DE2538154A1

DE2538154A1 - Bewehrung fuer fahrzeug-luftreifen

Info

Publication number: DE2538154A1
Application number: DE19752538154
Authority: DE
Inventors: Germain Verbauwhede
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1974-09-17
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-03-25
Also published as: IT1047529B; BE832973A; FR2285255A1; JPS5155505A; FR2285255B1; GB1487426A; LU73408A1

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E ETZ sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.

8 München 22, steinsdorfstr.10 Tel. (089)227201/227244/295910

Telegr. Allpatent München Telex 5 22048

567-24.666P(24.667H)

27. 8. 1975

N. V. BEICAERT S. A., Zwevegem (Belgien)

Bewehrung für Fahrzeug-Luftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewehrung für Fahr zeug-Luftreifen mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, daß eine Stahlbewehrung am Reifenumfang zwischen seiner Karkasse und dem Lauf streifen eine Reihe von Vorteilen bietet, die insbesondere dann voll zur Geltung kommen, wenn die Stahlkords der Bewehrung unter einem sehr kleinen Zenitwinkel zur Mittelebene des Luftreifens verlaufen. Beispielsweise kann dadurch eine größere Quer- und UmfangsStabilität auf der Straße erreicht werden. Diese Vorteile werden um so besser, je kleiner der sogenannte Zenit winkel ist, so daß es

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am zweckmäßigsten ist, die Kordfäden parallel zueinander mit einem Zenitwinkel von Null anzuordnen. Es ist jedoch nicht möglich, eine Bewehrungslage von der Breite der Karkasse aufzubringen, die aus einer Anzahl derartig paralleler Stahlkords besteht, weil dies zu einer Spleißwirkung an den beiden Verbindungsenden der Lage führen wird.

Es ist bereits auch vorgeschlagen worden, einen einzigen Stahlkord-Faden durch Wickeln auf die Karkasse aufzubringen. Diese Methode der Aufbringung einer Stahlkord-Verstärkung zum Erhalt einer Bewehrung ist jedoch insofern nachteilig, als die Erzielung gleicher Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Umschlingungen Schwierigkeiten bereitet, da die Karkassenoberfläche eine bogenförmige Gestalt hat. Darüber hinaus ist auch das Wickeln eines Stahlkords auf der Karkassenfläche schwierig durchzuführen.

Auch die Verwendung eines BewehrungsStreifens mit einer Vielzahl durchgehender aufliegender oder eingebetteter Kordfäden ist bekannt. Ein derartiger Streifen kann auf verschiedene bekannte Weise, z.B. durch Extrusion, Kalandern od. dgl. gebildet werden.

Bei der Verwendung eines aus einer Vielzahl von Kordfäden bestehenden Verstärkungsstreifens erhebt sich jedoch das Problem, daß die einzelnen Kordfäden beim Aufbringen des Streifens auf die gebogene Karkassenfläche nicht gleichen Längungen ausgesetzt sind. Einige der Kordfäden müssen daher auf einen unerwünscht hohen Wert gespannt bzw. vorgestreckt werden.

Unter diesem Aspekt ist Gegenstand der Erfindung ein zum Umwik-6098 13/087 9

kein einer Luftreifenkarkasse geeigneter Bewehrungsstreifen, der aus einem elastischen Material besteht und eine Vielzahl von längs-durchlaufenden Verstärkungselementen aufweist, wobei diese Verstärkungselemente so ausgebildet sind, daß sie bei einer Zugspannung von 10 % ihrer zulässigen Zugfestigkeit eine Längung von 0,5% oder mehr erfahren.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Ausbildung einer Bewehrung in einem Luftreifen vorgeschlagen, bei dem ein derartiger Streifen um die Reifenkarkasse unter einem kleinen Zenitwinkel zur Reifenmittelebene aufgewickelt wird, so daß eine bestimmte Anzahl von nebeneinanderliegenden Umschlingungen entsteht.

Vorzugsweise sind die Verstärkungselemente Metalldrähte, insbesondere Stahldrähte, wobei sie jedoch auch aus einem synthetischen Material, z. B. einem Polyamid, bestehen könnten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Seite einer Keifenkarkasse mit einem aufgewickelten Be wehr ungs streif en,

Fig. 2 eine Streckkurve, in der die Längung eines Stahlkords in einem herkömmlichen Bewehrungsstreifen und eines Stahlkords in einem erfindungsgemäßen Streifen dargestellt sind,

Fig. 3 schematisch das Aufwickeln eines erfindungsgemäßen Streifens auf die Reifenkarkasse,

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Fig. 4 a bis d verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung und Anordnung der Bewehrungsstreifen auf der Karkasse,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch einen Luftreifen mit der erfindungsgemäßen Streifenbewehrung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, muß der Stahlkord 1 in Position B um einen größeren Umfang der Karkasse 2 als der in Position A gewickelt werden, so daß der Kord B bei gleicher ursprünglicher Länge wie der Kord A einer größeren Längung oder Vorstreckung ausgesetzt ist.

Der Umfang des Kordes A ist gegeben durch Tf χ. Ό und der Umfang des Kordes B durch ?(D + 2Δ ), so daß die Längung zwischen dem Kord B und dem Kord A gleich

Ti κ 2A 2Δ

Die relative Differenz beträgt —55—rj— oder ——— , so daß der

2Δ
Kord B einer Längung von —rr— unterworfen werden muß.

Die relative Differenz oder Längung ist abhängig vom Reifendurchmesser D, der Breite b des Streifens und dem Bogenradius der Karkasse. Ein typisches Beispiel eines Flugzeugreifens besitzt folgende Abmessungen:

Durchmesser D = 100 cm
Breite b des Streifens = 1,5 cm größter Wert von Δ = 0,75 cm.

Ein in diesem Reifen verwendeter Kordfaden B muß daher einer

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Längung von —- χ 100 = —*— χ 100 % = 1,5 % unterworfen werden.

D 1OU cm

In Fig. 2 sind die Zugkraft-Längungs-Charakteristika von zwei verschiedenen Korden I und II dargestellt. Bei dem Kord II ist zum Erhalt der gewünschten Längung von 1,5% für einen Kord in der Lage B nur eine Vorspannung von 2,5 kgf erforderlich. Zur Erzielung der gewünschten Längung von 1,5 % in der Position B ist jedoch beim Kord I eine Vorspannung von 70 kgf notwendig.

Daraus folgt, daß der Kord II im Normalbetrieb noch hohe Spannungen aufnehmen kann, da er beim Aufwickeln um die Karkasse nur einem geringen Prozentsatz seiner zulässigen Zugfestigkeit oder einer kleinen Vorstreckung unterworfen ist. Demgegenüber wurde jedoch der Kord I um mehr als 70 % seiner zulässigen Zugfestigkeit beim Aufwickeln des Streifens auf die Karkasse beansprucht. Darüber hinaus ist das Aufwikkeln eines aus Kordfäden I bestehenden Streifens außerordentlich schwierig und erfordert eine hohe Zugkraft zum Aufbringen des Streifens auf die Karkasse, wohingegen das Wickeln des aus Kordfäden II bestehenden Streifens nur eine sehr kleine Zugkraft erfordert.

Zur Vermeidung unerwünscht hoher Vorstreckungen der Kordfäden sollten sie demzufolge eine erhebliche Längung bereits bei geringen Zugspannungen gegenüber ihrer zulässigen Zugfestigkeit aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Streifen soll bei einem Zug von 10 % der zulässigen Zugfestigkeit der Kordfaden eine Längung von mindestens 0,5 %, vorzugsweise zwischen 1 bis 5 % erfahren.

Zur Erleichterung des Wickelvorganges sollten die Kordfäden 1 einer 6 098 13/067 9

Vorspannung oder Vorstreckung von stets weniger als 15 kgf ausgesetzt werden.

Der Streifen 3 selbst soll zwischen 5 und 50 mm breit sein, um ihn auf die Karkasse aufwickeln zu können, wobei die normale Breite zwischen 10 und 25 mm liegt. Zur Erzielung einer ausreichenden Dichte der Verstärkungskorde werden mindestens drei Kordfäden in einen Streifen eingebettet. Der Streifen 3 kann verschiedene Querschnittsformen zur Erleichterung seiner Auflage auf der Karkasse 2 aufweisen, von denen einige in den Fig. 4a, b und c dargestellt sind.

Bei der Herstellung eines neuen Luftreifens oder bei der Erneuerung eines alten wird der Streifen 3 auf die Karkasse 2 unter einem kleinen Zenitwinkel cC zur Reifenmittelebene aufgewickelt (Fig. 3). Bei diesem Vorgang soll die Spannung im Streifen 3 und der Bogenradius der Karkasse so ausgelegt und aufeinander abgestimmt sein, daß die Korde nie über 20 %, vorzugsweise weniger als 10 % ihrer Bruchfestigkeit gestreckt werden. Benachbarte Umschlingungen des Streifens können sich - wie in Fig. 4d gezeigt - überlappen.

Nach dem Aufwickeln des Streifens 3 auf die Reifenkar kasse 2 wird eine weitere Gummilage 4 auf die vom Streifen gebildete Bewehrungslage aufgebracht, die nach dem herkömmlichen Vulkanisieren den Laufstreifen bildet. In Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen Luftreifen mit den eingebrachten Streifen 3 und dem Gummilaufstreifen 4 in strichpunktierten Linien dargestellt. Der Streifen kann auf die Karkasse zur Ausbildung einer einzigen Bewehrungslage aufgewickelt werden, wobei jedoch auch mehr als eine Lage oder auch eine Bewehrungslage, eine Gummilage und eine wei-

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ORIGINAL INSPECTED

tere Bewehrungslage, möglich sind. Bei der Anordnung mit mehr als einer Bewehrungslage schließen die einzelnen Lagen entgegengesetzte Winkel zur Reifenmittelebene ein, d.h. der Zenitwinkel cC der ersten Lage ist dem "Winkel cC der zweiten Lage entgegengesetzt.

Der erfindungsgemäße Streifen ist für eine Anzahl von Reifenkonstruktionen geeignet, und obwohl seine Verwendung speziell mit Bezug auf die Ausbildung einer Reifenbewehrung beschrieben worden ist, könnte er auch mit Vorteil auf anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, z.B. zur Ausbildung von Schläuchen um einen Dorn.

Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Korde vollständig im Streifen eingebettet sind, ist es auch möglich, sie nur teilweise einzubetten oder auf dem Streifen anzuordnen.

Geeignete Korde oder Fäden von hoher Längung zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Streifen sind in der GB-Patentanmeldung 1266 383 beschrieben.

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Claims

Ans prüche

y Streifen zur Ausbildung einer Bewehrungslage eines Luftreifens durch Aufwickeln auf eine Karkasse, bestehend aus einem elastischen Material und einer Vielzahl längs-durchlaufender Verstärkungselemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver star kungs elemente (l) bei einem Zug von 10 % ihrer zulässigen Zugfestigkeit eine Längung von 0,5 % oder mehr aufweisen.
2. Streifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (1) in einem elastischen Material (5) eingebettet sind.
3. Streifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längung der Verstärkungselemente bei einem Zug von 10 % ihrer zulässigen Zugfestigkeit im Bereich von 1 bis 5 % liegt.
4. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Breite von 5 bis 50 mm.
5. Streifen nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Breite von 10 bis 25 mm.
6. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens drei Verstärkungselemente (l).

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7. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (l) aus Stahldrähten bestehen.
8. Streifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verstärkungselement aus einem Kordfaden aus verwundenen Stahldraht-Strähnen besteht.
9. Verfahren zur Herstellung einer Bewehrungseinlage in einem Luftreifen, unter Verwendung eines Streifens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (3) unter einem kleinen Zenitwinkel (c£ ) zur Mittelebene des Reifens in mehreren Umschlingungen auf die Karkasse aufgewickelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente des Streifens beim Aufwickeln auf weniger als 20 % der zulässigen Zugfestigkeit gezogen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsglieder des Streifens beim Aufwickeln auf weniger als 10 % ihrer zulässigen Zugfestigkeit gezogen werden.
12. Fahrzeug-Luftreifen, gekennzeichnet durch eine nach einem der Ansprüche 9 bis 11 hergestellte Bewehrung.

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