DE2332720A1 - Luftreifen in radialbauweise - Google Patents
Luftreifen in radialbauweiseInfo
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Description
Luftreifen in Radialbauweise
Die Erfindung betrifft einen Luftreifen in Radialbauweise mit einer Lauffläche, zwei bis zu beiden Schultern der Lauffläche
hin sich erstreckenden Seitenwänden, je einem am Innenumfang
der jeweiligen Seitenwand ausgebildeten Wulstteil, einem an der Lauffläche nach innen angeordneten und in Umfangsrichtung
der Lauffläche sich erstreckenden Zwischenbau sowie mit einer Karkasse.
Beim Luftreifen in Radialbauweise sind die Fäden der die Luftreifen-Karkasse (Luftreifen-Unterbau) bildenden Gewebeeinlagen
im wesentlichen senkrecht zum Verlauf der Drehachse des Luftreifens angeordnet. Wird der Luftreifen mit einem
Innendruck, beispielsweise mit Luftdruck, oder infolge eines Stoßes mit einem von außen einwirkenden Druck beaufschlagt,
so können die Gewebeeinlagen der Karkasse dieser Kraft nur in der radialen Richtung widerstehen. Es ist daher notwendig,
die Gewebeeinlagen der Karkasse in der zur Drehachse des Luftreifens normalen Richtung, d.h. in Richtung der Luftreifen-Mittellinie
zu verstärken, somit die Karkasse mit einer Verstärkungsschicht in Gestalt eines Zwischenbaues zu umfassen.
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Die Wirkung des die radial verlaufenden "^aden der Karkasse
von außen umfassenden Zwischenbaues wird als Gürtelwirkung bezeichnet. Aufgrund dieser Gürtelwirkung sind Luftreifen in
Radialbauweise (Radial-Luftreifen) Luftreifen in Diagonalbauweise
(Diagonal-Luftreifen) hinsichtlich der Schnellauf tuchtigkeit,
Lauf flächen-Verschleißfestigkeit, Kurvenfahrverhalten (Seitenführung), Einsparung von Kraftstoff u.a. überlegen.
Um die Gürtelwirkung voll zu entfalten, werden im Zwischenbau (Gürtel) herkömmlicher Radial-Luftreifen Rayon- oder Stahlfäden
mit geringer Dehnung, d.h. mit hohem Elastizitätsmodul verwendet. Jedoch sind Polyester-Fäden (Polyäthylen-Terephthalat-Fäden),
die sich bei umfangreicher Verwendung in Karkassen-Gewebeeinlagen von Diagonal-Luftreifen allgemeiner
Art ausgezeichnet bewährt haben, bisher für die Herstellung des Gürtels von Radial-Luftreifen nicht angewandt worden. Der
Grund hierfür ist folgender.
Der Polyester-Faden hat mehrere ausgezeichnete Eigenschaften,
nämlich einen relativ hohen Elastizitätsmodul, eine große Zugfestigkeit, keine Flachstellenbildung, gute Warmformbeständigkeit,
gute Naßfestigkeit und eine geringe Wasserabsorption. Der Polyester-Faden ist daher in der Lage, die Nachteile der
vorerwähnten Rayon- und Stahlfäden auszugleichen. Jedoch ist der Elastizitätsmodul zu niedrig und die Wärme schrumpfung zu
hoch, als daß der Polyester-Faden als Material für den Gürtel eines Radial-Luftreifens eine zufriedenstellende Gürtelwirkung
hervorbringen könnte.
Demgegenüber besitzt der Rayon-Faden eine hohe Wasserabsorption und nimmt daher während der Herstellung des Luftreifens Wasser
auf. Die Schnellauftüchtigkeit des Luftreifens ist herabgesetzt. Da der Rayon-Faden zudem eine geringe Zugfestigkeit aufweist,
ist seine Widerstandsfähigkeit bei Stoßbeanspruchung des Luftreifens unzureichend.
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Die Haftung des Stahl-Fadens an Kautschuk ist unstabil. Stahl-Gewebeeinlagen sind daher schlecht verarbeitbar und im
Umgang mit ihnen ist Sorgfalt geboten. Die Produktivität bei der Reifenherstellung ist daher gering. Außerdem bietet ein
mit durch Stahl-Cordgewebeeinlagen verstärkten Luftreifen ausgerüstetes Fahrzeug einen geringen Fahrkomfort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radial-Luftreifen
zu schaffen, dessen Gürtel aus Gordgevebeeinlagen aufgebaut
ist, die aus zu diesem Zweck bisher nicht verwendeten Polyester-Fäden bestehen, die sich bei umfangreicher Verwendung
in den Karkassen-Gewebeeinlagen von Diagonal-Luftreifen ausgezeichnet bewährt haben.
Die Verwendung von Polyester-Fäden ist dadurch möglich gemacht, daß ihr Elastizitätsmodul und ihre Wärmeschrumpfung verbessert
sind.
Die Verbesserung der Eigenschaften des Radial-Luftreifens nach der Erfindung ist dadurch erzielt, daß die im Gürtel
verwendeten Polyester-Fäden einen speziell begrenzten niedrigen Polymerisationsgrad und einen speziell begrenzten Drehungs-Koeffizienten
aufweisen.
Es hat sich herausgestellt, daß ein niedrig polymerisierter Polyester-Faden aufgrund des niedrigen Polymerisationsgrades
eine geringe Schrump-fung aufweist, und daß einem Polyester-Faden bei Wärmehärtung unter entsprechenden Bedingungen
sowohl eine geringe Schrumpfung als auch ein hoher Elastizitätsmodul verliehen werden kann.
Ein Radial-Luftreifen der eingangs erwähnten Art zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß im Zwischenbau (Gürtel)
Polyester-Fäden verwendet sind, die durch Zwirnen von Polyester-Garnen
niedrigen Polymerisationsgrades mit speziell begrenzter Drehung erhalten wurden, wobei der Faden mit einem
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Klebemittel behandelt wurde, das zum Verbinden des Fadens mit Kautschuk dient, und wobei der Faden dann unter Wärme unter
speziell begrenzten Bedingungen gehärtet wurde. Dies bedeutet, daß das wesentliche Merkmal der Erfindung darin besteht, daß
im Gürtel des vorbeschriebenen Radial-Luftreifens Polyester-Fäden
verwendet sind, die in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt wurden.
Eine Mehrzahl von Garnen, von denen jedes aus einem Bündel
mit einer großen Anzahl von Einzelfäden aus Polyester mit niedrigem Polymerisationsgrad und einer in o-Chlorphenol
bei 25 0C bestimmten Strukturviskosität von 0,3 bis 0,8
besteht, wird zu einem Faden mit einem Drehungs-Koeffizienten von 0,15 bis 0,45 verzwirnt, wobei der Drehungs-Koeffizient
durch die Gleichung
NT = N . vO, 139 . D/p . 10~3
bestimmt ist, worin N™ = der Drehungs-Koeffizient, N = die
Anzahl der Nachdrehungen (Kabelungen) je 10 cm Fadenlänge,
D = der halbe Gesamt-Feinheitsgrad in Denier des Fadens, und ρ s= das spezifische Gewicht der Faser, auf den Faden wird
ein Klebemittel aufgetragen, das zum Verbinden des Fadens mit Kautschuk dient, und der Faden wird dann unter Wärme bei
einer Temperatur zwischen 230 und 255 0C während 2 bis 4
Minuten mit einem Zug von 0,15 bis 1,0 g/den gehärtet.
Der Polymerisationsgrad des erfindungsgemäß verwendeten Polyester-Fadens ist niedriger als der eines herkömmlichen
Polyester-Fadens. Bei zu hoch polymerisiertem Polyester
ergibt sich nämlich für den Polyester-Faden ein niedriger Elastizitätsmodul und eine beträchtlich hohe Schrumpfung,
wogegen der Polyester-Faden bei zu niedrigem Polymerisationsgrad eine beträchtlich niedrige Zugfestigkeit aufweist. Der
Polymerisationsgrad von Polyester liegt daher dann im richtigen Bereich, wenn die in o-Chlorphenol bei 25 0C bestimmte
Struktur ..akositä^ zwischen 0,3 und 0,8,*vorzugsweise
zwischen 0,4 und 0,75» insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 beträgt,
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Die zum Bestimmen des Polymerisationsgrades von Polyester
benutzte Strukturviskosität erhält man durch Extrapolieren in o-Chlorphenol-Lösungen mit verschiedenen Polyester-Konzentrationen
gemessener relativer Viskositätswerte des Polyesters bei einer Konzentration null. Je höher die Strukturviskosität,
je größer der Polymerisationsgrad.
Der erfindungsgemäß verwendete Polyester-Faden ist ein Multifilfaden,
der durch Verzwirnen (Zwirnen) einer Mehrzahl· von Garnen erhalten ist, von denen jedes aus einem Bündel mit
einer großen Anzahl von feinen Einzelfäden mit einer Feinheit zwischen 1 und 8 den besteht. Der Feinheitsgrad (die Anzahl
der Einzelfäden) jedes Garns und die Anzahl der zu zwirnenden Garne sind vom Verwendungszweck abhängig. Im allgemeinen
jedoch liegt der Feinheitsgrad des Garns zwischen 1,000 und 2,200 den und die Anzahl der zu zwirnenden Garne beträgt
2 bis 3.
Wird eine Hehrzahl von Garnen mit einem niedrigen Drehungs-Koeffizienten
zu einem Faden gedreht, läßt sich der erhaltene Faden ziemlich schlecht schlichten und die Einzelfäden bewegen
sich unabhängig voneinander (haben keinen Zusammenhalt miteinander) . Außerdem dringt das Klebemittel unregelmäßig
zwischen den Einzelfäden ein. Es kann daher während des Betriebes des Luftreifens eine Lostrennung der Cordgewebeeinlage
vom Kautschuk eintreten, die Dauerfestigkeit der Gordgewebeeinlage ist beträchtlich herabgesetzt und die Verarbeitbarkeit
beim Verweben, bei der Behandlung mit einem Klebemittel und bei der Wärmebehandlung ist verringert. Dagegen
weist ein mit zu hohem Drehungs-Koeffizienten gezwirnter Faden einen Elastizitätsmodul und eine Zugfestigkeit von beträchtlich
niedriger Größe auf. Der Drehungs-Koeffizient für den erfindungsgemäß zu verwendenden Faden ergibt sich aus der folgenden
Gleichung:
N1 β N . VO, 139 . B/p . 10~3,
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worin Ν« = Drehungs-Koeffizient, N = Anzahl der Nachdrehungen
(Kabelungen) je 10 cm Fadenlänge, D = der halbe Gesamt-Feinheitsgrad
in Denier des Fadens, und ρ = das spezifische Gewicht (Dichte) der Faser. Der Drehungs-Koeffizient liegt
im Bereich zwischen 0,15 und 0,45 und beträgt vorzugsweise 0,20 bis 0,40, insbesondere 0,25 bia 0,35.
Der Drehungs-Koeffizient wird von der Art, Eigenschaft und Feinheit der Fasern nicht beeinflußt. Für ein und dieselbe
Faser gilt, je höher der Drehungs-Koeffizient, je größer die Anzahl der Drehungen.
Im Radial-Luftreifen nach der Erfindung ist entweder die
sogenannte ausgeglichene Drehung (balance twist) mit gleicher Anzahl von Nach- und Vordrehungen (cable twists and ply twists),
aier die sogenannte unausgeglichene Drehung (unbalance twist)
verwendbar, bei der die Zahl der Nach- und Vordrehungen verschieden ist. Da die physikalische Eigenschaft des Fadens im
allgemeinen von der Anzahl der Nachdrehungen beeinflußt wird, macht sich ein auch großer Unterschied zwischen der Anzahl
der Nachdrehungen und der Anzahl der Vordrehungen jedoch nicht bemerkbar.
Der durch Zwirnen erhaltene Faden wird mit einem Klebemittel
behandelt, das zum Verbinden des Fadens mit Kautschuk dient, und dann unter Wärme gehärtet. Sind jedoch die Bedingungen
für die Wärmehärtung nicht ordnungsgemäß gewählt, erreicht der Faden nicht vollständig die Eigenschaften, die er zur Verwendung
im Gürtel eines Radial-Luftreifens haben soll.
Hinsichtlich der Bedingungen für die Wärmehärtung gilt, daß die Wärmehärtung bei zu niedriger Temperatur nicht zu einem
zufriedenstellenden Ergebnis führt, und daß bei zu hoher Härtetemperatur zwar das mit der Wärmehärtung angestrebte
Ergebnis in zufriedenstellender Weise erreicht wird, die Zugfestigkeit des Fadens jedoch beträchtlich herabgesetzt und
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außerdem die Verarbeitbarkeit des Fadens verringert ist. Demgemäß
liegt die richtige Temperatur zum Färmehärten zwischen 230 und 255 °C, vorzugsweise zwischen 235 und 250 0C. Die
richtige Härtezeit beträgt 0,5 bis 5 Minuten, vorzugsweise 2 bis 4 Minuten. Der Zug wird auf dem durch die Temperatur
der Wärmehärtung bestimmten richtigen Wert gehalten. Jedoch kann bei zu geringem Zug eine zufriedenstellende Erhöhung des
Elastizitätsmoduls des Fadens nicht erreicht werden, während bei zu großem Zug der Elastizitätsmodul des Fadens zwar in
befriedigender Weise erhöht wird, jedoch die Wärmeschrumpfung des Fadens groß wird. Dementsprechend liegt der richtige
Wert für den Zug zwischen 0,15 .und 1,0 g, vorzugsweise
zwischen 0,3 und 0,7 g je 1 den des Fadens.
Der Radial-Luftreifen, in dem der Polyester-Faden nach der
Erfindung zum Herstellen des Gürtels verwendet wird, ist nach herkömmlichem Verfahren herstellbar.
Erfindungsgemäß sind im Gürtel von Radial-Luftreifen Polyester-Fäden
verwendbar, die zu diesem Zweck bisher infolge ihrer, geringen Gürtelwirkung nicht zur Anwendung kamen.
Der im Gürtel des Radial-Luftreifens nach der Erfindung zu verwendende Polyester-Faden besitzt Kennungen eines herkömmlichen
Polyester-Fadens und weist weiterhin einen höheren Elastizitätsmodul auf als"Rayon-Faden, der bisher im Gürtel
von Radial-Luftreifen Verwendung gefunden hat und aufgrund seines hohen Elastizitätsmoduls eine zufriedenstellende Gürtelwirkung
zeigte. Da der Gürtel des Radial-Luftreifens nach der Erfindung aus Polyester-Faden mit großem Elastizitätsmodul
und geringer Wärmeschrumpfung besteht, ist die Gürtelwirkung des Radial-Luftreifene nach der Erfindung daher jener eines
herkömmlichen Radial-Luftreifens mit einem Gürtel aus Rayon-Faden überlegen. Da sich weiterhin der Polyester-Faden hinsichtlich
Zugfestigkeit und Nichtabsorption von Wasser auszeichnet, bringt der Radial-Luftreifen nach der Erfindung
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ausgezeichnete Leistungen hinsichtlich Seitenführung, Schnelllauftüchtigkeit,
Laufflächen-Verschleißfestigkeit und sparsamem
Kraftstoffverbrauch.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Im Diagramm der Zeichnung
sind die Ergebnisse der im nachfolgenden Beispiel 4 beschriebenen Versuche mit Radial-Luftreifen zur Ermittlung
der Seitenführung eingetragen.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung und sind nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen.
Im Radial-Luftreifen nach der Erfindung zu verwendender Polyester-Faden
wurde in der folgenden Weise hergestellt. Zwei Polyester-Garne, von denen jedes eine Feinheit von 1,000 den
und, entsprechend der nachfolgenden Tabelle 1, eine in O-Chlorphenol bei 25 0C in herkömmlicher Weise bestimmte
Strukturviskosität η zwischen 0,3 und 0,8 aufwies, wurden mit 20 Drehungen/ 10 cm verzwirnt, um einen Vorzwirn (einstufigen
Zwirn) zu erhalten. Dieser Vorzwirn wurde mit einem weiteren in gleicher Weise hergestellten Vorzwirn mit
20 Drehungen/10 cm nachgedreht (gekabelt), um einen Faden 1,000 den/2/2 zu erhalten. Bei allen erhaltenen Fäden betrugt
der Drehungs-Koeffizient 0,28. Der Faden wurde in ein Klebemittel getaucht, mit dem der Faden mit Kautschuk verbindbar
ist. Dann wurde der Faden bei 245 0C während 3 Minuten mit
einem Zug von 2,0 kg/Faden (0,5 g/den) wärmegehärtet.
Zu Vergleichszwecken wurde ein weiterer Polyester-Faden wie folgt hergestellt. Polyester-Garne mit einem Feinheitsgrad
von 1,000 den und einer Strukturviskosität η von 0,93» wie sie für die Karkassen-Gewebeeinlagen herkömmlicher Radial-Luftreifen
verwendet werden, wurden zu einem Faden verzwirnt. Dieser.Faden wurde mit einem Klebemittel behandelt und unter
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den genau gleichen Bedingungen wie zuvor beschrieben wärmegehärtet,
um einen Polyester-Vergleichsfaden zu erhalten.
Ein herkömmlicher Rayon-Faden wurde nach folgendem Verfahren hergestellt. Drei Garne, von denen jedes einen Feinheitsgrad
von 1,650 den aufwies, wurden mit 29 Drehungen/10 cm vorgezwirnt und mit 29 Drehungen/10 cm nachgedreht, um einen
Faden 1,650 den/3 zu erhalten, der dann in herkömmlicher.
Weise wärmegehärtet und mit einem Klebemittel behandelt wurde, um einen herkömmlichen Rayon-Faden zu erhalten.
Physikalische Eigenschaften der in vorbeschriebener Weise erzeugten Fäden sind in Tabelle 1 eingetragen.
Die physikalischen Eigenschaften wurden nach dem folgenden Verfahren ermittelt.
1) Strukturviskpsität
Als Lösungsmittel beim Messen der Strukturviskosität wurde o-Chlorphenol mit einer Reinheit größer als 99$ und einem
Wassergehalt von weniger als 0,18$ verwendet.
In einem Soxlet Extraktionsapparat wurde in einem Polyester-Garn enthaltenes Öl mit Methylalkohol (Reagens erster Klasse;
der Anteil bei 64 bis 66 0C betrug mehr als 95 Gew.-$)
extrahiert und das Garn dann bei verringertem Druck getrocknet.
Das so behandelte Garn wurde in dem oben erwähnten o-Öhlorphenol
gelöst und die Auslaufzeit der lösung mit einem modifizierten Viskosimeter des Typs öetward Nakano B gemessen, das in einen
in herkömmlicher Weise auf einer Temperatur von 25 ± 0,1 0G
gehaltenen Thermostaten eingesetzt war. Es wurden Lösungen mit vier vereohiödenen Kongentrationen hergestellt und die allgemein
mit *1r#2. bezeiehnete relative Viskosität der verschieden
konzentrierten Lösungen aus der Auelaufzeit der jeweiligen
Lösung und der Auelaufzeit des reinen o-Chlorphenols
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rechnerisch ermittelt. Aus den relativen Viskositäten wurde durch Rechnen die Strukturviskosität bestimmt.
2) Zugfestigkeit
In einer Vorrichtung (Autograph Typ IS 2000, Hersteller: Shimazu Go.) wurde ein Probefaden von 25 cm Länge mit
300 mm/min bis zum Bruch gedehnt und die Zugfestigkeit des Fadens im Augenblick des Bruches gemessen.
3) Elastizitätsmodul
Die Messung des Elastizitätsmoduls erfolgte durch Dehnen eines Probefadens von 25 cm Länge mit 300 mm/nin. in einer
Vorrichtung (Autograph Typ IS 2000; Hersteller: Shimazu Co.).
4) Dynamischer Elastizitätsmodul
Die Messung des dynamischen Elastizitätsmoduls erfolgte mit einem Spektrometer (Hersteller: Iwamoto Seisakusho) unter
den folgenden Bedingungen:
Meßtemperatur 100 0O
Frequenz 100 Perioden/sec
statische Belastung 2,0 kg/Faden
dynamische Belastung 0,7 kg/Faden Länge der Probe 3 cm
5) Wärme schrumpfung
Ein Probefaden mit einer bestimmten Länge wird ohne Belastung während 30 Minuten bei 177 0G in einem Ofen gehalten. Die
Wärmeschrumpfung ergibt sich als Prozentsatz des scheinbaren
Längenverlustes nach der Gleichung
1 - I1
Wärme schrumpfung ($) L
1O
worin 1 « Länge des Probefadens vor der Behandlung, und
I.. * Länge des Probefadens nach der Behandlung.
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Proben-Nr. | 1 | 3 | 0 | 2 3 | 4 | VJl | der | 6 | 7 | 8 | 9 |
Probe | 5 | 5 | Polyester-Faden | nach | o, | Erfindung | Poly ester- Faden (Vergl. |
Rayon- Faaen (her- ) kömml.) |
|||
Struktur viskosität des Garns η |
o, | ,4 0,5 | 0,55 | 6, | 68 0,75 | 0,8 | 0,93 | ||||
Zugfestigkeit g/den |
4, | ,7 6,0 | 6,5 | 9 7,1 | 7,2 | 7,5 | 4,8 | ||||
9 8 8 2/ | Elastizitäts modul kg/Faden g/den |
500 125 |
500 125 |
500 125 |
4SO ι 20 |
• | 440 110 |
400 100 |
360 90 |
340 85 |
396 80 |
N) | I —1 |
8990 | dynamischer Elastizitäts modul, bei 100 0C dyne/cm |
1,35.1011 | 1,35.1011 | 1,35.1011 | 1 1,3.1011 | 1,2 .1O11 | 1,1 .1O11 | 1,0.1011 | 0,9. 1011 | 1,0. 1O11 | 332720 | I | |
Wärme schrumpfung, bei 177 0G in Jt |
1,5 | 1,7 | 2,1 | 2,1 | 2,5 | 3,0 | 3,3 | 4,5 | 2,0 | ||||
υ» -1 VD |
|||||||||||||
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Aus Tabelle 1 ergibt sich, daß die Polyester-Fäden nach der
Erfindung in der Zugfestigkeit etwas unter dem Polyester-Vergleichsfaden liegen, diesem jedoch hinsichtlich Elastizitätsmodul
und Wärmeschrumpfung in bemerkenswerter Weise überlegen
sind. Weiterhin ist festzustellen, daß die Fäden nach der Erfindung hinsichtlich der Wärmeschrumpfung etwas schlechter
abschneiden als der Rayon-Faden, diesem jedoch hinsichtlich Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit bemerkenswert überlegen
sind.
Bei der Herstellung des Polyester-Probefadens Nr. 5 aus Beispiel 1 wurde die Verzwirnung entsprechend den Angaben
in der nachstehenden Tabelle 2 geändert, die Bedingungen für die Wärmehärtung sowie andere Bedingungen beibehalten. Die
physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Fäden wurden mit den in Beispiel 1 beschriebenen Prüfverfahren untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 eingetragen.
Die in Tabelle 2 angegebene Dauerfestigkeit wurde wie folgt ermittelt. Für jeden Polyester-Faden wurde nach dem Straßenversuch
der Prozentsatz der verbliebenen Zugfestigkeit ermittelt und für jeden Faden das Verhältnis dieses Prozentsatzes
zu dem des mit einem Drehungs-Koeffizienten N™ von
0,28 hergestellten Fadens errechnet und mit 100 multipliziert.
Drehungskoeffizient
NT 0,1 0,15 0,20 0,28 0,35 0,40 0,45 0,50
Zug festigkeit g/den |
7,5 | 7 | ,3 | 7,2 | 6 | ,9 | 6 | t5 | 6,0 | 5,7 | 5,0 |
Elastizitäts- moduVden |
120 | 1 | 18 | 115 | 1 | 10 | 1 | 00 | 95 | 87 | 80 |
Dauer festigkeit |
70 | 90 | 95 | 1 | 00 | 1 | 10 | 113 | 113 | 110 |
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Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß der erhaltene Faden bei einem Drehungs-Koeffizienten unter 0,15 eine schlechte Dauerfestigkeit
aufweist, während er bei einem Drehungs-Koeffizienten über 0,45 niedrige Werte für Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul
aufweist.
Bei der Herstellung des Polyester-Probefadens Nr. 5 aus Beispiel 1 wurden die Bedingungen für die Wärmehärtung
entsprechend den Angaben in der nachstehenden Tabelle 3 geändert, die Verzwirnung sowie andere Bedingungen jedoch
beibehalten. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen
Fäden wurden mit den in Beispiel 1 beschriebenen Prüfverfahren untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 eingetragen.
Wärmehärtung
Temperatur, 0C 220 230 235 240 245 250 255 260
Dauer, min. 33333333
Zug, g/den 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Zugfestigkeit g/den |
8 | ,0 | 7 | ,5 | 7,2 | 6 | ,9 | 6, | 9 | 6, | 3 | 6 | » | 0 | 4 | ,5 |
Elastizitäts- modul g/den |
75 | 90 | 93 | 1 | 00 | 11 | 0 | 11 | 0 | 1 | 1 | VJl | 1 | 20 | ||
Wärme schrumpfung |
4 | ,3 | 3 | ,5 | 3,0 | 2 | ,3 | 2, | 2, | 1 | ' | 7 | 1 | ,3 | ||
Aus Tabelle 3 ergibt sich, daß der erhaltene Paden bei einer Härtetemperatur unter 230 C einen niedrigen Wert für den
Elastizitätsmodul und einen hohen V/ert für die Wärme schrumpfung zeigt, während er bei einer Härtetemperatur über 255 C
eine niedrige Zugfestigkeit aufweist.
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Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Fäden im Zwischenbau (Gürtel) wurden Radial-Luftreifen A bis E mit
den folgenden Merkmalen:
Reifengröße 175 - H
Zwischenbau
(Gürtel) 4 Gewebeeinlagen,
Fadenwinkel (Zenitwinkel): gegen die Reifenmittelebene
Karkasse herkömmlicher Polyester-Faden 1,000 den/2,
2 Gewebeeinlagen,
Fadenwinkel (Zenitwinkel): gegen die Reifenmittelebene
hergestellt und die Leistung der Reifen untersucht.
1. Probereifen
a) Reifen A (nach der Erfindung)
Polyester-Faden nach der Erfindung (Probe ITr. 4 in Beispiel 1) im Zwischenbau (Gürtel).
b) Reifen B (nach der Erfindung)
Polyester-Faden nach der Erfindung (Probe ITr. 5 in Beispiel 1) im Zwischenbau (Gürtel).
c) Reifen C (Vergleichsreifen)
Für den Zwischenbau (Gürtel) wurde Polyester-Faden verwendet, der unter den gleichen Bedingungen wie der
Polyester-Probefaden Nr, 5 in Beispiel 1 hergestellt wurde, mit Ausnahme daß der Drehungs-Koeffizient und
die Härtetemperatur nicht den Forderungen der Erfindung entsprachen. Bei diesem Polyester-Faden beträgt der
Drehungs-Koeffizient 0,43, die Härtetemperatur 225 C.
d) Reifen I) (Vergleichsreifen)
Im Zwischenbau (Gürtel) wurde ein Polyester-Faden mit
hohem Polymerisationsgrad (Probe Rr. 8 in Beispiel 1) verwendet, wie bisher in herkömmlichen Diagonal-Reifen.
0 9 3 Λ Γ. / G S 8 8
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e) Reifen E (herkömmliche Bauweise) Rayon-Faden (Probe Nr. 9 in Beispiel 1) im
Zwischenbau (Gürtel).
2. Prüfverfahren
a) Seite nführung
Die Seitenführung eines Reifens wird durch die Seitenführungskraft
angegeben. Wird einem Reifen ein Schlupfwinkel (Schräglaufwinkel) erteilt, so beginnt das
Fahrzeug selbstverständlich eine Kurvenfahrt und durch die Kurvenbewegung wird eine Zentrifugalkraft erzeugt.
Die Seitenführungskraft wird durch eine Reibungskraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche hervorgerufen,
welche der Zentrifugalkraft in einer zur Rotationsebene des Reifens normalen Richtung entgegenwirkt.
Die Messung der Seitenführungskraft erfolgt auf einem Rollen-Prüfstand.
Die bei Kurvenfahrt eines Fahrzeuges auftretende Zentrifugalkraft ergibt sich aus der Formel
Fahrzeuggewicht
mal Quadrat der Geschwindigkeit durch Wenderadius.
Daher ist mit einem Reifen mit einer höheren Seitenführungskraft eine Kurvenfahrt mit höherer Geschwindigkeit,
einem kleineren Wenderadius und unter größerer Last möglich. Das heißt, das Fahrzeug hat ein gutes
Kurvenfahrtverhalteη.
b) Schnellauftüchtigkeit
Die Messung der Schnellauftüchtigkeit erfolgt mit einer
Prüffahrt des Fahrzeuges unter einer bestimmten Last auf einem Rollen-Prüfstand.
Das Fahrzeug wird zuerst während 10 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h gefahren. Sodann wird die
Geschwindigkeit um 10 km/h auf 110 km/h erhöht und das
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Fahrzeug mit dieser Geschwindigkeit ebenfalls während 10 Minuten gefahren. Danach wird die Geschwindigkeit
um 10 km/h auf 120 km/h erhöht usf. bis eine Geschwindigkeit von 200 km/h erreicht ist. Ab 200 km/h erfolgt die
stufenweise Erhöhung der Geschwindigkeit jeweils um 5 km/h bei gleichem Zeitintervall. Während dieses
Tests beträgt der Reifeninnendruck 2,1 kp/cm , die Last 450 kg. Bei Bruch,des Reifens wird die zu diesem
Zeitpunkt gefahrene Geschwindigkeit und die Laufzeit bei dieser Geschwindigkeit gemessen. Je. höher die
Geschwindigkeit und je länger die Laufzeit bei dieser
Geschwindigkeit im Zeitpunkt des Reifenbruches, je größer ist die Schnellauftüchtigkeit des Reifens.
c) Laufflächen-Verschleißfestigkeit
Ein Straßentest wird unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Last je Reifen etwa 400 kg
Last je Reifen etwa 400 kg
Reifeninnendruck 2,0 kp/cm
mittlere Geschwindigkeit etwa 40 km/h
Straßenbeschaffenheit gute Stadtstraße
Nach 40 000 km wird der Laufflächenverschleiß gemessen und die Laufstrecke je 1 mm Laufflächenverschleiß
errechnet.
3. Prüfergebnisse
Die Seitenführung ist aus dem Diagramm der Zeichnung, die
Schnellauftüchtigkeit und die Laufflachen-Verschleißfestigkeit
aus der nachstehenden Tabelle 4 zu entnehmen.
/17 3098 8 2/0668
43 279
Probereifen
nach der
Erfindung
Erfindung
Vergleichsreifen
herkömmT. Bauweise
S chne llauf tücht i gkeit
km/h bei Bruch des Reifens
Laufzeit bei dieser km/h in Minuten
240 235 205 220 5 8 7 3
215
Laufflächen-Verschleißfestig keit
Laufstrecke je 1 mm Laufflächenverschleiß
in km
11 400 9 700 6 150 6 950 8 800
Bei Untersuchung des Verhaltens und der Sicherheit der Luftreifen mit einem Straßenversuch ergaben sich mit den Ergebnissen
der Rollen-Prüfstand-Versuche übereinstimmende Ergebnisse.
In jedem der vorbeschriebenen Versuche zeigten sich die Radial-Luftreifen A und B in erfindungsgemäßer Ausbildung
dem Radial-Vergleichsreifen D mit einem Gürtel aus herkömmlichen Polyester-Fäden mit hohem Polymerisationsgrad in
bemerkenswerter Weise überlegen. Außerdem sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Luftreifen A und B dem herkömmlichen
Radial-Luftreifen E mit aus Rayon-Fäden bestehendem Gürtel überlegen. Insbesondere zeigen die Luftreifen A und B
eine höhere Schnellauftüchtigkeit als der Luftreifen E. Eine sehr geringe Leistung weist der Radial-Vergleichsreifen C auf,
bei dem Polyester-Päden mit dem gleichen Polymerisationsgrad
309882/0668
- 18 - 43 27S
wie der Polyester-Faden nach der Erfindung verwendet sind,
die jedoch hinsichtlich der Verzwirnung und der Bedingungen für die Wärmehärtung nicht den Forderungen der Erfindung entsprechen.
/Ansprüche
309882/0668
Claims (4)
- ANSPRÜCHELuftreifen in Radialbauweise mit einer Lauffläche, zwei zu beiden Schulternder Lauffläche hin sich erstreckenden eitenwänden, je einem am Innenumfang der jeweiligen Seitenwand ausgebildeten Wulstteil, einem an der Lauffläche nach innen angeordneten und in Umfangsrichtung der Lauffläche sich erstreckenden Zwischenbau sowie mit einer Karkasse, dadurch gekennz eichnet, daß im Zwischenbau (Gürtel) Polyester-Fäden verwendet sind, zu deren Herstellung Garne, von denen jedes ein Bündel mit einer großen Anzahl von Einzelfäden aus Polyester mit niedrigem Polymerisationsgrad und mit einer Strukturviskosität von 0,3 bis 0,8, bestimmt in o-Chlorphenol bei 25 0C, ist, mit einem Drehungs-Koeffizienten zwischen 0,15 und 0,45 gezwirnt wurden, wobei der Drehungs-Koeffizient bestimmt ist durch die GleichungNT = N . >/O,139 . D/p . 10 J,worin N^ = Drehungs-Koeffizient, N = Anzahl der Haehdrehungen (Kabelungen) je 10 cm Fadenlänge, D = der halbe Gesamt-Feinheitsgrad in Denier des Fadens, und ρ = spezifisches Gewicht (Dichte) der Faser, wobei weiterhin der Faden mit einem Klebemittel behandelt wurde, das zum Verbinden des Fadens mit Kautschuk dient, und der Faden dann unter Wärme bei einer Temperatur zwischen 230 und 255 0C während 2 bis Minuten mit einem Zug von 0,15 bis 1,0 g/den gehärtet wurde.
- 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Strukturviskosität des Polyester-Fadens 0,4 bis 0,75, bestimmt in o-Chlorphenol bei 25 0C, beträgt.309882/0668/2- *-- 43
- 3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehungs-Koeffizient des Polyester-Fadens 0,20 Ms 0,40 beträgt.
- 4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Polyester-Faden bei einer Temperatur von 235 bis 250 C während- 2 bis 4 Minuten mit einem Zugvon 0,3 bis 0,7 g/den wärmegehärtet ist.309882/0668
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