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Die Erfindung betrifft Stahlkabel für die Verstärkung von
Gummigegenständen wie beispielsweise pneumatische Reifen und Treibriemen.
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Insbesondere betrifft die Erfindung Stahlcord von sogenannter
kompakter Struktur der aus Stahlfäden besteht, zur Verbesserung der
Lebensdauer eines Gummigegenstandes durch Verbesserung von dessen
Ermüdungseigenschaften, insbesondere der Widerstandsfähigkeiten gegen
Materialermüdung und Reibungsabnutzung, sowie
Festigkeiterhaltungseigenschaften als Stahlcord, und ist insbesondere geeignet als eine
Verstärkung von pneumatischen Radialreifen für Lastkraftwagen, Busse und
leichte Lastkraftwagen.
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In herkömmlichen, pneumatischen Radialreifen, bei denen Stahlcords als
Verstärkungselement eingesetzt werden, verschlechtern sich die
Ermüdungseigenschaften der Karkassenlage und der Gürtellage hauptsächlich
aus folgenden Gründen.
(I) Materialermüdung aufgrund wiederholter Beanspruchung
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Dies ist ein Phänomen, bei dem das Material des Stahlcords oder
Stahlkabels dadurch ermüdet, daß das Kabel während des Laufes des Reifens
wiederholter Deformation unterworfen ist, wodurch die Beanspruchung der
Stahlfäden, die das Stahlkabel oder den Stahlcord bilden, variiert. Diese
Beanspruchungsvariation wird sichtbar, wenn der Kontaktdruck (Friktion)
zwischen den Fäden groß wird oder die Beschränkung auf die Bewegung jedes
Fadens stark wird, selbst wenn die Deformation des Kabels die gleiche ist,
was die Begünstigung der Materialermüdung hervorbringt; und
(2) Abriebabnutzung in Berührungsabschnitten zwischen wechselseitigen Fäden
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Dies geht auf das sogenannte Abrieb oder Freßphänomen zurück.
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Daneben wird manchmal Korrosionsermüdung aufgrund von Wasser
verursacht, welches von der Außenseite des Reifens her eindringt. Diese
Ermüdungsfaktoren beeinflussen in nachteiliger Weise die Lebensdauer des
Reifens erheblich.
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Bisher war man der Ansicht, daß das Eindringen von Gummi zur
Innenseite des Kabels zur Verbesserung der Korrosionsermüdungseigenschaften
des Kabels besonders wirksam sei und infolgedessen wurden viele Verdrill-
oder Zwirnstrukturen zur Verbesserung des Eindringens von Gummi
vorgeschlagen (die als Gummipenetrationsstrukturen bekannt sind). Bei einem
solchen Kabel mit Gummipenetrationsstruktur wird die Gummischicht zwischen
die Stahlfäden eingelegt, so daß ein Reiben zwischen wechselseitigen
Stahlfäden oder eine Abnutzung aufgrund sogenannter Freßerscheinungen kaum
auftritt.
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Das Eindringen von Gummi zur Innenseite des Kabels wird leicht bei
Deinem Kabel mit einfacher Zwirnstruktur erreicht, wie es in einer
Gürtelschicht eines Radialreifens für Personenwagen eingesetzt wird, wobei
jeder der Stahlfäden vollständig mit Gummi bedeckt werden kann.
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Im Falle von Cords oder Kabeln mit mehrlagiger Struktur,
beispielsweise bei Kabeln mit einer zwei- oder dreilagigen Struktur, wie sie
in der Karkassenlage oder der Gürtellage von Reifen für Lastkraftwagen,
Busse oder leichte Lastkraftwagen verwendet werden, ist es sehr schwierig,
den Gummi vollständig zur inneren Schicht des Kabels hineindringen zu
lassen.
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Wenn einige der Stahlfäden aufgrund unvollständiger Gummieindringung
nicht mit Gummi bedeckt sind, werden die Korrosionsermüdungseigenschaften
des Kabels selbst in der Gummipenetrationsstruktur nicht ausreichend
verbessert.
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In diesem Falle ist es erforderlich, den Schraubenradius der
Stahlfäden groß zu machen, um einen ausreichenden Raum zwischen den
Stahlfäden zur Erzielung einer vollständigen Gummipenetration
bereitzustellen. Wenn es beabsichtigt ist, eine solche Zwirnstruktur
(lockere Zwirnstruktur) bei einem Kabel von mehrlagiger Struktur anzuwenden,
wird dann, wenn das Kabel mit einer Spannung gezogen wird, die Einstellung
der Stahlfäden ungleichmäßig, und infolgedessen kann in bestimmten Teilen
des Fadens ein vorzeitiger Bruchdefekt veranlaßt werden, der auf die
ungleichförmige Spannung zurückgeht.
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Bei dem Kabel mit mehrlagiger Struktur ist es infolgedessen schwierig,
die Korrosionsermüdungseigenschaften und die
Festigkeitserhaltungseigenschaft (Widerstand gegenüber Abrieb oder "Fressen") durch
Gummipenetration zur Innenseite des Kabels hin zu verbessern.
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Auf der anderen Seite wird in der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift Nr. 55-30 499 vorgeschlagen, einen sogenannten Kompaktcord dadurch
zu erhalten, daß man eine Mehrzahl von Stahlfäden gleichen Durchmessers in
der gleichen Verdrillungsrichtung mit derselben Ganghöhe verdrillt.
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Der Erfinder zu vorliegendem Patent hat jedoch Studien mit Bezug auf
die Ermüdungseigenschaften angestellt und gefunden, daß unter demselben
Fadendurchmesser ein solcher Kompaktcord (im nachstehenden als normaler
Kompaktcord bezeichnet) beispielsweise eine 1 · 12 Struktur ziemlich
schlechtere Ermüdungseigenschaften im Vergleich mit einem herkömmlichen
Stahlcord mit 3 + 9 Struktur hat.
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Was das wiederholte Biegen anbelangt, so offenbart die japanische
Patentanmeldungsveröffentlichung No. 44-18385 ein Verfahren, bei dem der
Stahlfaden für eine äußere Lage dünner gemacht wird als der Stahlfaden für
eine innere Lage, um die Ermüdungsstärke der Stahlfäden zwischen der inneren
und der äußeren Schicht auszugleichen. Das in dieser Schrift offenbarte
Kabel umfaßt einen mittleren Kern und eine äußere Abdeckung, die aus
wenigstens einer Drahtschicht oder einer Schicht von Strängen
zusammengesetzt ist, wobei jeder Strang eine Mehrzahl von Drähten enthält.
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Bei diesem Typ eines Kabels mit mehrlagiger Struktur ist die Zwirnganghöhe
im allgemeinen zwischen der inneren Lage und der äußeren Lage verschieden,
so daß die Berührung zwischen den benachbarten Stahlfäden sich einem
Punktkontakt nähert, und infolgedessen der Kontaktdruck zwischen der inneren
und der äußeren Lage anwächst, was dazu Anlaß geben kann, die Beanspruchung
des Fadens zu erhöhen oder ein "Fressen" hervorzurufen. Selbst wenn daher
der Fadendurchmesser in der äußeren Schicht dünn gemacht wird, kann ein
signifikanter Verbesserungseffekt mit Bezug auf das obige Phänomen nicht
erwartet werden. Dies liegt daran, daß die Verkleinerung des
Außendurchmessers des Stahlfadens in der äußeren Schicht die Beanspruchung
bei der Biegedeformation reduzieren kann, und zwar im Vergleich mit dem
Fall, bei dem ein Stahlfaden des ursprünglichen Durchmessers verwendet wird.
Dabei kann man jedoch das Phänomen des Anwachsens der Beanspruchung aufgrund
der Wechselwirkung zwischen den Stahlfäden nicht kontrollieren.
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Unter den zuvor erwähnten Kabeln mit mehrlagiger Struktur bildet die
normale Kompaktstruktur mit derselben Zwirnganghöhe in jeder Schicht einen
vollständigen Linienkontakt an den Stahlfäden zwischen der inneren und
äußeren Schicht, so daß der Kontaktdruck zwischen den inneren und äußeren
Schichten, der beim Ziehen des Kabels hervorgerufen wird, klein ist. Daher
wird die Reibung zwischen den Stahlfäden bei Biegedeformation des Kabels
unter Spannung klein, so daß es voraussehbar ist, daß die Beanspruchung, die
in dem Faden hervorgerufen wird, und der Abrieb klein sind und die
Korrisionsermüdungseigenschaften und die Festigkeitserhaltungseigenschaft
gut sind.
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Bei dem üblichen 3 + 9 Cord treten Lücken in jeden Abschnitten zwischen
den Umhüllungs- oder Mantelfäden auf. Im Gegensatz hierzu gibt es bei der
normalen Kompaktstruktur keine Lücke zwischen den benachbarten Stahlfäden
in der äußeren Schicht oder im Mantel, während eine Lücke zwischen dem
Mantel und der inneren Schicht oder dem Kern auftritt, wenn man den
ellipsoidförmigen Querschnitt des Stahlfadens in Betracht zieht, so daß die
Stahlfäden so angeordnet sind, daß sie einander in der Mantelschicht
berühren. Wenn eine Spannung an den normalen Kompaktcord angelegt wird, ist
im Ergebnis der Kontaktdruck zwischen dem Kern und dem Mantel sicherlich
klein, es wird jedoch ein großer Kontaktdruck zwischen aneinander
anliegenden Stahlfäden im Mantel hervorgerufen, und infolgedessen wachsen
Risse von dem Kontaktabschnitt zwischen aneinander anliegenden Stahlfäden
als Abriebkern, was zu einem Bruch des Stahlfadens führt. Infolgedessen
werden die Korrosionsermüdungseigenschaften eines solchen Kabels kleiner als
diejenigen des normalen Kabels oder Cords mit 3 + 9 Struktur.
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Es ist daher erwünscht, die Korrosionsermüdungseigenschaften und die
Festigkeitserhaltungseigenschaften des Stahlkabels zu verbessern, während
die gleichförmige Spannung, mit der jeder Faden belastet wird, aufrecht
erhalten bleibt.
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Um eine gleichförmige Spannungsbelastung zu vermitteln, findet eine
geschlossene Zwirnstruktur oder eine kompakte Struktur anstatt einer losen
Zwirnstruktur Anwendung. In diesem Falle tritt Gummi kaum auf die Innenseite
des Kabels, wie oben erwähnt, ein. Jedoch wird die Zwirnganghöhe im
Vergleich mit der lockeren Struktur konstant gemacht, um so den
Kontaktbereich zwischen den Stahlfäden im Kern und im Mantel zu erhöhen,
wodurch der Kontaktdruck zwischen dem Kern und dem Mantel reduziert wird.
Dies hat den Nachteil, daß der Kontaktdruck zwischen benachbarten Stahlfäden
im Mantel umgekehrt wächst.
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Der Erfinder zu vorliegendem Patent hat gefunden, daß der oben
genannte Nachteil effektiv dadurch überwunden werden kann, daß im Mantel
wenigstens ein Stahlfaden mit einem Durchmesser verwendet wird, der von
demjenigen des Kerns verschieden ist, um so die
Korrosionsermüdungseigenschaften des Stahlkabels zu verbessern.
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Es wird auch auf die Offenbarung der GB-A-12 47 604, insbesondere auf
die Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 verwiesen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Stahlkabel zur Verstärkung
von Gummiartikeln mit einer zentralen Basisstruktur, die aus drei Stahlfäden
zusammengesetzt ist, und mit nur einer koaxialen Schicht, die aus neun um
die zentrale Basisstruktur herum angeordneten Stahlfäden zusammengesetzt
ist, wobei die Stahlfäden der koaxialen Schicht und der zentralen
Basisstruktur in der gleichen Richtung mit der gleichen Ganghöhe verdrillt
sind und die Stahlfäden, welche die zentrale Basisstruktur bilden, den
gleichen Durchmesser (dc) haben, wobei alle Stahlfäden in der koaxialen
Schicht den gleichen Durchmesser (dso) haben, der kleiner als der
Durchmesser (dc) der Stahlfäden der zentralen Basisstruktur ist und wobei
das Verhältnis dc/dso von 1,03 bis 1,25 reicht.
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Die Erfindung wird lediglich beispielhaft mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1, eine Schnittansicht einer Ausführungsform von Stahlkabeln mit
einer Kompaktstruktur in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
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Fig. 2, eine schematische Schnittansicht mit einer Darstellung des
Zustandes des Kontaktdrucks zwischen aneinander anliegenden Stahlfäden der
äußeren Schicht in dem konventionellen Stahlkabel von normaler
Kompaktstruktur.
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Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines
Stahlkabels zur Verstärkung von Gummiartikeln mit einer Zwirnstruktur von
1 · 12 + 1. In dieser Figur bilden Stahlfäden, die durch Kreuzschraffur
dargestellt sind, eine zentrale Basisstruktur 1 (nachstehend als Kern
bezeichnet). Neun Stahlfäden, die anliegend um den Kern 1 herum angeordnet
sind, bilden eine einzige koaxiale Schicht 2 (nachstehend als Mantel
bezeichnet).
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Die Stahlfäden, die den Kern 1 bilden, haben den gleichen Durchmesser
(dc), während alle durch Schrägschraffur dargestellte Stahlfäden in der
Mantelschicht 2 einen Durchmesser (dso) haben, der kleiner als der
Durchmesser (dc) des Stahlfadens des Kerns 1 ist, wobei das Verhältnis
dc/dso innerhalb eines Bereiches von 1,03 bis 1,25 liegt.
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Wenn ein Kabel mit mehrlagiger Struktur gezogen wird, wirkt im
allgemeinen eine Kraft, die zur Mitte des Kabels gerichtet ist, auf die
schraubenförmig geformten Stahlfäden, die das Kabel bilden, ein und rufen
einen Kontaktdruck zwischen-den wechselseitigen Stahlfäden in jeder Schicht
hervor. Ein solcher Kontaktdruck zwischen den wechselseitigen Stahlfäden
beschränkt die Bewegung der Stahlfäden durch Reibungskraft, wenn das Kabel
einer Biegedeformation unterworfen wird, was zu einer Steigerung der
Beanspruchung im Stahlfaden und zum Auftreten einer Abriebsabnutzung an
Kontaktabschnitten führt.
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Falls bei dem Kabel mit zweilagiger Struktur die Zwirnganghöhe des
Kernes Pc und diejenige des Mantels Ps oder bei dem Kabel mit dreilagiger
Struktur Pc, Ps&sub1; und Ps&sub2; ist, werden die Kabel mit herkömmlicher
Mehrlagenstruktur häufig mit einem Verhältnis der Zwirnganghöhen von Pc:Ps
= 1 : 2 (zweilagiger Aufbau) oder pc:Ps&sub1;:Ps&sub2; = 1 : 2:3 (dreilagige Struktur)
benutzt. Wenn ein solches Verhältnis der Zwirnganghöhen bei der zweilagigen
Struktur in die Nähe von 1 : 1 oder bei der dreilagigen Struktur von 1 : 1:1
kommt, nähern sich die Stahlfäden zwischen den Lagen einem Linienkontakt an,
und infolgedessen wird die Berührungslänge lang und der Kontaktdruck wird
reduziert.
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Die Kontaktlänge wird dann am längsten, wenn die Zwirnganghöhe in
jeder Lage die gleiche ist, d. h. im Falle einer normalen Kompaktstruktur,
und in diesem Falle ist der Kontaktdruck bei einem Minimum.
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Bei einer solchen normalen Kompaktstruktur ist die Abriebsabnutzung
zwischen der inneren und der äußeren Schicht (d. h. zwischen dem Kern und dem
Mantel bei dem zweilagigen Aufbau, oder zwischen dem Kern und dem ersten
Mantel und zwischen dem ersten Mantel und dem zweiten Mantel bei der
dreilagigen Struktur) beträchtlich reduziert, es besteht jedoch immer noch
ein ernsthafter Nachteil der Verschlechterung der
Korrosionsermüdungseigenschaften, wie zuvor erwähnt. Das heißt, in dem normalen Kompaktkabel
ist der Berührungsdruck zwischen den benachbarten Stahlfäden in der äußeren
Schicht (Mantel) groß, und ein heftiges "Fressen" tritt an den
Kontaktabschnitten als ein Kern auf, um zu Fadenbruch zu führen, was bei dem
normalen Kontaktcord die Ursache dafür ist, daß er schlechtere
Korrosionsermüdungseigenschaften im Vergleich mit den anderen
konventionellen Kabeln hat.
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Angesichts des Querschnitts des normalen Kompaktkabels ist die
Querschnittsform des Stahlfadens näherungsweise eine Elypse. Die Abweichung
von einem echten Kreis in der Querschnittsform ist im Stahlfaden für den
Mantel 2 mit einem größeren Zwirnwinkel (nämlich einem Winkel mit Bezug auf
die Längsrichtung des Kabels) größer als im Stahlfaden für den Kern 1. Das
heißt, der Querschnitt des normalen Kompaktkabels kann keine ideale dicht
gepackte Struktur annehmen, so daß die benachbarten Stahlfäden im Mantel 2
miteinander kollidieren, wie durch einen Pfeil a in Fig. 2 dargestellt.
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Wenn das normale Kompaktkabel gezogen wird, fällt die Kraft der
Stahlfäden, die zur Mitte des Kabels gerichtet ist, an den Kontaktpunkt
zwischen die benachbarten Stahlfäden im Mantel, was einen großen
Kontaktdruck hervorruft.
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Um den Kontaktdruck, der zwischen benachbarten Stahlfäden im Mantel
hervorgerufen wird, zu mildern, ist es daher wirksam, daß der Durchmesser
aller Stahlfäden im Mantel 2, geringfügig kleiner als derjenige des Kerns
1 gemacht wird, so daß in dem Mantel ein Spalt zwischen den Stahlfäden
ausgebildet wird.
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Der Erfinder hat verschiedene Studien mit Bezug auf die
Korrosionsermüdungserscheinungen eines Kabels mit Kompaktstruktur
ausgeführt, wobei das Kabel aus einer Kombination von Stahlfäden mit
unterschiedlichem Durchmesser zusammengesetzt war. Dabei wurde ein Reifen
mit einer Karkassenlage oder einer Gürtellage, die aus einem solchen Kabel
oder Cord mit Kompaktstruktur zusammengesetzt waren, einem Trommeltest
unterworfen und bestätigt, daß der Abrieb zwischen den Stahlfäden im Mantel,
der im normalen Kompaktkabel, das aus Stahlfäden mit dem gleichen
Durchmesser zusammengesetzt war, beobachtet wurde, deutlich abnimmt, wodurch
die Korrosionsermüdungseigenschaften in dem Kabel mit Kompaktstruktur, das
aus einer Kombination von Stahlfäden unterschiedlichen Durchmessers
zusammengesetzt ist, erheblich verbessert wird.
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Der Erfinder fand, daß der Kontaktdruck zwischen dem Kern und dem
Mantel unter Kontaktdruck zwischen den benachbarten Stahlfäden im Mantel
gleichzeitig dadurch gemildert werden kann, daß man den Durchmesser aller
Stahlfäden im Mantel kleiner als denjenigen des Kernes ausbildet, wodurch
die Korrosionsermüdungseigenschaften des Kabels im Vergleich mit denjenigen
konventioneller Kabel verbessert werden können.
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Es ist wesentlich, daß das Verhältnis von dc/dso innerhalb eines
Bereiches von 1,03-1,25 ist, wobei dc der Durchmesser des Stahlkabels im
Kern 1 und dso der Durchmesser aller Stahlfäden im Mantel 2 sowie auch in
den zweiten und dritten Mänteln 3, 4 ist.
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Wenn das Verhältnis dc/dso kleiner als 1,03 ist, wird der Effekt der
Reduzierung des Kontaktdruckes zwischen den benachbarten Stahlfäden im
Mantel 2 ungenügend. Wenn das Verhältnis dc/dso 1,25 übersteigt, treten die
folgenden Nachteile auf.
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(1) Wenn der Durchmesser des Stahlfadens im Kern 1 zu groß ist,
verschlechtern sich die Ermüdungseigenschaften des Kabels in ungünstiger
Weise, während dann, wenn der Durchmesser des Stahlfadens im Mantel 2
kleiner gemacht wird, ohne den Durchmesser des Stahlfadens im Kern zu
erhöhen, die Stärke des Kabels abnimmt, so daß es keine ausreichende
Umhüllungsfestigkeit beibehält;
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(2) alle Stahlfäden des Mantels 2 lassen sich schwer am Platz anordnen
und es wird leicht eine ungenügende Verzwirnung verursacht; und
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(3) ein Abrieb oder ein "Fressen" wird leicht lokal verursacht, und
die Korrosionsermüdungseigenschaften werden nicht wesentlich verbessert.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die nachfolgenden erläuternden
Beispiele weiter beschrieben. Es versteht sich daß in den nachfolgenden
Beispielen von 1 · 12 Kabelstrukturen die Stahlfäden der einzelnen
Mantelschicht die jeweils zwei benachbarte Stahlfäden der Seele berühren als
innere Mantelfäden bezeichnet werden, während die restlichen Stahlfäden im
Mantel als äußere Mantelfäden bezeichnet werden.
Beispiel A
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Ein pneumatischer Gürtelreifen für Lastkraftwagen und Busse mit einer
Größe von 10.00R20 14 PR wurde, wie in der nachfolgenden Tabelle 1
dargestellt, unter Verwendung eines Stahlkabels als eine Karkassenlage bei
einer Endzählung von 17,5 Cords/5 cm hergestellt und dann einem Trommeltest
mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h unter einem Innendruck von 8 kgf/cm²
und einer 100%-igen JIS-Belastung unterworfen. Die
Korrosionsermüdungseigenschaften und die Festigkeitserhaltungseigenschaft des Stahlkabels
wurden durch Berechnungsmethoden ermittelt, wie später erwähnt, um die in
Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse zu erhalten, wobei das Vergleichsbeispiel
1 den Fall einer herkömmlichen 3 + 9 + 1 Zwirnstruktur (Control Cord) und die
Vergleichsbeispiele 2 bis 4 normale Kompaktcords von 1 · 12 + 1 Struktur zeigen.
Die gemessenen Werte sind durch einen Index auf der Basis dargestellt, daß
der Wert des Control Cords 100 ist.
Tabelle 1a
Vergleichsbeispiel Kontrolle Beispiel Struktur Zwirnrichtung Zwirn-Ganghöhe Durchmesser Stahlfadens Kern Mantel innerer Mantel äußerer Mantel kein Spiralfaden Durchmesserhältnis Korrosionsermüdungsverhältnis Festigkeitsbeibehaltungseigenschaft
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dc = Fadendurchmesser im Kern
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dso = Fadendurchmesser des dünneren Stahlfadens im Mantel
Tabelle 1(b)
Vergleichsbeispiel Struktur Zwirnrichtung Zwirn-Ganghöhe Durchmesser des Stahlfadens Kern innerer Mantel fünf Fäden des äußeren Mantels Spirale Durchmesserverhältnis Korrosionsermüdungseigenschaften Festigkeitsbeibehaltungseigenschaft
Berechnungsmethode
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Korrosionsermüdungseigenschaften (im Falle der Anwendung auf eine
Karkassenlage):
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Nachdem 300 cm³ Wasser in einem Raum zwischen einer inneren
Ausfütterung und einem Schlauch bei der Montage des Versuchsreifens auf eine
Felge abgedichtet waren, wurde die Lebensdauer des Versuchsreifens bis zum
Auftreten des Cordbruchversagens (Laufentfernung) durch den Trommeltest
gemessen, woraus der Index der Korrosionsermüdungseigenschaften nach der
folgenden Gleichung berechnet wurde:
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Index =
Lebensdauer des Versuchsreifens unter Verwendung eines Versuchsstahlkabels (Laufentfernung bis zum Auftreten des Platzens)/Lebensdauer des Reifens unter Verwendung eines Kontrollstahlkabels (Laufentfernung bis zum Auftreten des Platzens) ·100
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Um so größer der Index ist, um so besser ist die Eigenschaft.
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Korrosionsermüdungseigenschaften (im Falle der Anwendung auf eine
Gürtellage):
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Wenn die Lauffläche des Reifens einem Schneidversagen während des
Laufens auf einer rohen Straße unterworfen ist, tritt Wasser von der
Schnittstelle zur Innenseite des Reifens ein und verursacht einen Bruch des
Kabels oder Cords in der äußersten Gürtellage und der darunter liegenden
Gürtellage aufgrund der Korrosionsermüdung, was schließlich zu einem Platzen
oder Bersten des Reifens führt. Daher wird von dem Kabel zur Verwendung in
dem Gürtel ebenfalls gefordert, daß es einen hohen
Korrosionsermüdungswiderstand oder eine hohe Kabelbrucheigenschaft hat. Um den Effekt der
Erfindung bei Anwendung des Stahlkabels auf dem Gürtel zu bestätigen, wurde
die Kabelbrucheigenschaft im Gürtel nach einem tatsächlichen Lauf auf einer
rohen Straße ermittelt, und zwar durch Herstellung eines Versuchsreifens mit
einer 3,5 Gürtelstruktur, wobei das zu testende Stahlkabel auf die dritte
Gürtellage aufgebracht war. Die Berechnung wurde gemacht, nachdem der Reifen
auf einer rauhen Straße über eine Entfernung von 30,000 km gelaufen war.
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Daraufhin wurde der mit einer neuen Kappe versehene Reifen wiederum über
eine Entfernung von 30,000 km gefahren (d. h. die Gesamtlaufentfernung betrug
60.000 km).
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Nach dem Lauf wurde der Reifen willkürlich in sechs gleiche Teile
zerlegt, und die Anzahl von gebrochenen Kabeln in der dritten Gürtellage
wurde in jedem der sechs gleichen Teile gemessen, woraus der Index der
Kabelbrucheigenschaft entsprechend der nachfolgenden Gleichung berechnet
wurde:
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Index =
Zahl der gebrochenen Cords am Kontrollstahlcord/Zahl der gebrochenen Cords am Versuchsstahlcord · 100
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Je größer der Indexwert ist, um so besser ist die Eigenschaft.
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Festigkeitserhaltungseigenschaft:
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Die Festigkeitserhaltungseigenschaft wird durch die nachfolgende
Gleichung dargestellt:
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Festigkeitserhaltungseigenschaft = Festigkeitserhaltung des Versuchscords/Festigkeitserhaltung des Kontrollcords · 100
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In der obigen Gleichung wurde die Festigkeitserhaltung des Kabels nach
der nachstehenden Gleichung berechnet:
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Festigkeitserhaltung = Kabelfestigkeit nach dem Lauf/Kabelfestigkeit vor dem Lauf · 100
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Wie oben erwähnt, wird gemäß der Erfindung der Durchmesser wenigstens
eines Stahlfadens im Mantel (oder in der koaxialen Schicht) kleiner als im
Kern des Stahlkabels mit Kompaktstruktur gemacht, das dieselbe Zwirnrichtung
und Ganghöhe hatte, wodurch der Kontaktdruck zwischen dem Kern und dem
Mantel bei Zugausübung auf das Stahlkabel reduziert werden kann, ohne einen
großen Kontaktdruck zwischen benachbarten Stahlfäden im Mantel hervorzurufen
und hierdurch die Beanspruchung des Stahlfadens und die Abriebabnutzung zu
mildern. Daher können die Korrosionsermüdungseigenschaften und die
Festigkeitserhaltungseigenschaft beträchtlich verbessert werden.