NL8005088A - Radiale luchtband. - Google Patents

Description

* 5 -* Ν.Ο. 29*438 -1-

Hadiale luchtband.

De uitvinding heeft betrekking op een radiale luchtband en meer in het bijzonder op een radiale luchtband voor personenwagens, met een verbeterde duurzaamheid, weerstand tegen onregelmatige slijtage en rijgevoel door toepassing van stalen koorden met nieuwe twistcon-5 structie als bandversterking.

3ij radiale staalbanden, in het bijzonder radiale staalluchtban-den voor personenwagens zijn in ruime mate stalen koorden met een zogenaamde 1x4 of 1x5 constructie, waarbij elk koord is samengesteld uit 4-5 elementairdraden, gebruikt als bandversterking voor derge-10 lijke banden.

Bij radiale staalbanden van dit type treedt een scheidilgsver- schijnsel op in het einddeel van de band. Om een dergelijk scheidings- / verschijnsel te verbeteren zijn rubbers gebruikt met hoge elasticiteit en uitmuntende weerstand tegen barstvorming als bandbekledings-15 rubber. Aan de andere kant heeft de rijsnelheid van het voertuig de neiging geleidelijk te worden verhoogd in overeenstemming met de voltooiing van gebaande wegen, de verbetering van transportrendement dat daarmede gepaard gaat en dergelijke. Als gevolg hiervan heeft de eis van afvlakking van de band en de verbetering van de duurzaamheid bij 20 hoge snelheid de neiging geleidelijk toe te nemen en het is vereist de elasticiteit van het bekledingsrubber van de band verder te verhogen.

Als echter de elasticiteit van het bekledingsrubber van de band hoger wordt gemaakt wordt het scheidingsverschijnsel van het bandeind-25 deel beslist verbeterd maar de band wordt nadelig onderworpen aan dynamische buigcompressiebeweging gedurende het gebruik van de band, waardoor de staalkoorden in de band de neiging hebben knikvermoeiing te ontwikkelen. Dit. resulteert in het breken van het staalkoord vóór het volledig slijten van het loopvlakrubber. In het bijzonder neemt 30 deze neiging toe in het geval van afvlakken van de band zodat een ernstig probleem wordt gevormd voor de duurzaamheid van de band.

Als gebruikelijke radiale staalbanden worden vergeleken met de gebruikelijke radiale textielbanden is de stijfheid van de band hoog en is de transversale stabiliteit uitmuntend, maar het rijgevoel is 35 slecht en de commerciële waarde neemt af als gevolg van het onregelmatige slijtageverschijnsel veroorzaakt door het afvlakken van de band en de blokpatroonvorming van het bandlocpvlak. Verder bezit het staalkoord gebruikt voor de band bij gebruikelijke radiale staalban- 8005088 -2- den een holte in zijn centrale deel, zodat als een uitwendige beschadiging zich uitstrekt vanaf het buitenoppervlak van het loopvlak naar de band verspreid water penetreert in de band in langsrichting van het staalkoord en veroorzaakt en verspreidt roestvorming. Als gevolg 5 hiervan wordt de hechting van het staalkoord op de rubber verlaagd in het deel waar roest wordt gevormd zodat het scheidingsverschijnsel wordt veroorzaakt.

Onder de bovengenoemde omstandigheden zijn vele proeven gedaan om radiale luchtbanden omvattende een band van nieuwe constructie te 10 verschaffen, waarbij bovengenoemde nadelen van de gebruikelijke ra-diaalbanden worden vermeden en gebleken is dat bovengenoemde nadelen kunnen worden opgeheven door gebruik te maken van een band samengesteld uit ten minste één staalkoordlaag bestaande uit staalkoorden met een speciale opengetwiste constructie ingebed in een bepaald be-15 kledingsrubber,

Volgens de uitvinding wordt een radiale luchtband verschaft omvattende een karkas van radiale struktuur en een band daarop geplaatst over een buitenomtrek van een kroondeel van genoemd karkas en samengesteld uit een gerubberde staalkoordlaag, met het kenmerk, 20 dat genoemde band is samengesteld uit ten minste één opengetwiste staalkoordlaag gevormd door het inbedden van opengetwiste staalkoorden, waarbij elk koord is samengesteld uit k tot 5 stalen elementair-draden en een verlenging bezit van 0,2 - 0,7% onder een belasting van 5 kg/koord en een twiststeek van 8 - 16 mm, in een bekledings- 2 25 rubber met een 100-procents modulus van 30 - 70 kg/cm .

Aan de hand van een tekening zal de uitvinding hierna nader worden beschreven.

ïig. 1a toont een zijaanzicht van een staalkoord toegepast bij een gebruikelijke band.

30 Fig. 1b toont op grote schaal staalelementairdraden die het staalkoord volgens fig. 1a vormen.

Fig. 2a toont een zijaanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van het opengetwiste staalkoord volgens de uitvinding.

Fig, 2b toont op grote schaal de staalfilamenten die het staal-35 koord volgens fig. 2a vormen.

Als weergegeven in fig. 1 bezit het gebruikelijke staalkoord een dichtgetwiste constructie waarbij alle staalelementairdraadjes dicht tegen elkaar met elkaar zijn getwist in langsrichting van het koord. In tegenstelling hiermede wordt onder de uitdrukking "open-kO getwist staalkoord”, gebruikt in deze beschrijving, verstaan een 8005088 #·-· Jt -3- opengetwiste constructie waarbij alle staalelementairdraadjes zijn getwist zonder dat zij tegen elkaar aanliggen, welke constructie in hoofdzaak periodiek in lengterichting van het koord optreedt, van welk koord een voorbeeld is weergegeven in fig. 2.

5 Uit de fig. 1a en 1b blijkt dat alle elementairdraadjes dicht tegen elkaar liggen in elke dwarsdoorsnede van het gebruikelijke staalkoord. Aan de andere kant blijkt uit de fig. 2a en 2b dat het opengetwiste staalkoord volgens de uitvinding een twistconstructie bezit, waarbij alle staalelementairdraadjes afwisselend of periodiek 10 in lengterichting van het koord niet dicht tegen elkaar liggen. Verder blijkt uit fig. 2b dat een deel bestaat waarin een aantal eleraen-tairdraadjes dicht tegen elkaar liggen en de resterende elementair-draadjes niet dicht tegen elkaar liggen in het staalkoord in lengterichting daarvan, wat de voorkeur heeft voor het penetreren van be-15 kledingsrubber in de binnenzijde van het staalkoord.

Als boven aangegeven is de band die moet worden gebruikt bij de luchtband volgens de uitvinding samengesteld uit ten minste één opengetwiste staalkoordlaag, gevormd door het inbedden van de opengetwiste staalkoorden in een bekledingsrubber met een 100-procents modulus o 20 van 30 - 70 kg/cm . In dit geval is elk opengetwist staalkoord samengesteld uit k - 5 stalen elementairdraadjes en bezit een verlenging van 0,2 - 0,7% onder een belasting van 5*0 kg/koord en een twiststeek van δ - 16 mm.

De reden waarom de verlenging onder een belasting van 5 kg/koord 25 is beperkt tot 0,2 - 0,7% is gebaseerd op het feit dat als de verlenging kleiner is dan 0,2% er geen groot verschil aanwezig is met het gebruikelijke staalkoord en het doel van de uitvinding kan niet worden bereikt, terwijl als de verlenging groter is dan 0,7% de twist de neiging heeft onordelijk te worden op het gesneden eindpunt van 30 het staalkoord en daardoor worden moeilijkheden bij het vervaardigen van banden veroorzaakt.

Bij het opengetwiste staalkoord volgens de uitvinding is het noodzakelijk de twiststeek van het koord te beperken tot 8 - 16 mm enwel om de volgende redenen. Als de twiststeek kleiner is dan δ mm 35 vermindert de produktie van het koord zeer belangrijk en de commerciële waarde ervan is zeer slecht, terwijl als de twiststeek 16 mm overschrijdt, de weerstand tegen breuk van het koord belangrijk wordt verminderd als gevolg van de knikvermoeiing van het koord.

Bij het bekledingsrubber dat de opengetwiste stalen koorden in-kO bedt, moet de 100-procents modulus noodzakelijkerwijze in het gebied 8005088 -4- p van 30 - 70 kg/cm“ liggen, bij voorkeur in het gebied van 35 - 55 kg/cm . Als de 100-procents modulus kleiner is dan 30 kg/cm wordt de spanning veroorzaakt in het einddeel van het koord groter en de weerstand tegen bandeindscheiding (barstvorming van het bandbekledings-5 rubber vanaf het koordeinde van de band) wordt kleiner. Als de 100-procents modulus hoger is dan 70 kg/cm^ heeft de duurzaamheid van de band de neiging te verlagen of kan breuk van het koord optreden terwijl tegelijkertijd de bewerkbaarheid belangrijk afneemt.

Het staalelementairdraadje dat het opengetwiste staalkoord vol-10 gens de uitvinding vormt heeft bij voorkeur een diameter van 0,12 -0,½ mm. Als de diameter kleiner is dan 0,12 mm is de sterkte van het elementairdraadje betrekkelijk slecht, terwijl als de diameter groter wordt dan 0,4 mm de weerstand tegen vermoeiing van het elementairdraadje afneemt in een mate die ongeschikt is voor praktische toepas-15 singen.

Bovendien kan om de hechting van het staalelementairdraadje op rubber te verbeteren het oppervlak van het elementairdraadje worden bekleed met een metaal zoals Cu, Sn, Zn en dergelijke of een legering daarvan bevattende Ni, Co of dergelijke.

20 Als voorbeeld kan een opengetwist staalkoord dat moet worden toegepast bij de uitvinding worden vervaardigd door het samentwisten van een bepaald aantal tevoren bewerkte staalelementairdraadjes zonder dat zij op elkaar aansluiten.

Bij de radiaalluchtband volgens de uitvinding kan de weerstand 25 tegen bandeindseparatie, de duurzaamheid tegen koordbreuk, de onregelmatige slijtageweerstand en het rijgevoel, wat de zwakke punten zijn van de gebruikelijke radiale staalband, tegelijkertijd worden verbeterd door als band ten minste een opengetwiste staalkoordlaag te gebruiken gevormd door het inbedden van staalkoorden met de nieuwe 30 opengetwiste constructie, waarbij elk koord is samengesteld uit -5 staalelementairdraadjes en een bepaalde verlenging en twiststeek heeft in een bekledingsrubber met een bepaalde modulus. Bovendien - dringt het bekledingsrubber goed in de binnenzijde van het opengetwiste staalkoord in lengterichting en in dwarsrichting daarvan, zo-35 dat de verspreiding van roest wordt onderdrukt vergeleken met het geval waarbij staalkoord van de gebruikelijke twistconstructie wordt toegepast. Daarom is de toepassing van opengetwist staalkoord volgens de uitvinding zeer effektief voor het voorkomen van scheidingsver-schijnselen als gevolg van de reduktie van de hechting tussen het 40 staalkoord en het rubber optredend door de corrosie, 8005088 -5-

In de volgende voorbeelden wordt de uitvinding nader beschreven. Voorbeeld I.

Voor een radiaalband voor een personenwagen met een bandafme-ting van 185/70 HE14 en voorzien van een gerubberde meerlaagslaag 5 uit polyester vezelkoorden als karkas werden verschillende proefban-den vervaardigd onder gebruikmaking van twee opengetwiste staalkoord-lagen, waarbij elk ervan is gevormd door het inbedden van staalkoor-den met verschillende opengetwiste constructies uit 5 staalelemen-tairdraden, waarvan elke elementairdraad een diameter heeft van 10 0,25 mm (1x5 constructie) weergegeven in tabel A, in een bekledings-rubber met een 100-procents modulus van 35 kg/cm als band. De weerstand tegen koordbreuk, de weerstand tegen bandeindscheiding, onregelmatige weerstand tegen slijtage, rijgevoel en produceerbaarheid werden geëvalueerd ten opzichte van deze proefbanden voor het ver-15 krijgen van een resultaat als weergegeven in tabel A. Ter vergelijking werden dezelfde eigenschappen als boven beschreven geëvalueerd ten opzichte van een controleband (band nr. 1) omvattende staalkoor-den met de gebruikelijke 1x5 constructie als band.

Bovendien werden de volgende eigenschappen als volgt geëvalu- 20 eerd:

Weerstand tegen bandkoordbreuk.

De proefband werd beproef! op een openbare weg over een afstand

—I

van 40.CC0 km onder inwendige druk van 1,5 kg/'cm^ en verder op een vaste op en neer gaande weg over een afstand van 2C.C00 km onder een 25 inwendige druk van 1,3 kg/cm2. Daarna werd de band geopend om het gebroken aantal bandkoorden te meten. Deze eigenschap werd gedefinieerd door een index op de basis dat de controleband 100 is. Hoe groter de indexwaarde hoe kleiner het breukaantal is en hoe beter de eigenschappen.

30 Weerstand tegen bandeindseparatie.

De proefband werd beproefd op een openbare weg over een afstand van 60.000 km onder een inwendige druk van 1,5 kg/cm2. Daarna werd het einddeel van de band geopend voor het meten van de breuklengte van het rubber dat zich uitstrekt vanaf het koordeinde van de band 35 naar de binnenzijde ervan. Deze eigenschap werd gedefinieerd door een index op de basis dat de controleband 100 bedraagt. Hoe groter de indexwaarde hoe kleiner de breuklengte en hoe beter de eigenschappen. Onregelmatige weerstand tegen slijtage.

De proefband werd beproefd op een openbare weg over een afstand 40 van 40.000 km onder een inwendige druk van 1,5 kg/cm . Daarna werd de 8 ύ 0 δ Ö 8 8 -6- diepte van de resterende loopvlakgroeven gemeten respectievelijk op het binnenste deel en op het schouderdeel (buitenste groef) van het loopvlak waarbij de onregelmatige weerstand tegen slijtage werd gemeten volgens de volgende vergelijking: 5 groefdiepte in het middendeel - groefdikte in het schouderdeel . groefdiepte in het middendeel

Deze eigenschap werd gedefinieerd als een index op de basis dat de controleband 100 bedroeg. Hoe groter de indexwaarde hoe beter de eigenschappen.

10 Bijgevoel.

Een voertuig voorzien van de proefbanden werd geplaatst op een roterende trommel die aan zijn oppervlak is voorzien van trapeziumvormige wiggen en vervolgens werd de rotatiesnelheid van de band verhoogd van 40 km/uur tot 100 km/uur gedurende welke golfvorm van de 15 bandvibratie lopende over de wig onder niet afgeveerde belasting werd gemeten bij elke verhogende stap van 100 km/uur. Vervolgens werd de maximale waarde van de vibratie-amplitude bepaald uit de golfvormen bij elke stap als gemiddelde waarde, waaruit een index van het rijgevoel werd berekend volgens de formule: 20 maximale vibratie- .maximale vibratie-.

£ amplitude van de J j amplitude van de J

. , ... controleband 1 oroefband maex = 100 + 100 x -----------------------------------------—..........................·............. ........... .

maximale vibratie-amplitude van de controleband

Produceerbaarheid.

25 Als produceerbaarheid werden de volgende drie omstandigheden be schouwd: (a) Bewerkbaarheid van het koord bij het vervaardigen van staal-koorden.

(b) Mate van disorde van koordeinde als de gerubberde koorden 50 op een gegeven breedte tijdens de produktie van de banden werden gesneden.

(c) De kneedbaarheid van het bekledingsrubber.

Hierbij is met x het geval aangegeven waarbij moeilijkheden ontstonden bij één van de bovengenoemde omstandigheden, met Δ het geval 35 van het ontstaan van kleine moeilijkheden en met o het geval dat geen moeilijkheden werden veroorzaakt.

(zie tabel A).

Uit tabel A blijkt dat bij de banden 5» 4, 5t 8 en 9 volgens de uitvinding de eigenschappen in belangrijke mate zijn verbeterd en de 40 produceerbaarheid goed is.

80 Ö 5 0 8 p -7-

Voorbeeld II.

Verschillende proefbanden werden vervaardigd onder gebruikmaking van opengetwiste staalkoorden met een verlenging van 0,4$ en een twist-steek van 10 mm bij een 1x5 constructie en variërende 100$ modulus 5 van het bekledingsrubber binnen een gebied van 25 - 70 kg/cm'1 als weergegeven in de volgende tabel B op dezelfde wijze als beschreven in voorbeeld I. Daarna werd dezelfde evaluatie als beschreven in voorbeeld I uitgevoerd met betrekking tot deze banden waarbij het resultaat als weergegeven in tabel B werd verkregen.

10 (zie tabel B).

Uit tabel B blijkt dat bij de banden 12, 13, 14 en 15 volgens de uitvinding de eigenschappen in belangrijke mate zijn verbeterd en de produceerbaarheid goed is.

Voorbeeld III.

15 Dezelfde proefbanden als beschreven in voorbeeld I werden ver vaardigd onder gebruikmaking van staalkoorden met een opengetwiste struktuur uit 4 staaielementairdraden waarbij elke elementairdraad een diameter heeft van 0,25 mm (1x4 constructie) als weergegeven in de volgende tabel Cals een opengetwiste staalkoordlaag en-dezelfde 20 evaluatie als beschreven in voorbeeld I werd uitgevoerd voor het ver-krijgen van een resultaat als weergegeven in tabel C. Ter vergelijking werd een contrcleband (band 16} gebruikt omvattende staalkoorden met de gebruikelijke 1x4 constructie als band.

(zie tabel C).

25 Uit tabel C blijkt dat de eigenschappen zijn verbeterd bij de banden nr. 17 en 18 volgens de uitvinding.

q n fi R Π ft 8 -8- j- co ^ vo o

O * CO UA O r- O X

>r- O NA

-4 fM O 4 ^ os - no in f\jf\jt-oo O r· na r- r* r- t—

-4 00 O Cn. NO

CO ·> CO UA lAAJOOO

O NA <r- r* r- *- <·' ...... "* ""tut -4 CO r IA [n

tN ·· NO UA NO O O O X

O NA r- r* v~ ΓΟΟ CO ON r- NO

NO *· ΓΝ] UA UA r- r- O X

O r- NA r- r- r-

Cn_ T- O r- NO

LT\ · C\J UA UA OJ O < O T- NA t- r- v r-

.4 v- ON OO NA

_4 - C\j UA 4- r- O O 0 O N\ <r- r- r- r- •

<£, OJ r- ON !N NA

NA * OJ IA NA r- O O O

H 0^“NA c- r- r- 0) 42-------------

Ctf E-t m

r- r\J ON O O

(Μ « C\! uA O r- O O O

O r- NA r- c r- τ-

Ο CAI UA O O O O

Γ" r~ NA O O O O O

r- r· Φ 60 cd

-p •o 60 -H

^ £ i—I

(AJ Ή CO

S ü Ό O 3 -ri 0 x-s \ 0 0 60 /-N E 60 Jh Λ ·Η ε λ: λ ο -ρ -w· 'w' 'w' Ό CO cd u τι S -

60 X Sn OCH

c 0 0 O H 0 H 0 42 X 0 60 60 -P 42 Ό Ti 0

CMC C C U

0 +5 U cd cd 3 H 13 42 42 O Ti ft -ri C Ή %0gcd c c c 0 ί* > -P > 000 42

C 60 60 60 C

_—....... . . (0 0 0 0 C

rö 3 «» -P -p +2 Cd c Ό H C 43 (d ft 3 0 Ό Ό Ό H 3

Pd O -P fl Ö Ö 0 0 o o cd cd cd cd o 0 X E -p -P -p -P > u Η H to CO !Q 0 3

cd >RCCCC60-C

cd O to 0 0 0 ·η Ο

-P O 0 0 0 0 H C

10 r* K5ggi-|ft 0005088 -9- j- vD =0 (Τ' ϊΛ ΙΓ\ * Ο Ο ΙΛ ΙΛ Ο Ο < c- Ο r- A- ^^r-r- j- Ο ΙΛ Ο ΙΛ

_4- ► Ο ΙΛ ^f-(\JOOO

ν~ Ο CA τ-τ-Γ-τ- J- Ο Ο οο ΙΑ CA » ο ΙΑ ΙΑ CM c Ο ο r Ο r ΙΛ Γ-ν-τ-ν 4- 4- VO «Ο \0 'CM -Ο Ο ΙΑ Ο Ο Ο Ο Γ-0<-Ά i-r-r-i- * cq ......—--.:-—-- 'φ -4* Α- τ~ A- Α-

- O -S\ 1AOO OO

St-Ot-CM r-r-i-T-

ËH

Φ

bO

-rV

-P

•o

tsO *H

CM C rH

S ·Η Ώ O 44 T3 \ 2 Ή Φ

bO φ Φ bO

^ s 44 S4 Λ ·Η

« E ^ 43 υ *J

w - Ό w Λ U U ·ϋ Β te χ φ ο a η ρ; φ 43 Ο ·Η Φ

• Η Φ 43 44 Φ fcO

. b£) -Ρ 2 TS Ό Φ a c ra a a a 2 c Φ -P cti cc a H CQ C 43 43 O -¾ T3 2 -H CÖ Ή aos^csa®* - flj > -P Φ Φ Φ 43 03 CQ bD b£> bO 2 _ 3 φ φ Φ CÖ iH ., +j +> +j (¾ <xj a a -p Ρ Ή φ Ί3 Ό Ό Η 2 Ο Ο -Ρ a 2 2 Φ Φ Ο Ξ CÖ (ti CÖ CÖ Ο Φ 44 4-5 -Ρ -Ρ -Ρ > Ο η ^ η ίο a a φ a cö 2 u a 2 bo -3 Φ ο ω φ ® φ *>-? o 4-5 Ο φ φ Φ Φ ·Η 2 CQ Γ- 055554¾ η Λ A K η δ a -10- -d- co 00 O -d- oo · nj ia ojr-T-Oo r- O r- <Ά V-

d- Lf\ vO vo 00 IA

*· *· ΙΛ -d- τ- O O O

r- O θ' ΙΆ r- r— r· r-

lA O O O O

M3 - IT\ O O O O O

^ O θ' ίΆ r-r-r-r- Φ

bO

G

X

• 'i-;

O WO -H

C r-i

H CM -W [Q

Φ S -X Ό X! O G ·Η φ

OS ^ \ Φ Φ bO

£H ^ S 60 G X ·Η "SR S ü x υ x

—' w — Ό (0 CO

t. TJ £ bO X G O G r-i G Φ 0) O ·Η Φ

•H Φ X X Φ bC

b£) X X T3 Ό <U

G to 3 G G G

Φ x flJ G C

t r-i W X X O Ό G G Ή G ·<-) C Φ S G GGG Φ

> x > Φ Φ Φ X

T3 bO bO bü G

G _ Ώ Φ Φ Φ G

G 3 .. X X X cfl

PQ T3 H G X

G G Φ Χ "Ö "G H G

O X X C C G Φ <U

o o g d g d o φ x g x x x x t> o

i—i i—i ra ra ra φ G

d p G G G bO X

d o ιοφφφ"-3 0 x o φφφφ-gg

Mr-«£5£GP< “ 8 o Ü 5 Ö 8 8

Claims (3)

1. Badiale luchtband omvattende een karkas van radiale struk-tuur en een band geplaatst om een buitenomtrek van een kroondeel van genoemd karkas en samengesteld uit een gerubberde staalkoordlaag, 5met het kenmerk* dat de band is samengesteld uit ten minste één opengetwiste staalkoordlaag gevormd door het inbedden van opengetwiste staalkoorden, waarbij elk koord is samengesteld uit k -5 staalelementairdraden en een verlenging van 0,2 - 0,7# bezit onder een belasting van 5 kg/koord en een twiststeek van 8 - 16 mm, in een p 10 bekledingsrubber met een 100-procents modulus van 30 - 70 kg/cm .

2. Luchtband volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemd bekledingsrubber een 100-procents modulus bezit van 35 -55 kg/cm2.

3. Luchtband volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat de staalelementairdraad een diameter heeft van 0,12 - Q,k mm. ****** 8005082