DE1505057A1

DE1505057A1 - Luftreifen mit fadenfoermigem Verstaerkungsmaterial

Info

Publication number: DE1505057A1
Application number: DE19651505057
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1964-01-02
Filing date: 1965-01-02
Publication date: 1969-09-11
Also published as: GB1037469A; ES307738A1; LU47706A1; US3233648A; FR1419344A; SE302413B

Description

Patentanwälte Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tlsoher

'BERLlNSSCQrunewaldD, HERBERTeTRASSE22 MÜNCHEN

Fernapreoher: 8 67 72 37 — Drahtwort: Invention Berlin Poateoheokkonto: W, Mtlaentr, Berlln-Weet 122BS 1505057 Bankkonto! W. Melaanar, Berliner Bank A.-a., Depka 36, Berlln-Halensee. Kurfüretandamm 130 ₁ BERLIN 33 CGrunewalcQ, den ]_, 1, 1Q65 HerbertstraBe 22

Dr. Expl.

THJS GOODYiSAE TIRE AND RUBBER COMPANY

Luftreifen mit fadenförmigem Verstärkungsmaterial

Die Erfindung betrifft Luftreifen und insbesondere den Aufbau des Kordes im Inneren der Reifenkarkasse»

Zur Zeit werden Luftreifen so aufgebaut, dass verschiedene Schichten oder Lagen des Verstärkungskordes im Inneren der Karkasse angeordnet werden. Die Korde der einzelnen Schichten werden senkrecht zu der Ebene der Karkasse angeordnet, wodurch ein Reifen mit radialer Schicht erzeugt wird, oder die Verstärkungskorde werden winkelförmig Über den Karkassenkörper unter Ausbilden des herkömmlichen Reifens mit Querschicht angeordnet. Nach der herkömmlichen Arbeitsweise zum Herstellen von Reifen werden ebenfalls die verschiedenen die Karkasse bildenden Textilgutschxichten jeweils mit einer dünnen Gummilage so überzogen, dass jeder einzelne Kord in dem Gummi eingebettet ist, wodurch eine Berührung zwischen beaachbarten Korden in einer gegebenen Schicht oder zwischen benachbarten Korden in den übereinanderliegenden Schichten verhindert wird.

_ω Bisher ist die in gewöhnlichen Luftreifen angewandte ■ν. Kord verstärkung aus zwei oder mehr verdrillten Garnen hergestellt

** worden, die ihrerseits in einen einzelnen die Kraft einwirk ung ο

°* aufnehmenden Kord kombiniert werden. Dieses Verfahren zum Herstellen eines Reifenkordee hat sich in den meisten Fällen

als zufriedenstellend erwiesen, jedoch hat es sich als zweckmässig gezeigt ein Verstärkungselement zu schaffen, dass einen grösseren Bereich physikalischer Eigenschaften aufweist. Verbesserte Leistungsfähigkeit bezüglich des Verstärkungsmaterials ist erforderlich, da luftreifen "zur Zeit eine gröss ere Lebensdauer aufweisen als dies bisher möglich war« Die Gummimasse ist so kompoundiert worden, dass zusätzliche KiIometerzahlen mit dem Reiben ganz allgemein erreicht werden können. Weiterhin erfahren die Strassenoberflächen eine immer weitergehendelferbeeserung_f wodurch der allgemeine Reifenabrieb verringert und die Zeitspanne verlängert wird,innerhalb derer die Karkasse benutzt wird. Die verschiedenen technischen Portschritte, die zu einer Verlängerung der Lebensdauer von Luftreifen geführt haben, haben ebenfalls eine zusätzliche Belastung des im Inneren der Reifenkarkasse vorliegenden Vers tärkungs materials bedingt. Es hat sich somit als zweckmässig erwies eil einen Luftreifen zu schaffen bei dem das darin vorliegende Verstärkungsmaterial eine überdurchschnittliche Lebensdauer bis zur Erschöpfung zusammen mit verbesserterr mechanischer Festigkeit aufweist.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht somit darin, einen Luftreifen zu schaffen, der ein Verstärkungsmaterial enthält, das eine verbesserte Sauer festigkeit aufweist.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung

^ω besteht darin, eine verbesserte Dauerfestigkeit in einem ο

^ Luftreifen unter Anwenden eines stark verdrillten Einzelgarns

-j zu erreichen.

ο Erfindungsgemäss wird weiterhin ein Verstärkungsgarn ^ geschaffen, das eine überlegene Zerreissfestigkeit zusammen

mit ausreichender Dauerfestigkeit besitzt, wobei das Verstärkungsmaterial lediglich eines VerdrillungsVorganges bedarf, wodurch die Gesamtkosten verringert werden.

Bisher ist das in Luftreifen angewandte Verstärkungsmaterial entweder aus Stapelfasern oder kontinuierlichen Fäden hergestellt worden. Wenn Stapelfasern angewandt werden, bestand das herköMmliche Verfahren zum Ausbilden des Verstärkungskordes darin, die Garne durch VerÄrillen jedes Einzelnen auszubilden und sodann die Garne vermittels zusätzlichen Verdrilllens in einen Kord zu verarbeiten· Der Kord erreichte ein bestimmtes Aus mass an Stabilität, da ein entgegengesetztes Verdrillen angewandt wurde wenn die Garne in eine Kordstruktur verdrillt werden. Bei einer Stapelfaser ist das Verdrillen erforderlich, da eine Zugkraft in achsialer Richtung eine Neigung bedingt die Fasern auseinander zu ziehen. Eine auf einen verdrillten Kord beaufschlagte achsiale Belastung wird zu einem Verringern des gesamten Korddurchmessers aufgrund der auftretenden Scherkräfte fuhren. Als kontinuierliche Fäden in Benutzung kamen, wurde immer noch in herkömmlicher Weise ein Verdrillen der Fäden in Garne und sodann Umkehr des Verdrillens der Garne in Korde angewandt. Erfindungsgemäas kommt die Ausbildung der Ritfenverstärkung in Korde in Fortfall und es wird ein hochverdrilltes Garn angewandt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter

J₀ Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

«ο Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Reifens

**> teilweise im Schnitt zwecks zeigen des Kordaufbaus.

^ Figur2 ist eine vergrösserte Ansicht des verdrillten Garns.

ο JSifindungsgemäss wird das Garn in einer mit Gummi iiber- «n

zogenen Schicht angewandt, die in einen Reifen in herkömmlicher

Weise eingearbeitet wird.

Die Figur 1 zeigt einen Schnitt eines Luftreifens 10· Die Karkasse des Reifens enthält Verstärkungelegen oder Schichten 11, die um den wulstförmigen Körper herum angeordnet sind· Wie in der Figur 1 gezeigt, enthalten die Sohiohten 11 Verstärkungegarne 12, die parallel zueinander im Inneres der Schicht 11 orientiert sind· Die Schicht 11 wird mit Gummi vor dem Einarbeiten derselben in die Reifenkarkasee überzogen.

Die Figur 2 zeigt vergröseert dae verdrillte Garn 12. Das Garn 12 wird durch Vereinigen von Fäden 13 auegebildet· Sodana tragen einzelne Fäden 13 die Belastung kontinuierlich über die Länge des Garns. Das Garn 12 besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material wie Polyester oder anderem ähnlichem Material, das sich gut für dae Auebilden grosser Längen des fadenförmigen Materials eignet·

In Garnen bestehend aus Stapelfasern wie Baumwolle ist die Wirkung des Garnverdrillens auf die Bruchfestigkeit allgemein bekannt. Bei einem geringfügigem Verdrillen werden gewisse Zerreisefeetigkeitawerte erhalten. Bei Zunahme des Verdrillena wird die abschliessenden Zerreissfestigkeit des Garne zunehmen bis ein optimales Verhältnis von Verdrilllen zu mechanischer Festigkeit erreicht ist. Eine Zunahme in dem Verdrillen über den optimalen Verdrillungewert hinaus d.h. Windungen pro Zentimeter, wird nur zu einem Verringern des Zerreiesfestigkeit ^ führen. Das obige Verhältnis ist geringfügig abgeändert für ein _ω kontinuierliches fadenförmiges Material wie es ITylon und

to Polyester darstellt. Die kontinuierlichen fadenförmigen Garne ^ bedürfen keines Verdrillr-ens um deren beste mechanische

^ Festigkeit zu entwickeln. Ein Verdrillen wird jedoch zweckmässig

zwecke Vermittle*! anderer Garneigenschaften wie der Fähigkeit Druckkräfte aufzunehmen und Ermüdungserscheinungen zu widerstehen.

Um das gewünschte Verdrillen in Garnen unterschiedlicher Grossen oder Denierwerten auszudrücken, benutzt man üblicherweise einen quantitativen Index, der als Verdrillungsmultiplikator bekannt ist. Ein Verdrillungsmultiplikator, der allgemein Anwendung findet als ein empirischer Ausdruck für das Erstellen des geeigneten Verdrillens in Stapelgarnen wie Baumwolle ist im folgenden wiedergegeben.

TIi a T

wobei TM = Verdrillungsmultiplikator T a Verdrillen des Garns G β Baumwollwert

Da Reifenverstärkungskorde und Garne allgemein durch Denierwerte gekennzeichnet werden, kann die obige Gleichung aus so abgeändert werden, dass anstelle des Baumwollwertes der Denierwert auftritt. Unter Berücksichtigung von Umwandlungstafeln Wie sie durch ASTM Standards on Textile Materials bekannt sind, ergibt sich, dass der Baumwollwert umgekehrt proportional zu dem Denierwert ist. Wenn der (0) Baumwollwert sich für ein gegebenes Garn sich auf 1,0 beläuft, beträgt der entsprechende (D) Denierwert 5315. Es ergibt sich somit, dass

CxD= 5315 oder G = 5315

wodurch der Verdrillungsmultiplikator für den Denierwert wie g folgt lautet

S TM =_ T = ifp = 0,01372 t(d
ω J"5315 72,9

-a ^ D

ö Der obig Ausdruok lässt sich in gleicher Weise gut wieder- ° geben ohne dass derselbe auf eine vergleichende Grundlage

mit dem Baumwollwert gestellt wird, jedoch würden die sich ergebenden Werte des Verdrillungemultiplikators sich in einem Bereich dreistelliger Werte anstelle der üblichen einstelligen oder zweistelligen Werte befinden. Eine weitere Verbesserung ist bezüglich der oben angegebenen Formel des Verdrillung multiplikators für den Denierwert zweckmässig. Das spezifische Gewicht verschiedener synthetischer Pasern ist unterschiedlich, da der Denierwert definiert ist als Gramm pro 9000 Meter, und so würde ein schweres Garn einen kleineren Druchmesser aufweisen, so dass dasselbe in der Lage wäre eine höhere Verdrillung pro Längeneinheit als ein entsprechendes Garn gleichen Denierwertes, jedoch geringeren spezifischen Gewichtes aufzunehmen. Einschliesslieh des spezifischen Gewichtes ergibt sich in dem Ausdruck für den Verdrillungsmultiplikator

OM = 0,01372 T₁ / D

1 Λ

Unter Anwenden des obigen Ausdrucks für den Multiplikator werden zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes die folgenden Ausführungsbeispiele wiedergegeben.

Beispiel 1

Material	Nylon	D
Denierwert	2520	d ,
Garne	1,0	0 xY2520
Dichte	1,14	1,14
Garnverdrillung	8,0
TM = 0,01372 1n/~	Polyester
	3300
- 0,01372 * 8,	1,0
= 5,1	1,38
Beispiel 2	8,0
Material
Denierwert
Garne
Dichte
Garnverdrillung

TM = 0,01372

T V D
I d

= 0,0132 χ 8,0 ^3300

= 5,4	Kunstseide 4950 1,0 1,52 7
Beispiel
Material Denierwert Garne Dichte Garnverdrillung	^d i— χ 7.0J4950
TM = 0,01372 T
= 0,01372 T = 5,5

Die TM-Werte in den obigen Beispielen führen zu einem Verstärkungsmaterial, das die erforderlichen Zerreissfestigkeiten zusammen mit ausgezeichneter Dauerfestigkeit aufweist. In der folgenden Tabelle sind die Werte für die Zerreiesfestigkeit und die Dauerfestigkeit auf relativer Grundlage für ein mit Klebstoff behandeltes Veratärkungsmaterial wiedergegeben, das unterschiedliche Beträge an Verdrillung pro Zentimeter aufweist.

Material	Nylon
Denierwert	2520
Garne	1,0
Dichte	1,14

Verdrillungen/cm 0 0,91 1,52 2,44 3,20 4,00 5,10 Spannung 46,246,1 45,1 44,8 41,0 29,4 27,9 Ermüdung 12 27 39 133 134 129 77

Die obige Tabelle zeigt, dass bei erhöhtem Verdrillen ο ein einseines Garn eine Verringerung der mechanischen

oo Festigkeit und Zunahme der Dauerfestigkeit erfährt ι bis ein w

~° optimaler Verdrillungegrad erreicht ist. Es wurde weiterhin ^ gefunden, dass man auf eine gewisse Zerreissfestigkeit

o> verzichten kann um so den Vorteil grösstmöglicher Dauer-

festigkeit des einzelnen verdrillten Garns zu erzielen.

Der kontinuierliche Aufbau der Fäden 13 ermöglicht es, dass das hohe Verdrillen die Zugbelastung über die Länge des Garns verteilt. Während der Reifen bei der Benetzung durchgebogen wird, müssen die Garne ebenfalls Druokkräften widerstehen. Das Garn muss sich mit dem umgebenden Gummi bewegen, ohne dass eine bleibende Beschädigung eintritt, wie dies oftmals der Pail ist wenn ein herkömmlicher Verstärkungskord Druckkräften unterworfen wird. Bei dem erfindungsgemassen Kord hohen Verdrillungsgrades kann ein Zusammenziehenlängs der gesamten Garnlänge eintreten, während ein in üblicher Weise verdrillter Kord eine Neigung besitzt sich an einer Stelle auszubäulen, wodurch bleibend diese Stelle als Biegungestelle für zukünftige entgegengesetzt einwirkende Belaßtungekräfte fixiert wird.

Claims

Patentanwälte

Oipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer

BERLIN33C<3i"unewald3, Herbertstrasse 22 λ MÜNCHEN

Fernsprecher: B 87 72 37 — Drahtwort: Invention Berlin ^Jf _j _. _ -.

Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin-West 12S82 I OUOU57

Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-Q₁₁ Depka 36,

Berlln-Halensee, KurfCiretendamm 130 1 BERLIN 33 CGrunewald), den I₀ 1, 1965

/ " / HerbertstraBe 22

Patentansprüche

1. )) Luftreifem mit fad einförmigem Vers tärkungs material, das im Inneren der Karkasse in wenigstens einer Schicht angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmaterial in Form parallel orientierter Garne vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial aus einer Mehrzahl einzelner die Belastung aufnehmender Teile besteht, dessen jedes eine nur in einer Richtung vorliegende Verdrillung besitzt. 2.) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Belastung aufnehmenden Teile in Form kontinuierlicher thermoplastischer Fäden vorliegen, deren jeder eine praktisch gleiche und nur in einer Richtung vorliegende Verdrillung besitzt.

3.) luftfeifen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet , dass die die Belastung aufnehmenden Teile zusammen verdrillt sind und eine gemeinsame Spirale um die längsseitige Achse des Garns bilden. 4.) Luftreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne mit ihren entsprechenden Achsen praktisch in gleicher Kntfernung zueinander

to vorliegen.
ο

*° 5.) Luftreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch oo

i^ gekennzeichnet, dass die Ganghöhe des verdrillten

ο Garns um die längsseitig· Aohs· desselben praktisch gleich ist. .το

CD — 2 —

6.) Luftreifen nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeich net, dass das Garn einen Verdrillungsmultiplikator von 2,75 bis 7»θθ und iasbesondere von 4»00 bis 6,00 aufweist.