Die Erfindung betrifft einen reifenverstärkenden Stahlkord und einen Luftreifen, in dem der Stahlkord verwendet wird, und insbesondere einen Stahlkord, der zur Verstärkung der Karkasse und des Gürtels eines Luftreifens vorgesehen ist und ein geringeres Gewicht und eine verbesserte Haltbarkeit aufweist, sowie einen Luftreifen, in dem der Stahlkord verwendet wird.

Aus Umweltgründen wird ein optimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch von Radkraftfahrzeugen befürwortet. Zu diesem Zweck müssen solche Fahrzeuge so leicht wie möglich sein, und daher sollten auch die Radreifen leichter sein. In diesem Bereich der Industrie ist versucht worden, durch Verbesserung der Festigkeit des Stahlkords den zur Reifenverstärkung eingesetzten Stahlkordanteil ohne Verlust an Reifenfestigkeit zu reduzieren. Es ist jedoch auch bekannt, daß eine Erhöhung der Zugfestigkeit pro Querschnittsflächeneinheit von Stahlfäden bzw. -drähten, die zusammen einen Stahlkord bilden, die Ermüdungsbeständigkeit des Stahlkords vermindert.

Um die Ermüdungsbeständigkeit des Reifens zu verbessern, sind bisher einige Vorschläge gemacht worden, wie z. B. in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. (Heisei) 5-71084 offenbart. Gemäß dieser Quelle wird ein Stahldraht durch Plattieren von Stahlfäden aus unlegiertem Hartstahl mit einem Kohlenstoffgehalt mehr als 0,6%, Ziehen der Fäden und Verwendung von Ziehdüsen mit einem Düseneintrittswinkel von weniger als 8 Grad am Ende des Ziehvorgangs hergestellt, um die axiale Restzugspannung in der Drahtoberflächenschicht auf weniger als 45 kg/mm² zu reduzieren, gemessen nach dem Röntgenbeugungsverfahren.

Diese Lösung ist jedoch aus den folgenden Gründen nicht vorteilhaft. Gerade Stahlfäden, die zusammengedreht werden, erfahren nämlich eine plastische Verformung die in der Oberflächenschicht innerhalb der Achse der spiralförmigen Stahlfäden, die durch Aufdrehen des Stahlkords entstehen, eine entsprechende Restzugspannung verursacht, so daß der so erhaltene Stahlkord keine stark verbesserte Konosionsermüdungsbeständigkeit aufweist.

Ferner offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. (Showa) 57-149578 (entspricht GB-A-2092629) einen Metalldraht, der angeblich eine verbesserte mechanische Ermüdungsbeständigkeit aufweist, die durch Verdichtung und gleichmäßige Verteilung der Restspannung in der äußeren Oberflächenschicht erzielbar ist. Zur Verbesserung der Konosionsermüdungsbeständigkeit schlägt diese Quelle außerdem vor, einen legierten Draht zu verwenden, der als Zusatzstoff ein Element enthält, das dem Walzdraht für einen vorgesehenen Stahlkord Konosionsbeständigkeit verleiht, oder den Stahlkord mit Kautschuk zu durchtränken, um den Kontakt der Stahlfäden mit Wasser zu verhindern.

Da jedoch der Stahlkord so verarbeitet wird, daß eine Restdruckspannung hauptsächlich am gesamten äußeren Umfang des Stahllcords auftritt, wird die Restdruckspannung hauptsächlich in der Oberflächenschicht außerhalb der Spirale der Stahlfäden verursacht. Daher verbessert sich in der Tiefe des Stahlkords, in die der Kautschuk nicht ohne weiteres eindringen kann, seine Konosionsermüdungsbeständigkeit nicht so stark wie erwartet. Der Grund dafür ist, daß keine Weiterverarbeitung des Stahlkords erforderlich ist, nachdem durch das spiralförmige Zusammendrehen der Stahlfäden an seiner Außenfläche eine für die Konosionsermüdungsbeständigkeit ausreichende Restdruckspannung hervorgerufen wurde.

Das Tränken des Stahlkords mit Kautschuk, um einen Kontakt der Stahlfäden mit Wasser zu verhindern, kann die Konosionsbeständigkeit des Stahlkords nicht wirksam verbessern, wenn die Kautschukimprägnierung nicht ausreicht. Selbst wenn der Stahlkord mit einer ausreichenden Kautschukmenge getränkt werden könnte, treten an der Grenzfläche zwischen den Stahlfäden und Kautschuk eine oder mehrere Poren auf, wenn der Kautschuk nicht ausreichend an den Stahlfäden haftet. Diese eine oder mehreren Poren beeinträchtigen die Konosionsbeständigkeit des Stahlkords.

Andererseits führt die Zugabe des Elements, das dem Walzdraht Konosionsbeständigkeit verleiht, zu erhöhten Fertigungskosten des Walzdrahts und vermindert die Dehnung des Walzdrahts.

Ferner offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. (Heisei) 3-104821 auch ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten, dünnen Stahldrahts von hoher Dehnbarkeit. Gemäß dieser Quelle wird ein kontinuierliches Naßziehverfahren mit Verwendung einer größeren Anzahl von Ziehstützen angewandt, die jeweils eine Ziehdüse mit verkleinertem Eintrittswinkel verwenden, um die Wärmeentwicklung im Ziehvorgang zu begrenzen. Dieses Verfahren ist jedoch hinsichtlich des niedrigen Wirkungsgrades der Zieharbeit nicht vorteilhaft.

Außerdem offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. (Heisei) 4-126605 ein Verfahren zur Konstruktion eines leichteren Reifens ohne Haltbarkeitsverlust des Reifens, bei dem ein Stahlkord aus Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.90 bis 0,95 Gew.-% und einem Chromgehalt von 0,10 bis 0,40 Gew.-% zur Verstärkung des Reifens verwendet wird. Eine Verminderung des Reifengewichts kann durch Einsatz einer geringeren Walzdrahtmenge für den Stahlkord erreicht werden, aber es besteht die Möglichkeit, daß die Haltbarkeit des Reifens entsprechend niedriger sein kann. Diese Auswahl eines Kohlenstoffstahls, der spezielle Bestandteile enthält, wird die Fertigungskosten des Stahlkords erhöhen.

Die herkömmlichen Luftreifen für den Einsatz bei LKWs und Bussen verwenden als Karkasse einen Stahlkord, der aus Stahlfäden mit einer Zugfestigkeit von jeweils 2750 bis 3150 N/mm² besteht und in einer zweilagigen verdrillten Struktur (3 + 9 × 0,23 + 1) oder einer dreilagigen verdrillten Struktur (3 + 9 + 1,5 × 0,175 + 1) ausgebildet ist. Wenn jedoch eine Struktur des Stahlkords von 3 + 9 × 0,21 gewünscht wird, in welcher der dünnere Stahlkord zur Verminderung des Gesamtgewichts des Reifens verwendet wird, muß die Anzahl der in der Karkassenlage des Reifens eingeschlossenen Stahlkords erhöht werden, um die Reifenfestigkeit beizubehalten. Als Ergebnis ist der Abstand zwischen den Stahlkords in der Karkasse zu eng, was dazu führt, daß das Umkehr-Ende der Karkassenlage leichter reißt.

Durch irgendeinen Vorsprung auf der Oberfläche oder an der Seitenkante der Straße wird der Reifen von Zeit zu Zeit wahrscheinlich bis in eine Tiefe in der Nähe des Stahlkords beschädigt. Durch den beschädigten Abschnitt kann Wasser in den Reifen eindringen und die Stahlfäden korrodieren, wodurch die Haltbarkeit des Reifens beeinträchtigt wird.

Ferner ist auch ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Anzahl der Stahlfäden vermindert wird, welche die äußere Lage eines Reifens bilden, damit Kautschuk tiefer in den Stahlkord eindringen kann, um eine Korrosion der Stahlfäden zu verhindern. Dieses Verfahren kann jedoch keine zufriedenstellende Wirkung erreichen, wenn der Kautschuk nicht ausreichend in den Stahlkord eindringt.

Selbst wenn der Kautschuk tief eindringt, beeinträchtigt im Kautschuk selbst enthaltenes Wasser die Konosionsermüdungsbeständigkeit der Stahlfäden.

Ferner wird auf die Offenbarung von EP-A-0497612 hingewiesen.

Wie vorstehend beschrieben, ist in der Industrie allgemein bekannt, daß durch eine Erhöhung der Festigkeit der Stahlfäden in einem Stahlkord mit der obenerwähnten Struktur die Konosionsermüdungsbeständigkeit vermindert wird. Die vorliegende Erfindung basiert jedoch auf der Feststellung der Erfinder, daß eine verbesserte Korrosionsermüdungsbeständigkeit eines hochfesten Stahlfadens durch Verminderung der Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden erreicht werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der Kohlenstoffgehalt in Stahlfäden eines Stahlkords, der zur Verstärkung eines Kautschukprodukts vorgesehen ist, mehr als 0,7 Gew.-%, damit die Stahlfäden eine Festigkeit von mehr als 3000. N/mm² aufweisen, um das Kautschukprodukt, in dem der Stahlkord eingesetzt wird, leichter zu machen.

Außerdem liegt gemäß der vorliegenden Erfindung der Durchmesser des Stahlfadens innerhalb eines Bereichs von 0,10 mm bis 0,40 mm, da der Wirkungsgrad der Zieharbeit bei einem Fadendurchmesser unter 0,10 mm niedriger ist, während die mechanische Ermüdungsbeständigkeit des Stahlfadens bei einem Fadendurchmesser von mehr als 0,40 mm niedriger ist.

Die vorliegende Erfindung bietet einen Stahlkord, der für den Gebrauch zur Verstärkung von Kautschukprodukten vorgesehen ist und durch Ziehen eines Walzdrahts mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,70 Gew.-% zu einem Stahlfaden von 0,10 bis 0,40 mm Durchmesser und mehr als 3000 N/mm² Festigkeit sowie durch Zusammendrehen mehrerer von diesen Stahlfäden hergestellt wird, wobei der Stahlkord ein R₁/R₀-Verhältnis × 100 von weniger als 100 aufweist, wobei R₀ der Spirallkrümmungsradius des spiralförmigen Stahlfadens ist, der durch Aufdrehen des Stahlkords entsteht, und wobei R₁ der Spiralkrümmungsradius des Stahlfadens ist, dessen Oberflächenschicht innerhalb der Spirale durch Auflösen entfernt wird.

Im aufgedrehten Zustand besteht der Stahlkord aus mehreren spiralförmigen Stahlfäden, da gerade Stahlfäden für einen Stahlkord beim Zusammendrehen plastisch verformt werden.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine Schnittansicht eines Stahlkords von herkömmlicher Struktur, der 3 + 9 + 15 + 1 Stahlfäden aufweist;

2 eine Schnittansicht eines Stahlkords von herkömmlicher "3 + 9 + 1"-Konfiguration;

3 eine Schnittansicht eines Luftreifens;

4 eine erläuternde Zeichnung, welche die Spiralform der Stahlfäden im aufgedrehten Zustand des Stahlkords darstellt;

5 eine erläuternde Zeichnung, die den spiralförmigen Stahlfaden zeigt, der durch Aufdrehen des Stahlkords entsteht und dessen Oberflächenschicht innerhalb seiner Spirale durch Auflösen entfernt worden ist;

6 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "1 + 5"-Konfiguration;

7 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "2 + 7"-Konfiguration;

8 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "3 + 8"-Konfiguration;

9 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "4 + 9"-Konfiguration;

10 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "1 + 5 + 10"-Konfiguration;

11 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "2 + 7 + 12"-Konfiguration;

12 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "3 + 8 + 13"-Konfiguration;

13 eine Schnittansicht eines Stahlkords mit einer erfindungsgemäßen "4 + 9 + 14"-Konfiguration;

14(A) und 14(B) Schnittansichten, welche die Abstände zwischen den Stahlfäden in den Stahlkords darstellen;

15 eine Schnittansicht einer Karkasse, die den Abstand zwischen den Stahlkords darstellt;

16(A), 16(B) und 16(C) Schemazeichnungen, welche die Spannungsverteilung in den Radialquerschnittett der Stahlfäden im Stahlkord darstellen;

17 wesentliche Komponenten einer Stahlkordherstellungsanlage;

18 eine Distanz, über die sich das Ende eines 100 mm langen Stahlfadens bewegt, der durch Aufdrehen des Stahlkords entsteht;

19 den Abschnitt des Stahlkords, in dem die Restspannung durch wiederholtes Biegen des Stahlkords vermindert wird;

20 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A- von 19;

21 eine Seitenansicht eines aufgedrehten Stahlfadens, hergestellt zur Erläuterung des Vorformens des Mantelfadens; und

22 eine Vorderansicht des Stahlfadens in 21.

Nachstehend wird eine erste Ausführungsform des Stahlkords gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben: Gemäß dieser Ausführungsform wurde ein Walzdraht von 5,5 mm Durchmesser aus einem unlegierten Kohlenstoffstahl, der als Bestandteile (in Gew.-%) 0,81% C, 0,23% Si, 0,48% Mn, 0,006% P und 0,008% S enthielt, trocken auf einen gewünschten Durchmesser gezogen und dann patentiert und vermessingt. Der so verarbeitete Walzdraht wurde bis zu einer effektiven Verformung von 3,8 naßgezogen, um dadurch einen Stahlfaden von 0,21 mm Durchmesser und mit einer Zugfestigkeit von 3695 N/mm² herzustellen. Während dieses Prozesses sollte der Stahlfaden günstigerweise gespannt und dabei wiederholt gebogen werden, um die Restzugspannung in der Stahlfadenoberfläche zu vermindern.

Die so erhaltenen Stahlfäden werden auf herkömmliche Weise durch eine röhrenförmige Verseilmaschine zu einem Stahlkord zusammengedreht. Erfindungsgemäß wurde der Stahlkord beim Durchlauf zwischen zwei Richtwalzen gespannt, um die Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden im Stahllcord zu vermindern. Zum Beispiel wurde ein Stahlkord mit einer "3 + 8 × 0,21 mm"-Konfiguration mit einer Kraft von 450 N/Kord gespannt, um die Restzugspannung zu reduzieren. Die Verseilmaschine ist nicht auf den röhrenförmigen Typ beschränkt, sondern es kann auch eine Doppelschlagmaschine für diesen Zweck eingesetzt werden.

Versuchsweise wurde ein Reifen aufgebaut, bei dem der erfindungsgemäße Stahlkord, eingeschlossen in die Karkassenlage des Reifens, eingesetzt wurde. 3 zeigt eine Schnittansicht eines solchen experimentell aufgebauten Luftreifens. Gemäß der Darstellung besteht der Luftreifen aus einem Gürtel 1, einer Karkasse 2 und Reifenwülsten 3. Die Größe dieses Reifens war 11R22.5-14PR, und die Anzahl der in der Karkasse eingeschlossenen Stahlkords betrug 31,5 pro 5 cm.

Die Eigenschaften des Stahlkords und des gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Versuchsreifens sind in den Tabellen 1 bis 3 dargestellt. In Tabelle 1 hat der herkömmliche Stahlkord 1 die in 1 dargestellte Struktur, das Vergleichsbeispiel 1 hat eine "3 + 9 + 15"-Konfiguration, und die Ausführungsformen A bis F gemäß der vorliegenden Erfindung haben jeweils die in den 8 bis 13 dargestellte Struktur. In Tabelle 2 hat der herkömmliche Stahlkord 2 die in 2 dargestellte Struktur, das Vergleichsbeispiel 2 hat eine " 3 + 9"-Konfiguration, und die Ausführungsformen G bis L gemäß der vorliegenden Erfindung haben jeweils die in den 7 bis 12 dargestellten Konfigurationen. In Tabelle 3 hat der herkömmliche Stahlkord 3 die in 2 dargestellte Konfiguration, das Vergleichsbeispiel 3 hat gleichfalls die in 2 dargestellte Konfiguration, und die Ausführungsformen M bis Q gemäß der vorliegenden Erfindung haben jeweils die in den 6 bis 10 dargestellten Konfigurationen.

Der "Zwischenkordabstand" wurde an den Umkehrpunkten des in der Karkasse 2 eingeschlossenen Stahlkords 10 (die Stahlkords in der Karkasse werden im folgenden als "Karkassenkord" bezeichnet) in der Nähe der Wülste 3 des Reifens gemessen. Der "eingesetzte Stahlkordanteil" wird für die herkömmlichen Stahlkords mit 100 angenommen. Er gibt exponentiell das Gewicht des Karkassenkords 10 in jedem der getesteten Reifen an. Die kleinere Zahl bedeutet einen leichteren Reifen.

Zur Prüfung der "Krümmungsänderung in einer Tiefe, die einem Oberflächenabstand von 3% des Fadendurchmessers entspricht", wurde die folgende Vorbereitung getroffen. Es wurde nämlich von einem der Karkassenkords 10 im Reifen eine Probe entnommen und zu spiralförmigen Stahlfäden 10A aufgedreht (wie in 4). Eine Probe (10A') wurde von den Stahlfäden 10A entnommen, welche die äußerste Schicht (den Mantel) bilden, auf eine Länge von 100 mm zugeschnitten, in Längsrichtung und um den halben Drahtumfang herum lackiert und dann in 50%-ige wäßrige Salpetersäure getaucht. Die Bewegung des Stahlfadens 10A' wurde gemessen, sobald die (nicht lackierte) andere Hälfte des Fadenumfangs bis zu einer Tiefe, die 3% des Fadendurchmessers entsprach, aufgelöst war.

Der so gemessene Stahlfaden ist in den 4 und 5 dargestellt. Der Spirallkrümmungsradius (in mm) des Stahlfadens 10A', dessen Oberflächenschicht innerhalb der Spirale noch nicht durch Auflösen entfernt worden war, wird mit R₀ bezeichnet, während derjenige des Stahlfadens 10A', dessen Oberflächenschicht innerhalb der Spirale entfernt worden war, mit R, bezeichnet wird.

Zur Prüfung der "Kautschukimprägnierung" wurde einer der Karkassenkords 10 im Reifen als Probe entnommen, und der Bedeckungsgrad des Kerns mit Kautschuk wurde über die gesamte Länge des Karkassenkords 10 gemessen. In den Tabellen bezeichnet der kleine Doppelkreis (⦾) einen Bedeckungsgrad von 90 bis 100%, der kleine Kreis (O) bezeichnet einen Bedeckungsgrad von 80 bis 89%, und das Kreuz (×) bezeichnet einen Bedeckungsgrad von 79% oder weniger. Ein Kautschukbedeckungsgrad von 80% oder mehr führt zu keiner praktischen Unannehmlichkeit.

Die "Bruchlastretention" wurde durch einen Trommeltest jedes zu prüfenden Reifens gemessen. Nachdem der Reifen auf einer Trommel eine Rollstrecke von 200.000 km unter einem Reifeninnendruck und einer Last gemäß den Vorschriften des Japanischen Industriestandards zurückgelegt hatte, wurden Proben der Karkassenkords aus der Reifenkarkasse entnommen, und die Bruchlast oder Festigkeit der Probe wurde im Vergleich zu denenigen einer Karkassenkordprobe aus einem Reifen gemessen, der nicht diesen Testlauf ausgesetzt wurde, um festzustellen, um wie viel sich die Bruchfestigkeit nach einem solchen Reifentestlauf veränderte. Folglich wird die Bruchlastretention als Verhältnis der Bruchfestigkeit des Karkassenkords des Reifens ohne Testlauf zur Bruchfestigkeit der Karkassenkordprobe von dem Reifen mit Testlauf angegeben.

Zur Prüfung der "Konosionsermüdungsbeständigkeit" wurde die folgende Vorbereitung getroffen. Vor der Montage des zu prüfenden Reifens auf eine Radfelge wurde innerhalb der Zwischenlage des Reifens ein Reifenschlauch eingesetzt, und 300 ml Wasser wurden zwischen der Zwischenlage und dem Schlauch abgedichtet eingebracht. Ähnlich wie bei der Prüfung der Bruchlastretention ließ man den Reifen unter dem normalen Reifeninnendruck und der normalen Last gemäß den Vorschriften im japanischen Industriestandard auf einer Trommel rollen. Der Reifenrollversuch wurde bis zum Aufreißen des Karkassenkords (CBU) fortgesetzt. Dann wurde die Roll- oder Fahrstrecke (Lebensdauer) des Reifens gemessen. Die Fahrstrecke herkömmlicher Reifen wurde mit 100 angesetzt. Daher gibt die Konosionsermüdungsbeständigkeit exponentiell die gemessene Fahrstrecke des Reifens an. Ein höherer Exponent bedeutet eine bessere Konosionsermüdungsbeständigkeit des Reifens.

Der Stahlkord 10 zur Reifenverstärkung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Weiter oben wurde beschrieben, daß der Kohlenstoffgehalt in dem Kohlenstoffstahl für den erfindungsgemäßen Stahlkord 10 mehr als 0,70 Gew.-% beträgt. Ziel dieses Kohlenstoffgehalts ist eine Zugfestigkeit des Stahlfadens 10A im Bereich von 3400 bis 3900 N/mm². Vorzugsweise sollte der Kohlenstoffgehalt auf weniger als 0,85 Gew.-% begrenzt werden, damit das Auftreten eines voreutektoidischen Zementits während des Patentierens begrenzt und dadurch die Dehnbarkeit des Stahlfadens sichergestellt wird. Um niedrigere Fertigungskosten zu erreichen, sollte der Kohlenstoffstahl bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein unlegierter Kohlenstoffschrottstahl sein.

Außerdem liegt gemäß der vorliegenden Erfindung der Durchmesser des Stahlfadens 10A vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,15 bis 0,25 mm. Für diese Beschränkung gibt es bestimmte Gründe. Ein Durchmesser von weniger als 0,15 mm wird nämlich die Zugfestigkeit des Stahlfadens erhöhen, aber den Wirkungsgrad beim Ziehen erniedrigen. Dies ist ein wirtschaftlicher Nachteil. Wenn andererseits der Durchmesser größer als 0,25 mm ist, dann weisen die Stahlfäden nur eine schlechte Biegedauerfestigkeit des Stahlkords 10 auf, und außerdem hat der Stahlkord 10 eine zu goße Biegesteifigkeit, die das Formen eines Reifens und besonders seiner Wülste 3 erschwert.

Ferner wurde die Zugfestigkeit des Stahlfadens 10A gemessen. Eine Zugfestigkeit von weniger als 3400 N/mm² ist gewöhnlich nicht groß genug, um die Bruchfestigkeit des Stahllcords aufrechtzuerhalten und einen leichteren Reifen ohne Verlust an Reifenfestigkeit bereitzustellen, aber eine Zugfestigkeit von mehr als 3900 N/mm² wird möglicherweise den Wirkungsgrad beim Ziehen und die Dehnbarkeit des Stahlfadens 10A verringern, wodurch die mögliche Runderneuerungshäufigkeit des Reifens begrenzt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Stahlfäden als Kern und Mantel unterschiedliche Durchmesser aufweisen (diese Fäden werden nachstehend als "Kernfäden" bzw. "Mantelfäden" bezeichnet). Ein gleicher Durchmesser von Kern- und Mantelfäden ermöglicht jedoch die Herstellung der Stahlkords mit höherer Produktivität.

Außerdem bietet die vorliegende Erfindung einen zweilagigen verdrillten bzw. verseiften Stahlkord, der eine Anzahl M (M = 1 bis 4) von Kernfäden und eine Anzahl N (N = M + (2 bis 5)) von Mantelfäden aufweist, oder einen dreilagigen verdrillten Stahlkord mit einer Anzahl N + (2 bis 5) Stahlfäden, die um den zweilagigen verdrillten Stahlkord herum angeordnet sind. Solche Konfigurationen des Stahlkords sollen eine verdrillte Stahlkordstruktur bereitstellen, die eine befriedigende Kautschukimprägnierung ermöglicht, aber nicht nachteilig für die Ermüdungsbeständigkeit ist, und außerdem den Füllungsgrad der Stahlfäden im Stahlkordquerschnitt verbessern, um eine notwendige Bruchfestigkeit des Kords bereitzustellen, während der Stahlkorddurchmesser so klein wie möglich ist. Daher sollte die Anzahl der Kernfäden vorzugsweise gleich eins oder zwei sein, womit kein Innenraum definiert ist, oder gleich drei, womit der zwischen den Fäden definierte Innenraum klein ist.

Die 14(A) und 14(B) sind Querschnitte von Stahlkords gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die Zwischenfadenabstände in den Stahlkords zeigen. In diesen Figuren ist ein Mittelwert d des Abstands zwischen den benachbarten Stahlfäden 10A', die zusammen einen Mantel bilden (dies bezeichnet allgemein alle auf den äußeren Umfang aufgewickelten Mäntel, mit Ausnahme des äußeren Kernumfangs), größer oder gleich 0,02 (mm) und kleiner oder gleich dem Fadendurchmesser x 1,5 (mm). Ist der Mittelwert d kleiner als 0,02 mm, dann ist ein tiefes Eindringen von Kautschuk in den Stahlkord bis in die Nähe des Kerns während der Vulkanisation des Reifens schwierig. Wenn der Mittelwert d größer als der Fadendurchmesser × 1,5 ist, dann sind die Mantelfäden 10A' unregelmäßig verteilt, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit des Stahlkords niedriger ist, und der Füllungsgrad der Stahlfäden 10A' innerhalb des Querschnittskreises um den Stahlkord 10 ist niedrig, wodurch der Stahlkord 10 eine ungenügende Bruchfestigkeit oder einen großen Stahllcorddurchmesser aufweist, so daß der Verbundstoff aus dem Stahlkord und Kautschuk eine größere Dicke aufweist, was für eine leichtere Reifenkonstruktion nicht vorteilhaft ist.

Durch Aufdrehen des Stahlkords 10 entstehen mehrere spiralförmige Stahlfäden 10A, wie in 18 dargestellt, da gerade Stahlfäden, die zu dem Stahlkord 10 zusammengedreht werden, plastisch verformt werden. Diese Tatsache hat gezeigt, daß auch dann, wenn eine Restzugspannung in der Oberflächenschicht der Stahlfäden während des Ziehvorgangs vermindert wird, innerhalb der Spirale der Stahlfäden eine maximale Restzugspannung auftritt, die zu einer Verminderung der Konosionsermüdungsbeständigkeit führt. Dementsprechend basiert die vorliegende Erfindung auf der obenerwähnten Tatsache, daß die Konosionsermüdungsbeständigkeit des Stahlkords verbessert wird, indem die Zugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden vermindert wird, die zusammen zu einem Stahllcord geformt werden.

Bei der Fahrt eines Fahrzeugs mit auf den Radfelgen montierten stahlkordverstärkten Reifen werden die Reifen wiederholt durchgebogen, und daher reiben die Stahlfäden des Stahlkords aneinander (Scheuern) und unterliegen wahrscheinlich einer Konosionsermüdung. Daher sollte vorzugsweise die Zugspannung in einem Bereich von der Oberfläche des Stahlfadens bis zu einer Tiefe, die 5% des Fadendurchmessers entspricht, reduziert werden, und stärker bevorzugt sollte die Restzugspannung innerhalb eines Bereichs von der Oberfläche bis in eine Tiefe, die 10% des Fadendurchmessers entspricht, reduziert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Mantelfäden vorzugsweise mit einer Rate von 80 bis 110% vorgeformt. Diese Vorformrate ist ein Verhältnis zwischen dem theoretischen Spiraldurchmesser der fertigen Stahlfäden in einem Stahllcord und dem Spiraldurchmesser der Stahlfäden, die durch Aufdrehen des Stahlkords entstehen. Wenn die Vorformrate P kleiner als 80% ist, dann reiben (scheuern) die Mantelfäden stärker aneinander, so daß beim langdauernden Einsatz des Reifens die Bruchfestigkeit des Stahlkords abnimmt. Wenn andererseits die Vorformrate höher als 110% ist, dann können die Mantelfäden nicht regelmäßig angeordnet werden, so daß die Ermüdungsbeständigkeit vermindert wird und der Stahlkord einen größeren Durchmesser aufweist (der Verbundstoff aus Stahlkord und Kautschuk weist eine größere Dicke auf), was für die Konstruktion leichterer Reifen nachteilig ist.

Die Vorformrate Pn von Stahlfäden, die zusammen eine n-te Mantelschicht bilden, ist durch die folgende Beziehung gegeben: Pn = (Wn/Dn ×100 = 100Wn/[d(2n + 1 + 1/sin(&pgr;/Nn)]

Darin bedeuten:

Wn: gemessener Spiraldurchmesser des Stahlfadens 10A in der n-tem Mantelschicht, dargestellt in den 21 und 22

Dn: theoretischer Spiraldurchmesser des n-ten Mantels (Manteldurchmesser) (Dn = Do + 2nd) bei fertiger Verarbeitung in einem Stahlkord

Do: Kerndurchmesser (Do = d + d/sin(2&pgr;/2Nn))

d: Stahlfadendurchmesser

Nn: Anzahl der Stahlfäden des n-ten Mantels

Die vorliegende Erfindung verwendet keinen Wickeldraht 10B (siehe 1 und 2), der auf die äußerste Lage des herkömmlichen Stahlkords 10 aufgewickelt wird, um ein Scheuern der Mantelfäden 10A' an einem solchen Wickeldraht 10B zu verhindern. Daher ist es möglich, die Verschlechterung der Bruchfestigkeit des Stahlkords sogar nach einem langdauernden Einsatz des Reifens zu verhindern, und der Stahlkord kann einen kleineren Durchmesser aufweisen, der für leichtere Reifen vorteilhaft ist.

Für eine Bruchfestigkeit pro 50 mm Breite des Verbundstoffs aus einem erfindungsgemäßen gummierten Stahlkord und einem Kautschuk vor dem Formen des Verbundstoffs zu einem Reifen wird der Durchmesser D des Stahlkords wie folgt festgelegt: [(50 × Bruchfestigkeit des Kords)/Bruchfestigkeit des Verbundstoffs – 1,1] ≤ D (Durchmesser des Stahlkords in mm) ≤ [(50 × Bruchfestigkeit des Kords)/Bruchfestigkeit des Verbundstoffs – 0,4], damit der Abstand S (siehe 15) zwischen den in der Nähe der Reifenwülste 3 angeordneten Stahlkords in einem Bereich von 0,4 bis 1,1 mm liegt. Dieser Zwischenkordabstand S verbessert die Haltbarkeit der Reifenkarkasse.

Genauer gesagt, wenn der mit Gummi ausgefüllte Abstand zwischen den im allgemeinen parallelen Stahlkords kürzer als 0,4 mm ist, dann ist die Scherspannung im Vergleich zu der Spannung, der die Karkasse beim Rollen des Reifens ausgesetzt ist, zu groß, mit dem Ergebnis, daß der Kautschuk zwischen den Stahlkords wahrscheinlich reißt und die Stahlkords und der Kautschuk sich leicht voneinander trennen können. Wenn andererseits der Zwischenraum größer als 1,1 mm ist, dann wird der Kautschuk zwischen den Kords aufgeblasen, wenn der Reifen mit Luft aufgeblasen wird. Auf diese Weise wird der Kautschuk beim Rollen des Reifens stark belastet und sehr stark erhitzt, wodurch sich die Hochgeschwindigkeitseignung des Reifens vermindert.

Der Stahlkorddurchmesser D sollte vorzugsweise der folgenden Beziehung genügen: [(50 × Bruchfestigkeit des Kords)/Bruchfestigkeit des Verbundstoffs] – 0,9 ≤ D (mm) ≤ [50 × Bruchfestigkeit des Kords)/Bruchfestigkeit des Verbundstoffs – 0,6].

Damit der Abstand S zwischen den Stahlkords in der Nähe der Reifenwülste 3 innerhalb eines Bereichs von 0,6 bis 0,9 mm liegt.

Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlkords beschrieben.

Diese Ausführungsform verwendet Stahlfäden, die jeweils aus einem Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Gew.-% bestehen, einen Durchmesser von 0,23 mm und eine Festigkeit von 3800 N/mm² aufweisen. Drei von diesen Stahlfäden wurden zur Verwendung als Kernfäden zu Spiralen mit Steigungen von 6 mm gedreht, und neun Stahlfäden wurden zur Verwendung als Mantelfäden zu Spiralen mit Steigungen von 12 mm gedreht und auf den Umfang des Kerns aufgewickelt. Ferner wurde ein solcher Stahlfaden auf den Umfang der Mantelfäden aufgewickelt, um einen Stahlkord mit einer "3 + 9 + 1 "-Konfiguration herzustellen. Zur Herstellung des Stahlkords wurde eine Verseilmaschine benutzt.

Angenommen, &sgr;₁ sei die Elastizitätsgrenze des Stahlfadens, &sgr;₂ sei eine Spannung, die in allen Radialquerschnitten des spiralförmigen Stahlfadens keine plastische Druckverformbarkeit ergibt, und &sgr;₃ sei die maximale Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden. Um die Zugspannung zu vermindern, die in Längsrichtung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden enthalten ist und aus dem Aufdrehen des Stahlkords resultiert, werden die Stahlfäden so verarbeitet, daß sie der folgenden Beziehung genügen: &sgr;₃ + &sgr;₂ – &sgr;₁ > 0

Diese Verarbeitung führt dazu, daß ein Abschnitt der Stahlfäden, die im Bereich &sgr;₃ + &sgr;₂ – &sgr;₁ > 0 liegen, plastisch verformt wird. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 16(A) bis 16(C) ausführlicher beschrieben.

16(A) zeigt ein Spannungsverteilungsdiagramm, das zur bequemeren Erläuterung schematisch die Restzugspannung darstellt, die in Verbindung mit dem Verdrillen der Fäden auftritt, aber nicht die in Verbindung mit dem Fadenziehen auftretende Spannung. Die Stahlfäden, die durch Aufdrehen des Stahlkords entstehen, sind spiralförmig. 16(A) zeigt die maximale Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden. 16(B) zeigt eine Spannungsverteilung, die auftritt, wenn man dem Stahlfaden eine Spannung gibt, die in allen Radialquerschnitten des spiralförmigen Stahlfadens keine plastische Druckverformbarkeit erzeugt. In dieser Figur erfüllt der Bereich des Stahlfadens von der Oberfläche bis in eine Tiefe L1 die Beziehung &sgr;₃ + &sgr;₂ – &sgr;₁ > 0. 16(C) zeigt eine Restspannung, die sich nach Wegnahme der Spannung &sgr;₂ von dem Stahlfaden ergibt. Zu beachten ist, daß die vertikalen bzw. horizontalen Achsen dieser 16(A) bis 16(C) die Spannung bzw. den Stahlfadendurchmesser darstellen. Die Buchstaben X, Y und Z bezeichnen die Spannungen innerhalb, entlang bzw. außerhalb der Achse des spiralförmigen Stahlfadens.

Ferner wurde durch Berechnung die Restspannungsverteilung innerhalb der Achse der spiralförmigen Stahlfäden 10A bestimmt, die zusammen den Stahlkord bilden.

Als nächstes wird eine in 17 dargestellte Stahllcordfertigungsanlage beschrieben, die eingesetzt wurde, um den Stahlkord so zu verarbeiten, daß er die Beziehung &sgr;₃ + &sgr;₂ – &sgr;₁ > 0 erfüllt, wodurch die maximale Restzugspannung in einem Abschnitt des spiralförmigen Stahlfadens 10A im Bereich von der Oberflächenschicht im Inneren der Spirale bis zu der erforderlichen Tiefe reduziert wird.

Die in 17 dargestellte Anlage weist Spannvorrichtungen 20A und 20B zum Spannen des Stahlkords 10 auf. Die Spannvorrichtungen 20A und 20B sind zur freien Einstellung einer Zugspannung ausgelegt. Ferner weist die Anlage eine Biegestütze 30 auf, die sich aus mehreren, versetzt angeordneten Rollen 30A zum Biegen des Stahlkords 10 zusammensetzt und so konstruiert ist, daß der Biegungsgrad des Stahlkords 10 frei einstellbar ist. Die Anlage weist außerdem eine Haspel 40 zur Aufnahme des Stahlkords 10 auf. Die Zugspannung des Stahlkords 10 zwischen den Spannvorrichtungen 20A und 20B kann durch die Spannvorrichtung 20A frei eingestellt werden, Die Biegevorrichtung 30 ist vorgesehen, um durch Einstellung eines Walzendurchmessers und einer Eingriffstiefe, die keine plastische Verformung des nicht gespannten Stahlkords 10 verursachen, die Biegung ausschließlich in der elastischen Phase zu ermöglichen. Für diese Einstellung wurde der Stahlkord 10 mit einer Zugspannung von 1000 N/mm² (in der Ausführungsform R), 1300 N/mm² (in der Ausführungsform S) und 1500 N/mm² (in der Ausführungsform T) beaufschlagt, um die Restspannung in einem Abschnitt des Stahlfadens, der von der Oberfläche bis in eine gewünschte Fadentiefe reicht, zu reduzieren, bis die Beziehung &sgr;₃ + &sgr;₂ – &sgr;₁ > 0 erfüllt ist.

Zum Zweck des Vergleichs wurde der gezogene Stahlkord wiederholt gebogen, um die Restzugspannung in der Oberflächenschicht der Stahlfäden zu reduzieren, und dann verdrillt (im Vergleichsbeispiel 4). Außerdem wurde der auf diese. Weise geformte Stahlkord 10 durch die Spannvorrichtungen 20A und 20B mit einer Zugspannung von 500 N/mm² beaufschlagt, um die Restzugspannung innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A zu reduzieren, und wurde dann durch Einstellung der Biegung zwischen den Walzen in der Biegestütze 30 (im Vergleichsbeispiel 5) an der Außenseite, aber nicht an der Innenseite der Spirale des Stahlkords 10 mit einer Restdruckspannung beaufschlagt.

Die drei Typen der Stahlkords 10 gemäß den Ausführungsformen R bis T und zwei Stahlkordtypen in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wurden jeweils zur Herstellung von Karkassenlagen verwendet (Anzahl der eingeschlossenen Stahlkords: 30,28 Kords/5 cm). Diese Karkassenlagen dienten zur Herstellung von fünf Radialluftreifentypen (Größe: 11R22.5-14 PR).

Jeder von den Stahlkords 10 wurde zu spiralförmigen Stahlfäden 10A aufgedreht. Von den Stahlfäden 10 wurde der Mantelfaden 10A' auf eine Länge von 100 mm geschnitten, in Längsrichtung und um den halben Umfang des Fadens herum lackiert und dann in 50%-ige wäßrige Salpetersäure getaucht. Nach Auflösung des nichtlackierten halben Umfangs des Mantelfadens 10A' bis auf eine vorgegebene Dicke wurde die kontinuierliche Bewegung des Mantelfadens 10A' gemessen. Es wurden sowohl die Änderung des Krümmungsradius bei der Auflösung des Abschnitts im Inneren der Spirale des Mantelfadens 10A' als auch die Bewegung des gesamten 100 mm langen Mantelfadens gemessen. Die gemessenen Änderungen des Krümmungsradius sind in den 4 und 5 für die weiter oben erwähnte erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die gemessene Bewegung des gesamten Mantelfadens ist in 18 dargestellt. In dieser Figur wird die Bewegung in Richtung des Pfeils P als Wert in negativer Richtung angesehen, während die Bewegung in Richtung des Pfeils Q als Wert in positiver Richtung angesehen wird.

Zur Beurteilung der Korrosionsermüdungsbeständigkeit wurde der Stahlkord in dem Reifen auf eine Länge von 100 mm zugeschnitten. Dieses Stück Stahlkord wurde in eine neutrale Lösung getaucht, die geringe Anteile von Salpetersäure- und Schwefelsäure-Ionen enthielt. Eine Umlaufbiegeversuchsmaschine (nicht dargestellt) wurde eingesetzt, um den Stahlkord 10 mit einer Drehzahl von mindestens 1000 U/min umlaufen zu lassen, wobei der umlaufende Stahlkord 10 mit einer wiederholten Biegespannung von 300 N/mm² beaufschlagt wurde. Die Drehzahl, bei der ein Bruch der Stahlfilamente 10A im Stahlkord 10 auftrat, wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in Tabelle 4 dargestellt.

In Tabelle 4 wird die Drehzahl, bei der ein Bruch des Stahlkords in Vergleichsbeispiel 4 auftrat, gleich 100 gesetzt. In Tabelle 4 wird diese Drehzahl exponentiell angegeben. Eine größere Zahl bedeutet eine bessere Konosionsermüdungsbeständigkeit des Stahlkords.

Zu beachten ist, daß der Stahlkord 10 in Vergleichsbeispiel 4 einmal gezogen, dann wiederholt gebogen wird, um die Restzugspannung in der Oberflächenschicht der geraden Stahlfäden zu reduzieren, und danach verdrillt wird. Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, wurde durch das Verdrillen, das im abschließenden Schritt auf die Stahlfäden angewandt wurde, die einmal erreichte Verminderung der Restzugspannung zunichte gemacht. Wie oben erwähnt, wurde der im Vergleichsbeispiel 5 zunächst geformte Stahlkord 10 durch die Spannvorrichtungen 20A und 20B mit einer Zugspannung von 500 N/mm² beaufschlagt, um die Restzugspannung innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A zu vermindern, und erhielt dann durch Einstellen der Biegung zwischen den Walzen 30A in der Biegestütze 30 eine Restdruckspannung am gesamten Umfang des Stahlkords 10. Die Bewegung des gesamten Stahlfadens 10A von 100 mm Länge bedeutet, daß die Restspannung zur Kompression der Stahlfäden dient, aber die Restzugspannung innerhalb der Achse der spiralförmigen Stahlfäden 10A nicht vermindert wird.

Herkömmlicherweise wird der durch eine röhrenförmige Verseilvorrichtung verdrillte Stahlkord 10 beim Durchlauf zwischen den Richtwalzen gespannt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch den Stahlfäden 10A, die durch das Aufdrehen des Stahlkords 10 entstehen, eine Zugspannung erteilt, die ein R₁/R₀-Verhältnis × 100 von weniger als 100 ergibt (R₀: in 4 dargestellter Spirallkrümmungsradius des spiralförmigen Stahlfadens 10A; R₁: in 5 dargestellter Spirallkrümmungsradius des Stahlfadens 10A, dessen Oberflächenschicht innerhalb der Spirale durch Auflösen entfernt ist).

Zur Verminderung der Restzugspannung innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A, die zusammen den Stahlkord 10 bilden, beispielsweise mit einer "3 + 9 X 0,21 mm"-Konfiguration, wurde der Stahlkord 10 mit einer Zugspannung von 500 N/mm² beaufschlagt. Es kann auch eine Doppelschlagverseilmaschine eingesetzt werden, um die Restzugspannung innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A zu vermindern, indem die Zugspannung, mit der die geraden Stahlfäden zusammengedreht werden, größer als die Zugspannung eingestellt wird, mit der die Stahlfäden durch eine Turbine aufgedreht werden. In diesem Fall kann die Restzugspannung innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A reduziert werden, ohne die zwischen den Richtwalzen durchlaufenden Stahlfäden zu spannen, wie dies in der röhrenförmigen Verseilmaschine erfolgt. Zur Beurteilung der Konosionsermüdungsbeständigkeit wurde die folgende Vorbereitung getroffen. Vor der Montage des zu prüfenden Reifens auf eine Radfelge wurde innerhalb der Zwischenlage des Reifens ein Reifenschlauch eingesetzt, und 300 ml Wasser wurden abgedichtet zwischen der Zwischenlage und dem Schlauch eingebracht. Den Reifen ließ man auf einer Prüftrommel bis zum Bruch des Karkassenkords (CBU) rollen. Dann wurde die Roll- oder Fahrstrecke (Lebensdauer) des Reifens gemessen.

In Tabelle 4 wird die Fahrstrecke der herkömmlichen Reifen (im Vergleichsbeispiel 4 verwendet) mit 100 angesetzt. Daher gibt die Konosionsermüdungsbeständigkeit in exponentieller Form die gemessene Fahrstrecke des Reifens an. Eine größere Zahl bedeutet eine bessere Konosionsermüdungsbeständigkeit des Reifens. Zu beachten ist, daß der zu prüfende Reifen mit einem Innendruck von 8 kg/cm² und mit Vollast (100%) beaufschlagt wurde, wie im Japanischen Industriestandard festgelegt, und daß der Reifen mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h gefahren wurde.

Die gemessenen Änderungen im Spirallkrümmungsradius der Stahlfäden, von denen die Oberflächenschicht innerhalb der Spirale durch Auflösen entfernt wurde, sowie die gemessene Bewegung des gesamten, 100 mm langen Stahlfadens waren die gleichen wie bei den Kern- und Mantelfäden.

Wie vorstehend beschrieben, ist es klar, daß der Luftreifen mit Verwendung des Stahlkords 10 gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den herkömmlichen Reifen eine verbesserte Haltbarkeit aufweist. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zwar bezüglich der Anwendung des Stahlkords auf die Karkasse 2 eines Radialluftreifens beschrieben, aber für den Fachmann wird offensichtlich sein, daß der erfindungsgemäße Stahlkord auch in den Gürtel 1, die Gürtelschutzschicht, die seitliche Schutzschicht oder in Verstärkungsschichten für die Laufflächen 3 von Radialluftreifen sowie in die Gürtelschicht und die seitliche Verstärkungsschicht in einem Diagonalluftreifen eingebettet werden kann, um die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern.

Der erfindungsgemäße Stahlkord hat die obenerwähnte Struktur. Bekannt ist, daß durch Erhöhen der Festigkeit eines Stahlfadens die Korrosionserznüdungsbeständigkeit des Fadens vermindert wird. In vielen Experimenten wurde festgestellt, daß die Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale eines Hochleistungsstahlfadens reduziert werden sollte, um die Konosionsermüdungsbeständigkeit des Stahlfadens zu verbessern.

Wie weiter oben beschrieben, wird der Kohlenstoffgehalt in dem Stahlkord für Luftreifen in der vorliegenden Erfindung auf mehr als 0,7 Gew.-% festgesetzt, da die Festigkeit des Stahlfadens 10A für leichtere Reifen höher als 3000 N/mm² sein sollte.

Außerdem ist weiter oben beschrieben worden, daß der Durchmesser des Stahlfadens 10A innerhalb eines Bereichs von 0,10 bis 0,40 mm liegen sollte, da ein Fadendurchmesser von weniger als 0,10 mm den Wirkungsgrad beim Ziehen vermindert, während bei einem Fadendurchmesser von mehr als 0,40 mm die mechanische Ermüdungsbeständigkeit niedrig ist.

Das Aufdrehen des verdrillten Stahlkords 10 ergibt mehrere spiralförmige Stahlfäden 10A, da die Stahlfäden bei dem Verdrillungsvorgang von geraden Stahlfäden zu einem Stahlkord plastisch verformt werden. Selbst wenn die Restzugspannung in der Oberflächenschicht des Stahlfadens beim Ziehvorgang reduziert wird, tritt innerhalb der Spirale des Stahlfadens beim Verdrillen eine maximale Restzugspannung auf, so daß der innere Abschnitt der Stahlfäden, in den Kautschuk nur schwer tief eindringen kann, d. h. der Abschnitt innerhalb der Spirale der Stahlfäden, einer aggressiven Umgebung und daher wahrscheinlich einer Korrosionsermüdung ausgesetzt ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll die Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A beim Verdrillungsvorgang der Stahlfäden 10A zu einem Stahlkord 10 vermindert werden. Daher kann das Verfahren zur Verminderung der Restzugspannung in der Oberflächenschicht gerader Stahlfäden beim Ziehvorgang, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. (Heisei) 5-71084 offenbart, in Kombination mit der vorliegenden Erfindung angewandt werden.

Der auf der Felge eines Fahrzeugreifens montierte Reifen erfährt während der Fahrt des Fahrzeugs eine wiederholte Durchbiegung, so daß die Stahlfäden 10A des Stahlkords 10 aneinander reiben (scheuern) und daher wahrscheinlich korrodieren. Die Restzugspannung in einem Abschnitt, der von der Oberfläche der Stahlfäden 10A bis zu einer Tiefe reicht, die 5% des Fadendurchmessers entspricht, sollte vorzugsweise reduziert werden, und stärker bevorzugt sollte die Restzugspannung in einem Abschnitt reduziert werden, der von der Oberfläche der Stahlfäden 10A bis zu einer Tiefe reicht, die 10% des Fadendurchmessers entspricht.

Wie vorstehend beschrieben, reduziert die vorliegenden Erfindung die Restzugspannung in der Oberflächenschicht im Inneren der Spirale der Stahlfäden 10A, die zusammen einen Stahlkord 10 zur Verstärkung eines Kautschukprodukts bilden, wodurch die Konosionsermüdungsbeständigkeit des Stahlkords 10 verbessert und auf diese Weise die Haltbarkeit von Kautschukprodukten, die für die Verwendung in aggressiven Umgebungen vorgesehen sind, stark verbessert wird. Ferner ist der erfindungsgemäße Stahlkord 10 ausreichend hoch belastbar, um Kautschukprodukte leichter zu machen und ihre Haltbarkeit zu verbessern.

Ferner bietet die vorliegende Erfindung einen zweilagigen oder dreilagigen verdrillten Stahlkord 10, der aus Stahlfäden 10A von hoher Zugfestigkeit besteht. Da zwischen den Mantelfäden 10A' ein Zwischenraum definiert ist, die Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A reduziert ist und auf dem Stahlkord 10 kein Hülldraht vorgesehen ist, kann der erfindungsgemäße Stahlkord 10 auch nach wiederholtem Biegen eine verbesserte Retention der Bruchfestigkeit und der Konosionsermüdungsbeständigkeit aufweisen. Daher weisen Fahrzeugreifen, die mit dem erfindungsgemäßen Stahlkord 10 verstärkt sind, eine verbesserte Haltbarkeit und ein geringeres Gewicht auf, das in hohem Maße zu einem besseren spezifischen Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen beiträgt, bei denen die Reifen eingesetzt werden.

Da die vorliegende Erfindung die Restzugspannung in der Oberflächenschicht innerhalb der Spirale der Stahlfäden 10A reduziert, die zusammen den Stahlkord 10 zur Verstärkung eines Luftreifens bilden, weist der Stahlkord 10 eine verbesserte Konosionsermüdungsbeständigkeit auf, die bei seiner Verwendung in einem Luftreifen die Haltbarkeit des Reifens stark verbessert. Da der erfindungsgemäße Stahlkord 10 hoch belastbar ist, kann er in einem Luftreifen eingesetzt werden, der seinerseits leichter ist und eine verbesserte Haltbarkeit aufweist.

Vorstehend ist der erfindungsgemäße Stahlkord 10 hinsichtlich Anwendungen auf Reifen beschrieben worden, aber für den Fachmann wird offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Anwendungen beschränkt ist und auch auf eine Gummiraupenkette usw. anwendbar ist.