NL8601599A - Streng voor toepassing als wapening in voorwerpen uit polymeermateriaal alsmede een of meer dergelijke omvattende voorwerpen uit polymeermateriaal. - Google Patents

Description

-1- «Γ % "•s.

865052/vdV/Ba/Jb

Titel: Streng voor toepassing als wapening in voorwerpen uit polymeermateriaal alsmede één of meer dergelijke omvattende voorwerpen uit polymeermateriaal.

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Luc Bourgouis te 8748 Desselgem.

De uitvinding heeft betrekking op een streng voor toepassing als wapening in voorwerpen uit polymeermateriaal omvattende een kern en daaromheen aangebrachte buitendraden, waarbij de kern een buitendiameter bezit 5 die groter is dan de diameter van de cirkel die raakt aan elk der buitendraden in de holte die vrij blijft wanneer hun doorsneden in dichtste pakking verkeren en die kleiner is dan de diameter van de buitendraden.

Een dergelijke streng is bekend uit het Belgische 10 octrooi nr. 834.259 van aanvraagster waarin een streng voor het wapenen of versterken van polymeermateriaal wordt beschreven. Een dergelijke streng bestaat uit een kern en daaromheen aangebrachte buitendraden, waarbij aan de kern een zodanige buitendiameter wordt gegeven dat er tussen de 15 buitendraden openingen ontstaan waarin polymeermateriaal tijdens het inbeddingsproces kan doordringen en waardoor de hechting tussen het strengmateriaal en het polymeermateriaal ten zeerste wordt bevorderd. De kern kan bestaan uit één kerndraad of één kernstreng, die dan uit 20 meerdere kerndraden is gevormd.

Onder de hiervoor aangegeven term dichtste pakking wordt in dit geval verstaan een tweedimensionele configuratie van doorsneden van de buitendraden die zodanig is dat telkens één buitendraad in aanraking is met twee 25 aangrenzende buitendraden en waarbij de middelpunten van al de aan elkaar grenzende doorsneden op een cirkelomtrek liggen. Van de op die manier door de gestapelde doorsneden ingesloten holte kan eenvoudig de inwendige raakcirkel- 6 S 01594 -2- diameter bepaald worden welke als benedendiameter voor de buitendiameter van de te gebruiken kern dient.

Dergelijke strengen vinden ruime toepassing in allerlei uit polymeermateriaal bestaande voorwerpen zoals 5 kunststoftransportbanden en rubberbanden voor voertuigen.

De tot nu toe toegepaste strengen volgens het Belgisch octrooi nr. 834.259 bezitten het nadeel dat bij, in verband met de sterkte van de streng, minimale diameters van de kerndraad en buitendraden, vaak de IQ polymeerpenetratie toch nog onvoldoende is. Om deze penetratie te verbeteren zou dan of de diameter van de buitendraden verkleind moeten worden of de diameter van de kerndraad vergroot. Beide oplossingen zijn echter onaantrekkelijk waaruit volgt dat sterkte van de streng en 15 mate van polymeerpenetratie conflicterende eigenschappen zijn.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel voor het hierboven besproken nadeel een oplossing te verschaffen en heeft daartoe betrekking op een streng zoals hiervoor 20 beschreven die wordt gekenmerkt doordat de buitendraden zijn vervaardigd uit koolstofstaaldraad met een treksterkte 2 van tenminste 2250 - 1130 log d N/mm waarin d de draaddiameter in mm is.

Bij voorkeur zijn de buitendraden vervaardigd uit 25 koolstofstaaldraad met een treksterkte van tenminste 2 2325 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

Voor een uitleg van de hiervoor aangegeven trek-sterkteformule wordt verwezen naar de Europese octrooiaan-30 vrage nr. 0 144 811 van aanvraagster, waarin aan dergelijke eisen voldoende koolstofstaaldraad met hoge treksterkte wordt beschreven.

De toepassing van het hierboven aangeduide koolstofstaaldraad met hoge treksterkte heeft het voordeel 35 dat voor een gelijkblijvende treksterkte van de totale streng volstaan kan worden met buitendraden van een kleinere diameter dan voorheen gebruikelijk was waardoor S60i 599 -3- bij gelijke totale treksterkte de rubberpenetratie aanzienlijk is toegenomen. Voorts wordt als gevolg van de mogelijkheid om buitendraden met kleinere diameter te gebruiken de totale diameter van de strengen verkleind waardoor ten opzichte van 5 de vroeger gebruikte strengen enerzijds het voordeel van een verhoogde rubberpentratie bestaat en anderzijds het voordeel van een geringere totale strengdiameter wat zich uit in een vermindering van de dikte van de polymeervoorwerpen waarin dergelijke strengen verwerkt worden.

10 Het draad met hoge treksterkte dat voor de hiervoor beschreven strengen wordt gebruikt kan op diverse manieren worden verkregen.

Dit draad kan bijvoorbeeld verkregen worden uitgaande van koolstofstaaldraad met hoog koolstofgehalte mits 15 inachtname van bijzondere voorzorgen, zoals een keuze van walsdraad met weinig onzuiverheden (insluitsels, residuele en/of schrootelementen) en verzorgde vervaardigingswerkwij-zen, bijvoorbeeld het trekken van het draad met kleine deelreducties (verhoging van het aantal trekpassen). Deze 20 manier biedt niet echter steeds draad met hoge treksterkte, dat met succes kan worden vewerkt tot strengen tijdens het bunchen of kableren. Dit draad kan eveneens verkregen worden uitgaande van hoog koolstofstaaldraad met de gebruikelijke silicium- en mangaangehaltes, indien men 25 slechts een zwavelgehalte toelaat van ten hoogste 0,015 gew. %, en bij voorkeur een zwavelgehalte dat lager is dan 0,010 gew. %, zoals beschreven in de hiervoor aangegeven Europese octrooiaanvrage nr. 0 144 811.

De kern van de streng volgens de uitvinding is 30 bij voorkeur één kerndraad. De kern kan eveneens bestaan uit één kernstreng, die dan uit meerdere kerndraden is samengesteld, bijvoorbeeld door bunchen of kableren op gebruikelijke wijze verkregen.

Met bijzonder voordeel zijn de kerndraad of de kern 35 samenstellende kerndraden in langsrichting regelmatig golfvormig vervormd. Een dergelijke golfvormige vervorming is beschreven in het Belgische octrooi nr. 861.243 van §601596 -4- van aanvraagster en geeft het voordeel dat een dergelijke kern een veel geringere gevoeligheid voor breuk vertoont dan een op de normale wijze gebruikte kern die niet van vervormingen is voorzien.

5 In een zeer voordelige uitvoeringsvorm van de streng volgens de uitvinding is de kerndraad of zijn de de kern samenstellende kerndraden vervaardigd uit een koolstofstaal met een treksterkte die kleiner is dan 2250 - 1130 log d 2 N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is. Een dergelijke 10 kern met een geringe treksterkte dan hierboven is aangegeven met betrekking tot de buitendraden heeft een verminderde kans op breuk. De verlenging bij breuk van dergelijke kerndraden met lagere treksterkte is groter dan de verlenging bij breuk bij een draad met hogere 15 treksterkte. Indien de toegepaste kerndraden een treksterkte bezitten die kleiner is dan 2250 - 1130 log d 2 N/mm en bovendien in de langsrichting golfvormig vervormd zijn, zoals hiervoor is aangegeven, dan wordt een streng verkregen waarvan de kern zelfs onder zeer extreme 20 belasting en buiging intact zal blijven waardoor de levensduur van de streng zeer gunstig wordt beinvloed.

De kerndraad of de de kern samenstellende kerndraden kunnen ook doelmatig vervaardigd zijn uit koolstofstaal 2 met een treksterkte van tenminste 2250 - 1130 log d N/mm , 25 bij voorkeur tenminste 2325 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter is. Een dergelijk type kern is van belang indien uiterst hoge trekbelastingen op de streng worden uitgeoefend waarbij de buigbelastingen geringer worden gehouden.

30 Voor bepaalde toepassingen is het niet noodzakelijk dat de kern van de streng uit koolstofstaaldraad is vervaardigd. Voor toepassingen waarin de kern aan sterk wisselende buigbelastingen wordt onderworpen kan het voordelig zijn, dat de kerndraad of de de kern 35 samenstellende kerndraden bestaan uit een kunststofmonofilament.

Doelmatig zal in dat geval als kunststof een type worden 8601599 * -5- gekozen dat een goede vormvastheid bezit, zodat de polymeerpenetratie tussen de buitendraden steeds gehandhaafdblijft. Als toepasbare kunststoffen voor de monofilamenten kunnen bijvoorbeeld polyamide, polyester en 5 in het bijzonder parafenyleentereftaalamide genoemd worden.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op voorwerpen uit polymeermateriaal, waarbij deze voorwerpen versterkt zijn met één of meerder strengen volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op 10 een rubberen band voor een voertuig omvattende een karkas en tenminste één gordel, versterkt met strengen uit koolstofstaaldraad. Een dergelijke rubberband wordt volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het karkas en/of de gordel versterkt zijn met strengen volgens de uitvinding.

15 Een dergelijke voor het karkas en/of de gordel te gebruiken streng kan bijvoorbeeld samengesteld zijn uit één kerndraad en vier daaromheen aangebrachte buitendraden. Ervan uitgaande dat de buitendraden bijvoorbeeld 0,25 mm in diameter zijn, leert berekening dat, indien de vier buitendraden in dichtste 20 pakking worden aangebracht, in de binnen de buitendraden overblijvende holte een draad met een diameter van 0,10 mm past. Om de nodige rubberpenetratie te verkrijgen zal dan bijvoorbeeld een kerndraad met een diameter van 0,15 mm worden gekozen. Indien alle draden vervaardigd zouden zijn 25 uit koolstofstaal dat niet tot hoge treksterkte is getrokken (met andere woorden draden met een treksterkte van ten 2 hoogste 2250 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is), dan zou bij een streng uit een kerndraad van 0,15 mm en vier daaromheen aangebrachte buitendraden van 30 0,25 mm de voor de streng benodigde sterkte zijn bereikt.

Bij vervaardiging van de buitendraden uit koolstofstaal dat wel tot hoge treksterkte is getrokken (m.a.w. met een 2 treksterkte van tenminste 2250 - 1130 log d N/mm , bij 2 voorkeur 2325 - 1130 log d N/mm ), kan voor een streng met 35 gelijkblijvende sterkte de diameter van de buitendraden verkleind worden van 0,25 naar 0,23 mm. Door deze vermindering van de diameter van de buitendraden bij §601599 -6- gelijkblijvende diameter van de kerndraad wordt bij gelijke sterkte van de streng een aanzienlijke toename van de rubberpenetratie bereikt. Indien gewenst voor bepaalde doelen kan de kerndraad ook gevormd worden door 5 een kerndraad uit koolstofstaal dat wel tot hoge treksterkte is getrokken, dan wel door een kerndraad die bestaat uit een kunststofmonofilament.

Voor het bereiken van optimale eigenschappen is voorts de kerndraad in langsrichting regelmatig golfvormig 10 vervormd zoals hiervoor is aangegeven.

Afhankelijk van het doel van de strengen zal een keuze gedaan worden wat betreft de te gebruiken draaddiameters.

Zo zal bijvoorbeeld voor banden van personenwagens een kerndraad van 0,12 mm en daaromheen aangebrachte 15 buitendraden met een diameter van 0,20 mm uitstekend voldoen voor het vormen van het karkas van de band.

Voor de in de band aanwezige gordel of gordels kan met voordeel als kerndraad een draad met 0,138 of 0,15 mm worden toegepast en als buitendraden 0,23 of 0,25 mm.

20 Het materiaal van de kerndraad en van de buitendraden kan in het kader van de uitvinding gekozen worden zoals hiervoor is aangegeven.

Voor toepassing bij vrachtwagenbanden zal bij gebruik van strengen ten behoeve van het karkas gebruik gemaakt 25 kunnen worden van dezelfde strengen die hiervoor ook bij personenwagenbanden zijn aangegeven. Voor de gordel zal een uitstekend resultaat verkregen worden indien voor de kerndraden gekozen wordt uit 0,18 tot 0,21 mm en voor de buitendraden voor 0,30 tot 0,35 mm; waarbij ook weer de 30 materiaalsoorten gekozen zijn uit de hiervoor beschreven typen volgens de uitvinding.

De hiervoor aangegeven getalwaarden zijn uitsluitend bedoeld als voorbeeld en beperken de uitvinding op generlei wijze.

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

Figuur la en 1b een tweetal buitendraadrangschikkingen in 160159ë -7- dichtste pakking voorstellen en Figuur 2a en 2b de buitendraden uit figuren la en 1b weergeven na het aanbrengen van een kerndraad.

5 In figuur la is een viertal buitendraden 1 in dichtste pakking weergegeven. Met een stippellijn is de raakcirkel in de door de vier draden 1 vrijgelaten holte weergegeven die telkens overeenkomt met de benedenwaarde van de voor deze buitendraden toe te passen kerndraad 2.

10 In figuur lb is een dergelijke dichtste pakking van buitendraden bij toepassing van drie buitendraden 1 aangegeven. Ook hier is weer met een stippellijn de cirkel aangegeven waarvan de diameter overeenkomt met de benedenwaarde van de diameter van de bij deze stapeling toe te passen 15 kerndraad 2.

In figuur 2a is bij de buitendraden van figuur la de configuratie weergegeven dat kerndraad 2 is omgeven door de buitendraden 1. Door de kerndraad 2 een diameter te geven . die groter is dan de in figuur la weergegeven minimum-20 diameter wordt een vergrote penetratiemogelijkheid voor het polymeermateriaal tussen de buitendraden 1 verschaft.

In figuur 2b is dezelfde situatie weergegeven voor een streng bestaande uit één kerndraad 2 en drie buitendraden 1 zoals in uitgangsvorm geschetst in figuur 25 lb.

Hierbij worden nog enkele specifieke waarden weergegeven van een streng volgens de uitvinding (1 x 0,15 + 4 x 0,23) en van een streng volgens de stand van de techniek (1 x 0,15 + 4 x 0,25); waarbij de totale 30 treksterkte van de beide strengen nagenoeg gelijk is:

860 1 5 9 S

-8-.

Streng Treksterkte Diameter (mm) Openheid (%) (Newton) - Volgens de 571N 0,61 mm 17,23 uitvinding - Volgens de 570 N 0,65 mm 14,04 5 stand van de techniek

Om de openheid (%) van een streng te bepalen, wordt een cirkel met middelpunt in het middelpunt van de kern en gaande door de middelpunten van de buitendraden getekend 10 (zie fig. 2a). De openheid is de verhouding van de som van de lengtes (AB ; CD ; EF ; GH) tussen de buitendraden tot de totale omtrek van de cirkel.

ft 1501539

Claims (11)

1. Streng voor toepassing als wapening in voorwerpen uit polymeer materiaal omvattende tenminste een kern en minder dan zes daaromheen aangebrachte buitendraden waarbij de kern een buitendiameter bezit die groter is 5 dan de diameter van de cirkel die raakt aan elk der buitendraden in de holte die vrij blijft wanneer hun doorsneden in dichtste pakking verkeren en die kleiner is dan de diameter van de buitendraden, met het kenmerk 10 dat de buitendraden (1) zijn vervaardigd uit koolstofstaaldraad met een treksterkte van tenminste 2 2250 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

2. Streng volgens conclusie 1 15 met het kenmerk dat de buitendraden (1) zijn vervaardigd uit koolstofstaaldraad met een treksterkte van tenminste 2 2325 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

3. Streng volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat de kern (2) van de streng een kerdraad (2) is.

4. Streng volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk 25 dat de kern (2) een uit meerdere kerndraden (2) gevormde kernstreng is. 860 1 5S8 -10-

5. Streng volgens één of meer van de conclusies 1-4 met het kenmerk dat de kerndraad (2) of de de kern samenstellende kerndraden (2) regelmatig golfvormig vervormd zijn.

6. Streng volgens één of meer van de conclusies 1-5 met het kenmerk dat de kerndraad (2) of de de kern samenstellende kerndraden (2) vervaardigd zijn uit een koolstofstaal met een treksterkte die kleiner is dan 2250 - 1130 log d 2

7. Streng volgens één of meer van de conclusies 1-5 met het kenmerk dat de kerndraad (2) of de de kern samenstellende kerndraden (2) vervaardigd zijn uit een koolstofstaal met 2 15 een treksterkte van tenminste 2250 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

8. Streng volgens één of meer van de conclusies 1-5 met het kenmerk dat de kerndraad (2) of de de kern samenstellende kern- 20 draden (2) vervaardigd zijn uit een koolstofstaal met 2 een treksterkte van tenminste 2325 - 1130 log d N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

9. Streng volgens één of meer van de conclusies 1-5 met het kenmerk 25 dat de kerndraad (2) of de de kern samenstellende kern draden (2) bestaan uit een kunststofmonofilament.

10. Voorwerpen uit polymeermateriaal, met het kenmerk dat de voorwerpen versterkt zijn met één of meerdere strengen volgens één of meer van de conclusies 1-8. 850159S -11-

10 N/mm , waarin d de draaddiameter in mm is.

11. Rubberen band voor een voertuig omvattende een karkas en tenminste één gordel, versterkt met strengen uit koolstofstaaldraad, met het kenmerk dat het karkas en/of de gordel bestaan uit strengen volgens één of meer van de voorgaande conclusies 1-8. 8601595