DE69913200T2

DE69913200T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines metallseiles zur verstärkung elastomerer erzeugnisse, insbesondere luftreifen

Info

Publication number: DE69913200T2
Application number: DE69913200T
Authority: DE
Inventors: Omero Noferi
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: BR9916547A; JP4741080B2; TR200101842T2; WO2000039385A1; CN1331769A; CN1206402C; JP2002533586A; DE69913200D1; AU765054B2; AU2098200A; ATE255186T1; CN1636771A; ES2212664T3; RU2232837C2; CN100336672C; BR9916547B1; SK9222001A3; CZ20012278A3; EP1141477B1; EP1141477A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vorformen von einem oder mehreren Elementardrähten, die einen verstärkenden Metallkord bilden. Dieser Kord eignet sich insbesondere zum Verstärken von Produkten mit einer elastomeren Verbundmasse, beispielsweise Reifen.
Insbesondere eignet sich die Vorformvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur Bearbeitung von Metalldrähten mit hohem Kohlenstoffgehalt, die zur Herstellung von Korden mit hoher Dehnung bevorzugt werden.
Der Ausdruck "hohe Dehnung" wird verwendet, um die Fähigkeit der verstärkenden Elemente aufzuzeigen, sich unter Spannung, wenigstens anfänglich, zu einem beträchtlichen Ausmaß aufgrund der Verwendung spezieller Materialien und/oder bestimmter spezifisch ausgewählter geometrischer Formen zu dehnen, damit besondere Herstellungsphasen von Reifen und/oder Reifeneinsatzbedingungen erfüllt werden.
Insbesondere haben diese Korde, die als "HE" (Hohe Dehnung) definiert sind, eine Bruchdehnung zwischen 4% und 10%.
Die aus dieser Vorformvorrichtung nach der Erfindung abgeführten Drähte werden danach einer bekannten herkömmlichen Verlitzungsstation zugeführt, wo die derart vorgeformten Drähte um die Längsachse des so erhaltenen Kords verdrillt werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des Kords mit den folgenden Phasen: Vorformen von einem oder mehreren Elementardrähten, die den Kord bilden, indem sie einer permanenten Verformung auf ihrer Längsabwicklung ausgesetzt und die Elementardrähte mit Hilfe einer wendelförmigen Verdrillung um die Längsachse des Kords verlitzt werden.
Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Metallkord, vorzugsweise auf einen Verstärkungskord, der mit Hilfe eines Vorformverfahrens und einer daran anschließenden Verlitzung der vorstehenden Art erhalten wird.
Der Kord ist speziell für die Verwendung bei der Herstellung von Reifenbauteilen für Kraftfahrzeuge ausgelegt, kann jedoch auch einfach für die Herstellung anderer Gegenstände verwendet werden, beispielsweise von Rohren für Hochdruckfluide, für Riemen, für Bandförderer oder irgendein anderes Produkt, das aus einem Verbundmaterial auf Elastomerbasis hergestellt wird.
Bekanntlich werden Metallkorde, die gewöhnlich zur Verstärkung von elastomeren Produkten verwendet werden, insgesamt aus mehreren Elementardrähten hergestellt, die wendelförmig um eine Achse verdrillt werden, die mit der Längsabwicklung der Korde zusammenfällt.
Vorzugsweise werden die Korde mit Hilfe von Verlitzungsmaschinen hergestellt, die einen Lagerbockaufbau, einen mit dem Lagerbockaufbau verbundenen Rotor, der um eine vorgegebene Achse drehbar ist, ein Gestell, das an dem Lagerbockaufbau an einer Schwingachse festgelegt ist, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt, Zufuhreinrichtungen, die funktionsmäßig an dem Gestell und/oder an seiner Außenseite angeordnet und zum Zuführen von einem oder mehreren Elementardrähten geeignet sind, die von entsprechenden Zufuhrspulen kommen, wobei einer oder mehrere Elementardrähte längs geeigneter Verlitzungswege bewegt werden, und vorzugsweise wenigstens eine Vorformvorrichtung aufweisen, die auf einen oder mehrere Elementardrähte in einem Abstand der Drähte einwirken, der der darauf folgenden Verlitzungsphase vorausgeht.
Diese Vorformvorrichtung prägt einem oder mehreren Elementardrähten eine permanente Biegeverformung auf, die dazu geeignet ist, die darauf folgende Anordnung der Drähte entsprechend einer wendelförmigen Abwicklung zu halten und zu verbessern, was die erforderliche Beibehaltung der strukturellen Kompaktheit des Kords gewährleistet.
Weiterhin ist wichtig zu vermerken, dass diese Korde, insbesondere wenn sie bei der Herstellung von Reifen zum Einsatz kommen, insgesamt einen hohen mechanischen Widerstand haben und ein gutes physikalisch-chemisches Haften an dem elastomeren Material, in dem sie eingebettet sind, sowie in wirksames Eindringen des Materials in den Raum, der jeden Draht des Kords umgibt, ermöglichen müssen.
Zur Beseitigung der Gefahr, dass die Korde unerwünschten Korrosionserscheinungen unterliegen, wenn sie einmal in den Reifen oder innerhalb eines aus elastomerem Material hergestellten Produkt eingeschlossen sind, ist es bekanntlich von großer Bedeutung, dass die die Korde bildenden Elementardrähte auf ihrer gesamten Oberflächenerstreckung von dem elastomeren Material vollständig beschichtet sind, in das der Kord eingebettet ist.
Dieses Ergebnis, das schwieriger zu erreichen ist, wenn komplexere Korde in Betracht kommen, ist nicht leicht zu erreichen, auch wenn Korde zum Einsatz kommen, die von einer geringen Anzahl von Elementardrähten gebildet werden.
Um dem Kord die geforderte geometrische und strukturelle Stabilität zu geben, werden die den Kord bildenden Elementardrähte tatsächlich kompaktiert, d. h. innig in Kontakt miteinander positioniert, was zur Bildung von einem oder mehreren geschlossenen Hohlräumen in dem Kord führt, die sich entlang der Längsabwicklung des Kords erstrecken.
Diese Hohlräume sind geschlossen und können demzufolge nicht von dem elastomeren Material während der normalen Gummierungsphasen des Kords erreicht werden, so dass als Folge eine Korrosion innerhalb der geschlossenen Hohlräume entstehen und sich längs der Elementardrähte, die den Kord bilden, fortsetzen kann.
Dies hat beispielsweise zur Folge, dass aufgrund von Einschnitten oder Einstichen in den Reifenaufbau oder aus irgendeinem anderen Grund Feuchtigkeit und/oder externe Agenzien in die geschlossenen Hohlräume eindringen können, was unvermeidbar einen schnellen Korrosionsprozess der Elementardrähte einleitet, wodurch der strukturelle Widerstand des Kords und des Reifens ernsthaft gefährdet wird.
Das Vorhandensein der geschlossenen Hohlräume, die von dem elastomeren Material nicht erreicht werden können, führt ferner zur einer reduzierten Haftung der Drähte an dem Elastomer, was, vor allem wenn die Korde zur Herstellung von Reifen verwendet werden, beim Einsatz eine unerwünschte Neigung der Drähte verursachen kann, um sich von dem Elastomer zu trennen.
Ein zusätzlicher Nachteil aufgrund unzureichender Gummierung der Drähte, die durch das Vorhandensein der geschlossenen Hohlräume verursacht wird, besteht in der Entwicklung, dass sich die Drähte in Kontakt miteinander reiben. Dies erzeugt eine unvermeidbare Verschlechterung des Ermüdungswiderstands der Drähte und demzufolge des Kords.
Ein Versuch, diese Art von bekanntem Problem zu überwinden, besteht darin, so genannte "offene" Korde zu verwenden, bei denen die Drähte (insgesamt drei bis fünf) vonein ander während der gesamten Gummierungsphase beabstandet gehalten werden, die nach bekannten Verfahren ausgeführt wird und darin besteht, eine an den Kord angelegte Zugbelastung aufrechtzuerhalten, die fünf Kilogramm nicht überschreitet.
Solche Korde sind beispielsweise in dem auf die Anmelderin lautenden US-Patent 4,258,543 beschrieben. Diese Korde ermöglichen ein stärkeres Eindringen des Kautschuks zwischen die die Korde bildenden Drähte.
Die so erhaltenen Korde haben jedoch mehrere Probleme, insbesondere im Einsatz, da die die Korde bildenden Drähte dazu neigen, sich auch dann im Abstand zu befinden, wenn sie einer beträchtlichen Zugspannung während der Reifenherstellung und im Einsatz des Reifens ausgesetzt werden. Diese Tatsache führt zu einer unerwünschten geometrischen und strukturellen Instabilität der Korde, was die Leistung des Reifens beeinträchtigt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Standes der Technik werden so genannte Korde mit Doppeldurchmesser verwendet, d. h. Korde mit zwei Paaren von Drähten, bei denen der Durchmesser der Drähte des ersten Paares sich geeignet von dem des zweiten Paares unterscheidet.
Bekannt ist ferner (siehe EP-Patent 168,857), einen Metallkord herzustellen, der ein erstes Paar von Elementardrähten mit gleichem Durchmesser und ein zweites Paar von Elementardrähten mit einem Durchmesser hat, der kleiner ist als der des ersten Paares. Dieses erste und zweite Paar werden einer herkömmlichen Verlitzungsmaschine mit innerer Sammlung zugeführt, nachdem sie einen kreisförmigen Vorformkopf durchquert haben, wo die Drähte des ersten und zweiten Paars Bahnen folgen, die unterschiedliche Vorformwirkungen bezüglich einander gewährleisten.
Der so erhaltene Kord hat somit das Paar von Drähten mit einem größeren Durchmesser, das wendelförmig und in wechselseitigem Kontakt verdrillt ist, während jeder Draht des zweiten Paars zwischen den beiden Drähten des ersten Paars angeordnet ist und sich parallel zu letzterem erstreckt und einen geeigneten Abstand von ihnen hat.
Auf diese Weise werden die vorstehend geschlossenen Hohlräume aus dem Querschnitt des Kords beseitigt, wodurch eine vollständige Beschichtung der Elementardrähte mit elastomerem Material gewährleistet ist, das während der Gummierungsphase verwendet wird.
Zu der vorgeschlagenen technischen Lösung gehört jedoch noch, dass die Drähte mit dem kleinsten Durchmesser sich in einem Abstand von denjenigen mit dem größten Durchmesser auch dann befinden, wenn der Kord im Einsatz einer Zugspannung unterworfen wird. Diese Tatsache führt, wie bei den vorstehend erwähnten "offenen" Korden, zu einer bestimmten geometrischen und strukturellen Instabilität des Kords, was nicht vorteilhaft ist.
Außerdem ist es sehr schwierig, dem so erhaltenen Kord eine genaue und regelmäßige geometrische Gestalt an jedem Punkt seiner Längsabwicklung zu geben, da die konstante gegenseitige Position der Drähte in dem Kord durch die spezielle Art der verwendeten Vorformvorrichtung gewährleistet wird, jedoch der Abstand zwischen den Drähten mit dem kleinsten Durchmesser und den Drähten mit dem größten Durchmesser dazu neigt, sich willkürlich in den verschiedenen Punkten der Längsabwicklung sowohl im Ruhezustand als auch im Einsatzzustand des Kords zu verändern.
Bei einem weiteren bekannten Vorformverfahren, das in dem erwähnten, auf die Anmelderin lautenden US-Patent 4,258,543 beschrieben ist, kann eine Rollenvorformmaschine verwendet werden. Die Rolle ist leer laufend und hat mehrere Vorformsitze, von denen jeder so positioniert ist, dass er funktionsmäßig mit einem entsprechenden Elementardraht des Kords in Eingriff kommt.
Diese Vorformsitze sind in der Oberfläche der Rolle vorgesehene Umfangsnuten, deren Breite im Wesentlichen dem Durchmesser des entsprechenden Elementardrahts gleich ist, wobei ein Halbkreisprofil-Endabschnitt eine Achse hat, die mit der der offenen Endabschnitte der anderen Umfangsnuten zusammenfällt.
Auf diese Weise kann das Vorformen durch Einstellen des Krümmungsradius der Nuten oder durch Einstellen der an den Draht angelegten Zugspannung variiert werden. Jedoch weist auch diese Lösung Probleme auf, da die Vorformwirkung an dem Draht häufig durch die dynamischen Verlitzungszüge vereitelt wird.
Zur Lösung des Problems der schlechten Gummierung der Drähte eines gegebenen Kords, was, wie erwähnt, darauf folgend zu unerwünschten Korrosionsproblemen führen kann, besteht eine vorgeschlagene Lösung in Korden, die insgesamt mit einer geringen Anzahl von Drähten gebildet werden, wobei wenigstens einer der Elementardrähte während der Vorformung so verformt wird, dass er ein Muster annimmt, das nicht länger kontinuierlich ist, sondern eine geeignete unterbrochene Linie darstellt.
Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise in dem US-Patent 5,020,312 beschrieben, bei welchem wenigstens ein Draht eines gegebenen Kords in der Längsrichtung des Kords einem Zickzackmuster unterworfen ist.
Dies macht einen fortlaufenden Kontakt zwischen wenigstens zwei benachbarten Drähten auf der Längsabwicklung des Kords unmöglich, so dass zwischen den beiden Drähten Ablösbereiche gebildet werden, d. h. Einlassöffnungen, die das Einführen von Gummierungsmaterial an jeder Zickzackbiegung des Drahts ermöglichen.
Wie in diesem Dokument offenbart ist, werden ein oder mehrere zur Bildung eines vorgegebenen Kords geeignete Drähte von entsprechenden Speichertrommeln abgewickelt und einem Paar von gegenüberliegenden Kammrädern zugeführt, durch die der/die oben erwähnte(n) Draht oder Drähte geführt und entsprechend der Axialrichtung vorgeformt werden, was das erwähnte Zickzackmuster ergibt.
Diese Art der Vorformung ist in dem US-Patent 5,581,990 ebenfalls ausführlich beschrieben und im Einzelnen dargestellt.
Das größte Problem bei den nach diesem Arbeitsverfahren hergestellten Korden beruht jedoch auf einer beträchtlichen Zerquetschung der äußeren Fasern der einen vorgegebenen Kord bildenden Drähte an dem Biegescheitel. Diese Tatsache führt zu einer unvermeidbaren und unerwünschten Verringerung des Dauerfestigkeitswerts des Kords und demzufolge zu einer Verringerung des Qualitätspegels des Reifens, bei dem das Verfahren zur Anwendung gelangt.
Es ist weiterhin bekannt, Vorformvorrichtungen zu verwenden, die mit Vorformköpfen zum Einprägen einer axialen Verformung bei einem oder mehreren der Drähte versehen sind. Insbesondere offenbart das US-Patent 5,319,915 die Positionierung einer ebenen Fläche, die sich vor dem Verlitzen parallel zur Achse eines Drahts erstreckt. Diese ebene Fläche ist mit Vorformköpfen versehen, die aus mehreren Stiften besteht, die senkrecht bezüglich der ebenen Fläche in einem regelmäßigen Abstand voneinander angeordnet sind.
Wie in dem US-Patent 5,722,226 dargestellt ist, können sich diese Stifte in einem Tragaufbau befinden, der auch konisch oder zylindrisch (d. h. nicht notwendigerweise eben) sein kann, und ausgerichtet oder geeignet versetzt sein, um den zu verformenden Draht mit dem gewünschten Zickzackweg zu versehen.
Diese Vorrichtung ist folglich so angeordnet, dass der Draht alternativ über oder unter die Folge von Köpfen läuft, während die Gesamtvorrichtung um ihre Achse gedreht wird, die parallel zur Achse des Drahtes ist.
Die EP-A-0 791 682 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallkorden, die insbesondere zur Verstärkung von elastomeren Verbundprodukten nach dem Anspruch 1 verwendet werden, wobei die Vorrichtung einen Lagerbockaufbau, einen Rotor, der in Eingriff mit dem Lagerbockaufbau steht und um eine vorgegebene Achse drehbar ist, ein Gestell, das an dem Lagerbockaufbau auf einer Schwingachse festgelegt ist, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt, und Zufuhreinrichtungen aufweist, die funktionsmäßig an dem Gestell festgelegt sind, um mehrere Elementardrähte von entsprechenden Zufuhrspulen aus zuzuführen, wobei die Elementardrähte auf den Rotor auf einem Verlitzungsweg mit Endabschnitten geführt werden, die mit der Drehachse des Rotors und mit einem zentralen Abschnitt zusammenfallen, der von der Drehachse beabstandet ist, und wobei die Vorrichtung weiterhin wenigstens eine Vorformvorrichtung (15) aufweist, die funktionsmäßig mit dem Gestell in Eingriff steht und an wenigstens einem der Elementardrähte in einem Abstand stromauf bezogen auf den ersten Endabschnitt (10a) des Verlitzungsweges einwirkt, wodurch die wenigstens eine Vorformvorrichtung in der Lage ist, den Elementardraht mit einer Verformung zu versehen, die im Wesentlichen ein wendelförmiges Biegen ohne scharfe Kanten ist. Aufgrund der internen Torsionsspannungen, die die Drähte verformen, wird ihnen eine Wendelform gegeben.
Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass die Vorformvorrichtung an dem wenigstens einen Elementardraht einzeln angreift und deshalb eine im Wesentlichen sinusförmige Verformung erzeugt, die in einer Ebene liegt.
Die US-A-5 213 652 offenbart einen Stahlkord für die Verwendung als verstärkende elastomere Verbundprodukte mit einem Paar von miteinander verdrillten Fäden, was individuell an einer Vorformeinrichtung in Stiftbauweise zu einer Sinusform ausgeführt wird, die in einer Ebene liegt. Es sind keine Einzelheiten der Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kordes erwähnt.
Die Anmelderin hat überraschenderweise ein Verlitzungssystem zur Herstellung eines Metallkords gefunden, das ein gutes Eindringen des elastomeren Materials zwischen die den Metallkord bildenden Drähten vorsieht sowie eine gute Dauerfestigkeit bezogen auf ähnliche bekannte Korde hat.
Insbesondere hat die Anmelderin gefunden, dass durch Anlegen einer sanften Vorformwirkung, im Wesentlichen sinusförmig, an einen oder mehrere Metalldrähte, die einen vorgegebenen Kord bilden, der Kord eine bessere Dauerfestigkeit beispielsweise bezogen auf Korde hat, die mittels eines Vorformprozesses erhalten werden, bei dem Kammräder verwendet werden.
Insbesondere hat die Anmelderin überraschenderweise gefunden, dass ein erfindungsgemäßer Kord eine erhöhte Bruchdehnung hat, während das Eindringen des Kords in das elastomere Material bezogen auf die vorstehend erwähnten Drähte nach dem Stand der Technik beträchtlich gesteigert ist.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
Vorzugsweise hat die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vorformvorrichtung für jeden Elementardraht des Kords.
Insbesondere hat die wenigstens eine Vorformvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine erste und eine zweite Scheibe, die an einem geeigneten Tragaufbau befestigt sind, der sich frei um seine Achse drehen kann, wobei jede Scheibe mehrere gegenüberliegende Stifte hat, die für ein reziprokes einander Durchdringen über einen vorgegebenen Abstand geeignet sind, so dass eine sinusförmige Verformung ohne scharfe Ränder an einem Draht induziert wird, der durch den Raum zwischen den Stiften der ersten Scheibe den entsprechenden Stiften der zweiten Scheibe hindurchgeht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Anspruch 6.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Reifen für Fahrzeugräder nach Anspruch 8.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende, ins Einzelne gehende Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen besser erläutert, wie unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben werden, in denen
1 in einer Seitenansicht eine bekannte Verlitzungsmaschine zeigt, bei der die Vorformvorrichtung nach dieser Erfindung verwendet wird,
2a und 2b im Einzelnen eine Vorformvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht bzw. einer Teilseitenansicht zeigen, und
3 einen Reifen im Teilquerschnitt zeigt, der mit Bauelementen versehen ist, die Verstärkungskorde nach der Erfindung aufweisen.
In den erwähnten Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt einen metallischen Verstärkungskord, insbesondere für die Verwendung in elastomeren Verbundprodukten, speziell Reifen für Kraftfahrzeuge, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Kord 1 hat in bekannter Weise mehrere Elementardrähte aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,65% und 0,98% und mit einem Durchmesser zwischen 0,10 mm und 0,50 mm, die wendelförmig um die Achse der Längserstreckung des Kords verdrillt sind.
Stahl, der aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften das bevorzugte Material ist, hat jedoch den Nachteil, dass er nicht ausreichend an einem vulkanisierten elastomeren Material haftet. Um eine gute Haftung am elastomeren Material zu erreichen, ist deshalb der Stahl insgesamt mit einer Schicht eines geeigneten Materials überzogen. Dieses Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise Messing. Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden, beispielsweise Legierungen, die Cu, Zn, Ni, Co, Mn enthalten. Im bevorzugten Fall einer Messingbeschichtung wird die Haftung durch die Ausbildung von Bisulphidbrücken (-S-S-) zwischen der elastomeren Grundmasse und dem Kupfer während der Vulkanisierung begünstigt, das als Komponente von Messing das verstärkende Element aus Metall beschichtet.
Die bekannten Verfahren zum Beschichten eines Metallelements mit einer Schicht aus Messing können in zwei Familien unterteilt werden, das Plattieren und die Diffusion. Zum ersteren gehören das elektrolytische Galvanisierung von Kupfer und Zink, während zum zweiten das Elektroplattieren von einer oder mehreren Schichten von Kupfer auf Stahl gehören, worauf das Elektroplattieren einer Zinkschicht und eine Wärmbehandlung zu dem Zweck folgen, das Zink in den Kupferschichten zu diffundieren und so eine Zinkschicht zu bilden.
Diese Drähte werden dann vorzugsweise messingbeschichtet mit einer Metallzusammensetzung, die aus 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% Zink und 70 Gew.-% bis 60 Gew.-% Kupfer, besonders bevorzugt 32,5 Gew.-% Zink und 67,5 Gew.-% Kupfer zur Bildung einer Messingschicht besteht, die etwa gleich 0,25 μm ± 0,05 ist.
Die speziellen Eigenschaften und konstruktiven Merk male des Kords 1 nach der Erfindung lassen sich besser aus der folgenden Beschreibung sowohl hinsichtlich der verwendeten Vorrichtung als auch hinsichtlich seines Herstellungsverfahrens verstehen.
1 zeigt ein Beispiel einer Verlitzungsmaschine, die insbesondere zur Bildung eines Kords geeignet ist, der aus fünf Elementardrähten besteht.
Die Maschine zur Herstellung von Metallverstärkungskord 1 hat in bekannter Ausgestaltung einen Lagerbockaufbau 100, mit dem ein Rotor 5 drehbar in Eingriff steht, der mit Hilfe eines Motors oder ähnlicher Vorrichtung (nicht gezeigt) in Drehung versetzt wird. Außerdem ist ein Gestell (in der Figur nicht gezeigt) mit dem Lagerbockaufbau verbunden, das um die Drehachse des Rotors 5 schwenken kann. An dem Gestell greifen funktionsfähig mehrere Zuführspulen 8 an. Auf jede der Spulen ist wenigstens ein Elementardraht des Kords 1 gewickelt.
Außerdem sind mit den Spulen 8 geeignete Abwickelvorrichtung (nicht gezeigt, da an sich bekannt und konventionell) verbunden, die an dem Gestell sitzen und die von den Spulen 8 kommenden Elementardrähte in geeigneter Weise führen.
Die Elementardrähte werden am Auslass aus dem Gestell in bekannter Weise auf den Rotor 5 entsprechend einem vorgegebenen Verlitzungsweg bewegt, längs dessen der Kord 1 unter der Wirkung der Drehung, die auf den Rotor 5 mit Hilfe des Motors oder einer äquivalenten Vorrichtung ausgeübt wird, in Kombination mit der Treibkraft gebildet wird, die an dem Kord mit Hilfe von Sammelvorrichtungen erzeugt wird (nicht gezeigt, da bekannt und für den Rahmen der Erfindung nicht relevant).
Insbesondere hat die Verlitzungsbahn einen ersten Endabschnitt 10a, der im Wesentlichen mit der Drehachse des Rotors 5 zusammenfällt und von einer ersten fest mit dem Rotor 5 verbundenen, drehenden Transmissionsvorrichtung 12 und einer Anordnung 11 begrenzt ist, die in bekannter Weise aus einer Platte mit fünf Löchern besteht, die fest mit dem Gestell verbunden und demzufolge stationär ist.
Längs dieses ersten Endabschnitts 10a werden die Drähte einer ersten wendelförmigen Torsion um die Drehachse des Rotors 5 durch die Wirkung des Drehzugs unterworfen, den der Rotor auf die erste rotierende Transmissionsvorrichtung 12 ausübt.
Stromab von einer ersten drehenden Rolle 12 folgen die Drähte einem zentralen Abschnitt 10b des Verlitzungswegs, der sich zum Rotor 5 erstreckt und bezogen auf die Drehachse des Rotors radial so verschoben ist, dass das Gestell 7 übersprungen wird, und erreichen eine zweite Transmissionsvorrichtung 13, die fest mit d am Rotor an dem axial gegenüberliegenden Ende verbunden ist.
Der Verlitzungsweg hat schließlich einen zweiten Endabschnitt 10c, der im Wesentlichen mit der Drehachse des Rotors 5 zusammenfällt und sich über die zweite drehende Transmissionsvorrichtung 13 hinauserstreckt. In diesem zweiten Endabschnitt wird durch die Wirkung des Drehzugs, der von dem Rotor 5 auf die zweite drehende Transmissionsvorrichtung 13 ausgeübt wird, eine zweite Torsion der Elementardrähte durchgeführt, was die Bildung des Kords 1 abschließt, der fortschreitend von den erwähnten Sammelvorrichtungen abgezogen wird.
Das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Rotors, vorzugsweise zwischen 2000 und 6000 UpM, und der Zuggeschwindigkeit des Kords 1 und dernzufolge der ihn bildenden Elementardrähte von vorzugsweise zwischen 60 und 250 m/min bildet den Wert der Litzenteilung, d. h. der Ganghöhe, entsprechend der die Elementardrähte an dem fertiggestellten Kord 1 wendelförmig verdrillt sind.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Verlitzungsganghöhe auf einem Wert zwischen 3 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und 30 mm, und besonders bevorzugt bei 16 mm gehalten.
Die folgenden Elemente sind funktionsmäßig aufeinander folgend für jeden Elementardraht auf dem Weg der Elementardrähte innerhalb des Gestells und genauer stromauf bezogen auf die Montageeinheit 11 angeordnet: eine drehende Transmissionsvorrichtung 14, eine Vorformvorrichtung 15 nach der Erfindung (im Einzelnen in der 2 gezeigt) und eine drehende Transmissionsvorrichtung 16, die aus einer um 90° bezüglich des Paars von Scheiben der Erfindung gedrehten Scheibe besteht, wobei die gedrehte Scheibe den Zweck hat, den aus der Vorformvorrichtung 15 kommenden Draht zu der Montageeinheit 11 zu fördern.
Gemäß 2a hat die Vorformvorrichtung 15 nach der vorliegenden Erfindung ein Paar von Scheiben 200 und 201, vorzugsweise ein Paar von Stahlplatten, die an einem geeigneten Trägeraufbau 202 festgelegt sind und sich frei um ihre Achsen drehen. Jede Scheibe hat verschiedene gegenüberliegende Stifte 203 und 204, die für ein gegenseitiges Ineinander-Eintreten über eine vorgegebene Erstreckung geeignet sind, so dass gleichzeitig eine axiale Verformung und eine Biegeverformung an einem Drahit verursacht wird, der den Raum zwischen den Stiften der ersten Scheibe 200 und den entsprechenden Stiften der zweiten Scheibe 201 durchläuft, während das vorher erwähnte Ineinander-Eintreten durch die Bewegung des erwähnten Paares von Scheiben erreicht wird, die durch den Draht angetrieben und gedreht werden.
Insbesondere ist die Längsachse des vorher erwähnten Trägeraufbaus vorteilhafterweise senkrecht zur Vorwärtsbewegungsrichtung des Drahtes angeordnet, der dem gewünschten Vorformungsvorgang unterworfen wird.
Die erwähnten Scheiben 200 und 201 sind an dem Trägeraufbau 202 befestigt und liegen einander so gegenüber, dass die erste Scheibe 200 in einer festgelegten Position bezogen auf den Trägeraufbau 202 gehalten ist, sich jedoch frei um ihre Achse drehen kann, die senkrecht zur Längsachse L des Trägeraufbaus ist.
Die zweite Scheibe 201 dieses Paars ist im Gegensatz dazu vorteilhaft beweglich längs einer geraden Führung 205 auf dem Trägeraufbau und ist parallel zur Längsachse L des Trägeraufbaus so angeordnet, dass eine Feinabstimmung der zweiten Scheibe 201 mit Hilfe einer geeigneten unterteilten Skala 206 bezogen auf die erste Scheibe und somit ein Annähern oder Entfernen des erwähnten Paares möglich ist.
Wie oben erwähnt, ist weiterhin jede Scheibe 200 und 201 der Vorformvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einer Vielzahl von Stiften 203 und 204 geeigneter Länge versehen, die senkrecht zur Plattenoberfläche der Scheibe und aufeinander folgend so angeordnet sind, dass sie dem Umfangsprofil der Scheibe mit einer vorgegebenen Teilung folgen, die durch den Abstand zwischen den Achsen von zwei aufeinander folgenden Stiften definiert ist.
Gemäß 2b, die eine Teilansicht der Vorformvorrichtung 15 nach der Erfindung ist, ist es, damit das reziproke Eindringen der Stifte, die jedes Paar von Scheiben besitzt, ermöglicht wird, erforderlich, dass sie in einem unterschiedlichen Abstand von der Längsachse L des Trägeraufbaus angeordnet sind, d. h. die Plattenoberflächen der Scheiben gehören zu zwei unterschiedlichen Ebenen P1 und P2, die parallel zueinander und parallel zu der Ebene sind, die die Längsachse L des Trägeraufbaus 202 enthält.
Um das erwähnte Eindringen zu gewährleisten, müssen die Stifte 203 und 204, die an der ersten Scheibe 200 und an der zweiten Scheibe 201 angeordnet sind, auf gegenüberliegenden Plattenoberflächen so angeordnet sein, dass während der Drehung der Scheiben sich die jeweiligen Stifte in wechselseitig gegenüberliegenden Positionen befinden.
Insbesondere ist das Eindringen der Stifte des Paares von Scheiben variabel und wird dadurch eingestellt, dass die zweite bewegliche Scheibe 201 mit Hilfe der erwähnten Geradführung 205 näher hin und oder weiter weg bewegt wird. Diese Einstellung wird mit Hilfe der unterteilten Skala 206 ausgeführt, die so geeicht ist, dass sie den Pegel des Eindringens der Stifte definiert und demzufolge das Ausmaß der Vorformung, die sich an dem Draht stromab bezogen auf die Vorformvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ergibt.
Die Größe des Eindringens der Stifte stellt dem zufolge die Verschiebung – in Längsrichtung bezogen auf den Tragaufbau 202 – dar, die von der zweiten beweglichen Scheibe 201 in der Richtung der feststehenden ersten Scheibe 200 ausgeführt wird.
Insbesondere stellt die Größe des Eindringens die Distanz D zwischen der Achse eines ersten Stiftes 203 der stationären Scheibe 200 und der Achse eines zweiten Stifts 204 an der beweglichen Scheibe 201 dar. Der zweite Stift 204 befindet sich in einer Folgeposition bezogen auf den ersten, so dass die erwähnte Distanz D in dem Eindringbereich des ersten und zweiten Stifts gemessen wird. Dieser Bereich bildet den Vorformweg des Drahtes.
Schließlich hat die Verlitzungsmaschine eine Streckvorrichtung (Antriebsrolle), eine Vorrichtung zum Sammeln des erzeugten Kordes und die üblichen Drahtgeradrichtvorrichtungen, beispielsweise die Falschdralleinrichtung, um Restspannung in dem fertigen Kord zu beseitigen. Diese Vorrichtungen sind nicht gezeigt, da sie bekannt, herkömmlich und für die Zwecke der Erfindung nicht besonders relevant sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Verlitzung derart, dass gewährleistet ist, dass wenigstens ein Draht eines gegebenen Kords der Vorformung nach der vorliegenden Erfindung unterliegt, während die restlichen Drähte des Kordes behandelt werden, wie es beim Stand der Technik beschrieben ist. Beispielsweise können die restlichen Drähte einer Vorformung unter Verwendung einer Rollenvorformmaschine unterworfen werden, wie sie in dem auf die Anmelderin lautenden US-Patent 4,258,543 beschrieben ist.
Vorformvorrichtungen 15 nach der vorliegenden Erfindung sind bei allen Arten von bekannten Verlitzungssystemen einsetzbar, beispielsweise einem Doppelverdrillsystem oder einem Arrangement-System. Insbesondere kann ein Doppelverdrillsystem ein internes Sammeln (wenn die Sammelspule des Fertigprodukts sich innerhalb des Gestells zwischen den Rotoren befindet) oder ein äußeres Sammeln aufweisen (wenn die Zufuhrspulen sich innerhalb des Gestells befinden, während sich die Sammelspule des Fertigprodukts außerhalb des Gestells befindet). Das Arrangement-System unterscheidet sich schließlich von dem Doppelverdrillungssystem durch die Anordnung von Maschinen, bei denen jede Rotordrehung einer einzigen Verlitzungsteilung entspricht, während bei dem Doppelverdrillungssystem jede Drehung der Rotoren einer Vorwärtsbewegung entspricht, die zwei Verlitzungsteilungen gleich ist. Demzufolge liegt der Unterschied zwischen den beiden Systemen in ihrer Produktivität.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die in der Vorformvorrichtung verwendeten Scheiben insgesamt identisch, d. h. sie haben gleichen Durchmesser, eine gleiche Anzahl von Stiften, und die an beiden Seiten verwendeten Stifte haben gleichen Durchmesser.
Mit der Vorformmaschine 15 ist es aufgrund ihres Aufbaus möglich, einen Draht mit einer im Wesentlichen sinusförmigen Wellenform auf einer Ebene zu erhalten, die parallel zu den Ebenen P1 und P2, in denen die Plattenfläche der Scheiben liegen, ist und die zwischen diesen Ebenen liegt. Der Draht weist keine scharfen Kanten, Spitzen oder Einschnitte an seiner Oberfläche auf. Der durch die Stifte der beiden Scheiben hindurchgehende Elementardraht wird einer abwechselnden Verformung ausgesetzt, die von der Kreisform der Stifte gebildet wird, und hat demzufolge keine Abschnitte mit den erwähnten Kanten, Spitzen oder Einschnitten, wie sie beispielsweise an der Außenfläche von Drähten vorhanden sind, die durch ein Paar von Kammrädern nach dem Stand der Technik hindurchgehen. Tatsächlich schneiden die Kammräder aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung unvermeidbar in die Drahtoberfläche während der Aufnahmeaktion ein, die sich während des Fortschreitens der Vorformung des Drahts einstellt. Wie oben erwähnt, verursacht diese Aufnahmeaktion Spannungen am Draht.
Tabelle I zeigt die technisch-konstruktiven Hauptparameter einer Ausführungsform der Vorformvorrichtung 15 nach der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausgestaltung haben die Scheiben der Vorrichtung nach der Erfindung gleichen Durchmesser, eine gleiche Anzahl von Stiften sowie Stifte mit gleichem Durchmesser. Es sind jedoch auch andere Aus führungsformen möglich, beispielweise Scheiben, die Stifte mit unterschiedlichen Durchmessern haben.
Tabelle 1
Die günstigste Auswahl von Werten für die Maschinenparameter sollte beispielsweise insbesondere entsprechend dem gewünschten Grad der Vorformung des Drahts, dem Durchmesser des Drahts (zwischen 0,10 und 0,50 mm) und dem gewünschten Wert der Endeigenschaften des Kords bestimmt werden. Zu betonen stiferner, dass der auf den Kord ausgeübte Zug auch von genauen Prozessparameterauswahlen entsprechend den Eigenschaften der verwendeten Maschinen abhängt, beispielsweiße Torsionswinkel, Drehzahl der Rotoren, Verlitzungsteilung.
Zu erwähnten ist auch, dass bei der Herstellung eines Kords und demzufolge eines den Kord enthaltenden gummierten Gewebes, das hohe Elastizitätseigenschaften hat, bevorzugt wird, alle den Kord bildenden Drähte dem Vorformprozess nach der Erfindung zu unterwerfen.
Wenn jedoch das Haupterfordernis auf der Kautschukpenetration in den Kord beruht, kann es genügen, eine begrenzte Anzahl der den Kord bildenden Drähte vorzuformen. Diese Anzahl kann auf der Basis der Gesamtzahl der den Kord bildenden Drähte und des gewünschten Eindringgrades bestimmt werden.
3 zeigt einen gattungsgemäßen Reifen mit gummierten Geweben, welche mit Verstärkungskorden nach der Erfindung versehen sind. Der Reifen dieser Figur, auf den sich die Erfindung bezieht, hat eine Karkasse 100, die vorzugsweise innen mit einer luftdichten Kautschukbahn 110 abgedeckt ist, eine Lauffläche 120, die sich am Umfang dieser Karkasse befindet, ein Paar von axial gegenüberliegenden Seitenwänden 130, die in Wulsten 140 enden, welche mit Wulstdrähten 150 und entsprechenden Wulstfüllelementen 160 verstärkt sind, um den Reifen an einer entsprechenden Montagefelge 170 festzulegen. Der Reifen kann zusätzlich Verstärkungsränder 190 und im Falle eines Radialkarkassenreifens auch einen Gurtaufbau 210 aufweisen, der zwischen Karkasse und Lauffläche angeordnet ist.
Die Karkasse 100 hat eine oder mehrere Karkassenlagen, die beispielsweise an den Wulstdrähten 150 befestigt und um die Wulstdrähte von der Innenseite zur Außenseite hin umgefaltet sind. Die Karkassenlage oder die Karkassenlagen können durch Wahl eines gummierten Gewebes gebildet werden, das mit textilen oder metallischen Korden verstärkt ist, die in dem Gewebekautschuk eingebettet sind.
Der Gurtaufbau 210 hat zwei Gurtstreifen 230 und 240, die sich radial überlappen, sowie einen dritten Gurtstreifen 250 in der radial äußersten Position.
Die Gurtstreifen 230 und 240 werden von Abschnitten eines gummiertem Gewebes gebildet, in das Metallkorde eingeschlossen sind, die in jedem Streifen parallel zueinander sind und sich mit denjenigen angrenzender Streifen kreuzen und vorzugsweise symmetrisch bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens mit einem Winkel zwischen 10° und 30° geneigt sind, während der Gurtstreifen 250 mit Korden versehen ist, die am Umfang ausgerichtet sind, d. h. mit 0° bezogen auf die Äquatorialebene. Dieser Streifen 250 kann insbesondere für Lastwagenreifen und dergleichen aus einem Paar von Bändern hergestellt werden, die symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene des Reifens angeordnet sind. Für Lastwagenreifen kann ein zusätzlicher Streifen (in der Figur nicht gezeigt) in einer radial äußeren Position bezogen auf den Gurtaufbau 210 verwendet werden, der mit Verstärkungskorden versehen ist, die bezogen auf die Äquatorialebene mit einem Winkel zwischen 10° und 70° geneigt sind und gewöhnlich "Zwischenbauschicht" genannt werden.
Auf ähnliche Weise können andere Bauelemente des Reifens von Abschnitten aus gummiertem Gewebe mit geeignet verstärkten Korden hergestellt werden, die bezüglich der Axial-, Radial- und/oder Umfangsrichtung des Reifens, je nach Erfordernis, geneigt sind. Beispielsweise verwendet der erwähnte Verstärkungsrand 190 geneigte Korde entsprechend einem Winkel zwischen 30° und 60° bezogen auf die Axialrichtung.
Nach dem Verfahren der Erfindung wurde eine Probe eines Kords hergestellt (5 × 0,35, Teilung 16 mm, d. h. ein Kord, der durch Verkettung von fünf Drähten mit einem Durchmesser von 0,35 mm gebildet wird). Die den Kord bildenden Drähte wurden aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,7% hergestellt. Außerdem waren die Drähte vorzugsweise mit Messing mit einem Ablageüberzug von 3,74 g Messung bezogen auf 1 kg Stahl beschichtet. Der Prozentsatz an Kupfer in dem Messing liegt vorzugsweise bei 64,4%. Die zur Erzielung der Kordprobe verwendete erfindungsgemäße Vorformvorrichtung 15 hatte Stifte mit einem Durchmesser von 1,5 mm, um dem Draht eine Wellen-(Sinus-)Form mit einer Breite von 0,75 mm und einer Teilung von 3,25 mm zu geben.
Die nachstehende Tabelle II zeigt die Ergebnisse, die die Anmelderin in Vergleichsversuchen zwischen einem 5 × 0,35-Kord, der einer Vorformung nach dem bekannten Verfahren mit Kammrädern unterworfen wurde, und dem gleichen Kord erreicht wurden, der nach dem Verfahren der Erfindung, wie es oben im Einzelnen beschrieben wurde, vorgeformt wurde. Die in Tabelle II gezeigten Werte sind Mittelwerte, die durch Durchführung einer arithmetischen Mittelung einer Vielzahl von Werten erhalten wird, die sich aus den Versuchen ergeben, die von der Anmelderin durchgeführt wurden.
Tabelle II
Die Zerreißfestigkeits- und Bruchdehnungsversuche wurden sowohl an bloßem Kord als auch an Kord ausgeführt, der in eine elastomere Grundmasse eingebettet und einer Vulkanisierung nach Verfahren ausgesetzt wurde, die hier nicht beschrieben werden, da sie als typisch im Stand der Technik bekannt sind.
Der Biegeermüdungsversuch, der als FFF-(Firestone-Flexion-Fatigue-)Test oder Wallace-Test bekannt ist, wurde an einem Streifen gummierten Gewebes ausgeführt. Der Streifen unterlag einer Reihe von Biegezyklen, die so ausgeführt wurden, dass der Gewebestreifen abwechselnd um eine geeignet bemessene Rolle mit einer geeignet ausgewählten Vorbelastung bezogen auf die Abmessungen der Verstärkungskorde in der Gewebeprobe bewegt wird.
Der erwähnte Versuch wurde an einem Streifen aus gummiertem Gewebe verstärkt mit Metallkorden durchgeführt, die so angeordnet sind, dass sie eine Dicke von 100 Korden/Dezimeter haben, wobei an die Rolle eine Vorbelastung von 150 lb (68 kg) mit Hilfe eines Hebelmechanismusses angelegt und eine Rolle mit einem Durchmesser von 50 mm verwendet wurde. Dieser Hebelmechanismus verursachte an der Rolle und demzufolge an der Probe eine Kraft, die zum Gewicht entgegengesetzt und diesem gleich ist. Die Probe wurde in Position gebracht, und der Versuch bestand darin, die Traktionszyklen zu zählen, die durch die vorstehend erwähnte Wechselbewegung ausgeführt wurden. Der Versuch endete, wenn die Probe brach.
Der auf die Penetration in das Gewebe bezogene Versuch bestand in dem Messen des Eindringungsgrades des Gummis zwischen die den Kord bildenden Drähte und als Folge in der Feststellung der Qualität der Elastomerbeschichtung um jeden der Drähte herum. Ein geeigneter, vorteilhafterweise aus Glas hergestellter Trichter wurde auf dem Boden einer Schale umgekehrt aufgestellt, die Ethylalkohol enthält. Dieser Trichter hatte längs des zylindrischen Schaftes eine Skala und endete am freien Ende des Schaftes in einer Saugvorrichtung, die gewöhnlich von der Bedienungsperson betätigt wurde. Die Betätigung der Saugvorrichtung ließ den Ethylalkohol in dem zylindrischen Schaft bis zum Erreichen eines vorgegebenen Pegels, ansteigen, der Nullpegel genannt wird. In dieser Phase wurde die zu untersuchende Probe, die aus einem Streifen der oben beschriebenen Art mit Abmessungen von 5 cm × 5 cm bestand, in der Schale untergetaucht und am Einlass des Trichters positioniert. Ethylalkohol hat die Eigenschaft, die Luft auszutreiben, die in der elastomeren Grundmasse vorhanden sein kann, und ihren Platz einzunehmen. Diese Tatsache führt zu einer Abnahme bezogen auf den erwähnten Nullpegel des Ethylalkoholspiegels in dem mit der Skala verse henen Schaft. Diese Messung ermöglichte die Bestimmung des Luftvolumens, den das elastomere Material besaß, in das die Drähte eingebettet sind, und demzufolge den Penetrationsgrad des Kautschuks zwischen den den Kord bildenden Drähten. Dieser Versuch wurde sowohl an der rohen Probe als auch an der vulkanisierten Probe ausgeführt.
Durch Analysieren der Werte von Tabelle II scheint offensichtlich, dass ein vorgegebener, nach dem Verfahren der Erfindung erhaltener Kord physikalisch-chemische Eigenschaften hat, die beträchtlich besser sind bezogen auf einen gleichen Kord, der mit einem Verlitzungsprozess erhalten wird, der eine Vorformvorrichtung mit Kammrädern aufweist.
In Falle der Erfindung ist die Bruchdehnung des Kords beträchtlich höher, ebenso wie die Biegeermüdung, die beträchtlich gesteigert wird. Man erhält einen Kord mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bezogen auf den Stand der Technik.
Außerdem bestätigen die erreichten Ergebnisse das Vorhandensein einer stärkeren Kautschukpenetration und einer beträchtlich höheren Bruchdehnung, was eine größere Elastizität des Kords ergibt. Dieser Aspekt ist besonders erwünscht, wenn die Korde als Verstärkungskorde für Elastomere zum Einsatz kommen, die zur Herstellung von Reifen verwendet werden.
Aus den Ergebnissen, die die Anmelderin erhalten hat, ergibt sich, dass ein größerer Stifteindringgrad und demzufolge ein größerer Vorformgrad der einen Kord bildenden Drähte einer größeren von dem Kord erreichten Dehnung entspricht.
Die Anmelderin hat die Versuche insbesondere an 1 × 5 × 0,35-Kord ausgeführt, der mit einem Verlitzungsprozess nach der Erfindung erhalten wird. Dieser Kord scheint besonders geeignet für die Verwendung beispielsweise zur Bildung der so genannten Zwischenbauschicht in den Gurten für Schwerlastfahrzeugreifen und dergleichen zu sein, die vorteilhaft auf Wegen im Gelände eingesetzt werden.
Wesentlich ist zu vermerken, dass die nach der Erfindung erhaltenen Korde als Verstärkungskorde für jede Art von Elastomerstruktur eingesetzt werden können, die zur Herstellung von Reifen verwendet wird, bei besonderer Präferenz für Elastomere, die einen Hochdehnungskord erfordern, beispielsweise bei den in 3 gezeigten Verstärkungsrändern 190.
Die Anmelderin hat beobachtet, dass die Bruchdehnung eines 1 × 5 × 0,35-Kordes deutlich besser ist bezogen auf die Bruchdehnung von 3 × 4 × 0,22-Kord, der in der Praxis verbreitet eingesetzt wird. Dieser Kord besteht aus drei Litzen, von denen jede von vier Drähten mit einem Durchmesser von 0,22 gebildet wird.
Insbesondere ist die Bruchdehnung eines unbeschichteten 3 × 4 × 0,22-Kords gleich 5,5%, wobei dieser Wert auf etwa 3% nach der Vulkanisierung abfällt. Andererseits hat im Falle der Erfindung der 5 × 0,35-Kord eine Bruchdehnung von etwa 6% nach dem Vulkanisieren. Dies erlaubt, wie oben erwähnt, einen vorteilhaften Einsatz als Zwischenbauschichten für Schwerlast-Fahrzeugreifen, die zufällige Stöße absorbieren müssen, wie sie auf unbefestigten Wegen auftreten.
Dieser Aspekt erweist sich darüber hinaus als besonders vorteilhaft hinsichtlich Kosten, Produktionszeit und Prozessproduktivität nach der Erfindung, da zwei Arbeitszyklen mit sehr begrenzten Verlitzungsteilungen (insbesondere 3,15 mm für jede Litze und 6,3 für den abschließenden Kord) erforderlich sind, um einen 3 × 4 × 0,22-Kord herzustellen, während man den Kord nach der Erfindung in einem einzigen Arbeitszyklus mit einer höheren Verlitzungsteilung (insbesondere 16 mm) erhält.
Außerdem erlaubt die Herstellung eines 5 × 0,35-Kords anstelle eines 3 × 4 × 0,22-Kords die Ausführung eines sanfteren Ziehprozesses mit den daraus folgenden Einsparungen an Arbeitszeit und Verschleiß der eingesetzten Maschinen.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Metallkorden (1), die insbesondere für verstärkende Verbundelastomerprodukte verwendet werden, – mit einem Lagerbockaufbau (100), – mit einem Rotor (5), der in Eingriff mit dem Lagerbockaufbau steht und um eine vorgegebene Achse drehbar ist, – mit einem Gestell, das an dem Lagerbockaufbau auf einer Schwingachse festgelegt ist, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt, und – mit Zufuhreinrichtungen (8), die funktionsmäßig an dem Gestell festgelegt sind, um mehrere Elementardrähte von entsprechenden Zufuhrspulen aus zuzuführen, wobei die Elementardrähte auf den Rotor auf einem Verlitzungsweges mit Endabschnitten (10a, 10c) geführt werden, die mit der Drehachse des Rotors und mit einem zentralen Abschnitt (10b) zusammenfallen, der von der Drehachse beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass sie wenigstens eine Vorformeinrichtung (15) aufweist, die funktionsmäßig mit dem Gestell in Eingriff steht und an wenigstens einem der Elementardrähte in einem Abschnitt stromauf bezogen auf den ersten Endabschnitt des Verlitzungsweges einwirkt, und – dass die wenigstens eine Vorformeinrichtung (15) den Elementardraht mit einer im wesentlichen sinusförmigen Wellenverformung versieht, die in einer Ebene liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorformeinrichtung (15) für jeden Elementardraht der Metallkorde (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorformeinrichtung eine erste Scheibe (200) und eine zweite Scheibe (201) aufweist, die an einem geeigneten Tragaufbau (202) befestigt und, der sich frei um seine Achse drehen kann, wobei jede Scheibe eine Vielzahl von gegenüberliegenden Stiften (203, 204) aufweist, die für ein reziprokes Eindringen über einen vorgegebenen Abstand (D) geeignet sind, so dass eine sinusförmige Verformung ohne scharfe Ränder an einem Draht induziert wird, der durch den Raum zwischen den Stiften (203) der ersten Scheibe (200) und den entsprechenden Stiften (204) der zweiten Scheibe (201) hindurchgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Scheibe (200, 201) von dem Draht in Drehung versetzt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (D) variabel ist.
Verfahren zur Herstellung eines Metallkords (1), insbesondere für verstärkende Verbundelastomerprodukte mit wenigstens zwei Elementardrähten mit einem Durchmesser von vorzugsweise zwischen 0,10 und 0,50 mm, wobei das Verfahren die folgenden Phasen aufweist: – permanentes Verformen wenigstens eines der Elementardrähte mit Hilfe einer im wesentlichen sinusförmigen Wellenverformung, die auf einer Ebene liegt und – Verlitzen der Elementardrähte miteinander mittels einer wendelförmigen Doppelverdrillung um die Längsachse des Kords.
Metallkord (1), insbesondere für verstärkende Verbundelastomerprodukte, mit wenigstens zwei Elementardrähten, von denen wenigstens einer nach dem Verfahren von Anspruch 6 vorgeformt ist.
Reifen für Fahrzeugräder mit einer torusförmigen Karkasse (100), einer Lauffläche (120), die auf dem Umfang der Karkasse angeordnet ist, mit einem Paar von axial zugewandten Seitenwänden (130), die in Wulsten (110) enden, die mit Wulstdrähten (150) und entsprechenden Wulstfüllelementen (160) verstärkt sind, um den Reifen auf einer entsprechenden Montagefelge (170) festzulegen, wobei der Reifen gummierte Gewebe aufweist, die mit Metallverstärkungskorden (1) verstärkt sind, die wenigstens zwei Elementardrähte aufweisen, die wendelförmig miteinander um die Achse der Längserstreckung des Kords verdrillt sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Elementardrähte nach dem Verfahren von Anspruch 6 erhalten wird.