DE3126571A1

DE3126571A1 - Luftreifen in radialbauart

Info

Publication number: DE3126571A1
Application number: DE3126571A
Authority: DE
Inventors: Masao Higashimurayama City Tokyo Nakagawa; Tatsuro Fussa City Tokyo Shimada; Hideki Musashino City Tokyo Yokoyama
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1982-04-01
Also published as: US4766940A; JPS5718503A; CA1134249A; GB2079686A; AU528430B2; GB2079686B; AU7230381A; FR2486460A1; DE3126571C2; JPH0133363B2; FR2486460B1

Description

PATENTANWALT? . ■ dr,.ng. «anz

DR.l'HIl. FRFDA TUKSTHOFF (1927-19(6)

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _I)IPL.._ING._{GERHARD PULS(l9fa}._wl)

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS dipl.-chem.dr. f. Freiherr von pechuann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-VrRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

lA-54 905 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji telegramm: protectpatent telex: 524070

Beschreibung

Luftreifen in Radialbauart

Die Grundkonstruktion des Luftreifens in Radialbauart besteht aus einer Karkasse mit einer Einlage oder einer kleinen Zahl von Einlagen einer Schicht, die zumindest annähernd parallel zur radialen Richtung des Luftreifens angeordnete Cordfäden aufweist, und einer undehnbaren Gürtelschicht, die an der Krone bzw. am Zenith der Karkasse mit einer der Breite der Lauffläche entsprechenden Breite angeordnet ist. Der Luftreifen in Radialbauart von diesem grundsätzlichen Aufbau ist für Schwerlastfahrzeuge, wie z.B. Lastkraftwagen, Omnibusse o.dgl., geeignet und wird bei diesen mit einem hohen Innendruck gefüllt verwendet. Wenn ein solcher Luftreifen in Radialbauart für Personenkraftwagen verwendet und dabei mit einem gegenüber dem Einsatz bei Schwerlastfahrzeugen beträchtlich niedrigeren Innendruck gefüllt wird, offenbart die Karkasse, die von der in verschiedenen Richtungen auf den Luftreifen einwirkenden äußeren Kraft leicht verformt werden kann, ihre natürliche Eigenschaft während der Fahrt in Form eines angenehmen Einfederns in vertikaler Richtung. Dagegen hat die übermäßige Verformung der Karkasse in Längs- und

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Querrichtung das Bestreben, die Lenkreaktion zu verzögern und dadurch die Lenkstabiliιät des Luftreifens zu verschlechtern.

Bisher sind viele Versuche unternommen worden, die von der übermäßigen Verformung der Karkasse herrührenden Mangel unter Beibehaltung des guten Fahrkomforts zu beseitigen. So sind im unteren Bereich der Luftreifenseitenwand, zwischen dem Luftreifenwulst und der Seitenwand, Maßnahmen verschiedener Arten mit dem Ziel durchgeführt worden, die Steifigkeit dieses Bereiches zu verbessern, jedoch hat keine dieser Maßnahmen ein zufriedenstellendes Ergebnis gebracht. Die Verstärkung hat keine merkliche Wirkung, und in oder nahe dem verstärkenden Abschnitt kommt es zu einer Lagentrennung o.dgl. Aus der US-PS 3 853 163 ist eine Verstärkungskonstruktion bekannt, bei der ein Streifen mit Cordfäden aus Metall, die unter einem Winkel zwischen 5° und 15° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens verlaufen, am unteren Seitenwandabschnitt angeordnet ist, der von der Höhe des Wulstdrahtes, welcher in axialer Richtung des Luftreifens an der Außenseite eines Umschlages der Karkasse angeordnet ist, nach oben bis zu einer 45% der Querschnittshöhe des Luftreifens entsprechenden Stelle reicht. Eine derartige Verstärkungskonstruktion hat don Vorteil, daß durch die Einbaurichtung der Cordfäden aus Metall die Steifigkeit des Luftreifens in seiner Umfangsrichtung verbessert wird, ohne daß sich der Fahrkomfort verschlechtert. Nachteilig bei dieser Verstärkungskonstruktion ist jedoch, daß die Verstärkungswirkung ungenügend ist, wenngleich das Cordmaterial beträchtlich steifer ist als der Karkassencord und benachbarte oder außen bzw. am Umfang gelegene Reifenelemente, wie z.B. Kautschuk o.dgl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen in Radialbauart von ausgezeichneter Lenkstabilität für Per- · sonenkraftwagen zu schaffen, bei dem zur Verbesserung der

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Lenkstabilität die Steifigkeit des Abschnittes groß ist, der sich zwischen einem Wulstabschnitt und einem Seitenwandabschnitt erstreckt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Luftreifen in Radialbauart, bei dem ein Bereich zwischen einem Wulstabschnitt und einem Seitenwandabschnitt wirkungsvoll verstärkt ist, um die Lenkstabilität des Luftreifens beträchtlich zu erhöhen.

Ein Luftreifen in Radialbauart, der durch ein Paar kreisringförmige Wulstringe und durch eine Karkasse verstärkt ist, die wenigstens eine radial angeordnete Cordeinlage hat, welche sich toroidförmig von den Wulstringen über die Seitenwände zu einem Zenithabschnitt erstreckt, wobei der Wulst durch ein Füllstück aus Kautschuk verstärkt ist, das zwischen einem Umschlag der von innen nach außen um den Wulstring herumgeschlagenen Karkasseneinlage und der Karkasse angeordnet ist und sich vom oberen Abschnitt des Wulstringes zum Seitenwandbereich hin erstreckt, und der Zenithabschnitt durch eine undehnbare Gürtelschicht verstärkt ist, welche um die Karkasse aufgelegt ist, hat erfindungsgemäß das Füllstück aus Kautschuk einen dynamischen Elastizitätsmodul von wenigstens 3000 N/cm², ist an das Füllstück eine Zusatzschicht eng angeklebt, die Cordfäden von hohem Elastizitätsmodul größer als 25-10 N/cm² aufweist, welche unter einem Winkel zwischen 45° und 75° in bezug auf die Karkassencordfäden angeordnet sind, und ist die Zusatzschicht in einem Bereich angeordnet, der 50% bis 75% der durch den radialen Abstand zwischen der Wulstsohle und dem oberen Punkt des Laufflächenstreifens definierten Querschnittshöhe des Luftreifens ausmacht.

Der erfindungsgemäße Luftreifen in Radialbauart für Personenkraftwagen hat eine wirkungsvoll verbesserte Lenkstabilität, ohne daß irgendeine der geforderten Laufe igenschaften und die geforderte Haltbarkeit beeinträchtigt wären.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch die linke Hälfte einer Ausführungsform eines Luftreifens in Radialbauart gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zur Steifigkeitsprüfung benutzten Probe einer Zusatzschicht, Fig. 3 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen

der Steifigkeit und dem Fadenwinkel derselben Probe und
Fig. 4 einen Querschnitt durch die linke Hälfte einer anderen Ausführungsform eines Luftreifens in Radialbauart gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein'Luftreifen 1 dargestellt, der zur Reifenmittelebene 0-0 symmetrisch ist, auf eine Felge R aufgezogen und mit dem normalen Innendruck gefüllt ist. Der Luftreifen erstreckt sich toroidförmig von einem Wulst 2 an der Berührungsstelle mit der Felge R über eine Seitenwand 3 zu einem Laufflächenstreifen 4. Diese Luftreifenteile sind in üblicher Weise durch eine Karkasse 5 verstärkt. Die Karkasse 5 ist zusammengesetzt aus einer Einlage oder aus einer kleinen Zahl Einlagen (in Fig. 1 sind zwei dargestellt) aus einer gummierten Schicht, die textile Cordfäden aus Nylon, Polyester, Reyon o.dgl. enthält, welche zumindest annähernd parallel zur radialen Richtung des Luftreifens 1 angeordnet sind. Das untere Ende der Karkasse 5 ist um einen Wulstring 2' von dessen Innen- zu seiner Außenseite hin herumgeschlagen, um einen Umschlag 5¹ herzustellen. Zwischen die Karkasse 5 und den Umschlag 5¹ ist ein Füllstück 6 aus Kautschuk eingesetzt, das sich vom oberen Ende des Wulstringes 2' bis in einen Bereich der Seitenwand 3 erstreckt. Die Karkasse 5 hat eine Krone bzw. einen Zenith 7, um den außerdem über die ganze Breite des Laufflächenstreifens 4 eine Gürtelschicht 8 zur Verstärkung des Zeniths 7 aufgelegt ist.

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Das Füllstück 6 kann folgendermaßen zusammengesetzt sein; Es kann ein vulkanisierbarer Kautschuk aus der Gruppe mit Naturkautschuk, Dienkautschuk und Diencopolymer oder ein Mischkautschuk sein, der eine oder mehrere der vorstehend genannten Kautschuksorten in einem beliebigen Verhältnis und 5 bis 30, vorzugsweise 8 bis 30, insbesondere 15 bis 25 Gew.-Teile eines wärmehärtenden Harzes je 100 Gew.-T. des vorstehend genannten Kautschuks sowie zusätzlich 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines Härters für das wärmehärtende Harz, beispielsweise Hexamethylentetramin, enthält. Es kann zweckdienlich sein, das Füllstück 6 mit einer üblichen Kautschukmischung aus anderen als den vorstehend genannten Bestandteilen herzustellen, wie z.B. aus einem Verstärkungsmittel, einem Füllstoff, einem Alterungeschutzstoff, einem Vulkanisationsbeschleuniger, einem Aktivierungsmittel, einem Weichmacher, einem Plastifizierungsmittel, einem Klebrigmacher o.dgl., um ihm einen dynamischen Elastizitätsmodul von wenigstens 3000 N/cm², vorzugsweise von 6000 bis 15 000 N/cm² zu verleihen. Das beizumischende wärmehärtende Harz ist Phenolharz, Cresolharz oder ein mit Phenol- oder Cresolharz in beliebigem Verhältnis denaturiertes Harz, beispielsweise cashewdenaturiertes Phenol- oder Cresolharz, cresol-denaturiertes Phenolharz oder Phenol- oder Cresolharz, denaturiert mit einem Öl wie von Linolsäure, Linolensäure, Ölsäure o.dgl., mit Alkylbenzol, z.B. Xylol, Mesitylen o.dgl., denaturiertes Phenol, mit Kautschuk denaturiertes Phenol- oder Cresolharz, wie z.B. Cresolharz, Nitrilkautschuk o.dgl.

Zwischen der Karkasse 5 und ihrem Umschlag 5' sind das Füllstück 6 aus Kautschuk der vorstehend angegebenen Zusammensetzung und eine Zusatzschicht 9 angeordnet.

Die Zusatzschicht 9 setzt sich zusammen aus einer gummierten Schicht mit Cordfäden von hohem Elastizitätsmodul größer als 25 · 10 N/cm², die unter einem Winkel im Bereich von 45° bis 75° in bezug auf die radial angeordneten Cordfäden der

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Karkasseneinlage angeordnet sind. Die Zusatzschicht 9 ist an das Füllstück 6 eng angeklebt. Der Fadenwinkel der Zusatzschicht 9 ändert sich je nach ihrer Lage in der radialen Richtung. Folglich wird der Fadenwinkel der Zusatzschicht 9 durch einen Betrag dargestellt, der an einem Zwischenpunkt einer gekrümmten Fläche gemessen wird, die sich von der Oberseite des Wulstdrahtes bis zum oberen Ende der Zusatzschicht 9 erstreckt. Der für die Zusatzschicht 9 zu verwendende Cordfaden mit dem großen Elastizitätsmodul kann aus Metall, repräsentiert durch Stahl, oder aus einem organischen textlien Werkstoff sein, beispielsweise aus einem aromatischen Polyamid, das unter dem Handelsnamen Kevelar erhältlich ist. Die Zusatzschicht 9 erstreckt sich vom oberen Rand des Wulstringes 2' dem Füllstück 6 entlang, dessen Dicke allmählich abnimmt, bis zu dem die Seitenwand 3 einschließenden Bereich. Beim gezeigten Beispiel erstreckt sich die Zusatzschicht 9 dem" Füllstück 6 entlang, dessen Dicke vom oberen Rand des Wulstringes 2' zur Seitenwand 3 hin allmählich abnimmt, und ragt mit ihrem oberen Ende in Richtung zum Laufflächenstreifen 4 über das obere Ende des Füllstückes 6 hinaus. Die durch den Abstand zwischen der Wulstsohle und dem oberen Punkt des Laufflächenstreifens 4 definierte Querschnittshöhe des Luftreifens 1 sei H; der Abstand K zwischen der Wulstsohle und dem oberen Ende der Zusatzschicht 9 beträgt dann zwischen 50% und 75% der Querschnittshöhe H.

Wenn der Luftreifen 1 belastet oder der Zentrifugalkraft ausgesetzt ist, die beim Abrollen an einer gekrümmten oder kreisrunden Fahrbahn in einer in bezug auf die Lauffläche waagerechten Richtung erzeugt wird, ist es wichtig, daß die neutrale Achse der an der Seitenwand 3 des Luftreifens 1 erzeugten Biegeverformung so verläuft, wie in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Lilie N-N angegeben ist. Das heißt, die durch die Innenseite der Zusatzschicht 9 hindurchgeführte neutrale Achse der Biegeverformung ist im oberen Bereich der Seitenwand 3, wo zwischen die Zusatzschicht 9 und die Karkasse

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oder deren Umschlag 5' kein Füllstück 6 eingesetzt ist, im Zentrum der dünnen, geschichteten Cordschichten angeordnet. Entsprechend der Zunahme der Dicke des Füllstückes 6 verlagert sich jedoch die neutrale Achse der Biegeverformung allmählich von der Zusatzschicht 9 zur Innenseite des Füllstückes 6 aus Kautschuk mit dem großen dynamischen Elastizitätsmodul.

Das Füllstück 6 ist an die Zusatzschicht 9 eng angeklebt. Bei einem solchen Aufbau nimmt das Querschnittssekundärmoment bei der Biegeverformung mit dem Quadrat des Betrages zu, um den sich die neutrale Achse der Biegeverformung verlagert. Folglich ist es möglich, am Wulst 2 ein großes Querschnittssekundärmoment zu erhalten, das jenes beträchtlich übersteigt, welches erzeugt wird, wenn das Füllstück 6 oder die Zusatzschicht 9 allein verwendet wird. Dadurch wird die verstärkende Wirkung verbessert. Bei einem dynamischen Elastizitätsmodul kleiner als 3000 N/cm² für das Füllstück 6 oder kleiner als 25 · 10 N/cm² für die Zusatzschicht 9 könnte die Verlagerung der neutralen Achse der Biegeverformung zum Füllstück 6 hin auch dann nicht erreicht werden, wenn das Füllstück 6 an die verstärkende Zusatzschicht 9 eng angeklebt bzw. mit ihr festhaftend verbunden ist.

Kautschuk ist von einer Druckfestigkeit gegen Zusammendrücken, die das 1,5fache der Zugfestigkeit übersteigt. Das Füllstück 6 ist an einer Stelle angeordnet, an der bei der Biegeverformung des Füllstückes 6 eine Kompressionskraft wirksam ist. Außerdem hat das Füllstück 6 einen dynamischen Elastizitätsmodul, der beträchtlich größer ist als der übliche Wert. Ferner hat der Cordfaden der Zusatzschicht 9, die an das Füllstück 6 eng angeklebt ist und bei der Biegeverformung der Seitenwand 3 des Luftreifens 1 auf Zug beansprucht wird, einen dynamischen Elastizitätsmodul größer als 25 · 10 N/cm². Die Anwendung einer Kombination derartiger Maßnahmen ermöglicht es, daß sich die neutrale Achse der Biegeverformung

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wie gefordert zur Innenseite des FUllstückes 6 hin verlagert. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Betrag, um den sich die neutrale Achse der Biegeverformung in das Füllstück 6 hinein verlagert, in großem Maße vom dynamischen Elastizitätsmodul des Füllstückes 6 abhängig ist. Es ist daher von Vorteil, wenn der dynamische Elastizitätsmodul des Füllstückes 6 unter Berücksichtigung der Verarbeitungsmöglichkeiten beim Luftreifenhersteller im Bereich zwischen 6000 und 15 000 N/cm² gewählt wird.

So hoch der Elastizitätsmodul für den Cordfaden der Zusatzschicht 9 auch gewählt wird, die erwartete gute Wirkung kann nicht erreicht werden und alle anderen notwendigen Eigenschaften des Luftreifens werden verschlechtert, wenn der Fadenwinkel außer acht gelassen wird. Versuche zur Bestimmung des notwendigen Fadenwinkelbereiches für die Zusatzschicht 9 haben folgendes Ergebnis gebracht.

In Fig. 2 ist eine Probe S dargestellt, die ähnlich der Zusatzschicht 9 hergestellt worden ist, und Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Druckfestigkeit gegen Zusammendrücken und der Scherfestigkeit einerseits und dem (Cord)Fadenwinkel oi andererseits, so wie sie an der Probe S ermittelt wurde. Die in Fig. 2 dargestellte Probe S ist ein rechteckiges Stück Kautschuk von einer bestimmten Dicke, in das Stahlcordfäden C eingebettet sind. Die Stahlcordfäden C sind unter einem Winkel oC gegen eine Linie M-M geneigt, die der Cordrichtung, also der radialen Richtung der Karkasse entspricht. Die Probe S ist der Scherkraft in den mit Pfeilen s, s¹ angegebenen Richtungen und der Kompressionskraft in den mit Pfeilen v, v' angegebenen Richtungen ausgesetzt.

In Fig. 3 ist an der Abszisse der Fadenwinkel od und an der Ordinate die Steifigkeit als Indexzahlen aufgetragen. Gemäß Fig. 3 verläuft die durchgezogene Linie der Scherfestigkeit

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konvex-parabolisch und erreicht einen Maximalwert bei einem Fadenwinkel oi, von 45°, wogegen die mit einer gestrichelten Linie gezeichnete Kurve der Druckfestigkeit gegen Zusammendrücken eine spezielle Kurve ist, die einen Maximalwert bei einem Fadenwinkel oC von 0° erreicht und von einem Punkt, der dem Fadenwinkel oC = 10° entspricht, geradlinig nach unten zu einem Punkt verläuft, der dem Fadenwinkel «^ = 45° entspricht. Bei Anwendung dieser Kennlinien auf den Luftreifen wird durch die Verwendung der hohen Scherfestigkeit eine Erhöhung der Steifigkeit in der Umfangsrichtung des Luftreifens 1 und auch eine Verbesserung der Lenktüchtigkeit des Luftreifens 1 gewährleistet, wogegen die Anwendung einer niedrigen Druckfestigkeit gegen Zusammendrücken sicherstellt, daß der Luftreifen guten Fahrkomfort bietet.

Gemäß Fig. 3 liegt der Bereich des Fadenwinkels °6 , in dem die Druckfestigkeit gegen Zusammendrücken gering und die Scherfestigkeit groß ist, zwischen 45° und 75°, insbesondere zwischen 55° und 72°.

Versuche haben gezeigt, daß bei Anwendung der in vorstehend beschriebener Weise aufgebauten Zusatzschicht 9 auf den Luftreifen 1 gemäß Fig. 1 aufgrund der Verstärkungswirkung ein beträchtlich großer Einfluß auf die Lenkstabilität des Luftreifens 1 ausgeübt wird, unabhängig davon, ob der Abstand K zwischen der Wulstsohle und dem oberen Ende der Zusatzschicht 9 jenseits einer Stelle endet, die 50% der Querschnittshöhe H des Luftreifens 1 und üblicherweise der größten Breite des Luftreifens 1 entspricht. Die Versuche haben auch gezeigt, daß der Abstand K des oberen Endes der Zusatzschicht 9 von der Wulstsohle 50% bis 75%, vorzugsweise 55% bis 65% der Querschnittshöhe H des Luftreifens betragen sollte.

Es ist von Vorteil, wenn das Verhältnis des Abstandes L des oberen Endes des Füllstückes 6 von der Wulstsohle zur Quer-

schnittshohe H des Luftreifens 1 zwischen 30% und 70% beträgt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist der obere Endabschnitt der Zusatzschicht 9 an die Karkasse 5 eng angeklebt bzw. mit ihr festhaftend verbunden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwischen den oberen Endabschnitt der Zusatzschicht 9 und die Karkasse 5 eine bahnertförmige Kissenbzw. Dämpfungsschicht aus Kautschuk einzusetzen, oder das obere Ende des Füllstückes 6 über das obere Ende der Zusatzschicht 9 hinausragen zu lassen.

Das obere Ende 10 des Umschlages 5' kann tiefer als das obere Ende der Zusatzschicht 9 angeordnet sein. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform jedoch ragt das obere Ende 10 des Umschlages 5' über die zugehörigen oberen Enden des Füllstückes 6 und der Zusatzschicht 9 so hinaus, daß das Füllstück 6 und die Zusatzschicht 9 zwischen der Karkasse 5 und deren Umschlag 5^! völlig eingeschlossen sind. Bei dem gezeigten Beispiel ist er, möglich, die Steifigkeit des zwischen dem Wulst 2 und der Seitenwand 3 des Luftreifens 1 gelegenen Bereiches beträchtlich zu erhöhen, und eine derartige Verbesserung wird umso wirkungsvoller, wenn der Cordfaden der Zusatzschicht 9 aus Stahl hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, daß das obere Ende 10 des Umschlages 5¹ je nach Verwendung des Luftreifens tiefer als das obere Ende der Zusatzschicht 9 angeordnet werden kann.

Gemäß Fig. 1 hat der Luftreifen 1 eine Innenauskleidung 11 und einen Außenkautschuk 12.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist eine Zusatzschicht 9' an die Seite eines Füllstückes 6 aus Kautschuk eng angeklebt bzw. mit ihr festhaftend verbunden, die einer Karkasse 5 zugewandt ist, und das obere Ende 10' eines Umschlages 5" ist tiefer angeordnet als die zugehörigen oberen Enden des Füllstückes 6 und der Zusatzschicht 9'. Diese Konstruktionsmerkmale der in Fig. 4 dargestellten

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Ausführungsformen weichen von denen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ab. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der untere Abschnitt der neutralen Achse N¹-N' der Biegeverformung ebenfalls zum Füllstück 6 hin verlagert. Wenn beim gezeigten Beispiel der Cordfaden der Zusatzschicht 9' aus Stahl hergestellt wird, ist es möglich, die neutrale Achse N'-N¹ der Biegeverformung um einen ausreichend großen Betrag zu verlagern.

Wenn die Karkasseneinlage bzw. Karkasse 5 aus mehreren Einlagen S_-1, 5_„ zusammengesetzt ist und die äußere Einlage 5_p in axialer Richtung außerhalb des Füllstückes 6 und der Zusatzschicht 9 (Fig. l) bzw. 9' (Fig. 4) angeordnet ist, können das Füllstück 6 und die Zusatzschicht 9 bzw. 9¹ zwischen der inneren Einlage S_-1 und der äußeren Einlage 5__? angeordnet und völlig eingeschlossen werden.

Versuche zur Ermittlung der Lenkstabilität und der Haltbarkeit eines Versuchsreifens der Größe 195/70H14 haben folgende Ergebnisse gebracht. Beim Versuchsreifen war die Karkasse aus zwei gummierten Einlagen mit radial angeordneten Polyester-Cordfäden 1250 d/2 aufgebaut, und die Gürtelschicht bestand aus zwei gummierten Einlagen mit Stahlcordfäden der Konstruktion 1x5x0,25, die übereinandergelegt und unter einem Winkel von 73° zur radialen, also zur Reifenmittelebene rechtwinkligen Richtung gekreuzt angeordnet waren. Beim Versuchsreifen waren das Füllstück 6 aus Kautschuk, die Zusatzschicht 9, der Umschlag 5' und die Karkasseneinlage bzw. Karkasse 5 in der für die Ausführungsform gemäß Fig. dargestellten Weise angeordnet. Die Zusatzschicht 9 bestand aus der gleichen gummierten Stahlcordschicht, die auch für die Gürtelschicht 8 verwendet wurde. Die Beziehungen zwischen den Höhen des Füllstückes 6, der Zusatzschicht 9 und des oberen Endes des Umschlages 5¹ und der Querschnittshöhe H des Luftreifens sowie der Fadenwinkel der Zusatzschicht 9 sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.

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Tabelle

Höhe (L) Füllstück

Querschnittshöhe (H) Luftreifen

χ

45%

Höhe (K) Zusatzschicht

Ouerschnittshöhe (K) Luftreifen

κ

60%

Höhe oberes Ende des Umschlages Querschnittshöhe (H) Luftreifen ^{x ÜU}

65%

Fadenwinkel der Zusatzschicht

65'

Ein Beispiel für die Zusammensetzung des Füllstückes 6 und seiner physikalischen Eigenschaft ist in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle

Naturkautschuk	100 Gewichtsteile
HAF-Ruß	75
Phenolharz	24
aromatisches Öl	5
Schwefel	6
dynamischer Elastizitätsmodul	9800 N/cm²

Anmerkung: Der in der vorstehenden Tabelle 2 angegebene dynamische Elastizitätsmodul wurde an einer streifenförmigen Probe von 5 mm Breite und 2 mm Dicke bei einer Schwingungszahl von 50 Hz, einer dynamischen Dehnung von 1% und einer Temperatur

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von 25 ⁰C in einer Prüfmaschine gemessen, die auf einem von der Iwamoto Seisakusho Co. Ltd., Japan, hergestellten viskoe]astischen Spektrometer aufgebaut war.

Die Lenkstabilität wurde nach G<;fühl ermittelt; hierzu wurde ein Versuchsreifen auf eine Felge der Größe 5-pJ aufgezogen
und mit einem Innendruck von 1,177 bar aufgeblasen. Der Versuchsreifen wurde dann in einen Vierrad-PKW eingebaut und
auf einem asphaltierten Rundkurs gefahren.

Der Versuch wurde mit bei normalem Fahren üblichen Fahrspurenwechseln und Zickzackfahren bei verschiedenen Geschwindigkeiten durchgeführt. Die Verbuche haben gezeigt, daß der Luftreifen in Radialbauart gemäß der Erfindung hinsichtlich Handling, Lenkreaktion und Lenkntabilität ausgezeichnete
Eigenschaften zeigte, die vom herkömmlichen Luftreifen rrie
erreicht worden sind, und wurde daher vom Testfahrer gut
beurteilt.

Der Haltbarkeitsprüfung wurde der Luftreifen auf einer Lauftrommel bei einem speziell so hohen Fülldruck und bei so
hoher Last unterworfen, daß der den Gegenstand der Erfindung bildende verstärkende Abschnitt hochbelastet wurde. Die Versuchsbedingungen für die Haltbankeitsprüfung sind in der nach stehenden Tabelle 3 angegeben.

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Tabelle 3

Innendruck	2,942 bar	Verstärkung 1,77
Last	970 kg	2,0
Trommeldurchmesser	1,7 m	Trommel aus Stahl, Oberfläche glatt
Geschwindigkeit	60 km/h	konstant
Raumtemperatur	38⁰C	konstant
Laufstrecke	20 .000 km	ohne Fahrtunterbrechung

Nachdem der Luftreifen die vorstehend angegebene Laufstrecke zurückgelegt hatte, wurde er zur Untersuchung des verstärkenden Abschnitts auseinandergeschnitten. Irgendwelche anomale Defekte wurden nicht festgestellt, der Beweis für eine ausreichende Haltbarkeit des Luftreifens war geliefert.

Leerseite

Claims

""---- DR. I1IMI . PRtOA \rUtSTHOFI- (1927-I956) WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ „„,,.,^ „KUARI) ruLS {J9SJ197l) EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chrm. dr. ε. frfiherr von pechmann DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-TPIRTSCH.-JNG. RUPERT GOETZ lA-54 905 D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent Telex: 524070 Patentansprüche

1.J Luftreifen in Radialbauart, der durch ein Paar kreisringförmige Wulstringe und durch eine Karkasse verstärkt ist, die wenigstens eine radial angeordnete'Cordeinlage hat, welche sich toroidförmig von den Wulstringen über die Seitenwände zu einem Zenithabschnitt erstreckt, wobei der Wulst durch ein Füllstück aus Kautschuk verstärkt ist, das zwischen einem Umschlag der von innen nach außen um den Wulstring herumgeschlagenen Karkasseneinlage und der Karkasse angeordnet ist und sich vom oberen Abschnitt des Wulstringes zum Seitenwandbereich hin erstreckt, und der Zenithabschnitt durch eine undehnbare Gürtelschicht verstärkt ist, welche um die Karkasse aufgelegt ist, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Füllstück (6) aus Kautschuk einen dynamischen Elastizitätsmodul von wenigstens 3000 N/cm² hat, an das Füllstück (6) eine Zusatzschicht (9; 9') eng angeklebt ist, die Cordfäden von hohem Elastizitätsmodul größer als 25 ■ 10 N/cm^z aufweist, welche unter einem Winkel zwischen 45° und 75° in bezug auf die Karkassencordfäden angeordnet sind, und die Zusatzschicht (9; 9') in einem Bereich angeordnet ist, der 50% bis 75% der durch den radialen Abstand zwischen der Wulstsohle und dem oberen Punkt des Laufflächenstreifens (4) definierten Querschnittshöhe (H) des Luftreifens (l) ausmacht.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Zusatzschicht (9) zwischen dem Umschlag (5¹) der Karkasseneinlage (5) und dem Füllstück (6) angeordnet ist.

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3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Zusatzschicht (9¹) zwischen der Karkasse (5) und dem Füllstück (6) angeordnet ist.

4. Luftreifen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet , daß das obere Ende des Füllstückes (6) über das obere Ende der Zusatzschicht (9; 9') hinausragt und sich zum Laufflächenstreifen (4) hin erstreckt.

5. Luftreifen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet , daß das obere Ende des Füllstückes (6) einen Bereich erreicht, der zwischen 30% und 70% der Querschnittshöhe (H) des Luftreifens (1) ausmacht, und tiefer als das obere Ende der Zusatzschicht (9; 9¹) angeordnet ist.

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das obere Ende (10) des Umschlages (5·; 5") der Karkass-jneinlage (5) über die zugehörigen oberen Enden des Füllstückes (6) und der Zusatzschicht (9; 9') hinausragt und sich zum Laufflächenstreifen (4) hin erstreckt, und das Füllstück (6) und die Zusatzschicht (9; 9') zwischen der Karkasse (5) und ihrem Umschlag (5¹; 5") völlig eingeschlossen sind.

7. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Füllstück (6) einen dynamischen Elastizitätsmodul von 6000 bis 15 000 N/cm² aufweist.

8. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß dar. obere Ende der Zusatzschicht (9; 9') eine Stelle erreicht, die 55% bis 65% der Querschnittshöhe (H) des Luftreifens (l) entspricht.

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9. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Cordfäden der Zusatzschicht (9; 9¹) unter einem Winkel von 55° bis 72° in bezug auf die Cordfäden der Karkasse (5) angeordnet sind.

10. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Cordfaden der Zusatzschicht (9; 9') aus Stahl hergestellt ist.

11. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Cordfaden der Zusatzschicht (9; 9') ein Textilfaden aus einem aromatischen Polyamid ist.