ES2379642T3

ES2379642T3 - Cable de acero

Info

Publication number: ES2379642T3
Application number: ES06797141T
Authority: ES
Inventors: Yukimasa Fukuda
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2012-04-30
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: EP2060673A4; JP5219275B2; EP2060673B1; JPWO2008026272A1; WO2008026272A1; CN101506433A; US7870715B2; US20100005774A1; EP2060673A1

Abstract

Un cable (10) de acero que tiene una estructura 2 + 4, que comprende: un alma que consiste en dos alambres (12) no arrollados que forman el alma, que tiene cada uno un diametro dc, alineados en paralelo; y una unica capa de envoltura compuesta por cuatro alambres (14) que forman la envoltura, que tienen cada uno un diametro ds, arrollados alrededor de los alambres (12) del alma, de manera que se distribuyen irregularmente alrededor de los alambres (12) del alma, satisfaciendo la dimensión del corte transversal del cable (10) la siguiente fórmula: **Fórmula** caracterizada porque los alambres (12) del alma son sustancialmente paralelos a la dirección longitudinal recta del cable (10) .

Description

Cable de acero

Campo tecnico

La presente invenci6n se refiere a un cable de acero, que incluye una pluralidad de filamentos de acero no arrolla

5 dos, alineados en paralelo, que forman el alma, y una capa de filamentos de acero, arrollados alrededor de los filamentos del alma que forman una envoltura, de manera que se distribuyen irregularmente alrededor de los filamentos del alma.

Tecnica fundamental

Los cables de acero para reforzar artfculos de caucho, tales como cubiertas de neumaticos, tienen una diversidad de

10 estructuras que se arrollan. Con el fin de conseguir la denominada penetraci6n del caucho (facilidad de penetraci6n del caucho entre los filamentos durante el revestimiento con caucho), normalmente, la forma de los filamentos se agranda, proporcionando con ello intersticios adecuados entre los filamentos, o los filamentos que forman la envoltura estan dispuestos alrededor de los filamentos del alma en un numero ligeramente mas pequeno que el numero maximo admisible, proporcionando por ello los intersticios adecuados.

15 Especfficamente, por ejemplo, el Documento 1 de la patente describe un cable de acero que incluye filamentos que forman el alma, compuestos de una pluralidad de alambres del alma, alineados al mismo nivel, y una pluralidad de alambres laterales arrollados alrededor de los filamentos del alma para formar una secci6n transversal plana, en el que los intersticios estan dispuestos entre los alambres del alma y los laterales en los extremos del cable de acero en la direcci6n de la anchura.

20 Documento 1 de la patente: Solicitud de Patente japonesa no examinada, Publicaci6n N° 2002180387. El documento JP 2002 227081 describe un conocido cable de acero para reforzar caucho.

Descripci6n de la invenci6n

Problemas que se van a resolver mediante la invenci6n

Sin embargo, en un cable de acero compuesto de filamentos que forman el alma y filamentos que forman una envol

25 tura, arrollados alrededor de los filamentos del alma, en intervalos no regulares, sino en un estado desigualmente distribuido, se tira de los filamentos del alma no arrollados, alineados en paralelo, para que se ondulen ligeramente mediante la tensi6n de arrollamiento de los filamentos que forman la envoltura. Como resultado de esto, los filamentos del alma se ponen en contacto con los filamentos que forman la envoltura en la parte interior de la porci6n que se dobla (lado comprimido).

30 En concreto, en las porciones arrolladas en las que los filamentos del alma, alineados en paralelo en una direcci6n, estan cubiertas por los filamentos que forman la envoltura, en una direcci6n generalmente perpendicular a la direcci6n de alineamiento, incluso si los filamentos estan recubiertos con caucho, los filamentos se ponen en contacto unos con otros para no tener intersticios entre ellos por la tensi6n aplicada durante la vulcanizaci6n y por la presi6n del caucho que los rodea, lo cual da como resultado la formaci6n de espacios cerrados que no contienen caucho (no

35 penetrados por el caucho) dentro del cable.

La presente invenci6n se ha realizado para resolver los anteriores problemas, y esta destinada a proporcionar un cable de acero que incluye una pluralidad de filamentos de acero no arrollados, alineados en paralelo, que forman el alma, y una capa de filamentos de acero, arrollados alrededor de los filamentos del alma, que forman una envoltura, de manera que se distribuyen desigualmente alrededor de los filamentos del alma, en el que los intersticios entre los

40 filamentos se mantienen durante la vulcanizaci6n consiguiendo por ello una penetraci6n mejorada del caucho (caucho que se adhiere suficientemente a los filamentos del alma).

Medios para resolver el problema

En un cable de acero que incluye una pluralidad de de filamentos de acero no arrollados, alineados en paralelo, que forman el alma, y una capa de filamentos de acero, arrollados alrededor de los filamentos del alma, que forman una

45 envoltura, de manera que se distribuyen desigualmente alrededor de los filamentos del alma, con el fin de conseguir una buena penetraci6n del caucho en las porciones arrolladas que forman la envoltura, en una direcci6n generalmente perpendicular a la direcci6n de alineamiento, se deben mantener, en las porciones, los intersticios entre los filamentos que forman la envoltura. Con el fin de conseguir esto, los filamentos que forman la envoltura, en ambos extremos, en la direcci6n de alineamiento, deben estar dispuestos con el adecuado espacio libre alrededor de ellos,

50 en la direcci6n de la maxima anchura del cable de acero (pero los filamentos que forman la envoltura pueden estar en contacto con los filamentos del alma). En la presente invenci6n, la longitud de la secci6n del cable en el corte transversal mostrado en la Figura 2, de ahora en adelante se denominara "longitud del corte transversal".

Segun la presente invenci6n, se proporciona un cable de acero segun la reivindicaci6n 1,

El miembro de la derecha de la f6rmula de la reivindicaci6n 1 expresa la longitud del corte transversal del cable de acero, en el que los filamentos estan dispuestos en fntimo contacto unos con otros. El miembro de la derecha se denomina "longitud mfnima del corte transversal".

En el cable de acero de la presente invenci6n, la longitud del corte transversal es mayor que la longitud mfnima del corte transversal expresada por el miembro de la derecha de la f6rmula de la reivindicaci6n 1, de ahf que los intersticios se mantengan entre los filamentos que forman la envoltura bajo la tensi6n y la presi6n del caucho que los rodean, aplicado durante el recubrimiento con caucho y la vulcanizaci6n del cable de acero, y el caucho penetra a traves de los intersticios para adherirse suficientemente a los filamentos del alma. En consecuencia, el cable de acero de la presente invenci6n consigue una buena penetraci6n del caucho.

El lfmite superior de la longitud del corte transversal es 2d s + 2dc, que es la suma de los diametros de dos filamentos del alma y dos filamentos de la envoltura, en ambos extremos alineados, en contacto unos con otros.

En la presente invenci6n, la longitud del corte transversal es, pr eferiblemente, no mas pequeno que el miembro de la derecha de la f6rmula de la reivindicaci6n 1, + 0,01 mm, y el diametro ds de un filamento de la envoltura y el diametro dc de un filamento del alma son, preferiblemente, de 0,10 a 0,40 mm.

Ventajas

Como se describi6 anteriormente, el cable de acero de la presente invenci6n incluye una pluralidad de filamentos de acero no arrollados, alineados en paralelo, que forman el alma, y una capa de filamentos de acero, arrollados alrededor de los filamentos del alma, que forman una envoltura, de manera que se distribuyen desigualmente alrededor de los filamentos del alma. El cable de acero consigue una penetraci6n del caucho notablemente mejorada (caucho que se adhiere suficientemente a los filamentos del alma) mediante la conservaci6n de los intersticios entre los filamentos durante la vulcanizaci6n.

Breve descripci6n de los dibujos

La Figura 1 muestra una vista en plano de un cable de acero y vistas de cortes transversales de las respectivas porciones del cable de acero.

La Figura 2 muestra una vista en corte transversal de un cable de acero.

La Figura 3 muestra una vista en corte transversal de una banda compuesta de cables revestidos con caucho vulcanizado.

La Figura 4 muestra una vista esquematica de una cableadora tubular.

Numeros de referencia

10: cable de acero

12: filamentos del alma

14: filamentos de la envuelta

Mejor modo de llevar a cabo la invenci6n

Se describira una realizaci6n de la presente invenci6n basandose en los dibujos. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, un cable 10 de acero, segun una realizaci6n de la presente invenci6n, incluye dos filamentos 12 no arrollados que forman el alma, teniendo cada uno un diametro de dc (mm), alineados en paralelo, y una capa compuesta de cuatro filamentos 14 que forman la envuelta, teniendo cada uno un diametro de ds (mm), arrollados alrededor de los filamentos 12 del alma, de forma que se distribuyen desigualmente alrededor de los filamentos 12 del alma, satisfaciendo la longitud del corte transversal la siguiente f6rmula (1):

Como se describi6 anteriormente, el miembro de la derecha de la f6rmula (1) expresa la longitud mfnima del corte transversal del cable en el que los filamentos estan dispuestos en fntimo contacto unos con otros. Por lo tanto, cuando la longitud del corte transversal es mayor que la longitud mfnima del corte transversal, se pueden formar intersticios A entre los filamentos 14 de la envoltura. Con el fin de conseguir una penetraci6n del caucho mas fiable, la longitud del corte transversal es, preferiblemente, mayor que la longitud mfnima del corte transversal en 0,01 mm o mas.

Como se describi6 anteriormente, el lfmite superior de la longitud del corte transversal es 2d s + 2dc, que es la suma de los diametros de dos filamentos 12 del alma y dos filamentos 14 de la envoltura, en los extremos alineados, en contacto unos con otros.

Cuando el cable 10 de acero de la presente invenci6n se usa para reforzar una cubierta, el diametro de los filamentos 12 del alma y el diametro de los filamentos 14 de la envoltura es, preferiblemente, de 0,10 a 0,40 mm. Si el diametro del filamento es demasiado pequeno, los filamentos tienen un coste inconveniente, y si es demasiado grande, tiene tienen una baja resistencia por unidad de peso, debido al insuficiente endurecimiento mecanico, y tiene una rigidez a la flexi6n demasiado alta para hacer que carezca de flexibilidad, y exhiba una pobre resistencia a la fatiga frente a la deformaci6n por doblado.

Cuando los filamentos 12 del alma y los filamentos 14 de la envoltura tienen el mismo diametro, ofrecen una ventaja de coste. En este caso, una capa de hasta ocho filamentos 14 de la envoltura se pueden arrollar alrededor de los dos filamentos 12 del alma dispuestos en paralelo uno con otro. La penetraci6n del caucho se mejora quitando cuatro filamentos 14 de la envoltura, que da como resultado una suficiente adherencia del caucho 16 (Fig. 3) a los filamentos 12 del alma despues de la vulcanizaci6n.

Operaci6n

Como se muestra en la Figura 3, en el cable 10 de acero, se mantienen los intersticios A entre los filamentos 14 de la envoltura, y los intersticios A no se perderan incluso bajo la tensi6n y la presi6n p del caucho 16 que lo rodea, aplicado al cable 10 de acero durante la vulcanizaci6n. Por lo tanto, el caucho 16 penetra en el cable 10 de acero a traves de los intersticios A, y se adhiere a los filamentos 12 del alma.

Como se describi6 anteriormente, el cable 10 de acero, de la presente invenci6n, consigue una buena penetraci6n del caucho con una estructura que incluye los filamentos 14 de la envoltura arrollados alrededor de los filamentos 12 del alma de forma que se distribuyen desigualmente alrededor de los filamentos del alma. El uso del cable 10 de acero permite la fabricaci6n de artfculos de caucho tales como una banda 36 con suficiente penetraci6n del caucho.

La band 36, que esta compuesta del cable 10 de acero de la presente invenci6n embebido en caucho, es util para, por ejemplo, hacer una capa de refuerzo del cintur6n de una cubierta (no mostrada). Una capa de refuerzo del cintur6n que incluye la banda 36 es resistente a la entrada de humedad en la capa, especfficamente en el cable de acero, incluso si se corta la banda de rodadura (no mostrada), y ofrece por eso una mejor resistencia a la corrosi6n.

Metodo y aparato para producir el cable de acero

Se puede producir el cable 10 de acero de la presente invenci6n con, por ejemplo, una cableadora tubular 20 mostrada en la Figura 4. En la cableadora tubular 20, los filamentos 12 del alma se desenrollan desde una pluralidad de bobinas 22 de filamentos del alma, los filamentos 14 de la envoltura se desenrollan desde una pluralidad de bobinas 26 de filamentos de la envoltura que estan contenidos en un tambor giratorio 24, y se conforman mediante un preconformador 28, y luego los filamentos 12 del alma y los filamentos 14 de la envoltura se reunen en el punto de uni6n 30 para ser arrollados juntos. Se hace pasar el cable 10 de acero arrollado entre los rodillos 32 de enderezamiento, y se enrollan alrededor del carrete 34.

La longitud del corte transversal del cable 10 de acero se controla cambiando la tensi6n aplicada a los filamentos 12 del alma antes del arrollamiento, y cambiando el grado de flexi6n del cable 10 de acero a traves del control del ajuste entre los rodillos superiores e inferiores de los rodillos 32 de enderezamiento.

Especfficamente, por ejemplo, cuando se disminuye la tensi6n aplicada a los filamentos 12 del alma y se aumenta el grado de flexi6n del cable 10 de acero en los rodillos 32 de enderezamiento, el cable 10 de acero tiende a redondearse (la longitud del corte transversal disminuye) en las porciones arrolladas en las que los filamentos 12 del alma, alineados en una direcci6n, estan cubiertos por los filamentos 14 de la envoltura en una direcci6n generalmente perpendicular a la direcci6n de alineamiento.

La direcci6n de alineamiento es la direcci6n a lo largo de la cual los filamentos 12 estan alineados. Por ejemplo, en la Figura 2, la direcci6n lateral corresponde a la direcci6n de alineamiento. La direcci6n de alineamiento de los filamentos 12 del alma no se limita a la direcci6n lateral.

Ejemplos

La presente invenci6n se ilustrara con referencia a los siguientes ejemplos.

Se embebieron al mismo tiempo los cables de acero de los ejemplo y de los ejemplos comparativos listados en la Tabla 1 en la periferia de una capa de un cintur6n (la primera capa del cintur6n situada en la parte mas interna, en la direcci6n del diametro) de una cubierta prototipo que tenfa el tamano de una cubierta 185/70R14 y dos capas de refuerzo del cintur6n. Los cables de acero se retiraron de la cubierta despues de la vulcanizaci6n, y se observ6 el grado de adherencia del caucho de la superficie a los filamentos del alma despues de la retirada de los filamentos de la envoltura, evaluando con ello la penetraci6n del caucho. Con respecto a los ejemplos comparativos 1 y 2, el valor medido de la longitud del corte transversal era mas pequeno la longitud mfnima del corte transversal (valor calculado).

La evaluaci6n de la tasa de penetraci6n del caucho se basa exclusivamente en la observaci6n de los cortes transversales de diez porciones arrolladas, en las que los filamentos del alma, alineados en paralelo en una direcci6n, estan cubiertos por los filamentos de la envoltura en una direcci6n generalmente perpendicular a la direcci6n de alineamiento, y se expresa mediante la relaci6n (porcentaje) de los cortes transversales que consigui6 la penetraci6n del caucho. Los resultados se listan en la Tabla 1

Tabla 1

: Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo comparativo 1 Ejemplo 3 Ejemplo comparativo 2

Estructura arrollada: 2 + 4 2 + 4 2 + 4 2 + 4 2 + 4

Diametro del filamento del alma dc (mm): 0,225 0,225 0,225 0,23 0,23

Diametro del filamento de la envoltura ds (mm): 0,225 0,225 0,225 0,21 0,21

Paso del arrollamiento (mm): 14 14 14 14 14

Longitud mfnima del corte transversal Valor calculado del miembro de la derecha de la f6rmula (1): 0,840 0,840 0,840 0,798 0,798

Valor medido de la longitud del corte transversal (mm): 0,854 0,844 0,831 0,814 0,785

Tasa de penetraci6n del caucho (%): 90 50 30 80 30

Como es evidente a partir de los resultados de la Tabla 1, el valor medido de la longitud del corte transversal de

10 los ejemplos comparativos 1 y 2 era mas pequeno que la longitud mfnima del corte transversal (valor calculado), de forma que su tasa de penetraci6n del caucho era tan baja como del 30%. Por otro lado, el valor medido de la longitud del corte transversal de los ejemplos 1 al 3 era m ayor que la longitud mfnima del corte transversal (valor calculado), de forma que su tasa de penetraci6n del caucho era superior a la de los ejemplos comparativos. En concreto, el valor medido de la longitud del corte transversal de los ejemplos 1 al 3 e ra mayor que la longitud mfnima del

15 corte transversal (valor calculado) en 0,01 mm o mas, de forma que su tasa de penetraci6n del caucho era notablemente alta.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cable (10) de acero que tiene una estructura 2 + 4, que comprende:

un alma que consiste en dos alambres (12) no arrollados que forman el alma, que tiene cada uno un diametro dc, alineados en paralelo; y

una unica capa de envoltura compuesta por cuatro alambres (14) que forman la envoltura, que tienen cada uno un diametro ds, arrollados alrededor de los alambres (12) del alma, de manera que se distribuyen irregularmente alrededor de los alambres (12) del alma, satisfaciendo la dimensi6n del corte transversal del cable (10) la s iguiente f6rmula:

caracterizada porque los alambres (12) del alma son sustancialmente paralelos a la direcci6n longitudinal recta del cable (10).
2. El cable de acero segun la reivindicaci6n 1, en el que la dimensi6n del corte transversal del cable (10) satisface la siguiente f6rmula:

15 3. El cable de acero segun la reivindicaci6n 1 6 2, en el que ds y dc son de 0,10 a 0,40 mm.