DE4031813A1 - Hochfester flachkord - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kord zur Verstärkung von elastomeren Erzeugnissen, insbesondere von Luftreifen, aus einem Stahldraht, welcher aus einem perlitischen Runddraht durch Ziehen hochverformt ist, und 0,4 bis 1,4% Kohlenstoff aufweist.

Derartige Korde, deren Stahldrähte regelmäßig einen runden Querschnitt aufweisen, sind heute üblich und weisen eine Festigkeit zwischen 2200 und 4000 MPa auf. Die Stahldrähte weisen nach der letzten Wärmebehandlung und vor der letzten Ziehstufe ein perlitisches Gefüge auf und enthalten 0,4 bis 1,4% Kohlenstoff. Die heute bekannten Korde bestehen aus mindestens zwei Runddrähten, die miteinander verseilt sind. Sie weisen nach ihrer Herstellung Eigenspannungen auf, die sich während des Einbauens in den Reifen negativ bemerkbar machen (Aufwerfungen des elastomeren Materials). Deshalb müssen die bekannten Korde nachbehandelt (beruhigt) werden, wodurch sich das Herstellungsverfahren der Korde deutlich verteuert.

Auf der anderen Seite sind Korde seit langem bekannt, die aus einem einzigen flachen Stahldraht bestehen (US-PS 40 11 899 bzw. US 36 67 529). Diese Korde haben sich trotz sehr günstiger Einbaueigenschaften in den Reifen nicht durchsetzen können, weil die für eine Haftung zwischen Stahldraht und elastomerem Material erforderliche Beschich­ tung (in der Regel Messing) nicht zu der gewünschten Binde­ festigkeit zum Stahl geführt hat. Diese Korde erwiesen sich auch als wenig korrosionsbeständig.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kord zur Verstärkung von elastomeren Erzeugnissen, insbe­ sondere von Fahrzeugluftreifen zur Verfügung zu stellen, die einerseits die guten Einbaueigenschaften flacher Einzel­ drähte, andererseits gute Haftung zwischen Kord und elasto­ merem Material und gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Kord gelöst, welcher aus einem einzigen flachgewalzten Stahldraht, welcher aus einem perlitischen Runddraht durch Ziehen hochverformt ist und 0,4 bis 1,4% Kohlenstoff aufweist, besteht und keine Torsion aufweist, wobei die Querschnittsfläche des flachgewalzten Stahldrahtes ein Verhältnis von Breite zu Dicke zwischen 1,4 und 2,4 besitzt.

Überraschenderweise weist ein solcher Stahldraht fast keine Eigenspannungen und somit hervorragende Einbaueigenschaften auf. Durch die Möglichkeit, die Beschichtung (Messing) vor der letzten Ziehstufe und vor dem Flachwalzen aufbringen zu können, gewährleistet eine gute Bindung zwischen Stahl und Beschichtung. Hierbei hat sich herausgestellt, daß die Kom­ bination der Eigenschaften auch davon abhängig ist, daß der Stahldraht ungedreht, also frei von Torsion ist, und ein Querschnittverhältnis von Breite zu Dicke zwischen 1,4 und 2,0, bevorzugt zwischen 1,6 und 2,0, aufweist.

Ein flachgewalzter Runddraht weist eine spezifische Quer­ schnittsfläche auf: Die beiden kürzeren Seiten weisen eine stark ballige Ausbildung auf, während die längeren Seiten eben oder fast eben bis leicht ballig ausgebildet sind. Zwischen kürzerer und längerer Seite ist jeweils eine für das Flachwalzen typische Abkantung (Naturwalzkante) fest­ stellbar.

Bei Einhaltung aller Merkmale gemäß Anspruch 1 stellte sich heraus, daß ein solcher Kord außerdem eine überraschend gute Ermüdungsfestigkeit im Reifen aufweist.

Die zum Flachwalzen erforderlichen perlitischen Runddrähte sollen bevorzugt beim letzten Zug mit einem Formänderungs­ faktor Φ_h von 3,0 bis 4,2 gezogen sein, wodurch ein spezi­ elles, besonders hohe Festigkeit aufweisendes Gefüge er­ reicht wird.

Der Formänderungsfaktor Φ_h errechnet sich aus

wobei

D₀ der Durchmesser des noch nicht gezogenen Runddrahtes vor der letzten Ziehstufe,
D_F der Durchmesser des Runddrahtes nach dem letzten Zug ist.

Perlitische Runddrähte werden bekanntlich durch Patentieren von Stahldrähten erreicht. Die Patentierbedingungen hängen von den Legierungsbestandteilen der Stahldrähte ab und sind dem Fachmann hinreichend bekannt.

Der erfindungsgemäße Stahlkord weist bevorzugt eine Be­ schichtung auf, die eine gute Bindung zwischen Stahldraht und elastomerem Werkstoff gewährleistet. Messing hat sich als Beschichtung besonders bewährt.

Die erfindungsgemäßen Korde eignen sich besonders für den Gürtel und/oder die Karkasse von Fahrzeugluftreifen. Hierbei hat sich der Einsatz der erfindungsgemäßen PKW- und LKW- Reifen, bei LKW-Reifen insbesondere für kleinere LKW′s, als besonders vorteilhaft erwiesen.

Die erfindungsgemäßen Korde weisen bei gleicher Festigkeit eine Dicke auf, die lediglich noch etwa die Hälfte der aus mindestens zwei runden Drähten bestehenden Korde ent­ sprechen, so daß eine deutliche Einsparung an umhüllendem elastomeren Werkstoff erzielt werden kann.

Die mit diesen, den erfindungsgemäßen Korden verstärkten Luftreifen weisen in Radialrichtung eine ausgezeichnete Elastizität bei gleichzeitig guter Querfestigkeit auf.

Claims (5)

1. Kord zur Verstärkung von elastomeren Werkstoffen, ins­ besondere von Luftreifen, bestehend aus einem Stahl­ draht, welcher aus einem perlitischen Runddraht durch Ziehen hochverformt ist und 0,4 bis 1,4% Kohlenstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kord aus einem einzigen flachgewalzten Stahldraht besteht und keine Torsion aufweist, wobei dessen Querschnittsfläche ein Verhältnis von Breite zu Dicke zwischen 1,4 und 2,4 be­ sitzt.

2. Kord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht vor dem Flachwalzen mit einem Formänderungs­ faktor Φ_h von 3,0 bis 4,2 rundgezogen wurde.

3. Kord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Querschnittsfläche ein Verhältnis von Breite zu Dicke von 1,6 bis 2,0 besitzt.

4. Kord nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Material be­ schichtet ist, welches eine gute Bindung zwischen Stahl­ draht und elastomerem Werkstoff gewährleistet.

5. Luftreifen, welcher mindestens einen Kord gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 im Gürtel und/oder in der Karkasse enthält.