PL175665B1

PL175665B1 - Linka stalowa nie osłonięta i sposób wytwarzania linki stalowej nie osłoniętej

Info

Publication number: PL175665B1
Application number: PL94314529A
Authority: PL
Inventors: Giel Frans Van; Vos Xavier De
Original assignee: Bekaert Sa Nv
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1999-01-29
Also published as: EP0734468A1; PL314529A1; RO116912B1; SK283933B6; WO1995016816A1; JP3645892B2; US5687557A; KR960706584A; JP3517244B2; ATE185383T1; KR100367116B1; JP2003268686A; BR9408321A; DE69421090D1; CN1046332C; TR28605A; CZ173596A3; CZ285300B6; JPH09506679A; US5878564A

Abstract

1. L inka stalo w a, zaw ie raja ca co n ajm n iej je d e n elem en t w ytrzym alosciow y, k tó ry je s t zagiety w p o sta c sk re tk i o d a n y m s k o k u s k re tu , p rz y czym k a zd y e lem en t w y trz y m a lo s c io w y j e s t u k s z ta lto w a n y w y p u k lo w plaszczyznie p ro sto p a d le j do osi c en traln e j sk re tk i, a jeg o zary s tw orzy dw u w y m iaro w a w y p u k la krzyw a, n a d lu gosci co n ajm n iej jed n e g o sk o k u s k re tu ele m en tu w ytrzym alosciow ego w zd lu z jeg o osi c en traln e j, zna- mienna tym, ze p ro m ien zak rzy w ien ia w ypuklej k rz y - wej ( 1 7 8, 1 8 0, 1 8 2, 1 8 4) utw o rzo n ej przez co n ajm n iej je d e n sk reco n y ele m en t w ytrzym alosciow y linki ( 1 1 4) je s t zm ien n y od w arto sci m ak sy m a ln ej d o m in im aln ej, a pom iedzy sa sia d u ja c y m i zakrzyw ionym i w ypuklo ele- m e n ta m i w y trzy m alo scio w y m i z n a jd u ja sie m ik ro - sz c z e lin y , k tó re s a m n ie js z e n iz s k o k s k r e tu (P) ele m en tu w ytrzym alosciow ego. 15. S po só b w y tw a rza n ia link i stalow ej, w k tó ry m co najm n iej je d e n e le m en t w ytrzym alosciow y z ag in a sie w zd lu z jego osi c e n tra ln e j p rzy d a n y m sk o k u s k re tu i n a d a je sie m u zm ien n e zakrzyw ienie, k tó reg o p ro m ie n zm ien ia sie od w arto sci m ak sy m a ln ej do m in im aln ej, a n a ste p n ie laczy sie te n co n ajm n iej je d e n e lem en t wy- trzym alosciow y z in n y m i ele m en tam i w y trzym aloscio- w ym i tw orzac lin k e, znam ienny tym, ze zag in a sie ele m en t w ytrzym alosciow y lin k i stalow ej ( 1 1 4) i n a d a je m u w plaszczyznie (YZ) p ro sto p a d le j do osi (X) w sp ó l- osiowej z o sia c e n tra ln a , ( 112) krzyw izne tw o rzaca w y- p u k la krzyw a, ( 1 7 8, 1 8 0, 1 8 2, 1 8 4), a p rzy laczen iu , pom iedzy ty m zakrzyw ionym e le m en tem w ytrzy m alo - sciow ym i in n y m i sa sia d u ja c y m i z n im e lem en tam i w ytrzym alosciow ym i, p o zo staw ia sie m ikro-szczeliny, m n iejsze niz sk o k s k re tu (P). FIG. 3a PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest linka stalowa nie osłonięta i sposób wytwarzania linki stalowej nie osłoniętej. Wynalazek dotyczy linki stalowej i stalowej tkaniny do wzmacniania elementów z elastomeru takich jak opony gumowe, pasy przenośników, pasy rozrządu z poliuretanu lub gumy, węże, trzpienie oraz sposobu wytwarzania stalowej linki wzmacniającej elementy gumowe

Jednym z głównych wymagań stawianych lince stalowej przeznaczonej do wspomnianych celów jest pełne przenikanie elastomeru jakim jest guma. Oznacza to, że guma musi mieć zdolność wnikania pomiędzy elementy składowe linki i wypełniania wszystkich możliwych szczelin dla zmniejszenia zużycia ciemo-korozyjnego i naprężeń między elementami i uniknięcia przenikania wilgoci wzdłuż linki co mogłoby spowodować korozję i co znacznie zmniejszyłoby czas życia linki i produktu gumowego.

Znane są ze stanu techniki linki charakteryzujące się przenikalnością dla gumy. W opisie patentowym US-A-4 258 543 i US-A-4 399 853 przedstawiono linki, które zawierają stalowe odsłonięte włókna, które mają makroszczeliny na całej swojej długości, co umożliwia przenikania gumy do linki. Linki tego typu _ wytwarza się kształtując wstępnie, mechanicznie stalowe włókna tworzące stalową linkę poniżej ich wytrzymałości elastycznej i poddając je plastycznemu odkształceniu do uzyskania makroszczelin na całej długości linki.

Jednakże linki takiego typu maja istotną wadę. Dla zapewnienia pełnego przenikania gumy do linki wymagana jest duża zdolność do plastycznego odkształcenia i duży stopień odsłonięcia. Powoduje to, że stalowa linka ma zbyt duża średnicę i charakteryzuje się zbyt dużym współczynnikiem wydłużenia przy częściowym obciążeniu. Powoduje to wystąpienie niestabilności konstrukcyjnych w skręconej lince. W przypadku zastosowania takiej linki w podkładzie bieżnika opony, ma ona zły wpływ na prowadzenie i trwałość opony.

Znana jest z opisu patentowego EP-A-0 462 716 linka, w której rozwiązano problem niestabilności konstrukcyjnej. Linka stalowa według tego rozwiązania jest zbudowaną ze stalowych włókien, które mają kształt śruby o skoku mniejszym od skoku linki i· średnicę większą od średnicy włókna. Ponieważ skok śruby, której kształt został nadany włóknom jest mniejszy od skoku skrętu stalowej linki, utworzono więcej niż jedną mikro-szczelinę na skok skrętu. Termin mikro-szczelina jest używany dla odróżnienia od wspomnianych makro-szczelin. Mikro-szczeliny są mniejsze ale jest ich więcej niż makro-szczelin. Rozmiary mikro-szczelin są zasadniczo mniejsze od skoku skrętu linki stalowej. Z powodu tych mikro-szczelin guma może cały czas w pełni przenikać do linki stalowej nie powodując tym samym niekorzystnego zwiększenia średnicy linki i współczynnika wydłużenia przy częściowym obciążeniu.

Linkę stalową według tego rozwiązania wytwarza się kształtując włókna o kształcie śruby za pomocą zewnętrznie sterowanych sworzni kształtujących, które muszą obracać się z prędkością większą niż dwukrotna prędkość obracania się podwójnego urządzenia skręcającego stalową linkę. Taki sposób wytwarzania jest kosztowny i pochłania dużo energii.

Znana jest także z opisu patentowego nr EP-A-0 363 893 linka stalowa, która zawiera od trzech do sześciu stalowych włókien, które tworzą, krzywą wypukłą lub eliptyczną w płaszczyźnie prostopadłej do podłużnej osi linki. Odległość między dwoma maksymalnymi promieniami krzywizny eliptycznej mierzona wzdłuż podłużnej osi linki jest równa połowie skoku skrętu linki, a wypukłość tworzona przez wszystkie trzy do sześciu włókien tworzy taką samą elipsę. Oznacza to, że wszystkie włókna są usytuowane równolegle do siebie, w wyniku czego nie występują mikro-szczeliny.

175 665

Znany ze stanu techniki opis patentowy US-A-5 020 312 przedstawia sposób kształtowania stalowych włókien tworzących linkę stalową, charakteryzującą się pełną, przenikalnością ze względu na gumę. W tym sposobie włókna przesuwa się pomiędzy powierzchniami zębatymi pary elementów zębatych i nadaje się im kształt zygzakowaty. Odstęp pomiędzy dwoma zębami elementów zębatych dobiera się tak, by otrzymać więcej niż jedną mikro-szczelinę pomiędzy stalowymi włóknami na skok skrętu stalowej linki. W wyniku tego uzyskuje się linkę stalową charakteryzująca się pełnym wnikaniem gumy bez konieczności niekorzystnego zwiększenia współczynnika wydłużenia przy częściowym obciążeniu. Użyte w tym sposobie dwa elementy zębate nie są, sterowane za pomocą napędu zewnętrznego, ale są sterowane za pomocą samych włókien stalowych. Dzięki temu proces nie jest drogi i nie pochłania dużo energii. Jednakże posiada on wadę polegającą, na tym, że elementy zębate mogą toczyć włókna do pewnego rozmiaru, co może spowodować ich uszkodzenie, szczególnie niebezpieczne w przypadku występowania cienkich warstw pokrywających (jak mosiądz lub cynk, których grubość jest mniejsza niż 1 mikrometr), lub może powodować zużycie samych elementów zębatych, lub zajście obu tych zjawisk jednocześnie. Zniszczenie pokrycia stalowych włókien istotnie zmniejsza odporność zmęczeniową i wytrzymałość na rozwarstwianie stalowych włókien.

Linka stalowa, według wynalazku, zawiera co najmniej jeden element wytrzymałościowy, który jest zagięty w postać skrętki o danym skoku skrętu, przy czym każdy element wytrzymałościowy jest ukształtowany wypukło w płaszczyźnie prostopadłej do osi centralnej skrętki, a jego zarys tworzy dwuwymiarową wypukłą, krzywą na długości co najmniej jednego skoku skrętu elementu wytrzymałościowego wzdłuż jego osi centralnej. Linka według wynalazku charakteryzuje się tym, że promień zakrzywienia wypukłej krzywej utworzonej przez co najmniej jeden skręcony element· wytrzymałościowy linki zmienia się od wartości maksymalnej do minimalnej, a pomiędzy sąsiadującymi zakrzywionymi wypukło elementami wytrzymałościowymi znajdują się mikro-szczeliny, które są mniejsze niż skok skrętu elementu wytrzymałościowego.

Odległość pomiędzy dwoma minimalnymi promieniami krzywizny, mierzona wzdłuż osi centralnej elementu wytrzymałościowego, jest mniejsza niż połowa skoku skrętu tego elementu wytrzymałościowego tworzącego wypukłą krzywą. Krzywa wypukła ma zarys wielokąta. Wszystkie elementy wytrzymałościowe są zagięte tworząc krzywe wypukłe.

Element wytrzymałościowy korzystnie stanowi skrętka składająca się z wielu stalowych włókien.

Elementem wytrzymałościowym skrętki jest stalowe włókno. Skrętka zawiera od trzech do pięciu stalowych włókien. Każde z włókien linki ma współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem dla naprężenia rozciągającego 50N, przy czym nie różni się on o więcej niż 0,20% od współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem każdego z pozostałych włókien. Korzystnie współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem linki wynosi mniej niż 0,30% przy naprężeniu rozciągającym 50N.

W korzystnym wariancie wynalazku element wytrzymałościowy stanowi więcej niż pięć stalowych włókien. Wszystkie włókna korzystnie maja ten sam skok skrętu i ten sam kierunek skrętu. Korzystnym jest, gdy w każdej kombinacji trzech włókien, tworzących w przekroju poprzecznym trójkąt, co najmniej jedno włókno ma zarys wypukłej krzywej. W pewnych wariantach skok skrętu ma wartość nieskończoną, lub skrętka zawiera jedno stalowe włókno.

Sposób wytwarzania linki stalowej, według wynalazku, polega na tym że co najmniej jeden element wytrzymałościowy zagina się wzdłuż jego osi centralnej przy danym skoku skrętu i nadaje się mu zmienne zakrzywienie, którego promień zmienia się od wartości maksymalnej do minimalnej, a następnie łączy się ten co najmniej jeden element wytrzymałościowy z innymi elementami wytrzymałościowymi tworząc linkę.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że zagina się element wytrzymałościowy linki stalowej nadając mu w płaszczyźnie prostopadłej do osi współosiowej z osią centralną krzywiznę tworzącą wypukłą krzywą, a przy łączeniu, pomiędzy tym zakrzywionym elementem wytrzymałościowym i innymi sąsiadującymi z nim elementami wytrzymałościowymi, pozostawia się mikro-szczeliny, mniejsze niż skok skrętu.

Linka stalowa będąca przedmiotem niniejszego wynalazku nie posiada wymienionych wyżej wad znanych ze stanu techniki. Charakteryzuje się ona pełną przenikalnością ze względu

175 665 na gumę, o niskim współczynniku wydłużenia pod częściowym obciążeniem, jej stalowe, elementy składowe są odporne na uszkodzenia, zaś sposób wytwarzania nie jest drogi.

Linka stalowa według wynalazku ma zwiększona wytrzymałość na powtarzające się zginanie i zwiększoną wytrzymałość na powtarzające się rozciąganie. Linka stalowa według wynalazku, ze względu na jej włókna o kształcie śruby ma współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem dużo większy niż linka przedstawiona w opisie patentowym EP-A-0 462 716 zawierająca włókna o odmiennym kształcie.

Termin stalowa linka nie oznacza, że wszystkie jej elementy składowe musza być stalowe, ale oznacza, że większość z tych elementów jest stalowa. Inne elementy z nylonu lub poliamidu aromatycznego mogą także być wykorzystane jako elementy wytrzymałościowe lub elementy wypełniające linkę.

Termin element odnosi się do pojedynczych włókien i do skrętek zawierających wiele pojedynczych, stalowych włókien. Nie ma żadnego szczególnego ograniczenia dotyczącego specyficznego kształtu elementów. Typowo, elementy mają okrągły przekrój poprzeczny, ale można 'wykorzystywać także elementy o przekroju poprzecznym płaskim, prostokątnym lub owalnym.

Termin element wytrzymałościowy odnosi się do elementu (włókna lub skrętki), który istotnie wpływa na zwiększenie całkowitego obciążenia niszczącego stalowa linkę. Terminy element wytrzymałościowy nie odnosi się do włókien owijających, jeżeli włókna te nie wpływają istotnie na zwiększenie obciążenia niszczącego stalowa linkę.

Termin skok odnosi się do skoku skrętu konkretnych elementów wytrzymałościowych linki. Linka może mieć więcej niż jeden skok skrętu: na przykład linka z dwiema warstwami wokół centralnego rdzenia, jeden skok skrętu dla struktury rdzenia, jeden skok skrętu dla warstwy pośredniej i jeden skok skrętu dla warstwy zewnętrznej. Wartość skoków skrętu może zmieniać się od kilku milimetrów na przykład 5 mm do wartości nieskończonej. W tym ostatnim przypadku elementy wytrzymałościowe nie są skręcone. W przypadku występowania w lince tylko jednego elementu wytrzymałościowego skok ma także wartość nieskończoną.

Zazwyczaj, wypukła krzywa tworzona przez wypukłość przynajmniej jednego z elementów wytrzymałościowych w płaszczyźnie prostopadłej do podłużnej osi w przybliżeniu przybiera kształt wielokąta o zaokrąglonych krawędziach, na długości równej skokowi skrętu danego elementu. Wielokąt ten może być trójkątem, czworokątem, pięciokątem, sześciokątem i tak dalej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy etap poddawania jednego elementu wytrzymałościowego linki stalowej według wynalazku operacji zginania zgodnie ze sposobem według wynalazku, fig. 2a i fig. 2b przedstawiają schematycznie inny przykład etapu poddawania jednego elementu wytrzymałościowego linki stalowej według wynalazku operacji zginania zgodnie ze sposobem według wynalazku, fig. 3a i 3b - odpowiednio rzut podłużny i widok od przodu elementu wytrzymałościowego linki stalowej według wynalazku, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny linki stalowej według wynalazku zawierającej stalowe skrętki jako elementy wytrzymałościowe, fig. 5 - przekrój poprzeczny linki stalowej według wynalazku typu 1x4 zawierającej stalowe włókna jako elementy wytrzymałościowe, fig. 6 - krzywą PLE stalowej linki według wynalazku typu 1x4, fig. 7a, 7b, 8a, 8b, 8c, 9 przedstawiają różne przykłady wykonania linki stalowej według wynalazku w przekroju poprzecznym, fig. 10 przedstawia w sposób schematyczny tkaninę zawierającą linkę stalową według wynalazku, fig. 11a, 11b przedstawiają, w sposób schematyczny sposób przeprowadzania pomiarów parametrów linki według wynalazku, fig. 12, 13, 14, 15 przedstawiają krzywe YZ dla linek według wynalazku i fig. 16, 17, 18 krzywe YZ dla linek znanych ze stanu techniki.

Jak przedstawiono na fig. 1, element wytrzymałościowy w postaci stalowego włókna 100 walcowanego na zimno o średnicy 0,28 mm, przeznaczony na linkę stalowa 114 (fig. 4, 5), przeprowadza się przez urządzenie 102 do wytwarzania linki stalowej według wynalazku. Urządzenie 102 zawiera pewna liczbę sworzni kształtujących 104, które są połączone z urządzeniem 102. Urządzenie 102 charakteryzuje się między innymi tym, że ma średnicę D równą średnicy okręgu otaczającego wszystkie sworznie kształtujące 104, i określoną liczbę sworzni kształtujących 104. Średnica D określa współczynnik wydłużenia przy częściowym obciążeniu

175 665 (PLE). Średnica sworzni kształtujących 104 jest mniejsza niż 5mm dla stalowego włókna 100 o średnicy 0,28mm. Sworznie kształtujące 104 o średnicy większej niż 5mm mogą powodować, że naprężenie rozciągające potrzebne do zamknięcia włókna byłoby zbyt małe. Korzystnie średnica sworzni kształtujących 104 jest większa lub równa 2mm dla włókna o średnicy 0,28mm. Sworznie kształtujące 104 o średnicy mniejszej niż 2mm powodują zbyt duże zmniejszenie wytrzymałości włókna 100 na rozciągania, z powodu zbyt dużych zniekształceń 'miejscowych.

Wielkość średnicy sworzni kształtujących 104 jest dobrana zależnie od wytrzymałości na rozciąganie i średnicy kształtowanych elementów linki stalowej. Im wyższa ma być wytrzymałość elementów na rozciąganie tym mniejsza średnica sworzni kształtujących 104 i odwrotnie. Im mniejszajest średnica elementu, tym mniejsza dopuszczalna średnica sworzni kształtujących 104 i odwrotnie.

Średnica sworzni kształtujących 104 określa minimalny, przestrzenny (trójwymiarowy) promień krzywizny kształtowanego włókna 100. Najmniejszy, trójwymiarowy promień krzywizny włókna 100 jest większy niż średnica sworzni kształtujących 104, ponieważ po ukształtowaniu, w czasie operacji skręcania występuje zjawisko rozciągania. Maksymalny, trójwymiarowy promień krzywizny włókna 100 może właściwie osiągać wartość nieskończoną, ponieważ odkształcenie pomiędzy sworzniami kształtującymi 104 jest niewielkie. Jest więc zrozumiałe, że promienie krzywizny wspomniane w zastrzeżeniach są dwuwymiarowymi lub planarnymi promieniami krzywizny położonymi w płaszczyźnie YZ, a ich wartości są w związku z tym znacznie mniejsze.

Całe urządzenie 102 jest zamocowane w sposób obrotowy, ale nie jest sterowane zewnętrznie. Urządzenie 102 jest poruszane za pomocą samego włókna 100. Pomiędzy włóknem 100 a urządzeniem 102 nie występuje żaden poślizg, dzięki czemu zużycie urządzenia 102 jest ograniczone i w związku z tym nie występuje uszkadzanie włókna 100. W wyniku przejścia włókna 100 przez urządzenie 102 jest ono zaginane w specjalny sposób: promień krzywizny zmienia się od wartości minimalnej osiąganej na poziomie sworzni 104 kształtujących wstępnie do wartości maksymalnej osiąganej pomiędzy sworzniami 104 kształtującymi wstępnie. Po usunięciu naprężenia z tak zagiętego stalowego włókna 100 nie uzyskujemy elementu o kształcie okrągłym, ale raczej o kształcie wielokąta o zaokrąglonych wierzchołkach. Zaokrąglone wierzchołki wielokątnego włókna 100 odpowiadają minimalnemu promieniowi krzywizny, a boki tego wielokąta odpowiadają maksymalnemu promieniowi krzywizny. Minimalny promień krzywizny jest określony przez średnicę sworzni kształtujących 104, a długość boków wielokątnego włókna 100 jest wyznaczona przez odległość pomiędzy sworzniami kształtującymi 104.

Możliwe jest zastosowanie innego urządzenia do kształtowania włókna 100. Urządzenie korzystnie może różnić się od urządzenia 102 przedstawionego na fig. 1, ale musi wytwarzać podobnie ukształtowane stalowe włókna, w sposób według wynalazku. Na przykład urządzenie zawiera pojedynczy, obrotowy sworzeń 102 wykonany z twardego metalu i posiadający wielokątny przekrój poprzeczny o zaokrąglonych wierzchołkach 108 i bokach 110 (fig. 2a) lub wydłużony przekrój poprzeczny (fig. 2b).

Stalowa linka według wynalazku może być wykonywana zasadniczo na dwa sposoby. W pierwszym sposobie urządzenie, które nadaje elementowi wytrzymałościowemu kształt wypukły, nie jest obracane razem z urządzeniem skręcającym (mimo, że obraca się wokół własnej osi), a urządzenie skręcające jest urządzeniem pojedynczym lub podwójnym, które powoduje obrót pojedynczych, stalowych elementów wokół ich osi centralnej. W drugim sposobie urządzenie, które nadaje elementom kształt wypukły, obraca się razem z urządzeniem skręcającym (a także obraca się wokół własnej osi), a urządzenie skręcające nie powoduje obrotu pojedynczych, stalowych elementów wokół ich osi centralnej; przykładem takiego urządzenia skręcającego jest skręcarka rurowa.

W obu przypadkach strefy ściskania i rozciągania plastycznego mogą być utworzone w przekroju poprzecznym elementu wytrzymałościowego przynajmniej dlanajmniejszego promienia krzywizny.

W pierwszym przypadku, strefy ściskania i rozciągania pozostają stacjonarne względem elementu stalowego. Element stalowy jest obracany wokół jego centralnej osi. W drugim przypadku, element stalowy, ponieważ nie jest obracany wokół jego centralnej osi, jego strefy

175 665 ściskania i rozciągania obracają się wokół elementu stalowego wzdłuż całej długości elementu stalowego.

Wytworzony element wytrzymałościowy, na przykład w postaci stalowego włókna 100 ma postać jak pokazano na fig. 3a (widok podłużny) i na fig. 3b (widok od przodu). Oś X jest równoległa do podłużnej, osi centralnej 112, a osie Y i Z są położone w płaszczyźnie prostopadłej do osi centralnej 112. Na fig. 3b przedstawiono włókno 100 mające kształt wielokątny 'o zaokrąglonych wierzchołkach, a nie typowy kształt okrągły (jest więc zrozumiałe, że skale w kierunku osi Y i Z są dużo większe niż skala w kierunku osi X). Promień krzywizny włókna 100 zmienia się od wartości minimalnej w punktach m największego zgięcia do wartości maksymalnej w punktach M najmniejszego zgięcia. W wyniku obracania włókna 100 wokół jego własnej osi wzdłużnej promień krzywizny włókna 100 jest usytuowany w kierunku osi centralnej 112 i wzdłuż długości linki. Oznacza to, że wielokąt ma kształt wypukły. Innymi słowy, po zakończeniu kształtowania i skręcenia oraz po usunięciu wszystkich zewnętrznych naprężeń, strefa plastycznego rozciągania stalowego włókna 100 jest zawsze usytuowana wewnątrz względem kierunku promieniowego, natomiast strefa plastycznego ściskania jest usytuowana na zewnątrz względem kierunku promieniowego.

Generalnie i teoretycznie, gdy odległość pomiędzy dwoma punktami m o minimalnych promieniach krzywizny jest równa jednej trzeciej skoku skrętu P uzyskujemy trójkąt, gdy odległość ta jest równa jednej czwartej skoku skrętu P uzyskujemy czworokąt i tak dalej.

Włókno 100 ukształtowane w taki sposób skręca się następnie dla utworzenia linki stalowej 114, za pomocą podwójnych zespołów skręcających, z innymi stalowymi włóknami, które mogą być ukształtowane w taki sam lub inny sposób.

Na fig.4 przedstawiono przekrój poprzeczny przykładowej wieloskrętkowej linki stalowej 114 typu 7x19 to znaczy składającą się z siedmiu skrętek, z których każda zawiera po 19 włókien. Linka stalowa 114 według tego przykładu wykonania jest przeznaczona do zastosowania do wzmacniających pasów przenośników. Linka stalowa 114 zawiera skrętkę rdzeniową 116, która jest otoczona sześcioma skrętkami zewnętrznymi 118. Skrętka rdzeniowa 116 linki stalowej 114 zawiera włókno rdzeniowe 120, sześć włókien pośrednich 122 tworzących warstwę pośrednią, otaczających włókno rdzeniowe 120 i dwanaście włókien zewnętrznych 124 tworzących warstwę zewnętrzną otaczającą warstwę pośrednią. Każda skrętka zewnętrzna 118 zawiera włókno rdzeniowe 126, sześć w^^ókzie^n p^oF^ie^c^riic^h 128 tworzących jej warstwę pośrednić, otaczającą włókno rdzeniowe 126 i dwanaście włókien zewnętrznych 130 tworzących warstwę zewnętrzną otaczającą warstwę pośrednią.

W celu uzyskania pełnego wnikania gumy pomiędzy skrętkę rdzeniową 116 i skrętki zewnętrzne 118 linki stalowej 114 co najmniej jedna cała skrętka jest ukształtowana poprzez poddanie jej operacji kształtowania opisanego poniżej dla pojedynczego włókna 100. Dzięki temu skrętki 116,118 mają kształt wypukły w płaszczyźnie YZ prostopadłej do ich wzdłużnej osi X. Linka stalowa 114 posiada mikroszczeliny pomiędzy poszczególnymi skrętkami 116,118, co ułatwia przenikanie gumy do linki stalowej 114.

Na fig. 4 a także na fig. 5,7a, 7b, 8a, 8b, 8c i 9 włókna skrętek 116,118, które były poddane operacji kształtowania według wynalazku przedstawionej na fig. 1 i które mają, odpowiedni wypukły kształt w płaszczyźnie YZ, zostały zakreskowane liniami przecinającymi się a pozostałe włókna zostały zakreskowane tylko w jednym kierunku.

Jak przedstawiono na fig. 4, w celu uzyskania pełnego wnikania gumy w każda skrętkę 116 i 118, trzy z sześciu włókien pośrednich 122 i 128 warstw pośrednich kształtuje się sposobem według wynalazku i układa się je naprzemiennie względem pozostałych włókien warstwy pośredniej skrętki rdzeniowej 116 i skrętek zewnętrznych 118, sześć z dwunastu włókien zewnętrznych 124 i 130 warstw zewnętrznych kształtuje się według wynalazku i układa się je względem pozostałych włókien warstwy zewnętrznej skrętki rdzeniowej 116 i skrętek zewnętrznych 118.

Figura 5 przedstawia przekrój poprzeczny jednoskrętkowej stalowej linki 114 według wynalazku. Linka stalowa 114 według wynalazku zawiera odpowiednio ukształtowane włókno 100 i trzy typowe stalowe włókna 132. Dla uzyskania stabilnej konstrukcji linki stalowej 114, w której wszystkie cztery włókna maja tę sama długość, trzy typowe stalowe włókna 132 także

175 665 zostały plastycznie odkształcone (mimo, że nie w specjalny sposób według wynalazku). Dlatego też, na fig. 5 widoczne są szczeliny występujące nawet pomiędzy stalowymi włóknami 132. Jednakże szczeliny te, które są w rzeczywistości makro-szczelinami, utrzymuje się w pewnych granicach dzięki poddawaniu tak skonstruowanej linki operacji prostowania. Operacja prostowania powoduje zmniejszenie współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem (PLE) i poprawia wysokość łuku stalowej linki 114.

Figura 6 przedstawia konkretną krzywą 134 współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem dla linki stalowej 114 według wynalazku typu 1x4, przedstawionej na fig. 5. Istotne jest, że punkt 136, w którym krzywa 134 współczynnika wydłużenia pod częściowym .obciążeniem (PLE) przestaje być linią prostą i zakrzywia się, leży powyżej naprężenia 20N. Oznacza to, że punkt 136, w którym pojedyncze włókna 100 stalowej linki 114 schodzą się ze sobą, i przenikanie gumy staje się możliwe, leży powyżej naprężenia 20N, które jest zazwyczaj stosowane przy umieszczaniu linki stalowej 114 w gumie. Innymi słowy, przy naprężeniu 20N przenikanie gumy do linki stalowej 114 jest zagwarantowane.

Figura7a i fig.7b przedstawiają przekrój poprzeczny dwóch przykładów wykonania linek według wynalazku typu 1+6. Stalowa linka 114 zawiera włókno rdzeniowe 138 i sześć włókien zewnętrznych 140 i 140' tworzących warstwę zewnętrzną i otaczających włókno rdzeniowe 138. W przykładzie przedstawionym na fig.7a tylko włókno rdzeniowe 138 zostało specjalnie ukształtowane według wynalazku, natomiast włókna zewnętrzne 140 nie są specjalne odkształcone. W przykładzie przedstawionym na fig.7b trzy włókna zewnętrzne 140' z sześciu włókien zewnętrznych zostały specjalnie odkształcone, natomiast włókno rdzeniowe 138 i pozostałe włókna zewnętrzne 140 nie zostały odkształcone. Specjalnie odkształcone włókna zewnętrzne 140' są ułożone na przemian z nieodkształconymi włóknami zewnętrznymi 140 w warstwie.

Figura 8a przedstawia przekrój poprzeczny linki typu 3+9 skręconej w sposób SS lub SZ, ale nie w wersji skompaktowanej. Linka 114 zawiera skrętkę rdzeniową zbudowaną, z trzech włókien rdzeniowych 142 otoczonych warstwą zewnętrzną zbudowaną z dziewięciu włókien zewnętrznych 144. Trzy włókna rdzeniowe 142 są specjalnie ukształtowane według wynalazku, natomiast włókna zewnętrzne 144, tworzące warstwę są typowe. W ten sposób, unika się centralnej szczeliny pomiędzy trzema włóknami rdzeniowymi 142 i guma otacza każde pojedyncze włókno rdzeniowe 142 i zewnętrzne 144.

Figura 8b przedstawia przekrój poprzeczny linki typu 1 x12CCwwersji skompaktowanej, a fig.8c przedstawia przekrój poprzeczny linki typu 1x10 CC w wersji skompaktowanej. Włókna rdzeniowe 146,150 korzystnie mają średnicę większą niż włókna zewnętrzne 148,152 warstwy. Włókna rdzeniowe 146, 150 są specjalnie odkształcone, natomiast pozostałe włókna są włóknami typowymi. W każdej możliwej kombinacji trzech włókien rdzeniowych 146, tworzących w przekroju poprzecznym trójkąt, przynajmniej jedno włókno jest skręcone według wynalazku, dzięki czemu unika się centralnych szczelin i jest zapewnione przenikanie gumy.

Figura 9 przedstawia przekrój poprzeczny linki typu 1x19 CC w wersji skompaktowanej. Włókno rdzeniowe 154 korzystnie ma średnicę większą od innych włókien 156, 158. Trzy włókna pośrednie 156' z sześciu włókien warstwy pośredniej są specjalnie ukształtowane według wynalazku i ułożone na przemian z typowymi włóknami pośrednimi 156 w warstwie pośredniej. Sześć włókien zewnętrznych 158' z dwunastu włókien warstwy zewnętrznej jest specjalnie ukształtowanych według wynalazku i ułożonych na przemian z typowymi włóknami zewnętrznymi 158 w warstwie zewnętrznej.

Wynalazek nie ogranicza się do opisanych powyżej przykładowych linek stalowych 114, ale może być zastosowany do wszelkiego rodzaju stalowych linek, w których istotnym problemem jest przenikanie ze względu na gumę.

Linki stalowe według wynalazku mogą zawierać różne zestawy pojedynczych stalowych włókien i różną liczbę skrętek. Przykładami takich linek stalowych są linki typu 3x3, to znaczy zawierające trzy skrętki po trzy włókna, 4x4 w wersji o bardzo dużym wydłużeniu (HE), 4x2, to znaczy cztery skrętki po dwa włókna każda, w wersji o dużym wydłużeniu (E), 4x(1+5) - cztery skrętki, z których każda zawiera jedno włókno rdzeniowe i pięć warstw włókien, 7x3, 3x7, w wersji o bardzo dużym wydłużeniu (HE), 7x4,4x7, w wersji o bardzo dużym wydłużeniu

175 665 (HE), 7x19, 19+7x7 - zawierające rdzeniowa skrętkę zbudowaną z 19 włókien i siedmiu skrętek warstwowych po siedem włókien każda, 7x13, 1x3+5x7.

Według niniejszego wynalazku, wypukłość skrętki w płaszczyźnie prostopadłej do podłużnej osi linki tworzy krzywą wypukłą umożliwiającą przenikania gumy pomiędzy skrętki. Jednakże każda skrętka może zawierać jedno lub więcej włókien mających wypukłości, z których każdy tworzy krzywą wypukłą także umożliwiającą wnikania gumy pomiędzy pojedyncze włókna tworzące skrętkę.

W kolejnych przykładach wykonania linki według wynalazku linka stalowa może zawierać pojedyncze stalowe włókno. Przykładami takich linek są linki typu lxn (gdzie n jest liczbą włókien, przy czym n jest większe lub równe 1, a mniejsze lub równe 5), 1+m (gdzie 1 jest liczbą włókien rdzeniowych, a m oznacza liczbę włókien warstwy otaczających rdzeń, na przykład 1+6, 3+9,3+6,3+7,2+7,2+8,3+8), 1+m+n (gdzie 1 jest liczba włókien rdzeniowych, m oznacza liczbę włókien w warstwie pośredniej otaczającej rdzeń, a njest liczbą włókien w warstwie zewnętrznej, na przykład 1+6+12, 3+9+15, 3+8+13, 1+4+10), 1 xn CC (jest to tak zwana linka skompaktowana, w której wszystkie n-włókien mają ten sam skok skrętu i ten sam kierunek skrętu, przy czym n zmienia się od sześciu do dwudziestu siedmiu).

Jeżeli linka według wynalazku jest linką typu 1x2, 1x3,1x4 lub 1x5, to każde z pojedynczych stalowych włókien ma współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem przy naprężeniu rozciągającym równym 50N różniący się o nie więcej niż 0.20%, a korzystniej o 0.10% (wartość bezwzględna a nie względna) od współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem każdego z włókien, bez względu na to, czy stalowe włókna tworzą krzywą wypukłą czy nie. Cecha ta, głównie w przypadku linki zbudowanej z włókien o małym współczynniku wydłużenia pod częściowym obciążeniem (PLE), jest korzystna ze względu na stabilność konstrukcji linki.

Współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem (PLE) w odniesieniu do całej linki według wynalazku typu 1x2, 1x3, 1x4 lub 1x5, jest mniejszy od 0.30%, a korzystniej od 0.25%, np.0.20%. Jak już powiedziano, tak mały współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem (PLE) całej linki, także powoduje poprawienie stabilności konstrukcji linki.

W obu przypadkach, gdy współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem odnosi się do włókien i do całej linki, jest on zdefiniowany jako wzrost długości testowanego elementu (linki lub włókna) pod wpływem działania naprężenia rozciągającego (zazwyczaj 50N) przy naprężeniu początkowym (zazwyczaj 2.5N).· Wydłużenie jest wyrażone jako procentowy przyrost długości początkowej badanego elementu.

Przekrój poprzeczny skompaktowanej linki według wynalazku typu Ixn CC przedstawia strukturę skompaktowaną, złożoną z przekrojów poprzecznych pojedynczych włókien. Zgodnie z tym przekrojem, linka może być podzielona na części zawierające po trzy włókna i te trzy włókna tworzą trójkąt sąsiadujących ze sobą włókien zamykających wewnątrz pustą przestrzeń. Jeśli trzy włókna każdej z części wzajemnie się stykają, guma nie może wnikać do pustej przestrzeni i wilgoć może przedostawać się za pośrednictwem tej przestrzeni wzdłuż całej linki. Tak więc, według konkretnego wykonania wynalazku, przynajmniej jedno włókno w każdej części powinno być mieć wypukłość tworząca krzywą wypukłą, dla utworzenia mikro-szczelin pomiędzy trzema włóknami w celu umożliwienia gumie, w czasie wulkanizacji, wnikania do pustej wewnętrznej przestrzeni.

Jak pokazano na fig. 10. linka stalowa według wynalazku może być wykorzystana jako element tkaniny to znaczy dla wzmocnienia na przykład pasów przenośnika. Linki stalowe według wynalazku pełnią rolę wątku 160 lub osnowy 162, lub obu tych elementów.

Przykład 1

Cztery stalowe linki według wynalazku zostały wykonane i poddane badaniu:

- nr 1 : 4x0.28 linka tylko z jednym specjalnie ukształtowanym włóknem według wynalazku;

- nr 2 : 4x0.28 linka z dwoma włóknami ukształtowanymi według wynalazku;

- nr 3 : 4x0.28 linka z trzema włóknami ukształtowanymi według wynalazku:

- nr 4 : 4x0.28 linka z czterema włóknami ukształtowanymi według wynalazku.

175 665

Mimo, że stwierdzono, iż większe skoki skrętu są możliwe dla specjalnie ukształtowanych włókien, to wszystkie powyższe stalowe linki od 1 do 4 mają skok P skrętu o długości 12,5mm.

Specjalnie urządzenie kształtujące 102 zastosowane w tym teście zawierało sześć kształtujących sworzni 104, a średnica każdego sworznia 104 wynosiła 2mm.

Poniżej zamieszczono tabelę wyników badań. W teście sprawdzającym wnikanie gumy, próbkę linki o długości 12,7mm umieszczono w gumie przy naprężeniu 20N, co oznacza ciśnienie 100kPa. Zarejestrowano spadek ciśnienia. Spadek ciśnienia wskazał stopień wnikania gumy. Zerowy spadek ciśnienia oznacza pełne wnikanie gumy.

Tabela 1: wyniki badań stalowe linki według wynalazku

	1	2	3	4
Wnikanie gumy	0	0	0	0
(% spadek ciśnienia)	0	0	0	0
	0	0	0	0
Współczynnik wydłużenia	0.230	0.223	0.244	0.229
pod częściowym obciążeniem (50N)	0.242	0.218	0.244	0.244
%	0.236	0.223	0.242	0.240
Moduł (E)	206571	210902	194463	194816
(MPa)	227170	197466	210723	199752
	196534	211182	213430	205776

Wnikanie gumy jest pełne dla wszystkich czterech przykładów przy względnie niskim współczynniku wydłużenia przy obciążeniu 50N. Wszystkie wartości współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem pozostają poniżej 0.25%.

Przykład 2

W drugim przykładzie porównywano dwie linki stalowe według wynalazku z linkami znanymi ze stanu techniki, ze względu na odporność na powtarzane zginanie i ze względu na odporność na powtarzane obciążenia rozciągające.

Przetestowano następujące linki:

) linka stalowa według wynalazku typu 4x0,28 z czterema włóknami ukształtowanymi według wynalazku;

2) linka stalowa według wynalazku typu 4x0,28 z czterema włóknami ukształtowanymi według wynalazku i skokiem skrętu 12,5 mm;

3) zamknięta linka stalowa to znaczy typu 4x0,28, w której wszystkie włókna stykają się ze sobą (w przekroju poprzecznym), skok skrętu 12,5 mm;

4) otwarta linka to znaczy typu 4x0,28 opisana w US-A-4 258 543, skok skrętu 12,5 mm;

5) linka typu 4x0,28 z jednym śrubowym włóknem, opisana w EP-A-0 462 716, skok 12,5 mm;

6) linka typu 4x0,28 z jednym włóknem o zygzakowatym kształcie, opisana w US-A-5 020 312, skok 12,5 mm;

7) linka typu 4x0,28 z czterema włóknami o zygzakowatym kształcie, opisana w US-A-5 020 312, skok 12,5 mm;

8) linka typu 2+2x0,28 według US-A-4 408 444, skoki: wartość nieskończona i 12,5 mm.

Odporność na powtarzane zginanie jest mierzona przez poddanie próbki linki stalowej nasyconej gumą, przy naprężeniu rozciągającym rzędu 1200MPa, powtarzanej operacji zginania na kole o średnicy 26 mm, aż do zerwania linki. Przeprowadzono to doświadczenie dwukrotnie, za pierwszym razem bez wcześniejszego kondycjonowania próbki wodą, a za drugim razem po wcześniejszym kondycjonowaniu próbki wodą. Wstępne kondycjonowanie wodą jest realizowane w wyniku połączenia jednej strony testowanej próbki, której pewną długość wystaje z gumy, z rurą tłoczącą wodę pod ciśnieniem 150 kPa przez czas 5 min.

175 665

Odporność na powtarzane obciążanie rozciągające jest mierzona w wyniku poddawanie próbki linki nasyconej gumą naprężeniom rozciągającym,' które okresowo zmieniają się od wartości 880MPa-X% z 880 MPa do wartości 88OMPa+X% z 880 MPa. Amplituda początkowa X wynosi 50%, czyli 440 MPa. Po 100000 okresach amplitudę X zwiększano o 10%, i tak dalej, aż linka uległa zerwaniu. Test ten przeprowadzono trzy razy.

Tabela 2: wyniki badań

	odporność na powtarzane zginanie	odporność na powtarzane obciążenie rozciągające
linka	sucha	kondycjonawana wodą
	liczba zgięć	(X w%)
1	128453	122203	80/90/100
2	112886	117414	80/80/90
³	94346	15635	80/90/80
⁴	43293	21922	70/70/80
⁵	50002	52080	70/90/80
⁶	54470	78743	60/70/70
⁷	22508	23089	>50/50/50
⁸	98612	71250	80/80/80

Linki 1 ) i 2) wykazały szczególnie dużą odporność na powtarzane zginanie i odporność ta nie spadała po wcześniejszym poddaniu linek nasączonych gumą kondycjonowaniu wodą.

Odporność na obciążenie rozciągające linek 1) i 2) według wynalazku jest większa lub równa odporności linek znanych ze stanu techniki.

Figury 11 a i 11 b przedstawiają schemat przyrządu do badań, zastosowanego do wykazania różnic między linkami znanymi ze stanu techniki a linkami według wynalazku.

Próbkę stalowego włókna 100 o długości 10 cm wypleciono ze skręconej, stalowej linki bez poddawania stalowego włókna plastycznemu odkształcaniu. Próbka stalowego włókna 100 poziomo zamocowano pomiędzy dwoma stałymi punktami 166 i 168 i naprężono tak, by utrzymywała się w położeniu poziomym, dla uniknięcia istotnych odkształceń włókna przynajmniej w środkowej części próbki. jeśli zamocowanie próbki nie będzie poziome, możliwe jest wprowadzenie późniejszej korekcji softwarowej. Próbka stalowego włókna 100 poddawano skanowaniu w kierunku podłużnym - wzdłuż osi X - 174 za pomocą głowicy laserowej KEYENCE LS 3034, która zawiera źródło 170 wiązki laserowej i odbiornik 172 wiązki laserowej. Głowica lasera mierzy odległość 176 pomiędzy poziomem odniesienia a dolną powierzchnią, próbki włókna 100 (równą odległości Z). Przetwarzanie wyników pomiaru jest dokonywane przez jednostkę KEYENCE LS 3100. Po zmierzeniu odległości Z dla całej długości, próbka włókna jest obracana o 90° i mierzona jest odległość Y dla całej długości. Komputer typu PC generuje krzywą YZ.

175 665

Opisany powyżej test rozróżniający został przeprowadzony na siedmiu stalowych linkach typu 1x4x0,28, z których wszystkie miały skok skrętu 16mm. Cztery z tych stalowych linek są linkami według wynalazku i ich krzywe YZ są przedstawione na fig. 12 do 15, natomiast trzy z nich są linkami znanymi ze stanu techniki i ich krzywe YZ są przedstawione na fig. 16 do 18.

Figura 12 przedstawia w układzie YZ krzywą 178 stalowego włókna ukształtowanego według wynalazku, wyjętego ze stalowej linki według wynalazku typu 1 x4x0,28 i to tylko dla części odległości pomiędzy dwoma punktami stałymi 166 i 168, głównie dla długości X 17mm. Maksymalna wartość w obu kierunkach Y i Z wynosi +0.385 mm, a wartość minimalna w obu tych kierunkach wynosi -0.133mm. Średnica D urządzenia 102 do kształtowania wstępnego włókna wynosiła 10 mm, a urządzenia kształtujące zawierało sześć sworzni 104 o średnicy 3mm każdy, natomiast odległość pomiędzy sworzniami wynosiła 5mm. Teoretycznie krzywa w układzie YZ powinna mieć kształt wielokąta mającego H^i^im/5!mm=3.2 zaokrąglonych wierzchołków przypadających na skok skrętu. Ogólnie, skok skrętu podzielony przez odległość pomiędzy sworzniami odkształcającymi wyznacza kształt wielokąta.

Krzywa 178 przedstawiona na fig. 12 ma prawie kształt spłaszczonego trójkąta z trzema zaokrąglonymi wierzchołkami. Spłaszczenia są spowodowane poddaniem włókna operacji prostowania po jego ukształtowaniu, natomiast trzy zaokrąglone wierzchołki odpowiadają, teoretycznie wyznaczonemu współczynnikowi 3,2. Krzywa ma kształt wypukłego wielokąta nie zawierającego części wklęsłych.

Figura 13 przedstawia w układzie YZ krzywą 180 dla stalowego włókna ukształtowanego według wynalazku, wyjętego ze stalowej linki według wynalazku typu 1x4x0,28 i tylko dla długości X wynoszącej 16,9mm. Średnica D urządzenia 102 do kształtowania wstępnego wynosiła 8mm, a urządzenie 102 zawierało dziewięć sworzni 104 o średnicy 2mm każdy, natomiast odległość pomiędzy sworzniami wynosiła 2,5mm. Teoretycznie krzywa w układzie YZ powinna mieć kształt wielokąta mającego 16mm/2,5mm=6,4 zaokrąglonych wierzchołków przypadających na skok skrętu. Krzywa 180 przedstawiona na fig. 13 ma prawie kształt spłaszczonego sześciokąta z sześcioma zaokrąglonymi wierzchołkami. Spłaszczenia znowu są spowodowane poddaniem włókna operacji prostowania już po jego ukształtowaniu, natomiast sześć zaokrąglonych wierzchołków odpowiada teoretycznie wyznaczonemu współczynnikowi 6.4.

Figura 14 i 15 przedstawiają, w układzie YZ krzywe 182 i 184 dla ukształtowanych stalowych włókien wyjętych z linek według wynalazku.

Cecha wspólną krzywych z fig. 12 do 15 jest wielokątny kształt z zaokrąglonymi wierzchołkami. Kształt ten jest zawsze wypukły, pominąwszy błędy pomiarowe. Jest to spowodowane specjalnym sposobem wstępnego kształtowania według wynalazku, który powoduje, że strefa rozciągania w każdym przekroju poprzecznym jest usytuowana przy centralnej osi linki. Należy zauważyć, że wielokąt niekoniecznie musi być zamknięty na długości skoku skrętu linki.

Figura 16 przedstawia w układzie YZ krzywą 186 dla włókna linki znanej ze stanu techniki według opisu patentowego US-A-4 258 543. W tym przypadku urządzenie kształtujące zawiera tylko jeden cylindryczny element kształtujący, który nadaje włóknu stały promień krzywizny, a więc krzywa YZ teoretycznie powinna być okrągła. Kształt krzywej 186 jest bardzo zbliżony do okręgu.

Figura 17 przedstawia w układzie YZ krzywą 188 dla włókna linki znanej ze stanu techniki według opisu patentowego EP-A-O 462 716 (odkształconą śrubowo). Krzywa 188 zawiera pewna liczbę części wklęsłych 190.

Ostatecznie, fig. 18 przedstawia w układzie YZ krzywą 192 dla linki znanej ze stanu techniki według opisu patentowego US-A-5 020 312 (o kształcie zygzakowatym). Krzywa ta zawiera części wklęsłe 194.

Części wklęsłe 190 i 194 są spowodowane tym, że usytuowanie strefy rozciągnięcia zmienia się wzdłuż długości włókna. W jednym miejscu strefa rozciągnięta jest usytuowana wewnątrz względem promienia skrętu, natomiast w innym miejscu strefa ta jest usytuowana na zewnątrz względem promienia.

Jest oczywiste, że opisany powyżej wynalazek może być zastosowany do wszelkiego rodzaju włókien stanowiących wzmocnienie wyrobów elastomerowych, bez względu na jego

175 665 dokładna średnicę, specyficzny skład stali i wytrzymałość na rozciąganie czy konkretne powleczenie.

W związku z tym, korzystnie stalowe włókna maja średnicę rzędu 0.15mm - 0.45mm. Stalowe włókna są wykonane z materiału o następującym składzie: węgiel w ilości rzędu 0,70% do 0,98%, magnez - 0,10 do 1,10%, silikon - 0,10 do 0,90%, siarka i fosfor ograniczony do 0,15%, a lepiej do 0,010%, mogą też być dodane składniki dodatkowe takie jak chrom (do 0,20 - 0,40%), miedź (do 0,20%), nikiel (do 0,30%), kobalt (do 0,20%) i wanad (do 0,30%).

Wytrzymałość włókna na rozciąganie Rm zależy od jego średnicy: np. włókno o normalnej rozciągliwości o średnicy 0.2mm ma Rm większy od 2800 MPa, włókno o zwiększonej rozciągliwości o średnicy 0.2mm ma Rm większy od 3400 MPa, włókno o bardzo dużej rozciągliwości o średnicy 0.2mm ma Rm większy od 3600 MPa, a włókno o super dużej rozciągliwości o średnicy 0.2mm ma Rm większy od 4000 MPa.

Stalowe włókna są pokryte warstwą, która wspomaga wnikanie gumy; pokrycie stopem miedzi takim jak mosiądz (o małej zawartości miedzi 63,5% lub o dużej zawartości miedzi 67,5%) lub pokrycie złożonym stopem mosiądzu (Ni + mosiądz, mosiądz + Co...) jest szczególnie korzystne. Takie pokrycia mogą być nawet nakładane z wykorzystaniem technik napylania plazmowego.

175 665

Uspjkz i^dhiicnif poci cZpwcjjti/*

FIG.6

175 665

FIG.Sa FIG.Sb

FIG. 9

FIG. 8c

175 665

FIG.10

175 665

FIG.15

175 665

FIG.16

FIG.r7,

175 665

FIG.3a

Υ 112

FIG.3b

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Linka stalowa, zawierająca co najmniej jeden element wytrzymałościowy, który jest zagięty w postać skrętki o danym skoku skrętu, przy czym każdy element wytrzymałościowy jest ukształtowany wypukło w płaszczyźnie prostopadłej do osi centralnej skrętki, a jego zarys tworzy dwuwymiarową wypukłą krzywą, na długości co najmniej jednego skoku skrętu elementu wytrzymałościowego wzdłuż jego osi centralnej, znamienna tym, że promień zakrzywienia wypukłej krzywej (178,180,182,184) utworzonej przez co najmniej jeden skręcony element wytrzymałościowy linki (114) jest zmienny od wartości maksymalnej do minimalnej, a pomiędzy sąsiadującymi zakrzywionymi wypukło elementami wytrzymałościowymi znajdują się mikro-szczeliny, które są mniejsze niż skok skrętu (P) elementu wytrzymałościowego.
2. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że odległość pomiędzy dwoma punktami (m) o minimalnych promieniach krzywizny, mierzona wzdłuż osi centralnej (112) elementu wytrzymałościowego, jest mniejsza niż połowa skoku skrętu (P) tego elementu wytrzymałościowego tworzącego wypukłą, krzywą (178,180,182,184).
3. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że krzywa wypukła (178,180,182,184) ma zarys wielokąta.
4. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że wszystkie elementy wytrzymałościowe są zagięte tworząc krzywe wypukłe (178,180,182,184).
5. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że element wytrzymałościowy stanowi skrętka (116,118) składająca się z wielu stalowych włókien (120,122,124,126,128; 100,132;140,M0'; 142,144; 146,148,148'; 150,152; 154,156,156',158,1580.
6. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że elementem wytrzymałościowym skrętki jest stalowe włókno (120,122,124,126,128; 100,132; 140,140';142,144;146,148,148'; -150,152; 154,156,156',158,158').
7. Linka według zastrz. 6, znamienna tym, że skrętka zawiera od trzech do pięciu stalowych włókien (100,132).
8. Linka według zastrz. 7, znamienna tym, że każde z włókien (100,132) linki (114) ma współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem dla naprężenia rozciągającego 50N, przy czym nie różni się on o więcej niż 0,20% od współczynnika wydłużenia pod częściowym obciążeniem każdego z pozostałych włókien.
9. Linka według zastrz. 7, znamienna tym, że współczynnik wydłużenia pod częściowym obciążeniem linki (114) wynosi mniej niż 0,30% przy naprężeniu rozciągającym 50N.
10. Linka według zastrz. 6, znamienna tym, że element wytrzymałościowy stanowi więcej niż pięć stalowych włókien (120,122,124,126,128;140,140';142,144;146,148,148';150,152; 154,156,156',158,158').
11. Linka · według zastrz. 10, znamienna tym, że wszystkie włókna (120,122,124,126, 128;140,140';142,144;146,148,148';150,152;154,156,156',158,158) mają ten sam skok skrętu (P) i ten sam kierunek skrętu.
12. Linka według zastrz. 11, znamienna tym, że w każdej kombinacji trzech włókien, tworzących w przekroju poprzecznym trójkąt, co najmniej jedno włókno ma zarys wypukłej krzywej (178,180,182,184).
13. Linka według zastrz. 1, znamienna tym, że skok skrętu (P) ma wartość nieskończona.
14. Linka według zastrz. 6, znamienna tym, że skrętka zawiera jedno stalowe włókno (100).
15. Sposób wytwarzania linki stalowej, w którym co najmniej jeden element wytrzymałościowy zagina się wzdłuż jego osi centralnej przy danym skoku skrętu i nadaje się mu zmienne zakrzywienie, którego promień zmienia się od wartości maksymalnej do minimalnej, a następnie łączy się ten co najmniej jeden element wytrzymałościowy z innymi elementami wytrzymało175 665 ściowymi tworząc linkę, znamienny tym, że zagina się element wytrzymałościowy linki stalowej (114) i nadaje mu w płaszczyźnie (YZ) prostopadłej do osi (X) współosiowej z osią centralną, (112) krzywiznę tworząca wypukła krzywą, (178,180,182,184), a przy łączeniu, pomiędzy tym zakrzywionym elementem wytrzymałościowym i innymi sąsiadującymi z nim elementami wytrzymałościowymi, pozostawia się mikro-szczeliny, mniejsze niż skok skrętu (P).