DE19526721A1

DE19526721A1 - Reifencord

Info

Publication number: DE19526721A1
Application number: DE19526721A
Authority: DE
Inventors: Masatsugu Kohno
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: US5688597A; DE19526721B4; CN1053942C; CN1122394A

Description

Die Erfindung betrifft einen Cord zur Verstärkung eines Rei fens, der hinsichtlich der Gummieindringung verbessert ist, insbesondere einen Cord mit mehreren Filamenten, die mitein ander verdreht sind.

Herkömmliche Strukturen der Stahlcorde, die zur Verstärkung eines Reifens verwendet werden, sind:

(1) n×m-Struktur (z. B. 7×4 und 4×4) mit n Fäden, die mitein ander verdreht sind, wobei jeder Faden aus m miteinander ver drehten Filamenten besteht; beispielsweise ist ein derarti ger Cord in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-96104 offenbart;
(2) n+m-Struktur (z. B. 3+9) mit einem Cord, der aus n (2 bis 4) miteinander verdrehten Filamenten besteht, und mit einer Hülle, die aus m Filamenten besteht, die um den Kern herum gedreht sind; beispielsweise ist ein derartiger Cord in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-29410 offen bart;
(3) 1+m-Struktur (z. B. 1+6) mit einem Kern, der aus einem einzelnen Filament besteht, und mit einer Hülle, die aus m Filamenten besteht, die um den Kern herumgedreht sind; bei spielsweise ist ein derartiger Cord in der offengelegten ja panischen Patentanmeldung Nr. 56-31090 offenbart.

In der Struktur (1) sind das Gewicht und der Durchmesser des Cords pro Einheit seiner Festigkeit hoch, und die Eindrin gung des Bedeckungsgummis in den Cord ist nicht gut.

In der Struktur (2) ist das Cordgewicht relativ groß, da der Cord kompakt wird, und die Gummieindringung ist nicht gut.

In der Struktur (3) ist die Cordfestigkeit größer als dieje nige des Cords der Struktur (2), wenn sie gleich schwer sind, jedoch ist die Gummieindringung minderwertig. Des wei teren neigt der Cord dazu, herausgezogen zu werden.

Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, wurde vorge schlagen, die Zahl m der die Hülle bildenden Filamente in den vorstehend erwähnten Strukturen (2) und (3) auf die Zahl m′ zu verringern. Das heißt,

(4) 1+m′-Struktur, und
(5) n+m′-Struktur, wobei m′ < m.

In der Struktur (4) wird die Cordfestigkeit größer als dieje nige eines Cords der Struktur (3) mit dem gleichen Gewicht, und die Gummieindringung kann etwas verbessert werden, je doch ist der Widerstand gegen Herausziehen des Cords nach wie vor nicht gut.

In der Struktur (5) kann die Gummieindringung in den Bereich zwischen dem Kern und der Hülle im Vergleich zur Struktur (2) verbessert werden, jedoch kann die Eindringung in den zentralen Raum des Kerns nicht verbessert werden. Des weite ren wird der Cord schwerer als der Cord der Struktur (3) mit der gleichen Festigkeit.

Daher schlägt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 62-141144 vor eine

(6) n/d1+m/d2-Struktur (z. B. 3/0,20+6/0,32) mit einem Kern, der aus n Filamenten mit einem Durchmesser d1 besteht, und mit einer Hülle, die aus m Filamenten mit einem Durchmesser d2 besteht, der nicht gleich d1 ist.

Diese Struktur ist immer noch nicht hinsichtlich der Gummi eindringung in den zentralen Raum des Kerns verbessert.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Cord zur Ver stärkung eines Reifens zu schaffen, bei dem die Eindringung des Bedeckungsgummis in den Cord hinein und der Widerstand gegen Herausziehen des Cords verbessert sind, ohne den Durch messer und das Gewicht des Cords zu erhöhen, und dadurch die Dauerhaftigkeit des Reifens verbessert werden kann, ohne das Reifengewicht zu vergrößern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt ein Reifencord wenig stens drei Filamente, die miteinander verdreht sind, um einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle zu bilden, wobei die Filamente wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage wechseln, so daß das eine der Fi lamente den Kern in einem Abschnitt bildet, dasselbe Fila ment jedoch in einem anderen Abschnitt des Cords einen Teil der Hülle bildet.

Vorzugsweise besitzen alle Filamente den gleichen Durchmes ser, wobei der Durchmesser im Bereich von 0,20 bis 0,40 mm und die Gesamtzahl der Filamente im Bereich von 3 bis 7 liegt.

Da die Filamente wiederholt durch den Übergangsteil die Lage wechseln, dringt das Bedeckungsgummi leicht in den Cord ein. Wenn die Filamente aus Stahl bestehen, ist daher der Korro sionswiderstand des Cords verbessert, und das Auftreten von Korrosion aufgrund der verbleibenden Luft zwischen den Fila menten und eine Abnahme in der Festigkeit können verhindert werden.

Im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten herkömmlichen 1+m- und 1+m′-Strukturen sind alle Filamente einschließlich des Kernfilaments miteinander verdreht. Demgemäß ist der Wider stand des Cords gegen Herausziehen merklich vergrößert. Des weiteren werden alle Filamente im wesentlichen gleich lang. Dementsprechend kann eine Beanspruchungskonzentration auf einem besonderen Filament (wie beispielsweise dem herkömmli chen Kernfilament) vermieden werden, die Last wird gleichmä ßig auf die Filamente aufgeteilt, und die Dauerhaftigkeit des Cords wird wirksam verbessert. Daher kann der Cord die Dauerhaftigkeit eines Reifens wirksam verbessern.

Des weiteren besitzt der Cord im allgemeinen die 1+m- oder 1+m′-Struktur, das heißt einen Einzelfilamentkern. Daher wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die Cordfestigkeit größer als beim Mehrfilamentkern, wenn die Corde die gleiche Querschnittsfläche aufweisen. Mit anderen Worten, wenn die Cordfestigkeit gleich ist, wird das Cordgewicht verringert, und das Reifengewicht kann vermindert werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt:

Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 2(A) bis (E) Querschnittsansichten davon,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer anderen Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 4(A) bis (D) Querschnittsansichten davon,

Fig. 5 einen Graph, der eine Beziehung zwischen der Festigkeit und der Gesamtquerschnittsfläche verschiedener Corde mit einem Einzelfilament kern und einem Mehrfilamentkern zeigt,

Fig. 6 eine schematische perspektivische Teilan sicht einer Gummiplatte, in der die Corde eingebettet sind, und

Fig. 7 eine schematische Ansicht, die ein Testver fahren zum Messen des Widerstands eines Kerns gegen Herausziehen erläutert.

In der Zeichnung umfassen die Corde 1 gemäß der Erfindung we nigstens drei miteinander verdrehte Stahlfilamente 2.

Die Filamente 2 sind mit einer vorbestimmten Steigung PT mit einander verdreht, so daß das eine der Filamente 2 einen Kern 3 bildet, der sich im Zentrum des Cords befindet, und die verbleibenden Filamente 2 eine den Kern 3 umgebende Hülle 4 bilden.

Gemäß der Erfindung wechselt das eine Filament, das den Kern 3 bildet, mit dem einen der Filamente, welche die Hülle 4 bilden, die Lage mit einer vorbestimmten Steigung entlang der Länge des Cords.

Vorzugsweise wechseln die Filamente 2 die Lage in regelmäßi ger Reihenfolge oder in einer vorbestimmten Reihenfolge, es kann jedoch möglich sein, in zufälliger Reihenfolge zu wech seln.

Die in den Fig. 1-4 dargestellten Filamente 2 bestehen aus Stahl.

Vorzugsweise liegt die Gesamtzahl der Filamente 2 im Bereich von 3 bis 7, besitzen alle Filamente 2 den gleichen Durch messer, und liegt der Durchmesser jedes Filaments 2 im Bereich von 0,20 bis 0,40 mm.

Die Filamente 2 können aus organischen Fasern bestehen, z. B. Nylon, aromatischer Polyamidfaser und dergleichen.

Die Fig. 1 und 2(A)-(E) zeigen einen Beispielcord, der aus Stahlfilamenten 2a-2g besteht. In diesem Beispiel sind sie ben Filamente 2a-2g Z-verdreht und wechseln die Lage, wie in den Fig. 2(A)-(E) gezeigt ist.

Fig. 2(A) zeigt eine Querschnittsansicht, die längs der Linie A-A von Fig. 1 genommen ist. In diesem Teil ist der Kern 3 das Filament 2a, und die verbleibenden sechs Filamen te 2b, 2c, 2d, 2e, 2f und 2g definieren die Hülle 4. Alle be nachbarten Filamente berühren einander. Zwischen den benach barten Hüllenfilamenten 2b-2g ist keine Lücke ausgebildet. Die Durchmesser der Filamente 2 sind so aus dem vorstehend erwähnten Bereich ausgewählt.

Das Filament 2a wechselt allmählich die Lage mit dem Fila ment 2f, und in einem anderen Teil, der um eine bestimmte Steigung PC beabstandet ist, wird das Filament 2f zum Kern 3, und das Filament 2a wird eines der Hüllenfilamente, wie in Fig. 2(E) gezeigt ist.

Die Fig. 2(B)-(D) zeigen Übergangspunkte dazwischen. Die dreieckigen Räume, die zwischen den in den Fig. 2(A) und (B) gezeigten Filamente ausgebildet sind, werden durch den Wechsel der Filamente geöffnet, wie in Fig. 2(B)-(D) gezeigt ist.

Ein derartiger Wechsel wird entlang der longitudinalen Rich tung des Cords mit der Steigung PC wiederholt.

Die Steigung PC liegt vorzugsweise im Bereich vom 1,0- bis 10,0fachen, am meisten bevorzugt dem 1,0- bis 3,0fachen der Verdrehungssteigung PT der Hüllenfilamente. Beispielswei se gilt PC = 2,0 PT.

Wenn die Steigung PC weniger als das 1,0fache der Verdre hungssteigung PT beträgt, nimmt die Festigkeit des Cords ab, und der Cord verliert an Geradheit. Wenn PC mehr als das 10,0fache von PT beträgt, wird die Gummieindringung unzurei chend, und der Cord ermüdet leicht.

Die Fig. 3 und 4(A)-(D) zeigen einen weiteren Beispielcord, der aus Stahlfilamenten 2a-2f besteht. In diesem Beispiel sind sechs Filamente 2a-2f Z-verdreht und wechseln die Lage, wie in Fig. 4(A)-(D) gezeigt ist.

In diesem Beispiel werden die Durchmesser der Filamente 2 aus dem vorstehenden Bereich so ausgewählt, daß, wenn die Hüllenfilamente um das Kernfilament mit winkelmäßig gleichen Steigungen angeordnet sind, eine kleine Lücke G zwischen den benachbarten Hüllenfilamenten gebildet ist, wodurch das Bedeckungsgummi leicht in den Cord durch die Lücke ein dringt.

Fig. 4(A) zeigt eine Querschnittsansicht, die längs der Linie A-A von Fig. 3 genommen ist. In diesem Teil ist der Kern 3 das Filament 2a, und die verbleibenden fünf Filamente 2b, 2c, 2d, 2e und 2f definieren die Hülle 4. Zwischen den Hüllenfilamenten kann eine Lücke G ausgebildet sein, wie vor stehend erläutert ist.

Das Filament 2a wechselt allmählich die Lage mit dem Fila ment 2c, und in einem anderen Teil, der um eine bestimmte Steigung PC beabstandet ist, wird das Filament 2c zum Kern 3, und das Filament 2a wird eines der Hüllenfilamente, wie in Fig. 4(D) gezeigt ist.

Die Fig. 4(B) und (C) zeigen Übergangspunkte dazwischen.

Fig. 4(B) ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie B-B von Fig. 4(A) genommen ist. In diesem Übergangspunkt be rühren die benachbarten Hüllenfilamente 2b, 2c, 2d, 2e und 2f einander, und infolgedessen ist eine breite Lücke F im we sentlichen gleich dem Filamentdurchmesser d zwischen den Fi lamenten 2b und 2f ausgebildet.

Fig. 4(C) ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie C-C genommen ist. In diesem Punkt bewegt sich das Kernfila ment 2a in die vorstehend erwähnte breite Lücke F hinein, und infolgedessen existiert im Zentrum des Cords kein Kern. Obwohl der Cord im allgemeinen eine 1+5-Struktur besitzt, scheint dieser Übergangspunkt eine 0+6-Struktur zu sein. Dann bewegt sich das Filament 2c in den zentralen Raum F′ hinein. Das heißt, die Filamente 2a und 2c wechseln die Lage.

Der Wechsel der Filamente wird auf die gleiche Weise entlang der longitudinalen Richtung des Cords wiederholt.

Beispielsweise, wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Corde 1 gemäß der Erfindung parallel zueinander gelegt und in eine Bedeckungsgummiverbindung 11 in Form einer Platte 12 einge bettet. Eine derartige Platte 12 wird in eine geeignete Größe geschnitten und als Reifenverstärkungsmaterial verwen det, wie beispielsweise eine Karkassenlage, eine Gürtellage, eine Wulstverstärkungslage und dergleichen.

Testbeispiele

Stahlcorde, die mit Lücken zwischen den Hüllenfilamenten ver sehen sind, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wurden her gestellt und getestet wie folgt. Deren Spezifizierungen und Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Ein anderer Typ von Stahlcorden wurde ebenfalls hergestellt und getestet auf die gleiche Weise. Der Cord besitzt eine sich von den vorstehenden Beispielen unterscheidende Struk tur. Das heißt, keine Lücke ist zwischen den Hüllenfilamen ten in dem Teil mit dem Kern ausgebildet, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die Spezifizierungen davon und die Tester gebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

1) Gummieindringungstest

Zuerst wurde ein Reifen unter Verwendung der Testcorde herge stellt, und dann wurden die Corde aus dem Reifen zusammen mit dem umgebenden Bedeckungsgummi herausgenommen. Die Corde und das Gummi wurden für 48 Stunden in Toluol gelegt, und das aufgequollene Bedeckungsgummi wurde entfernt. Der Cord wurde in die einzelnen Filamente 2 zerlegt, und der Prozent satz der mit Gummi überzogenen Fläche davon zur Gesamtfläche wurde gemessen entlang einer Länge von etwa 5 cm. Daher ist die Gummieindringung um so besser, je höher der Prozentsatz ist.

2) Biegesteifigkeitstest

Die Biegesteifigkeit des Cords wurde gemessen mit einem "V-5 Steifigkeits-Tester", einem von U.S. TABER hergestellten Te ster mit Bezug auf die US-Patente 2 465 180 und 2 063 275.

3) Widerstand gegen Herausziehen-Test

Dieser Test wurde wie folgt durchgeführt.

Zuerst wurde ein Reifen hergestellt, in welchem die Testcor de parallel zueinander als eine Verstärkungsschicht oder -lage eingebettet waren, und dann wurde ein Teststück aus dem Reifen herausgenommen.

Hier ist das Teststück, wie in Fig. 7 gezeigt ist, ein Strei fen des Bedeckungsgummis, in welchem fünf parallele Corde entlang der longitudinalen Richtung angeordnet sind. Daher beträgt die Breite davon im wesentlichen das Fünffache der Cordsteigung. Die Länge davon beträgt etwa 60 mm. Von dem einen Ende (dem unteren Ende in Fig. 7) steht nichts vor. Vom anderen Ende (dem oberen Ende) steht jedoch ein Kern, der vom zentralen Cord, vor. Der zentrale Cord wird bei 15 mm vom oberen Ende abgeschnitten.

Der vorstehende Kern und das untere Ende des Teststücks wur den mit einem oberen Futter und einem unteren Futter gehal ten, eine Zugkraft wurde dazwischen angewendet, und die Kraft wurde allmählich erhöht, und als Ergebnis davon wurde, wenn (1) der Kern herausgezogen wurde, (2) der Kern zer schnitten wurde, oder (3) das Bedeckungsgummi zwischen dem zentralen Zielcord und dem benachbarten Cord gebrochen wurde, die Zugkraft als der Widerstand gegen Herausziehen gemessen. In jeder Tabelle ist der Widerstand durch einen Index angegeben. Je größer der Index, desto größer der Wider stand gegen Herausziehen.

Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, wurde bestä tigt, daß die Beispielcorde hinsichtlich der Gummieindrin gung und des Widerstandes gegen Herausziehen des Kerns im Vergleich zu den entsprechenden Referenzcorden wirksam verbessert waren.

Wie vorstehend beschrieben ist, sind in den Corden gemäß der Erfindung die Gummieindringung und der Widerstand gegen Her ausziehen des Kerns wirksam verbessert. Daher können die Corde die Dauerhaftigkeit eines Reifens merklich verbessern, ohne das Reifengewicht zu erhöhen.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung somit einen Reifen cord, der in der Gummieindringung verbessert ist. Der Cord umfaßt wenigstens drei Filamente, die miteinander verdreht sind, um einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle zu bil den. Die Filamente wechseln wiederholt entlang der longitudi nalen Richtung des Cords die Lage, so daß eines der Filamen te den Kern in einem Abschnitt bildet, jedoch in einem ande ren Abschnitt des Cords dasselbe Filament einen Teil der Hülle bildet.

Claims

1. Reifencord mit wenigstens drei Filamenten, die miteinan der verdreht sind, um einen Kern und eine den Kern umge bende Hülle zu bilden, wobei die wenigstens drei Filamen te wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage wechseln, so daß eines der Filamente den Kern in einem Abschnitt bildet, jedoch in einem anderen Abschnitt des Cords dasselbe Filament einen Teil der Hülle bildet.

2. Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reifencord eine Vielzahl von ersten Teilen mit dem Kern und eine Vielzahl von zweiten Teilen ohne den Kern umfaßt,
daß die ersten Teile und zweiten Teile abwechselnd in der longitudinalen Richtung des Cords angeordnet sind,
daß die zweiten Teile ohne den Kern mit einem zentralen Raum versehen sind und alle die Hülle bildenden Filamen te darin den zentralen Raum umgeben, und
daß die Steigung der zweiten Teile im Bereich vom 1,0- bis 10,0fachen der Verdrehungssteigung der Hüllenfila mente liegt.

3. Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Filamente aus Stahl bestehen.

4. Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Filamente im Bereich von 3 bis 7 liegt.

5. Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Filamente im Bereich von 0,20 bis 0,40 mm liegt.

6. Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Filamente den gleichen Durchmesser aufweisen.

7. Reifencord nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Teilen mit dem Kern jedes der die Hülle bildenden Filamente die nächsten Filamente be rührt.

8. Reifencord nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Teilen mit dem Kern wenigstens eine Lücke zwischen den die Hülle bildenden Filamenten ausge bildet ist.