用于增强聚合物制品的增强股制造技术

增强股(400)包括芯(403)，钢单丝(404)以相同的最终捻距长度和方向围绕该芯捻合。钢单丝布置在包括N个第一钢单丝的中间层中以及周向地围绕中间层布置的2N个钢单丝的外层中。在中间层中，单丝将以闭合捻距长度彼此接触，闭合捻距长度由中间层中的钢单丝数目N、芯的直径以及第一钢单丝的直径确定。通过选择等于闭合捻距长度两倍到六倍之间的最终捻距长度和方向，将在中间层单丝之间形成间隙。2N个外层单丝被进一步划分为较小直径钢单丝组(408)和较大直径钢单丝组(406)。

Reinforcement unit for reinforced polymer products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强聚合物制品的增强股
本专利技术涉及增强股，增强股特别适用于增强聚合物制品，诸如像例如同步带的带或用作电梯中的张紧构件的带。
技术介绍
带是用于通过与从动或非从动滑轮相互作用来传送材料、传递动力或定位物品的人造制品。例如，电梯带用于在电梯中运送人员、V型带用于传递动力、同步带非常适合在机器中准确定位夹具并传递动力。带通常包括坚固的增强件，增强件可被或不被聚合物覆盖来保护增强件。通常，带将具有非圆形的截面，例如，V型带的梯形截面或扁平带的矩形截面。带的增强件必须满足多个要求：-增强件不仅必须坚固(即，能够承受较大的纵向力)，而且-它也应具有较高的模量，以防止在张紧带时过度伸长。-此外，增强件在滑轮上反复运行时，不应蠕变或伸长。-增强件必须非常柔韧，即，具有低的弯曲刚度，以跟随滑轮的曲率。-增强件应具有长且可预测的使用寿命，以确保所安装机器的长期发挥功能。-增强件必须与聚合物护套结合，即，增强件必须粘附或锚固到聚合物护套。这特别重要，因为所有力都从滑轮借助护套传递到增强件。护套的主要功能是保护增强件、以在滑轮和带之间传递力以及将增强件保持在一起。通常，护套的增强能力比增强件本身的增强能力弱。带的增强件的历史与其他复合材料(例如，轮胎或软管)的增强件的历史相同。最初使用的是天然纤维(例如，棉或麻)，然后使用人造纤维或人变造纤维(例如，人造丝、尼龙、聚酯、聚丙烯和其他有机纤维)。也已经考虑高强度纤维，诸如超高分子量聚乙烯或芳族聚酰胺或基于聚对亚苯基-2，6-苯并二恶唑(PBO，))的纤维，但是一直未供应市场，这是因为不耐疲劳、或蠕变太大或难以粘附到聚合物护套。提供了玻璃纤维和碳纤维增强带，但主要用于高端应用。因此仍然有很大一部分带利用钢帘线进行增强。用于带增强的钢帘线几乎无一例外地是多股类型的。这样的帘线由“m”个单股钢单丝制成，钢单丝被捻合成股，然后将“n”股捻合成“n×m”帘线。流行的构造是3×3，即，将三个单丝捻合在一起成一股，然后将三个这样的股捻合为一个帘线。其他示例是7×7或7×3股。虽然这些构造主要用于同步带，但现在也广泛用于电梯的扁平带(EP2284111B1)。尽管这些类型的构造具有相当好的伸长性能(按照WO2005/043003的教导)、非常好的护套锚固、非常低的蠕变和极好的疲劳寿命，但是它们的模量有些低。在使用的带中存在大量利用其他类型的帘线代替这些类型的多股帘线尝试：-GB2252774，其中建议在同步带中使用由至少一层单丝包围的一个或多个单丝的中央芯的层状股；-WO2012/141710，其中描述了电梯带，其中增强帘线包括不具有“二阶”螺旋结构(即股)的多个钢单丝。-EP1555233A1，其中第一实施例描述了具有沃灵顿类型的七个股的电梯带。然而，当以现实面对这些“解决方案”时，它们失败了。主要的障碍是一个或多个中央芯单丝在拉伸和压缩的反复加载循环下从帘线中芯吸出(wickout)。在朝向该滑轮的运动中，驱动带的滑轮使带处于张紧状态。在返回时，由带驱动的滑轮可能会将带置于压缩状态。这些重复的拉伸-拉伸循环在股的芯上引起“蠕动”作用，最终导致移出芯。运动始终沿“前进”方向(即，带运动方向)。芯的芯吸可能导致芯穿透聚合物护套并与滑轮之一缠结，从而导致带完全塌陷。这是“芯迁移问题”。发现WO2008/080715中的解决方案解决了芯迁移问题，但是带来了其他缺点。因此，寻找在带中良好地发挥功能(即，未显示出芯迁移)的股的探索尚未结束，并且本专利技术人探索了另一路线并找到了可行的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是解决增强股中的芯迁移问题。本专利技术的另一目的是提供一种增强股，其具有高强度/直径比、在带的聚合物护套中显示出良好的粘附性和/或锚固性、并且具有良好的可预测寿命。另一目的是提供生产所述增强股的方法。根据本专利技术的第一方面，要求保护一种具有根据权利要求1的特征的增强股。股特别适用于增强复合制品(例如，带、软管、轮胎)中的聚合物。增强股包括具有芯直径的芯以及围绕所述芯捻合的钢单丝，这使其成为“股”。实际上，“股”包括可以是直的(“零阶螺旋变形”)芯和围绕芯以螺旋形状(“一阶螺旋变形”)形成的钢单丝。这与多股帘线不同，在多股帘线中还存在如下的钢单丝，钢单丝显示出螺旋，其中螺旋的轴线也具有螺旋形状的螺旋(“二阶螺旋变形”)。7×7构造的外部股的外部单丝显示出这样的“二阶螺旋变形”。因此，“股”可以方便地定义为具有零阶和/或一阶螺旋变形的单丝且不具有二阶或更高阶螺旋变形的单丝的帘线。钢单丝被组织为：-包括N个第一钢单丝或由其组成的中间层，N个第一钢单丝周向地围绕芯布置。这N个第一钢单丝都具有第一直径。芯直径和第一单丝直径使得在中间层中的第一单丝之间形成间隙。相邻单丝的表面之间的最接近点(即，在垂直于单丝中心线的方向上)之间应留有间隙。-外层，包括N的2倍(即2N)个钢单丝或由其组成，2N个钢单丝同样周向地围绕中间层布置。中间层和外层的所有钢单丝均以相同的最终捻距长度(以下简称为“FL”)和方向围绕芯捻合。“最终捻距长度和方向”是指股静止时(即，没有外部力矩或力作用在其上时)的捻距长度和方向，例如在约一米长的一段股上观察到的捻距长度。因此，股是平行捻距股(也称为“等捻距股”)，即包括至少两层单丝的股，所有这些单丝在一次操作中以相同的捻距长度沿相同的方向铺设。所有单丝均具有一阶螺旋变形。股的特征在于，将钢单丝铺设在一起的最终捻距长度大于闭合捻距长度的两倍且小于其六倍。闭合捻距长度(简称为CL)是中间层的相邻单丝之间的间隙被闭合处(即，单丝彼此接触)的极限捻距长度。因此，增强股的特征在于，最终捻距长度FL在2×CL和6×CL之间(包括边界)。与闭合捻距长度CL相比，最终捻距长度FL的其他范围是：3×CL≤FL≤6×CL或3×CL≤FL≤5×CL或4×CL≤FL≤6×CL4×CL≤FL≤5×CL。实际上，当缩短股的捻距长度时，中间层的单丝将趋于靠近在一起，直到它们在闭合捻距长度处彼此接触。限制在于，当施加甚至更短的捻距长度时，中间层单丝将彼此碰撞并径向膨胀，使得芯不再与中间层单丝接触。闭合捻距长度由芯直径“d0”、中间层单丝的第一直径“d1”和中间层中单丝的数目“N”确定。对于本申请中的所有实际目的，它等于：为了完整起见，可以定义具有第一半径的第一外接圆，第一半径与所有第一钢单丝相切。该第一外接圆的半径为(d0/2)+d1。优选地，对于根据本专利技术的增强股，最终捻距长度为增强股的直径的约8至15倍，或更优选地为增强股的直径的9至12倍。选择该最终捻距长度的优点在于，当增强股受到压缩时，单丝仍具有在中间层内弯曲的空间。如果捻距长度短于2×CL，则第一钢单丝之间没有足够的间隙，并且在受到压缩时被从中间层推出。结果，它们在反复的拉伸-拉伸作用下从增强股芯吸出。当最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增强聚合物制品的增强股，所述增强股包括具有芯直径的芯和钢单丝，所述钢单丝被组织为：/n-中间层，所述中间层包括周向地围绕所述芯布置的N个第一钢单丝，所述第一钢单丝具有第一直径，所述芯直径和所述第一直径使得在所述第一钢单丝之间形成间隙；以及/n-外层，所述外层包括周向地围绕所述中间层布置的2N个钢单丝，/n所述中间层和所述外层的所述钢单丝以相同的最终捻距长度和方向围绕所述芯捻合，/n其特征在于，/n所述最终捻距长度大于闭合捻距长度的两倍且小于所述闭合捻距长度的六倍，所述闭合捻距长度是所述中间层的所述第一单丝之间的所述间隙被闭合处的捻距长度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 EP 17177992.91.一种用于增强聚合物制品的增强股，所述增强股包括具有芯直径的芯和钢单丝，所述钢单丝被组织为：
-中间层，所述中间层包括周向地围绕所述芯布置的N个第一钢单丝，所述第一钢单丝具有第一直径，所述芯直径和所述第一直径使得在所述第一钢单丝之间形成间隙；以及
-外层，所述外层包括周向地围绕所述中间层布置的2N个钢单丝，
所述中间层和所述外层的所述钢单丝以相同的最终捻距长度和方向围绕所述芯捻合，
其特征在于，
所述最终捻距长度大于闭合捻距长度的两倍且小于所述闭合捻距长度的六倍，所述闭合捻距长度是所述中间层的所述第一单丝之间的所述间隙被闭合处的捻距长度。


2.根据权利要求1所述的增强股，其中在最终捻距长度处，所述外层的所述单丝之间没有间隙。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的增强股，其中所述外层包括：
-第二直径的N个第二钢单丝，所述N个第二钢单丝与具有第二半径的第二外接圆相切，以及
-第三直径的N个第三钢单丝，所述N个第三钢单丝与具有第三半径的第三外接圆相切，
所述第二直径大于所述第三直径，所述第二钢单丝和所述第三钢单丝在所述外层中占据交替的位置，并且其中所述第二半径不同于所述第三半径。


4.根据权利要求3所述的增强股，其中所述第二半径大于所述第三半径。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的增强股，其中N等于5、6、7、8或9。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的增强股，其中所述芯是包括弯曲部的单个钢单丝，所述弯曲部在其间具有直区段。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的增强股，其中所述芯是等捻距股，其中所有芯钢单丝均没有零阶螺旋变形，并且以不同于所述增强股的所述最终捻距长度的芯捻距长度捻合在一起。


8.根据权利要求7所述的增强股，其中所述芯钢单丝的数目为二或三或四，并且所述芯钢单丝具有相等的直径。


9.根据权利要求7所述的增强股，其中所述芯钢单丝的数目为九或十二，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·范雷滕，K·克拉埃斯，G·莫伦，
申请(专利权)人：贝卡尔特先进帘线阿尔特公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE