DE2236227A1

DE2236227A1 - Guertelreifen

Info

Publication number: DE2236227A1
Application number: DE2236227A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Fujishima; Taizo Hashida; Shoji Miyoshi; Masaru Okumura
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1971-07-23
Filing date: 1972-07-24
Publication date: 1973-03-01
Also published as: AU4484972A; US3874436A; IT961632B

Description

Toyo Rubber Industry Co., Ltd. OSAKA / JAPAN

Gürtelreifen

Die Erfindung betrifft einen Gürtelreifen mit einer textlien Kbrdgewebelage in der Laufschicht. Unter Gürtelreifen soll dabei ein Luftreifen verstanden werden, dessen Karkasse oder Unterbau radial oder im wesentlichen radial zum Reifen verlaufende Kordlagen aufweist.

Allgemein betrachtet lassen sich die bisher bekannten Gürtelreifen in die Aufbauprinzipien A und B unterteilen. Nach dem Prinzip A wird ein Unterbau mit Schichten aus Kunstseiden- oder Nylonkord und eine Laufschicht mit

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Kunstseidenkord vorgesehen, das Prinzip B umfaßt einen Unterbau mit Kunstseidenkord und eine Laufschicht mit Stahlkord. Die nach dem Prinzip A konstruierten Reifen haben einen geringen Abriebwiderstand und schlechte Seitenführungseigenschaften, jedoch eine überlegene Haltbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten und zeichnen sich durch guten Fahrkomfort aus. Außördem können sie mit geringen Kosten gefertigt werden. Bei nach dem Prinzip B gefertigten Reifen sind Abriebwiderstand und Seitenführung außerordentlich gut, dagegen ist die Haltbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten sowie der Fahrkomfort mangelhaft, und die Herstellungskosten sind verhältnismäßig hoch.

Gürtelreifen haben infolge ihrer Konstruktion im Hinblick auf gute Laufeigenschaften bei hoher Geschwindigkeit, Abriebwiderstand, Seitenführungxeigenschaften und niedrigen Rollwiderstand erhebliche Vorteile gegenüber üblichen Reifen, bei denen die Kordgewebelagen in der Karkasse schräg zur mittleren Umfangslinie des Reifens verlaufen. Die üblichen Kombinationen von Kordmaterialien, die bisher überwiegend für Gürtelreifen verwendet wurden, sind Kunstseiden- oder Nylonkord in den Gewebelagen der Karkasse und Kunstseiden- oder Stahlkord als Gürtelschichten in der Laufschicht. Aufgrund detaillierter Tests wurde jedoch gefunden, daß derartige Reifen die folgenden Nachteile aufweisen. Zunächst sei das Kordmaterial für die Karkasse bobrachtet. Es ist zwar möglich, Gürtelreifen von genügender Haltbarkeit für praktische Zwecke herzustellen, indem man Kunstseidenkord in der Gewebelage des Unterbaus verwendet. Wenn derartige Keifen jedoch für Geschwindigkeiten über 200 km/h gefahren worden, so stellb sich schon in einem frühen Stadium eine Materialtrennung und eine Zerstörung ein. In dieser Hinsicht ist Nylonkord dem Kunstseidenkord überleben. Ea wurde bestätigt, daü

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Reifen mit Hylonkord langzeitig mit Geschwindigkeiten über 200 km/h gefahren werden können, ohne daß die vorgenannten Schaden eintreten. Bekanntlich haben Nylonmaterialien jedoch ein wesentlich geringeres Elastizitätsmodul (Ε-Modul) als Kunstseidenmaterialien, so daß diese Reifen im Seitenführungsverhalten und in der Quersteifigkeit beträchtlich schlechter sind. Andererseits besteht ein ernster Mangel von Kunstseidenkord in der hohen V/asserabsorption. Infolgedessen wird die Festigkeit dieser Reifen beträchtlich vermindert, wenn einmal infolge eines Bruchs oder eines Schnitts in der Reifenseitenwand Wasser oder Regen in die Gewebelage der Karkasse eindringt.

Bei Gürtelreifen sind ferner die Ermüdungseigenschaften von besonderem Interesse, da Gürtelreifen eine Rückprall-Elastizitäiskonstante haben, die gegenüber herkömmlichen Reifen um mehr als 10 % vermindert ist. Gürtelreifen unterliegen daher größeren Verformungen, wenn sie während des Laufs Kräften ausgesetzt sind. Daher müssen die Ermüdungseigenschaften der Kordgewebematerialien bei Gürtelreifen ebenso in Betracht gezogen werden wie die Ermüdungseigenschaften der Reifen selbst, da die Reifenlebensdauer durch verbesserte Abriebeigenschaften erhöht wird. Kunstseidenkord hat genügende Festigkeit, um die erste Lebensdauer (bis zur ersten Runderneuerung) zu überdauern, es ist jedoch infolge der durch widerholte Verformungen eintretenden Ermüdung für wiederholte Runderneuerungen nicht stark genug.

Des weiteren muß das Kordmaterial für die Gürtelschichten der Laufschicht betrachtet werden. Mit Kunstseidenkord für die Gürtelschichten läßt sich zwar wie im Falle der Verwendung dieses Kords für den Unterbau ein für die praktische Verwendung hinreichend haltbarer Reifen

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herstellen. Es hat sich aber herausgestellt, daß die Adhäsion zwischen dem Kunstseidenkord und dem Gummi, in dem der Kord eingebettet ist, nicht völlig ausreicht, wenn die Reifen für längere Zeit mit Geschwindigkeiten über 200 km/h gefahren werden, weil hier schon in einem frühen Stadium eine Materialtrennung und eine Reifenzerstörung eintreten. Diese (Tendenz wird noch verstärkt, wenn tier Kunstseidenkord einen hohen Wassergehalt hat. Der Einfluß des Wassergehalts im Kordmaterial auf die Festigkeit eines mit hoher Geschwindigkeit gefahrenen Reifens ist für den Kord in der Laufschicht größer als für den Kord im Unterbau. Wenn der Wassergehalt im Kord der Laufschicht 4-5 Gew. % überschreitet, so wird die Haltbarkeit des Reifens beträchtlich vermindert. Der Wassergehalt des üblicherweise verwendeten Standard-Kunstseidenkords (gemäß japanischer Industrienorm Z 8703) liegt zwischen 12 und 14 Gew. %. Um daher zu gewährleisten, daß der Wassergehalt des Kunstseidenkords zwischen 4 und 5 Gew.% liegt, muß er unter extrem niedrigen Temperaturen gehalten oder durch eine geeignete Vorrichtung getrocknet werden. Für das Herstellungsverfahren der Reifen bedeutetn die Vorsichtsmaßnahmen zur Steuerung des Wassergehalts praktische Schwierigkeiten und erfordern sehr hohe Kosten. In dieser Hinsicht ist Nylonkord vorteilhafter, der in der Standardausführung einen Wassergehalt von 3,5 bis 5 Gew.% hat. Nylonkord hat jedoch einen beträchtlich niedrigeren Ε-Modul als Kunstseidenkord. Der E-Modul ist jedoch die wichtigste Eigenschaft für den Kord in der Lauffläche, da Abriebwiderstand und Seitenführungseigenschaften des Reifens bei niedrigem E.Modul stark vermindert werden. Infolgedessen ist es nicht vorteilhaft, in Gürtelreifen-Laufflächen Nylonkord zu verwenden. Dasselbe gilt für andere synthetische Textilfasern mit einem niedrigeren E-Mbdul als Nylon. Ein weiterer Mangel der Verwendung von Kunstseidenkord in der Laufschicht

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ist der schlechte Widerstand gegen Wasser. Wenn die Lauffläche eines Reifens mit Kunstseidenkord in der Laufschicht durch ein 'Straßenhindernis zerschnitten oder aufgebrochen wird und daraufhin Regenwasser oder dergl. in die innere Laufschicht gelagt, so wird die Kordfestigkeit und die Adhäsion zwischen dem Kord und dem umgebenden Gummi in dem betreffenden Bereich auf weniger als die Hälfte Vermindert, was zu einem frühen Unbrauchbarwerden des Reifens führt. Obwohl Kunstseidenkord einen hohen Ε-Modul besitzt, der weniger als etwa 1/7 desjenigen von Stahlkord beträgt, und obwohl Abriebwiderstand und Seitenführungsverhalten eines derart ausgerüsteten Reifens praktische Anwendungsbereiche ermöglichen, besteht doch ein ent siehe idendes Hindernis, diese Eigenschaften noch beträchtlich zu verbessern.

Die Verwendung yron Stahlkord in der Laufschicht eines Gürtelreifens wirft ebenfalls eine Reihe von Problemen auf, die nachfolgend behandelt werden sollen. Stahlkord hat einen wesentlich höheren Ε-Modul als die obengenannten organischen (synthetischen oder natürlichen) Fasern. Demzufolge hat ein Stahlgürtelreifen einen außergewöhnlich guten Abriebwiderstand und hervorragende Seitenführungseigenschaften. Andererseits hat ein solcher Reifen aber auch er.nst zu nehmende Nachteile. Der Reifen mag für die allgemeine Praxis, ausreichen, wenn ein Stahlgürtelreifen jedoch mit Geschwindigkeiten von 200 km/h gefahren wird, so tritt schon in einem frühen Stadium eine Materialtrennung und eine Reifenzerstörung auf, da die Adhäsion zwischen dem Kord und dem Gummi nicht völlig ausreicht. Wenn die Reifenlauffläche durch ein Straßenhindernis einen Schnitt oder Riß erhält und dadurch Regenwasser oder dergl. eindringt, so wird der Stahlkord bald korrodiert.

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Aus der vorstehenden eingehenden Beschreibung ergibt sich demnach, daß Gürtelreifen mit den verschiedenen Kombinationen der üblicherweise verwendeten Kordmaterialien zwar für pftktische Zwecke ausreichen, daß diese Reifen aber noch unvollkommen sind, wenn es wesentlich auf die Festigkeit bei Geschwindigkeiten über 200 km/h ankommt und auch unter diesen Bedingungen die natürlichen Vorteile der Gürtelreifen erhalten bleiben sollen. D*n bisher gefertigten Gürtelreifen fehlt es daher an Festigkeit bei hohen Geschwindigkeiten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Gürtelreifen von hoher Sicherheit und Festigkeit für Hochgeschwindigkeitsfahrten zu schaffen, bei dem für längere Zeit keine Materialtrennung und -zerstörung eintritt.

Der durch die Erfindung angestrebte Reifen soll weiter einen hohen Abriebwiderstand, gute Seitenführungseigenschaften und einen hohen Fahrkomfort bieten.

Dieses Ziel wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung erreicht.

Die Erfindung und deren weitere Ausgestaltung sollen nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Gürtelreifen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung der Gürtelachichten in der Laufschicht dea Reifens nach Fig. 1,

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Pig. 3 einen Querschnitt entsprechend Pig. 1 durch einen üblichen Gürtelreifen,

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Seitenführungseigenschaften eines Reifens nach der Erfindung im Vergleich zu einem üblichen Reifen und

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung weiterer Eigenschaften eines Gürtelreifens nach der Erfindung.

-Nach der Erfindung müssen die Gürtelkordlagen in der Laufschicht mit den Textilkordlagen im Unterbau durch zwei aufeinandergelegte Gruppen gebildet werden: (1) zwei Stahlkordlagen, wobei die beiden Lagen in entgegengesetzten Richtungen verlaufen und sich ctnter einem bestimmten Winkel kreuzen, und (2) Textilfaserkordschichten, die in Radialrichtung des Reifens außerhalb der Stahlkordschichten angeordnet sind und sich unter einem bestimmten Winkel im Bereich von 10° bis 20° zur mittleren Umfangslinie des Reifens überschneiden. Die aufeinanderfolgenden Kordlagen der beiden Gruppen verlaufen dabei in Bezug auf die mittlere Reifenumfangslinie schichtweise alternierend.

Wenn die Laufschicht des Reifens lediglich Stahlkord enthält, ist die Lauffläche sehr steif und kann Stöße nur mäßig absorbieren. Darunter leidet der Fahrkomfort, und der Reifen ist für äußere Beschädigungen anfälliger. Wenn eine Beschädigung in der Lauffläche den Stahlkord erreicht, so kann eindringendes Wasser oder eindringender Regen zur Korrosion und damit zur Reifenzerstörung führen. Ferner werden durch äußere Kräfte ausgelöste Reifenbelastungen auf die Grenzflächen der Gummiinischung und des darin eingebetteten St&hlkords konzentriert, so daß häufig wegen ungenügender Adhäsion zwischen dem Stahlkord und der Gummimischung Trennungserscheinungen auftreten.

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Als Ergebnis zahlreicher Untersuchungen an Stahlkord wurde es durch die Erfindung möglich, einen Gürtelreifen mit den oben beschriebenen Eigenschaften zu schaffen, indem eine oder mehrere weitere Textilfaserkordlagen im Bereich der Stahlkordlagen vorgesehen werden, und zwar in radialer Richtung des Reifens unter einem Winkel im Bereich von 10 bis 20 bezogen auf die mittlere Reifenumfangslinie.

Im Rahmen der Erfindung führt der Stahlkord zu einer großen Festigkeit der Lauffläche des Gürtelreifens, aber die geringe Festigkeit in Seitenrichtung bedingt ein mangelhaftes Festigkeits-Gleichgewicht in der Stahlkordschicht, wodurch verschiedene unerwünschte Effekte, wie die Ermüdung der Stahlkordschicht, durch die Reifendeformation vergrößert werden.

Besonders eine einzige Stahlkordlage führt zu einem mangelhaften Festigkeitsausgleich. Um diesen Mangel zu beheben, wurde eine integrale Textilkordlage U-förmig gebogen, so daß eine Schichtüberlappung auftritt, und zur Stahlkordlage hinzugefügt, z.B. an der Außenseite oder/und der Innenseite. Aber selbst durch diese Konstrultion ist es nicht möglich, den Mangel an Festigkeits-Gleichgewicht in der Stahlkordschicht vollständig zu beseitigen. Daher wurden erfindungsgemäß getrennte Textilkordlagen im äußeren Bereich einer Laufschicht mit zwei Stahlkordlagen vorgesehen, wodurch der gewünschte Zweck und Effekt der Stahlkordschicht bei gutem Festigkeitsausgleich erzielt werden kann. Ferner wird die Stahlkordlage geschützt.

Fig. 1 zeigt einen Gürtelreifen mit Textilfaserkord 1 als radiale Schicht im Unterbau, Textilfaserkord 2 und Stahlkord 3 in der Laufschicht und Wulstdrähten 4. In

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der schematischen Darstellung enthält die Karkasse zwei Kordlagen und die Lauf schicht vier Kordlagen.

Im Beispielfall sind zwei Stahlkordlagen und außerhalb dieser zwei Textilfaserkordlagen vorgesehen. Gemäß Fig. 2 kreuzen sich die Stahlkordlagen 3 unter einem Winkel /3 im Bereich von 15*- 25°, bezogen auf die mittlere Reifenumfangslinie L. Die beiden Textilfaserkordlagen sind im äußeren Bereich der Laufschicht angeordnet und kreuzen sich unter einem Winkel ⁰C im Bereich von 10 — 20°, bezogen auf die Linie L* .

Fig. 3 zeigt vergleichsweise ein Beispiel eines üblichen Gürtelreifens, der zwei Kordlagen im Unterbau und vier Kordlagen in der Laufschicht hat. Mit A^c ist der Kunstseidenkord in der Karkasee und mit 2c sind vier Kunstseidenkordlagen in der Laufschicht bezeichnet. 4c sind Wulstdrähte.

Nach einer Ausführungsform eines Gürtelreifens nach der Erfindung mit Karkasse, Lauffläche und Laufschicht, bei der die Laufschicht gummierte Kordlagen aufweist, bestehen zwei innere Kordlagen aus Stahlkord und zumindest eine äußere Kordlage aus Polyvinylalkoholfaserkord und die Kordlagen der Karkasse aus Polyesterfaserkord. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform kreuzen sich die Kordlagen in der Laufschicht. Der Kord aus PoIyvinylalkoholfasern verläuft somit unter einem Neigungswinkel oi von Λ§°- 20° zur mittleren Reifenumfangslinie· In diesem Falle der Verwendung von Polyvinylalkoholfaserkord als Textilkord in der Laufschicht und Polyesterfaserkord im Unterbau kann der Winkel /3 der Stahlkordrichtung zur Linie L bis 30° vergrößert werden, d.h. er kann von 15° bis 30° betragen. Wenn mehrere Schichten aus Polyvinylalkoholfaserkord vorgesehen werden, so .werden diese ale getrennte Schichten an der Außenseite des

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Stahlkords vorgesehen, um das gewünschte erwähnte Festigkeit sgleichgewicht zu erreichen.

Polyvinylalkoholfaserkord hat eine gute Wasserbeständigkeit und einen hohen Ε-Modul, wodurch sowohl die Festigkeit der Laufschicht als auch ein Schutz der Stahlkordlagen in der Laufschicht erreicht wird. Polyesterfaserkord ist gegenüber Wasser sehr stabil und hat in Standardausführung einen sehr niedrigen Wassergehalt von 0,4 bis 0,5 Gew.J^. Es gewährleistet somit als Karkasseneinlage die erforderliche Festigkeit für den Einsatz bei Geschwindigkeiten über 200 km/h. Bei Verwendung der Kombination von Polyvinylalkoholfaserkord als Schutzschicht auf der Außenseite von zwei Stahlkordlagen in der Laufschicht und von Polyesterfaserkord in der Karkasse braucht lediglich eine Lage von Polyvinylalkoholfaserkord vorgesehen werden, doch erreicht man durch weitere solche Schichten zusätzliche Vorteile.

Es wurden Vergleichsversuche zwischen Luftreifen nach der Erfindung gemäß Fig. 1, bei denen die Laufschicht aus zwei Lagen von Polyvinylalkoholfaserkord auf der Außenseite von zwei Stahlkordlagen besteht, und üblichen Luftreifen gemäß Fig. 3 durchgeführt, und zwar mit Hilfe von Lauftrommelη unter gleichen Bedingungen mit den Reifengrößen 175 SR 14 mit einer Belastung von

2 * 4-75 kg und einem Luftdruck von 2,2 kg/cm .

Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 1 wiedergegeben. Die Versuche wurden nach dem folgenden Verfahren durchgeführt: Beide Reifen liefen anfangs eine Stunde lang auf den Trommeln mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 80 km/h. Dann wurde die Geschwindigkeit in Abständen von 30 Minuten schrittweise heraufgesetzt,

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nämlich auf 120, 128, 136, 144, 152, 160, 168, 176 und 184 km/h. Schließlich liefen die Reifen mit einer Geschwindigkeit von 200 km/h, bis irgendein Defekt eintrat. Die bis zu diesem Zeitpunkt abgelaufene Zeit wurde gemessen. _..

Die im Trommeltest geprüften Reifen A, B, G und D sind Luftreifen nach der Erfindung, bei den Testreifen E, F, G und H handelt es sieh um konventionelle Luftreifen. In der nachfolgenden Tabelle gibt somit Spalte (1) den Testreifen, die Spalte (2) die Geschwindigkeit in km/h an, bei der ein Defekt eintrat, die Spalte (3) die Zeit, nach der ein Effekt eintrat,und die Spalte (4) die Art des Defekts.

B C D E

JT G H

	Tabelle 1	25	(3)	(4)
(2)			min.	Laufflächenab platzen
200	9 St.
200	10 St.			--
200	10 St.	15		-
200	10 St.	8	min.	Laufflächenab trennung
200		30	min.	Laufflächenab trennung
200		2	min.	Laufflächenab trennung
200			min.	Laufflächenab trennung
200

Aus der Tabelle ist zu entnehmen, daß Reifen nach der Erfindung eine bemerkenswerte Festigkeit bei hohen Geschwindigkeiten aufweisen, die auch bei Laufzeiten von 10 Stunden bei Geschwindigkeiten von 200 km/h nicht beeinträchtigt wird« -

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In ähnlicher Weise wurde ein Vergleich zwischen den
beiden Reifenarten hinsichtlich des Seitenführungsverhaltens unternommen. Die Ergebnisse sind in der
Fig. 4 veranschaulicht. In dem Diagramm ist auf der
Abszisse der Winkel des seitlichen Schlupfes und auf
der Ordinate die Seitenkraft aufgetragen. Die Kurve X i

gilt für Reifen nach der Erfindung und die Kurve Y ,

für die konventionellen Reifen. Die Vergleichsversuche j

wurden bei einem Luftdruck von 1,9 kg/cm durchgeführt. Aus der Fig. 4 wird deutlich, daß die Reifen ' nach der Erfindung ein vorteilhafteres Seitenführungs- ! verhalten zeigen.

Bei einem weiteren Vergleich wurden sechs Gürtelreifen {

der Größe 175 SR 14 mit einer Karkassenschicht von ;

zwei Lagen Kunstseidenkord (I65O d/2) und einer Lauf- ι

schicht mit Kunstseidenkord und Stahlkord geprüft, wo- \

bei die Beiträge dieser beiden Kordarten für die Reifen I

J, K, L, M, N und P gemäß Tabelle 2 unterschiedlich ge- ι

wählt wurden. Die Tabellenzeile (1) gibt jeweils den >

Beitrag des Kunstseidenkords zur Festigkeit in JIi an und j

die Zeile (2) den Beitrag des Stahlkords. Obwohl in die- j

sem Beispiel Kunstseidenkords als Textilkord;, verwendet j wurden, können auch verschiedene andere synthetische

Fasern, wie Polyesterfasern oder Polyvinylalkoholfasern ■

als Kordmaterial verwendet werden. , !

	J	Tabelle 2	L	M	N	P	0
Testreifen	100	K	50	40	26	100
(D	0	63	50	60	74
(2)	37

Anmerkungen:

1. Die Laufschicht des Reifens J bestand nur aus vier
Lagen Kunstseidenkord (I65O d/3).

2. Die Reifen K, L, M und N hatten eine aus zwei Lagen
Kunstseidenkord und zwei Lagen Stahlkord bestehende

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LaufSchicht. Die Änderungen in den Festigkeitsanteilen der Kords wurden durch Änderung der Korddichte erzielt. Im allgemeiiien kann man diese Änderungen natürlich auch durch Veränderung der Kords erzielen^ durch die Art der Monofile^ der verwendeten Fasern usw., wobei geeignete Bedingungen für die verschiede·» nen Reifen gewählt werden können.

(3) Der Reifen P wies eine Laufschicht aus nur vier Lagen Stahlkord (3 χ 3) auf.

Die Testreifen wurden an Kraftfahrzeugen geprüft, die auf (verhältnismäßig guten) Stadtstraßen mit Geschwindigkeiten zwischen 40 und 60 km/h gefahren wurden. Die Abriebfestigkeit des Reifens J wurde gleich 100 gesetzt. Die Indexe der Abriebwiderstände der anderen Reifen wurden in einem entsprechenden Maß bestimmt und sind in der Tabelle 3 in der Zeile (1) wiedergegeben.

Tabelle 3

Testreifen J KL M Ή . P

(1) 100 110-120 130-170 150-190 160-200 170-210 (116) (154) (176) (182) (195)

Anmerkung: Die in Klammern angegebenen Werte sind die ermittelten Durchschnittswerte.

Es ergibt sich aus der Tabelle 3? daß der Abriebwiderstand eines Reifens bei einem Festigkeitsbeitrag des Stahlkords von 60 %> im Vergleich zu einem Reifen, dessen Laufsehicht allein durch Kunstseidenkord getragen wird, um etwa 76 % höher ist·

Der Reifenabrieb ist eine Folge des Schlupfes zwischen der Straßenoberfläche und der Reifenkontaktfläche (Ratsch). Da Gürtelreifen im allgemeinen einen vermin-

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derten Schlupf in Umfangsrichtung (d.h. in Laufrichtung) aufweisen, haben sie einen besseren Abriebwiderstand als Diagonalreifen. Bei den heute verwendeten Gürtelreifen besteht jedoch ein großer Unterschied im Abriebwiderstand zwischen Reifen, die eine Laufschicht aus Textilkord und solchen, die eine Laufschicht aus Stahlkord aufweisen. Durch die obengenannten Versuche wird gezeigt, daß bei einem teilweisen Ersatz des Stahlkords durch Textilkord nur eine geringe Verminderung des Abriebwiderstandes eintritt. Das beruht wahrscheinlich zu einem großen Teil auf der Unzusammendrückbarkeit des Stahlkords·

Die miteinander verglichenen Seitenführungseigenschaften der Testreifen sind in der unten stehenden Tabelle 4 angegeben. Das Seitenführungsverhalten des Reifens J wurde gleich 100 gesetzt und die Seitenführungseigenschaften der anderen Testreifen wurden durch einen entsprechenden Index (1) ausgedrückt.

Tabelle 4

Testreifen J KL M N P (1) 100 110 130 140 145 150

Die Ergebnisse der Tabelle 4 zeigen einen ähnlichen Trend wie die Werte des Abriebwiderstandes der Tabelle 3. Die Reifen L, M und N zeigen Seitenführungseigenschaften, die sich einem Reifen nähern, dessen Laufschicht lediglich aus Stahlkord besteht. Es wird also klargestellt, daß der Effekt des Stahlkords sehr stark in Erscheinung tritt. Diese Verbesserung der Seitenführungseigenschaften ist ein bedeutender Faktor, der zur Reifenstabilität während Hochgeschwindigkeitsfahrten führt.

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Der Fahrkomfort der Testreifen ist in der !Tabelle 5 angegeben.

Für Gürtelreifen wird der Fahrkomfort im.allgemeinen beim Fahren über Unebenheiten geschätzt. Der Fahrkomfortwert des Reifens A, dessen LaufscMcht nur Textilkord enthält, wurde gleich 100 gesetzt und die Werte der anderen Testreifen wurden durch einen Vergleichsindex (1) bezeichnet·

Tabelle 5

Testreifen J K B M Έ P (1) 100 99 98 96 88 85

Die Tabelle 5 zeigt, daß der Fahrkomfort des Testreifens P, dessen Gürtelschicht lediglich Stahlkord enthält, schwächer ist als derjenige des Testreifens J, dessen Gürtelschicht nur aus Textilkord besteht. Der Grund besteht darin, daß die Fähigkeit des Eeifens, ein vorstehendes Objekt einzuhüllen (Einhüllungseffekt) von der Härte, d.h. der Elastizität, der Laufschicht abhängt. Es wurde festgestellt, daß eine Verminderung des Fahrkomforts durch die angegebene Kombination von Textilkord und Stahlkord unter verschiedenen Neigungswinkeln gegenüber der Reifenumfangslinie erreicht werden kann· Der Neigungswinkel des Textilkords sollte im Bereich von 10° bis 20° liegen und der Neigungswinkel des Stahlkords im Bereich von 15° bis 25 . Es wurde ferner gefunden, daß der Fahrkomfort verbessert werden kann, indem man den Neigungswinkel des Stahlkords zumindest ca. 5° größer als denjenigen des Textilkords wählt, wobei dieser Winkel allerdings von dem Verhältnis Stahlkord zu Textilkord in der besonderen Kombination abhängt.

Die verschiedenen Testergebnisse zeigen, daß besondere Kombinationen von Stahlkord und Textilkord, die in ver-

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schiedenen Neigungswinkeln zur Reifenumfangslinie angeordnet werden, die Abrieb- und Seitenführungseigenschaften verbessern, den Fahrkomfort jedoch kaum beeinträchtigen.

Da Stahlkord und Textilkord mit sehr unterschiedlichen Ε-Modulen in der Laufschicht verwendet werden, müssen Gummisorten mit verschiedenen Modulen zur Einbettung dieser Kords eingesetzt werden. Die Versuche zeigten, daß die Abrieb- und Seitenführungseigenschaften bei Einbettung des Stahlkords in Gummi mit einem 100 #-Modul von 50 - 70 kg/cm verbessert werden, und daß durch Einhüllung des Textilkords in Gummi mit einem kleineren 100 # - Modul von 40 - 50 kg/cm Straßenstöße vermindert, der Fahrkomfort verbessert und die Häufigkeit von Leufflächenabtrennungen vermindert werden können. Es wurde ferner festgestellt, daß bei Verwendung von Gummisorten mit einem 100 #-Modul außerhalb der, obengenannten Bereiche die vorgenannten Effekte um die Hälfte verringert werden.

Die vorgenannten Untersuchungen sind in der Fig. 5 Eigenschaftskurven dargestellt. Diese Kurven zeigen, daß der Festigkeitsbeitrag des Stahlkords und des Textilkords bei der Verwendung von je zwei Lagen Stahlkord und Textilkord vorzugsweise im Bereich von 40 - 65 % liegt. Dieser Bereich, in dem verbesserte Seitenführungs- und Abriebeigenschaften ohne nennenswerte Verringerung des Fahrkomforts auftreten, ist in der Fig. schraffiert hervorgehoben. Auf der Abszisse ist das Verhältnis der Festigkeitsbeiträge von Stahl- und Textilkord in # aufgetragen, und die Ordinate gibt die Indices der jeweiligen Eigenschaften der Testreifen J, K, L, M₁ N und P an» Die Kurve I zeigt die Änderungen der Fahrkomfort-Indices der Testreifen, die Kurve II die Ä'nde-

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rungen der Seitenführungs-Indices und die Kurve III die Änderungen der Indices des Abriebwiderstandes.

Die Erfindung wurde anhand der Einzelheiten und Bedingungen einer besonderen Ausführungsform beschrieben, es versteht sich aber von selbst,, daß der Erfindungs«-· gedanke auch Änderungen und Abwandlungen des Beschriebenen umfaßt.

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Claims

Patentansprüche

Gürtelreifen mit Karkasse, Lauffläche und Lauf schicht;, gekennzeichnet durch eine Laufschicht mit zwei getrennten äußeren Textilfaserkordlagen (2) und zwei inneren Stahlkordlagen (3)i die sich jeweils überkreuzen, und zwar die Texbilkordlagen unter einem Neigungswinkel (X ) im Bereich von 10° bis 20° und die Stahlkordlagen unter einem Neigungswinkel (/3) im Bereich von 15° bis 30°, jeweils bezogen auf die mittlere Reifenumfangslinie (L).

2. Gürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlkord (3) zu 40 - 65 # zur Gesamtfeatigkeit der Laufschicht beiträgt.

3. Gürtelreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi für die Einbettung des Textilfaserkords einen 100 #-Modul von 40-50 kg/cm und das Gummi für die Einbettung des Stahllcords einen 100 #-Modul von 50-70 kg/cm aufweist.

Gürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des Stahlkords (3) in Bezug auf die mittlere Reifenumfangslinie zumindest 5° größer ist als der entsprechende Neigungswinkel des Textilfaserkords (2).

Gürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilkordlagen (1) der Karkasse unter gleichen, aber entgegengerichfceten Winkeln zur mittleren Reifenumfangslinie verlaufen und daß sich die Kordlagen der Karkasse und der Laufschicht aufeinanderfolgend alternierend überkreuzen.

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6. Gürtelreifen nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilfaserkord (1^ 2) aus Polyvinylalkoholfasern, Nylonfasern, Polyesterfasern oder Kunstseidenfasern besteht.

7* Gürtelreifen nach Anspruch 1, .3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kordlagen (2) der Laufschicht aus Polyvinylalkoholfasern bestehen und daß die Karkasse Polyesterfaserkord (i) enthält.

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