DE2729444A1

DE2729444A1 - Luftreifen fuer fahrzeugraeder

Info

Publication number: DE2729444A1
Application number: DE19772729444
Authority: DE
Inventors: Luigi Maiocchi
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1978-01-05
Also published as: BR7704121A; FI772046A; AR210707A1; JPS537007A; SE7707617L; LU77680A1; NL7706067A; FR2356527A1; ES229901Y; IT1066964B; ES229901U; DK297077A; BE856460A; AU2656577A; ZA773897B

Description

DR. E. WIEGAND DIPPING. W. NIEMANN DR.M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 55547« 8000 M 0 N C H E N 2, TElE G RAMME: KAR PATE NT MATH I LD E NSTRASS E 12 TELEX : 529048 KARPD U

29. Juni 1977

W. m 883/77 12/kö

INDUSTRIE PIRELLI S.p.A. Mailand /Italien

Luftreifen für Fahrzeugräder

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Fahrzeugräder, und insbesondere bezieht sie sich auf Luftreifen, die mit einer radialen Karkasse versehen sind, d.h. mit einer Karkasse, deren Schnüre in Meridianebenen liegen oder mit diesen Ebenen einen kleinen Winkel bilden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Reifen für den Kraftfahrzeugtransport.

Es ist bekannt, daß für den obengenannten Zweck bestimmte Reifen in Abhängigkeit von der Größe und der zu liefernden Leistung eine Karkasse aufweisen, die durch Metallschnüre gebildet ist, in welchem Fall die Karkasse eine einzige Schnurlage aufweist. Solche Reifen können auch eine Karkasse

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aus Textilschnüren haben, in welchem Fall die Karkasse durch mehrere Lagen gebildet ist, und zwar im Hinblick darauf, daß die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Textilschnüre relativ schlecht sind im Vergleich zu den entsprechenden Eigenschaften von MetallschnUren.

Es ist heutzutage das Bestreben, die Reifenherstellung so viel wie möglich zu vereinfachen, um Handarbeit einzusparen. Der Markt für die Ausgangsmaterialien oder Rohmaterialien gibt einen Impuls für diese Entwicklung, da er in den letzten Jahren Materialien mit immer besseren physikalischen und mechanischen Eigenschaften anbietet. Eines der Ausgangsmaterialien besteht aus den Fasern von vollständig aromatischem Polyamid, welches üblicherweise als Aramid bezeichnet wird und welches ungleich "Nylon 6" oder "Nylon 66" Zugfestigkeits- und Dehnungseigenschaften hat, die gleich oder besser als die entsprechenden Eigenschaften sind,die für Stahl typisch sind. Daher wird die neue Faser zunehmend für die Verstärkung von Kautschukgegenständen angewendet und insbesondere bei Verstärkungsgebilden für Reifen. Solche Schnüre werden für die Wulstkerne von Reifen oder als Bestandteil des undehnbaren Verstärkungsgebildes verwendet, welches üblicherweise zwischen dem Laufstreifen und der radialen Karkasse angeordnet ist.

Es ist auch bekannt, daß die genannte Faser im Vergleich zu Stahl niedrigeren Kompressionsmodul hat, und zwar einen Wert, der nahezu gleich dem Wert von Polyamid 6 und Polyamid 66 ist. Demgemäß wurde diese Faser bis jetzt für Verstärkungsgebilde in Reifen nicht angewendet, die beim Gebrauch Druckbeanspruchungen erfahren. Die bisherigen Versuche zur Verwendung dieser Faser in den Karkassenschnurstoffen, ins-

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besondere für Lastwagenreifen, bei denen die Biegbeanspruchungen und Druckbeanspruchungen offensichtlich sehr hoch sind, haben nur zu wenig zufriedenstellenden Ergebenissen geführt hinsichtlich der erhaltenen Leistungen, die deutlich schlechter als die Leistungen sind, die mit den üblichen Reifen erhalten werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, für den Transport besonders geeignete Reifen (Reifen für Lastkraftwagen) zu schaffen, in deren Karkasse vollständig aromatische Polyamidfasern verwendet sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Luftreifen für Fahrzeugräder, mit einem Laufstreifen, einer aus einer oder mehreren Lagen gebildeten radialen Karkasse, einem undehnbaren ringförmigen Verstärkungsgebilde zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen, und mit Wulsten, deren jeder wenigstens einen Kern, um welchen die Karkassenlage oder die Karkassenr'' lagen von innen nach außen herumgelegt sind, ein Füllstück, welches wenigstens teilweise aus Kautschuk großer Härte besteht und welches an dem Kern angeordnet ist, und wenigstens ein Verstärkungselement aufweist, welches axial außerhalb der herumgelegten Karkassenlage oder Karkassenlagen angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist ein solcher Reifen dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußerste Karkassenteil, der sich von einer Stelle, die an der Reifenseitenwand auf einer Höhe liegt, die nicht mehr als 60 % der Querschnittshöhe des Reifens beträgt, bis zu der entsprechenden Stelle an der gegenüberliegenden Seitenwand erstreckt, aus Schnüren besteht, die aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildet sind, und daß der übrige Teil der Karkasse aus Metallschnüren gebildet ist, wobei der Karkassenteil aus den Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern sich an jeder Seitenwand in Richtung gegen den entsprechenden Wulst über die genannte Stelle hinaus erstreckt und den

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Metallschnurkarkassenteil über eine Länge von wenigstens 2,5 cm überlappt.

Der Karkassenteil aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern besteht aus wenigstens einer Lage, und der übrige Karkassenteil aus Metallschnüren besteht aus einer einzigen Lage.

Das Verstärkungselement, welches in jeder Reifenseitenwand axial außerhalb des um den Wulstkern herumgelegten Karkassenteiles angeordnet ist, ist aus Metallschnüren gebildet, und zwar ebenfalls mit wenigstens einer Metallschnurlage, deren Schnüre zu den Umfangslinien des Reifens in einem Winkel zwischen 20° und 50° schräg verlaufen. Das Verstärkungselement erstreckt sich wenigstens von der Wulstkernzone bis zu einer Höhe zwischen 15 % und 30 % der Querschnittshöhe des Reifens. Das Verstärkungselement kann sich auch radial unter die Wulstkernzone erstrecken, um auf diese Weise die axial innere Zone des Wulstes zu erreichen.

Der um den Wulstkern herumgelegte Karkassenteil aus Metall·· schnüren erstreckt sich in jeder Seitenwand radial nach außen bis zu einer Höhe zwischen 15 % und 35 % der Querschnittshöhe des Reifens. Das Ende des herumgelegten Karkassenteiles kann sich daher auch bis über das radial flußere Ende des Verstärkungselementes erstrecken. Wenn jedoch das Ende des herumgelegten Karkassenteiles sich über das radial äußere Ende des Verstärkungselementes hinaus erstreckt, muß die Abstufung zwischen den beiden Enden auf einer Breite zwischen 10 und 20 mm liegen.

Die den Schnurstoff des Verstärkungselementes bildenden Schnüre sowie die Schnüre, welche den Schnurstoff des radial inneren Karkassenteiles bilden, können beliebig Schnüre mit Kreuzschlag oder großer Schlaglänge sein, sie sind jedoch

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vorzugsweise Schnüre mit großer Schlaglänge, wenn das radial äußere Ende des herumgelegten Teiles der Lage des radial inneren Karkassenteiles sich bis über das entsprechende Ende des Verstärkungselementes hinaus erstreckt.

Das Kautschukfüllstück, welches üblicherweise an dem Kern jedes Wulstes angeordnet ist, besteht bei einem Reifen gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise aus zwei Teilstücken, deren jedes im Schnitt längliche Gestalt hat und die nebeneinander angeordnet sind, sowie aus einer gehärteten bzw. vulkanisierten elastomeren Masse einer Härte zwischen 55° und 70° Shore A bzw. zwischen 80° und 95° Shore A gebildet sind. Diese Füllstückteile erstrecken sich weiter radial nach außen als das entsprechende Ende des durch Metallschnüre gebildeten Karkassenteiles.

Vorzugsweise hat derjenige Füllstückteil, der dem um den Wulstkern herumgelegten Karkassenteil aus Metallschnüren benachbart angeordnet ist, eine Härte zwischen 55° und 70° Shore A, wobei dieser Füllstückteil auch neben der Innenseite des Reifens in Berührung mit dem aus Metallschnüren bestehenden Karkassenteil angeordnet werden kann.

Es₁ liegt im Rahmen der Erfindung, daß für leichtere Herstellung der Karkassenteil aus 6chnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern sich über den Bereich von den oben angegebenen Werten hinaus erstreckt, und zwar bis zu den Wulsten, selbst wenn sein Beitrag zu dem Widerstand gegen Druckbeanspruchungen, die in dieser Zone bemerkenswert höher sind, praktisch Null ist. In diesem Fall kann dieser Karkassenteil an der Wulstkernzone enden oder auch um den Wulstkern von innen nach außen herumge-

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legt sein derart, daß sein radial äußeres Ende unter dem entsprechenden Ende des um den Wulstkern herumgelegten aus Metallschnüren bestehenden Karkassenteils endet. Vorzugsweise ist im vorgenannten Fall der Karkassenteil aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern in der unteren Zone der Seitenwand axial innerhalb des aus Metallschnüren bestehenden Karkassenteils angeordnet. Ein Reifen gemäß der Erfindung kann aber auch erhalten werden, wenn der Karkassenteil aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfaseim sich wenigstens bis zur Wulstkernzone erstreckt und in dieser Zone innerhalb des aus Metallschnüren gebildetem Karkassenteils und des um den Wulstkern herumgelegten Abschnitts dieses Karkassenteils angeordnet ist.

Ein Reifen gemäß der Erfindung zeigt im Vergleich mit analogen üblichen Reifen, bei denen die Karkasse lediglich aus Metallschnüren gebildet ist, Leistungen, die von besonderem Interesse sind im Vergleich zu den zuvor erhaltenen schlechten Ergebnissen, da der Reifen ein Verhalten hat, welches dem Verhalten eines Reifens mit Metallschnurkarkasse gleich ist, wobei ein Reifen gemäß der Erfindung jedoch wirtschaftlicher herstellbar ist. Im Vergleich eines Reifens gemäß der Erfindung mit analogen Reifen mit einer Karkasse, die aus einer Mehrzahl von Lagen aus TextiIschnurstoff gebildet ist, beispielsweise mit Schnüren aus Reyon und sogar Polyamid 6 oder Polyamid 66, ergeben sich für den Reifen gemäß der Erfindung Leistungen, die beträchtlich besser sind als die Leistungen der bekannten Reifen, insbesondere, wenn der Reifen gemäß der Erfindung auch für denjenigen Karkassenteil nur eine einzige Lage hat, der aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildet ist.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine radiale Teilschnittansicht eines

Radialreifens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in Teilansicht eine Ausführungsform

der Erfindung.

Fig. 3 zeigt in analoger Weise eine weitere Aus

führungsform der Erfindung.

Figv 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel in halbem Radialschnitt einen Reifen der Größe 900 - 20, dessen Karkasse einen Teil 2 aus Schnüren aus vollständig aromatischen
Polyamidfasern aufweist, die in diesem Fall aus Kevlar
bestehen, einer besonderen Faser der Firma DuPont. Weiterhin weist die Karkasse 1 einen aus Metallschnüren gebildeten Karkassenteil 3 auf. In beiden Karkassenteilen 2 und 3 sind die Schnüre in radialen Ebenen angeordnet, oder sie bilden höchstens einen kleinen Winkel mit den radialen Ebenem.

Der Karkassenteil 2 erstreckt sich von einer Seitenwand zur anderen, und zwar von einer Stelle auf einer Höhe
etwa gleich UO % der Querschnittshöhe des Reifens bis zu der entsprechenden Stelle an der gegenüberliegenden Seitenwand. Der Karkassenteil 3 erstreckt sich bis zu einer Höhe gleich 50 % der Querschnittshöhe des Reifens, wobei er den Karkassenteil 2 über eine Länge von etwa 2,5 cm
überlappt. Der Karkassenteil 3 ist rund um den Wulstkern U, der aus Metalldrähten oder ebenfalls aus Schnüren
aus Kevlar gebildet/7 von innen nach außen gewickelt, und das radial äußere Ende des herumgelegten Teiles 5 erstreckt sich bis zu einer Höhe von 18 % der Querschnittshöhe des Reifens, wobei er sich radial über das Flanschende der
Felge 6 erstreckt.

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Axial außerhalb des herumgelegten Teiles 5 befindet sich ein Verstarkungselement 7 aus Metallschnüren, die zu den Umfangslinien des Reifens in einem Winkel von 30° liegen. Das Verstärkungselement 7 erstreckt sich von der Wulstkernzone bis zu einer Höhe von 25 % der Querschnitts- höhe des Reifens. Das Kautschukfüllstück, welches am Wulst kern U angeordnet ist, weist zwei Teile 8 und 9 auf, die eine Härte von 65° bzw. 90° Shore A haben. Der Füllstückteil 8 erstreckt sich vorzugsweise radial bis über den Be reich der Überlappung der beiden Karkassenteile 2 und 3 hinaus.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungs form gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform, die der Aus führungsform gemäß Fig. 1 hinsichtlich der Karkassenteile 2 und 3 ähnlich ist, unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 da durch, daß das Verstärkungselement 7 sich radial nach innen derart erstreckt, daß es teilweise unter dem Wulstkern U liegt, und dadurch, daß der um den Wulstkern U herumgelegte Teil 11 des Karkassenteils 3 sich bis zu einer Höhe von 30 % der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt, wobei er sich radial über das radial äußere Ende des Verstärkungselementes 7 hinaus erstreckt, in einem Ausmaß von etwa 13 mm.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Karkassenteil 2 aus Kevlar-Schnüren sich bis zu dem Wulstkern 4 erstreckt und um diesen von innen nach außen herumgelegt ist, wobei dieser Karkassenteil 2 an einer mit 13 bezeichneten Stelle endet, die gemäß der Dar stellung unterhalb der Höhe des Felgenflansches liegt, jeden falls auf einer Höhe, die niedriger ist als die Höhe, bis zu welcher sich der um den Wulstkern U herumgelegte Abschnitt des Metallschnurkarkassenteils 3 erstreckt. Wie ersichtlich, befindet sich der Karkassenteil 2 in der Wulstzone axial innerhalb des aus Metallschnüren gebildeten Karkassenteiles 3,

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der mit seinem um den Wulstkern U herumgelegten Teil bei 14 endet, und zwar auf einer Höhe, die der Höhe des herumgelegten Teiles 5 gemäß Fig. 1 entspricht.

Jedoch kann gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der sich auch um den Wulstkern erstreckende Karkassenteil 2 aus Polyamidschnüren zwischen dem Metallschnurkarkasse nteil 3 und dem Füllstück 8, 9 liegen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims

Patentansprü die

1. 1 Luftreifen für Fahrzeugräder,mit einem Laufstreifen, iner aus einer oder mehreren Lagen gebildeten Karkasse,

einem ringförmigen Verstärkungsgebilde zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen, und mit Wulsten, deren jeder wenigstens einen Kern, um den die Karkassenlage oder die Karkassenlagen von innen nach außen herumgelegt sind, ein Füllstück an dem Wulstkern, welches wenigstens teilweise aus Kautschuk großer Härte gebildet ist, und wenigstens ein Verstärkungselement aufweist, welches axial außerhalb des um den Wulstkern herumgelegten Karkassenteiles liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Karkassenteil (3), der sich von einer Stelle an der Reifenseitenwand auf einer Höhe von nicht mehr als 60 % der Querschnittshöhe des Reifens bis zu der entsprechenden Stelle auf der anderen Seitenwand erstreckt, aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildet ist, der übrige Karkassenteil (3) aus Metallschnüren gebildet ist, und daß der Karkassenteil aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern sich an jeder Seitenwand über die genannte Stelle hinaus in Richtung gegen den entsprechenden Wulst derart erstreckt, daß er den aus Metallschnüren bestehenden Karkassenteil auf einer Breite von wenigstens 2,5 cm radial überlappt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Karkassenteil (2) aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern aus wenigstens einer Lage gebildet ist, und daß der übrige Karkassenteil (3) aus Metallschnüren durch eine einzige Lage gebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (7) in jeder Seitenwand axial außerhalb des um den Wulstkern herumgelegten Karkassenteiles angeordnet ist und aus wenigstens einer Metallschnurlage besteht, deren Schnüre zu den Umfangslinien des Reifens in einem Winkel zwischen 20° und 50° liegen, und daß das Verstärkungselement sich wenigstens von der Wulstkernzone bis zu einer Höhe zwischen 15 % und 30 % der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der um den Wulstkern (4) herumgelegte Abschnitt des Metallschnurkarkassenteiles (3) sich radial bis zu einer Höhe zwischen 15 % und 35 % der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kautschukfüllstück aus zwei Teilen (8, 9/) besteht, deren jeder im Schnitt längliche Gestalt hat, die nebeneinander liegen und die eine Härte zwischen 55° und 70° bzw. zwischen 80° und 95° Shore A haben.

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildete Karkassenteil (2) sich in jeder Seitenwand bis zur Wulstkernzone erstreckt, und daß die Schnüre axial innerhalb des aus Metallschnüren gebildeten Karkassenteiles (3) angeordnet sind.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildete Karkassenteil (2) sich in jeder Seitenwand wenigstens bis zur Wulstzone erstreckt,

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und daß die Schnüre zwischen dem aus Metallschnüren gebildeten Karkassenteil (3) und dem Kautschukfüllstück (8, 9) angeordnet sind.

8. Luftreifen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Schnüren aus vollständig aromatischen Polyamidfasern gebildete Karkassenteil (2) sich in jeder Seitenwand bis zum Wulstkern erstreckt und um diesen von innen nach außen herumgelegt ist und in einer Zone endet, die niedriger liegt als die Zone, in welcher das entsprechende Ende des um den Wulstkern herumgelegten Metallschnurkarkassenteiles liegt.

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