DE3128622C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gürtel für Luftreifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Herkömmliche Gürtel enthalten eine oder mehrere Schichten aus Lagen von aneinanderliegenden parallelen Reifencorden, die sich über die Breite des Laufstreifens erstrecken, wobei normalerweise die Reifencorde mit einem spitzen Winkel zur sich in Umfangsrichtung erstreckenden Mittellinie der Lauffläche angeordnet sind. Die Kanten der Gürtellagen werden durch die nebeneinanderliegenden geschnittenen Enden der Reifencorde gebildet. Durch die geschnittenen Enden der Reifencorde wird eine Fehlbindung zwischen den Reifencorden und den restlichen Teilen des Reifens hervorgerufen, die zu Schwachstellen im Reifen und schließlich zu einem Reifenversagen führt.

Bei einem bekannten Gürtelaufbau, der zur Vermeidung dieses Problems entwickelt wurde, sind die Kanten der Gürtellagen in Axialrichtung nach innen gefaltet, so daß die Gürtelkanten durch die Faltstellen gebildet werden. Derartige Anordnungen erweisen sich jedoch als kostenaufwendig und ergeben weitere Beschränkungen für die Gürtelauslegung und -herstellung. Darüber hinaus ändern derartige Gürtel das Verhalten des Reifens in dem sie eingebaut sind.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 17 63 254 ist ein gattungsgemäßer Gürtel für einen Luftreifen bekannt, der aus einem einzigen Reifencord gefertigt wurde. Am Gürtelrand wird dieser Reifencord jeweils um 180° umgebogen, wobei einzelne Fäden des Reifencords so stark gebogen werden, daß sie aufgrund dieser starken Biegebeanspruchung dazu neigen, im Gebrauch zu brechen, und so zu neuerlichen Schwachstellen im Reifen führen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gürtel für Luftreifen zu schaffen, bei dem die Bruchgefahr von Einzelfäden des Reifencords im Biegebereich an der Gürtelkante weitgehend beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße, gezielte Neuordnung der einzelnen Drähte oder Fäden des Reifencordes werden die unterschiedlichen Krümmungsradien der einzelnen Fäden im Umbiegebereich vermieden, wodurch auch die Bruchgefahr von einzelnen Fäden beseitigt ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdrillwinkel der verdrillten Fäden des Reifencords zwischen den Kanten nicht mehr als 18° beträgt.

Mit derartigen Reifencorden läßt sich die erfindungsgemäße gezielte Neuordnung der Fäden an der Umbiegestelle bei der Herstellung besonders leicht realisieren. Der Verdrillwinkel eines Reifencordes wird durch folgende Beziehung definiert: Um einen möglichst stabilen Gürtel zu schaffen, ist vorgesehen, daß einander benachbarte Abschnitte des Reifencords im wesentlichen aneinandergelegt sind, wobei einander benachbarte Abschnitte einen Abstand zwischen dem 0,2fachen und dem 1,2fachen des Reifencorddurchmesser aufweisen. Die Reifencorde werden dann bei der Herstellung des Gürtels mittels einer Elastomerschicht gehalten, die auf einer oder auf beiden Seiten des gelegten Reifencords aufgebracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein kurzes Stück eines Gürtelgewebes,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines vergrößerten Teiles des Gewebes von Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Winkelgewebeaufbau,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen alternativen Winkelgewebeaufbau, und

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Reifen mit einer Gürtelpackung, die ein Gürtelgewebe nach Fig. 1, 2 oder 4 enthält.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gürtelgewebe besteht aus einer länglichen Gewebeschicht mit parallelen, dicht aneinanderliegenden Stahldraht-Verstärkungscorden 1 und 2, welche mit einem spitzen Winkel A von 21° zur Längsmittellinie der länglichen Schicht gelegt sind. Die Corde 1, 2 bestehen aus verdrillten messing-plattierten Stahldrähten, welche mit einem Drillwinkel von 7,4° verdrillt sind, mit der Bezeichnung 1×4/0,25 mm ⌀. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Parallelcord-Anordnung einen kontinuierlichen, in Zickzack-Form gelegten Einzelcord enthält, der so gelegt ist, daß die mit 1 bezeichneten Corde bei Erreichen der Kante 3 der Schicht in sich zurückgefaltet werden und dem Weg des Cordes 2 folgen. An der gegenüberliegenden Seite 4 der Schicht werden die Corde 2 wieder längs des nächsten Cordweges 1 zurückgefaltet. Damit wird der Einzelcord in Zickzack-Form so gelegt, daß aufeinanderfolgende Überquerungen einander benachbart liegen. Der Abstand zwischen benachbarten Corden 1, 2 beträgt 0,25×Corddurchmesser. Die Cord-Falten bilden einen Schleifen-Kantenaufbau.

Fig. 2 zeigt, daß die Achse 5 der Faltungen zwischen benachbarten Corden 1, 2 senkrecht auf der Gewebeschicht steht und daß die Drähte des Cordes so in einer Vertikallinie um die Schleife neu geordnet sind, daß jeder Draht annähernd gleiche Bedingungen von Biegeradius und Belastung erfährt. Die Corde 1, 2 werden in der zusammengebauten Lage mittels einer unvulkanisierten Gummimischung gehalten, die in die Cordanordnung mittels zweier Walzen wie bei der üblichen Reifencordgewebeherstellung eingepreßt wird.

Die sich ergebende Reifencord-Gewebeschicht besitzt so in engen Rahmen die erforderliche Breite zur Verwendung beim Reifenaufbau, die Corde sind bereits nahe bei dem erforderlichen Schrägwinkel, es sind keine geschnittenen Cordenden an den Gewebekanten vorhanden, und trotzdem besitzt die Gewebeschicht eine im wesentlichen gleichförmige Stärke, die genügend Freiheit bei der Reifenauslegung und für das Aufbauverfahren gewährt.

Ferner ergibt der mehrdrähtige Cord mit relativ kleinem Drillwinkel einen Aufbau, bei dem die Drähte einander gegen Verbiegung oder Verwerfung im Reifen unter Gebrauchsbedingungen abstützen, sich jedoch während des Schleifenbiegens an den Gewebeenden während der Herstellung so bewegen, daß sie eine Schichtbildung ergeben, die ein Biegen ohne Erzeugung hoher Oberflächenspannungen gestattet, so daß Ermüdungsversagen im Gebrauch vermieden wird.

Das in Fig. 3 dargestellte Gürtelgewebe ist wiederum durch einen einzigen Reifenverstärkungscord gebildet, der so gelegt ist, daß wiederholt die Breite der sich in Längsrichtung erstreckenden Schicht überquert wird, jedoch geschieht in diesem Fall jede Überquerung in "V"-Form, so daß ein gelegter Cord auf einer Hälfte 7 der Gewebeschicht einen Winkel B von 21° nach der einen Seite der Längsmittellinie aufweist und einen Winkel C von -21° in der anderen Hälfte 8 der Gewebeschicht.

Die sich ergebende Einzellage von Gürtelgewebe besitzt einen sogenannten ausgeglichenen Aufbau, d. h. ein auch nur aus einer Lage eines solchen Gewebes bestehender Reifengürtel ergibt einen Reifen mit ausgeglichenem Aufbau.

Die in Fig. 4 gezeigte Abwandlung ist unter Verwendung von zwei separaten Reifencorden hergestellt, von denen jeder ähnlich wie in Fig. 3 vollständig quer zur Lage in Zickzack-Form gelegt ist. In diesem Fall wird jedoch ein Gewebe mit einer Stärke von zwei Corden ausgebildet und die zwei Cordlagen werden in der Mitte miteinander verschlungen. Das wird dadurch erreicht, daß das "V" des einen Cordes entgegengesetzt zu dem "V" des anderen Cordes gelegt wird, und daß in der Mitte die beiden Corde miteinander verschleift werden.

Es sind auch verschiedene andere Anordnungen möglich, um Mehrfach-Gürtel-Gewebe mit oder ohne Verschlingung auszubilden, und unterschiedliche Gewebebreiten und -festigkeiten können durch Verwendung von unterschiedlichen Lagenbreiten und unterschiedlichen Corden erzeugt werden. Ferner können verschiedene Cordwinkel, bezogen auf die Mittenlängsrichtung der Gewebeschicht, benutzt werden, z. B. auch 90° bei einer oder bei mehreren Lagen, je nach den Anforderungen für die Gürtel des herzustellenden Reifens.

Das Gewebe kann auch mit einer vorgeformten Kronenkrümmung ausgebildet werden, d. h. mit einer Krümmung über seiner Breite. Ferner kann das Gewebe in einer kontinuierlichen Schicht gelegt und auf die zum Reihenaufbau erforderlichen Längen geschnitten werden oder es kann ein kontinuierlicher Ring mit dem für den herzustellenden Reifen erforderlichen Durchmesser ausgebildet werden.

Der in Fig. 5 dargestellte Reifen ist ein 155SR13 Radiallagenreifen für einen PKW. Die Laufflächenbreite beträgt 110 mm und die Gürtelpackung besteht aus zwei Lagen 9 und 10, die jeweils aus einem beschriebenen Reifencordgewebe gebildet sind. Die radial innere Lage 9 besitzt eine Breite von 118 mm und die radial äußere Lage 10 eine solche von 108 mm. Jede Lage enthält ein Gewebe in Zickzack-Aufbau aus 1×4/0,25 mm Stahlcord (d. h. 4 Drähte mit 0,25 mm Durchmesser pro Cord). Der Drillwinkel des Cordes beträgt 7,4° und die Schlaglänge beträgt 8,5 mm. Die Gürtellagen sind durch Stöße in üblicher Weise verbunden. Im übrigen ist der Reifen konventionell als Radiallagenreifen aufgebaut.

Der beschriebene Reifen wurde mit einer typischen Testmaschine auf Gürtelkantenablösungen untersucht. Dabei wurde der Reifen mit Solldruck und 50% Überlast erprobt. Die Geschwindigkeit war 50 km/h und der Reifen wurde mit seiner Felge während 3 Minuten einem Schlupfzyklus von ±4° unterworfen, gefolgt von drei Minuten Geradeauslauf. Dieser Ablauf wurde so lange wiederholt, bis Gürtelkantenablösung vermutet wurde, daraufhin wurde der Reifen zur Überprüfung aufgeschnitten.

Normale Reifen der Größe 155SR13 mit zwei Stahlgürtellagen der gleichen Auslegung erfuhren eine größere Ablösung der Corde an den Gürtelkanten nach zwei bis drei Tagen mit dieser Testbelastung, während bei hier beschriebenen Reifen nach 13 Erprobungstagen mit dieser Testbelastung nur eine geringe Kantenlösung auftrat.

Der Aufbau wird als sehr vorteilhaft für alle Radiallagenreifen mit einem Stahl-Laufstreifenverstärkungsgürtelaufbau betrachtet, einschließlich PKW- und LKW-Reifen.

Dazu ergibt das Anbringen von Einzelgürtellagen mit im wesentlichen konstanten Eigenschaften über die gesamte Lagenbreite ohne Schnittkanten eine größere Freiheit der Reifenauslegung gegenüber den bei bekannten Faltkantenlagen mit aufbaugemäß auftretenden steifen Bereichen.

Claims (4)

1. Gürtel für Luftreifen, bestehend aus einer in ihrer Breite der jeweiligen Gürtelbreite entsprechende Lage eines Reifencordgewebes, das aus einem einzigen kontinuierlichen, aus verdrillten Fäden gebildeten Reifencord besteht, der sich vorwärts und rückwärts über die Lage erstreckt und an jeder Kante um eine senkrecht zur Lage stehende Achse gefaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich jeder Kante neu geordneten Fäden des Verstärkungscords (1) an den Kanten übereinander liegen und im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius besitzen.

2. Gürtel für Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrillwinkel der verdrillten Fäden des Verstärkungscords (1) zwischen den Kanten nicht mehr als 18° beträgt.

3. Gürtel für Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Abschnitte des Verstärkungscords (1) im wesentlichen aneinandergelegt sind.

4. Gürtel für Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Abschnitte des Verstärkungscords (1) einen Abstand zwischen dem 0,2fachen und dem 1,2fachen des Corddurchmessers aufweisen.