DE102004036807A1

DE102004036807A1 - Stahlkord zur Verwendung als Festigkeitsträger in Bauteilen von Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102004036807A1
Application number: DE200410036807
Authority: DE
Inventors: Mehmet Sadettin Fidan
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrlagigen Stahlkord zur Verwendung als Festigkeitsträger in Bauteilen von Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer inneren Lage aus mindestens zwei Kernfilamenten und aus einer oder zwei Lagen von umhüllenden Filamenten. DOLLAR A Die Kernfilamente (1) weisen eine Zugfestigkeit zwischen 2800 bis 3200 N/mm·2· und die umhüllenden Filamente (2) eine größere Zugfestigkeit auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrlagigen Stahlkord zur Verwendung als Festigkeitsträger in Bauteilen von Fahrzeugluftreifen bestehend aus einer inneren Lage aus mindestens zwei Kernfilamenten und aus einer oder zwei Lagen von umhüllenden Filamenten.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieses Stahlkordes als Festigkeitsträger in einer Gummilage eines Fahrzeugluftreifens, insbesondere eines Reifens für Lastkraftwagen.
Mehrlagige Stahlkorde unterschiedlicher Konstruktionen sind grundsätzlich bekannt. So sind beispielsweise im US Patent 4,651,513 Stahlcorde verschiedener mehrlagiger Konstruktionen erwähnt, wobei sämtliche Filamente eine übereinstimmende Zugfestigkeit, die größer als 2200 N/mm² sein soll, aufweisen. Zu den erwähnten Stahlkorden zählen dreilagige Stahlkorde der Konstruktionen 1+6+12, 3+6+12, 3+9+15, 2+7+12 und 2+8+14, aber auch zweilagige Konstruktionen, wie 2+8 oder 3+9.
Es sind auch Stahlkordkonstruktionen bekannt, welche aus Filamenten bestehen, deren Zugfestigkeit sich voneinander unterscheidet. Aus dem US Patent 5,285,623 ist es bekannt, bei einem Stahlkord der Konstruktion 2+2, beispielsweise der Konstruktion 2 × 0,22mm + 2 × 0,28mm, vorzusehen, dass das eine Paar von Filamenten eine Zugfestigkeit im sogenannten Normal-Tensile-Bereich und das zweite Paar von Filamenten eine Zugfestigkeit sogenannter im High-Tensile-Bereich aufweist. Die beiden Paare von Filamenten sind miteinander verdrillt, sodass es keine Unterscheidung zwischen Kernfilamenten und umhüllenden Filamenten gibt.
Eine bevorzugte Verwendung dieser Stahlkorde ist als Festigkeitsträger in Gürtellagen von Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen.
Für eine lange Lebensdauer bzw. Laufleistung eines Fahrzeugluftreifens ist unter Anderem auch die Ermüdungsbeständigkeit der Stahlkord-Festigkeitsträger, beispielsweise jener in der bzw. den Karkasseinlage(n), den Wulstverstärkern und den Gürtellagen von großer Bedeutung. Wird eine nicht zufriedenstellende Ermüdungsbeständigkeit durch geringeren gegenseitigen Abstand der Stahlkorde ausgeglichen, geht dies zu Lasten des Reifengewichtes. Es besteht daher der Wunsch, einen möglichst ermüdungsbeständigen Stahlkord zur Verfügung zu haben und den gegenseitigen Abstand dieser Stahlkorde innerhalb des Reifenbauteils verringern zu können. Bei LKW-Reifen ist dies vor allem in den Karkasseinlagen von Bedeutung.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen mehrlagigen Stahlkord diesbezüglich zu verbessern.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Kernfilamente eine Zugfestigkeit zwischen 2800 bis 3200 N/mm² und die umhüllenden Filamente eine größere Zugfestigkeit aufweisen.

Es hat sich herausgestellt, dass es für die Ermüdungsbeständigkeit eines erfindungsgemäßen mehrlagigen Stahlkordes von besonderem Vorteil ist, wenn die Kernfilamente eine Zugfestigkeit im Normal-Tensile-Bereich aufweisen und die umhüllenden Filamente eine größere Zugfestigkeit aufweisen.

In derart ausgeführten Stahlkorden können die Kernfilamente Biegebelastungen besser standhalten, was insgesamt für die Ermüdungsbeständigkeit des Kordes wesentlich ist, als die umhüllenden Filamente, welche eine höhere Bruchfestigkeit aufweisen. Werden diese Stahlkorde des Festigkeitsträgers in Gummilagen von Fahrzeugluftreifen verwendet, kann ihr gegenseitiger Abstand größer gewählt werden als bei Stahlkorden auf dem Stand der Technik. Der größere Abstand lässt den Korden mehr Bewegungsfreiheit und trägt dazu bei, die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern.

Bei den mehrlagigen Stahlkorden kann es sich sowohl um sogenannte Kompaktkorde, bei denen alle Lagen dieselbe Schlagrichtung aufweisen, als auch um Stahlkorde, bei denen die Schlagrichtung von Lage zu Lage unterschiedlich sein kann, handeln.

Für die umhüllenden Filamente sind je nach Anforderung und Einsatzzweck Stahlfilmente unterschiedlicher Zugfestigkeiten verwendbar. So können die umhüllenden Filamente HT(High-Tensile)-Stahlfilmente sein und eine Zugfestigkeit zwischen 3200 und 3500 N/mm² aufweisen, ferner SHT(Super-High-Tensile)-Stahlfilamente mit einer Zugfestigkeit zwischen 3500 und 3800 N/mm², oder UHT(Ultra-High-Tensile)-Stahlfilmente mit einer Zugfestigkeit zwischen 3800 und 4100 N/mm².

Eine besonders bevorzugter und hinsichtlich Ermüdungsbeständigkeit besonders günstiger Stahlkord weist die Konstruktion 3+9 auf.

Erfindungsgemäß ausgeführte Stahlkorde sind bevorzugt als Festigkeitsträger in Gummilagen von Fahrzeugluftreifen, insbesondere in einer Gürtellage, einer Wulstverstärkerlage oder einer Karkasseinlage, einsetzbar.

Besonders ermüdungsbeständig sind als Festigkeitsträger in einer Karkasseineinlage eines LKW-Reifens beispielsweise ein Stahlkord der Konstruktion 3 × 0,20mm (NT) + 9 × 0,175mm (HT, SHT oder UHT) oder ein Stahlkord der Konstruktion 3 × 0,22mm (NT) + 9 × 0,20mm (HT, SHT oder UHT).

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Die einzige Zeichnungsfigur, 1, zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Stahlkord.

Der in der einzigen Figur dargestellte Stahlkord weist die Konstruktion 3+9 auf und besteht aus drei miteinander in Kontakt stehenden Kernfilamenten 1, die gemeinsam um ihre Längsachse verdrillt sind. Die drei Kernfilamente 1, welche auch als „Seele" des Stahlkordes bezeichnet werden, sind von neun Filamenten 2 umhüllt, welche um die Kernfilamente 1 angeordnet sind. Alle Filamente liegen in Form eines sogenannten Kompaktkordes vor, d. h. die Kernfilamente 1 und die umhüllenden Filamente 2 werden zusammen verdrillt und weisen dieselbe Schlagrichtung und Schlaglänge auf.
Sämtliche Kernfilamente 1 und sämtliche umhüllenden Filamente 2 weisen jeweils übereinstimmende Durchmesser auf, wobei sich der Durchmesser der Filamente 1 von jenem der Filamente 2 unterscheiden kann. Der Durchmesser der Filamente 1, 2 wird zwischen 0,15 und 0,40mm, insbesondere zwischen 0,15 und 0,30mm und innerhalb dieses Bereiches bevorzugt 0,17 bis 0,25mm gewählt. Die Schlaglängen der Kernfilmante 1 und der umhüllenden Filamente 2 werden im üblichen Bereich gewählt und betragen zwischen 8mm und 14mm.
Die Ermüdungsbeständigkeit des Stahlkordes ist dann besonders groß, wenn die Kernfilamente 1 eine Zugfestigkeit zwischen 2800 und 3200 N/mm², demnach im NT (Normal-Tensile)-Bereich, insbesondere in der Größenordnung von 3000 N/mm², aufweisen. Die umhüllenden Filamente 2 weisen eine größere Zugfestigkeit auf als die Kernfilamente 1. Die Zugfestigkeit der Filamente 2 kann von 3200 N/mm² bis etwa 4100 N/mm² reichen und daher im HT(High Tensile)-, SHT(Super High Tensile)- oder UHT(Ultra High Tensile)-Bereich liegen. HT-Stahlfilamente weisen eine Zugfestigkeit von etwa 3200 bis 3500 N/mm², SHT-Stahlfilamente eine Zugfestigkeit von etwa 3500 bis 3800 N/mm² und UHT-Stahlfilamente eine Zugfestigkeit von etwa 3800 bis 4100 N/mm² auf.
Weitere, nicht dargestellte erfindungsgemäße Stahlkorde können insbesondere zwei- oder dreilagig ausgeführt sein und beispielsweise eine der folgenden Konstruktionen aufweisen: 2+7, 2+4, 3+8, 3+9+15 und dergleichen. Bezüglich der Filamentdurchmesser, der Schlaglängen und der Auslegung mit NT-Kernfilamenten und umhüllenden HT-, SHT-, oder UHT-Filamenten gelten obige Ausführungen.
In Folge der Ermüdungsbeständigkeit ist es von besonderem Vorteil, erfindungsgemäß ausgeführte Stahlkorde in Gummilagen von Fahrzeugluftreifen, beispielsweise in Gürtellagen, Wulstverstärkern oder Karkasseinlagen, etwa als Festigkeitsträger in Karkasseinlagen von Reifen für Lastkraftwagen, einzusetzen. Beispiele für konkrete Konstruktionen für diesen Einsatzzweck sind:
3 × 0,20mm (NT) + 9 × 0,175mm (HT, SHT oder UHT), Schlaglänge 10m
3 × 0,22mm (NT) + 9 × 0,20mm (HT, SHT oder UHT), Schlaglänge 12,5mm
Der gegenseitige Abstand solcher Stahlkorde in der Karkasseinlage eines Reifens für Lastkraftwagen kann größer als 0,60mm gewählt werden, insbesondere bis 0,80 mm, je nach Reifendimension.

Claims

Mehrlagiger Stahlkord zur Verwendung als Festigkeitsträger in Bauteilen von Fahrzeugluftreifen bestehend aus einer inneren Lage aus mindestens zwei Kernfilamenten und aus einer oder zwei Lagen von umhüllenden Filamenten, dadurch kennzeichnet, dass die Kernfilamente (1) eine Zugfestigkeit zwischen 2800 bis 3200 N/mm² und die umhüllenden Filamente (2) eine größere Zugfestigkeit aufweisen.
Stahlkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umhüllenden Filamente (2) HT(High-Tensile)-Stahlfilamente sind und eine Zugfestigkeit zwischen 3200 und 3500 N/mm² aufweisen.
Stahlkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umhüllenden Filamente (2) SHT(Super-High-Tensile)-Stahlfilamente sind und eine Zugfestigkeit zwischen 3500 und 3800 N/mm² aufweisen.
Stahlkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umhüllenden Filamente (2) UHT(Ultra-High-Tensile)-Stahlfilamente sind und eine Zugfestigkeit zwischen 3800 und 4100 N/mm² aufweisen.
Stahlkord nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er die Konstruktion 3+9 aufweist.
Verwendung eines Stahlkordes gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5 als Festigkeitsträger in einer Gummilage eines Fahrzeugluftreifens.
Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilage eine Gürtellage, ein Wulstverstärker oder eine Karkasseinlage ist.
Verwendung nach Anspruch 6 oder 7 in einer Karkasseineinlage eines LKW-Reifens, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkord die Konstruktion 3 × 0,20 mm (NT) + 9 × 0,175mm (HT, SHT oder UHT) aufweist.
Verwendung nach Anspruch 6 oder 7 in einer Karkasseneinlage eines LKW-Reifens, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkord die Konstruktion 3 × 0,22 mm (NT) + 9 × 0,20mm (HT, SHT oder UHT) aufweist.