DE2641529A1

DE2641529A1 - Luftreifen fuer fahrzeugraeder

Info

Publication number: DE2641529A1
Application number: DE19762641529
Authority: DE
Inventors: Mario Mezzanotte
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pneumatici Pirelli SpA 20123 Milano I Soc
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2325524A1; NL7610324A; GB1560665A; GR62418B; DK425776A; IE43860L; BR7606288A; LU75865A1; BE846480A; FR2325524B1; IT1042802B; US4047551A; AR208248A1; IE43860B1

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT 26 A 1 5 2 9

MDNCHEN HAMBURG - '

TELEFON: 555476 8000 M D N C H E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHILDENSTRASSE 12

TELEX: 529 068 KARPD —U *

15. September 1976

w.42545/76 12/nh

Industrie Pirelli S.p.A₁ Mailand (Italien)

Luftreifen für Fahrzeugräder.

Die Erfindung bezieht sich auf sogenannte Radialreifen, d.h. auf Reifen, die mit einer Karkasse versehen sind, welche durch Schnüre gebildet ist, die in radialen Ebenen liegen oder mit diesen einen kleinen Winkel bilden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung hinsichtlich der Ausführung, mittels welcher die Seitenwände von Reifen solcher Art versteift werden.

Es ist bekannt, daß eine radiale Karkasse aufweisende Reifen üblicherweise mit einem ringförmigen Verstarkungsgebilde versehen, rind, welches zwischen der Karkasse und den; Lauf streif en eingeordnet ist und welches dazu dient, den Kräften, die sich aus dem liniendruck bzw. dem Aufbiasdruck des Reifens ergeben, und den Zug- und Druckbeansprucliungen

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entgegenzuwirken bzw. zu widerstehen, denen der Reifen im Gebrauch unterworfen ist. Solche Verstärkungsgebilde sind insbesondere wichtig, wenn der Reifen für mit hoher Geschwindigkeit fahrende Fahrzeug bestimmt ist.

Insbesondere ist mit Bezug auf Radialreifen, welche die genannten Leistungen ergeben sollen, gefunden worden, daß ein besonders geeignetes Verstärkungsgebilde ein Gebilde ist, welches durch zwei Metallschnurlagen dargestellt ist, wobei die Schnüre in jeder Lage zueinander parallel verlaufen, und wobei die Schnüre einer Lage die Schnüre der benachbarten Lage kreuzen. Weiterhin liegen die Schnüre in einem relativ kleinen Winkel von 10 bis 35° zur Äquatorialachse des Reifens, in welcher wenigstens ein Polyamidschnurstreifen angeordnet ist, der entlang der Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet ist. Die Ergebnisse, die mit Reifen erhalten werden, welche auf diese Weise aufgebaut sind, sind sehr gut, insbesondere hinsichtlich der Straßenhaftung und der Lenksicherheit, und zwar selbst bei hohen Geschwindigkeiten.

Bekanntlich haben Radialreifen in ihren Seitenwänden vergleichsweise große Biegsamkeit, und zwar sowohl in vertikaler Richtung als auch in Querrichtung.

Die Tatsache, daß die Seitenwände in vertikaler Richtung biegsam sind, stellt einen Vorteil dar, weil dadurch guter Fahrkomfort des Reifens gewährleistet ist. Die Biegsamkeit in Querrichtung führt im Gegensatz dazu zu dem Nachteil, daß der Reifen unter rechtwinklig zu seiner Aquatorialebene auftretenden Beanspruchungen übermäßig verformt wird, beispielsweise, wenn er unter Drift oder entlang einer Kurvenbahn fährt oder sich unter der Schubkraft von Wind befindet, der seitlich gegen das Fahrzeug bläst, an welchem der Reifen montiert ist.

Es kann sich unter diesen Bedingungen ergeben, daß der Reifen übermäßige Verformung erleidet, so daß seine Seitenwand mit dem Erdboden in Berührung kommt, was selbstverständ-

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lieh hinsichtlich der Straßenhaftung und hinsichtlich der Lebensdauer des Reifens schädlich ist.

Demgemäß besteht ein Bedürfnis, die Seitenwände von Radialreifen zu versteifen. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß, wenn solche Reifen mit einem zu starren Verstärkungsgebilde versehen werden, sich ein anderer Nachteil ergibt zufolge der Tatsache, daß der Reifen darin nicht in der Lage ist, die Auswirkungen von Querbeanspruchungen zufolge unregelmäßiger Straßenoberfläche oder Erdbodenoberfläche zu verringern.

Allgemein werden zur Versteifung von Seixenwäiiden Textilschnurstreifen oder Metallschnurstreifen eingeführt, und zwar üblicherweise in der unteren Zone der Seitenwand und mit vorbe stimmt er Schräg st-el lung um die Wulstkerne (die sogenannten "Flippers") und/oder in einer Zone axial außerhalb der um die Wulstkerne herumgelegten Karkassenteile. Diese Verstärkungen, die sich von der Wulstkernzone bis sogar zur Hälfte der Quersehiiittshöhe des Reifens radial erstrecken, verbessern die Quersteifigkeit des Reifens, ohne die radiale Biegsamkeit des Reifens wesentlich zu verschlechtern.

Auf diese Weise erhält der Reifen annehmbare Eigenschaften im Hinblick auf die obengenannten Merkmale, die zu gutem Verhalten des Reifens unter normalen Fahrbedingungen und auch bei hohen Geschwindigkeiten führen. Es ist jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden worden, daß ein solcher Reifen, wenn er mit noch höheren Geschwindigkeiten gefahren werden soll, beispielsweise mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 250 lern je Stunde,

weiter verbessert v/erden kann, und zwar insbesondere hinsichtlich seiner Quersteifigkeit.

Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Luftreifen für Fahrzeugräder, der eine radiale Karkasse, einen Laaxstroifeu und einen zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordneten Gürtel (Verstärkungsgebilde)

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aufweist. Die Karkasse besteht dabei aus wenigstens einer Schnurlage, deren Schnüre im wesentlichen in radialen Ebenen liegen und sich von einem Wulst zu dem anderen erstrecken. Die wenigstens eine Karkassenlage ist tun den Wulstkern, der in jedem Wulst enthalten ist, von innen nach außen herunigelegt. Jeder Wulst umfaßt ein Füllstück aus Kautschuk großer Starrheit, das an dem zugehörigen Wulstkern angeordnet ist. Die untere Zone jeder Seitenwand weist wenigstens einen Metallschnurstreifen auf, dessen Schnüre im Winkel von 90 zur Umfangsrichtung des Reifens verlaufen. Diese wenigstens eine Metallschnurlage befindet sich axial außerhalb der um den Wulstkern herunigelegten Karkassenlagenteile, und sie erstreckt sich von der Wulstkernzone radial bis zu wenigstens einer Höhe gleich 4t 5 % der Querschnittshöhe des Heifens. Der Gürtel weist wenigstens zwei übereinander liegende Lagen aus Textilsclmüren oder Metallschnüren auf. Diese Lagen haben eine Breite, die wenigstens gleich der Breite des Lauf— Streifens ist, und ihre Schnüre verlaufen in jeder Lage parallel zueinander. Die Schnüre der einen Lage kreuzen sich mit den Schnüren der benachbarten Lage, und sie liegen schräg in einem Winkel zwischen 10 und 35 zur Aqua— torialebene des Reifens. Der Gürtel weist weiterhin radial außerhalb der beiden Schnurlagen wenigstens einen Textil— schnurstreifen auf, der parallel zur Äquatorialebene des Reifens verläuft und eine Breite hat, die größer als die Breite der beiden zuerst genannten Lagen ist. Die Textilschnüre dieser radial äußeren Lage sind aus einem Material gebildet, dessen Länge sich unter der Einwirkung von Wärme verkürzt.

Ein solchej- Reifen ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er in jeder Seitenwand ein VerStärkungsgebilde aufweist aus einem Textiischnurstoff oder Metalischnurstoff, und dieses Verstärkungsgcollde ist axial außerhalb der um den Wulstkern herumgelegten Karkassenlagenteile

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derart angeordnet, daß die parallel zueinander verlaufenden Schnüre zur Umfangsrichtung des Reifens in einem Winkel zwischen 20 und 30 liegen. Das Verstärkungsgebilde ist so umgefaltet oder umgelegt, daß ein größerer Teil sich von der Wulstkernzone bis zur Reifenschulter, und ein kleinerer Teil sich von der Schulterzone bis zur Hälfte der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt, wobei die Faltkante oder Umlegkante des Verstärkungsgebildes den Textilschnurstofflagen oder Metallschnurstofflagen des Gürtels benachbart und unter dem radial äußeren Textilschnurstoffstreifen des Gürtels liegt.

Vorzugsweise liegt der kleinere Teil des Verstärkungsgebildes in axial äußerer Lage, wobei der Textilschnurstoffstreifen des Gürtels die Faltkante oder Umlegkante des Verstärkungsgebildes über eine Strecke überdeckt, die zwischen 10 $ und 30 $ der Erstreckung des kleineren Teiles des Verstärkungsgebildes liegt.

Wie oben gesagt, besteht das Verstärkungsgebilde aus Textilschnurstoff oder Metallschnurstoff. In dem Fall, in welchem die Schnüre Textilschnüre sind, sind sie vorzugsweise aus Polyamid gemacht, und zwar entweder aus einem aliphatischen Polyamid (bekannt als"Nylon 6" oder "Nylon 66"), oder aus einem insgesamt aromatischen Polyamid (Aramid, welches unter den Handelsnainen "Fibra ß" oder "Kevlar" bekannt ist). Diese Schnüre liegen in einem Winkel zwischen 20° und 50° zur Umfangsrichtung des Reifens, und weiterhin haben sie eine Schräglage, die sich in dem oben angegebenen Bereich von Werten entlang des Verlaufs der Schnüre von der Wulstzone zur Schulter ändernd.

In der Praxis haben die Schnüre des VerStärkungsgebildes, die in uer Wulstzone beispielsweise einen Schrägwinkel von 23 haben, im oberen Teil der Seitenwand im Bereich des größeren Teiles des Verstärkungsgebildes eine Schräglage von 20 , und im Bereich des kleineren Teiles dos Verstärkungsgebildes eine Schräglage von 25 .

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Es ist festgestellt worden, daß das Verstärkungsgebilde den Seitenwänden große Quersteifigkeit erteilt, wobei Verformungen des oDeren Teiles der Seitenwand auf ein Minimum verringert sind zufolge der Tatsache, daß in diesem Seitenwandteil der kleinere Teil des Verstärkungsgebildes über dein größeren Teil dieses Gebildes liegt. Weiterhin stellt das Vorhandensein der Faltkante oder Umlegkante des Verstärkungsgebxldes in einer Stellung den Textilschnurlagen oder Metallschnurlagen des Gürtels benachbart praktisch eine Verlängerung des Gürtels dar derart, daß dem Reifen - zusammen damit, daß an der Schulter der Gürtelstreifen aus Textilschnurstoff in Längsrichtung über dem kleineren Teil des Verstärkungsgebildes liegt - eine allmähliche Abnahme der Steifigkeit zwischen dem Gürtel und der Seitenwand erteilt ist.

Auf diese ¥eise ist es möglich, die Nachteile zu vermeiden, die sich ergeben könnten aus Ablösungen zwischen den Gürtellagen und dem umgebenden Kautschuk am Ende der Gürtellagen. Die genannte Starrheit nimmt von der oberen Zone der Seitenwand bis zur Wulstzone allmählich ab. Tatsächlich befinden sich an der Stelle, an der der kleinere Teil des Verstärkungsgebildes endet, d.h. auf der Hälfte der Querschnittshöhe des Reifens neben den Textilschnüren oder Metallschnüren des größeren Teiles der Textilverstärkung, die Metallschnüre des Streifens axial außerhalb der um den Wulstkern herumgelegten Karkassenlagenteile, und diese Schnüre befinden sich im Winkel von 90° zu der Umfangsrichtung des Reifens. Weiterhin befindet sich dort auch wenigstens ein "Flipper", der durch einen Textilschnurstreif en oder Metallschnurstreifen gebildet ist, dessen Schnüre zur Umfangsrichtung des Reifens in einem Winkel zwischen 20° und 45° liegt, wobei dieser Streifen um den Wulstkern herumgelegt ist und sich bis etwa zur Hälfte der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt. Alternativ kann ein Kautschukstreifen beträchtlicher Härte anstelle des

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"Flippers" verwendet werden, der dann ebenso wie dieser um den Wulstkern lierumgelegt wäre.

Vorzugsweise ist, um die Starrheit in dem Übergang zwischen der oberen Zone und der unteren Zone der Seitenwand besser zu graduieren, der in der letzteren Zone vorhandene Metallschnurstreifen durch Schnüre hoher Dehnung gebildet, d.h. aus Schnüren, deren Einzeldrähte und Stränge alle in der gleichen Richtung bzw. im gleichen Sinn gewickelt sind.

Es ist gefunden worden, daß ein Reifen gemäß der Erfindung sowohl im normalen Gebrauch als auch bei hohen Geschwindigkeiten gute Leistungen hat hinsichtlich Straßenhaftung und LaufStabilität, wobei sich eine unbeachtliche Verringerung seiner radialen Biegsamkeit ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine radiale Schnittansicht eines Reifens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung des Reifens gemäß Fig. i, wobei an der Reifenschulter und an der Seitenwand Teile weggebrochen sind.

In öen Figuren ist ein Fahrzeugreifen dargestellt, dessen Karkasse aus einer einzigen Lage aus Polyamidschnüren besteht, die in radialen Ebenen liegen. Die Karkassenlage ist an ihren Enden um den betreffenden Wulstkern 2 von innen nach außen herumgelegt, und der herumgelegte Teil 3 erstreckt sich in der Wulstzone radial.

Am Wulstkern 2 befindet sich ein Füllstück 4 aus ela~- stomerem Material einer Shore-Härte von 90 , und dieses Füllstück erstruckt sich über etwa 20 % der Querschnittshöhe H des Reifens in die Seitenwand.

Weiterhin ist ein Flipper 5 zwischen.dem Wulstkern 2 und der Karkassenlage um den Wulstkern 2 herumgelegt, und dieser Flipper 5 besteht aus einem Textilschnurstreifen,

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dessen Schnüre parallel zueinander und in einem Winkel von 35 zur Uinfangsriclitung "bzw. zu Umfangslinien des Reifens liegen. Die Enden dieses Streifens 5, die gegeneinander versetzt sind, wie es üblich ist, enden in der Wulstzone auf einer Höhe entsprechend der Hälfte der Querschnittshölie E des Reifens.

Axial außerhalb des umgelegten Teiles 3 der Karkassenlage befindet sich ein Metallschnurstreifen 6, dessen Schnüre parallel zueinander und radial verlaufen, ebenso wie die Schnüre der Karkassenlage. Die Metallschnüre haben eine Formation 3 X h/0_t22 (große Dehnung), was bedeutet, daß sie aus drei Strängen gebildet sind, deren jeder aus vier Einzeldrahten zusammengesetzt ist, deren jeder wiederum einen Durchmesser von 0,22 mm hat. Die Stränge und die Drähte sind alle in der gleichen Richtung bzw. im gleichen Sinn gewickelt.

Der Gürtel 7 des Reifens besteht aus zwei Metallschnurlagen S und 9, deren Bi-eite gleich der Breite des Lauf Streifens 10 ist, und aus einem Polyaniidschnurstreifen 11, der über der Lage 9 liegt xind sich über die Reifenschulter hinauserstreckt.

Die Schnüre des Streifens 11 verlaufen parallel zur Äquatorialebene des Reifens.

Jede Seitenwand des Reifens weist ein Verstärkungsgebilde 12 auf, welches aus einem Textilschnurstoff gebildet ist und welches axial außerhalb des umgelegten Teiles 3 der Karkassenlage und des Streifens 6 angeordnet ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Verstärkungsgebilde 12 derart umgelegt oder gefaltet, daß es einen größeren Teil 13, der sich von der Zone des ztigehörigen Wulstkernes 2 entlang der Seitenwand bis zur Reifenschulter erstreckt, und einen kleineren Teil Ik hat, der nach außen gerichtet ist und sich von der Reifenschulter bis zur Hälfte der Querschnittshöhe II des Reifens erstreckt.

Die Faltkante liegt im wesentlichen der Lage 9 des

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Gürtels 7 benachbart. Auf diese Weise liegt der Polyamidschnurstoffstreifen 11 über der Faltkante und erstreckt sich über diese Kante hinaus über eine Strecke entsprechend 30 % der Breite dieses kleineren Teiles 14 des Verstärkungsgebildes 12.

Die Schnüre des Verstärkuiigsgebildes 12 bestehen aus einem aliphatischen Polyamid ("Nylon 6") und sie liegen zur Umfangsriclitung bzw. zu den Umfangslinien des Reifens in einem Winkel, der an der Wulstzone 25 beträgt und der sich entlang des Verlaufes der Schnüre so ändert, daß er in der Reifenschulterzone für die zum größeren Teil 13 gehörenden Schnüre etwa 20 und für die zum kleineren Teil \h gehörenden Schnüre 25° beträgt. Diese Änderung der Schräglage, die von kleinem Wert ist, ist zufolge der Tatsache vorhanden, daß während der Herstellung des Reifens, und insbesondere während seiner Formung im nichtvulkanisierten Zustand zu Toroidgestalt die Textilschnüre des Verstärkungsgebildes 12 Beanspruchungen in Umfangsrichtung unterworfen sind, deren Gesamtheit in den verschiedenen Zonen der Reifenseitenwand unterschiedlich ist, und die am Wulst ihr Minimum haben und in Richtung zu den radial und axial äußeren Zonen allmählich größer werden.

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Claims

Patentansprüche

lJ Luftreifen für Fahrzeugräder, mit einer radialen Karkasse, einem Lauf streif en und einem zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordneten Gürtel, wobei die Karkasse aus wenigstens einer Schnurstofflage gebildet ist, deren Schnüre in im wesentlichen radialen Ebenen liegen und sich von einem Wulst zu dem anderen erstrecken, die Enden der wenigstens einen Karkassenlage von innen nach außen um den in jedem Wulst enthaltenen Wulstkern lierumgelegt sind, j ede? Wulst ein Füllstück aus Kautschuk großer Starrheit aufweist, das an dem zugehörigen Kern angeordnet ist, die untere Zone jeder Seitenwand wenigstens einen Metallschnurstreifen aufweist, dessen Schnüre im Winkel von 90° zu Unifangslinien des Reifens liegen und das axial außerhalb des umgelegten Karkassenlagentei3.es liegt und sich von der Wulstkernzone radial bis zu wenigstens 45 % der Querschnittsiiöhe des ileifens erstreckt, der Gürtel wenigstens zwei ubereiiianderliegende Lagen aus Textilschnurstoff oder Metallschnurstoff aufweist, die eine Breite haben, die wenigstens der Breite des Laufstreifens entspricht, und deren Schnüre jeweils parallel zueinander verlaufen und die Schnüre in der einen Lage die Schnüre der benachbarten Lage kreuzen sowie zur Äquatorialebene des ileifens in einem Winkel zwischen 10 und 35 liegen, und wobei der Gürtel wenigstens einen Textilschmirstreifen aufweist, der in einer Sichtung parallel zur Äquatorialebene des Reifens angeordnet ist, eine Breite hat, die größer als die Breite der beiden zuerst genannten Lage ist, und dessen Schnüre aus einem Material gebildet sind, dessen Länge sich vnter der Einwirkung von Wärme verkürzt, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin in jeder Seitenwand eine Verstärkung (12) vorgesehen ist, die aus Textilschnurstoff oder aus Metallschnurstoff gebildet und axial außerhalb der Karkasse und ihres um den Wulstkern (2) herumge-

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legten Teiles (3) derart angeordnet ist, daß ihre parallel zueinander verlaufenden Schnüre zu den Unfangslinien des Reifens in einem Winkel zwischen 20° und 30° liegen, die Verstärkung (12) so gefaltet ist, daß ein größerer Teil (13) sich von der Wulstkernzone bis zur Reifenschulter, und ein kleiner Teil (14) von der Reifenscliulterzone bis zur Ilälfte der Querschnittsliöhe (H) des Reifens erstreckt, und daß die Faltkante der Verstärkung im wesentlichen den Textilschnurlagen oder Metallschnurlagen (8, 9) des Gürtels (7) benachbart und unter dem Textilschnurstreifen (ll) des Gürtels liegt.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Teil (l4) der Verstärkung (12) axial außerhalb des größeren Teiles (l3) liegt (Fig. i).
3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilschnurstreifen (ll) des Gürtels (7) die Verstärkung (12) über eine Strecke zwischen 10 % und 30 ^lfo der Erstreckung des kleineren Teiles (14) der Verstärkung überdeckt.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Verstärkung (12) aus Textilschnurstoff gebildet ist, die Schnüre aus einem aliphatischen Polyamid oder einem aromatischen Polyamid bestehen.
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Flipper (5) um jeden Wulstkern (2) herumgelegt ist, dessen Enden sich bis zur Halfte der Querschnittshöhe (n) des Reifens radial nach außen erstrecken.
6. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flipper (5) aus einem Textilschnurstreifen oder aus einem Metallschnurstreifen besteht, dessen Schnüre zu den umfangslinien des Reifens in einen Winkel zwischen 20° und 25° liegen.
7. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Flipper (5) aus einem Kautschukstreifen besteht mit einer Dicke zwischen 6 und 10 mm und einer Härte von wenigstens 85 Shore A.

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