DE102006026848A1 - Reinforcing cord for elastomer products has low-modulus cord core of nonferrous metal or polyvinyl acetate and high-modulus winding of ferrous metal or non-metal - Google Patents

Reinforcing cord for elastomer products has low-modulus cord core of nonferrous metal or polyvinyl acetate and high-modulus winding of ferrous metal or non-metal Download PDF

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Abstract

The reinforcing cord consists of a low-modulus cord core (1) and a high-modulus winding (2) wound round it. The low-modulus cord core is composed of a nonferrous metal such as aluminum, or polyvinyl acetate, and the high-modulus winding round it is composed of a ferrous metal such as steel, or of a non-metallic substance such as aramid.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstärkungskord für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für die Gürtelbandage von Fahrzeugluftreifen, aus einem niedrigmoduligen Kord-Kern und einer diesen wendelförmig umgebenden hochmoduligen Umwicklung. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugluftreifen, welcher eine Gürtelbandage aufweist, die derartige Verstärkungskorde enthält.The The invention relates to a reinforcing cord for elastomers Products, in particular for the belt bandage from pneumatic vehicle tires, from a low modulus cord core and one of these helical surrounding high-modulus wrapping. The invention further relates a pneumatic vehicle tire having a belt bandage, such reinforcing cords contains.

Um bei Fahrzeugluftreifen, insbesondere beim Hochgeschwindigkeitseinsatz, ein Wachstum des Reifens durch die beim Fahrbetrieb auftretenden Fliehkräfte zu verhindern, ist es üblich, den Gürtel mit einer Gürtelbandage abzudecken. Bekannte Gürtelbandagen, welche ein- oder mehrlagig ausgeführt sein können, enthalten parallel oder im Wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger, beispielsweise aus Nylon, die in Gummi eingebettet sind.Around in pneumatic vehicle tires, in particular in high-speed use, to prevent growth of the tire due to centrifugal forces occurring during driving, it is usual, the belt with a belt bandage cover. Known belt bandages, which may be single or multi-layered, contain parallel or substantially parallel to the circumferential direction extending strength members, for example made of nylon embedded in rubber.

Die Gürtelbandage wird während der Reifenherstellung aus Materialstreifen erstellt, insbesondere spiralig gewickelt, wobei die Streifen aus in eine unvulkanisierte Kautschukmischung eingebetteten Festigkeitsträgern besteht. Bei der Vulkanisation des Reifens in einer Vulkanisationsform wird über den ins Reifeninnere eingebrachten Heizbalg der Reifen in die Form hineingepresst, wobei sich der Reifen und daher auch die Gürtelbandage ausdehnen. Diese Ausdehnung des Reifens wird als Resterhebung bezeichnet und beträgt im Schulterbereich bis zu 2 % und im Zentralbereich etwa 2 % bis 4 % im Vergleich zum Durchmesser des unvulkanisierten Reifenrohlings.The belt bandage is during the tire manufacturing made of strips of material, in particular spirally wound, the strips being in an unvulcanized Rubber compound consists embedded reinforcements. At the vulcanization of the tire in a vulcanization mold is introduced over the inside of the tire Bladder of tires pressed into the mold, with the tire and therefore also the belt bandage expand. This expansion of the tire is referred to as Resterhebung and is in the shoulder area up to 2% and in the central area about 2% to 4% compared to the diameter of the unvulcanized green tire.

Die Korde in der Gürtelbandage eines Reifens sollen bei der Reifenherstellung eine ausreichende Resterhebung zulassen, damit der Reifen präzise ausgeformt werden kann, und sie sollen nach der Fertigstellung des Reifens im Fahrbetrieb eine gute Hochgeschwindigkeitstauglichkeit gewährleisten. Dazu sollen sich die Korde bis zu einer Dehnung von ca. 4 % mit relativ geringem Kraftaufwand und ab einer Dehnung von ca. 4 % nur noch mit sehr hohem Kraftaufwand dehnen lassen.The Cords in the belt bandage of a tire should be sufficient in tire production Allow the tire to lift so that the tire can be precisely shaped, and they should after completion of the tire in driving a good Ensure high speed capability. This should be done the cords up to an elongation of about 4% with relatively low Strength and from an elongation of about 4% only with a lot to stretch high force.

Aus der DE 10 2004 036 129 A1 ist bereits ein Verstärkungskord für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für die Gürtelbandage eines Fahrzeugluftreifens, bekannt, welcher Kord aus einem nicht-metallischen Kord-Kern besteht, welcher mit zumindest einem metallischen Filament wendelförmig umwickelt ist. Der Verstärkungskord weist bestimmte Kraft-Dehnungs-Eigenschaften auf, und zwar maximal 25 N bei 1 % Dehnung, maximal 40 N bei 2 % Dehnung, maximal 60 N bei 3 % Dehnung, maximal 95 N bei 4 % Dehnung und mindestens 200 N bei 6 % Dehnung. Der nicht-metallische Kord-Kern ist insbesondere ein Garn oder ein Kord aus Polyester, Polyamid oder Rayon. Die metallischen Filamente sind bevorzugt vermessingte Stahlfilamente.From the DE 10 2004 036 129 A1 is already a reinforcing cord for elastomeric products, in particular for the belt bandage of a pneumatic vehicle tire, known, which cord consists of a non-metallic cord core, which is wound helically with at least one metallic filament. The reinforcing cord has certain strength-elongation properties, namely a maximum of 25 N at 1% elongation, a maximum of 40 N at 2% elongation, a maximum of 60 N at 3% elongation, a maximum of 95 N at 4% elongation and at least 200 N at 6 % Strain. The non-metallic cord core is in particular a yarn or a cord of polyester, polyamide or rayon. The metallic filaments are preferably brassed brass filaments.

Aus der EP-B 0 335 588 ist eine Gürtelbandage bekannt, in welcher als Verstärkungskord ein Hybridkord verwendet wird, der einen Faden mit hohem Elastizitätsmodul und einen Faden mit niedrigem Elastizitätsmodul miteinander verdrillt enthält. Der Faden mit hohem Elastizitätsmodul ist beispielsweise eine Faser aus aromatischen Polyamid. Der Faden mit niedrigem Elastizitätsmodul ist eine Nylonfaser, eine Polyesterfaser oder Vinylonfaser. Aus der EP-B 0 661 179 ist ein Hybridkord als Verstärkungskord in der Gürtelbandage bekannt, bei welchem der Faden mit niedrigem Elastizitätsmodul und der Faden mit hohem Elastizitätsmodul zusammen endverdreht sind, wobei der Faden mit niedrigem Elastizitätsmodul mindestens eine Faser mit niedrigem Elastizitätsmodul erstverdreht umfasst und einen Elastizitätsmodul von nicht mehr als 2000 kgf/mm2 aufweist, der Faden mit hohem Elastizitätsmodul mindestens eine Faser mit hohem Elastizitätsmodul erstverdreht umfasst und einen Elastizitätsmodul von nicht weniger als 3000 kgf/mm2 aufweist. Die Korde weisen in einem Zugkraft-Dehnungs-Diagramm bei geringer Dehnung zunächst eine geringe Steigung der Kurve auf. Bei höherer Dehnung steigt dann die Kurve stark an.From EP-B 0 335 588 a belt bandage is known, in which a hybrid cord is used as a reinforcing cord, which contains a thread with a high modulus of elasticity and a thread with a low modulus of elasticity twisted together. The high modulus yarn is, for example, an aromatic polyamide fiber. The low modulus yarn is a nylon fiber, a polyester fiber or vinylon fiber. From EP-B 0 661 179 a hybrid cord as a reinforcing cord in the belt bandage is known in which the low elastic modulus yarn and the high modulus yarn are twisted together, the low modulus yarn comprising at least one low modulus fiber first twisted and has a modulus of elasticity of not more than 2000 kgf / mm 2 , the high elastic modulus yarn comprises at least one high modulus fiber first twisted and has a modulus of elasticity of not less than 3000 kgf / mm 2 . The cords initially show a slight slope of the curve in a tensile-strain diagram with low elongation. At higher elongation then the curve increases sharply.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärkungskord für elastomere Erzeugnisse bereit zu stellen, insbesondere für die Gürtelbandage eines Fahrzeugluftreifens, welcher Kord sich durch ein optimales Kraft-Dehnungs-Verhalten auszeichnet, mit einem moderaten Kraftanstieg im Bereich von 0 bis 4 % Kord-Dehnung und einem steilen Kraftanstieg im Bereich ab 4 % Dehnung bis zur Dehnung bei Höchstzugkraft in der Größenordnung von mindestens 200 N bei 8 % Kord-Dehnung.Of the Invention is based on the object, a reinforcing cord for elastomers Products, in particular for the belt bandage of a pneumatic vehicle tire, which cord is characterized by an optimal force-strain behavior, with a moderate increase in force in the range of 0 to 4% cord elongation and a steep increase in force in the range from 4% elongation to Elongation at maximum traction in the order of magnitude of at least 200 N at 8% cord stretch.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der niedrigmodulige Kord-Kern aus Nicht-Eisen-Metall oder aus PVA und seine hochmodulige Umwicklung aus einem Eisen-Metall oder aus einem Nicht-Metall bestehen.Is solved the task according to the invention in that the low modulus Cord core of non-ferrous metal or of PVA and its high modulus Wrapping made of an iron metal or a non-metal.

Erfindungsgemäß ausgeführte Verstärkungskorde sind besonders gut in der Lage, den erwünschten Anforderungen zu entsprechen. Der Kord-Kern aus dem erwähnten niedrigmoduligen Material in Kombination mit der Umwicklung aus einem hochmoduligen Material kann sich besonders gut dem erwünschten Kraft-Dehnungs-Verhalten annähern.Reinforcement cords executed according to the invention are particularly well able to meet the desired requirements. The cord-core from the mentioned Low-modulus material in combination with the wrapping off a high modulus material can be particularly well the desired Stress-strain behavior approach.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung besteht der Kord-Kern aus Aluminium. Als hochmoduliges Material für die Umwicklung kommen bei allen Varianten bevorzugt Stahl oder Aramid in Frage. Mit diesen Ausführungen lässt sich das erwünschte Kraft-Dehnungs-Verhalten gut erzielen.In a preferred embodiment of the invention, the cord core is made of aluminum. As a high-modulus material for wrapping, steel or aramid are preferred in all variants in question. With these designs, the desired force-strain behavior can be achieved well.

Die hochmodulige Umwicklung kann aus zumindest einem Filament, einer Litze oder einem Garn bestehen, wobei der Durchmesser jedes Filamentes 0,10 mm bis 0,20 mm und der Durchmesser der Litzen oder Garne jeweils 0,15 bis 0,50 mm beträgt. Das erwünschte Kraft-Dehnungs-Verhalten lässt sich schon mit relativ geringen Durchmessern der Filamente, Litzen oder Garne erreichen.The high modulus wrapping may consist of at least one filament, one Strand or a yarn, wherein the diameter of each filament 0.10 mm to 0.20 mm and the diameter of the strands or yarns respectively 0.15 to 0.50 mm. The desirable Force-strain behavior leaves even with relatively small diameters of the filaments, strands or reach yarns.

Der aus einem Nicht-Eisen-Metall bestehende Kord-Kern kann einen Durchmesser zwischen 0,30 mm und 0,80 mm aufweisen. Es ist für die Handlingeigenschaften des Reifens von Vorteil, wenn der Durchmesser des Kord-Kerns in diesem Bereich liegt.Of the Cord made of non-ferrous metal can have a diameter between 0.30 mm and 0.80 mm. It is for the handling characteristics of the tire advantageous when the diameter of the cord core in this area lies.

Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugluftreifen mit einer Gürtelbandage, welche Verstärkungskorde enthält, die erfindungsgemäß ausgeführt sind.The The invention further relates to a pneumatic vehicle tire with a belt bandage, which reinforcement cords contains which are carried out according to the invention.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigenFurther Features, advantages and details of the invention will be apparent from the drawing, the one embodiment represents, closer described. Show

1 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verstärkungskordes und 1 schematically an embodiment of a reinforcing cord according to the invention and

2 ein Kraft-Dehnungs-Diagramm eines erfindungsgemäßen Verstärkungskordes. 2 a force-elongation diagram of a reinforcing cord according to the invention.

Der in 1 dargestellte Verstärkungskord besteht aus einem Kord-Kern 1 und einer Umwicklung 2 aus zumindest einem Filament, zumindest einer Litze oder zumindest einem Garn. Besteht die Umwicklung 2 aus mehreren Filamenten, Litzen oder Garnen liegen diese nebeneinander und berühren einander.The in 1 shown reinforcing cord consists of a cord core 1 and a wrap 2 of at least one filament, at least one strand or at least one yarn. Passes the wrap 2 of several filaments, strands or yarns lie next to each other and touch each other.

Die Schlaglänge der Umwicklung 2 beträgt zwischen 5 und 14 mm. Die Filamente, Litzen oder Garne der Umwicklung 2 sind parallel angeordnet, wobei die Schlagrichtung nicht von Bedeutung ist, sie darf jedoch nicht wechseln, das heisst die umwickelten Filamente, Litzen oder Garne dürfen einander nicht kreuzen.The lay length of the wrap 2 is between 5 and 14 mm. The filaments, strands or yarns of the wrap 2 are arranged in parallel, the direction of impact is not important, but they must not change, that is, the wrapped filaments, strands or yarns may not cross each other.

Der Kord-Kern 1 besteht aus einem Material, welches einen niedrigeren Elastizitätsmodul (E-Modul) aufweist als das Material der Umwicklung 2. Das niedrigmodulige Material des Kord-Kerns 1 weist einen Elastizitätsmodul ≤ 75 GPa, das hochmodulige Material der Umwicklung 2 einen größeren E-Modul auf.The cord core 1 consists of a material which has a lower modulus of elasticity (modulus of elasticity) than the material of the wrapping 2 , The low modulus material of the cord core 1 has a modulus of elasticity ≤ 75 GPa, the high modulus material of the wrapping 2 a larger modulus of elasticity.

Der niedrigmodulige Kord-Kern 1 besteht aus Filamenten, Litzen oder Garnen, die durch Verdrillen einen Kord bilden können. Der Durchmesser des Kord-Kerns 1 beträgt zwischen 0,30 mm und 0,80 mm, ermittelt gemäß DIN 53855. Das oder die Filamente der Umwicklung 2 weist bzw. weisen einen Durchmesser von 0,10 mm bis 0,20 mm auf, Litzen und Garne in der Umwicklung 2 haben einen Durchmesser von 0,15 mm bis 0,50 mm.The low modulus cord core 1 consists of filaments, strands or yarns that can form a cord by twisting. The diameter of the cord core 1 is between 0.30 mm and 0.80 mm, determined in accordance with DIN 53855. The filament or filaments of the wrapping 2 has or have a diameter of 0.10 mm to 0.20 mm, strands and yarns in the wrapping 2 have a diameter of 0.15 mm to 0.50 mm.

Gemäß einer Variante der Erfindung besteht der niedrigmodulige Kord-Kern 1 aus einem Nicht-Eisen-Metall, beispielsweise aus Aluminium. Bei einer anderen Variante der Erfindung besteht der niedrigmodulige Kord-Kern aus PVA. Beide Varianten können mit einer hochmodulige Umwicklung 2 aus einem Eisen-Metall, insbesondere aus Stahl, oder ein Nicht-Metall, beispielsweise Aramid, kombiniert werden.According to a variant of the invention, the low modulus cord core exists 1 made of a non-ferrous metal, such as aluminum. In another variant of the invention, the low modulus cord core is PVA. Both variants can be combined with a high modulus wrapping 2 of an iron metal, in particular of steel, or a non-metal, for example aramid, are combined.

Erfindungsgemäß ausgeführte Verstärkungskorde werden bevorzugt als Festigkeitsträger in der Gürtelbandage (0°-Bandage) von Hochleistungs-Fahrzeugluftreifen verwendet. Durch eine spezielle Oberflächenbehandlung, die eine Haftimprägnierung gemäß dem Stand der Technik sein kann, wird die Haftung zu Gummi gewährleistet.Reinforcement cords executed according to the invention are preferred as a strength carrier in the belt bandage (0 ° -Bandage) used by high performance pneumatic vehicle tires. By a special Surface treatment, the one adhesive impregnation according to the state Technically, the adhesion to rubber is guaranteed.

Durch die Kombination einer hochmoduligen Umwicklung 2 mit einem niedrigmoduligen Kord-Kern 1 wird eine hohe strukturelle Dehnung gewährleistet, wodurch nur geringe Kord-Kräfte im Bereich von bis zu 4 % Dehnung entstehen. Ab 4 % Kord-Dehnung sollte die hochmodulige Umwicklung 2 möglichst parallel zur Kord-Achse ausgerichtet sein. Von hier an bestimmt vorwiegend der Elastizitätsmodul der Umwicklung 2 den weiteren Verlauf der Kraft/Dehnungs-Kurve des Verstärkungskordes. Dieser Sachverhalt wird in 2, welche ein Kraft-Dehnungs-Diagramm eines Verstärkungskordes gemäß der Erfindung, ermittelt gemäß ASTM D 885, darstellt, deutlich. Der gemessene Verstärkungskord bestand aus einem Kord-Kern 1 aus Aluminium mit einem Durchmesser von 0,40 mm, welcher mit einem Garn 2 aus Aramid wendelförmig umwickelt war. Das Garn 2 wies einen Durchmesser von 0.40 mm auf. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass der Verstärkungskord einen moderaten Kraft-Anstieg im Bereich zwischen 0 und 4 % Dehnung bis maximal 95 N aufweist. Damit wird bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Verstärkungskordes in der Gürtelbandage die erforderliche leichte Dehnung bei der Bombage und Vulkanisation ermöglicht. Ab einer Dehnung von etwa 4 % bis zur Dehnung bei Höchstzugkraft erfolgt ein steiler Anstieg der Kraft-Dehnungs-Kurve.By combining a high-modulus wrapping 2 with a low modulus cord core 1 ensures high structural elongation, which results in only low cord forces in the range of up to 4% elongation. From 4% cord stretch should the high modulus wrapping 2 be aligned as parallel to the cord axis. From here determines predominantly the modulus of elasticity of the wrapping 2 the further course of the force / strain curve of the reinforcing cord. This issue will be in 2 , which shows a force-elongation diagram of a reinforcing cord according to the invention, determined according to ASTM D 885. The measured gain cord consisted of a cord core 1 made of aluminum with a diameter of 0.40 mm, which with a yarn 2 made of aramid helically wrapped. The yarn 2 had a diameter of 0.40 mm. It can be seen from the diagram that the reinforcing cord has a moderate force increase in the range between 0 and 4% elongation up to a maximum of 95 N. Thus, when using the reinforcing cord according to the invention in the belt bandage, the required slight elongation in the case of cambering and vulcanization is made possible. From an elongation of about 4% to the elongation at maximum tensile force occurs a steep increase in the force-strain curve.

So wird nach der Herstellung des Reifens einer weiteren Dehnung und einem Umfangswachstums des Reifens bei hoher Geschwindigkeit entgegengewirkt.So becomes after the manufacture of the tire a further elongation and counteracted a circumferential growth of the tire at high speed.

Claims (9)

Verstärkungskord für elastomere Erzeugnisse, insbesondere für die Gürtelbandage von Fahrzeugluftreifen, aus einem niedrigmoduligen Kord-Kern (1) und einer diesen wendelförmig umgebenden hochmoduligen Umwicklung (2), dadurch gekennzeichnet, dass der niedrigmodulige Kord-Kern (1) aus einem Nicht-Eisen-Metall oder aus PVA und seine hochmodulige Umwicklung (2) aus einem Eisen-Metall oder aus einem Nicht-Metall bestehen.Reinforcing cord for elastomeric products, in particular for the belt bandage of pneumatic vehicle tires, of a low-modulus cord core ( 1 ) and a high-modulus wrapping (FIG. 2 ), characterized in that the low modulus cord core ( 1 ) made of a non-ferrous metal or of PVA and its high-modulus wrapping ( 2 ) consist of an iron metal or a non-metal. Verstärkungskord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord-Kern (1) aus Aluminium besteht.Reinforcing cord according to claim 1, characterized in that the cord core ( 1 ) consists of aluminum. Verstärkungskord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwicklung aus Stahl oder aus Aramid besteht.reinforcing cord according to claim 1 or 2, characterized in that the wrapping made of steel or aramid. Verstärkungskord nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hochmodulige Umwicklung (2) aus zumindest einem Filament, einer Litze oder einem Garn besteht.Reinforcement cord according to one of claims 1 to 3, characterized in that the high-modulus winding ( 2 ) consists of at least one filament, a strand or a yarn. Verstärkungskord nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Filament einen Durchmesser von 0,10 mm bis 0,20 mm aufweist.reinforcing cord according to claim 4, characterized in that each filament one Diameter from 0.10 mm to 0.20 mm. Verstärkungskord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen oder Garne in der Umwicklung (2) einen Durchmesser von 0,15 mm bis 0,50 mm aufweisen.Reinforcement cord according to claim 5, characterized in that the strands or yarns in the wrapping ( 2 ) have a diameter of 0.15 mm to 0.50 mm. Verstärkungskord nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kord-Kerns (1) zwischen 0,30 mm und 0,80 mm beträgt.Reinforcing cord according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diameter of the cord core ( 1 ) is between 0.30 mm and 0.80 mm. Verstärkungskord nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des niedrigmoduligen Kord-Kerns (1) einen Elastizitätsmodul aufweist, welcher ≤ 75 GPa beträgt, und das Material der hochmoduligen Umwicklung (2) einen höheren Elastizitätsmodul aufweist.Reinforcing cord according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the material of the low modulus cord core ( 1 ) has a modulus of elasticity which is ≦ 75 GPa, and the material of the high modulus winding ( 2 ) has a higher modulus of elasticity. Fahrzeugluftreifen mit einer Gürtelbandage, die Verstärkungskorde nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält.Pneumatic vehicle tire with a belt bandage, reinforcing cords according to at least one of the claims 1 to 8 contains.
DE200610026848 2006-06-09 2006-06-09 Reinforcing cord for elastomer products has low-modulus cord core of nonferrous metal or polyvinyl acetate and high-modulus winding of ferrous metal or non-metal Withdrawn DE102006026848A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2380755A3 (en) * 2010-04-26 2012-09-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Overlay ply covering the belt ply for a pneumatic tire
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