DE3011936A1 - Luftreifen von grosser haltbarkeit - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE UANDATAIRES AGREES PRES l'OPFICE EUROPÜEN DES BREVETS

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DR.-ING. FRANZ TUESTHOPF DR. PHIL. FREDA VUESTHOFF (l927-I9ji) DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETEK BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUKRT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent TELEX: J24070

27. März 1980

Anmelderin:

Bridgestone Tire Co. Ltd.

10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku,

Tokyo / Japan

Titel

Luftreifen von großer Haltbarkeit

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DIPL.-CHEM. DK. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICB DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGRtES PRES l'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.J DIPL.--TIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

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D-8000 MÜNCHEN 90

1A-53 487 SCHWEIGERSTRASSE 2

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TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 524070

Beschreibung

Luftreifen von großer Haltbarkeit

Die Erfindung betrifft einen luftreifen von großer Haltbarkeit für hohe Betriebslasten mit einer Karkasse aus mehreren geschichteten, diagonal gelegten Einlagen, von denen jede aus gummierten Corden aus organischer Textilfaser besteht. Solche Luftreifen werden hauptsächlich in Lastkraftwagen, Anhängern, Baufahrzeugen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Industriefahrzeugen, Plugzeugen o.dgl. verwendet.

Luftreifen der beschriebenen Gattung haben eine Vielzahl von Vorteilen, aber auch einige Nachteile. Der wichtigste Nachteil besteht darin, daß die Karkasse eine beträchtliche Anzahl von Einlagen aufweisen muß, um dem Luftreifen die mechanische Festigkeit zu geben, die zum Ausgleichen der Betriebsbedingungen des Luftreifens erforderlich sind. Dieser Funkt wird nun in konkreterer Weise beschrieben.

Bei Verwendung beispielsweise des z.Zt. gebräuchlichsten Cordes aus einem zweifach gezwirnten Nylonfaden 1260 denier (1260 d/2) hat die Karkasse gewöhnlich 10, 20 oder, bei

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einem großen Luftreifen, 40 Einlagen. Eine so große Anzahl geschichteter bzw. übereinanderliegender Karkasseneinlagen senkt die Produktionsleistung und erhöht die Herstellungskosten gegenüber einem Luftreifen in Radialbauart aus Stahlcorden, der selbst bei beträchtlicher Größe nur eine Einlage aufweist.

Um diesen Nachteil auszuschalten, ist ein einfaches Verfahren zum Verkleinern der Einlagenzahl unter Erhaltung der für den Luftreifen notwendigen mechanischen Festigkeit vorgeschlagen worden. Gemäß diesem Verfahren wird der Cordfadendurchmesser groß gewählt, um die Anzahl der Einzelfäden entsprechend zu vergrößern und folglich die Festigkeit je Cordfaden zu erhöhen. Wenn beispielsweise statt des Cordfadens 1260 d/2 ein Cordfaden der Nummer I89O d/2 verwendet wird, erhöht sich die Festigkeit des Cordfadens um das 1,5fache und verringert sich die Anzahl der Einlagen folglich auf etwa das O,75fache. Um zwischen einander benachbarten Cordfäden den notwendigen Zwischenraum beizubehalten, muß die -Anzahl der Cordfäden je Längeneinheit so verkleinert werden, daß die Einlagenzahl nicht, wie rechnerisch erwartet, um den Faktor 2/3 kleiner wird. Es ist folglich möglich, die Anzahl der notwendigen Einlagen von 30 auf etwa 22 zu verringern.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß, wenn die Anzahl der Karkasseneinlagen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren verringert wird, die Gefahr besteht, daß die Cordfäden im Luftreifen brechen -, ein Versagen, das entscheidende Folgen haben kann.

Cordfadenbruch ist ein Luftreifenversagen, bei dem die Cordfäden der Einlagen aus bestimmten Gründen brechen. Cordfadenbruch ist selten, wenn die für den Luftreifen vorgeschriebenen Betriebsbedingungen eingehalten werden; er tritt aber gelegentlich auf, wenn der Fülldruck des Luftreifens extrem niedrig wird oder wenn der Luftreifen

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einer zu großen Belastung oder plötzlichen Stoßen ausgesetzt wird. Ferner wird Cordfadenbruch hervorgerufen, wenn die Festigkeit der Karkasse des Luftreifens infolge beispielsweise falscher Wahl der zu verwendenden Luftreifengröße unzulässig klein wird.

Versuche haben gezeigt, daß gegenüber der Verwendung eines Cordfadens von kleinem Durchmesser bei gleicher Festigkeit der Karkasse die Verwendung eines Cordfadens von großem Durchmesser zu einem häufigen Auftreten des Cordfadenbruch-Versagens führt.

Der vorstehend beschriebene, bei den herkömmlichen Techniken festgestellte Nachteil, nämlich der widersprüchliche Sachverhalt, daß die Verwendung eines Cordfadens von großem Durchmesser mit dem Ziel, die Anzahl der Karkasseneinlagen zu verkleinern und folglich die Produktivität bei der Luftreifenherstellung zu verbessern, zum unvermeidlichen Auftreten von Cordfadenbruch führt, war Gegenstand von Versuchen und Untersuchungen, deren Ergebnis ist, daß sich dieser Nachteil wirkungsvoll ausschalten läßt, wenn in den Karkasseneinlagen, die in Bereichen mit starker Neigung zu Cordfadenbruch angeordnet sind, Cordfäden von großer Drehungszahl verwendet werden. Die Erfindung geht von dieser Erkenntnis aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Luftreifen von großer Haltbarkeit zu schaffen, bei dem die Anzahl der Karkasseneinlagen verkleinert ist, ohne daß dadurch die Gefahr von Cordfadenbruch entsteht, und der einer Verbesserung der Produktivität in der Herstellung und folglich einer Senkung der Herstellungskosten entgegenkommt. Es soll auch möglich sein, die Festigkeit des Luftreifens gegen Cordfadenbruch zu erhöhen, ohne daß die Produktivität bei seiner Herstellung sinkt.

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Bei einem Luftreifen von großer Haltbarkeit mit einer Karkasee aus mehreren geschichteten, diagonal gelegten Einlagen, bei dem jede Einlage aus gummierten Cordfäden aus organischer Textilfaser besteht und die Cordfäden etwa der Hälfte der Einlagen entgegengesetzt zu den Cordfäden der übrigen Einlagen ausgerichtet sind und alle Einlagen übereinanderliegen, ist erfindungsgemäß die Karkasse aus wenigstens zwei Arten von Einlagengruppen zusammengesetzt, deren Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben, wobei die Drehungszahl der Cordfäden der äußersten Einlagengruppe der Karkasse 5$ bis 30$ größer ist als bei der Einlagengruppe, die der äußersten Einlagengruppe benachbart und im inneren Abschnitt in der Karkasse angeordnet ist, und zumindest gleich ist der Drehungszahl der Cordfäden der innersten Einlagengruppe der Karkasse, und die letztgenannte Drehungszahl 5$ bis 30$ größer.ist als die der Einlagengruppe, welche der innersten Einlagengruppe benachbart und im äußeren Abschnitt in der Karkasse angeordnet ist.

Die Erfindung ermöglicht es, die Anzahl der Karkasseneinlagen zu verringern und folglich die Produktionsleistung in der Herstellung des Luftreifens zu verbessern und die Herstellungskosten für den Luftreifen zu senken, ohne den Cordfadenbruch und irgendwelche andere Versagensarten hervorzurufen . ' Die Festigkeit gegen Cordfadenbruch l?,ßt sich erhöhen, ohne die Produktivität in der Luftreifenherstellung zu verringern und die Festigkeit des Luftreifens gegen irgendwelche andere Versagensarten zu mindern.

Mit anderen Worten, durch die Erfindung wird es möglich, nicht nur das Auftreten von Cordfadenbruch vor dem vollständigen Ablauf der Lebensdauer des Luftreifens zuverlässig zu verhindern, sondern auch den Betrag und die Verteilung der Druckverformung bzw. -beanspruchung an den Cordfäden beim Abrollen des Luftreifens unter Last sicher zu bestimmen, um eine gleichmäßige Ermüdung der Cordfäden aller Einlagen zu erzielen. 030041/0761

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Die Erfindung hat somit mehrere Vorteile. Erstens ist es möglich, eine Festigkeit gegen Cordfadenbruch zu schaffen, welche der des herkömmlichen Luftreifens unter großer Last bei weitem überlegen ist. Zweitens läßt sich die Dicke der Karkasse gegenüber dem herkömmlichen Luftreifen verkleinern, bei dem alle Einlagen Cordfäden mit hoher Drehungszahl aufweisen. Drittens ist es möglich, bei der verringerten Druckverformung am Karkassenabschnitt, der sich von der Schulter über die Seitenwand zum Wulst erstreckt, den Cordfadenbruch zuverlässig zu verhindern. Viertens trägt die Verkleinerung der Einlagenzahl bei zu einer Erhöhung der Produktivität in der Luftreifenherstellung, einer Senkung der Herstellungskosten und zur Verhinderung von Wärmeerzeugung und -konzentration beim Abrollen des Luftreifens unter Last. Schließlich ergibt sich aus der entsprechenden Wahl des Verhältnisses der Drehungszahlen der Cordfäden die zuverlässige Verhinderung der übermäßig großen Zunahme der Schubbeanspruchung zwischen den Einlagen, wodurch Versagen des Luftreifens infolge von Lagentrennung zuverlässig verhindert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden im Vergleich mit dem vorausgesetzten Stand der Technik erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Luftreifen, in dem Bereiche dargestellt sind, in denen Cordfadenbrüche entstehen,

Fig. 2 ein Diagramm der Beanspruchungen, die in den Bereichen erzeugt werden, in denen gemäß Fig. 1 Cordfadenbrüche entstehen,

Fig. 3 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Gesamtfeinheitsgrad eines Luftreifencordfadens und der Zeit bis zum Bruch des Luftreifens infolge von Ermüdung durch wiederholtes Abrollen des Luftreifens,

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Fig. 4 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Anzahl der Drehungen je 10 cm eines Luftreifencordfadens und der Zeit bis zum Bruch des Luftreifens infolge von Ermüdung durch wiederholtes Abrollen des Luftreifens,

Pig. 5, 7f 9f 10 und 11 je einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Pig. 6 und 8 vergleichende Diagramme der Cordfadenbruchfestigkeit von Luftreifen gemäß der Erfindung und herkömmlichen Luftreifen.

Bei der Durchführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn beim Karkassenaufbau folgende Beschränkungen beachtet werden:

1) Die Karkasse ist aus zwei Arten von Einlagengruppen zusammengesetzt, deren'Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben, wobei das Verhältnis der Cordfadendrehungszahlen zwischen den beiden Arten von Einlagengruppen 1:1,05 bis 1,25_f vorzugsweise 1:1,07 bis 1,19 beträgt.

2) Bei der Karkasse, die aus zwei Arten von Einlagengruppen mit Cordfäden innerhalb des vorstehend genannten Bereiches für das Drehungszahlenverhältnis zusammengesetzt ist, sind die-Einlagen so geschichtet bzw. übereinandergelegt, daß das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe zur Gesamtzahl der Einlagen,ohne die Einlagenzahl des Umschlages jeder Einlage im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst, 0,06 bis 0,67, vorzugsweise 0,10 bis 0,50 ist und das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Cordeinlagengruppe zur selben Gesamteinlagenzahl 0,07 bis 0,60, vorzugsweise 0,11 bis 0,55 beträgt.

3) Die Karkasse ist aus drei Arten von Cordeinlagengruppen zusammengesetzt, deren Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben,

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wobei das Verhältnis der Cordfadendrehungszahlen zwischen diesen drei Arten von Cordeinlagengruppen 1:1,05 bis 1,20 : 1,10 bis. 1,30, vorzugsweise 1: 1,07 bis 1,16 : 1,15 bis 1,26 beträgt.

4) Bei der Karkasse, die aus drei Arten von Einlagengruppen mit Cordfäden von gleichem Durchmesser innerhalb des vorstehend genannten Bereiches für das Drehungszahlenverhältnis zusammengesetzt ist, sind die Einlagen so geschichtet bzw. übereinandergelegt, daß im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und seinem Wulst das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Cordeinlagengruppe zur Gesamtzahl der Einlagen, ohne die Einlagenzahl der Umschläge jeder Einlage, 0,06 bis 0,67, vorzugsweise 0,10 bis 0,50 ist und das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Cordeinlagengruppe zur selben Gesamteinlagenzahl 0,07 bis 0,60, vorzugsweise 0,11 bis 0,55 beträgt.

5) Die Grenzfläche zwischen einander benachbarten Cordeinlagengruppen verschiedener Drehungszahlen ist angeordnet zwischen inneren Einlagen eines um denselben Wulstkern in derselben Richtung umgeschlagenen Einlagenbündels oder zwischen inneren Einlagen des vorstehend genannten Einlagenbündels und/oder zwischen inneren Einlagen eines Einlagenbündels, das um einen dem vorstehend genannten Wulstkern benachbarten Wulstkern in derselben Richtung umgeschlagen ist.

Im allgemeinen setzt sich ein Cordfaden aus organischer Textilfaser aus Einzelfäden desselben Durchmessers zusammen; folglich ist bei einem Cordfaden hoher Nummer von großem Außendurchmesser die Gesamtzahl der Einzelfäden größer als bei einem Cordfaden niedriger Nummer von kleinem Außendurchmesser· Außerdem wird die Zwirnung sowohl für den Cordfaden hoher Nummer als auch den Cordfaden niedriger Nummer im voraus durch die Ingenieure des Textilwerkes so festgelegt, daß die theoretischen Spannungs-Dehnungs-Kurven beider Cordfadensorten gleich sind.

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Polglich sind die theoretischen und experimentellen Ermüdungskurven des Cordfadens hoher Nummer nicht verschieden von denen des Cordfadens niedriger Nummer. Die Entscheidung, ob ein Cordfaden von hoher oder von niedriger Nummer verwendet wird, wird in entsprechender Weise bo getroffen, daß sich zwischen für den Luftreifen geforderten anderen Eigenschaften als beispielsweise Dauerfestigkeit, Einschnittfestigkeit, Platzsicherheit, Lagentrennfestigkeit, Abriebfestigkeit, Erwärmung o.dgl., und der Produktivität in der Luftreifenherstellung und den Herstellungskosten ein ausgewogenes Verhältnis einstellt.

Die Gründe, weshalb beim herkömmlichen Luftreifen, bei dem die in seinen verschiedenen Abschnitten erzeugten Beanspruchungen zumindest annähernd gleich sind, anders als bei Cordfäden niedriger Nummer bei Cordfäden hoher Nummer der Cordfadenbruch so häufig auftritt, konnten nicht geklärt werden.

Die vorliegende Erfindung"geht aus von der Untersuchung der Gründe, weshalb beim Cordfaden hoher Nummer des herkömmlichen Luftreifens Cordfadenbruch so häufig hervorgerufen wird.

Versuche und Untersuchungen am herkömmlichen Luftreifen haben gezeigt, daß der bei ihm auftretende Cordfadenbruch infolge Ermüdung durch Druckbeanspruchung hervorgerufen wird, die durch wiederholtes Erzeugen der Druckverformung in den Cordfäden der Karkasse beim Lauf des Luftreifens unter Last entsteht.

Sorgfältige Untersuchungen der Bruchfläche des vom Cordfadenbruch betroffenen Cordfadenabschnittes haben ergeben, daß ausgehend vom Zustand der Bruchfläche der Einzelfäden des Cordfadens dessen Bruch bedingt ist durch Ermüdungsbruch der Einzelfäden an sich. Wenn jedoch die bestehende

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Theorie der herkömmlichen Techniken anerkannt wird, wonach die theoretische und die experimentelle Dauerwechselfestigkeit bei Cordfäden hoher und niedriger Nummer nicht verschieden ist, ist es schwierig, den deutlichen und praktischen Unterschied in der Dauerwechselfestigkeit zwischen den Cordfäden hoher und niedriger Nummer zu verstehen.

Die Widersprüche zwischen der herkömmlichen bestehenden Theorie und den in der Praxis festgestellten Erscheinungen gaben Anlaß, an der herkömmlichen bestehenden Theorie selbst zu zweifeln. Nachforschungen über die Grundlage dieser Theorie haben ergeben, daß der Cordfaden an sich gegen Zugbeanspruchung fest ist, alle theoretischen Entwicklungen und Versuche hauptsächlich hinsichtlich der Zugbelastung (Spannung) des Cordfadens durchgeführt wurden, die genannte bestehende Theorie streng nur auf die Zugbelastung (Spannung) angewandt werden sollte, und kein Grund besteht, sich darauf zu verlassen, daß die bestehende Theorie auch auf die Druckbelastung (Spannung) bzw. Druckverformung anwendbar ist. .-..

Versuche haben ergeben, daß der Cordfadenbruch an dem Abschnitt des Luftreifens konzentrisch hervorgerufen wird, der, wenn der Luftreifen mit einem Fülldruck aufgeblasen ist, einer Zugspannung ausgesetzt ist, die um den Paktor 1/2 bis 2/3 kleiner ist als die Zugspannung am Rücken, und bei Lauf des Luftreifens unter Last auf Druck beansprucht wird, also gemäß Fig. 1 in einer äußeren Schicht a des Luftreifens zwischen der Seitenwand und dem Wulst. Außerdem haben Versuche gezeigt, daß der Cordfadenbruch nicht nur in der äußeren Schicht a hervorgerufen wird, sondern auch in dem Abschnitt des Luftreifens, der, wenn der Luftreifen mit einem Fülldruck aufgeblasen ist, einer Zugspannung ausgesetzt ist, die um den Faktor 1/2 bis 2/3 kleiner ist als die Zugspannung am Bücken, und bei Lauf des Luftreifens mit niedrigem Fülldruck oder unter extrem großer Last auf

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Druck beansprucht wird, also gemäß Fig. 1 in einer inneren Schicht b des Luftreifens zwischen der Schulter und der Seitenwand.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wurde die Bewegung, insbesondere die Beanspruchung bzw. Verformung gemessen, die beim Lauf des Luftreifens unter Last in den Cordfäden in den genannten Schichten a und b hervorgerufen wird.

Diese Messungen haben ergeben, daß bei normalen Betriebsbedingungen des Luftreifens eine Druckbeanspruchung von beträchtlicher Größe in den Cordfäden der Schicht a und, wenn der Luftreifen mit einem niedrigen Fülldruck aufblasen oder unter extrem großer Last gefahren wird, eine Druckbeanspruchung von beträchtlicher Größe auch in den Cordfäden der Schicht b erzeugt wird. Dieser Beanspruchungszustand ist in Fig. 2 dargestellt.

Ausgehend von der Untersuchung über die herkömmliche bestehende Theorie und die wandernde Beanspruchung am Cordfaden haben Versuche und Untersuchungen gezeigt, daß die Dauerfestigkeit des der Druckbeanspruchung (Spannung) ausgesetzten Cordfadens rasch abnimmt, wenn die Gesamtnummer, also der Durchmesser des Luftreifencordfadens,erhöht wird. Diese Erscheinung wird anhand eines praktischen Beispiels beschrieben.

Ein hohler Zylinder aus Kautschuk mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einem Innendurchmesser von 20 mm wurde entlang seiner Außenschicht von großer Dicke mit zu untersuchenden Cordfäden versehen, die parallel zur Achsrichtung des Zylinders mit gleichen Zwischenabständen angeordnet wurden. Der Zylinder wurde an beiden Enden verschlossen und durch Einfüllen von Luft auf einen Innendruck gebracht. Sodann wurde der Zylinder so gebogen, daß seine Achse unter Winkeln von 90* geneigt war, und in eine Dauerprüf maschine eingesetzt. Der so gebogene Zylinder wurde an beiden Enden

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abgestützt und um seine gebogene Achse mit einer Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen/Minute gedreht, wodurch die Cordfäden eine* Druckdauerbeanspruchung unterworfen wurden. Das heißt, am gebogenen Abschnitt wurden die Cordfäden auf Zug beansprucht, wenn sie zur Außenseite des gebogenen Abschnittes gelangten, und auf Druck, wenn sie zur Innenseite des gebogenen Abschnittes gelangten.

Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Fig. 3 dargestellt. In diesem Diagramm wurde die Zeit bis zum Bruch des Zylinders aus Kautschuk infolge der Druckdauerbeanspruchung in logarithmischer Teilung an der Ordinate aufgetragen^ die Gesamtnummer bzw. der Gesamtfeinheitsgrad in Denier der zu prüfenden Luftreifencordfäden an der Abszisse.

Gemäß Fig. 3 nimmt die Dauerfestigkeit des Cordfadens gegen Druckbeanspruchung rasch ab, wenn seine Gesamtnummer erhöht, also sein Durchmesser vergrößert wird.

Versuche haben ergeben, daß die Ursache für den Cordfadenbruch beim Cordfaden hoher Nummer und insbesondere seine geringe Dauerfestigkeit gegen Druckbeanspruchung von der AnzaH der Drehungen des Cordfadens je Längeneinheit abhängig sind, und daß sich die Dauerfestigkeit gegen Druckbeanspruchung beim Cordfaden hoher Nummer durch Erhöhen seiner Drehungszahl beträchtlich verbessern läßt.

Es ist allgemein bekannt, daß die optimale Drehungszahl hauptsächlich bestimmt wird durch die Beziehung zwischen der für den Cordfaden erforderlichen mechanischen Festigkeit und eeiner Dehnung, und daß die Drehungszahl Einfluß auf die Dauerfestigkeit des Cordfadens hat. Der Einfluß der Drehungszahl auf die Dauerfestigkeit des Cordfadens bei wiederholter Druckbeanspruchung ist bisher jedoch nicht berücksichtigt worden.

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Versuche haben gezeigt, daß die Dauerfestigkeit des Cordfadens, wenn er der Druckbeanspruchung (Spannung) ausgesetzt ist, beträchtlich größer wird, wenn die Drehungszahl des Cordfadens erhöht wird. Diese Erscheinung wird anhand eines praktischen Beispiels konkret beschrieben.

Pur den Versuch wurden hohle Zylinder aus Kautschuk derselben Art wie beim oben beschriebenen Beispiel an ihren äußeren Schichten mit Cordfäden 1260 d/2 aus denselben Einzelfäden, jedoch mit verschiedenen Drehungezahlen, versehen und hinsichtlich ihrer Dauerfestigkeit gegen Druckbeanspruchung miteinander verglichen.

Das Ergebnis dieser Versuche ist im Diagramm der Fig. 4 dargestellt, in dem die Zeit bis zum Bruch des Zylinders aus Kautschuk infolge der Druckdauerbeanspruchung in logarithmischer Teilung an der Ordinate, die Drehungszahl des zu prüfenden Cordfadens an der Abszisse aufgetragen ist. Hierbei wurde bei unterschiedlicher Drehungszahl zwischen dem Einzelfaden und dem Cordfaden der"Durchschnittswert dieser verschiedenen Drehungszahlen als DrehungBzahl des Cordfadens benutzt.

Gemäß Pig. 4 wird durch die Verwendung einer großen Drehungszahl beim Cordfaden eine gegenüber der Verwendung einer kleinen Drehungszahl bedeutende Erhöhung der Dauerfestigkeit des Cordfadens gegen Druckbeanspruchung erreicht.

Um ausgehend von der vorstehend beschriebenen neuen Erkenntnis das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, sind viele Versuche und Untersuchungen mit bzw. an der Karkasse der obengenannten Luftreifenarten hinsichtlich ihres Einsatzes durchgeführt worden. Das Ergebnis davon ist, daß die grundsätzliche Aufklärung der folgenden Sachverhalte und die gegenseitige Abstimmung zwischen allen von ihnen zu einem guten Ergebnis führt:

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A - Verteilung und Milderung der Beanspruchung an einem Bereich zwischen der Seitenwand und dem Wulst;

B - Verhinderung der Cordfadenermüdung; und

C - Herstellung eines ausgewogenen Verhältnisses zwischen der Festigkeit und der Dehnung des Cordfadens.

Die Karkasse gemäß der Erfindung setzt sich zusammen aus einer Vielzahl, von Einlagen, die aus gummierten Cordfäden aus organischer Textilfaser, z.B. Nylon, hergestellt sind, welche sich parallel zueinander erstrecken. Die Cordfäden etwa der Hälfte aller Einlagen sind gegen die Umfangsmittellinie des Luftreifens geneigt und laufen entgegengesetzt zu den Cordfäden der anderen Hälfte. Dadurch wird eine. Diagonalbauweise wie bei der herkömmlichen Technik geschaffen.

Am vorteilhaftesten ist es, wenn eine geradzahlige Anzahl von Einlagen so geschichtet bzw. übereinandergelegt wird, daß die Cordfäden einer von zwei benachbarten Einlagen den Cordfäden der anderen Einlage entgegengesetzt gerichtet sind. Die Cordfäden von zwei einander benachbarten Einlagen können örtlich dieselbe Richtung haben. Die Einlagen, deren Cordfäden in entgegengesetzten Eichtungen laufen, sind nicht immer zahlenmäßig gleich.

Die vorstehend beschriebene Karkasse setzt sich aus wenigstens zwei Arten von Einlagengruppen 1, 2, ... n-1, η zusammen,~deren Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben.-Die Drehungszahl der Cordfäden in der äußersten Einlagengruppe der Karkasse ist 5$ bis 30$ größer gewählt als die Drehungszahl der Cordfäden in. der ihr benachbarten und am inneren Abschnitt in der Karkasse angeordneten Einlagengruppe und ist zumindest gleich mit der Drehungszahl der Cordfäden in der innersten Einlagengruppe der Karkasse. Die Drehungszahl der Cordfäden in der innersten Einlagengruppe der Karkasse ist 5# bis 30$

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größer gewählt als die Drehungszahl der Cordfäden der ihr benachbarten und am äußeren Abschnitt in der Karkasse angeordneten Einlagengruppe.

Mit anderen Worten, die erste Art Einlagengruppe setzt sich zusammen aus Cordfäden mit der Drehungszahl N₁, die zweite Art Einlagengruppe aus Cordfäden mit der von N₁ verschiedenen Drehungszahl Np» und die Einlagengruppe der nten Art aus Cordfäden mit der Drehungszahl N , die von den Drehungs zahlen der Einlagengruppen erster, zweiter bis (n-1)ter Art nach der Beziehung

verschieden ist.

Aus dieser Vielzahl von Einlagengruppen-Ar ten wird eine Kombination von wenigstens zwei Arten von Einlagengruppen benutzt, bei der die Einlagengruppe aus Cordfäden mit der relativ höchsten Drehungszahl am äußersten Abschnitt der Karkasse und die Einlagengruppe aus Cordfäden mit derselben oder einer in bezug auf die äußerste Einlagengruppe kleineren, Drehungszahl am innersten Abschnitt der Karkasse angeordnet ist.

Es ist am vorteilhaftesten, wenn zwischen den äußersten und innersten Einlagengruppen die übrige Einlagengruppen-Art angeordnet ist, die aus Cordfäden mit einer Drehungszahl aufgebaut ist, welche kleiner ist als die Drehungszahlen der äußersten und innersten Einlagengruppen. In diesem Falle kann die Einlagengruppe, die von derselben Art ist wie die innerste Einlagengruppe, als Teil der vorstehend erwähnten übrigen Einlagengruppen-Art ausgelegt werden.

Es ist am einfachsten, die Karkasse aus zwei Arten von Einlagengruppen aufzubauen. Diese beiden Einlagengruppen-Arten werden so kombiniert, daß N^sN₁ 1:1,05 bis 1,25, vorzugsweise 1: 1,07 bis 1,19 ist.

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Wenn dieses Verhältnis kleiner ist als 1:1,05, kann die wichtige Wirkung einer Verbesserung der Bruchfestigkeit des Cordfadens nicht erzielt werden; das Verhältnis 1:1,05 sollte daher die untere Grenze sein. Wenn die Drehungszahl des Cordfadens erhöht wird, vergrößert sich die Dehnung, aber die Festigkeit nimmt ab. Polglich, wenn das Verhältnis größer als 1:1,25 ist, führt die zur Aufrechterhaltung derselben Karkassenfestigkeit erforderliche übermäßige Erhöhung der Anzahl der Einlagen zu einer Vergrößerung der Dicke der Karkasse, was zwangsläufig die Druckbeanspruchung erhöht, die in dem Abschnitt der Karkasse erzeugt wird, der sich von der Schulter über die Seitenwand zum Wulst erstreckt, und folglich die im Cordfaden erzeugte Druckbeanspruchung erhöht. Wenngleich ein Cordfaden von großer Drehungszahl verwendet wird, kann folglich die Wirkung einer Verbesserung der Bruchfestigkeit des Cordfadens, nicht erzielt werden. Außerdem führt die Anwendung des übermäßig großen Drehungszahlenverhältnisses zu unterschiedlichen Elastizitätsmodulen des Cordfadens bei Zug- und Druckbeanspruchung. Polglich wird in der Grenzfläche zwischen den Einlagengruppen der Karkasse eine übermäßig große Scherbeanspruchung erzeugt, durch welche die Lagentrennfestigkeit des Luftreifens verschlechtert wird. Das ist der Grund, weshalb die obere Grenze des Drehungszahlenverhältnisses zwischen den beiden Arten von Einlagengruppen auf 1s1,25 festgelegt werden sollte.

Die beiden Einlagengruppen-Arten mit dem Drehungszahlenverhältnis innerhalb des oben genannten Bereiches sind so kombiniert, daß das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe mit Cordfäden hoher Drehungszahl zur Gesamtzahl der Einlagen,ohne die Einlagenzahl des Umschlages jeder Einlage im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst,0,06 bis 0,67, vorzugsweise 0,10 bis 0,50 ist, wogegen das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe mit Cordfäden hoher Drehungszahl zur selben Gesamteinlagenzahl 0,07 bis 0,60, vorzugsweise 0,11 bis 0,55 beträgt.

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Wenn das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe mit Cordfäden der hohen Drehungszahl zur oben genannten Gesamteinlagenzahl kleiner als 0,06 ist oder das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe mit Cordfäden der hohen Drehungszahl zur oben genannten Gesamteinlagenzahl kleiner als 0,07 ist, ist die die Bruchfestigkeit des Cordfadens verbessernde Wirkung nicht genügend groß, so daß 0,06 und 0,07 als die zugehörigen unteren Grenzwerte festgelegt werden sollten. Wenn das vorstehend genannte Verhältnis für die innerste Einlagengruppe mit Cordfäden der hohen Drehungszahl 0,67 oder für die äußerste Einlagengruppe mit Cordfäden der hohen Drehungszahl 0,60 übersteigt, wird die zur Aufrechterhaltung derselben Festigkeit der Karkasse erforderliche Einlagenzahl übermäßig groß, so daß die Dicke der Karkasse vergrößert wird, wodurch in der gleichen Weise wie bei der Wahl eines übermäßig großen Cordfaden-Drehungszahlenverhältnisses die Druckbeanspruchung erhöht wird, die im Karkassenabschnitt erzeugt wird, der sich von der Schulter über die Seitenwand zum Wulst erstreckt."

Polglich nimmt die am Cordfaden erzeugte Druckbeanspruchung zu und die mittels der Cordfäden mit der hohen Drehungszahl angestrebte, die Bruchfestigkeit des Cordfadens verbessernde Wirkung wird ungenügend. Dies ist der Grund, weshalb die oberen Grenzen der oben genannten Einlagenzahlverhältnisse zwischen den innersten und äußersten Einlagengruppen mit Cordfäden der hohen Drehungszahl auf 0,67 bzw. 0,60 festgelegt werden sollten. Die Stelle der größten Breite des Luftreifens bedeutet die Stelle der größten Breite der äußersten Karkassenschicht.

Die drei Einlagengruppen-Arten sind so kombiniert, daß das Verhältnis der Drehungszahlen ihrer Cordfäden 1 : 1,05 bis 1,20 : 1,10 bis 1,30, vorzugsweise 1 : 1,07 bis 1,16 : 1,15 bis 1,26 beträgt. Die Gründe, weshalb die oberen und-unteren Grenzwerte der Drehungszahlenverhältnisse auf die vorstehend

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genannten Werte festgelegt sind, sind im wesentlichen die gleichen wie die im Zusammenhang mit der Kombination der oben genannten zwei Einlagengruppen-Arten beschriebenen.

Bezeichnet man diese drei Arten von Einlagengruppen in Übereinstimmung mit der Drehungszahl ihrer Cordfäden mit klein, mittel und groß, dann ist es am vorteilhaftesten, wenn sie, von der Innenseite der Karkasse aus nach außen betrachtet, in der Reihenfolge mittel - klein - groß angeordnet sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, diese drei Einlagengruppen-Arten, von der Innenseite der Karkasse aus nach außen betrachtet, in der Reihenfolge mittel - klein - mittel groß, groß - klein - mittel - groß, groß - mittel - klein groß, groß - mittel - klein - mittel - groß oder ähnlich anzuordnen.

Außerdem sind die drei Einlagengruppen-Arten mit Cordfäden, deren Drehungszahlenverhältnis innerhalb des obengenannten Bereiches liegt, nahe dem Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst so angeordnet, daß das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe mit Cordfäden der mittleren oder hohen Drehungszahl zur Gesamtzahl der Einlagen,ohne die Einlagenzahl des Umschlages jeder Einlage, 0,06 bis 0,6y, vorzugsweise 0,10 bis 0,50 ist und das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe mit Cordfäden der großen Drehungszahl zur selben Gesamteinlagenzahl 0,07 bis 0,60, vorzugsweise 0,11 bis 0,55 beträgt. Die Gründe, weshalb die unteren und oberen Grenzwerte der vorstehend genannten Verhältnisse auf die oben angegebenen Werte festgelegt sind, sind die gleichen wie die im Zusammenhang mit der Kombination der zwei Einlagengruppen-Arten beschriebenen.

Wenn die Anzahl der Einlagen weiter erhöht wird, kann eine Unterteilung der Einlagengruppen in vier oder mehr Arten vorgenommen werden, das heißt, es können Cordfäden verwendet werden, deren Drehung entsprechend diesen Arten verschieden ist.

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Um zur Erzielung der obengenannten hohen Bruchfestigkeit des Cordfadens mehr als zwei Arten von Einlagengruppen zu kombinieren, ist es in jedem Falle unerläßlich, eine bestimmte Anzahl von Einlagengruppen so zu kombinieren und übereinanderzulegen, daß die Cordfäden der äußersten Schicht der Karkasse die Drehungszahl haben, die 5$ bis 30$ größer ist als die der Cordfäden, die der äußersten Schicht benachbart und an inneren Abschnitten in der Karkasse angeordnet sind, und zumindest gleich ist der Drehungszahl der Cordfäden der innersten Schicht, und die Cordfäden der innersten Schicht der Karkasse die Drehungszahl haben, die 5$ bis 30$ größer ist als die der Cordfäden, die der innersten Schicht benachbart und an einem äußeren Abschnitt in der Karkasse angeordnet sind.

Bei der Durchführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Einlagengruppen, die in der Drehungszahl verschieden und einander benachbart sind, so angeordnet werden, daß die Grenzfläche zwischen ihnen zwischen den inneren Einlagen des Einlagenbündels angeordnet ist, das zur Aus- bildung eines Umschlages um denselben Wulstkern in derselben Richtung umgeschlagen ist, und wenn bei einer die Karkasse verstärkenden Art, bei der ein anderes, dem vorstehend genannten Einlagenbündel benachbartes Einlagenbündel um einen dem vorstehend genannten Wulstkern benachbarten anderen Wulstkern umgeschlagen ist, die Grenzfläche zwischen den Einlagengruppen zwischen den inneren Einlagen eines oder·beider der vorstehend genannten zwei benachbarten Einlagenbündel angeordnet ist.

Wenn der obengenannte, an bestimmte Bedingungen geknüpfte Bereich ausgehend von der luftreifenkonstruktion und zusätzlich unter Berücksichtigung der praktischen Einsatzbedingungen des Luftreifens, der Herstellungskosten o.dgl. gewählt wird, ist es bei jeder Ausführungsform der Erfindung möglich, ein gutes Ergebnis zu erzielen.

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Die Karkasse kann aus Einlagen aufgebaut sein, die aus Cordfäden aus organischer Textilfaser, z.B. Nylon, Reyon, Vinylon, Polyester o.dgl. und aromatischer Polyamidfaser von hohem Elastizitätsmodul hergestellt sind.

Die Erfindung wird nun anhand praktischer Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Luftreifens gemäß der Erfindung in einer durch die Drehachse des Luftreifens gehenden Ebene. Der dargestellte Luftreifen ist ein Luftreifen mit Treibradprofil für Industriefahrζeuge und hat die Größe 7*00-12 12 PR,

Beim gezeigten Beispiel hat ein Wulst 1 einen Wulstkern 1a und ist eine Karkasse 2 zusammengesetzt aus drei Arten von Einlagengruppen A, B und C mit Nylon-Cordfäden 1260 d/2 desselben Durchmessers, jedoch verschiedener Drehungszahl. Die Gesamtzahl der Einlagen ist 6.

Unter den Einlagen ist ein Einlagenbündel 2a aus vier Einlagen aus Nylon-Cordfaden zusammengesetzt, welche umfassen zwei innere Einlagen 2'a, deren Cordfäden 39 Drehungen/ 10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 39 Drehungen/10 cm), und zwei äußere Einlagen 2"a, deren Cordfäden 37 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 37 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2a als Ganzes ist um den Wulstkern 1a von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein Einlagenbündel 2b ist aus zwei Einlagen aus Nylon-Cordfäden mit 41 Drehungen/10 cm zusammengesetzt (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 41 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2b als Ganzes ist um die Wulstferse von der Außenseite des Luftreifens zu seiner Innenseite hin umgebogen, erstreckt sich entlang der Unterseite des Wulstkernes 1a und endst an der Wulstzehe 1b, an der es befestigt ist.

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Die Cordfäden jeder Einlage Bind parallel zueinander und, gemessen in der Mitte des Luftreifenrückens, gegen die Umfangsrichtung des Luftreifens etwa 40* geneigt. Die Cordfäden einer Einlage erstrecken sich entgegengesetzt zu den Cordfäden der benachbarten Einlage; diese Cordfäden der beiden einander benachbarten Einlagen kreuzen sich.

Um die Außenseite der Karkasse 2 ist in einem Rücken 5 ein Zwischenbau 7 aufgelegt, der aue zwei Einlagen aus Nylon-Cordfäden 840 d/2 aufgebaut ist.

Beim gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden zwischen den drei Arten von Einlagengruppen A, B und C, von der Innenseite der Karkasse 2 aus gesehen, 1,054:1:1,108, das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe A, deren Cordfäden die mittlere Drehungszahl aufweisen, zur Gesamtzahl der Einlagen, ohne die Einlagenzahl des Umschlages im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite und dem Wulst 1, 0,33, und das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe C, deren Cordfäden die große DrehungBzahl haben, zur selben Gesamteinlagenzahl ebenfalls 0,33·

Um die Leistungsfähigkeit zwischen diesem Luftreifen und einem herkömmlichen Luftreifen zu vergleichen, wurde ein herkömmlicher Luftreifen bereitgestellt. Seine Karkasse war aus Einlagen einer Art aufgebaut,^ deren Cordfäden aus Nylon die gleichen waren wie bei den beiden inneren Einlagen 2'a des Einlagenbündels 2a, also die Nummer 1260 d/2 und 39 Drehungen /10 cm hatten (die Einzelfäden und die Cordfäden hatten je 39 Drehungen/10 cm). Die Gesamtfestigkeit der Karkasse und jedes andere Konstruktionsmerkmal des herkömmlichen Luftreifens wurden mit denen des erfindungsgemäßen Luftreifens gemäß diesem Beispiel 1 gleich gewählt.

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In Fig. 6 sind die Ergebnisse von Versuchen dargestellt, die hinsichtlich der Cordfadenbruchfestigkeit mit dem herkömmlichen Luftreifen und dem Luftreifen gemäß der Erfindung durchgeführt wurden. Im Diagramm der Fig. 6 ist die Art der zu untersuchenden Luftreifen an der Ordinate, die Laufstrecke derselben Luftreifen an der Abszisse aufgetragen. Bei diesem Versuch handelte es sich um einen Beschleunigungstest auf einem Trommelprüfstand. Die Versuche wurden unter denselben Bedingungen durchgeführt: Die Luftreifen wurden auf normale Felgen der Größe 5.00-S-χ 12 DT aufgezogen und mit einem Fülldruck von 7,0 kg/cm aufgeblasen. Die Luftreifen wurden mit einer Geschwindigkeit von 24 km/h unter einer Last von 2190 kg abrollen gelassen. In Fig. 6 sind die Luftreifen gemäß der Erfindung des Beispiels 1 mit A^ uid Ap, die oben erwähnten herkömmlichen Luftreifen mit- B.. und Bp bezeichnet.

Gemäß Fig. 6 trat bei den herkömmlichen Luftreifen B- und Bp Cordfadenbruch bei einer Laufstrecke von 3900 km bzw. 4400 km ein, wogegen die Luftreifen A₁ und Ap gemäß der Erfindung eine Strecke von 6000 km zurücklegen konnten, ohne daß es zu irgendeinem Versagen kam. Der Versuch wurde am Ende der Laufstrecke von 6000 km beendet.

Beispiel 2

Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Luftreifens gemäß der Erfindung in einer durch die Drehachse des Luftreifens gehenden Ebene. Der dargestellte Luftreifen ist ein Superreifen für Kraftfahrzeuge und hat die Größe 10.00-20 14 PR.

Beim gezeigten Beispiel hat ein Wulst 1 zwei Satz Wulstkerne 1a und 1b und ist eine Karkasse 2 aus zwei Arten von Einlagengruppen A und B zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon die Nummer 1890 d/2 haben und von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahl haben. Die Gesamtzahl der Einlagen ist 8.

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Unter den Einlagen ist ein Einlagenbündel 2a aus drei Einlagen aus Nylon-Cordfaden zusammengesetzt, von denen die zwei inneren Einlagen 2·a 35 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/ 10 cm) und die äußere Einlage 2^Ma 30 Drehungen/10 cm hat (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 30 Drehungen/ 10 cm). Das Einlagenbündel 2a als Ganzes ist um den Wulstkern 1a von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein Einlagenbündel 2b ist aus drei Einlagen zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon 30 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 30 Drehungen/ 10 cm), und um den Wulstkern 1b von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein äußeres Einlagenbündel 2c ist aus zwei Einlagen aufgebaut, deren Cordfäden aus Nylon 35 Dre-

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hungen/i0 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/10 cm). Das äußere Einlagenbündel 2c als Ganzes ist um die Wulstferse von der Außenseite des Luftreifens zu seiner Innenseite hin umgebogen, erstreckt sich entlang den Unterseiten der Wulstkerne 1b und 1a und endet an der Wulstzehe 1c, an der es befestigt ist.

Die Cordfäden jeder Einlage sind parallel zueinander und in der Mitte des Luftrexfenrückens gegen die Umfangsrichtung des Luftreifens etwa 40* geneigt. Diese Cordfäden jeder Einlage erstrecken sich entgegengesetzt zu den Cordfäden der benachbarten Einlage und kreuzen sich mit ihnen.

Um die Außenseite der Karkasse 2 ist in einem Rücken 5 ein Zwischenbau 7 aufgelegt, der aus zwei Einlagen aus Nylon-Cordfäden 840 d/2 aufgebaut ist.

Beim gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden zwischen den beiden Arten von Einlagengruppen A und B 1:1,167. Das Verhältnis der Einlagenzahl

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der innersten Einlagengruppe von großer Drehungszahl zur Gesamtzahl der Einlagen im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst 1, ohne die Einlagenzahl des Umschlages, ist 0,25; das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe von großer Drehungszahl zur selben Gesamteinlagenzahl beträgt ebenfalls 0,25.

In Pig. 8 ist die die Cordfadenbruchfestigkeit verbessernde Wirkung bei dem im Beispiel 2 beschriebenen Luftreifen gemäß der Erfindung als Ergebnis von Beschleunigungsversuchen dargestellt, die auf demselben Trommelprüfstand wie beim Beispiel 1 durchgeführt wurden· Im Diagramm der Fig. 8 ist die Art der zu untersuchenden Luftreifen an der Ordinate, die Laufstrecke derselben Luftreifen an der Abszisse aufgetragen.

Die Versuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Luftreifen wurden auf eine normale Felge der Größe 7*50 V χ 20 IR aufgezogen und mit einem Fülldruck von 4,0 kg/cm aufgeblasen. Die Luftreifen rollten mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h unter einer Last von 2770 kg ab. Zum Zwecke der Einstellung der Innentemperatur der Luftreifen wurdeiam Rücken der zu unter suchenden. Luftreif en etwa 15 mm des Laufflächengummis abgeschliffen, um die Dicke des Laufflächenstreifens herabzusetzen.

In Fig. 8 sind die beim Beispiel 2 beschriebenen Luftreifen gemäß der Erfindung mit A»^ und A'₂» zwei herkömmliche Luftreifen mit B¹.. und B^f ₂ bezeichnet. Bei den herkömmlichen Luftreifen- waren alle Einlagen aus Cordfäden aus Nylon der Nummer I89O d/2 und mit 32 Drehungen/10 cm aufgebaut (die Einzelfäden und die Cordfäden hatten je 32 Drehungen/10 cm). Die übrigen Konstruktionsmerkmale und die Gesamtfestigkeit der Karkasse waren die gleichen wie bei dem im Beispiel 2 beschriebenen Luftreifen gemäß der Erfindung. -

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Gemäß Pig. 8 trat bei den herkömmlichen Luftreifen B* ^ und B^fp Cordfadenbruch nach einer Laufstrecke von 16 800 km bzw. 19 200 km ein, bei den im Beispiel 2 beschriebenen Luftreifen A*1 und A*2 gemäß der Erfindung dagegen erst nach einer Laufstrecke von 32 900 km bzw. 35 500 km. Die Cordfadenbruchfestigkeit der Luftreifen A¹^ und A*₂ war somit etwa 1,9mal größer als die des herkömmlichen Luftreifens.

Beispiel 3

Pig. 9 zeigt den Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Luftreifens gemäß der Erfindung in einer durch die Drehachse des Luftreifens gehenden Ebene. Der dargestellte Luftreifen hat die Größe 24.00-49 42 PR.

Beim gezeigten Beispiel hat ein Wulst 1 drei Satz Wulst-

kerne 1a, 1b und 1c und ist eine Karkasse 2 aus drei Arten von Einlagengruppen A, B und C zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon von gleichem Durchmesser sind, jedoch verschiedene Drehungszahl haben. Die Gesamtzahl der Einlagen ist 22. In Pig. 9 sind je zwei Einlagen durch eine Linie dargestellt·

Unter den Einlagen ist ein Einlagenbündel 2a aus sechs Einlagen zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon 32 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 32 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2a als Ganzes ist um den Wulstkern 1a-von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein Einlagenbündel 2b ist aus sechs Einlagen aufgebaut, deren Cordfäden aus Nylon 29 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 29 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2b als Ganzes ist um den Wulstkern 1b von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein Einlagenbündel 2c ist aus sechs Einlagen zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon

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35 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2c als Ganzes ist um den Wulstkern 1c von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein äußeres Einlagenbündel 2d ist aus vier Einlagen aufgebaut, deren Cordfäden aus Nylon 35 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2d als Ganzes ist um die Wulstferse von der Außenseite des Luftreifens zu seiner Innenseite hin umgebogen, erstreckt sich entlang der Unterseite der Wulstkerne 1c, 1b und 1a und endet an der Wulstzehe 1d, an der es befestigt ist.

Die Cordfäden jeder Einlage sind parallel zueinander und, gemessen in der Mitte des Luftreifenrückens, gegen die Umfangsrichtung des Luftreifens etwa 35* geneigt. Die Cordfäden einer Einlage erstrecken sich entgegengesetzt zu den Cordfäden der benachbarten Einlage und kreuzen sich mit ihnen.

Um die Außenseite der Karkasse 2 ist in einem Rücken 5 ein Zwischenbau 7 aufgelegt, der sich aus vier Einlagen aus Nylon-Cordfäden 840 d/2 zusammensetzt.

Beim gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden der drei Arten von Einlagengruppen A, B und C, von der Innenseite der Karkasse 2 aus gesehen, 1,103:1:1,207. Das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Einlagengruppe A, deren Cordfäden die mittlere Drehungszahl aufweisen, zur Gesamtzahl der Einlagen im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite und dem Wulst 1, ohne die Einlagenzahl des Umschlages, beträgt 0,27. Das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Einlagengruppe C, deren Cordfäden die große Drehungszahl haben, zur selben Gesamteinlagenzahl ist O_?45.

Ö3 0 04 -W_0_7δ 1

ORIGINAL ¹ DRIGiNAL INSPECTED

53 48J

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Beispiel 4

Pig. 10 zeigt den Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Luftreifens gemäß der Erfindung in einer durch die Drehachse des Luftreifens gehenden Ebene. Der dargestellte Luftreifen hat die Größe 24.00-49 42 PR.

Beim gezeigten Beispiel hat ein Wulst 1 drei Satz Wulstkerne 1a, 1b und 1c. Eine Karkasse 2 ist aus zwei Arten von Einlagengruppen A und B zusammengesetzt, deren Cord— fäden aus Nylon die Nummer I89O d/2 haben und von gleichem Durchmesser sind. Die Gesamtzahl der Einlagen ist 22. In Pig. 10 sind je zwei Einlagen durch eine Linie dargestellt.

Unter den Einlagen ist ein Einlagenbündel 2a aus sechs Einlagen aus Nylon-Cordfaden zusammengesetzt. Die Cordfäden von zwei inneren Cordeinlagen 2'a weisen..35 Drehungen/10 cm auf (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/10 cm), wogegen die Cordfäden von vier äußeren Cordeinlagen 2"a 29 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 29 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2a als Ganzes ist um den Wulstkern 1a von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Ein Einlagenbündel 2b ist aus sechs Einlagen aus Nylon-Cordfaden aufgebaut. Die Cordfäden von vier inneren Cordeinlagen 2'b weisen 29 Drehungen/10 cm auf (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 29 Drehungen/10 cm). Die Cordfäden von zwei äußeren Cordeinlagen 2"b weisen 35 Drehungen/10 cm auf (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 35 Drehungen/ 10 cm). Das Einlagenbündel 2b ale Ganzes ist um den Wulstkern 1b von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschalg zu bilden. Ein Einlagenbündel 2c setzt sich aus sechs Einlagen zusammen, deren Cordfäden aus Nylon 35 Drehungen/lO cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je J5 Drehungen/ 10 cm). Das Einlagenbündel 2c ala Ganzes int um den WuIatkern 1c von der Innenseite des Luftreifen« zu «einer

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ORIGINAL INSPECTED

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Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden. Eine äußere Cordeinlage 2d ist aus vier Einlagen aufgebaut, deren Cordfäden aus Nylon 35 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordföden haben je 35 Drehungen/ 10 cm). Die äußere Cordeinlage 2d als Ganzes ist um die Wulstferse von der Außenseite des Luftreifens zu seiner Innenseite hin umgebogen, erstreckt sich entlang der Unterseite der Wulstkerne 1c, 1b und 1a und endet an der Wulstzehe 1d, an der sie besfestigt ist.

Die Cordfäden jeder Einlage sind in der Mitte des Luftreifenrückens gegen die Umfangarichtung des Luftreifens etwa 35" geneigt, wobei die Cordfäden einer Einlage sich entgegengesetzt zu den Cordfäden der benachbarten Einlage erstrecken und sich mit ihnen kreuzen.

Um die Karkasse 2 ist in einem Rücken 5 ein Zwischenbau aufgelegt, der sich aus vier Einlagen aus Nylon-Cordfaden 840 d/2 zusammensetzt.

Beim gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden zwischen den beiden Arten von Cordeinlagengruppen A und B 1:1,207. Das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Cordeinlagengruppe, deren Cordfäden die große Drehungszahl aufweisen, zur Gesamtzahl der Einlagen, ohne die Einlagenzahl des Umschlages im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und seinem Wulst 1, beträgt 0,09, wogegen das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Cordeinlagengruppe, deren Cordfäden die große Drehungszahl aufweisen, zur selben Gesamteinlagenzahl 0,55 ist.

Beispiel 5

Pig. 11 zeigt den Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines Luftreifens gemäß der Erfindung in einer durch die Drehachse des Luftreifens gehenden Ebene. Der dargestellte Luftreifen hat die Größe 37.25-35 36 PR.

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^ORIGINAL INSPECTED,

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Beim gezeigten Beispxel hat ein Wulst 1 drei Satz Wulstkerne 1a, 1b und 1c. Eine Karkasse 2 ist aus drei Arten von Einlagengruppen A, B und C zusammengesetzt, deren Cordfäden aus Nylon die Nummer 1260 d/2 haben und von gleichem Durchmesser sind, jedoch verschiedene Drehungszahl haben. Die Gesamtzahl der Einlagen ist 24. In Pig. 11 sind je zwei Einlagen durch eine Linie dargestellt.

Unter den Einlagen ist ein Einlagenbündel 2a aus acht Einlagen aus Nylon-Cordfaden aufgebaut, wobei die Cordfäden von vier inneren Cordeinlagen 2·a 39 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 39 Drehungen/10 cm), dagegen die Cordfäden von vier äußeren Cordeinlagen 2^Ma 37 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 37 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2a als Ganzes ist um den Wulstkern 1a von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen.

Ein Einlagenbündel 2b setzt sich aus sechs Einlagen aus Nylon-Cordfaden zusammen, wobei die Cordfäden von vier inneren Cordeinlagen 2'b 37 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 37 Drehungen/ 10 cm), die Cordfäden von zwei äußeren Cordeinlagen 2^Hb dagegen 41 Drehungen/10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 41 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2b als Ganzes ist um den Wulstkern 1b von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen, um einen Umschlag zu bilden.

Ein Einlagenbündel 2c ist aus sechs Einlagen aus Nylon-Cordfaden zusammengesetzt, deren Cordfäden 41 Drehungen/ 10 cm aufweisen (äie Einzelfäden und die Cordfäden haben je 41 Drehungen/10 cm). Das Einlagenbündel 2c als Ganzes ict um den Wulstkern 1c von der Innenseite des Luftreifens zu seiner Außenseite hin umgeschlagen.

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Ein äußeres Einlagenbündel 2d setzt sich auB vier Einlagen zusammen, deren Cordfäden aus Nylon 41 Drehungen/ 10 cm aufweisen (die Einzelfäden und die Cordfäden haben je 41 Drehungen/10 cm). Das äußere Einlagenbündel 2d als Ganzes ist um die Wulstferse von der Außenseite des Luftreifens zu seiner Innenseite hin umgebogen, erstreckt sich entlang der Unterseite der Wulstkerne 1c, 1b und 1a und endet an der Wulstzehe 1d, an der es befestigt ist.

Die Cordfäden jeder Einlage sind in der Mitte des Luftreifenrückens etwa 35* gegen die Umfangsrichtung des Luftreifens geneigt, erstrecken sich entgegengesetzt zu den Cordfäden der benachbarten Einlage und kreuzen sich mit letzteren.

Um die Karkasse 2 ist in einem Rücken 5 ein Zwischenbau aufgelegt, der sich aus vier Einlagen-aus Cordfaden 840 d/2 zusammensetzt.

Beim gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Drehungszahlen zwischen den drei Arten von Einlagengruppen A, B und C, von der"Innenseite der Karkasse 2 aus gerechnet, 1,054:1:1,108. Das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Cordeinlagengruppe A, deren Cordfäden die mittlere Drehungszahl haben, zur Gesamtzahl der Einlagen, ohne die Einlagenzahl des Umschlages im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst 1, ist 0,17, wogegen das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Cordeinlagengruppe C, deren Cordfäden die große Drehungszahl haben, zur selben Gesamteinlagenzahl 0,50 beträgt.

Die im Zusammenhang mit Fig. 9 bis 11 beschriebenen Luftreifen gemäß der Erfindung zeigen alle die die Dauerfest igkeit der Cordfäden gegen Druckbeanspruchung verbessernde Wirkung in.zumindest annähernd der gleichen Weise wie die im Zusammenhang mit Pig. 5 und 7 beschriebenen Luftreifen ·

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gemäß der Erfindung. Diese Wirkung ist noch verstärkt bei insbesondere den im Zusammenhang mit Pig. 10 und 11 beschriebenen Luftreifen gemäß der Erfindung, bei denen die Grenzfläche zwischen den Cordeinlagegruppen mit Cordfäden verschiedener Drehungszahlen zwischen den inneren Einlagen des um denselben Wulstkern umgeschlagenen Einlagenbündels angeordnet ist.

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Claims (5)

DR.-ING. PRANZ VUESTHOFP PATENTANWALTS DR ,HIL freda VUESTHOpp (l517_I5j6) WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 dipl,,ng.gerhard puls DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHUANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DK.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGREES PRES !.'OFFICE EUROPEEN DES BKEVETS DIPL.-ING.J DIPL1-VIRTSCh1-INCRUPERT GOETZ D-8000 MÜNCHEN 1A-53 487 SCHWEIGERSTRASSE telefon: (089) 6620 ji TELEGRAMM: FROTECTPATENT telex: j24 070 Patentansprüche

1.J Luftreifen von großer Haltbarkeit mit einer Karkasse

s mehreren geschichteten, diagonal gelegten Einlagen, bei der jede Einlage aus gummierten Cordfäden aus organischer Textilfaser besteht und die Cordfäden etwa der Hälfte der.Einlagen entgegengesetzt zu den Cordfäden der übrigen Einlagen ausgerichtet sind und alle Einlagen übereinanderliegend dadurch gekennzeichnet, daß die Earkasse (2) aus wenigstens zwei Arten von Einlagengruppen (A,B) zusammengesetzt ist, deren Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben, wobei die Drehungszahl der Cordfäden der äußersten Einlagengruppe der Karkasse (2) 5# bis 30$ größer ist als bei der Einlagengruppe, die der äußersten Einlagengruppe benachbart und im inneren Abschnitt in der Karkasse (2) angeordnet ist, und zumindest gleich ist der Drehungszahl der Cordfäden der innersten Einlagengruppe der Karkasse (2), und die letztgenannte Drehungszahl 5# bis 30$ größer ist als die der Einlagengruppe, welche der innersten Einlagengruppe benachbart und im äußeren Abschnitt in der Karkasse angeordnet ist.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse (2) aus zwei Arten von Einlagengruppen (A_fB) zusammengesetzt ist, deren Cordfäden von gleichem Durchmesser Bind, aber verschiedene Drehungszahlen aufweisen, wobei die Drehungszahl der Cordfäden der äußersten Einlagengruppe der Karkasse gleich ist der

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Drehungszahl der Cordfäden der innersten Einlagengruppe und das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden beider Arten von Einlagengruppen 1:.U 05 bis 1,25 beträgt.

3. luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse (2) aus drei Arten von Einlagengruppen (A,B,C) zusammengesetzt ist, deren Cordfäden von gleichem Durchmesser sind, aber verschiedene Drehungszahlen haben, wobei die Drehungszahl der äußersten Einlagengruppe der Karkasse (2) größer ist als die der innersten Einlagengruppe der Karkasse und das Verhältnis der Drehungszahlen der Cordfäden zwischen den drei Arten von Cordeinlagengruppen (A,B,C), von der Innenseite der Karkasse aus gesehen, (1,05 bis 1,20) : 1 :(1,10 bis 1,30) beträgt.

4. Luftreifen nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Einlagenzahl der innersten Cordeinlagengruppe zur Gesamtzahl der Einlagen, ohne die Einlagenzahl des Umschlages jeder Einlage im Bereich zwischen der Stelle der größten Breite des Luftreifens und dem Wulst (1), 0,06 bis 0,67 ist und das Verhältnis der Einlagenzahl der äußersten Cordeinlagengruppe zur selben Gesamteinlagenzahl 0,07 bis 0,60 beträgt.

5. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche zwischen einander benachbarten Cordeinlagengruppen verschiedener Drehungszahlen angeordnet ist zwischen inneren Einlagen eines um denselben Wulstkern in derselben Richtung umgeschlagenen Einlagenbündels oder zwischen inneren Einlagen des vorstehend genannten Einlagenbündels und/oder zwischen inneren Einlagen eines Einlagenbündels, das um einen dem vorstehend genannten Wulstkern benachbarten Wulstkern in derselben Richtung umgeschlagen ist.

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