DE2009901A1

DE2009901A1 - Solid polyurethane tyre with reinforcement - -insert of glass fibre reinforced polyester

Info

Publication number: DE2009901A1
Application number: DE19702009901
Authority: DE
Inventors: Karl-Günter Leonding-Doppel Moritz (Österreich)
Original assignee: Deutsche Semperit Gummiwerk GmbH
Current assignee: Deutsche Semperit Gummiwerk GmbH
Priority date: 1969-03-05
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1970-09-24
Also published as: AT291020B; CH510531A

Abstract

Tyre is manufactured from polyurethane, using a centrifugal-casting procedure, and is suitable for carts, rollers for cable cars, or similar. Each tyre has at least one cylindrical-jacket-shaped reinforcement. The reinforcement takes up between 5% - 30%, pref. 15%, of the thickness of the solid tyre, and consists of a polyester, reinforced with glass fibre during the winding procedure. On its internal side towards the rim, the insert pref. has three short spacer rods, made from polyurethane.

Description

Vollreifen und Wickelwalze zut. Herstellung einer Verstärkungseinlage für einen Volireifen Die Erfindung bezieht sich auf einen Vollreifen, insbesondere aus Polyurethan nach dem Schleudergußverfahren/gefertigt, für Karrenräder, Laufrollen für Seilbahnen u.dgl. mit zumindest einer ring- bzw. zylindermantelförmigen Verstärkungseinlage aus raserverstärktem Kunststoff, sowie eine Wickelwalze zur Herstellung einer Verstärkungseinlage rür einen Volireifen. Derartige Vollreifen dehnen sich im Gebrauch durch die Walkarbeit und wurden daher bisher im allgemeinen mit einer dem Ringfuß, bzw. dem Felgensitz zugewandten Einlage aus Metall oder aus Gewebe versehen und waren aus einem elastomeren Material, wie z.B. Gummi, Polyurethan od.dgl. gebildet.Solid tires and winding roller add. Production of a reinforcement insert for a full tire The invention relates to a full tire, in particular Made of polyurethane using the centrifugal casting process / for cart wheels, rollers for cable cars and the like with at least one ring or cylinder jacket-shaped reinforcement insert made of fiber reinforced plastic, as well as a winding roller for the production of a reinforcement insert for a full tire. Such solid tires stretch during use as a result of the flexing work and have therefore been generally used with a ring base or rim seat facing insert made of metal or fabric and were made of an elastomer Material such as rubber, polyurethane or the like. educated.

Gewebeeinlagen haben sich - insbesondere für Karrenräder - nicht immer bewährt, da sie eine zu geringe Verstärkungswirkung ergehen. Metalleinlagen, z.B. zu einem Zylindermantel gebogene Ringe haben sich als zu schwer erwiesen und ergaben eine nur schlechte Verbindung des dem Ringfuß bzw. Felgenbett zugewandten elastomeren Materials mit der Lauffläche. Man hat daher bereits vorgeschlagen, in diese Metalleinlagen Löcher zu stanzen, was Jedoch ein sehr teurer Vorgang ist. Außerdem neigen die Schweißnähte unter der Walkbeanspruchung gerne zu einen Aufbrechen; die Herstellung solcher Einlagen aus nahtlos gezogenen Rohren käme jedoch noch viel teurer. Schließlich ist auch die Belastbarkeit solcher Metalleinlagen zu gering, weil ihre Derormierbaikeit gegenüber dem elastischen Bereich zu groß ist. Jedoch muß eben gerade die Verstärkungseinlage das Rad oder den Ring in Spannung halten; wenn die Spannung verloren geht, ist das Rad, bzw. der Ring nach kürzester Zelt nicht mehr zu gebrauchen.Fabric inserts have not always turned out to be useful - especially for cart wheels proven because they have too little reinforcing effect. Metal inserts, e.g. Rings bent to form a cylinder jacket have proven to be too heavy and have turned out to be only a poor connection of the elastomeric elastomer facing the ring base or rim base Material with the tread. It has therefore already been proposed to use these metal inserts Punching holes, which is a very expensive process. In addition, the weld seams tend likes to break up under the stress of flexing; the manufacture of such insoles made of seamlessly drawn tubes but would be much more expensive. In the end the resilience of such metal inserts is also too low because they can be de-standardized is too large compared to the elastic range. However, the reinforcement insert must be used keep the wheel or ring in tension; if the tension is lost this is The bike or the ring can no longer be used after a short tent.

Demgegenüber wird jedoch erfindungsgemäß ein solcher Vollreten vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß etwa 5 bis etwa 30 %, vorzugsweise etwa 15 % der Stärke des Vollreifens von der bzw. den Verstärkungseinlage bzw. -einlagen gebildet sind, wobei diese vorzugsweise aus einem, nach dem an sich bekannten Wickelverfahren mit Glasfasern verstärkten Polyester besteht bzw. bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstärkungseinlage aus einem Polyester gebildet ist, der - vorzugsweise nach dem an sich bekannten Wickelverfahren -mit Glasfasern verstärkt ist. Eine solche Verstärkungseinlage kommt bei gleichem Volumen billiger als eine Metalleinlage, weist keine Schweißnaht auf und kann auch stärker als eine Metalleinlage gemacht werden, ohne daß dadurch Nachteile auftreten würden.In contrast, however, according to the invention, such a full step is proposed, which is characterized in that about 5 to about 30%, preferably about 15% the strength of the solid tire formed by the reinforcement insert or inserts are, these preferably from a winding process known per se polyester reinforced with glass fibers exists or exist. Particularly beneficial it is when the reinforcing insert is formed from a polyester that - preferably Reinforced with glass fibers according to the winding process known per se. Such Reinforcement insert is cheaper than a metal insert with the same volume, has no weld seam and can also be made stronger than a metal insert without incurring disadvantages.

Der errindungsgemäße Volireifen weist jedoch noch andere Vorteile auf. Er ermöglicht es, das für die Herstellung des Rades, Ringes od.dgl. verwendete Elastomermaterial in der Shorehärte weicher einzustellen, wodurch sich eine bessere Abriebfestigkeit bei gleicher oder besserer Dämpfung ergibt. Bei bisher üblichen Verstärkungseinlagen wäre die Festigkeit in diesem Fall nicht ausreichend gewesen. Schließlich ist zu bemerken, daß der thermische Ausdehnungskoeffizient des bisher beispielsweise verwendeten Stahles 720-770 beträgt, während derjenige von einem Polyurethan 120-210 und derjenige eines Polyesters 80-9o beträgt. Daher hat die Metallelnlage infolge der stärkeren Kontraktion im Zuge des Abkühlens nach der Herstellung die Tendenz, sich von dem Elastomermaterial zu lösen, während das letztere infolge des sehr viel geringeren Ausdehnungskoeffizienten von z.B. Polyester auf die Verstärkungseinlage beim Abkühlen geradezu aufschrompft und sich daher dort. festhaftend verbindet.However, the full tire according to the invention has other advantages on. It makes it possible for the manufacture of the wheel, ring or the like. used Elastomer material can be adjusted to be softer in Shore hardness, which results in a better Abrasion resistance with the same or better damping results. With the usual Reinforcement inserts, the strength would not have been sufficient in this case. Finally, it should be noted that the coefficient of thermal expansion of the hitherto for example steel used is 720-770, while that of one Polyurethane is 120-210 and that of a polyester is 80-9o. Therefore the Metal layer as a result of the stronger contraction in the course of cooling after manufacture the Tendency to separate from the elastomeric material, while the latter as a result of the much lower coefficient of expansion of e.g. polyester on the reinforcement insert when it cools down almost crimp up and therefore there. firmly connects.

Soferne ein Karrenrad z.B. nach dem Schleudergußverfahren hergestellt werden soll, weist die erfindungsgemäße Einlage - vorzugsweise an der mittleren Umfangslinie des Ringes, bzw. Zylindermantels - gleichmäßig über den Umfang verteilt wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 6 Löcher auf, durch welche das elastomere Material nach außen dringen kann. Das erwähnte Aufschrumpfen verhindert auch, daß das elastomere Material bei der Walkbeanspruchung in den Verbindungslöchern abgeschert wird.As long as a cart wheel is manufactured using the centrifugal casting process, for example is to be, has the insert according to the invention - preferably on the middle Perimeter line of the ring or cylinder jacket - evenly distributed over the circumference at least 5, preferably at least 6 holes through which the elastomer Material can penetrate to the outside. The mentioned shrinking also prevents that the elastomer material sheared off in the connecting holes during flexing will.

Bei dem erfindungsgemäßs Vollreifen kann die Verstärkungseinlage in an sich bekannter Weise weiter verarbeitet werden, indem sie zuerst entfettet wird (z.B. durch Einlegen in Methylenchlorid oder Athylazetat), weil an der Oberfläche Trennmittelreste vorhanden sein mögen, und daß sie anschließend vor dem Aufbringen des elastomerenMaterials mit einem Haftvermittler für diese, z.B. mit einem Epoxyharz, behandelt, bzw. belegt wird.In the solid tire according to the invention, the reinforcing insert can be in can be further processed in a manner known per se by first degreasing them (e.g. by soaking in methylene chloride or ethyl acetate), because on the surface Release agent residues may be present, and that they then before application the elastomeric material with an adhesion promoter for this, e.g. with an epoxy resin, treated or occupied.

Dabei können an Stelle einer durchgehenden Einlage auch mehrere, schmälere, ringförmige Einlagen vorgesehen sein, die durch die Zwischenräume der einzelnen Ringe gegebenenfalls eine bessere Verbindung des dem Ringfuß, bzw. der Felge zugewendeten elastomeren Materials mit demJenigen der Lauffläche ermöglichen. Die Gesamtbreite der aus einem oder mehreren Einzelringen bestehenden Verstärkungseinlage soll etwa 50 bis etwa 9o % der Breite des Karrenrades, Seilbahnringes od.dgl. betragen. Soferne die Breite schmäler als etwa 50 ffi wird, sinkt die Verstärkungswirkung der Einlage stark ab und es kommt - ins-besondere wenn es sich um eine Einlage aus nur einem Ring handelt - in den Randzonen zu einer erhöhten Beanspruchung und baldigen Deformation. Soferne jedoch die Gesamtbreite wesentlich mehr als 9o ffi beträgt, wird die Trennung des dem Ringfuß bzw. der Felge zugewendeten elastomeren Materials von demJenigen der Lauffläche unter der Walkbeanspruchung begünstigt. Es ist daher von Vorteil, wenn -insbesondere in der Seitenwand - das elastomere Material die Kanten der Verstärkungseinlage entsprechend überdeckt.Instead of one continuous insert, several, narrower, annular inserts may be provided through the spaces between the individual Rings, if necessary, provide a better connection between the one facing the ring base or the rim elastomeric material with the slope of the tread. The overall width the reinforcement insert consisting of one or more individual rings should be about 50 to about 9o% of the width of the cart wheel, cable car ring or the like. be. So far the width becomes narrower than about 50 ffi, the reinforcing effect of the insert decreases sharply and it comes - especially when it is a deposit of just one Ring acts - in the edge zones to increased stress and early deformation. So far however the total width is much more than 9o ffi, is the separation of the elastomeric material facing the ring base or the rim favored by that of the running surface under flexing stress. It is therefore It is advantageous if, in particular in the side wall, the elastomeric material Correspondingly covered edges of the reinforcement insert.

Die Stärke der Einlage kann etwa 5 bis etwa 30 % der Stärke des Rades, Ringes od.dgl. betragen. Eine wesentlich unter 5 % betragende Stärke der Einlage ergibt eine zu geringe Verstärkungswirkung, eine wesentlich über 50 ffi betragende Stärke der Einlage reduziert die Dämpfung beträchtlich. Immerhin ist es aber erstaunlich, daß die Einlage bis zu 30 % der Stärke des Rades, Ringes od.dgl. betragen kann, was unter Umständen beträchtlich an teurem Gießpolyurethan ersparen kann und mit bisher üblichen Verstärkungseinlagen nicht möglich war.The thickness of the insert can be about 5 to about 30% of the thickness of the wheel, Ring or the like. be. A thickness of the deposit that is significantly less than 5% results in a reinforcing effect that is too low, significantly more than 50 ffi Thickness of the insert reduces the cushioning considerably. At least it is amazing that the deposit up to 30% of the strength of the wheel, ring or the like. can amount to which under certain circumstances can save considerably on expensive cast polyurethane and with previously usual reinforcement inserts was not possible.

Soferne eine entsprechende Menge elastomeren Materials im Ringfuß bzw. Felgensitz vorgesehen ist, kann das Rad od.dgl. fast bis auf die Verstärkungseinlage abgefahren werden, weil für die Dämpfung auch das im Fuß bzw. Felgensitz liegende elastomere Material mitwirkt.Provided there is a corresponding amount of elastomeric material in the ring base or rim seat is provided, the wheel or the like. almost except for the reinforcement insert be driven off, because for the damping also the one lying in the foot or the rim seat elastomeric material contributes.

Soferne die Einlage nicht unmittelbar auf der Felge oder im Ringfuß sitzt, werden für die Herstellung vorzugsweise Distanzhalter verwendet, welche die Einlage konzentrisch um die Achse des Rades, Ringes od.dgl. halten. Im Falle von Metalleinlagen hat man hiefür meistens aus diesen ausgestanzten oder gebogene Metallstege verwendet, die jedoch eine starre Distanzierung ergeben und daher die Dämpfung teilweise zunichte machen. Außerdem führen solche starren Distanzstücke, die Druckpunkte auf der Einlage bilden, an eben diesen Punkten durch die Walkbeanspruchung zu Scheuer- und schließlich Deformationserscheinungen. Daher wird nach einer weiteren Ausgestaltung der gegenständlichen Erfindung vorgeschlagen, insbesondem die stärker als bisher ausgebildete Verstärkungseinlage an ihrer Innenseite mit wenigstens 3 elastischen Distanzhaltern, z.B. in Form kurzer Ståbehen aus Polyurethan, in Richtung auf die Felge zu versehen. Durch eine solche elastische Führung bleibt die volle Dämpfungseigenschaft des dem Ringfuß bzw dem Felgensitz zugewendeten elastomeren Materials erhalten und der Druck bleibt gleiehmäßig verteilt.Unless the insert is directly on the rim or in the ring base sits, spacers are preferably used for the production, which the Insert concentrically around the axis of the wheel, ring or the like. keep. In case of For this purpose, metal inserts are usually punched or bent metal webs from these used, which, however, result in a rigid spacing and therefore the damping in part destroy. In addition, such rigid spacers lead to the pressure points of the insert, at these points due to the flexing stress to abrasion and finally deformation phenomena. Hence will after a further embodiment of the present invention proposed, in particular the reinforcement insert, which has been designed to be stronger than before, on its inside at least 3 elastic spacers, e.g. in the form of short poles made of polyurethane, towards the rim to be provided. Such an elastic guide remains the full damping properties of the elastomer facing the ring base or the rim seat Material and the pressure remains evenly distributed.

Die Verstärkungseinlage kann n an sich bekannter Weise auf einem Walzenkern durch Auftragen entsprechender Fasermaterialien, wie z.B. zerschnittener Rovings, Vlies oder gewickelter Gewebe, zusammen mit den erforderlichen Kunststoffmaterialien erfolgen.The reinforcing insert can be placed on a roller core in a manner known per se by applying appropriate fiber materials, such as cut rovings, Fleece or wrapped fabric, together with the necessary plastic materials take place.

Nach dem Ausharten des entsprechenden Zylinders wird dieser von der mit einem Trennmittel versehenen Walze abgezogen und in die einzelnen Ringe der gewünschten Breite zerteilt. In diese Ringe werden anschließend gegebenenfalls die erforderlichen Löcher zur Aufnahme der Distanzstifte gebohrt.After the corresponding cylinder has hardened, it is removed from the Peeled off with a release agent roller and into the individual rings of the desired width. In these rings are then optionally the holes are drilled to accommodate the spacer pins.

Um einen noch besseren Sitz auf der Felge zu gewährleisten, ist es bei der Verstärkungseinlage erstmals ohne besondere Kosten möglich, die inneren Flächen der Verstärkungseinlage parallel zu der Felge verlaufen zu lassen Zur Herstellung einer solchen Verstärkungseinlage wird erfindungsgemäß eine Wickelwalze vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wickelwalze aus zusammengehaltenen Einzelringen (8) besteht, die konische Flächen aufweisen, wobei die zueinander weisenden konischen Flächen zweier Einzelringe im wesentlichen den Sitzflächen des Reifenfußes entsprechen.To ensure an even better fit on the rim, it is with the reinforcement insert possible for the first time at no extra cost, the inner ones To make surfaces of the reinforcement insert run parallel to the rim According to the invention, a winding roller is proposed for such a reinforcement insert, which is characterized in that the winding roller consists of individual rings held together (8), which have conical surfaces, the conical surfaces facing each other The surfaces of two individual rings essentially correspond to the seat surfaces of the tire base.

Die erfindungsgemäße Verstärkungseinlage und die Vorrichtung zu deren Herstellung wird anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.The reinforcement insert according to the invention and the device for their Production is explained in more detail using the drawing as an example.

Es zeigen die Fig. la und b Verstärkungseinlagen für einen Seilbahnring im Schnitt; Fig. 2 eine Verstärkungseinlage für ein Karrenrad im Schnitt und Fig. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung von Verstärkungseinlagen.It shows the Fig. La and b reinforcing inserts for a cable car ring on average; 2 shows a reinforcement insert for a cart wheel in section and FIG. 3 shows a device for the production of reinforcement inserts.

Die in den Fig. la und b dargestellten Verstärkungseinlagen 1 weisen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und sind allseitig von einem Flastomer-Material 2 mit dem Seilbahnring entsprechenden Querschnitt umgeben. Die Verstärkungseinlagen 1 weisen eine Breite von ca. 80 % der Breite und eine Stärke von ca. 15 ffi der Stärke des Seilkahnringes auf.The reinforcing inserts 1 shown in FIGS. La and b have have a substantially rectangular cross-section and are on all sides by one Flastomer material 2 surrounded with the cable car ring corresponding cross section. the Reinforcement inserts 1 have a width of approximately 80% of the width and a thickness from approx. 15 ffi the thickness of the barge ring.

In Fig. 2 ist ein Karrenrad 4 mit einer Verstärkungseinlage 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform verläuft die der Felge zugekehrte Fläche 6 der Verstärkungseinlage 5 im wesentlichen parallel zur Felgenkontur 7. Die Verstärkungseinlage 1 ist mit Distanzhaltern 5 ausgestattet, welche bei der Herstellung des Seilbahnringes einen gleichmäßigen Abstand der Verstärkungseinlage 1 von der Felgenoberfläche gewährleisten.In Fig. 2, a cart wheel 4 with a reinforcement insert 5 is shown. In this embodiment, the surface 6 of the reinforcement insert facing the rim runs 5 essentially parallel to the rim contour 7. The reinforcement insert 1 is with Spacers 5 equipped, which one in the manufacture of the cable car ring Ensure that the reinforcement insert 1 is evenly spaced from the rim surface.

In Fig. 5 ist eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Verstärkungseinlagen dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von Einzelringen 8, welche in axialer Richtung durch Paßschrauben 9 zusammengespannt sind. Die Außenfläche lo der Einzelringe 8 entspricht der Felgenkontur 7. Nach dem Zus ammenspannen der Ringe werden diese auf den Arbeitsdorn einer Wickelmaschine aufgeschoben, und es wird die Verstärkungseinlage aufgewickelt. Nach Beendigung des Wickelvorganges werden die einzelnen Verstärkungseinlagen > bis zur Außenfläche 1o der Ein zelringe 8 abgestochen. Nun werden die Einzelringe 8 voneinander getrenntffl worauf die Verstärkungseinlagen 5 abgenommen werden können. Diese können dann mit Bohrungen und Distanzhaltern versehen werden.In Fig. 5 is an apparatus for producing such reinforcing inserts shown. The device consists of a number of individual rings 8, which are clamped together in the axial direction by fitting screws 9. The outside surface lo of the individual rings 8 corresponds to the rim contour 7. After the assembling of the These rings are pushed onto the working mandrel of a winding machine, and there the reinforcement insert is wound up. After the winding process is finished the individual reinforcement inserts> up to the outer surface 1o of the individual rings 8 cut off. Now the individual rings 8 are separated from one another, whereupon the reinforcement inserts 5 can be removed. These can then be provided with holes and spacers will.

Claims

T oll tires, especially after the centrifugal casting process QÄt made of polyurethane manufactured for cart wheels, pulleys for cable cars and the like with at least one ring or cylinder jacket-shaped reinforcement insert made of fiber-reinforced plastic, characterized in that about 5 to about 30 53, preferably about 15% of the starch of Vollrefens are formed by the reinforcement insert or inserts, these preferably from a winding process with ~ glass fibers, which is known per se reinforced polyester exists or exist.

2. full tire according to claim 1, characterized in that at least a reinforcement insert, preferably evenly along its central circumference has at least three, preferably six radial holes distributed over the circumference.

3. Solid tire according to claim 1 or 2, characterized in that at least one reinforcement insert on its inside at least three spacers (3), e.g. in the form of short sticks made of polyurethane, towards the rim having.

4. Solid tire according to claim 2 or 3, wherein the tire base is conical Has seat surfaces, characterized in that at least the inner surfaces of the reinforcement insert parallel to the tire foot.

5.1 Winding roller for the production of a reinforcement insert for a Solid tire according to claim 4, characterized in that that the winding roller consists of individual rings (8) held together, which have conical surfaces, the conical surfaces of two individual rings facing one another essentially correspond to the seat surfaces of the tire foot.