DE1009509B

DE1009509B - Luftreifen

Info

Publication number: DE1009509B
Application number: DEF20021A
Authority: DE
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1956-01-03
Filing date: 1956-04-12
Publication date: 1957-05-29

Description

Luftreifen Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen für Kraftfahrzeuge und betrifft insbesondere einen Wulstschutzstreifen sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Schutzstreifens. Mit Hilfe des Wulstschutzstreifens werden die Reifenwülste gegenüber der Abriebwirkung der Radfelge geschützt.
Die Stabilität eines Luftreifens beruht wesentlich auf zwei mit Kautschuk überzogenen bündelartigen Drahtringen, die in dem kautschukisolierten Gewebe des Reifens verankert sind und so die Reifenwülste bilden. Der Wulstabschnitt der Reifen ist jener im Bereich an den Rändern des Reifenkörpers, in denen die Drahtbündel eingeschlossen sind, die das Aufmontieren des Reifens auf dem Fahrzeugrad ermöglichen. In der Praxis ist bei der Reifenherstellung so vorgegangen worden, daß die Randabschnitte der Gewebelagen des Reifenkörpers abwechselnd nach oben und nach unten um jedes der mit Kautschuk überzogenen Drahtbündel herumgeschlungen wurden, um diese Drahtbündel in den entsprechenden Rändern des Reifens zu sichern. Bei dieser Ausführung besteht der Übelstand, daß beim Umlaufen des Fahrzeugrades der Flansch der Radfelge an dem Gewebe des Wulstabschnittes scheuert, so daß ein Abrieb entsteht oder gar ein Einschneiden in die Wulst mit der Folge, daß der Reifen unbrauchbar wurde.
Es ist bereits bekannt, den Wulstbereich eines Reifens gegenüber dem Abscheuern durch den Reifenflansch dadurch zu schützen, daß ein mit Kautschuk überzogener, quer gewebter Gewebestreifen an den Wulstabschnitt geheftet wurde, derart, daß die mit Kautschuk überzogenen Gewebelagen an den Rändern des Reifenkörpers bedeckt waren. Bei Verwendung solcher kautschuküberzogener Streifen entstand jedoch die Schwierigkeit, daß die Kautschukschicht beim Vulkanisieren des Reifens in einer Form aus ihrer Lage herausgequetscht wird. Die Folge hiervon ist, daß das Gewebe im Bereich zwischen dem Nackenabschnitt der Reifenwulst und der Seitenwand des Reifens, d. h. also gerade an jener Stelle, wo aus Sicherheitsgründen der Kautschuk am dicksten sein sollte, freigelegt wird. Das von dem Kautschuküberzug entkleidete Gewebe des Wulstschutzstreifens vermittelt der Reifenwulst nur noch einen unzureichenden Schutz gegenüber den Abriebwirkungen der Felge; denn das Gewebe allein hat nur eine geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber der Wirkung des Abscheuerns.
Die erwähnten Übelstände werden erfindungsgemäß bei der neuen Reifenwulstanordnung dadurch vermieden, daß der Gewebeschutzstreifen von den Gewebelagen des Reifens durch eine Schicht aus Kautschuk getrennt wird, die verhältnismäßig dick und gegenüber Verformungen bei den Vulkanisationstemperaturen und -drücken des Reifens widerstandsfähig ist.
Zweck der Erfindung ist es also, die Reifenwulst eines Luftreifens vor.einer Beschädigung durch die Scheuerwirkung der Felge zu bewahren. Der Reifen nach der Erfindung weist also eine Wulst auf, die von einem Gewebeschutzstreifen bedeckt ist, der an seiner Außenseite mit einem gegenüber Abriebbeanspruchungen sehr widerstandsfähigen Kautschuk versehen ist, der beim Vulkanisieren des Reifens keine Verformung oder Verschiebung erfährt. Der Gewebeschutzstreifen ist erfindungsgemäß von dem Reifekörper durch eine elastische Kautschukschicht erheblicher Dicke getrennt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Schutzstreifen der Reifenwulst von den Gewebelagen des Reifens durch eine dicke Kautschukschicht getrennt, die einen Zusatz von Silika enthält.
Nachstehend ist ein in der Zeichnung veranschaulichtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Luftreifen mit elastischer Zwischenschicht unterhalb des Wulstschutzstreifens im Schnitt; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Reifenwulst in größerem Maßstabe, und in Fig. 3 ist ein Teil einer Reifenaufbautrommel mit darauf befindlichen Reifenlagen veranschaulicht.
Der schlauchlose Reifen 1 nach Fig. 1 ist auf einer Tiefbettfelge 2 montiert. Beide Reifenwülste 3 haben eine Drahteinlage, die mit dem Reifen durch das überlappende Übergreifen der Gewehelagen 4 verbunden ist. Zur Schonung gegenüber der Abrieb- Wirkung der Reifenflansche 5 sind Wulstschutzstreifen 6 vorgesehen. Beim Umlaufen des Fahrzeugrades entsteht eine Abriebwirkung, und zwar wegen des geringen Spiels und der hin- und hergehenden Bewegung zwischen den Reifenwülsten und der Felge 2. Dies ist die Ursache dafür, daß die aus hartem Metall bestehenden Flansche 5 eine Reibwirkung an -den zugehörigen Reifenwülsten ausüben. Gemäß der Erfindung wird zwischen den Wulstschutzstreifen und den Gewebelagen des Reifens eine Kautschukschicht eingelegt. Diese Schicht hat eine noch - näher zu erläuternde. Zusammensetzung und weist eine Widerstandsfähigkeit auf gegenüber einer Verschiebung oder Verlagerung aus dem Wulstbereich heraus während des Vulkanisierens. Nach diesem Herstellungsvorgang bildet diese Zwischenschicht also eine nachgiebige, elastische Zwischenlage in dem fertigvulkanisierten Reifen.

Beim Umlaufen des Fahrzeugrades scheuern die Reifenwülste an den Felgenflanschen und den Sitzen 5; die Wulstschutzstreifen 6 wirken dem entgegen, da die elastische Schicht 7 sie von den Gewebelagen des Reifens trennt. Die geringe Verformung der Wulstschutzstreifen setzt die Abriebwirkung der Reifenflansche und Reifensitze 5 gegen die Reifenwülste erheblich herab. Reifen mit einer solchen Wulstschutzeinrichtung haben eine längere Lebensdauer, bevor die Scheuerwirkung die Reifenwülste nennenswert beschädigt; als dies bei Reifen üblicher Bauart der Fall ist. Als ein Beispiel für die Zusammensetzung des Materials für die Zwischenlage 7 wird folgende Zusammenstellung angegeben; alle Teile beziehen sich auf 100 Teile Kautschuk-Kohlenwasserstoff. Beispiel I

Kautschuk ...................... 100,00

Silika*) ........................ 65,00

Zinkoxyd ....................... 5,00

Stearinsäure ..................... 3,00

Kiefernteer ...................... 2,00

Kohleruß ....................... 33,00

Diäthylenglycol .................. 1,50

Antioxydiermittel ............... 1,50

Schwefel ........................ 2,50

Beschleuniger ................... 1,50

215,00

*) Beispielsweise das unter der Bezeichnung Hi Sil von der

Columbia Southern Company, Barberton, Ohio, in den Handel

gebrachte Silika.

Die Zusammensetzung nach obigem Rezept wird in einem offenen Zweiwalzenmischer so lange gemischt, bis alle Bestandteile gleichmäßig in dem Kautschuk verteilt sind. Anschließend werden aus dem Material Streifen von etwa 0,15 cm Dicke und ungefähr 10 cm Breite hergestellt und auf einen vorbereiteten, aus imprägniertem Gewebe bestehenden Schutzstreifen aufgebracht, und zwar zweckmäßig durch Aufkalandern, wobei der Kautschuk unvulkanisiert ist.

Die silikahaltige Kautschuklage 7 zwischen dem Wulstschutzstreifen 6 und der Außenfläche des luftundurchlässigen Futters 14 besitzt eine derartige Plastizität, daß sie sich bei der Vulkanisation nicht verformt und auch nicht aus ihrer Lage herausgequetscht wird, wenn der Reifen in einer geschlossenen Form vulkanisiert und dabei von innen her gegen die Innenwandung des Reifens ein Dampfdruck von etwa 12 kg/cm² ausgeübt wird. Eine solche silikahaltige Masse soll einen Plastizitätswert (gemessen mit dem Williams-Plastometer bei 100° C) von wenigstens 6,5 und bis zu 10 oder noch höher haben. Die gewünschte Plastizität läßt sich erzielen entweder durch Änderung der Menge oder der Teilchengröße des verarbeiteten Silikas.
Ein in dieser Weise geformter und vulkanisierter Reifen wurde aus der Form entfernt; man ließ ihn daraufhin sich abkühlen und montierte ihn auf die Felge eines Fahrzeugrades. Nachdem der Reifen ununterbrochen bei hoher Überlastung und bei hohen Betriebstemperaturen geformt worden war, zeigte der Wulstschutzstreifen 6 keine nennenswerten Schäden. Nach ungefähr 15 000 km Fahrleistung war an der Außenfläche der Reifenwulst keine oder kaum eine Abnutzung zu erkennen, während ein Reifen üblicher Wulstbauart im Bereiche der Wulstschutzschicht erheblich beschädigt war.
Ein anderes Beispiel einer Kautschukmasse, die die richtigen Eigenschaften für die Kautschuklage zwischen den Wulstschutzstreifen und der Reifenwulst aufweist, zeigt folgendes Rezept, in dem alle Teile bezogen sind auf 100 Teile Kautschuk-Kohlenwasserstoff.

Beispiel II

Kautschuk ....................... 100,0

Superbeckacite*) ................. 10,0

Kohleruß ........................ 4,0

Weichmacher ..................... 4,2

Zinkoxyd ........................ 2,8

Stearinsäure ..................... 1,4

Schwefel ......................... 2,8

Antioxydiermittel ................ 1,0

Beschleuniger .................... 1,7

163,9

*) Phenolartiges Kunstharz der Reichold Chemical Co.

Eine Zusammensetzung nach vorstehendem Rezept wird in einem gebräuchlichen Zweiwalzenmischer gemischt. Anschließend wird die Masse aus einem Kalander zu Lagen ausgewalzt, die etwa 0,12 cm dick sind und in Streifen von ungefähr 10 cm Breite zerschnitten werden. Diese Streifen werden 4 Stunden lang bei einer Temperatur von 110' C in freier Luft vorvulkanisiert und dann beim Aufbau des Reifens in die Stellung der Streifen 7 nach Fig. 3 gebracht. Anschließend wird der Reifen vulkanisiert. Der vorbehandelte Streifen behält seine ursprüngliche Dicke während des Vulkanisiervorganges. Er dient als elastische Zwischenlage für die Wulstschutzschicht, wenn der Reifen auf einem Fahrzeugrad in Betrieb gesetzt wird.

Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde als Wulstschutzstreifen ein Streifen aus einem mit Kautschuk versehenen, quer gewebten Gewebe verwendet. Es kann aber an Stelle eines solchen Streifens auch ein mit Kautschuk versehenes Gewebe ohne Schußfäden oder auch eine Schicht Verwendung finden, die aus mit Kautschuk versehenen, verwebten Kunstseidefäden, wie beispielsweise Polyamidfäden, besteht.
An Stelle des in den erwähnten Gemischen verwendeten Naturkautschuks kann auch synthetischer Kautschuk zur Verwendung kommen, der beispielsweise die kautschukartigen Mischpolymerisate von Butadien und Styrol, Butadien und Acrylonitril, Isobutylen und -isopren, Isobutylen und -styren sowie Polychloropren aufweist. Solche Kautschukstoffe können auch mit Kunststoff vermischt werden, beispielsweise mit chlorsulfiniertem Polythen, mit Phenolaldehydharzen, sowie Polymeren von Vinylkunststoffen, wie beispielsweise Polyvinylchlorid und den Mischpolymerisaten von Vinylchlorid und Vinylacetat. Der Ersatz des in den Beispielen genannten Naturkautschuks durch einen der bekannten synthetischen Kautschuke oder einen der anderen Kunststoffe hat jedoch keine erfinderische Bedeutung.
Für die Kautschukstoffe nach der Erfindung können viele der bekannten Beschleuniger zur Anwendung kommen. Geeignet sind beispielsweise die Thiazole, Dithiocarbamate, Thiuramsulfide, z. B. Benzothiazoldisulfid, Mercaptobenzothiazol, Cyclohexylbenzothiazolsulfenamide und Zinkdimethyldithiocarbamate. Für die polychlorbutadienartigen Polymere ist als Beschleuniger unter anderem Magnesiumoxyd verwendbar. Auch aldehydamin- und guanidinartige Beschleuniger, wie beispielsweise Formaldehydammonium, Diphenylguanidin sowie viele andere in der Kautschuktechnik bekannte Beschleuniger, sind verwendbar. Die vorstehend genannten Beschleuniger sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Luftreifen, bei welchem die Reifenwülste mit die Reibwirkung der Felgenflansche aufnehmenden Schutzstreifen aus kautschukhaltigem Gewebe od. dgl. umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Reifenwulst und dem sie umhüllenden Schutzstreifen eine Zwischenlage angeordnet ist, die aus einem gegenüber Verformungen bei der Vulkanisationstemperatur des Reifens widerstandsfähigen Kautschuk besteht.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage zwischen Reifenwulst und Schutzstreifen aus einem silikahaltigen Kautschuk besteht.
3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukmasse der Zwischenlage einen Zusatz von phenolartigem Kunstharz enthält.
4. Luftreifen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikagehalt des Kautschuks so groß ist, daß das Kautschukmaterial der Zwischenlage in unvulkanisiertem Zustand eine Plastizität von wenigstens 6,5 (gemessen mit dem Williams-Plastometer) bei 100° C besitzt.
5. Luftreifen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zwischenlage außen umhüllende Wulstschutzstreifen aus einem abriebfesten kautschukhaltigen Material besteht, das in unvulkanisiertem Zustand bei Temperaturen unter etwa 165° C und bei einem Druck von 12 kg/cm2 fließfest ist.