AT395733B - Metallkord zur verstaerkung von elastomerkoerpern - Google Patents

Description

AT 395 733 B

DieErfindungbetriffteinenMetallkordzurVerstärkungvonElastomerkörpem.wieFahrzeugreifen,Förderbändern oder Schläuchen, bestehend aus mehreren Strängen unterschiedlich» oder vorzugsweise gleich» Schlagrichtung, d» an sein» Außenseite mit einer Haltewendel versehen ist

Haltewendeln sind üblicherweise Einzeldrähte geringen Durchmessers (z. B. 0,15 mm), die auf Metallkorde in 5 entgegengesetzter Schlagrichtung (Verdrillung) zur Oberflächenlage, vorzugsweise mit geringerer Steigung als die

Steigung der Drähte der Oberflächenlage, mit einem Windungsabstand von etwa 2 bis 5 mm aufgewickelt sind. Die Haltewendeln dienen dazu, die Biegbarkeit des Metallkords beim Einbau in den zu verstärkenden Elastom»artikel, z. B. einen grünen Fahrzeugreifen, zu erhöhen. Mit anderen Worten soll beim Einbau des Metallkords ein»seits verhindert werden, daß der Metallkord „aufgeht“, d. h. seinen Querschnittszusammenhalt verliert, und anderseits, 10 daß sich der Metallkord wieder streckt, d. h. in seine durch seine Eigenelastizität vorgegebene, gerade Form zurückkehrt

Nach dem Vernetzen (Vulkanisation) des Polymermaterials ist der Metallkoid vollständig in eine elastische Polymermatrix eingebettet die Gefahr des Aufgehens besteht daher nicht mehr, und nunmehr sollte die Eigenelastizität des Metallkords wieder voll zum Tragen kommen, was aber durch die Haltewendel nunmehr behindert wird. 15 Die einbautechnologischen Vorteile ein» Haltewendel sind so groß, daß man die oben erwähnte nachteilige

Wirkung in fertigen, metallkordverstärkten Produkten bis jetzt in Kauf genommen hat.

Besonders bei verstärkten Polymerartikeln, die ein» dau»nden Verformung im Betrieb unterworfen sind, z. B. Fahrzeugreifen, Treibriemen oder Förd»bänder, tritt eine „Fretting“ genannte Abnützung des Metallkords durch Scheuem zwischen d» Haltewendel und der Oberflächenlage des Metallkords auf. Diese Abnützung erfolgt lokal 20 an den Berührungsstellen zwischen Haltewendel und Oberflächenlage und ist umso stärker, je mehr sich der Winkel zwischen dem Verlauf d» Haltewendel und dem entsprechenden Draht d» Oberflächenlage 90° nähert Ebenso steigt sie mit ansteigender Flächenpressung in diesem Bereich und ist naturgemäß Ideal am stärksten, wenn wenig Reibungsstellen vorhanden sind.

Wenn die Verseilung des Metallkords in mehreren Arbeitsschritten erfolgt wobei Lagen ungleichsinnigen 25 Schlags beteiligt sind, z. B. eine SSZ-Anordnung, nähert sich dieUmhüllungskurvedes Kabelquerschnitts mehr od» wenig» einem vollen Kreis, es sind viele Berührungsstellen für die Haltewendel vorhanden, so daß sich ein geringes, gleichmäßiges Fretting »gibt.

Bei der Herstellung von Kompaktkord werden die einzelnen Kordlagen in einem einzigen Arbeitsgang mit gleichsinnigem Schlag miteinander v»kabelt. Hiebei wird die dichteste Packung der einzelnen Stränge erzielt d. h. 30 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 Kords in Verkabelungsrichtung v»dreht.

Hi» tritt starkes Fretting im B»eich der aberundeten Ecken auf.

Es bestand die Aufgabe, eine Konstruktion zu schaffen, die die Nachteile des Scheuems zwischen Haltewendel 35 und Außenlage des Metallkords vermindert.

Zur Lösung dies» Aufgabe wird vom erfindungsgemäßen Grundkonzept ausgegangen, die Berührungsfläche zwischend»Haltewendelundder anschließenden Außenlage des Haltekordszu vergrößern,sodaßdieFlächenpressung dort geringer wird.

Demgemäß ist der erfindungsgemäße Metallkord vor allem dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine 40 Haltewendel vorgesehen ist deren Querschnittzur Vermeidung einer Punktberührung mitderMetallkordobeifläche im Auflagenbereich der Form der Metallkordoiberfläche angenähert bzw. angeglichen, vorzugsweise gegenüb» einer Kreisform abgeflacht ist und bzw. oder deren Material zumindest teilweise eine Erweichungstemperatur aufweist die unterhalb od» innerhalb des Vemetzungstemperaturbereichs des zu verstärkenden Elastomers liegt

Insbesondere bei Haltewendeln aus Metalldraht erreicht man einen vom Kreis abweichenden Querschnitt sehr 45 einfach durch Flachwalzen eines Drahtes mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt Wird eine Haltewendel aus

Kunststoff eingesetzt ist diese ebenso als Flachprofil im Berührungsbereich ausgebildet in diesem Fall wird das Flachprofil direkt bei der Filamentbildung h»gestellt Besonders gut eignen sich hi» hochfeste Fasern, besonders Carbonfasem und Kevlarfasem.

Bei Kunststoffhaltewendeln kann erfindungsgemäß deren Material zumindest teilweise aus einem Thermoplast 50 mit einer Erweichungstemperatur innerhalb oder unterhalb der Vemetzungstemperatur des zu verstärkenden Elastomers bestehen. DieshatzurFolge, daß die Haltewendel beim Vernetzen des grünenElastonrerkötpers »weicht und dann an einer größeren Fläche der Außenlage des Metallkords als vorher anliegt. Dabei wird weiterhin die Spannung innerhalb der Haltewendel aufgehoben, so daß keine Flächenpressung mehr gegeben ist

Vorteilhaft ist der »weichbare Anteil der Haltewendel aus einem Material, das mit dem Elastomermaterial 55 verträglich ist und gegebenenfalls sogar an dessen Vemetzungsreaktion teilnehmen kann. Günstig kann man eine Haltewendel aus einem Metall/Gummi- oder Metall/Kunststoffverbundkörper vorsehen, insbesondere aus einem um spritzten Metalldraht. Dabei kann der Metalldraht und dessen Gummi- oder Kunststoff- -2-

Claims (2)

1. AT 395 733 B Ummantelung Kreisquerschnitt aufweisen; der vergrößerte Auflagenbereich entsteht beim Erweichen der Gummioder Kunststoffummantelung, wobei auch zwischen der Metallseele der Haltewendel und den Drähten der Außenlage des Metallkords im Berührungsbereich vorhandenes Gummi- oder Kunststoffmaterial seitlich auswei-chen kann und so die Zugspannung in der Wendel und deren Flächenpressung herabsetzt. Gummi- bzw. kunststoffummantelte Metallgegenstände an sich sind natürlich bekannt. So betrifft z. B. die FR-PS 860 937 ein elektrisches Kabel, und zwar ein sogenanntes Luftkabel, bei dem das eigentliche Kabel mittels einer Haltedrahtwendel an einem Tragseil angebunden ist Es ist angegeben, daß Tragseil und Haltedraht kunststoffummantelt sind. Die FR-PS 1085 473 betrifft flexible, „ummantelte“ Drähte zur Verwendung als von Trommeln abspulbares Material zum Löten, Schweißen oder Metallspritzen bzw. als Elektroden zum Elektroschweißen. Als Ummantelung wird ein Hüll- bzw. Füllmaterial eingesetzt, das die Zwischenräume zwischen den verkabelten Einzeldrähten des Drahtes ausfüllt HiefÜr werden die üblichen Mantelmassen für Mantelelektroden, bzw. Lacke, Graphit oder Kohlepulver, sowie Metallpulver und Granalien genannt Bei der Herstellung der Manteldiähte können die verkabelten Einzeldrähte von Haltewendeln zusammengehalten werden, bevor das Mantelmaterial aufgebracht wird. Diese Haltewendeln sind einfache Metalldrähte: Kompoundwendeln (Metall/Gummi oder Metall/Kunststoff) sind nicht genannt Die FR-PS 1472 519 betrifft elastische, zusammengesetzte Bänder aus einer Silikonkautschukbasis, in der eine aus Fäden gebildete Verstärkungslage eingebettet ist in welcher in einer Ebene parallel zueinander liegende Fäden mäanderförmig verlaufen. Die Fäden können aus elektrisch nicht leitendem Material sein, dann dienen die Bänder als Isolierbänder, z. B. zum Umwickeln von Maschinenteilen, sie können aber auch aus Metall sein, z. B. aus Kupfer, dann dienen die Bänder als elektrische Widerstandsselemente (Heizwicklungen) oder „Kabel“ zur elektrischen Verbindung gegeneinander bewegter Körper, da die Bänder sowohl in Längs- als auch in Querrichtung elastisch dehnbar sind. DieGB-PS 1226635betrifftKunststoffbindfädenaus zueinanderparallelen,also nichtverdrillten,Monofilamenten, die zusammengehalten werden durch eine bandförmige Haltewendel, die ebenfalls aus Kunststoff besteht und auf das Filamentbündel aufgeschmolzen, d. h. in Form einer Schmelze aufgebracht sind. DieErfmdung wird nachfolgendan Hand von Beispielen unter BezugnahmeaufdieZeichnungnäher beschrieben, in der die Fig. 1 bis 3 verschiedene Querschnitte erfindungsgemäßer Haltewendeln zeigen. InFig. 1 erkennt man ein Profil, wie es beim Abflachen eines Metalldrahtes mit ursprünglichem Kreisquerschnitt erhalten werden kann. Selbstverständlich kann eine Haltewendel mit einem derartigen Flachprofil auch durch Extrudieren eines Gummi- oder Kunststoffstranges gebildet werden. Die Haltewendel wird mit ihrer konkaven Seite 1 auf die Außenlage eines Metallkords aufgewickelt, wobei grundsätzlich die Haltewendeki auch in gleicher Schlagrichtung wie die der Außenlage des Metallkords eingesetzt werden können. In den Fig. 2 und 3 sind Querschnitte von Kompoundhaltewendeln dargestellt, die aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei in den Haltewendelkörper (3) eine Verstärkungsseele (2), insbesondere aus Metall oder aus hochfestem Kunststoff, eingebettet ist. In Fig. 2 erkennt man eine Haltewendel mit trapezartigem Profil, die durch Extrusion gebildet ist und die mit ihrer Flachseite (1) auf die Außenlage des Metallkords aufgewickelt wird. Fig. 3 zeigt eine typische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltewendel als gummi- oder kunststoffumspritzter Metalldraht, wobei das Kunststoffmaterial thermoplastisch ist und beim Vernetzen eines mit dem Metallkoni verstärkten Elastomerkörpers erweicht und so zumindest im Berührungsbereich gegenüber einem Kreisquerschnitt abflacht. PATENTANSPRÜCHE 1. Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpem, wie Fahrzeugreifen, Förderbändern oder Schläuchen, bestehend aus mehreren Strängen unterschiedlicher, oder vorzugsweise gleicher Schlagrichtung, der an seiner Außenseite mit einer Haltewendel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Haltewendel vorgesehenist, deren Querschnittzur Vermeidung einer PunktberührungmitderMetallkordöberfläche im Auflagebereich der Form der Metallkordoberfläche angenähert bzw. angeglichen, vorzugsweise gegenüber einer Kreisform abgeflacht ist und bzw. oder deren Material zumindest teilweise eine Erweichungstemperatur aufweist, die unterhalb oder innerhalb des Vemetzungstemperaturbereichs des zu verstärkenden Elastomers liegt. -3- AT 395 733 B
2. 2. Metallkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltewendel aus einem Metall/Gummi- oder Metall/KunststofFveibundkörper, vorzugsweise aus einem umspritzten Metalldraht, vorgesehen ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-