DE3006488A1

DE3006488A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE3006488A1
Application number: DE19803006488
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Georg 5100 Aachen Freudenstein; Ing.(grad.) Horst 5190 Stolberg Lorenz; Ing.(grad.) Dionysius Josef Poque
Original assignee: Uniroyal GmbH
Current assignee: Uniroyal GmbH
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1981-08-27
Also published as: DE3006488C2; GB2072591B; GB2072591A; JPH02201B2; US4328852A; FR2476548A1; JPS56131404A; FR2476548B1

Description

Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugluftreifen, die im wesentlichen aus einer Karkasse, insbesondere Radialkarkasse, einem Laufstreifen mit Lauffläche und einer gürtelartigen Verstärkung zwischen Karkasse und Laufstreifen bestehen. Die gürtelartige Verstärkung wird aus mindestens zwei radial übereinander angeordneten Kordlagen gebildet, von denen mindestens eine aus gummierten metallischen Kordelementen und gffs. die andere aus gummierten nichtmetallischen Kordelementen besteht, die sich von Lage zu Lage kreuzen und bei dem die Breite wenigstens einer Kordlage etwa gleich der Breite der Lauffläche ist.

Die metallischen Kordelemente, die insbesondere aus vermessingtem Stahldraht bestehen, weisen als Bestandteil eine Innenseele und einen Mantel aus Draht auf, wobei der Mantel eine Lage aus mehreren, bevorzugt gemeinsam verdrillten und untereinander gleich großen Einzeldrähten aufweist.

Diese Kordelemente liegen in der Kordlage mit einer gewissen Packungsdichte im wesentlichen parallel zueinander vor. Sie bilden die Bewehrung der elastischen oder leicht verformbaren Lage aus Gummi oder sich ähnlich verhaltenden Kunststoffen. Die Kordelemente sind so im sie umgebenden Werkstoff eingebettet, daß sie an ihm haften und sich zusammen mit ihm verformen. Dabei erleiden sie beträchtliche Beanspruchungen. Deshalb sind die einzelnen Kordelemente nach Dimension und Aufbau ihrer Bestandteile aus Draht so gewählt, daß sie einerseits ausreichend nachgiebig und verformbar und andererseits ausreichend dauerfest und kompressionssteif sind.

Die Kordelemente aus Draht unterliegen des weiteren chemischen und/oder biologischen Einflüssen. Die Hauptursache beruht dabei auf Luftdurchlässigkeiten des Reifens selbst; und zwar Luftdurchlässigkeit von innen durch normale Diffusion bzw. Luftdurchlässigkeit von außen durch einströmende

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Luft bei Reifenverletzung. Die von außen eindringende Luft enthält feuchte Bestandteile, die durch die Gummierung an die nicht oder nur teilweise bedeckte Drahtoberfläche dringt und durch den vorhandenen Hohlraum im Zentrum jedes Kordelements zwischen den Drähten des Kordmantels weiter vordringt und mit der Zeit das Innere jedes Kordelements in seiner Längserstreckung füllt. Da die insoweit eingesickerte, eingeschlossene Luft feuchte Bestandteile enthält und sich der Sauerstoff freisetzt, wirken mit der Zeit die in der Luft enthaltenen Bestandteile, im Winter zusätzlich Salzbestandteile, korrodierend auf die Oberfläche der Korddrähte. Sie können unter Umständen die vorzeitige Zerstörung der Kordlage durch starke Rostbildung und damit die Zerstörung des Reifens insgesamt herbeiführen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden,das Kordelementinnere mit korrosionsunempfindlicher Masse zu füllen oder nach DE-OS 27 öl o25 empfohlen worden, das Kordelement mit einer Seele aus einer Aramid-Faser zu versehen. Nach DE-OS 26 48 524 kann die Seele des Kordelements auch aus einem Gummi- oder Thermoplast-Strang oder aus einem aus natürlichen oder synthetischen Fasern zusammengedrehten Faserbündel bestehen. Der Nachteil dieser bekannten Kordelemente besteht darin, daß sie die erforderliche Festigkeit und Kompressionssteifigkeit nicht erreichenj es sei denn auf Kosten einer Vielzahl von Manteldrähten.

Um Kordelemente mit einer Seele, deren Festigkeit annähernd gleich der der Manteldrähte vorliegt, zu erhalten, ist auch ein Kerndraht im Kordelementaufbau empfohlen worden. Diese Kordkonstruktion hat sich nicht bewährt, da aufgrund des Drafctaufbaus bislang verwendeter Drähte der Kerndraht im Drahtverband wandert und seitlich aus der Reifenschulter heraustritt. Dieser Nachteil ist unter allen Umständen zu vermeiden.

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Weitere übliche Stahlkorde, die beispielsweise nach DE DE-OS 27 o3 328 bekannt sind, bestehen aus einem Mantel aus sechs oder sieben untereinander gleichen Stahldrähten und aus einer Innenseele aus zwei untereinander gleichen,querschnittskleineren Stahldrähten. Diese Kordelemente haben sich bewährt, belasten jedoch aufgrund der Anzahl der vorhandenen Drähte das Gewicht des Gürtels, sind kostenungünstig und in der Anwendung in Gürtellagen maßgebend für unbefriedigend hohen Rollwiderstand der Fahrzeugluftreifen. Die Folge davon ist ein unnötig hoher Energieverbrauch. Fahrzeugluftreifen, insbesondere Gürtelreifen, sollten bei der bestehenden Energieverknappung insoweit einen möglichst geringen Rollwiderstand aufweisen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß durch Verwendung von metallischen Kordelementen mit Innenseele in der Kordlage, die die geschilderten Nachteile nicht besitzen, ein sehr geringer Rollwiderstand erreicht wird, wobei die Kompressionssteifigkeit der Kordelemente bei geringem Gewicht möglichst hoch ist, hohe Luftdichtheit des Kordelements zuverlässig erreicht und beibehalten wird und eine hohe Dauerhaltbarkeit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Das Einfachdrahtfilament der Innenseele des Kordelements garantiert bei drei bis fünf vorgesehenen Einfachdrahtfilamenten des Mantels eine hohe Kompressionsfestigkeit bei verhältnismäßig niedrigem Gewicht, ausreichend hohe Festigkeiten, insbesondere Dauerfestigkeit, und absolute Luftdichtheitj auch bei Reifenverletzung von außen. Das Auswandern der Innenseele ist zuverlässig unterbunden.

Die Verwendung solcher Kordelemente in wenigstens einer Gürtellage ergibt bei Fahrzeugluftreifen der eingangs näher bezeichneten Art einen sehr niedrigen Rollwiderstand und dadurch geringen Energieverbrauch. Die Dauerfestigkeit wird wesentlich verbessert, ohne daß Verluste nennenswerter Art im Abriebverhalten entstehen.

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Das Einfachdrahtfilament als Innenseele füllt den Hohlraum zwischen den Manteldrähten nahezu vollständig und dauernd zuverlässig aus, wobei der Einbettungswerkstoff bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise zwischen Kalanderwalzen zu Kordlagen, optimal in die Lücken zwischen den einzelnen Drahtfilamenten des Mantels gepreßt wird und daher für eine hohe und gut haftende Bedeckung gesorgt ist. Durch diese Maßnahme ist eine absolute Luftundurchlässigkeit in den Kordelementen nach der Vernetzung bzw. Vulkanisation der Kautschuk- oder Kunststoffteile im Fahrzeugluftreifen gewährleistet. Hierdurch wird verhindert, daß feuchte Bestandteile und Sauerstoff der Luft, die durch äußere Verletzung oder Diffusion von innen an die Kordelemente gelangen können, keine allzufrühe Zerstörung der Drähte durch Korrosion hervorrufen und dadurch die Gesamtfestigkeit und Dauerhaftigkeit des Fahrzeugluftreifens beeinträchtigen.

Die Kordelemente können so aufgebaut sein, daß Sie eine in Grenzen höhere oder geringere Kompressionsfestigkeit aufweisen, gleichwohl ihre absolute Luftundurchlässigkeit gewahrt bleibt. Bei klein bemessenem Querschnitt des Drahtfilaments der Innenseele sind bevorzugt vier oder fünf Manteldrähte größeren Drahtquerschnitts in der üblichen Kordverdrillung angeordnet. Das Drahtfilament der Innenseele kann mit einem etwa 1,2-fach kleineren Querschnitt gegenüber dem des Manteldrahtfilamentes vorliegen.

Das einzelne Drahtfilament als Innenseele eines Kordfilaments kann in der üblichen Art im wesentlichen geradlinig ausgebildet sein. Es wird bei der Verseilung günstig im Kordelementzentrum eingespannt und ist hernach bei der Weiterverarbeitung zu einer Kordlage günstig an allen zugänglichen Stellen von Bedeckungsmasse umgeben. Dadurch ist bei der anschließenden Vulkanisation bzw. Vernetzung ein ausreichend formschlüssiger Haftungseffekt zwischen der Seele und den Manteldrähten gewährleistet. Ein Wandern wird dadurch verhindert. Das einzelne Drahtfilament als Innenseele des Kordelements kann jedoch auch leicht gewellt (onduliert) ausgebildet sein. In diesem Fall wirken sich zusätz-

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lieh zu der vorbeschriebenen Anordnung des Drahtfilaments im Zentrum des Kordelements dann die durch die gewellte Form vorhandenen Bäuche und Täler des Drahtfilaments formschlüssig verbessernd im Verband mit den Manteldrähten aus.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen weiteren Fahrzeugluftreifen Fig. 3 Einzelheit eines Teils eines Kordelements Fig. 4 und 5 Querschnitte durch Kordelemente

Der Fahrzeugluftreifen 1 in Radialbauart mit gürtelartiger Verstärkung nach Fig. 1 besteht aus einer Radialkarkasse 2 mit nicht dargestellten Wülsten, Seitenwänden und einer Lauffläche sowie einer Bewehrung, die aus 2 radial übereinander angeordneten Kordlagen 5 gebildet ist. Mindestens eine von ihnen ist eine Stahlkordlage. Mit 3 ist eine luftundurchlässige Innenschicht bezeichnet.

Der Fahrzeugluftreifen 6 in Radialbauart mit einer anders gestalteten gürtelartigen Verstärkung nach Fig. 2 enthält eine Bewehrung, die aus radial übereinander angeordneten Kordlagen gebildet ist, von denen die radial innere Lage 8 aus nichtmetallischen Kordelementen besteht. Diese Lage ist um die weitere Lage 7, die eine Stahlkordlage darstellt, mit Umschlägen 9 herumgefaltet und schließt somit die Stahlkordlage 7 im wesentlichen ein.

Die Kordlage bzw. Kordlagen 5 und die Kordlage 7 bestehen aus gummierten Stahlkordelementen Io, von denen ein Teil in Fig. 3 als Einzelheit dargestellt ist. Es handelt sich hierbei um ein Stahlkordelement, das aus einer Seele aus einem Einfachdrahtfilament und einem Mantel aus mehreren verdrillten Einfachdrahtelementen besteht.

In Fig. 4 ist ein solches Kordelement im Querschnitt dargestellt. Der Mantel besteht hierbei aus drei untereinander gleich großen Drahtfilamenten 13. Der Drahtdurchmesser liegt im Bereich

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zwischen ο,15 mm bis höchstens ο,28 mm vor. Der Mittenabstand zwischen benachbarten Manteldrahtfilamenten ist stets größer als der Durchmesser des Manteldrahtes 13. Die Innenseele wird von einem einzigen Exnfachdrahtfilament 11 gebildet. Es ist im Durchmesser stets kleiner bemessen als ein Manteldrahtfilament. Der Drahtdurchmesser liegt mit einem etwa 1,2-fach bis etwa 2-fach kleineren Querschnitt als der Manteldrahtdurchmesser vor. Der Bereich liegt zwischen o,12 mm und o,22 mm Drahtdurchmesser vor. Jedes Manteldrahtfilament 13 weist mit dem Drahtfilament der Seele einen radial sich berührenden Bestandteil 12 auf. Die verbleibenden Lücken 14 zwischen den Manteldrähten und der Seele bleiben frei. Sie werden bei der Weiterverarbeitung der Kordelemente zu Kordlagen mit Kautschukmasse oder sich ähnlich wie Kautschuk verhaltendem Kunststoff ausgefüllt, und zugleich erfolgt hierbei die eigentliche sogenannte Gummierungsbedeckung der Kordelemente.

In Fig. 5 ist ein weiteres Kordelement 15 im Querschnitt dargestellt. Der Mantel besteht aus vier Exnfachdrahtfilamenten 18 mit einem Durchmesser D von bevorzugt o,22 oder o,25 mm. Die Innenseele besteht aus einem einzigen Exnfachdrahtfilament 16 mit einem Durchmesser d von bevorzugt o,12 bis o,22 mm. Jeder Manteldraht hat eine radiale Stützstelle 17 mit der Innenseele. Auch hier liegt der Mittenabstand A zwischen benachbarten Manteldrähten stets größer als der Durchmesser des Manteldrahtfilaments vor. Die Lücken 19 werden bei der Weiterverarbeitung zu Stahlkordlagen mit Bedeckungsmasse ausgefüllt.

Der Drahtaufbau des Kordelements kann bevorzugt bis zu fünf Manteldrähte mit einer Innenseele aus einem Exnfachdrahtfilament umfassen. Stahlkordlagen, die aus den beschriebenen Stahlkordelementen bestehen, weisen wegen der geringen Anzahl notwendiger Drähte ein verhältnismäßig geringes Gewicht auf und sind kostengünstig herzustellen. Sie enthalten Kordelemente, die aufgrund ihres Drahtaufbaues und vorgesehener Drahtdimension ausreichende Festigkeiten zum Erfüllen ihrer Funktion aufweisen. Insbesondere sind die Dauerfestigkeit und Kompressionssteifigkeit hoch. Desweiteren ist absolute Luftdichtigkeit der Stahlkordelemente

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vorhanden, weil eine das Kordelementzentrum ausfüllende Innenseele und eine verhältnismäßig hohe Gummierungsbedeckung vorliegen. Gewählter Drahtaufbau in den angegebenen Dimensionen und hohe Bedeckung gewährleisten, daß im Falle der Verwendung eines im wesentlichen geradlinig ausgebildeten Drahtfilaments als Innenseele kein Auswandern der Innenseele eintritt. Die hohe Dauerhaltbarkeit der Stahlkordlage ist auch bei Reifenverletzung und dabei eindringender Luft, die in aller Regel feuchte Bestandteile enthält, zuverlässig gewährleistet. Alle vorgenannten Eigenschaften und Vorteile sind wesentlich für die Güte des Gürtelreifens. Die besondere Bedeutung ist hier dadurch noch gegeben, daß Stahlkordlagen in Verwendung bei Gürtellagen, die Kordelemente geschilderten Aufbaus aufweisen, einen sehr geringen Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens ergeben und dessen hohe Dauerfestigkeit ohne Verluste im Abriebverhalten gewährleistet ist. Geringer Rollwiderstand bedeutet geringer Energieverbrauch. Hohe Dauerfestigkeit bedeutet lange Lebensdauer. In einer Zeit erhöhter Energieverknappung und hoher Fertigungs- und Betriebskosten erhält die Anwendung der geschilderten Kordelemente in Gürtelreifen einen hohen Stellenwert.

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ΛΟ

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1)\ Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer Karkasse, insbesondere Radialkarkasse, und einer gürtelartigen Verstärkung aus wenigstens zwei radial übereinander angeordneten Kordlagen, von denen mindestens eine aus gummierten metallischen Kordelementen und ggf. die andere aus nichtmetallischen Kordelementen besteht, die sich von Lage zu Lage kreuzen, bei dem die Breite wenigstens einer Kordlage etwa gleich der Breite der Lauffläche ist, und bei dem die metallischen Kordelemente, die insbesondere aus vermessingtem Stahldraht bestehen, als Bestandteil eine Seele und einen Mantel aus Draht aufweisen, wobei der Mantel eine Lage aus mehreren verdrillten untereinander gleich großen Einzeldrähten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Kordelemente (Io...) in der Kordlage aus einer Seele aus einem Einfachdrahtfilament (11;16...) und einem mindestens drei Einfachdrahtfilamente umfassenden Mantel bestehen, daß die Manteldrahtfilamente (13;18...) mit dem Drahtfilament der Seele je einen radial sich berührenden Bestandteil (12;17...) aufweisen, daß der Durchmesser d des Drahtfilaments der Seele kleiner vorliegt als der höchstens o,28 mm betragende Durchmesser D des Manteldrahtf ilaments, und daß der Mittenabstand A benachbarter Mantelfilamente größer vorliegt als der Durchmesser D des Manteldrahtfilaments.

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2) Fahrzeugluftreifen nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtfilament der Seele mit einem etwa 1,2-fach bis etwa 2-fach kleineren Querschnitt gegenüber dem des Manteldrahtfilaments vorliegt.

3) Fahrzeugluftreifen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Kordelements (15) der Kordlage (5; 7) abhängig vom Querschnitt des Einfachdrahtfilaments (16) der Seele aus vier Einfachdrahtfilamenten (18) gebildet ist.

4) Fahrzeugluftreifen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Kordelements der Kordlage (5; 7) abhängig vom Querschnitt des Einfachdrahtfilaments der Seele aus fünf Einfachdrahtfilamenten gebildet ist.

5) Fahrzeugluftreifen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfachdrahtfilament der Seele im wesentlichen geradlinig verlaufend im Kordelement vorliegt.

6) Fahrzeugluftreifen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfachdrahtfilament der Seele krummlinig (gewellt) ausgebildet im Kordelement vorliegt.

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