DE19526721B4

DE19526721B4 - Reifencord

Info

Publication number: DE19526721B4
Application number: DE19526721A
Authority: DE
Inventors: Masatsugu Kobe Kohno
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: CN1053942C; DE19526721A1; US5688597A; CN1122394A

Abstract

Reifencord mit wenigstens vier Filamenten (2), die miteinander verdreht sind, um jeweils abschnittsweise einen Kern (3) und eine den Kern (3) umgebende Hülle (4) zu bilden, wobei die wenigstens vier Filamente (2) wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage wechseln, so dass eines der Filamente (2) den Kern (3) in einem Abschnitt bildet, jedoch in einem anderen Abschnitt des Cords dasselbe Filament (2) einen Teil der Hülle (4) bildet, und wobei der Reifencord eine Vielzahl von ersten Abschnitten mit dem Kern (3) und eine Vielzahl von zweiten Abschnitten ohne den Kern (3) umfasst, die ersten Abschnitte und zweiten Abschnitte abwechselnd in der longitudinalen Richtung des Cords angeordnet sind, die zweiten Abschnitte ohne den Kern (3) mit einem zentralen Raum versehen sind und alle die Hülle (4) bildenden Filamente (2) darin den zentralen Raum umgeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Cord zur Verstärkung eines Reifens, der hinsichtlich der Gummieindringung verbessert ist, insbesondere einen Cord mit mehreren Filamenten, die miteinander 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 miteinander verdreht sind, wobei jeder Faden aus m miteinander verdrehten Filamenten besteht; beispielsweise ist ein derartiger Cord in der JP 6209614 A 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 herumgedreht sind; beispielsweise ist ein derartiger Cord in der JP 5294101 A offenbart;
(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; beispielsweise ist ein derartiger Cord in der JP 56031090 A offenbart.

Ein ähnlicher Cord ist auch aus der GB 1322435 bekannt.

In der Struktur (1) sind das Gewicht und der Durchmesser des Cords pro Einheit seiner Festigkeit hoch, und die Eindringung 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 diejenige des Cords der Struktur (2), wenn sie gleich schwer sind, jedoch ist die Gummieindringung minderwertig. Des Weiteren neigt der Cord dazu, herausgezogen zu werden.

Eine andere Lösung ist beispielsweise aus der DE 37 25 915 A1 bekannt, die einen Cord offenbart, der aus einem Bündel zweier mittels eines Doppelschlagverseilprinzips verseilter Drähte und einem Bündel einfach verseilter Drähte besteht, wobei letzteres das Bündel der mittels eines Doppelschlagverseilprinzips verseilten Drähte so umwendelt, dass man einen möglichst hohlraumfreien Cord erhält. Mit einem solchen Cord wird allerdings keine zufrieden stellende Gummidurchdringung erzielt.

Die DE 26 19 086 A1 offenbart einen Cord aus schraubenförmig gedrehten Kerndrähten, um die ebenfalls schraubenlinienförmige Umwicklungsdrähte gewunden sind.

Die DE 84 14 361 U1 zeigt ein Drahtseil mit zwei parallelen Herzfilamenten, um die zwei Wendelfilamente gewickelt sind. Bei einem solchen Seil sind weder die Festigkeit noch die Gummidurchdringung befriedigend.

Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, wurde vorgeschlagen, 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 diejenige eines Cords der Struktur (3) mit dem gleichen Gewicht, und die Gummieindringung kann etwas verbessert werden, jedoch 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 weiteren wird der Cord schwerer als der Cord der Struktur (3) mit der gleichen Festigkeit.

Daher schlägt die JP 62141144 A 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 Gummieindringung in den zentralen Raum des Kerns verbessert.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Cord zur Verstärkung 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 Durchmesser 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 wenigstens vier Filamente, die miteinander verdreht sind, um jeweils abschnittsweise einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle zu bilden, wobei die wenigstens vier Filamente wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage wechseln, so dass eines der Filamente den Kern in einem Abschnitt bildet, dasselbe Filament jedoch in einem anderen Abschnitt des Cords einen Teil der Hülle bildet, und wobei der Reifencord eine Vielzahl von ersten Abschnitten mit dem Kern und eine Vielzahl von zweiten Abschnitten ohne den Kern umfasst, die ersten Abschnitte und zweiten Abschnitte abwechselnd in der longitudinalen Richtung des Cords angeordnet sind, die zweiten Abschnitte ohne den Kern mit einem zentralen Raum versehen sind und alle die Hülle bildenden Filamente darin den zentralen Raum umgeben.

Vorzugsweise besitzen alle Filamente den gleichen Durchmesser, wobei der Durchmesser im Bereich von 0,20 bis 0,40 mm und die Gesamtzahl der Filamente im Bereich von 4 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 Korrosionswiderstand des Cords verbessert, und das Auftreten von Korrosion aufgrund der verbleibenden Luft zwischen den Filamenten 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 Widerstand 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 herkömmlichen Kernfilament) vermieden werden, die Last wird gleichmäßig 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 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:
1 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,
2(A) bis 2(E) Querschnittsansichten davon,
3 eine vergrößerte Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
4(A) bis 2(D) Querschnittsansichten davon,
5 einen Graph, der eine Beziehung zwischen der Festigkeit und der Gesamtquerschnittsfläche verschiedener Corde mit einem Einzelfilamentkern und einem Mehrfilamentkern zeigt,
6 eine schematische perspektivische Teilansicht einer Gummiplatte, in der die Corde eingebettet sind, und
7 eine schematische Ansicht, die ein Testverfahren zum Messen des Widerstands eines Kerns gegen Herausziehen erläutert.
In der Zeichnung umfassen die Corde 1 gemäß der Erfindung wenigstens vier miteinander verdrehte Stahlfilamente 2.
Die Filamente 2 sind mit einer vorbestimmten Steigung PT miteinander 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 regelmäßiger Reihenfolge oder in einer vorbestimmten Reihenfolge, es kann jedoch möglich sein, in zufälliger Reihenfolge zu wechseln.
Die in den 1 – 4 dargestellten Filamente 2 bestehen aus Stahl.
Vorzugsweise liegt die Gesamtzahl der Filamente 2 im Bereich von 4 bis 7, besitzen alle Filamente 2 den gleichen Durchmesser, 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 1 und 2(A) – 2(E) zeigen einen Beispielcord, der aus Stahlfilamenten 2a – 2g besteht. In diesem Beispiel sind sieben Filamente 2a – 2g Z-verdreht und wechseln die Lage, wie in den 2(A) – 2(E) gezeigt ist.
2(A) zeigt eine Querschnittsansicht, die längs der Linie A-A von 1 genommen ist. In diesem Abschnitt ist der Kern 3 das Filament 2a, und die verbleibenden sechs Filamente 2b, 2c, 2d, 2e, 2f und 2g definieren die Hülle 4. Alle benachbarten Filamente berühren einander. Zwischen den benachbarten 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 Filament 2f, und in einem anderen Abschnitt, 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 2(E) gezeigt ist.
Die 2(B) – 2(D) zeigen Übergangspunkte dazwischen. Die dreieckigen Räume, die zwischen den in den 2(A) und 2(B) gezeigten Filamente ausgebildet sind, werden durch den Wechsel der Filamente geöffnet, wie in 2(B) – 2(D) gezeigt ist.
Ein derartiger Wechsel wird entlang der longitudinalen Richtung des Cords mit der Steigung PC wiederholt.
Die Steigung PC liegt vorzugsweise im Bereich vom 1,0- bis 10,0-fachen, am meisten bevorzugt dem 1,0- bis 3,0-fachen der Verdrehungssteigung PT der Hüllenfilamente. Beispielsweise gilt PC = 2,0 PT.
Wenn die Steigung PC weniger als das 1,0-fache der Verdrehungssteigung PT beträgt, nimmt die Festigkeit des Cords ab, und der Cord verliert an Geradheit. Wenn PC mehr als das 10,0-fache von PT beträgt, wird die Gummieindringung unzureichend, und der Cord ermüdet leicht.
Die 3 und 4(A) – 4(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 4(A) – 4(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 eindringt.
4(A) zeigt eine Querschnittsansicht, die längs der Linie A-A von 3 genommen ist. In diesem Abschnitt ist der Kern 3 das Filmt 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 vorstehend erläutert ist.
Das Filament 2a wechselt allmählich die Lage mit dem Filament 2c, und in einem anderen Abschnitt, 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 4(D) gezeigt ist.
Die 4(B) und 4(C) zeigen Übergangspunkte dazwischen.
4(B) ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie B-B von 4(A) genommen ist. In diesem Übergangspunkt berühren die benachbarten Hüllenfilamente 2b, 2c, 2d, 2e und 2f einander, und infolgedessen ist eine breite Lücke F im wesentlichen gleich dem Filamentdurchmesser d zwischen den Filamenten 2b und 2f ausgebildet.
4(C) ist eine Querschnittsansicht, die längs der Linie C-C genommen ist. In diesem Punkt bewegt sich das Kernfilament 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 6 gezeigt ist, sind die Corde 1 gemäß der Erfindung parallel zueinander gelegt und in eine Bedeckungsgummiverbindung 11 in Form einer Platte 12 eingebettet. Eine derartige Platte 12 wird in eine geeignete Größe geschnitten und als Reifenverstärkungsmaterial verwendet, wie beispielsweise eine Karkassenlage, eine Gürtellage, eine Wulstverstärkungslage und dergleichen.
* Testbeispiele
Stahlcorde, die mit Lücken zwischen den Hüllenfilamenten versehen sind, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, wurden hergestellt 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 Struktur. Das heißt, keine Lücke ist zwischen den Hüllenfilamenten in dem Teil mit dem Kern ausgebildet, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Die Spezifizierungen davon und die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
1) Gummieindringungstest
Zuerst wurde ein Reifen unter Verwendung der Testcorde hergestellt, 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 Prozentsatz 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 Tester 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 Testcorde parallel zueinander als eine Verstärkungsschicht oder -lage eingebettet waren, und dann wurde ein Teststück aus dem Reifen herausgenommen.
Hier ist das Teststück, wie in 7 gezeigt ist, ein Streifen 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 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 wurden mit einem oberen Futter und einem unteren Futter gehalten, 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 zerschnitten 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 Ta belle ist der Widerstand durch einen Index angegeben. Je größer der Index, desto größer der Widerstand gegen Herausziehen.
Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, wurde bestätigt, dass die Beispielcorde hinsichtlich der Gummieindringung 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 Herausziehen 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 Reifencord, der in der Gummieindringung verbessert ist. Der Cord umfasst wenigstens vier Filamente, die miteinander verdreht sind, um einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle zu bilden. Die Filamente wechseln wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage, 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.

Claims

Reifencord mit wenigstens vier Filamenten (2), die miteinander verdreht sind, um jeweils abschnittsweise einen Kern (3) und eine den Kern (3) umgebende Hülle (4) zu bilden, wobei die wenigstens vier Filamente (2) wiederholt entlang der longitudinalen Richtung des Cords die Lage wechseln, so dass eines der Filamente (2) den Kern (3) in einem Abschnitt bildet, jedoch in einem anderen Abschnitt des Cords dasselbe Filament (2) einen Teil der Hülle (4) bildet, und wobei der Reifencord eine Vielzahl von ersten Abschnitten mit dem Kern (3) und eine Vielzahl von zweiten Abschnitten ohne den Kern (3) umfasst, die ersten Abschnitte und zweiten Abschnitte abwechselnd in der longitudinalen Richtung des Cords angeordnet sind, die zweiten Abschnitte ohne den Kern (3) mit einem zentralen Raum versehen sind und alle die Hülle (4) bildenden Filamente (2) darin den zentralen Raum umgeben.
Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (PC) der zweiten Abschnitte im Bereich vom 1,0- 10,0-fachen der Verdrehungssteigung (PT) der Hüllenfilamente liegt.
Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Filamente (2) aus Stahl bestehen.
Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzahl der Filamente (2) im Bereich von 4 bis 7 liegt.
Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Filamente (2) im Bereich von 0,20 bis 0,40 mm liegt.
Reifencord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Filamente (2) den gleichen Durchmesser aufweisen.
Reifencord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Abschnitten mit dem Kern (3) jedes der die Hülle (4) bildenden Filamente (2) die nächsten Filamente (2) berührt.
Reifencord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Abschnitten mit dem Kern (3) wenigstens eine Lücke (G) zwischen den die Hülle (4) bildenden Filamenten (2) ausgebildet ist.