DE102004029987A1

DE102004029987A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102004029987A1
Application number: DE102004029987A
Authority: DE
Inventors: Hans-Bernd Korte
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-01-05

Abstract

Fahrzeugluftreifen mit Karkasse radialer Bauart, mit Laufstreifen und mit zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnetem Gürtel aus einer oder mehreren Gürtellagen, die sich in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens und in axialer Richtung, ausgehend von einer Reifenschulter, über den Kronenbereich bis zur anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens erstrecken, wobei die Gürtellage eine Vielzahl von einzelnen - insbesondere in Umfangsrichtung benachbarten - in Kautschukmaterial eingebetteten, faden- oder bandförmigen Festigkeitsträgern aufweist, die sich über die gesamte axiale Breite der Gürtellage erstrecken und an den beiden Rändern der Gürtellage enden und die mit ihrer Erstreckungsrichtung einen Winkel zur Umfangsrichtung einschließen, dessen Größe im Fahrzeugluftreifen im Betriebszustand unter Normdruck insbesondere zwischen 6 DEG und 40 DEG beträgt, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A dass der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel über die Breite der Gürtellage des Festigkeitsträgers variiert, wobei er am axialen Rand der Gürtellage eine andere Größe aufweist als in der axialen Mitte der Gürtellage.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit Karkasse radialer Bauart, mit Laufstreifen und mit zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnetem Gürtel aus einer oder mehreren Gürtellagen, die sich in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens und in axialer Richtung ausgehend von einer Reifenschulter über den Kronenberich bis zur anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens erstrecken, wobei die Gürtellage eine Vielzahl von einzelnen – insbesondere in Umfangsrichtung benachbarten – in Kautschkukmaterial eingebetteten, faden- oder bandförmigen Festigkeitsträgern aufweist, die sich über die gesamte axiale Breite der Gürtellage erstrecken und an den beiden Rändern der Gürtellage enden und die mit ihrer Erstreckungsrichtung einen Winkel zur Umfangsrichtung einschließen, dessen Größe im Fahrzeugluftreifen im Betriebszustand unter Normdruck insbesondere zwischen 6° und 40° beträgt, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugluftreifens sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens.
Der gewählte Winkel zur Umfangsrichtung des Verlaufes der Festigkeitsträger der Gürtellage über die Breite der Gürtellage im Fahrzeugluftreifen stellt dabei einen Kompromiss an die sich zum Teil widersprechenden Anforderungen im Reifen dar. Somit wird bei konstruktiver Auslegung je nach besonderer Zieleigenschaft des Reifens der Winkel zu Lasten anderer Eigenschaften gewählt.

Es ist beispielsweise aus der EP0647543B1 auch bekannt, wellenförmige oder ondulierte Festigkeitsträger in der Gürtellage eines Fahrzeugluftreifens auszubilden, wobei auch hier die Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers über die gesamte Breite der Gürtellage mit einem vorab zur Kompromissbildung betimmten Winkel zur Umfangsrichtung ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit zu schaffen bei Fahrzeugluftreifen mit Karkasse radialer Bauart, mit Laufstreifen und mit zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnetem Gürtel aus einer oder mehreren Gürtellagen, die sich in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens und in axialer Richtung ausgehend von einer Reifenschulter über den Kronenberich bis zur anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens erstrecken, wobei die Gürtellage eine Vielzahl von einzelnen – insbesondere in Umfangsrichtung benachbarten – in Kautschkukmaterial eingebetteten, faden- oder bandförmigen Festigkeitsträgern aufweist, die sich über die gesamte axiale Breite der Gürtellage erstrecken und an den beiden Rändern der Gürtellage enden und die mit ihrer Erstreckungsrichtung einen Winkel zur Umfangsrichtung einschließen, dessen Größe im Fahrzeugluftreifen im Betriebszustand unter Normdruck insbesondere zwischen 6° und 40° beträgt, unterschiedliche widersprechende Zielanforderungen individuell besser zu erfüllen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens mit Karkasse radialer Bauart, mit Laufstreifen und mit zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnetem Gürtel aus einer oder mehreren Gürtellagen, die sich in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens und in axialer Richtung ausgehend von einer Reifenschulter über den Kronenberich bis zur anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens erstrecken, wobei die Gürtellage eine Vielzahl von einzelnen – insbesondere in Umfangsrichtung benachbarten – in Kautschkukmaterial eingebetteten, faden- oder bandförmigen Festigkeitsträgern aufweist, die sich über die gesamte axiale Breite der Gürtellage erstrecken und an den beiden Rändern der Gürtellage enden und die mit ihrer Erstreckungsrichtung einen Winkel zur Umfangsrichtung einschließen, dessen Größe im Fahrzeugluftreifen im Betriebszustand unter Normdruck insbesondere zwischen 6° und 40° beträgt, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, bei dem der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel über die Breite der Gürtellage des Festigkeitsträgers variiert, wobei er am axialen Rand der Gürtellage eine andere Größe aufweist als in der axialen Mitte der Gürtellage.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch das Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugluftreifens nach Anspruch 14 gelöst, bei dem zunächst eine Lage parallel angeordneter Festigkeitsträger zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformiert und dann die Lage parallel angeordneter, deformierter Festigkeitsträger zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird, und bei dem der Gürtel des Fahrzeugluftreifens beim Aufbau des Reifens mit einer oder mehreren Lagen parallel angeordneter, deformierter mit Kautschuk beschichteter Festigkeitsträger als Gürtelaufbaulage aufgebaut wird Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch das Verfahren zur Herstellung einer Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens nach Ansprüche 15 gelöst, bei dem eine Lage aus einzelnen parallel angeordneten und zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierter Festigkeitsträger ausgebildet und dann zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird.

Bevorzugt ist eine Ausbildung des Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2, wobei die Festigkeitsträger der Gürtellage über die gesamte axiale Erstreckung der Gürtellage im Fahrzeugluftreifen die gleiche Orientierung in Umfangsrichtung aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3, wobei der zwischen Erstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel im Kronenbereich über eine axiale Erstreckung a_K, die 20% bis 30% der axialen Gürtelbreite a_B entspricht, gleich groß ist.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen der Ansprüche 4, wobei der zwischen Erstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel außerhalb des Kronenbereichs der axialen Erstreckung a_K, im axialen Randbereich a₁ der Gürtellage, der wenigstens 20% der axialen Gürtelbreite entspricht, über die axiale Erstreckung der Gürtellage vom Kronenbereich axial nach außen hin stetig zunimmt oder stetig abnimmt.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine andere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens, ermöglicht eine individuelle Auslegung der für jeweils unterschiedliche Eigenschaften unterschiedlich bedeutenden axialen Gürtelbereiche.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine kleinere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens, ermöglicht eine Verbesserung des Rollwiderstands.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 7, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine größere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens, ermöglicht eine Verbesserung der Performance-Eigenschaften des Fahrzeugluftreifens, da der größere Winkel, der für Hochgeschwindigkeitseignung wünschenswert ist, genau in dem für diese Eigenschaften wichtigen Schulterbereich und der kleinere Winkel, der für die Handlingeigenschaften wichtig ist, in dem hierfür wichtigen Mittenbereich ausgebildet ist.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 8, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel im axialen Schulterbereich einer Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens eine kleinere Größe aufweist als im axialen Schulterbereich der anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens, ermöglicht die individuelle Berücksichtigung der unterschiedlich beanspruchten und die Fahreigenschaften beeinflussenden Schultern des Fahrzeugluftreifens am Fahrzeug. So kann bei einem unter Sturz laufenden Fahrzeugluftreifen die Schulter, die zur Fahrzeugaußenseite weist, zur Verbesserung der Hochgeschwindigkeitseigenschaften mit größerem und die Schulter, die zur Fahrzeuginnenseite weist, zur Abstützung auf der Außenschulter bei Handling und Kurvenfahrt mit kleinerem Winkel zwischen Haupterstreckungsrichtung der Festigkeitsträger zur Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens gewählt werden.

Bevorzugt zur Verbesserung der Handlingeigenschaften ist eine Ausbildung des Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen der Ansprüche 9, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in der axialen Mitte des Gürtels mit einer Größe von 18° bis 22° ausgebildet ist.

Bevorzugt ist eine Ausbildung des Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen der Ansprüche 10, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel am axialen Rand der Gürtellage mit einer Größe von 28° bis 35° ausgebildet ist.

Bevorzugt sind die Festigkeitsträger Corde oder Garne gemäß den Merkmalen von Anspruch 11. Eine vorteilhafte Ausführung ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 12, wobei die Festigkeitsträger Multifilamente oder Monofilamente sind.

Besonders vorteilhaft, ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 13, bei der die Festigkeitsträger metallische Festigkeitsträger – insbesondere Festigkeitsträger aus Stahl – sind. Hierdurch kann der Gürtel mit herkömmlichen, bewährt sicheren Aufbaukomponenten erstellt werden.

Anspruch 16 stellt ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens dar, bei dem zunächst einzelne zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierte Festigkeitsträger in einer Lage parallel angeordnet werden und dann die Lage zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird. Dies ermöglicht die Herstellung mit konventionell kalandriertem Material an einer Baumaschine.

Anspruch 17 stellt ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens dar, bei dem zunächst einzelne – insbesondere geradliniger – Festigkeitsträger in einer Lage parallel angeordnet werden, bei dem dann die Lage einzelner, parallel angeordneter Festigkeitsträger zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformiert wird und bei dem dann die Lage parallel angeordneter, deformierter Festigkeitsträger zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird. Die Herstellung kann aus konventionell kalandriertem Material erfolgen.

Das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 18, bei dem zur Herstellung der Lage einzelner, parallel angeordneter zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierter Festigkeitsträger eine ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer Vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen und anschließend um eine nicht parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse wieder in die Ebene hineingebogen wird, ermöglicht in einfacher Weise die Herstellung der Gürtellage mit gezielter Deformation über die gesamte Gürtellage bei Sicherstellung herkömmlicher Weiterverarbeitbarkeit im Aufbau des Fahrzeugluftreifens.

Besonders einfach und zuverlässig ist diese Deformation über die gesamte Gürtelaufbaulage durch das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 19 umzusetzen, bei dem die ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, in ihrer Längsrichtung zwischen zwei konturierten, drehbaren Walzen unter Berührkontakt hindurchbewegt wird und mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung der Kontur der Walzen entsprechend aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen wird.

Bevorzugt ist das Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 20, bei dem die ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer Vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen wird, und bei dem anschließend die Lage in ihrer Längsrichtung zwischen den Kalanderwalzen eines Kalanders bewegt wird, und durch die Kalanderwalzen der aus der Ebene herausgebogene Teilbereich um eine nicht parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse wieder in die Ebene hineingebogen wird. Hierdurch kann die Gürtelaufbaulage mit üblichen, sicheren Mitteln zur Bearbeitung der Aufbaulagen hergestellt und der Gürtel und der Fahrzeugluftreifen in herkömmlicher, bekannter sicherer Bauweise auf üblichen Bautrommeln einfach aufgebaut werden.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierin zeigen
1: schematische Querschnittsdarstellung eines Fahrzeugreifens mit radialer Karkasse und Gürtellagen,
2a, 2b: Draufsicht auf abgewickelte Gürtellagen zu Erläuterung der Verläufe der Festigkeitsträger mit zwei unterschiedlichen Verläufen,
3: perspektivische schematische Darstellung zur Erläuterung der Herstellung eines Bandes paralleler Festigkeitsträger,
4: perspektivische schematische Darstellung zur Erläuterung der Herstellung eines Bandes paralleler, deformierter Festigkeitsträger mittels Walzenanordnung,
5: Schnittdarstellung auf die Walzenanordnung von 4,
6: Darstellung zur Erlaüterung der Einebnung des in der Walzenanordnung der 4 und 5 deformierten Bandes,
7: Darstellung der kautschukbeschichtung des Bandes in einem Kalander,
8a bis f: Darstellung der Herstellung eines kautschukbeschichten Gürtelaubaustreifens mit deformierten Festigkeitsträgern in alternativer Herstellung.
1 zeigt einen Fahrzeugluftreifen, der in herkömmlicher Weise mit zwei konzentrischen, axial voneinander beabstandeten, ringförmigen Wulstkernen 10, mit einer Innenschicht 2 aus relativ luftundurchlässigen Gummimetarial bekannter Art, die sich axial von. Wulstkern zu Wustlkern und in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang des Reifens erstreckt, aufgebaut ist. Radial über die Innenschicht 2 ist eine Karkasse 1 aus zwei Karkassenlagen 3 und 4 bekannter Art aufgebaut. Die Karkassenlagen 3 und 4 erstrecken sich über den gesamten Umfang des Reifens und in axialer Richtung von dem einen Wulstkern 10 zu dem anderen Wulstkern 10, wo sie sich in bekannter 2/0-Anordnung von axial innerhalb des Wulstkerns radial unterhalb des Wulstkerns nach axial außen erstrecken und um den Wulstkern 10 nach herum axial außerhalb der Wulstkerne 10 radial oben hin umgeschlagen sind, so dass beide Karkasslagen 3 und 4 axial außerhalb der Wulstkerne 10 jeweils einen Umschlagsbereich 30 bilden. Der Umschlag 30 verläuft parallel zum Wulstkern 10 und zum radial oberhalb des Wulstkerns 10 ausgebildeten Kernprofil 11.
Zwischen Karkasse 1 und dem profilierten Laufstreifen 8 ist in bekannter Weise ein Gürtel 5 aus erster Gürtellage 6 und zweiter Gürtellage 7 ausgebildet, die sich jeweils über den Umfang des Reifens und in axialer Richtung von Reifenschulter zu Reifenschulter erstrecken.
Die Karkassenlagen 3 und 4 sind jeweils aus parallelen und im Bereich der Äquatorialebene, die in 1 gestrichelt dargestellt ist, im wesentlichen mit 90° zur Umfangsrichtung ausgerichteten in Kautschuk eingebetteten Festigkeitsträgern ausgebildet.
Die Gürtellagen 6 und 7 sind in bekannter Weise aus jeweils parallelen metallischen Festigkeitsträgern 16 bzw. 17 bekannter Art, beispielsweise aus parallelen Stahlkorden ausgebildet, die jeweils in Kautschuk eingebettet sind. Die Stahlkorde 16 der ersten Gürtellage 6 sind unter einem Winkel α Umfangsrichtung ausgerichtet, die Stahlkorde 17 der zweiten Gürtellage sind unter einem Winkel β zur Umfangsrichtung ausgerichtet, wobei die Orientierung der Stahlkorde 16 der ersten Gürtellage 6 zu denen der Stahlkorde 17 der zweiten Gürtellage 7 entgegengerichtet ist, so dass sie einen Kreuzverband bilden. Dies ist in 2a zu erkennen.
Wie in 1 auch dargestellt ist, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Gürtellage 6 mit einer axialen Breite a_B und die zweite Gürtellage 7 mit einer axialen Breite a_B1 ausgebildet, wobei a_B1 kleiner als a_B ist. Die beiden Gürtellagen erstrecken sich beide bis in den Schulterbereich des Reifens. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gesamtbreite des Gürtels identisch mit der Breite der ersten Gürtellage a_B.
Es ist denkbar, radial oberhalb des Gürtels eine zusätzliche Bandage bekannter Art, beispielsweise aus Nylonkorden, auszubilden, wobei die Bandage in herkömmlicher, nicht dargestellter, Weise entweder in Form von einzelnen Bandagestreifen oder von einem durchgehenden schraubenförmig über den Gürtel gewickelten Bandagestreifen ausgebildet sein kann.
Wie in den 2a und 2b anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele dargestellt ist, ändert sich der Winkellauf des Winkels α ausgehend von der Äquatorebene nach axial außen jeweils nur monoton steigend oder monoton fallend bis zum axialen Gürtelrand.
In dem in 2a dargestellten Ausführungsbeispiel ist im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens über eine axiale Erstreckung a_K der Erstreckungswinkel α der Festigkeitsträger 16 der ersten Gürtellage 6 konstant und außerhalb dieses axialen Bereiches a_K jeweils ausgehend vom axialen Bereich a_K bis zum axialen Rand der Gürtellage 6 stetig abnehmend – in einem besonderen Beispiel monoton abnehmend – ausgebildet.
Ebenso ist der Steigungswinkel β der Festigkeitsträger 17 der zweiten Gürtellage 7 innerhalb des axialen Bereiches a_K konstant und außerhalb des axialen Erstreckungsbereiches a_K jeweils ausgehend vom axialen Erstreckungsbereich a_K bis zum Rand der Gürtellage 7 hin stetig abnehmend – in einem besonderen Beispiel monoton abnehmend – ausgebildet.
Der axiale Erstreckungsbereich a_K entspricht beispielsweise 20% bis 30%der axialen Gürtelbreite a_B.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Winkel α und β im Kronenbereich jeweils gleich groß gewählt, wobei in der Äquatorebene 28° ≤ α ≤ 35° gewählt ist. An den beiden Rändern der ersten und der zweiten Gürtellage ist beispielhaft α = β gewählt, wobei α an den beiden Rändern der ersten Gürtellage 6 so gewählt ist, dass 18° ≤ α ≤ 22°.
In 2b ist ein Gürtel dargestellt, bei dem die Festigkeitsträger 16 der ersten Gürtellage 6 bzw. die Festigkeitsträger 17 der zweiten Gürtellage 7 anders als bei dem in 2a dargestellten Gürtel nach axial ausgehend von dem axialen Erstreckungsbereich a_K nach axial außen jeweils mit stetig zunehmenden Winkel α bzw. Winkel β zur Umfangsrichtung U ausgebildet sind.
In dem in 2b dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls wie im Ausführungsbeispiel von 2a im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens über eine axiale Erstreckung a_K der Erstreckungswinkel α der Festigkeitsträger 16 der ersten Gürtellage 6 konstant und außerhalb dieses axialen Bereiches a_K jeweils ausgehend vom axialen Bereich a_K bis zum axialen Rand der Gürtellage 6 stetig zunehmend – in einem besonderen Beispiel monoton zunehmend – ausgebildet.
Ebenso ist der Steigungswinkel β der Festigkeitsträger 17 der zweiten Gürtellage 7 innerhalb des axialen Bereiches a_K konstant und außerhalb des axialen Erstreckungsbereiches a_K jeweils ausgehend vom axialen Erstreckungsbereich a_K bis zum Rand der Gürtellage 7 hin stetig zunehmend – in einem besonderen Beispiel monoton zunehmend – ausgebildet.
Der axiale Erstreckungsbereich a_K entspricht beispielsweise 20% bis 30%der axialen Gürtelbreite a_B.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Winkel α und β im Kronenbereich jeweils gleich groß gewählt, wobei in der Äquatorebene 28° ≤ α ≤ 35° gewählt ist. An den beiden Rändern der ersten und der zweiten Gürtellage ist beispielhaft α = β gewählt, wobei α an den beiden Rändern der ersten Gürtellage 6 so gewählt ist, dass 18° ≤ α ≤ 22°.
Am Beispiel der in 2a dargestellten Gürtelverläufe ist in den 3 bis 7, beispielhaft die Herstellung der Gürtellagen dargestellt. Wie in 3 dargestellt ist, werden von einer schematisch dargestellten Vorratsrolle 12 für Gürtelkorde 13 parallel verlaufende Gürtelkorde 13 seitlich auf ein Förderband 9 mit quer zur Förderrichtung des Förderbandes ausgerichtete Orientierung der Gürtelkorde 13 bis zu einer in Förderrichtung des Förderbandes 9 ausgerichteten Ausrichtlinie 14 abgewickelt.
Von drehbar gelagerten Vorratsrollen 15 für Fixierungsträger 18 bekannter Art werden parallel zur Förderrichtung des Förderbandes 16 ausgerichtete bandförmige Fixierungsträger 16 in Förderrichtung des Förderbandes 9 auf die auf dem Förderband 9 quer zur Förderrichtung ausgerichteten, in Förderrichtung hintereinander angeordneten Gürtelkorde 13 aus Stahl gezogen und fixieren somit die Abstände der Gürtelkorde 13 in bekannter Art. Im quer zur Förderrichtung des Förderbandes 9 gesehenen Abstand b_S von der Ausrichtlinie 14 werden die Gürtelkorde 13 auf dem Förderband 9 durch bekannte nicht dargestellte Schneideinrichtungen abgelängt. Das Förderband 9 mit den abgeschnittenen Gürtelkorden 13 wird in bekannter Weise in Förderrichtung so weit weiter bewegt, dass die nächsten Gürtelkorde 13 von der Vorratsrolle 12 quer zur Förderrichtung des Förderbandes 9 abgezogen und in Förderrichtung des Förderbandes 9 direkt anschließend an die bereits abgeschnittenen und mit dem Förderband 9 weiterbewegten Gürtelkorde 13 angelegt werden können. Die von der Vorratsrolle 12 abgezogenen parallelen Gürtelkorde 13 werden wiederrum bis zur Ausrichtlinie 14 auf dem Förderband gezogen mit den bandförmigen Fixierungsträgern 18 bekannter Art fixiert und abgeschnitten.
Auf diese Weise wird auf dem Förderband 9 ein in Förderrichtung ausgerichtetes Band 19 aus den in Förderrichtung äquidistant hinter einander angeordneten parallelen Gürtelkorden 13 der Länge b_S gebildet, das über die in Förderrichtung verlaufenden Fixierungsträger 18 zusammen gehalten wird. Das Band 19 wird auf einer Vorratsrolle 20 bekannter Art in bekannter, nicht näher dargestellter Weise aufgewickelt.
In den 4 und 5 ist schematisch dargestellt, wie das Band 19, das von der nicht dargestellten Vorratsrolle 20 abgewickelt wird und in Längsrichtung des Bandes durch eine Rollendeformationsvorrichtung 21 mit mehereren von der Oberseite und von der Unterseite auf das Band 19 einwirkenden konturierten Rollen 22, 23, 24 geführt und dabei aus der Förderebene um in Förderrichtung gerichtete Achsen defomiert wird. Die Rollen 22, 23, 24 sind drehbar gelagert, wobei die Drehachse senkrecht zur Förderrichtung des Bandes 19 ausgerichtet sind. Wie in 5 zu erkennen ist, ist eine Rolle 23 unterhalb des Bandes 19 angeordnet, die sich über die gesamte Breite des Bandes 19 erstreckt und die mit ihrer Mantelfläche auf der dargestellten linken Seite mit einem zum linken Rand der Rolle 23 hin zunehmenden Rollenradius und auf der rechten Seite mit einem zum rechten Rand der Rolle 23 hin abnehmendem Radius konturiert ausgebildet ist. In ihrem axialen Mittenbereich zwischen diesen beiden mit verändertem Radius konturierten Bereichen ist die Rolle 23 an ihrer Mantelfläche zylindrisch ausgebildet. Zur Kontur der Mantelfläche der Rolle 23 im axialen Mittenbereich und im axialen linken Erstreckungsbereich korrespondierend ist oberhalb der Rolle 23 die Mantelflächenkontur der Rolle 22 mit einem zum linken Rand der Rolle 22 hin abnehmenden Rollenradius und zur Kontur der Mantelfläche der Rolle 23 im axial rechten Erstreckungsbereich korrespondierend ist die Mantelflächenkontur der Rolle 24 mit einem zum rechten Rand der Rolle 24 hin abnehmenden Rollenradius ausgebildet, so dass längs der Mantelflächenkontur der Rolle 23 zwischen Rolle 23 und Rolle 22 bzw. zwischen Rolle 23 und Rolle 24 ein dünner Spalt verbleibt, durch den das Band 19 in Reibkontakt zu den Rollen 22, 24, 23 hindurchgezogen werden kann und dabei entsprechend der Konturen der Rollen 23, 22, 24 auf der linken Seite nach oben und auf der rechten Seite nach unten deformiert wird. Wie in 4 zu erkennen ist ist das durch die Deformationsvorrichtung 21 geförderte Band 19 in Förderrichtung hinter der Deformationsvorrichtung 21 quer zur Förderrichtung gesehen, auf der linken Seite nach oben und auf der rechten Seite nach unten gebogen.
In einem weiteren Schritt wird – wie in 6 schematisch dargestellt ist – auf der in Förderrichtung des Bandes 19 gesehenen linken Seite eine Zugkraft in Förderrichtung mit bekannten, herkömmilichen, nicht dargestellten Mitteln, beispielsweise mit einer Klemmvorrichtung oder mit Reibrädern, und auf der in Förderrichtung des Bandes 19 gesehenen rechten Seite eine Zugkraft mit bekannten, herkömmlichen, nicht dargestellten Mitteln, beispielsweise mit einer Klemmvorrichtung oder mit Reibrädern, in Gegenförderrichtung aufgebracht, die die einzelnen in Förderrichtung hintereinander angeordneten Gürtelkorde des Bandes 19 wieder in eine Ebene kippen. Das nunmehr wieder flache Band 19 besteht dann aus in Förderrichtung hintereinander angeordneten über die Breite des Bandes 19 S-förmigen Gürtelkorden und wird -wie in 7 schematisch dargestellt ist- in bekannter Weise in einem Kalander 25 von oben und von unten mit Kautschukmaterial beschichtet.
Das auf diese Weise erzeugte Band 19 aus in Förderrichtung hintereinander parallel angeordneten, äquidistanten, über die gesamte Breite des Bandes 19 erstreckten, deformierten Festigkeitsträgern mit beidseitiger Beschichtung mit Kautschukmaterial wird nun in herkömmilicher nicht weiter dargestellter Weise – beispielsweise auf einer Gürtelaufbautrommel bekannter Art – aufgelegt und bildet dort die erste Gürtellage 6.
In gleicher Weise – jedoch mit kleinerer Schnittbreite b_S der in 3 dargestellten abgeschnittenen Gürtelkorde 13 – wird die zweite Gürtelaufbaulage 7 hergestellt und aufgebaut.
Die Konturen der Walzen 22, 23, 24 der Deformationsforrichtung 21 sind jeweils den bei der jeweiligen Gürtellage 6 bzw. 7 gewünschten Winkelverläufen der Gürtelkorde 16 bzw. 17 in der Gürtellage im Fahrzeugluftreifen angepaßt.
Zur Erzeugung des Gürtels von 2b werden entsprechend angepaßte Konturverläufe der Walzen 22, 23 und 24 der Deformationsvorrichtung 21 verwendet.
In den 8a bis 8e ist eine alternative Herstellung eines in den 2a oder 2b dargestellten Gürtels am Beispiel des in 2a dargestellten Gürtels gezeigt. Hierzu wird – wie in 8a dargestellt ist – auf eine Gürtelaufbautrommel 26 in bekannter Weise eine über den Umfang der Gürtelaufbautrommel 26 erstreckte bandförmige Kautschuklage 31 aus einer Vorratsspeicherrolle 27 aufgebaut. Auf diese wird – wie in 8b dargestellt ist – ein nach Aufbringen der gegenläufigen Zugkräfte von 6 erzeugtes, ebenes Band 19 von hintereinander angeordneten deformierten Gürtelkorden 13, die die Festigkeitsträger 16 der ersten Gürtellage 6 bilden über den Umfang der Gürtelaufbautrommel 26 erstreckt aufgebaut. Wie in 8c dargestellt ist, wird im Anschluß daran auf diese Lage von Festigkeitsträgern 16 von einer Vorratsspeicherrolle 28 in bekannter Weise eine Kautschuklage 32, die sich über den gesamten Umfang der Gürtelaufbautrommel erstreckt aufgebaut. In einem weiteren – in 8d dargestellten Schritt – wird auf die Kautschuklage 32 ein nach Aufbringen der gegenläufigen Zugkräfte von 6 erzeugtes, ebenes Band 19 von hintereinander angeordneten deformierten Gürtelkorden 13, die die Festigkeitsträger 17 der zweiten Gürtellage 7 bilden, über den Umfang der Gürtelaufbautrommel 26 erstreckt aufgelegt. Im Anschluß daran wird von einer Vorratsspeicherrolle 9 – wie in 8e dargestellt – in bekannter Weise eine Kautschuklage 33 auf die Festigkeitsträger 17 über den gesammten Umfang der Gürtelaufbautrommel 6 aufgebaut.
Die Kautschuklagen 31, 32, 33 mit den dazwischen angeordneten Festigkeitsträgern 16 bzw. 17 bilden den in den 2a bzw. 2b dargestellten Gürtel.
In einer nicht dargestellten Ausführung, werden die Kautschuklage 31, das Band 19 mit den die erste Lage von Festigkeitsträgern 16 bildenden Gürtelkorden 13, die zweite Kautschuklage 33, das Band 19 mit den die zweite Lage von Festigkeitsträgern 17 bildenden Gürtelkorden 13 sowie die Kautschuklage 33 gleichzeitig von entsprechend ihrer Übereinanderanordnung im Gürtel in Drehrichtung der Gürtelaufbautrommel hintereinander angeordneten Vorratsspeichern zugeführt und auf der Gürtelaufbautrommel aufgebaut.
Die Fixierungsträger 18 sind in einer Ausführung herkömmliche Fäden, Kunststoffbänder oder Corde, die beispielsweise üblicherweise zur Entlüftung bei der Beschichtung von Lagen ein Kautschuk eingebetetter Festigkeitsträger bei der Reifenherstellung verwendet werden.

1: Karkasse
2: Innenschicht
3: Erste Karkassenlage
4: Zweite Karkassenlage
5: Gürtel
6: Erste Gürtellage
7: Zweite Gürtellage
8: Laufstreifen
9: Förderband
10: Wulstkern
11: Kernprofil
12: Rolle für Stahlkorde
13: Stahlkorde
14: Ausrichtlinie
15: Rolle
16: Festigkeitsträger
17: Festigkeitsträger
18: Fixierungsträger
19: Band
20: Vorratsrolle
21: Rollendeformationsvorrichtung
22: Konturierte Rolle
23: Konturierte Rolle
24: Konturierte Rolle
25: Kalander
26: Gürtelaufbautrommel
27: Speicherrolle
28: Speicherrolle
29: Speicherrolle
30: Umschlag
31: Kautschuklage
32: Kautschuklage
33 Kautschuklage

Claims

Fahrzeugluftreifen mit Karkasse radialer Bauart, mit Laufstreifen und mit zwischen Laufstreifen und Karkasse angeordnetem Gürtel aus einer oder mehreren Gürtellagen, die sich in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens und in axialer Richtung ausgehend von einer Reifenschulter über den Kronenberich bis zur anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens erstrecken, wobei die Gürtellage eine Vielzahl von einzelnen – insbesondere in Umfangsrichtung benachbarten – in Kautschkukmaterial eingebetteten, faden- oder bandförmigen Festigkeitsträgern aufweist, die sich über die gesamte axiale Breite der Gürtellage erstrecken und an den beiden Rändern der Gürtellage enden und die mit ihrer Erstreckungsrichtung einen Winkel zur Umfangsrichtung einschließen, dessen Größe im Fahrzeugluftreifen im Betriebszustand unter Normdruck insbesondere zwischen6° und 40° beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel über die Breite der Gürtellage des Festigkeitsträgers variiert, wobei er am axialen Rand der Gürtellage eine andere Größe aufweist als in der axialen Mitte der Gürtellage.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, wobei die Festigkeitsträger der Gürtellage über die gesamte axiale Erstreckung der Gürtellage im Fahrzeugluftreifen die gleiche Orientierung in Umfangsrichtung aufweisen.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der zwischen Erstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel im Kronenbereich über eine axiale Erstreckung a_K, die 20% bis 30% der axialen Gürtelbreite a_B entspricht, gleich groß ist.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel außerhalb des Kronenbereichs der axialen Erstreckung a_K, im axialen Randbereich a₁ der Gürtellage, der wenigstens 20% der axialen Gürtelbreite entspricht, über die axiale Erstreckung der Gürtellage vom Kronenbereich axial nach außen hin stetig zunimmt oder stetig abnimmt..
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine andere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine kleinere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in einem axialen Schulterbereich des Fahrzeugluftreifens eine größere Größe aufweist als im axialen Kronenbereich des Fahrzeugluftreifens.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel im axialen Schulterbereich einer Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens eine kleinere Größe aufweist als im axialen Schulterbereich der anderen Reifenschulter des Fahrzeugluftreifens..
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel in der axialen Mitte des Gürtels mit einer Größe von 18° bis 22° ausgebildet ist.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei der zwischen Haupterstreckungsrichtung des Festigkeitsträgers der Gürtellage und Umfangsrichtung eingeschlossene Winkel am axialen Rand der Gürtellage mit einer Größe von 28° bis 35° ausgebildet ist.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Festigkeitsträger Corde oder Garne sind.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Festigkeitsträger Multifilamente oder Monofilamente sind.
Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Festigkeitsträger metallische Festigkeitsträger – insbesondere Festigkeitsträger aus Stahl – sind.
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem zunächst eine Lage parallel angeordneter Festigkeitsträger zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformiert und dann die Lage parallel angeordneter, deformierter Festigkeitsträger zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird, und bei dem der Gürtel des Fahrzeugluftreifens beim Aufbau des Reifens mit einer oder mehreren Lagen parallel angeordneter, deformierter mit Kautschuk beschichteter Festigkeitsträger als Gürtelaufbaulage aufgebaut wird.
Verfahren zur Herstellung einer Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine Lage aus einzelnen parallel angeordneten und zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierter Festigkeitsträger ausgebildet und dann zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 15, bei dem zunächst einzelne zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierte Festigkeitsträger in einer Lage parallel angeordnet werden und dann die Lage zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 15, bei dem zunächst einzelne – insbesondere geradliniger – Festigkeitsträger in einer Lage parallel angeordnet werden, bei dem dann die Lage einzelner, parallel angeordneter Festigkeitsträger zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformiert wird und bei dem dann die Lage parallel angeordneter, deformierter Festigkeitsträger zur Einbettung der Festigkeitsträger mit Kautschuk beschichtet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 17, bei dem zur Herstellung der Lage einzelner, parallel angeordneter zur Erzeugung ihres variablen Winkelverlaufes zur Umfangsrichtung im Fahrzeugluftreifen deformierter Festigkeitsträger eine ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen und anschließend um eine nicht parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse wieder in die Ebene hineingebogen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 18, bei dem die ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, in ihrer Längsrichtung zwischen zwei konturierten, drehbaren Walzen unter Berührkontakt hindurchbewegt wird und mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung der Kontur der Walzen entsprechend aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Gürtelaufbaulage eines Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 18 oder 19, bei dem die ebene, bandförmige oder streifenförmige Lage mit in einer ersten Haupterstreckungsrichtung der Lage ausgebildeten Länge und mit einer zweiten Haupterstreckungsrichtung quer zur ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Breite mit einer vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten parallelen einzelnen Festigkeitsträgern, die sich quer zur Längsrichtung der Lage ausgerichtet jeweils über die gesamte Breite der Lage erstrecken, mit einem Teilbereich ihrer Erstreckung in Breitenrichtung aus der Ebene um eine parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse herausgebogen wird, und bei dem anschließend die Lage in ihrer Längsrichtung zwischen den Kalnderwalzen eines Kalanders bewegt wird, und durch die Kalnaderwalzen der aus der Ebene herausgebogene Teilbereich um eine nicht parallel zur Längsrichtung ausgebildete Krümmungsachse wieder in die Ebene hineingebogen wird.