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DE69110771T2 - Stahlkabel zur Verstärkung von elastomeren Erzeugnissen. - Google Patents

Stahlkabel zur Verstärkung von elastomeren Erzeugnissen.

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DE69110771T2
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diameter
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Koichi Hinoura
Takanori Kobayashi
Yoshiro Kobayashi
Akihiro Nagamoto
Toshiaki Shimizu
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Tokusen Kogyo Co Ltd
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Tokusen Kogyo Co Ltd
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Priority claimed from JP10228690U external-priority patent/JPH0726398Y2/ja
Priority claimed from JP3010805A external-priority patent/JPH04308288A/ja
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Stahlkorde, die als Verstärkungen für Kautschukprodukte, wie Automobilreifen und Förderbänder, verwendet werden.
  • Im allgemeinen wird ein Stahlkord dieses Typs durch Verdrillen einer Anzahl von Drahtelementen oder -strängen gebildet, und eine Verstärkung schließt eine Anzahl solcher Korde, die parallel verlaufen und mit Kautschuk beschichtet sind, ein. Der Kord muß mechanisch fest sein und chemisch an dem Kautschuk haften. Der Kord sollte es auch ermöglichen, daß die flüssige Kautschukverbindung bzw. mischung zwischen den Drähten während der Herstellung fließt, und er sollte die Hohlräume oder Zwischenräume zwischen diesen ausfüllen, so daß die Drähte und der Kautschuk einen festen Kord bilden.
  • Die Figuren 10 und 11 der beigefügten Zeichnungen zeigen zwei Typen herkömmlicher Stahlkorde 27 und 28 mit "1 x n" geschlossenen Strängen, wobei "n" für die Anzahl der Drähte steht. Der Kord 27 hat eine Einzelschicht aus verdrillten Drähten 29 (n = 3 bis 6) für pneumatische Radialreifen für Automobile. Der Kord 28 hat ein Bündel aus verdrillten Drähten 29 (n = 7 bis 27) für pneumatische Radialreifen für schwere Lasten, wie für Lastkraftwagen und Busse.
  • Die Drähte 29 sind eng oder dicht verdrillt und bilden einen mittleren Hohlraum H (Fig. 10) oder untereinander die Hohlräume H (Fig. 11). Wenn eine komplexe Schicht aus Stahlkorden und zwei Kautschukschichten gebildet wird, wird verhindert, daß die Kautschukverbindung in den Hohlraum oder die Hohlräume H fließt, und sie umgibt nur die Außenseite des Kordes. Dies verhindert, daß ein ganzer Komplex aus Stahlkorden und Kautschuk gebildet wird. Demzufolge liegt in einem Automobilreifen welcher beispielsweise solche Korde 27 oder 28 enthält, eine geringe Haftung zwischen den Korden und dem Kautschuk vor, und wenn das Auto gefahren wird, können die Korde und der Kautschuk voneinander getrennt werden. Dies verschlechtert die Reifenfunktion und läßt Wasser, das in dem Kautschuk enthaften ist oder durch die Risse in dem Reifen eindringt, in den Hohlraum bzw. die Hohlräume H gelangen. Das Wasser kann dann entlang der Korde fließen und diese korrodieren, mit dem Ergebnis, daß deren mechanische Festigkeit abnimmt.
  • Bei dem Kord 28 (Fig. 11) sind die äußeren und inneren Drähte in verschiedenen Spiralen verdrillt. Wenn wiederholt Biegungsspannungen auf den Kord ausgeübt werden, können die inneren Drähte zwischen den äußeren Drähten hervortreten, so daß der Kord ermüdet.
  • Die Fig. 12 zeigt einen herkömmlichen Stahlkord mit offenen Strängen 30, welcher durch lockeres Verdrillen der drei Drähte 29 mit den Zwischenräumen 1 zwischen diesen (siehe die vorzeitige japanische Patentveröffentlichung S.55-90692) gebildet wird. Damit die Kautschukverbindung ausreichend in das Innere des Kords zwischen die Drähte fließen kann, müssen die Zwischenräume I 0,01 mm oder größer sein. Jedoch ergeben sich aus den größeren Zwischenräumen die folgenden Probleme;
  • Der Spielraum, innerhalb dessen die Drähte 29 sich bewegen können, wird vergrößert, so daß diese sich umbiegen können, und der Strang ist möglicherweise in Längsrichtung nicht gleichförmig. Dies kann bewirken, daß der Kord sich krümmt bzw. geknickt wird, wenn er wiederholt Biegebeanspruchungen ausgesetzt wird.
  • Weil sich der Kord unter sehr geringer Last beträchtlich dehnt oder verlängert, ist seine Handhabungs- und Verarbeitungsfähigkeit gering.
  • Zudem vermindert die Spannung unter sehr geringer Last, die auf den Kord ausgeübt wird, wenn eine komplexe Schicht gebildet wird, die Zwischenräume I, so daß die Kautschukverbindung nicht ausreichend in das Innere des Kordes fließen kann.
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Stahlverstärkungskord zum Verstärken eines Kautschukprodukts bereitzustellen, wobei die Dehnung des Kordes unter sehr geringer Last gering ist, der Kord einen stabilen Strang hat, sich nicht leicht krümmt und unter wiederholter Biegungsspannung weniger ermüdet und sich zur Herstellung eines vollständigen Komplexes mit Kautschuk eignet.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Kordes in einem einzigen Verfahren bei geringen Kosten bereitzustellen.
  • Die EP-A-0143767 offenbart einen Verstärkungskord, welcher zwischen 3 und 27 Stahldrahtelemente, welche eng in gleicher Richtung mit einer regelmäßigen Steigung P im Bereich von 5 mm bis 20 mm verdrillt sind, wobei jedes der Drahtelemente einen Durchmesser d im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm besitzt und mindestens eines der Drahtelemente ein wie untenstehend definiertes, gerades Drahtelement ist, umfaßt.
  • Die Erfindung stellt einen Verstärkungskord bereit, welcher zwischen 3 und 27 Stahldrahtelemente, welche eng in gleicher Richtung mit einer regelmäßigen Steigung P im Bereich von 5 mm bis 20 mm verdrillt sind, wobei jedes der Drahtelemente einen Durchmesser d im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm besitzt und mindestens eines der Drahtelemente ein wie untenstehend definiertes, gerades Drahtelement ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Drahtelemente ein Spiraldrahtelement ist, welches mindestens einen Spiralbereich mit einer Spiralsteignng P&sub1; im Bereich von 0,1 P bis 0,7 P und einem Spiraldurchmesser d&sub1; im Bereich von d + 0,02 mm bis d + 0,2 mm umfaßt, daß bei jedem Transversalquerschnitt des Kordes die Anzahl der Spiralbereiche 1/4 bis 2/3 der Gesamtanzahl der Drahtelemente beträgt und daß die Dehnung des Kordes unter einer Last von 49 N (5 kg) zwischen 0,10 % und 0,40 % beträgt.
  • Ein gerades Drahtelement des Kordes, wie es in der nachfolgenden Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen der Erfindung noch ausführlicher beschrieben wird, wird zu einer Spirale mit einer Steigung P verdrillt. Jedes Spiralelement wird ebenfalls verdrillt, um eine Spirale mit einer Steigung P zu bilden. Die Spiraldrahtelemente werden zusätzlich unabhängig von den geraden Drahtelementen durch die Spiralbildungseinrichtung zu einer Spirale mit der Spiralsteigung P&sub1;, welche die geraden Drahtelemente nicht besitzen, verdrillt.
  • Wenn die Verdrillungssteigung P zu klein ist, ist der Kord schwach und die Produktivität ist gering. Wenn P übermäßig groß ist, ist der Strang nicht stabil, und der Kord hat eine schlechtere Handhabungs- und Verarbeitungsfähigkeit sowie eine schlechtere Ermüdungsbeständigkeit.
  • Wenn die Spiralsteigung P&sub1; kleiner als 0,1P ist, ist die Dehnung des Kordes unter sehr geringer Last groß und, weil die Herstellung eines Drahtes zur Bildung einer Spirale eine übermäßige plastische Verformung erfordert, kann der Draht leicht reißen. Wenn P&sub1; größer als 0,7P ist, verringert die Spannung infolge des Fließens der Kautschukverbindung bei der Herstellung eines Kautschukproduktes oder die Kraft beim Plätten auf der Kordoberfläche die Zwischenräume zwischen den Drähten, so daß die Verbindung nicht ausreichend in den Kord eindringt.
  • Ist der Drahtdurchmesser d kleiner als 0,1 mm, ist der Kord mechanisch schwach. Ist d größer als 0,4 mm, ist der Korddurchmesser zu groß, und der Kord ist nicht flexibel.
  • Wenn der Spiraldurchmesser d&sub1; kleiner als d + 0,02 mm ist, dringt die Kautschukverbindung, auch wenn sie hochfließfähig ist, nicht bei der Druckbehandlung und beim Vulkanisieren eines Kautschukprodukts ausreichend ein. Wenn d&sub1; größer als 0,2 mm ist, ist der Strang nicht stabil, die Ermüdungsbeständigkeit ist gering, die Korddehnung unter sehr niedriger Last ist groß, und die Verarbeitbarkeit ist gering.
  • Wenn die Anzahl der Spiralbereiche bei jedem Querschnitt des Kordes weniger als 1/4 der gesamten Anzahl an Drähten beträgt, dringt die Kautschukverbindung nicht ausreichend ein. Wenn diese mehr als 2/3 betragen, dehnt sich der Kord unter sehr geringer Last, und der Korddurchmesser ist groß.
  • Wenn die Dehnung des Kordes unter einer Last von 49 N (5 kg) zu groß ist, ist die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung eines Kordes und eines Kautschukprodukts gering. Außerdem verringern die Spannungs- und die Biegekraft auf dem Kord die Zwischenräume zwischen den Drähten. Diese Dehnung sollte auf ein Minimum beschränkt sein, doch beträgt sie seken weniger als 0,10 % aufgrund der Eigenart eines Stahlkordes.
  • Die Erfindung schließt auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verstärkungskordes ein, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: eine Rahmeneinrichtung, eine Vielzahl von Zuführeinrichtungen zur jeweiligen Zufuhr eines Stahldrahtelements, eine Spanneinrichtung zum Spannen des Drahtelements aus mindestens einer der Zufüreinrichtungen, eine Spiralbildungseinrichtung mit einer Vielzahl von räumlich getrennten Stiften, welche so angeordnet sind, daß beim Betrieb mindestens ein Drahtelement aus der Spanneinrichtung nacheinander über und unter benachbarte Stifte läuft, und eine Strangeinrichtung zum Verdrillen der Drahtelemente zur Bildung eines Kordes aus den Drahtelementen, wobei die Zuführeinrichtungen, die Spanneinrichtung und Strangeinrichtung durch die Rahmeneinrichtung getragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte sich von einer Oberfläche erstrecken, welche parallel zu und um eine Achse rotierbar ist, entlang welcher ein entsprechendes Drahtelement aus der Spanneinrichtung während des Betriebes zugeführt wird, wobei die Stifte relativ zu der Achse so angeordnet sind, daß das Drahtelement sich beim Verlassen der Spiralbildungseinrichtung weiterhin entlang der Achse bewegt.
  • Für ein gutes Verständnis der Erfindung werden nunmehr einige Ausführungsformen davon, welche lediglich als Beispiel dienen sollen, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • die Figuren 1a und 1b jeweils eine schematische Ansicht im Querschnitt sowie eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Spiraldrahtelements sind;
  • die Figuren 2, 3 und 4a - 4d schematische Ansichten im Querschnitt von Ausführungsformen eines Verstärkungskordes gemäß der Erfindung sind;
  • die Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Kordes der Fig. 4c ist;
  • die Figuren 6a - 6f schematische Ansichten im Querschnitt weiterer Ausführungsformen von Verstärkungskorden gemäß der Erfindung sind;
  • die Figuren 7a und 7b Ansichten ähnlich den Figuren 1a und 1b sind, welche eine weitere Ausführungsform eines Spiraldrahtelements zeigen;
  • die Figuren 8a, 8b, 8c und 9 schematische Ansichten im Querschnitt weiterer Ausführungsformen von Verstärkungskorden gemäß der Erfindung sind;
  • die Figuren 10 - 12 schematische Ansichten im Querschnitt von Verstärkungskorden im Stand der Technik sind;
  • die Figuren 13 und 14 jeweils schematische Ansichten von zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Herstellung eines Verstärkungskordes gemäß der Erfindung sind;
  • die Fig. 15 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Spiralbildungseinrichtung der in den Figuren 13 - 14 gezeigten Vorrichtung; und
  • die Figuren 16, 17 und 18 drei Tabellen zeigen, welche die Erfindung noch weiter erläutern.
  • Die Figuren 1a- 1b zeigen ein Spiraldrahtelement 1, das in diesem speziellen Beispiel aus einem mit Messing plattierten Hartstahl-Drahtelement hergestellt wurde und einen Drahtdurchmesser d im Bereich von 0,1mm bis 0,4 min; einen Spiral- oder scheinbaren Durchmesser d&sub1; (wenn vom Ende her betrachtet) im Bereich von d + 0,02 mm bis d + 0,2 mm; und eine Spiralsteigung P&sub1; im Bereich 0,1 P bis 0,7 P, wobei P die Steigung der Drahtelemente eines Verstärkungskordes, wie es weiter unter ausführlicher beschrieben wird, ist.
  • Die Figuren 2 - 5 zeigen die Verstärkungs- oder Stahlkorde 3 - 8, die aus einem oder mehreren Spiraldraht/drähten 1 und einem oder mehreren geraden Drahtelement(en) 2 gebildet wurden, welche eng in gleicher Richtung mit einer regelmäßigen Steigung P verdrillt oder verflochten sind. Jeder der geraden Drähte 2 wird auch aus mit Messing plattiertem Hartstahl hergestellt und hat denselben Durchmesser d.
  • Es wird anerkannt werden, daß ein sogenanntes gerades Drahtelement in dem Kord (wie am besten in der Fig. 5 zu sehen) verdrillt wird, um eine Spirale mit einer Steigung P zu bilden, und daß jedes Spiraldrahtelement in dem Kord ebenfalls zur Bildung einer Spirale mit einer Steigung P verdrillt ist. Das Spiraldrahtelement, wie obenstehend beschrieben, wird weiter verdrillt, um eine Spiralsteigung P&sub1; zu haben, wie sie keines der geraden Drahtelemente aufweist.
  • Die hier beigefügte Tabelle 1 (Fig. 16) zeigt Typen, experimentelle Ergebnisse etc. von Beispielkorden gemäß der Erfindung sowie Vergleichsbeispiele, wie in den Figuren 2 - 5 gezeigt und Beispiele im Stand der Technik. Im folgenden werden die in der Tabelle 1 enthaltenen Symbole und Abkürzungen erläutert.
  • Die Vergleichsbeispiele unterscheiden sich von den Beispielen gemäß der Erfindung, indem mindestens einer der folgenden Parameter nicht den Anforderungen für die Erfindung entspricht; in der Anzahl Ns der Spiraldrähte 1; der Spiralsteigung P&sub1;; oder dem Spiraldurchmesser d&sub1;.
  • Der Durchmesser R (Figuren 2, 3) ist ein Durchschnitt der Außendurchmesser für jedes Beispiel, gemessen mit einem JIS B7502-Mikrometer an drei Longitudinalpunkten in Abständen von etwa 100 mm.
  • S (Figuren 2, 3) steht für den Außendurchmesser (gemessen mit demselben Mikrometer) eines Kordes, welches nur durch enges Verdrillen derselben Anzahl an geraden Drähten gebildet wird, wobei jeder denselben Durchmesser hat wie die einzelnen Beispielexemplare gemäß der Erfindung.
  • RCPR: Kautschukmischung-Eindringungsverhältnis
  • Jeder Kord mit einer Zuglast von unter 49 N (5 kg) wurde in eine Kautschukmischung mit einem 100%-Modul von 3,43 N/mm² (35 kg/cm²) eingebettet. Nach Vulkanisieren des Kautschuks wurde der Kord herausgenommen und in Drähte zerlegt. Es wurde eine bestimmte Länge L&sub1; des zerlegten Kordes wahrgenommen, und es wurde die Länge L&sub2;, die Kontakt spuren mit dem Kautschuk aufwies, gemessen. Das Verhältnis L&sub2; zu L&sub1; steht für das Eindringungsverhältnis der Kautschukmischung. Dieser Wert sollte bei 60 % oder darüber liegen.
  • SL: Dehnung unter einer Last von 49 N (5 kg)
  • Der Wert SL ist ein Verhältnis der Dehnung jedes Beispielexemplars unter einer Last von 49 N (5 kg) und sollte 0,40 % oder weniger betragen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit des Kordes und der Strangstabilität.
  • RF: Ermüdungsbeständigkeit
  • Die Stahlkorde für jedes Beispiel wurden in einer Schicht einer Kautschukmischung mit einem 100% - Modul von 3 ,43 N/mm² (35 kg/cm²) eingebettet. Die erhaltene Schicht wurde mittels einer Dreipunktrollen - Biegungsermüdungstestvorrichtung gemessen, welche die Zyklusfrequenz der Abnutzung durch Abrieb, die Verbiegung etc. bestimmte, bis der Kord riß. Wenn die Indices für die Frequenzen der Beispielexemplare im Stand der Technik mit gechlossenem Strang den Wert 100 hatten, standen jene für die anderen Beispielexemplare mit derselben Anzahl an Drähten für die Ermüdungsbeständigkeit.
  • HW: Handhabungs- und Verarbeitungsfähigkeit
  • Die HW steht für die Schwierigkeit in der Handhabung und der Verarbeitung der Korde, wenn diese hergestellt werden und die komplexen Schichten gebildet werden. Im Vergleich mit den Beispielexemplaren im Stand der Technik eines geschlossenen Strangs bedeuten die Symbole X, Δ und 0 jeweils viel mehr Schwierigkeiten, mehr Schwierigkeiten bzw. im wesentlichen diesselbe.
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt, haben die Korde Nr. 1, 6, 12 und 18 von geschlossenen Strängen keinen RCPR. Die Korde Nr. 2, 7, 13 und 19 im Stand der Technik von offenen Strängen haben einen hohen RCPR und RF, aber eine große SL und geringe HW.
  • Die Vergleichskorde Nr. 3, 8, 9, 14 - 16 und 20 - 22 sind in bezug auf mindestens einen der Werte für RCPR, SL, RF und HW unterlegen.
  • Die Korde Nr. 4, 5, 10, 11, 17 und 23 gemäß dieser Erfindung erfüllen alle vier Werte und sind optimal als Verstärkungen für Kautschukprodukte.
  • Die Figuren 6a - 6f zeigen die Verstärkungs- oder Stahlkorde 9 - 11 und 9a - 11a, welche durch enges Verdrillen einiger Spiraldrähte 1 und einiger gerader Drähte 2 gebildet werden, und zwar derart, daß mindestens ein Spiraldraht 1 jeden geraden Draht 2 berührt.
  • Die Tabelle 2 (Fig. 17) ähnelt der Tabelle 1, weist jedoch Daten bezüglich der Beispielexemplare der Erfindung und der Vergleichsexemplare, wie in den Figuren 6a - 6f und den Beispieiexemplaren im Stand der Technik gezeigt, aus.
  • Im Falle der Beispielexemplare gemäß der Erfindung drang die Kautschukverbindung nicht nur ausreichend in die Korde ein, wie in Tabelle 2 gezeigt, sondern sie konnte auch die Drähte vollständig umgeben. Dies vermindert die Abnutzung durch Abrieb, die durch den Kontakt zwischen den Drähten verursacht wird, beträchtlich und verbessert den Wert für RF.
  • Bei den Korden Nr. 1, 6 und 11 im Stand der Technik in Tabelle 2 mit geschlossenem Strangbündel fehlt der Wert für RCPR. Die Vergleichskorde Nr. 2, 3, 7, 8, 12 und 13 in Tabelle 2 sind in bezug auf mindestens einen der vier Werte für RCPR, SL, RF und HW unterlegen. Die Korde Nr. 4, 5, 9, 10, 14 und 15 der Erfindung in der Tabelle 2 erfüllen alle Werte.
  • Die Figuren 7a und 7b zeigen ein weiteres Spiraldrahtelement 14 aus mit Messing plattiertem Hartstahl mit einem Durchmesser d. Der Draht 14 umfaßt alternierende Spiralbereiche 12 und gerade Bereiche 13 jeweils mit eine Länge L3. Der Spiralbereich 12 hat eine Spiralsteigung P&sub1;.
  • Die Figuren 8a - 8c zeigen die Stahlkorde 15, 15a, 16 und 17, welche zwei oder mehr solcher Drähte 14 und einen oder mehr gerade Drähte 2 umfassen, welche eng mit einer regelmäßigen Steigung P verflochten sind.
  • In den Figuren 8a - 8c sind die Spiralbereiche 12 jedes Drahtes 14 in Längsrichtung zu den Spiralbereichen 12 des anderen bzw. der anderen Drähte 14 versetzt, so daß jeder Transversalquerschnitt des Kordes mindestens einen Spiralbereich 12 enthält.
  • Die Tabelle 3 (Fig. 18) ähnelt den Tabellen 1 und 2, weist aber Daten bezüglich der Beispielexemplare der Erfindung und der Vergleichsbeispiele aus, wie in den Figuren 8a- 8c gezeigt, sowie Beispielexemplare im Stand der Technik. N3 ist die Anzahl der Spiralbereiche 12, welche in jedem Querschnitt des Kordes auftreten.
  • Die Korde Nr. 1 und 2 im Stand der Technik in Tabelle 3 sind im wesentlichen diesselben wie die Korde Nr. 1 und 2 in Tabelle 1. Die Vergleichskorde Nr. 3 - 6 in Tabelle 3 sind in bezug auf mindestens einen der Werte aus RCPR, RF und HW unterlegen. Die Korde Nr. 7 - 9 der Erfindung in Tabelle 3 erfüllen alle vier Werte.
  • Hinsichtlich der Beispielexemplare gemäß den Figuren 8c und 8d, welche nicht in der Tabelle 3 aufgeführt sind, wurden ähnliche Ergebnisse erhalten.
  • Es ist möglich, einen vielstrangigen Stahlkord als eine stärkere Verstärkung durch Verdrillen einiger Stränge zu bilden, wobei jeder Strang eines der Korde der Ausführungsformen der Erfindung ist. In diesem Fall sollte die Anzahl der Stränge 3 - 7 betragen und jeder Strang sollte 3 - 7 Drähte haben, um die Strangstabilität aufrechtzuerhalten und zu verhindern, daß der Korddurchmesser extrem zunimmt.
  • Bei jeder der Ausführungsformen sollte der Korddurchmesser R in einem Bereich von 1,01S bis 1,50S, und weiter vorzugsweise bis 1,30S, liegen. Wenn R zu klein ist, dringt die Kautschukverbindung nicht ausreichend in den Kord ein. Wenn R zu groß ist, ist es erforderlich, die Verbindung zu verdicken. Dies ist nicht wirtschaftlich und erhöht des Gewicht des Kautschukprodukts.
  • Die Fig. 9 zeigt einen elliptischen Stahlkord mit einem Mindestdurchmesser D&sub1; und einem Maximaldurchmesser D&sub2;, welcher aus drei geraden Drähten 2 und zwei Spiraldrähten 1 oder - drähten 14 gebildet wird. Das Verhältnis D&sub1;/D&sub2; sollte im Bereich 0,6 bis 0,9 liegen. Indem man den Mindestdurchmesser D&sub1; quer durch eine Kautschukschicht orientiert, kann die Schicht verdünnt und die Ermüdungsbeständigkeit verbessert werden.
  • Die Verstärkungskorde der obenstehend beschriebenen Ausführungsformen haben über ihre gesamte Länge Durchlässe, damit die Kautschukmischung in die Korde eindringen kann, stabile Stränge, sie dehnen sich nicht übermäßig unter einer sehr geringen Last und sie lassen sich leicht bei der Bildung einer komplexen Schicht verarbeiten.
  • Wenn die Korde mit einer Kautschukmischung beschichtet werden, umgibt das Kautschuk im wesentlichen vollständig jeden Draht, um zu verhindern, daß die Korde korrodieren und sich die Korde und die Verbindung trennen.
  • Die Korde knicken nicht so leicht unter wiederholter Biegebeanspruchung, und ihre Ermüdungsbeständigkeit ist verbessert.
  • Wenn die Korde aufgewickelt werden, erleiden die Spulen keine Durchlöcherung, die auftreten kann, wenn die Korde sich beträchtlich unter sehr geringer Last dehnen.
  • Beispielsweise hat ein Reifen mit Stahlkorden gemäß der Erfindung, welche in mindestens einem aus einem Band, einer Karkasse und einem Wulstschutzstreifen (chafer) enthalten sind, eine hohe Laufleistung und hohe Lebensdauer. Der Reifen verbessert die Sicherheit des Fahrzeugs und kann den Kraftstoffverbrauch reduzieren.
  • Die Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung vom Doppel-Verdrillungs-Typ zur Herstellung eines Verstärkungskordes, wie es in Fig. 2 gezeigt wird.
  • Eine herkömmliche Drahtzuführeinrichtung 50, welche eine Vielzahl von Zuführeinrichtungen 50 und Spanneiurichtungen in der Form von Tänzerrollen 52 umfaßt, ist an einem Rahmen befestigt. Insbesondere umfaßt die Zuführeinrichtung drei Sätze Spulen 52 und Tänzerrollen 54. Jede Spule 52 wird abgebremst und jede Rolle 54 ist nach oben geneigt, um Spannung auf ein Stahldrahtelement 2 auszuüben, welches einen Durchmesser von 0,28 mm hat.
  • Eine Spiralbildungseinrichtung oder Spiralformer 56 zur Bildung eines Spiraldrahtelements 1 wird von einer Achse 0 getragen und ist über ein Getriebesystem mit einem Elektromotor 62 verbunden, um in einer Richtung mit 15 000 U/min rotierbar zu sein.
  • Wie am besten in Fig. 15 gezeigt, schließt die Formungseinrichtung 56 eine rechteckige Platte 64 ein, die (wie in der Fig. 15 zu sehen) versetzt von der Achse 0 angeordnet ist und eine Oberfläche 66 hat, die parallel zu der Achse verläuft, wobei die Oberfläche 66 um die Achse 0 rotierbar ist.
  • Drei gesinterte Stifte 68 aus einer harten Legierung sind an der Oberfläche 66 in gleichmäßigem Abstand befestigt und verlaufen entlang der Achse 0. Die Außen- oder Endstifte sind parallel zu der Achse 0 in der Weise angeordnet, daß die Achse 0 eine Tangente an einem bestimmten Punkt auf der Oberfläche jedes Stiftes, wie es am besten in Fig. 13 oder 14 zu sehen ist, bildet. Der Mittelstift ist von den anderen zwei Stiften in einem Abstand abgesetzt, der im wesentlichen weniger als die 1 mm Durchrnesser der drei Stifte beträgt.
  • Das Drahtelement 2 von der Mittelspule 52 wird entlang der Achse 0 zugefürt und läuft durch die rotierende Formungseinrichtung 56 entlang der Achse 0, wobei es nacheinander über und unter benachbarten Stiften 68 läuft, wobei es verdrillt wird, um ein Spiraldrahtelement 1 zu bilden, wie in Fig. 1b gezeigt.
  • Es ist zu beachten, daß der Draht von der Mittelspule, welcher entlang der Achse 0 zugefürt wird, nacheinander über und unter benachbarte Stifte 68 läuft und nach dem Verlassen der Spiralbildungseinrichtung 56 weiter entlang der Achse 0 verläuft und von der Achse wegläuft, nur um unter dem Mittelstift durchzulaufen, wie am besten in der Fig. 15 zu sehen ist.
  • Eine auf der Achse 0 befestigte Aufnahmevorrichtung 70 nimmt den Spiraldraht und die zwei geraden Drähte von den anderen Spulen 52 auf.
  • Eine herkömmliche Verdrillungsvorrichtung 72 ist auf der Achse 0 angebracht, um mit 12 000 U/min in entgegengesetzter Richtung zu der Spiralbildungseinrichtung 56 gedreht zu werden.
  • Die Verdrillungsvorrichtung 72 schließt zwei auf parallelen Achsen gelagerte Überverdrehungsrollen 76 und 78 ein, welche sich in rechtem Winkel zu und diametrisch von der Achse 0 erstrecken. Die kleinere Rolle 76 hat eine periphere Rille und die größere Rolle 78 hat zwei periphere Rillen.
  • Die aufgenommenen Drähte laufen zuerst um eine Rille der größeren Rolle 78, anschließend um die Rille der kleineren Rolle 76 und schließlich um die andere Rille der größeren Rolle. Die Rotation der Verdrillungsvorrichtung 72 verdrillt die Drähte am Eingang der Aufnahmevorrichtung 70 provisorisch und bildet einen Hauptstrang der Drähte.
  • Eine herkömmliche Strangvorrichtung 80 vom Bündelungstyp schließt zwei an der Achse 0 am Rahmen angeordnete kreisförmige "Flyer" 82 ein. Jeder "Flyer" 82 hat zwei Drehrollen 84. An dem weiter unten befindlichen "Flyer" 82 ist ein Innengetriebe 86 an der Achse 0 befestigt.
  • Eine Gestell 81 wird an seinem oberen Ende von den "Flyern" 82 getragen, welches auf dieses bezogen drehbar angeordnet ist. Das Gestell trägt die Rollen 88, eine Winde 90 und eine Spule 92. Die Winde 90 hat ein mit dem Getriebe 86 verbundenes Getriebe 94. Die Spule 92 ist mit der Winde 90 über einen Riemen 96 verbunden.
  • Die "Flyer" 82 werden mit 5 000 U/min in derselben Richtung wie die Verdrillungsvorrichtung 72 gedreht, doch dreht sich das Gestell 81 nicht durch die Schwerkraft, um einen Endstrang als Verstärkungskord aus dem Hauptstrang zu bilden. Der Kord wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von der Winde 90 aufgenommen und durch die Spule 92 aufgewickelt.
  • Die Spiraldurchmesser d&sub1; und die Steigung P&sub1; des Spiraldrahtelements 1 können verändert werden, indem man die Rotationsgeschwindigkeit der Formungseinrichtung 56 und den Abstand zwischen den Stiften der Formungseinrichtung 68 jeweils wählt. Die Strang- Verdrillungssteigung P ändert sich gleichfalls mit den Rotationsgeschwindigkeiten der Strangvorrichtung 80 und der Winde 90.
  • Die Fig. 14 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Bildung eines Verstärkungskordes, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Vorrichtung schließt eine abgebremste Spule 152, eine Tänzerrolle 154 und eine Spiralbildungseinrichtung 156 ein, welche den Komponenten 52, 54 und 56 in den Figuren 13 undd 15 ähneln.
  • Eine herkömmliche Strangbildungsvorrichtung 180 schließt einen röhrenförmigen Körper 182 ein, welcher von einem Rahmen koaxial mit der Formungsvorrichtung 156 an der Achse 0 getragen wird. An dem Körper 182 sind drei hohle Wellen 184, 186 und 188 koaxial angebracht. Die hintere Welle 184 ist mit einem Motor 162 verbunden, der in entgegengesetzter Richtung zu der Formungsvorrichtung 156 gedreht wird. Der Körper 182 hat sechs Drehrollen 190.
  • Die hohlen Wellen 184, 186 und 188 tragen jeweils drehbar gelagert einen koaxialen Stift 192 in ihrem Inneren. Die drei Stifte 192 sind an zwei Gestellen 194 in dem Körper 182 befestigt. Jedes Gestell 194 trägt eine abgebremste Zuführspule 196 und eine Tänzerrolle 198.
  • An der vorderen hohlen Welle 188 ist neben ihrem vorderen Ende eine Führungsscheibe 200 mit drei peripheren Vertiefungen befestigt, um die Drähte von der Formungsvorrichtung 156 und den Spulen 196 zu führen.
  • Das Vorderende der Welle 188 hat einen konischen Kopf 202. Drei Reihen aus Kegelstiften 204 verlaufen im rechten Winkel zu der konischen Kopfoberfläche. Die Stifte 204 jeder Reihe sind in ähnlicher Weise zu den Stiften der Formungsvorrichtung 68 aus Fig. 15 angeordnet.
  • Wenn sich der röhrenförmige Körper 182 sich dreht, bewegen sich die Gestelle 196 aufgrund der Schwerkraft nicht. Die Drähte sind an einer Aufnahmevorrichtung 206 verdrillt, um einen Strang zu bilden, welcher von einer Winde 208 und einer Spule 210 aufgenommen wird.
  • Die Verdrillungsvorrichtung 72 (Fig. 13) und die Kegelstifte 204 (Fig. 14) sind vorgesehen, um eine sichere Strangverdrillung zu erhalten und um zu verhindern, daß der Strang zurückschlägt, und um dem Draht genau eine Spiralenform je nach Verdrillungssteigung zu verleihen. Die Verdrillungsvorrichtung 72 und die Stifte 204 können in der Vorrichtung aus Fig. 13 beziehungsweise Fig. 14 weggelassen werden.
  • Die Verdrillungsvorrichtung 72 kann andernfalls unmittelbar nach der Spiralformungseinrichtung 56 vorgesehen sein, um dem Draht eine noch genauere Spiralenform zu verleihen.
  • Die Formungsvorrichtungen 56 und 156 können so angepaßt werden, daß sie periodisch rotieren, um einen Draht, wie in Fig. 7 gezeigt, zu bilden.
  • Unmittelbar vor der Spule 92 (Fig. 13) oder 210 (Fig. 14) können Rollen oder eine Form mit einem elliptischen Loch zum Formen des Kordes, um, wie in Fig. 9 gezeigt, elliptisch zu sein, vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Verstärkungskord, umfassend zwischen 3 und 27 Stahldrahtelemente (1, 2; 14, 2), welche eng in gleicher Richtung mit einer regelmäßigen Steigung P im Bereich von 5 mm bis 20 mm verdrillt sind, wobei jedes der Drahtelemente einen Durchmesser d im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm besitzt und mindestens eines der Drahtelemente ein wie vorstehend definiertes, gerades Drahtelement (2) ist. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Drahtelemente ein Spiraldrahtelement (1; 14) ist, welches mindestens einen Spiralbereich mit einer Spiralsteigung P&sub1; im Bereich von 0,1 P bis 0,7 P und einem Spiraldurchmesser d&sub1; im Bereich von d + 0,02 mm bis d + 0,2 mm umfaßt, daß bei jedem Transversalquerschnitt des Kordes die Anzahl der Spiraibereiche 1/4 bis 2/3 der Gesamtanzahl der Drahtelemente (1, 2; 14, 2) beträgt und daß die Dehnung des Kordes unter einer Last von 49 N (5 kg) zwischen 0,10% und 0,40% beträgt.
2. Kord nach Anspruch 1, wobei bei jedem Querschnitt des Kordes jedes der geraden Drahtelemente (2) mindestens einen der Spiralbereiche berührt.
3. Kord nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens zwei der Spiraldrahtelemente (14) jeweils alternierende Spiral (12)- und gerade (13) Bereiche umfassen.
4. Kord nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem Durchmesser zwischen 1,01 S und 1,50 S, wobei S den Durchmesser eines Verstärkungskordes (A) bedeutet, welcher durch enges Verdrillen der gleichen Anzahl von Drahtelementen mit dem gleichen Durchmesser gebildet worden ist, wobei die Drahtelemente des Kordes (A) lediglich gerade Drahtelemente (2) sind.
5. Kord nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes der Drahtelemente (1, 2; 14, 2) ein mit Messing plattiertes Hartstahl-Drahtelement ist.
6. Verstärkungskord mit 3 bis 7 verdrillten Strängen, wobei jeder der Stränge aus einem Kord nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche besteht, wobei jeder der Korde eine Anzahl von Drahtelementen (1, 2; 14, 2) im Bereich von 3 bis 7 umfaßt.
7. Vorrichtung zur Herstellung eines Verstärkungskordes, wobei die Vorrichtung eine Rahmeneinrichtung, eine Vielzahl von Zuführeinrichtungen (52; 152, 196) zur jeweiligen Zufuhr eines Stahldrahtelements (2), eine Spanneinrichtung (54; 154) zum Spannen des Drahtelements aus mindestens einer der Zuführeinrichtungen, eine Spiralbildungseinrichtung (56; 156) mit einer Vielzahl von räumlich getrennten Stiften (68), welche so angeordnet sind, daß beim Betrieb mindestens ein Drahtelement (2) aus der Spanneinrichtung nacheinander über und unter benachbarte Stifte (68) läuft, und eine Strangeinrichtung (80; 180) zum Verdrillen der Drahtelemente (1, 2; 14, 2) zur Bildung eines Kordes aus den Drahtelementen umfaßt, wobei die Zuführeinrichtungen, die Spanneinrichtung und Strangeinrichtung durch die Rahmeneinrichtung getragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (68) sich von einer Oberfläche (66) erstrecken, welche parallel zu und um eine Achse (0) rotierbar ist, entlang derer ein entsprechendes Drahtelement aus der Spanneinrichtung (54; 154) während des Betriebs zugeführt wird, wobei die Stifte (68) relativ zu der Achse so angeordnet sind, daß das Drahtelement (1; 14) sich beim Verlassen der Spiralbildungseinrichtung weiterhin entlang der Achse (0) bewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Spanneinrichtung eine Tänzerrolle (54; 154) umfaßt.
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