DE1009509B

DE1009509B - tire

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.Pneumatic tire The invention relates to a pneumatic tire for motor vehicles and more particularly relates to a chafer and a method of manufacture this protective strip. With the help of the bead protection strip, the tire beads are protected against the abrasion of the wheel rim.

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.The stability of a pneumatic tire is essentially based on two with rubber coated bundle-like wire rings, which are embedded in the rubber-insulated fabric of the Tire are anchored and so form the tire beads. The bead portion of the tires is that in the area at the edges of the tire body where the wire bundles are included that allow the tire to be mounted on the vehicle wheel. In practice, the procedure in tire manufacture is that the edge sections of the fabric layers of the tire body alternately up and down around each wire bundles coated with rubber were wrapped around these wire bundles secure in the appropriate edges of the tire. In this version there is the disadvantage that when rotating the vehicle wheel, the flange of the wheel rim on the The fabric of the bead section rubs, so that abrasion occurs or even cuts into the bead with the result that the tire became unusable.

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.It is already known that the bead area of a tire opposite the To protect abrasion through the tire flange by using a rubber-coated, transversely woven fabric strip was sewn to the bead portion such that the were covered with rubber-coated fabric layers on the edges of the tire body. However, when using such rubber-coated strips, the difficulty arose that the rubber layer when vulcanizing the tire in a mold from its Location is squeezed out. The consequence of this is that the tissue in the area between the neck portion of the tire bead and the sidewall of the tire, d. H. so right now at the point where the rubber should be thickest for safety reasons, is exposed. The fabric of the chafer, stripped of the rubber cover the tire bead only provides inadequate protection against the effects of abrasion the rim; because the fabric alone has little resistance to it the effect of abrasion.

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.According to the invention, the above-mentioned inconveniences are met with the new tire bead arrangement thereby avoided that the fabric protection strip from the fabric layers of the tire is separated by a layer of rubber that is relatively thick and opposite Resistant to deformations at the vulcanization temperatures and pressures of the tire is.

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.The purpose of the invention is therefore the tire bead of a pneumatic tire to protect against damage caused by the abrasion of the rim. The mature according to the invention thus has a bead that is supported by a protective fabric strip is covered, which is on its outside with a against abrasion stresses very resistant rubber is provided, which is used when the tire is vulcanized does not experience any deformation or displacement. The fabric protection strip is according to the invention separated from the mature body by an elastic rubber layer of considerable thickness.

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.In one embodiment of the invention, the protective strip is the The tire bead is separated from the fabric layers of the tire by a thick layer of rubber, which contains an additive of silica.

Nachstehend ist ein in der Zeichnung veranschaulichtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.Below is an embodiment illustrated in the drawing of the invention described.

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.Fig. 1 shows a pneumatic tire with an elastic intermediate layer underneath of the chafer in section; Fig. 2 shows a section through the tire bead on a larger scale, and in Fig. 3 is part of a tire building drum with it thereon located tire layers illustrated.

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.The tubeless tire 1 according to FIG. 1 is on a drop center rim 2 mounted. Both tire beads 3 have a wire insert that goes through with the tire the overlapping overlapping of the layers of guns 4 is connected. To protect yourself the abrasion The effect of the tire flanges 5 are anti-bead protection strips 6 provided. When the vehicle wheel rotates, there is an abrasive effect because of the small play and the reciprocating movement between the tire beads and the rim 2. This is the reason why those made of hard metal Flanges 5 exert a frictional effect on the associated tire beads. According to the Invention is made between the chafer and the fabric plies of the tire inserted a rubber layer. This layer has one that needs to be explained in more detail. Composition and has resistance to displacement or displacement out of the bead area during vulcanization. After this During the manufacturing process, this intermediate layer thus forms a flexible, elastic one Interlayer in the fully vulcanized tire.

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.When the vehicle wheel rotates, the tire beads rub against the rim flanges and the seats 5; the anti-chafing strips 6 counteract this, since the elastic layer 7 separates them from the fabric layers of the tire. The slight deformation of the bead protection strips considerably reduces the abrasion effect of the tire flanges and tire seats 5 against the tire beads. Tires with such a bead protection device have a longer service life before the abrasive action damages the tire beads appreciably; than is the case with conventional tires. As an example of the composition of the material for the intermediate layer 7, the following composition is given; all parts relate to 100 parts of rubber hydrocarbon. Example I. Rubber ...................... 100.00 Silica *) ........................ 65.00 Zinc oxide ....................... 5.00 Stearic acid ..................... 3.00 Pine tar ...................... 2.00 Carbon black ....................... 33.00 Diethylene glycol .................. 1.50 Antioxidants ............... 1.50 Sulfur ........................ 2.50 Accelerator ................... 1.50 215.00 *) For example that under the name Hi Sil from the Columbia Southern Company, Barberton, Ohio brought silica. The composition according to the above recipe is mixed in an open two-roll mixer until all the ingredients are evenly distributed in the rubber. Then strips about 0.15 cm thick and about 10 cm wide are made from the material and applied to a prepared protective strip consisting of impregnated fabric, expediently by calendering, the rubber being unvulcanized.

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.The silica-containing rubber layer 7 between the chafer 6 and the outer surface of the air-impermeable liner 14 has such Plasticity, so that it does not deform during vulcanization and also does not change their location is squeezed out when the tire vulcanizes in a closed mold and from the inside against the inner wall of the tire a vapor pressure of about 12 kg / cm² is applied. Such a silica-containing mass should have a plasticity value (measured with the Williams Plastometer at 100 ° C) of at least 6.5 and up to 10 or higher. The desired plasticity can be achieved either by changing the amount or particle size of the processed silica.

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.A tire molded and vulcanized in this way became out removed from the mold; it was then allowed to cool down and mounted on the Rim of a vehicle wheel. After the tire uninterruptedly at high overload and molded at high operating temperatures, the chafer showed 6 no significant damage. After about 15,000 km of driving it was on the outside surface the tire bead shows little or no wear, while a tire is more common The bead construction was significantly damaged in the area of the anti-bead layer.

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.Another example of a rubber compound that has the right properties for the rubber layer between the anti-chafing strips and the tire bead, shows the following recipe, in which all parts are related to 100 parts rubber hydrocarbon.

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.Example II Rubber ....................... 100.0 Superbeckacite *) ................. 10.0 Carbon black ........................ 4.0 Plasticizer ..................... 4.2 Zinc oxide ........................ 2.8 Stearic acid ..................... 1.4 Sulfur ......................... 2.8 Antioxidants ................ 1.0 Accelerator .................. .. 1.7 163.9 *) Phenolic synthetic resin from Reichold Chemical Co. A composition according to the above recipe is mixed in a conventional two-roll mixer. The mass is then rolled out of a calender into layers that are approximately 0.12 cm thick and cut into strips approximately 10 cm wide. These strips are precured for 4 hours at a temperature of 110 ° C. in the open air and are then brought into the position of the strips 7 according to FIG. 3 when the tire is built. The tire is then vulcanized. The pretreated strip retains its original thickness during the vulcanization process. It serves as an elastic intermediate layer for the bead protection layer when the tire is put into operation on a vehicle wheel.

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.In the described preferred embodiment of the invention a rubber-coated, transverse strip was used as the toe guard woven fabric used. But instead of such a stripe it can also be a fabric provided with rubber without weft threads or even a layer use find those made of rubber-coated, woven rayon threads, such as Polyamide threads.

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.Instead of the natural rubber used in the mixtures mentioned Synthetic rubber can also be used, for example the rubber-like copolymers of butadiene and styrene, butadiene and acrylonitrile, Has isobutylene and isoprene, isobutylene and styrene and polychloroprene. Such Rubber materials can also be mixed with plastic, for example with chlorosulfinated polythene, with phenol aldehyde resins, as well as polymers of vinyl plastics, how for example polyvinyl chloride and the copolymers of vinyl chloride and Vinyl acetate. The replacement of the natural rubber mentioned in the examples by one of the known synthetic rubbers or one of the other plastics no inventive importance.

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.For the rubber materials according to the invention, many of the known ones can be used Accelerators come into use. For example, the thiazoles, dithiocarbamates, Thiuram sulfides, e.g. B. benzothiazole disulfide, mercaptobenzothiazole, cyclohexylbenzothiazole sulfenamides and zinc dimethyldithiocarbamates. For the polychlorobutadiene-like polymers, as Accelerators, among other things, magnesium oxide can be used. Also aldehydamine- and guanidine-like Accelerators such as formaldehyde ammonium, diphenylguanidine and many other accelerators known in the rubber art can be used. The above However, the accelerators mentioned are not the subject of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pneumatic tires, in which the tire beads are surrounded by protective strips made of rubber-containing fabric or the like, which absorb the friction effect of the rim flanges, characterized in that an intermediate layer is arranged between each tire bead and the protective strip which surrounds it, which is made of a deformation the vulcanization temperature of the tire consists of resistant rubber.

2. Pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the Intermediate layer between the tire bead and protective strip made of a rubber containing silica consists.

3. Pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the rubber mass the intermediate layer contains an addition of phenolic resin.

4. Pneumatic tires according to claims 1 and 2, characterized in that the silica content of the rubber is so large that the rubber material of the intermediate layer in the unvulcanized state a plasticity of at least 6.5 (measured with the Williams plastometer) 100 ° C.

5. Pneumatic tire according to claims 1 to 4, characterized in that that the anti-chafing strip enveloping the intermediate layer is made of an abrasion-resistant one rubber-containing material, which is in the unvulcanized state at temperatures is flow-resistant below about 165 ° C and at a pressure of 12 kg / cm2.