DE2755667A1 - Stahlseil als festigkeitstraeger in gummiartikeln, insbesondere in luftreifen - Google Patents

Description

• Stahlseil als FestigkeitEträger in Gummiartikeln.
• insbesondere in Luftreifen Die Erfindung bezieht sich auf aus mehreren um eine Kernlitze geschlagenen Auflenlitzen hergestellte Stahlseile als Festigkeitsträger in Gummiartikeln, insbesondere in Luftreifen.
• Die in technischen Gummiartikeln eingebetteten fadenfärmigen Festigkeitsträger unterliegen je nach der Beschaffenheit der Artikel und ihrem Einsatzzweck verschiedenartigen Beanspruchungen, wobei auch die örtliche Lage innerhalb der Artikel selbst oft eine wichtige Rolle spielt. So werden beispielsweise die zum Armieren von Fahrzeugluftreifen verwendeten dünnen Stahlseile in der Karkasse - von dem engeren Bereich der Reifenwuiste abgesehen - auf Zug und auf Biegung beanspruch. in den Gürtellagen dagegen auf Zug und auf Druck im echsol und nur zusätzlich noch beim Uberfahren größerer Fahrbahnunebenheiter. in starkem Maße auf Biegung. Soweit ulstverstärkungen vorgesehen uno aus solchen Drahtseilen aufgebaut sind, treten in diesen vorwiegend Druckkräfte auf. Zug- und Biegebeanspruchungen sind verhältnismäßig leicht zu beherrschen; und es sind auch eine Vielzahl verschiedenartiger Seilkonstruktionen bekannt. die ihre Gfbrauchstüchtigkeit als Verstärkungselemente in Hochleistungsreifen unter harten Dauereinsatzbedingungen erwiesen haben. wesentlich ungünstigere Voraussetzungen liegen aber in den von Druckspannungen betroffenen Zonen vor. Die beim Umlauf der Reifen im Fahrbetrieb in ständigerr Wechsel auf die eingebetteten Stahlseile einwirkenden Druckkräfte führen zu Stauchverformungen, die ihrerseits wieder Ermüdungserscheinungen zur Folge haben. Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung. die Ermüdungsfestigkeit der Stahlseile durch eine neuartige Gestaltung und Anordnung der Seilelemente zu verbessern und die erwünschte Stauchelastizität über eine mit den bekannten Seilkonstruktioner. nicht erzielbare längere Betriebsdauer und höhere Zahl von Lastwechseln zu erhalten.
• Nach der Erfindung kennzeichnen sich Stahiseile der eingangs genannten Art dadurch, daß die Außenlitzen unter einem Winkel in einer GröBenordnung zwischen 150 und c5 und ihre Einzeldrähte an der Außenmantelfläche der Seile unter einem Winkel in einer Größenordnung zwischen 200 und 350 gegen die Seillängsachse ausgerichtet sind, wobei gemäß einem wicht gen Teilmerkmal die Außenlitzen eine unter sich gleiche aber der Kernlitze entgegengesetzte Schlagrichtung aufweisen. Die Einzeldrähte der Kernlitze sind demgegenüber unter einem Winkel in einer Größenordnung zwischen 7° und 150 gegen die Seillängsachse ausgerichtet, um die Aufspleißung unter Stauchbelastung geringer als die der Außenlitzen zu haltern.
• Lie Erfindung schafft ein für Verstärkungseinlagen in hoch beanspruchten Gummiartikeln besonders geeignetes Stahlseil, das unter Beibehaltung der üblichen Drahtwerkstoffe eine überraschende Stauchelastizität bei gleichzeitig hoher Biegetüchtigkeit aufweist. Das günstige Verhalten. der neuartigen Stahlseile ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen. do die gegenüber bekannten Seilkonstruktionen wesentlich verbesserte Stauchfähigkeit kein nachteiliges Ausknicken unter Druckbeanspruchung mehr aufkommen läßt. Da ein einmal ausgeknickter Seilverband immer wieder unter schon geringeren Druckkräften an der gleihohen Stelle ausknickt, ist er infolgedessen dauernd geschwächt und nicht in der Lage. die erwünschten hohen Zahlen von Lastwechseln ohne vorzeitiges Versagen auszuhalten. Dieser gefährliche Ausknickeffekt, dessen Bedeutung im vollen Umfang bisher nicht erkannt worden ist, wird mit der erfindungsgemäBen Bündelung der Drähte bzw. der Litzen im Seil vermieden, ohne dadurch auf der anderen Seite Zugeständnisse an die Zug- und Biegefestigkeit oder andere wichtige Eigenschaften der Stahlseile machen zu müssen. Die verbesserte Biegetüchtigkeit konnte inzwischen für als Verstärkungseinlagen in Luftreifen bestimmte und den hierfür üblichen scharfen Prüfbedingungen unterworfene Drahtseile bestätigt werden.
• Vorteilhaft sind die AuPenlitzen ohne gegenseitige Berührung mit Abständen voneinander - in Umfangsrichtung gesehen - auf die Kernlitze abgestützt, wie es in Verbindung mit anderen Seilkonstruktionen bereits bekannt ist. Für die Verwendung der Stahlseile bringt dies den Vorteil, daß einmal der umgebende Kautschuk unter dem Vulkanisationsdruck ungehindert in das Seil innere eindringen kann und folglich auch die Gefahr von Rostbildung auf freiliegenden Drahtoberflächen ausgeschlossen ist, und dafl zum anderen die Stauchelastizität der Stahlseile i eingetetteten Zustand eine zusätzliche direkte Unterstützung erfährt. Für den besonderen Einsatzfall der Armierung von Fahrzeugluftreifen erheben auch die günstigsten Voraussetzungen mit einem Dreieraufbau der Seillitzen.
• wobei also jede Litze aus jeweils drei Einzeldrähten zusammengedreht ist.
• Zum Verdeutlichen der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Teilstück eines erfindungsgemäßen Stahlseiles in Seitenansicht und Fig. 2 ein Querschnitt durch das Stahlseil gemäß Fig. 1.
• Das gezeichnete Stahlseil ist nach dem Schema: 3 x C,15 + 5 x 3 x 0,22 aus einer Kernlitze 3 und fünf um diese geschlagenen Aunenlitzen 4 aufgebaut. Es eignet sich in dieser Form wegen seines günstigen Stauchverhaltens besonders zum Aufbauen der Gürtellagen und wegen seiner hohen Biegetüchtigkeit auch als Einlage-Element für die Karkasse von Fahrzeugluftreifen. Die einzelnen Litzen sind sämtlich aus jeweils drei miteinander verdrillten Drähten eines hochwertigen Kohl enstoffstahl es hergestellt. wobei gemäß der angegebenen Konstruktionsbezeichnung für die Kernlitze 3 ein Drahtdurchmesser von 0,175 mm, für die Außenlitzen 4 dagegen ein Drahtdurchmesser von 0,22 mm gewählt ist. Je nach dem vorgesehenen Einsatzfall können stattdessen aber auch andere Größenordnungen angebracht sein. und ebenso wenig ist das spezifische Aufbauschema zwingend.
• Wie aus der weggebrochenen Ansichtszeichnung im unteren Teil der Fig.
• 1 hervorgeht, sind die Außenlitzen 4 jeweils in sich in S-Richtung und untereinander ebenfalls wieder in S-Richtung verseilt, während dengegenüber die Kernlitze 3 mit entgegengesetzter Schlagrichtung aufgebaut ist. Das vollständige Seil folgt also der Drehungsbezeichnung ZSS. Es liegt im Rahmen der Erfindung. die Drehung im ganzen umzukehren und ein in jeaer Hinsicht gleichartiges Ergebnis mit einem Se-'laufEau der Bezeichnung SZZ zu erreichen. Die Außenlitzen 4 sind dabei in jedem Falle unter einem Winkel g von etwa 15° bis 250 und ihre Einzeldrähte an der Außenmantelfläche der Seile unter einem Winkel i in einer Größenordnung von etwa 200 bis 35° gegen die Längsachse I ; 1 ausgerichtet. Für den Verlauf der Einzeldrähte innerhalb dFr Außenlitzen. d.h. also gegen deren Längsachse gerichtet. errechnet sich hieraus der Winkel 3 = - . Die Einzeldrähte der Kernlitze ' verlaufen demgegenüber unter einem wesentlich spitzeren Winkel @ in einer Größenordnung zwischen 7° und 15°.
• L e e r s e i t e

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Aus@@ehreren um eine Kernlitze geschlagenen Außenlitzen hergestelltes Stahlseil als Festigkeitsträger in Gummiartikeln, insbesondere iii Luftreifen, durch gekennzeichnet. daß die Außenlitzen (4) unter einem Winkel (@) in einer Größenordnung zwischen 15° und 25° und ihre Einzeldrähte an der Außenmantelzwischenfläche des Seiles unter einem Winkel (@) in einer Größenordnung zwischen 20° und 35° gegen die Seillängsachse (I;I) ausgerichtet sind.
2. St Stahlseil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß die AuPenlitzer (4) eire unter sich gleiche aber der Kernlitze (7) entgegengesetzte Schlagrichtung aufweisen.
3. @. Stahlseil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. daß die Außenlitzen (4) ohne gegenseitige Berührung mit Abständen von-P nander - n Umfangsrichtung gesehen - auf die Kernlitze (3) abgestützt sind.
4. 4. Stahlseil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (7), 4) jeweils aus drei Eizeidrähten aufgebaut sind.

   '. Stahlseil nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte der Kernlitze (3) unter einem Winkel (@) in einer Größenordnung zwischen 7° und 15° gegen die Seillängsachse (I+I) ausgerichtet sich.