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Dokumentenidentifikation DE4443017C2 02.07.1998
Titel Gummierte Lage
Anmelder SP Reifenwerke GmbH, 63450 Hanau, DE
Erfinder Hamacher, Wilhelm, 63486 Bruchköbel, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 02.12.1994
DE-Aktenzeichen 4443017
Offenlegungstag 05.06.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.07.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.07.1998
IPC-Hauptklasse B29D 30/38
IPC-Nebenklasse D02G 3/48   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine gummierte Lage mit einer Vielzahl von nichtmetallischen Zwirnen zur Verwendung im Reifenbau, insbesondere für Karkassen und/oder Gürtel, wobei die Zwirne, im Reifenbau auch als Korde bezeichnet, aus miteinander verdrillten Garnen bestehen, die ihrerseits aus Einzelfilamenten aufgebaut sein können, und wobei die Zugfestigkeit der Zwirne über die Dicke bzw. die auf eine bestimmte Länge bezogene Masse der verdrillten Garne und die dynamische Ermüdungstüchtigkeit über deren Verdrillungsgrad eingestellt werden.

Die im Reifenbau insbesondere für die Karkasse und im Gürtel verwendeten gummierten Lagen aus nichtmetallischen Korden bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kunststoffkorden, zumeist aus Rayon, Nylon oder einer ähnlichen Textilfaser, wobei die Korde aus Garnen aufgebaut sind, deren Gesamtdicke pro Garn üblicherweise 1220 dtex, 1840 dtex und 2440 dtex beträgt, als übliche Maßeinheit für die Masse in Gramm pro 10.000 m.

Durch Verdrillung von mindestens zwei solcher Garne zu einem Zwirn oder in der Reifenfachsprache Kord erhält der Kord die erforderliche dynamische Ermüdungstüchtigkeit. Die in einer Lage nebeneinander angeordneten Korde werden mit Kautschukmaterial umhüllt, um eine bessere Verbindung mit den übrigen Reifenteilen zu bewirken. Hierbei ist zur Isolierung der Korde eine Mindeststärke des Kautschukmaterials erforderlich.

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 dynamische Belastungen, zu erfüllen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gummierte Lage der eingangs genannten Art zur Verwendung im Reifenbau anzugeben, die eine Reduzierung des Reifengewichts ohne wesentliche Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des Fahrzeugreifens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gummierten Lage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dicke bzw. die Masse der Garne gegenüber der sich aus der geforderten Zugfestigkeit ergebenden Dicke bzw. Masse reduziert ist, und daß die dadurch bedingte Festigkeitseinbuße durch gleichzeitige Erniedrigung des Verdrillungsgrades bis unter das sich aus der geforderten Ermüdungstüchtigkeit ergebende Maß ausgeglichen wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.

Durch die reduzierte Dicke bzw. auf eine bestimmte Länge bezogene Masse der Garne ist das Gewicht der gummierten Lage bei gleicher Fachung der Garne im Zwirn bzw. Kord und bei gleicher Kordzahl pro Lage gegenüber bekannten Lagen deutlich reduziert. Zu dem reduzierten Eigengewicht der Korde kommt hinzu, daß aufgrund der geringeren Korddicke auch die Gummierungsschicht oberhalb und unterhalb der Textillage für die Isolierung und Verbindung mit den benachbarten Bauteilen entsprechend reduziert werden kann, so daß das Gewicht des Kautschukmaterials ebenfalls verringert ist. Durch diese Gewichtsreduzierung wird das Gesamtgewicht des Fahrzeugreifens - mit den eingangs genannten Vorteilen - reduziert.

Die bei gleicher Fachung der Garne im Zwirn bzw. Kord durch die verringerte Dicke der Garne konstruktiv bedingte geringere Festigkeit der Korde wird erfindungsgemäß durch Erniedrigung des Verdrillungsgrades bis unter das sich aus der geforderten Ermüdungstüchtigkeit ergebende Maß ausgeglichen, denn mit abnehmendem Verdrillungsgrad steigt die Festigkeit des Kordes. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß die Ermüdungstüchtigkeit der Korde trotz derart erniedrigtem Verdrillungsgrad bis zu einer bestimmten Mindestdicke des Garns nicht oder nur unwesentlich verschlechtert wird. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß die dünneren Garne von sich aus eine höhere Ermüdungstüchtigkeit aufweisen als die bisher verwendeten dickeren Garne.

Die Reduzierung der Dicke bzw. der auf eine bestimmte Länge bezogenen Masse sowie des Verdrillungsgrades der Garne führt zu einem völlig neuen Kordmaterial, denn der Verdrillungsgrad liegt unterhalb des Wertes, der bisher für zulässig und möglich gehalten wurde. Bei den bisher verwendeten Korden kann der Verdrillungsgrad zwar innerhalb bestimmter Grenzen schwanken. Dieser Bereich wird erfindungsgemäß aber verlassen und der untere Grenzwert deutlich unterschritten.

Die Dicke der Garne ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise von 1840 dtex auf 1500 dtex reduziert, wobei die tatsächliche Dicke herstellungsbedingt um ca. plus/minus 50 dtex abweichen kann. Hierdurch wird eine Gewichtsreduzierung der gummierten Lage von ca. 20% gegenüber den bekannten Lagen erzielt.

Der Verdrillungsgrad von Korden aus zwei Garnen mit einer Dicke von 1500 dtex ist bevorzugt auf 300 bis 480 Drehungen pro Meter (T/m) erniedrigt gegenüber 380 bis 480 T/m bei Korden aus zwei Garnen mit 1840 dtex, und von Korden aus drei Garnen auf 300 bis 450 T/m gegenüber 350 bis 420 T/m. Die Reduzierung des Verdrillungsgrades ergibt sich dabei daraus, daß dieser vom Steigungswinkel der Garne im Zwirn abhängig ist und dieser wiederum von der Dicke der Garne, so daß dieselbe Drehungszahl pro Länge bei dickeren Garnen einen höheren Verdrillungsgrad bedeutet. Die genannten Korde sind vorteilhaft in Karkassen von Fahrzeugreifen als Ersatz für bekannte Korde einsetzbar, wo sie die beschriebene Gewichtsreduzierung bewirken.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdrillungsgrad von Korden aus zwei Garnen mit 1500 dtex auf 150 bis 300 T/m reduziert gegenüber 350 T/m bei Korden aus zwei Garnen mit 1840 dtex, und bei Korden aus drei Garnen auf 200 bis 300 T/m gegenüber 250 T/m. Derartige Korde sind bevorzugt in Gürteln von Fahrzeugreifen einsetzbar und bewirken dort ebenfalls die beschriebene Gewichtsreduzierung gegenüber bekannten in Gürteln verwendeten Korden. Der Gürtel kann dabei vorteilhaft als Falt- oder als Schnittgürtel ausgebildet sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die erfindungsgemäße gummierte Lage als Abdeckstreifen oder als Bandage verwendet, wobei die Bandage auch als Streifenbandage (JLB) ausgebildet sein kann. Der Verdrillungsgrad der Korde kann hierbei dem zuvor für die Verwendung im Gürtel genannten entsprechen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Korde in einer Lage nebeneinander angeordnet und weisen eine über die Breite dieser Lage gemessene Dichte von ca. 100 Korden pro 10 cm auf. Durch diese Ausgestaltung wird eine gummierte Lage geschaffen, welche dem Fahrzeugreifen die gewünschten physikalischen Eigenschaften verleiht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen in vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße gummierte Lage,

Fig. 2 einen aufgeschnittenen Fahrzeugreifen mit einer solchen gummierten Lage als Abdeckstreifen und als Streifenbandage,

Fig. 3 einen aufgeschnittenen Fahrzeugreifen mit einer solchen gummierten Lage als Schnittgürtel,

Fig. 4 einen aufgeschnittenen Fahrzeugreifen mit einer solchen gummierten Lage als C-Faltgürtel und

Fig. 5 einen aufgeschnittenen Fahrzeugreifen mit einer solchen gummierten Lage als Textilfaltgürtel.

Bei der in Fig. 1 dargestellten gummierten Lage ist eine Vielzahl von Zwirnen bzw. Korden 1, insbesondere 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 Garnen 2 einer Textilfaser, beispielsweise Rayon, aufgebaut, wobei die Garne 2 untereinander zur Erhöhung der Ermüdungstüchtigkeit verdrillt sind.

Die Garne 2 weisen eine Dicke von 1500 dtex auf sowie einen Verdrillungsgrad von 300 bis 450 T/m, wenn die gummierte Lage für die Karkasse verwendet werden soll, bzw. einen Verdrillungsgrad von 200 bis 300 T/m, wenn die gummierte Lage im Gürtel oder als Abdeckstreifen bzw. Bandage verwendet werden soll.

Die Korde 1 bzw. Garne 2 sind von einer Kautschukschicht 3 umhüllt, z. B. durch Kalandrieren. Diese Kautschukschicht verbessert die Verbindung zu den anderen Reifenteilen wie sie in Fig. 2 dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße gummierte Lage zum einen als Abdeckstreifen 4 der beiden als Schnittgürtel ausgebildeten Stahlgürtellagen 5. Zum anderen ist die erfindungsgemäße gummierte Lage für die um die Stahlgürtellagen 5 gewickelte Streifenbandage 6 verwendet.

Durch die Kalandrierung der Garne der Abdeckstreifen 4 und der Streifenbandage 6 wird die Verbindung der gummierten Lagen untereinander und mit den übrigen Reifenteilen, nämlich Gürtellagen 5, Karakasse 7, Lauffläche 8, Reifenflanke 9 mit Wulst 10 und Wulstkern 11, verbessert.

Fig. 3 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen gummierten Lage als Schnittgürtel 12, Fig. 4 als C-Faltgürtel 13 und Fig. 5 als Textil-Faltgürtel 14. In Fig. 4 ist neben dem C-Faltgürtel zusätzlich ein Schnittgürtel 15 vorhanden, der ebenfalls erfindungsgemäß aufgebaut sein kann. Zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Kanten des C-Faltgürtels 13 in Fig. 4 ist zudem ein Zwischenstreifen 16 vorgesehen.

Wie Fig. 5 zeigt, können bevorzugt zwei Textilfaltgürtel radial übereinander vorhanden sein, deren Faltkanten auf entgegengesetzten Seiten des Reifens liegen.

Die Zwirne bzw. Korde 2 der erfindungsgemäßen gummierten Lage bilden bei Verwendung als Gürtellage mit der Reifenumfangsrichtung bevorzugt einen Winkel zwischen ca. 18° und ca. 30°. Bei mehreren radial übereinander angeordneten gummierten Lagen ist die Ausrichtung der Korde benachbarter Lagen bevorzugt entgegengesetzt.

In jedem Falle wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen gummierten Lagen ein Fahrzeugreifen mit geringem Gewicht und guten physikalischen Eigenschaften erhalten.

Bezugszeichenliste

1 Zwirn bzw. Kord

2 Garn

3 Kautschukschicht

4 Abdeckstreifen

5 Gürtellage

6 Streifenbandage

7 Karkasse

8 Lauffläche

9 Reifenflanke

10 Reifenwulst

11 Wulstkern

12 Schnittgürtel

13 C-Faltgürtel

14 Textilfaltgürtel

15 Schnittgürtel

16 Zwischenstreifen


Anspruch[de]
  1. 1. Gummierte Lage mit einer Vielzahl von nicht metallischen Zwirnen (1) zur Verwendung im Reifenbau, insbesondere für Karkassen (8) und/oder Gürtel (6, 7), wobei die Zwirne (1) aus miteinander verdrillten Garnen (2) bestehen, und wobei die Zugfestigkeit der Zwirne (1) über die Dicke bzw. die auf eine bestimmte Länge bezogene Masse der verdrillten Garne (2) und die dynamische Ermüdungstüchtigkeit über deren Verdrillungsgrad eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke bzw. die Masse der Garne (2) gegenüber der sich aus der geforderten Zugfestigkeit ergebenden Dicke bzw. Masse reduziert ist, und daß die dadurch bedingte Festigkeitseinbuße durch gleichzeitige Erniedrigung des Verdrillungsgrades bis unter das sich aus der geforderten Ermüdungstüchtigkeit ergebende Maß ausgeglichen wird.
  2. 2. Gummierte Lage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Garne (2) von 1840 dtex, das heißt Gramm pro 10 000 Meter, auf 1500 dtex reduziert ist.
  3. 3. Gummierte Lage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Verdrillungsgrad von Zwirnen (1) aus zwei Garnen (2) mit 1500 dtex auf ca. 300 bis 480 Drehungen pro Meter (T/m) erniedrigt ist, gegenüber 380 bis 480 T/m bei Zwirnen aus zwei Garnen mit 1840 dtex, und von Zwirnen (1) aus drei Garnen (2) mit 1500 dtex auf ca. 300 bis 450 T/m, gegenüber 350 bis 420 dtex bei Zwirnen aus drei Garnen mit 1840 dtex.
  4. 4. Gummierte Lage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrillungsgrad von Zwirnen (1) aus zwei Garnen (2) mit 1500 dtex auf ca. 150 bis 300 T/m erniedrigt ist, gegenüber 350 T/m bei Zwirnen aus zwei Garnen mit 1840 dtex, und von Zwirnen (1) aus drei Garnen (2) mit 1500 dtex auf ca. 200 bis 300 T/m, gegenüber 250 T/m bei Zwirnen aus drei Garnen mit 1840 dtex.
  5. 5. Gummierte Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (1) in einer Lage nebeneinander angeordnet sind und eine über die Breite dieser Lage gemessene Dichte von ca. 100 Zwirnen pro 10 cm aufweisen.
  6. 6. Gummierte Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die gummierte Lage als Abdeckstreifen (4, 5) und/oder Bandage (6), auch Streifenbandage (JLB) verwendet wird.
  7. 7. Gummierte Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gummierte Lage als Schnittgürtel (12) verwendet wird.
  8. 8. Gummierte Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gummierte Lage als C-Faltgürtel (13) oder als Textilfaltgürtel (14) verwendet wird.
  9. 9. Gummierte Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne mit der Reifenumfangrichtung einen Winkel zwischen ca. 18° und ca. 30° einschließen.






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