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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen, aufweisend einen Laufstreifen,
Seitenwände, Wulstbereiche mit zugfesten Kernen, eine Karkasse
und einen Gürtel, wobei der Gürtel aus wenigstens
einer Gürtellage aufgebaut ist, welche radial oberhalb
der Karkasse zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordnet
ist und welche aus in Kautschuk eingebetteten und parallel zueinander
angeordneten Korden als Festigkeitsträger besteht.
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Fahrzeugreifen
mit einem derartigen Gürtel, dem sogenannten Schnittkantengürtel,
sind bekannt und dem Fachmann hinreichend geläufig. Der
Gürtel von PKW-Luftreifen besteht meist aus 2 Gürtellagen, wobei
jede Lage parallel zueinander und voneinander beabstandete Festigkeitsträger,
zumeist Stahlkorde, aufweist, wobei die Festigkeitsträger
der beiden Lagen gegenläufig steigend angeordnet sind,
so dass die Festigkeitsträger der beiden Lagen einander kreuzend
orientiert sind. Die Festigkeitsträger schließen üblicherweise
mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen 20° und
35° ein. Der Gürtel kann mit einer Bandage abgedeckt
sein. Der Gürtel von LKW-Luftreifen besteht meist aus drei oder
mehr Gürtellagen, deren Festigkeitsträger bestimmte
Gürtelwinkel aufweisen. Der Gürtel sorgt insbesondere
bei Radialluftreifen für die Steifigkeit der Lauffläche
in Längs- und Querrichtung. Dieses dient beim Fahren der
Kraftübertragung, verbessert die Seitenführung
und verringert den Abrieb des Reifens.
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Hergestellt
werden Schnittkantengürtel als Reifenbauteil derart, dass
parallel und beabstandet zueinander ausgerichtete Festigkeitsträger, üblicherweise
Stahlkorde, in einem Kalander mit einer Kautschuksmischungsschicht
umgeben werden und somit eine lange Festigkeitsträgerlagenbahn
als Halbzeug bilden. Von dieser Lagenbahn werden unter spitzem Winkel
Bahnstücke z. B. mittels einer Schlagschere abgeschnitten
(abgelängt) und derart zu einer lang erstreckten Lage wieder
aneinander gesetzt und verspleißt, so dass die ehemaligen
Schnittflächen, welche beim Ablängen entstehen,
die Kanten des neu zusammengefügten Gürtels bilden.
Somit ist auf einfache Art eine Gürtellage hergestellt, deren
Festigkeitsträger in gewünschtem Winkel von der
Umfangsrichtung abweichend orientiert sind.
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Nachteilig
ist jedoch, dass im Bereich der Gürtelkanten die Festigkeitsträger
in freien Enden mit scharfen Schnittkanten enden. Denn herstellungsbedingt
verlaufen die Schnittkanten eines jeden Festigkeitsträgerendes
parallel zur Gürtelkantenerstreckung, wodurch spitzwinklige
und dadurch besonders scharfe Schnittkanten vorhanden sind. Je nach Gürtelwinkel
der Gürtellage ist der Schnittkantenwinkel der Festigkeitsträger
ausgebildet. Es ist festgestellt worden, dass diese scharfen Festigkeitsträgerenden
die Lebensdauer des Reifens herabsetzen können. Denn die
scharfen Festigkeitsträgerenden können durch ihre
scharfen Schnittkanten feinste Risse in dem sie umgebenen Gummimaterial
initiieren, welche bei starker Walkbewegung des Reifens in dessen
Betriebszustand zunehmen und zur sogenannten Gürtelkantenseparation
führen können, wodurch die Lebensdauer des Fahrzeugreifens
herabgesetzt wird.
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In
der
DE 36 29 955 A1 wird
diesem Problem im Bereich der Gürtelkante des Fahrzeugreifens
dadurch begegnet, dass über die Gürtelkante zahlreiche
Streifen in schindelartiger Anordnung verlegt werden, so dass sich
die Oberfläche des Übergangsbereiches vergrößert
und damit der Rissbildung Einhalt geboten wird. Diese Vorgehensweise
ist fertigungstechnisch aufwendig, der Reifen wird durch den vermehrten
Materialeinsatz in seinem Gewicht erhöht, wodurch ebenfalls
der Rollwiderstand des Reifens nachteilig erhöht wird.
Einen ähnlichen Lösungsgedanken verfolgt auch
die
EP 0 319 588 B1 , nach
der im gesamten Randbereich der Lauffläche über
die Enden der Gürtellagen Randbänder verlegt sind,
die den Übergangsbereich vollständig abdecken.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen zu schaffen,
der auf einfache und kostengünstige Art in seiner Haltbarkeit
durch Vermeidung von Gürtelkantenseparationen verbessert ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst, indem die Korde in einer Vielzahl
von identischen Verbänden in der Gürtellage angeordnet
sind, welche in regelmäßigem Abstand zueinander
in der Gürtellage angeordnet sind, dass wenigstens zwei
Korde einen Verband bilden, dass der Abstand zweier benachbarter
Verbände wenigstens 1,5 × größer
als der Durchmesser eines Kordes eines Verbandes ist und dass der
Schlag zweier benachbarter Korde eines Verbandes gegensinnig ist.
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Es
hat sich überraschender Weise gezeigt, dass, wenn der Abstand
der Korde zueinander vergrößert wird, die Gefahr
einer Gürtelkantenseparation verringert ist. Mit der erfindungsgemäßen
Gürtellage ist es durch die Bildung von Verbänden
gelungen, dass benachbarte Verbände einen größeren
Abstand zueinander haben können, als es mit einzelnen,
nicht in Verbänden angeordneten Korden des Standes der
Technik möglich ist. Dennoch sind die Festigkeitseigenschaften
der Gürtellage erhalten geblieben. Die Korde eines Verbandes
sind in sehr geringem Abstand zueinander bis einander berührend angeordnet.
Hierdurch sind Scherspannungen reduziert.
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Durch
die gegensinnigen Schläge benachbarter Korde, also ein
S-geschlagener-Kord ist neben einem Z-geschlagenem-Kord (oder umgekehrt)
angeordnet, ist bei Berührung der Korde die Berührung linienförmig,
wodurch punktförmige Scheuerkontakte der Korde vermieden
sind und die Korde bzw. der Kordverband robuster, haltbarer ist.
Bei gleichsinnigen Schlägen benachbarter Korde wäre
die Berührung punktförmig, was nachteilig zu Scheuerkontakten
führen kann.
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„Verband” meint
die Anordnung von zwei oder mehr Korden, welche in gleichem Abstand
und achsparallel zueinander angeordnet sind und eine räumliche
Einheit bilden. Die Korde eines Verbandes sind räumlich
enger zueinander angeordnet als die Verbände zueinander.
Der Begriff „Abstand zweier Verbände” meint
im Reifenquerschnitt betrachtet den kürzesten Abstand von
der axial äußeren Kordseite des äußersten,
dem benachbarten Verband zugewandten Kordes des einen Verbandes
zur axial inneren Kordseite des nächstgelegenen Kordes
des benachbarten Verbandes und umgekehrt. „Abstand zweier
benachbarter Korde” meint im Reifenquerschnitt betrachtet
den axialen Abstand von der axial äußeren Kordseite
zur axialen inneren Kordseite des benachbart angeordneten Kordes
und umgekehrt. „Gegensinniger Schlag zweier benachbarter
Korde” meint, dass ein Kord einen S-Schlag aufweist und
der benachbarte Kord einen Z-Schlag, oder umgekehrt.
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Zweckmäßig
ist es, wenn der Abstand zweier benachbarter Korde innerhalb des
Verbandes 0 × bis 0,25 × des Durchmesser eines
Kordes, vorzugsweise 0 × bis 0,1 × des Durchmesser
eines Kordes entspricht. Je geringer der Abstand der Korde innerhalb eines
Verbandes, desto stabiler ist der Verband. Bei einem Abstand zweier
benachbarter Korde innerhalb des Verbandes von 0 × dem
Durchmesser eines Kordes liegen die Korde direkt nebeneinander und
berühren sich entlang ihrer Längserstreckung.
Durch die gegensinnigen Schläge des Kordes, also ein S-Kord
ist neben einem Z-Kord angeordnet, ist die Berührung der
Korde linienförmig.
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In
einer Ausführungsform bilden zwei Festigkeitsträger
(Korde) einen Verband. In einer anderen Ausführungsform
bilden drei Festigkeitsträger (Korde) einen Verband. Die
Bildung eines Verbandes hat einerseits den Vorteil, dass die Gefahr
einer Gürtelkantenseparation verringert ist. Andererseits
können die Durchmesser der Festigkeitsträgern
eines Verbandes reduziert werden, so dass weniger diese einbettendes
Gummimaterial wird benötigt, wodurch der Rollwiderstand
des Reifens verbessert ist.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Kord einen Durchmesser von 0,5 mm bis 2,00 mm aufweist.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigen die:
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1 einen
Querschnitt durch die Hälfte eines Fahrzeugluftreifens;
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2a eine
Aufsicht auf eine Gürtellage einer Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens;
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2b einen
Querschnitt durch die Gürtellage der 2a;
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3a eine
Aufsicht auf eine Gürtellage einer anderen Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens;
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3b einen
Querschnitt durch die Gürtellage der 3a.
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Die 1 zeigt
schematisch den Querschnitt durch die Hälfte eines Radialluftreifens
für Personenkraftwagen. Der Reifen weist eine bei der dargestellten
Ausführungsform einlagig. ausgeführte Radialkarkasse 1 auf,
welche beispielsweise Polyesterfäden als Verstärkungselemente
enthält. Der Reifen weist ferner einen profilierten Laufstreifen 2,
einen aus zwei Gürtellagen 3a, 3b bestehenden
Gürtel 3, eine luftdichte Innenschicht 4 und
Wulstbereiche mit je einem Wulstkern 6 aus Stahl und einem
Kernprofil 7 auf, welches auf dem Wulstkern 6 und
gleichermaßen wie dieser ringförmig in Umfangsrichtung
umlaufend angeordnet ist. Die Karkasse 1 ist von axial
innen nach axial außen um die Wulstkerne 6 herumgeschlagen,
ihr freier Endabschnitt, der Karkasshochschlag 1a, endet
radial außerhalb der Kernprofile 7. Die beiden
Gürtellagen 3a, 3b bestehen aus in eine Gummimischung
eingebetteten Stahlkord-Festigkeitsträgern 9,
wobei die Stahlkorde 9 in den beiden Gürtellagen 3a, 3b jeweils
parallel zueinander, die Stahlkorde 9 in der einen Gürtellage 3a jedoch
zu den Stahlkorden 9 in der anderen Gürtellage 3b gekreuzt
verlaufen, wobei der Winkel, den die Stahlkorde mit der Umfangsrichtung
einschließen, in der Größenordnung von
23° beträgt. Der Gürtel 3 ist
mit einer Bandage 5 bedeckt, die in bekannter Weise ausgeführt
sein kann, und beispielsweise als Festigkeitsträger Nylonfäden
enthält.
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Die 2a zeigt
eine Aufsicht auf eine Gürtellage 3a einer bestimmten
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifens, bei der das Kautschukmaterial abgedeckt ist
und den Blick auf die Korde 9 der Gürtellage 3a freigibt, während die 2b einen
Querschnitt durch die unabgedeckte Gürtellage 3a der 2a zeigt.
Beide Figuren werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Die Korde 9 der
Gürtellage 3a, welche einen Winkel α von
23° mit der Umfangsrichtung (Pfeil) einschließen,
sind in einer Vielzahl von identischen Verbänden 11 in
der Gürtellage 3a angeordnet. Zwei Korde 9 bilden
einen Verband 11. Die Korde 9 eines Verbandes 11 liegen achsparallel
benachbart aneinander und berühren sich linienförmig.
Die Schläge von benachbarten Korden 9 eines Verbandes 11 sind
gegensinnig. So weist der linke Kord 9 einen S-Schlag auf,
während der rechte Kord 9 des Verbandes 11 einen
zum S-Schlag gegensinnigen Z-Schlag aufweist. Jeder Kord hat einen
Durchmesser 14 von 0,6 mm. Die Verbände 11 sind
in regelmäßigem Abstand 12 zueinander
angeordnet. Der Abstand 12 zweier benachbarter Verbände
ist 2 × größer als der Durchmesser eines
Kordes (9) eines Verbandes (11) und beträgt
1,2 mm. Der Abstand 13 zweier benachbarter Korde 9 innerhalb des
Verbandes 11 beträgt 0,1 mm.
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Die 3a zeigt
eine Aufsicht auf eine Gürtellage 3a einer anderen
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifens, bei der das Kautschukmaterial abgedeckt ist
und den Blick auf die Korde 9 der Gürtellage 3a freigibt,
während die 3b einen Querschnitt durch die
unabgedeckte Gürtellage 3a der 3a zeigt.
Beide Figuren werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Die Ausführungsvariante
der 3a, 3b unterscheidet sich von der
Ausführungsvariante der 2a, 2b darin,
dass jeder Verband 11 aus drei Korden 9 gebildet
ist, von denen jeweils benachbarte Korde 9 einen gegensinnigen
Schlag aufweisen. Benachbarte Korde 9 berühren
sich.
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- 1
- Karkasse
- 2
- Laufstreifen
- 3
- Gürtellage
- 4
- Innenschicht
- 5
- Bandage
- 6
- Wulstkern
- 7
- Kernprofil
- 8
- Gürtelkante
- 9
- Kord
- 10
- Seitenwand
- 11
- Verband
- 12
- Abstand
benachbarter Verbände
- 13
- Abstand
benachbarter Korde
- 14
- Durchmesser
Kord
- α
- Gürtelwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3629955
A1 [0005]
- - EP 0319588 B1 [0005]