DE60027641T2

DE60027641T2 - Stahlseile zur Verstärkung von Gummiartikeln, insbesondere Luftreifen

Info

Publication number: DE60027641T2
Application number: DE60027641T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Kodaira City Onuma; Naohiko Kuroiso City Obana; Chihiro Nasu-Gun Yoshida
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: EP1063346A3; DE60027641D1; US6354068B1; ES2262487T3; EP1063346A2; EP1063346B1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Stahlkord, insbesondere einen abgeflachten Stahlkord, der als Verstärkung in Gummiartikeln, wie beispielsweise Luftreifen und Industriegurten und dergleichen, verwendet wird, und einen Luftreifen, der einen solchen Kord verwendet.
Es sind verschiedene Strukturen bei dem Stahlkord bekannt, der einen Luftreifen als ein typisches Beispiel eines Gummiartikels verstärkt. In den jüngsten Jahren ist vorgeschlagen worden, den Stahlkord abzuflachen, um verschiedene Eigenschaften des Stahlkords zur Verwendung in dem Reifen zu verbessern. Das heißt, es wird ein Stahlkord vorgeschlagen, der einen Kern, geformt durch Bündeln von drei oder mehr Fäden ohne Verzwirnen miteinander, und eine Hülle, geformt durch Wickeln mehrerer Fäden um den Kern, umfaßt. Diese Art des Kords hat den Vorteil, daß, verglichen mit einem Stahlkord, der einen durch Verzwirnen mehrerer Fäden geformten Kern oder einen aus zwei unverzwirnten Fäden bestehenden Kern hat, die Anisotropie der Biegesteifigkeit groß ist und die Zugsteifigkeit hoch ist. Und außerdem ist es, verglichen mit einem Stahlkord, der einen durch Verzwirnen mehrerer Fäden geformten Kern hat, nicht erforderlich, die Fäden als Kern zu verzwirnen, so daß es vorteilhafterweise möglich ist, den Stahlkord mit einer kleinen Zahl von Schritten herzustellen.
Zum Beispiel offenbart JP-A-63-176702 einen Stahlkord, der einen Kern, der aus drei parallel zueinander angeordneten Fäden besteht, und eine Hülle umfaßt, die aus mehreren, dieselben umschließenden, Fäden besteht.
Bei einem solchen Kord erstrecken sich jedoch die parallel angeordneten Kernfäden geradeaus in der Längsrichtung desselben, so daß, wenn eine Zugbelastung auf den Kord ausgeübt wird, die Kernfäden vorzugsweise eine solche Belastung tragen und folglich die Tragfähigkeit für Zugbelastung des Kords als Ganzes sinkt und die Haltbarkeit des Kords schlecht ist. Außerdem ist die Zugsteifigkeit einerseits hoch und die Dehnung ist andererseits niedrig, so daß der Kord den Nachteil hat, daß die Absorptionsenergie durch die Dehnungsverformung klein ist.
Andererseits offenbart JP-A-9-158065 einen Stahlkord, der einen Kern, der aus drei ohne Zwirnen angeordneten Fäden besteht, und eine solche Querschnittsform des Kerns hat, daß eine elliptische Form und eine annähernd wirklich kreisförmige Form in der Längsrichtung des Kords vermischt sind. Bei diesem Kord sind in der Längsrichtung des Kords bemerkenswert unterschiedliche Querschnitte vorhanden, so daß die Biegeverformung in der Längsrichtung des Kords nicht gleichförmig ist und die Haltbarkeit gegenüber Biegung verschlechtert wird. Mit flachen Kords verstärkte Reifen sind von EP-A-0264071 und EP-A-0264145 bekannt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Stahlkord, insbesondere einen abgeflachten Stahlkord, der einen Kern, geformt durch Anordnen von mehreren unverzwirnten Fäden nebeneinander, umfaßt und eine hervorragende Zugsteifigkeit hat, ohne die Biegungsanisotropie zu beeinträchtigen, sowie einen Luftreifen, der eine hervorragende Haltbarkeit hat, bereitzustellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Stahlkord bereitgestellt, der einen Kern, geformt durch Bündeln von drei oder mehr Fäden nebeneinander ohne Zwirnen, und eine Hülle aus wenigstens einer Lage, die aus mehreren, um den Kern gewickelten, Fäden besteht, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Fäden, die den Kern darstellen, ungeordnet ist und unterschiedliche Querschnitte in der relativen Anordnung der Fäden in der Längsrichtung des Kerns vermischt sind, so daß alle Fäden, die den Kern darstellen, in allen Schnitt-Teilen in einem Rechteck angeordnet sind, das eine lange Seite, die nicht größer ist als d × (n + 1), und eine kurze Seite, die nicht größer ist als d × (1 + 1/2^1/2), hat, wenn ein Durchmesser des Fadens d ist und die Zahl der Fäden im Kern n ist.
Bei einer zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts sind alle Fäden, die den Kern darstellen, in einem Rechteck angeordnet, das eine lange Seite von d × (n + 0,5) und eine kurze Seite von d × (1 + 1/2) hat.
Bei einer anderen zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts erstrecken sich die Fäden, die den Kern darstellen, in wenigstens einem Teil des Kerns in der Längsrichtung desselben nicht gerade, und die Fäden, die innerhalb eines Wickelschritts der Hülle angeordnet sind, haben unterschiedliche Anordnungen.
Bei noch einer anderen zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts beträgt ein Unterschied zwischen einem Wickelschritt der Hülle und einer sich gerade erstreckenden Länge jedes in einem Wickelschritt vorhandenen Fadens, der den Kern darstellt, das 0,9- bis 1,1-fache eines dehnbaren Maßes der Hülle in einer Axialrichtung des Kords innerhalb eines Wickelschritts der Hülle.
Bei einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Zahl der Fäden in dem Kern drei oder vier.
Bei noch einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts sind die Fäden im Kern dicht aneinander geschlossen.
Bei einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts besteht die Hülle aus einer Lage.
Bei noch einer weiteren zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts ist die lange Seite des Rechtecks in dem Kern bei jedem Querschnitt in der Längsrichtung des Kerns wesentlich die gleiche.
Bei noch einer anderen zu bevorzugenden Ausführungsform des ersten Aspekts ist der Kord flach, und eine Hauptachse des Querschnitts des Kords stimmt wesentlich mit der langen Seite des Rechtecks in dem Kern überein.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Luftreifen bereitgestellt, der eine Karkasse umfaßt, die sich als Hauptgerüst kreisringförmig zwischen einem Paar von Wulstabschnitten und einem Gürtel erstreckt, der aus mehreren Lagen besteht, die außerhalb der Karkasse in einer Radialrichtung derselben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlkords, wie oben definiert, auf wenigstens eine Lage des Gürtels so aufgebracht sind, daß die lange Seite des Rechtecks längs einer Breitenrichtung des Gürtels angeordnet ist.
Die Erfindung wird beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Stahlkords nach der Erfindung ist,
2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Stahlkords nach der Erfindung ist,
3 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Stahlkords nach der Erfindung ist,
4 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von Fäden in einem Kern illustriert,
5 eine schematische Schnittansicht der linken Hälfte einer Ausführungsform des Luftreifens nach der Erfindung ist,
6 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von Kords in einem Gürtel illustriert, und
7 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Röhrenzwirnmaschine nach der Erfindung ist.
In 1 wird schematisch eine Stahlkord 1 nach der Erfindung gezeigt, der einen 3 + 8-Aufbau hat, aufgebracht auf einen Gürtel eines Luftreifens oder dergleichen. Der Stahlkord ist aufgebaut durch Verzwirnen von acht Fäden 4 als eine Hülle 5 um einen Kern 3, der aus drei Fäden 2 besteht, die in 1 durch Schraffieren gezeigt werden und ohne Zwirnen nebeneinander gebündelt sind.
Der in 2 gezeigte Stahlkord 1, der einen 4 + 10-Aufbau hat, ist aufgebaut durch Verzwirnen von zehn Fäden 4 als eine Hülle 5 um einen Kern 3, der aus vier Fäden 2 besteht, die in 2 durch Schraffieren gezeigt werden und ohne Zwirnen nebeneinander gebündelt sind.
Der in 3 gezeigte Stahlkord 1, der einen 5 + 13-Aufbau hat, ist aufgebaut durch Verzwirnen von dreizehn Fäden 4 als eine Hülle 5 um einen Kern 3, der aus fünf Fäden 2 besteht, die in 3 durch Schraffieren gezeigt werden und ohne Zwirnen nebeneinander gebündelt sind.
Bei allen obigen Kords ist es wichtig, daß sich eine Anordnung der Fäden 2, die den Kern 3 darstellen, zwischen wenigstens einem Teil des Kerns in einer Längsrichtung desselben und dem anderen Teil desselben an einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung des Kerns (hiernach als Querschnitt abgekürzt) unterscheidet. Das heißt, wenn drei oder mehr Fäden nebeneinander in dem Kern 3 angeordnet sind, ist es nicht unbedingt erforderlich, die Anordnung der Fäden in der Längsrichtung des Kerns gleichförmig fortzusetzen. Statt dessen ist zu empfehlen, daß die Fadenanordnung ungeordnet ist und, wie in 4 gezeigt, unterschiedliche Querschnitte in der relativen Anordnung der Fäden in der Längsrichtung des Kerns vermischt sind.
Die Kernfäden sind nebeneinander ohne Verzwirnen miteinander angeordnet, aber diese Fäden sind in wenigstens einem Teil des Kerns in der Längsrichtung desselben nicht gerade angeordnet, so daß, wenn eine Zugbelastung auf den Kord ausgeübt wird, die Kernfäden, anders als bei dieser Art des herkömmlichen Kords, nicht vorzugsweise die Belastung tragen oder die in dem Kern des herkömmlichen Kords konzentrierte Belastung in die Hülle verteilt wird und folglich das Tragverhältnis der Zugbelastung im Kern verringert wird. Im Ergebnis dessen wird die Tragfähigkeit für Zugbelastung des Kords als Ganzes gesteigert, und die Haltbarkeit des Kords wird verbessert.
Insbesondere ist es vorteilhaft, daß ein Verhältnis des die Fäden in der Längsrichtung des Kerns geradeaus anordnenden Abschnitts kleiner wird. Konkret ist es vorteilhaft, daß die Anordnungsform der Kernfäden innerhalb eines Wickelschritts der Hülle wenigstens zwei unterschiedliche Querschnitte hat und keinen die Fäden in der Längsrichtung des Kerns geradeaus anordnenden Abschnitt hat.
Noch bevorzugter beträgt ein Unterschied zwischen einem Wickelschritt der Hülle und einer sich gerade erstreckenden Länge jedes in einem Wickelschritt vorhandenen Fadens, der den Kern darstellt, das 0,9- bis 1,1-fache eines dehnbaren Maßes der Hülle in einer Axialrichtung des Kords innerhalb eines Wickelschritts der Hülle. Folglich kann die auf den Kord ausgeübte Zugbelastung gleichermaßen durch den Kern und die Hülle getragen werden.
Der hierin verwendete Begriff „sich gerade erstreckende Länge jedes Fadens, der den Kern darstellt" bedeutet eine Länge jedes Fadens, wenn der in einem Wickelschritt vorhandene Faden gerade ausgestreck ist. Und außerdem bewegen sich, wenn die Hülle in der Axialrichtung des Kords gedehnt wird, die um den Kern gezwirnten Hüllenfäden, um so entsprechend einem Abstand zwischen den Fäden, einem Zwirnwinkel und dergleichen den Durchmesser derselben zum Kern hin zu verringern und um die Länge des Kords in der Axialrichtung zu steigern. Die Bewegung der Hüllenfäden ist möglich, bis sich die Fäden in der Hülle an den Kern anschließen. Ein Bewegungsmaß eines Bestandteils in dem Hüllenfaden in der Axialrichtung des Kords je einen Wickelschritt der Hülle, bis sich die Fäden in der Hülle an den Kern anschließen, ist als ein dehnbares Maß der Hülle in einer Axialrichtung des Kords je einen Wickelschritt der Hülle definiert.
Wie oben erwähnt, ist es vorteilhaft, daß es eine Streuung bei der Anordnung der Fäden, die den Kern darstellen, gibt. Andererseits ist es notwendig, daß alle Fäden, die den Kern darstellen, in einem Rechteck angeordnet sind, das eine lange Seite von d × (n + 1) und eine kurze Seite von d × (1 + 1/2^1/2), vorzugsweise eine lange Seite von d × (n + 0,5) und eine kurze Seite von d × (1 + 1/2), hat, wenn an einem Querschnitt des Kerns der Durchmesser des Fadens d ist und die Zahl der Fäden im Kern n ist.
Das heißt, wenn ein Bereich, der alle Fäden des Kerns aufnimmt, unter Bezugnahme auf einem Kord erläutert wird, der einen 5 + 13-Aufbau, wie in 3 gezeigt hat, beträgt eine Länge W einer langen Seite in einem solchen Bereich A W = d × (n + 1), was einer Breite entspricht, wenn (n + 1) Kernfäden, die jeder einen Durchmesser d haben, eng nebeneinander auf einer Linie angeordnet sind. Vorzugsweise beträgt die Länge W der langen Seite d × (n + 0,5).
Daher kann die Zugsteifigkeit gesteigert werden, ohne die Biegungsanisotropie zu beeinträchtigen, wenn die Länge W der langen Seite in dem Bereich A, der alle Fäden im Kern aufnimmt, d × (n + 1) beträgt.
Und außerdem beträgt eine Länge H einer kurzen Seite in dem Bereich A H = d × (1 + 1/2^1/2), was einer Höhe entspricht, wenn ein Winkel, der durch Liniensegmente definiert wird, die Mittelpunkte dreier eng benachbarter Fäden miteinander verbinden, 90° beträgt. Vorzugsweise beträgt die Länge H der kurzen Seite d × {1 + (1/2)}, was α = 120° entspricht.
Wenn die Länge H der kurzen Seite in dem Bereich A d × (1 + 1/2^1/2) beträgt, ist die Anordnung, die dem Winkel α von weniger als 90° entspricht, als Anordnung der drei benachbarten Fäden im Kern ausgeschlossen, so daß eine solche Kernstruktur verwirklicht ist, daß sich der an einer Spitze des Winkels α angeordnete Kernfaden nicht leicht bewegt, wenn Kompression oder Biegung aus der Richtung der langen Seite W auf den Kern ausgeübt wird. Insbesondere, wenn in beliebigen Querschnitten die Anordnung des Anschließens der benachbarten Fäden aneinander geformt wird, kann die Anordnung der Kernfäden stabilisiert werden, um die Biegungsanisotropie und die Zugsteifigkeit weiter zu verbessern.
Darüber hinaus definiert die Definition des Bereichs A eine relative Positionsbeziehung zwischen den Kernfäden in dem Querschnitt, und daher ist ein Zustand des Verwindens des Kerns in der Längsrichtung durch die Änderung der Richtung des Bereichs A oder der Richtung des maximalen Durchmessers des Kerns zur Längsrichtung des Kerns hin nicht auszuschließen. Um jedoch die Eigenschaften wie die Anisotropie der Biegesteifigkeit, hohe Zugsteifigkeit und dergleichen wirksamer zu entwickeln, ist es vorzuziehen, daß die obige Verwindung kleiner wird, und es ist besonders vorteilhaft, daß die Richtung des maximalen Durchmessers des Kerns bei einem beliebigen Querschnitt in der Längsrichtung des Kerns wesentlich die gleiche ist. Konkret ist es vorteilhaft, daß, wenn der Stahlkord als Ganzes gerade gehalten wird, alle Fäden im Kern in einer Innenseite eines rechteckigen Körpers aufgenommen werden, der durch Ausdehnen des Rechtecks mit einer langen Seite von d × (n + 1) und einer kurzen Seite von d × (1 + 1/2^1/2) geformt wird.
Der Grund, weshalb die Zahl der Fäden im Kern auf nicht weniger als 3 beschränkt ist, ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß, wenn die Zahl der Fäden im Kern nicht mehr als 2 beträgt, der Biegesteifigkeit des Kords keine ausreichende Anisotropie gegeben werden kann. Vorzugsweise ist die Zahl der Fäden nicht geringer als 4. Andererseits ist die Obergrenze nicht unbedingt beschränkt, aber wenn die Zahl der Fäden nicht geringer als 6 ist, ist es schwierig, diese Fäden in dem obigen Bereich A aufzunehmen, so daß es vorzuziehen ist, daß sie nicht mehr als 5 beträgt. Es ist vorteilhaft, für jeden Faden, der den Kern darstellt, einen Hartstahldraht zu verwenden, der mit Messing plattiert ist und den gleichen, aus einem Bereich von 0,10 bis 0,40 mm ausgewählten, Durchmesser hat.
Andererseits ist die Zahl der Fäden in der Hülle nicht besonders beschränkt, aber wenn die Zahl zu klein ist, ist die Form des Kords nicht stabil, so daß die Zahl der Fäden in der Hülle vorzugsweise nicht geringer als das Zweifache der Zahl der Fäden im Kern gemacht wird. Umgekehrt sind, wenn die Zahl der Fäden in der Hülle zu groß ist, die Gummidurchdringungsfähigkeit und die Haftfähigkeit zwischen dem Kern und der Hülle behindert, so daß es wünschenswert ist, die Zahl der Fäden in der Hülle nicht größer als das Zweifache der Zahl der Fäden im Kern plus 3 zu machen. Es ist erforderlich, daß jeder der Fäden, welche die Hülle darstellen, einen Durchmesser hat, der nicht weniger als 2/3 des Durchmessers des Fadens, der den Kern darstellt, entspricht, um einen Raum zwischen den Fäden in der Hülle bereitzustellen und zu verhindern, daß sie sich bei einer Behandlung aufrollen, aber wenn der Durchmesser des Fadens in der Hülle den des Fadens im Kern überschreitet, wird das Bearbeiten schwierig, und das Abflachen des Kords wird behindert, so daß es vorteilhaft ist, den Durchmesser des Fadens in der Hülle nicht größer als den Durchmesser des Fadens im Kern zu machen. Die Hülle ist vorzugsweise aus Fäden herzustellen, die den gleichen Durchmesser haben, der aus dem obigen Bereich ausgewählt wird.
Der obige Kord wird durch Anordnen vieler Kords parallel zueinander und Einbetten derselben in eine Gummibahn zum Formen einer Lage und Aufbringen der Lage auf den Gürtel als Verstärkung für einen Gürtel eines Reifens verwendet. In diesem Fall ist ein Reifen für Lastkraftwagen und Bus, wie in 5 gezeigt, vorteilhaft als Reifen anpaßbar. Dieser Reifen umfaßt eine Karkasse 11, die aus einer gummierten Lage besteht, die Stahlkords enthält, die sich kreisringförmig in einer Radialrichtung zwischen einem Paar von Wulstkernen 10 erstrecken, einen Gürtel 12, der aus wenigstens drei Gürtellagen besteht, die auf einer Außenseite eines Scheitelabschnitts der Karkasse 11 in der Radialrichtung des Reifens angeordnet sind, und eine Lauffläche 13, die auf einer Außenseite des Gürtels 12 in der Radialrichtung angeordnet ist.
Bei der illustrierten Ausführungsform hat der Gürtel 12 eine vierlagige laminierte Struktur, wobei wenigstens ein Paar von Lagen unter mehreren Lagen, die jeweils viele Stahlkords enthalten, die schräg, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel von 10 bis 30°, im Verhältnis zu dem Lagenkord der Karkasse 11 angeordnet sind, so aufeinandergelegt ist, daß sich die Stahlkords dieser Lagen miteinander kreuzen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch das Verwenden der oben definierten Kords als den Stahlkord, der den Gürtel 12 darstellt. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Richtung des maximalen Durchmessers in dem Stahlkord nach der Erfindung, wie in 6 gezeigt, längs der breitseitigen Richtung des Gürtels 12 angeordnet ist, um die Eigenschaften eines solchen Stahlkords als Verstärkung für den Gürtel zu nutzen.
Das heißt, der Stahlkord nach der Erfindung wird in der Längsrichtung nicht wesentlich verwunden, weil die Richtung des maximalen Durchmessers in dem Kern wesentlich mit der Richtung der langen Seite in dem Kord übereinstimmt, so daß der Unterschied der Biegesteifigkeit zwischen der Richtung der langen Seite und der Richtung der kurzen Seite in dem Kord groß wird. Wenn die Kords nach der obigen Anordnung auf den Gürtel aufgebracht werden, wird die Umfangssteifigkeit des Reifens gesteigert, ohne die Radialsteifigkeit zu steigern, wodurch die Lenkstabilität des Reifens verbessert werden kann, ohne den Fahrkomfort zu beeinträchtigen.
Da die Querschnittsform des Kords flach ist, kann die Dicke des Gürtels verringert werden, wenn der Kord als Verstärkung für den Gürtel angewendet wird. Und außerdem ist die spiralige Wicklungsform des Fadens, der die Hülle darstellt, flach, so daß leicht ein Raum zwischen den Hüllenfäden geformt wird und folglich Gummi sicher in den Kord in der Gürtellage eindringen kann. Ferner ist die Richtung des maximalen Durchmessers im Kern (die Richtung der langen Seite des Kords) längs der breitseitigen Richtung des Gürtels angeordnet, so daß ein Gürtel geformt werden kann, der ein leichtes Gewicht und eine hohe Zugsteifigkeit hat.
Die Herstellung eines solchen Stahlkords wird unten unter Bezugnahme auf 7 detailliert beschrieben.
Bei der Erfindung ist es wichtig, daß mit Fäden 21a bis 21c, die den Kern darstellen, bewickelte Spulen 22a bis 22c an einer Vorderseite innerhalb eines sich drehenden Zylinders 23 oder an einer Zwirnseite angeordnet sind und mit Fäden 24a bis 24f welche die Hülle darstellen, bewickelte Spulen 25a bis 25f an einer Rückseite innerhalb des Zylinders 23 angeordnet sind. Das heißt, die Spulen 22a bis 22c für die Kernfäden 21a bis 21c, die bei der herkömmlichen Technik an der Außenseite des Zylinders 23 angeordnet sind, an der Innenseite des Zylinders 23 und, verglichen mit den Spulen 25a bis 25f für die Hüllenfäden 24a bis 24f an der Vorderseite des Zylinders angeordnet sind, wodurch sicher ein durchgehender Verlauf für den Kernfaden erreicht wird, damit die Kernfäden 21a bis 21c auf einer von der Innenwand des Zylinders 23 getrennten Position, vorzugsweise einer Rotationsachse des Zylinders 23, zur Außenseite des Zylinders 23 hin geführt werden, ohne einen Umweg zu den Spulen 25a bis 25f für die Hüllenfäden 24a bis 24f zu nehmen.
Wenn die Kernfäden von der Innenseite des sich drehenden Zylinders 23 zu dem an der Außenseite des Zylinders angeordneten Zwirnwerkzeug hin zugeführt wird, ohne, wie oben erwähnt, längs der Innenwandfläche des Zylinders vorbeizugehen, werden sie zu der Außenseite des Zylinders 23 hin geführt, während die Anordnung der Kernfäden nebeneinander beibehalten wird, ohne durch die Bewegung des sich drehenden Zylinders beeinflußt zu werden. Im Ergebnis dessen werden die Kernfäden, die keinen Verwindungs- oder gekreuzten Abschnitt haben und die angemessene Anordnung in der Längsrichtung fortsetzen, in einen außerhalb des sich drehenden Zylinders 23 angeordneten Montageabschnitt eingeführt. In dem außerhalb des sich drehenden Zylinders 23 angeordneten Zwirnwerkzeug 26 werden die durch einen Vorformer 27 zugeführten Hüllenfäden 24a bis 24f durch die Drehung des sich drehenden Zylinders 23 um einen Kern gewickelt, der aus nebeneinander angeordneten Fäden besteht, um den wünschenswerten abgeflachten Stahlkord zu erhalten.
Die folgenden Beispiele werden zur Illustration der Erfindung angegeben und sind nicht als Begrenzungen derselben vorgesehen.
BEISPIELE 1 BIS 3, VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 3
Durch Aufbringen von Kords mit einer in Tabelle 1 gezeigten Spezifikation auf einen Gürtel des Reifens werden Radialreifen für Lastkraftwagen und Bus, die eine Reifengröße von 11R22.5 und eine in 5 gezeigte Struktur haben, vorbereitet, wobei eine Richtung der langen Seite des Kords längs einer breitseitigen Richtung des Gürtels angeordnet wird und ein Neigungswinkel einer Axialrichtung des Kords in Bezug auf eine Äquatorialebene des Reifens von einer inneren Gürtellage ausgewählt unter vier Gürtellagen in einer Radialrichtung in dieser Reihenfolge 52° nach rechts oben, 20° nach rechts oben, 20° nach links oben bzw. 20° nach links oben beträgt. In Bezug auf die so gewonnenen Reifen werden die Seitenführungskraft, der Rollwiderstand, der Verschleißwiderstand und der Abtrennungswiderstand am Gürtelende untersucht. Und außerdem werden die Zerreißfestigkeit, das Gummieindringvermögen, die Zugsteifigkeit und die Dauerfestigkeit in Bezug auf den gummierten Kord oder den einzelnen Kord untersucht. Darüber hinaus werden die Zugsteifigkeit, die Biegesteifigkeit innerhalb der Ebene und die Biegesteifigkeit außerhalb der Ebene in Bezug auf ein Gürtelelemnt oder einen Kord-Gummi-Verbundkörper, die in dem Gürtel verwendet werden, untersucht. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Außerdem werden die Zerreißfestigkeit, das Gummieindringvermögen, die Zugsteifigkeit und die Dauerfestigkeit in Bezug auf den gummierten Kord wie folgt untersucht und durch einen Index auf der Grundlage dargestellt, daß das Ergebnis von Beispiel 1 jeweils 100 ist.
Das heißt, die Zerreißfestigkeit wird durch eine Belastung bewertet, die gemessen wird, wenn der Stahlkord zerrissen wird, während die Zugbelastung gesteigert wird.
Das Gummieindringvermögen wird durch eine Fläche von Gummi bewertet, der in die Innenseite des Kords eingedrungen ist, beobachtet am Schnitt des Kords.
Die Zugsteifigkeit wird durch einen Zuwachs der Dehnung bewertet, wenn die Zugbelastung von 0,25 kg auf 5 kg gesteigert wird.
Die Dauerfestigkeit wird durch einen Wert der Biegebeanspruchung bewertet, wenn der Test abgeschlossen wird, ohne den Kord durch wiederholtes Zuführen der Biegebeanspruchung mit einer gegebenen Wiederholungszahl zu zerbrechen.
Und außerdem werden die Zugsteifigkeit, die Biegesteifigkeit innerhalb der Ebene und die Biegesteifigkeit außerhalb der Ebene in Bezug auf das Gürtelelement wie folgt untersucht und durch einen Index auf der Grundlage dargestellt, daß das Ergebnis von Beispiel 1 jeweils 100 ist.
Das heißt, die Zugsteifigkeit wird aus einer Beziehung zwischen der Dehnung und der Belastung gemessen, wenn eine Probe, die eine Breite von 50 mm und eine Länge von 400 mm hat, aus der an einem Scheitelmittelabschnitt des Reifens angeordneten Gürtellage herausgeschnitten und an einer Zugprüfungsmaschine befestigt und mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min in einer Richtung unter Zugspannung gesetzt wird, die der Äquatorialrichtung des Reifens entspricht.
Die Biegesteifigkeit innerhalb der Ebene wird durch einen anfänglichen Steigungswert in einer Kurve der Biegeverformung und der Biegebelastung bewertet, die gewonnen wird durch Vorbereiten eines Gürtelelements (Kord-Gummi-Verbundkörpers) mit einer Länge von 80 mm und einer Breite von 80 mm, das einem Dreipunkt-Biegeversuch über einem Teil von 60 mm in der breitseitigen Richtung des Gürtelelements unterworfen wird.
Die Biegesteifigkeit außerhalb der Ebene wird durch einen anfänglichen Steigungswert in einer Kurve der Biegeverformung und der Biegebelastung bewertet, die gewonnen wird durch Vorbereiten eines Gürtelelements (Kord-Gummi-Verbundkörpers) mit einer Länge von 80 mm und einer Breite von 80 mm, das einem Dreipunkt-Biegeversuch über einem Teil von 60 mm in der Dickenrichtung des Gürtelelements unterworfen wird.
Außerdem werden die Seitenführungskraft, der Rollwiderstand, der Verschleißwiderstand und der Abtrennungswiderstand am Gürtelende in Bezug auf den Reifen wie folgt untersucht und durch einen Index auf der Grundlage dargestellt, daß das Ergebnis von Beispiel 1 jeweils 100 ist.
Das heißt, die Seitenführungskraft wird unter Bedingungen einer Geschwindigkeit von 50 km/h und eines Rutschwinkels von ±2° durch Verwendung einer Flachband-Prüfungsmaschine für die Bewertung der Seitenführungseigenschaften gemessen, nachdem der auf eine Felge montierte Reifen aufgeblasen und auf einen gegebenen Innendruck eingestellt und einer gegebenen Belastung unterworfen ist.
Der Rollwiderstand wird bewertet durch Anbringen des auf einen gegebenen Innendruck eingestellten Reifens auf einer Trommelprüfungsmaschine, die einen Außendurchmesser von 1780 mm hat, Einarbeiten bei 80 km/h über 30 Minuten, Nachstellen des Innendrucks auf einen gegebenen Wert, Erhöhen der Geschwindigkeit auf bis zu 200 km/h und anschließendes Laufenlassen durch Trägheit, um eine Zeit zu messen, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeit von 185 km/h auf 20 km/h zu verringern.
Der Verschleißwiderstand wird bewertet durch tatsächliches Laufenlassen des an einem Fahrzeug montierten Reifens bis zu einem annähernd vollständig abgefahrenen Zustand, um eine Laufstrecke je 1 mm Abfahrtiefe zu messen.
Der Abtrennungswiderstand am Gürtelende wird bewertet durch Anbringen des auf einen gegebenen Innendruck eingestellten Reifens auf einer Trommelprüfungsmaschine, die einen Außendurchmesser von 1780 mm hat, und Laufenlassen über 12 Stunden, während diskontinuierlich ein Rutschwinkel von 3,5° angelegt wird, um eine in einem Endabschnitt der Gürtellage erzeugte Rißlänge zu messen.
TABELLE 1
Wie oben erwähnt, kann nach der Erfindung die Zugsteifigkeit in dem abgeflachten Stahlkord, der einen Kern hat, gewonnen durch Anordnen von Fäden nebeneinander ohne Zwirnen, verbessert werden, ohne die Biegungsanisotropie zu beeinträchtigen. Daher ist es möglich, verschiedene Leistungen des Reifens durch Anwenden solcher Kords auf den Gürtel in dem Reifen zu verbessern.

Claims

Stahlkord (1), der einen Kern (3) umfaßt, geformt durch Bündeln von drei oder mehr Fäden (2) nebeneinander ohne Zwirnen geformt ist, und eine Hülle (5) aus wenigstens einer Lage, die aus mehreren um den Kern gewickelten Fäden (4) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Fäden (2), die den Kern (3) darstellen, ungeordnet ist und unterschiedliche Querschnitte in der relativen Anordnung der Fäden in der Längsrichtung des Kerns vermischt sind, so daß alle Fäden (2), die den Kern (3) darstellen, in allen Schnitt-Teilen in einem Rechteck angeordnet sind, das eine lange Seite hat, die nicht größer ist als d × (n + 1), und eine kurze Seite, die nicht größer ist als d × (1 + 1/√2), wenn der Durchmesser des Fadens d und die Zahl der Fäden im Kern n ist.
Stahlkord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Fäden (2), die den Kern (3) darstellen, in einem Rechteck angeordnet sind, das eine lange Seite von d × (n + 0,5) und eine kurze Seite von d × (1 + 1/2) hat.
Stahlkord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (2), die den Kern (3) darstellen, sich in wenigstens einem Teil des Kerns in der Längsrichtung desselben nicht gerade erstrecken und die Fäden, die innerhalb eines Wickelschritts der Hülle angeordnet sind, unterschiedliche Anordnungen haben.
Stahlkord nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterschied zwischen einem Wickelschritt der Hülle (5) und einer sich gerade erstreckenden Länge jedes in einem Wickelschritt vorhandenen Fadens (2), der den Kern (3) darstellt, das 0,9- bis 1,1-fache eines dehnbaren Maßes der Hülle in einer Axialrichtung des Kords innerhalb eines Wickelschritts der Hülle beträgt.
Stahlkord nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Fäden (2) im Kern (3) drei oder vier beträgt.
Stahlkord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (2) im Kern (3) dicht aneinander geschlossen sind.
Stahlkord nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) eine Lage umfaßt.
Stahlkord nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lange Seite des Rechtecks bei jedem Querschnitt in der Längsrichtung des Kerns wesentlich die Gleiche ist.
Stahlkord nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kord (1) flach ist und eine Hauptachse des Querschnitts des Kords wesentlich mit der langen Seite des Rechtecks übereinstimmt.
Luftreifen, der eine Karkasse (11) umfaßt, die sich kreisringförmig zwischen einem Paar von Wulstabschnitten und einem Gürtel (12) erstreckt, der aus mehreren Lagen besteht, die außerhalb der Karkasse in einer Radialrichtung derselben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlkords (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf wenigstens eine Lage des Gürtels (12) so aufgetragen sind, daß die lange Seite des Rechtecks längs einer Breitenrichtung des Gürtels angeordnet ist.