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Die Erfindung betrifft ein verstärktes Gewebe, insbesondere für Luftreifen, bestehend aus einem Elastomerkörper, in welchen eine Vielzahl von schraubenlinienförmig verlaufenden Verstärkungsfäden eingebettet ist, wobei jeder Faden eine zylindrische Schraubenlinie beschreibt.
Vor den frühen Vierzigerjahren des zwanzigsten Jahrhunderts wurde als Verstärkungsfadenmaterial in Luftreifengeweben vorwiegend Baumwolle verwendet. Während der frühen Vierzigerjahre wurden die ersten synthetischen Fasern als Verstärkungsfaden eingeführt und bald darauf durch Nylon ersetzt, welches ein günstigeres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht besitzt. Polyestermaterial, welches ebenfalls in den Vierzigerjahren entdeckt wurde, kam erst in den frühen Sechzigerjahren als Reifenfaden auf den Markt. Derzeit laufen jedoch grossangelegte Bemühungen, dieses Material als Reifenverstärkung einzuführen.
In jüngster Zeit wurden Glasfasern als Verstärkungsmaterial für Reifen eingeführt, und diese besitzen viele physikalische Eigenschaften, welche die vorhin erwähnten Verstärkungsmaterialien nicht bieten und welche bei Verstärkungsmaterialien für mechanisch beanspruchte Gummiprodukte, wie z. B. Luftreifen, äusserst erwünscht sind. Diese Eigenschaften sind : hohe Zugfestigkeit, geringe Dehnung, Formstabilität, hohe Temperaturunempfindlichkeit und Freiheit von thermischen Schrumpfungen. Obwohl von diesen Gesichtspunkten aus betrachtet Glasfasern das beste Verstärkungsmaterial für Reifengewebe wären, besitzen diese jedoch eine Anzahl negativer Eigenschaften, welche ihre volle Aufnahme in die Reifenerzeugung verhindern.
Einige Hauptnachteile, die sich aus der Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmaterial ergeben, wurden in jüngster Zeit überwunden, andere aber blieben bestehen. Die Abriebfestigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Biegung sowie die Adhäsion der Glasfasern am Gummi wurden in den letzten Jahren erheblich verbessert, wodurch zwei Hauptnachteile beseitigt wurden. Es blieb aber die Tatsache bestehen, dass Glasfasern eine äusserst geringe Widerstandsfähigkeit gegen Druckbeanspruchungen aufweisen und dass die Fliessgrenze von Glas unangenehm nahe an der Bruchgrenze liegt. Diese Eigenschaften stehen der Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmaterial immer noch entgegen.
Das einzige Material, das alle oben erwähnten physikalischen Eigenschaften besitzt, welche von einem Verstärkungsmaterial für Gummi gefordert werden, ein Material, das weder von Druckkräften zerstört wird, noch eine Fliessgrenze besitzt, die unangenehm nahe an der Bruchgrenze liegt, ist Stahldraht. Ausserdem wurde Stahldraht in Verbindung mit Gummi in Luftreifen seit dem Ende des neunzehnten Jahrhunderts als Verstärkungsmaterial des Reifenbettes verwendet, so dass die Technik des Verbindens von Draht und Gummi ausserordentlich gut entwickelt ist. Es wurde jedoch lange Zeit für notwendig erachtet, Drahtfäden zu Bahnen zu verweben oder zu Kabeln zu verdrillen, um wenigstens die minimal geforderte Flexibilität des so verstärkten Gewebes zu erhalten, ohne dass die Drähte durch dauernde Biegung ermüden könnten.
Man hielt das Verdrillen des Drahtes zu einem Verstärkungskabel auch deswegen für notwendig, um den gewünschten Grad elastischer Dehnbarkeit zu erhalten, welche erforderlich ist, damit der Draht nicht über seine Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht wird, wenn der Reifen von den Unebenheiten der Fahrbahn beaufschlagt wird.
Das Verdrillen des Drahtes zu einem Verstärkungskabel des Reifengewebes erhöht aber die Kosten einer Stahldrahtverstärkung in Reifengeweben ausserordentlich. Ausserdem vermindert eine solche Verstärkung die Flexibilität ein wenig, so dass die angenehmen Laufeigenschaften des Reifens verringert werden. Um nun die Kosten zu senken und die Laufeigenschaften zu begünstigen, wurde versucht, einen einzelnen Drahtstrang innerhalb einer ringsumlaufenden Gürtelschicht zwischen der Karkasse und der Lauffläche einzubetten.
Dieser Draht war im wesentlichen in Umfangsrichtung des Reifens orientiert und war so gekräuselt, dass er sinusförmige Wellungen entlang seiner Längserstreckung besass, so dass er zumindest zum Teil sich strecken konnte, wenn die Umfangsdimension des Gürtels beim Formen und Härten des Reifens vergrössert wurde und gewünschtenfalls dem Reifen eine Vergrösserung der Elastizität im gehärteten Zustand verliehen werden konnte.
Wenn jedoch der Draht einmal komplett gestreckt war, konnte die Elastizitätsgrenze zu leicht überschritten werden. Wenn dagegen der Draht nicht komplett gestreckt war, wirkte sich wiederholtes Ändern der Umfangsdimensionen in einer Verbiegung der Drahtwellen aus, und die wiederholt auftretenden Biegespannungen führten zu einer Ermüdung des Drahtes und bewirkten dessen frühzeitigen Ermüdungsbruch.
Bei den vorhin erwähnten Versuchen, einen nicht verdrillten Draht zu verwenden, wurde ein einzelner gekräuselter Draht in Umfangsrichtung um die Reifenkarkasse gewunden, bevor die Lauffläche aufgebracht wurde. Der Draht lag so, dass die Wellungen der einen Wicklung parallel zu jenen der benachbarten waren.
Benachbarte Wicklungen standen miteinander in Berührung, und die Wellungen in einem bestimmten Punkt einer Wicklung lagen in einer Tangentialebene an die Wicklungen. Durch diese Art des Aufwickelns eines durchlaufenden Drahtfadens über mehrere Wicklungen rings um die Reifenkarkasse entstand eine Drahtschicht, welche im wesentlichen parallel, höchstens unter einem ganz kleinen Winkel geneigt zu einer radialen Bezugsebene war, welche normal zur Drehachse des Reifens verlief.
Ausser diesem erfolglosen Versuch, einen Reifen mit einem einzigen durchlaufenden Faden zu verstärken, welcher direkt auf die Karkasse aufgewickelt war, wurde bisher Draht als Verstärkungselement eines Reifengewebes so verwendet, dass der Draht zuerst verdrillt und dann mehrere verdrillte Stränge in den Gummi eingebettet waren, um z. B. durch Kalandern ein Gewebe zu bilden.
Kalandern ist die historische Art, ein Reifengewebe zu erzeugen ; Kalandern erfordert aber eine kostspielige
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Ausrüstung und ausserordentlich gut geschultes Personal zur Herstellung der Gewebeblätter, insbesondere dann, wenn Reifen erzeugt werden sollen, die für eine geneigte Orientierung der verdrillten Drähte innerhalb des fertigen Reifens geeignet sind. Wenn ein Gewebe durch Kalandern hergestellt wird, liegen die Verstärkungsfäden parallel zur Längsrichtung des aus dem Kalander austretenden Gewebes. Wenn nun in in den Reifen eingebauten Gewebe die Verstärkungsfäden gegen eine Umfangsebene des Reifens geneigt sein sollen, muss man das Gewebe schräg beschneiden.
Schräges Beschneiden ist insbesondere dann, wenn der gewünschte Winkel eine lange Schnittlinie verlangt, ein sehr schwieriger Prozess, der kostspielige Maschinerien erfordert.
Nicht nur der sogenannte Gürtelreifen mit Schrägeinlage, sondern auch der Radialreifen benötigt eine im wesentlichen undehnbare Verstärkungseinlage oder einen Gürtel zwischen der Karkasse und der Lauffläche.
Wegen dieser praktisch undehnbaren Verstärkungseinlage hielt man es bisher für ungünstig, die Verstärkungseinlagen vor dem Formen des Reifens aufzubringen. Dadurch wurden die Herstellungskosten eines Reifens mit im wesentlichen undehnbaren Verstärkungseinlagen erheblich erhöht.
Es sind auch schon mit Drähten verstärkte schichtförmige Materialien bekanntgeworden, bei denen in einer Kunststoffplatte schraubenförmig gewundene Drähte eingebettet sind. Die Drähte beschreiben in diesen Platten Schraubenlinien mit sehr kleiner Ganghöhe und einem im Verhältnis zur Ganghöhe grossen Durchmesser. Dieser Durchmesser bestimmt die minimale Dicke der Platten, welche demnach ziemlich gross sein muss, insbesondere dann, wenn die Verstärkungsdrähte in zwei oder mehreren Schichten kreuzweise in der Platte eingebettet sind.
Zum Einbau in Luftreifen sind solche verstärkte Platten wenig geeignet, weil sie nicht jene hier angeführten Eigenschaften ergeben, die von Verstärkungseinlagen in Luftreifen, insbesondere in sogenannten "Gürtel"- oder "Radialreifen" gewünscht werden.
Ziel der Erfindung ist es, ein Reifengewebe zu schaffen, das von mehreren einzelnen Fäden in Form von Drähten verstärkt ist und die erforderliche Flexibilität besitzt, ohne frühzeitig einen Ermüdungsbruch zu erleiden und welches, eingebaut in einen gehärteten Reifen, hinreichend elastische Dehnung unter Spitzenbelastungen zulässt, so dass die Elastizitätsgrenze des Drahtes nicht überschritten wird, wobei das Gewebe dennoch im wesentlichen undehnbar ist. Weiters soll das Reifengewebe vor dem Härten eine hinreichende Dehnbarkeit besitzen, so dass man es als Verstärkungseinlage vor dem Formen des Reifens aufbringen kann.
Ein verstärktes Gewebe der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Schraubenlinie höchstens gleich dem dreifachen Durchmesser der Fäden ist, wobei vorzugsweise pro 25 mm Länge der Schraubenlinie 1, 5 bis 3 Schraubengänge vorhanden sind.
Vorzugsweise bestehen die Fäden eines solchen Gewebes aus Metalldrähten.
Ein wesentliches Merkmal eines solchen Gewebes liegt erfindungsgemäss darin, dass die molekulare Orientierung des Drahtes schraubenlinienförmige Konfiguration aufweist, welche z. B. dadurch erzielt ist, dass der Draht durch eine auf einer kreisförmigen Bahn umlaufende Öffnung gezogen wird.
Um die Torsionskräfte, welche von den schraubenförmigen Drähten auf das Material, in dem sie eingebettet sind, ausgeübt werden, auszugleichen, ist es vorteilhaft, wenn gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung etwa die Hälfte der Fäden Schraubenlinien des einen Windungssinnes und die andere Hälfte Schraubenlinien des entgegengesetzten Windungssinnes beschreiben.
Insbesondere können aufeinanderfolgende Fäden entgegengesetzten Windungssinn besitzen.
Es ist vorteilhaft, wenn der Durchmesser und die Ganghöhe der Schraubenlinien im Verhältnis zum Durchmesser der Verstärkungsfäden so gewählt sind, dass deren maximale Dehnung innerhalb ihrer Elastizitätsgrenze etwa 5% beträgt.
Eine oder mehrere Schichten eines solchen Gewebes nach der Erfindung können in einen Reifen zur Bildung der Karkasse und/oder des Gürtels eingebaut sein. Dieser Gürtel umgibt den Reifen in Umfangsrichtung.
In allen Fällen können die Drahtwendel unter einem gewählten Winkel orientiert sein. Es ist jedoch vorzuziehen, dass sie mindestens einen Winkel von 4 mit der Umfangslinie des Reifens einschliessen.
Da das Gewebe von der in den Verstärkungswendeln gespeicherten Energie verwunden werden könnte, ist es wünschenswert, dass aufeinanderfolgende Wendeln Schraubenlinien mit gegenläufigem Windungssinn beschreiben. Die Laufstabilität des Reifens wird verbessert, wenn mindestens zwei übereinanderliegende Einlagen verwendet werden, und die Wendel in diesen beiden Einlagen in entgegengesetztem Sinn zu einer Umfangsebene des Reifens geneigt sind.
Ein Luftreifen kann ein oder mehrere, erfindungsgemäss ausgebildete verstärkte Gewebe enthalten, welche sich in Umfangsrichtung des Reifens erstrecken und eine Vielzahl einzelner Drahtwendel zur Verstärkung aufweisen. Jede Wendel beschreibt eine zylindrische Schraubenlinie innerhalb ihrer Gewebeschicht. Die Schraubenlinie besitzt vorzugsweise 1, 5 bis 3 Schraubengänge pro 25 mm der Schraubenlinie und einen Schraubenliniendurchmesser, der nicht grösser ist als der dreifache Fadendurchmesser, so dass sich unter Normalbelastungen eine Dehnung von nur etwa 0, 5 bis 1, 5% ergibt, und dennoch eine Dehnung 7, 5% möglich ist, bevor der Bruch erfolgt. Bei einem solchen Aufbau kann eine Dehnung bis zu 5% unter Spitzenbelastungen erfolgen, ohne die Elastizitätsgrenze zu überschreiten.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden im einzelnen beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines Reifens, in welcher einzelne
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Schichten progressiv weggeschnitten sind, um zwei in Umfangsrichtung verlaufende Einlagen aus einem erfindungsgemässen Gewebe, welche zwischen der Karkasse und der Lauffläche eingelegt sind, zu zeigen, Fig. 2 in vergrössertem Massstab eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes aus einem erfindungsgemässen Reifengewebe, bei welchem dessen elastomerer Körper teilweise weggebrochen ist, um die einzelnen Wendel des Verstärkungsdrahtes zu zeigen, wobei der Verstärkungsdraht auch nach aussen über die Ränder des Ausschnittes hinauslaufend dargestellt ist, Fig.
3 in vergrössertem Massstab einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2, wobei die aufeinanderfolgenden schraubenlinienförmigen Wendeln mit gegenläufigem Windungssinn zu erkennen sind und der Durchmesser der Schraubenlinien nicht grösser ist als der dreifache Durchmesser der Drähte selbst ; Fig. 4 eine Seitenansicht eines wendelförmigen Verstärkungsdrahtes, welcher in dem Gewebe gemäss Fig. 2 verwendet wird, in einem gegenüber Fig. 2 etwas vergrösserten Massstab, wobei die zum Drahtdurchmesser relativ grosse Ganghöhe veranschaulicht ist ; Fig. 5 einen schematischen Aufriss eines Reifens, der mit einer Fahrbahnfläche in Berührung steht, um die Kompressionswelle zu zeigen, welche im allgemeinen bei Niederdruckreifen entsteht, da deren Abrollumfang kleiner ist als ihr tatsächlicher Umfang ;
Fig. 6 einen Querschnitt durch den Mittelteil eines zylindrischen Reifenbandes, bevor dieses in die übliche Torusform übergeführt worden ist, worin zwei zusammengesetzte Einlagestreifen zu erkennen sind, die zwischen die Karkasse und die Lauffläche eingesetzt sind, welche Streifen in vorbestimmtem Ausmass dehnbar sind, so dass sie sich den Formen des Reifens anpassen können und hernach zwei im wesentlichen undehnbare Gürtel bilden, welche in Fig. 1 gezeigt sind, und Fig. 7 eine Ansicht ähnlich der Fig. 6, welche eine alternative Form der Einlagestreifen darstellt.
In den Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen ist ein erfindungsgemässes Gewebe mit--10-bezeichnet. Es ist in einen Luftreifen--11--in Form von zwei Gürtel-oder Verstärkungsschichten--12 und 13-eingesetzt.
Das Gewebe --10-- besteht aus einem Elastomerkörper-14--, in welchem mehrere einzelne Verstärkungsfäden in Form von Drähten --15-- eingebettet sind. Jeder Faden--15--beschreibt eine zylindrische Schraubenlinie, deren Durchmesser höchstens gleich dem dreifachen Durchmesser des Drahtes ist.
Diese Grössenverhältnisse sind am besten aus Fig. 3 zu erkennen, wo der Durchmesser der Schraubenlinie mit - bezeichnet ist. Der Durchmesser des Drahtes kann z. B. in der Grössenordnung von 0, 4 mm liegen und der Durchmesser --16-- der Schraube darf dann 1, 2 mm nicht überschreiten.
Im allgemeinen kann man die Einzelbelastung eines jeden Drahtes in Beziehung zur Gesamtzahl der Drähte, welche im Reifen vorhanden sind, setzen. Bei der als Beispiel gewählten Drahtdimension von 0, 4 mm kann eine Belastung von 5 kg pro Drahtwendel als normal angesehen werden. Bei einer solchen Belastung sollte sich ein Draht um etwa 1 bis 1, 5% dehnen können, damit der Reifen eine hinreichende Biegsamkeit und Dehnungsfähigkeit erhält, so dass er sich örtlichen Beanspruchungen, die im Normalbetrieb auftreten, genügend anpassen kann. Eine solche Dehnbarkeit wird durch die schraubenförmige Ausbildung einer jeden Wendel erreicht, ohne dass dabei der Draht selbst sich seiner Elastizitätsgrenze nähert.
Man kann zwar eine Dehnung von etwa diesem Betrag auch bei Glasfasern erreichen, eine Belastung, welche noch grössere Dehnungen der Glasfasern hervorruft, hat aber deren Bruch zur Folge. Die Drähte-15-können sich jedoch um etwa 7, 5% dehnen, bevor sie zerstört werden, und um etwa 5%, ohne ihre Elastizitätsgrenze zu überschreiten, weil die schraubenförmige Anordnung die verfügbaren Dehnungseigenschaften des Stahls selbst vergrössert.
Von grosser Bedeutung ist auch die Tatsache, dass die schraubenlinienförmige Ausbildung die Art der Spannungen im Draht selbst verändert, welche bei wiederholten Zug-, Druck- oder Biegebeanspruchungen des Gewebes auftreten. Wenn die Verstärkung von einem geradlinigen Draht oder einem geradlinigen Glasfaden gebildet wird, sind alle an diesen auftretenden Beanspruchungen gleicher Art wie die Beanspruchungen des Gewebes. Wenn ein gekräuselter Draht verwendet wird, treten an ihm vorwiegend Biegekräfte auf, gleichgültig ob das Gewebe auf Zug, Druck oder Biegung beansprucht ist. Wenn hingegen der Draht eine zylindrische Schraubenlinie beschreibt, sind die Beanspruchungen in jedem Drahtquerschnitt überwiegend Scherkräfte und diese Scherkräfte werden zum grössten Teil von Torsionsbeanspruchungen gebildet.
Dieser aus der Drahtform selbst sich ergebende Umstand, kann vorteilhaft dazu ausgenutzt werden, einen vorzeitigen Bruch infolge von Ermüdung oder Spitzenbeanspruchungen zu reduzieren. Zu diesem Zweck werden Materialien mit hoher Scherfestigkeit, z. B. kohlenstoffreiche Stähle für die Drahtwendel vorgeschlagen.
Wenn der Elastomerkörper des Gewebes aus Gummi besteht, wird eine hinreichende Bindung zwischen Draht und Körper dadurch erreicht, dass der Draht mit einem Überzug versehen wird, welcher die gewünschte Adhäsion ergibt. Unter den vielen bekannten Überzügen, wurde Bronze oder Messing als besonders günstig erkannt, weil diese Materialien eine ausgezeichnete chemische Adhäsion ergeben. Auf jeden Fall erhöht aber auch die schraubenförmige Ausbildung der Drahtwendel selbst die Adhäsion zwischen dem Körper des Gewebes und den Drähten durch mechanische Wirkungen.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, dass die Wendeln, d. h. die Zylinder, welche die Schraubenlinien einhüllen, im wesentlichen parallel liegen und unter einem gewissen Winkel zur Umfangsachse als Bezugslinie ortientiert sind, d. h., dass die Wendeln relativ zu einer Radialebene-18--, die zur Drehachse des Reifens --11-- normal steht, geneigt sind. Die Wendeln --15-- können infolge ihrer Schraubenlinienform zwar Druckkräfte, welche axial auf die Schraubenlinie wirken, genauso gut aufnehmen wie Zugkräfte, es hat sich jedoch als wünschenwert gezeigt, dass die Wendeln geneigt angeordnet sind, weil sie dadurch die Wirkungen der Kompressionswelle, welche
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sich im Reifen unmittelbar vor seinem Berührungspunkt mit dem Boden bildet, leichter abfangen können.
Besonders bei den modernen Niederdruckreifen ist der Abrollumfang des Reifens merklich kleiner als der tatsächliche Reifenumfang. In Fig. 5 ist der Abrollumfang--19--ein zur Achse--20--des Reifens konzentrischer Kreis, welcher die Bodenfläche--21--berührt. Da der Abrollumfang--19--kleiner ist als der Aussenumfang --22-- des Reifens --11--, bildet sich beim Rollen des Reifens eine walzenartige Druckwelle--23--unmittelbar vor der Berührungsstelle--24--zwischen Reifen--11--und Boden --21-- aus.
Infolge der Welle--23--wird eine Druckkraft auf jede in Umfangsrichtung verlaufende Reifenverstärkung ausgeübt, und diese in Umfangsrichtung verlaufende Reifenverstärkung hat die Tendenz, die Grösse der gebildeten Welle zu erhöhen. Der grösste Teil der entstehenden Druckkraft ist vor allem im Berührungsbereich --24-- konzentriert und verläuft von dort durch die Welle--23--hindurch zu jenem Umfangsbereich des Reifens, der vor der Welle liegt. Solche Druckkräfte haben eine zerstörende Wirkung auf Glasfaserverstärkungen. Ausserdem bewirkt die Biegung des Reifens infolge der Druckwelle --23-- eine unerwünschte Aufspeicherung von Wärme im Reifen. Eine solche Wärmeansammlung kann allein schon zur Zerstörung des Reifens führen.
Wenn hingegen das Gewebe mit schraubenlinienförmigen Drähten, welche geneigt verlaufen, verstärkt ist, können diese infolge ihrer Wärmeableitung das Problem beseitigen. Eine übermässige Wärmeansammlung kann somit nicht auftreten. Obwohl, wie gesagt, auch ununterbrochen auftretende Druckbeanspruchungen die schraubenförmigen Drähte nicht nachteilig beeinflussen können, ist es ausserordentlich wünschenswert, dass die Wendeln in den übereinanderliegenden Schichten in entgegengesetzte Richtungen geneigt verlaufen. Dadurch wird nicht nur die Laufstabilität des Reifens erhöht, sondern es wird die Druckwelle auch vom Mittelteil der Lauffläche gegen beide Seiten des Reifens hin, in jener Richtung, in welcher die Wendeln verlaufen, abgeleitet.
Schon eine geringe Neigung der Wendeln von wenigstens 40 relativ zur Radialebene--18--durch den Reifenscheitel liefert die gewünschte Ableitung der Druckwelle. Die Ableitung erfolgt umso schneller, je grösser der Neigungswinkel zur Ebene--18--ist. Der Neigungswinkel der Wendeln in den Schichten--12 und 13-darf aber auch nicht zu gross sein, weil sonst jene Funktion der Gürtel verlorenginge, welche dem Reifen eine konstante Umfangsdimension erhält. Der zu wählende Neigungswinkel wird sich deshalb im allgemeinen durch einen Kompromiss zwischen dem gewünschten Ausmass der Ableitung der Druckwelle und jenem Ausmass, in welchem eine Umfangselastizität tolerierbar ist, ergeben.
Aus den Fig. 2 und 3 ist am besten zu erkennen, dass die im allgemeinen parallel verlaufenden Wendeln vorzugsweise entgegengerichteten Umlaufsinn haben, d. h., dass die Wendeln --15a, 15c und 15e-usw. eine Schraubenlinie mit dem einen Umlaufsinn bilden und die Wendeln--15d, 15b, 15f--usw. eine Schraubenlinie mit dem entgegengesetzten Umlaufsinn bilden. In der Darstellung der Fig. 3 verlaufen die Wendeln - -15a, 15c-- usw. im Uhrzeigersinn, wenn man auf ihnen gegen den Betrachter hin fortschreitet, die Wendeln --15b, 15d--usw. hingegen gegen den Uhrzeigersinn.
Auf diese Weise wird die Drehkraft einer jeden Wendel, d. h. ihre Tendenz, sich infolge innerer Spannungen zu verdrehen, durch die Drehkraft der benachbarten Wendel stabilisiert, d. h., dass die in jeder Wendel gespeicherte Energie, welche ein Auffedern der Wendel gegen den Wicklungssinn hervorrufen könnte, wodurch das Gewebe verbogen würde oder zumindest dessen Biegsamkeit verringert würde, durch die in der benachbarten Wendel gespeicherte Energie kompensiert wird. Infolgedessen wird die Biegsamkeit des Gewebes nicht nachteilig beeinflusst, wenn in den Wendeln noch Energien gespeichert sein sollten.
Zur Zeit, als die Erfindung gemacht wurde, war es noch ungewiss, ob ein Gürtelreifen mit Schrägeinlagen oder ein Reifen mit Radialeinlagen der Reifen der Zukunft werden würde. In beiden wird aber ein im wesentlichen undehnbarer Gürtel oder eine Einlage zwischen der Karkasse und der Lauffläche verwendet. Vor dem Auftreten dieser beiden Konzepte für Reifenkonstruktionen enthielt die Karkasse eines üblichen Reifens mehrere Schichten, in welche ein Verstärkungsmaterial geneigt zum Umfang als Bezugsrichtung eingelegt war.
Der Gürtelreifen mit Schrägeinlage verwendet eine identische Karkasse zusammen mit einer oder mehreren Einlagen, welche den Reifen dem Umfang nach einfassen. Der Radialreifen verwendet zwar auch eine in Umfangsrichtung verlaufende Einlage, besitzt jedoch eine Karkasse, in welcher das die Schicht verstärkende Material radial orientiert ist, d. h. dieses Material liegt unter einem Winkel von 900 zu der vorhin erwähnten Bezugsrichtung des Reifenumfanges.
Das Hinzufügen eines in Umfangsrichtung verlaufenden, nicht dehnbaren Gürtels hat aber beträchtliche Unterschiede in der Art der Reifenherstellung bewirkt. Der übliche gürtellose Reifen wurde in folgender Weise hergestellt : Es wurden verschiedene Schichten in Form eines Bandes über einer zylindrischen Formtrommel aufgelegt. Einbettungen wurden an gegenüberliegenden Enden des Bandes befestigt. Auf die Mittelfläche des Bandes wurde die Lauffläche aufgebracht. Das Band wurde von der Formtrommel abgenommen und aus seiner ringförmigen Konfiguration in die übliche torische Form eines Reifens umgeformt. Während dieser Formgebung muss der mittlere Teil des Bandes in radialer Richtung zu den Einbettungen gedehnt werden, um die torische Form zu erreichen.
Aus diesem Grund wurde das Aufbringen von einer oder mehreren im wesentlichen undehnbaren Einlagen sowie das Aufbringen der Lauffläche bisher so lange aufgeschoben, bis die Reifenkarkasse
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ihre torische Form angenommen hatte. Dadurch wurden die Herstellungskosten sowohl für einen Gürtelreifen mit Schrägeinlage als auch für einen Radialreifen beträchtlich erhöht.
Wenn man hingegen für die Einlage ein Gewebe benutzt, das mit wendelförmigen Drähten gemäss der Erfindung verstärkt ist, kann diese Einlage entweder aufgebracht werden, sobald die torische Form erreicht ist, oder auch während das Band noch seine ringförmige Gestalt auf der Formtrommel besitzt. Wenn man nach der ersten Art zu arbeiten beabsichtigt, werden die Fäden-15--der Dimension nach so gewählt, dass sie nicht mehr als 0, 5 bis 1, 5% Dehnung unter normalen Reifenbelastungen erleiden.
Wenn man jedoch die Einlagen nach der zweitgenannten Methode aufbringen will, werden Wendeln hergestellt, deren Durchmesser und Steigung so gewählt ist, dass beim Dehnen des Ringes in die torische Form die einzelnen Fäden --15-- sich zusammen mit dem unverfestigten Elastomerkörper--14--so dehnen, wie es benötigt wird.
Die Fig. 6 zeigt zwei Schichten 12a und 13a-- eines Gewebes --10a--, welches zwischen der Karkasse--130--und der Lauffläche --131-- im Mittelteil eines zylindrischen Reifenbandes-132eingelegt ist. Der Durchmesser--133--einer jeden schraubenförmigen Verstärkungswendel ist mehr als dreimal so gross wie der Durchmesser des Drahtes--15--, wodurch die Wendel jene Elongation ausführen kann, welche beim Dehnen auftritt, sobald das ringförmige Reifenband auf seine endgültige Form gebracht wird.
Die Schraubenlinien können mit einer solchen Präzision erzeugt werden, dass man sie genau auf die gewünschte Elongation einstellen kann und dass sie immer noch eine Reserveelongation von weniger als 1 bis 1, 5% unter normalen Belastungen aufweisen, ohne die Elastizitätsgrenze zu erreichen. Der Körper-14-des Gewebes - -10a-- gemäss Fig. 6 muss dicker sein als der Körper des Gewebes--10-der Gürtel--12 und 13--, welche in Fig. 1 dargestellt sind, damit er sich der Dehnung beim Formen des Reifens anpassen kann.
Falls sich beim Dehnen der Drähte gewisse innere Spannungen einstellen, tritt deren Drehkraft nicht in unerwünschter Weise in Erscheinung, weil die Schraubenlinien aufeinanderfolgender Wendeln, wie oben genau beschrieben, im gegenläufigen Drehsinn ausgebildet sind.
Eine kontrollierte Elongation der Auffangschichten während des Formens des Reifens kann auch dadurch erreicht werden, dass man eine Vielzahl schmaler Schichten verwendet. Fig. 7 zeigt ein Reifenband--135--mit der üblichen Karkassenschicht-136-und der Lauffläche-138-. Die Einlagen-139 und 140-bestehen aber aus schmalen Schichtstreifen--139a, 139b, 139c--usw., und-140a, 140b, 140c-usw.
Diese schmalen Streifen haben zwar eine Körperdicke, welche etwas grösser ist als die Dicke des üblichen Gewebes--10--, damit sie sich der Dehnung beim darauffolgenden Formvorgang besser anpassen können, die verwendeten Verstärkungswendeln --15-- sind jedoch im wesentlichen mit jenen nach den Fig. 1 bis 4 identisch. Weil die Auffangschichten aus schmalen Streifen gebildet sind, sind die Verstärkungswendeln über die Reifenbreite hin unterbrochen. Ihre Winkelorientierung kann deshalb beim Umformen des Bandes --135-- zu einem Reifen sich frei relativ zur Umfangsebene verändern. Dadurch werden die Verstärkungselemente weder gedehnt, noch verhindern sie die Expansion des Bandes.
Bei der Nachbehandlung des elastomeren Körpers vulkanisieren die vielfachen Streifen zusammen, wobei sich insbesondere die Verstärkungswendeln in einer Schicht überlappen oder die Unterbrechungsstellen der Verstärkungswendeln in der andern Schicht überbrücken, wie dargestellt ist, wodurch die Undehnbarkeit der Schichten--139 und 140--in gehärteten Reifen erreicht worden ist.
Aus der Beschreibung ist erkennbar, dass ein Reifengewebe, welches mit einzelnen Drahtwendeln verstärkt ist, eine kontrollierte Elongation zulässt, wodurch sowohl das Umformen des zylindrischen Reifenbandes in eine torische Form des fertigen Reifens als auch die Anpassung des Reifens an die Belastungen möglich ist, ohne dass die Elastizitätsgrenze des Reifens überschritten wird, ohne dass die gewünschte Flexibilität des Gewebes beschränkt wird und ohne Ermüdungsbruch des Drahtes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verstärktes Gewebe, insbesondere für Luftreifen, bestehend aus einem Elastomerkörper, in welchen eine Vielzahl von schraubenlinienförmig verlaufenden Verstärkungsfäden eingebettet ist, wobei jeder Faden eine
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Schraubenlinie höchstens gleich dem dreifachen Durchmesser der Fäden (15) ist, wobei vorzugsweise pro 25 mm Länge der Schraubenlinie 1, 5 bis 3 Schraubengänge vorhanden sind.
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The invention relates to a reinforced fabric, in particular for pneumatic tires, consisting of an elastomer body in which a plurality of helically extending reinforcing threads is embedded, each thread describing a cylindrical helical line.
Before the early forties of the twentieth century, cotton was the predominant reinforcement thread material in pneumatic tire fabrics. During the early 1940's the first synthetic fibers were introduced as reinforcement threads and were soon replaced by nylon, which has a more favorable strength-to-weight ratio. Polyester material, which was also discovered in the 1940s, only came onto the market as tire thread in the early 1960s. However, major efforts are currently being made to introduce this material as a tire reinforcement.
Recently, glass fibers have been introduced as a reinforcing material for tires, and they have many physical properties which the reinforcing materials mentioned above do not offer and which are found in reinforcing materials for mechanically stressed rubber products, such as e.g. B. pneumatic tires, are highly desirable. These properties are: high tensile strength, low elongation, dimensional stability, high temperature insensitivity and freedom from thermal shrinkage. From these points of view, while glass fibers would be the best reinforcing material for tire fabrics, they have a number of negative properties which prevent their full inclusion in tire manufacture.
Some of the major disadvantages resulting from the use of fiberglass as a reinforcing material have recently been overcome, but others have persisted. The abrasion resistance and resistance to bending, as well as the adhesion of the glass fibers to the rubber, have improved considerably in recent years, thereby overcoming two major disadvantages. However, the fact remained that glass fibers have an extremely low resistance to pressure loads and that the yield point of glass is uncomfortably close to the breaking point. These properties still stand in the way of the use of glass fibers as reinforcement material.
The only material that has all of the above-mentioned physical properties required of a reinforcement material for rubber, a material that is neither destroyed by compressive forces nor has a yield point that is uncomfortably close to the breaking point, is steel wire. In addition, steel wire has been used in conjunction with rubber in pneumatic tires as a reinforcement material for the tire bed since the late nineteenth century, so that the technique of connecting wire and rubber is extremely well developed. For a long time, however, it was considered necessary to interweave wire threads into webs or twist them into cables in order to obtain at least the minimum required flexibility of the fabric reinforced in this way, without the wires being able to fatigue due to constant bending.
The twisting of the wire into a reinforcement cable was also considered necessary in order to obtain the desired degree of elastic extensibility, which is necessary so that the wire is not stressed beyond its elastic limit when the tire is impacted by the unevenness of the road.
The twisting of the wire to form a reinforcement cable for the tire fabric increases the costs of steel wire reinforcement in tire fabrics extremely. In addition, such a reinforcement reduces the flexibility a little, so that the pleasant running properties of the tire are reduced. In order to reduce costs and improve running properties, attempts have been made to embed a single wire strand within a circumferential belt layer between the carcass and the tread.
This wire was oriented essentially in the circumferential direction of the tire and was crimped so that it had sinusoidal corrugations along its length so that it could at least partially stretch when the circumferential dimension of the belt was increased during the molding and hardening of the tire and, if desired, the Tires could be given an increase in elasticity in the hardened state.
However, once the wire was fully stretched, the elastic limit could be exceeded too easily. On the other hand, if the wire was not fully stretched, repeated changing of the circumferential dimensions resulted in bending of the wire waves, and the repeated bending stresses caused the wire to fatigue and cause its premature fatigue breakage.
In the aforementioned attempts to use a non-twisted wire, a single crimped wire was wound circumferentially around the tire carcass before the tread was applied. The wire lay so that the corrugations of one winding were parallel to those of the neighboring one.
Adjacent windings were in contact with each other and the undulations at a particular point on a winding were in a plane tangent to the windings. This type of winding a continuous wire thread over several windings around the tire carcass resulted in a wire layer which was essentially parallel, at most inclined at a very small angle, to a radial reference plane which was normal to the axis of rotation of the tire.
In addition to this unsuccessful attempt to reinforce a tire with a single continuous thread, which was wound directly onto the carcass, wire has been used as a reinforcing element of a tire fabric so that the wire is first twisted and then several twisted strands are embedded in the rubber z. B. to form a fabric by calendering.
Calendering is the historical way of producing a tire fabric; However, calendering requires an expensive one
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Equipment and exceptionally well-trained personnel for the production of the fabric sheets, particularly when tires are to be produced which are suitable for an inclined orientation of the twisted wires within the finished tire. When a fabric is produced by calendering, the reinforcing threads lie parallel to the longitudinal direction of the fabric emerging from the calender. If the reinforcement threads are to be inclined towards a circumferential plane of the tire in the fabric built into the tire, the fabric must be cut at an angle.
Bevel trimming is a very difficult process that requires expensive machinery, especially when the desired angle calls for a long cutting line.
Not only the so-called radial tire with an inclined insert, but also the radial tire requires a substantially inextensible reinforcing insert or belt between the carcass and the tread.
Because of this practically inextensible reinforcement insert, it has heretofore been considered unfavorable to apply the reinforcement inserts prior to molding the tire. This significantly increased the cost of manufacturing a tire with substantially inextensible reinforcing inserts.
Layered materials reinforced with wires have also become known in which helically wound wires are embedded in a plastic plate. The wires in these plates describe helical lines with a very small pitch and a large diameter in relation to the pitch. This diameter determines the minimum thickness of the plates, which must therefore be quite large, especially if the reinforcement wires are embedded crosswise in the plate in two or more layers.
Reinforced plates of this type are not very suitable for installation in pneumatic tires because they do not provide the properties listed here which are desired for reinforcement inserts in pneumatic tires, in particular in so-called "belt" or "radial tires".
The aim of the invention is to create a tire fabric which is reinforced by several individual threads in the form of wires and which has the necessary flexibility without suffering early fatigue failure and which, built into a hardened tire, allows sufficient elastic elongation under peak loads, so that the elastic limit of the wire is not exceeded, the fabric still being essentially inextensible. Furthermore, the tire fabric should have sufficient elasticity before hardening so that it can be applied as a reinforcement insert before the tire is molded.
A reinforced fabric of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention in that the diameter of the helical line is at most equal to three times the diameter of the threads, there being preferably 1.5 to 3 helical turns per 25 mm length of the helical line.
The threads of such a fabric preferably consist of metal wires.
According to the invention, an essential feature of such a fabric is that the molecular orientation of the wire has a helical configuration, which z. B. is achieved in that the wire is pulled through a circumferential opening on a circular path.
In order to compensate for the torsional forces exerted by the helical wires on the material in which they are embedded, it is advantageous if, according to a further feature of the invention, about half of the threads are helical in one direction and the other half helical in the describe opposite winding sense.
In particular, successive threads can have opposite winding directions.
It is advantageous if the diameter and the pitch of the helical lines in relation to the diameter of the reinforcing threads are selected so that their maximum elongation within their elastic limit is about 5%.
One or more layers of such a fabric according to the invention can be incorporated into a tire to form the carcass and / or the belt. This belt surrounds the tire in the circumferential direction.
In all cases, the wire helix can be oriented at a selected angle. However, it is preferable that they make at least an angle of 4 with the circumference of the tire.
Since the fabric could be twisted by the energy stored in the reinforcement coils, it is desirable that successive coils describe helical lines with opposite winding directions. The running stability of the tire is improved if at least two superposed inserts are used, and the helix in these two inserts are inclined in opposite directions to a circumferential plane of the tire.
A pneumatic tire can contain one or more reinforced fabrics designed according to the invention, which extend in the circumferential direction of the tire and have a multiplicity of individual wire coils for reinforcement. Each helix describes a cylindrical helix within its tissue layer. The helix preferably has 1.5 to 3 threads per 25 mm of the helix and a helix diameter that is not larger than three times the thread diameter, so that under normal loads an elongation of only about 0.5 to 1.5% results, and yet an elongation of 7.5% is possible before the break occurs. With such a structure, an elongation of up to 5% can take place under peak loads without exceeding the elastic limit.
Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and described in detail below. 1 shows a perspective sectional view of a tire, in which individual
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Layers are progressively cut away in order to show two circumferential inserts made of a fabric according to the invention, which are inserted between the carcass and the tread, FIG. 2, on an enlarged scale, a perspective view of a section from a tire fabric according to the invention, in which its elastomer body is partially broken away to show the individual coils of the reinforcement wire, the reinforcement wire also being shown extending outwards beyond the edges of the cutout, Fig.
3 shows, on an enlarged scale, a section along the line 3-3 of FIG. 2, the successive helical coils with opposite winding directions being visible and the diameter of the helical lines not being greater than three times the diameter of the wires themselves; FIG. 4 shows a side view of a helical reinforcement wire which is used in the fabric according to FIG. 2, on a somewhat enlarged scale compared to FIG. 2, the pitch being shown which is relatively large in relation to the wire diameter; Fig. 5 is a schematic elevational view of a tire in contact with a road surface to show the compression wave generally associated with low pressure tires because their rolling circumference is smaller than their actual circumference;
6 shows a cross section through the middle part of a cylindrical tire band before it has been converted into the usual torus shape, in which two composite insert strips can be seen which are inserted between the carcass and the tread, which strips are stretchable to a predetermined extent so that they can adapt to the shapes of the tire and thereafter form two substantially inextensible belts, which are shown in Fig. 1 and Fig. 7 is a view similar to Fig. 6 showing an alternative form of the insert strips.
In FIGS. 1 to 4 of the drawings, a fabric according to the invention is denoted by -10. It is used in a pneumatic tire - 11 - in the form of two belt or reinforcement layers - 12 and 13.
The fabric --10-- consists of an elastomer body -14-- in which several individual reinforcing threads in the form of wires --15-- are embedded. Each thread - 15 - describes a cylindrical helix, the diameter of which is at most three times the diameter of the wire.
These proportions can best be seen from FIG. 3, where the diameter of the helix is denoted by -. The diameter of the wire can e.g. B. be in the order of magnitude of 0.4 mm and the diameter --16-- of the screw must then not exceed 1.2 mm.
In general, the individual load on each wire can be related to the total number of wires present in the tire. With the wire dimension of 0.4 mm chosen as an example, a load of 5 kg per wire coil can be considered normal. With such a load, a wire should be able to stretch by about 1 to 1.5%, so that the tire has sufficient flexibility and elasticity so that it can adequately adapt to the local stresses that occur in normal operation. Such an extensibility is achieved by the helical design of each helix without the wire itself approaching its elastic limit.
It is true that an elongation of about this amount can also be achieved with glass fibers, but a load which causes even greater elongation of the glass fibers results in their breakage. The wires 15, however, can stretch by about 7.5% before being destroyed and about 5% without exceeding their elastic limit because the helical arrangement increases the available elongation properties of the steel itself.
Also of great importance is the fact that the helical design changes the type of tension in the wire itself, which occurs when the tissue is subjected to repeated tensile, compressive or bending loads. If the reinforcement is formed by a straight wire or a straight glass thread, all stresses occurring on these are of the same nature as the stresses on the fabric. If a crimped wire is used, it is mainly bending forces that occur on it, regardless of whether the fabric is subjected to tension, compression or bending. If, on the other hand, the wire describes a cylindrical helix, the stresses in each wire cross-section are predominantly shear forces and these shear forces are for the most part formed by torsional stresses.
This fact, which results from the wire shape itself, can advantageously be used to reduce premature breakage as a result of fatigue or peak loads. For this purpose, materials with high shear strength, e.g. B. proposed high-carbon steels for the wire coil.
If the elastomeric body of the fabric consists of rubber, a sufficient bond between the wire and the body is achieved in that the wire is provided with a coating which gives the desired adhesion. Among the many known coatings, bronze or brass has been recognized as particularly beneficial because these materials give excellent chemical adhesion. In any case, however, the helical design of the wire coil itself also increases the adhesion between the body of the tissue and the wires through mechanical effects.
From Fig. 1 it can be seen that the coils, i. H. the cylinders enveloping the helical lines are essentially parallel and are oriented at a certain angle to the circumferential axis as a reference line, d. This means that the coils are inclined relative to a radial plane -18- which is normal to the axis of rotation of the tire -11-. Due to their helical shape, the spirals --15-- can take up compressive forces that act axially on the helix just as well as tensile forces, but it has been shown to be desirable that the spirals are arranged at an angle, because they thereby reduce the effects of the compression wave, Which
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that forms in the tire immediately before its point of contact with the ground can be more easily intercepted.
Especially with modern low-pressure tires, the tire's rolling circumference is noticeably smaller than the actual tire circumference. In FIG. 5, the rolling circumference - 19 - is a circle which is concentric to the axis - 20 - of the tire and which touches the ground surface - 21 -. Since the rolling circumference - 19 - is smaller than the outer circumference --22-- of the tire --11--, when the tire rolls, a roller-like pressure wave - 23 - directly in front of the contact point - 24 - is formed between Tire - 11 - and floor --21-- off.
As a result of the shaft 23, a compressive force is exerted on each circumferential tire reinforcement, and this circumferential tire reinforcement tends to increase the size of the shaft formed. Most of the compressive force that arises is concentrated in the contact area --24 - and runs from there through the shaft - 23 - to the circumferential area of the tire that lies in front of the shaft. Such compressive forces have a destructive effect on glass fiber reinforcements. In addition, the bending of the tire as a result of the pressure wave --23-- causes an undesirable accumulation of heat in the tire. Such an accumulation of heat can in itself lead to the destruction of the tire.
On the other hand, if the fabric is reinforced with helical wires running at an incline, these can eliminate the problem as a result of their heat dissipation. An excessive accumulation of heat cannot occur. Although, as said, even uninterrupted compressive stresses cannot adversely affect the helical wires, it is extremely desirable that the coils in the superposed layers run inclined in opposite directions. This not only increases the running stability of the tire, but the pressure wave is also diverted from the central part of the tread towards both sides of the tire, in the direction in which the spirals run.
Even a slight inclination of the coils of at least 40 relative to the radial plane - 18 - through the tire apex provides the desired dissipation of the pressure wave. The derivation is faster, the greater the angle of inclination to the plane - 18 -. The angle of inclination of the coils in the layers - 12 and 13 - must not be too large either, because otherwise the function of the belt would be lost, which would give the tire a constant circumferential dimension. The angle of inclination to be selected will therefore generally result from a compromise between the desired extent to which the pressure wave is deflected and the extent to which circumferential elasticity can be tolerated.
It can best be seen from FIGS. 2 and 3 that the generally parallel coils preferably have opposite directions of rotation, i. that is, the coils -15a, 15c and 15e-etc. form a helix with one direction of rotation and the coils - 15d, 15b, 15f - etc. form a helix with the opposite direction of rotation. In the representation of Fig. 3, the coils - -15a, 15c - etc. run in a clockwise direction if one progresses on them towards the viewer, the coils --15b, 15d - etc. however counterclockwise.
In this way the turning force of each helix, i.e. H. their tendency to twist due to internal stresses is stabilized by the twisting force of the adjacent helix, d. This means that the energy stored in each coil, which could cause the coil to spring up against the direction of the winding, whereby the tissue would be bent or at least its flexibility would be reduced, is compensated by the energy stored in the adjacent coil. As a result, the flexibility of the tissue is not adversely affected if energies should still be stored in the coils.
At the time the invention was made, it was still uncertain whether a radial-ply radial tire would become the tire of the future. However, in both of them a substantially inextensible belt or insert is used between the carcass and the tread. Prior to the appearance of these two concepts for tire construction, the carcass of a conventional tire contained several layers in which a reinforcing material was inserted inclined to the circumference as a reference direction.
The radial ply tire uses an identical carcass along with one or more plies that surround the tire circumferentially. Although the radial tire also uses a circumferential insert, it has a carcass in which the material reinforcing the layer is oriented radially, i.e. H. this material is at an angle of 900 to the aforementioned reference direction of the tire circumference.
However, the addition of a circumferential, inextensible belt has made significant differences in the way tires are made. The usual beltless tire was made in the following manner: Various layers were placed in the form of a belt over a cylindrical forming drum. Embeds were attached to opposite ends of the tape. The tread was applied to the central surface of the belt. The tape was removed from the forming drum and formed from its annular configuration into the usual toroidal shape of a tire. During this shaping, the middle part of the band must be stretched in the radial direction towards the embeddings in order to achieve the toric shape.
For this reason, the application of one or more essentially inextensible inlays and the application of the tread has been postponed until the tire carcass
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assumed its toric form. As a result, the manufacturing costs of both a radial tire with an inclined insert and a radial tire have been increased considerably.
If, on the other hand, a fabric is used for the insert, which is reinforced with helical wires according to the invention, this insert can either be applied as soon as the toroidal shape has been achieved, or even while the band is still in its annular shape on the forming drum. If one intends to work according to the first type, the dimensions of the threads -15- are chosen so that they do not undergo more than 0.5 to 1.5% elongation under normal tire loads.
However, if you want to apply the inserts using the second method, spirals are produced whose diameter and pitch are chosen so that when the ring is stretched into the toroidal shape, the individual threads --15 - together with the unconsolidated elastomer body - 14 - stretch as needed.
Fig. 6 shows two layers 12a and 13a - of a fabric --10a - which is inserted between the carcass - 130 - and the tread --131 - in the middle part of a cylindrical tire belt-132. The diameter - 133 - of each helical reinforcing helix is more than three times the diameter of the wire - 15 - so that the helix can perform the elongation that occurs during stretching as soon as the annular tire band is brought to its final shape becomes.
The helical lines can be generated with such precision that they can be precisely adjusted to the desired elongation and that they still have a reserve elongation of less than 1 to 1.5% under normal loads without reaching the elastic limit. The body-14-of the fabric - -10a - according to Fig. 6 must be thicker than the body of the fabric - 10-the belt - 12 and 13 -, which are shown in Fig. 1, so that it becomes the Can adjust elongation while shaping the tire.
If certain internal tensions arise when the wires are stretched, their rotational force does not appear in an undesirable manner because the helical lines of successive coils, as described in detail above, are designed in opposite directions of rotation.
Controlled elongation of the trapping layers during the formation of the tire can also be achieved by using a plurality of narrow layers. Fig. 7 shows a tire band - 135 - with the usual carcass layer - 136 - and the tread - 138 -. The inserts-139 and 140-but consist of narrow strips of layers - 139a, 139b, 139c - etc., and-140a, 140b, 140c-etc.
Although these narrow strips have a body thickness that is somewhat greater than the thickness of the usual fabric - 10 - so that they can better adapt to the stretching during the subsequent molding process, the reinforcement spirals used --15 - are essentially the same 1 to 4 identical to FIGS. Because the collecting layers are made up of narrow strips, the reinforcement coils are interrupted across the width of the tire. Their angular orientation can therefore change freely relative to the circumferential plane when the band --135-- is formed into a tire. As a result, the reinforcement elements are not stretched, nor do they prevent the belt from expanding.
During the aftertreatment of the elastomeric body, the multiple strips vulcanize together, with the reinforcement spirals in particular overlapping in one layer or the interruption points in the reinforcement spirals in the other layer, as shown, whereby the inextensibility of the layers - 139 and 140 - is hardened Tire has been reached.
From the description it can be seen that a tire fabric, which is reinforced with individual wire coils, allows a controlled elongation, whereby both the reshaping of the cylindrical tire band into a toroidal shape of the finished tire and the adaptation of the tire to the loads is possible without the elastic limit of the tire is exceeded without the desired flexibility of the fabric being restricted and without fatigue breakage of the wire.
PATENT CLAIMS:
1. Reinforced fabric, in particular for pneumatic tires, consisting of an elastomer body in which a plurality of helical reinforcing threads is embedded, each thread being one
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Helical line is at most equal to three times the diameter of the threads (15), preferably 1.5 to 3 screw threads are present per 25 mm length of the helical line.
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