DE2619942A1

DE2619942A1 - Filamentous reinforcement for vehicle tyres of casting plastics - comprises supported, circumferential filaments wound with cross-curvature radius four times as great as the radius of the tyre

Info

Publication number: DE2619942A1
Application number: DE19762619942
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Phys Anders; Rainer Draeger
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1976-05-06
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2619942C2

Abstract

Reinforcing belt insert for vehicle tyres made of castable, resiliently setting plastics, comprises circumferentially arranged filaments supported upon holding bars. The filamentous strands are cylindrically wound, the transverse-curvature radius of the winding being greater than four times the radius of the tyre. The belt inser is permeable to the plastics whilst in flowable stable. It has inherent rigidity and aheres adequately to the plastics once the latter has set. The holding bars are in form of "bridges" extending across the belt and surrounding the filaments. They may be made of steel wire whilst the plastics may be a polyurethane. Both excessive elastic (ie recoverable) and permanent deformation (ie due to cold flow of the plastics) of the tyre are minimized.

Description

Gürteleinlage für Gießreifen ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ + Die Erfindung bezieht sich auf eine Gürteleinlage für Kfz-Luftreifen aus gießfähigen, zu elastischem Kunststoff aushärtenden Material. Belt insert for cast iron ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ + The invention relates to a belt insert for pneumatic motor vehicle tires made of castable, to elastic plastic hardening material.

Die Herstellung von Reifen im Schleuder- oder Spritzgußverfahren ist mehrfach beschrieben. Da das Reifenmaterial verschiedenen Anforderungen, wie Dimensionsstabilität unter Last, Rutschfestigkeit genügen muss, ist auch ein mehrschichtiger Aufbau bekamt. Die Lauffläche ist hierbei den Erfordernissen der Straßenoberfläche angepaßt. Eine Gürtelschicht, die ebenfalls aus gießfähigem, zu elastischem Kunststoff aushärtenden Material mit hohem E-Modul besteht, trägt die Umfangskräfte, während die Karkasse von einem dritten Material gebildet wird.The manufacture of tires by centrifugal or injection molding is described several times. As the tire material has different requirements, such as dimensional stability A multi-layer structure is also available under load and slip resistance must be sufficient. The tread is here adapted to the requirements of the road surface. One Belt layer, which is also made of pourable, elastic plastic that hardens Material with a high modulus of elasticity carries the circumferential forces, while the carcass is formed by a third material.

Ein so konstruierter Reifen hat jedoch Nachteile. Da der E-Modul des Gießmaterials für den Gürtel aus technischen Gründen unter Beibehaltung der guten dynamischen Eigenschaften nur bis zu einem Maximalwert gesteigert werden kann, kommt es unter Luftdruck zu einer nennenswerten Dehnung im Gürtelbereich, die infolge der Reifengeometrie mit einer mehr oder minder starken Querkrümmung oder Aufwölbung gekoppelt ist. Dieser elastischen Verformung überlagert sich noch eine bleibende*Verformung, die vom Fließen des Kunststoffs herrührt0 Dieses Wachstum eines Reifens ist unerwünscht0 Hinzukommt, dass ein derartig quergekrümmter Gürtel beim Durchlaufen der planen Aufstandsfläche stark zwangsverformt wird, was zur schnellen Zerstörung führt.However, a tire constructed in this way has disadvantages. Since the modulus of elasticity of the Casting material for the belt for technical reasons while maintaining the good dynamic properties can only be increased up to a maximum value comes there is a significant stretch in the belt area under air pressure, which as a result the tire geometry with a more or less pronounced transverse curvature or bulge is coupled. This elastic deformation is also superimposed by a permanent * deformation, caused by the flow of plastic0 This growth of a tire is undesirable0 In addition, such a transversely curved belt when going through the planes Contact area is strongly deformed, which leads to rapid destruction.

Versucht man, diesen Nachteil durch Erhöhung der Gürteldicke abzuhelfen, so entsteht ein steifer, unkomfortabler Reifen.If you try to remedy this disadvantage by increasing the belt thickness, this creates a stiff, uncomfortable tire.

Abhilfe kann hier nur eine Gürtelkonstruktion bieten, die die Umfangskräfte unter geringer Verfornung (hoher E-Modul) aufnimmt, in Querrichtung aber flexibel ist. Eine solche Konstruktion stellt der Zirkulargürtel dar, bei dem im Prinzip fadenförmige Festigkeitsträger mit hohem E-Modul im Gürtelbereich in Umfangsrxichtung angeordnet sind0 Solche Zirkulargürtel sind im Bereich der Gummireifen bekannt, doch auch auf dem Gebiet der Kunststoffreifen sind einige Veröffentlichungen vorhandene So ist z.B. ein Gürtel bekannt, derdurch Aufwickeln eines Festigkeitsträgers auf Uistanzstege und anschliessendem Transfer auf den Reifenformkern hergestellt wird, wobei die Distanzstege sich am Kern abstützen.The only remedy here can be a belt construction that reduces the circumferential forces under low deformation (high modulus of elasticity) picks up, in the transverse direction but is flexible. One such construction is the circular belt, in which In principle, thread-like reinforcements with a high modulus of elasticity in the belt area in Circumferential directions are arranged0 Such circular belts are in the area of rubber tires known, but there are also some publications in the field of plastic tires For example, there is known a belt which is produced by winding a reinforcement produced on Uistanzstege and subsequent transfer to the tire mold core the spacer bars are supported on the core.

Dieser Gürtel hat jedoch abgesehen von der komplizierten Handhabung den Nachteil, dass die zur Fixierung notwendigen Stege zu Sollbruchstellen unterhalb des Gürtels in der Karkasse führen, da hier beim Durchlaufen der Aufstandsfläche beachtliche Verformungen auftreten und die Haltbarkeit allein vonder Haftung zwischen Steg- und Karkaßmaterial abhängt.However, this belt has apart from the complicated handling the disadvantage that the webs necessary for fixing to predetermined breaking points below of the belt in the carcass, as here when passing through the contact patch considerable deformations occur and the durability solely depends on the adhesion between Web and carcass material depends.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kunststoffreifen eine Gürteleinlage zu schaffen, die zu einem komfortablen, gebrauchstüchtigen und haltbaren Reifen führt.The object of the invention is to provide a belt insert for a plastic tire to create a comfortable, usable and durable tire leads.

Der Gürtel soll für sich problemlos zu fertigen und zu handhaben sein.The belt should be easy to manufacture and handle on its own.

Zur Lösung dieser ufgabe wird vorgeschlagen, eine Fadenschar annähernd zylinderförmig mit einem Querkrümmungsradius von mindestens vierfachem Reifenedius durch Wickeln anzuordnen. Die Windungen werden durch einige quer verlaufende die Fäden umschließende Stege fixiert0 Ihre Zahl und der Abstand der Fadenwindungen ist so bemessen, dass der Gesamtgürtel gut durchlässig ist für den gießfähigen Kunststoff im FließzustandO Das Fadenmaterial soll, gegebenenfalls durch zusätzliche Präparation, eine ausreichende Eigensteifigkeit besitzen, so dass die Fixierung und Positionierung dieser vorgefertigten, handlichen Gürteleinheit in der Form an nur wenigen Punkten geschehen kann. Ferner soll das Fadenmaterial, gegebenenfalls durch zusätzliche Präparation, eine ausreichende Haftung zum ausgehärteten Reifenkunststoff besitzen. Die ausreichende Eigensteifigkeit ist bei Stahlkord von vornherein gegeben, während sie bei aliphatischen und aromatischen Polyamiden o.ä. Kunstfasern durch eine Zusatzbehandlung erreicht werden muss.To solve this task, it is proposed to approximate a group of threads cylindrical with a transverse curvature radius of at least four times the tire diameter to be arranged by winding. The turns are made by some transverse die The webs surrounding the thread fixes their number and the distance between the thread turns is dimensioned so that the entire belt is well permeable for the castable plastic in the flow state O The thread material should, if necessary by additional preparation, have sufficient inherent rigidity, so that the fixation and positioning this prefabricated, handy belt unit in the form of an only few Points can happen. Furthermore, the thread material, if necessary by additional Preparation, have sufficient adhesion to the hardened tire plastic. The sufficient rigidity is given from the outset with steel cord, while in the case of aliphatic and aromatic polyamides or similar synthetic fibers through an additional treatment must be achieved.

Besonders vorteilhaft ist es, diese Präparationen zur Erzielung einer guten Haftfestigkeit zu kombinieren0 Die Vorteile eines solchen Gürtelaufbaus liegen in der lagermäßigen Verfertigungsmöglichkeit, gegebenenfalls sogar in endloser Breite, in der wegen der Eigensteifigkeit und Querstegverbindungen grossen Handlichkeit, leichter Einbaumöglichkeit in die Reifenform und in deu grossen Einstellbereich der Gürteleigenschaften, der sich aus Fadenmaterial-, Fadenkonstruktions-, Windungsabstandswahl u.a. mehr ergibt und der es in jedem Fall gestattet, einen haltbaren, komfortablen und gebrauchstüchtigen Reifen herzustellen0 Besonders einfach und kostensparend lassen sich die Zirkulargürtel fertigen, wenn die die Fäden umschließenden Verbindungsstege aus Kunststoff gefertigt werden. In diesem Fdll ist es möglich, diese Stege mit den bekannten Verfahren der Kunststofftechnik, z.Bo Spritzguß, herzustellen. Vorzugsweise sollte der Kunststoff zurbesseren Anpassung ähnlich dem Reifenmaterial sein, obwohl bei der beschriebenen Gürtelkonstruktion die Stege praktisch in der neutralen Faser liegen und dadurch sowohl in der Eigenfestigkeit als auch in der Haftfestigkeit zum umgebenden Kunststoffmaterial wenig beansprucht werden.It is particularly advantageous to use these preparations to achieve a combine good adhesive strength0 The advantages of such a belt structure are in the stock manufacturing option, possibly even in endless width, in the great handiness due to the inherent rigidity and crossbar connections, easy installation in the tire shape and in the large adjustment range the belt properties, which result from the choice of thread material, thread construction, and the distance between the windings among other things results in more and which in any case allows a durable, comfortable and to produce usable tires0 Particularly easy and cost-saving the circular belts can be manufactured if the connecting webs surrounding the threads made of plastic. In this case it is possible to use these webs the known processes of plastics technology, e.g. injection molding. Preferably the plastic should be similar to the tire material for better fit, though in the belt construction described, the webs are practically in the neutral fiber and thereby both inherent strength and adhesive strength to the surrounding plastic material are little stressed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur fritionierung und Fixierung des Gürtels in der Reifenschleuderform vorgesehen, die Stege länger als die Gürtelbreite herzustellen und/oder mit besonderen Ansätzen oder Verdickungen auszustatten. Diesel Verlängerungen oder Ansätze fassen in entsprechende Gegenstücke in der Schleuderform (zoB. Bohrungen oder umlaufende Nuten) und zentrieren den Gürtel und positionieren ihn in axialer Richtung.According to a further embodiment of the invention is for freezing and fixation of the belt in the tire centrifugal mold provided, the webs longer than the belt width and / or with special approaches or thickenings equip. Diesel extensions or approaches summarize in appropriate Counterparts in the centrifugal form (e.g. holes or circumferential grooves) and center the belt and position it in the axial direction.

Obwohl, wie bereits beschrieben, die Stege kaum belastet werden, kann es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil sein, die Kontur dieser Stege zur Verminderung von Kerbwirkung abgerundet zu gestalten. Davon sollten im Interesse einer genauen Fixierung die hierfür vorgesehenen Ausbildungen ausgenommen sein0 Mit einem sehr einfachen Mittel lässt'sich praktisch ohne weitere Nebenkosten ein Reifenverschleißindikator einbauen. Hierzu werden die Stege aus einem zum Reifenlaufflächenkunststoff farblich kontrastierenden Kunststoff gefertigt und mit Ausbildungen versehen, die bis in die minimal notwendige Laufflächendicke in den Laufflächenkunststoff hineinragen. Bei Laufflächenverschleiß werden diese Ausbildungen dann als Farbmarkierung sichtbar, wenn die geringstzulässige Profiltiefe erreicht ist.Although, as already described, the bars are hardly loaded it may be advantageous according to a further embodiment of the invention, the contour to make these webs rounded to reduce the notch effect. Of which should in the interests of precise fixation, the training provided for this is excluded sein0 With a very simple means it can be done with practically no additional costs install a tire wear indicator. For this purpose, the webs are made of a tire tread plastic Color-contrasting plastic manufactured and provided with training that protrude into the tread plastic up to the minimum necessary tread thickness. If the running surface is worn, these formations are then visible as color markings, when the lowest permissible profile depth has been reached.

Besonders einfach 9 om Aaschinenaufwand und der Herstellung endlos breiter Gürtel her, den Windungsabstand der Fäden über die Breite konstant zu haltens Gelegentlich kann es aber zur Erzielung bestimmter Reifeneigenschaften von Nutzen sein1 den Windungsabstand über die Gürtelbreite zu verändern, z.B. den Abstand symmetrisch zu den Gürtelkanten zu vergrößern, um einen weicheren Übergang zur Reifenschulter und -flanke zu erreichen.Particularly easy 9 om machine effort and endless production wide belt to keep the winding spacing of the threads constant across the width Occasionally, however, it can be used to achieve certain tire properties be1 to change the winding spacing across the belt width, e.g. the spacing symmetrically to enlarge the belt edges for a smoother transition to the tire shoulder and flank.

Zur schnelleren Herstellung der erfindungsgemäßen Zirkulargürtel kann es von Nutzen sein, die Windungen nicht nur eingängig, sondern auch mehrgängig zu wickeln. Nachteilig sind allerdings der höhere Steiungswinkel und die grössere Zahl der inden, Die kindungsenden werden im einfachsten Fall z.B. mit Hilfe eines Quersteges befestigt. Sollen höhere Kräfte aufgenommen werden, so kann nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Befestigung dieser Lenden auch durch z.B. Loten, Klemmen, Kunststoffummantelung an der Nachbarwindung erfolgen0 Im Normalfall werden die Windungen des Gürtels gleichsinnig gewickelt, woraus sich eine grosse Einfachheit beim Wickelvorgang ergibt.For faster production of the circular belt according to the invention can it can be useful to make the turns not only catchy, but also multi-thread wrap. However, the higher helix angle and the larger number are disadvantageous In the simplest case, the children end, e.g. with the help of a crossbar attached. If higher forces are to be absorbed, another Design of the inventive concept, the attachment of these loins as well by e.g. soldering, clamping, plastic sheathing on the neighboring winding is carried out 0 Normally the turns of the belt are wound in the same direction, resulting in a large one Simplicity in the wrapping process results.

Um symmetrische Reifeneigenschaften zu erreichen, ist es jedoch auch möglich, die Windungen spiegelsymmetrisch zur Gürtelmitte also je zur Hälfte gegensinnig zu wikkeln.However, in order to achieve symmetrical tire properties, it is also possible, the turns mirror-symmetrically to the middle of the belt so half in opposite directions to wrap.

Der annähernd gleiche Effekt ist erreichbar mit einer mehrlagigen Windungsanordnung, bei der der Windungssinn von Lage zu Lage wechselt, Dicse Konstruktion hätte den Vorteil, dass die Zahl der freien Enden gegenüber der einfachsten Ausführung nichtgrösser zu sein braucht0 Die beschriebene Mehrlagigkeit kann auch auf Teilbereichen der Gürtelbreite verwirklicht werden.Almost the same effect can be achieved with a multilayer Winding arrangement in which the winding sense changes from layer to layer, Dicse construction would have the advantage that the number of free ends compared to the simplest design does not need to be larger0 The multiple layers described can also be applied to partial areas the belt width can be realized.

Die Erfindung wird anhand von zwei Abbildungen erläutert. Abbo 1 stellt eine Gesamtansicht des für sich gefertigten Zirkulargürtels vor dem Einbau in die Reifenschleuderform dar. Die Windungen 1 sind zylinderförmig mit gleichem Abstand gewickelt. Die Fadenenden sind an den Stellen 2 und 3 mit der Nachbarwindung mittels Klemmhülsen befestigt. Die Windungen sind mit den Stegen 4 umschliessend miteinander verbunden. Die überstehenden Enden 5 der Stege dienen zur Positionierung in den entsprechenden Ausbildungen der Reifenschleuderform.The invention is explained with the aid of two figures. Abbo 1 represents a general view of the circular belt manufactured for itself before installation in the Tire form. The windings 1 are cylindrical with the same distance wrapped. The thread ends are at points 2 and 3 with the neighboring turn by means Clamping sleeves attached. The turns are with the webs 4 enclosing one another tied together. The protruding ends 5 of the webs are used for positioning in the corresponding training of the tire centrifuge shape.

Abb. 2 zeigt mit derselben Detailnummerierung einen Querschnitt durch einen Reifen, der den erfindungsgemäßen Gürtel enthält. Der Zeichnungsschnitt ist durch einen Steg 4 mit den Stegverlängerungen 5 gelegte Eine umlaufende Nut in der Reifenform, in der die Stegverlängerungen 5 ruhen, führt zu einer kleinen ringförmigen Erhebung 6 am Reifen. Die Verschleißindikatoren sind als Nippel 7 ebenfalls dargestellt. Sie sind teilweise in dem Karkaßkunststoff 9 eingebettet.Fig. 2 shows a cross-section through with the same detailed numbering a tire incorporating the belt of the present invention. The drawing section is A circumferential groove in the laid by a web 4 with the web extensions 5 The tire shape in which the web extensions 5 rest results in a small annular shape Elevation 6 on the tire. The wear indicators are also shown as nipples 7. They are partially embedded in the carcass plastic 9.

In zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher erläutert werden: Ausführungsbeispiel 1 Die Fadenwindungen bestehen aus Stahlkord 3x0,20+6x0,38 und sind zylinderförmig auf eine klappbare Trommel mit 3,5 mm Windungsabstand gewickelt. Der windungsabstand ist durch kammartige Gebilde vorgegeben. Die Gesamtbreite des Gürtels beträgt bei der gewahlten Reifengrösse von 105/8 63 mm, entsprechend ca. 18 Windungen. Die Windungsenden sind durch Weichlöten an der Nachbarwindung fixiert, Die Windungen sind untereinander durch Kevlarschußfäden verbunden und mit Hilfe von polyurethan-freund lichem Haftzement umhüllend verklebt, Die Positionierung des Gürtels erfolgt durch Ausbildungen in der Reifenform.The invention is to be explained in more detail in two exemplary embodiments Example 1 The thread turns consist of steel cord 3x0.20 + 6x0.38 and are wound in a cylindrical shape on a foldable drum with a spacing of 3.5 mm between the windings. The distance between the turns is given by a comb-like structure. The total width of the Belt is 63 mm for the selected tire size of 105/8, corresponding to approx. 18 turns. The ends of the turns are fixed to the neighboring turn by soft soldering, The turns are connected to each other by Kevlar weft threads and with help Adhesive bonded with polyurethane-friendly adhesive cement, the positioning of the belt is made by training in the shape of a tire.

Das Reifenmaterial ist Polyesterurethan (Lauffläche ca.The tire material is polyester urethane (tread approx.

72 Shore A, Karkasse ca. 90 Shore A).72 Shore A, carcass approx. 90 Shore A).

Die Laufleistung des Reifens auf dem Dauerlaufprüfstand übertraf die eines vergleichbaren konventionellen Diagonalgummireifens li.oo-8. Das Wachstum lag im Umfang bei 0%, in der Seite bei 5%. Die Federkennlinie entsprach der des GummireifensO Ausführungsbeispiel 2 Es wird für dieselbe Reifengröße ein ähnlicher Gürtel hergestellt; jedoch wird als Fadenmaterial Stahlkord 4 x 0,25 verwendete Die Fixierung der Windungen erfolgte mitthermoplastischem Polyurethans das mit einer beheizten Zange in Form eines Stabes um die Fäden herumgeschmolzen wird. Dabei wird gleichzeitig die Stegverlängerung ausgebildet, die die Positionierung in der Reifenform übernimmt0 Die Endenfixierung erfolgt wiederum durch Lötens Der sonst ähnlich aufgebaute Reifen zeigt ähnliche Prüfstandsergebnisse. Das Wachstum lag in Umfangsrichtung bei 0,5 %,in der Breite bei 5 % L e e r s e i t eThe mileage of the tire on the endurance test bench exceeded that of a comparable conventional diagonal rubber tire left oo-8. The growth was 0% in scope and 5% on the side. The spring characteristic corresponded to that of the Rubber Tire Embodiment 2 It becomes similar for the same size tire Belt manufactured; however, steel cord 4 x 0.25 is used as the thread material The fixation of the windings was done with a thermoplastic polyurethane heated tongs in the form of a rod around the threads is melted. It will at the same time formed the web extension, which the positioning in the tire shape takes over 0 The ends are fixed again by soldering the otherwise similar structure Tire shows similar bench results. The growth was circumferential at 0.5%, in width at 5% L e r s e i t e

Claims

Claims 1.)) a belt insert for vehicle tires made of pourable, too elastic plastic hardening material, consisting of in the circumferential direction arranged on retaining strips supported threads, characterized in that the Flock of threads approximately cylindrical, with a transverse radius of curvature greater than that fourfold tire radius is wound, permeable to the plastic in the flow state is, has a stable inherent rigidity, the thread material is sufficient Has adhesion to the hardened plastic and the holding parts as across the Belts that run around the belt and enclose the threads are formed0 2.) Belt insert according to claim 1, characterized in that the webs made of pourable or a other plastic, 30) belt insert according to claims 1 and 2, thereby characterized in that the webs protrude beyond the belt width and / or thickenings wear.

4.) Belt insert according to claims 1 - 3, characterized in that that the webs are rounded0 5.) Belt insert according to claims 1 - 4, thereby characterized in that the child's distance between the threads is constant.

6.) Belt insert according to claims 1-5, characterized in that that the turns of the threads are single or multiple threads0 7.) Belt insert according to claims 1-6, characterized in that the winding ends on the Neighboring winding sind0 8.) Belt insert according to claims 1 - 7, thereby marked that the turns are wound in the same direction, 9.) Belt insert according to Claims 1 - 7, characterized in that the windings are wound mirror-symmetrically in opposite directions to the middle of the belt o 10.) Belt insert according to claims 1-7, characterized in that the turns are multilayered are wound in opposite directions0