DE1817642A1

DE1817642A1 - Luftreifen aus verstaerktem Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1817642A1
Application number: DE19681817642
Authority: DE
Inventors: Heimovics John Francis Jun; James Sidles
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1967-12-26
Filing date: 1968-12-27
Publication date: 1969-07-10
Also published as: US3622414A; GB1250210A; NL6818665A; US3540512A; FR1598728A

Description

Dr.-Ing, P.K. Holzhäuser
Dipl.- Met. W. Goldbach

Pat entanwält e
605 Offenbach a.M*
Herrnstr· 37

The Β·Ρ. Goodrioh Company
Akron, Ohio» V.

Luftreifen aus verstärktem Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung»

Bei der Herateilung von Fahrzeug-Luftreifen ist es üblich, die unvulkanisierte Karkasse auf einer zusammenlegbaren Aufbautrommel zu fertigen. Die zwirnverstärkten Elastomerlagen werden übereinander so um die Trommel gelegt, daß die verstärkenden Zwirne oder litzen in jeder Lage im Abstand liegende Wülste verbinden, die an dan Trommelenden sitzan, und einen spitzen Winkel mit einer zur Trommelachse senkrechten Eben© im Mittelpunkt bilden. Die unvulkanisierte Lauffläche·aus Elastomer wird dann, um den Umfang der Karkass© gelegt und der zusammengesetzte, un~ vulkanisiert© Reifen danach von der Aufbautrommel entfernt ρ was im allgemeinen durch di® Verwendung einer nach innen zusammenlegbaren Vorrichtung erfolgt, dann auf stw&Kinguulstfora aufgeblasen und in einer ^om vulkanisiert ο Außerdem wird durch Pantographwirkung die Zivirmverstärkung in dem anvulkanisierten Kautschuk verlagert_s um eine Lag© geringster Beanspruchung einzunehmen und eia richtiges Formen der Karkasse zu gestatten^ treon des? Beifen ausgsdehnt iat₀ ¥ird ein Reifen von dem Fahrzeug _über-

belastet, erfolgt bei irgendeinem gegebenen Aufblasdruck für die vorgesehene last eine erhebliche, radiale Auebiegung der Lauffläche in Berührung mit dem Boden. Wegen der pantographischen Anordnung der verstärkenden Zwirne läßt eine übermäßige, radiale Ausbiegung in dem Teil des Reifens, der den Boden berührt, kompressiv belastet werden, was wiederum ein Verziehen des Kords zur Folge hat. Ein Verziehen der verstärkenden Zwirne verursacht schwerwiegende Wiederholungen der Beanspruchung und häufig einen vorzeitigen Ausfall des Reifens.

Die vorliegende Erfindung löst das erwähnte Problem des Verziehens der verstärkenden Zwirne oder Litzen, wenn der Reifen durch Überbelastung ernstlich raditial ausgebogen wird, dadurch, daß in dem Reifen verstärkende Zwirne oder Litzen mit einem anfänglich kleinen Längungsmodul vorgesehen werden, der bei einem Längen um einen vorherbestimmten, begrenzten. Betrag plötzlich in einem grösseren Längungsmodul umschlägt. Die streckbaren Verstärkungszwirne sind durch wenigstens einen Textilfaden gekennzeichnet, der in Schraubenform um einen vorher vulkanisierten Elastomerkern mit Windungen in Abständen herumgewickelt ist β

Der Reifen wird vulkanisiert, wenn die Verstärkungszwirne im Bereich des kleineren Delinungsmodul gekäng-t sind« Beim Aufblasen dehnt sich der Reifen auf die volle Ringwulst~ form aus, bei welcher die dehnbaren Zvirne über den tfbergangspunkt aum Bereich des gößeren Dfc-anungsmoduls gelängt werden» Auf diese Weise werden dis Zwirne ziemlich undehn-' bar» wenn der Reifer, vulkanisiert und a-..fgeblasen ist. Wird der Reifen für irgendeinen ^egeüener. Aufblasdruck

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BAD ORIGINAL

überbelastet und damit örtlich eine ernstliche, radiale Ausbiegung der Lauffläche bewirkt, so werden die Zwirne in benachbarten Teilen der Seitenwände nicht mehr auf einer genügenden Spannung gehalten, um den Zwirn jenseits des Übergangspunktes des Moduls zu halten, und infolgedessen gelangen einige der nicht belasteten Zwirne wieder in den Bereich des kleinen Iiängungsmoduls. In dem Bereich des kleinen Dehnungsmoduls können sich die Zwirne erheblich zusammenziehen und damit ein Einknicken der Reifenseitenwände bei Überlastung verhüten. Die Erfin- λ

dung sieht deshalb einen Reifen mit dehnbaren Verstärkungszwirnen vor, die im vulkanisierten, aufgeblasenen Zustand undehnbar sind, aber die Fähigkeit haben, sich zusammenzuziehen, um ein Einknicken zu vermeiden, wenn der Reifen erheblich ausgebogen wird.

Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder, und zwar ist

Figβ 1 eine perspektivische Ansicht eines ReifentaLls mit zum Teil weggebrochener Lauffläche und Seitenwand, um die Verstärkungszwirne zu zeigen,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des dehn- * baren Verstärkungszwirns in ungestrecktem Zustand,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, die den Zwirn über den Übergangwpunkt zum größeren Dehnungsmodul hinaus gelängt zeigt, und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des streckbaren Zwirns in anderen Ausführung mit einem litzenkern sowie

. I

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Fig. 5 ein Schnitt durch den Reifen in vulkanisiertem Zustand vor dem Aufblasen.

Fig. 1 zeigt den Reifen 10 in der zur Zeit bevorzugten Ausführung vulkanisiert und aufgeblasen, wobei die Lauffläche 11 und die Seitenwand 12 weggebrochen sind, um die verstärkenden Zwirnlagen sichtbar zu machen. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Lagen 13 und 14 aus verstärkenden Zwirnen vorhanden, die durchgehend schräg von einem Wulstkern 15 zum gegenüberliegenden Wulstkern 16 verlaufen, wobei aufeinanderliegende Lagen die axiale Symmetrieebene des Reifens unter gleichen, aber entgegengesetzten Winkeln schneidende Zwirne haben.

In Fig. 2 sind die Einzelheiten des Verstärkungszwirns 18 als vergrößerte Ansicht eines Zwirnteils wiedergegeben. Der Zwirn 18 ist in Fig. 2 gezeigt, wie er vor der Ausdehnung und Vulkanisation der Karkasse entspannt erscheint, in die er eingebettet ist. Der Zwirn 18 ist vorteilhaft aus einem Kern 17 aus vorher vulkanisiertem Elastomermaterial mit wenigstens einem Faden 19 aus im wesentlichen undehnbarem Texteilmaterial hergestellt, der schraubenförmig um den Kern 17 mit auseinanderliegenden Windungen herumgewickelt ist. Der hier verwendete Zwirn wird vorteilhaft gestreckt, indem er um einen Betrag von etwa 30 bis 70 $> seiner ursprünglichen Länge gestreckt wird, wenn sich der Reifen der Erfindung in voll aufgeblasenem Zustand befindet. Die Einzelheiten des Zwirns 18 sind eingehender in der gleichlaufenden Anmeldung "Verstärkung für Gegenstände aus Elastomeren" der Anmelderin erläutert.

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BAD OR)QINAL

• Der Reifen ist in Flachbandfora auf einer üblichen Aufbautrommel hergestellt ι bei Personenwagenreifen hat di® Trommel einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem &©r Wülste« Die zusammengebaute, anvulkanisiertβ Karkasse wird dann von der feommel abgenommen, auf eine zum Teil Ringwulatform aufgeblasen und in diesem Zustand vulkanisiert. Der vulkanisiert© Seifen wird dann auf dl© voll© Bingwulst der Fig» t hauptsächlich, durch Längen d©r beim Aufblasen dehnbaren Zwirne aufgeblasen« S¹Ig. 5 seigt den Reifen,, wie ©r im vulkanisierten Zustand Tor ä©m Aufblasen aussieht. Der in Fig. 5 gezeigte Reifen ist nur t©il~ i Xfeise auf die ganae Ringwulstform ausgedehnt» Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Laufflächendurchmesser des vulkanisierten B<$ifens um 25 bis 30 % vom vulkanisierten bis sum aufgeblasenen Durchmesser ausgedehnt, doch ist der Betrag der Ausdehnung des vulkanisierten Reifens nicht auf den dar bevorzugten Äusfütaimg besohränktuad kann jede Größe zwischen "3 5 und .40 f> dies vulkanisiert©n Durchmessers annehmen,=

In Pig«, 3 ist der Zwirn 18 gezeigt, wie er aussieht, wann der Reifen_? in d@n ®τ ©ingebaut ist₉ vulkanisiert imd aufgeblasen ists wobei der Zwirn den Übergangspunkt zwm Bereich des größeren Behnungsmoduls überschrittse. hat„ Gelängt hat der Zwirn, wie Fig, 3 seigt₉ den schraubenförmig gewickelten festilfaden 19 linear gestreckt_ff wobei die Blastomerse®l© 17 ®&g zwischen die gestreckten Windungen des Fadens in eine Lage radial außerhalb des Durchmessers des Fadens und spiralig darum herum gelegt ist ο Die Elastomsrseel© 17 trägt in zu vernachlässigender Weise zu dem &©samtmodul der Längung bai_p aacMe® der Übergangs-punkt erreicht isto

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung 20 ist in Fig. 4 gezeigt, die eine Seile aus Mehrfachlitze hat. In der Ausführung der Fig. 4 ist die Seile 21 von mehreren, vorzugsweise drei Elastomerfäden gebildet, die vorher miteinander verzwirnt sind und um die der Faden 22 schraubenförmig im umgekehrten Sinne herumgewickelt ist.

Die Erfindung besteht demnach in einem Luftreifen mit d&hnbaren Verstärkungszwirnen mit einem anfänglich kleinen Dehnungsmodul, welche beim Längen um einen vorherbestimmten, begrenzten Betrag pSfczlich in einen Zustand übergehen, in dem sie einen wesentlich höheren Mngungsmodul haben. Die verstärkenden Zwirne im Reifen sind über den Übergangspunkt hinaus gelängt, wenn der Reifen vulkanisiert und aufgeblasen ist. Eine bedenkliche örtliche, radiale Ausbiegung der Reifenlauffläche wird somit durch ein Zusammenziehen der streckbaren Zwirne auf den Bereich des niedrigen Dehnungsmoduls aufgenommen.

Änderungen und Anpassungen können im Anwendungsbereich der Erfindung von dem Fachmann, gemacht werden, und die Erfindung ist nur durch den Sinn und Schutzbereich der angefügten Ansprüche beschränkt.

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Claims

nsprüche :

1. Luftreifen aus Elast omerkordmat erial mit einer Karkasse, auf der ein Lauf flächenteil sitzt und die in Wulsten im Abstand voneinander endet, dadurch gekennzeichnet,, daß die verstärkenden Zwirne (18) in der Karkasse sich mit einem kleinen Modul um einen vorherbestimmten Betrag längen können und über diesen Betrag hinaus im wesentlichen undehnbar sind und der Reifen (10) mit den um einen kleineren Betrag als dem vorherbestimmten gelängten Karkassenfäden (18) vulkanisiert wird, wodurch beim Aufblasen des Reifens (10) sich dieser um einen vorherbestimmten und begrenzten Betrag ausdehnt, um danach, im wesentlichen undehnbar zu werden, wobei der umfängliche • Durchmesser der aufgeblasenen Karkasse in den Grrensen von 15 bis 40 $ größer als der vulkanisierte Durchmesser ist«,

2« Luftreifen nach ^spruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne oder Litzen (18) eine Seele (17, 21) aus vorvulkanisiertem Elastomermaterial und wenigstens einen im wesentlichen undehnbarenmTextilfaden (19* 22) um die Seele herumgewickelt haben, wobei der Faden in Windungen mit gleichen Abständen voneinander angeordnet ist_? wenn der Zwirn sich in spannungslosem Zustand befindet.

3β Luftreifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (21) der dehnbaren Zwirne (18) eine Anzahl Litzen (22) aus vorhervulkanisiertem Elastomermaterial hat, die miteinander verflochten sind·

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4« Luftreifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (21) jedes der Zwirne (18) aus drei Fäden aus vorvulkanisiertem Elastomer besteht, die miteinander verflochten sind.

5. Luftreifen nach ^Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (18) sich um einen Betrag in der Größenordnung von 30 bis 70 # ihrer ursprünglichen Länge dehnen können.

6. Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Lagen (13, 14) aus unvulkanisiertem Elastomer mit mehreren eingebetteten, parallelen Verstärkungszwirnen (18) vorgesehen werden, die dehnbar sind und anfänglich einen niedrigen Dehnungsmodul haben und beim Längen um einen vorherbestimmten und begrenzten Betrag plötzlich auf einen wesentlich höheren Dehnungsmodul übergehen, daß wenigstens zwei der genannten Lagen kreisförmig übereinander auf eine zylindrische Aufbautrommel gelegt, wobei die Verstärkungszwirne (18) in benachbarten Lagen unter dem gleichen, aber entgegen-

fc gesetzten spitzen Winkel zur axialen Mittelebene der Trommel angaeordnet sind, und in axialem Abstand liegende Wulstkerne (15, 16) auf die Kanten der Lagen in einem Abstand voneinander, der kleiner als die Bogenlänge der Zwirne im aufgeblasenen Reifen ist,aufgesetzt und die Enden der Lagen umgelegt werden, um die Wülste zu bilden, unvulkanisiertes Elastomer auf die äußerste Lage von der Aufbautrommel aufgebracht und der Zusammenbau axial zwischen den Wülsten auf einen Durchmesser von 15 bis 40 $> weniger als dem Aufblasdurchmesser ausgedehnt und der Reifen vulksnisiert werden.

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Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Auskleidungsschicht aus im wesentlichen luftundurchlässigen Elastomer auf die Aufbautrommel aufgebracht wird, ehe die Blastomerlagen (13» 14) mit den dehnbaren Zwirnen aufgelegt werden, um ein schlauchloses Aufblasen des vollständigen Reifens zu ermöglichen.