DE1755969B2

DE1755969B2 - Fahrzeugreifen aus Gummi und/oder einem sonstigen Elastomer, dem em me tallischer Füllstoff zugesetzt ist

Info

Publication number: DE1755969B2
Application number: DE19681755969
Authority: DE
Inventors: Hermann Johannes 8000 München Schladitz
Original assignee: Schladitz Whiskers AG
Current assignee: Schladitz Whiskers AG
Priority date: 1968-07-17
Filing date: 1968-07-17
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DE1755969A1; DE1755969C3

Description

Es ist bereits bekannt, in die Gummi- und/oder Elastomermischung von Fahrzeugreifen metallische oder sonstige Füllstoffe einubette ., um Rutsch- und Verschleißfestigkeit zu erhöhen, den Reifen gegen Verletzungen unempfindlicher zu ; lachen und die Wärmeleitung der Mischung zu verbessern. Indessen konnten diese bisherigen Versuche zumindest nicht voll befriedigen, da insbesondere die Bindung nicht ausreichend war und die Einbettungsmaterialien somit stets Fremdkörper in der Elastomermischung bleiben, so daß die angestrebten Eigenschafisverbesserungen des Reifens in der Praxis weitgehend nicht erreicht wurden.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Reifen herzustellen, der gegenüber bekannten Reifen mit metallischen Füllstoffen wesentlich reduzierten Verschleiß aufweist und außerdem Vorteile bei der Herstellung bietet, indem eine gerichtete Einbettung kleinster Teilchen ermögliche wird, für die bisher eine gerichtete Einbettung nicht möglich erschien. Dabei soll die Gummi- und/oder Elastornermischung gegenüber den bekannten Reifen mit metallischen Füllstoffen neben höherer Festigkeit, verbesserter Wärmeleitfähigkeit und höheren Elastizitätsmodul aufwesien.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung, gegebenenfalls in Verbindung mit den in den Untcansprüchen2 un-* 3 beschriebenen zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung, gelöst.

Tn vielen Fällen ist es vorteilhaft, die polykristallinen metallischen Whisker im Reifen zu orientieren. Die Orientierung kann mittels eines Magnetfeldes im noch plastischen Zustand des Gummis und/oder sonstigen Elastomers erfolgen. Im einzelnen kann dies so geschehen, daß in dem noch plastischen, nur teilweise polymerisierten Material ein Magnetfeld senkrecht zur Reifenoberfläche angelegt wird, welches so stark ist, daß es eine Orientierung der Whisker in dem hochviskosen aber noch nicht festen Material bewirkt. Die Whisker verbleiben dann in dei Lage, in welche sie nach Anlegung des Magnetfeldes gelangt sind und werden bei Fortsetzung des Polymerisationsvorganges oder bei Einleitung eines Vulkanisierungsprozesses endgültig in der richtigen Lage fixiert. Die Orientierung der Whisker radial zur Lauffläche des Reifens hat den wesentlichen Vorteil, daß die Haftfähigkeit der Whisker in bezug auf die

S Kräfte, welche sie aus dem Verband mit denr Elastomer herauszuziehen trachten, wächst. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß diese Orientierung auch die große Abriebfestigkeit der polykristallinen Whisker voll zur Wirkung bringt.

ίο Die bekannte Einbettung metallischer Drähte ist nuc der Einbettung nach der Erfindung nicht vergleichbar, weil bei normalen metallischen Drähten ohne besondere Vorbehandlung eine mit den polykristallinen Whiskern vergleichbare Haftfestigkeit (vermutlich hervorgerufen durch die Mikrorauhiglceit der Whisker) nicht erzielbar ist. Durch die mittels der polykristallinen Whisker erreichte intensive Bindung entsteht ein völlig neuer Verbundwerkstoff mit überraschenden Eigenschaften, insbesondere einer

ϊο wesentlich erhöhten Abriebfestigkeit.

Wie einschlägige Untersuchungen gezeigt haben, sind monckristallinL metallische Whisker wegen der nicht ausreichenden Haftung zu Elastomeren für die Erzielung verbesserter Reifeneigenschaften ungeeig-

net. Die monokristallinen Whisker haben eine geringe Bindefestigkeit und eine hohe Sprödigkeit, die nicht durch besondere Maßnahmen beseitigt werden kann. Vermutlich geht das überraschende Verhalten der polykristallinen Whisker zumindest teilweise ruf die vom Erfinder festgestellte wesentliche Steigerung der Kerbschlagzähigkeit zurück, die bei eil. kristallinen Whiskern relativ gering ist.

Wie die umfangreichen Versuche des Erfinders ergeben haben, liegt ein weiterer Vorteil der Verwendung polykristalliner Whisker in der Möglichkeit, diese in gleichmäßiger Feinheit und gleichmäßige Länge herzustellen. Diese Eigenschaft ist für die Erzielung eines homogenen Produktes von großer Wichtigkeit, insbesondere weil ein Verhältnis vom Durchmesser zur Länge angestrebt weHen sollte, das zwischen 1 zu 1000 und 1 zu 1000 000 liegt. Dies ist erforderlich, weil grobe und kurze Fasern als Störstellen wirken und die Spalt- und Rißbildung begünstigen. Außerdem wird durch relativ lange

♦5. Fäden eine sichere Übertragung der Schubkräfte vom Elastomer auf die hochfesten Fäden sichergestellt. Bei den üblichen einkristallinen Whiskern ergeben sich hingegen sehr zufällige Längen-Durchmesser-Verhältnissc. Das gleiche gilt für die Festigkeit einkristalliner Whisker, deren Werte sehr starke Schwankungen aufweisen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht in der überraschenden Möglichkeit, die Rauhigkeit der Oberfläche polykristalliner Whisker bei der Herstellung derselben zu steuern. Hierdurch wird eine Haftung der Fasern im Elastomer erzielt, die die Verankerungskräfte einer glatten Faser, z. B. eines einkristallinen Whisker, um eine oder mehrere Größenordnungen übersteigen kann.

Während die einkristallinen Whisker Zuiegierungen anderer Metalle nicht gestatten, lassen sich polykristalline Whisker ohne weiteres während des Herstellungsvorganges oder auch nachträglich mit anderen Metallen legieren, wodurch man insbesondere dafür sorgen kann, daß die Oberfläche der Whisker gummifreundlich 'st, also auf Grund ihrer Zusammensetzung eine gute Adhäsion der Whisker am Elastomer ermöglichen.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel mit senkrecht zu der Lauffläche des Reifens orientierten Whiskern. Der im Schnitt dargestellte Fahrzeugreifen 1 weist an der Lauffläche! die stäbchenförmigen Whisker 3 auf, die aus

Gründen der besseren Veranschaulichung in weit größeren Abmessungen gezeichnet sind als es den natürHchen Größenverhältnissen entspricht Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Whisker im wesentlichen senkrecht zur Lauffläche! orientiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugluftreifen, bestehend aus Gummi und/oder einem sonstigen Elastomer, dem ein metallischer Füllstoff zugesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der Lauffläche (2) polykristalline metallische Whisker (3) eingebettet sind.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polykristallinen metallischen Whisker (3) in der Lauffläche in an sich bekannter Weise zumindest im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Lauffläche orientiert sind.

?. Verfahre** zur Orientierung der polykristallinen metallischen Whisker in einem Reifen gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung mittel? eines Magnetfeldes im noch plastischen Zustand des Gummis und/oder sonstigen Elastomers erfolgt.