Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um die Verschiebung von Fasern in einem Stahlcordseil zu vermeiden, das zur Verstärkung einer Cordgewebeeinlage in einem Gummireifen dient. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Stahlcordseil mit einer verbesserten Beständigkeit gegen die Verschiebung von Fasern. Die Erfindung konzentriert sich hauptsächlich auf den Gewebeunterbau eines Gürtelreifens, jedoch ist die Erfindung ebenfalls auf die Gürteleinlage, die Wulsteinlage oder die Kernfahneneinlage eines Gürtelreifens anwendbar.

Stahlcordseile, die für die Verstärkung von Gürtelreifen angepasst worden sind, sind in der Technik weithin bekannt. Unter diesen Stahlcordseilen haben Stahlcordseile mit einer kompakten Konfiguration einen großen kommerziellen Erfolg gehabt. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff „kompakte Konfiguration" auf Stahlcordseile, die wenigstens eine Schicht haben und bei denen diese Schicht imprägniert ist, d. h. die zwischen benachbarten Fasern derselben Schicht keine oder sehr kleine Zwischenräume hat. Die Gründe für den kommerziellen Erfolg liegen darin, dass Stahlcordseile mit einer kompakten Konfiguration eine große Menge an Stahl pro Einheit der Querschnittsoberfläche bereitstellen und Stahlcordseile mit einer kompakten Konfiguration in einer wirtschaftlichen Weise, z. B. in einem einzigen Verdrallungsschritt, hergestellt werden können. Allerdings leiden Stahlcordseile mit einer kompakten Konfiguration unter der Verschiebung von Fasern wie beispielsweise die Verschiebung von Kernfasern oder von einer Kernfaser. Die Verschiebung von Fasern ist das Phänomen, bei dem eine oder mehrere Fasern sich in der Längsrichtung in Bezug auf ihre Nachbarn verschieben und an einem Ende des Cordseils austreten, so dass sie den Gummi durchbohren und den Reifen beschädigen. Die Ursache der Verschiebung von Fasern ist als eine mangelnde Verankerung der jeweiligen Fasern in dem Stahlcordseil erklärt worden. Die mangelnde Verankerung der Kernfasern, die von einer imprägnierten Schicht von Schichtfasern eingeschlossen sind, wird als ein mangelnder Kontakt zwischen den Schichtfasern und den Kernfasern angesehen. In der Tat ist aufgrund kleiner Abweichungen von dem standardmäßigen Faserdurchmesser und / oder aufgrund der Tatsache, dass Fasern in einer Schicht mehr Platz einnehmen, als ursprünglich berechnet worden ist (tatsächlich haben die Fasern infolge des Verdrallungsschritts eher die Form von Ellipsen anstelle von echten Kreisen und nehmen demzufolge mehr Platz als Kreise ein) ein starker Kontakt zwischen den Fasern einer imprägnierten Schicht vorhanden, und zwar auf Kosten des Kontakts mit den Kernfasern.

Das Dokument US-A-4 783 955 nach dem vorherigen Stand der Technik hat versucht, dieses Problem der Verschiebung von Fasern zu lösen, indem der Durchmesser problematischer Fasern (zum Beispiel der Kernfasern), bei denen eine Verschiebung wahrscheinlich auftritt, so vergrößert wurde, dass ein Kontakt zwischen diesen Fasern und den umgebenden Fasern der Schicht hergestellt wird. Diese Lösung leidet jedoch unter dem Nachteil, dass zwei unterschiedliche Faserdurchmesser verwendet werden müssen, nämlich die dickeren Fasern für den Kern und die dünneren Fasern für die Schicht(en). Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass infolge dieses Durchmesserunterschiedes die Schicht beziehungsweise die Schichten nicht mehr imprägniert sind, das heißt, es gibt Zwischenräume zwischen benachbarten Fasern. so dass die Querschnittskonfiguration nicht mehr kompakt ist. Noch ein zusätzlicher Nachteil liegt darin, dass die Verankerung der Kernfasern zum großen Teil von der Art und Weise abhängt, wie das Stahlcordseil hergestellt wird. Eine verhältnismäßig lockere Verdrallung der Schichtfasern um die Kernfasern herum bewirkt nicht den erwarteten Kontaktdruck zwischen Kernfaser(n) und Schichtfasern und kann trotzdem zu einer Verschiebung von Kernfasern führen. Die Verdrallung der Schichtfasern unter einer erhöhten Zugspannung um die Kernfasern herum bewirkt die erwartete Verankerung, jedoch können zu hohe Zugspannungen zu einem beträchtlichen Schwingungsreibverschleiß auf den Kernfasern führen.

In dem Dokument US-A-5,279,695 nach dem vorherigen Stand der Technik ist eine Lösung bereitgestellt worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen. Diese Lösung umfasst die Einlagerung von syndiotaktischem 1,2-Polybutadien in den Lücken zwischen den einzelnen Stahlfasern eines Stahlcordseils. Aufgrund dieser Lösung sind Stahlcordseile mit verbesserter Ermüdungsfestigkeit, verbesserter Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegen eine Verschiebung von Fasern gewonnen worden. Syndiotaktisches 1,2-Polybutadien ist wegen seiner einzigartigen Kombination von Fähigkeiten, mit Gummi zusammen auszuhärten und sich mit Gummi zu verbinden, seiner Verträglichkeit mit typischen Gummiarten für Reifen und seiner Fähigkeit, wie andere thermoplastische Kunststoffe geschmolzen und verarbeitet zu werden, ausgewählt worden. In der Vulkanisierungsphase schmilzt das syndiotaktische 1,2-Polybutadien und verteilt sich in feiner Form überall in den Lücken zwischen den Stahlfasern in dem Cordseil. Die Haftung zwischen dem syndiotaktischen 1,2-Polybutadien und dem Messingüberzug wird als eher mäßig oder niedrig angegeben. Das Dokument US-A-5,279,695 zielt auch darauf ab, die Korrosionsbeständigkeit von Stahlcordseilen zu verbessern. Als Folge davon wird syndiotaktisches 1,2-Polybutadien in allen Lücken zwischen den einzelnen Fasern eines Stahlcordseils bereitgestellt, so dass die Biegesteifigkeit eines derartigen Stahlcordseils beträchtlich erhöht wird.

Das Dokument BE-A-900175 offenbart ein Stahlcordseil zur Verstärkung von Gummi. Der Kern des Stahlcordseils kann aus einem Polymer mit einem hohen Molekulargewicht gebildet werden, dessen Erweichungspunkt höher ist als die Vulkanisierungstemperatur.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des früheren Stands der Technik zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Alternative zu syndiotaktischem 1,2-Polybutadien bereitzustellen, die es ermöglicht, die gleichen Vorteile oder ähnliche Vorteile zu erlangen.

Außerdem ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Stahlcordseil mit einer geringeren Biegesteifigkeit bereitzustellen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um die Verschiebung von Fasern in einem Stahlcordseil zu vermeiden, das zur Verstärkung einer Cordgewebeeinlage in einem Gummireifen dient.

Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• (a) Bereitstellung von einer oder mehreren Stahlfasern mit einem metallischen Überzug, damit diese als Kernfasern eines Cordseils dienen;
• (b) Bereitstellung von drei oder mehr Stahlfasern mit einem metallischen Überzug, damit diese als Schichtfasern um die besagten Kernfasern herum in dem besagten Cordseil dienen;
• (c) Auswahl eines Polymermaterials, welches bei einer Temperatur, bei der der Gummi der Cordgewebeeinlage vulkanisiert wird, nicht schmilzt;
• (d) Ermittlung einer Menge des ausgewählten Polymermaterials, so dass die Menge des ausgewählten Polymermaterials das Volumen der Lücken zwischen den zu überziehenden Fasern und denjenigen Fasern nicht überschreitet, die neben den besagten Fasern, welche in dem schließlich verdrallten Cordseil zu überziehen sind, liegen sollen;
• (e) Einschließung von einer oder mehreren der Kernfasern und/oder der Schichtfasern mit der ermittelten Menge an Polymermaterial;
• (f) Verdrallung der Schichtfasern um die eingeschlossenen Kernfasern herum, um das besagte Cordseil zu erhalten;
• (g) Einbetten des erhaltenen Cordseils bei der Vulkanisierungstemperatur in eine aus Gummi bestehende Cordgewebeeinlage, wobei das besagte Polymermaterial nicht schmilzt;

dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Polymermaterial weiterhin so ausgewählt wird, dass das besagte Polymermaterial einen hohen Adhäsionsgrad mit den eingeschlossenen Stahlfasern erhält, so dass bei einer standardmäßigen Prüfung weniger als 2 cm abgerissen werden können, oder wobei das Polymermaterial zusammen mit einer Grundierung aufgetragen wird, so dass wenigstens der gleiche, hohe Adhäsionsgrad erreicht wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Kernfaser beziehungsweise werden die Kernfasern von Polymermaterial eingeschlossen. Vorzugsweise wird nur ein einziges Polymermaterial in den Lücken zwischen den Kernfasern und den benachbarten Schichtfasern bereitgestellt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden einige oder alle der Schichtfasern von Polymermaterial eingeschlossen.

Die Anzahl der Kernfasern kann sich auf eins, zwei, drei oder vier belaufen. Die Anzahl der Schichtfasern ist immer größer als die Anzahl der Kernfasern und kann sich auf drei bis neun oder mehr belaufen. Eine zusätzliche, äußere Schicht, bestehend aus äußeren Schichtfasern, kann um die Schichtfasern herum verdrallt werden, so dass eine aus zwei Schichten bestehende Konfiguration gewonnen wird, nämlich eine (dazwischenliegende) Schicht mit (dazwischenliegenden) Schichtfasern um die Kernstruktur herum und eine äußere Schicht mit äußeren Schichtfasern um die (dazwischenliegende) Schicht herum.

Ein Beispiel für eine aus zwei Schichten bestehende Konfiguration ist:

1 × D₁ + 6 × D₂ + 12 D₃

In einer vorzuziehenden Ausführungsform der Erfindung sind alle Faserdurchmesser D₁, D₂ und D₃ gleich D.

Eine umhüllende Faser kann um das Stahlcordseil gehüllt werden oder auch nicht.

Das Polymermaterial wird aus folgenden Materialien ausgewählt:

• – einem thermoplastischen Polyester auf der Basis von Polybutylenterephtalat oder auf der Basis von Polyethylenterephtalat;
• – einem Kopolyester;
• – einem thermoplastischen Polyurethan und
• – einem Polyamid.

Vorzugsweise wird das Polymermaterial so ausgewählt, dass das besagte Polymermaterial auf dem metallischen Überzug wie beispielsweise Messing oder Zink haftet.

In einer vorzuziehenden Ausführungsform werden die Anzahl der Schichtfasern und – je nach den Umständen – die Anzahl der äußeren Schichtfasern sowie die Art und Weise der Verdrallung so ausgewählt, dass das endgültige Cordseil eine kompakte Konfiguration hat, d. h., dass der durchschnittliche Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schichtfasern (und zwischen zwei benachbarten, äußeren Schichtfasern) kleiner als 0,1 × D₁ ist, wobei D₁ der durchschnittliche Durchmesser von all den (äußeren) Schichtfasern ist.

Im Falle einer Konfiguration des Typs 1 × D + 6 × D oder 1 × D + 6 × D + 12 × D, in der die einzelne Kernfaser von Polymermaterial eingeschlossen ist, ist die durchschnittliche Dicke der Polymerschicht um die einzelne Kernfaser herum vorzugsweise kleiner als 0,080 × D und beträgt zum Beispiel etwa 0,076 × D. Dies entspricht etwa der Menge an Polymer, die gerade benötigt wird, um die Hohlräume zwischen der Kernfaser und den sechs umgebenden, dazwischenliegenden Schichtfasern zu füllen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die „durchschnittliche Dicke des Polymers" gleich der durchschnittlichen Dicke der Polymerschicht unmittelbar vor der Verdrallung der Schicht um den Kern herum.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stahlcordseil mit verbesserter Beständigkeit gegen eine Verschiebung von Fasern bereitgestellt. Das Stahlcordseil umfasst eine oder mehrere Stahlkernfasern, die als Kern dienen, drei oder mehr Stahlschichtfasern, die als Schicht dienen und um den Kern herum verdrallt sind, und eine Vielzahl von äußeren Stahlschichtfasern, die um die Schicht herum verdrallt sind. Weiterhin umfasst das Stahlcordseil eine Menge an Polymermaterial, dessen Schmelzpunkt über der Vulkanisierungstemperatur liegt. Die Menge des Polymermaterials ist nicht größer als das Volumen der Lücken zwischen einer Auswahl von Kernfasern und Schichtfasern.

Die Erfindung wird nun ausführlicher und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei

1 zeigt einen transversalen Querschnitt eines Stahlcordseils des Typs 1 + 6 + 12 gemäß der Erfindung, wobei die Kernstruktur Polymermaterial und eine Faser umfasst;

2 zeigt eine Detailansicht des transversalen Querschnitts von 1;

3 zeigt einen transversalen Querschnitt eines Stahlcordseils des Typs 3 + 9 + 1 gemäß der Erfindung, wobei die Kernstruktur Polymermaterial und drei Fasern umfasst;

4 zeigt eine Detailansicht des transversalen Querschnitts von 3;

5 zeigt einen transversalen Querschnitt eines Stahlcordseils des Typs 1 + 6 + 12 gemäß der Erfindung, wobei drei der sechs Schichtfasern ...;

6 zeigt einen transversalen Querschnitt einer Stahlkernfaser, die von einem Polymermaterial umgeben ist;

7 dient dazu, eine standardmäßige Prüfung zu erläutern, mit der die Verankerung bestimmter Fasern in dem Stahlcordseil ermittelt wird.

1 zeigt einen transversalen Querschnitt eines Stahlcordseils 10 des Typs 1 + 6 + 12 gemäß der Erfindung. Das Stahlcordseil 10 umfasst eine Kernstruktur mit einer Stahlkernfaser 12, einer Zwischenschicht aus dazwischenliegenden Schichtfasern 14, welche die Kernstruktur umgeben, und einer äußeren Schicht aus äußeren Schichtfasern 16, welche die Zwischenschicht umgeben. Die Kernstruktur umfasst auch Polymermaterial 18, das an der Kernfaser 12 und an den dazwischenliegenden Schichtfasern 14 haftet.

Wie in 2 klar dargestellt ist, gibt es gerade genug oder nahezu genug Polymermaterial 18, um die Hohlräume zwischen der Kernfaser 12 und den dazwischenliegenden Schichtfaser 14 zu füllen, so dass die dazwischenliegenden Schichtfasern noch eine imprägnierte Schicht bilden können, d. h. eine Schicht mit keinen oder sehr kleinen Zwischenräumen zwischen benachbarten, dazwischenliegenden Schichtfasern.

Die haftende Funktion des Polymermaterials 18 gewährleistet, dass die Kernfaser 12 während wiederholter Biegevorgänge an Ort und Stelle festgehalten wird und dass eine Verschiebung der Kernfaser vermieden wird, und zwar unabhängig von den Kontaktdrucken zwischen den dazwischenliegenden Schichtfasern 14 und der Kernfaser 12 und unabhängig von den Zugspannungen, die während des Verdrallungsprozesses auf die relevanten Fasern angewendet werden. Das Polymermaterial 18 muss nicht mit dem Gummi der endgültigen Cordgewebeeinlage des Reifens in Wechselwirkung treten und tut dies in der Tat auch nicht, weil die Schmelztemperatur des Polymermaterials 18 höher als die Vulkanisierungstemperatur sein muss.

Die Auswahl einer Konfiguration des Typs 1 + 6 + 12 macht es möglich, den gleichen Durchmesser D für alle Fasern 12, 14 und 16 zu verwenden, so dass die Notwendigkeit einer separaten Vorhaltung der jeweiligen Fasern vermieden wird und eine imprägnierte Zwischenschicht und eine imprägnierte, äußere Schicht gewonnen werden können, sofern alle Fasern in der selben Richtung und im selben Verdrallungsschritt verdrallt werden.

Allerdings können im Rahmen der vorliegenden Erfindung andere Konfigurationen in Betracht gezogen werden wie beispielsweise ein Stahlcordseil des Typs 1 + 7 + 14.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass man ein Stahlcordseil mit einer kompakten Konfiguration und ohne eine Verschiebung von Fasern erhält, indem man Fasern verwendet, die alle den gleichen Durchmesser haben, indem man sie in der gleichen Richtung und im Rahmen desselben Schritts verdrallt, ohne dass besondere Maßnahmen hinsichtlich der Zugspannungen ergriffen werden, die an die Fasern während der Verdrallung angelegt werden.

3 zeigt den transversalen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Stahlcordseils gemäß der Erfindung. Hier haben wir eine Struktur des Typs 3 + 9 + 1. Die Kernstruktur umfass drei Kernfasern 12, und die einzige Schicht hat neun Stahlschichtfasern 14. Eine umhüllende Faser 20 umgibt die Schicht. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 bewirkt das Polymermaterial 18 die haftende Verbindung zwischen den drei Kernfasern 12 und den neun Schichtfasern 14. Auch hier wiederum führt die Verwendung des gleichen Faserdurchmessers D sowohl für die Kernfasern 12 als auch für die neun Schichtfasern 14 zu einer kompakten Konfiguration, sofern die Menge des Polymermaterials 18 gerade ausreicht, um die Lücken zwischen den Kernfasern 12 und den Schichtfasern 14 zu füllen.

5 zeigt einen transversalen Querschnitt eines weiteren Stahlcordseils des Typs 1 + 6 + 12 gemäß der Erfindung. In dieser Ausführungsform sind nur drei der sechs Schichtfasern 14 von einem Polymermaterial 18 eingeschlossen. Die anderen drei Schichtfasern 14' sind nicht von Polymermaterial 18 eingeschlossen worden. Die eingeschlossenen Fasern 14 wechseln mit den nicht eingeschlossenen Fasern 14' um die einzelne Kernfaser 12 herum ab. Die Menge des Polymermaterials 18 ist so groß, dass sie die Lücken zwischen den Schichtfasern 14, den Schichtfasern 14', der Kernfaser 12 und einigen äußeren Schichtfasern 16 füllt.

Andere alternative Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel ist es möglich, alle sechs Schichtfasern 14, 14' mit einem Polymermaterial 18 einzuschließen.

In noch einer weiteren, alternativen Ausführungsform sind die Kernfaser 12 und alle Schichtfasern 14, 14' von einem Polymermaterial 18 eingeschlossen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit einer Konstruktion des Typs 1 + 6 + 12 folgende Variationen möglich sind:

• – 1 + Polymer + 6 + 12
• – 1 + 6 + Polymer + 12
• – 1 + 3 + Polymer + 3 + 12
• – 1 + Polymer + 6 + Polymer + 12

In jeder Ausführungsform ragt das Polymermaterial vorzugsweise nicht zwischen einigen der zwölf äußeren Fasern 16 heraus und durch sie hindurch.

Ein Stahlcordseil gemäß der Erfindung kann hergestellt werden, indem man zunächst eine Kernfaser 12 mit der notwendigen Menge an Polymermaterial 18 extrudiert und indem man anschließend die Schichtfasern um die extrudierte Kernfaser 12 herum verdrallt. In Abhängigkeit von dem Typ des Polymermaterials kann eine Grundierung erforderlich sein, um eine angemessene Haftverbindung zwischen dem Polymermaterial und der Stahlfaser zu erreichen. Die Grundierung kann auf der Basis eines Lösungsmittels oder auf der Basis eines Schmelzklebstoffs erfolgen und wird vor dem Extrusionsprozess auf der Faser aufgetragen. Die Schritte des Auftragens der Grundierung, der Extrusion und der Verdrallung werden vorzugsweise im Rahmen eines einzigen kontinuierlichen Arbeitsgangs auf dem Montageband durchgeführt.

6 zeigt einen Querschnitt einer Kernfaser 12 mit dem extrudierten Polymermaterial 18 unmittelbar vor den Verdrallungsschritt.

Im Fall einer kompakten Konfiguration des Typs 1 + 6 oder 1 + 6 + 12, wobei sämtliche Durchmesser der Fasern gleich D sind, ergibt sich die optimale. durchschnittliche Dicke des Polymermaterials aus:

Im Fall einer kompakten Konfiguration des Typs 1 + 6 oder 1 + 6 + 12, wobei sämtliche Durchmesser der Schichtfasern gleich D sind, jedoch der Durchmesser d der einen Kernfaser kleiner ist als D, ergibt sich die optimale, durchschnittliche Dicke des Polymermaterials aus:

In einer verallgemeinerten Konfiguration des Typs 1 × d + n × D + m × D, wobei n ≥ 3 ist, ergibt sich die optimale, durchschnittliche Dicke des Polymermaterials für den Fall d ≥ D aus:

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haftet ein Polymermaterial per definitionem an einer eingeschlossenen Stahlfaser, wenn die Stahlfaser, die mit dem Polymermaterial überzogen worden ist, gemäß der folgenden Standardprüfung eine Einstufung von 0 bis 3 und vorzugsweise von 0 bis 2 erhält. Diese Standardprüfung wird wie folgt durchgeführt, um die Haftung oder Verbindung zwischen dem synthetischen Überzug und dem zugbelastbaren Element zu bewerten.

Verwendet wird ein Stück einer Stahlfaser, die mit Polymermaterial überzogen worden ist. Das Polymermaterial wird in der Längsrichtung mit Hilfe der scharfen Seite eines Schneidemessers auf einer Länge von etwa 5 cm auf beiden Seiten der Faser, die zueinander genau gegenüber liegen, entfernt. Mit Hilfe der stumpfen Seite des Schneidemessers wird das Polymermaterial leicht angehoben. Schließlich wird mit den Fingern versucht, das Polymermaterial von der Stahlfaser abzuziehen.

Eine Bewertung wird gemäß den folgenden Beobachtungen vorgenommen:

Ein Stahlcordseil, so wie es in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist mit zwei anderen Stahlcordseilkonstruktionen nach dem vorherigen Stand der Technik verglichen worden.

Die Konstruktion 1. nach dem vorherigen Stand der Technik ist ein kompaktes Cordseil des Typs 0,20 + 6 × 0,175 + 12 × 0,175, das in Z-Richtung mit einer Steigung von 10 mm verdrallt worden ist und bei dem alle Fasern einen Messingüberzug haben.

Die Konstruktion 2. nach dem vorherigen Stand der Technik ist ein kompaktes Cordseil des Typs 0,20 + 6 × 0,175 + 12 × 0,175, das in Z-Richtung mit einer Steigung von 10 mm verdrallt worden ist und bei dem die Kernfaser mit Zink überzogen ist und die Fasern der Zwischenschicht und die Fasern der äußeren Schicht mit Messing überzogen sind.

Das Cordseil gemäß der Erfindung ist vom Typ [0,15 + Polymer] + 6 × 0,175 + 12 × 0,175. Die Verdrallungsrichtung ist Z, und die Steigung der Verdrallung beläuft sich ebenfalls auf 10 mm.

Die nachfolgende Tabelle 1 verzeichnet die Ergebnisse, die durch eine Dauerfestigkeitsprüfung und eine Herausziehprüfung des Kerns gewonnen worden sind.

Die Herausziehkraft ist für ein Cordseil gemäß der Erfindung größer als für die Cordseile nach dem vorherigen Stand der Technik. Dies bedeutet, dass die Verankerung der Cordseilstruktur in einem Cordseil gemäß der Erfindung größer ist als die Verankerung der Cordseilstruktur in den geprüften Cordseilen nach dem vorherigen Stand der Technik.

In der Prüfung wurden für die Cordseile nach dem vorherigen Stand der Technik nur die Kernfaser aus dem Cordseil herausgezogen, während bei dem Cordseil gemäß der Erfindung die Kernfaser und die Zwischenschicht aus dem Cordseil herausgezogen werden. Dies bedeutet, dass die Kernfaser aufgrund des Polymermaterials besser an den umgebenden Fasern der Zwischenschicht haftet, als die Fasern der Zwischenschicht an den umgebenden Faser der äußeren Schicht haften. Dies ist bemerkenswert, wenn man die viel kleinere Oberfläche in Betracht zieht, die zwischen der Kernfaser und den Fasern der Zwischenschicht zur Verfügung steht.

Die Herausziehkraft ist per definitionem die Kraft ausgedrückt in Newton, die erforderlich ist, um die Kernfaser(n) über eine Länge, die gleich einer vorher festgelegten Anzahl von Malen der Schlaglänge des Cordseils ist, aus den Schichtfasern oder den Schichtlitzen herausziehen.

Unter Bezugnahme auf die 7 wird die Prüfung zur Ermittlung der Herausziehkraft wie folgt durchgeführt. Ein Probestück eines Stahlcordseil 10 mit einer vorgegebenen Länge AD, die größer ist als 1 (wobei 1 gleich einer Anzahl von Malen der Schlaglänge des Cordseils ist), wird an beiden Seiten A und D eingeschnitten, und die Länge 1 = BC wird in der Mitte der Länge des Probestücks markiert, zum Beispiel durch ein Kunststoffband.

Das Stahlcordseil 10 wird längs des Abschnitts AB auseinander genommen, und sämtliche Schichtfasern (oder Schichtlitzen) werden in B abgeschnitten, ohne die Kernfaser beziehungsweise die Kernfasern zu beschädigen. Weiterhin wird das Stahlcordseil 10 längs des Abschnitts CD auseinander genommen, doch wird/ werden jetzt die Kernfaser(n) im Punkt C abgeschnitten. Die auseinander genommenen Schichtfasern beziehungsweise Schichtlitzen werden wieder zusammengesetzt und im Punkt D zusammengeschweißt.

Das Cordseilende CD wird in einer ortsfesten Klemmbacke eines Zugfestigkeitsprüfgeräts eingespannt, und das Cordseilende AB wird in einer verschiebbaren Klemmbacke des Zugfestigkeitsprüfgeräts eingespannt.

Die Zugfestigkeitsprüfung wird beendet, sobald die registrierte Kraft erheblich unter die registrierte Maximalkraft fällt, oder sie wird nach einer vorher festgelegten Zeitspanne beendet. Die Maximalkraft ist gleich der Kraft zum Herausziehen des Kerns.

Aus der Tabelle 1 geht ebenfalls hervor, dass die Ermüdungsfestigkeit des geprüften Cordseils gemäß der Erfindung mit derjenigen der geprüften Cordseile nach dem vorherigen Stand der Technik vergleichbar oder geringfügig besser ist.

Die Ermüdungsfestigkeit der Cordseile ist für diejenigen Cordseile ermittelt worden, die in Gummi eingebettet sind. Die in Gummi eingebetteten Cordseile, die eine bestimmte Länge aufweisen, werden an beiden Enden eingespannt, über einer Prüfseilscheibe mit einem festgelegten Radius gebogen, und dieser Zyklus wird unter einer festgelegten Vorspannung und einem bestimmten Hub bis zum Bruch wiederholt.

Die Konstruktionen 1. und 2. nach dem vorherigen Stand der Technik und das Cordseil, das in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, sind auch einer Prüfung mit einem Laufband unterzogen worden. Eine Prüfung mit einem Laufband ist vollständig dargestellt worden in Luc Bourgois, Belt Test for the Evaluation of the Fretting Fatigue and Adhesion Behavior of Steel Cord in Rubber, Tire Reinforcement and Tire Performance (Bandtest zur Bewertung des Schwingungsreibverschleißes und des Haftungsverhaltens von Stahlcordseilen in Gummi, Verstärkung von Reifen und Reifenleistung), ASTM STP 694, 1979, S. 103–109.

Zu diesem Zweck werden die Konstruktion 1. nach dem vorherigen Stand der Technik, die Konstruktion 2. nach dem vorherigen Stand der Technik und das Cordseil gemäß der Erfindung in drei unterschiedlichen Gummibändern mit einer Dichte von 18 Enden pro Dezimeter (EPDM) eingebettet. Die drei Konstruktionen durchlaufen anschließend 10⁸ Zyklen unter einer axialen Spannung von 400 MPa über zwei Seilscheiben mit einem Durchmesser von 143 mm. Die folgenden Tabellen geben die erhaltenen Ergebnisse an.

Die Ermüdungsfestigkeit der einzelnen Fasern wird danach gemäß den Testbedingungen ermittelt, die in der folgenden Tabelle 3 angegeben sind.

Eine Sichtprüfung der Konstruktionen 1. und 2. nach dem vorherigen Stand der Technik und des Cordseils, das in dem Verfahren der Erfindung verwendet wird, führte zu den folgenden Ergebnissen hinsichtlich des Schwingungsreibverschleißes.

Die Schlüsselnummern in der Tabelle 5 haben folgende Bedeutung:

• – Schlüssel 0: kein Schwingungsreibverschleiß
• – Schlüssel 1: sehr geringer oder leichter Schwingungsreibverschleiß
• – Schlüssel 2: mäßiger Schwingungsreibverschleiß
• – Schlüssel 3: ausgeprägter Schwingungsreibverschleiß
• – Schlüssel 4: starker Schwingungsreibverschleiß

Während der 10⁸ Zyklen der Prüfung mit dem Laufband zeigten die Konstruktionen 1. und 2. nach dem vorherigen Stand der Technik eine Verschiebung der Kernfaser(n) nach 4 × 10⁷ Zyklen, während das Cordseil, das in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wurde, auch nach der vollen Anzahl von 10⁸ Zyklen keine Verschiebung der Kernfaser(n) aufwies.

Stahlcordseile, die für die Verstärkung von Gummiradialreifen und insbesondere für die Verstärkung des Gewebeunterbaus von Radialreifen angepasst worden sind, weisen die folgenden Merkmale auf. Der Durchmesser der einzelnen Stahlfasern oder Stahldrähte reicht von 0,04 mm bis etwa 0,40 mm und insbesondere von 0,04 mm bis 0,25 mm.

Die Zusammensetzung des Stahls orientiert sich an folgenden Leitlinien: ein Kohlenstoffgehalt zwischen 0,70% und 1,10%, ein Mangangehalt zwischen 0,40% und 0,70%, ein Siliziumgehalt zwischen 0,10% und 0,40%, ein maximaler Schwefelgehalt von 0,03% und ein maximaler Phosphorgehalt von 0,03%. Mikrolegierungen mit speziellen Elementen wie beispielsweise Chrom, Nickel, Vanadium, Bor, Kobalt, Kupfer, Molybdän usw. werden für Mengen, die von 0,01% bis 0,50% reichen, nicht ausgeschlossen.

Die Stahlstruktur ist vorzugsweise Perlit, doch wird Martensit nicht ausgeschlossen. Die Stahlfasern werden zweckmäßigerweise mit einer metallischen Schicht wie beispielsweise Messing (63,5 – 67,5% Cu + 36,5 – 32,5% Zn), Zink oder einer Zinklegierung (Beispiel: Zn + 2 bis 12% Al + Mischmetall) überzogen, um die abschließenden Streckschritte zu erleichtern und/oder eine Haftung mit dem Elastomer sicherzustellen oder um eine Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.

Die Zugfestigkeit der Stahldrähte oder Stahlfasern reicht von 2.200 MPa (1 MPa = 1 Newton/mm²) bis 4.000 MPa und mehr und hängt vor allem von dem endgültigen Durchmesser, der genauen Zusammensetzung (Menge des Kohlenstoffs + Menge der Komponenten für die Mikrolegierungen) und dem Umfang des endgültigen Streckens ab.