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Die Erfindung betrifft an vulkanisiertem Kautschuk haftendes Einlagematerial für Kautschukgegenstande, insbesondere für Kautschukreifen, das aus Stahldrähten, aus aus solchen Drähten gebildeten Litzen sowie aus derartigen Litzen gebildeten Kabeln besteht, wobei die Stahldrähte eine bestimmte Schicht aufweisen, auf die später näher eingegangen wird.
Die zur Herstellung der Verstärkung von Luftreifen verwendeten Stahlkabel werden aus sehr feinen Stahldrähten hergestellt, die einen Überzug aus einem Nichteisenmetall tragen. Dieser Überzug besteht aus einer sehr dünnen Schicht mit einer Dicke in der Grössenordnung von 0, 1 oder 0, 2 Mikron aus Kupfer, Zink oder am häufigsten aus Messing. Er erfüllt eine doppelte Funktion. In erster Linie erleichtert er das Ziehen des Stahls auf einen sehr geringen Durchmesser zwischen 0, 08 und 0, 40 mm und meistens zwischen 0, 15 und 0, 26 mm, was zur Herstellung von geschmeidigen und widerstandsfähigen Kabeln, wie sie zur Verstärkung von Luftreifen erforderlich sind, nötig ist.
In zweiter Linie gewährleistet der Überzug die Verhaftung der Drähte und Kabel mit dem sie umhüllenden Gemisch auf Kautschukbasis in Folge bei der Vulkanisation des Kautschuks sich abspielender Umwandlungen.
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dierendes Milieu gebracht oder in einem solchen Spannungen unterworfen werden, selbst dann, wenn dieses Milieu nur schwach korrodierend ist, wie dies Laboratoriumsversuche oder Beobachtungen an Luftreifen gezeigt haben.
So zeigen Drähte oder Kabel aus vermessingtem Stahl die in Proben aus vulkanisiertem Kautschuk eingebettet sind, die man in 0, 5% Salz enthaltendes, 550C warmes Wasser legt, ziemlich rasch eine feststellbare Korrosion des Stahls und einen Adhäsionsverlust zwischen dem Metall und dem Kautschuk. Der Grad der Korrosion und der Adhäsionsverlust hängen natürlich von der Verweilzeit der Proben im Salzwasser ab. Das Phänomen ist jedoch intensiv und schnell genug, dass innerhalb einiger Stunden die Wirkung bereits schädlich ist.
Die mikroskopische Untersuchung zeigt im übrigen, dass die Korrosion des Stahls und der Adhäsionsverlust am Kautschuk nur unterschiedliche Betrachtungen des gleichen Phänomens sind : Die Korrosion des Stahls verursacht nämlich die Trennung des Stahls und des Messingüberzuges und infolgedessen das Nachlassen der Verhaftung des Stahls mit Kautschuk.
Eine andere, noch erstaunlichere Beobachtung ist die folgende : Ein in bestimmten Intervallen mechanischen Spannungen unterworfenes Kabel aus vermessingtem Stahl verliert beträchtlich an Lebensdauer in Abhängigkeit von der Erhöhung des relativen Feuchtigkeitsgehaltes der umgebenden Luft. Ein Feuchtigkeitsgehalt von 30% ergibt bereits eine nachweisbare Wirkung. Bei 60% Feuchtigkeit, was einem üblichen Gehalt entspricht, stellt man eine beträchtliche statistische Abnahme der Lebensdauer von Drähten und Kabeln aus vermessingtem Stahl fest ; der Prozentsatz an gebrochenen Drähten für eine bestimmte Anzahl von Zyklen ist dabei wesentlich höher als im Fall eines in vollständig trockener Luft durchgeführten Versuchs.
Es handelt sich hier zweifellos um ein Ermüdungs-Korrosions-Phänomen. Die für eine bestimmte Anzahl von Zyklen auftretenden Brüche von vermessingten Stahldrähten, die um so zahlreicher sind, je höher der Feuchtigkeitsgehalt ist, sind charakteristische Er- müdungsbrüche : ebene Brüche, ohne Einschnürung des Metalls an der Bruchstelle. Sie können von sichtbaren Anzeichen einer Korrosion begleitet sein, z. B. der Anwesenheit von Metalloxyden, wenn die Anzahl der Zy- Men sehr hoch ist.
Die im Laboratorium gemachten Beobachtungen werden durch direkte Beobachtungen an mit vermessingten Stahldrähten und-kabeln verstärkten Luftreifen bestätigt. In einem Luftreifen sind nämlich die Verstärkungsdrähte oder-kabel niemals vollständig vom äusseren Milieu isoliert. Der sie umhüllende Kautschuk ist nie ganz dicht und kann ausserdem durch die mehr oder weniger strengen Betriebsbedingungen feine Sprünge oder Risse aufweisen. Tatsächlich stellt man in Luftreifen Brüche von vermessingten Drähten fest, u. zw. Ermüdungsbrüche, welche von Korrosionserscheinungen begleitet sind.
Es erscheint offensichtlich wünschenswert, die Korrosionsbeständigkeit und die Ermüdungs-Korrosions-Be- ständigkeit von die Verstärkungskabel von Luftreifen bildenden einzelnen Stahldrähten zu erhöhen. Man kann daraus nur eine Verbesserung der Betriebsdauer von Luftreifen erwarten, insbesondere wenn diese in korrodierenden Umgebungen oder einfach in Ländern verwendet werden, wo die Luft häufig sehr feucht oder sogar an Feuchtigkeit gesättigt ist.
Die Erfindung betrifft nun an vulkanisiertem Kautschuk haftendes Einlagematerial aus Stahldrähten, aus aus solchen Stahldrähten gebildete Litzen sowie aus derartigen Litzen gebildete Kabel. Diese Einlagematerialien sind dadurch gekennzeichnet, dass die Stahldrähte mit einer Schicht aus kaltgehärtetem Nickel bzw. einer kaltgehärteten Nickellegierung versehen sind, wobei die Nickellegierung mehr als 30%, vorzugsweise 60 bis 80% Nickel enthält.
Diese Schicht verleiht den Stahldrähten und den aus ihnen hergestellten Litzen und Kabeln eine verbesserte statische Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Ermüdungs-Korrosions-Beständigkeit. Weiters wird durch diese Schicht die Haftung von Stahl an Kautschuk verbessert.
Es wurde zwar schon vorgeschlagen, verschiedene metallische Gegenstände und auch Drähte mit Nickel zu versehen, wobei man aber nicht gefunden hat, dass man durch einen kaltgehärteten Überzug aus Nickel auf
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Stahldraht zu einem Produkt gelangt, das als Einlagematerial für Kautschukgegenstände dienen kann und die genannten Verbesserungen hinsichtlich statischer Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungs-Korrosions-Beständigkeit aufweist.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, rostfreie Stahldrähte mit einer weniger als 30% Nickel enthaltenden Kupfer-Nickel-Legierung zu überziehen. Zweck dieses Überzuges ist nur, einen kathodischen Schutz auszuüben, Im übrigen käme rostfreier Stahl für Einlagematerialien für Kautschuk nicht in Frage.
Gemäss besonderen Ausführungsformen der Erfindung
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<tb>
<tb> a) <SEP> enthält <SEP> die <SEP> Nickellegierung <SEP> Kupfer <SEP> als <SEP> dem <SEP> Nickel <SEP> zugeordneter <SEP> Hauptlegierungsbestandteil <SEP> ; <SEP> sie <SEP> kann
<tb> auch <SEP> noch <SEP> andere <SEP> Metalle <SEP> wie <SEP> Zinn, <SEP> Kobalt, <SEP> Zink <SEP> enthalten, <SEP> diese <SEP> sind <SEP> jedoch <SEP> nicht <SEP> erforderlich <SEP> ; <SEP>
<tb> b) <SEP> ist <SEP> die <SEP> Schicht <SEP> aus <SEP> Nickellegierung <SEP> direkt <SEP> auf <SEP> den <SEP> Stahl <SEP> aufgebracht <SEP> ;
<SEP> man <SEP> kann <SEP> jedoch <SEP> auch <SEP> zwischen
<tb> dem <SEP> Stahl <SEP> und <SEP> dem <SEP> Nickel <SEP> oder <SEP> Nickellegierung <SEP> eine <SEP> Schicht <SEP> aus <SEP> einem <SEP> andern <SEP> Metall <SEP> oder <SEP> aus <SEP> einer
<tb> andern <SEP> Legierung <SEP> mit <SEP> hohem <SEP> Schmelzpunkt <SEP> (über <SEP> 900 <SEP> oder <SEP> 10000C), <SEP> z. <SEP> B. <SEP> eine <SEP> Kupferschicht, <SEP> anordnen <SEP> ;
<SEP>
<tb> c) <SEP> kann <SEP> die <SEP> Schicht <SEP> aus <SEP> Nickel <SEP> oder <SEP> einer <SEP> Nickellegierung <SEP> wahlweise <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Schicht <SEP> eines <SEP> Metalls <SEP> - <SEP> ins- <SEP>
<tb> besondere <SEP> Kupfer- <SEP> oder <SEP> einer <SEP> Legierung- <SEP> insbesondere <SEP> Messing <SEP> - <SEP> überzogen <SEP> sein, <SEP> welche <SEP> die <SEP> Verhaftung
<tb> des <SEP> Stahldrahtes <SEP> mit <SEP> Kautschuk <SEP> verbessern <SEP> soll. <SEP> Wenn <SEP> der <SEP> Draht <SEP> mit <SEP> einer <SEP> reinen <SEP> Nickelschicht <SEP> überzogen
<tb> ist, <SEP> ist <SEP> diese <SEP> vorzugsweise <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Messingschicht <SEP> versehen <SEP> ;
<SEP>
<tb> d) <SEP> beträgt <SEP> die <SEP> Dicke <SEP> der <SEP> Nickelschicht <SEP> oder <SEP> Nickellegierungsschicht <SEP> zwischen <SEP> 1/50 <SEP> und <SEP> 1/5000 <SEP> und <SEP> vorzugsweise <SEP> zwischen <SEP> 1/200 <SEP> und <SEP> 1/1000 <SEP> des <SEP> Drahtdurchmessers <SEP> ; <SEP> die <SEP> Nickel- <SEP> oder <SEP> Nickellegierungsmenge <SEP> beträgt <SEP> somit <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,5 <SEP> bis <SEP> 2,5 <SEP> Gew.-% <SEP> des <SEP> Drahtes.
<tb>
Wie bereits gesagt, soll die Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung des Stahldrahtes kaltgehärtet werden. Dieser Punkt ist aus verschiedenen Gründen besonders wichtig.
In erster Linie wäre, selbst wenn ein sehr feiner Draht theoretisch mit einer Schicht versehen werden kann, dieser Vorgang weder vom technischen noch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus zufriedenstellend. Vom technischen Standpunkt deshalb nicht, weil der auf seinen geringen Durchmesser zurückzuführende schwache me- chanische Widerstand des Drahtes den Überzugsvorgang sehr schwierig macht (Reissen des Drahtes, unregelmässige Dicke des Überzuges usw.). Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen wäre dieProduktionskapazitäteiner Überzugsreihe sehr gering und der Betrieb käme infolgedessen unter Berücksichtigung der möglichen Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes sehr teuer. Deshalb wird zweckmässig ein Draht mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser-z.
B. zwischen 0, 5 und 2 mm oder in der Grössenordnung von 1 mm-überzogen und anschliessend wird der Draht gezogen, wobei die Kalthärtung des die Schicht bildenden Metalls eintritt.
In zweiter Linie verbessert das Kalthärten der Nickel- oder Nickellegierungsschicht in Folge der dabei erzielten besseren Dichtigkeit die Beständigkeit gegen das Eindringen korrodierender Stoffe bis auf Höhe des Stahls u. zw. hauptsächlich dann, wenn der Draht veränderlichen Spannungen unterworfen wird. Die Erfahrung zeigt, dass die gehärtete Nickel- oder Nickellegierungsschicht in wirksamer Weise den Stahl schützt. Ein erfindungsgemässes Einlagematerial aus Stahldraht bietet bezüglich seiner statischen Korrosionsbeständigkeit in saurem Milieu, der Bewahrung der Verhaftung mit Kautschuk und insbesondere bezüglich seiner Lebensdauer in Abhängigkeit von Ermüdungs-Korrosionserscheinungen beträchliche Verbesserungen.
Schliesslich erleichtern die erfindungsgemässen ein-oder mehrfach aufgebrachten Schichten ebenso wie das Kupfer oder das Messing das Ziehen von Stahldrähten und bilden eine für die Verhaftung der Stahldrähte mit Kautschuk günstige Metallschicht.
Die Herstellung der mit einer Nickel- oder Nickel-Kupferlegierungsschicht überzogenen Stahldrähte umfasst die folgenden, an sich bekannten Verfahrensstufen : Kaltverformung des blanken oder des überzogenen Drahtes auf einen geeigneten Durchmesser (das 3- bis 8fache des gewünschten Enddurchmessers), Patentieren, Überziehen des Drahtes, Ziehen bis auf den Enddurchmesser des überzogenen Drahtes, wobei es wesentlich ist, dass die Aufbringung des nickelhaltigen Überzuges vor dem Ziehen erfolgt, um diesen Überzug als Gleitmittel für das Ziehen zu verwenden, wobei er kaltgehärtet wird.
Die Abscheidung von Nickel kann vor oder gleichzeitig mit oder nach der Abscheidung von Kupfer erfolgen.
Wenn die beiden Metalle getrennt aufgebracht werden, kann die Nickel-Kupferlegierung sich durch Diffusion bei hoher Temperatur (700 bis 10000C) von zwei einzelnen, beispielsweise elektrolytisch abgeschiedenen Schichten aus Kupfer und Nickel bilden, wobei diese Diffusion während einer Patentierung durchgeführt werden kann. Die beiden Metalle, oder mindestens eines von ihnen, können vor einer Wärmehärtung abgeschieden werden : die Schmelztemperaturen von Kupfer und Nickel und die Verfestigungstemperatur der Kupfer-Nickellegierungen liegen über derjenigen der Wärmehärtung, was offensichtlich bei Kupfer-Zinklegierungen nicht der Fall ist.
Die Abscheidung von Nickel auf einem blanken oder vorher verkupferten Stahldraht erfolgt auf elektrolytischem Wege. Zu diesem Zweck kann man ein 35 bis 700C warmes Nickelsulfat-chloridbad verwenden, durch
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Das Kupfer kann ebenfalls auf elektrolytischem Wege abgeschieden werden u. zw. insbesondere in bekannter Weise mittels eines Kupferzyanid-oder Kupfertartratbades. Man kann auch gleichzeitig das Kupfer und das
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Nickel abscheiden, z. B. mittels eines Bades, das beispielsweise Kupfer- und Nickelthiosulfat enthält.
Vorzugsweise beträgt die abzuscheidende Nickelmenge etwa 10/0, bezogen auf das Gewicht des überzogenen Stahldrahtes und allgemeiner ausgedrückt 0,5 bis 2, 50/0, die jeweils bevorzugten Anteile an Nickel bzw. Kupfer zur Herstellung der Nickel-Kupferlegierung betragen 60 bis 80% Nickel und 40 bis 20% Kupfer. Bekanntlich sind Nickel und Kupfer in allen Verhältnissen unter Bildung einphasiger Legierungen miteinander mischbar, die im kubisch flächenzentrierten System kristallisieren.
Zur Herstellung eines mit einer Nickelschicht (oder einer Nickellegierungsschicht) überzogenen Drahtes, wobei dieser Überzug wieder mit einer Messingschicht überzogen ist, kann man nach der Aufbringung der Nickelschicht oder Nickellegierungsschichtund vor dem Ziehen des Drahtes nacheinander eine Kupfer- und eine Zinkschicht aufbringen und eine thermische Diffusion von Kupfer und Zink unter Bildung von Messing durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 4500C bewirken. In diesem Fall diffundiert das Kupfer praktisch nicht in das Nickel oder die Nickellegierung ein, so dass man zwei getrennte Schichten erhält, die eine auf Nickelbasis, die andere aus Messing.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen Beispielen und Versuchsberichten.
Beispiel 1: Man stellt einen gezogenen Draht aus kohlenstoffreichem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0, 70/0 und einem Durchmesser von 0, 95 mm nach der üblichen Methode her. Dieser Draht wird anschliessend gereinigt, dann in reduzierender Atmosphäre patentiert, was ihm eine saubere und oxyd freie Oberfläche verleiht und ihn zum erneuten Ziehen geeignet macht.
Er erhält dann beim Durchlauf durch verschiedene Bäder aufeinanderfolgende Überzüge ; die Folge der Verfahrensschritte ist dabei die nachstehende :
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<tb>
<tb> a) <SEP> Durchlauf <SEP> des <SEP> Drahtes <SEP> durch <SEP> ein <SEP> elektrolytisches <SEP> Entfettungsbad <SEP> auf <SEP> der <SEP> Basis <SEP> von <SEP> Natriumcarbonat,
<tb> b) <SEP> Durchlauf <SEP> des <SEP> Drahtes <SEP> durch <SEP> ein <SEP> Beizbad <SEP> auf <SEP> der <SEP> Basis <SEP> von <SEP> Schwefel- <SEP> und <SEP> Salzsäure,
<tb> c) <SEP> Durchlauf <SEP> durch <SEP> ein <SEP> elektrolytisches <SEP> Nickelüberzugsbad.
<tb>
Man <SEP> verwendet <SEP> ein <SEP> Nickelsulfamatbad, <SEP> das <SEP> 480 <SEP> g/l <SEP> Nickelsulfamat <SEP> und <SEP> 30 <SEP> g/l <SEP> Borsäure <SEP> enthält. <SEP> Der <SEP> pHWert <SEP> beträgt <SEP> etwa <SEP> 5, <SEP> 5. <SEP> Die <SEP> Kathodenstromdichte <SEP> beträgt <SEP> 20 <SEP> A/dm2. <SEP> Die <SEP> Verweilzeit <SEP> liegt <SEP> bei <SEP> etwa <SEP> 45 <SEP> sec.
<tb> d) <SEP> Spülen <SEP> des <SEP> Drahtes <SEP> mit <SEP> Leitungswasser,
<tb> e) <SEP> Durchlauf <SEP> durch <SEP> ein <SEP> elektrolytisches <SEP> Kupferüberzugsbad.
<tb>
Man <SEP> verwendet <SEP> ein <SEP> Kupfertartratbad, <SEP> das <SEP> 100 <SEP> g/l <SEP> Weinsäure, <SEP> 150 <SEP> g/l <SEP> Soda <SEP> und <SEP> 50 <SEP> g/l <SEP> Kupfertartrat <SEP> enthält. <SEP> Die <SEP> Kathodenstromdichte <SEP> beträgt <SEP> 3 <SEP> A/dm2. <SEP> Die <SEP> Verweilzeit <SEP> beträgt <SEP> etwa <SEP> 80 <SEP> sec,
<tb> f) <SEP> Spülen <SEP> des <SEP> Drahtes <SEP> mit <SEP> Leitungswasser,
<tb> g) <SEP> Durchlauf <SEP> durch <SEP> ein <SEP> elektrolytisches <SEP> Zinküberzugsbad.
<tb>
Man <SEP> verwendet <SEP> ein <SEP> Bad, <SEP> das <SEP> 100 <SEP> g/l <SEP> Zinksulfat <SEP> enthält. <SEP> Die <SEP> Kathodenstromdichte <SEP> beträgt4A/dm2 <SEP> und
<tb> die <SEP> Verweilzeit <SEP> 35 <SEP> sec,
<tb> h) <SEP> Spülen <SEP> mit <SEP> Leitungswasser.
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der Draht während einiger Sekunden auf eine Temperatur von etwa 4500C gebracht wird. Diese Behandlung beeinfluss nicht die Nickelschicht, wandelt jedoch die Kupfer- und Zinkschichten in Messing um.
Schliesslich wird der überzogene Draht durch eine Reihe von Ziehdüsen auf feuchtem Wege auf einen Durchmesser von 0, 18 mm gezogen. Der fertige Draht besitzt über einer Stahlseele einen kaltgehärteten Nickelüberzug von etwa 900 mg Nickel auf 100 g Draht, wobei dieser Nickelüberzug selbst wieder mit einer etwa 70% Kupfer enthaltenden Messingschicht in einer Stärke von 400 mg auf 100 g Draht überzogen ist.
Fig. l zeigt in stark vergrössertem Massstab einen Schnitt durch einen so erhaltenen Draht ; mit --1-- ist die Stahlseele, mit --2-- der kaltgehärtete Nickelüberzug und mit --3-- der Messingüberzug bezeichnet, wobei die Dicke der Überzüge im Verhältnis zum Durchmesser der Stahlseele --1-- jeweils übertrieben ist.
Fig. 2 erläutert die Ergebnisse von Ermüdungs-Korrosionsversuchen, die einmal an mit Nickel und mit Messing überzogenen Drähten, wie sie im vorstehenden Beispiel beschrieben sind, und zum andern an den gleichen Drähten, jedoch ohne Nickelüberzug, durchgeführt wurden. Eine bestimmte Anzahl von Drähten der beiden Gruppen wurde einem Ermüdungsversuch durch wiederholtes Biegen bei 200C und in einer feuchten Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 60% unterworfen. Die dabei angewendete Spannung beträgt 170 kg/m2.
Die Kurven in Fig. 2 zeigen in Abhängigkeit von der Anzahl Biegungszyklen den Prozentsatz an gebrochenen Drähten.
Die Kurve --A-- bezieht sich auf nur mit Messing überzogene Drähte. Die Kurve --B-- bezieht sich auf erst mit Nickel und dann mit Messing überzogene Stahldrähte. Die Kurven --Cund D-- beziehen sich auf Stahldrähte, die zuerst mit Nickel und dann mit Messing überzogen, jedoch auf etwas andere Weise unter Verwendung von Nickelsulfat-chloridbädern für die Vernickelung hergestellt wurden.
Wie man feststellt, erhöht die Anwesenheit von Nickel ganz eklatant die Lebensdauer der Drähte. Nach 150 000 Biegungszyklen zeigen die nur vermessingten Drähte mehr als 50% Brüche, die vernickelten Drähte weniger als 10%. Dieses Ergebnis ist rein statistisch, hergeleitet aus einer grossen Anzahl getesteter Drähte, was jede Möglichkeit eines zufälligen Irrtums ausschliesst.
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Fig. 3 zeigt den Prozentgehalt an Drahtbrüchen für eine kostante Anzahl von Biegungszyklen (100 000) in
Abhänigigkeitvon der angewendeten Biegungsspannung. Wie im Falle von Fig. 2 wird der Versuchin 60% relative
Feuchtigkeit enthaltender Luft von 200C durchgeführt. Die Kurve --A-- betrifft ebenfalls nur vermessingte
Drähte, während die Kurve-B-mit Nickel und Messing überzogene Drähte, wie vorstehend beschrieben, betrifft.
Der Vergleich der Kurven --A und B-zeigt, dass die Überlegenheit der mit Nickel überzogenen Drähte umso ausgeprägter ist, je geringer die Spannung ist. Die Prozentgehalte für Brüche sind bei sehr hohen Spannun- gen gleich.
Die nachstehende Tabelle zeigt anderseits das unterschiedliche Verhalten von Kabeln aus nurvermessingten
Stahldrähten und von Kabeln aus vernickelten und dann vermessingten Stahldrähten bei Abziehversuchen von
Kabeln. Die verwendeten Kabeln setzen sich aus 7 Litzen aus jeweils 3 Drähten mit einem Durchmesser von 0, 18 mm zusammen. Sie wurden mit Kautschuk durch Einbringen in Proben von Rohkautschuk, die dann vul- kanisiert wurden, verklebt. Die Proben wurden in 0, 50/0 Salz enthaltendes, 550C warmes Salzwasser eingetaucht.
Man bestimmt in periodischen Abständen die Kraft, die erforderlich ist, um Kabel und Kautschuk zu trennen.
Die Ergebnisse der Messungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben :
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<tb>
<tb> Vermessingter <SEP> Vernickelter <SEP> und <SEP> verDraht <SEP> messingter <SEP> Draht
<tb> kg <SEP> kg <SEP>
<tb> Abreisskraft <SEP> zu <SEP> Beginn <SEP> 79 <SEP> 85
<tb> nach <SEP> 24 <SEP> h <SEP> 46 <SEP> 54
<tb> nach <SEP> 48 <SEP> h <SEP> 33 <SEP> 44
<tb> nach <SEP> 72 <SEP> h <SEP> 25 <SEP> 42
<tb> nach <SEP> 96 <SEP> h <SEP> 20 <SEP> 42
<tb>
In beiden Fällen nimmt die Kraft, die zum Abreissen des Kautschuks vom Kabel erforderlich ist, allmäh- lich beim Eintauchen in warmes Salzwasser ab. Die Abnahme ist jedoch im Fall des vernickelten Drahtes stets geringer und insbesondere stabilisiert sie sich bei einem noch annehmbaren Wert.
Beispiel 2 : Wie in Beispiel 1 geht man von einem gezogenen Stahldraht mit einem Durchmesser von 0, 95 mm aus. Man unterwirft ihn den folgenden Verfahrensstufen : a) Durchlauf durch ein elektrolytisches Entfettungsbad, b) Durchlauf durch ein Beizbad, c) Durchlauf durch ein elektrolytisches Vernickelungsbad, wie in Beispiel 1 werden alle diese Behandlungen vor dem Patentieren des Drahtes durchgeführt.
Nach Aufbringung der Nickel- und Kupferüberzüge erfolgen gleichzeitigdie Wärmediffusion von Kupfer und Nickel und das Patentieren des Stahldrahtes durch Erhitzen in reduzierender Atmosphäre auf eine Temperatur von 930 C.
Dabei erhält man einen mit einer Nickel-Kupferlegierung überzogenen patentierten Stahldraht. Dann wird der Draht auf feuchtem Wege auf einen Durchmesser von 0, 18 mm gezogen.
Der fertige Draht trägt auf einer Stahlseele einen kaltgehärteten Überzug aus einer 70% igen Nickel-Kupfer- legierung, wobei dieser Überzug etwa 1200 mg Legierung auf 100 g Draht stark ist.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen solchen Draht mit einer Stahlseele --10-- und einen Überzug --20-- aus Nickel-Kupferlegierung.
Fig. 5 zeigt den Prozentgehalt an Drahtbrüchen in Abhängigkeit von der Ermüdungs-Korrosion in 200C warmer Luft bei einer relativen Feuchtigkeit von 60% u. zw. einmal von in bekannter Weise vermessingten Drähten und zum andern von mit einer Nickel-Kupferlegierung überzogenen, vorstehend beschriebenen Drähten. Die Kurve --A-- betrifft vermessingte Drähte, die Kurve --B-- betrifft mit Nickel-Kupferlegierung überzogene Drähte. Auch hier ergibt die Anwesenheit von mit Kupfer legiertem Nickel eine beträchtliche Erhöhung der Lebensdauer.
Ähnliche Versuche wurden an mit Nickel-Kupferlegierung überzogenen Drähten durchgeführt, wobei die Dicke und die Zusammensetzung des Legierungsüberzuges variierten. Im Fall einer 70% Nickel enthaltenden Legierung wird eine sehr merkliche Verbesserung der Lebensdauer bereits mit einer einem Überzug von etwa 500 mg auf 100 g Draht entsprechenden Dicke erzielt. Zweckmässig verwendet man jedoch einen doppelt oder dreifach so dicken Überzug. Von da an rechtfertigt die zusätzliche Verbesserung offenbar nicht mehr die Erhöhung der verwendeten Nickelmenge.
Fig. 6 zeigt den Einfluss des Nickelgehaltes der Nickel-Kupferlegierung auf die Lebensdauer. Die Kurve zeigt den Prozentgehalt an Brüchen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt nach 250 000 Zyklen in Luft von 20 C und einer relativen Feuchtigkeit von 60%. Die Anwesenheit von 20% Nickel bringt bereits eine merkliche Ver-
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besserung gegenüber einem Draht mit sich, dessen Überzug kein Nickel enthält (üblicher vermessingter Draht).
Der optimale Bereich scheint um etwa 60 bis 80% Nickel herum zu liegen. Darüber hinaus erzielt man anscheinend keine Verbesserung mehr. Zwischen 20 und 60% variiert die Lebensdauer im gleichen Sinn wie der Nickelgehalt. Die Verwendung einer Nickel-Kupferlegierung ermöglicht somit die Verbesserung der ErmüdungsKorrosionsbeständigkeit auf wesentlich billigerem Wege wie man sie bei Verwendung einer reinen Nickelschicht erzielt, die beispielsweise mit einer Messingschicht überzogen ist.
Die mit einem nickelhaltigen Überzug versehenen dünnen Stahldrähte gemäss der Erfindung eignen sich gut zur Herstellung von zur Verstärkung von Luftreifen bestimmten Metallkabeln. Sie verleihen den Luftreifen einen erhöhten Widerstand gegen Ermüdungserscheinungen und verlängern seine Lebensdauer.
PATENTANSPRÜCHE :
1. An vulkanisiertem Kautschuk haftendes Einlagematerial für Kautschukgegenstände, insbesondere für Kautschukreifen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Stahldrähten, aus aus solchen Drähten gebildeten Litzen sowie aus derartigen Litzen gebildeten Kabeln besteht und die Stahldrähte gegebenenfalls über eine Zwischenschicht aus einem Metall oder einer Legierung mithohem Schmelzpunkt (über 900 oder IOOOOC) mit einer Schicht aus kaltgehärtetem Nickel bzw. einer kaltgehärteten Nickellegierung versehen sind, wobei die Nickellegierung mehr als 30%, vorzugsweise 60 bis 80% Nickel enthält und wobei über der letztgenannten Schicht gegebenenfalls noch eine weitere Metallschicht angeordnet ist.