-
Die
Erfindung betrifft einen Radialreifen für Personenkraftwagen mit einem
Laufstreifen, Seitenwänden
und Wulstbereichen, sowie mit einem insbesondere zweilagigen Gürtel mit
Festigkeitsträgern aus
Stahlcord und zumindest einer radial innerhalb des Gürtels verlaufenden
Karkasslage mit Festigkeitsträgern
aus Stahlcord. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines Reifens.
-
In
PKW-Radialreifen verlaufen die Festigkeitsträger der meist einlagigen Karkasse
in den Seitenwänden
des Reifens in radialer Richtung und im Bereich axial innerhalb
des Gürtels
quer zur Umfangsrichtung des Reifens. Die derart quasi gespannt von
Wulstkern zu Wulstkern verlaufenden Stahlcorde in der Karkasslage
können
unter bestimmten Fahrbedingungen, etwa beim Überfahren von Unebenheiten oder
durch Fliehkraftwachstum, Druckbeanspruchungen ausgesetzt werden,
die zu Stauchungen führen,
sodass Ermüdungsbrüche nicht
ausgeschlossen sind.
-
Aus
der DE-A-1 921 750 ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, bei welchem
radial innerhalb der beiden vorgesehenen Gürtellagen zwei Cordgewebelagen,
die die Karkasse bilden, durchlaufend von Wulst zu Wulst geführt sind.
Zwischen diesen beiden Cordgewebelagen und den Gürtellagen ist ein schmales Umfangsband
eingefügt,
welches aus zwei übereinander
liegenden Cordgewebelagen besteht, deren Fäden sich kreuzen und unter
einem Winkel von etwas 45 ° zur
Umfangsrichtung verlaufen. Im Bereich unterhalb des Umfangsbandes
sind die Cordfädenabschnitte
der beiden Cordgewebelagen zugspannungsfrei oder gestaucht. Dadurch
soll mittig unterhalb des Laufstreifens eine Biegezone geschaffen werden,
welche einen dynamisch weichen Reifen ergeben soll.
-
Der
gegenständlichen
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Bruchfestigkeit der Stahlcorde
in der Karkasslage eines Reifens der eingangs genannten Art zu erhöhen und
ein gezieltes Wachstum des Reifens unter Beanspruchung zuzulassen.
-
Gelöst wird
die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Stahlcorde
der Karkasslage in deren radial innerhalb des Gürtels verlaufendem Bereich
in der Ebene der Karkasslage gewellt sind.
-
Die
Erfindung besteht daher in einer Wellung der Stahlcorde in der Karkasslage
im Bereich des Gürtels
und resultiert in einer Anzahl positiver Effekte. So ergibt sich
durch die Wellung gegenüber
herkömmlichen
Reifen, bei welchen die Stahlcorde der Karkasslage quasi gespannt
von Wulst zu Wulst verlaufen, eine geänderte Reifenkontur. Damit ändern sich
die Bodenaufstandfläche
des Reifens und die Bodendruckverteilung. Die dynamische Kontur
des Reifens sowie die Bodenaufstandsfläche werden runder, was sich
auf die Hochgeschwindigkeitshaltbarkeit auswirkt. Die Wellung der
Karkasscorde hat auch einen Einfluss auf das dynamische Wachstum
des Reifens unter extremeren Fahrbedingungen, sodass eine Anzahl
von Eigenschaften des Reifens vielfältig beeinflussbar ist. Insbesondere
können
die Karkasscorde durch die Möglichkeit,
sich verformen zu können,
besser auf Stauchungen reagieren. Durch die Wellenform wird ferner
zwangsläufig
lokal mehr Festigkeitsträgerlänge zur
Verfügung
gestellt, wodurch nicht nur das Wachstum des Reifens, sondern auch
die Steifigkeit des Reifens im Bereich der Wellung beeinflusst werden
können.
-
Erfindungsgemäß wird ein
derart ausgeführter
Reifen in einer in radialer Richtung geteilte Formsegmente und Seitenwandschalen
aufweisenden Vulkanisationsform vulkanisiert, welche beim Einformen
des Rohreifens eine Erhebung desselben zulässt, die über die gesamte Breite des
Laufstreifens erfolgt und zwischen 1 und 5 des mittig zwischen der ersten
und zweiten Gürtellage
im Zenit des Rohreifens ermittelten Durchmessers beträgt. Insbesondere
ist dabei die Erhebung im Zenit des Reifens größer als in den Seitenbereichen
des Laufstreifens.
-
Die
erwähnten
Effekte lassen sich vor allem dann optimieren, wenn der gewellte
Bereich der Stahlcorde der Karkasslage über die Breite der breitesten
Gürtellage
verläuft
und / oder die Wellenlänge der
Wellung der Stahlcorde zwischen 0,1 und 1,0 der Breite der breitesten
Gürtellage
und / oder die Amplitude der Wellung der Stahlcorde bis zu 5 mm
beträgt.
-
Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand
der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
darstellt, näher
beschrieben. Die Zeichnungsfiguren sind schematischen Darstellungen,
wobei
-
1 einen Querschnitt durch
eine Hälfte
eines Fahrzeugluftreifens und
-
2 eine Draufsicht auf den
Bereich der Karkasslage, welcher radial innerhalb des Gürtels des
Reifens verläuft,
zeigen.
-
Der
in 1 dargestellte Reifen
ist ein PKW-Radialreifen, welcher einen profilierten Laufstreifen 1,
einen bei der dargestellten Ausführung
aus zwei Gürtellagen 2a bestehenden
Gürtel 2,
eine Karkasslage 3, die durch Umschlingen von insbesondere
zugfesten Wulstkernen 5 in den beiden Wulstbreichen 8 des
Reifens gehalten ist, eine Innenschicht 4 und zwei Seitenwände 7 umfasst.
Die beiden Gürtellagen 2a,
von welchen die radial weitere außen gelegene schmäler ausführt ist
als die andere Gürtellage 2a,
bestehen aus in Gummi eingebetteten und in jeder Gürtellage 2a zueinander
parallel verlaufenden Festigkeitsträgern, insbesondere aus Stahlcord.
Die Festigkeitsträger
der einen Gürtellage 2a kreuzen
die untereinander parallelen Festigkeitsträger in der anderen Gürtellage 2a derart,
dass sie mit der Umfangsrichtung des Reifens einen spitzen Winkel,
welcher zwischen 18 und 28 ° gewählt wird,
einschließen.
Die radial innerhalb des Gürtels 2 verlaufende Karkasslage 3 weist
ebenfalls Stahlcorde 10 als Festigkeitsträger auf,
welche parallel zueinander verlaufend in eine Gummimatrix eingebettet
sind. Die in der Karkasslage 3 verwendeten Stahlcorde 10 bestehen beispielsweise
aus 3 bis 6 Stahldrähten,
welche einen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,17 mm aufweisen. Ein typischer
Stahlcord 10 für
eine Karkasslage weist die Konstruktion 5 × 0,13 mm auf. Die Karkasslage 3 ist,
wie es bei Radialreifen üblich
ist, derart im Reifen positioniert, dass die Stahlcorde 10 im
Bereich der Seitenwände 7 in
radialer Richtung oder unter einem sehr kleinen Winkel von der radialen
Richtung abweichend verlaufen und somit radial innerhalb des Gürtels 2 quer
zur Umfangsrichtung des Reifens orientiert sind.
-
Wie 2 zeigt verlaufen bei dem
erfindungsgemäß ausgeführten Reifen
in der Karkasslage 3 die Stahlcorde 10 im Bereich
innerhalb der Gürtellage 2a in
einer leichten Wellenform. Der gewellte Bereich der Stahlcorde 10 nimmt
etwa die Breite der breiteren Gürtellage 2a ein.
Die Wellenlänge
bewegt sich in einem Bereich von 10 % der Breite der breiteren Gürtellage 2a bis
zur Breite dieser Gürtellage 2a. Die
Amplitude beträgt
bei üblichen
PKW-Reifendimensionen von 2 bis zu 5 mm.
-
Dabei
ist es möglich,
dass die Wellenlänge der
Wellung der Stahlcorde 10 im Bereich des Reifenzenits kleiner
ist als in den Seitenbereichen, wobei jedoch auch eine umgekehrte
Ausführung
möglich ist.
Auch die Amplitude kann über
die Breite des gewellten Bereiches variieren.
-
Die
Wellung der Stahlcorde 10 entsteht während der Herstellung des Reifens.
Der fertig aufgebaute und noch rohe Reifen wird in einer insbesondere
in radialer Richtung in Segmente geteilten und Seitenwandschalen
aufweisenden Vulkanisationsform vulkanisiert. Da der Reifenrohling
insgesamt derart ausgelegt bzw. aufgebaut wird, dass sein Aussendruchmesser
kleiner ist als der Durchmesser des fertig vulkanisierten Reifen
bzw. als der Innendurchmesser der Vulkanisationsform, findet in
der Form eine Erhebung (Durchmesservergrößerung) bestimmter Größe statt.
Während
des Einformens des Rohlings in die Form wird dieser von innen her über einen
Balg, beispielsweise mittels Wasserdampf, in die Reifenform eingepresst,
sodass im Bereich des Laufstreifens die Profilierung entsteht. Bei
der Erfindung wird eine Vulkanisationsform verwendet, welche eine
Erhebung bzw. Durchmesservergrößerung des
Reifens über
den Bereich des Laufstreifens und somit auch über den gesamten Gürtelbereich
von 1 bis 5 gestattet. Das Ausmaß der Erhebung im Zenitbereich
beträgt
beispielsweise 3% des in der Mitte und im Zenit zwischen erster
und zweiter Gürtellage 2a ermittelten Durchmessers
des Reifenrohlings. Je nach gewünschter
Welligkeit der Stahlcorde 10 hinsichtlich Wellenlänge und
Amplitude wird in der Vulkanisationsform sichergestellt, dass die
zugelassene Erhebung an den Gürtelrandbereichen
entweder größer oder
kleiner ist, als jene im Reifenzenit, wobei die Änderungen kontinuierlich erfolgen.
-
Während des
Einformens des Rohlings in der Form erfolgt ein sogenannten Einspringen
des Gürtels 2.
Unter Einspringen wird die Breitenänderung des Gürtels des
Reifens zwischen der Breite im Rohreifens und jener im vulkanisierten
Reifen verstanden. Durch die Erhebung des Reifenrohlings in der
Form kommt es zu einer Längung
des Gürtels, welche
durch den Gürtel
in der Form kompensiert wird, indem sich die Gürtelcorde etwas mehr in Umfangsrichtung
orientieren (Winkeländerungen
von 1 ° bis
2°) und
gleichzeitig die Breite des gesamten Gürtels in radialer Richtung
abnimmt. Die dicht unterhalb des Gürtels 2 verlaufende
Karkasslage 3 wird dabei mitgenommen, sodass die Stahlcorde 10 im
eingeformten, „erhobenen" Zustand des Reifens
nicht mehr gerade von Wulstkern 5 zu Wulstkern 5 verlaufen,
sondern im Bereich unterhalb des Gürtels 2 einen gewellten
Verlauf eingenommen haben.
-
Eine
weitere Maßnahme
kann während
des Reifenaufbaues auf einer Reifenaufbautrommel das Ausmaß der Wellung
der Stahlcorde 10 beeinflussen. Während der Herstellung der Reifenkarkasse,
dies ist jenes Bauteil, welches insbesondere aus der Innenschicht 4,
den Wulstkernen 5 mit den in den Wülsten 8 unterzubringende
weiteren Teilen, der Karkasslage 3 und den Seitenwänden 7 besteht,
wird die Karkasslage 3 derart „lose" eingebracht, dass die Länge der
Stahlcorde 10 etwas größer ist
als es dem im rohen Reifen vorliegenden Abstand zwischen den beiden
Wulstkernen 5 entsprechen würde. Diese Maßnahme begünstigt beim
späterem
Einformen des fertig gestellten Rohrreifens in der Vulkanisationsform das
Entstehen einer Wellung der Stahlcorde 10 radial innerhalb
des Gürtels 2.