DE2619942A1

DE2619942A1 - Guerteleinlage fuer giessreifen

Info

Publication number: DE2619942A1
Application number: DE19762619942
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Phys Anders; Rainer Draeger
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1976-05-06
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2619942C2

Description

Gürteleinlage für Gießreifen ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ + Die Erfindung bezieht sich auf eine Gürteleinlage für Kfz-Luftreifen aus gießfähigen, zu elastischem Kunststoff aushärtenden Material.
Die Herstellung von Reifen im Schleuder- oder Spritzgußverfahren ist mehrfach beschrieben. Da das Reifenmaterial verschiedenen Anforderungen, wie Dimensionsstabilität unter Last, Rutschfestigkeit genügen muss, ist auch ein mehrschichtiger Aufbau bekamt. Die Lauffläche ist hierbei den Erfordernissen der Straßenoberfläche angepaßt. Eine Gürtelschicht, die ebenfalls aus gießfähigem, zu elastischem Kunststoff aushärtenden Material mit hohem E-Modul besteht, trägt die Umfangskräfte, während die Karkasse von einem dritten Material gebildet wird.
Ein so konstruierter Reifen hat jedoch Nachteile. Da der E-Modul des Gießmaterials für den Gürtel aus technischen Gründen unter Beibehaltung der guten dynamischen Eigenschaften nur bis zu einem Maximalwert gesteigert werden kann, kommt es unter Luftdruck zu einer nennenswerten Dehnung im Gürtelbereich, die infolge der Reifengeometrie mit einer mehr oder minder starken Querkrümmung oder Aufwölbung gekoppelt ist. Dieser elastischen Verformung überlagert sich noch eine bleibende*Verformung, die vom Fließen des Kunststoffs herrührt0 Dieses Wachstum eines Reifens ist unerwünscht0 Hinzukommt, dass ein derartig quergekrümmter Gürtel beim Durchlaufen der planen Aufstandsfläche stark zwangsverformt wird, was zur schnellen Zerstörung führt.
Versucht man, diesen Nachteil durch Erhöhung der Gürteldicke abzuhelfen, so entsteht ein steifer, unkomfortabler Reifen.
Abhilfe kann hier nur eine Gürtelkonstruktion bieten, die die Umfangskräfte unter geringer Verfornung (hoher E-Modul) aufnimmt, in Querrichtung aber flexibel ist. Eine solche Konstruktion stellt der Zirkulargürtel dar, bei dem im Prinzip fadenförmige Festigkeitsträger mit hohem E-Modul im Gürtelbereich in Umfangsrxichtung angeordnet sind0 Solche Zirkulargürtel sind im Bereich der Gummireifen bekannt, doch auch auf dem Gebiet der Kunststoffreifen sind einige Veröffentlichungen vorhandene So ist z.B. ein Gürtel bekannt, derdurch Aufwickeln eines Festigkeitsträgers auf Uistanzstege und anschliessendem Transfer auf den Reifenformkern hergestellt wird, wobei die Distanzstege sich am Kern abstützen.
Dieser Gürtel hat jedoch abgesehen von der komplizierten Handhabung den Nachteil, dass die zur Fixierung notwendigen Stege zu Sollbruchstellen unterhalb des Gürtels in der Karkasse führen, da hier beim Durchlaufen der Aufstandsfläche beachtliche Verformungen auftreten und die Haltbarkeit allein vonder Haftung zwischen Steg- und Karkaßmaterial abhängt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kunststoffreifen eine Gürteleinlage zu schaffen, die zu einem komfortablen, gebrauchstüchtigen und haltbaren Reifen führt.
Der Gürtel soll für sich problemlos zu fertigen und zu handhaben sein.
Zur Lösung dieser ufgabe wird vorgeschlagen, eine Fadenschar annähernd zylinderförmig mit einem Querkrümmungsradius von mindestens vierfachem Reifenedius durch Wickeln anzuordnen. Die Windungen werden durch einige quer verlaufende die Fäden umschließende Stege fixiert0 Ihre Zahl und der Abstand der Fadenwindungen ist so bemessen, dass der Gesamtgürtel gut durchlässig ist für den gießfähigen Kunststoff im FließzustandO Das Fadenmaterial soll, gegebenenfalls durch zusätzliche Präparation, eine ausreichende Eigensteifigkeit besitzen, so dass die Fixierung und Positionierung dieser vorgefertigten, handlichen Gürteleinheit in der Form an nur wenigen Punkten geschehen kann. Ferner soll das Fadenmaterial, gegebenenfalls durch zusätzliche Präparation, eine ausreichende Haftung zum ausgehärteten Reifenkunststoff besitzen. Die ausreichende Eigensteifigkeit ist bei Stahlkord von vornherein gegeben, während sie bei aliphatischen und aromatischen Polyamiden o.ä. Kunstfasern durch eine Zusatzbehandlung erreicht werden muss.
Besonders vorteilhaft ist es, diese Präparationen zur Erzielung einer guten Haftfestigkeit zu kombinieren0 Die Vorteile eines solchen Gürtelaufbaus liegen in der lagermäßigen Verfertigungsmöglichkeit, gegebenenfalls sogar in endloser Breite, in der wegen der Eigensteifigkeit und Querstegverbindungen grossen Handlichkeit, leichter Einbaumöglichkeit in die Reifenform und in deu grossen Einstellbereich der Gürteleigenschaften, der sich aus Fadenmaterial-, Fadenkonstruktions-, Windungsabstandswahl u.a. mehr ergibt und der es in jedem Fall gestattet, einen haltbaren, komfortablen und gebrauchstüchtigen Reifen herzustellen0 Besonders einfach und kostensparend lassen sich die Zirkulargürtel fertigen, wenn die die Fäden umschließenden Verbindungsstege aus Kunststoff gefertigt werden. In diesem Fdll ist es möglich, diese Stege mit den bekannten Verfahren der Kunststofftechnik, z.Bo Spritzguß, herzustellen. Vorzugsweise sollte der Kunststoff zurbesseren Anpassung ähnlich dem Reifenmaterial sein, obwohl bei der beschriebenen Gürtelkonstruktion die Stege praktisch in der neutralen Faser liegen und dadurch sowohl in der Eigenfestigkeit als auch in der Haftfestigkeit zum umgebenden Kunststoffmaterial wenig beansprucht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur fritionierung und Fixierung des Gürtels in der Reifenschleuderform vorgesehen, die Stege länger als die Gürtelbreite herzustellen und/oder mit besonderen Ansätzen oder Verdickungen auszustatten. Diesel Verlängerungen oder Ansätze fassen in entsprechende Gegenstücke in der Schleuderform (zoB. Bohrungen oder umlaufende Nuten) und zentrieren den Gürtel und positionieren ihn in axialer Richtung.
Obwohl, wie bereits beschrieben, die Stege kaum belastet werden, kann es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil sein, die Kontur dieser Stege zur Verminderung von Kerbwirkung abgerundet zu gestalten. Davon sollten im Interesse einer genauen Fixierung die hierfür vorgesehenen Ausbildungen ausgenommen sein0 Mit einem sehr einfachen Mittel lässt'sich praktisch ohne weitere Nebenkosten ein Reifenverschleißindikator einbauen. Hierzu werden die Stege aus einem zum Reifenlaufflächenkunststoff farblich kontrastierenden Kunststoff gefertigt und mit Ausbildungen versehen, die bis in die minimal notwendige Laufflächendicke in den Laufflächenkunststoff hineinragen. Bei Laufflächenverschleiß werden diese Ausbildungen dann als Farbmarkierung sichtbar, wenn die geringstzulässige Profiltiefe erreicht ist.
Besonders einfach 9 om Aaschinenaufwand und der Herstellung endlos breiter Gürtel her, den Windungsabstand der Fäden über die Breite konstant zu haltens Gelegentlich kann es aber zur Erzielung bestimmter Reifeneigenschaften von Nutzen sein1 den Windungsabstand über die Gürtelbreite zu verändern, z.B. den Abstand symmetrisch zu den Gürtelkanten zu vergrößern, um einen weicheren Übergang zur Reifenschulter und -flanke zu erreichen.
Zur schnelleren Herstellung der erfindungsgemäßen Zirkulargürtel kann es von Nutzen sein, die Windungen nicht nur eingängig, sondern auch mehrgängig zu wickeln. Nachteilig sind allerdings der höhere Steiungswinkel und die grössere Zahl der inden, Die kindungsenden werden im einfachsten Fall z.B. mit Hilfe eines Quersteges befestigt. Sollen höhere Kräfte aufgenommen werden, so kann nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Befestigung dieser Lenden auch durch z.B. Loten, Klemmen, Kunststoffummantelung an der Nachbarwindung erfolgen0 Im Normalfall werden die Windungen des Gürtels gleichsinnig gewickelt, woraus sich eine grosse Einfachheit beim Wickelvorgang ergibt.
Um symmetrische Reifeneigenschaften zu erreichen, ist es jedoch auch möglich, die Windungen spiegelsymmetrisch zur Gürtelmitte also je zur Hälfte gegensinnig zu wikkeln.
Der annähernd gleiche Effekt ist erreichbar mit einer mehrlagigen Windungsanordnung, bei der der Windungssinn von Lage zu Lage wechselt, Dicse Konstruktion hätte den Vorteil, dass die Zahl der freien Enden gegenüber der einfachsten Ausführung nichtgrösser zu sein braucht0 Die beschriebene Mehrlagigkeit kann auch auf Teilbereichen der Gürtelbreite verwirklicht werden.
Die Erfindung wird anhand von zwei Abbildungen erläutert. Abbo 1 stellt eine Gesamtansicht des für sich gefertigten Zirkulargürtels vor dem Einbau in die Reifenschleuderform dar. Die Windungen 1 sind zylinderförmig mit gleichem Abstand gewickelt. Die Fadenenden sind an den Stellen 2 und 3 mit der Nachbarwindung mittels Klemmhülsen befestigt. Die Windungen sind mit den Stegen 4 umschliessend miteinander verbunden. Die überstehenden Enden 5 der Stege dienen zur Positionierung in den entsprechenden Ausbildungen der Reifenschleuderform.
Abb. 2 zeigt mit derselben Detailnummerierung einen Querschnitt durch einen Reifen, der den erfindungsgemäßen Gürtel enthält. Der Zeichnungsschnitt ist durch einen Steg 4 mit den Stegverlängerungen 5 gelegte Eine umlaufende Nut in der Reifenform, in der die Stegverlängerungen 5 ruhen, führt zu einer kleinen ringförmigen Erhebung 6 am Reifen. Die Verschleißindikatoren sind als Nippel 7 ebenfalls dargestellt. Sie sind teilweise in dem Karkaßkunststoff 9 eingebettet.
In zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher erläutert werden: Ausführungsbeispiel 1 Die Fadenwindungen bestehen aus Stahlkord 3x0,20+6x0,38 und sind zylinderförmig auf eine klappbare Trommel mit 3,5 mm Windungsabstand gewickelt. Der windungsabstand ist durch kammartige Gebilde vorgegeben. Die Gesamtbreite des Gürtels beträgt bei der gewahlten Reifengrösse von 105/8 63 mm, entsprechend ca. 18 Windungen. Die Windungsenden sind durch Weichlöten an der Nachbarwindung fixiert, Die Windungen sind untereinander durch Kevlarschußfäden verbunden und mit Hilfe von polyurethan-freund lichem Haftzement umhüllend verklebt, Die Positionierung des Gürtels erfolgt durch Ausbildungen in der Reifenform.
Das Reifenmaterial ist Polyesterurethan (Lauffläche ca.
72 Shore A, Karkasse ca. 90 Shore A).
Die Laufleistung des Reifens auf dem Dauerlaufprüfstand übertraf die eines vergleichbaren konventionellen Diagonalgummireifens li.oo-8. Das Wachstum lag im Umfang bei 0%, in der Seite bei 5%. Die Federkennlinie entsprach der des GummireifensO Ausführungsbeispiel 2 Es wird für dieselbe Reifengröße ein ähnlicher Gürtel hergestellt; jedoch wird als Fadenmaterial Stahlkord 4 x 0,25 verwendete Die Fixierung der Windungen erfolgte mitthermoplastischem Polyurethans das mit einer beheizten Zange in Form eines Stabes um die Fäden herumgeschmolzen wird. Dabei wird gleichzeitig die Stegverlängerung ausgebildet, die die Positionierung in der Reifenform übernimmt0 Die Endenfixierung erfolgt wiederum durch Lötens Der sonst ähnlich aufgebaute Reifen zeigt ähnliche Prüfstandsergebnisse. Das Wachstum lag in Umfangsrichtung bei 0,5 %,in der Breite bei 5 % L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1.))aürteleinlage für Fahrzeugreifen aus gießfähigem, zu elastischem Kunststoff aushärtenden Werkstoff, bestehend aus in Umfangsreichtung angeordneten auf Halteleisten abgestützten Fäden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenschar annähernd zylinderförmig, mit einem Querkrümmungsradius grösser als der vierfache Reifenradiuss gewickelt ist, für den Kunststoff im Fließzustand durchlässig ist, eine standfeste Eigensteifigkeit besitzt, das Fdenmaterial eine ausreichende Haftung zum erhärteflten Kunststoff aufweist und die Halteteile als quer über den Gürtel laufende, die Fäden umschließende Stege ausgebildet sind0 2.) Gürteleinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege aus gießfähigem oder einem anderen Kunststoff bestehen, 30) Gürteleinlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege über die Gürtelbreite hinausragen und/oder Verdickungen tragen.

4.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege abgerundet sind0 5.) Gürteleiniage nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kindungsabstand der Fäden konstant ist.

6.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Fäden ein-oder mehrgängig ausgeführt sind0 7.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungsenden an der Nachbarwindung befestigt sind0 8.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen gleichsinnig gewickelt sind, 9.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen zur Gürtelmitte spiegelsymmetrisch gegensinnig gewickelt sindo 10.) Gürteleinlage nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen mehrlagig gegensinnig gewickelt sind0