DE3430548A1 - Metallkord - Google Patents

Description

Stahlcord Betriebsgesellschaft m.b.H., A-8280 Fürstenfeld, Jahnstraße 11-13

Metallkord

Die Erfindung betrifft einen Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpern, wie Fahrzeugreifen, Förderbändern oder Schläuchen, bestehend aus mehreren Strängen vorzugsweise gleicher Schlagrichtung, der an seiner Außenseite mit mindestens einer Haltewendel versehen ist.

Haltewendeln sind üblicherweise Einzeldrähte geringen Durchmessers (z.B. 0,15 mm), die auf Metallkorde in entgegengesetzter oder gleicher Schlagrichtung (Verdrillung) zur Oberflächenlage mit einem Windungsabstand von etwa 2 bis etwa 5 mm aufgewickelt sind. Die Haltewendeln dienen dazu, die Biegbarkeit des Metallkords beim Einbau in den zu verstärkenden Elastomerartikel, z.B. einen grünen Fahrzeugreifen, zu erhöhen. Mit anderen Worten soll beim Einbau des Metallkords einerseits verhindert werden, daß der Metallkord "aufgeht", d.h. seinen Querschnittszusammenhalt verliert, und andererseits, daß sich der Metallkord wieder streckt, d.h. in seine durch seine Eigenelastizität vorgegebene, gerade Form zurückkehrt.

Nach dem Vernetzen (Vulkanisieren) des Polymermaterials ist der Metallkord vollständig in eine elastische Polymermatrix eingebettet, die Gefahr des Aufgehens besteht daher nicht mehr, und nunmehr sollte die Eigenelastizität des Metallkords wieder voll zum Tragen kommen, was aber durch die Haltewendel nunmehr behindert wird.

Die einbautechnologischen Vorteile einer Haltewendel sind so groß, daß man die oben erwähnte nachteilige Wirkung in fertigen, metall kordverstärkten Produkten bis jetzt in Kauf genommen hat.

Besonders bei verstärkten Polymerartikeln, die einer dauernden Verformung im Betrieb unterworfen sind, z.B. Fahrzeugreifen, Treibriemen oder Förderbänder, tritt eine "Fretting" genannte Abnützung des Metallkords durch Scheuern zwischen der Haltewendel und der Oberflächenlage des Metallkords auf. Diese Abnützung erfolgt lokal an den Berührungsstellen zwischen Haltewendel und Oberflächenlage und ist umso stärker, je mehr sich der Winkel zwischen dem Verlauf der Haltewendel und dem entsprechenden Draht der Oberflächenlage 90° nähert. Ebenso steigt sie mit ansteigender Flächenpressung in diesem Bereich und ist naturgemäß lokal am stärksten, wenn wenig Reibungsstellen vorhanden sind.

Wenn die Verseilung des Metallkords in mehreren Arbeitsschritten erfolgt, wobei Lagen ungleichsinnigen Schlags beteiligt sind, z.B. eine SSZS (Lagencord)-Anordnung, nähert sich die Umhüllungskurve des Kabel querschnitts mehr oder weniger einem vollen Kreis; es sind viele Berührungsstellen für die Haltewendel vorhanden, so daß sich ein geringes, gleichmäßiges Fretting ergibt.

Bei der Herstellung von Kompaktkord werden die einzelnen Kordlagen in einem einzigen Arbeitsgang mit gleichsinnigem Schlag miteinander verkabelt. Hiebei wird die dichteste Packung der einzelnen Stränge erzielt, d.h. die Stränge liegen über die gesamte Kabellänge dicht neben- und aneinander. Das hat zur Folge, daß die Umhüllungskurve des Kabel querschnitts ein Vieleck mit abgerundeten Ecken bildet, das sich über die Lage des Kords in Verkabelungsrichtung verdreht.

Hier tritt starkes Fretting im Bereich der abgerundeten Ecken auf.

Es bestand die Aufgabe, eine Konstruktion insbesondere eines Kompaktkords zu schaffen, die die Nachteile des Scheuerns zwischen Haltewendel und Außenlage « des Metallkords vermindert.

Zur Lösurg dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Metallkord vor allem da-

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durch gekennzeichnet, daß ein Seelenstrang mit einer geringeren Schlaglänge als die der anschließenden Außenlage vorgesehen ist.

Der erfindungsgemäße Metallkord läßt sich in einem einzigen Verkabelungsvorgang herstellen; die stärkere Verdrillung des Seelenstrangs hat zur Folge, daß sich der Seelenstrang den Außensträngen gegenüber wie ein zylinderförmiger Körper verhält, so daß sich der Außenquerschnitt des erfindungsgemäßen Metallkords einem Kreis nähert. Dadurch ergeben sich viele Berührungspunkte mit der Haltewendel, an denen die Flächenpressung relativ klein ist; es tritt dementsprechend ein durchaus vertretbares geringes und gleichmäßiges Scheuern zwischen Haltewendel und Außenlage des Metallkords auf.

Vorteilhaft ist die Verdrillung des Seelenstrangs doppelt so groß wie die der Außenlagen; dies entspricht einem Schlaglängenverhältnis Seelenstrang : Außenlage von 1 : 2.

Das weiterhin anzustrebende Ziel der vollkommenen Ausschaltung der Einwirkung der Haltewendel auf den Metallkord im fertigen Produkt kann beim erfindungsgemäßen Metallkord dadurch erreicht werden, daß man für die Haltewendel zumindest teilweise ein Material verwendet, dessen Erweichungstemperatur unterhalb oder innerhalb des Vernetzungstemperaturbereichs (Vulkanisationstemperatur) des zu verstärkenden Elastomers liegt.

Dabei erweicht Haltewendel material beim Vernetzen des Elastomers (z.B. beim Vulkanisieren des Fahrzeugreifens) und die Haltewendel verliert zumindestens teilweise ihre körperliche Form. Der erweichte Anteil des Haltewendel materials kann zu diesem Zweck so gewählt werden, daß er mit dem zu verstärkenden Elastomer verträglich ist; er kann auch mit dem Elastomer bei dessen Vernetzung reagieren.

Um die Flächenpressung zwischen der Haltewendel und der Außenlage des Metallkords herabzusetzen, kann nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung die Berührungsfläche zwischen Haltewendel und Außenlage des Metallkords dadurch vergrößert werden, daß man eine Haltewendel einsetzt, deren Querschnitt von einer Kreisform abweicht, insbesondere etwa rechteckig ist. Die Haltewendel wird dann mit einer abgeflachten Seite auf die Außenlage des Metallkords gewickelt.

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Ein derartig abgeflachtes Haltewendel profil ist vor allem aber für Haltewendeln aus Kunststoff oder Gummi vorgesehen.

Der erweichbare Anteil des Haltewendel materials kann Gummi oder ein entsprechender thermoplastischer Kunststoff sein_s wobei die Haltewendel entweder zur Gänze oder teilweise aus diesen Materialien bestehen kann.

Eine Abflachung im Auflagebereich bei gleichzeitiger Herabsetzung der Zugspannung in der Haltewendel und somit auch deren Flächenpressung im fertigen Produkt kann auch erreicht werden, wenn man die Haltewendel als Gummi/Metall- oder Kunststoff/Metallkompoundkörper ausbildet, insbesondere als gummi- oder kunststoffumspritzter Metalldraht.

Dabei kann die Haltewendel im ursprünglichen Querschnitt kreisförmig sein. Beim Vernetzen des zu verstärkenden Elastomerkörpers erweicht der Gummi oder Kunststoff, die Wendel flacht ab, wobei auch zwischen der Metallseele der Wendel und der Oberflächenlage des Metallkords befindlicher Gummi oder Kunststoff infolge der ursprünglichen Flächenpressung nach außen ausweicht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der ein erfindungsgemäßer Metallkord in Fig. 1 im Querschnitt und in
Fig. 2 in geschnittener Seitenansicht in Vergrößerung dargestellt ist.

Man erkennt einen aus drei Einzeldrähten bestehenden Seelenstrang 1, zwei aus neun und fünfzehn Einzel drähten bestehende Außenstränge 2 und eine Haltewendel 3 in Form eines Einzeldrahtes mit geringerem Durchmesser. Die Verkabelung erfolgte im Rechtsschlag (SSSZ) in einem Arbeitsgang. Selbstverständlich kann die Haltewendel 3 auch die gleiche Schlagrichtung wie die Außenstränge 2 aufweisen. Weiters kann auch der Seelenstrang 1 die entgegengesetzte Schlagrichtung wie die Außenstränge 2 aufweisen. Auch können ein oder mehrere Außenstränge vorgesehen sein.

Aus der Seitenansicht des Haltekords erkennt man, daß durch die starke Verdrillung des Seelenstranges 1, d.h. dessen geringerer Schlaglänge gegenüber der Schl^.glänge der Außenstränge 2, sich die Hüllfläche des Seelenstranges 1

auch bei nur drei Einzel drähten weitgehend einer Zylinderfläche nähert, was dann umso mehr für die Hüll fläche der Außenlage 2 erfüllt ist.

Claims (6)

Patentansprüche :

1. Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpern, wie Fahrzeugreifen, Förderbändern oder Schläuchen, bestehend aus mehreren Strängen vorzugsweise gleicher Schlagrichtung, der an seiner Außenseite mit mindestens einer Haltewendel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seelenstrang mit einer geringeren Schlaglänge als die der anschließenden Außenlage vorgesehen ist.

2. Metallkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaglängenverhältnis Seelenstrang : anschließender Außenlage 1 : 2 oder darunter beträgt.

3. Metallkord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltewendel aus Metalldraht vorgesehen ist, oder deren Material zumindest teilweise eine Erweichungstemperatur unterhalb oder innerhalb des Vernetzungstemperaturbereiches des zu verstärkenden Elastomers aufweist.

4. Metallkord nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erweichbare Anteil des Haltewendelmatericls mit dem zu verstärkenden Elastomer verträglich ist.

5. Metallkord nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewendel im Auflagebereich einen von einem Kreis abweichenden, insbesondere abgeflachten Querschnitt aufweist.

6. Metallkord nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltewendel aus einem Meta Tl/Gummi-oder Metall/Kunststoffkompoundkörper, vorzugsweise aus einem umspritzten Metalldraht, vorgesehen ist.