DE19545954A1

DE19545954A1 - Gürtelloser Fahrzeugluftreifen mit Diagonalkarkasse

Info

Publication number: DE19545954A1
Application number: DE1995145954
Authority: DE
Inventors: Henryk Dipl Ing Pakur; Roland Dipl Ing Jenke
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-12

Description

Die Erfindung betrifft einen gürtellosen Fahrzeugluftreifen mit Diagonalkarkasse sowie ein Verfahren zu dessen Herstel lung. Obwohl sich mittlerweile Radialreifen immer mehr gegen über diagonalen Reifen durchsetzen und insbesondere im Pkw-Fahrzeugluftreifenbereich die heute übliche Ausbildung von Fahrzeugluftreifen darstellen, ist es dennoch wünschenswert, die guten Komforteigenschaften von Diagonalreifen gegenüber denen von Radialreifen zu nutzen.

Da Diagonalreifen zu jedem Querschnittsverhältnis aus maximaler Höhe zu maximaler Breite H/B jeweils einen optimierten Schnittwinkel der Festigkeitsträger der Karkasse im Bereich des Reifenzenits zur Umfangsrichtung aufweisen, der dem Gleichgewichtszustand genau einer Querschnittskontur der Karkasse entspricht, führen Veränderungen im H/B-Verhältnis dazu, daß die Karkasse bemüht ist, den für dieses H/B-Verhältnis bestimmten Gleichgewichtszustand und somit dessen zugeordnete Querschnittskontur einzunehmen, wodurch sich die eingestellte Querschnittskontur und der eingestellte Schnittwinkel verändern. Somit ist es bei herkömmlichen Diagonalreifen kaum möglich, einen für einen bestimmten Fahrzustand optimierten Schnittwinkel sowie die hierfür optimale Kontur der Karkasse im Laufstreifenbereich, die einem ganz bestimmten H/B-Verhältnis zuzuordnen sind, in einem Fahr zeugluftreifen mit verändertem H/B-Verhältnis unter Beibehaltung der optimierten Größe bzw. der optimierten Kontur einzustellen.

Es sind Diagonalreifen mit darüber angeordneten Gürtel lagen, deren Festigkeitsträger zueinander ebenfalls im Kreuzverband angeordnet sind, bekannt geworden. Derartige Gürtellagen haben jedoch aufgrund der zusätzlichen Kreuzverbandanordnung zu Be schädigungen des Reifens beim Atmen des Reifens im Betrieb ge führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gürtellosen Fahrzeugluftreifen mit Diagonalkarkasse und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fahrzeugluftreifens zu schaffen, bei dem H/B-Veränderungen mit einer von einer H/B-Einstellung zuzuordnenden, optimierten Gleichgewichtskontur der Karkasse im zentralen Laufstreifenbereich abweichenden Kontur der Karkasse sicher einstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den gürtellosen Fahr zeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zur Herstellung eines solchen Reifens gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst.

Durch Ausbildung einer Bandage mit parallelen Festigkeitsträgern aus monofilem Polyamid 6.6 mit abgeflachtem, ovalem oder elliptischem Querschnitt, wobei die kleinere Querschnittshauptachse radial und die größere Querschnittsachse in der Bandagenebene ausgebildet ist, die sich im Laufstreifenbereich zumindest über den Zenitbereich, insbesondere von Schulter zu Schulter hin, erstreckt und deren Festigkeitsträger im wesentlichen in Umfangsrichtung ausgebildet sind, wird die Karkasse im Bereich der axialen Erstreckung der Bandage in einer gewünschten Kontur, die der Gleichgewichtskontur der Karkasse für einen zur Optimierung der Fahreigenschaften eingestellten Winkel der Festigkeitsträger der Karkasse zur Umfangsrichtung im Zenitbereich in dem diesem zuzuordnenden H/B-Verhältnis entspricht, quasi eingefroren, so daß auch bei Veränderungen des H/B-Verhältnisses der Schnittwinkel der Karkassen-Festigkeitsträger zur Umfangsrichtung im Zenit und die Karkassenkontur unterhalb der Bandage im wesentlichen unverändert und somit optimiert für die Fahreigenschaften bleibt. Die Festigkeitsträger aus monofilem Polyamid 6.6 mit abgeflachtem, ovalem oder elliptischem Querschnitt, wobei die kleinere Querschnittshauptachse radial und die größere Querschnittsachse in der Bandagenebene ausgebildet ist, sichern eine Beibehaltung der Kontur sowohl während der Erhebung des Rohlings als auch während der Vulkanisation und beim Betrieb. Demgegenüber hat sich beispielsweise herkömmliches Nylon mit kreisrundem Querschnitt aufgrund seiner besonderen Schrumpfeigenschaften als für eine Sicherstellung der Beibehaltung einer gewünschten Kontur ebenso wie Aramid aufgrund dessen hoher Festigkeit als untauglich erwiesen. Die Erwärmung während der Vulkanisation und während des Fahrzeugbetriebs bewirken bei einer Bandage aus Nylon mit kreisrundem Querschnitt eine Veränderung der Bandagen und somit der Karkassenkontur und des Schnittwinkels. Beim Erheben zur Erzeugung der Torusform ebenso wie bei der Resterhebung in der Vulkanisieranlage und beim unter Innendrucksetzen des Reifens auf der Felge können bei Aramid aufgrund der sehr hohen Festigkeit regelrechte Einschnürungen und somit Formveränderungen der Karkasse und zu Winkeländerungen der Festigkeitsträger der Karkasse im Zenitbereich auftreten. Beschädigungen der Karkasse sind dabei nicht auszuschließen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Fahrzeugluftreifens gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 bewirken darüberhinaus eine Reduzierung der Dissipationsenergie aufgrund von reduzierter Walkarbeit, verbesserten Rollwiderstand und geringeren Abrieb gegenüber herkömmlichen Diagonalreifen.

Vorteilhaft hat sich eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 2 erwiesen. Die axial zweiteilige Ausbildung der Karkasse ermöglicht eine individuelle Einstellung der Fahr eigenschaften durch individuell abgestimmte Einstellung der Überlappungsbreite. Insbesondere der Zenitbereich kann be sonders gefestigt und steifer ausgebildet werden. Rollwiderstand kann gesenkt und Abrieb verbessert werden. Bevorzugt wird eine Karkassenlage ausgebildet, die sich von Wulstkern zu Wulstkern erstreckt und deren axiale Enden jeweils um den Wulstkern umgeschlagen und wieder bis in den Zenitbereich zurückgeführt sind, wo sie sich überlappen. Mit nur einer Karkassenlage lassen sich so einfach zwei Lagen Karkasse im Fahrzeugluftreifen mit individueller Einstell barkeit des Zenitbereichs erzielen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1 Querschnittsdarstellung eines erfindungsmäßen Fahrzeugluftreifens

Fig. 2 schematische Darstellung der abgewickelten Bandage und der Karkassenlagen

Fig. 3 Ausführungsbeispiel mit nur einer Karkassenlage in abgewickelter Darstellung

Fig. 4 Schematische Darstellung zur Erläuterung der Ver änderung der Querschnittsverhältnisse H/B

Fig. 5 Detaildarstellung zur Verdeutlichung des Querschnitts der Bandagenfestigkeitsträger.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen gürtellosen Fahrzeugluft reifen mit diagonaler Karkasse. Die Karkasse ist aus zwei Karkassenlagen 8, 9 gebildet, die sich radial außerhalb einer Innenschicht 10 bekannter Bauart über den Umfang des Reifens und in axialer Richtung von einem Wulstkern 6 in der Seitenwand 2 über den Kronenbereich 1 bis zu einem Wulstkern 6 in der Seitenwand 3 erstrecken. Die innere Karkassenlage 8 ist um den Wulstkern 6 von innen nach außen umgeschlagen. Die äußere Karkassenlage 9 erstreckt sich über den Umschlag der inneren Karkassenlage 6 und endet im Wulstkernbereich. Es ist auch denkbar, die äußere Karkassenlage 9 ebenfalls um den Kern 6 nach innen umzuschlagen. Auf dem Kern 6 zwischen den beiden Karkassenlagen 8 und 9 ist im radial inneren Seitenwandbereich ein Kernreiter 7 bekannter Bauart zur Verstärkung der Seitenwand ausgebildet.

Die Karkassenlagen 8 und 9 weisen jeweils parallel zueinander ausgerichtete in die Kautschukschicht der jeweiligen Kar kassenlage eingebettete Festigkeitsträger 13 bzw. 14 auf. Die Festigkeitsträger 13 der Karkassenlage 8 und die Festigkeits träger 14 der Karkassenlage 9 bilden in bekannter Weise einen Kreuzverband. Die Festigkeitsträger 13 schließen an ihrer Schnittstelle mit der Äquatorebene c des Reifens einen Winkel α und die Festigkeitsträger 14 jeweils einen Winkel β zur Umfangsrichtung ein. Die Winkel α und β nehmen Werte aus einem Bereich zwischen 20 und 40° an. Beispielsweise sind im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 die Winkel α und β gleich groß gewählt und betragen 32°.

Es ist auch denkbar, zur gezielten Einstellung bestimmter Fahreigenschaften, beispielsweise der Fahrstabilität und der Ansprechempfindlichkeit, die Winkel α und β unterschiedlich groß auszubilden. Die Festigkeitsträger 13, 14 sind beliebig bekannte Karkassenmaterialien. Zur Verbesserung der Haltbarkeit ist es denkbar, Polyamid 6.6 mit elliptischem oder ovalem Querschnitt einzusetzen. Die Festigkeitsträger liegen auch hier mit ihrer größeren Hauptachse in der Karkassenebene.

Radial außerhalb der äußeren Karkassenlage 9 ist unterhalb der Lauffläche 11 eine axial von linker Schulter 4 zur rechten Schulter 5 ausgebildete, über den Umfang der Karkasse erstreckte Bandage mit parallel zueinander nebeneinander angeordneten Festigkeitsträgern 16 ausgebildet. Die Festigkeitsträger 16 weisen eine Orientierung von ca. 0° zur Umfangsrichtung auf. Die Bandage 12, die sich über eine axiale Breite a erstreckt, ist beispielsweise aus mehreren Streifen von Bandagematerial mit parallel in Kautschuk eingebetteten Festigkeitsträgern 16 ausgebildet, wobei die einzelnen Bandagestreifen unmittelbar benachbart, voneinander angeordnet sind und die einzelnen Festigkeitsträger 16 der gesamten Bandage jeweils äquidistant zueinander angeordnet sind. Ebenso ist es denkbar, die Bandage 12 durch spiralige Wicklung eines Bandagestreifens mit mehreren Festigkeitsträgern oder aus einem einzigen Festigkeitsträger auszubilden. Es ist auch denkbar, einen einzelnen Festigkeitsträger spiralig über die axiale Breite a um den Umfang der äußeren Karkassenlage 9 zu wickeln.

Die Festigkeitsträger 16 der Bandage sind Monofilamente aus Polyamid 6.6 mit abgeflachtem, ovalem oder elliptischem Querschnitt, wobei, wie in Fig. 5 zu erkennen ist, die schmalere Querschnittsachse im wesentlichen in radialer Richtung des Reifens und die breitere Querschnittsachse senk recht hierzu in der Bandagenebene ausgebildet sind. Ein derartiges Material ist beispielsweise aus dem US-4,056,652 bekannt.

Es ist auch denkbar, wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 dargestellt ist, anstelle der zwei Karkassenlagen 8 und 9 des Fahrzeugluftreifens von Fig. 1 und 2 lediglich eine Karkas senlage 8 mit parallelen Festigkeitsträgern 13 auszubilden, die sich vom Kern 6 der linken Seitenwand 2 über den Kronen bereich 1 bis zum Kern 6 der rechten Seitenwand 3 erstrecken und an ihrer Schnittstelle mit der Äquatorebene einen Winkel α zur Umfangsrichtung einschließen. Die Festigkeitsträger 13 sind jeweils um die Kerne 6 der Seitenwände 1 und 2 umgeschla gen, wobei die Umschläge 13′ bzw. 13′′ über die Seitenwand in den Kronenbereich 1 zurückgeführt werden, wo sie sich mitein ander in einem Überlappungsbereich 15 überlappen. Dabei schließen die umgeschlagenen Festigkeitsträger 13′ in ihrer Schnittstelle mit der Äquatorebene einen Winkel β und die umgeschlagenen Enden 13′′ einen Winkel δ mit der Umfangsrichtung ein.

Die Wahl der Breite des Überlappungsbereichs 15 ist individuell einstellbar. Die Winkel α, β, δ nehmen Werte aus einem Bereich von 20 bis 40° ein. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind sie mit gleicher Größe von 34° ausgebildet. Es ist auch hier denkbar, die Winkel zur Erzielung bestimmter Fahreigenschaften, beispielsweise der Fahrstabilität und der Ansprechempfindlichkeit, unterschiedlich groß einzustellen.

Zu der in Fig. 3 ausgeführten Karkassenlage 8 ist es denkbar, zusätzliche Karkassenlagen auszubilden.

Fig. 4d zeigt einen herkömmlichen Diagonalreifen ohne Bandage 12 mit für ein gewünschtes Fahrverhalten optimiertem 12 mit für ein gewünschtes Fahrverhalten optimiertem Schnittwinkel α und β der Festigkeitsträger 13 und 14 der Karkassenlagen 8, 9. Diese optimierten Schnittwinkel sind bei einem bestimmten Verhältnis der Reifenhöhe Ho, die vom Nenndurchmesser der Felge der Wulstzehe zum Reifenzenit gemessen wird, zur maximalen Reifenbreite Bo unter dem Sollbetriebsdruck erzielbar. Bei einem derartigen herkömmlichen Fahrzeugluftreifen mit diagonaler Karkasse führt die Veränderung des Verhältnisses H zu B automatisch zu einer Veränderung der Schnittwinkel α bzw β, um den Gleichgewichtszustand der Reifenkontur bei dem neu eingestellten H/B-Verhältnis einzunehmen.

Die erfindungsgemäße Bandage 13 bewirkt ein Erstarren der Karkassenkontor im Bereich der Bandagenbreite a und der Schnittwinkel α und β bzw. δ der Festigkeitsträger 13 bzw. 14 der Karkassenlagen 8 bzw. 9. Wie in Fig. 4c dargestellt ist, werden hierdurch durch Veränderung des H/B-Verhältnisses beispielsweise durch Verändern der Höhe Ho in eine kleinere Höhe H′ die Schnittwinkel α und β bzw. δ unverändert beibehalten. Die Karkassenkontur in Achsrichtung bleibt über die Bandagenbreite im wesentlichen erhalten.

Wie in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist, kann auch die Breite B zur Veränderung des H/B-Verhältnisses verändert, beispielsweise zu B′ verkleinert werden, wobei die für einen gewünschten Fahrzustand optimierten Schnittwinkel α, β bzw. δ unverändert und die axiale Karkassenkontur im Bereich der Bandagenbreite a bzw. a′ im wesentlichen unverändert bleibt.

Bezugszeichenliste

1 Kronenbereich
2 Seitenteil
3 Seitenteil
4 Schulter
5 Schulter
6 Wulstkern
7 Wulstreiter
8 Karkasseneinlage
9 Karkassenlage
10 Innenschicht
11 Lauffläche
12 Bandage
13 Festigkeitsträger
14 Festigkeitsträger
15 Überlappungsbereich
16 Festigkeitsträger

Claims

1. Gürtelloser Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse diagonaler Bauart mit wenigstens zwei übereinander angeordneten Karkassenlagen von in Kautschuk eingebetteten parallelen Festigkeitsträgern, wobei die Festigkeitsträger der beiden Karkassenlagen zueinander im Kreuzverband angeordnet sind und im Reifenzenit einen Schnittwinkel zur Umfangsrichtung von 20° bis 40° einschließen,

- mit einer auf die äußerste Karkassenlage aufgelegten, sich über den Umfang des Reifens und axial zwischen den beiden Schultern erstreckenden Bandage mit Mono filamenten aus monofilem Polyamid 6.6 mit abgeflachtem, ovalem oder elliptischem Querschnitt, wobei die kleinere Querschnittshauptachse radial und die größere Querschnittsachse in der Bandagenebene ausgebildet ist, die sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken.

2. Gürtelloser Fahrzeugluftreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1,

- bei dem wenigstens eine Karkassenlage, insbesondere alle Karkassenlagen, axial zweiteilig ausgebildet sind, wobei jeweils ein Karkassenlagenteil an einem Reifenwulst angebunden ist und sich bis in den Zenitbereich erstreckt, wo es sich mit dem anderen Karkassenlagenteil axial überlappt.

3. Verfahren zur Herstellung eines gürtellosen Fahrzeugluft reifens mit Diagonalkarkasse, bei dem die Karkassenlagen zur Verkleinerung der maximalen Höhe der Karkassenlagen von radial außen unterhalb der Lauffläche mit Bandagematerial von parallelen im wesentlichen in Umfangsrichtung ausge richteten Festigkeitsträgern aus monofilem Polyamid 6.6 mit abgeflachtem, ovalem oder elliptischem Querschnitt, wobei die kleinere Querschnittshauptachse radial und die größere Querschnittsachse in der Bandagenebene ausgebildet ist, bandagiert werden, so daß unabhängig von der Reifenbreite die Winkellage der Festigkeitsträger der Karkassenlagen im Bereich des Reifenzenits ihren Sollwinkel zur Umfangsrichtung zwischen 20 und 40° einnehmen.