[发明专利]线材成形装置

说明书

技术领域

发明涉及用于在线材、更特别是用于在钢丝绳中或作为锯丝或作为刷子线材使用的钢丝上引起压印或弯折的线材成形装置。

背景技术

在很多钢丝应用中，以特定形状形成钢丝的形状是有益的。主要这是呈在单一个平面中的波浪的形式，可能组合有诸如转动或弯折等的其他变形或者在不同于第一卷曲平面的平面中的第二卷曲。

为什么引入卷曲的原因可以是多样的。例如在用于橡胶产品的增强的钢丝绳领域中：

·单丝被卷曲用于影响钢丝绳中的单丝的伸长行为。卷曲的线材与直的线材相比具有较高的断裂伸长率和较低的模量。此外通过调整卷曲的幅值和波长，可以相当好地调谐这些性质。

·轮胎绳中的单丝也被卷曲以便提高橡胶渗透性。所引起的小的弯折在单丝之间形成了橡胶可在挤出或硫化期间侵入通过的微小尺寸的间隙。

在锯丝领域中，卷曲被引入用于提高的切割性能：

·由弯折形成的缺口拖动携带着磨蚀粉末的浆料更好地进入切口，造成了更好且更均匀的锯割；

·因为线材不太接触切口的侧面，所以线材与工件之间的摩擦小。

卷曲的线材刷被用在从手持式转动刷到用于街道清洁的大型刷轮的各种工业清洁机器上。在那里线材的卷曲被主要引入以：

·使得线材在刷中相互离开；

·卷曲有助于吸收使用期间的挠曲和振动，由此提高刷的寿命期。

为了在钢丝中引起卷曲，线材的外表面的至少一部分必须被塑性地拉伸。它造成：对于纤细的线材而言—比方说比0.15mm细的线材—已经非常小的弯折半径必须在线材的外表面(也就是等于线材直径的超过弯折半径的两倍的比率)处的应变引起钢高于其屈服应力之前被强加在线材上。当希望给予高拉伸线材永久性卷曲时问题进一步加剧，因为在高拉伸线材(比方说具有高于2000N/mm²的拉伸强度的线材)中屈服应力伴随地升高。“屈服应力”是钢会在负载的去除之后显示出永久性变形时的那个应力。

此外—一旦在使线材横截面的一部分达到可塑性上取得了成功—纤细的高拉伸线材的“回弹”就与对于粗大的低拉伸线材的相比高得多。“回弹”可以被限定为在弯折期间被强加的曲率与弯折力矩的去除之后保持的曲率之间的差异。“回弹”随着增加的屈服应力并随着减小的直径而增加(影响回弹的其他因素是线材的横截面和钢的模量)。因此，与粗大的低拉伸线材相比，使高拉伸的纤细线材卷曲更加困难。

一般地，钢丝的卷曲通过在彼此稍微分开以让线材通过的一对互相啮合的成形轮之间引导一个或多个平行线材来形成。已知的装置例如被描述在如下文献中：

·WO00/39385、图2a和图2b，其中两个成形轮具有在轮的平面中的销。销之间的间隙可以通过螺旋测微器精确地设定。

·CN101733846。装置包括互相啮合且借助于弹簧被彼此推抵的一样尺寸的两个互相啮合的成形轮。

·CN202239382U，描述了两对成形轮的串联布置，其中一对的成形轮之间的间隙可以借助于螺旋测微器来调节。

发明人观察到利用已知的卷曲装置可能会发生特别的问题：因为成形轮彼此独立地转动并且通过间隙分开，所以在两个成形轮之间有角“游隙”。在卷曲期间，一个轮可能因此具有与另一个相比稍微不同的角相位。参见描述了线材130、130'在其间通过的一对互相啮合的成形轮的用于说明的图1。在图1a中上轮102与在前的下轮104相比稍微落后。当然两个轮以相同角速度转动。作为结果，线材中的卷曲不是等腰三角形形式的，而是示出了具有低坡度的前缘132和陡峭坡度的尾缘134的锯齿(图1b)。图1c描述了相反的情况，其中上成形轮102相位上在前而下成形轮104跟随着，造成了在锯齿线材130'上的陡峭的上升缘132'和低坡度的尾缘134'。

相位上的差异可以是归因于在轮的轴上的摩擦差异。还有，轮之间的相位差不需要恒定，并因此沿着线材的长度一旦上轮可以在前而下轮跟随着并且在线材的另一长度上就只可以发生相反情况。像130一样的线材的长度那么跟着是像130'一样的线材的长度。这导致线材的沿着其长度的不均匀变形，这可能会影响其性质。此外，相位上的该偏移可能导致线材上的可变的拉伸，该拉伸引起对于线材的变形而言的可变的峰-峰(图1b，“P2P”)值。例如在卷曲的锯齿线材的情况中，这可以造成沿着线材的长度的不等的切割行为。变化的相位差也可能造成线材被局部夹在变形轮的齿之间，导致线材表面损坏。对于钢丝绳而言，已知受损的线材表面导致疲劳寿命的降低。