NL8503122A - Werkwijze voor het vervaardigen van een hielkernelement; dergelijke hielkernelementen omvattende hielkern en luchtband met een of meer van dergelijke hielkernen. - Google Patents

Description

. : * 855131/vdV/Ba/Jb

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een hielkernelement; dergelijke hielkernele-menten omvattende hielkern en luchtband met een of meer van dergelijke hielkernen.

Door aanvraagster zijn als uitvinders genoemd:

Bossuyt; Raphael te Zwevegem-België Bossuytj Ronny te Bellegem-België

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een hielkernelement voor een luchtband waarin begin- en uiteinde van tenminste één metaaldraad van vooraf bepaalde lengte, onder vorming van een in hoofdzaak 5 ringvormig element, aan elkaar worden gelast waarna het gevormde element wordt afgewerkt.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit Nederlandse Octrooiaanvrage 7008583.

In bedoelde aanvrage wordt beschreven dat een geschikte 10 lengte van een uit metaaldraad gevormde kabel wordt genomen waarvan de uiteinden door druklassen aan elkaar worden bevestigd, waarna de las spanningsvrij gegloeid wordt en de lasbraam door mechanische bewerking verwijderd wordt. Als metaaldraad word in dat geval gebruik gemaakt van staal-15 draad met een koolstofgehalte van 0,60 - 0,85 gew.%, de gloeibewerking om de las spanningsvrij te maken wordt uitgevoerd bij een temperatuur tot ongeveer 850^C en gevolgd door een geleide koeling.

De hiervoor aangegeven gloeibewerking is noodzakelijk 20 vanwege de sterktevermindering die door de lasbewerking in de las ontstaat, en om de brosheid in de gevormde laszone te verminderen. Een dergelijke staaldraad met 0,6 - 0,85% koolstof heeft normaal een treksterkte van b.v. ongeveer 1680N/mm2. Door de lasbewerking zal na afkoelen de las een 25 treksterkte bezitten die in de orde is van ongeveer 440N/mm2. Door nu de las aan een ontlaat bewerking te onderwerpen kan deze treksterkte weer opgevoerd worden tot een waarde in de orde van 1100N/mm2.

3 ~ ft ^ 1 0 o W V V V I mm £* -2- J 'w

Ten opzichte van het niet door de lasbewerking beïnvloede gedeelte van de metaaldraad heeft de lasplaats nog steeds een belangrijke mindere sterkte. Bij verwerking van de op die manier gevormde hielkern in een luchtband zal het duidelijk 5 zijn dat de sterkte van de hielkern bepaald wordt door de eigenschappen van de zwakste plaats in deze hielkern, met andere woorden: de zwakste plaats is, in dit geval, de gevormde las.

In dit geval heeft deze bekende werkwijze dus het nadeel 10 dat een op zich zeer sterke draad die tot een hielkernelement wordt omgevormd door de wijze van vervaardiging een zwakke plaats verkrijgt die de totale sterkte van het gevormde element zeer nadelig beïnvloedt? de draad met 0,6 - 0,85 gew.% koolstof is bovendien duur en moeilijk te bewerken wat het ge-15 bruik ervan minder aantrekkelijk maakt.

Een ander nadeel van het gebruik van dit hoogwaardige staaldraad is uiteraard de noodzaak om de ontlaatbewerking toe te passen. Deze ontlaatbewerking moet met grote zorgvuldigheid plaats vinden, kost uiteraard extra tijd en is daarom in wezen 20 niet aantrekkelijk maar in dit geval vanwege eerder genoemde aanzienlijke sterktevermindering en de optredende brosheid absoluut noodzakelijk.

Aanvraagster heeft nu verrassenderwijs gevonden dat het mogelijk is om een werkwijze van bovenbedoelde soort uit te 25 voeren waarbij de ontlaatbewerking bij hoge temperatuur niet meer toegepast hoeft te worden.

De werkwijze wordt daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt doordat gebruik wordt gemaakt van staaldraad met een koolstofgehalte van minder dan 0,3 gew.% en de afwerking van het door 30 lassen gevormde element onder uitsluiting van een aanvullende gloei behandeling wordt uitgevoerd.

De uitvinding is gebaseerd op de volgende vaststelling: bij het lassen van staaldraad met een koolstofgehalte groter dan 0,6 gew.% treedt een zodanig grote sterktevermindering 35 (meer dan 70%) op dat een ontlaatbewerking noodzakelijk is om dit sterkte verlies weer enigszins goed te maken.

Aanvraagster heeft nu gevonden dat bij staalsoorten met aanzienlijk minder koolstof, b.v. minder dan 0,3 gew.%, de hiervoor aangegeven sterkte vermindering bij een lasbewerking 'Ά "7 4 0 ^ - 'J "D i L· Ja» ! __ -3- * veel minder (minder dan 35%) optreedt. Bovendien is bij een staaldraadsoort met een koolstofgehalte van minder dan 0,3 gew.% de aanvullende gloeibehandeling om de las te ontlaten niet noodzakelijk, daar de optredende brosheid in de laszone veel geringer is.

5 Het zal duidelijk zijn dat door deze vinding een zeer aanzienlijke besparing in tijd wordt bereikt terwijl ook de kosten van het bij het vervaardigen van de hielkernelementen • toegepaste staaldraad aanzienlijk minder zijn dan in de tot de stand van de techniek behorende hielkernelementen.

10 In het bijzonder, zal een goed resultaat verkregen worden wanneer de toegepaste staaldraad voorafgaand aan het gebruik aan een trekbehandeling is onderworpen. Door deze trekbehande-ling zal de treksterkte van het staaldraad met laag koolstofgehalte (lager dan 0,35 gew.%) t.o.v. de niet getrokken toe-15 stand aanzienlijk toenemen.

Met voordeel wordt de trekbehandeling uitgevoerd tot een reductie van tenminste 60%.

Onder reductie wordt in dit geval verstaan: 2 2.

D aanvang - D einde χ χοθ% 20 D^ aanvang

Met veel voordeel zal het gebruikte staaldraad een, op zichzelf bekende, bekledingslaag omvatten. Deze bekledings-laag zal uit verschillende materialen kunnen bestaan: zo zijn b.v. elastomeer bekledingslagen toe te passen maar in het al-25 gemeen zal dan toch tussen de elastomeer bekledingslaag en het oppervlak van het gebruikte staaldraad nog een hechtings-laag aanwezig zijn in de vorm van een metaallaag.

Met veel voordeel zal een dergelijke metaallaag een mes-singlaag zijn, waardoor de hechting tussen de staaldraad en 30 een later op te brengen elastomeer, b.v. rubber, aanzienlijk verbeterd wordt.

De werkwijze volgens de stand van de techniek heeft nu het nadeel dat dergelijke, van een bekleding voorziene hielkernelementen of daaruit samengestelde hielkernen door de ont-35 laatbewerking bij hoge temperatuur (ong. 850^0 ernstig beschadigd worden ter plaatse van de las. Bij voorbeeld zal, in het geval van een messing bekledingslaag, deze laag over v > · / ·* i. t.

-4- een lengte van ongeveer 25mm, als gevolg van de warmte behandeling, verdwenen zijn. Op die plaats zal de hechting tussen de hielkern en de later aangebrachte elastomeerlaag, b.v. rubber nadelig beïnvloed worden wat de kwaliteit van de lucht-5 band niet ten goede komt.

Doordat nu in de werkwijze volgens de uitvinding de ont-laatbewerking achterwege kan blijven zal ook de beschadiging van de elastomeer of metaalbekledingslaag veel minder ernstig zijn. Een aangebrachte deklaag van messing bleek in de uitge-10 voerde proeven slechts over een afstand van ongeveer l-2mm beschadigd te zijn.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een hielkern omvattende één of meer, al dan niet met elkaar verbonden, hielkernelementen, waarbij tenminste één hielkernelement ver-15 vaardigd is volgens de werkwijze van de uitvinding.

Tenslotte wordt de uitvinding ook belichaamd in een luchtband tenminste omvattende een met een elastomeer materiaal bekleed karkas en hielkernen waarbij deze luchtband gekenmerkt wordt doordat één of meer hielkernen volgens de uitvinding zijn 20 toegepast.

De -uitvinding zal nu worden toegelicht met behulp van de tekening waarin:

Fig. 1 t/m 3 doorsnede aanzichten, van een deel luchtbanden laten zien waarin verschillende hielkernen zijn toegepast.

25 Fig. 4 een doorsnede beeld van de opstelling tijdens het aan elkaar lassen van de uiteinden van een staaldraad voor het vormen van een hielkernelement weergeeft.

In fig. 1 is met verwijzingscijfer 1 een uit meerdere hielkernelementen gevormde hielkern weergegeven. Een centrale 30 draad 2 is omgeven door draden 3 waarbij de draden 2 en 3 door twijnen kunnen zijn samengevoegd, maar waarbij het ook mogelijk is dat de draden op een andere wijze zijn samengevoegd b.v. door het plaatselijk aanbrengen van verbindings-lussen.

35 In fig. 2 is een uit deze hielkernelementen samengestelde hielkern 4 weergegeven.

In fig. 3 is een uit één enkel hielkernelement 5 vervaardigde hielkern weergegeven.

8303122 ....."Ιΐ::;ΐ::"ί -- -5-

Bij voorgaande figuren 1 t/m 3 dient opgemerkt te worden dat die hielkernelementen die gezamenlijk de hielkern vormen op zich uiteraard ook weer uit één of meer metaaldraden kunnen bestaan. De keuze van opbouw van de hielkern wordt voorts be-5 paald door het type band waarin de hielkern toegepast moet worden; de zware, uit meer hielkernelementen opgebouwde hiel-kernen zullen bijvoorbeeld hun toepassing vinden bij de vorming van autobanden? de lichte, uit en enkeldraads hielkern-element opgebouwde hielkern, zal bijvoorbeeld in een fietsband 10 dienst kunnen doen.

In fig. 4 is nog de opstelling tijdens het lassen van een uit één draad bestaand hielkernelement weergegeven. De uiteinden van een in hoofdzaak cirkelvormig gebogen draad zijn bij 7 tegen elkaar aangezet. Klemmen 6 voor stroomtoevoer 15 zijn op de draad bevestigd. De draaduiteinden wordden bij 7 met een nauwkeurig ingestelde druk tegen elkaar gedrukt, b.v. een druk tussen 1 en 4 Newton/mm2 en bij voorkeur 2,5 Newton/ mm2. De klemmen zijn met een electrische stroombron verbonden en gedurende de doorgang van de stroom door de overgang 7 20 tussen de draaduiteinden worden deze laatste aan elkaar gelast door Joule-effect verwarming, die veroorzaakt wordt door de weerstand van de overgang 7.

In een proef werden een staaldraad met 0,10% koolstof respectievelijk met 0,2% koolstof en een diameter van l,82mm 25 met een draad van dezelfde diamter maar dan met een koolstofgehalte van 0,6% vergeleken-

In onderstaande tabel zijn de vergelijkbare mechanische eigenschappen weergegeven.

Opmerkingen:

30 Type draad 0,1 gew.%C 0,2 gew.%C 0,6 gew.%C

Diam. mm. 1,82 1,82 1,82 Reductie 92%

Bekleding g/kg 0,5 0,6 0,43 Massing

Gem. rék bij breuk % 4,21 4,73 5,26

Gem. aantal buigingen 10,3 12 14,2 r=5mm 35 Gem. aantal torsies 38,5 36 33,0 1=100 x diam.

Treksterkte N/mm2 1040 1280 1681 19 y *· y sv % 1 ^ ia -6-

Opvallend in dat geval is het grote verschil in gemiddelde treksterkte, 1040 (0,1%C) en 1280 (0,2%C) ten opzichte van 1680 n/mm2 bij het monster met 0,6%C. Bij een uitgevoerde lasproef bleek echter dat de treksterkte van de las, voor 5 draad met 0,6%C, gedaald was tot 440 N/mm2, waarna dankzij een zeer streng uitgevoerde ontlaatbewerking de treksterkte weer opgevoerd kon worden tot 1000 - 1100 üJ/mm2.

In de las bij het draad 0,1% koolstof respectievelijk 0,2% koolstof daalde de treksterkte slechts met 30% van de oorspron-10 kelijke treksterkte. Bovendien was het niet nodig de las aan een ontlaatbewerking te onderwerpen daar de laszone voldoende buigzaam was (behoud van een voldoende aantal buigingen) of veel minder bros was dan in het geval van staaldraad met 0,6 gew.%C.

rcr £ tp V %J λ £*

Claims (8)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een hielkernele-ment voor een luchtband waarin begin- en uiteinde van tenminste één metaaldraad van vooraf bepaalde lengte, onder vorming van een in hoofdzaak ringvormig element, aan elkaar worden 5 gelast waarna het gevormde element wordt afgwerkt methetkenmerk: dat gebruik wordt gemaakt van staaldraad met een koolstofgehalte van minder dan 0,3 gewichts % en de afwerking van het door lassen gevormde element onder uisluiting van een 10 aanvullende gloeibehandeling wordt uitgevoerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 methetkenmerk: dat de toegepaste staaldraad voorafgaand aan het gebruik aan een trekbehandeling is onderworpen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk: dat de trekbehandeling heeft geleid tot een reduktie van tenminste 60%.

4. Werkwijze volgens conclusies 1 t/m 3 20 ni e t het kenmerk: dat het gebruikte staaldraad een bekledingslaag omvat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4 methetkenmerk: dat de bekledingslaag een metaallaag is.

6. Werkwijze volgens conclusies 4 en 5 met het kenmerk: dat de bekledingslaag een messinglaag is. ^ „'* _*1 : '.· V V * d. L· -8-

7. Hielkern, omvattende één of meer, al dan niet met elkaar vebonden, hielkernelementen met het kenmerk: dat het (de ) element(en) verkregen is (zijn) door toepassing 5 van een werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies 1 t/m 6.

8. Luchtband tenminste omvattende een met elastomeer-materiaal bekleed karkas en hielkernen met het kenmerk: 10 dat één of meer hielkernen volgens conclusie 7 zijn toegepast. si ”, n vl 95 ‘V V S**