DE1579302B1 - Aufbauteil fuer einen glasfaserverstaerkten Koerper aus einer elastomeren Masse - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Aufbauteil für einen net und dann zurechtgeschnitten, ehe das Ganze in

glasfaserverstärkten Körper aus einer elastomeren Formen zum Vulkanisieren gebracht wird.

Masse mit im wesentlichen gleichmäßig in der Masse In ähnlicher Weise werden bei der Reifenherstel-

verteilten Glasfasern, insbesondere für einen Reifen lung die Glasfadenstränge so angeordnet, daß die oder Riemen. 5 Stränge einer Lage unter einem entgegengesetzten

Glasfaserverstärkte Körper aus einer elastomeren Winkel bezüglich der Stränge in den benachbarten

Masse sind bekannt. So ist ein Verfahren bekannt Lagen oder die Stränge so angeordnet sind, daß sie

(USA.-Patentschrift 1 347 918), bei dem eine zu sich in radial gewickelten Reifen in radialer Rich-

walzende Mischung aus einer elastomeren Masse und tung kreuzweise zwischen den Reifenwülsten erGlasfasern zu Beginn den Hauptteil der insgesamt io strecken.

beizugebenden Fasern enthält, worauf eine faserarme In ähnlicher Weise sind bei glasfaserverstärkten Mischung auf die Oberfläche aufgebracht wird. Der Gummischläuchen die Glasfadenstränge in Längsletztere Verfahrensschritt dient der Oberflächenver- richtung in der Form zwischen Lagen aus einem gütung, weshalb die faserarme Mischung nicht mehr elastomeren Material angeordnet, wobei der Gummi in die übrige Masse eingewalzt wird. Der Haupt- 15 oder ein anderes Elastomer in Schlauchform strangbestandteil des bekannten Aufbauteils, nämlich alle gepreßt und laufend die Glasfadenstränge zum Einseine oberflächenfernen Schichten, enthält also gleich- betten zugeführt werden,
mäßig verteilte Einzelfasern. Die imprägnierten Glasfadenstränge sind verhält-

Es ist auch ein Gummikörper bekannt (USA.-Pa- nismäßig teuer, da sie zu ihrer Herstellung zahlreiche tentschrift 1112772), in dem zur Verstärkung Stahl- 20 Verfahrensschritte erforderlich machen. Außerdem

wolle gleichmäßig verteilt ist. ist die Verwendung imprägnierter Stränge auch des-

Es ist bekannt, elastomere Werkstoffe wirksam mit halb zu beanstanden, weil sie eine genaue Anordnung

Glasfasern zu verstärken, da die letzteren ausgezeich- der Stränge in der Lage erfordern, die sie im End-

nete physikalische und mechanische Eigenschaften produkt einnehmen sollen, und sie müssen auch so haben, die denjenigen anderer faserartiger Verstär- 25 verankert werden, daß sie diese Lage während der

kungen weit überlegen sind. verschiedenen Fertigungsschritte zur Herstellung von

Glasfasern werden ebenso wie andere zur Verstär- Reifen, Treibriemen od. dgl. beibehalten. Außerdem

kung herangezogene Fasern in der Form von Schnüren wird bei der Verwendung von Glasfadensträngen eine

verwendet, die viele Glasfäden enthalten, die zunächst Struktur aus Tausenden von Einzelfäden geschaffen, zu Bündeln oder Strängen zusammengefaßt werden, 30 wobei jedoch Schwierigkeiten bestehen, die Eigen-

worauf diese Stränge verdrillt und zu Schnüren ge- schäften der Einzelfäden auf das Endprodukt zu

facht werden. übertragen.

Um ein Verankerungsmittel an der Oberfläche der Infolgedessen liegt der Erfindung die Aufgabe zuGlasfasern abzusetzen, das die Verbindung zwischen gründe, glasfaserverstärkte Aufbauteile zu schaffen, der Glasfaseroberfläche und dem elastomeren Mate- 35 die trotz einer möglichst vollständigen Übertragung rial steigert, wird die Oberfläche einer jeden Glas- der Eigenschaften der Glasfasern auf das Endprofaser vor dem Zusammenfassen der Glasfaser zu dukt einfach hergestellt werden können und in denen einem Strang mit einer Formierschlichte überzogen, sich die Glasfasern bei einer Wechselbeanspruchung die als Schutz- und Gleitmittel wirkt; dann wird der des Aufbauteils nicht gegenseitig abnutzen. Aus-Glasfaserstrang mit einer Zusammensetzung im- 40 gehend von einem Aufbauteil der eingangs erwähnten prägniert, die ein elastomeres Material enthält, das Art, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung davorzugsweise mit der kontinuierlichen Phase des End- durch gelöst, daß die Glasfasern zum größeren Teil Produkts verträglich ist, so daß insgesamt die Glas- in Form von Bündeln und zum kleineren Teil in fasern voneinander getrennt sind und auf diese Weise Form von Bündeln mit geringerer Faserzahl oder als eine Zerstörung der Glasfasern durch gegenseitiges 45 Einzelfasern in der Masse angeordnet sind.
Scheuern verhindert wird, da die einzelnen Glas- Auf diese Weise wird eine optimale Übertragung fasern innerhalb eines Glasfaserbündels gegenein- der Eigenschaften von Glasfasern auf das elastomere ander abgepolstert sind. Gleichzeitig können sich die Endprodukt erzielt. Die Glasfasern sind einfacher in Glasfasern aber in einer Vorzugsrichtung, nämlich die elastomere Masse einzuarbeiten, wobei der übderjenigen der wirkenden Kraft, orientieren, um so 50 liehe Arbeitsgang des Zusammenfassens der Glasdie Eigenschaften der einzelnen, in einem Glasfaser- fäden zu Strängen entfällt.

bündel enthaltenen Glasfasern auf das Gesamtpro- Der Aufbauteil wird in der nachfolgenden Be-

dukt zu übertragen und außerdem die Glasfaser- Schreibung beschrieben, die der Erläuterung in der

bündel wirksamer mit dem elastomeren Werkstoff zu Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele dient,

verbinden. 55 Es zeigt

Es ist bekannt, imprägnierte, aus Glasfasern zu- F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ein-

sammengesetzte Stränge zur Verstärkung für Reifen richtung zur kontinuierlichen Herstellung und Be-

und für Gummitreibriemen zu verwenden. handlung von Glasfäden, die zu Strängen zusammen-

Es ist auch bekannt, bei Gummischläuchen im- gefaßt werden,

prägnierte Glasfaserstränge zur Verstärkung einzu- 60 F i g. 2 einen Teilschnitt durch einen Glasfadenbetten, strang nach dem Aufbringen einer Schlichte auf die

Bei all diesen Anwendungen sind die Glasfasern in Glasfäden gemäß F i g. 1,

Form von Strängen verwendet, in denen die einzelnen F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer EinFasern oder Fäden der zuvor beschriebenen Behänd- richtung zum Imprägnieren der Glasfadenstränge,
lung unterzogen sind. 65 F i g. 4 einen Teilschnitt durch einen gemäß F i g. 3

Bei der Herstellung von Treibriemen werden die imprägnierten Glasfadenstrang,

endlosen Stränge aus Glasfäden bezüglich der Lagen Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein ausgeformtes

aus einem elastomeren Werkstoff besonders angeord- Aufbauteil mit Faserbündeln,

F i g. 6 einen Schnitt durch einen Treibriemen mit Faserbündeln,

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung mit einem Schnitt durch einen Luftreifen mit Faserbündeln und

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung mit einem Schnitt durch einen Radialreifen mit Faserbündeln.

Für die Herstellung eines Aufbauteils mit Faserbündeln muß eine Anzahl von Faktoren berücksichtigt werden.

Es muß eine feste Verbindung zwischen den Glasfasern und dem elastomeren Material erzielt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß oberflächenbehandelte Glasfasern verwendet werden, deren Überzug ein Verankerungsmittel enthält, das dem Anhaften der Glasfasern und an dem elastomeren Material dient. Derartige Verankerungsmittel können direkt auf die Glasfaseroberfläche aufgebracht oder als Komponente in eine Lösung eingebracht werden, die auf die Glasfaden aufgebracht wird.

Zusätzlich kann die feste Verbindung durch Im-

»prägnieren der Glasfäden mit einer Zusammensetzung verbessert werden, die einen elastomeren Werkstoff, vorzugsweise in nichtvulkanisiertem Zustand, enthält.

Die Verbindung zwischen den vorbehandelten Glasfasern und dem elastomeren Material wird durch das Einarbeiten der Glasfasern in dieses Material erreicht; dabei können die bei der Gummiverarbeitung üblichen Verfahrensschritte, wie Walzen, Kneten u. dgl., herangezogen werden. Der Grad der Bearbeitung der Mischung ist von wesentlichem Einfluß auf die Verbindung, jedoch sollte die Mischung nicht so stark bearbeitet werden, daß die Länge der enthaltenen Glasfasern herabgesetzt wird, da diese Länge für die Zugfestigkeits- und Zähigkeitseigenschaften von Bedeutung ist. Im allgemeinen wurde festgestellt, daß beim Walzen der Mischung zu flächenhaften Stücken wenigstens drei Durchgänge durch die Walzrollen vorteilhaft sind, um die gewünschte Verbindung zu erzielen, daß jedoch die Festigkeitseigenschaften stark abfallen, wenn mehr als zehn Durchgänge durch die Walzrollen vorgenommen werden, was möglicherweise auf ein Abbrechen der Glasfasern zurückzu-A führen ist.

Die mit dem elastomeren Material vermischten Glasfasern müssen eine bestimmte Länge haben, um die gewünschten Festigkeitseigenschaften herbeizuführen. Die mittlere Länge der Glasfasern muß mindestens ungefähr 6 mm sein, und die besten Ergebnisse im Hinblick auf die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften sowie auf die Verarbeitbarkeit der Mischung werden dann erzielt, wenn die Glasfasern eine mittlere Länge zwischen ungefähr 1 und 3,8 cm haben. Wie noch zu erläutern sein wird, werden optimale Ergebnisse dann erzielt, wenn Glasfaserbündel größerer Länge und gesondert davon kürzere einzelne Fasern eingearbeitet werden. Glasfasern der erwähnten Längen können sowohl aus kontinuierlichen Glasfaden oder diskontinuierlichen Glasfasern, beispielsweise durch Zerhacken oder Zuschneiden von Glasfaserbündeln, auf die gewünschte Länge hergestellt werden.

Die Menge der einzuarbeitenden Glasfasern hängt von der zu erzielenden Festigkeit des Endprodukts ab. Optimale Festigkeitseigenschaften werden unter Verwendung von mehr als 20 Gewichtsprozent — bezogen auf die Endmischung — an Glasfasern erzielt, und nur äußerst selten ist es zweckmäßig, mehr als 50 Gewichtsprozent Glasfasern der Mischung beizusetzen. Werden mehr als 50 Gewichtsprozent Glasfasern zugefügt, so neigt die Zusammensetzung zum Verfilzen, so daß sie nicht mehr ausreichend fließt, um die Endprodukte zu formen. Weniger als 20 Gewichtsprozent Glasfasern können ebenfalls verwendet werden, jedoch nimmt dann der durch die Verstärkung erzielte Effekt hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften entsprechend ab, und weniger als 3 Gewichtsprozent Glasfasern haben nahezu keinerlei

ίο Verbesserungen mehr zur Folge.

Wenigstens der größere Teil der Glasfasern sollte in der Form zugesetzt werden, daß mehrere Glasfasern beispielsweise zu Bündeln, Strängen od. dgl. zusammengefaßt werden. Die besten Ergebnisse lassen sich dann erzielen, wenn die Mehrheit der Glasfasern, vorzugsweise mehr als 60%, in Form von Faserbündeln im elastomeren Werkstoff angeordnet sind, während der geringere Teil, bis maximal 30 %, der Glasfasern als Einzelfasern eingebaut werden, die von den Glasfaserbündeln getrennt sind; an Stelle von Einzelfasern können natürlich auch nur eine geringe Anzahl von Glasfasern umfassende Glasfaserbündel verwendet werden, wie sie beispielsweise beim Walzen und Kneten entstehen.

Eine Zusammensetzung der beschriebenen Art kann leicht dadurch erhalten werden, daß eine geringe Menge von Glasfasern in Form von Bündeln dem elastomeren Werkstoff vor dessen Bearbeitung zugefügt wird. Nachdem diese beiden Komponenten

einer teilweisen Bearbeitung unterzogen sind, beispielsweise einer gewissen Anzahl von Durchgängen zwischen Walzrollen, wird der übrige Teil der Glasfaserbündel beigefügt, worauf die Verarbeitung vollends durchgeführt wird. Infolgedessen sind die zuerst zugesetzten Glasfasern von den nachfolgend zugesetzten Glasfaserbündeln getrennt und gleichmäßiger über das elastomere Material verteilt, was die Folge der stärkeren Verarbeitung ist, wohingegen der größere Teil der Glasfaserbündel, der später hinzugefügt wird, infolge des geringeren Verarbeitungsgrades mehr eine Bündelform beibehält, wobei diese Bündel ebenfalls über den elastomeren Werkstoff verteilt sind.

Die Kombination von mehr getrennten Glasfasern mit Glasfaserbündeln gestattet es, daß sich die einzelnen Glasfasern innerhalb der Bündel ausrichten, so daß der Gummi mehr auf Schub statt auf Zug beansprucht wird, wohingegen die getrennten Glasfasern die einzelnen Glasfaserbündel gewissermaßen miteinander verbinden, um eine Schwäche des Werkstoffes zwischen den Glasfaserbündeln oder gar ein Brechen an diesen Stellen zu vermeiden.

Unter Elastomeren sollen sowohl natürlicher Gummi als auch jeglicher synthetische Gummi sowie Mischpolymeren verstanden werden.

Unter Glasfasern können kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellte Glasfaden bzw. Glasfasern sowie Stränge, Garne und Gewebe aus diesen Fäden oder Fasern verstanden werden. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem kontinuierlich hergestellte Glasfäden verwendet werden. Es ist aber selbstverständlich, daß auch kurze Glasfasern verwendet werden können, die von Strömen geschmolzenen Glases abgeblasen, gesammelt und zu Garnen verarbeitet sind, aus denen wiederum Schnüre u. dgl. gebildet sind.

Wie die F i g. 1 zeigt, werden kontinuierlich Glasfäden 10 durch schnelles Ausziehen einer Vielzahl

geschmolzener Glasströme 12 hergestellt, die der Unterseite einer Düsenwanne 14 eines Glasschmelzofens 16 entströmen. Die Glasfaden 10 werden über eine Beschichtungsvorrichtung 18 gezogen, um die einzelnen Glasfaden mit einer Schlichte 20 zu überziehen, wenn die Glasfaden zu einem Strang 22 zusammengefaßt werden, der auf eine schnell rotierende Trommel 24 aufgewickelt wird.

Die Schlichte kann durch einen Wischer oder eine

gnierte Garn 44 mit einem Gleitmittel beschichtet wird; das Gleitmittel wird nicht mehr von der Oberfläche entfernt, da es entweder als Füllmittel im Endprodukt oder als an der Vulkanisation beteiligtes 5 Reagenz dient. Ein derartiges Gleitmittel kann als trockene, pulverisierte Substanz auf das imprägnierte Glasfasergarn aufgesprüht werden, wenn es die Heizelemente verläßt, beispielsweise dadurch, daß das Garn unter einem Sieb vorbeigeführt wird, durch das

werden. Die Schlichte für die Glasfaden setzt sich so zusammen, daß sie als Gleitmittel und Bindemittel dient, und sie enthält vorzugsweise ein Verankerungsmittel.

Die Schlichte wird einfach auf die Glasfaden aufgebracht, wenn diese zu einem Strang zusammengefaßt werden, und man läßt sie anschließend an der Luft trocknen.

Auftragungsrolle aufgebracht werden, die beide aus io hindurch die pulverisierte Substanz aufgestreut wird; einem Vorratsbehälter 26 mit Schlichte beschickt diese Substanz kann aber auch dadurch aufgebracht

werden, daß das imprägnierte Garn 44 durch eine Anhäufung 48 der pulverisierten Substanz hindurchgezogen wird, hinter der sich eine Bürste 50 befindet, 15 die überschüssige Substanz von der Oberfläche des Garnes entfernt, ehe die Glasfäden auf eine Trommel 52 aufgespult werden.

Anschließend wird das endlose Glasfadenbündel auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten, wobei Obwohl es nicht unbedingt notwendig ist, die Glas- 20 die Glasfaden jedoch stets zu Bündeln zusammenfasern vor dem Zerhacken oder Zerschneiden auf die gefaßt bleiben. Für die meisten Zwecke ist eine mittgewünschte Länge zu imprägnieren, so ist dies doch lere Länge von ungefähr 1 bis 2 cm besonders vorvorteilhaft, da darm die einzelnen Fasern innerhalb teilhaft.

des Stranges oder Bündels besser voneinander ge- Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die

trennt sind und das einen elastomeren Werkstoff ent- 25 Glasfasern in Bündelform in den elastomeren Werkhaltende Imprägnierbad besser in das Innere des stoff eingearbeitet werden, da die gewünschte Über-Glasfaserbündels einzieht, so daß dessen einzelne tragung der vorteilhaften Eigenschaften der Glas-Fasern besser im elastomeren Endprodukt verankert fasern dann nicht vollständig erzielt werden kann, werden. wenn lediglich einzelne Fasern mit einem elastome-

Deshalb wird ein Garn 30 aus Glasfäden von einer 30 ren Werkstoff vermischt werden. Die besten Ergeb-Trommel 32 abgewickelt und über eine Umlenkrolle nisse lassen sich, wie bereits erwähnt, dann erzielen, 34 hinweg in einen Behälter 36 hineingeführt, der ein wenn die Mehrzahl der Glasfasern in Bündelform Bad 38 aus einem ein elastomeres Material enthalten- im elastomeren Werkstoff vorliegt, während ein geden Imprägniermittel aufnimmt. Nach dem Bad wird ringerer Anteil an Glasfasern als Einzelfasern oder das imprägnierte Garn 40 nach oben durch einen 35 in Form von Bündeln mit geringerer Faserzahl ein-Abstreifer 42 hindurchgezogen, der dazu dient, das gebaut ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß flüssige Imprägniermittel in die inneren Bereiche des ein kleiner Teil (5 bis 30%) geschnittener oder zer-Glasfadengarnes einzuarbeiten und überflüssiges Im- hackter Glasfadenstränge dem elastomeren Werkprägniermittel abzustreifen. stoff zugesetzt wird, worauf dieser beispielsweise

Eine möglichst vollständige Imprägnierung des 4° drei- bis fünfmal zwischen Walzrollen hindurchge-Glasfaserbündels ist wünschenswert, da dann die schickt wird. Danach wird der Rest an zerkleinerten Verankerung der Glasfasern in dem elastomeren Glasfadensträngen zugesetzt und die Mischung wieder Werkstoff des Endprodukts am besten ist. Deshalb gewalzt, bis sie insgesamt sieben- bis neunmal zwiist es auch vorteilhaft, einen elastomeren Bestandteil sehen den Walzrollen hindurchgeschickt worden ist; im Imprägniermittel zu verwenden, der mit dem 45 jedenfalls darf das zusätzliche Walzen nicht solche elastomeren Werkstoff verträglich ist, welcher die Ausmaße annehmen, daß die Verstärkung durch die kontinuierliche Phase des Endprodukts bildet; die Glasfasern in unerwünschter Weise vermindert wird, elastomere Komponente des Imprägniermittels muß Es kann nun festgestellt werden, daß derjenige

aber zumindest während der Bearbeitung und For- Teil zerkleinerter Glasfaserbündel in stärkerem Maße mung des Endprodukts so fließfähig sein, daß sie sich 5° aufgetrennt worden ist als die restlichen Glasfasermit der kontinuierlichen Phase des Endprodukts bündel, die nach einem ersten Verarbeiten zugesetzt während dieser Verfahrensstufen mischen läßt. Des- und infolgedessen einer geringeren Bearbeitung aushalb ist es auch zweckmäßig, den imprägnierten gesetzt wurden, so daß die letztgenannten Glasfaser-Glasfaserstrang so weit zu erhitzen, daß entweder das bündel im wesentlichen in Bündelform eingebaut Verdünnungsmittel ausgetrieben wird oder gleich- 55 werden, was dazu führt, daß das Endprodukt einen zeitig auch noch die elastomere Komponente vor- größeren Anteil an Glasfaserbündeln und einen gevulkanisiert sind. Infolgedessen wird das imprägnierte
Garn 44 vorteilhafterweise hinter dem Abstreifer 42
zwischen zwei Heizelementen 46 durchgeführt, so
daß das Garn erhitzt und so lange auf einer erhöhten 60
Temperatur gehalten wird, bis das Verdünnungsmittel ausgetrieben und, falls dies erwünscht ist, die
elastomere Komponente des Imprägniermittels vorvulkanisiert ist.

Um die Glasfasern gegen ein Verkleben während 65 Glasfasern erreicht, wobei jedoch die einzelnen der nachfolgenden Verarbeitungsstufen, in denen sie Fasern nur einen kleinen Teil der insgesamt zugeauf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten werden, setzten Glasfasern, beispielsweise 30 % hiervon, auszu schützen, ist es zweckmäßig, wenn das imprä- machen sollten. Die Übertragung der ausgezeichneten

ringeren Anteil von den Bündeln getrennter Glasfasern enthält, die jedoch sämtlich gleichmäßig über
die Masse des elastomeren Werkstoffes verteilt sind.
Obwohl eine Mischung auch in der Weise vorgenommen werden kann, daß sämtliche Glasfasern in
Form von Bündeln in den elastomeren Werkstoff
eingebaut sind, so werden doch bessere Resultate mit
einer Mischung aus Glasfaserbündeln und einzelnen

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Eigenschaften der Glasfasern auf das Endprodukt lediglich die Karkasse des Reifens, es ergeben sich

hängt von der Länge der Glasfasern ab, wobei die jedoch erhebliche Vorteile hinsichtlich der Festigkeit

besten Resultate bei der Verwendung von Glasfaser- und Laufdauer eines Reifens, wenn die glasfaserver-

bündeln erzielt wurden, die langer als die einzeln in stärkte Schicht auch zur Bildung des Laufflächenteil-

das Elastomer eingebauten Glasfasern sind; in einem 5 Stückes des Reifens verwendet wird, so daß der ganze

typischen Fall haben die Glasfaserbündel eine mitt- Reifen glasfaserverstärkt ist.

lere Länge von 1,3 bis 3,8 cm und die Einzelfasern Dann muß der Reifenrohling noch vulkanisiert

eine mittlere Länge von 0,6 bis 1,3 cm. werden, so daß zahlreiche zeitraubende Schritte, die

Die nach dem Einarbeiten der Glasfasern erzielte sonst notwendig sind, wenn Garne od. dgl. zur Ver-

Mischung kann ausgeformt, gehärtet bzw. vulkanisiert io Stärkung herangezogen werden, entfallen,

und für die Herstellung von Treibriemen, Reifen Im ausgeformten Reifen sind die Glasfasern im

od. dgl. verwendet werden. Die Orientierung der wesentlichen noch genauso orientiert wie zu dem

Glasfasern im ausgeformten Erzeugnis kann durch Zeitpunkt, in dem die glasfaserverstärkten Kautschuk-

das Verfahren zum Einarbeiten der Fasern in das schichten in die Form eingelegt werden; auch bleiben

elastomere Material bis zu einem gewissen Grad 15 die Glasfasern im wesentlichen gleichmäßig über den

beeinflußt werden. ganzen Reifen verteilt, wobei die Mehrzahl der Glas-

Es soll nun die Herstellung von Treibriemen er- fasern in Bündelform eingebaut ist, während Einzelläutert werden, in denen eine Orientierung der Glas- fasern dazwischenliegen, um die gesamte Struktur fasern in Längsrichtung erwünscht ist, um eine maxi- zusammenzuhalten.

male Zugfestigkeit und Formbeständigkeit zu erzielen. 20 Es ist auch möglich, die Glasfaserkonzentration Zu diesem Zweck können die Glasfaserbündel in eine über den Querschnitt des Reifens dadurch zu varaiieflache Kautschukbahn vor dem Walzen derart einge- ren, daß zwischen die glasfaserverstärkten Schichten bracht werden, daß sich die Glasfaserbündel in nicht verstärkte Kautschukschichten oder Schichten Längsrichtung erstrecken. Der Kautschuk wird dann mit einer anderen Glasfaserkonzentration eingeschozwischen Walzrollen hindurchgeschickt, und zwar in 25 ben werden, so daß die Konzentration der der VerLängsrichtung der Glasfasern, so daß diese ge- Stärkung dienenden Glasfasern ganz den gewünschten wünschte Orientierung erhalten bleibt. Eigenschaften des Reifens längs seines Querschnitts

Anschließend wird eine der Riemenherstellung angepaßt werden kann.

dienende Spindel mit dem flächenhaften Kautschuk Zur Herstellung von Radialreifen wird gemäß so umwickelt, daß die Glasfasern in Umfangsrichtung 30 Fig. 8 die glasfaserverstärkte Schicht so in die Form liegen. Die glasfaserverstärkte Kautschukschicht kann eingelegt, daß die Glasfasern in radialer Richtung den gesamten Querschnitt des Treibriemens bilden, orientiert sind, so daß sie auch im Endprodukt im es ist aber auch möglich, die Spindel zunächst mit wesentlichen dieselbe Orientierung haben. Dabei vereiner nicht verstärkten Schicht zu umwickeln, die als bleiben genügend Glasfasern in den Wulstteilen zu federnde und reibungserhöhende Schicht dient, wor- 35 beiden Seiten des Reifens und ergeben so dieselbe auf dann die glasfaserverstärkte Schicht aufgebracht Wirkung wie Schnüre od. dgl., die kontinuierlich von und schließlich wieder eine Kautschukschicht aufge- Wulst zu Wulst verlaufen; es wird also hier derselbe wickelt wird. Effekt wie bei einer radialen Verstärkung erzielt.

Dann wird die möglicherweise mehrschichtige Zu- Wegen der außerordentlich hohen Festigkeit und sammensetzung aufgeschnitten, um so den gebildeten 40 Stabilität, die sich durch ein Gemisch aus Glasfaser-Zylinder in Streifen aufzuteilen, die durch Zusam- bündeln und einzelnen Glasfasern erzielen lassen, menklappen des Kerns entfernt werden können. Die sind die Festigkeitseigenschaften dieser Reifen so gut Streifen werden mit V-förmigem Querschnitt geschnit- oder besser wie die Reifen mit den üblichen Garnen ten und, falls dies gewünscht wird, mit mit Kau- oder Schnüren. Andererseits lassen sich jedoch die tschuk imprägniertem Gewebe umwickelt. Vulkani- 45 Reifen wesentlich einfacher herstellen, da die Glassiert wird unter Druck bei einer Temperatur von un- fasern direkt in einen Werkstoff eingearbeitet sind, gefähr 175° C. aus dem die Reifen dann geformt werden können.

Ein Querschnitt durch das Endprodukt (s. Fig. 6) Ganz erhebliche Verbesserungen hinsichtlich zeigt, daß die Glasfasern gleichförmig über den Festigkeit, Zähigkeit und Lebensdauer von Reifen ganzen Querschnitt eines Treibriemens 60 verteilt 50 können dann erzielt werden, wenn, wie in Fig. 8 sind, wobei die große Mehrheit aller Fasern noch in dargestellt, ein konventioneller Aufbau mit Fäden, Form von Faserbündeln 62 eingebaut ist, wohingegen Garnen oder Schnüren, die je nachdem in der Kareinige Einzelfasern 64 oder Bündel mit geringerer kasse schräg oder radial gewickelt sind, mit einem Faserzahl dazwischen angeordnet sind; jedoch ver- elastomeren Werkstoff kombiniert wird, der zur Herlaufen im wesentlichen alle Fasern in Längsrichtung 55 stellung der Karkasse und/oder der Lauffläche dient des Treibriemens und eine Zusammensetzung ist, d. h. ein elastomerer

Bei der Herstellung von Reifen kann die vor- Werkstoff, in den Glasfaserbündel und Einzelglasstehend geschilderte flächenhafte Zusammensetzung fasern gleichförmig eingebaut sind,
in verschiedener Weise in einer Form angeordnet Eine weitere wesentliche Verbesserung bei Reifen werden, was von der Art des herzustellenden Reifens 60 läßt sich dann erzielen, wenn Reifen nach üblichen abhängt. Zur Herstellung eines Diagonalreifens wird Verfahren hergestellt werden und die wünschensdie flächenhafte Zusammensetzung in die Form in werten Merkmale sowohl eines radial als auch eines Lagen eingelegt, die abwechselnd so ausgerichtet sind, schräg entwickelten Reifens in kombinierter Form daß die Fasern jeweils einen spitzen Winkel mit der aufweisen. Es gibt sowohl schräg als auch radial geLaufrichtung einschließen, wobei dieser Winkel je- 65 wickelte Reifen, die nebeneinander existieren, da doch von Lage zu Lage jeweils seine Orientierung beide Reifentypen ihre Eigenarten haben, jedoch war bezüglich dieser Laufrichtung ändert. Gewöhnlich es bis jetzt nicht möglich, die besten Wesensmerkbildet die glasfaserverstärkte flächenhafte Schicht' male dieser beiden Reifentypen in einem einzigen

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Reifen zu vereinigen, ohne daß auch die jedem Bogens aufgebrachter Druck längs der seitlichen Reifentyp eigentümlichen Nachteile mit in Kauf ge- Bereiche fortpflanzt und von den dynamisch nicht nommen werden mußten. So weist im wesentlichen verformten Grundbereichen aufgenommen wird, die der Diagonalreifen einen weichen Ablauf auf. Er beim Reifen von den Wülsten sowie der Felge gekann billiger hergestellt werden, weist jedoch eine 5 bildet werden; dabei tritt eine leichte seitliche Auskürzere Lebensdauer und einen hohen Rollwider- lenkung ein. Im wesentlichen arbeitet eine kontistand auf. Die radial gewickelten Reifen weisen eine nuierliche radiale Verstärkung in Längsrichtung und größere Lebensdauer auf, gestatten eine bessere überträgt Druck- und Zugkräfte durch entsprechende Übertragung des Drehmoments und führen außer- Längung oder Stauchung, wohingegen die ideale dem zu hinsichtlich des Brennstoffverbrauches wirt- io radiale Verstärkung hohen Längsspannungen widerschaftlicher Fahrweise; außerdem haben sie einen stehen und somit zu einer festeren Karkasse sowie zu geringeren Rollwiderstand, jedoch ergaben sie auch akzeptablen dämpfenden Verformungen führen sollte, einen härteren Ablauf, und sie sind in den Bereichen ohne daß eine Steifigkeit gegenüber in Längsrichtung zwischen einander benachbarten radialen Schnüren wirkenden Druckspannungen auftritt, da diese einen oder Garnen weich und erfordern deshalb teuere 15 harten Ablauf hervorrufen. Infolgedessen wirkt die Herstellungsverfahren. radiale Verstärkung wie eine gelenkige Kette hoher

Wie bereits erwähnt, kann ein Diagonalreifen wirt- Zugfestigkeit mit geringer Übertragung von Druckschaftlich dadurch nachgeahmt werden, daß Schichten kräften. Werden Aufbauteile gemäß der Erfindung mit der Zusammensetzung mit bezüglich der Längs- verwendet, so wird dieser Effekt mindestens bis zu richtung abwechselnder Orientierung der Glasfasern 20 einem gewissen Grad erreicht; solche Reifen zeigen übereinandergelegt werden. Zusätzlich kann die Sta- hohe Zugfestigkeiten, ohne daß bei ihnen die Steifigbilität eines Diagonalreifens durch einen Aufbau ver- keit der üblichen kontinuierlichen radialen Verstärbessert werden, bei dem eine Schicht mit der Zusam- kungen auftritt.

mensetzung vorgesehen ist, in der die Glasfasern Wie bereits erwähnt, kann ein erfindungsgemäßes parallel zum Profil orientiert sind. Außerdem kann 25 Aufbauteil teilweise zur Herstellung elastomerer Prodie Abriebfestigkeit des Profils dadurch erhöht wer- dukte, wie beispielsweise von Gummitreibriemen, den, daß das Profil selbst aus einer derartigen Zu- dienen. Übliche Treibriemen werden so hergestellt, sammensetzung gebildet wird. In ähnlicher Weise daß verschiedene Lagen, beispielsweise Gewebelagen, kann ein Radialreifen verbessert werden, wenn in Gummilagen usw., aufeinandergeschichtet und dann seinen Aufbau eine Schicht aus dieser Zusammen- 30 zerschnitten werden. Die üblichen Herstellungsversetzung zur Bildung einer Umfangslage eingeführt fahren können dadurch vereinfacht werden, daß eine wird, und zwar zwischen einander benachbarten Lage eines Aufbauteils gemäß der Erfindung in radialen Schnüren, die durch diese Schicht mitein- einem Bereich angeordnet wird, der in Zugrichtung ander verbunden werden. des fertigen Treibriemens liegt. Optimal ausgelegte

Außerdem kann der ganze Radialreifen aus einer 35 Treibriemen lassen sich dadurch erzielen, daß eine

derartigen Zusammensetzung hergestellt werden, so Schicht in Zugrichtung vorgesehen wird, wobei die

daß sich eine wirtschaftlichere Fertigung ergibt. Zu- Glasfasern dieser Schicht in Zugrichtung eingebettet

nächst kann die radial verstärkte Seite solcher Reifen sind, so daß der Treibriemen eine hohe Zugfestigkeit

aus einer Schicht dieses Aufbaumaterials aufgebaut und eine gute Formbeständigkeit hat. Auch können

werden, in der die verstärkenden Glasfasern quer 40 andere Schichten über die ganze Breite des Treib-

zur Lauffläche oder senkrecht zu den Wülsten orien- riemens oder in Bereichen besonderer Beanspruchung

tiert sind. Darübergelegte, schräggewickelte Schichten angeordnet sein, beispielsweise in der Spitze des

können abwechselnd so angeordnet werden, daß die V-förmigen Querschnitts, so daß die Stabilität und

verstärkenden Glasfasern einer jeden Schicht einen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Querverformun-

spitzen Winkel mit der Richtung der Glasfasern in 45 gen sowie die Lebensdauer und die Wärmeableitung

den benachbarten Schichten bilden. Dann kann eine verbessert werden.

verstärkende Umfangslage aus einem Streifen des Aufbauteile der genannten Art können aber auch

Aufbaumaterials gebildet werden, indem die Glas- als Hilfsverstärkung in elastomeren Produkten mit

fasern parallel zur Längsrichtung der Lauffläche einer Verstärkung aus Baumwolle-, Polyamidharz-

orientiert sind. Die Lauffläche selbst kann aus einem 50 oder Polyesterfäden oder -geweben od. dgl. Verwen-

Aufbaumaterial bestehen, in dem die Glasfasern keine dung finden. Bei einer solchen Anwendung der Erfin-

Vorzugsrichtung aufweisen und so in jeder Richtung dung dient diese der Hervorhebung der Eigenschaften

verstärkend wirken, so daß die Lauffläche griffiger der Hauptverstärkung, indem ein erfindungsgemäßes

und verschleißfester wird und außerdem eine bessere Aufbauteil dazu beiträgt, die Hauptverstärkungs-

Wärmeverteilung im Betrieb zeigt. 55 elemente parallel zu halten und den Aufbau des Pro-

Ein Aufbauteil dieser Art kann auch mit Vorteil duktes zu stabilisieren; außerdem wird dadurch die bei Radialreifen verwendet werden, wobei die zur Zugfestigkeit und Formbeständigkeit erhöht.
Herstellung von Diagonalreifen üblicherweise benutz- Bei Konstruktionen, in denen sowohl Glasfaden ten Verfahrensschritte angewandt werden. Gleich- als auch andere kontinuierliche Fäden als Hauptzeitig werden aber auch die Laufeigenschaften ver- 60 Verstärkungselemente verwendet werden, dient ein bessert, ohne daß auf die gewünschten Eigenschaften Aufbauteil mit einem Anteil an Glasfasern zur Verradial gewickelter Reifen verzichtet werden muß. besserung des Zusammenwirkens der kontinuierlichen Dies ist die Folge der Verwendung diskontinuier- Verstärkungselemente, da sich die kurzen Glasfasern licher, jedoch radial ausgerichteter Glasfasern als auch senkrecht zu den kontinuierlichen Verstärkungs-Verstärkungselemente. Bei' einem üblichen, radial 65 elementen erstrecken und als Verbindungsglieder gewickelten Reifen führen die radialen Verstärkungs- wirken können. Bei Treibriemen mit parallel angeelemente zu solchen Eigenschaften, wie sie ein Bogen ordneten kontinuierlichen Fäden zur Zugspannungsaufweist, bei dem sich ein im oberen Bereich des übertragung ist die Neigung zum Ausfransen oder

Knicken des Treibriemens unabhängig von seiner Zugfestigkeit. Werden nun zur Herstellung des Treibriemens auch Aufbauteile dieser Art verwendet, bei denen die Glasfasern quer zur Längsrichtung des Treibriemens orientiert sind, so wird dadurch die Querfestigkeit verbessert; dabei kann ein Aufbauteil dieser Art entweder unmittelbar in der Ebene der Verstärkungselemente oder in benachbarten Ebenen verwendet werden.

Bei radial gewickelten Reifen können die Seitenwände zwischen einander benachbarten radialen Fäden aufbrechen. Diese unverstärkten Bereiche können durch die Verwendung erfindungsgemäßer Aufbauteile ausgeschaltet werden, wenn dort die Glasfasern senkrecht zu den kontinuierlichen radialen Verstärkungselementen orientiert sind. Ein solcher Reifenaufbau vermindert die Gefahr des Aufbrechens der Reifenseitenwände und verbessert die Zugfestigkeit des Reifens sowohl in Hauptumfangs- als auch in Querschnittsumfangsrichtung, denn hinsichtlich der Hauptumfangsrichtung wird der Reifen durch die eingefügten Glasfasern überhaupt erst verstärkt, wohingegen in Querschnittumfangsrichtung eine Verstärkung durch die Verbindung de'r kontinuierlichen Verstärkungselemente untereinander mittels eingefügter Glasfasern eintritt. Gleichzeitig behält der Reifen jedoch.seine Flexibilität und stoßdämpfende Wirkung, da die radialen kontinuierlichen Verstärkungselemente nicht durch kontinuierliche, senkrecht dazu angeordnete Verstärkungselemente, sondern durch einzelne kurze Glasfasern miteinander in Verbindung stehen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Aufbauteil für einen glasfaserverstärkten Körper aus einer elastomeren Masse mit im wesentlichen gleichmäßig in der Masse verteilten Glasfasern, insbesondere für einen Reifen oder Riemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern zum größeren Teil in Form von Bündeln und zum kleineren Teil in Form von Bündeln mit geringerer Faserzahl oder als Einzelfasern in der Masse angeordnet sind.

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2. Aufbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern Längen ungefähr zwischen 0,6 und 3,8 cm, vorzugsweise zwischen 1 und 3,8 cm, aufweisen.

3. Aufbauteil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Glasfaseranteil ungefähr zwischen 2 und 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 2 und 20 Gewichtsprozent.

4. Aufbauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern mit einer Zusammensetzung imprägniert sind, die eine mit der elastomeren Masse verträgliche elastomere Komponente enthält.

5. Aufbauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaseroberflächen mit einer Schlichte überzogen sind, die ein Verankerungsmittel zur Bildung eines festen Verbunds zwischen den Glasfasern und der elastomeren Masse enthält.

6. Aufbauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern in Form von Bündeln mehr als 60 Gewichtsprozent und die Glasfasern in Form von Bündeln mit geringerer Faserzahl oder als Einzelfasem bis höchstens 30 Gewichtsprozent betragen.

7. Aufbauteil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, insbesondere für die Karkasse eines Reifens mit mehreren Lagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Glasfasern unter dem für die Lagen üblichen spitzen Winkel zur Laufrichtung des Reifens angeordnet ist, der in benachbarten Lagen bezüglich der Laufrichtung abwechselnd positiv oder negativ ist.

8. Aufbauteil nach Anspruch?, gekennzeichnet durch in der Karkasse zusätzlich vorgesehene Glasfasergarne.

9. Aufbauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere für einen Riemen, dadurch gekennzeichnet, daß der Großteil der Glasfasern in Längsrichtung des Riemens angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen CQPY