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La présente invention concerne un câble de renforcement pour articles élastomères, qui comprend des filaments hélicoïdaux et dans lequel un ou plusieurs transfils d'acier simples sont enroulés sur deux ou plusieurs filaments d'âme d'acier simples qui ne sont pas enroulés les uns sur les autres. ta présente invention concerne également un procédé et un dispositif pour fabriquer un câble qui, à l'état non chargé, est exempt de contrainte de torsion, à partir d'un certain nombre de filaments simples métalliques, en particulier de filaments d'acier, qui sont dévidés de bobines et auxquels est conférée une prédéformation permanente, en les faisant passer sur une arête à petit rayon de courbure de telle manière que le point de contact de ladite arête avec le
<EMI ID=2.1> mente sont réunis dans un dispositif de câblage de manière à former un câble,
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Par "filament" est à comprendre en ce cas un fil élémentaire.
L'emploi de câbles du type sus-indiqué pour le renforcement d'articles élastomères tels que les pneus d'automobiles, bandes transporteuses, boyaux, etc.. a été révélé par le brevet d'invention délivré aux Etats-Unis sous le n[deg.] 3 273 978. L'élément de renforcement décrit dans celui-ci est constitué par un certain nombre de filaments d'âme juxtaposés en ondulations déphasées et entourés d'un ou plusieurs transfils.
Comme les filaments d'âme sont juxtaposés en ondulations déphasées, ils n'ont contact les uns avec les autres que par points,de sorte que le câble obtenu de cette manière présente une structure assez ouverte.
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mettre la pénétration de la matière élastomère de manière que le câble enrobé de l'élastomère présente une meilleure élasticité longitudinale que les câbles métalliques conventionnels. Dans les câbles décrits dans le brevet sus-indiqué, les transfils ne servent qu'à tenir ensemble les filaments d'âme arbitrairement
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dinale, les transfils contribuent considérablement moins à la ténacité du câble que les filaments d'âme.
De plus, le diamètre extérieur du câble décrit dans ledit brevet est, à cause
de la disposition largement espacée des filaments d'âme, relativement grand de sorte que le nombre de filaments de renforcement à incurporer dans l'espace disponible dans l'article à renforcer est relativement faible, ce qui a pour inconvénient qu'il n'est pas possible d'obtenir un effet de renforcement optimal. Il apparaît également que, pour quelques domaines d'application, les câbles décrits ont une élasticité trop élevée et qu'en particulier, lorsqu'ils sont soumis à des sollicitations faibles, leur module d'élasticité est trop faible. Cet inconvénient se fait sentir surtout en cas d'utilisation de ces câblés dans la ceinture sous la bande de roulement d'un pneu d'automobile.
La présente invention fournit un câble de renforcement du type susindiqué pour des articles élastomères, dans lequel les transfils contribuent pleinement à la ténacité du câble, qui aura en même temps un haut module d'élasticité et produira en coopération avec le matériau élastomère dans lequel
il est incorporé un grand effet raidissant et renforçant dans l'article.
La présente invention sa caractérise en ce que, dans un câble de renforcement du type sus-indiqué, les filaments d'âme ont la même forme hélicotdale et sont disposés les uns à côté des autres et les uns contre les autres de telle manière que chaque filament d'âme est en contact par ligne continue avec au moins un autre filament d'âme, la ligne de contact étant parallèle à la direction du filament, et en ce que les transfils sont en forme d'une hélice, dont le sens et le pas sont identiques à ceux des filaments d'âme, et sont disposés dans le creux de l'hélice formée par les filaments d'âme.
Dans les câbles d'acier usuels pour le renforcement, les filaments sont enroulée les uns autour des autres. Le câble selon la présente invention diffère de ceux-ci en ce que les filaments d'âme hélicoïdaux ne sont pas enroulés les uns autour des autres, mais s'étendent les uns à coté des autres et les uns contre les autres de telle manière que chaque filament d'âme est en contact avec un ou plusieurs autres filaments d'âme sur toute la longueur de ceux-ci. Le câble selon la présente invention est de construction simple et s'est trouvé avoir une combinaison favorable de propriétés statiques et dynamiques telles que la ténacité, l'élasticité longitudinale, le module d'élasticité, la distribution de la force sur les filaments, la résistance à la fatigue par compression et la facilité de mise en oeuvre.
Comme les transfils sont en forme d'une hélice dont le pas est identique à celui des filaments d'âme et qu'ils sont disposés de telle manière que, dans chaque section du câble, ils se trouvent contre le côté intérieur de l'hélice formée par les filaments d'âme, l'angle d'inclinaison des transfils sera du même ordre que celui des filaments d'âme. En conséquence, les transfils et les filaments d'âme contribuent au même degré à la ténacité du câble.
L'emploi des câbles présente un grand avantage dans les ceintures de renforcement de pneus d'automobiles. Il convient de signaler que l'emploi de câbles métalliques, en particulier de câbles à toron unique, est connu. En général, la ceinture est construite à partir de deux couches de câbles parallèles, situées tout près l'une de l'autre, de telle manière que les câbles de l'une couche croisent ceux de l'autre couche. Il a été trouvé maintenant qui une ceinture renforcée avec des câbles selon la présente invention ont un module considétablement plus élevé qu'une ceinture renforcée avec un même nombre de câbles à toron unique ayant la même longueur de pas et constitué de filaments du même diamètre, Le module plus élevé a pour conséquence favorable
1 qu'un pneu muni d'une telle ceinture présente de meilleures propriétés de roulement et en particulier un meilleur comportement dans les tournants.
Une ceinture plus rigide et, par conséquent, moins déformable donne une meilleure manoeuvrabilité et une conduite plus directe du véhicule dans les tournants et réduit par conséquent l'usure de la bande de roulement. D'autre part, il est possible de faire une ceinture de pneu à partir de moins de câbles de telle manière que le module de la ceinture soit égal à celui d'une ceinture réalisée à partir de câbles à toron unique. L'emploi des câbles selon la présente invention présente en ce cas l'avantage d'une construction plus légère qui contribue également au confort de roulement.
De plus, les câbles selon la présente invention présentent une bonne résistance à la corrosion et à la propagation de la corrosion. Il s'est trouvé que, pendant la mise en oeuvre, la matière élastomère passe facilement entre les filaments d'âme juxtaposés du câble et pendre ainsi dans le vide central
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unique, où les filaments constituant le câble sont en contact si ferme les uns avec les autres que l'élastomère ne peut pénétrer dans le vide central à l'intérieur des filaments constituant le câble, ce qui aura pour conséquence que, dans certaines conditions, les filaments seront sujets à la corrosion interne, qui se propage rapidement à travers le vide central. Cela s'accompagne d'une diminution considérable de l'adhérence du caoutchouc au câble et de la résistance à la fatigue du câble. Les câbles selon la présente invention ne présentent pas cet inconvénient.
Le fait que les filaments et en particulier les filaments d'âme sont couverts d'un peu de matière élastomère fournit une meilleure protection de ceux-ci contre l'usure par des contraintes de flexion. De plus, le câble présente une bonne adhérence à la matière élastomère.
Un mode de réalisation efficace du câble de renforcement à transfil unique s'obtient, en construisant le câble de manière que le transfil se trouve déplacé d'une demi-longueur de pas par rapport au pas des filaments d'âme. Dans cette construction, le transfil se trouve à peu près au milieu du pas des filaments d'âme.
Un mode de réalisation préférable du câble de renforcement à trans-
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que les filaments d'âme et le transfil ont le même diamètre, qui est dans l'ordre de 0,15 à 0,50 mm, la longueur du pas étant de 25, à 100 fois le diamètre du filament.
Les câbles selon la présente invention peuvent être fabriqués, en assemblant les filaments d'âme après avoir conféré à ceux-ci une déformation hélicoïdale permanente et en enroulant ensuite autour du faisceau de filaments d'âme un ou plusieurs transfils ayant également subi au préalable une déformation hélicoïdale permanente. Il est avantageux de réaliser la déformation préalable des transfils de telle manière qu'ils exercent une pression élastique sur les filaments d'âme.
Les transfils ont des.contacts par points avec les filaments d'âme. Si les transfils sont enroulés très serrés autour des filaments d'âme, la courbure du transfil à ces points de contact peut être quelque peu plus aiguë que celle de l'hélice théorique. Il est évident que de tels câbles de renforcement rentrent dans le cadre de la présente invention.
Une technique pour conférer une déformation hélicoïdale permanente
à des filaments métalliques et transformer ces filaments en câble a été révélée par le brevet d'invention néerlandais 6 916 742. Celui-ci décrit la fabrication de câbles à partir de filaments, qui se dévident de bobines placées à l'intérieur d'un rotor. En étant maintenus sous tension, les filaments sont guidés séparément par des alésages pratiqués dans un disque relié au rotor, ces alésages étant pourvus d'arêtes aiguës sur lesquelles les filaments sont fléchis de manière à provoquer des contraintes de déformation supérieures à la limite d'élasticité. Les filaments hélicoïdaux préalablement déformés de cette manière sont assemblés essentiellement dans cette forme dans une douille de câblage.
Dans le but de réduire la nervosité du câble, celui-ci est soumis d'abord à un traitement de fausse torsion avant d'Être amené au dispositif de renvidage. Le rayon de courbure des hélices formées dans les filaments dépend du rayon de courbure de l'arête de flexion, A mesure que le rayon de courbure de l'arête de flexion est plus petit, le rayon de courbure du filament diminue pourvu que le filament soit maintenu sous une tension suffisante. Le rayon de courbure du filament diminue aussi dans la mesure que l'angle de flexion s'accroit. L'angle de flexion est l'angle compris entre l'axe de l'alésage et la direction de déplacement des filaments vers ou depuis ledit alésage.
L'appareil connu selon le brevet sus-indiqué comporte deux disques munis d'alésages de guidage et rangés l'un après l'autre et à quelque distance l'un de l'autre, un des disques étant monté à position réglable par rotation par rapport à l'autre.
Le rayon de courbure de l'hélice est réglé par la contrainte de traction et/ou le déplacement par rotation relative des disques réglant l'angle de flexion.
De préférence, les câbles selon la présente invention sont faits de telle manière qu'un premier groupe de filaments dévidés de bobines d'alimentation stationnaires sont assemblés de manière à former un faisceau de filaments d'âme, ce faisceau étant guidé sur une première arête de flexion et qu'un ou plusieurs autres filaments sont guidés chacun sur une ou plusieurs autres arêtes de flexion et sont enroulés autour du faisceau de telle manière que la forme hélicoïdale préalablement établie se maintienne et présente le même sens et le même pas que les filaments du faisceau.
Le câble fabriqué suivant cette méthode diffère des câbles fabriqués suivant le procédé du brevet d'invention néerlandais 6 916 742 en ce qu'un certain nombre de filaments ne sont pas disposés les uns autour des autres, mais s'étendent les uns le long des autres et les uns contre les autres de telle manière que chaque filament d'âme est en contact avec un ou plusieurs autres filaments d'âme sur toute la longueur de ceux-ci. Sur ces filaments d'âme sont enroulés un ou plusieurs transfils de telle manière qu'ils se trouvent dans le creux de l'hélice formée par les filaments d'âme. Le câble fabriqué suivant ce procédé présente une combinaison favorable de propriétés mécaniques bien que son coOt de fabrication soit considérablement moins élevé que celui d'un câble fabriqué suivant le procédé selon le brevet d'invention néerlandais 6'916 742.
Cela est dû au fait qu'un grand nombre de bobines d'alimentation sont stationnairement disposés à l'extérieur du rotor et que seules les bobines pour les transfils doivent être montées à l'intérieur du rotor, qui peut donc être réalisé à faibles dimensions de sorte qu'il est possible d'obtenir de hautes vitesses de production
et des frais de commande réduits.
Un mode de réalisation favorable s'obtient, en réalisant le procédé selon la présente invention de telle manière que le faisceau comprend deux à
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nière sur les filaments du faisceau qu'il se trouve déplacé d'une demi-longueur de pas par rapport au pas des filaments d'Orne.
Ce câble peut être fabriqué selon le présent procédé à des vitesses élevées surtout parce que le rotor comporte une seule bobine et peut, à cause de ses faibles dimensions, être conçu pour de hautes vitesses de rotation.
La présente invention concerne aussi un dispositif pour la fabrication de câbles exempts de contraintes de torsion par l'emploi du procédé selon la présente invention, ce dispositif comprenant un rotor horizontalement entraîné, autour de l'axe duquel sont suspendues librement et indépendamment une ou plusieurs bobines de rotor, et un certain nombre d'orifices guide-fil excentriquement disposés, qui font partir du rotor et dont au moins quelques-uns sont munis d'arêtes de flexion à petit rayon de courbure pour la déformation des filaments, ainsi qu'un appareil de câblage et un appareil de renvidage, et étant caractérisé en ce qu'à l'extérieur du rotor sont montées un certain nombre de bobines d'alimentation stationnaires,
à partir desquelles les filaments sont dévidés et réunis sous forme d'un faisceau qui est mené à travers un orifice guide-fil central et à travers un ou plusieurs orifices guide-fil à arêtes de flexion vers l'appareil de câblage, en passant au dehors des bobines du rotor.
Il est préférable que les systèmes d'entraînement du rotor et de l'appareil de renvidage soient réglables l'un par rapport à l'autre de manière qu'on puisse former avec le même dispositif des câbles de différentes longueurs de pas d'hélice.
En vue de la fabrication de câbles à transfil unique, le dispositif se caractérise en ce qu'il est prévu une seule bobine de rotor et en ce que l'arête de flexion du transfil se trouve diamétralement opposée à celle du faisceau. Cette position de l'arête de flexion favorise que le transfil et les filaments d'âme soient assemblés précisément à un point situé sur l'axe
de rotation du rotor.
Si on utilise plusieurs transfils, leurs arêtes de flexion doivent se trouver les unes le plus près possible des autres et, dans la mesure du possible, être diamétralement opposées à l'arête de flexion du faisceau. De cette manière, on assure que les transfils se trouvent les uns contre les autres ce qui donna une construction régulière du câble.
Il est favorable d'utiliser une seule arete de flexion pour les transfils.
Il s'est trouvé qu'au point de formation du câble à l'entrée de
la douille de câblage, le câble peut être formé plus facilement en cas d'un dispositif caractérisé en ce que l'angle d'arrivée du transfil à la douille
de câblage est plus grand que celui du faisceau.
Pour le réglage précis de la position du (des) transfil(s) sur le faisceau, il est important que la distance entre l'arête de flexion pour le faisceau et le point de formation du câble et la distance entre l'arête (les arêtes) de flexion pour le(s) transfil(s) et ledit point de formation sont progressivement réglables. En cas de fabrication d'un câble transfil unique, le réglage de ces distances permet de déplacer le transfil d'une demilongueur de pas par rapport au pas des filaments d'âme qui forment le faisceau.
Exemple.
On fait deux bandes d'essai de caoutchouc renforcé, qui contiennent deux couches de câbles. Les couches de câbles se trouvent séparées entre elles par une couche de caoutchouc d'une épaisseur de 1 mm et sont recouvertes à chaque côte extérieur d'une couche de caoutchouc d'une épaisseur de 1,5 mm, Les
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100 x 12 cm. Après vulcanisation, les bandes sont coupées en éprouvettes d'une largeur de 10 cm.
Le compte des câbles dans chaque couche est de 20 par pouce anglais ("epi") et les câbles des couches se trouvent respectivement sous un angle de 16[deg.] et de
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On mesure le module au moyen d'un dynamomètre Instron, en appliquant une longueur entre les pinces de 72,6 cm et une vitesse de 2 cm/min..
Les bandes contiennent des câbles métalliques réalisés à partir de filaments d'un diamètre de 0,25 mm. Les câbles A selon la présente invention se constituent de quatre filaments qui forment un faisceau autour duquel est prévu
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plafté d'une demi-longueur de pas par rapport au pas des filaments du faisceau. Les câbles B ont la construction connue de cinq filaments toronnés: la longueur du pas est de 9,5 non.
Les valeurs trouvées du module sont indiquées dans le tableau suivant.
Module exprimé en kN pour 1 % d'allongement. Bandes a câbles:
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L'invention sera illustrée à l'aide des figures ci-annexées 1-3.
La figure 1 représente partiellement en section longitudinale et partiellement en vue latérale un mode de réalisation du dispositif. La figure 2 représente en vue latérale un câble selon la présente invention, fait avec le dispositif selon la figure 1. La figure 3 représente le câble de la figure 2 en section transversale.
Dans la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne une cantre
sur laquelle sont superposées quatre bobines d'alimentation 2, dont les quatre filaments 3 passent chacun par un tendeur réglable 4 vers un oeillet guide fil 5.
Une bobine d'alimentation 6 est supportée par un berceau 7. Un tendeur à bande 8 sollicitée par un ressort sert à maintenir le filament 9 sous une tension suffisante pendant le dévidage. Le berceau 7 est monté au moyen de roulements
à rouleaux sur l'axe 10 du rotor de telle manière que le centre de gravité du berceau et de la bobine se trouve suffisamment au-dessous de l'axe 10 dans le but d'éviter que le berceau et la bobine tournent avec l'axe. A son bout tourné vers la bobine, l'axe creux 10 est muni d'un oeillet guide-fil 11.
Sur l'axe creux 10 est monté fixe un élément en forme de coupe 12, muni de trois arêtes de guidage 13 en matériau résistant à l'abrasion.
Dans une ouverture latérale de l'axe 10 se trouve une cheville 14 pour guider le filament. L'axe 10 est supporté dans le palier 15 et est muni d'une poulie en vue de son entraînement par un moteur 17.
A son bout détourné de la bobine 6, l'axe 10 est muni d'un élément
18 pour effectuer la déformation préalable du filament. L'élément en forme de coupe 12, l'axe 10 et 1'élément 18 constituent ensemble le rotor du dispositif. l'élément 18 est constitué par l'élément creux cylindrique 19 a oeillets guidefil 20 et 21 sur lequel sont montés un disque fixe 22 et un disque 23 qui peut être déplacé en directions axiale et tangentielle par rapport au disque 22 et qui peut être fixé sur l'élément 12.
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Les arêtes de l'oeillet 24 sont légèrement courbées tandis qu'une arête de l'oeillet 25 est fortement courbée.
Un disque à moyeu 27 est monté tournant et glissant sur l'élément 19 sur lequel il peut être fixé au moyen de vis (non dessinées).
Contre le disque 27 se trouve un disque 28, qui peut être tourné relativement par rapport au disque 27 et Être fixé sur celui-ci par des moyens non dessinés. Dans le disque sont prévus des orifices de passage 31 et 32 pour les filaments. Dans les disques 27 et 28 sont prévus respectivement les oeillets guide-fil 29 et 30. Les arêtes de l'oeillet 29 sont faiblement courbées tandis qu'une arête de l'oeillet 30 est fortement courbée. Tous les organes guide-fil sont faits d'un matériau résistant à l'abrasion.
La figure 1 montre aussi la douille de câblage 33, les paires de cylindres 34 et 35, entraînées à une vitesse réglable, l'appareil de fausse torsion 36 et l'appareil de renvidage 37.
La longueur de pas des filaments déformés 3 et 9 est déterminée par la vitesse de l'axe 10 et la vitesse à laquelle les filaments sont menés à travers le dispositif par la paire de cylindres 34. Les amplitudes des hélices des filaments 3 et du filament 9 sont déterminées par la flexion conférée aux filaments 3 sur l'arête de l'oeillet guide-fil 30. On ajuste l'amplitude désirée, en réglant la tension du filament et en variant les angles de flexion par réglage des disques
23 et 28.
Dans les figures 2 et 3, le chiffre de référence 38 désigne quatre filaments d'âme qui constituent le faisceau central hélicoïdal du câble, On constate que ces filaments se trouvent les uns à c8té des autres et ne sont pas enroulés les uns autour des autres. Un filament de la même épaisseur est enroulé
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pas par rapport au pas du faisceau.
L'opération se déroule comme suit. Les filaments 3 sont réunis en faisceau dans l'oeillet 5 et sont guidés au dehors de la bobine 6 et des oeillets guide-fil 13, en passant par la cheville 14, vers le centre de l'axe 10.
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les oeillets 24 et 25 qui sont déplacés quelque peu l'un par rapport à l'autre de telle manière que le faisceau de filaments 3 est fléchi fortement sur les arêtes de l'oeillet 25, ce qui donne une déformation hélicoïdale permanente
des filaments 3.
Le faisceau s'emmène par le passage 31 vers le point de formation du câble à l'entrée de la douille de câblage 33.
Le filament 9 provenant de la bobine d'alimentation 6 passe par l'oeillet guide-fil 11 et l'alésage de l'axe 10 vers l'oeillet 21, puis par
le passage 32 et les oeillets guide-fil 29 et 30, qui se trouvent déplacés
l'un par rapport à l'autre de telle manière que le filament 9 est hélicoïdalement déformé par suite du fléchissement intensif sur l'arête de l'oeillet guide-fil 30.
Au point de formation du câble, les filaments fléchis ensemble 3 sont enveloppés du filament préalablement déformé 9.
Le câble obtenu passe par la paire de cylindres 34, l'appareil de fausse torsion 36 et la paire de cylindres 35 vers l'appareil de renvidage 37.
REVENDICATIONS.
1. Câble de renforcement pour articles élastomères, qui comprend des filaments hélicoïdaux et dans lequel un ou plusieurs transfils d'acier simples sont enroulés sur deux ou plusieurs filaments d'âme d'acier simples qui ne sont pas enroulés les uns sur les autres, caractérisé en ce que les filaments d'âme ont la même forme hélicoïdale et sont disposés les uns à cote des autres et les uns contre les autres de telle manière que chaque filament d'âme est en contact par ligne continue avec au moins un autre filament d'âme, la ligne de contact étant parallèle à la direction du filament, et en ce que les transfils sont en forme d'une hélice, dont le sens et le pas sont identiques à ceux des filaments d'âme, et sont disposés dans le creux de l'hélice formée par les filaments d'âme.
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The present invention relates to a reinforcing cord for elastomeric articles, which comprises helical filaments and in which one or more single steel strands are wound on two or more single steel core filaments which are not wound on each other. others. the present invention also relates to a method and a device for manufacturing a cord which, in the unloaded state, is free from torsional stress, from a number of single metallic filaments, in particular steel filaments, which are unwound from coils and to which a permanent predeformation is conferred, by passing them over an edge with a small radius of curvature such that the point of contact of said edge with the
<EMI ID = 2.1> mente are joined together in a wiring device so as to form a cable,
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By "filament" is to be understood in this case an elementary wire.
The use of cables of the above-mentioned type for reinforcing elastomeric articles such as automobile tires, conveyor belts, hoses, etc. has been disclosed by the patent for invention issued in the United States under the n. [deg.] 3,273,978. The reinforcing element described therein consists of a number of core filaments juxtaposed in out of phase corrugations and surrounded by one or more strands.
As the core filaments are juxtaposed in phase-shifted corrugations, they contact each other only at points, so that the cable obtained in this way has a fairly open structure.
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setting the penetration of the elastomeric material so that the cable coated with the elastomer has better longitudinal elasticity than conventional metal cables. In the cables described in the above-mentioned patent, the threads only serve to hold the core filaments together arbitrarily.
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Finally, the strands contribute considerably less to the tenacity of the cord than the core filaments.
In addition, the outside diameter of the cable described in said patent is, due to
of the widely spaced arrangement of the core filaments, relatively large so that the number of reinforcing filaments to be incurporated in the space available in the article to be reinforced is relatively small, which has the disadvantage that it is not not possible to obtain an optimal strengthening effect. It also appears that, for some fields of application, the cables described have too high an elasticity and that in particular, when they are subjected to low stresses, their elastic modulus is too low. This drawback is felt especially when using these cords in the belt under the tread of an automobile tire.
The present invention provides a reinforcing cord of the above-mentioned type for elastomeric articles, in which the threads fully contribute to the tenacity of the cord, which at the same time will have a high modulus of elasticity and will produce in cooperation with the elastomeric material in which
it is incorporated a great stiffening and strengthening effect in the article.
The present invention is characterized in that, in a reinforcing cord of the above-mentioned type, the core filaments have the same helical shape and are arranged side by side and against each other in such a way that each core filament is in continuous line contact with at least one other core filament, the contact line being parallel to the direction of the filament, and in that the threads are in the form of a helix, the direction of which and the pitch are identical to those of the core filaments, and are arranged in the hollow of the helix formed by the core filaments.
In the usual steel cables for reinforcement, the filaments are wound around each other. The cable according to the present invention differs from these in that the helical core filaments are not wound around each other, but extend next to each other and against each other in such a way that each core filament is in contact with one or more other core filaments along the entire length thereof. The tow according to the present invention is of simple construction and has been found to have a favorable combination of static and dynamic properties such as toughness, longitudinal elasticity, modulus of elasticity, distribution of force on the filaments, compressive fatigue resistance and ease of processing.
As the threads are in the form of a helix, the pitch of which is identical to that of the core filaments and they are arranged in such a way that in each section of the cable they are against the inner side of the helix formed by the core filaments, the angle of inclination of the threads will be of the same order as that of the core filaments. As a result, bead wires and core filaments contribute equally to tow tenacity.
The use of cables has a great advantage in reinforcing belts for automobile tires. It should be noted that the use of metal cables, in particular single-strand cables, is known. In general, the belt is constructed from two layers of parallel cables, located very close to each other, such that the cables of one layer cross those of the other layer. It has now been found that a belt reinforced with cables according to the present invention have a considerably higher modulus than a belt reinforced with the same number of single-strand cables having the same pitch length and made of filaments of the same diameter, The higher modulus has the favorable consequence
1 that a tire provided with such a belt has better rolling properties and in particular better behavior when turning.
A stiffer and, therefore, less deformable belt gives better maneuverability and a more direct handling of the vehicle in turns and therefore reduces wear on the tread. On the other hand, it is possible to make a tire belt from less cables so that the modulus of the belt is equal to that of a belt made from single strand cables. The use of the cables according to the present invention in this case has the advantage of a lighter construction which also contributes to ride comfort.
In addition, the cables according to the present invention exhibit good resistance to corrosion and to the propagation of corrosion. It has been found that, during processing, the elastomeric material easily passes between the juxtaposed core filaments of the cable and thus hangs in the central void.
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single, where the filaments constituting the cord are in such firm contact with each other that the elastomer cannot penetrate the central void inside the filaments constituting the cord, which will result in, under certain conditions, the filaments will be subject to internal corrosion, which propagates rapidly through the central vacuum. This is accompanied by a considerable decrease in the adhesion of the rubber to the cable and the fatigue resistance of the cable. The cables according to the present invention do not have this drawback.
The fact that the filaments and in particular the core filaments are covered with a little elastomeric material provides better protection thereof against wear by bending stresses. In addition, the cable exhibits good adhesion to the elastomeric material.
An effective embodiment of the single thread reinforcing tow is achieved by constructing the tow so that the thread is displaced half a pitch length from the pitch of the core filaments. In this construction, the thread is located approximately in the middle of the pitch of the core filaments.
A preferable embodiment of the trans-
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that the core filaments and the wire have the same diameter, which is in the order of 0.15 to 0.50 mm, the pitch length being 25, to 100 times the diameter of the filament.
The cables according to the present invention can be manufactured by assembling the core filaments after having given them a permanent helical deformation and then winding around the bundle of core filaments one or more threads which have also previously undergone a permanent helical deformation. It is advantageous to carry out the preliminary deformation of the strands in such a way that they exert an elastic pressure on the core filaments.
The threads have point contacts with the core filaments. If the threads are wound very tightly around the core filaments, the curvature of the thread at these contact points may be somewhat sharper than that of the theoretical helix. It is obvious that such reinforcing cables come within the scope of the present invention.
A technique for imparting permanent helical deformation
to metallic filaments and transforming these filaments into tow has been disclosed by Dutch patent 6,916,742. This describes the manufacture of cables from filaments, which unwind from spools placed inside a rotor. While being kept under tension, the filaments are guided separately by bores made in a disc connected to the rotor, these bores being provided with sharp edges on which the filaments are bent so as to cause deformation stresses greater than the limit of elasticity. The helical filaments previously deformed in this way are assembled essentially in this shape in a wiring socket.
In order to reduce the nervousness of the cable, the latter is first subjected to a false-twist treatment before being fed to the winding device. The radius of curvature of the helices formed in the filaments depends on the radius of curvature of the bending edge, As the radius of curvature of the bending edge is smaller, the radius of curvature of the filament decreases as long as the filament is maintained under sufficient tension. The radius of curvature of the filament also decreases as the bending angle increases. The bending angle is the angle between the axis of the bore and the direction of movement of the filaments towards or from said bore.
The apparatus known according to the above-mentioned patent comprises two discs provided with guide bores and arranged one after the other and at some distance from each other, one of the discs being mounted in an adjustable position by rotation. compared to each other.
The radius of curvature of the helix is controlled by the tensile stress and / or the relative rotational displacement of the discs adjusting the bending angle.
Preferably, the cables according to the present invention are made in such a way that a first group of filaments unwound from stationary supply spools are assembled so as to form a bundle of core filaments, this bundle being guided on a first edge. of bending and one or more other filaments are each guided on one or more other bending edges and are wound around the bundle in such a way that the previously established helical shape is maintained and has the same direction and the same pitch as the filaments of the beam.
Rope made by this method differs from ropes made by the method of Dutch patent 6,916,742 in that a number of filaments are not arranged around each other, but run alongside each other. and against each other so that each core filament contacts one or more other core filaments along the length thereof. One or more threads are wound on these core filaments in such a way that they are located in the hollow of the helix formed by the core filaments. The cable produced by this process exhibits a favorable combination of mechanical properties although its manufacturing cost is considerably lower than that of a cable produced by the process according to Dutch patent 6,916,742.
This is due to the fact that a large number of supply coils are stationary arranged outside the rotor and that only the coils for the transfils need to be mounted inside the rotor, which can therefore be made with small dimensions. so that it is possible to obtain high production speeds
and reduced ordering costs.
A favorable embodiment is obtained by carrying out the method according to the present invention such that the beam comprises two to
<EMI ID = 8.1>
deny on the filaments of the bundle that it is displaced by half a pitch length with respect to the pitch of the Orne filaments.
This cable can be manufactured according to the present process at high speeds mainly because the rotor has a single coil and can, because of its small dimensions, be designed for high rotational speeds.
The present invention also relates to a device for the manufacture of cables free from torsional stresses by the use of the method according to the present invention, this device comprising a horizontally driven rotor, around the axis of which are suspended freely and independently one or more rotor coils, and a number of eccentrically arranged wire guide holes which start from the rotor and at least a few of which are provided with small radius bending ridges for deformation of the filaments, as well as a wiring apparatus and a winding apparatus, and being characterized in that outside the rotor are mounted a number of stationary supply coils,
from which the filaments are unwound and united as a bundle which is led through a central wire guide hole and through one or more bending-edged wire guide holes to the wiring apparatus, passing through the outside the rotor coils.
It is preferable that the drive systems of the rotor and of the winding apparatus are adjustable relative to each other so that cables of different lengths of helical pitch can be formed with the same device. .
With a view to the manufacture of single-wire cables, the device is characterized in that a single rotor coil is provided and in that the bending edge of the wire is located diametrically opposite that of the bundle. This position of the bending edge favors that the thread and the core filaments are assembled precisely at a point located on the axis.
of rotor rotation.
If more than one wire is used, their bending edges should be as close as possible to each other and, as far as possible, be diametrically opposed to the beam bending edge. In this way, it is ensured that the threads are against each other which gave a regular construction of the cable.
It is favorable to use a single bending edge for the threads.
It was found that at the point of formation of the cable at the entrance of
the wiring socket, the cable can be formed more easily in the case of a device characterized in that the angle of arrival of the wire at the socket
of wiring is larger than that of the harness.
For the precise adjustment of the position of the wire (s) on the bundle, it is important that the distance between the bending edge for the bundle and the point of formation of the cable and the distance between the edge (s) bending edges for the transfil (s) and said forming point are progressively adjustable. In the case of manufacturing a single threaded cable, the adjustment of these distances makes it possible to move the thread by half a pitch length in relation to the pitch of the core filaments which form the bundle.
Example.
Two reinforced rubber test strips are made, which contain two layers of cables. The layers of cables are separated from each other by a layer of rubber with a thickness of 1 mm and are covered on each outer side with a layer of rubber with a thickness of 1.5 mm.
<EMI ID = 9.1>
100 x 12 cm. After vulcanization, the strips are cut into test specimens with a width of 10 cm.
The count of cables in each layer is 20 per English inch ("epi") and the cables in the layers are at an angle of 16 [deg.] And
<EMI ID = 10.1>
Modulus is measured using an Instron dynamometer, applying a length between the clamps of 72.6 cm and a speed of 2 cm / min.
The bands contain metal cables made from filaments with a diameter of 0.25 mm. The cables A according to the present invention consist of four filaments which form a bundle around which is provided
<EMI ID = 11.1>
capped by half a pitch length in relation to the pitch of the bundle filaments. Cables B have the known construction of five stranded filaments: the pitch length is 9.5 no.
The values found for the module are shown in the following table.
Modulus expressed in kN for 1% elongation. Cable tapes:
<EMI ID = 12.1>
The invention will be illustrated with the aid of the appended figures 1-3.
FIG. 1 shows partially in longitudinal section and partially in side view an embodiment of the device. Figure 2 shows in side view a cable according to the present invention made with the device according to figure 1. Figure 3 shows the cable of figure 2 in cross section.
In figure 1, the reference numeral 1 denotes a creel
on which are superimposed four feed spools 2, the four filaments 3 of which each pass through an adjustable tensioner 4 towards a wire guide eyelet 5.
A supply spool 6 is supported by a cradle 7. A spring loaded belt tensioner 8 serves to maintain the filament 9 under sufficient tension during unwinding. The cradle 7 is mounted by means of bearings
roller on the axis 10 of the rotor so that the center of gravity of the cradle and the spool is sufficiently below the axis 10 in order to prevent the cradle and the spool from rotating with the axis. At its end facing the spool, the hollow shaft 10 is provided with a thread guide eyelet 11.
On the hollow shaft 10 is fixedly mounted a cup-shaped element 12, provided with three guide ridges 13 of abrasion resistant material.
In a lateral opening of the axis 10 is a pin 14 for guiding the filament. The axis 10 is supported in the bearing 15 and is provided with a pulley for its drive by a motor 17.
At its end diverted from the coil 6, the axis 10 is provided with an element
18 to perform the preliminary deformation of the filament. The cup-shaped member 12, the pin 10 and the member 18 together constitute the rotor of the device. the element 18 is constituted by the cylindrical hollow element 19 with thread guide eyelets 20 and 21 on which are mounted a fixed disc 22 and a disc 23 which can be moved in axial and tangential directions with respect to the disc 22 and which can be fixed on item 12.
<EMI ID = 13.1>
The ridges of eyelet 24 are slightly curved while a ridge of eyelet 25 is strongly curved.
A hub disc 27 is mounted rotating and sliding on the element 19 on which it can be fixed by means of screws (not shown).
Against the disc 27 is a disc 28, which can be rotated relatively to the disc 27 and be fixed thereon by means not shown. In the disc are provided passage orifices 31 and 32 for the filaments. In the discs 27 and 28 are respectively provided the thread guide eyelets 29 and 30. The ridges of the eyelet 29 are slightly curved while a ridge of the eyelet 30 is strongly curved. All wire guide members are made of an abrasion resistant material.
Figure 1 also shows the wiring socket 33, the pairs of rolls 34 and 35, driven at an adjustable speed, the false twist apparatus 36 and the winding apparatus 37.
The step length of the deformed filaments 3 and 9 is determined by the speed of the axis 10 and the speed at which the filaments are led through the device by the pair of cylinders 34. The amplitudes of the helices of the filaments 3 and of the filament 9 are determined by the bending given to the filaments 3 on the edge of the yarn guide eyelet 30. The desired amplitude is adjusted, by adjusting the tension of the filament and by varying the bending angles by adjusting the discs.
23 and 28.
In Figures 2 and 3, the reference numeral 38 designates four core filaments which constitute the central helical bundle of the cable, It is noted that these filaments are located next to each other and are not wound around each other . A filament of the same thickness is wound
<EMI ID = 14.1>
pitch relative to the beam pitch.
The operation proceeds as follows. The filaments 3 are gathered in a bundle in the eyelet 5 and are guided outside the spool 6 and the thread guide eyelets 13, passing through the peg 14, towards the center of the axis 10.
<EMI ID = 15.1>
the eyelets 24 and 25 which are moved somewhat relative to each other in such a way that the bundle of filaments 3 is bent strongly on the ridges of the eyelet 25, which gives a permanent helical deformation
filaments 3.
The harness is taken through passage 31 to the point where the cable is formed at the entrance to the wiring socket 33.
The filament 9 coming from the supply spool 6 passes through the thread guide eyelet 11 and the bore of the axis 10 towards the eyelet 21, then through
the passage 32 and the thread guide eyelets 29 and 30, which are displaced
relative to each other in such a way that the filament 9 is helically deformed as a result of the intensive bending on the edge of the yarn guide eyelet 30.
At the point of tow formation, the flexed filaments 3 together are wrapped with the previously deformed filament 9.
The cable obtained passes through the pair of rollers 34, the false twist device 36 and the pair of rolls 35 to the winding device 37.
CLAIMS.
1. Reinforcement cord for elastomeric articles, which comprises helical filaments and in which one or more single steel strands are wound on two or more single steel core filaments which are not wound on top of each other, characterized in that the core filaments have the same helical shape and are arranged side by side and against each other such that each core filament is in continuous line contact with at least one other filament core, the contact line being parallel to the direction of the filament, and in that the threads are in the form of a helix, the direction and pitch of which are identical to those of the core filaments, and are arranged in the hollow of the helix formed by the core filaments.