DE2110145C2 - Zwischen Laufflächenstreifen und Radialkarkasse angeordneter Gürtel für Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zwischen Laufflächenstreifen und Radialkarkasse angeordneten Gürtel für Fahrzeugluftreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solcher Gürtel ist beispielsweise aus Figur 2 der FR-PS 14 99 072 bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch um einen Fahrzeugluftreifen, bei dem der den Gürtel enthaltende Laufflächenstreifen lösbar mit der Karkasse verbunden ist. Die radial innere Einlage besteht aus zwei in ihrer Breite der Lauffläche annähernd entsprechenden Lagen aus Metallkord. Die äußere Einlage kann unterschiedlich aufgebaut sein. Einmal können die beiden Lagen dieser Einlage gesonderte Streifen sein, die jeweils einmal voll um den Umfang der Karkasse gelegt sind. Bevorzugt sind die beiden Lagen jedoch aus einem endlosen Kordfaden ausgebildet, der fortlaufend spiralförmig um die innere Einlage gewikkelt ist, und zwar für die erste Lage in einer axialen Richtung und für die zweite Lage in entgegengesetzter axialer Richtung. In einer dritten Ausführungsform besteht die äußere Einlage aus mehreren, in axialer Richtung voneinander getrennten Streifenpaaren, die wie bei der ersten Ausführungsform jeweils einmal über die volle Umfangsfläche der inneren Einlage gelegt sind. In beiden Fällen bestehen die Kordelemente der äußeren Einlage aus einem schrumpfbaren Textilmaterial wie Nylon. Hierbei geht es im wesentlichen darum, die dynamometrischen Eigenschaften der äußeren Einlage aus Textilmaterial den entsprecherden Eigenschaften der darunter liegenden Einlage aus Metallkord

ίο anzupassen. Entsprechend ist die Einlage aus Textilkord bei allen Ausführungsbeispielen erkennbar schmaler als die darunterliegende Metallkordeinlage.

Bei einem anderen bekannten Reifen mit einlagigem Gürtel, dessen Breite etwa der Breite der Lauffläche

•15 entspricht, besteht die zweilagige Einlage aus einem (oder mehreren) in Umfangsrichtung gewickelten Band oder einzelnen fortlaufend spiralförmig gewickelten Kordeiementen, wobei die Wicklung zwei oder mehr als zweifach um den Umfang der Karkasse gelegt ist Dabei geht es bei den mehreren Lagen darum, jede Häufung von Lagenstoßsteiien in Umfangsrichtung zu vermeiden, indem vorhandene Stoßstellen in vorbestimmte ömfangsabstände gelegt werden oder indem man den Kordfaden oder den Streifen kontinuierlich und spiralförmig wickelt (vgl. US-PS 29 82 328). Um dabei der Expansion d^-s Reifens in der 4~οπη während der Vulkanisation Rechnung zu tragen, sind die Streifen oder dgl. unter einem spitzen Winkel zur mittleren Umfangsebene geschnitten, so daß die einzelnen Kordelemente in Umfangsrichtung nicht durchgehend sind. Statt dessen können bei spiralförmiger Wicklung von einzelnen Kordfaden die Kordfäden wellenförmig aufgewickelt werden, so daß sie genügend in Umfangsrichtung bei der Dehnung des Reifens während des Ausvulkanisierens nachgeben können.

Es ist bei einem LKW-Reifen mit mehrlagiger Karkasse bekannt einen Gürtel aus mehreren, übereinanderliegenden Lagen mit sich jeweils kreuzenden Kordelementen aus synthetischem Textilmaterial vorzusehen, bei denen die z. B. vier Lagen in radialer Richtung von innen nach außen in ihrer Breite fortlaufend zunehmen. Insgesamt besteht der Gürtel jedoch nur aus einer mehrlagigen Einlage, die überdies eine Breite aufweist, die wesentlich schmaler ist als die Breite der Lauffläche (vgl. US-PS 32 05 931).

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 19 16 666 ist es für Reifen von Fahrzeugen mit hohen Geschwindigkeiten bekannt enuveder die Randbereiche der einzelnen Schichtlagen eines Gürtels umzubördeln oder die Gürteleinlage an ihren Rändern mit einem Kordstreifen aus textilem Material einzufassen, wie dies z. B. auch aus der FR-PS 15 86 370 bekannt ist. Zu dem gleichen Zweck kann nach dem Gebrauchsmuster die oberste Lage der Gürteleinlage eine solche Breite aufweisen, daß ihre Randabschnitte im Bereich der Reifenschultern an den Flanken der Karkasse anliegen, um damit die Ränder der darunterliegenden Lagen der Gürteleinlage zu überdecken. Dies gilt insb. für Lagen aus Textilmaterialien, deren Kordelemente schräg zur Umfangsmitte des Reifens verlaufen und daher an den Kanten jeder Lage Schnittstellen bilden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Gürtel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß ohne wesentliche Erhöhung des Reifengewichtes und ohne Erschwerung der Reifenherstellung eine deutliche Verbesserung des Fahrverhaltens und des Abnutzungswiderstandes des Reifens bei hohen Geschwindigkeiten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfahrungsgemäß bei hohen Geschwindigkeiten unter der Wirkung der Fliehkräfte auftretende Verformung der Schulterbereiche über die Laufflächenmitte hinaus radial nach außen, die durch die Ränder der Gürtellagen besonders begünstigt wird, werden bei der neuen Ausbildung des Gürtels zuverlässig vermieden. Die äußere, aus Textilmaterial bestehende Einlage des neuen Gürtels nimmt die Scherkräfte, die in der darunterliegenden Einlage aus Metallkord auftreten, zuverlässig auf. Aufgrund der Vorspannung der äußeren Einlage werden diese Scherkräfte in Zugkräfte umgewandelt, die in Umfangsrichtung wirksam sind Diese in Umfangsrichtung wirksamer. Zugkräfte werden von der unter Vorspannung stehenden äußeren Einlage aus textilem Material elastisch aufgenommen. Dadurch wird erreicht, daß die Scherkräfte in der Metallkordeinlage klein bleiben. Dies wirkt sich wesentlich sowohl auf das Fahrverbalten des Reifens als auch auf seine Abnutzung in den Schulterbereichen günstig aus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schemattscher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im vereinfachten Querschnitt einen Fahrzeugluftreifen mit Radialkarkasse und Gürtel gemäß der Erfindung,

F i g. 1A eine Draufsicht auf die verschiedenen Lagen des aus zwei Einlagen bestehenden Gürtels nach F i g. 1 in einer bevorzugten Ausführungsform.

Fig.2 in schematischer Darstellung die einzelnen Lagen des Gürtels nach F i g. 1A.

Fig.3 bis 5 abgewandelte Ausführungsformen des Gürtels in ähnlicher Darstellung wie F i g. 2.

F i g. 6 in Seitenansicht die Ausbildung der Lagen der radial äußeren Einlage des Gürtels und

Fig. 7 im Ausschnitt und in Draufsicht die Umfangsstelle, an der sich die Enden des Materialstreifens nach F i g. 6 überlappen.

Der in Fig. 1 gezeigte Fahrzeugluftreifen 11 weist eine Radialkarkasse 12 auf, die aus einer oder mehreren Lagen bestehen kann. Die Karkasse kann auch Kordmaterialien unterschiedlicher Art, z. B. Reyon, Nylon, Polyester. Glasfaser, Stahldrähten oder dgl. bestehen.

Die Karkasse erstreckt sich über die Seitenwände 13, 14 des Reifens, wobei ihre Randbereiche um die Wulstringe 15 und 16 bei 12a und 126 nach außen umgeschlagen sind. Zwischen den Seitenwänden 13 und 14 ist die Lauffläche 17 begrenzt, die an den Schulterberekhen 18 und i9 enden. Zwischen der Lauffläche 17 und dem Kronenbereich der Karkasse 12 ist ein Gürtel 20 angeordnet.

Der Gürtel besteht aus zwei Einlagen 21 und 22, die in radialer Richtung übereinander angeordnet sind und aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehen.

Die radial innere Einlage 21 besteht im dargestellten Beispiel aus zwei Lagen 23, 24 aus gummierten und parallel zueinander angeordneten Metallkordelementen 23a bzw. 24a. die bevorzugt aus Stahl bestehen. Die Kordelemente sind in unterschiedlicher Richtung zu der umfänglichen Mittenebene orientiert, wobei die Winkel λ und «' gleich, aber entgegengesetzt sein können. Die Winkel liegen zwischen etwa 16° und 30°.

Die zweite Einlage 22 besteht im dargestellten Beispiel ebenfalls aus zwei '.agen 25 und 26. Jede Lage weis! Kordelemente 27, 27a auf, die zueinander und zur mittleren Umfangsebene parallel orientiert sind. Die Kordelemente bestehen aus nicht metallischem textilem Material. Die beiden Lagen 25, 26 der radial äußeren Einlage 22 bestehen aus einem einzigen Kordmaterialstreifen von über seine ganze zusammenhängende Länge gleichbleibender Breite. Dieser Kordmaterialstreifen erstreckt sich unter Bildung der Lagen 27, 27a um einen vorbestimmten kleinen Umfangsabschnitt »r« mehr als zwei volle Umwicklungen, wie dies insb. aus Fig.6 hervorgeht Die beiden Endabschnitte des

nt durchgehenden Materialstreifens sind mit 25a und 26a bezeichnet Die Überlappungslänge »r« kann zwischen 10 und 30 mm liegen. Wie dabei F i g. 7 zeigt ist die Überlappung so ausgebildet daß sich das Überlappungsmaß oder die Überlappungslänge der Endbereiehe des Kordmaterialstreifens der äußeren Einlage von den Rändern des Kordmaterialstreifens her zur Streifenmitte kontinuierlich verringert Wenn die Überlappung an den Kanten 30 mm beträgt vem'ngert sie sich bis zum Bereich der mittler* ;< Umfangsebene

:n des Reifens X-Xauf r¹ = 5 mrn.

Aus den Figuren ist ersichtlich, daß die beiden Lagen 23, 24 der radial inneren Einlage 21 unterschiedliche Breite aufweisen. Weiterhin ist ersichtlich, daß die beiden Lagen 25,26 der radial äußeren Einlage 22 unter sich gleiche Breite aufweisen, die breiteste Lage 23 der radial inneren Einlage 21 jedoch nach beiden axialen Seiten hin überragen. Das Ausmaß dieser Überragung ist in den Figuren mit '-I₂ angegeben. Insgesamt übersteigt die Breite der äußeren Einlage 22 die der inneren Einlage 21 um etwa 60 mm, so daß die Größe ^Lh gleich etwa 30 mm ist

Die Metallkordelemente der radial inneren Einlage 21 können aus schmalen Stahlstreifen oder anderen Flachmetallelementen mit einer Dicke zwischen 0,12 und 0,4 mm und einer Breite zwischen 1 und 3 mm bestehen, wobei sie mit Zwischenabständen zwischen 0,5 und 1 mm angeordnet sein können. Es können aber auch drahtförmige Kordelemente mit kreisförmigem Querschnitt und einem Durchmesser zwischen 0,25 und 2,5 ma verwendet werden.

Der einzige Kordmaterialstreifen, der die Lagen der äußeren Einlage 22 bildet besteht aus textlien Kordelementen, z. B. Reyon, Nylon oder Polyester, die während der Vulkanisierung des Reifens und der dabei auftretenden Wärmebehandlung im vorbestimmten Ausmaße schrumpfen. Hierdurch gelangt die radial äußere Einlage 22 unter eine Vorspannung, die den Dehnungskräften beim Einsatz des Fahrzeugluftreifens entgegenwirkt.

Die Ausführungsbeispiele nach F i g. 2 bis F i g. 5 unterscheiden sich ledig'ich durch unterschiedliche relative Lage der beiden Metallkordlagen der radial inneren Einlage 21. So liegt bei Fig.2 die schmalere Lage 24 radial außerhalb der breiteren Lage 23, während die Anordnung in Fig.3 umgekehrt ist. Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 4 und 5 gilt dies entsprechend, wobei diese beiden Ausführungsformen sich von denen nach fig. 2 und 3 dadurch unterscheiden, daß die beiden Metallkordlagen unterschiedlicher Breite auf einer axialen Seite mit ihren Rändein in radialer Fluchtung liegen.

Bei Versuchen zeigten die Fahrzeugluftreifen mit Gürteln der neuen Ausbildung bei verringertem Gewicht ein außerordentlich gutes komfortables Fahrt- \ erhalten, insb. bei Kurvenfahrt. Auch ergibt sich eine sehr gute Straßenhaftung bei hohen Geschwindigkeiten sowie eine Verringerung der Abnutzung, insb. an den Schulterbereichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zwischen Laufflächenstreifen und Radialkarkasse angeordneter Gürtel für Fahrzeugluftreifen, insb. für Personenkraftwagen, der mit Laufflächenstreifen und Radialkarkasse bleibend verbunden ist und aus zwei jeweils annähernd über die Laufflächenbreite reichenden konzentrischen Einlagen aus unterschiedlichen Materialien und von abweichender Breite besteht, von denen die radial innere Einlage aus wenigstens zwei gesonderten, jeweils in axialer Richtung nicht unterbrochenen Kordlagen mit unter einem Vorspannwinkel zur Mittenumf angsebene des Reifens zwischen etwa 16° und 30° verlaufenden und sich von Lage zu Lage kreuzenden Metallkabeln besteht, die äußere Einlage die innere Einlage unter Vorspannung umschließt und aus einem Kordmaterial mit wenigstens in zwei Lagen spiralförmig und mit einem Winkel von im wesentiicfien 0° zur Mittenumfangsebene gewickelten,, durch Wärmebehandlung geschrumpften iextilen Kordelementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der äußeren Einlage (22) die der inneren Einlage (21) um etwa 60 mm übersteigt, daß die Lagen (23, 24) der inneren Einlage (21) in ihrer Breite abgestuft sind und daß die Lagen (25, 26) der äußeren Einlage (22) aus einem einzigen Kordmaterialstreifen (27) von über seine ganze zusammenhängende Länge gleichbleibender Breite bestehen, die sich um einen vorbestimmten kleinen Uinfangsabschnitt (r) mehr als wenigstens zwei volle Umwicklungen erstreckt

2. Gürtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den kleinen Uinfangsabschnitt (r) bestimmte Überlappungslänge der Endbereiche (25a, 26a) des Kordmaterialstreifens (27) der äußeren Einlage (22) von den Rändern des Kordmaterialstreifens her zur Streifenmitte kontinuierlich abnimmt

3. Gürtel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den kleinen Umfangsabschnitt (r) bestimmte Überlappungslänge an den Rändern des Kordmaterialstreifens (27) etwa 30 mm beträgt