-
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.