專利名稱：用于制造包括兩個(gè)層的就地被涂覆上橡膠的類型的纜線的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造結(jié)構(gòu)為M+N的雙層金屬纜線的方法和裝置，該纜線特別地用 于加強(qiáng)橡膠物品，特別地用于加強(qiáng)輪胎。本發(fā)明更特別地涉及用于制造“就地被涂覆上橡膠”的類型的金屬纜線的方法和 裝置，“就地被涂覆上橡膠(rubberized in situ) ”也就是在金屬纜線正在被制造的同時(shí)， 使用未加工狀態(tài)的橡膠從內(nèi)部被涂覆上橡膠，從而改進(jìn)它們的抗腐蝕性并且因而改進(jìn)它們 的耐久性，所述金屬纜線特別是用于工業(yè)車輛的輪胎的帶束層(belts)中。
背景技術(shù)：
已知的是，徑向輪胎包括胎面、兩個(gè)不可延伸的胎圈、將胎圈聯(lián)接至胎面的兩個(gè)側(cè) 壁以及帶束層，所述帶束層圓周地設(shè)置在胎體加強(qiáng)物和胎面之間。該帶束層由多個(gè)橡膠的 簾布層(或“層”)組成，它們可以由或者可以不由諸如金屬或者織物類型的纜線或者單絲 的加強(qiáng)元件(“加強(qiáng)物”)進(jìn)行加強(qiáng)。輪胎帶束層一般由至少兩個(gè)重疊的帶束層簾布層(有時(shí)稱為“工作”簾布層或 者“交叉的”簾布層)組成，該帶束層簾布層的一般為金屬的加強(qiáng)纜線實(shí)際上在簾布層內(nèi) 相互平行而設(shè)置，但是從一個(gè)簾布層到另一簾布層交叉，亦即對(duì)稱地或者不對(duì)稱地、相對(duì)于 中間圓周平面、依據(jù)正在討論的輪胎的類型以一般介于10°至45°之間的角度傾斜。交 叉的簾布層可以補(bǔ)充有其他簾布層或者橡膠的輔助層，這些層具有依據(jù)具體情況變化的 寬度，并且可以包含或者可以不包含加強(qiáng)物；作為例子還將提及簡(jiǎn)單的橡膠墊，其稱為“保 護(hù)”簾布層，其作用是保護(hù)剩余的帶束層免受外部沖擊以及穿孔，或者選擇性地稱為“環(huán)繞 (hooping)”簾布層，其包括基本在圓周方向上定向的加強(qiáng)物(稱為“零度”簾布層)，它們 相對(duì)于所述交叉簾布層徑向在外或者徑向在內(nèi)。已知的是，這種輪胎帶束層必須滿足各種要求，這些要求往往是矛盾的，特別是-在變形較小時(shí)盡量硬，由于這非常有助于增大輪胎的胎冠的剛度；-具有盡量低的滯后作用(hysteresis)，這是為了一方面使胎冠的內(nèi)部區(qū)域在行 駛過(guò)程中的發(fā)熱最小化，另一方面減少輪胎的滾動(dòng)阻力，其等同于節(jié)省燃料；-并且最后具有高耐久性，特別地對(duì)于在輪胎的肩部區(qū)域中交叉的簾布層的端部 的分離、斷裂的現(xiàn)象，其已知地稱為“裂開”，這特別地需要金屬纜線，其可加強(qiáng)帶束層簾布 層，使其完全在多少有些腐蝕性的環(huán)境中時(shí)在壓縮時(shí)具有高疲勞強(qiáng)度。第三個(gè)要求對(duì)于諸如重型車輛的工業(yè)車輛的輪胎是特別重要的，這些輪胎設(shè)計(jì)為 在其所包含的胎面在長(zhǎng)時(shí)間行駛后達(dá)到一定程度的磨損時(shí)，能夠進(jìn)行一次或者多次胎面翻 新。對(duì)于上述的帶束層的加強(qiáng)物，一般使用鋼纜(“鋼索”)，其被稱為“分層的”鋼纜 (“分層的繩索”)，其包括中央芯部以及圍繞該芯部設(shè)置的金屬絲的一個(gè)或者更多同心的 層。最廣泛應(yīng)用的分層纜線基本是M+N或者M(jìn)+N+P結(jié)構(gòu)的纜線，其由N根金屬絲的至少一個(gè)層圍繞M根金屬絲的芯部形成，有可能其自身由P根金屬絲的外層圍繞，為了簡(jiǎn)單以及成 本的原因，M、N或者甚至P根金屬絲一般具有相同的直徑。可獲得變得更加結(jié)實(shí)并且更加耐久的碳鋼意味著當(dāng)今的輪胎制造商盡可能多地 趨于使用僅具有兩個(gè)層的纜線，這特別地是為了簡(jiǎn)化這些纜線的制造，為了減少?gòu)?fù)合加強(qiáng) 簾布層的厚度從而減少輪胎的滯后作用，這是為了最終減少輪胎本身的成本并且減少安裝 有這樣的輪胎的車輛能量消耗。為了所有上述的原因，當(dāng)今在輪胎帶束層中最廣泛使用的兩層纜線基本上是結(jié)構(gòu) 為M+N的纜線，其包括M根金屬絲(特別地是3或4根金屬絲)的芯部或者內(nèi)層以及N根 金屬絲(例如6至12根金屬絲)的外層。由于由M根芯部金屬絲的存在而引起的內(nèi)層的 大直徑，尤其是當(dāng)芯部金屬絲的直徑選擇為大于外層金屬絲的直徑時(shí)，所述外層相對(duì)地是 ft包禾口的(uns￡itur￡ited)。已知的是，這種類型的結(jié)構(gòu)促進(jìn)了纜線在橡膠的硫化過(guò)程中通過(guò)壓延 (calendering)輪胎的橡膠或者另一種橡膠物質(zhì)而從外部被滲透的能力，并且因此能夠改 進(jìn)纜線在疲勞以及疲勞腐蝕方面的耐久性，特別是針對(duì)先前提到的裂開的問題。此外，已知的是，纜線對(duì)橡膠的良好滲透性能夠減少輪胎的硫化時(shí)間(“加壓時(shí) 間”)，這是因?yàn)楸３衷诶|線中的空氣的含量更少。然而，3+N或者4+N結(jié)構(gòu)的纜線具有這樣的缺點(diǎn)它們不能被滲透至芯部，由于三 或四根芯部金屬絲的中心處存在通道或者毛細(xì)管，該通道或者毛細(xì)管在由橡膠浸漬后仍是 空的，從而有利于通過(guò)一種“芯吸(wicking) ”效應(yīng)使諸如水的腐蝕性介質(zhì)傳播。這個(gè)缺點(diǎn) 是眾所周知的并且已經(jīng)在例如專利申請(qǐng)WO 01/00922、WO 01/49926、WO 2005/071157以及 WO 2006/013077 中公開。為了解決上述問題，已經(jīng)提出了 通過(guò)分離內(nèi)層Ci的金屬絲，通過(guò)使用單一中心 金屬絲，使內(nèi)層Ci打開，并且從外層省略一根金屬絲；從而獲得了例如1+3+(Ν-1)的結(jié)構(gòu) 的纜線，其能夠從外部被直接滲透至它的中心。相對(duì)于內(nèi)層的金屬絲，中心金屬絲必須不能 太細(xì)也不能太粗糙，因?yàn)槿绻?xì)的話它就不能夠具有預(yù)期的去飽和作用(desaturating effect)，而如果太粗的話它就不能保持在纜線的中心。典型地，例如直徑為0. 35mm的Ci 和Ce層的金屬絲使用直徑為0. 12mm的中心金屬絲(例如參見1990年8月的No. 316107 RD(ResearchDisclosure), “鋼索構(gòu)造(Steel cord construction)，，)。由于該第一解決方案必須添加金屬絲，所以它相對(duì)成本較高，該金屬絲對(duì)纜線的 強(qiáng)度還沒有任何貢獻(xiàn)，并且還會(huì)造成制造問題為了在成纜和捻制過(guò)程中將金屬絲保持在 纜線的中心，中心金屬絲必須保持高張力，在某些情況下該張力可以接近于金屬絲的拉伸 強(qiáng)度。省略了一根外部金屬絲還降低了每單位橫截面積的纜線強(qiáng)度。還是在解決該芯部滲透問題的嘗試中，美國(guó)專利申請(qǐng)2002/160213在其一部分中 提出了生產(chǎn)就地被涂覆上橡膠的M+N類型的纜線，M從2至4變化。在此提出的方法在于 在M根金屬絲的組裝點(diǎn)(或者扭曲點(diǎn))的上游，使用未加工狀態(tài)的橡膠單獨(dú)地(也就是說(shuō) 分別地，“一根金屬絲一根金屬絲地”)涂覆M根金屬絲中的僅僅一根或者優(yōu)選地每一根，從 而在隨后圍繞如此被涂覆的內(nèi)層進(jìn)行捻制而安裝外層的N根金屬絲之前，獲得被橡膠涂覆 的內(nèi)層。上文所提出的方法具有多個(gè)問題。首先，涂覆M根金屬絲中的僅僅一根金屬絲，例
5如三根中的一根金屬絲(例如該申請(qǐng)的圖11和圖12所示)，不能保證已完成的具有橡膠的 纜線被充足地填充，因此不能保證將獲得令人滿意的抗腐蝕性。其次，一根一根地涂覆M根 金屬絲的每一根(例如該文獻(xiàn)圖2和圖5所示)，雖然實(shí)際上導(dǎo)致纜線的填充，但是導(dǎo)致使 用過(guò)量的橡膠。從已纜線成品的外圍突出的橡膠接著會(huì)變得阻礙工業(yè)捻制以及橡膠處理?xiàng)l 件。由于未加工狀態(tài)的橡膠具有極大粘性，因此如此被涂覆上橡膠的纜線變得不適 用，這是由于不希望的粘性效應(yīng)造成的，當(dāng)該纜線纏繞至接收卷軸時(shí)，粘至制造工具或者幾 股纜線粘在一起，更不必說(shuō)纜線最終不能夠被適當(dāng)?shù)貕貉印⒒仡櫟氖?，壓延在于通過(guò)在兩 層未加工狀態(tài)的橡膠之間并入金屬橡膠處理的織物而將纜線轉(zhuǎn)化，所述纜線作為用于任何 后面的制造階段的半成品，例如用于制造輪胎。由單獨(dú)地涂覆M根金屬絲的每一根造成的另一問題是使用M個(gè)擠出頭占據(jù)了極 大的空間。因?yàn)檫@樣的空間占據(jù)，具有圓柱形層(也就是說(shuō)節(jié)距P1和P2在兩層之間是不 同的，或者節(jié)距P1和P2是相同的但是具有從一層到另一層扭曲的不同的方向)的纜線的 制造必須由兩個(gè)不連續(xù)的操作形成(i)在第一階段中，單獨(dú)涂覆金屬絲，然后進(jìn)行內(nèi)層 的捻制和纏繞，以及(ii)在第二階段中，圍繞內(nèi)層捻制外層。再一次地，由于未加工狀態(tài) 的橡膠的極大的粘性，當(dāng)內(nèi)層纏繞到一個(gè)卷軸上時(shí)，中間纏繞和儲(chǔ)存內(nèi)層需要使用插入紙 (interleaves)以及較大間隔的節(jié)距，從而防止不希望出現(xiàn)的纏繞的層粘在一起，或者在同 一層中若干股之間粘在一起。上述所有限制從工業(yè)立場(chǎng)來(lái)說(shuō)是非常不利的，并且在追求高生產(chǎn)率時(shí)被證明是矛盾的。

發(fā)明內(nèi)容
在申請(qǐng)人進(jìn)行的研究中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了依次地并且連續(xù)地進(jìn)行扭曲以及涂覆橡膠 的新穎的方法，該方法能夠應(yīng)用至就地被涂覆上橡膠的M+N根纜線的制造，并且其能夠克 服上述缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的第一主題是制造具有結(jié)構(gòu)為M+N的兩個(gè)層(Ci、Ce)的金屬纜線的 方法，該金屬纜線包括內(nèi)層(Ci)，其包括直徑為Cl1的M根金屬絲，這M根金屬絲以節(jié)距P1 螺旋地纏繞在一起，M從2至4變化；以及外層(Ce)，其包括直徑為d2的N根金屬絲，這N 根金屬絲圍繞內(nèi)層(Ci)以節(jié)距P2螺旋地纏繞在一起，所述方法至少包括以下依次進(jìn)行的 步驟-在組裝點(diǎn)處通過(guò)扭曲將M根芯部金屬絲進(jìn)行組裝以形成內(nèi)層(Ci)的步驟；-在所述M根芯部金屬絲的所述組裝點(diǎn)的下游，使用稱為“填充橡膠”的未加工狀 態(tài)的二烯基橡膠混合物涂覆內(nèi)層(Ci)的步驟；-通過(guò)圍繞如此被涂覆的所述內(nèi)層(Ci)進(jìn)行扭曲而組裝外層(Ce)的N根金屬絲 的步驟；-最終的扭曲平衡步驟。本發(fā)明還涉及用于依次進(jìn)行組裝以及涂覆橡膠的裝置，該裝置能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的 方法，在所述纜線的形成工序中的行進(jìn)方向上，所述裝置從上游至下游包括-進(jìn)料裝置，其用于供給M根芯部金屬絲；
-第一裝置，其用于通過(guò)扭曲來(lái)組裝所述M根芯部金屬絲以形成所述內(nèi)層；_涂覆所述內(nèi)層的裝置；-第二裝置，其在所述涂覆裝置的出口處通過(guò)圍繞如此被涂覆的所述芯部進(jìn)行扭 曲而組裝N根外部金屬絲以形成所述外層；-扭曲平衡裝置，其處于所述第二組裝裝置的輸出處。


本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下文中的描述以及示例性實(shí)施例、并且從圖1至圖7而更 容易理解，圖1至圖7與這些例子相關(guān)并且分別示意性地示出了 -用于進(jìn)行扭曲以及就地被涂覆上橡膠的裝置的一個(gè)例子，該裝置能夠用于實(shí)現(xiàn) 根據(jù)本發(fā)明的方法(圖1)；-能夠使用本發(fā)明的方法制造的3+9結(jié)構(gòu)的緊湊類型的纜線的橫截面(圖2)；-也是緊湊類型的3+9結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)纜線的橫截面(圖3)；-能夠使用本發(fā)明的方法制造的具有圓柱形層的類型的3+9結(jié)構(gòu)的纜線的橫截面 (圖 4)；-也是具有圓柱形層的類型的3+9結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)纜線的橫截面(圖5)；-具有非常小的直徑的芯部金屬絲的1+3+8結(jié)構(gòu)的具有圓柱形層的類型的另一傳 統(tǒng)纜線的橫截面(圖6)；-覆蓋有徑向胎體加強(qiáng)物的重型貨物車輛輪胎的徑向截面(圖7)。
具體實(shí)施例方式I.本發(fā)明的詳細(xì)描述在本說(shuō)明書中，除非另外特別地指出，所指的所有百分比(％ )是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。通 過(guò)表述“在a至b之間”表示的任何數(shù)值的范圍代表從大于a至小于b延伸的數(shù)值范圍(也 就是說(shuō)不包含端點(diǎn)a和b)，而通過(guò)表述“從a至b”表示的任何數(shù)值范圍意味著從a增大到 b延伸的數(shù)值范圍(也就是說(shuō)包括精確的端點(diǎn)a和b)。本發(fā)明的方法用于金屬纜線的制造，該金屬纜線具有結(jié)構(gòu)為M+N的兩個(gè)層(Ci、 Ce)，并且是“就地被涂覆上橡膠”的類型，該金屬纜線包括內(nèi)層(Ci)，其包括直徑為Cl1的 M根金屬絲，這M根金屬絲以節(jié)距P1螺旋地纏繞在一起，M從2至4變化；以及外層(Ce)， 其包括直徑為Cl2WN根金屬絲，這N根金屬絲圍繞內(nèi)層(Ci)以節(jié)距P2螺旋地纏繞在一起， 所述方法至少包括以下依次進(jìn)行的步驟-首先，在組裝點(diǎn)處通過(guò)扭曲將M根芯部金屬絲組裝以形成內(nèi)層(Ci)的步驟；-接著，在所述M根芯部金屬絲的所述組裝點(diǎn)的下游，使用稱為“填充橡膠”的未加 工(也就是非交聯(lián))狀態(tài)的二烯基橡膠混合物來(lái)涂覆內(nèi)層(Ci)的步驟；-隨后，通過(guò)圍繞如此被涂覆的所述內(nèi)層(Ci)進(jìn)行扭曲而組裝外層(Ce)的N根金 屬絲的步驟；-接著，最終的扭曲平衡步驟。此處將回顧組裝金屬絲的兩種可能的方法-或者通過(guò)成纜的方法在該情況下，金屬絲不需要繞它們自身的軸線進(jìn)行任何
7扭曲，因?yàn)樵诮M裝點(diǎn)前和組裝點(diǎn)后旋轉(zhuǎn)是同步的；_或者通過(guò)扭曲的方法在該情況下，金屬絲要繞它們自身的軸線進(jìn)行集體的扭 曲和單獨(dú)的扭曲，在每一根金屬絲上產(chǎn)生解扭扭矩。上述方法的第一基本特征在于其對(duì)于組裝內(nèi)層和對(duì)于組裝外層都使用了扭曲步
馬聚ο在該第一步驟過(guò)程中，通過(guò)本身已知的方式，M根芯部金屬絲扭曲在一起(S或者Z 方向)以形成內(nèi)層Ci ；所述金屬絲通過(guò)諸如卷軸、分隔板的進(jìn)料裝置傳送，其可以或者可以 不與組裝引導(dǎo)部聯(lián)接，這些裝置用來(lái)使芯部金屬絲在共同扭曲點(diǎn)(或者組裝點(diǎn))處匯合。內(nèi)層的M根金屬絲例如具有在0. 20至0. 50mm之間的直徑(I1,特別地處于從0. 23 至0. 40mm的范圍內(nèi)；他們的扭曲節(jié)距P1例如在5至30mm之間。將在此處回顧，已知的是，節(jié)距“P”代表平行于纜線的軸線而測(cè)得的長(zhǎng)度，在其端 部處具有該節(jié)距的金屬絲圍繞該纜線的所述軸線繞完整的一圈。由此形成的內(nèi)層(Ci)接著被未加工狀態(tài)的填充橡膠涂覆，該填充橡膠在適當(dāng)溫 度由擠出機(jī)螺桿供給。所述填充橡膠從而可以使用單一的擠出頭而被傳送至固定的、單一 的小點(diǎn)，而不需要如現(xiàn)有技術(shù)中描述的那樣在內(nèi)層形成之前對(duì)組裝操作的上游處的金屬絲 進(jìn)行單獨(dú)的涂覆。該方法具有不減慢傳統(tǒng)的組裝工序的顯著優(yōu)點(diǎn)。其使得初始扭曲、涂覆以及最終 扭曲的完整操作能夠依次地并且在單一步驟中完成，無(wú)論所生產(chǎn)的纜線的類型(具有緊湊 層的纜線或者具有圓柱形層的纜線)如何，全部都能夠在高速下進(jìn)行。本發(fā)明的方法能夠 以超過(guò)70m/min、優(yōu)選地超過(guò)lOOm/min的速度完成(纜線以此速度穿過(guò)扭曲/涂覆生產(chǎn) 線)。在組裝點(diǎn)的下游(也就是說(shuō)在所述組裝點(diǎn)與擠出頭之間)，施加至M根金屬絲的拉 伸應(yīng)力優(yōu)選地在所述金屬絲的拉伸強(qiáng)度的10至25%之間，該拉伸應(yīng)力從一根金屬絲到鄰 近的金屬絲是基本相同的。擠出頭可以具有一個(gè)或者多個(gè)模具(die)，例如一個(gè)上游引導(dǎo)模和一個(gè)下游校準(zhǔn) 模。能夠添加連續(xù)地測(cè)量和檢測(cè)纜線的直徑的裝置，這些裝置被聯(lián)接至擠出機(jī)。優(yōu)選地，填 充橡膠被擠出的溫度在60°C至120°C之間，更優(yōu)選地在70°C至110°C之間。因此，擠出頭以旋轉(zhuǎn)的圓柱形的形式限定了涂覆區(qū)域，其直徑當(dāng)然調(diào)整至被制造 的纜線的特定結(jié)構(gòu)。例如，在3+N結(jié)構(gòu)的纜線的情況下，擠出直徑優(yōu)選地在0. 4至1. 2mm之 間，更優(yōu)選地，在0. 5至1. Omm之間。擠出長(zhǎng)度優(yōu)選地在4至IOmm之間。優(yōu)選地，在離開擠出頭時(shí)，在內(nèi)層Ci的外圍的每個(gè)點(diǎn)處，內(nèi)層Ci覆蓋有最小厚度 的填充橡膠，該厚度優(yōu)選地超過(guò)5 μ m,更優(yōu)選地超過(guò)10 μ m,例如在10至50 μ m之間。通過(guò)擠出頭傳送的填充橡膠的數(shù)量被調(diào)節(jié)至優(yōu)選的范圍，該范圍在每克纜線成品 (也就是就地被涂覆上橡膠的纜線)所含有的橡膠量在5至40mg之間延伸。在所指出的最小值以下，不能保證填充橡膠將確實(shí)呈現(xiàn)在纜線的每一個(gè)間隙中， 然而超過(guò)所指示的最大值，能夠?qū)е掠捎谔畛湎鹉z在纜線的外圍上突出而發(fā)生的前述各種 問題。由于所有的這些原因，所傳送的填充橡膠的數(shù)量?jī)?yōu)選地在每g纜線含有5至30mg之 間，更優(yōu)選地還處于每g纜線含有從10至25mg的范圍內(nèi)。填充橡膠的二烯基彈性體優(yōu)選地從以下的這組物質(zhì)中選擇聚丁二烯(BR)、天然
8橡膠(NR)、合成聚異戊二烯(IR)、各種丁二烯的共聚物、各種異戊二烯的共聚物以及這些 彈性體的混合物。優(yōu)選的實(shí)施例將使用“異戊二烯”彈性體，也就是說(shuō)異戊二烯均聚物或者 共聚物，換言之，從以下這組物質(zhì)中選擇的二烯基彈性體天然橡膠(NR)、合成聚異戊二烯 (IR)、各種異戊二烯的共聚物以及這些彈性體的混合物。所述填充橡膠是能夠被硫化的類型，也就是說(shuō)，所述填充橡膠一般包括設(shè)計(jì)成在 混合物被硫化時(shí)使其進(jìn)行交聯(lián)的硫化系統(tǒng)，所述硫化典型地基于硫磺或者基于一種或者多 種催化劑而進(jìn)行。填充橡膠還可以包含所有或者一些用于輪胎橡膠基體的普遍添加劑，例 如諸如炭黑或者硅石的加強(qiáng)填充劑、抗氧化劑、油、可塑劑、抗硫化返原劑、樹脂、諸如鈷鹽 的附著力促進(jìn)劑。優(yōu)選地，填充橡膠在交聯(lián)狀態(tài)下具有范圍在5至25MP之間、更優(yōu)選地在 5至20MP之間的正切拉伸模量ElO (在伸長(zhǎng)量為10%時(shí))。在離開前述涂覆步驟時(shí)，在第三步驟中，外層(Ce)的N根金屬絲再次通過(guò)圍繞如 此被涂覆的內(nèi)層(Ci)進(jìn)行扭曲(S或Z方向)而進(jìn)行最終組裝。在扭曲過(guò)程中，N根金屬 絲壓迫填充橡膠，局部嵌入其中。在填充橡膠在由這些外部金屬絲施加的壓力作用下移位 時(shí)，填充橡膠接著自然地趨于至少部分地填充在內(nèi)層和外層之間由金屬絲留空的每一個(gè)間 隙或者腔體。外層N中的金屬絲的數(shù)量N當(dāng)然不僅依賴于各自的直徑Cl1和d2，也依賴于內(nèi)層的 金屬絲的數(shù)量M。對(duì)于M的數(shù)值，其優(yōu)選地等于3或4，其優(yōu)選地從6至12變化。例如，這 N根金屬絲的直徑d2在0. 20至0. 50mm之間的范圍內(nèi)，特別地包含在從0. 23至0. 4mm的范 圍內(nèi)，當(dāng)然d2可以與M根芯部金屬絲的直徑Cl1相同或不同。根據(jù)特別地優(yōu)選地實(shí)施例，內(nèi)層包括3或4根金屬絲，更優(yōu)選地包括3根金屬絲， 并且外層優(yōu)選地包括8、9或10根金屬絲。在3+N纜線的情況下，優(yōu)選地滿足以下關(guān)系式-當(dāng)N = 8 時(shí)0.7 彡(Vd2)彡 1 ；-當(dāng)N = 9 時(shí)0.9 彡(屯/屯)^ 1. 2 ；-當(dāng)N = 10 時(shí)1.0 彡(Vd2) ( 1. 3。根據(jù)特別地優(yōu)選的實(shí)施例，內(nèi)層包括3根金屬絲，外層包括9根金屬絲。扭曲節(jié)距P2，其與節(jié)距？1相同或不同，扭曲節(jié)距P2優(yōu)選地在10至30mm之間的范圍 內(nèi)，更優(yōu)選地包含在從12至25mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，P1和P2滿足關(guān)系式0. 5 ^ Pl/p2 ^ 1。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，采用了 P1等于P2的情況來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法。優(yōu)選地，外層Ce所具有的優(yōu)選的特性是，外層Ce為飽和層，亦即定義為，在該層中 沒有足夠的空間來(lái)增加至少一根第(Nmax+1)根直徑為d2的金屬絲，Nmax表示能夠在圍繞內(nèi) 層Ci的層中纏繞的金屬絲的最大數(shù)量。這種結(jié)構(gòu)具有限制填充橡膠從其外圍突出的風(fēng)險(xiǎn) 的優(yōu)點(diǎn)，并且，對(duì)于給定纜線的直徑，具有提供更大強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施例，金屬絲的數(shù)量N在非常大的范圍內(nèi)變化，例如對(duì)采 用3根金屬絲的內(nèi)層Ci，數(shù)量N從6至12根金屬絲變化，應(yīng)了解為了優(yōu)選地使外層保持 飽和，如果金屬絲的直徑d2與M根芯部金屬絲的直徑Cl1相比減小時(shí)，金屬絲N的最大數(shù)量
Nfflax將增大。如任何分層纜線一樣，M+N纜線可以有兩種，主要是緊湊類型的纜線以及具有圓柱 形層的類型的纜線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別地優(yōu)選的實(shí)施例，外層(Ce)的金屬絲以與內(nèi)層(Ci)的金 屬絲相同的節(jié)距并且在與內(nèi)層(Ci)的金屬絲相同的扭曲方向上(也就是說(shuō)或者在S方向 上(“S/S”布置)或者在Z方向上(“Z/Z”布置))螺旋地纏繞，從而獲得例如在圖2中示 意性地示出的緊湊類型的分層纜線。在該緊湊的分層纜線中，特別地，緊湊性使得實(shí)際上沒有明顯的金屬絲的層是可 見的；其結(jié)果是這種纜線的橫截面具有多邊形以及非圓柱形輪廓，例如圖2(就地被涂覆上 橡膠的緊湊的3+9纜線)以及圖3 (傳統(tǒng)的緊湊的3+9纜線，也就是說(shuō)其沒有就地被涂覆上 橡膠)所示。在外層已經(jīng)圍繞涂覆有填充橡膠的內(nèi)層進(jìn)行扭曲后，M+N纜線還沒有完成。當(dāng)M等 于3或者4時(shí)，由M根芯部金屬絲限定邊界的中心通道還沒有填滿填充橡膠，或者無(wú)論如何 沒有充分地填充以獲得可接受的氣密性。當(dāng)M等于2時(shí)，填充橡膠圍繞所述內(nèi)層沒有充分 地在兩個(gè)金屬絲之間滲透，兩個(gè)金屬絲保持相互接觸，這可以證明是有害的，特別是對(duì)潛在 的腐蝕磨損風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō)是有害的。隨后的基本步驟是使纜線通過(guò)扭曲平衡裝置。本文中“扭曲平衡”意味著以已知 的方式抵償施加在纜線的內(nèi)層和外層中的每一根金屬絲上的殘余扭矩(或者解扭回彈)。對(duì)扭曲技術(shù)領(lǐng)域的那些技術(shù)人員來(lái)說(shuō)扭曲平衡工具是眾所周知的；它們可以例如 包括“矯直機(jī)”或者“扭曲器(twisters) ”或者“扭曲器-矯直機(jī)”，其或者在扭曲器的情況下 包含滑輪或者在矯直機(jī)的情況下包含小直徑的輥?zhàn)?，纜線通過(guò)該滑輪和/或輥?zhàn)佣羞M(jìn)。假設(shè)一種推測(cè)的情況，其中在通過(guò)該平衡工具的過(guò)程中，應(yīng)用至M根芯部金屬絲 的解扭引起這些金屬絲繞它們的軸線的至少局部反向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述解扭足以從外側(cè)朝向纜線 的芯部推動(dòng)并且驅(qū)動(dòng)仍然是熱的并且相對(duì)地是液態(tài)的未加工(也就是非交聯(lián)、未硫化)狀 態(tài)的填充橡膠，使其進(jìn)入由M根金屬絲(對(duì)于M = 3或者4來(lái)說(shuō))形成的中心通道或者在 兩根金屬絲(對(duì)于M = 2來(lái)說(shuō))之間的中心通道的最里面，最終給予本發(fā)明的纜線其特征 性的良好的氣密性。另外，通過(guò)使用矯直機(jī)而提供的另外的矯直功能將具有以下優(yōu)點(diǎn)在矯 直機(jī)的輥?zhàn)优c外層的金屬絲之間的接觸將施加附加的壓力至填充橡膠，還促進(jìn)其在M根芯 部金屬絲之間滲透。換言之，本發(fā)明的方法開發(fā)了在纜線制造的最終階段旋轉(zhuǎn)M根芯部金屬絲，并且 使用該方式來(lái)確保在內(nèi)層(Ci)內(nèi)以及圍繞內(nèi)層(Ci)自然以及均勻地分配填充橡膠，而同 時(shí)很好地控制所供給的填充橡膠的數(shù)量。因此，出乎意料地，已經(jīng)證明了能夠通過(guò)在M根金屬絲的組裝點(diǎn)的下游沉積橡膠， 而不是在現(xiàn)有技術(shù)中所述的在上游沉積橡膠，并且同時(shí)由于使用單一的擠出頭來(lái)控制并且 優(yōu)化所傳送的填充橡膠的數(shù)量，使得所述填充橡膠滲透直至本發(fā)明的纜線的芯部。該最后的扭曲平衡步驟之后，本發(fā)明的纜線的制造就完成了。在進(jìn)行例如通過(guò)壓 延安裝處理之前，該纜線能夠纏繞至用于儲(chǔ)存的接收卷軸上，以制備金屬/橡膠復(fù)合織物。如此制備的M+N纜線能夠稱為氣密的或者不氣密的在隨后的II-I-B部分描述 的透氣性試驗(yàn)中，其特征在于小于2cm7min的平均空氣流速，優(yōu)選地小于或者至多等于 0. 2cm3/min的平均空氣流速。本發(fā)明的方法能夠制造能夠有利地在纜線的外圍處全無(wú)(基本上全無(wú))填充橡膠 的M+N纜線。這個(gè)表述意味著在纜線的外圍裸眼看不到填充橡膠的顆粒，也就是說(shuō)，在制造
10后，本領(lǐng)域技術(shù)人員使用他的裸眼并且在兩或三米的距離處，能夠辨認(rèn)出在根據(jù)本發(fā)明制 備的就地被涂覆上橡膠的M+N纜線的卷軸與傳統(tǒng)的M+N纜線的卷軸(也就是說(shuō)沒有就地被 涂覆上橡膠的纜線)之間沒有差異。本發(fā)明的該方法當(dāng)然應(yīng)用至緊湊類型的纜線(作為提示且進(jìn)行限定，在層Ci和Ce 中的纜線以相同的節(jié)距以及在相同的方向上進(jìn)行纏繞)以及具有圓柱形層的類型的纜線 (作為提示且進(jìn)行限定，層Ci和Ce中的纜線或者以不同的節(jié)距、或者在相反的方向上或者 甚至以不同的節(jié)距以及在相反的方向上進(jìn)行纏繞)的制造。一種用于根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行組裝并且涂覆橡膠的裝置，其能夠用于實(shí)現(xiàn)前述的本發(fā) 明的方法，在所述纜線的形成工序中的行進(jìn)方向上，所述裝置從上游至下游包括-進(jìn)料裝置，其用于供給M根芯部金屬絲；_用于組裝所述M根芯部金屬絲的裝置，其通過(guò)扭曲對(duì)所述M根芯部金屬絲進(jìn)行組 裝以形成所述內(nèi)層；_涂覆所述內(nèi)層的裝置；-組裝N根外部金屬絲的裝置，其處于所述涂覆裝置的出口處，該裝置通過(guò)圍繞如 此被涂覆的所述芯部進(jìn)行扭曲而組裝N根外部金屬絲，以形成外層；-最后，扭曲平衡裝置。所附的圖1示出了用于通過(guò)扭曲進(jìn)行組裝的裝置(10)，其是具有固定供給裝置以 及旋轉(zhuǎn)接收器的類型，能夠用于制造例如圖2所示的緊湊類型的纜線(p2 = P3并且層Ci和 Ce的扭曲方向相同)。在該裝置中，進(jìn)料裝置(110)通過(guò)分隔板(12)(軸對(duì)稱的分隔板) 傳送M(例如三)根芯部金屬絲(11)，其可以或者可以不與安裝引導(dǎo)部(13)聯(lián)接，在其之后 M根芯部金屬絲匯合至組裝點(diǎn)或者扭曲點(diǎn)(14)以形成內(nèi)層(Ci)。然后，已經(jīng)形成的內(nèi)層Ci通過(guò)涂覆區(qū)域，該區(qū)域包括例如單一的擠出頭(15)，內(nèi) 層將要通過(guò)該擠出頭。匯合點(diǎn)(14)與涂覆點(diǎn)(15)之間的距離例如在50cm至Im之間。然 后，由進(jìn)料裝置(170)傳送的外層(Ce)的N根(例如9根)金屬絲(17)通過(guò)圍繞如此被 涂覆上橡膠(16)的內(nèi)層Ci進(jìn)行扭曲，在箭頭的方向上前進(jìn)。穿過(guò)例如包括扭曲器-矯直 機(jī)的扭曲平衡裝置(18)后，如此形成的最終的M+N纜線最后收集在旋轉(zhuǎn)接收單元(19)上。此處將回顧，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，為了制造例如圖4所示的具有圓柱形層 的類型的纜線(節(jié)距P2與節(jié)距P3不同和/或?qū)覥i和Ce的扭曲方向不同)，將使用包括兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)(進(jìn)料或者接收)單元的裝置，而不使用作為例子的上文所述(圖1)的裝置。圖2在垂直于纜線的軸線(假設(shè)為直線并且靜止)的截面上示意性地示出了優(yōu)選 地就地被涂覆上橡膠的3+9纜線的例子，其能夠使用根據(jù)前述的本發(fā)明的方法而獲得。該纜線(由C-I表示)是緊湊類型，也就是說(shuō)其內(nèi)層Ci以及外層Ce在相同方向 上(根據(jù)公認(rèn)的術(shù)語(yǔ)S/S或Z/Z)以及還以相同的節(jié)距(P1 = P2)進(jìn)行纏繞。這種結(jié)構(gòu)意味 著內(nèi)部金屬絲(20)以及外部金屬絲(21)形成兩個(gè)同心層，每一個(gè)同心層具有基本是多邊 形的(層Ci的情況下是三角形的，層Ce的情況下是六邊形的)輪廓(用虛線表示)，而不 是隨后將被描述的具有圓柱形層的纜線的情況下的圓柱形。填充橡膠(22)填充通過(guò)非常微小地使三根芯部金屬絲(20)分離而由它們形成的 中心毛細(xì)管(23)(由三角形來(lái)表征)，同時(shí)完全覆蓋由這三根金屬絲(20)形成的內(nèi)層Ci。 它還填充每一個(gè)間隙或者腔體(同樣由三角形來(lái)表征)，這些間隙或者腔體或者由芯部金
11屬絲(20)以及緊鄰其的兩個(gè)外部金屬絲(21)形成，或者由兩個(gè)芯部金屬絲(20)以及與它 們相鄰的外部金屬絲(21)形成；從而在該3+9纜線中，總共存在12個(gè)間隙(螺旋面毛細(xì) 管，也由三角形來(lái)表征)，以及中心通道或者毛細(xì)管(23)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，在該3+N纜線中，填充橡膠圍繞其覆蓋的層Ci連續(xù)地延伸。為了對(duì)比的目的，圖3示出了同樣是緊湊類型的傳統(tǒng)的3+9纜線(由C-2表示) (也就是說(shuō)沒有就地被涂覆上橡膠的纜線)的橫截面。不存在填充橡膠意味著實(shí)際上所有 金屬絲(30、31)相互接觸，導(dǎo)致橡膠非常難于(如果不說(shuō)不可能的話)從外側(cè)滲透的特別 緊湊的結(jié)構(gòu)。這種類型的纜線的特征在于，三根芯部金屬絲(30)形成中心通道或者毛細(xì)管 (33)，其是空的并且封閉的，因此通過(guò)“芯吸”效應(yīng)，可能促進(jìn)諸如水的腐蝕介質(zhì)的傳播。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的3+9纜線的另一例子。該纜線(由C-3表示)是具有圓柱形層的類型，也就是說(shuō)其內(nèi)部Ci層以及外部Ce 層或者以相同的節(jié)距(P1 = P2)但在不同的方向上(s/ζ或ζ/s)纏繞，或者以不同的節(jié)距 (P1 ^ P2)而不論扭曲的方向如何(S/S或Z/Z或s/ζ或ζ/s)而纏繞。已知的是，這種類型 的結(jié)構(gòu)意味著金屬絲在兩個(gè)相鄰并且同心的管狀層(Ci以及Ce)中設(shè)置，該管狀層使得纜 線(以及所述兩個(gè)層)的輪廓(用虛線表示)為圓柱形，而不是多邊形。填充橡膠(42)填充通過(guò)使三根芯部金屬絲(40)稍微分開而由它們形成的中心毛 細(xì)管(43)(由三角形來(lái)表征)，同時(shí)完全覆蓋由三根金屬絲(40)形成的內(nèi)層Ci。同時(shí)至少 部分地(此處在該例子中完全地)填充每一個(gè)間隙，這些間隙或者通過(guò)芯部金屬絲(40)以 及緊鄰(最靠近)該芯部金屬絲(40)的兩根外部金屬絲(41)形成，或者由兩根芯部金屬 絲(40)以及與它們相鄰的外部金屬絲(41)形成；從而在該3+9纜線中總共存在12個(gè)間隙 或毛細(xì)管，以及中心毛細(xì)管(43)。為了對(duì)比的目的，圖5示出了同樣是具有兩個(gè)圓柱形層的類型的傳統(tǒng)的3+9纜線 (由C-4表示)(也就是說(shuō)沒有就地被涂覆上橡膠的纜線)的橫截面。不存在填充橡膠意味 著實(shí)際上內(nèi)層(Ci)的三根金屬絲(50)相互接觸，導(dǎo)致空的并且是封閉的中心毛細(xì)管(53)， 橡膠非常難于從該中心毛細(xì)管(53)的外側(cè)滲透，并且該中心毛細(xì)管(53)還可能促進(jìn)腐蝕 介質(zhì)的傳播。本發(fā)明的方法還有利地應(yīng)用至2+N結(jié)構(gòu)的纜線。由于纜線具有填充橡膠從內(nèi)部的 最優(yōu)化的滲透性，不再需要外層去飽和以改進(jìn)其從外側(cè)的滲透性，特別是橡膠從外側(cè)的滲 透性。對(duì)于在層Ci和Ce中的相同的金屬絲直徑，有利地能夠例如使2+7結(jié)構(gòu)的纜線被2+8 結(jié)構(gòu)的纜線替代，對(duì)于相同的整體尺寸，2+8結(jié)構(gòu)的纜線表現(xiàn)出更大的強(qiáng)度。作為優(yōu)選的例子，本發(fā)明的方法用于制造2+6、2+7、2+8、3+7、3+8、3+9、4+8、4+9、 4+10結(jié)構(gòu)的纜線，特別地，這些纜線包括具有從一層至另一層基本上相同的直徑的金屬絲 (也就是Cl1 = d2)。當(dāng)然，本發(fā)明的方法不限于優(yōu)選纜線的制造，其中如前文所述，金屬絲的直徑在 0. 20至0. 50mm之間的范圍內(nèi)。因此，例如，本發(fā)明的方法能夠用于制造其M和N根金屬絲 具有較小直徑Cl1和d2的纜線，例如包括在從0. 08至0. 20mm的范圍內(nèi)的直徑，這樣的纜線 例如能夠用于除其胎冠加強(qiáng)部分之外的輪胎的加強(qiáng)部分，特別地加強(qiáng)用于諸如重型貨物車 輛的工業(yè)車輛的輪胎的胎體加強(qiáng)物。II.本發(fā)明的示例性實(shí)施例
下文中的試驗(yàn)闡明本發(fā)明的方法所提供的纜線的性能，由于沿纜線軸線的優(yōu)良?xì)?密性，在輪胎中該纜線的耐久性明顯地獲得改進(jìn)。II-I所使用的測(cè)量以及試驗(yàn)A)泖丨力泖丨量對(duì)于金屬絲和纜線，根據(jù)1984年的ISO標(biāo)準(zhǔn)ISO 6892，在張力的作用下，進(jìn)行破斷 拉力的測(cè)量，由Fm表示破斷拉力(最大載荷單位為N)、由Rm表示拉伸強(qiáng)度(單位為MPa) 以及由At表示的在斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)量(由百分?jǐn)?shù)表示的總伸長(zhǎng)量)。對(duì)于橡膠混合物，除非根據(jù)1998年的標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 412(試驗(yàn)件“C”)另外地指出， 模量測(cè)量在張力下進(jìn)行伸長(zhǎng)量在10%的“真正的”正切模量(亦即與試驗(yàn)件的實(shí)際橫截面 相關(guān)的正切模量)在第二伸長(zhǎng)中(亦即在適應(yīng)性操作后)(根據(jù)1999年的標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 1349 的溫度以及相對(duì)濕度的常規(guī)條件)進(jìn)行測(cè)量，所述正切模量由ElO表示并且單位為MPa。B)氣密件試驗(yàn)該試驗(yàn)用來(lái)通過(guò)測(cè)量在常壓下經(jīng)過(guò)給定時(shí)間段通過(guò)試驗(yàn)樣本的空氣體積，確定被 試驗(yàn)的纜線的縱向氣密性。該試驗(yàn)所基于的本領(lǐng)域技術(shù)人員所眾所周知的原理例示了通過(guò) 纜線處理而使纜線具有氣密性的有效性；其在例如標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2692-98中描述。本文中該試驗(yàn)或者在從輪胎上取出的纜線上進(jìn)行，或者在從它們所加強(qiáng)的橡膠簾 布層中取出的纜線上進(jìn)行，因此這些纜線已經(jīng)覆蓋有硫化狀態(tài)的橡膠，或者覆蓋有如所制 造的纜線一樣的未硫化狀態(tài)的橡膠。在所述的后一情形中，原始纜線必須嵌入所謂的被覆橡膠，被覆橡膠預(yù)先從外側(cè) 涂覆該原始纜線。為此，平行地設(shè)置(纜線之間的距離20mm)的一組10根纜線被放置在 兩個(gè)未加工的橡膠混合物的薄層之間(80 X 200mm大小的兩個(gè)矩形)，每一個(gè)薄層為3. 5mm 厚；然后，所有這些固定在模具中，當(dāng)纜線被放入模具時(shí)，使用夾緊模塊使每一根纜線保持 在足夠的張力下(例如2daN)以確保該纜線保持是直的，然后，在溫度為140°C并且壓力為 15bar的條件下(80 X 200mm大小的矩形活塞)，進(jìn)行硫化(熟化)40min。此后，整體被從模 具中釋放，并且如此被覆蓋的10個(gè)纜線的試驗(yàn)樣本以7X7X20mm的平行六面體的形式被 切出，這些試驗(yàn)樣本準(zhǔn)備好被試驗(yàn)其性能。作為涂覆橡膠，使用常規(guī)的用于輪胎的橡膠混合物，該橡膠混合物基于(增塑)天 然橡膠以及炭黑N330(65phr)而制成，還包含以下常規(guī)的添加劑硫磺(7phr)、磺胺類催化 劑(Iphr)、Zn0(8phr)、硬脂酸(0. 7phr)、抗氧化劑(1. 5phr)、環(huán)烷酸鈷(1. 5phr)；被覆橡膠 的ElO模量大約為lOMPa。該試驗(yàn)在2cm長(zhǎng)度的被涂覆有其環(huán)繞橡膠混合物(或者被覆橡膠)的纜線上按照 以下步驟進(jìn)行空氣以Ibar的壓力送進(jìn)纜線的入口，并且在出口處使用流量計(jì)(已被校準(zhǔn)， 例如從0至500cm7min)測(cè)量空氣的量。在測(cè)量過(guò)程中，纜線的試驗(yàn)樣本固定在壓縮的不 透氣密封件(例如致密的泡沫材料或者橡膠密封件)中，從而該試驗(yàn)僅考慮測(cè)量到的沿纜 線的縱向軸線從一端至另一端穿過(guò)該纜線的空氣的量；該密封件的氣密性預(yù)先使用固體橡 膠試驗(yàn)樣本進(jìn)行檢測(cè)，該樣本亦即不具有纜線的橡膠。纜線的縱向氣密性越好，所測(cè)得的流速越低。因?yàn)闇y(cè)量的精度為士0. 2cm7min，所 以測(cè)得的數(shù)值小于或者等于0. 2cm3/min被視為0 ；它們對(duì)應(yīng)于能夠被認(rèn)證為沿其軸線(亦 即在其縱向方向上)是不透氣的纜線。
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C)填充橡膠的容量填充橡膠的量由初始纜線(因此是就地被涂覆上橡膠的纜線)的重量與填充橡膠 在使用合適的電解處理方式而被移除后的纜線的重量(因此是其金屬絲的重量)之間的差 來(lái)測(cè)得。纜線的試驗(yàn)樣本(Im長(zhǎng))在其自身上纏繞以減少它的尺寸，該試驗(yàn)樣本形成了電 解器的陰極(連接至發(fā)電機(jī)的負(fù)極)，而陽(yáng)極(連接至正極)包括鉬絲。電解液是包含1摩 爾每升的碳酸鈉的水溶液(軟化水)。試驗(yàn)樣本被完全浸入電解液中，以300mA的電流施加電壓至其上15分鐘。然后， 該纜線從電解池中移除，使用水充分地沖洗該纜線。該處理方式使橡膠簡(jiǎn)單地從纜線上分 離(如果其沒有分離，電解器繼續(xù)多工作幾分鐘)。例如通過(guò)簡(jiǎn)單地使用吸水布擦拭橡膠， 一根一根地解扭纜線的金屬絲，橡膠被小心地移除。所述金屬絲再次用水沖洗，接著浸入包 含軟化水(50% )和乙醇(50% )的混合物的燒杯；該燒杯放置在超聲槽中10分鐘。如此 剝?nèi)チ巳魏蜗鹉z痕跡的金屬絲被從燒杯中取出，在氮?dú)饣蛘呖諝饬髦懈稍?，并且最后進(jìn)行 稱重。然后，通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出纜線中填充橡膠的水平，其使用每克的初始纜線包含的填 充橡膠表示，單位為mg，并且還對(duì)10個(gè)樣品(總共10米的纜線)計(jì)算平均值。II-2.纜線的制造首先制造兩種纜線，3+9分層纜線(參考C-1)以及1+3+8分層纜線(參考C_5)， 它們各自的結(jié)構(gòu)符合附圖2和6的示意性圖示，它們的機(jī)械性能在下面的表1中給出。表 1
纜線PlP2FmRmAt(mm)(mm)(daN)(MPa)(%)C-I15. 415. 425831402. 5C-57. 715. 427425902. 5通過(guò)使用上文所描述的并且在圖1中示出的裝置，在圖2中示意性示出的C-I纜 線按照根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行制造。填充橡膠是常規(guī)地用于輪胎的胎冠加強(qiáng)物的橡膠混 合物，其與帶束層簾布層的橡膠簾布層的配方相同，纜線C-I希望在隨后的輪胎內(nèi)的試驗(yàn) (in-tyre test)中加強(qiáng)該橡膠簾布層。該混合物在90°C的溫度通過(guò)0. 700mm的膠料模具 進(jìn)行擠出。每一根纜線C-I總共由12根金屬絲組成，所有金屬絲直徑為0. 3mm,它們以相同的 節(jié)距(P1 = P2 = 15. 4mm)并且在與扭曲(S)相同的方向上進(jìn)行纏繞，從而獲得緊湊類型的 纜線。根據(jù)上文中II-I-C中指出的方法進(jìn)行測(cè)量的填充橡膠的水平是每g纜線16mg。該 填充橡膠填充通過(guò)使三根芯部金屬絲稍微分開而由它們形成的中心通道或毛細(xì)管，并且同 時(shí)完全覆蓋由三根金屬絲形成的內(nèi)層Ci。如果不是完全地填充的話，它還至少部分地填充 12個(gè)空的通道或者間隙的每一者，這些通道或者間隙或者在芯部金屬絲與和它緊鄰的兩個(gè) 外部金屬絲之間形成或者在兩個(gè)芯部金屬絲與和它們相鄰的外部金屬絲之間形成。
在圖6中示出的纜線C-5使用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行制造。它們沒有填充橡膠。每一根 纜線C-5包括非常小直徑(0. 12mm)的芯部金屬絲(65)；三根內(nèi)部金屬絲(60)以及八根外 部金屬絲(61)均具有0.35mm的直徑。內(nèi)層的三根金屬絲以等于7. 7mm的節(jié)距P1螺旋地 (在S方向上)纏繞在一起，該層Ci與八根金屬絲的圓柱形外層接觸，這八根金屬絲本身 圍繞所述芯部以等于15. 4mm的節(jié)距p2螺旋地(在S方向上)纏繞在一起。通過(guò)分離內(nèi)層 Ci的金屬絲(60)并且以一定方式填充由這三根芯部金屬絲(60)形成的中心通道，芯部金 屬絲(65)允許外層Ce (金屬絲直徑在兩層之間是相同的)去飽和(通過(guò)增大內(nèi)層Ci的直 徑)，從而增大橡膠從外部滲透纜線(C-5)的能力。由于該結(jié)構(gòu)，纜線C-5變成從外部所有 位置都可滲透至其中心。用于制造這些纜線的所有金屬絲是使用已知方法制造的細(xì)的碳鋼金屬絲，并且這 些碳鋼金屬絲的性能在下面的表2中給出。表2 分層纜線C-I和C-5接著通過(guò)壓延而并入橡膠的簾布層(薄層)，其由能夠用 于制造用于重型車輛的徑向輪胎的帶束層簾布層的傳統(tǒng)橡膠混合物制成。該混合物基于 (增塑)天然橡膠并且基于炭黑N330(55phr)而制成；其還包含以下常規(guī)的添加劑硫磺 (6phr)、磺胺類催化劑(Iphr) ,ZnO(Qphr)、硬脂酸(0. 7phr)、抗氧化劑(1. 5phr)、環(huán)烷酸鈷 (1. 5phr)；填充橡膠的ElO模量大約為6MPa。II-3.輪胎胎冠加強(qiáng)物中的纜線的試驗(yàn)接著，纜線C-I和C-5在如圖7所示的用于重型貨物車輛的輪胎的帶束層中進(jìn)行試驗(yàn)。該徑向輪胎1具有胎冠2，其由胎冠加強(qiáng)物或者帶束層6進(jìn)行加強(qiáng)；兩個(gè)胎側(cè)3 ； 以及兩個(gè)胎圈4，這些胎圈4的每一者通過(guò)胎圈金屬絲5進(jìn)行加強(qiáng)。胎面在胎冠2的上方， 胎面沒有在該示意圖中示出。在胎圈4中，胎體加強(qiáng)物7圍繞兩個(gè)胎圈金屬絲5進(jìn)行纏繞， 該加強(qiáng)物7的折回部分8例如朝向輪胎1的外側(cè)設(shè)置，此處示出的折回部分8安裝在其輪 輞9上。以本身已知的方式，胎體加強(qiáng)物7由至少一個(gè)簾布層組成，其通過(guò)所謂的“徑向” 纜線進(jìn)行加強(qiáng)，該纜線亦即實(shí)際上相互平行地設(shè)置并且從一個(gè)胎圈至另一個(gè)胎圈與中間圓 周平面(垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線、并且位于兩個(gè)胎圈4之間的中間位置、并且穿過(guò)胎冠增強(qiáng) 物6的中部的平面)成介于80°至90°之間的角度的纜線。當(dāng)然，已知的是，該輪胎1還 包括橡膠或彈性體的內(nèi)層(通常已知為“內(nèi)襯(inner liner) ”)，其限定輪胎的徑向內(nèi)表面 并且用于防止胎體簾布層發(fā)生任何從輪胎內(nèi)部空間的空氣擴(kuò)散。本身已知的是，胎冠加強(qiáng)物或者帶束層6，由兩個(gè)三角剖分的半簾布層 (triangulation half-plies)組成，該半簾布層由傾斜65度的金屬纜線進(jìn)行加強(qiáng)，兩個(gè)重 疊交叉的“工作簾布層”位于該半簾布層上。這些工作簾布層通過(guò)金屬纜線進(jìn)行加強(qiáng)，該金屬纜線基本相互平行地設(shè)置，并且傾斜26度(徑向內(nèi)側(cè)的簾布層)以及18度(徑向外側(cè) 的簾布層)。這兩個(gè)工作簾布層還覆蓋有保護(hù)性簾布層，其由傳統(tǒng)的(大伸長(zhǎng)量)彈性金屬 纜線進(jìn)行加強(qiáng)，這些金屬纜線傾斜18度。所有指出的傾斜角度相對(duì)于輪胎的中間圓周平面 進(jìn)行測(cè)量。在隨后的試驗(yàn)中，上文提到的兩個(gè)“工作層”或者使用預(yù)先制造的纜線C-I或者使 用預(yù)先制造的纜線C-5。然后，對(duì)尺寸為315/70 R22. 5的重型車輛輪胎進(jìn)行兩組行駛試驗(yàn)(分別由P_1 和P-5表示)，在每一組中，一些輪胎用于行駛，另外的輪胎用于在新的輪胎上進(jìn)行脫皮 (decortication) 0除了加強(qiáng)其帶束層6的纜線外，輪胎P_1以及P_5是相同的。輪胎P-I 由根據(jù)本發(fā)明的方法制造的纜線C-I進(jìn)行加強(qiáng)，輪胎P-5通過(guò)纜線C-5進(jìn)行加強(qiáng)，由于它們 與傳統(tǒng)的3+9纜線(無(wú)單獨(dú)的芯部金屬絲)相比具有已被認(rèn)可的性能，它們形成這種類型 試驗(yàn)的選項(xiàng)控制(control of choice)。在過(guò)載的情況下，通過(guò)使這些輪胎(在自動(dòng)滾動(dòng)機(jī)器上)承受非常大的轉(zhuǎn)彎以及 在胎肩區(qū)域中使它們的胎冠塊承受非常大的壓縮，對(duì)這些輪胎將進(jìn)行嚴(yán)格的行駛試驗(yàn)，希 望試驗(yàn)它們對(duì)已知的“裂開”的現(xiàn)象(帶束層簾布層的端部分離)的抵抗能力。該試驗(yàn)一直進(jìn)行到使輪胎發(fā)生受迫的破壞。然后發(fā)現(xiàn)，由通過(guò)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的纜線進(jìn)行加強(qiáng)的輪胎P-1，在非常惡劣的行 駛條件施加于其上時(shí)，表現(xiàn)出明顯改進(jìn)的耐久性相對(duì)于此外已經(jīng)表現(xiàn)出優(yōu)良性能的控制 輪胎，所行駛的平均距離增大了 20%。11-4.氣密性試驗(yàn)使用本發(fā)明的方法制造的纜線C-I還要經(jīng)過(guò)氣密性試驗(yàn)(II-1-B部分)，該試驗(yàn)測(cè) 量在1分鐘內(nèi)通過(guò)纜線的空氣體積(每一根被試驗(yàn)的纜線平均進(jìn)行10次測(cè)量)。對(duì)于每一根被試驗(yàn)的纜線以及對(duì)于100%的測(cè)量(亦即來(lái)自10個(gè)試驗(yàn)樣本中的 10個(gè))，測(cè)量得到等于零的流速或者低于0. 2cm3/min的流速；因此，纜線C-I是不透氣的， 并且在II-I-B部分的試驗(yàn)的意義下能夠被認(rèn)證為沿它們的軸線是不透氣的，這是因?yàn)槠?具有對(duì)橡膠(填充橡膠)的最佳水平的滲透性。就地被涂覆上橡膠的控制纜線如纜線C-I 一樣具有3+9結(jié)構(gòu)，該控制纜線還制造 為或者僅涂覆一根金屬絲或者單獨(dú)地涂覆內(nèi)層Ci的三根金屬絲的每一根。該涂覆使用變 化的直徑(320至420μπι)的擠出模具進(jìn)行，這次該擠出模具位于如現(xiàn)有技術(shù)(前述申請(qǐng)US 2002/160213)所述的組裝點(diǎn)的上游(依次地進(jìn)行涂覆和扭曲)；為了嚴(yán)格地比較，所傳送的 填充橡膠的量被調(diào)節(jié)，從而在最終的控制纜線中填充橡膠的水平(亦即根據(jù)π-1-c部分的 方法測(cè)量的每g纜線在6至25mg之間)與本發(fā)明的纜線的填充橡膠的水平相似。當(dāng)僅一根金屬絲被涂覆時(shí)，不論所試驗(yàn)的纜線如何，發(fā)現(xiàn)100%的測(cè)量指出空氣流 速超過(guò)2cm7min(亦即10個(gè)試驗(yàn)樣本中的10個(gè))；根據(jù)所使用的操作條件，特別地根據(jù)所 試驗(yàn)的擠出模的直徑，所測(cè)量的平均流速?gòu)?6至62cm7min變化。當(dāng)三根金屬絲的每一根單獨(dú)地被涂覆時(shí)，即使所測(cè)量的平均流速(從0. 2至4cm3/ min變化)比前面的數(shù)值更低時(shí)，還發(fā)現(xiàn)-在最差的情況下(320μπι的模)，90%的測(cè)量(亦即10個(gè)試驗(yàn)樣本中的9個(gè)) 表現(xiàn)出超過(guò)2cm7min的流速，平均流速為4cm7min ；
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-在最好的情況下(420μ m的模)，10%的測(cè)量(亦即10個(gè)試驗(yàn)樣本中的1個(gè)) 仍然具有大約2cm7min的流速，平均流速為大約0. 2cm7min。換言之，不是上述的控制纜線的任意一根都能夠被認(rèn)證為沿其縱向軸線是不透氣 的纜線。此外發(fā)現(xiàn)，在這些控制纜線中，具有最低氣密性的那些纜線(作為回顧，那些通過(guò) 借助420 μ m的模具單獨(dú)地涂覆三根金屬絲的每一根而獲得的纜線)在它們的外圍處具有 相對(duì)更大量的填充橡膠，這使它們不適合于工業(yè)等級(jí)的壓延?？傊景l(fā)明的方法允許制造就地被涂覆上橡膠的結(jié)構(gòu)為M+N的纜線，并且由于 橡膠的滲透性的最佳程度，該纜線首先能夠有效地在工業(yè)條件下使用，特別地在制造時(shí)沒 有與突出的過(guò)量橡膠相關(guān)的任何困難，其次，與至今已知的用于這樣的應(yīng)用的最佳控制纜 線相比，該纜線在輪胎的帶束層中具有明顯改善的耐久性。
權(quán)利要求
一種制造金屬纜線的方法，該金屬纜線具有結(jié)構(gòu)為M+N的兩個(gè)層(Ci、Ce)，這兩個(gè)層包括內(nèi)層(Ci)，其由直徑為d1的M根金屬絲組成的，這M根金屬絲以節(jié)距p1螺旋地纏繞在一起，M從2至4變化；以及外層(Ce)，該外層由直徑為d2的N根金屬絲組成，這N根金屬絲圍繞所述內(nèi)層(Ci)以節(jié)距p2螺旋地纏繞在一起，所述方法至少包括依次進(jìn)行的以下步驟 在組裝點(diǎn)處通過(guò)扭曲將所述M根芯部金屬絲進(jìn)行組裝以形成所述內(nèi)層(Ci)的步驟； 在所述M根芯部金屬絲的所述組裝點(diǎn)的下游，使用稱為“填充橡膠”的未加工狀態(tài)的二烯基橡膠混合物涂覆所述內(nèi)層(Ci)的步驟； 通過(guò)圍繞如此被涂覆的所述內(nèi)層(Ci)進(jìn)行扭曲而組裝所述外層(Ce)的N根金屬絲的步驟； 最終的扭曲平衡步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述直徑Cl1在0.20至0. 50mm之 間，并且扭曲節(jié)距P1在5至30mm之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制造金屬纜線的方法，其中，在所述組裝點(diǎn)的下游，施加至 所述M根金屬絲的拉伸應(yīng)力在其拉伸強(qiáng)度的10至25%之間。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述填充橡膠的二 烯基彈性體從以下的這組物質(zhì)中選擇聚丁二烯、天然橡膠、合成聚異戊二烯、丁二烯的共 聚物、異戊二烯共聚物以及這些彈性體的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述二烯基彈性體是天然橡膠。
6.如權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述填充橡膠的擠 出溫度在60°C至120°C之間。
7.如權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，在涂覆過(guò)程中所傳 送的填充橡膠的量在每克纜線成品中含有5至40mg之間。
8.如權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，在涂覆操作后，所 述內(nèi)層覆蓋有最小厚度的填充橡膠，該最小厚度超過(guò)5 μ m。
9.如權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，直徑(12在0.20至 0. 50mm之間，并且節(jié)距P2大于或者等于P1。
10.如權(quán)利要求1至9的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述外層的金屬 絲與所述內(nèi)層的金屬絲以相同的節(jié)距并且在相同的扭曲方向上螺旋地纏繞。
11.如權(quán)利要求1至10的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，M等于3，并且N 等于8、9或者10。
12.如權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的制造金屬纜線的方法，其中，所述外層Ce是 飽和層。
13.一種用于依次進(jìn)行組裝以及涂覆橡膠的裝置，該裝置能夠?qū)嵤┤鐧?quán)利要求1至11 的任意一項(xiàng)所述的方法，在所述纜線的形成工序中的行進(jìn)方向上，所述裝置從上游至下游 包括-進(jìn)料裝置，其用于供給M根芯部金屬絲；-第一裝置，其用于通過(guò)扭曲來(lái)組裝所述M根芯部金屬絲以形成所述內(nèi)層；-涂覆所述內(nèi)層的裝置；_第二裝置，其在所述涂覆裝置的出口處通過(guò)圍繞如此被涂覆的所述芯部進(jìn)行扭曲而 組裝N根外部金屬絲以形成所述外層；-扭曲平衡裝置，其處于所述第二組裝裝置的輸出處。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，包括固定的進(jìn)料裝置以及旋轉(zhuǎn)的接收器。
15.如權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中，所述涂覆裝置包括單一的擠出頭，該擠出頭 包括至少一個(gè)膠料模具。
16.如權(quán)利要求13至15的任意一項(xiàng)所述的裝置，其中，用于平衡所述金屬絲的扭曲的 裝置包括矯直機(jī)或者扭曲器或者扭曲器_矯直機(jī)。
全文摘要
一種制造金屬纜線的方法，該金屬纜線包括結(jié)構(gòu)為M+N的兩個(gè)層(Ci、Ce)，這兩個(gè)層包括內(nèi)層(Ci)，其由直徑為d1的M根金屬絲組成的，這M根金屬絲以節(jié)距p1螺旋地纏繞在一起，M從2至4變化；以及外層(Ce)，該外層由直徑為d2的N根金屬絲組成，這N根金屬絲圍繞所述內(nèi)層(Ci)以節(jié)距p2螺旋地纏繞在一起，所述方法至少包括依次進(jìn)行的以下步驟組裝步驟，其中所述M根芯部金屬絲被扭曲在一起以在組裝點(diǎn)處形成所述內(nèi)層(Ci)；涂覆步驟，該步驟發(fā)生在所述M根芯部金屬絲的所述組裝點(diǎn)的下游，其中所述內(nèi)層(Ci)被稱為“填充橡膠”的未加工狀態(tài)的二烯基橡膠混合物涂覆；組裝步驟，其中所述外層(Ce)的N根金屬絲在如此被涂覆的所述內(nèi)層(Ci)周圍被扭曲在一起；以及最終的扭曲平衡步驟。一種用于實(shí)施所述方法的裝置。
文檔編號(hào)D07B1/06GK101910507SQ200880122786
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者H·巴爾蓋, T·鮑狄埃 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份有限公司