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Dokumentenidentifikation DE19514096A1 17.10.1996
Titel Gummierte Lage
Anmelder SP Reifenwerke GmbH, 63450 Hanau, DE
Erfinder Hamacher, Wilhelm, 63486 Bruchköbel, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 13.04.1995
DE-Aktenzeichen 19514096
Offenlegungstag 17.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.10.1996
IPC-Hauptklasse B60C 9/02
IPC-Nebenklasse B60C 9/18   D02G 3/48   
Zusammenfassung Gummierte Lage mit einer Vielzahl von nichtmetallischen Zwirnen (1) zur Verwendung im Reifenbau, insbesondere für Karkassen und/oder Gürtel, wobei die Zwirne (1) aus miteinander verdrehten Fäden (2, 3) bestehen, die ihrerseits aus miteinander verdrehten Einzelfilamenten aufgebaut sind, wobei zur Ermöglichung der kostengünstigen Herstellung einer gummierten Lage mit reduziertem Gewicht jeder Zwirn (1) aus Fäden (2, 3) mit handelsüblichem Titer aufgebaut ist und in jedem Zwirn (1) mindestens zwei Fäden (2, 3) mit unterschiedlichem Titer miteinander verdreht sind.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gummierte Lage mit einer Vielzahl von nichtmetallischen Zwirnen zur Verwendung im Reifenbau, insbesondere für Karkassen und/oder Gürtel, wobei die Zwirne aus miteinander verdrehten Fäden bestehen, die ihrerseits aus miteinander verdrehten Einzelfilamenten aufgebaut sind.

Die im Reifenbau insbesondere für die Karkasse und im Gürtel als Festigkeitsträger verwendeten gummierten Lagen aus nichtmetallischen Zwirnen bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kunststoffzwirnen, im Reifenbau als Korde bezeichnet, zumeist aus Rayon, Nylon oder einer ähnlichen Textilfaser, wobei die Zwirne oder Korde aus Fäden aufgebaut sind, die ihrerseits aus miteinander verdrehten Filamenten bestehen.

Die Festigkeit einer solchen gummierten Lage hängt von der Anzahl der Korde in der Lage und von der Stärke der Korde ab. Die Stärke der Korde wiederum ergibt sich aus der Anzahl der miteinander verdrehten Fäden in einem Kord und dem Titer, also dem auf eine bestimmte Länge bezogenen Gewicht dieser Fäden.

Es ist bei Fahrzeugreifen heute ein allgemeines Bestreben, das Reifengewicht soweit wie möglich zu reduzieren, vor allem um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu senken. Andererseits sind von modernen Fahrzeugreifen hohe physikalische Anforderungen, insbesondere in bezug auf Festigkeit und dynamische Belastbarkeit, zu erfüllen.

Es ist daher wünschenswert, das Gewicht der im Reifen verwendeten gummierten Lagen so gering wie möglich zu halten. Grundsätzlich kommt hierfür eine Verringerung der Anzahl der Korde in der gummierten Lage oder eine Verringerung des Gewichts der Korde durch Verzwirnung von Fäden kleineren Titers in Betracht. Der Verringerung der Anzahl der Fäden in einer gummierten Lage sind dabei Grenzen gesetzt aufgrund der insbesondere wegen der Reifengleichförmigkeit und des Fahrverhaltens erforderlichen Fadenverteilung und Fadendichte.

Außerdem sind zu verzwirnende Fäden nicht in beliebigen Titern erhältlich. Vielmehr werden diese nur in bestimmten Titern angeboten, bei Rayon beispielsweise in den Titern 1220 dtex, d. h. 1220 Gramm pro 10.000 Meter, 1840 dtex und 2440 dtex. Andere Titer sind zwar grundsätzlich herstellbar, aber wegen des geringen Bedarfs entsprechend teuer. Eine Gewichtsreduzierung kann daher nur in bestimmten Stufen erfolgen, beispielsweise durch Verwendung von Fäden mit 1220 dtex anstelle von 1840 dtex. Ist dann aber die Festigkeit der gummierten Lage nicht mehr ausreichend, so muß entweder auf die Gewichtsreduzierung verzichtet oder auf einen teuren Sondertiter, beispielsweise 1500 dtex, ausgewichen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gummierte Lage der eingangs genannten Art anzugeben, welche diese Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll eine gummierte Lage angegeben werden, die bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Festigkeit eine kostengünstige Gewichtsreduzierung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Zwirn der gummierten Lage aus Fäden mit handelsüblichem Titer aufgebaut ist, und daß in jedem Zwirn mindestens zwei Fäden mit unterschiedlichem Titer miteinander verdreht sind.

Bei der ausschließlichen Verwendung von Fäden mit handelsüblichem Titer ergeben sich die möglichen Zwirngewichte üblicherweise aus der Fachung, also der Anzahl der Fäden im Zwirn, und dem jeweiligen Titer dieser Fäden, nämlich durch Multiplikation des Titers mit der entsprechenden Fachzahl. Bei einem Kord aus zwei Rayonfäden sind die bisher möglichen Kordtiter daher 2440 dtex, 3680 dtex und 4880 dtex. Hierbei sei angemerkt, daß die Titer der handelsüblichen Fäden eine Schwankung in der Größenordnung von plus/minus 50 dtex aufweisen können.

Durch die erfindungsgemäße gummierte Lage ist es nun möglich, auch Korde mit anderen Gewichten aufzubauen. So kann beispielsweise durch Verzwirnung eines Fadens mit einem Titer von 1220 dtex mit einem Faden mit 1840 dtex ein Zwirn mit einem Gesamttiter von 3060 dtex aufgebaut werden. Ebenso kann aus einem Faden mit einem Titer von 1840 dtex und einem Faden mit 2440 dtex ein Zwirn mit einem Gesamttiter von 4280 dtex aufgebaut werden.

Entsprechend können Korde aus drei miteinander verzwirnten Fäden aufgebaut werden, wobei entweder zwei schwächere und ein stärkerer Faden oder ein schwächerer und zwei stärkere Fäden verwendet werden können. Auf diese Weise können bei ausschließlicher Verwendung von Fäden mit handelsüblichen Titern viele Zwischentiter verwirklicht werden.

Reicht ein Kord mit dem neuen Gesamttiter aus Festigkeitsgründen aus, so kann dieser anstelle des bisher notwendigen Kordes mit dem nächsthöheren herkömmlichen Gesamttiter verwendet werden. Die sich hierdurch ergebende Gewichtseinsparung wird noch dadurch verstärkt, daß auch die Kautschukschicht um die Korde aufgrund des geringeren Korddurchmessers insgesamt kleiner gehalten werden kann.

Das Verzwirnen von Fäden mit unterschiedlichem Titer steht im Widerspruch zur bisherigen Vorgehensweise, da vom Fachmann bei einer solchen Kombination von ungleichen Partnern die Entstehung eines sogenannten Falschdrahtes befürchtet wird, bei welchem sich der schwächere Partner, also der Faden mit geringerem Titer, bei der Verzwirnung um den stärkeren Partner windet, während dieser an der Verzwirnung nicht teilnimmt. Es hat sich aber gezeigt, daß die Entstehung eines Falschdrahtes insbesondere dann vermieden werden kann, wenn entgegen der üblichen Vorgehensweise dem schwächeren Partner, also dem Faden mit geringerem Titer, vor der Verzwirnung eine größere Eigendrehung gegeben wird als dem stärkeren Partner, also dem Faden mit größerem Titer. Unter Eigendrehung ist hierbei die Verdrehung der Filamente im Faden zu verstehen. Die Wirkung dieser höheren Drehung mag darauf zurückzuführen sein, daß der Faden mit geringerem Titer hierdurch eine höhere Steifigkeit erhält. Beim anschließenden Verzwirnen mit dem Faden mit größerem Titer verhält sich der Faden mit geringerem Titer dann annähernd so wie dieser andere Faden, so daß nun beide Fäden an der Verzwirnung teilnehmen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen im fertigen Zwirn jeweils der oder die Fäden mit dem größten Titer die Eigendrehung Null oder annähernd Null auf, während der oder die Fäden mit kleinerem Titer jeweils eine Resteigendrehung aufweisen. Diese Ausgestaltung wird dadurch erzielt, daß dem oder den Fäden mit dem größten Titer eine Eigendrehung gegeben wird, die der bei dem anschließenden Verzwirnen vorgenommenen Drehung vom Betrag her entspricht, aber von der Richtung her entgegengesetzt ist, und daß den anderen Fäden eine demgegenüber höhere Eigendrehung gegeben wird, die der Drehrichtung beim Verzwirnen ebenfalls entgegengesetzt ist. Während der oder die Fäden mit dem größten Titer beim Verzwirnen dann vollständig aufgedreht werden und im fertigen Zwirn keine Eigendrehung mehr aufweisen, werden die anderen Fäden beim Verzwirnen nicht vollständig aufgedreht und behalten eine Resteigendrehung.

Bei Zwirnen aus jeweils zwei Rayonfäden hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn der Faden mit kleinerem Titer im fertigen Zwirn eine Resteigendrehung von 100 bis 150 Drehungen pro Meter (t/m) aufweist, während der Faden mit größerem Titer im fertigen Zwirn keine oder nur eine sehr geringe Eigendrehung aufweist.

Ebenfalls als besonders geeignet haben sich Zwirne aus Rayonfäden herausgestellt, bei denen jeweils ein Rayonfaden mit einem Titer von 1220 dtex und ein Rayonfaden mit einem Titer von 1840 dtex miteinander verzwirnt sind, wobei die Eigendrehung des Fadens mit 1840 dtex vor dem Verzwirnen bevorzugt etwa 360 bis 480 t/m beträgt.

Bei einer anderen vorteilhaften Variante bestehen die Zwirne jeweils aus einem Rayonfaden mit 1840 dtex und einem Rayonfaden mit 2440 dtex, wobei die Eigendrehung des Fadens mit 2440 dtex vor dem Verzwirnen etwa 320 bis 440 t/m beträgt.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen gummierten Lage werden vor dem Verzwirnen der Fäden die Filamente eines jeden Fadens derart miteinander verdreht, daß die Fäden mit einem geringeren Titer eine Eigendrehung erhalten, die um so viel größer ist als die der Fäden mit einem größeren Titer, daß ihre Steifigkeit annähernd derjenigen der Fäden mit größerem Titer entspricht. Auf diese Weise wird trotz der verschiedenen Titer die Entstehung eines Falschdrahtes beim Verzwirnen vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße gummierte Lage und

Fig. 2 ein Kraft-Dehnungs-Diagramm eines erfindungsgemäßen Zwirnes im Vergleich zu einem herkömmlichen Zwirn.

Bei der in Fig. 1 dargestellten gummierten Lage ist eine Vielzahl von Zwirnen bzw. Korden 1, beispielsweise ca. 100 Korde pro 10 cm, nebeneinander angeordnet. Die Korde 1 sind bei dem dargestellten Beispiel in der Figur rechts aus drei und in der Figur links aus zwei miteinander verdrehten Fäden 2, 3 einer Textilfaser, beispielsweise Rayon aufgebaut, wobei die Fäden 2, 3 ihrerseits aus nicht im einzelnen dargestellten Filamenten aufgebaut sind.

Die Fäden 2 weisen einen geringeren Titer, beispielsweise 1220 dtex, und damit einen geringeren Querschnitt auf als die Fäden 3, die beispielsweise den Titer 1840 dtex haben. Eine andere geeignete Kombination wäre 1840 dtex für die Fäden 2 und 2440 dtex für die Fäden 3.

Wie dargestellt, können bei den Zwirnen 1 aus drei Fäden 2, 3 entweder zwei Fäden 2 mit einem kleinen Titer mit einem Faden 3 mit großem Titer verzwirnt sein oder zwei Fäden 3 mit großem Titer mit einem Faden 2 mit kleinem Titer. Die gemeinsame Darstellung der unterschiedlichen Möglichkeiten in Fig. 1 bedeutet allerdings nicht, daß eine gummierte Lage aus verschiedenen Zwirnen 1 aufgebaut sein muß. Vielmehr wird die gummierte Lage regelmäßig aus Gründen der Reifengleichförmigkeit untereinander gleiche Zwirne 1 aufweisen.

Die Zwirne 1 bzw. Fäden 2, 3 sind von einer Kautschukschicht 4 umhüllt, welche die Verbindung zu den anderen Reifenteilen verbessert.

In dem Kraft-Dehnungs-Diagramm von Fig. 2 ist das Dehnungsverhalten von herkömmlichen Zwirnen und erfindungsgemäßen Zwirnen vergleichsweise dargestellt. Die mit Kreisen gekennzeichnete Kurve I gibt das Verhalten eines herkömmlichen Zwirns wieder, während die mit Kreuzen gekennzeichnete Kurve II das Verhalten eines erfindungsgemäßen Zwirns darstellt.

Die hierfür verwendeten Zwirne bestehen jeweils aus zwei Rayonfäden und weisen annähernd gleichen Gesamttiter auf. Im Falle des herkömmlichen Zwirns sind zwei Fäden mit dem Sondertiter 1550 dtex miteinander verdreht worden, so daß sich ein Gesamttiter von 3100 dtex ergibt. Im Falle des erfindungsgemäßen Zwirnes ist ein Faden mit 1200 dtex mit einem Faden mit 1840 dtex verdreht worden, so daß sich ein Gesamttiter von 3040 dtex ergibt.

In beiden Fällen erfolgte die Verzwirnung mit einer Drehung von 420 t/m. Die Fäden des herkömmlichen Zwirnes wiesen vor dem Verzwirnen eine der Zwirnrichtung entgegengerichtete Eigendrehung von ebenfalls 420 t/m auf, so daß im fertigen Zwirn eine Eigendrehung von Null vorlag.

Bei dem erfindungsgemäßen Zwirn erhielt der Faden mit 1200 dtex eine der Zwirnrichtung entgegengerichtete Drehung von 570 t/m und der Faden mit 1840 dtex eine ebenfalls der Zwirnrichtung entgegengerichtete Drehung von 420 t/m. Im fertigen Zwirn war die Eigendrehung des Fadens größeren Titers daher Null, während der Faden mit 1200 dtex eine Resteigendrehung von 150 t/m aufwies.

Wie sich aus dem Diagramm ergibt, weist der erfindungsgemäße Zwirn eine etwas höhere Zugfestigkeit auf, als der aus zwei gleichen Fäden aufgebaute Zwirn. Da andererseits der erfindungsgemäße Zwirn aus zwei Fäden mit herkömmlichen Titer aufgebaut ist, konnte ein Zwirn geschaffen werden, der bei ausreichender Zugfestigkeit gegenüber dem aus Fäden mit Sondertiter aufgebauten Zwirn kostengünstiger herstellbar ist.

Anders betrachtet wurde durch die Erfindung ein kostengünstiger Zwirn zur Verfügung gestellt, dessen Gesamttiter zwischen dem eines Zwirns aus zwei Fäden mit 1220 dtex und dem eines Zwirns aus zwei Fäden mit 1840 dtex liegt. In Fällen, in denen ein Gesamttiter der Korde zwischen 2440 dtex und 3040 dtex im Hinblick auf die erforderliche Zugfestigkeit ausreicht, muß daher nicht mehr ein Kord mit Gesamttiter 3680 dtex verwendet werden, wenn ein Sondertiter wegen der hohen Kosten nicht in Betracht kommt. Damit kann das Gewicht der gummierten Lage kostengünstig verringert werden, wobei neben dem geringeren Gesamttiter der Zwirne auch der verringerte Durchmesser der Zwirne zum Tragen kommt, da hierdurch auch die Kautschukschicht um die Zwirne kleiner gehalten werden kann, und so die Gesamtmasse an Kautschuk ebenfalls verringert ist.

Entsprechend können auch Rayonfäden mit anderen Titern miteinander kombiniert werden, beispielsweise ein Rayonfaden mit 1840 dtex und ein Rayonfaden mit 2440 dtex für Zweifach- Korde, oder jeweils zwei Fäden des einen Titers mit einem Faden des anderen Titers für Dreifach-Korde. Insgesamt wird also die Zahl der kostengünstig zur Verfügung stehenden Korde mit unterschiedlichem Gesamttiter für gummierte Lagen erhöht, so daß eine genauere Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall möglich ist und ein unnötig hohes Gewicht vermieden wird. Dasselbe gilt selbstverständlich auch für andere Fadenmaterialien wie Nylon.


Anspruch[de]
  1. 1. Gummierte Lage mit einer Vielzahl von nichtmetallischen Zwirnen (1) zur Verwendung im Reifenbau, insbesondere für Karkassen und/oder Gürtel, wobei die Zwirne (1) aus miteinander verdrehten Fäden (2, 3) bestehen, die ihrerseits aus miteinander verdrehten Einzelfilamenten aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zwirn (1) aus Fäden (2, 3) mit handelsüblichem Titer aufgebaut ist, und daß in jedem Zwirn (1) mindestens zwei Fäden (2, 3) mit unterschiedlichem Titer miteinander verdreht sind.
  2. 2. Gummierte Lage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (2, 3) mit unterschiedlichem Titer eines jeweiligen Zwirns (1) vor dem Verzwirnen eine unterschiedlich große Eigendrehung aufweisen, wobei die Eigendrehung des Fadens (2) mit dem jeweils kleineren Titer größer ist als die des Fadens (3) mit dem jeweils größeren Titer.
  3. 3. Gummierte Lage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im fertigen Zwirn (1) jeweils der oder die Fäden (3) mit dem größten Titer die Eigendrehung Null oder zumindest annähernd Null aufweisen, während der oder die Fäden (2) mit kleinerem Titer jeweils eine Resteigendrehung aufweisen.
  4. 4. Gummierte Lage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (1) aus Rayonfäden aufgebaut sind.
  5. 5. Gummierte Lage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (1) jeweils aus zwei Fäden (2, 3) mit unterschiedlichem Titer aufgebaut sind und daß im fertigen Zwirn (1) die Resteigendrehung des Fadens (2) mit kleinerem Titer etwa 100 bis 150 Drehungen pro Meter (t/m) beträgt, während der Faden (3) mit größerem Titer im fertigen Zwirn (1) keine oder nur eine sehr geringe Eigendrehung aufweist.
  6. 6. Gummierte Lage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (1) jeweils aus einem Faden (2) mit einem Titer von 1220 dtex, d. h. Gramm pro 10.000 Meter, und einem Faden (3) mit einem Titer von 1840 dtex aufgebaut sind, und daß der Faden (3) mit einem Titer von 1840 dtex vor dem Verzwirnen eine Eigendrehung von etwa 360 bis 480 t/m aufweist.
  7. 7. Gummierte Lage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (1) jeweils aus einem Faden (2) mit einem Titer von 1840 dtex und einem Faden (3) mit 2440 dtex aufgebaut sind, und daß der Faden (3) mit einem Titer von 2440 dtex vor dem Verzwirnen eine Eigendrehung von etwa 320 bis 440 t/m aufweist.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung einer gummierten Lage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verzwirnen der Fäden (2, 3) die Filamente eines jeden Fadens (2, 3) miteinander verdreht werden, um dem Faden (2, 3) eine Eigendrehung zu geben, wobei die Fäden (2) mit einem geringeren Titer eine Eigendrehung erhalten, die um so viel größer ist als die Eigendrehung der Fäden (3) mit größerem Titer, daß ihre Steifigkeit annähernd derjenigen der Fäden (3) mit größerem Titer entspricht.






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