AT395732B - Metal cord for reinforcing elastomer bodies - Google Patents
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Abstract
Description
AT 395 732 BAT 395 732 B
DieErfindimgbetriffteinenMetallkordzurVerstärkungvonElastomerköipern.wieFahrzeugreifen,Förderbändern oder Schläuchen, bestehend aus mehreren Strängen unterschiedlicher oder vorzugsweise gleicher Schlagrichtung, der an seiner Außenseite mit mindestens einer Haltewendel versehen istThe invention relates to a metal cord for the reinforcement of elastomeric bodies, such as vehicle tires, conveyor belts or tubes, consisting of several strands of different or preferably the same direction, which is provided on the outside with at least one holding helix
Haltewendeln sind üblicherweise Einzeldrähte geringen Durchmessers (z. B. 0,15 mm), die auf Metallkorde in 5 entgegengesetzter oder gleicher Schlagrichtung (Verdrillung) zur Oberflächenlage mit einem Windungsabstand ναι etwa 2 bis etwa 5 mm aufgewickelt sind. Die Haltewendeln dienen dazu, die Biegbarkeit des Metallkords beim Einbau in den zu verstärkenden Elastomerartikel, z. B. einen grünen Fahrzeugreifen zu erhöhen. Mit anderen Westen soll beim Einbau des Metallkords einerseits verhindert werden, daß der Metallkord „aufgeht“, d. h. in seine durch seine Eigenelastizität vorgegebene, gerade Form zurückkehrt. 10 Nach dem Vernetzen (Vulkanisieren) des Polymermaterials ist der Metallkord vollständig in eine elastischeHolding coils are usually individual wires of small diameter (e.g. 0.15 mm), which are wound on metal cords in 5 opposite or the same lay direction (twist) to the surface layer with a winding spacing ναι of about 2 to about 5 mm. The holding spirals serve to improve the bendability of the metal cord when installed in the elastomer article to be reinforced, e.g. B. to increase a green vehicle tire. With other vests, the installation of the metal cord should on the one hand prevent the metal cord from "opening", i. H. returns to its straight form given by its own elasticity. 10 After cross-linking (vulcanizing) the polymer material, the metal cord is completely elastic
Polymermatrix eingebettet, die Gefahr des Aufgehens besteht daher nicht mehr und nunmehr sollte die Eigenelastizität wieder voll zum Tragen kommen, was aber durch die Haltewendel nunmehr behindert wird.Embedded polymer matrix, there is therefore no longer any risk of opening and the inherent elasticity should now come into play again, but this is now hampered by the holding spiral.
Die einbautechnologischen Vorteile einer Haltewendel sind so groß, daß man die oben erwähnte nachteilige Wirkung in fertigen, metallkordverstärkten Produkten bis jetzt in Kauf genommen hat. 15 Besonders bei verstärkten Polymerartikeln, die einer dauernden Verformung im Betrieb unterworfen sind, z. B.The technological advantages of a helical coil are so great that the disadvantageous effect mentioned above in finished, metal cord-reinforced products has so far been accepted. 15 Especially with reinforced polymer articles that are subject to permanent deformation during operation, e.g. B.
Fahrzeugreifen, Treibriemen oder Förderbänder, tritt eine „Fretting“ genannte Abnützung des Metallkords durch Scheuem zwischen der Haltewendel und der Oberflächenlage des Metallkords auf. Diese Abnützung erfolgt lokal an den Berührungsstellen zwischen Haltewendel und Oberflächenlage und ist umso stärker, je mehr sich der Winkel zwischen dem Verlauf der Haltewendel und dem entsprechenden Draht der Oberflächenlage 90° nähert Ebenso 20 steigt sie mit ansteigender Flächenpressung in diesem Bereich und ist naturgemäß lokal am stärksten, wenn wenig Reibungsstellen vorhanden sind.Vehicle tires, drive belts or conveyor belts, a "fretting" wear of the metal cord occurs due to abrasion between the helix and the surface layer of the metal cord. This wear occurs locally at the points of contact between the holding helix and the surface layer and is stronger the closer the angle between the course of the holding helix and the corresponding wire approaches the surface layer 90 °. Likewise, it increases with increasing surface pressure in this area and is naturally local strongest when there are few points of friction.
Wenn die Verseilung des Metallkords in mehreren Arbeitsschritten erfolgt wobei Lagen ungleichsinnigen Schlags beteiligt sind, z. B. eine SSZS(Lagencord)-Anordnung, nähert sich die Umhüllungskurve des Kabelquerschnitts mehr oder weniger einem vollen Kreis, es sind viele Berührungsstellen für die Haltewendel vorhanden, 25 so daß sich ein geringes, gleichmäßiges Fretting ergibt.If the stranding of the metal cord is carried out in several steps involving layers of opposite senses, e.g. B. an SSZS (layer cord) arrangement, the envelope curve of the cable cross-section more or less approaches a full circle, there are many points of contact for the holding helix, 25 so that there is a small, uniform fretting.
Bei der Herstellung von Kompaktkord werden die einzelnen Kordlagen in einem einzigen Arbeitsgang mit gleichsinnigem Schlag miteinander verkabelt. Hiebei wird die dichteste Packung der einzelnen Stränge erzielt d. h. die Stränge liegen über die gesamte Kabellänge dicht neben- und aneinander. Das hat zur Folge, daß die Umhüllungskurve des Kabelquerschnitts ein Vieleck mit abgerundeten Ecken bildet das sich über die Lage des 30 Kords in Verkabelungsrichtung verdreht.When producing compact cords, the individual layers of cords are wired together in a single operation with the same direction. The densest packing of the individual strands is achieved d. H. the strands lie close to and next to each other over the entire cable length. The result of this is that the envelope curve of the cable cross-section forms a polygon with rounded corners that twists in the direction of the cabling due to the position of the cord.
Hier tritt starkes Fretting im Bereich der abgerundeten Ecken auf.Heavy fretting occurs in the area of the rounded corners.
Es bestand die Aufgabe, eine Konstruktion zu schaffen, die die Nachteile des Scheuems zwischen Haltewendel und Außenlage des Metallkords vermindert.The object was to create a construction which would reduce the disadvantages of abrasion between the helix and the outer layer of the metal cord.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vom Grundkonzept ausgegangen, den Kontakt zwischen 35 Haltewendel und Außenlage des Metallkords beim Vernetzen des zu verstärkenden Elastomerktkpers dadurch zumindest teilweise aufzuheben, daß ein Metallkord mit einem Seelenstrang (Kemstrang) eingesetzt wird, dessen Material eine Querschnittsverringerung des Metallkords beim Vemetzen (Vulkanisieren) des grünen Elastomeikörpers zuläßt.To solve this problem, the basic concept according to the invention is based on at least partially eliminating the contact between the holding helix and the outer layer of the metal cord when the elastomer structure to be reinforced is crosslinked by using a metal cord with a core strand (core strand), the material of which reduces the cross section of the metal cord when crosslinking (Vulcanization) of the green elastomer body.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vor allem dadurch gelöst, daß ein Seelenstrang vorgesehen ist, der 40 mindestens teilweise aus einem Material besteht, dessen Erweichungstemperatur unterhalb oder innerhalb des Vemetzungstemperaturbereiches des zu verstärkenden Elastomers liegtThis object is achieved in particular in that a core strand is provided which consists at least partially of a material whose softening temperature is below or within the crosslinking temperature range of the elastomer to be reinforced
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Metallkords werden die Außenlagen mit einem Seelenstrang verkabelt, dessenMaterial ganz oder zumindestens teilweise beim Vernetzen des grünen Elastomerkörpers erweicht, so daß der Seelenstrang seine Stützwirkung für die Außenlagen verliert, wobei Seelenstrangmaterial zumindest in 45 die Zwischenräume zwischen Seelenstrang und anschließender Außenlage eindringen kann.In the production of the metal cord according to the invention, the outer layers are wired with a core strand, the material of which partially or completely softens when the green elastomer body is crosslinked, so that the core strand loses its support effect for the outer layers, core strand material penetrating at least 45 the spaces between the core strand and the subsequent outer layer can.
Durch die Zugspannung in den einzelnen Drähten des Metallkords weichen diese infolge der Erweichung des Seelenstrangmaterials dann in Richtung Seelenachse aus, so daß die Berührung zwischen der Außenlage des Metallkords und der Haltewendel aufgehoben wird. Vorweg soll gesagt werden, daß ein bekanntes Härten des Seelenmaterials, also ein Überführen in einen elastischeren Zustand mit höheren Durometerwerten, damit nichts zu 50 tun hat, sondern das Gegenteil bewirkt, nämlich höheren Widerstand gegen das Ausweichen der Drähte des Metallkords nach innen als vorher.Due to the tensile stress in the individual wires of the metal cord, these then yield due to the softening of the core strand material in the direction of the core axis, so that the contact between the outer layer of the metal cord and the holding helix is removed. First of all, it should be said that a known hardening of the core material, i.e. a transition to a more elastic state with higher durometer values, so that it has nothing to do with it, but does the opposite, namely greater resistance to the inward deflection of the wires of the metal cord than before.
So betrifft die DE-OS 1 510 065 einen Verstärkungskord, dessen Seelenstrang aus einem gummi- oder kunststoffummantelten Festigkeitsträger besteht. Nach Seite 2, zweiter Absatz erfolgt die Verarbeitung zur vollständigen Ausfüllung des Drahtseilinneren im plastischen Zustand der Seelenummantelung, die anschließend 55 ausgehärtet wird, wobei sie in den elastischen Zustand übergeht. Gegebenenfalls kann die Härtung zusammen mit der Härtung des Werkstoffs erfolgen, in den der Verstäikungskord eingebettet ist Eine Haltewendel istnicht erwähnt.DE-OS 1 510 065 relates to a reinforcing cord, the core of which consists of a rubber or plastic-coated reinforcement. According to page 2, second paragraph, the processing takes place for the complete filling of the wire rope interior in the plastic state of the soul sheathing, which is then hardened 55, whereby it changes into the elastic state. If necessary, the hardening can take place together with the hardening of the material in which the reinforcing cord is embedded. A holding spiral is not mentioned.
Die FR-PS1371794 betrifft überhaupt keinen Metallkord, sondern einen Metall/Kunststoffschlauch z. B. als -2-The FR-PS1371794 concerns no metal cord at all, but a metal / plastic hose z. B. as -2-
AT 395 732 BAT 395 732 B
Mantel für einen Bowdenzug. Das Besondere an diesem Schlauch, der ein Seelenrohr, ein Mantelrohr und dazwischen einen Festigkeitsträger aufweist, soll darin liegen, daß der Festigkeitsträger nicht - wie üblich - aus parallel verlaufenden Metalldrähten besteht, die mit sehr großer Schlaglänge um das Seelenrohr herumlaufen, sondern im Festigkeitsträger neben Metalldrähten auch Kunststoff‘drähte“ vorgesehen sind, die vorzugsweise mit den Metalldrähten abwechseln. Eine Haltewendel kann vorgesehen sein, die Druckschrift betrifft aber im Ganzen gesehen einen völlig anderen Gegenstand als einen Metallkord.Coat for a Bowden cable. The special thing about this hose, which has a core tube, a jacket tube and a reinforcement in between, is that the reinforcement does not - as usual - consist of parallel metal wires that run around the core tube with a very long lay length, but in the reinforcement next to it Metal wires are also provided, which preferably alternate with the metal wires. A holding helix can be provided, but the publication as a whole relates to a completely different object than a metal cord.
Die GB-PS 1069 461 betrifft Metallkorde, wobei als Seele ein ummantelter Festigkeitsträger vorgesehen ist, dessen Material plastisch, d. h. leicht extrudierbar ist Beim Verarbeiten der Korde werden beim Bilden der ReifenkarkassedieKordegespanntund versuchen daher,ihren Querschnitt zu verringern. Dies erfolgt auchalsFolge der Plastizität der Seelenummantelung, deren Material zwischen den einzelnen Strängen des Kords radial nach außen gequetscht wird. Beim Vulkanisieren eines Reifens wird auch das Ummantelungsmaterial durchgehärtet Eine Haltewendel ist nicht erwähnt.GB-PS 1069 461 relates to metal cords, a sheathed strength member being provided as the core, the material of which is plastic, i. H. is easily extrudable When the cords are processed, the cords are stretched when the tire carcass is formed and therefore try to reduce their cross-section. This is also due to the plasticity of the soul sheathing, the material of which is squeezed radially outward between the individual strands of the cord. When a tire is vulcanized, the covering material is also fully hardened. A holding spiral is not mentioned.
Die US-PS 3 686 855 betrifft keine Metallkorde, sondern übliche Stahlseile. Dementsprechend ist auch keine Haltewendel vorgesehen. Die Seele dieser Stahlseile besteht aus einem vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffmaterial mit guten mechanischen Eigenschaften, wie PE, PP, oder Polyamiden. Bei der Herstellung da* Seele wird der feste Seelenkörper bis zur Erweichung vorgewärmt und dann mit den äußeren Metallsträngen verkabelt, wobei bei entsprechender Querschnittsverringerung des Kunststoffmaterials in die Zwischenräume der Metallstränge hineingedrückt und ein hohlraumfreies Seil erhalten wird. Im Ganzen gesehen ist hier ein völlig anderer Gegenstand gegeben als anmeldungsgemäß.US Pat. No. 3,686,855 does not concern metal cords but conventional steel cables. Accordingly, no holding helix is provided. The core of these steel cables consists of a preferably thermoplastic material with good mechanical properties, such as PE, PP, or polyamides. In the manufacture of the * soul, the solid body of the soul is preheated to softening and then wired to the outer metal strands, with a corresponding reduction in the cross-section of the plastic material pressing into the spaces between the metal strands and a void-free rope being obtained. Seen as a whole, a completely different subject is given here than according to the application.
Die US-PS 3 133 584 entspricht im wesentlichen der GB-PS 1069 461.U.S. Patent 3,133,584 corresponds essentially to GB Patent 1,069,461.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß es sicherlich bekannt ist, bei Drahtseilen einen thermoplastischen Kem vorzusehen, der bei der Seilherstellung erweicht und verformt wird. Dies hat mit dem anmeldungsgemäßen Problem nichts zu tun, das darin besteht, beim Vulkanisieren eines Reifens den Reibungskontakt zwischen der Haltewendel und den Außenlagen des Metallkords zu verringern bzw. aufzuheben.In summary it can be said that it is certainly known to provide a thermoplastic core for wire ropes which is softened and deformed during rope manufacture. This has nothing to do with the problem according to the application, which consists in reducing or eliminating the frictional contact between the holding spiral and the outer layers of the metal cord when vulcanizing a tire.
Auch die GB-PS 1069461 und die US-PS 3133 584beziehen sich nicht darauf, Seelenmaterial eines Metallkords beim Aushärten des zu verstärkenden Gegenstandes zu erweichen.GB-PS 1069461 and US-PS 3133 584 also do not relate to softening core material of a metal cord when the object to be reinforced is hardened.
Als Material für den erweichbaren Anteil des Seelenstranges kommen vor allem Gummi oder thermoplastischer Kunststoff in Frage, aus dem der Seelenstrang auch zur Gänze bestehen kann.The material for the softenable portion of the core is mainly rubber or thermoplastic, from which the core can also consist entirely.
Vor allem wirksam ist die erfmdungsgemäße Anordnung, wenn die Außenlagen mit einem zylindrischen Seelenstrang verkabelt werden, da dann Zwischenräume zwischen dem Seelenstrang und der anschließenden Außenlage vorliegen, in die Seelenstrangmaterial beim Erweichen ausweichen kann.The arrangement according to the invention is particularly effective when the outer layers are wired with a cylindrical core strand, since then there are spaces between the core strand and the subsequent outer layer, into which core strand material can escape when softened.
Es ist aber auch möglich, die Verkabelung so durchzuführen, daß die anschließende Außenlage direkt am Seelenstrangmaterial anliegt. Hier hat sich gezeigt, daß beim Erweichen Seelenstrangmaterial zwischen den Drähten der Außenlagen an die Metallkordoberfläche hindurchtritt.However, it is also possible to carry out the cabling in such a way that the subsequent outer layer lies directly against the core strand material. It has been shown here that, when softened, core strand material passes between the wires of the outer layers to the metal cord surface.
Besonders in diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das erweichbare Material des Seelenstranges mit dem Elastomermaterial des zu verstärkenden Elastomerkörpers verträglich ist oder sogar an dessen Vemetzungsreaktion teilnimmt.In this case in particular, it is advantageous if the softenable material of the core strand is compatible with the elastomer material of the elastomer body to be reinforced or even participates in its crosslinking reaction.
Der Seelenstrang kann beispielsweise ganz aus Gummi oder Kunststoff mit einem thermoplastischen Anteil bestehen, der gegebenenfalls bis zu 100 % des Kunststoffinaterials ausmacht.The core strand can, for example, consist entirely of rubber or plastic with a thermoplastic component, which may make up up to 100% of the plastic material.
Aus Festigkeitsgründen kann aber auch ein Seelenstrang mit den Außenlagen verkabelt werden, der einen Kompoundkörper mit Metall darstellt Hier kommt vor allem ein Seelenstrang miteinem Metalldraht als eigentliche Seele in Betracht, insbesondere ein gummiumspritzter Metalldraht.For strength reasons, however, a core strand can also be wired to the outer layers, which represents a compound body with metal. In particular, a core strand with a metal wire is considered as the actual core, in particular a rubber-coated metal wire.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 den Querschnitteines erfindungsgemäßen Metallkords undFig. 2 den Querschnitt des Metallkords nach Fig. 1 nach dessen Einbau in einen Elastomerkörper und nach dem Vernetzen (Aushärten, Vulkanisieren) des grünen Elastomerkörpers unter Wärmeeinwirkung zeigtThe invention is explained in more detail below by means of an example with reference to the drawing, in which the cross-section of a metal cord according to the invention and FIG. 2 shows the cross section of the metal cord according to FIG. 1 after it has been installed in an elastomer body and after crosslinking (curing, vulcanizing) the green elastomer body under the action of heat
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Metallkords nach Fig. 1 werden ein mit einem Metallkem (1) versehener Seelenstrang (2) aus Gummi oder thermoplastischem Kunststoff mit einer Außenlage aus beispielsweise 10 Metallfäden (3) und einer Haltewendel (4) unter Zugspannung miteinander verkabelt, wobei die Schlagrichtung von Außenlage und Haltewendel beliebig ist Der Durchmesser des Seelenstranges (2) ist so gewählt daß die Fäden oder Stränge(3) der Außenlage nicht in dichtester Packung aneinanderliegen; die Haltewendel (4) istfest damit verkabelt Beim Vernetzen des grünen metallkordverstärktenElastomeikörpers erweicht bzw. schmilzt das Thermoplastmaterial und füllt die ursprünglich vorhandenen Zwischenräume (5) zwischen den Drähten oder Strängen (3) der Außenlage und dem Seelenstrang (2) aus, wobei die Drähte oder Stränge (3) infolge ihrer Zugspannung zur Kordachse hin bis zum Aneinanderliegen ausweichen können. Die Berührung zwischen den Drähten oder Strängen (3) und der Haltewendel (4) wird dadurch bezüglich ihrer Flächenpressung weitestgehend verringert oder aber, wie in Fig. 2 dargestellt, aufgehoben. -3-To manufacture the metal cord according to the invention according to FIG. 1, a core (2) provided with a metal core (1) made of rubber or thermoplastic material with an outer layer of, for example, 10 metal threads (3) and a holding spiral (4) is wired together under tension, the The direction of lay of the outer layer and the holding helix is arbitrary. The diameter of the core strand (2) is selected so that the threads or strands (3) of the outer layer do not lie against one another in the closest packing; the holding helix (4) is firmly wired to it. When the green metal cord-reinforced elastic body is cross-linked, the thermoplastic material softens or melts and fills the originally existing gaps (5) between the wires or strands (3) of the outer layer and the core strand (2), whereby the wires or Strands (3) can dodge as a result of their tension towards the cord axis. The contact between the wires or strands (3) and the holding helix (4) is thereby largely reduced in terms of their surface pressure or, as shown in FIG. 2, is eliminated. -3-
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA302083A (en) | 1992-07-15 |
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Legal Events
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