DE4137726A1 - Reifenwulst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reifenwulst, wie er an den radial inneren Enden der Seitenwände eines Reifens vorgese­ hen ist.

Ein konventioneller Luftreifen umfaßt einen ringförmigen Laufstreifen, ein Paar sich von den einander gegenüberliegen­ den Enden des Laufstreifens radial nach innen erstreckende Seitenwände, je einen an dem radial inneren Ende jeder Sei­ tenwand vorgesehenen Wulstabschnitt, der in seinem Inneren mit einem ringförmigen Wulstkern versehen ist, und eine Kar­ kasse, die aus einer Anzahl von zueinander parallelen Kar­ kasskorden zusammengesetzt ist, die entweder aus organischem oder anorganischem Material gefertigt sind, und die durch den Laufstreifen und die Seitenwände in solcher Weise hin­ durchtritt, daß jedes Ende der Karkasse nach außen um den Wulst aufgefaltet ist, um in ihrer Lage gehalten zu werden.

Die in einem aufgepumpten Luftreifen benutzten Wulste besit­ zen grundsätzlich die Fähigkeit, die Enden der Karkasskorde abzustützen, wenn sie dazu neigen, sich unter dem Aufblas­ druck nach außen zu dehnen, um dadurch die Spannung der Kar­ kasskorde aufzunehmen. Um diese Funktionen zu erfüllen, müssen die Wulste nicht nur genügend Festigkeit besitzen, um den angelegten großen Spannungskräften widerstehen zu kön­ nen, sondern sie müssen auch sehr steif sein, was notwendig ist, um den Reifen an einer Radfelge unter Aufrechterhaltung einer ausreichenden Maßgenauigkeit am Innenumfang des Wulst­ abschnitts zu halten, um guten Sitz an der Felge zu sichern.

Um diese Festigkeits- und Steifigkeits-Anforderungen zu er­ füllen, werden bei üblichen Wulsten mehrere Stahldrähte mit hohem Elastizitätsmodul benutzt.

Derartige konventionelle Wulste aus mehreren Stahldrähten ergeben jedoch das Problem, daß ihr Gewicht etwa 5% des Rei­ fengewichts ausmacht, und das ist eines der Hindernisse, leichtere Reifen zu schaffen, ein Ziel, das heute zunehmend wichtig wird, da von den Fahrzeugen ein verbessertes Fahrver­ halten verlangt wird.

Ein weiteres Problem bei den herkömmlichen Wulsten besteht darin, daß die den Wulstkern bildenden Stahldrähte mit den Karkasskorden in Berührung kommen und möglicherweise einen Bruch der letzteren verursachen können.

So wurde im Hinblick auf die Herabsetzung des Reifengewichts verschiedene Vorschläge bekannt, die auf der Verwendung von Korden aus aromatischen Polyamiden als Wulstkern-Formdrähte beruhen. Beispielsweise wird in der JP-A5-33 244/1981 die Ver­ wendung von Stahldrahtkorden in Kombination mit Korden aus Drähten aromatischer Polyamide vorgeschlagen, da nur aus Korden aus Drähten aromatischer Polyamide bestehende Wulste eine derart geringe Steifigkeit aufweisen, daß es schwierig ist, den Reifen sicher auf eine Radfelge aufzuziehen.

Die JP-A2-82 705/1975 beschreibt einen Reifen, bei dem die Wulste nur aus Korden aus Drähten aromatischer Polyamide her­ gestellt sind. Weiter beschreibt die JP-A2-43 010/1981 einen Reifen, bei dem die Wulste aus Korden bestehen, die aus ande­ ren Drahtmaterialien als Stahl hergestellt sind, z. B. aroma­ tischen Polyamiden oder Glasfasern. Beide Wulstarten weisen jedoch eine unzureichende Festigkeit bei Kompressionsspan­ nungen und Biegeverformungen auf, so daß sie beim prakti­ schen Einsatz unzureichend sind, insbesondere beim Einsatz als Lastwage- und Omnibusreifen, die mit hohen Aufpumpdrüc­ ken verwendet werden, und es hat sich gezeigt, daß die Wulst­ form sich möglicherweise bei der Reifenherstellung oder beim Reifenlauf verändern kann.

Es ist deswegen ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Reifenwulst zu schaffen, der ein aromatisches Polyamid zumin­ dest bei einem Teil der den Wulst bildenden Drähte einsetzt, um einen leichteren Reifen zu schaffen. Dabei wird Wert darauf gelegt, daß der so erzeugte Reifenwulst das Brechen von Karkasskorden verhindert.

Dieses eben beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden mit einem Reifenwulst, der grundsätz­ lich zu dem Typ gehört, der in einem im inneren Ende jeder Seitenwand ausgebildeten Wulstabschnitt eingebettet ist, wobei die Seitenwände von entgegengesetzten Enden eines ring­ förmigen Laufstreifens an dem Außenumfang eines Reifens ab­ stehen, der Reifenwulst Stahldrahtkorde und Korde aus Dräh­ ten aromatischer Polyamide umfaßt und die Stahldrahtkorde im Innern des Querschnittsbereichs des Reifenwulstkerns gesetzt sind, während die Korde aus Drähten aromatischer Polyamide an der Außenseite des Querschnittsbereiches des Wulstkerns gesetzt sind.

Der erfindungsgemäße Reifenwulst mit dem eben beschriebenen Aufbau zeichnet sich dadurch aus, daß die Drähte aus aromati­ schen Polyamiden eine mit Stahldrähten vergleichbare Festig­ keit besitzen und trotzdem von geringerem Gewicht als die Stahldrähte sind. Aus diesem Grund trägt ein so aufgebauter Reifenwulst dazu bei, einen Reifen mit geringerem Gewicht herzustellen, ohne seine Festigkeit zu beeinträchtigen.

Zusätzlich werden, wie angeführt, die Stahldrahtkorde im In­ neren des Querschnittbereichs des Reifenwulstkerns einge­ setzt, während die relativ weichen Drahtkorde aus aromati­ schen Polyamiden an der Außenseite des Wulstkern-Quer­ schnitts sitzen. Damit berühren die Karkasskorde der an der Außenseite um den Reifenwulst aufgefalteten Karkasse die Stahldrahtkorde nicht und dadurch wird das Auftreten gebro­ chener Karkasskorde vermieden.

Weiter erhöhen die in den Zentralbereich des Wulstquer­ schnitts eingesetzten Stahldrahtkorde die Steifigkeit dieses Wulstkerns in einem ausreichenden Ausmaß, um eine Verformung des Wulstkerns zu verhindern.

Daneben kann das angeführte Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden mit einem Reifenwulst, der grundsätzlich zu dem Typ gehört, der in einem im inneren Ende jeder Seiten­ wand ausgebildeten Wulstabschnitt eingebettet ist, wobei die Seitenwände von entgegengesetzten Enden eines ringförmigen Laufstreifens an dem Außenumfang eines Reifens abstehen, der Reifenwulst Stahldrahtkorde und Korde aus Drähten aromati­ scher Polyamide umfaßt, wobei die Stahldrahtkorde parallel zueinander zu einer Stahldraht-Kordschicht angeordnet sind, die mit einer Schicht abwechselt, welche durch die Korde aus Drähten aromatischer Polyamide gebildet sind, welche eben­ falls parallel zueinander angeordnet sind.

Der erfindungsgemäße Reifenwulst mit dem nun angegebenen Auf­ bau zeichnet sich dadurch aus, daß die Drähte aus aromati­ schen Polyamiden eine mit Stahldrähten vergleichbare Festig­ keit besitzen und trotzdem von geringerem Gewicht als die Stahldrähte sind. Aus diesem Grund trägt ein so aufgebauter Reifenwulst dazu bei, einen Reifen mit geringerem Gewicht herzustellen, ohne seine Festigkeit zu beeinträchtigen.

Zusätzlich wird die durch Anordnung einer Vielzahl von zuein­ ander parallelen Stahldrähten gebildete Schicht, die mit der durch Anordnung einer Vielzahl von zueinander parallelen Korden aus Drähten aromatischer Polyamide abwechselt, nicht nur wirksam, die Steifigkeit des Reifenwulstes sicherzustel­ len und eine Verformung desselben zu verhindern, sondern trägt auch zur leichteren Herstellung des Wulstes bei.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Wulstab­ schnitts nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Reifen­ wulsts aus Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Reifenwulstkerns nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Wulstabschnitt nach einer dritten Ausführung der vorliegen­ den Erfindung,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Rei­ fenwulstkerns aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Schrittabfolge bei der Herstellung des Reifenwulstkerns aus Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines Reifenwulst­ kerns nach einer vierten Ausführung der vor­ liegenden Erfindung, bei dem die Kordlagen unterschiedlich zu denen die in Fig. 5 ange­ ordnet sind, und

Fig. 8 den Herstellungsvorgang für den Reifenwulst­ kern aus Fig. 7.

Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Wulstabschnitts nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Es ist gezeigt, daß eine Seitenwand 1 von einem Ende eines (nicht dargestellten) ringförmigen Laufstreifens am Außenum­ fang eines Luftreifens absteht. Ein Wulstabschnitt 2 ist am radial inneren Ende der Seitenwand 1 ausgebildet, und der Reifenwulstkern 3 ist in Ringform innerhalb des Wulstab­ schnitts 2 eingebettet.

Eine Karkasse 4 ist so vorgesehen, daß sie durch den ringför­ migen Laufstreifen und die Seitenwand 1 durchläuft, und das Ende der Karkasse 4 ist nach außen und oben um den Wulstkern 3 zurückgefaltet. Ein Wulstreiter 5 ist radial außerhalb des Reifenwulstkerns 3 vorgesehen und der Wulstabschnitt 2 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, auf eine Reifen-Montagefelge 6 aufge­ zogen.

Der Wulstkern 3 ist aus Korden 31 aus Drähten aromatischer Polyamide (nachfolgend als "Aramid-Korde" bezeichnet) gebil­ det, die mit Stahldrahtkorden (nachfolgend als "Stahlkorde" bezeichnet) 32 verarbeitet sind.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des Rei­ fenwulstkerns 3 aus Fig. 1. Wie gezeigt, ist der Wulstkern 3 mit allgemein rechtwinkligem Querschnitt so ausgebildet, daß eine Vielzahl von Stahlkorden 32 in dem mittleren Bereich des Querschnitts des Reifenwulstkerns, also innen, angeord­ net ist, und diese Stahlkorde sind umschlossen von einer Vielzahl von Aramid-Korden 31, die in Umfangslage, oder außen, an dem Wulstkern-Querschnitt angeordnet sind, so daß sie den Umfangsbereich für die Stahlkorde 32 bilden.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Reifen­ wulstkerns 30 nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist der Reifenwulstkern 30 mit allge­ mein kreisförmigem Querschnitt so ausgebildet, daß ein einzi­ ger Stahlkord 302 mit großem Durchmesser im Zentralbereich des Wulstkerns 30 sitzt, also innen im Querschnitt des Wulst­ kerns, während er von einer Vielzahl von Aramid-Korden 301 umschlossen ist, die den Stahlkord 302 umgeben und damit um den Querschnitt des Reifenwulstkerns außen sitzen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau sind die Drähte aus aromatischen Polyamiden, welche die Aramid-Korde bilden, von vergleichbarer Festigkeit mit den Stahldrähten, welche die Stahlkorde bilden, und haben trotzdem ein geringeres Gewicht als die Stahldrähte. Dadurch wird es möglich, einen Reifen mit geringerem Gewicht ohne Beeinträchtigung der Festigkeit herzustellen.

Dabei sind die Stahlkorde im Inneren des Querschnitts des Reifenwulstkerns eingesetzt, während die weichen Aramid- Korde an der Außenseite des Wulstkern-Querschnitts sitzen. Damit berühren die Karkasskorde in der außerhalb des Reifen­ wulstkerns aufgefalteten Karkasse die Stahlkorde nicht und so wird das Auftreten von gebrochenen Karkasskorden vermie­ den.

Daneben erhöhen die im Zentralbereich des Querschnitts des Wulstkerns eingesetzten Stahlkorde seine Steifigkeit in ausrei­ chendem Maße, um eine Verformung desselben zu verhindern.

Ein Reifenwulstkern mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau bietet folgende Vorteile:

Erstens besitzen die Drähte aus aromatischen Polyamiden mit den Stahldrähten vergleichbare Festigkeit und haben trotzdem geringeres Gewicht als diese. Dadurch ergibt sich ein leich­ terer Reifen ohne Beeinträchtigung der Reifenfestigkeit.

Zweitens sitzen die Stahldrahtkorde im Inneren eines Quer­ schnittsbereichs des Reifenwulstkerns, während die weicheren Aramid-Korde, d. h. die Korde aus Drähten aromatischer Polya­ mide, an der Außenseite des Wulstkern-Querschnitts sitzen. Damit ist eine Berührung der Karkasskorde in der außen um den Reifenwulstkern zurückgefalteten Karkasse mit den Stahlk­ orden verhindert, und es wird das Auftreten gebrochener Kar­ kasskorde vermieden.

Drittens erhöhen die in dem Zentralbereich des Querschnitts des Wulstkerns eingesetzten Stahlkorde die Steifigkeit des Wulstkerns ausreichend, um eine Verformung desselben zu ver­ hindern.

Andere Möglichkeiten, den Grundgedanken der Erfindung zu ver­ wirklichen, sind in den weiteren Figuren dargestellt.

So zeigt Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines Wulstab­ schnitts nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Er­ findung. Es ist zu sehen, daß eine Seitenwand 1 von einem Ende eines (nicht dargestellten) ringförmigen Laufstreifens am Außenumfang eines Luftreifens absteht. Ein Wulstabschnitt 2 ist am radial inneren Ende der Seitenwand 1 ausgebildet, und der Reifenwulstkern 3 ist in Ringform innerhalb des Wulstabschnitts 2 eingebettet.

Eine Karkasse 4 ist so vorgesehen, daß sie durch den ringför­ migen Laufstreifen und die Seitenwand 1 durchläuft, und das Ende der Karkasse 4 ist nach außen und oben um den Wulstkern 3 zurückgefaltet. Ein Wulstreiter 5 ist radial außerhalb des Reifenwulstkerns 3 vorgesehen und der Wulstabschnitt 2 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, auf eine Reifen-Montagefelge 6 aufge­ zogen.

Auch hier ist der Reifenwulst 3 aus Aramid-Korden 31 (Korden aus Drähten aromatischer Polyamide) hergestellt, die mit Stahlkorden 32 (aus Stahldraht bestehenden Korden) verarbei­ tet sind.

Der Querschnitt Fig. 5 zeigt den Reifenwulstkern 3, und zwar ist eine Vielzahl von Aramid-Korden 31 jeweils parallel zu­ einander so gelegt, daß eine Aramid-Kordschicht 3A entsteht, während eine Vielzahl von Stahlkorden 32 parallel zueinander zu einer Stahlkordschicht 3B gelegt ist, und es wechselt immer eine Aramid-Kordschicht 3A mit einer Stahlkordschicht 3B längs der Rotationsachse des Reifens so ab, daß der Rei­ fenwulstkern 3 gebildet ist.

Der Reifenwulstkern 3 mit dieser Kordanordnung kann mit dem in Fig. 6 angedeuteten Verfahrensschritten erzeugt werden, wobei Aramid-Korde 31 sich gleicherstreckend mit Stahlkorden 32 abwechseln, und sie sind ausgerichtet und über sich selbst in solcher Weise gewalzt, daß eine vorbestimmte Anzahl von aufeinandergesetzten Kordlagen entsteht.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Reifenwulstkerns nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der die Kordlagen anders als in Fig. 5 angeordnet sind. Wie dar­ gestellt, wechselt auch hier eine Aramid-Kordlage 3A jeweils mit einer Stahlkordlage 3B ab, jedoch geschieht diese Ausbil­ dung des Reifenwulstkerns 3 in Radialrichtung des Reifens.

Der Reifenwulstkern 3 mit dieser Kordanordnung kann durch das in Fig. 8 angezeigte Verfahren hergestellt werden, bei dem die aus Aramid-Korden 31 bestehende Aramidkordschicht 3A und die aus Stahlkorden 32 bestehende Stahlkordschicht 3B je­ weils aufeinandergesetzt sind und diese Gesamtheit dann so übereinandergewalzt wird, daß eine vorbestimmte Anzahl von aufeinandergesetzten Kordlagen entsteht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau nach der dritten und vierten Ausführung besitzen die Drähte aromatischer Polyami­ de Festigkeiten, die mit denen der Stahldrähte vergleichbar sind, jedoch sind die Drähte aus aromatischen Polyamiden leichter als die Stahldrähte. Dadurch ist die Herstellung eines leichteren Reifens ohne Beeinträchtigung der Festig­ keit möglich.

Weiter ist die Aramidkordschicht 3A aus Aramidkorden 31 so angeordnet, daß sie jeweils mit der Stahlkordschicht 3B aus Stahlkorden 32 abwechselt, und diese Anordnung bewirkt nicht nur eine Sicherstellung der Steifigkeit des Reifenwulstkerns und eine Verhinderung seiner Verformung, sondern ermöglicht auch eine bessere Herstellung des Wulstkerns.

Weiter kann dadurch, daß Aramidkordschichten 3A an den jewei­ ligen Enden entweder in axialer oder radialer Richtung ange­ ordnet werden, ausreichend gut verhindert werden, daß die Stahlkorde 32 mit den Korden der Karkasse 4 in Berührung kom­ men, so daß das Auftreten gebrochener Karkasskorde verhin­ dert wird.

Damit bieten die nach der dritten bzw. vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellten Reifenwulstkerne die nachfolgenden Vorteile:

Erstens besitzen die Drähte aus aromatischen Polyamiden ver­ gleichbare Festigkeit wie die der Stahldrähte und haben trotzdem geringeres Gewicht als diese. Dadurch ergibt sich ein leichterer Reifen ohne Beeinträchtigung der Reifenfestig­ keit.

Zweitens ist die durch Anordnung einer Vielzahl von zu einan­ der parallelen Korden, die aus Drähten aromatischer Polyami­ de bestehen, gebildete Schicht (d. h. die Aramidkordschicht) so angeordnet, daß sie mit der durch Anordnung einer Viel­ zahl von zueinander parallelen Stahldrahtkorden gebildeten Schicht abwechselt, und dadurch wird nicht nur die Steifig­ keit des Reifenwulstkerns sichergestellt und eine Verformung desselben verhindert, sondern auch eine Erleichterung der Herstellung des Wulstkerns ermöglicht.

Die vorangehende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung wurde zur Erläuterung und Erklärung gegeben. Es ist nicht beabsicht, mit dieser Beschreibung alle möglichen Ausführungen darzustellen und oder etwa die Erfindung auf die genaue beschriebenen Ausführungen zu beschränken, son­ dern es sind Abwandlungen und Abänderungen im Licht der gege­ benen Lehre im Schutzbereich der Erfindung möglich oder können bei der praktischen Ausführung der Erfindung erkannt werden.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele wurden nur zur Erklärung der erfindungsgemäßen Prinzipien und ihrer praktischen Anwen­ dung gegeben, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfin­ dung in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Abwandlungen je nach dem Einsatzfall anzuwenden. Der Schutz­ bereich wird nur durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente begrenzt.

Claims (3)

1. Reifenwulstkern in einem Luftreifen mit einem ringförmi­ gen Laufstreifen und einem Paar Seitenwänden, die von den jeweiligen Enden der Laufstreifen radial nach innen abste­ hen und am inneren Ende einen Wulstbereich mit je einem Reifenwulstkern enthalten, der Stahldrahtkorde und Korde aus Drähten aromatischer Polyamide umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stahldrahtkorde (32; 302) innerhalb des Querschnittsbereichs des Reifenwulstkerns (3) gesetzt sind, während die Korde (31) aus Drähten aromatischer Po­ lyamide an der Außenseite des Querschnittsbereiches des Wulstkerns gesetzt sind.

2. Reifenwulst in einem Luftreifen mit einem ringförmigen Laufstreifen und einem Paar Seitenwänden, die von den je­ weiligen Enden der Laufstreifen radial nach innen abste­ hen und am inneren Ende einen Wulstbereich mit je einem Reifenwulstkern enthalten, der Stahldrahtkorde und Korde aus Drähten aromatischer Polyamide umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stahldrahtkorde (32) parallel zueinan­ der so angeordnet sind, daß eine Stahldraht-Kordschicht (3B) entsteht, die mit einer Schicht (3A) abwechselt, die durch ebenfalls parallel zueinander angeordnete Korde (31) aus Drähten aromatischer Polyamide gebildet ist.

3. Reifenwulst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kordschichten (3A) aus Drähten aromatischer Polyamide an den jeweiligen gegenüberliegenden Enden entweder in axialer oder radialer Richtung des Reifens gereiht sind.