EP0092696A2 - Verstärkungsseil für elastomere Erzeugnisse - Google Patents

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EP0092696A2
EP0092696A2 EP83103266A EP83103266A EP0092696A2 EP 0092696 A2 EP0092696 A2 EP 0092696A2 EP 83103266 A EP83103266 A EP 83103266A EP 83103266 A EP83103266 A EP 83103266A EP 0092696 A2 EP0092696 A2 EP 0092696A2
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EP
European Patent Office
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strands
rope
wires
reinforcement
strand
Prior art date
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EP83103266A
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English (en)
French (fr)
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EP0092696B1 (de
EP0092696A3 (en
Inventor
Franz Schild
Wolfgang Dr. Weidenhaupt
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Akzo Patente Te Wuppertal Bondsrepubliek Dui GmbH
Original Assignee
Akzo GmbH
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Publication date
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Priority to AT83103266T priority Critical patent/ATE22946T1/de
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Publication of EP0092696A3 publication Critical patent/EP0092696A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0092696B1 publication Critical patent/EP0092696B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/0613—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the rope configuration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2095—Auxiliary components, e.g. electric conductors or light guides
    • D07B2201/2097—Binding wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S57/00—Textiles: spinning, twisting, and twining
    • Y10S57/902—Reinforcing or tyre cords

Definitions

  • the invention relates to a reinforcement rope made of metal wires for elastomeric products.
  • Reinforcement ropes are usually embedded in layers in the elastomeric products, for example in the manufacture of pneumatic vehicle tires, drive belts or conveyor belts.
  • metal wires are arranged in a single strand with a single wire diameter of usually 0.12 to 0.5 mm, usually in one or two layers.
  • a single wire diameter usually 0.12 to 0.5 mm, usually in one or two layers.
  • This higher load capacity is required, for example, when using the reinforcement ropes in truck pneumatic tires and in the air ceilings of earthmoving machines.
  • Single stranded metal wires, several of which are rewound to a two or multiple rope, are called strands.
  • reinforcement ropes with multiple stranding i.e. reinforcement ropes which consist of at least two strands stranded together, each consisting of two or more wires, are preferably used under higher loads.
  • the object of the invention is therefore to provide a reinforcement rope for elastomeric products, which consist of at least two strands stranded together, each consisting of two or more wires, which, after being embedded in the elastomeric material, has approximately the same or the same behavior against corrosion as the ropes in simple stranding.
  • a reinforcement rope of the type mentioned above which is characterized in that at least one outer strand consists of two or more core wires wound helically by at least one strand wrap wire. It is particularly advantageous if each outer or even each strand consists of two or more core wires wound helically by at least one strand wrap wire.
  • the metal wires should bond well with the elastomeric material. However, they can also be coated with a second metal, plastic or another material, with a good tendency to bind between the metal wire and the coating material on the one hand and the coating material and elastomeric material on the other hand.
  • Wires made of steel, usually made of carbon steel, are also particularly suitable, but also made of other types of steel, for example made of alloyed or high-alloyed steels with a low Fe content. Steel wires coated with brass are preferred.
  • Outside strands are to be understood as the strands that are visibly on the outside of the finished reinforcement rope.
  • one or more strands can be installed.
  • the strands of at least one Seilumschlingun g sdraht total and / or at least one Seilumschlingungslitze are wrapped helically.
  • the invention consists g sseil from three to seven strands of up to four Seilumschlingungsdrähten and / or up to four Seilumschlingungslitzen.
  • strands are understood to be strands in the reinforcement rope, which are generally present in a larger number than the rope-wrapping strands.
  • strands and rope-wrapping strands there can also be the same number of strands and rope-wrapping strands, one group of strands and the other group of rope-wrapping strands being named for distinction.
  • the strands and / or the rope wrapping strands contain two to eight core wires; however, more core wires are also possible.
  • the strands and / or the rope looping strands generally contain up to four strand looping wires, a larger number also being possible here.
  • the core wires are understood to be those wires in the strand or rope wrap strand which are generally in the majority.
  • Strand wrap wires are understood to be those wires in the strand or rope wrap strand which are generally in fewer numbers.
  • the strands or the rope wrapping strands can contain, for example, 3 + 1, 5 + 2, 6 + 3, 7 + 2, or generally n 1 + n 2 wires, the first number or n 1 being the number of core wires and the second number or n 2 indicates the number of strand wrap wires.
  • the core wires and strand-wrapping wires are of helical shape with the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the core wires of a strand are arranged bundled almost in phase.
  • the preferred lay length is 10 to 20 mm.
  • the core wires of the strands and / or the rope wrapping strands are arranged next to one another and against one another such that each of the core wires is in linear contact with at least one other core wire, the contact line running parallel to the direction of the core wires.
  • These strands are known as reinforcement ropes in simple stranding from DE-OS 26 19 086.
  • the reinforcement Ropes have been found to be particularly favorable for use as reinforcement ropes in elastomeric products, since the loop wire also has a load-bearing function and, moreover, the elastomeric material also penetrates particularly well into the core area of the rope when the rope is embedded, and thus also corrosion of the wires severe damage is largely prevented.
  • the strands and the rope wrapping wires and / or rope wrapping strands are of helical shape with the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the strands are arranged bundled almost in phase.
  • the strand wrap wires are arranged out of phase with the core wires, preferably shifted by half a pitch length.
  • the preferred lay length for the second stranding is 10 to 30 mm.
  • the method known from DE-OS 26 19 086 is used to produce the rope for the second stranding, instead of the core wires Strands and instead of the roping wires, rope wrapping wires and / or rope wrapping strands are used.
  • the reinforcing ropes according to the invention are preferably used in the manufacture of pneumatic vehicle tires, in particular pneumatic tires for trucks or earth moving machines
  • FIG. 1 shows the basic structure of a reinforcement rope 1 according to the invention with four strands 2, which each consist of f core wires 3 and two strand strands 4 and one rope strapping wire 5.
  • the construction is 4 x (5 + 2) + 1 specified.
  • the strands 2 are stranded in a cross lay.
  • the strands 2 can preferably be constructed in such a way that the core wires 3 and the strand wrapping wires 4 are of helical shape with the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the core wires 3 of a strand 2 are arranged bundled almost in phase.
  • the core wires 3 and strand wrap wires 4 are only in the upper half of Figure 1 shown. For better clarity, only the strand 2 is shown as a thick cable without stranded wire 4 in the rope network.
  • Figure 2 shows the basic structure of a reinforcement rope 6 according to the invention with seven strands 7, which consist of three core wires 8 and a strand loop wire 9, and a rope loop wire 10.
  • the construction is indicated with 7 x (3 + 1) + 1.
  • the strands are stranded in a cross lay.
  • the form of representation corresponds to that of FIG. 1.
  • Figure 3 illustrates the basic structure of Verstärkun inventive g sseiles 11 having seven strands 12 which each consist of two core wires 13 and two Litzenumschlingungsdrähten 14, and a Seilumschlingungsdraht 15.
  • the construction with 7 x (2 + 2) + 1 specified In general, the construction with 7 x (2 + 2) + 1 specified.
  • the additional information given in FIG. 1 also applies analogously to FIG. 3.
  • FIG. 4 shows the basic structure of a reinforcement rope 16 according to the invention, in which five strands 17 and two rope wrap wires 20 of helical shape have the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the strands 17 are arranged bundled almost in phase, the rope wrap wires 20 are arranged out of phase by half a pitch length with respect to the strands 17.
  • the strands 17 each consist of four core wires 18, each strand 17 being helically wrapped with a strand wrap wire 19.
  • Strands are preferably used here, in which the core wires 18 and the strand wrapping supply wires 19 are of helical shape with the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the core wires 18 of a strand 17 are arranged bundled almost in phase.
  • Figure 5 shows the basic structure of a reinforcing rope 21 according to the invention according to claim 13, wherein three strands 22 and a Seilumschlingungslitze 25 equivalent of helical shape slope same Stei- g ungswinkels and the same rotational direction, and the strands 22 are arranged almost in phase bundled, wherein the cable wrap strand 25 is arranged out of phase with the strand 22 by half a pitch length.
  • the strands 22 each consist of five core wires 23 and two Litzenumschlingungsdrähten 24.
  • the Seilumschlingun g slitze 25 also consists of five core wires 26 and two Litzenumschlingungsdrumbleten 27 to be particularly advantageous, it can also in which reinforcing wire 21 according to Figure 5 can be viewed when in the strands 22 and also in the rope wrapping strand 25, the core wires 23 and 26 and the strand wrapping wires 24 and 27 are of helical shape with the same pitch, the same pitch angle and the same direction of rotation, and the core wires 23 and 26 of a strand 22 or 25 are arranged in almost the same phase . It is particularly favorable here if the strand wrap wires 24 and 27 are arranged out of phase by half a pitch length with respect to the core wires 23 and 26.
  • test specimens 28 are produced in which two layers 29, each with fourteen ropes per 32 mm, are vulcanized into two different types of rubber in such a way that the two layers 29 are vulcanized together within a region B of 25.4 mm of the test specimen length.
  • the area limits are 12.5 mm (area A) from one end and 50 mm (area C) from the other end face of the test specimen 28, the cable cross sections being visible on both end faces 30 and 31.
  • the cables within the cable layers 20 and the two cable layers with each other are in parallel with each other Probenlticiansrichtun g at a constant distance.
  • the finished test pieces 28 are flat each other with the shorter, not joined together by side in a 20% NaCl solution 32 in a container at an angle of 45 ° immersed to the bath surface so that the Eintauchlän G E D of the joined together by area 12,5 mm .
  • Several samples of the different types of rope were produced, which were either not at all (immersion time 0 days) or immersed in the 20% NaCl solution for several days. Here two different, common types of rubber were used. After the immersion time, the rope layers of the test specimens were torn apart after the two longer, non-vulcanized sides 30 had been clamped in place.
  • Rope VI I a comparison rope, which is simply stranded, the construction:
  • test specimens with reinforcement ropes according to the invention therefore behave more corrosion-resistant than the test specimens with comparison ropes.
  • a 7.5 cm long reinforcement rope 36 is embedded in rubber 35, the reinforcement rope 36 being visible on both end faces of the test specimen 34.
  • a sealing washer 37 and a pipe stop piece 38 are embedded in the rubber 35 in each test specimen 34.
  • the test body 34 is connected gas-tight with a compressed air connection piece 41.
  • the compressed-air connection piece 41 is connected via a Kochgan swin g 42, a pressure reducing valve 43 and a compressed air line 44 connected (not shown) to a compressed air source.
  • a pipe 39 is connected in a gastight manner, the free end of which is immersed in a tub 45 filled with water 46.
  • the free end is bent upwards and is located under the opening of a measuring cylinder 47 which is filled with water at the start of the experiment and which is also immersed in the water bath 45, 46.
  • the valve 48 With the valve 48, the height of the water column in the measuring cylinder 47 can be adjusted.
  • a pressure of 1 bar is set via the pressure reducing valve 43.
  • the amount of air accumulating in the measuring cylinder 47 per unit of time is measured.
  • Ropes VI and VII from Example 1 were chosen as comparison ropes.
  • the reinforcing ropes according to the invention are therefore completely embedded in the rubber mass.
  • FIG. 9 schematically shows the structure of a tire in which reinforcing ropes according to the invention are embedded.
  • the tread of the tire is designated, which is constructed here as a radial tire.
  • two layers 48 and 49 of reinforcing ropes according to the invention are embedded, which run at a certain angle to the circumferential direction. This angle depends on the area of application of the tire.
  • Reinforcement ropes 50 according to the invention are likewise embedded in a carcass 51 perpendicular to the circumferential direction of the tire - in the circumferential direction of the tire cross section.
  • the reinforcing ropes according to the invention can also be embedded in the bead 57.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Verstärkungsseil aus Metalldrähten für elastomere Erzeugnisse, bestehend aus mindestens zwei miteinander verseilten Litzen aus jeweils zwei oder mehr Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine außenliegende Litze aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungsdraht wendelförmig umwickelten Kerndrähten besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsseil aus Metalldrähten für elastomere Erzeugnisse.
  • Üblicherweise werden Verstärkungsseile in die elastomeren Erzeugnisse lagenweise eingebettet, so zum Beispiel bei der Herstellung von Fahrzeugluftreifen, Antriebsriemen oder Transportbändern. Hierbei werden Metalldrähte in einfacher Verseilung mit einem Einzeldrahtdurchmesser von in der Regel 0,12 bis 0,5 mm meist in ein oder zwei Lagen angeordnet. Zur Erhöhung der Belastbarkeit dieser elastomeren Erzeugnisse sind nun entweder mehrere Lagen von Metalldrahtseilen in einfacher Verseilung oder ein oder zwei Lagen von Seilen in mehrfacher Verseilung erforderlich. Diese höhere Belastbarkeit wird beispielsweise beim Einsatz der Verstärkungsseile in Lkw-Luftreifen und in Luftdecken von Erdbewegungsmaschinen gefordert. Metalldrähte in einfacher Verseilung, von denen mehrere erneut zu einem zwei- oder mehrfachen Seil verseilt werden, werden Litzen genannt.
  • Die hier benutzten Fachausdrücke über Seilkonstruktionen sind dem Buch "Stabldrahterzeugnisse", Verlag Stahleisen, 1956, Band I entnommen.
  • Da die Herstellung von elastomeren Erzeugnissen mir mehreren Lagen aus Metalldrahtseilen einfacher Verseilung sehr arbeitsintensiv ist, finden Verstärkungsseile in mehrfacher Verseilung, also Verstärkungsseile, welche aus mindestens zwei miteinander verseilten Litzen aus jeweils zwei oder mehr Drähten bestehen, bevorzugt bei höherer Belastung Verwendung.
  • Es hat sich aber gezeigt, daß derartige Verstärkungsseile im elastomeren Erzeugnis bei einer Oberflächenbeschädigung bis zur Seillage dieses Verbundwerkstoffes unerwünscht korrodieren. Die Lebensdauer der Verbundwerkstoffe wird infolgedessen schon bei geringen Beschädigungen beeinträchtigt. Durch die sehr enge Lage der Einzeldrähte beim Einbetten in das Elastomere kann dieses nicht ausreichend in den Kernbereich der Seile gelangen. Dort bleiben demnach Drahtabschnitt für korrosive Medien zugängig. Liegen die Einzeldrähte parallel nebeneinander, so wird durch die von den Drähten gebildeten Kapillare die Ausbreitung korrosiver Medien im Verbundwerkstoff sogar begünstigt.
  • Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß die Korrosionsneigung eines aus mehreren Litzen bestehenden Verstärkungsseiles in elastomeren Erzeugnissen dann nicht größer ist als die der Metalldrahtseile einfacher Verseilung, wenn zumindest außenliegende Litzen mit Umschlingungsdraht wendelförmig umwickelt sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verstärkungsseil für elastomere Erzeugnisse, welches aus mindestens zwei miteinander verseilten Litzen aus jeweils zwei oder mehr Drähten bestehen, zur Verfügung zu stellen, welches nach dessen Einbettung in das elastomere Material annähernd dasselbe oder dasselbe Verhalten gegen Korrosion aufweist wie die Seile in einfacher Verseilung.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verstärkungsseil der obengennanten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß mindestens eine außenliegende Litze aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungsdraht wendelförmig umwickelten Kerndrähten besteht. Es ist besonders vorteilhaft, wenn jede außenliegende oder sogar jede Litze aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungsdraht wendelförmig umwickelten Kerndrähten besteht.
  • Die Metalldrähte sollten eine gute Bindung mit dem elastomeren Material eingehen. Sie können aber auch mit einem zweiten Metall, Kunststoff oder einem anderen Material beschichtet werden, wobei zwischen Metalldraht und Beschichtungswerkstoff einerseits und Beschichtungswerkstoff und elastomerem Material andererseits gute Bindungsneigung vorhanden sein soll. Besonders gut eignen sich Drähte aus Stahl, üblicherweise aus Kohlenstoffstahl, aber auch aus anderen Stahlsorten, beispielsweise aus legierten oder hochlegierten Stählen mit geringem Fe-Gehalt. Mit Messing überzogene Stahldrähte werden bevorzugt angewendet.
  • Unter außen liegenden Litzen werden die Litzen verstanden, welche sichtbar an der Außenseite des fertigen Verstärkungsseiles liegen.
  • Es können im Verstärkungsseil neben den Litzen auch ein oder mehr Einzeldrähte eingebaut sein.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Litzen insgesamt von mindestens einem Seilumschlingungsdraht und/oder mindestens einer Seilumschlingungslitze wendelförmig umwickelt sind. In der Regel besteht das erfindungsgemäße Verstärkungsseil aus drei bis sieben Litzen, aus bis zu vier Seilumschlingungsdrähten und/ oder aus bis zu vier Seilumschlingungslitzen.
  • Unter Litzen werden erfindungsgemäß Litzen im Verstärkungsseil verstanden, welche in der Regel in größerer Anzahl als die Seilumschlingungslitzen vorhanden sind. Es können aber auch gleich viel Litzen und Seilumschlingungslitzen vorhanden sein, wobei zur Unterscheidung die eine Gruppe Litzen und die andere Gruppe Seilumschlingungslitzen genannt werden.
  • In der Regel enthalten die Litzen und/oder die Seilumschlingungslitzen zwei bis acht Kerndrähte; es sind jedoch auch mehr Kerndrähte möglich.
  • Ebenso enthalten die Litzen und/oder die Seilurschlingungslitzen in der Regel bis zu vier Litzenumschlingungsdrähte, wobei auch hier eine größere Anzahl möglich ist.
  • Als Kerndrähte werden diejenigen Drähte in der Litze bzw. Seilumschlingungslitze verstanden, welche in der Regel in der Überzahl sind.
  • Als Litzenumschlingungsdrähte werden diejenigen Drähte in der Litze bzw. Seilumschlingungslitze verstanden, welche in der Regel in geringerer Zahl sind.
  • Die Litzen bzw. die Seilumschlingungslitzen können beispielsweise 3 + 1, 5 + 2, 6 + 3, 7 + 2, oder allgemein n1 + n2 Drähte enthalten, wobei die erste Zahl bzw. n1 die Anzahl der Kerndrähte und die zweite Zahl bzw. n2 die Anzahl der Litzenumschlingungsdrähte angibt.
  • Es können aber auch in den Litzen bzw. in den Seilumschlingungslitzen dieselbe Anzahl an Kerndrähten und auch Litzenumschlingungsdrähten enthalten sein. Solche Litzen bzw. Seilumschlingungslitzen enthalten also dann 2 + 2, 3 + 3, 4 + 4 oder n1 + n2, wobei n1 = n2 ist, Drähte, wobei die erste Zahl bzw. nl als Kerndrähte und die zweite Zahl bzw. n2 als Litzenumschlingungsdrähte verstanden werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kerndrähte und Litzenumschlingungsdrähte von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte einer Litze nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind. Die bevorzugte Schlaglänge liegt hierbei bei 10 bis 20 mm.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Kerndrähte der Litzen und/oder der Seilumschlingungslitzen so nebeneinander und gegeneinander angeordnet sind, daß jeder der Kerndrähte mit wenigstens einem anderen Kerndraht in linienförmigem Kontakt ist, wobei die Kontaktlinie parallel zur Richtung der Kerndrähte verläuft.
  • Diese Litzen sind als Verstärkungsseile in einfacher Verseilung aus der DE-OS 26 19 086 bekannt. Die Verstärkungsseile haben sich für die Verwendung als Verstärkungsseile in elastomeren Erzeugnissen als besonders günstig herausgestellt, da der Umschlingungsdraht zusätzlich tragende Funktion hat und außerdem das elastomere Material bei der Einbettung des Seiles besonders gut auch in den Kernbreich des Seiles eindringt und somit eine Korrosion der Drähte auch bei stärkeren Beschädigungen weitgehend verhindert wird.
  • überraschenderweise stellt sich heraus, daß bei einer nochmaligen Verseilung dieser Seile als Litzen ein Verstärkungsseil für elastomere Erzeugnisse entsteht, welches den günstigen, obengenannten Eigenschaften des Einzelseiles nahekommt.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Litzen und die Seilumschlingungsdrähte und/oder Seilumschlingungslitzen von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Litzen nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind.
  • Dabei ist es günstig, wenn die Litzenumschlingungsdrähte gegenüber den Kerndrähten phasenverschoben, vorzugsweise um eine halbe Steigungslänge verschoben, angeordnet sind. Die bevorzugte Schlaglänge bei der zweiten Verseilung liegt bei 10 bis 30 mm.
  • Bei dieser Ausführungsform wird zur Herstellung des Seiles bei der zweiten Verseilung das aus der DE-OS 26 19 086 bekannte Verfahren angewandt, wobei anstatt der Kerndrähte Litzen und anstatt der Umseilungsdrähte Seilumschlingungsdrähte und/oder Seilumschlingungslitzen eingesetzt werden.
  • Es war überraschend, daß mit einem derartigen Verstärkungsseil trotz seiner in der Regel erheblich größeren Anzahl an Drähten und somit seines größeren Querschnitts die gleich guten, oben beschriebenen Eigenschaften des in der DE-OS 26 19 086 beschriebenen Seiles erreicht werden können.
  • Die erfindungsgemäßen Verstärkungsseile finden bevorzugt Verwendung bei der Herstellung von Fahrzeugluftreifen, insbesondere von Luftreifen für Lastkraftwagen oder Erdbewegungsmaschinen
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren und Beispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles mit vier Litzen und einem Seilumschlingungsdraht der Konstruktion 4 x (5 + 2) + 1
    • Figur 2 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles mit sieben Litzen und einem Seilumschlingungsdraht der Konstruktion 7 x ( 3 + 1) + 1
    • Figur 3 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles mit sieben Litzen und einem Seilumschlingungsdraht der Konstruktion 7 x (2+ 2) + 1
    • Figur 4 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles gemäß Anspruch 5 mit fünf Litzen und zwei Seilumschlingungsdrähten der Konstruktion 5 x (4 + 1) + 2
    • Figur 5 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles gemäß Anspruch 5 mit drei Litzen und einer Umschlingungslitze der Konstruktion (3 + 1) x (5 + 2)
    • Figur 6 schematisch den Versuchsaufbau beim Korrosionsversuch
    • Figur 7 schematisch den Versuchsaufbau bei der Bestimmung der Luftdurchlässigkeit des eingebetteten Verstärkungsseiles
    • Figur 8 einen Schnitt durch den Prüfkörper, welcher bei der Bestimmung der Luftdurchlässigkeit eingesetzt wird
    • Figur 9 schematisch den Aufbau eines Reifens, in welchen erfindungsgemäße Verstärkungsseile eingebettet sind.
  • Figur 1 stellt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles 1 mit vier Litzen 2, welche aus je für.f Kerndrähten 3 und je zwei Litzenumschlingungsdrähten 4 bestehen, und einem Seilumschlingungsdraht 5 dar. Allgemein wird die Konstruktion mit 4 x (5 + 2) + 1 angegeben. Die Litzen 2 sind hierbei im Kreuzschlag verseilt. Die Litzen 2 können vorzugsweise derart aufgebaut sein, daß die Kerndrähte 3 und die Litzenumschlingungsdrähte 4 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte 3 einer Litze 2 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind. Die Kerndrähte 3 und Litzenumschlingungsdrähte 4 sind nur in der oberen Hälfte der Figur 1 dargestellt. Der besseren Übersichtlichkeit ist im Seilverbund nur noch die Litze 2 als dickes Kabel ohne Litzenumschlingungsdraht 4 dargestellt.
  • Figur 2 stellt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles 6 mit sieben Litzen 7, welche aus je drei Kerndrähten 8 und je einem Litzenumschlingungsdraht 9 bestehen, und einem Seilumschlingungsdraht 10 dar. Allgemein wird die Konstruktion mit 7 x (3 + 1) + 1 angegeben. Auch hier sind die Litzen im Kreuzschlag verseilt. Die Darstellungsform entspricht der von Figur 1.
  • Figur 3 stellt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles 11 mit sieben Litzen 12, welche aus je zwei Kerndrähten 13 und je zwei Litzenumschlingungsdrähten 14 bestehen, und einem Seilumschlingungsdraht 15 dar. Allgemein wird die Konstruktion mit 7 x (2 + 2) + 1 angegeben. Die bei Figur 1 zusätzlich gemachten Angaben gelten sinngemäß auch für Figur 3.
  • Figur 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles 16 gemäß Anspruch 13, bei welchem fünf Litzen 17 und zwei Seilumschlingungsdrähte 20 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Litzen 17 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind, wobei die Seilumschlingungsdrähte 20 um eine halbe Steigungslänge phasenverschoben gegenüber den Litzen 17 angeordnet sind. Die Litzen 17 bestehen jeweils aus vier Kerndrähten 18, wobei jede Litze 17 mit einem Litzenumschlingungsdraht 19 wendelförmig umwickelt ist. Bevorzugt finden hierbei Litzen Verwendung, bei denen die Kerndrähte 18 und die Litzenumschlingungsdrähte 19 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte 18 einer Litze 17 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind.
  • Figur 5 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles 21 gemäß Anspruch 13, bei welchem drei Litzen 22 und eine Seilumschlingungslitze 25 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Stei- gungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Litzen 22 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind, wobei die Seilumschlingungslitze 25 um eine halbe Steigungslänge phasenverschoben gegenüber den Litzen 22 angeordnet ist. Die Litzen 22 bestehen jeweils aus fünf Kerndrähten 23 und zwei Litzenumschlingungsdrähten 24. Die Seilumschlingungslitze 25 besteht ebenfalls aus fünf Kerndrähten 26 und zwei Litzenumschlingungsdrähten 27. Als besonders vorteilhaft kann es auch bei dem Verstärkungsseil 21 gemäß Figur 5 angesehen werden, wenn in den Litzen 22 und auch in der Seilumschlingungslitze 25 die Kerndrähte 23 bzw. 26 und die Litzenumschlingungsdrähte 24 bzw. 27 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte 23 und 26 einer Litze 22 bzw. 25 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind. Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Litzenumschlingungsdrähte 24 bzw. 27 um eine halbe Steigungslänge phasenverschoben gegenüber den Kerndrähten 23 bzw. 26 angeordnet sind.
    • Beispiel 1 Korrosionsversuche
  • Zum Nachweis der guten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verstärkungsseile wurden Korrosionsversuche gemäß einem in Figur 6 schematisch dargestellten Versuchsaufbau durchgeführt, wobei die Ergebnisse von erfindungsgemäßen Verstärkungsseilen mit bisher üblichen Verstärkungsseilen verglichen wurden.
  • Zur Durchführung des Korrosionsversuches werden Prüfkörper 28 hergestellt, bei welchen zwei Lagen 29 mit je vierzehn Seilen pro 32 mm derart in zwei verschiedene Sorten Gummi einvulkanisiert werden, daß die beiden Lagen 29 innerhalb eines Bereiches B von 25,4 mm der Prüfkörperlänge miteinander zusammenvulkanisiert sind. Die Bereichsgrenzen liegen 12,5 mm (Bereich A) von der einen und 50 mm (Bereich C) von der anderen Stirnseite des Prüfkörpers 28 entfernt, wobei die Seilquerschnitte an beiden Stirnseiten 30 und 31 sichtbar sind. Die Seile innerhalb der Seillagen 20 und die beiden Seillagen untereinander liegen in Probenlängsrichtung parallel zueinander in konstantem Abstand.
  • Die fertigen Prüfkörper 28 werden flachseitig mit der kürzeren, nicht zusammenvulkanisierten Seite in eine 20%ige NaCl-Lösung 32 in einem Behälter unter einem Winkel von 45° zur Badoberfläche derart eingetaucht, daß die Eintauchlänge D des zusammenvulkanisierten Bereiches 12,5 mm beträgt. Von den verschiedenen Seilarten wurden jeweils mehrere Proben hergestellt, welche entweder überhaupt nicht (Eintauchzeit 0 Tage) oder mehrere Tage in die 20%ige NaCl-Lösung eingetaucht waren. Hierbei wurden zwei verschiedene, übliche Gummisorten verwendet. Nach Ablauf der Eintauchzeit wurden die Seillagen der Prüfkörper nach Einspannen der beiden längeren, nicht zusammenvulkanisierten Seiten 30 auseinandergerissen. Beurteilt wurde der Gummibedeckungsgrad innerhalb des vorher zusammenvulkanisierten Bereiches beider auseinandergerissener Prüfkörperhälften 29, wobei nach eingetauchtem (Bereich D) und nicht eingetauchtem Bereich unterschieden wurde. 100% Bedeckungsgrad bedeutet, daß weder Seil noch Seilteile an beiden Prüfkörperhälften 29 sichtbar sind.
  • Als Seile wurden verwendet:
    • Seil I: ein erfindungsgemäßes Verstärkungsseil gemäß Anspruch 4 und Figur 1, welches aus vier Litzen 2, bei welchen fünf Kerndrähte 3 und zwei Litzenum- schlingungsdrähte 4 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte 3 einer Litze 2 nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind, und einem Seilumschlingungsdraht 5. Die Litzenumschlingungsdrähte 4 waren gegenüber den Kerndrähten 3 um eine halbe Steigungslänge phasenverschoben angeordnet. Die Kerndrähte 3 und die Litzenumschlingungsdrähte 4 hatten einen Drahtdurchmesser von 0,22 mm, während der Seilumschlingungsdraht 5 einen Durchmesser von 0,15 mm hatte. Die Verseilung der Litzen erfolgte im Kreuzschlag. Die Konstruktion wird üblicherweise wie folgt angegeben
      Figure imgb0001
    • Seil II: Aufbau wie Seil I, jedoch andere Drahtzahlen der Konstruktion
      Figure imgb0002
    • Seil III: Aufbau wie Seil I, jedoch andere Drahtzahlen, wie in Figur 2 dargestellt, der Konstruktion
      Figure imgb0003
    • Seil IV: Aufbau wie Seil I, jedoch andere Drahtzahlen, wie in Figur 3 dargestellt, der Konstruktion
      Figure imgb0004
    • Seil V: Aufbau wie Seil I, wobei anstatt des Seilumschlingungsdrahtes eine Seilumschlingungslitze um das Seil gewickelt war. Das Verstärkungsseil bestand aus drei Litzen und einer Seilumschlingungslitze, welche Litzen jeweils aus fünf Kerndrähten und zwei Litzenumschlingungsdrähten bestanden, der Konstruktion:
      Figure imgb0005
    • Seil VI: ein Vergleichsseil, welches zweifach im Kreuzschlag verseilt ist, der Konstruktion
      Figure imgb0006
  • Seil VII: ein Vergleichsseil, welches einfach verseilt ist, der Konstruktion:
    Figure imgb0007
  • Die Gummibedeckungsgrade in % der auseinandergerissenen Proben, in welche erfindungsgemäße bzw. Vergleichsverstärkungsseile eingebettet waren, sind in der Tabelle I und II in Abhängigkeit der Eintauchzeit dargestellt.
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009
  • Die Prüfkörper mit erfindungsgemäßen Verstärkungsseilen verhalten sich also korrosionsbeständiger als die Prüfkörper mit Vergleichsseilen.
    • Beispiel
  • Um nachzuprüfen, wie die Güte der Einbettung eines erfindungsgemäßen Verstärkungsseiles im Gummi im Vergleich zu bisher üblichen Verstärkungsseilen ist, wurde die Luftdurchlässigkeit gemäß Figur 7 bestimmt, wobei ein Prüfkörper gemäß Figur 8 Verwendung fand.
  • Ein 7,5 cm langes Verstärkungsseil 36 wird zu diesem Zweck in Gummi 35 eingebettet, wobei das Verstärkungsseil 36 an beiden Stirnseiten des Prüfkörpers 34 sichtbar sind. Gleichzeitig werden in jeden Prüfkörper 34 eine Dichtungsscheibe 37 und ein Rohranschlagstück 38 in den Gummi 35 eingebettet.
  • Mit der Überwurfmutter 40 wird der Prüfkörper 34 gasdicht mit einem Druckluftanschlußstück 41 angeschlossen. Das Druckluftanschlußstück 41 ist über ein Übergangsstück 42, ein Druckreduzierventil 43 und einer Druckluftleitung 44 an eine (nicht dargestellte) Druckluftquelle angeschlossen.
  • Am Rohranschlußstück 38 ist ein Rohr 39 gasdicht angeschlossen, welches mit dem freien Ende in eine mit Wasser 46 gefüllte Wanne 45 eingetaucht ist. Das freie Ende ist nach oben gebogen und befindet sich unter der öffnung eines bei, Beginn des Versuches bis zur Nullmarke mit Wasser gefüllten Meßzylinders 47, welcher ebenfalls in das Wasserbad 45, 46 eingetaucht ist. Mit dem Ventil 48 läßt sich die Höhe der Wassersäule im Meßzylinder 47 einstellen.
  • Bei Beginn der Luftdurchlässigkeitsbestimmung wird über das Druckreduzierventil 43 ein Druck von 1 bar eingestellt. Kann durch den Prüfkörper infolge einer nicht vollständigen Einbettung des Verstärkungsseiles 36 in die Gummimasse 35 Luft eindringen, so steigen die enstehenden Luftblasen im Meßzylinder 47 auf. Gemessen wird die sich im Meßzylinder 47 ansammelnde Luftmenge pro Zeiteinheit.
  • Als Verstärkungsseile wurden folgende in die Gummisorte 2 eingebettet:
  • Die erfindungsgemäßen Verstärkungsseile I und V gemäß Beispiel 1.
  • Außerdem wurde ein weiteres erfindungsgemäßes Seil VIII eingebettet, welches wie Seil 1 aufgebaut ist, jedoch zwei Seilumschlingungsdrähte hat, der Konstruktion:
    Figure imgb0010
  • Als Vergleichsseile wurden die Seile VI und VII aus Beispiel 1 gewählt.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargestellt.
    Figure imgb0011
  • Die erfindungsgemäßen Verstärkungsseile sind also vollständig in die Gummimasse eingebettet.
  • Figur 9 zeigt schematisch den Aufbau eines Reifens, in welchem erfindungsgemäße Verstärkungsseile eingebettet sind. Mit 47 ist die Lauffläche des Reifens bezeichnet, welcher hier als Radialreifen aufgebildet ist. In die Lauffläche 47 sind zwei Lagen 48 und 49 von erfindungsgemäßen Verstärkungsseilen eingebettet, welche unter einem bestimmten Winkel zur Umfangsrichtung verlaufen. Dieser Winkel richtet sich nach dem Einsatzgebiet des Reifens. In eine Karkasse 51 sind ebenfalls erfindungsgemäBe Verstärkungsseile 50 senkrecht zur Umfangsrichtung des Reifens - in Umfangsrichtung des Reifenquerschnitts - eingebettet. In den Wulst 57 können ebenfalls die erfindungsgemäßen Verstärkungsseile eingebettet sein.

Claims (14)

1. Verstärkungsseil aus Metalldrähten für elastomere Erzeugnisse, bestehend aus mindestens zwei miteinander verseilten Litzen aus jeweils zwei oder mehr Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine außenliegende Litze aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungs- draht (4, 9, 14, 19 bzw. 24) wendelförmig umwickelten Kerndrähten (3, 8, 13, 18 bzw. 23) besteht.
2. Verstärkungsseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede außenliegende Litze aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungsdraht (4, 9, 14, 19 bzw. 24) wendelförmig umwickelten Kerndrähten (3, 8, 13, 18 bzw. 23) besteht.
3. Verstärkungsseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Litze (2, 7, 12, 17 bzw. 22) aus zwei oder mehr von mindestens einem Litzenumschlingungsdraht (4, 9, 14, 19 bzw. 24) wendelförmiq umwickelten Kerndrähten (3, 8, 13, 18 bzw. 23) besteht.
4. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte aus Stahl sind.
5. Verstärkungsseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) insgesamt von mindestens einem Seilumschlingungsdraht (5, 10, 15, 20) und/oder mindestens einer Seilumschlingungslitze (25) wendelförmig umwickelt sind.
6. Verstärkungsseil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsseil (1, 6, 11, 16 bzw. 21) aus drei bis sieben Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) besteht.
7. Verstärkungsseil nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) von bis zu vier Seilumschlinungsdrähten (5, 10, 15 bzw. 20) wendelförmig umwickelt sind.
8. Verstärkungsseil nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch ge-kennzeichnet, daß die Litzen (22) von bis zu vier Seil- umschlingungslitzen (25) wendelförmig umwickelt sind.
9. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) und/oder die Seilumschlinungslitzen (25) jeweils zwei bis acht Kerndrähte (3, 8, 13, 18, 23 bzw. 26) enthalten.
10. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) und/oder die Seilumschlingungslitzen (25) jeweils bis zu vier Litzenumschlingungsdrähte (4, 9, 14, 19, 24 bzw. 27) enthalten.
11. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Litzen (2, 7, 12, 17 bzw. 22) und/oder bei den Seilumschlingungslitzen (25) die Kerndrähte (3, 8, 13, 18, 23 bzw. 26) und die Litzenumschlingungsdrähte (4, 9, 14, 19, 24 bzw. 27 von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Kerndrähte (3, 8, 13, 18, 23 bzw. 26) einer Litze (2, 7, 12, 17, 22 bzw. 25) nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind.
12. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerndrähte (3, 8, 13, 18, 23 bzw. 26) der Litzen(2, 7, 12, 17 bzw. 22) und/oder der Seilumschlingungslitzen (25) nebeneinander und gegeneinander angeordnet sind, und jeder der Kerndrähte mit wenigstens einem anderen Kerndraht in linienförmigem Kontakt ist, wobei die Kontaktlinie parallel zur Richtung der Kerndrähte (3, 8, 13, 18, 23 bzw. 26) verläuft.
13. Verstärkungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen (12, 17 bzw. 22) und die Seilumschlingungsdrähte (15 bzw. 20) und/oder Seilumschlingungslitzen (25) von schraubenförmiger Gestalt gleicher Steigung, gleichen Steigungswinkels und gleicher Drehrichtung sind, und die Litzen (12, 17 bzw. 22) nahezu phasengleich gebündelt angeordnet sind.
14. Verwendung der Verstärkungsseile gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen, insbesondere von Luftreifen für Lastkraftwagen oder Erdbewegungsmaschinen.
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