DE2510051A1

DE2510051A1 - Reifencordgewebe fuer guertelreifen

Info

Publication number: DE2510051A1
Application number: DE19752510051
Authority: DE
Inventors: Claude Henry Allard
Original assignee: Uniroyal Inc
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1975-09-18
Also published as: US4073330A; FR2263898A1; GB1493463A; FR2263898B1; BE826422A; CA1046914A; AU7756075A

Description

Reifencordgewebe für Gürtelreifen

Die Erfindung bezieht sich auf Gürtelreifen der im allgemeinen als "Stahlgürtelreifen" bezeichneten Art, und insbesondere auf neuartige Cordgewebe, die sich als Verstärkung in jeder Gürtellage derartiger Reifen eignen.

Bei einem Gürtelreifen,(dessen Gürtelaufbau in Abhängigkeit von der Reifenkonstruktion eine, zwei oder mehrere Einzellagen in einer Vielfalt übereinandergelegter Anordnungen aufweisen kann, von denen keine irgendeinen Teil der Erfindung ausmacht), bestehen alle Cordfäden in jeder Gürtellage im allgemeinen aus dem gleichen Material, d. h. entweder aus Metalldraht, wie beispielsweise Stahl, oder aus einer nichtmetallischen synthetischen Kunstfaser, wie beispielsweise Kunstseide

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(Rayon), Glasfaser, "Kevlar" und dergleichen. Die Cordfäden in jeder Lage sind im wesentlichen parallel zueinander und in einem Winkel zwischen ungefähr O bis 35 zur mittleren.Äquatorialebene oder Mittel-Umfangsebene des Reifens ausgerichtet. Reifen mit Gürtel einer dieser Arten von Cordmaterial haben natürlich unterschiedliche Eigenschaften als Reifen mit Gürtel einer anderen Art Cordmaterial. Zum Beispiel weist ein Stahlcordgürtel normalerweise einen größeren Durchdringungswiderstand auf als Gürtel, die Cordfäden aus Glasfaser, Rayon oder Aramidfaser, wie beispielsweise "Kevlar" besitzen. Die Bezeichnung "Kevlar" ist ein Warenzeichen der Firma E.J. du Pont de Nemour & Co. und bezieht sich auf Aramid-(aromatische Polyamide)-Faser, die kürzlich von du Pont entwickelt und anfangs Faser B genannt wurde. Andererseits gewährleistet ein nichtmetallischer Cordgürtel normalerweise ein weicheres Fahren als ein Stahlcordgürtel; da ferner Stahl schwerer als Textil-Cordmaterialien ist, erzeugt ein Stahlcordgürtel höhere Zentripetalkräfte, was schlechtere Hochgeschwindigkeitseigenschaften erzeugt. Außerdem sind aufgrund der hohen Eigenkosten, der umfangreichen Bearbeitungsanforderungen und des Mangels an für die Verwendung in Stahlcordgürteln geeigneten Drahts die Stahlgürtelreifen teuerer als Reifen mit anderen Gürtelarten.

Deshalb wird erfindungsgemäß eine neue Klasse von Reifencordgeweben auf Metalldrahtbasis als Verstärkung in den Gürtel-

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lagen von Stahlgürtelreifen geschaffen, deren Gewebe wirtschaftlicher herzustellen sind als herkömmliche Metalldraht-Cordgewebe und die Herstellung von Gürtelreifen ermöglichen, die sich auszeichnen durch eine Kombination mit den besseren Eigenschaften, wie sie normalerweise bei Gürtelreifen gefunden werden, die bisher die Standard-Gürtelcordgewebe verwenden .

Allgemein gesprochen liegt die Erfindung in der Verwendung eines Reifencordgewebes, das generell sowohl Metall-Kettfäden als auch nichtmetallische Kettfaden aus hochfesten Kunstfasern enthält, die miteinander in einer im wesentlichen parallelen Zuordnung vermischt sind und sich entweder in einer schußfadenfreien Gewebeausführung befinden oder mit im relativ weiten Abstand stehenden Cordschußfäden verwebt sind (z.B. etwa 17,7 mm weit auseinander), die aus Einzelsträngen oder Mehrfachsträngen aus entweder Metalldraht (z.B. Stahl) oder Naturoder Kunsttextilfaser (z.B. Baumwolle, Polyester, Polypropylen, Nylon usw.) bestehen; In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist ein derartiges Gewebe durch einen Cordkettfadenaufbau gekennzeichnet, der Stahldrahtcordfäden besitzt, die in alternierender Folge im Verhältnis 1:1 mit Glasfasercordfäden und Polyesterschüssen oder Schußcordfäden in Abständen von 17,7 mm abwechseln. Außer Glasfasern als Schußcordmaterialien, die sich statt Glas

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für die Verwendung als die Nichtmetall-Komponente des Gewebes eignen, kann "Kevlar" und ein anderes Textilmaterial

5 2 mit einer relativ hohen Festigkeit von 3,52 χ 10 kg/cm oder mehr verwendet werden. Die Reihenfolge von Metallcordfäden und Nichtmetallcordfäden kann auch vom Verhältnis 1 : abweichen, z.B. 1 : 2, 1: 3 usw; 2 : 1,2 : 2, 2 : 3 usw.; 3 : 1₍ 3 : 2 usw, und so weiter; dies hängt von der im endgültigen Gürtelreifen gewünschten Kombination von Eigenschaften ab.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Teildraufsicht eines erfindungsgemäßen gewebten Reifencordgewebes und zeigt eine 1 : 1 Reihenfolge von Metall- zu Nichtmetall-Kettcordfäden ;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 2A und 2B sind der Fig. 2 ähnliche Ansichten, zeigen jedoch eine Kettfadenfolge im Verhältnis 1 : 2 bzw. 2 : 2 von Metall- zu Nichtmetall-Kettcordfäden in einem erfindungsgemäßen Reifencordgewebe;

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Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Gürtelluftreifen, der in jeder Gürtellage ein erfindungsgemäßes Reifencordgewebe aufweist;

Fig. 4 ist eine Teildraufsicht auf den Scheitelbereich des in Fig. 3 gezeigten Reifens und zeigt als Beispiel einen Gürtelaufbau, bei dem eine Folge von Metall- zu Nichtmetall-Kettcordfäden im Verhältnis 1 : 1 in jeder Gürtellage eines Radialreifens angewandt wird; und

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, die jedoch den in einem Diagonallagenreifen eingebauten Gürtel zeigt.

In den Fig. 1 und 2 wird ein gewobenes Reifen-Cordgewebe 10 gezeigt, das aus einer Vielzahl von Metalldraht-Reifenkettcordfäden 11 besteht, die sich in einer IiI Reihenfolge mit einer Vielzahl von Nichtmetall-Kettcordfäden 12 abwechseln, wobei alle in Leinwandbindung oder in einer nicht dargestellten Dreherbindung mit im relativ weiten Abstand angeordneten Schußcordfäden 13 verwebt sind. Die Schußcordfäden können Monofilamentnatur haben, d. h. aus einzelnen fortlaufenden Fäden bestehen, oder Multifilamentnatur haben, d. h. die Form von Strängen aus fortlaufenden Fäden aus Kunsttextilfasern, wie Nylon, Polyester und Polypropylen (400 denier Nylon- oder Polyestermonofilament-, 500 denier Polypropylenmonofilament- und 840 denier Nylonmultifilamentgarn sind typisch

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für diese Arten). Alternativ können die Schußcordfäden 13 in Form von gesponnenen Stapelfasergarnen aus natürlichen oder synthetischen Textilfasern vorliegen wie beispielsweise Baumwolle, Polyester und dergleichen (1 Baumwolle-Polyestergarn mit der Fadendichte 8/1 ist für diese Ausführung repräsentativ) oder in Form von Monofilament- oder Einfaden-Metalldraht (ein 1 x.0039 Stahldraht ist für diese Ausführung repräsentativ).

Da die Schußcordfäden 13 die Funktion haben, das Gewebe 10 zu stabilisieren, müssen sie unabhängig von ihrem Aufbau, ausreichend stark sein, um den Beanspruchungen und Belastungen zu widerstehen; denen sie während der Behandlung des Gewebes zum Zweck der Kalendrierung, des Diagonalschneidens und Verspleißens, und der Herstellung des endgültigen Gürtelreifenaufbaus ausgesetzt sind. Die Schußcordfäden 13 sind höchstens ungefähr 12,7 mm im Abstand voneinander angeordnet, obwohl ihr Abstand von diesem mittleren Wert etwas abweichen kann, und zwar nach unten bis auf etwa 3,17 mm und nach oben bis etwa 25,4 mm. Wie zuvor erwähnt wurde, kann das Reifengewebe IO auch schußfadenfrei sein, wobei in diesem Fall die vorherige Auseinandersetzung über die Anforderungen an die Schußcordfäden nicht nötig ist.

Die Metallkettcordfäden 11, die die Form von einzelnen Drähten haben können, bestehen, normalerweise aus Mehrdrahtsträngen, die jweils aus mehreren gezogenen oder gesponnenen

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Stahldrähten bestehen, die miteinander verdrillt sind (3 x.0098 und 5 x.0098 Drahtfäden sind für diese Ausführungen bezeichnend). Die nichtmetallischen Kettcordfäden 12 bestehen normalerweise aus Multifilament-oder Mehrfadenanordnungen derartiger Kunstfasern, wie beispielsweise Glasfaser, "Kevlar", und dergleichen (ein G 75 - 5/0 Glascord ist für diese Ausführungen bezeichnend).; die Hauptvoraussetzung für diese Fasern ist eine relativ hohe Festigkeit (für nichtmetallische Fasern), und zwar im allgemeinen in der gleichen Größenanordnung wie bei Stahl, d. h. eine Festig-

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keit von 3,52 χ 10 kg/cm oder höher.

Obwohl das Reifencordgewebe 10, bei dem eine Folge von Metall- zu Nichtmetall-Kettcordfäden im Verhältnis 1 : 1 angewandt wird, die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, gehören selbstverständlich Gewebe mit anderen Kombinationen von Metall- und Nichtmetallfäden ebenfalls zur Erfindung. Fig. 2A zeigt, lediglich als Beispiel, ein Reifencordgewebe 1Oa mit zwei nichtmetallischen Cordfäden 12, die zwischen jeweils zwei benachbarten Metalldrahtcordfäden 11 liegen, d. h. die Folge von Metall- zu Nichtmetallcordfäden beträgt 1:2. Fig. 2B zeigt ein Reifencordgewebe 10b mit zwei nichtmetallischen Cordfäden 12, die zwischen jeweils zwei benachbarten Paaren von Metalldrahtcordfäden 11 liegen, d. h.. die Folge von Metall- zu Nichtmetallcordfäden ist 2 :.2. Verschiedene andere mögliche Cordfadenfolgen, wie beispiels-

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weise 1 : 3, 1 : 4 usw; 2 : 1, 2 : 3 usw; 3 : 1, 3 : 2 usw, die für Reifen für vorgegebenen Betriebskennzeichen tauglich und brauchbar sind, wurden nicht dargestellt, sind jedoch für den Fachmann auf leichte Weise verständlich.

Allein um die Anwendungsweise eines erfindungsgemäßen Reifencordgewebes zu veranschaulichen, wird in Fig, 3 ein · Gürtelreifen 14 gezeigt, der im allgemeinen Seitenwände 15 und 16 besitzt, die an ihren radial am weitesten einwärts liegenden Rändern mit Wülsten 17 und 18 abschließen, und an ihren radial am weitesten auswärts liegenden Rändern in einen Laufbelag 19 übergehen, der die mit der Straße in Berührung stehende Oberfläche des Reifens bildet. Der Reifenkörper wird durch eine Reifencordkarkasse 20 verstärkt, die zwei Lagen 20a und 20b aufweist, deren entgegengesetzten Radbereiche 20c und 2Od um jeweilige Wulstdrahtbündel oder Kerne 21 und 22 nach oben umgeschlagen sind. Der Laufbelag 19 wird durch einen unterliegenden Gürtelaufbau 23 verstärkt, der zwei Lagen 23a und 23b aufweist.

Wie aus Fig. 4 für den Reifen 14a ersichtlich, kann die Karkasse 20 einen Radiallagenaufbau haben. Bei den Karkassenlagen des Reifens 14a sind die jeweiligen Cordfäden 24 und 25 normalerweise unter gleichen, aber entgegengesetzten relativ großen Schrägwinkeln zwischen ungefähr 80° und 90° zur mittleren Äquatorialebene oder Mittelumfangsebene des Reifens

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orientiert. Wie aus Fig. 5 für den Reifen 14b ersichtlich/ kann alternativ die Karkasse 20 einen Diagonal- oder Schräglagenaufbau in den Lagen haben, deren jeweilige Cordfäden 26 und 27 normalerweise unter gleichen, aber entgegengesetzten relativ kleinen Sehrägwinkeln zwischen ungefähr 30 und gegen die mittlere Äquatorialebene orientiert sind. Für den Fachmann ist klar erkennbar, daß jedoch die Karkasse einen Einlagenaufbau haben kann oder daß sie mehr als die hier beschriebenen zwei Lagen aufweisen kann.

Der Gürtel 2 3 kann entweder einen Einlagenaufbau oder eine Vielzahl von Lagen haben, wie für den Fachmann klar zu erkennen ist. Wenn der Gürtelaufbau 23 zwei Lagen aufweist, wie aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich, sind die Metallcordfäden 11 und die Nichtmetallcordfäden 12 in den Lagen 23a und 23b normalerweise unter gleichen, jedoch entgegengesetzten Schrägwinkeln von bis zu etwa 35 gegen die mittlere Äquatorialebene des Reifens orientiert.

Bei Anwendung eines Einlagengürtelaufbaus haben die Cordfäden 11 und 12 normalerweise einen Winkel von im wesentlichen O gegen die mittlere Äquatorialebene des Reifens. Die dargestellte Cordfadenfolge in den Fig. 4 und 5 ist 1 : 1; es könnte genausogut irgendeine andere Reihenfolge für die Erfindung in Betracht kommen, die geeignet ist, dem Reifen die

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gewünschte Laufeigenschaft, Abnutzung/ den gewünschten Durchdringungswiderstand und die gewünschte zulässige Geschwindigkeit zu eben, die Gegenstand der übergeordneten Betrachtung sind, daß der Reifen in der Lage sein muß, der von der Regierung vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit, den Kolbentests und anderen Sicherheitstests zu widerstehen.

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Claims

Patentansprüche

'■', 1.j Reifencordgewebe für den Gürtelaufbau eines Gürtelreifens, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Reifencordfäden (11) aus Metalldraht und eine Vielzahl von Reifencordfäden aus hochfesten nichtmetallischen synthetischen Fasern (12), wobei sich alle Cordfäden in Kettrichtung erstrecken und einander in einer derartigen Weise durchsetzen, daß zumindest einige benachbarte Metalldraht-Reifencordfäden zwischen sich zumindest einen Nichtmetallfaser-Reifencordfaden aufnehmen.
2. Reifencordgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Metallcordfäden zu Nichtmetallcordfäden 1 : 1 ist.
3. Reifencordgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Metallcordfäden zu Nichtmetallcordfäden 1 : 2 ist.
4. Reifencordgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Metallcordfäden zu Nichtmetallcordfäden 1 : 3 ist.

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5. Reifencordgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Metallcordfäden zu Nichtmetallcordfäden 2 : 1 ist.
6. Reifencordgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Metallcordfäden zu Nichtmetallcordfäden 2 : 2 ist.
7. Reifencordgewebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrahtcordfäden aus Stahl und die nichtmetallischen Fasercordfäden aus Glasfaser bestehen.
8. Reifencordgewebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrahtcordfäden aus Stahl und die nichtmetallischen Fasercordfäden aus "Kevlar" bestehen.
9. Reifencordgewebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem die nichtmetallischen Kunstfasercordfäden hergestellt

5 sind, eine Festigkeit von nicht weniger als 3,52 χ 10 kg/cm
10. Reifencordgewebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettcordfäden (11) mit einer Mehrzahl von Schußcordfäden (13) ver-

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webt sind, die in relativ weiten Abständen gehalten sind.
11. Reifencordgewebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußcordfäden (13) Stränge aus einer nichtmetallischen Faser sind.
12. Reifencordgewebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußcordfäden (13) Stränge aus Metalldraht sind.
13. Reifencordgewebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettcordfäden mit einer Mehrzahl von Schußcordfäden (13) verwebt sind, die in Abständen von etwa 3,17 mm bis etwa 25,4 mm zwischen benachbarten Schußcordfäden liegen.
14. Gürtelreifen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine toroidale Karkasse (20), die an ihren radial am weitesten einwärts liegenden Rändern mit einem Paar Wülste (17, 18) abschließt, einen den Scheitelbereich der Karkasse umgebenden Laufbelag (19), Seitenwände (15, 16), die die seitlichen Bereiche der Karkasse von den Wülsten aus bis zu den Randbereichen des Laufbelags überlagern, und einen Laufbelagsverstärkungs-Gürtelaufbau (23), der in Umfangsrichtung des Scheitelbereichs der Karkasse unter dem Laufbelag angeordnet ist.

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