DE2739484A1

DE2739484A1 - Stahlverstaerkungskorde fuer luftreifen

Info

Publication number: DE2739484A1
Application number: DE19772739484
Authority: DE
Inventors: Leonhard Wilhelm Hamacher; Maurice Alfred Young
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1978-03-09
Also published as: ZA775336B; US4176513A; FI58610C; SE7709912L; ES462147A1; FR2363651B1; FR2363651A1; FI772623A7; AU506413B2; DE2739484C2; FI58610B; JPS5940959B2; GB1565066A; AU2845077A; JPS5335059A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stahldrahtkord und besonders einen Stahldrahtkord mit hoher Dehnbarkeit, der zur Verstärkung elastomerer Artikel, besonders Fahrzeugreifen, verwendet wird.

Bei Radialreifen, die zur Verwendung an Fahrzeugen mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden, ist es üblich, ein Verstärkungskissen oder einen Laufflächenverstärkungsgürtel aus Stahlkorden zu benutzen. Dieser Gürtel ist oft mit gefalteten Kanten aufgebaut und besteht aus Schichten von parallelen Korden mit relativ hoher Verdrillung im Vergleich zur Mehrzahl der als Reifenverstärkung verwendeten Korden.

Wegen der Art des Kissen- oder Gürtelaufbaus und wegen den an den Reifen gestellten Anforderungen wird das Kissen oder der Gürtel im Gebrauch hohen Beanspruchungen ausgesetzt und oft treten Ermüdungsversagen oder Ermüdungsbrüche innerhalb des Kordaufbaus wegen der Druckbelastung der Korde auf. Diese Druckbelastung kann infolge von örtlichen Diskontinuitäten im Ausdehnungskoeffizienten oder in der Stärke des Materials längs der Breite des Reifenkissens oder Reifengürtels auftreten.

Bei der Herstellung der feinen Stahldrähte werden eine Reihe von Zieh-Stufen angewendet,denen eine Wärmebehandlung folgt. Die Wärmebehandlung verändert den inneren Aufbau des Stahls und ermöglicht die Ausführung eines weiteren Ziehvorgangs. Der Vorgang der Wärmebehandlung wird auch "Patentieren" genannt. Bei der Herstellung der feinen Drähte für Stahlreifenkorde wird eine solche Patentierung vor dem Abschlußziehen durchgeführt. .

Stahlkorde für Reifen werden aus Drähten mit sehr dünnen Durchmessern von typischerweise von 0,15 mm hergestellt, die aus stärkeren Drähten gezogen wurden, so daß die Eigenschaften, besonders die Zugfestigkeit weitestgehend verbessert sind. Typischerweise wird ein Draht mit einem Durchmesser von 0,87 mm nach dem "Patentieren" soweit heruntergezogen, daß ein Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm entsteht, der infolge der sich ergebenden

2 Querschnittsabnahme um 97% eine Drahtzugfestigkeit von etwa 280 kp/mm besitzt. Es ist bekannt, daß die Herabsetzung der Querschnittsfläche von beispielsweise 1% eine mindestens 5%-ige Zunahme der Zugfestigkeit der

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Drähte ergibt und so wird die Festigkeit der entstehenden Korde verbessert, die mit normalen Drill- oder Schlagwinkeln aufgebaut werden.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Kord mit gewissen verbesserten Eigenschaften, die besonders bei der Verstärkung elastomerer Gegenstände, beispielsweise von Reifen, nützlich sind, wobei die Verbesserung dadurch erreicht wird, daß die Querschnittsverringerung des Drahtes durch Ziehen nach dem"Patentieren" oder nach der Wärmebehandlung begrenzt wird.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Stahldrahtkord eine Anordnung von Strängen, die wiederum jeweils eine Vielzahl von Stahldrähten enthalten, wobei die Drähte so gezogen wurden, daß sich eine Querschnittsverringerung (wie später definiert) von weniger als 96% ergibt, wobei der Strangwickelwinkel (wie später definiert) nicht mehr als 40 und der Drahtwickelwinkel (wie später definiert) nicht mehr als 20° beträgt.

In dieser Anmeldung wird der Ausdruck "Querschnittsverringerung von weniger als 96%"so gebraucht, daß die (letzte) Verringerung nach dem "Patentieren" oder nach dem Warmebehandlungsvorgang gemeint ist.

Der Ausdruck "Strangwickelwinkel" bedeutet jeweils den Winkel zwischen der Tangente an den Strangwickel und der Längsachse des Kordes und der Ausdruck "Drahtwickelwinkel" bedeutet den Winkel zwischen der Tangente an den Drahtwickel und der Längsachse des Kordes, dessen Bestandteil der Draht ist.

Der Strangwickelwinkel liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50 bis und der Drahtwickelwinkel vorzugsweise in dem Bereich von 20 bis 30 .

Die Querschnittsverringerung liegt vorzugsweise in dem Bereich von 90% bis 96%, besonders von 95% bis 96%. Vorzugsweise ist der Kordschichtaufbau ein Lang'scher Aufbau. Erfindungsgemäße Korde zeigen eine verbesserte Bruchlast, eine verbesserte Bruchlänge, eine verbesserte Verlängerung bei einer Last, die geringer als die Bruchlast ist und eine verbesserte Flexibilität.

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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kord, wie oben beschrieben, geschaffen, der in elastomerem Material und im besonderen in vulkanisiertem Gummi eingebettet ist.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung schafft eilten durch derartige Korde verstärkten Reifen. Der vulkanisierte Kord weist noch weitere Verbesserungen der genannten drei Eigenschaften im Vergleich mit einem gleichartigen, aus normalgezogenen Drähten bestehenden Kord auf und diese Verbesserungen werden in mit diesen Korden angefertigten Reifen festgestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Beispiel

Stahldrähte mit einem Durchmesser von 0,87 mm werden vor dem Ziehvorgang messingplattiert. Der Stahl hat die folgende Zusammensetzung:

Kohlenstoff 0,67% - 0,72%

Mangan 0,40% - 0,70%

Silizium 0,25% max.

Phosphor 0,025% max.

Schwefel 0,025% max.

Kupfer 0,01%

Chrom 0,02%

(Typischerweise ergibt ein solcher Stahl eine Draht festigkeit in der Größen-

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Ordnung von 280 kp/mm ).

Der Draht wird zu einem Durchmesser von 0,175 mm gezogen, dann wird der Vorgang unterbrochen. Es ergibt sich so eine Querschnittsverringerung von 95,95%. Die Drähte werden dann zu einem hochdehnbaren Kord (A) mit Lang'schem Wickelaufbau verarbeitet. Ein Aufbau der Dimension 3 χ 3 χ 0,175 mn wurde verwendet. (D.h., jeder Kord besteht aus drei Strängen, die wieder jeweils

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aus drei Drähten mit einem Durchmesser von 0,175 mm zusammengesetzt sind).

Der Schlag der Drähte in dem Strang beträgt dabei 1,40 -0,1 mm in der

'S¹-Richtung und der Schlag der Stränge in dem Kord ist 2,55 - 0,1 mm in der 'S'-Richtung. Die Wickelwinkel der Drähte in den Strängen und der

Stränge in dem Kord sind jeweils:

55 + 2° (entsprechend einem Schlag von 1,4 + 0,1 mm) und 27,5 + 1° (entsprechend dem Schlag von 2,55 + 0,1 mm).

In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Darstellung eines Stücks des Stahldrahtkordes (Λ),

wobei eine der den Kord bildenden Stränge schraffiert ist,

Fig. 2 eine Darstellung eines Stücks eines den Kord (A) bildenden Stranges.

Beide Zeichnungen wurden durch Nachfahren von Mikrophotographien erhalten. Der in Fig. 2 dargestellte Strang wurde durch Aufwinden des Kordes (A) erhalten. In der Zeichnung stellt die Linie AB die Längsachse des Kordes dar und die Winkel θ und 4 sind jeweils der Strangwickelwinkel bzw. der Drahtwickelwinkel, wie sie vorher definiert wurden.

Ein gleichartiger Kord (B) wird aus plattiertem Stahldraht der gleichen Zusammensetzung und des gleichen Durchmessers hergestellt wie er für Kord (A) verwendet wird, jedoch findet ein Draht mit 0,92 mm Ausgangsdurchmesser Verwendung, so daß eine Querschnittsverminderung von 96,36% stattfindet.

Die gemessenen Eigenschaften des Kordes sind folgende:

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Kord A Kord B

Bruchlast (kp) 36,8 34,4

Bruchdehnung (%) 9,8 7,6

Dehnung bei 2Okp (%j 2,6 2,2

Steifigkeit (Taber-Proben) (p.cm) 8,2 9,5

Lineardichte (K.tex)⁺ 1,876 1,922

Durchmesser (mm) 0,76 0,79

Gewicht in kg von 1000 m Kord.

Wenn die Korde (A) und (B) in Gummi einvulkanisiert sind, ergeben sich folgende Eigenschaften:

Bruchlast (kp) 39,1 36,2

Bruchdehnung (%) 7,2 3,8

Dehnung bei 20kp (%) 2,0 1,5

Der Kord (A) zeigt also verbesserte Eigenschaften, die bei Reifen wichtig sind. Testreifen mit einem aus den Korden (A) aufgebauten Gürtel, die einer normalen Strukturüberlastung unterworfen werden, bei denen identische Testreifen mit aus den Korden (B) aufgebauten Gürteln zerstört wurden, sind intakt.

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Stahldrahtkord aus einer Anordnung von Stahldrahtsträngen, die jeweils ^^^ eine Vielzahl von feinen Stahlfäden umfassen, dadurch gekennzeichnet , daß die Stahlfäden nach der letzten Wärmebehandlung soweit gezogen sind, daß eine Querschnittsverminderung von weniger als 96Z erreicht ist, daß der als Winkel zwischen der an die einzelnen Stränge angelegten Tangente an jeden Punkt der Wendel und der Längsachse des Kordes definierte Strangwickelwinkel nicht weniger als 40 und daß der als Winkel zwischen der Tangente an den Drahtwickel und der Längsachse des Kordes definierte Drahtwickelwinkel nicht weniger als 20 beträgt.
2. Stahldrahtkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strangwickelwinkel im Bereich zwischen 50 und 60 liegt.

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DB. C. MANITZ · DIPU-INO. M. FINSTERWALD • MONCHtN 99. KOSIBT-KOCH-STaASSC I TtL. ΙΟ··> 99 49 II. TELfX OS-99679 PATMF

DIPL.-INC. W. GBAMKOW 7 STUTTCABT SO (SAD CANNSTATT) SItLSCBCSTR. 93/9S. TEL. (0711)96 79

ZENTRALKASSI BAYER. VOLKSBANKtN MÖNCHEN. KONTC-NUMMEB 7970 POSTSCHECK· MÖNCHEN 77062-βΟβ

ORIGINAL INSPECTED
3. Stahldrahtkord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtwickelwinkel im Bereich zwischen 20 und 30 liegt.
4. Stahldrahtkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strangwickelwinkel und der Drahtwickelwinkel im wesentlichen gleich sind wie die Winkel, die bei Benutzung eines Lang'sehen Lagenaufbaus der Abmessungen 3 χ 3 χ 0,175 ran erhalten wird, wobei der Schlag der Stränge in dem Kord weniger als 1,5 mm und der Schlag der Drähte in den Strängen weniger als 3,0 mm beträgt.
5. Stahldrahtkord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverringerung in dem Bereich zwischen 90% und 96% liegt.
6. Stahldrahtkord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Querschnittsverringerung im Bereich von 95% bis 96% liegt.
7. Stahldrahtkord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Lang'scher Lagenaufbau verwendet ist.
8. Stahldrahtkord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Drahtes vor dem Ziehen im Bereich von 0,75 bis 1 mm liegt.
9. Stahldrahtkord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl ein Manganstahl ist.
10. Stahldrahtkord nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Stahl 0,67 bis 0,72% Kohlenstoff, 0,4 bis 0,7% Mangan, max. 0,25% Silicium, max- 0,025% Phosphor, max. 0,025% Schwefel, 0,01% Kupfer und 0,02% Chrom enthält.

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11. Stahldrahtkord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet , daß er in ein elastomeres Material eingebettet ist.
12. Fahrzeugreifen mit einer Stahldrahtkordverstärkung, dadurch gekennzeichnet , daß ein Stahldrahtkord nach einem der vorangegangenen Ansprüche verwendet ist.

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