. (tiempo), mediante una prueba de disolución de hierro. En esta prueba, la cantidad de Fe disuelto por unidad de tiempo aumentó en proporción al daño de la superficie en capas de bronce de cada muestra de cordón de acero.

En quinto lugar, la prueba de la fuerza adhesiva del caucho se realizó mediante ASTM 2229 (procedimiento estándar de prueba estadounidense 2229), mientras que la prueba de la fuerza adhesiva de envejecimiento se realizó en la condición de 70ºC x 96%RH x 7 días mediante MPA (adhesión de permeabilidad de humedad).

En sexto lugar, el alargamiento con carga reducida (%) se determinó a partir de un alargamiento de cada muestra de cordón de acero cuando cada muestra de cordón se cargó con 0,25 - 3,0 kgf. El alargamiento con carga reducida (%) está en proporción inversa a la trabajabilidad de cada muestra de cordón de acero.

En séptimo lugar, el desplazamiento del núcleo de cada muestra de cordón de acero indica la fuerza de adhesión entre el núcleo y los elementos de alambre externos dentro de cada muestra de cordón de acero. En la Tabla 1, los caracteres \bullet, \circ, \triangle y \times para el desplazamiento del núcleo representan, respectivamente, excelente, bueno, normal y malo.

Por último, la trabajabilidad indica si cada muestra de cordón de acero es fácil o no de manejar durante un procedimiento para producir un neumático deseado. Debido a la estabilidad estructural de torsión de los cordones de acero, cada muestra de cordón de acero tiene una trabajabilidad mejorada en proporción inversa a su alargamiento con carga reducida. En la Tabla 1, los caracteres \bullet, \circ, \triangle y \times para la trabajabilidad representan, respectivamente, excelente, bueno, normal y malo.

Como se expresa en la Tabla 1, la muestra del cordón de acero del Ejemplo 1 (esta invención) mejora extraordinariamente en resistencia a la fatiga por pandeo en comparación con las muestras de cordones de acero de los Ejemplos comparativos 1 a 5 (técnica anterior). Esto es causado por el hecho de que el cordón de acero de esta invención tiene una penetración de caucho mejorada, logrando así un relleno completo de caucho dentro de sus espacios intermedios entre el núcleo y los elementos de alambre externos y entre los elementos de alambre externos. El caucho, que llena los espacios intermedios del cordón de acero, actúa como un material amortiguador dentro del cordón de acero, impidiendo así con eficacia que el núcleo y los elementos de alambre externos entren en contacto directo por rozamiento entre sí incluso en el caso de la aplicación de esfuerzo repetido de tracción y compresión. Esto finalmente mejora la resistencia a la abrasión de los cordones de acero.

De acuerdo con la prueba para la cantidad de Fe disuelto de la superficie en capas de bronce de las muestras de cordones de acero, se observa que la muestra del cordón de acero del Ejemplo comparativo 5 (Fig. 5) tiene una gran cantidad de Fe disuelto, ya que la capa de bronce de cada alambre se dañó durante un procedimiento parcial de preformado para los alambres. Mientras tanto, la muestra del cordón de acero de esta invención tiene una estructura abierta libre de un procedimiento de preformado de este tipo, estando así casi libre de esta disolución de Fe de la misma manera que lo esperado de la muestra del cordón de acero del Ejemplo comparativo 1 (Fig.
1).

El cordón de acero de esta invención mejora también extraordinariamente en su fuerza adhesiva de envejecimiento con el caucho en comparación con los cordones de acero convencionales. Esto está causado por el hecho de que el cordón de acero de esta invención está formado retorciendo alambres, que forman espacios intermedios dentro del cordón de acero mientras están libres de un procedimiento de preformado o de dañarse en su capa de bronce. La fuerza adhesiva de envejecimiento de este cordón de acero con caucho mejora más debido a la estructura del cordón de acero diseñado para lograr una penetración del caucho mejorada de la misma manera que la descrita para la permeabilidad al aire.

La muestra del cordón de acero del Ejemplo 1 (esta invención) tiene un alargamiento con carga reducida no superior a 0,03%, lo cual es significativamente inferior a los de las muestras de cordones de acero de los Ejemplos comparativos 1 a 5 (técnica anterior). El cordón de acero de esta invención tiene una trabajabilidad extraordinariamente mejorada durante un procedimiento para producir neumáticos radiales con cinturón de acero.

Como se describió anteriormente, la presente invención proporciona un cordón de acero de refuerzo para productos de caucho, que se forma retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un núcleo, siendo el núcleo plano y retorcido en espiral para que tenga un paso regular deseado. Debido a la estructura específicamente retorcida anterior del cordón de acero, se forman una pluralidad de espacios intermedios entre el núcleo y los alambres y entre los alambres, y proporciona las siguientes ventajas.

Debido a los espacios intermedios anteriores, el cordón de acero de esta invención mejora la penetración del caucho en el cordón. Esto finalmente mejora tanto la resistencia a la abrasión como la fuerza adhesiva del caucho del cordón, y con preferencia aumenta la longevidad esperada de los productos de caucho, como, por ejemplo, los neumáticos, usando los cordones de acero de esta invención como materiales de refuerzo.

En el cordón de acero de esta invención, el espacio ocupado por el núcleo se amplía aplanando y retorciendo geométricamente el núcleo, formando así con eficacia espacios intermedios entre el núcleo y los elementos de alambre externos y entre los alambres. Durante un procedimiento para producir productos de caucho, el caucho, usado como un material amortiguador, penetra con eficacia en el interior y rellena completamente el cordón. El caucho dentro del cordón de acero impide así con eficacia que el núcleo y los elementos de alambre externos entre en contacto directo de rozamiento entre sí incluso en el caso de la aplicación de esfuerzo repetido de tracción y compresión. Esto mejora la resistencia a la abrasión y la resistencia a la fatiga por pandeo de los cordones de acero, mejorando así finalmente la durabilidad de los neumáticos resultantes.

Como la penetración del caucho de este cordón de acero mejora, la fuerza de adhesión entre el núcleo y los elementos de alambre externos en el cordón de acero aumenta y permite que el cordón de acero esté libre de desplazamiento del núcleo.

El cordón de acero de esta invención logra una estructura abierta deseada, formando los alambres espacios intermedios deseados dentro del cordón mientras está libre de un procedimiento de preformado que raya o daña fácilmente la capa de bronce de cada alambre. Por consiguiente, es posible que el cordón de acero de esta invención tenga las interfaces de adhesión deseadas para el caucho.

En este cordón de acero, el núcleo plano y retorcido en espiral se sitúa axialmente en el centro del cordón mientras reduce el alargamiento con carga reducida del cordón. Esto permite finalmente que los cordones de acero estén libres de que sus estructuras se deformen de forma desaconsejable mediante la presión externa durante un procedimiento de vulcanización. Esto es, es posible estabilizar la estructura de los cordones durante un procedimiento de vulcanización de neumáticos de este tipo, mejorando así finalmente la trabajabilidad de los cordones durante un procedimiento de producción de neumáticos.

En una breve descripción, debido al núcleo plano y retorcido en espiral situado axialmente en el centro del cordón de acero de esta invención, el cordón de acero mejora en la resistencia a la fatiga por pandeo, la penetración del caucho, la fuerza adhesiva del caucho y la fuerza adhesiva de envejecimiento, además de producir la casi completa protección de la capa de bronce de cada alambre. Es también posible que la presente invención mejore la trabajabilidad de los cordones de acero mientras produce un producto de caucho deseado. Por consiguiente, el cordón de acero de esta invención se puede usar con más preferencia como un material de refuerzo para neumáticos radiales con cinturón de acero.

El procedimiento para producir cordones de acero de esta invención fabrica con eficacia los cordones de acero deseados mediante un procedimiento de torsión único en lugar de un procedimiento de torsión doble convencional. La presente invención simplifica así con preferencia el procedimiento de producción de cordones de acero, además de producir una simplificación del dispositivo de producción de cordones de acero y una conservación de tiempo de producción de cordones y una reducción en el coste de producción de los cordones de acero.

El dispositivo de producción de cordones de acero de esta invención se logra simplemente instalando una unidad de conformación en una posición justo cerca de un carrete de suministro de núcleo dentro de un dispositivo de torsión de cordones de acero convencional. Por consiguiente, esta invención es ventajosa porque es posible producir cordones de acero deseados usando un dispositivo de torsión convencional de este tipo sin complicar la construcción del
dispositivo.

Otra ventaja de esta invención reside en que la unidad de conformación del núcleo se diseña para hacerla girar mediante la fuerza de giro del dispositivo de torsión de cordones sin usar la fuerza de giro de ningún motor independiente, conservando así energía, y mejorando el rendimiento energético del dispositivo.

Aunque las formas de realización preferentes de la presente invención se han desvelado con fines ilustrativos, los expertos en la técnica comprenderán que son posibles diversas modificaciones, adiciones y sustituciones, sin apartarse del alcance de la invención como se desvela en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) para productos de caucho, que comprende un núcleo (10c, 11, 20a) formado laminando un elemento de alambre de acero original con una sección transversal circular para dar al alambre una sección transversal plana; y

un número "n" de elementos de alambre externos (11a, 11b, 20b) retorcidos alrededor de dicho núcleo plano (10c, 11, 20a) para formar un cordón de acero (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) con una estructura de 1+n elementos de alambre;

caracterizado porque el núcleo (10c, 11, 20a) se forma laminando en frío un elemento de alambre de acero original, siendo retorcido dicho núcleo también longitudinalmente y en espiral, teniendo así finalmente una estructura plana y retorcida en espiral.

2. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que dicho núcleo plano y retorcido en espiral (10c, 11, 20a) tiene tanto un cociente de planeidad de 1,05 - 2,0 como un paso que es de 0,2 a 2 veces un paso de dicho cordón de acero.

3. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que dicho núcleo (10c, 11, 20a) está retorcido en el mismo sentido que el del cordón de acero o en un sentido opuesto al del cordón de acero.

4. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que un diámetro de dicho elemento de alambre original del núcleo es 1 \pm 0,3 veces un diámetro de cada uno de dichos elementos de alambre externos.

5. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que dicho número "n" está entre tres y nueve.

6. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que dicho núcleo plano (10c, 11, 20a) está retorcido en el mismo sentido que el del cordón de acero en las primeras varias porciones y no está retorcido en las segundas varias porciones y está retorcido en un sentido opuesto al sentido de torsión del cordón de acero en las porciones restantes, teniendo así una estructura combinada.

7. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de alambre original del núcleo con la sección transversal circular se lamina en fío para que esté aplanado en sus superficies opuestas, manteniéndose las superficies restantes redondeadas para que tenga superficies arqueadas.

8. El cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) según la reivindicación 1, en el que la estructura retorcida de dicho cordón de acero es una primera estructura retorcida multicapa formada retorciendo de tres a nueve elementos de alambre externos (11a, 11b, 11c, 12, 20b) alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral (10c, 11, 20a), una segunda estructura retorcida multicapa formada retorciendo una pluralidad de elementos de alambre externos alrededor de un núcleo con dicha primera estructura retorcida multicapa, una estructura apretada formada retorciendo una pluralidad de torones, con la primera estructura retorcida multicapa junta, o una estructura combinada que tiene tanto una estructura apretada como una estructura retorcida multicapa, teniendo al menos uno de entre el núcleo y los torones al menos un elemento de alambre plano y retorcido en espiral.

9. Un procedimiento para producir un cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) para productos de caucho retorciendo un número "n" de elementos de alambre externos (11a, 11b, 11c, 12, 20b) alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral (10c, 11, 20a) para formar una estructura de 1+n elementos de alambre, que comprende las etapas de:

laminar en frío un alambre de acero con revestimiento de bronce con una sección circular para dar al alambre de acero una sección transversal plana;

retorcer axialmente y en espiral el alambre de acero alrededor de un eje del alambre, formando así un núcleo plano y retorcido en espiral deseado (10c, 11, 20a); y

retorcer los elementos de alambre externos (11a, 11b, 11c, 12, 20b) alrededor del núcleo (10c, 11, 20a) para formar un cordón de acero retorcido deseado, de tal modo que al menos uno de entre un sentido de torsión y un paso de dicho núcleo retorcido es diferente que el del cordón retorcido.

10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que el sentido de torsión de dicho núcleo (10c, 11, 20a) es opuesto al del cordón de acero.

11. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que la etapa de laminado en frío y la etapa de torsión en espiral para el núcleo (10c, 11, 20a) se realizan al mismo tiempo.

12. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicho número "n" está entre tres y nueve.

13. Un dispositivo para producir un cordón de acero de refuerzo (10, 10a, 10b, 13, 13', 14, 14', 15, 20) para productos de caucho retorciendo un número "n" de elementos de alambre externos (11a, 11b, 11c, 12, 20b) alrededor de un núcleo plano y retorcido en espiral (10c, 11, 20a) usando una unidad de torsión de cordones para formar una estructura de 1+n elementos de alambre, que comprende:

una unidad de conformación del núcleo (21) usada para formar el núcleo plano y retorcido en espiral deseado, estando instalada dicha unidad de conformación del núcleo (21) en un paso del núcleo dentro del dispositivo en una posición justo alrededor de un extremo de salida de un carrete de núcleo, consistiendo dicha unidad de conformación (21) en:

una caja cilíndrica (22) con un agujero de paso del núcleo (22b) en el centro de cada placa terminal (22a) de éste;

una unidad de rodillos de prensa (23) instalada a lo largo de un paso del núcleo dentro de dicha caja (22), siendo dicha unidad de rodillos (23) ajustable en la línea de contacto de prensado entre los rodillos de prensa (23a, 23b, 23c) de ésta;

un eje de giro cilíndrico hueco (24) montado externamente y centralmente en una placa terminal de entrada del núcleo de dicha caja (22); y

un mecanismo de transmisión de potencia (25) usado para transmitir una fuerza de giro a dicho eje de giro (24), haciendo así girar la caja.

14. El dispositivo según la reivindicación 13, en el que la fuerza de giro para dicha unidad de conformación del núcleo (21) es transmitida de un motor de accionamiento independiente a la unidad de conformación del núcleo mediante el mecanismo de transmisión de potencia (25).

15. El dispositivo según la reivindicación 13, en el que dicha unidad de conformación del núcleo (21) se hace girar mediante una fuerza de giro generada por dicha unidad de torsión de cordones.