NL8202296A - Ringvormige hielkern voor luchtbanden. - Google Patents

Description

* * 823081/Ti

Korte aanduiding: Ringvormige hielkern voor luchtbanden.

De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen van luchtbanden en meer in het bijzonder van de ringvormige hielkernen, bestemdvoor het versterken van de bandhielen.

Een luchtband bestaat in hoofdzaak uit een ringvormige 5 kruin die zich aan weerskanten voortzet in twee bandwangen, welke elk eindigen in een, in de velg op te nemen hiel.

Elke hiel heeft ten minste een, concentrisch met de rotatie-as van de band in omtreksrichting in de hiel gelegen hielr* kern. De funktie van de hielkern is: het verankeren van de 10 wapening van het karkas en het vasthouden van de hiel in de velg.

In tegenstelling tot de wapening van de band, die tijdens het afrollen van de band vervormt, is de hielkern onbeweeglijk in de velg opgenomen en biedt weerstand aan de 15 spanningen die enerzijds worden uitgeoefend door de karkas-wapening en anderzijds door de.reaktiekrachten veroorzaakt door de klemming in de velg. Men beoogt dan ook hielkernen te vervaardigen die zowel licht als sterk zijn met in het bijzonder een hoge breeksterkte.

20 Gewoonlijk worden de hielkernen vervaardigd uit staal- draden. Hoewel staaldraden een bevredigende breeksterkte geven zijn uit staaldraden vervaardigde hielkernen zwaar.

Hielkernen van het "pakket"-type worden verkregen door gezamenlijk een aantal windingen van staaldraad in de groef 25 van een poelie te wikkelen tot een ring van evenwijdige draden. Dergelijke hielkernen worden in het bijzonder' ge-bruikt in de banden voor personenvoertuigen. Zij kunnen zijn uitgevoerd met de meest verschillende radiale doorsnede.

Met het verschijnen van lichte kunstvezelfilamenten die 30 een steeds grotere treksterkte hebben (bijv. rayon, polyesters, al dan niet gearomatiseerde polyamiden, polyvinyl-alkoholen, glas, boor, koolstof) is getracht de pakket-hielkernen lichter te maken door het wikkelen van vooraf -geimpregneerde filamenten volgens deze fabricagewerkwijze 35 als toegepast voor pakkethielkernen uit staaldraden.

8202296

V> V

-2-

Pakkethielkernen uit textielfilamenten hebben echter een bezwaar die ze niet goed geschikt maakt in luchtbanden. Wanneer men bij het aanbrengen van de band op de velg de hiel over de rand van de velg drukt met behulp van een hef-5 boom zal de hielkern plaatselijk uitbuigen. Doordat ze geim-pregneerd zijn worden de filamenten gelegen langs en in de buurt van het radiale binnenvlak van de hielkern geknikt. De hielkern heeft daarna in de buurt van deze buigingsplaats een onvoldoende breeksterkte.

10 De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen.

Volgens de uitvinding gebruikt men een hielkern voor de hiel van een luchtband gevormd uit een ringvormige ziel en een aantal daarop aangebrachte en deze omringende draden die wordt gekenmerkt door het feit dat het stelsel van dra- . 15 den bestaat uit ten minste een laag gevormd uit ten minste een lont van in hoofdzaak onderling evenwijdige en niet geimpregneerde c<^ifl?i^^aA^^meiften in dezelfde richting rond de ziel gewikkeld tot een dikte ten minste gelijk aan twee-maal de gemiddelde diameter van een filament en met een stap 20 p kleiner dan 2Vac"7(a : straal van de equivalente cirkel tot aan de omtrek der rechte doorsnede van de ziel en c : gemiddelde omtrek van de ziel) en een torsie in dezelfde zin als de wikkelrichting en gelijk aan een toer per stap.

De binnen het kader van de uitvinding gebruikte filamen-25 ten hebben bij voorkeur een doorsnede ten hoogste gelijk aan 0,1 mm2.

Met de uitdrukking "lont" wordt aangegeven een bundel van continue filamenten die vrijwel evenwijdig zijn onder de spanning noodzakelijk voor het wikkelen van het lont 30 tijdens de vervaardiging van de hielkernen volgens de uitvinding. De filamenten die een lont vormen kunnen uit een enkel materiaal bestaan, bijv. een glas of aromatische polyamiden. Ook kunnen ten minste bepaalde lonten zijn gevormd door het combineren van de filamenten van ten minste 35 twee verschillende materialen, bijv. de ene uit glas en de andere uit aromatische polyamiden, of uit polyvinylalkoholen en aromatische polyamiden of polyvinylalkoholen, danwel uit glas en aromatische polyamiden.

8202296 > * » -3-

Met een "niet-geimpregneerd filament" wordt bedoeld een filament waarvan het oppervlak geen stof draagt die een verbinding tot stand kan brengen van het ene filament met het andere van eenzelfde lont. Echter worden filamenten die 5 uitsluitend een invetbehandeling hebben ondergaan tijdens de vervaardiging (bijv. om te voorkomen dat zij dooreenge-mengd worden of zich aan elkaar hechten) beschouwd geen impregnatie te beziiten.

Onder de rechte doorsnede van de ziel wordt verstaan het 10 snijvlak van de ziel met een vlak door de omwentelingsas van < de hielkern. Wanneer bijv. de ziel een vierkante rechte doorsnede heeft, is de omtrek gelijk aan 4b en de straal a 2 b van de equivalente cirkel wordt dan berekend nit a = ~^r·

De gemiddelde omtrek c van de ziel is de lengte van 15 de cirkel die de zwaartepunten van de rechte doorsneden der ziel verbindt. De ziel kan uit metaal bestaan, bijv. uit staal, of zijn gevormd door filamenten ingebed in een materiaal met een hoge elasticiteitsmodulus zoals epoxyhars of polyester.

20 Volgens de uitvinding is de stap van de filamenten van een lont betrekkelijk kort. De spanningen in de respectie-velijke filamenten, die door het ontbreken van impregnatie onafhankelijk van elkaar zijn, zijn in een lont vrijwel identiek. Het geheel der filamenten heeft een nauw kontakt 25 met de ziel. De filamenten van een laag liggen onderling tussen elkaar. Het stelsel der filamenten heeft echter een voldoende permeabiliteit om na .de vervaardiging van de hielkernen volgens de uitvinding een impregnatie te ondergaan of een bewerking die een oppervlaktehechting geeft aan 30 de aangrenzende materialen van de hielkernen in de hielen.

Deze permeabiliteit is eveneens voldoende om de verbinding te begunstigen tussen de hielkernen volgens de uitvinding met verknoopbare gietbare materialen, waaruit bepaalde banden zijn gevormd, bijv. die welke geen wapelingslagen 35 hebben.

8202296 τ » -4-

Ten opzichte van de gebruikelijke hielkernen uit staaldraden met een diameter van 0,5 mm of meer maakt de uitvinding het mogelijk hielkernen te verkrijgen die bij een gelijke sterkte.aanzienlijk lichter zijn. Door bijv.

5 gebruik te maken van lonten van filamenten uit aromatische polyamiden verkrijgt men filamenten die bij gelijk gewicht bij rek een vijfmaal hogere breeksterkte vertonen dan staaldraden.

Het gebruik van filamenten met een doorsnede van hoog-10 stens 0,1 mm2 maakt het mogelijk ze te wikkelen met een * torsie in dezelfde zin als de wikkelrichting en gelijk aan een toer per wikkelstap. Dit betekent een vereenvoudiging van de vervaardigi'ngsmachines die onbereikbaar is bij het gebruik van de indystrieel toegepaste staaldraden. Volgens 15 een variant van de uitvinding worden hielkernen gevormd waarin de wikkelstap van het lont van het begin tot het einde van de de laag vormende wikkeling varieert, waarbij bij voorkeur de stap toeneemt, doch steeds kleiner blijft dan 2Va^ c', waarin a^ de straal is van de equivalente 20 cirkel tot aan de omtrek van de rechte doorsnede van de hielkern bij de vervaardiging, welke doorsnede wordt be-schouwd daar waar de lonten zijn gewikkeld, en de omtrek wordt berekend zoals in het voorgaande aangegeven, terwijl c is de gemiddelde omtrek van de ziel, eveneens zoals hier-25 boven gedefinieerd.

Deze maatregel maakt het mogelijk de krachten die worden uitgeoefend op de filamenten naarmate hun afstand tot de ziel toeneemt te homogeniseren.

Hoewel het de voorkeur verdient de stap tijdens het 30 wikkelen van de lont(en) voor het vormen van een laag continu te vergroten, kan men de stap tijdens de vorming van een laag ook constant houden, bijv. het dichtst bij de ziel, en vervolgens te varieren en bij voorkeur te vergroten met een voorafbepaalde waarde voor het vormen van de vol-35 gende laag.

De uitvinding omvat eveneens varianten volgens welke het geheel van de draden aangebracht op en rond de ziel 8202296 i -p -5- wordt gevormd uit ten minste twee lagen die van elkaar ver-schillen in ten minste een van de volgende eigenschappen: stap, wikkelrichting rond de ziel, aard der het lent vormen-de filamenten, gemiddelde diameter der filamenten. Het om~ 5 keren van de wikkelzin van een of meerdere lonten van een laag naar de volgende vermindert het risico van het niet glad zijn der hielkernen in het bijzonder wanneer men een betrekkelijk soepele ziel wenst inplaats van een stijve ziel.

10 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 is een rechte doorsnede op sterk vergrote schaal van een hielkern opgebouwd uit een ziel en een laag filamenten gevormd door middel van een lont; s 15 fig. 2 toont op een kleinere schaal dan die van fig. 1 een lont van filamenten opgewikkeld rond de ziel van de hielkern volgens fig. 1; fig. 3 toont een segment van een hielkern waarvan de ziel is omwikkeld door drie laten elk bestaande uit een 20 lont van filamenten en fig. 4· is een doorsnede van een luchtband waarvan elk der hielen een hielkern volgens de uitvinding bevat.

De hielkern 1, waarvan de rechte doorsnede op sterk vergrote schaal is weergegeven in fig. 1 bestaat uit een 25 stalen ziel 2 met cirkelvormige dwarsdoorsnede gevormd tot een ringvormige, door het aaneenlassen van de einden van een-draad met geschikte lengte in zich gesloten lus en uit een-lont 3 (zie fig. 2) uit filamenten 3' in hoofdzaak onderling evenwijdig uit een aromatisch polyamide 30 dat de vorm van een band krijgt wanneer dit lont, zoals aangegeven met de pijl F in fig. 2, onder spanning wordt gewikkeld ter vorming van een filamentenlaag (13).

De doorsnede van de ziel 2 heeft een diameter van 2 mm (a = 1 mm). De hielkern 1 heeft een gemiddelde omtrek (c) 35 gelijk aan 1136 mm (R - 181 mm).

De filamenten 3' van het lont 3 hebben een gemiddelde diameter van 17 ^um en het lont 3 heeft een titer van 330 8202296 -6-

Tex. Een dergelijk lont wordt schroefvormig rond de ziel 2 gewikkeld (zie fig. 2); de wikkelstap P van het lont rond de ziel 2 is ongeveer 45 mm. Het lont 3 heeft geen impregnate ondergaan.

5 In de hielkern waarvan de rechte doorsnede een diameter van 4,8 mm heeft kan men in deze doorsnede 46 maal het niet-geimpregneerde lont 3 tellen.

De op deze wijze verkregen hielkern weegt 46 gram terwijl de gebruikelijke geheel uit staaldraad vervaardigde 10 hielkern met hetzelfde volume 130 gram weegt.

Een hielkern volgens de uitvinding gebruikt in de hie-len van een band van de maat 174-14 kan een oppompdruk van 15 bar weerstaan, terwijl de als vergelijking genomen stalen hielband niet meer dan 13,5 bar kan weerstaan.

15 Wanneer men met een lont waarvan de filamenten vooraf zijn geimpregneerd een hielkern confectioneert waarvan de afmetingen a en c dezelfde zijn als die van de bovenomschre-ven hielkern volgens de uitvinding, zal een met een derge-lijke hielkern uitgeruste luchtband slechts een oppompdruk 20 van 9 bar kunnen weerstaan.

Fig. 2 is een aanzicht in de richting van de omwente-lingsas van de band van een segment van een hielkern 1 volgens de uitvinding. In deze figuur is de omtreksrichting aangegeven met XX', de radiale richting met ZZ', is voorts 25 aangegeven de straal a van de ziel 2 met cirkelvormige rechte doorsnede, en de straal R van de gemiddelde omtrek C van de hielkern 1 ten opzichte van de omwentelingsas. Voorts is aangegeven de stap p van een lont 3 rond de ziel 2 van de hielkern 1.

30 Fig. 3 toont een deel van een hielkern opgebouwd met een stalen ziel 2 zoals beschreven aan de hand van fig. 1 en 2 en drie lagen 21, 22 en 23 elk gevormd door het wikke-len van een lont filamenten overeenkomstig het lont 3 volgens de figuren 1 en 2. De wikkelrichting der lonten wisselt van 35 -de ene laag tot de andere; de wikkelstap neemt gaande van de binnenlaag 21 naar de daarop volgende lagen 22 en 23 toe.

8202296 • - - -7-

Fig. 4 is een doorsnede van een luchtband 30 bestaande uit de kruin 31 en de twee bandwangen 32 aan weerskanten daarvan. Elk van deze wangen eindigt in een hiel 33 welke rust in de velg 34,.Elke hiel 33 bevat een hielkern 1 vol-5 gens de uitvinding waaromheen de karkaswapening 37 is ver-ankerd door het naar buiten terugslaan van het overstekende deel 38. In het loopvlak 31 is een op zich bekende wapening 36 opgenomen.

« j - Conclusies - 8202296

Claims (10)

1. Hielkern voor de hiel van een luchtband, bestaande uit een ringvormige ziel en een stelsel rond de ziel aangebrach- te draden, met het kenmerk, dat het stelsel van draden bestaat uit ten minste een laag gevormd uit ten 5 minste een lont van in hoofdzaak.onderling evenwijdige en niet-metaliiscne niet geimpregneerde continue/filamenten in dezelfde rich-ting rond de ziel gewikkeld tot een dikte ten minste gelijk aan tweemaal de gemiddelde diameter van een filament en met een stap p kleiner dan 2 \T7c (a : straal van de equivalente 10 cirkel tot aan de omtrek der rechte doorsnede van de ziel en c : gemiddelde omtrek van de ziel) en een torsie in dezelfde zin als de wikkelrichting en gelijk aan een toer per stap.

2. Hielkern volgens conclusie 1, m e t het ken-15 m e r k , dat de wikkelstap van het lont van het begin naar het einde van de de laag vormende wikkeling varieert, bij voorkeur toeneemt, doch altijd kleiner blijft dan 2\/"a^ cT* (a^ : straal equivalente cirkel tot aan de omtrek van de rechte doorsnede van de hielkern tijdens de vervaardiging 20 op de plaats waar het lont wordt gewikkeld; c ϊ gemiddelde omtrek van de ziel).

3. Hielkern volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk , dat het stelsel van op en rond de ziel aangebrachte draden wordt gevormd uit ten minste twee lagen 25 die van elkaar verschillen in ten minste een der volgende eigenschappen: stap, wikkelrichting rond de ziel, gemiddelde diameter der filamenten en aard der het lont vormende filamenten.

4. Hielkern volgens conclusie 1 of 2,met het 30 kenmerk, dat het stelsel der draden aangebracht op en rond de ziel wordt gevormd uit ten minste twee lagen en de wikkelstap varieert, en bij voorkeur toeneemt, van de het dichtst bij de ziel gelegen laag naar de volgende laag. 8202296 ‘ ^ τγ -9-

4 * 1? -8-

5. Hielkern volgens conclusies 1-4, m e t h e t k e n m e r k , dat ten minste de buitenlaag van filamenten een impre'gnatie of oppervlakteverbindingsbekleding heeft, aangebracht na de vervaardiging van de hielkern.

6. Hielkern volgens conclusies 1-5, met h e t k e n m e r k , dat de ziel bestaat uit metaal, bijv. uit staal.

7. Hielkern volgens conclusies 1-6, met h e t kenmerk , dat de ziel een cirkelvormige rechte 10 doorsnede heeft. Γ

8. Hielkern volgens conclusies 1-7, m e t h e t kenmerk , dat de ziel stijf is.

9. Hielkern volgens conclusies 1-5, met h e t kenmerk, dat de ziel bestaat uit filamenten ingebed 15 in een materiaal met een hoge elasticiteitsmodulus (b.v. epoxyhars of polyester).

10. Hielkern volgens conclusies 1-9, m e t h e t kenmerk , dat ten minste bepaalden der lonten zijn gevormd uit filamenten uit ten minste twee verschillende 20 materialen. 8202296