DE3430548C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpern, wie Fahrzeugreifen, Förderbändern oder Schläuchen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

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

Nach dem Vernetzen (Vulkanisieren) des Polymermaterials ist der Metallkord vollständig in eine elastische Polymermatrix ein­ gebettet, 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 obenerwähnte nachteilige Wirkung in fer­ tigen, metallkordverstärkten Produkten bis jetzt in Kauf ge­ nommen 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 Schleudern zwischen der Halte­ wendel und der Oberflächenlage des Metallkords auf. Diese Ab­ nützung erfolgt lokal an den Berührungsstellen zwischen Halte­ wendel und Oberflächenlage und ist umso stärker, je mehr sich der Winkel zwischen dem Verlauf der Haltewendel und dem ent­ sprechenden Draht der Oberflächenlage 90° nähert. Ebenso steigt sie mit ansteigender Flächenpressung in diesem Be­ reich und ist naturgemäß lokal am stärksten, wenn wenig Reibungsstellen vorhanden sind.

Aus der DE-OS 28 29 205 ist ein Metallseil bekannt, das ins­ besondere als Verstärkungselement in Fahrzeugreifen bestimmt ist. Das Metallseil weist drei Lagen auf (Seele, Zwischenlage, Außenlage), wobei zusätzlich eine Haltewendel vorgesehen sein kann. Die Besonderheit an diesem Metallseil besteht darin, daß die Zwischenlage und die Außenlage jeweils einen freien Raum zwischen 14% und 25% aufweisen. Die Drähte dieser La­ gen liegen somit nicht direkt aneinander, was eine Herstellung in einem Arbeitsgang nicht möglich macht, da dazu die beiden Lagen im Kreuzschlag hergestellt werden müssen. Die Schlag­ längen können bei dieser bekannten Ausführung von der Seele zur Außenlage jeweils ansteigen, wobei das Schlaglängenver­ hältnis Seelenstrang zur Zwischenlage 1 : 2 beträgt.

Wenn die Verseilung des Metallkords in mehreren Arbeits­ schritten erfolgt, wobei Lagen ungleichsinnigen Schlags be­ teiligt sind, z. B. eine SSZS (Lagencord)-Anordnung, nähert sich die Umhüllungskurve des Kabelquerschnitts mehr oder weniger einem vollen Kreis; es sind viele Berührungsstellen für die Haltewendel vorhanden, so daß sich ein geringes, gleichmäßiges Fretting ergibt. Diese Metallkorde haben aber den Nachteil der komplizierteren Herstellung.

Durch die DE-PS 9 33 318 ist ein Fahrzeugradreifen mit einem Verstärkungsstreifen aus einem gummierten Stahlkabel bekannt. Als Haltewendel dient ein um das Stahlkabel herumgeführter gummierter Stahldraht. Mit dieser Ausbildung ist im Auf­ lagenbereich der Haltewendel eine spürbare Herabsetzung der Flächenpressung und des örtlichen Biegeradius nicht erzielbar. Dies würde nämlich voraussetzen, daß die Gummi­ überzüge beim Vulkanisieren des Reifens ihre Querschnitts­ form verändern, d. h. einen plastischen Zustand durchlaufen, was in der DE-PS 9 33 318 aber nicht offenbart ist. Überdies läßt die Fig. 3 klar erkennen, daß hieran auch nicht gedacht war, da ein vieldrahtiges, sehr dicht gewendeltes Innenkabel mit praktisch Zylinderoberfläche vorliegt, auf dem die Halte­ wendel Linienberührung ohne örtlich unterschiedliche Biege­ radien zeigt.

Bei der Herstellung von Kompaktkord werden die einzelnen Kordlagen in einem einzigen Arbeitsgang mit gleichsinnigem Schlag miteinander verkabelt. Hierbei 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 Kabelquerschnitts 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.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpern zu schaffen, bei der das Scheuern zwischen der Haltewendel und der Außen­ lage des Metallkords vermindert ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Metallkord der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruches 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Metallkord läßt sich in einem einzigen Verkabelungsvorgang herstellen. Beim Vernetzen des Elastomers (z. B. beim Vulkanisieren des Fahrzeugreifens) erweicht das Halte­ wendelmaterial und die Haltewendel verliert zumindest teil­ weise ihre körperliche Form. Dadurch kann die Einwirkung der Haltewendel auf den Metallkord im fertigen Produkt voll­ kommen ausgeschaltet werden.

Der erweichte Anteil des Haltewendelmaterials 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.

Die angewendete stärkere Verdrillung des Seelenstranges hat zur Folge, daß sich der Seelenstrang den Außensträngen gegen­ über wie ein zylinderförmiger Körper verhält, so daß sich der Außen­ querschnitt des erfindungsgemäßen Metallkords einem Kreis nähert. Dadurch ergeben sich viele Berührungspunkte mit der Haltewendel, an denen die Flächenpressung relativ klein ist; es tritt dem­ entsprechend ein durchaus vertretbares geringes und gleich­ mäßiges Scheuern zwischen Haltewendel und Außenlage des Metallkords auf.

Vorteilhafterweise ist die Verdrillung des Seelenstranges doppelt so groß wie die der Außenlagen; dies entspricht einem Schlaglängenverhältnis Seelenstrang zu anschließender Lage von 1 zu 2. Grundsätzlich kann das Schlaglängenverhältnis auch unter diesem Wert liegen.

Um die Flächenpressung zwischen der Haltewendel und der Außen­ lage des Metallkords herabzusetzen, kann nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Berührungsfläche zwischen Halte­ wendel und Außenlage des Metallkords dadurch vergrößert werden, daß man eine Haltewendel einsetzt, die im Auflagebe­ reich einen von einem Kreis abweichenden, insbesondere abge­ flachten Querschnitt aufweist. Die Haltewendel wird dann mit einer abgeflachten Seite auf die Außenlage des Metall­ kords gewickelt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand 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 Seelen­ strang 1, auf den zwei aus neun und fünfzehn Einzeldrähten bestehende Lagen 2 und eine Haltewendel 3 in Form eines Einzeldrahtes mit geringerem Durchmesser aufgebracht wurde. Die Verseilung erfolgte im Rechtsschlag (SSSZ) in einem Arbeitsgang. Selbstverständlich kann die Haltewendel 3 auch die gleiche Schlagrichtung wie die Drähte der Lagen 2 auf­ weisen. Auch können nur eine oder mehr als zwei Lagen 2 vorgesehen sein.

Aus der Seitenansicht des Haltekords erkennt man, daß durch die starke Verdrillung des Seelenstranges 1, d. h. dessen geringerer Schlaglänge gegenüber der Schlaglänge der Lagen 2, sich die Hüllfläche des Seelenstranges 1 auch bei nur drei Einzeldrähten weitgehend einer Zylinderfläche nähert, was dann umso mehr für die Hüllfläche der Außenlage erfüllt ist.

Claims (3)

1. Metallkord zur Verstärkung von Elastomerkörpern, wie Fahrzeugreifen, Förderbändern oder Schläuchen, be­ stehend aus mehreren Lagen mit einer Seelenlage mit geringerer Schlaglänge als die der nach außen an­ schließenden Lage und mit wenigstens einer die äußerste Lage umschlingenden Haltewendel, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - die Schlagrichtung aller Lagen ist gleich;
• - die Haltewendel besteht aus Metalldraht mit einer Umhüllung aus Kunststoff oder aus einem Kunststoff, wobei der Kunststoff zumindest teilweise eine Er­ weichungstemperatur unterhalb oder innerhalb des Vernetzungstemperaturbereiches des zu verstärkenden Elastomers besitzt.

2. Metallkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise das Schlaglängenverhältnis Seelen­ strang zu anschließender Lage 1 zu 2 oder darunter beträgt.

3. Metallkord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewendel im Auflagebereich einen von einem Kreis abweichenden, insbesondere abgeflachten Querschnitt aufweist.