DE69108371T2 - Luftreifen mit asymmetrischen Seitenwänden. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einer Radialkarkasse, der eine Scheitelbewehrung umfaßt aus mindestens zwei Scheitellagen aus Drähten oder Metallseilen, im allgemeinen aus Stahl, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel von höchstens 45 º bilden.
• Wenn ein solcher, an einem Fahrzeug montierter Luftreifen unter sehr starker Drift rollt, werden die Drähte oder Seile der Bewehrung an der Außenseite des Fahrzeugs Kompressionsbelastungen ausgesetzt, die zu Brüchen dieser Drähte oder Seile führen.
• Ein einfaches, herkömmliches Mittel, dieses Problem zu beheben, ist, die Druckfestigkeit der Seile zu erhöhen, was bekanntlich entweder durch eine Erhöhung der Seildicke oder durch eine Erhöhung der Anzahl von Elementardrähten oder Litzen geschieht. Egal welches Mittel verwendet wird, da es sich um Metallseile handelt, ist das Mittel kostspielig, und zwar um so mehr, da das neu hergestellte Seil häufig überdimensioniert ist, weil Produktionszwänge nicht die Herstellung eines gegebenen Typs von Seil für ein einzelnes Reifenmaß zulassen. Außerdem erhöht dieses Mittel das Gewicht des Reifens.
• Das französische Patent 1 493 020 lehrt die Behebung einer gewissen Zahl von Nachteilen von Radialreifen, wie etwa die Empfindlichkeit gegen seitliche Stöße, die relative Instabilität des Geradeauslaufs bei hoher Geschwindigkeit, die relative Leichtigkeit, mit der die Wulste ihren Sitz verlassen und die Seitenwände des Reifens in Kontakt mit dem Boden kommen, wenn eine Kurve mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird, indem sie einen Luftreifen beschreibt, bei dem die zwei Seitenwände unterschiedliche Strukturen haben, wobei eine der Seitenwände eine größere Steifigkeit gegen seitlichen Schub besitzt als die andere Seitenwand. Unter den vorgeschlagenen und einsetzbaren Mitteln nennt das Patent die Hinzufügung einer zusätzlichen Verstärkung in Form einer Überdicke von Gummi mit erhöhtem Elastizitätsmodul.
• Diese Druckschrift betrifft nicht die Verbesserung der Dauerhaftigkeit einer Scheitelbewehrung bei Kompressionsbelastung. Um dieses Problem zu lösen, und den Herstellungspreis weitestmöglich zu verringern, schlägt die Erfindung einen Luftreifen mit Radialkarkasse vor, der mit einer Scheitelbewehrung aus mindestens zwei Lagen aus Metallseilen, die in jeder Lage zueinander parallel und von einer Lage zur anschließenden Lage gekreuzt verlaufen und mit der Umfangsrichtung einen Winkel von höchstens 45 º bilden, und zwei Seitenwänden von unterschiedlichem Aufbau versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand, die am Fahrzeug außen liegen soll, dicker ist als die Seitenwand, die am Fahrzeug innen liegen soll, da zwischen der Radialkarkasse und dem inneren Abdichtgummi eine Gummischicht vorgesehen ist, die sich zwischen dem Wulst und dem Rand der Scheitelbewehrung erstreckt, wobei die Dicke dieser Gummischicht 0,35 - 1 % der axialen Nennbreite des Luftreifens beträgt.
• Unter Gummi wird jedes natürliche oder synthetische Elastomergemisch mit verstärkenden, schwarzen oder weißen Zuschlägen und den bekannten und normalerweise im Vulkanisiergummigewerbe verwendeten Zusätzen verstanden. Das Gemisch kann auch mit Fasern geringer Länge beaufschlagt sein.
• Unter axialer Nennbreite eines Reitens ist die theoretische axiale Breite zu verstehen, wie auf den Seitenwänden des Reifens aufgetragen: Die axiale Nennbreite eines Reifens vom Typ 185/65 R 15 X beträgt 185 mm (erste Maßzahl).
• Die Verwendung eines vollständigen Satzes solcher Reifen an einem Pkw führt überraschender- und unerwarteterweise zu einer unleugbaren Verbesserung des Komforts, insbesondere zur Verringerung des Dröhnens der Karosserie. Das Dröhnen der Karosserie ist definiert als ein niederfrequentes Geräusch, das im Inneren des auf einem Untergrund mit hoher Rauhigkeit rollenden Fahrzeugs wahrgenommen wird, wobei die Frequenz ca. zwischen 20 Hz und 800 Hz liegt. Bei niedriger Frequenz entspricht dieses Dröhnen einem hörbaren störenden Geräusch. Wenn der Frequenzbereich breiter ist, ist die Störung geringer.
• Diese Gummischicht weist bei geringer Dicke von 1,5 mm oder weniger eine konstante Dicke auf einem großen Teil der Seitenwand auf, z.B. zwischen dem Punkt der Radialbewehrung, dessen radialer Abstand von der Drehachse des Luftreifens gleich dem Abstand desjenigen Punktes von der Achse ist, der dem Umschlag der Radialbewehrung entspricht und dem der Radialbewehrung radial am nächsten liegenden Ende der Scheitellage.
• Die Gummischicht kann jedoch auch eine veränderliche Dicke haben, so daß sie in Höhe der maximalen axialen Breite des Luftreifens am größten ist und von dort in beiden Richtungen abnimmt und auf Höhe des Wulstes und unter dem Ende der Scheitelbewehrung verschwindend klein wird.
• Es ist zwar möglich, für diese Zwischengummischicht Gummis mit variablen physikalischen Eigenschaften zu verwenden, doch ist bevorzugt, um den Rollwiderstand nicht zu erhöhen, ein Gummi zu verwenden, dessen normaler Streckmodul (module sécant d'extension) bei 10 % Dehnung zwischen 2 und 25 MPa liegt, und dessen Hystereseverlust bei 60 ºC zwischen 8 und 15 % liegt.
• Die Erfindung ist besser zu verstehen anhand der Beschreibung einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die verdeutlicht wird durch die beiliegende Zeichnung, deren einzige Figur die Außenseite eines erfindungsgemäßen Luftreifens in mittigem Schnitt zeigt.
• Der Luftreifen 145-80.13 aus Fig. 1 umfaßt einen Scheitel (S) mit einem Laufstreifen (1), der über einer Scheitelbewehrung (2) aus zwei Scheitellagen (2A, 2B) aus Metallseilen ansteht, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 22 º bilden.
• Er umfaßt ferner einen Wulst (B) mit einem Wulstkern (T), um den die Radialbewehrung (10) gewickelt ist. Die Bewehrung (10) und ihr Umschlag sind durch eine Füllung (8) getrennt, axial außerhalb des Umschlags ist der Wulstschützer (9) angeordnet.
• Zwischen dem Scheitel (S) und dem Wulst (B) befindet sich die Seitenwand (F) mit einem Außenwandgummi (6), das die Radialbewehrung (10) abdeckt, die von dem Ende der Scheitelbewehrung durch ein linsenförmiges Gummi (5) getrennt ist.
• Axial innerhalb der Radialbewehrung (10) ist das Verstärkungsgummi (11) angeordnet, mit konstanter Dicke von 1,5 mm von dem der Radialbewehrung radial am nächsten liegenden Ende (A) der Scheitellage bis zu einem Punkt (C), dessen radialer Abstand von der Drehachse des Luftreifens gleich dem Abstand zwischen dem Umschlag der Radialarmierung (10) und der Achse ist.
• Zusammensetzung und Güte dieses Gummis (11) sind ähnlich denen des Verkleidungsgummis der Seile der Radialbewehrung (10), es hat einen Streckmodul bei 10 % Dehnung von 5 MPa, einen Verlust bei 60 ºC von 12 %, wobei der Modul das Verhältnis zwischen der zum Dehnen eines gegebenen Probestücks um 10 % notwendigen Kraft und dem Produkt von Probenquerschnitt und Dehnung sind; und der Verlust gemessen bei einer Temperatur von 60 ºC das Verhältnis zwischen gespeicherter und abgegebener Energie des Probestücks ist.
• Das innere Abdichtgummi (7) bedeckt praktisch die ganze Innenfläche des Luftreifens.
• Die Abschätzung der Widerstandsfähigkeit der Scheitellagen gegen Bruch ihrer Seile geschieht durch einen Fahrversuch an einem Schwungrad unter sehr starker Drift, so daß die Seile unter Kompression arbeiten.
• Die Abschätzung des akustischen und des Schwingungskomforts, insbesondere des Karosseriedröhnens kann an einem ausgerüsteten Fahrzeug durch Messungen der akustischen Frequenzen und Leistungen geschehen, die von zwei in Höhe der Kopfstützen angeordneten Mikrophone aufgenommen werden.
• Wenn man den Werten eines Vergleichsreifens bei beiden Versuchen jeweils den Index 100 zuweist, liefert der erfindungsgemäße Reifen eine Verbesserung von 10 % bei der abgegebenen Dezibel-Zahl und von 25 % für die Fahrleistung am Schwungrad bei im wesentlichen gleicher Anzahl gebrochener, nicht-bandagierter Seile mit sechs Adern mit Dicke 23/100stel wie beim Vergleichsreifen mit symmetrischen Seitenwänden.

Claims (4)

1. Luftreifen mit einer Radialkarkasse (10), die um einen Wulstkern (T) in jedem Wulst (B) herumgelegt ist, einer Scheitelbewehrung (2) aus mindestens zwei Lagen (2A, 2B) aus Metallseilen, die in jeder Lage zueinander parallel und von einer Lage (2A) zur anschließenden Lage (2B) gekreuzt verlaufen und mit der Umfangsrichtung einen Winkel von höchstens 45º bilden, und zwei Seitenwänden (F) unterschiedlichen Aufbaus, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (F), die am Fahrzeug außen liegen soll, dicker ist als die Seitenwand (F), die am Fahrzeug innen liegen soll, da zwischen der Radialkarkasse (10) und dem inneren Abdichtgummi (7) eine Gummischicht (11) vorgesehen ist, die sich zwischen dem Wulst (B) und dem Rand der Scheitelbewehrung (2) erstreckt, wobei die Dicke dieser Gummischicht (11) 0,35 bis 1 % der axialen Nennbreite des Luftreifens beträgt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummischicht (11) eine gleichbleibende Dicke von höchstens 1,5 mm aufweist.

3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gummischicht (11) auf Höhe der maximalen axialen Breite des Luftreifens am größten ist und von dort in beiden Richtungen abnimmt und auf Höhe des Wulstes und auf Höhe der Scheitelbewehrung (2) verwindend klein wird.

4. Ausrüstung eines Personenwagens zur Verringerung des Karosseriedröhnens, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus vier gleichen Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht, wobei sich die verdickten Seitenwände sämtlich auf der Außenseite des Fahrzeugs befinden.