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Fahrzeugluftreifen mit unterhalb der Lauffläche angeordneten Verstärkungseinlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugluftreifen mit unterhalb der Lauffläche angeordneten Ver- stärkungseinlagen insbesondere aus zusammenwirkenden Bahnen aus Polymerisationsprodukten und Metall- drähten.
Fahrzeugluftreifen warenschon bekannt, bei welchen die Drähte, welche aus Metall oder aus ande- rem Stoff mit entsprechender Zug- und Druckfestigkeit bestehen, innerhalb der einzelnen Verstärkungs- einlage parallel zueinander verlaufen, jedoch mit den Drähten der darüberliegenden Verstärkungseinlage einen Winkel bilden, wobei zwischen den Verstärkungseinlagen und der Karkasse, Pufferschichten ange- ordnet sind.
Es wurden auch schon Fahrzeugluftreifen vorgeschlagen, in weichender in einer oder mehreren Lagen ausgeführten Stahlcordbahi1 eine Kunststoffbahn unmittelbar zugeordnet ist. Die Kunststoffbahn liegt also mirt Ostens an einer Stahlcordbahn unmittelbar an ; bei Verwendung zweier Stahlcordbahnen ist die Kunst- stoffbahn zwischen den ersteren in unmittelbarer Berührung mit ihnen eingeschaltet. Eine Variante dieser
Ausbildung sieht drei Stahlcordbahnen vor ; zwischen je zwei Stahlcordbahnen ist je eine Kunststoffbahn eingeschaltet, wobei die Kunststoff- und Stahlcordbahnen in unmittelbarer Berührung aneinanderliegen.
Die Kunststoffbahnen weisen Scher- und Zugfestigkeiten auf, welche grösser sind als die des Laufflächen- gummis. Als Vorteil der geschilderten Ausführungen wird angegeben, dass eine äusserst starre Lauffläche erhalten wird, welche gegen Verwindungsbeanspruchungen besonders widerstandsfähig ist ; dadurch sollen die insbesondere beim Befahren von Kurven auftretenden Scherbeanspruchullgen so weit herabgesetzt sein, dass eine Abnützung der Lauffläche durch solche Beanspruchungen praktisch ausgeschaltet wird.
Die Herabsetzung dieser Beanspruchungen der Laufflächenpartie wird gemäss dem bekannten Vorschlag freilich durch eine sehr starre Konstruktion erzielt, welche nicht nur den Fahrkomfort beeinträchtigt, sondern durch die praktisch aufgehobene elastische Verschiebungsmöglichkeit der Konstruktionsteile des Reifens gegeneinander beim Auftreten hoher Seitenkräfte eine sehr hohe Beanspruchung der Haftkräfte zwischen den Konstruktionsgliedern zur Folge hat, die in Extremfällen zu einer Zerstörung des Reifens führen kann.
Auch ist es bisher nicht gelungen, eine ausreichend zuverlässige Haftverbindung zwischen der Kunststofflage und den benachbarten Kautschukmischungen zu erzielen.
Die Erfindung erreicht nun unter Vermeidung der vorstehenden Nachteile das Ziel einer ausreichend seitensteifen stabilisierten Lauffläche dadurch, dass mindestens'drei Verstärkungseinlagen in zwei Gruppen zur Anwendung gelangen, von denen die eine Gruppe ein Paar unmittelbar aufeinanderliegender Verstärkungseinlagen mit Metalldrähten aufweist, welche Verstärkungseinlagen sowohl vom inneren, vorzugweise zweilagigen Cordkörper insbesondere Textil oder Stahlcordkörper, als auch von der zweiten, un- mittelbar unter der Laufflächenpartie angeordneten Gruppe der Verstärkerungseinlage.
durch Pufferschichten getrennt sind, welche zweite Gruppe mindestens eine Kautschuk-Kunststoffeinlage enthält, die beispielsweise aus durch Verschmelzen erhaltenen vulkanisierten Polyamid/Kautschukmassen besteht, in welchen der Kautschukanteil grösser ist, als der Polyamidanteil.
In der Gruppe, in welcher die Verstärkungseinlagen paarweise enthalten sind, bestehen sie vorteilhaft aus Stahlcord.
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Dadurch, dass die ein Paar von Verstärkungseinlagen enthaltende Gruppe sowohl von den Cordlagen der Karkasse als auch von der zweiten Gruppe der unmittelbar unter der Laufflächenpartie vorgesehenen
Verstärkungseinlagen im Sinne der Erfindung durch je eine Pufferschichte getrennt ist, erhält der Reifen keine extrem starre Bauweise, indem eine geringfügige seitliche elastische Verschiebung von Bauelemen- i ten gegenüber benachbarten Bauelementen durch die Anwesenheit der Polsterschichten gegeben ist. Da das
Ausmass dieser geringfügigen seitlichen Nachgiebigkeit je nach der Zusammensetzung der Polsterschichten bzw.
jeder einzelnen derselben und je nach deren Stärke weitgehend vorausbestimmt werden kann, ist es möglich, eine Anordnung zu treffen, die auch bei extremen seitlichen Stosskräften auf die Bauteile ein- wirkende Beanspruchungen ohne Störung der Haftverbindungen zwischen diesen Bauteilen aufzunehmen ver- ) mag. Gegenüber bekannten Metalleinlagen unter der Laufflächenpartie wird diese besonders auch durch die im Sinne der Erfindung aus einer Kautschuk-Kunststofflage bestehende zweite Gruppe der Verstärkungs- einlagen erreicht, da eine derartige Kautschuk-Kunststofflage einerseits eine bessere Haftung am Kaut- schuk derLaufflächenschichte hat als eine metallische Verstärkungseinlage und anderseits die Kautschuk-
Kunststofflage der Natur ihrer Materialien nach weniger starr in Wirksamkeit tritt als eine metallische Einlage.
Ferner werden die möglichen kleinsten Lageänderungen erst durch die obere Pufferschichte, so- mit unter Einschaltung eines beschränkt elastischen Zwischengliedes, auf die vorzugsweise aus Stahlcord bestehenden paarweisen Verstärkungseinlagen der andern Gruppe übertragen. Durch die beiden Puffer- schichten wird im Zusammenwirken mit der Kautschuk-Kunststoffeinlage auch der Fahrkomfort nicht un- erheblich verbessert. Endlich ist die Möglichkeit - wenn auch geringfügiger - seitlicher Nachgiebigkeit im Falle von extrem hohen Seitenstössen trotz der an sich ausreichend starren Konstruktion von Bedeutung, da die spezifischen Belastungen bei einer Ausbildung gemäss der erfindungsgemässen elastischen Konstruk- tion in geringeren Grenzen bleiben als bei einer starren.
Einlagen aus hartem Kautschuk oder Kunststoff sind bereits bekannt. Die Härte der in Betracht kom- menden Kautschukmischung ist durch einen entsprechenden Zusatz von Schwefel und/oder Russ variierbar.
Mit wachsender Härte verschlechtern sich die für Reifen erforderlichen physikalischen Eigenschaften. Man ist daher dazu übergegangen, anstatt von Kautschukeinlagen in den Reifen Kunststoffolien, beispielswei- se Polyamid- oder Polyesterfolien, einzubauen. Mit solchen Folien ist es jedoch nicht gelungen, eine
Haftverbindung zu erreichen, welche den beim Fahren auftretenden Kräften ausreichenden Widerstand zu leisten vermag. Erst durch einen von der Erfinderinentwickelten Kautschuk-Polyamidvtirschnitt ist es ge- lungen, eine Einlage zu schaffen, welche die für ihre Funktion im Reifen erforderliche Härte besitzt und gleichzeitig eine zuverlässige Bindung mit den benachbarten Kautschukschichten gewährleistet.
In der Zeichnung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. l zeigt einen
Querschnittdeserfindungsgemässen Reifens. Fig. 2 zeigt eine Draufsichtbei teilweise abgehobenen einzel- nen Schichten.
DerReifenmam : elbesteht aus der Karkasse und der darüber angeordneten Lauffläche 8, den Wulstker- nen 10 und aus zwei Gruppen bestehenden Verstärkungseinlagen. Die Karkasse ist aus zwei Cordlagen 5, 6 aufgebaut, die z. B. aus radial bzw. annähernd radial angeordneten Textil-oder Stahlcordfäden bestehen, welche an den Wülsten 10 verankert sind. Darüber ist eine Naturkautschukplatte 9 als Seitenwand angeord- net, die vorteilhafterweise noch zum Schutz gegen Lichteinwirkung auf den Reifenmantel besonders in der
Walkzone mit einer Kunstkautschukplatte 12, insbesondere einer Chlorbutadienschichte abgedeckt ist.
Diese Schichte reicht bis zum Rand 11 der Lauffläche 8.
Zwischen der Karkasse und dem Laufflächenteil ist die aus zwei Gruppen bestehenden Verstärkungseinlage angeordnet, die vornehmlich zur Stabilisierung des Reifens beim Fahren dient. Die Gruppe der Verstärkungseinlage besteht aus den beiden Stahlcordein- lagen 1, 2. welche durch die innere Pufferschichte 3 von den Cordlagen 5. 6 der Karkasse und durch die äussere Pufferschichte 4 von der zweiten Gruppe der Verstärkungseinlage getrennt ist. Diese zweite Grup- pe der Verstärkungseinlage ist bei einer oder mehreren Schichten als aus einer Kautschuk-Polyamidver- schnittmischung bestehendes Kontruktionselement 7 ausgebildet.
Die Stahlcordeinlagen 1 und 2 erstrecken sich etwa über die Laufflächenbreite, wobei die innere
Stahlcordeinlage 2 vorteilhafterweise breiter ausgebildet ist als die Stahlcordeinlage 1. Diese Stahlcord- einlagen sind an den Rändern mit Gummistreifen eingefasst.
Für die Pufferschichten 3 und 4 wird zweckmässig eine verhältnismässig hochgefüllte, eine Härte von mindestens 750 Shore aufweisende Naturkautschuk-Mischung gewählt, welche z. B. auf 100 Teile Naturkautschuk 75 - 85 Teile Russ enthält. Es empfiehlt sich aber, die Pufferschichte 3 aus härterem Material, mit z. B. 800 Shore, als die der Lauffläche nähergelegene Pufferschichte 4, auszuführen, die nur eine Härte von 750 Shore aufweist und dabei der inneren Pufferschichte 3 eine grössere Stärke zu geben als der äusseren Pufferschichte 4.
Die Pufferschichten 3 und 4 können mit seitlichen Verdickungen versehen sein, oder es kann eine eigene Kantenabdeckung 13 aus verhältnismässig harter Mischung vorgesehen sein.
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Die zwischen der Lauffläche 8 und der äusseren Pufferschichte 4 als Verstärkung ausgebildete, der zweiten Gruppe angehörende Einlage 7 besteht aus einer Schichte einer Kautschukpolyamidverschnittmischung von 160 bis 200 kg/cm2 Zerreissfestigkeit und 280 - 20 o Dehnung sowie 80 - 950 Shore-Härte, die beispielsweise durch Verschmelzen von 100 Teilen Natur- oder Kunstkautschuk mit 50 bis 75 Teilen Polyamid erhalten werden kann. Diese Mischungen enthalten aber entweder gar keinen Russ oder aber höchstens 25 Teile Russ, u. zw. vorteilhaft Russ von niedriger Aktivität.
Russreichere Kautschuk-Polyamidmischungen und die zum Vergleich angeführte mit D bezeichnete Mischung, welche kein Polyamid enthält, zeigen nachstehende Zusammensetzung und nachstehende mechanische Eigenschaften, welche mechanischen Eigenschaften aber hinsichtlich der Zerreissfestigkeit und der Dehnung nicht so hohe Warte erreichen wie russfreie oder russarme Kautschukpolyamidmischungen.
I. Zusammensetzung der Proben
EMI3.1
<tb>
<tb> Proben <SEP> Naturkautschuk <SEP> Polyamid <SEP> ZnO <SEP> Russ <SEP> Stearinsäure <SEP> Weichmacher <SEP> S <SEP> Beschleuniger
<tb> A <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 4.-50.-2. <SEP> 06 <SEP> 5. <SEP> 43 <SEP> 2. <SEP> 39 <SEP> 0. <SEP> 65 <SEP>
<tb> B <SEP> 100 <SEP> M <SEP> 75.- <SEP>
<tb> C <SEP> 100 <SEP> 75"50.D <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 6,45 <SEP> 135.- <SEP> 4,3 <SEP> 17.2 <SEP> 13.75 <SEP> 0.7
<tb>
II.
Zusammensetzung der Proben
EMI3.2
<tb>
<tb> Proben <SEP> Kunstkautschuk <SEP> Polyamid <SEP> ZnO <SEP> Russ <SEP> Stearinsäure <SEP> Weichmacher <SEP> S <SEP> Beschleuniger
<tb> E <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 5.- <SEP> 50 <SEP> 2.- <SEP> 9.- <SEP> 1.8 <SEP> 1.5
<tb> Ölkautschuk
<tb> F <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 5.- <SEP> 50 <SEP> 2.- <SEP> 9.- <SEP> 1.8 <SEP> 1.5
<tb> Butylkautschuk
<tb> G <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 5.- <SEP> 50 <SEP> 0 <SEP> 10.- <SEP> 2.- <SEP> 1.75
<tb>
III.
Mechanische Eigenschaften
EMI3.3
<tb>
<tb> Proben <SEP> Festigkeit <SEP> kg/cm* <SEP> Dehnung <SEP> % <SEP> Härte <SEP> Shore <SEP> Elastizität <SEP> %
<tb> A <SEP> 146 <SEP> 185 <SEP> 87 <SEP> 31
<tb> B <SEP> 149 <SEP> 150 <SEP> 90 <SEP> 30
<tb> C <SEP> 136 <SEP> 93 <SEP> 92 <SEP> 13
<tb> D <SEP> 90 <SEP> 203 <SEP> 88 <SEP> 15
<tb> E <SEP> 130 <SEP> 150 <SEP> 90 <SEP> 30
<tb> F <SEP> 110 <SEP> 180 <SEP> 85 <SEP> 28
<tb> G <SEP> 65 <SEP> 170 <SEP> 92 <SEP> 17
<tb>
Als Polyamid wird vor allem ein Mischpolymerisat aus Hexamethylendiaminadipat, Hexamethylendiaminsebazat und Amiilocapronsäure verwendet. Es können aber auch andere Polyamide zur Anwendung gelangen. Der Kunstkautschukanteil kann aus den üblichen Blutadien Mischpolymerisaten, aus Polychlor-
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vulkanisiert ist.
Nach einem zweiten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Einlage aus zwei Schichten.
Mindestens eine dieser Kautschuk-Kunststoffschichten fällt mit ihrer Kalandrierungsrichtung mit der Äquatorrichtung des Reifens zusammen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Stahlcordfäden der beiden Stahlcordeinlagen der ersten
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Gruppe der Verstärkungseinlagen unter einem geringen Winkel gegen den Äquator des Reifens angeordnet, wobei sich die Richtungen der beiden Lagen kreuzen. Auch die Kalandrierungsrichtung einer der Kau- tschuk-Kunststoffbahnenkreuztsich mit den Stahlcordfäden der beiden Stahlcordeinlagen. Die Lauffläche wird aus einer harten, etwa 700 Shore Härte aufweisenden Laufflächenmischung. hergestellt.
Die Erfindung lässt eine Ausbildung in verschiedenen Varianten zu und soll keinesfalls auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fahrzeugluftreifen mit unterhalb der Lauffläche angeordneten Verstärkungseinlagen, insbesondere
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genden Verstärkungseinlage einen Winkel bilden, wobei zwischen den Verstärkungseinlagen und der Karkasse, Kautschukmischungen als Pufferschichten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Verstärkungseinlagen in zwei Gruppen zur Anwendung gelangen, von denen die eine Gruppe ein Paar unmittelbar aufeinanderliegende Verstärkungseinlagen mit Metalldrähten aufweist, welche Verstärkungseinlagen (1.
2) sowohl vom inneren, vorzugsweise zweilagigen Cordkörper (5, 6) insbesondere Textil oder Stahlcordkörper, als auch von der zweiten, unmittelbar unter der Laufflächenpartie (8) angeordneten Gruppe der Verstärkungseinlage durch Pufferschichten (3, 4) getrennt sind, welche zweite Gruppe mindestens eine Kautschuk-Kunststoffeinlage (7) enthält, die beispielsweise aus durch Verschmelzen erhaltenen vul- kanisierten Polyamid/Kautschukmassenbesteht, in welchender Kautschukanteil grösser ist, als der Polyamid- anteil.