DE2144057C3

DE2144057C3 - Endlose Verstärkungseinlage für Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2144057C3
Application number: DE2144057A
Authority: DE
Inventors: Charles William Greene; Victor Wesley Kimble; George Clifford Varner
Original assignee: Milliken Research Corp
Current assignee: Milliken Research Corp
Priority date: 1970-09-03
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2144057A1; NL151305B; CH544667A; ES200814U; FR2105212A1; US3720569A; SE383618B; AU3300271A; NL7112174A; GB1361998A; LU63839A1; AT314377B; JPS528869B1; BE772154A; ES200814Y; DE2144057B2; US3720570A; US3729365A; FR2105212B1

Description

Die Erfindung betrifft eine endlose Verstärkungseinlage mit gleichförmigem Querschnitt für Fahrzeugluftreifen mit einem aus mehreren parallelen Cordfäden gebildeten kautschukummantelten durchgehenden Streifen, der in mehreren Lagen jeweils mehrfach über die Breite der Verstärkungseinlage zickzackförmig mit geradem Verlauf unter einem Neigungswinkel, der gegenüber der Mittellinie zwischen den beiden Längskanten der Verstärkungseinlage nach Einbau in einen Fahrzeugluftreifen kleiner als 35° ist, gewickelt, an den Längskanten umgelenkt und in aufeinanderfolgenden Lagen jeweils um mehr als eine Streifenbreite versetzt ist.

Endlose Verstärkungseinlagen für Gürtelreifen sind im grundsätzlichen als Ersatz für übliche gespleißte Verstärkungseinlagen bekannt, um die sich aus dem Vorhandensein von Überlappungs- und Spleißstellen der Lagen ergebenden Probleme am fertigen Reifen und die bei der Herstellung auftretenden Probleme zu vermeiden. Außerdem sollten die am Rand der Einlage vorhandenen vielen Schnittstellen der schräg zur Mittelachse verlaufenden Cordfäden entfallen. Eine erste bedeutungsvolle Maßnahme für endlose Verstärkungseinlagen (DE-AS 1047 043) sieht wenigstens einen zickzackförmigen, von einem Rand zum anderen verlaufenden Cordfaden vor, wobei die Versetzung in aufeinanderfolgenden Lagen gerade der Dicke der Cordfäden entspricht, so daß sie unmittelbar nebeneinander zu liegen kommen, um eine geschlossene Fläche zu bilden. Abgesehen davon, daß die Herstellung sehr zeitaufwendig ist, ergab sich eine große Zahl von Fadenkreuzungen und eine nur begrenzte Gestaltungsfreiheit hinsichtlich Durchmesser und Breite. Laufruhe und Verschleißfestigkeit der unter Verwendung solcher Einlagen hergestellter Reifen sind nicht sehr befriedigend.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist bei der Fortentwicklung dieser Einlage zu der eingangs genannten gattungsgemäßen Verstärkungseinlage vorgesehen (FR-PS 12 68 334, DE-OS 20 15 806), daß statt einzelner in den aufeinanderfolgenden Lagen unmittelbar nebeneinander liegenden Cordfäden ein kautschukummantelter durchgehender Streifen aus mehreren parallelen Cordfäden verwendet ist, der in den aufeinanderfolgenden Lagen jeweils um mehr als die Streifenbreite versetzt ist, so daß erst durch mehrere Lagen eine geschlossene Einlagenstruktur erzielt wird. Auch wenn sieh hierdurch eine Beschleunigung der Herstellung und eine Erhöhung der Lebensdauer des Luftreifens erzielen läßt, befriedigt letztere noch nicht ausreichend im Verhältnis zu den inzwischen weiterentwickelten üblichen Verstärkungseinlagen und Reifenkonstruktionen und man hat immer noch einen relativ unruhigen Reifenlauf festgestellt, der — ebenso wie bei den

ίο herkömmlichen Gürtelreifen — nur durch besondere Maßnahmen ausgeglichen werden konnte, was wegen des dadurch bedingten Mehraufwands beim Reifenaufbau gerade vermieden werden soll. Es ist außerdem nicht für alle Reifenformgrößen ohne weiteres möglich, eine Einlage mit im Querschnitt einigermaßen gleichmäßiger Dicke zu erzielen, was für einen hinreichend ruhigen Lauf wichtig ist

Daher hat sich auch eine andere bekannte Verstärkungseinlage (DE-OS 18 17 644) als nicht völlig

befriedigend erwiesen, bei der ein aus mehreren parallelen Cordfäden gebildeter kautschukummantelter Streifen in mehreren Windungen in sinusförmiger Anordnung gelegt ist, die tangential die gegenüberliegenden Ränder der Einlage treffen und ununterbrochen zwischen ihnen verlaufen, wobei die Halbperiode jeder Sinuswelle einen Umfangsbogen des Gürtels unter einem Zentriwinkel von 120° nicht übertrifft Ein solcher Aufbau führ! zu keinem gleichförmigen Querschnitt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs als gattungsmäßig genannte Verstärkungseinlage dahingehend fortzuentwickeln, daß sie einen noch gleichförmigeren Querschnitt und der Reifen einen ruhigeren Lauf aufweist und in der Lebensdauer verbessert ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ein zweiter gleicher durchgehender Streifen in gleicher Anordnung spiegelbildlich zur Mittellinie zwischen den beiden Längskanten gewickelt ist.

Es hat sich gezeigt, daß sich mit diesem Aufbau der Verstärkungs- oder Protektoreinlage für alle üblichen Reifengrößen (auch feinabgestufter) ein vergleichsweise sehr gleichmäßig dicker (rechteckiger) Querschnitt, auch über den Umfang, und ein in seinem freien Quer- und Radialkräften ausgeglichener und sehr laufruhiger Luftreifen hoher Lebens- oder Nutzungsdauer erzielen läßt, da die Teilflächen, in denen die Cordfäden jeweils entgegengesetzt verlaufen, in der Aufstandsfläche zumindest annähernd ausgeglichen sind. Die auf die

so Straße übertragbaren- Seitenführungskräfte, die für Kurvenfahrten bedeutungsvoll sind, sind hoch. Außerdem sind die für einen bestimmten Reifen zulässigen Geschwindigkeiten höher als bei den vergleichbaren bekannten Einlagen.

Die Verstärkungseinlage kann aus den gebräuchlichen Reifen-Cordmaterialien hergestellt werden, z. B. aus Glasfasern, Kunstseide, Polyester, Nylon, Baumwolle, Metallitzen und dgl. Besondere Vorteile bietet die Erfindung bei Cordfäden aus Glasfasern und Metallit-

bo zen. Die Breite jedes Streifens kann innerhalb eines großen Bereichs variieren und liegt im allgemeinen zwischen etwa 123 und 65 mm, vorzugsweise 25 und 50 mm, um die Verarbeitung zu erleichtern. Die Breite richtet sich nach den vorgesehenen Abmessungen sowie

hi nach dem Wickelmuster. In manchen Fällen, z. B. bei Reifen für schwere geländegängige Maschinen, kann der Streifen eint Breite von bis zu etwa 150 mm und darüber erhalten. Die maximale Breite des Streifens

entspricht höchstens einem Fünftel des Querabstandes zwischen benachbarten parallelen Streifenabschnitten, die jeweils durch den an den Längskanten umgelenkten Streifenabscbnitt miteinander verbunden sind. Die maximale Breite kann auch mit 40% des Produkts aus der Einlagenbreite und dem Kosinus des Neigungswinkels des Streifens gegenüber der Mittellinie der Einlage ungegeben werden.

Die Cordfäden sind vorzugsweise in der üblichen Art innerhalb der Streifen in einer einzigen Ebene ι ο angeordnet, wenn sie auch in mehreren Ebenen liegen könnten, und in einer vulkanisierbaren Kautschukmischung oder dgl. eingebettet Die Cordfäden können aber auch ungleichmäßige Abstände voneinander haben und sich bezüglich ihrer Abmessungen und des Werkstoffs voneinander unterscheiden, d. h. die an den Rändern der Streifen liegenden Cordfäden können beispielsweise aus Kunstseide und die dazwischenliegenden Fäden aus Metall bestehen.

Die Streifen werden zweckmäßig in der bekannten Weise hergestellt, daß man mahrere in den gewünschten Abständen voneinander angeordnete Cordfäden in einem Extruder mit Kautschuk ummantelt Dieser kann auch aufgewalzt sein. Man kann die Streifen auch in der Weise herstellen, daß mehrere Cordfäden mehrmals in ein Gummilatex eingetaucht werden, so daß ein zusammenhängender Streifen entsteht

Beim Wickeln werden die beiden Streifen an den Längskanten jeweils umgelenkt Dies kann entweder eine möglichst scharfe Umlenkung oder ein Umfalten jo auf sich selbst sein. Beim reinen Umlenken um eine zur Wickelfläche senkrechte Achse läßt sich eine Verjüngung der Einlage zu den Längskanten hin erzielen, was unter Umständen erwünscht ist

Innerhalb jedes Flächenabschnitts der AuBenfläche der Einlage der der Aufstandsfläche des Luftreifens entspricht, ist die Summe der Teilflächen, in welchen sich die Cordfäden in der einen Richtung erstrecken, im wesentlichen gleich der Summe der Teilflächen, innerhalb welcher sich die Cordfäden in der anderen Richtung ers'recken. Dieser Flächenabschnitt entspricht im allgemeinen etwa 5 bis 15% der gesamten Außenfläche der Einlage.

Der Neigungswinkel der Streifen gegenüber der Mittellinie zwischen den beiden Längskanten der Verstärkungseinlage beträgt nach dem Einbau in einen Fahrzeugluftreifen etwa 5 bis 35°. MJt einem solchen Neigungswinkel wird die Einlage ggf. auf einer gesonderten Wickeltrommel gewickelt, wenn sie auf eine während des Reifenaufbaus aufgeweitete Karkasse so aufgezogen werden soll, et. h. es wird mit etwa dem vorgesehenen endgültigen Neigungswinkel gewickelt. Wird dagegsn auch die Verstärkungseinlage beim Reifenaufbau stark geweitet, dann liegt der anfängliche Neigungswinkel der beiden Streifen im allgemeinen im Bereich von etwa 5Ü bis 80", vorzugsweise von 50 bis 60°. Während des Aufweitens wird der Neigungswinkel dann auf unter 35° verringert.

Bei manchen Ausführungsformen der Verstärkungseinlage kann es zweckmäßig sein, nahe den Längskan- mi ten Schulterabschnitte aus Kautschuk für sich allein oder in Verbindung mit einer oder mehreren Kautschukschichten vorzusehen. Sie tragen dazu bei, daß Einschließen von Luft in den Reifenquerschnitt zu verhindern, sowie dazu, die Einlage gegenüber der ι,ί Karkasse in der richtigen Weise anzuordnen, so daß ein symmetrischer Reifenaufbau erleichtert ist. Die Verwendung solcher Schulte.-..bschnitte erweist sich beim Aufbau von Reifen als besonders vorteilhaft, bei denen alle Teile der Einlage über ihre gesamte Breite gleich weit von der Außenfläche des Reifenprofils entfernt sein sollen.

Erfindungsgemäße Verstärkungseinlagen haben Vorteile nicht nur bei der Herstellung neuer Fahrzeugreifen, sondern auch beim Runderneuern an Altreifen. Auch sind sie nicht nur bei Radialreifen vorteilhaft.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind zunächst anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

Fig. I eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer endlosen Verstärkungseinlage und läßt einen Teil des durch zwei an deren Längskanten durch Zurückfalten umgelenkten Streifen gebildeten Musters auf der Außenfläche der Einlage sowie der Verlauf der Cordfäden innerhalb der Streifen erkennen,

F i g. 2 einen Teil des aus den Streifen gebildeten Musters der Verstärkungseinlage nach F i g. 1 bei erst teilweiser Fertigstellung,

Fig.3 die Anordnung der Streifen zu Beginn des Wickeins der Einlage nach F i g. 1 und i.

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil einer zweiten Ausführungsform einer aus zwei Streifen gebildeten endlosen Verstärkungseinlage, die an den Längskenten mit kleinem Radius umgewendet sind, und

F i g. 5 einen Teil des durch die Streifen gebildeten Musters zu Beginn des Wickeins der Einlage nach Fig. 4.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen jeweils einen Teil einer aus zwei Streifen 51 und 52 aufgebauten Verstärkungseinlage 50. Die beiden Streifen 51 und 52 sind in Form eines sich wiederholenden Zickzackmusters angeordnet, so daß die aufeinanderfolgenden Abschnitte der Streifen jeweils gegenüber den vorangehenden Abschnitten versetzt sind. Die Umlenkstellen 53 und 54 bilden die Längskanten der Einlage. Die Anfangspunkte der Streifen 51 und 52 liegen an einander gegenüberliegenden Punkten der Längskanten der Einlage. Entsprechend sind die aufeinanderfolgenden Umlenkungen der Streifen in der Querrichtung einander gegenüber spiegelbildlich zur Mittellinie angeordnet. Fig.3 läßt eine bei der Herstellung verwendbare Führung 57 mit zwei Streifenführungsköpfen 58 und 59 erkennen, die gegenüber der Oberfläche einer Wickeltrommel verschieblich ist. Wenn sich deren Oberfläche gemäß Fig.3 in der Längsrichtung bewegt, während die Führung quer zur Längsachse der Oberfläche hin- und herbewegt wird, werden die beiden Streifen 51 und 52 so angeordnet, daß ihre Abschnitte jeweils unter einem weitgehend spitzen Winkel zur Längsachse der Oberfläche verlaufen.

Sollen die beiden Streifen in der in Fig.2 dargestellten Weise aufgewickelt werden, wird zunächst nur der Streifen 51 auf die Wickeltrommel aufgebracht, während sich die Führung 57 gemäß F i g, 3 aus der Stellung A in die Stellung β bewegt. Dann gelangt diese aus der Stellung B zur Stellung C, wobei mit dem Zuführen des zweiten Streifens 52 über den Führungskopf 59 begonnen wird, während das Zuführen des Streifens 51 andauert. Aufeinanderfolgende Abschnitte der Streifen 51 und 52 werden Über die Führungsköpfe 58 und 59 zugeführt bis der Führungskof/f S8 wieder seine Ausgangsstellung gegenüber der Wickeltrommel erreicht, woraufhin die Zufuhr des Streifens 51 über den Führungskopf 58 unterbrochen wird, während die Zufuhr des Streifens 52 über den Führungskopf 59 während des letzten Durchgangs in der Querrichtung

der Einlage bis zum Erreichen des Anfangspunktes des Streifens 52 forgesetzt wird. Sobald dies geschehen ist. ist die Verstärkungseinlage fertiggestellt.

F i g. I zeigt auch das durch die Streifen auf der Außenfläche der Einlage gebildete Muster und läßt den Verlauf der Cordfäden innerhalb der Streifen erkennen. Die schraffierten Streifenabschnitte zeigen Cordfäden, die sich in der einen Richtung erstrecken, während die Cordfäden innerhalb der nicht schraffierten Abschnitte in der entgegengesetzten Richtung verlaufen.

F i g. 4 und 5 zeigt jeweils Teile einer zweiten Ausführungsform einer endlosen Verstärkungseinlage 80 aus /wci spiegelbildlich /ur Mittellinie aufgewickelten Streifen 81 und 82. Diese verlaufen /wischen flachen I Umkehrbogen 83 und 84 mit geradem Verlauf. Die Anfangspunkte der Streifen 81 und 82 liegen auf den Längskanten der F.inlagc und stehen quer /ur Längsachse der Linlage in Flüchtling miteinander

Die Erfindung isi im folgenden noch anhand mehrerer

nc ι spiele ei laueci

Beispiel I

Die Einlage hat eine Umfangslänge von etwa 1270 mm und eine Breite von etwa 234 mm. Der Neigungswinkel der Streifen gegenüber der Mittellinie betragt bO . Sie ist. siehe Fig. I. aus zwei kautsehukuber/ogenen C'endstreifen mit einer Breite von etwa lfo.8 mm und einer Dicke von etwa 1.5 mm. von denen jeder /wanzig mit Messing plattierte Cordlit/en aus Stahl enthalt, deren Durchmesser etwa 0.61 mm beträgt, bei sieben Umdrehungen der Wickeltrommel aufgcwikkelt worden, wobei die Fuhrung je Trommclumdrehung 4 5/7 Arbeitsspiele (Hin- und Hergänge) ausfuhrt.

Beispiel Il

Die Verstärkungseinlage wird gemäß Beispiel i hergestellt, wobei sie jedoch die Breite von etwa 228 mm erhält leder kautschukummantelte Streifen hat eine Breite von 19 mm und eine Dicke von etwa 1.5 mm sowie vierzehn m;t Messing plattierte Corddrähte aus Stahl mit einem Durchmesser von etwa 0.61 mm. Die Wickeltrommel fuhrt sechs Umdrehungen und die Führung je Wickeltrommelumdrehung 4 5/6 Arbeitsspiele aus.

Beispiel III

F.ine Finiage mit einer I mfangslange von 3050 mm und einer Breite von etwa 183 mm weist einen Neigungswinkel der Streifen gegenüber der Mittellinie von 24 auf. Sie entsteht im Verlauf von sieben Umdrehungen der Wickeltrommel, wobei die Führung je Trommelumdrehung 3 5/7 Arbeitsspiele ausführt. Die Streifen haben eine Breite von etwa 24 mm und eine Dicke von etwa 1,5 mm sowie achtzehn messingplattierte Cordlitzen aus Stahl mit einem Durchmesser von etwa 1,6t mm. Diese Einlage wird beim Runderneuern eines Lastkraftwagen-Reifens verwendet.

Beispiel IV

ίο Eine Einlage mit einem Wickelmuster gemäß Fig.4 hat eine Umfangslänge von etwa 2030 mm und eine Breite von 145 mm. Der Neigungswinkel der Streifen gegenüber der Mittellinie beträgt 31.5 Die Streifen selber haben eine Breite von etwa 7.18 mm und eine > Dicke von etwa 1.47 mm sowie sechzehn messingplattierte Stahllit/en von etwa 0.61 mm Durchmesser. Die Wickeltrommel führt 7 Umdrehungen aus. während der die Führung jeweils 4 2/7 Arbeitsspiele machte.

Beispiel V

Fine Finiage wird unter Verwendung einer Führung gemäß Fig. 3 für einen Reifen mit schrägvcrlaufendcn Cordschichten aus zwei kautschukummantelten Streifen

■ hergestellt, von denen jeder eine Breite von etwa 24 mm und eine Dicke von etwa 1.65 mm hat sowie fünfzehn messingplattierte Stahllii/en mit einem Durchmesser von etwa 0.76 mm. Während die Trommel fünf Umdrch! .'gen insgesamt ausführte, machte die Führung

in je Trommclumdrchung 4 2/5 Arbeitsspiele. Die Finiage hatte eine Umfangslänge von etwa 1220 mm und eine Breite von etwa 2(0 mm Der Neigungswinkel der Streifen gegenüber der Mittellinie betrug etwa bO". Diese Finiage wird mit einer Karkasse in Form eines

r, flachen Bandes vereinigt, die anschließend zur Toriisform aufgeweitet wird

Beispiel Vl

Fine Verstärkungseinlage für einen nmdzuerneuern-■ <i den Lastkraftwagen-Reifen wird cm prcchend Bei spiel IV aus zwei kautschukiimmjntelten Streifer von jeweils etwa 44.5 mm Breite und einer Dicke von etwa 1.78mm mit sechsundzwanzig messingplattierten Stahllitzen von etwa 0.81 mm Durchmesser gebildet. j Die Wickeltrommel führte 4 Umdrehungen aus. während die Führung 3 3/4 Arbeitsspiele Trommelumdrehung machte. Die Umfangslänge der Einlage betrug 3050 mm. die Breite etwa 298 mm und der Neigungswinkel der Streifen 26 .

HitT7ii 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Endlose Verstärkungseinlage mit gleichförmigem Querschnitt für Fahrzeugluftreifen mit einem aus mehreren parallelen Cordfäden gebildeten kautschukummantelten durchgehenden Streifen, der in mehreren Lagen jeweils mehrfach über die Breite der Verstärkungseinlage zickzackförmig mit geradem Verlauf unter einem Neigungswinkel, der gegenüber der Mittellinie zwischen den beiden Längskanten der Verstärkungseinlage nach Einbau in einen Fahrzeugluftstreifen kleiner als 35° ist, gewickelt, an den Längskanten umgelenkt und in aufeinanderfolgenden Lagen jeweils um mehr als eine Streifenbreite versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter gleicher durchgehender Streifen (51 bzw. 52; 81 bzw. 82) in gleicher Anordnung spiegelbildlich zur Mittellinie zwischen den beiden Längskanten gewickelt ist.