DE69806175T2

DE69806175T2 - Kostengünstiger notlaufreifen mit verbesserter karkasse

Info

Publication number: DE69806175T2
Application number: DE69806175T
Authority: DE
Inventors: Janes Beck; Ghana Dancy; Reed Oare; Curtis Paonessa; Henry Seloover
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2018-04-18
Also published as: JP4243356B2; CA2291219A1; ATE219427T1; WO1998054010A1; AU7250798A; US6135181A; US5871602A; DE69806175D1; PL337065A1; KR100564512B1; BR9809689A; KR20010013043A; EP1023191A1; CN1264342A; ZA984321B; CN1107600C; MY130333A; AU726188B2; PL192403B1; CA2291219C

Description

Technisches Fachgebiet

Diese Erfindung betrifft einen Reifen; insbesondere betrifft sie einen zum Einsatz im nicht aufgepumpten Zustand geeigneten Luftreifen. Die Struktur der Reifenkarkasse kann das Laufverhalten von herkömmlichen Reifen verbessern oder es zumindest erreichen, ohne die mit Notlauf-Reifen normalerweise verbundenen Gewichtsnachteile zu zeigen, wozu sie noch mit Benutzung einer geringeren Anzahl von Komponenten hergestellt wird.

Hinterrund der Erfindung

Verschiedene Reifenkonstruktionen wurden für Notlauf-Luftreifen vorgeschlagen, d.h. Reifen, die fähig sind, im nicht voll aufgepumpten Zustand eingesetzt zu werden. Eine in US-PS 4 111 249 mit dem Titel "Banded Tire" beschriebene Vorgehensweise bestand darin, direkt unter dem Laufstreifen ein reifen- oder ringförmiges Band mit annähernd der gleichen Breite vorzusehen. Der Reifen kann in Kombination mit der übrigen Reifenstruktur das Fahrzeuggewicht im nicht aufgepumpten Zustand abstützen. Dieser mit Band versehene Reifen spannt die Lagenkorde auch im nicht aufgepumpten Zustand vor.
Eine andere beschrittene Vorgehensweise bestand darin, einfach die Seitenwände durch Erhöhen ihrer Querschnittsdicke zu festigen. Diese Reifen setzen, wenn sie im drucklosen (nicht aufgepumpten) Zustand betrieben werden, die Lagenkorde und die Seitenwand in einen Druckzustand. Infolge der großen Kautschukmengen, die zum Versteifen der Seitenwandteile erforderlich sind, bildet die Wärmeerzeugung bei einem Reifenversagen eine größere Rolle. Das gilt insbesondere dann, wenn der Reifen während längerer Zeiträume mit hohen Geschwindigkeiten im nicht aufgepumpten Zustand betrieben wird. Pirelli beschreibt in der EPA-Veröffentlichung 0 475 258 A1 einen solchen Reifen.
Ein Goodyear-Patent, bei dem einige der hier betroffenen Erfinder auch beteiligt waren, beschrieb den ersten kommerziell angenommenen Luft- Radialreifen für Notlauf-Betrieb, den Eagle GSC-EMT-Reifen. Der Reifen wurde als Wahlausrüstung für das 1994er Corvette-Fahrzeug angenommen. US-PS 5 368 082 lehrt die Verwendung spezieller Seitenwandeinsätze, welche die Steifigkeit verbessern. Etwa 2,72 kg (6 lb) zusätzliches Gewicht waren pro Reifen erforderlich, um eine Last von 363 kg (800 lb) bei diesem nicht aufgepumpten Reifen abzustützen. Diese Reifen für Notlauf-Betrieb hatten ein sehr niedriges Aspektverhältnis. Diese ältere Erfindung war zwar vorherigen Versuchsreifen überlegen, erlegte jedoch eine Gewichtsbelastung pro Reifen auf, die nur durch Weglassen eines Ersatzreifens und des Wagenhebers ausgeglichen werden konnte. Diese zusätzliche Gewichtsbelastung wurde noch problematischer, wenn die Ingenieure versuchten, Reifen mit höherem Aspektverhältnis für die großen Luxus-Reiselimousinen zu bauen. Das erforderliche Abstützgewicht für einen drucklos gefahrenen Luxuswagenreifen liegt etwa bei einer Zusatzlast von 635 kg (1400 lb). Diese mit größerer Seitenwand versehenen Reifen mit Aspektverhältnissen im Bereich von 55 bis 65% oder mehr bedeuten, dass die Betriebsbelastungen das Mehrfache der bei den früheren Corvette-Notlauf-Reifen mit 40% Aspektverhältnis auftretenden waren. Derartige Lasten führten dazu, dass die Seitenwände und der gesamte Reifen bis zur Beeinträchtigung des Fahrverhaltens versteift werden musste. Luxuswagen-Eigentümer sind aber einfach nicht bereit, Fahrqualität zu opfern für die Möglichkeit, mit Druckverlust beim Reifen weiterzufahren. Die technischen Anforderungen waren, einen Notlauf-Reifen zu schaffen, der keinen Verlust bei den Fahreigenschaften oder der Bequemlichkeit mit sich bringt. Bei den Fahrzeugen mit sehr steifer Federung war die Möglichkeit, einen solchen Reifen zu schaffen, vergleichsweise einfach im Vergleich zu Luxuslimousinen mit weicherer Fahrcharakteristik. Leichtlastwagen und sportliche Fahrzeuge sind zwar dem Fahrverhalten gegenüber nicht so empfindlich, aber schaffen einen Reifenmarkt für Notlauf-Reifen, der vom Annehmen eines steiferen Fahrverhaltens bis zum Verlangen nach weicherem Fahrverhalten vom Luxustyp reicht.
Eine gleichermaßen wichtige Auslegungsbetrachtung bei der Entwicklung eines Notlauf-Reifens ist die Sicherstellung, dass der einen Druckverlust erfahrende Reifen auf der Felge sitzen bleibt. Es wurden Lösungen entwickelt, die Wulst-Rückhalteeinrichtungen wie auch Spezialfelgen benutzen, um diese Anforderung zu erfüllen, wie der Bridgestone Expedia S01 A/M- Reifen für Notlaufbetrieb. Alternativ benutzte der Eagle GSC-EMT-Reifen einen neuartigen Wulstaufbau, der es ermöglichte, dass man den Reifen ohne Verwendung zusätzlicher Wulst-Rückhalteeinrichtungen auf Standardfelgen aufziehen konnte.
Zwei US-PS, 5 427 166 und 5 511 599 von Walter L. Willard, Jr., zeigen Michelin-Reifen, welche das Hinzufügen einer dritten Lage und eines dritten Einsatzes in der Seitenwand offenbaren, um das Notlauf-Verhalten des Reifens gegenüber den ursprünglichen Patenten von Oare u.a. zu verbessern. Diese Patente diskutieren einige der Lastbeziehungen, die beim Drucklos- oder Notlauf-Zustand des Reifens auftreten, und zeigen, dass das Oare-Konzept auf zusätzliche Lagen und Einsätze angewendet werden kann.
Eine neuere Möglichkeit für Notlauf-Reifen wird in der US-PS-Anmeldung SN 08/391 746 gelehrt, welche einen Reifen mit höherem Aspektverhältnis schafft, der einen direkt unter der Laufstreifen/Gürtel-Packung des Reifens platzierten Lastabstütz-Wulstkern benutzt. Wieder waren die meisten der Erfinder dieses Konzepts Teil des ursprünglichen Auslegungs- Teams des ursprünglichen Corvette-EM-Reifens. Zwar war diese Vorgehensweise viel versprechend bei Lastabstützung und Fahrverhalten, doch zeigte sie einen etwas höheren Rollwiderstand im normal aufgepumpten Betrieb.
Ein weiteres jüngeres US-Patent 5 535 800 beschreibt die Verwendung von mit Elastomer abgedeckten zusammengesetzten Rippen, die in Kombination mit einer Radiallage eine ausgezeichnete Notlauf-Fähigkeit in einem breiten Bereich von Reifenanwendungen schaffen können.
In US-PS 5 361 820 wird ein Luftradialreifen vorgestellt, der einen Schultereinsatz und einen mit einer einzelnen Lage umhüllten Kernreiter aufweist, wobei der Umschlag der Lage zu einem direkt unter der Kante der Gürtelverstärkung liegenden Ende erweitert ist. Der Reifen ist zwar kein Notlauf-Reifen, aber zeigt doch, dass vorteilhafte Gewichtsverringerungen mit einem Nennverlust von hochwertigen Verhaltens-Umgangseigenschaften erreicht werden können. Die Benutzung einer solchen Struktur in einem Notlauf-Reifen wurde wegen der besonderen Auslegungs-Erfordernisse noch nicht erfolgreich angewendet.
Das Dokument GB-A-2 033 316 betrifft einen Reifen, der alle Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfasst.
Die hier nachfolgend beschriebene Erfindung hat erfolgreich einen neuartigen Weg aufgezeigt, einen Notlauf-Reifen mit Benutzung von nur einer Lage und zwei Einsätzen zu erreichen, wobei man weiterhin in der Lage ist, den Reifen während Notlauf-Betriebsbedingungen intakt zu halten.
Das ermöglicht es, den Reifen sehr wirksam mit geringerem Gewicht und aus weniger Komponenten herzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Reifen 10 besitzt einen Laufstreifen, eine Gürtelverstärkungs-Struktur 36, ein Paar im wesentlichen undehnbare Wulstkerne 26, und mindestens eine mit Korden 41 verstärkte Lage 38, wobei die mindestens eine Lage 38 ein Paar nach oben um das Paar undehnbare Wulstkerne 26 umgeschlagene Enden 32 aufweist, die sich radial nach außen zu einem Auslaufende 33 erstrecken, das unter dem Gürtel 36 liegt. In jeder Seitenwand-Sruktur besitzt die Karkasse mindestens einen Einsatz 42 radial innerhalb der Lage 38 und einen zweiten Einsatz 46, wobei das nach oben umgeschlagene Ende 32 durch den zweiten Einsatz 46 in der Seitenwand 20 auf Abstand von der ersten Lage 38 gehalten ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzt die erste Lage 38 synthetische oder textile Korde aus Nylon, Reyon oder Aramid.
Der erste und der zweite Einsatz 42, 46 ist vorzugsweise elastomer mit einer Querschnittsform und Materialeigenschaften, die so ausgewählt sind, dass sie das Fahrverhalten im aufgepumpten Zustand verbessern und gleichzeitig eine Notlauf-Standhaftigkeit sichern. Die Einsätze 42, 46 können ebenfalls mit Korden 41 oder kurzen Fasern 82 oder Hochmodul- Korden 43, vorzugsweise aus Stahl, verstärkt sein.
Bei einer Ausführungsform hat der erfindungsgemäße Reifen nur den einen Einsatz 42 und einen Wulstfüller 48, welcher Wulstfüller radial über dem Wulstkern sitzt und zwischen die Lage 38 und den Aufschlag 32 eingesetzt ist. Der Aufschlag 32 besitzt ein Ende 33, das radial an einem Ort von mindestens 40% der Querschnittshöhe des Reifens liegt.
Das erfindungsgemäße Konzept kann auf Reifen 10 mit mehr Lagen und mehr Einsätzen angewendet werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Notlauf-Reifens nach dem Stand der Technik, der gemäß dem in US-PS 5 368 082 beschriebenen Reifen hergestellt ist.
Fig. 2A und 2B sind vergrößerte Teilquerschnittsansichten einer Laufstreifenschulter, einer Seitenwand und eines Wulstbereiches der bevorzugten Ausführungsform von erfindungsgemäßen Reifen.
Fig. 3A, 3B und 3C sind schematische Querschnittsansichten eines bekannten Seitenwandaufbaus und dem Seitenwandaufbau der erfindungsgemäßen Seitenwand-Konstruktion der bevorzugten Reifen-Ausführungsform. Jede Ansicht zeigt in gestrichelten Linien die neutrale Biegeachse.
Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform, bei der die Mehrfacheinsätze 46 kordverstärkt sind.
Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform, bei der die Einsätze 46 mit Kurzfasern beladen sind.
Fig. 6 zeigt Ansichten eines zusammengesetzten Seitenwandmaterials mit Korden mit unterschiedlichen Modulgrößen.
Fig. 7 ist eine alternative Ausführungsform, die im Seitenwand-Querschnitt einen hier benutzten erweiterten Wulst zeigt.
Fig. 8 ist eine im Querschnitt gesehene alternative Ausführungsform mit einer um den Wulstkern umgeschlagenen diagonalkordverstärkten Struktur.

Definitionen

"Aspektverhältnis" des Reifens bezeichnet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe zu seiner Querschnittsbreite.
"Axial" und "in Axialrichtung" bezeichnet Linien oder Richtungen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" oder "Wulstkern" bezeichnet allgemein denjenigen Teil des Reifens, der ein ringförmiges Zugelement umfaßt, wobei die radial inneren Wülste dem Halten des Reifens auf der Felge zugeordnet sind und mit Lagenkorden umwickelt und mit oder ohne anderen Verstärkungselementen, wie Wulstfahnen, Chippern, Wulstkernreitern oder Wulstkeilen, Zehenschützer und Wulstbändern, gestaltet sind.
"Gürtelaufbau" oder "Verstärkungsgürtel" bezeichnet mindestens zwei ringförmige Schichten oder Lagen aus parallelen Korden, gewoben oder nicht gewoben, die dem Laufstreifen unterlegt, nicht an dem Wulst verankert sind und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich zwischen 17E und 27E in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens aufweisen.
"Umfangs-" bezeichnet Linien oder Richtungen, die sich entlang des Umfangs der Oberfläche des ringförmigen Laufstreifens senkrecht zur Axialrichtung erstrecken.
"Karkasse" bezeichnet den Reifenaufbau, außer dem Gürtelaufbau, dem Laufstreifen und dem Unterprotektor, jedoch einschließlich der Wülste.
"Unterbau" bezeichnet die Karkasse, den Gürtelaufbau, die Wülste, die Seitenwände und alle anderen Bestandteile des Reifens mit Ausnahme des Laufstreifens und des Unterprotektors.
"Wulstbänder" bezeichnet schmale Materialstreifen, die um die Außenseite des Wulstes herum angeordnet sind, um Kordlagen vor der Felge zu schützen und Walkung über die Felge zu verteilen
"Kord" bezeichnet einen der Verstärkungsstränge, aus denen die Lagen in dem Reifen bestehen.
"Äquatorialebene (EP)" bezeichnet die durch die Mitte des Laufstreifens gehende, zur Reifenrotationsachse senkrechte Ebene.
"Aufstandsfläche" bezeichnet den Kontaktfleck oder die Kontaktfläche des Reifenlaufstreifens mit einer ebenen Fläche bei einer Geschwindigkeit von Null unter normaler Last und normalem Druck.
"Innerliner (Innenauskleidung)" bezeichnet eine kontinuierliche Schicht oder mehrere Schichten aus Elastomer oder anderem Material, die die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bildet/bilden und das Füllfluid in dem Reifen zurückhält/halten.
"Normaler Fülldruck" bezeichnet den spezifischen Konstruktionsfülldruck und die spezifische Last, die von der zuständigen Normungsorganisation für den Betriebszustand des Reifens festgelegt werden.
"Normale Last" bezeichnet den spezifischen Konstruktionsfülldruck und die spezifische Last, die von der zuständigen Normungsorganisation für den Betriebszustand des Reifens festgelegt werden.
"Lage" bedeutet eine kontinuierliche Schicht aus Kautschukbeschichteten parallelen Korden.
"Radial" und "in Radialrichtung" bezeichnet Richtungen radial zur Rotationsachse des Reifens.
"Radial(lagen)reifen" bezeichnet einen mit einem Gürtel versehenen oder in Umfangsrichtung festgelegten Luftreifen, bei dem mindestens eine Lage Korde aufweist, die sich von Wulst zu Wulst erstrecken und unter Kordwinkeln zwischen 65E und 90E in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens gelegt sind.
"Querschnittshöhe" bezeichnet den radialen Abstand vom Felgennenndurchmesser zum Außendurchmesser des Reifens an seiner Äquatorialebene.
"Querschnittsbreite" bezeichnet den maximalen linearen Abstand parallel zur Achse des Reifens zwischen dem Äußeren seiner Seitenwände, wenn und nachdem er 24 h lang auf Normaldruck aufgepumpt wurde, jedoch unbelastet war, ausschließlich Erhebungen an den Seitenwänden infolge von Beschriftungen, Dekorationen oder Schutzbändern.
"Schulter" bezeichnet den oberen Abschnitt einer Seitenwand knapp unter der Laufstreifenkante.
"Seitenwand" bezeichnet den Abschnitt eines Reifens zwischen Laufstreifen und Wulst
"Laufstreifenbreite" bezeichnet die Bogenlänge der Laufstreifenoberfläche in der Aalrichtung, d.h. in einer Ebene parallel zur Rotationsachse des Reifens.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 1 und 3A ist ein Abschnitt des Querschnitts eines Reifens 100 nach dem Stand der Technik dargestellt, der gemäß US-PS 5 368 082 hergestellt ist. Der Reifen 100 ist ein PKW-Reifen mit einem Laufstreifen 120, einer Gürtelstruktur 360, einem Paar Seitenwandabschnitten 180, 200, einem Paar Wulstabschnitten 220, 220' und einer Karkassverstärkungs-Struktur 300. Die Karkasse 300 enthält eine erste Lage 380 und eine zweite Lage 400, eine Auskleidung 350, ein Paar Wülste 260, 260' und ein Paar Wulstfüller 480, 480', ein Paar erste Einsatzfüller 420, 420', und ein Paar zweite Einsatzfüller 460, 460', wobei die ersten Einsatzfüller 420, 420' zwischen die Auskleidung 350 und die erste Lage 380 eingesetzt sind, während die zweiten Einsatzfüller 460, 460' zwischen die erste und die zweite Lage 380, 400 eingesetzt sind. Diese Karkassstruktur 300 ergab für den Reifen 100 eine begrenzte Notlauf-Fähigkeit.
Der Ausdruck "Notlauf", wie er in dieser Patentschrift angewendet wird, bedeutet, dass die Reifenstruktur allein ausreichend Festigkeit hat, die Fahrzeuglast abzustützen, wenn der Reifen im nicht aufgepumpten Zustand betrieben wird, wobei die Seitenwand und die Innenflächen des Reifens nicht auf sich selbst zurückfallen oder nachgeben, ohne irgendwelche innere Einrichtungen zu erfordern, die ein Zusammenfallen des Reifens verhindern.
Der herkömmliche Luftreifen fällt, wenn er ohne Fülldruck betrieben wird, beim Abstützen einer Fahrzeuglast in sich zusammen.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erhöht die strukturelle Verstärkung in den Seitenwand-Bereichen des Reifens 100 die Dicke der gesamten Seitenwand wesentlich, insbesondere von der maximalen Querschnittsbreite radial nach außen bis zur Schulter. Dieses Patent nach dem Stand der Technik lehrte, dass die Gesamtdicke der Seitenwand dort, wo sie in die Schulter übergeht, mindestens 100%, vorzugsweise 125% der an der maximalen Querschnittsbreite gemessenen Gesamtseitenwanddicke betragen soll. Das wurde nötig erachtet, um die Last im nicht aufgepumpten (drucklosen) Reifenzustand ausreichend abzustützen. Die Einsätze für einen typischen P275/40ZR17-Reifen wogen ca. 2,72 kg (6,0 lb). Der erste Einsatz 420, 420' hatte eine maximale Wanddicke von 7,6 mm (0,30 inch), und der zweite Einsatz 460, 460' eine maximale Wanddicke von 4,3 mm (0,17 inch). Die Benutzung dieses ursprünglichen Konzepts nach dem Stand der Technik bei einem P235/55R17-Reifen mit einem höheren Aspektverhältnis bedeutete, dass das Einsatzgewicht sich auf etwa 3,04 kg (6,7 lb) erhöhte und die Maßdicke des ersten Einsatzes 0,260 erreichte, während der zweite Einsatz ein maximales Maß von 0,200 aufwies.
Die Bezugszeichen in den Zeichnungen sind die gleichen, wie sie in der Beschreibung angegeben werden. Für die Zwecke dieser Anmeldung benutzen die verschiedenen in Fig. 2, 3B bis 8 dargestellten Ausführungsformen jeweils für gleichartige Komponenten die gleichen Bezugszeichen. Die Strukturen benutzen grundsätzlich die gleichen Komponenten mit Variationen des Ortes oder der Menge, wodurch alternative Konstruktionen entstehen, bei denen das erfinderische Konzept ausgeübt werden kann.
Der Reifen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt eine neuartige Seitenwand-Struktur 20. Die Reifen 10, wie sie in Fig. 2B, 3C und bis Fig. 8 dargestellt sind, sind Radial-PKW- oder -Lieferwagen-Reifen. Die Reifen 10 sind mit einem am Boden aufsitzenden Laufstreifenabschnitt 12 versehen, der in den Schulterabschnitten an den Querenden 14 bzw. 16 des Laufstreifens 12 ausläuft. Ein Paar Seitenwandabschnitte 20 erstreckt sich von den Querkanten 14 bzw. 16 des Laufstreifens und endet in einem Paar Wulstbereichen 22, die jeweils einen ringförmigen undehnbaren Wulstkern 26 aufweisen. Der Reifen 10 ist weiter mit einer Karkassverstärkungsstruktur 30 versehen, die sich vom Wulstbereich 22 durch einen Seitenwandabschnitt 20, dem Laufstreifenabschnitt 12, dem gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt 20 zum Wulstbereich 22 erstreckt. Die Umschlagenden 32 der mindestens einen Lage 38 der Karkassverstärkungsstruktur 30 sind um die Wulstkerne 26 geschlagen und erstrecken sich radial nach außen bis zum Auslaufende 33, das direkt unter der Gürtelstruktur 36 sitzt. Alternativ kann das Aufschlagende bei den Ausführungsformen nach Fig. 2A und 3C etwa an dem radialen Ort der maximalen Querschnittsbreite enden. Der Reifen 10 kann eine die Innenumfangsfläche des Reifens 10 bildende herkömmliche Innenauskleidung 35 enthalten, falls der Reifen ein schlauchloser Reifen sein soll.
Wie in Fig. 2A gezeigt, kann der Reifen eine Einzel-Synthetiklage benutzen, die über den Wulstkern 26 geschlagen ist und sich zu einem hohen Aufschlagende 32 erstreckt, das etwa bei dem radialen Ort des maximalen Querschnitts-Durchmessers (h) liegt. Der Einsatz 42 ist der einzige zusätzlich zu dem Wulstfüller 48, einer Einzelkordverstärkung 52 und einem Zehenwächter 61 benötigte Einsatz mit einem Ende 63, das an einem Ort endet, der radial etwa gleich dem äußeren Ende des Kernreiters 48 liegt. Ein solcher Reifen hat eine Biegeachse A, wie sie in Fig. 3B gezeigt ist. Ein Testreifen einer Größe 275/40ZR18 wurde so bewertet und lief unter Labortest-Bedingung mit Innendruck Null 313 Meilen.
In Umfangsrichtung um die radial außen liegende Fläche der Karkassverstärkungsstruktur 30 befindet sich unter dem Laufstreifenabschnitt 12 eine Laufstreifenverstärkungs-Gürtelstruktur 36. Bei der besonderen dargestellten Ausführungsform umfasst die Gürtelstruktur 36 zwei Schnittgürtellagen 50, 51, und die Korde der Gürtellagen 50, 51 sind mit einem Winkel von etwa 23º mit Bezug auf die Mittenumfangs-Zentralebene des Reifens ausgerichtet.
Die Korde der Gürtellage 50 sind in entgegengesetzter Richtung zur Mittenumfangs-Zentralebene und zu den Korden der Gürtellage 51 gerichtet. Die Gürtelstruktur 36 kann jedoch jede Anzahl von Gürtellagen jeder gewünschten Gestaltung umfassen, und die Korde können mit irgendeinem gewünschten Winkel angeordnet sein. Die Gürtelstruktur 36 schafft eine Quersteifigkeit über die Gürtelbreite, um so das Abheben des Laufstreifens von der Straßenfläche während des Betriebs des Reifens im unaufgepumpten Zustand zu minimieren. Bei den dargestellten Ausführungsformen wird dies dadurch bewirkt, dass die Korde der Gürtellagen 50, 51 aus Stahl und vorzugsweise mit einem Stahlseil-Aufbau versehen sind.
Die Karkassverstärkungsstruktur 30 umfasst mindestens eine Verstärkungslagen-Struktur 38. Bei der besonderen in Fig. 2B dargestellten Ausführungsform ist eine Verstärkungslagen-Struktur 38 mit einem radial äußeren Lagenaufschlag 32 versehen, und diese Lagenstruktur 38 hat bevorzugt eine Schicht von parallelen Korden. Die Korde 41 der Verstärkungslagen-Struktur 38 sind mit einem Winkel von mindestens 75º bezüglich der Mittenumfangs-Zentralebene CP des Reifens 10 gerichtet. Bei der besonderen dargestellten Ausführungsform sind die Korde 41 mit einem Winkel von etwa 90º bezüglich der Mittenumfangs-Zentralebene CP gerichtet. Die Korde 41 können aus jedem Material bestehen, das normalerweise für Kordverstärkung von Kautschukgegenständen benutzt wird, z.B. aber nicht als Einschränkung gedacht, Reyon, Nylon und Polyester, Aramid oder Stahl. Vorzugsweise bestehen die Korde aus einem Material, das eine gute Adhäsions-Eigenschaft zu Kautschuk und hohe Wärmefestigkeit besitzt.
Für die Karkasskorde 41 werden gemeinhin organische Faserkorde mit einem Elastizitäts-Modul im Bereich von 24,5 bis 58,84 MPa (250 bis 600 kgf/mm²) wie Nylon 6, Nylon 6-6, Reyon, Polyester oder Hochmodul-Korde eingesetzt. Falls 840-bis-1890 Denier-Faserkorde verwendet werden, werden derartige Korde vorzugsweise in einen Kautschuk mit einem 100%-Modul von 0,98 bis 4,9 MPa (10 bis 50 kgf/cm²) bei einer Dichte von 35 bis 60 Korden/5 cm eingebettet.
Andere Hochmodul-Fasern schließen Aramid, Vinylon, PEN, PET, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Polyamide ein. Bei der besonderen dargestellten Ausführungsform bestehen die Korde 41 aus Reyon. Die Korde 41 weisen ein E-Modul E von X und eine prozentuale Längung von Y auf. Der bevorzugte Reyon-Kord 41 besitzt X-Werte im Bereich von mindestens bis 10 GPa und prozentuale Längungen in dem Bereich, wie er bei dem bestimmten Kordmaterial gemeinhin gefunden wird.
Wie weiter in Fig. 2B dargestellt, besitzt die Lagenstruktur 38 ein Paar Aufwärts-Umschläge 32, welche jeden Wulstkern 26 umschlingen und sich bis unter die Gürtel 36 zu einem Auslaufende 33 erstrecken.
Wie weiter in Fig. 2 dargestellt, besitzen die Wulstbereiche 22 des Reifens 10 jeweils einen ringförmigen, im wesentlichen undehnbaren ersten bzw. zweiten Wulstkern 26. Die Wulstkerne 26 haben jeweils eine flache Grundebene 27, die durch eine an die radial innersten Flächen der Wulstdrähte anliegende imaginäre Fläche definiert sind. Die ebene Grundfläche 27 besitzt zwei Kanten 28, 29 mit einer Breite "BW" zwischen den Kanten. Der Wulstkern 26 besitzt eine axial innere erste Fläche 23, die sich radial von der Kante 28 aus erstreckt, und eine axial äußere zweite Fläche 25, die sich radial von der Kante 29 aus erstreckt. Die erste Fläche 23 und die ebene Grundfläche 27 bilden einen spitzen eingeschlossenen Winkel α. Die zweite Oberfläche 25 und die ebene Grundfläche 27 bilden einen spitzen eingeschlossenen Winkel β. Der Winkel α ist größer als der oder gleich dem Winkel β. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist α annähernd gleich β.
Der Wulstkern 26 kann weiter eine radial äußere Fläche 31 enthalten, die sich zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 23 bzw. 25 erstreckt. Die radial äußere Fläche 31 hat eine maximale Höhe "BH". Die Höhe BH ist geringer als die Basisbreite BW. Der durch die Flächen 23, 25, 27 und 31 definierte Querschnitt hat vorzugsweise die Gestalt eines gleichschenkligen Dreiecks. Der obere Abschnitt des dreieckförmigen Querschnitts ist allgemein nicht erforderlich, da die Festigkeit des Kerns 26, 26', wie er dargestellt ist, ausreicht, um die Wülste eines nicht aufgepumpten Reifens an der Felge zurückzuhalten.
Der Wulstkern ist vorzugsweise aus einem fortlaufend geschlungenen einzelnen oder monofilamenten Stahldraht aufgebaut. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Draht mit 1,27 mm (0,050 inch) Durchmesser in Lagen geschschlungen, die von radial innen nach radial außen jeweils 8, 7, 6, 4, 2 Drähte enthalten.
Die ebenen Basisflächen des ersten und des zweiten Wulstkerns 26 sind vorzugsweise relativ zur Rotationsachse geneigt, und die Unterseite des geformten Abschnitts des Wulsts ist in gleicher Weise geneigt, wobei die bevorzugte Neigung annähernd etwa 10º relativ zur Rotationsachse, mehr bevorzugt etwa 10,5º beträgt. Die Neigung des Wulstbereichs unterstützt die Abdichtung des Reifens und ist etwa doppelt so groß wie die Neigung des Wulstsitzhorns eines herkömmlichen Reifens, und es wird angenommen, dass dadurch das Aufziehen erleichtert und das Zurückhalten der auf die Felge aufgezogenen Wülste unterstützt wird.
Innerhalb des Wulstbereichs 22 und der radial inneren Teile der Seitenwandabschnitte 20 sind elastomere Hochmoduleinsätze 48 zwischen der Karkasslagen-Verstärkungsstruktur 38 und den jeweiligen Aufschlagenden 32 angeordnet. Die elastomeren Einsätze 48 erstrecken sich vom radial äußeren Abschnitt der Wulstkerne 26 jeweils nach oben in den Seitenwandabschnitt hinein, wobei sie sich allmählich vermindernde Querschnittsbreiten aufweisen. Die elastomeren Einsätze 46 enden radial außen mit einem Abstand G seitlich um mindestens 5 Prozent (5%) der Gürtelbreite des Reifens innerhalb der Gürtelstruktur. Bei der bestimmten dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die elastomeren Füller 46 jeweils in Querrichtung unter die Gürtel 36 von ihren jeweiligen Gürtelenden ab um einen Abstand von ca. 25 Prozent (25%) der Gürtelbreite.
Für die Zwecke dieser Erfindung soll die maximale Querschnittshöhe SH des Reifens als der von dem Nenn-Felgendurchmesser NRD des Reifens aus gemessene Radialabstand zum radial äußersten Teil des Laufstreifenabschnitts des Reifens angesehen werden. Auch soll für die Zwecke dieser Erfindung der Nenn-Felgendurchmesser der Durchmesser des Reifens sein, wie durch seine Größenbezeichnung gegeben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Wulstbereiche 22 weiter mindestens ein kordverstärktes Element 52, 53, das zwischen dem Einsatz 46 und dem Lagenaufschlagende 32 angeordnet ist. Das kordverstärkte Element oder die Elemente 52, 53 besitzen ein erstes Ende 54 und ein zweites Ende 55. Das erste Ende 54 liegt axial und radial innerhalb des zweiten Endes 55. Das kordverstärkte Element oder die Elemente 52, 53 wachsen im radialem Abstand von der Rotationsachse des Reifens 10 als Funktion des Abstandes von dem ersten Ende 54 an. Bei der Darstellung in Fig. 2B umfasst das kordverstärkte Element zwei Komponenten 52, 53 mit einer Breite von etwa 4 cm. Die axial äußere Komponente 52 hat ein radial inneres Ende 54, das radial über der äußeren Kante 29 des ersten und des zweiten Wulstkernes 26 liegt. Die axial innere Komponente 53 hat ein radial inneres Ende, das um etwa 1 cm radial außerhalb der äußeren Kante 29 des Wulstkernes 26 liegt. Die axial inneren und axial äußeren Komponenten 52 bzw. 53 weisen vorzugsweise eine Kordverstärkung aus Reyon, Nylon, Aramid oder Stahl auf. Das zweite Ende 55 des kordverstärkten Elements ist radial außerhalb des Wulstkerns 26 angeordnet und liegt radial mit einem Abstand von mindestens 50% der Querschnittshöhe h innerhalb des Auslaufs des Aufschlagendes 33 der ersten Lage 38.
Die Korde der Elemente 52, 53 sind vorzugsweise so geneigt, dass sie relativ zur Radialrichtung einen eingeschlossenen Winkel in einem Bereich von 25º bis 75º, vorzugsweise von 45º bilden. Wenn zwei Elemente benutzt werden, sind die Kordwinkel vorzugsweise gleich, jedoch einander entgegengesetzt angeordnet. Die Kordverstärkungselemente 52, 53 verbessern die Handling-Eigenschaften eines Wagens mit einem innendrucklosen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Elemente 52, 53 setzen die Übersteuerungstendenz des Wagens in hohem Maße herab, die ein bei drucklos oder mit zu geringem Druck betriebenen herkömmlichen Reifen anzutreffendes bezeichnendes Problem bildet.
Ein gewebeverstärktes Element 61 kann den Wulstbereichen 22 des Reifens 10 hinzugefügt werden. Das gewebeverstärkte Element hat erste und zweite Enden 62 bzw. 63. Das Element ist um die erste und die zweite Lage 38, 40 und den Wulstkern 26 umgeschlagen. Sowohl die ersten wie die zweiten Enden 62, 63 erstrecken sich bis radial über und außerhalb des Wulstkerns 26.
Die Seitenwandabschnitte 20 sind mit ersten Füllern 42 versehen. Der erste Füller 42 wird zwischen der Innenauskleidung 35 und der Verstärkungslage 38 eingesetzt. Der ersten Füller 42 erstrecken sich von jedem Wulstbereich 22 radial bis unterhalb der Verstärkungs-Gürtelstrukturen 36. Wie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 2B und 3B dargestellt, enthalten die Seitenwandabschnitte 20 jeweils einen ersten Füller 42 und einen zweiten Füller 46. Die ersten Füller 42 sind in der vorstehend beschriebenen Weise angebracht. Die zweiten Füller 46 befinden sich jeweils zwischen den ersten Lagen 38 und den aufgeschlagenen Enden 32 der Lage 38. Die zweiten Füller 46 oder bei einer Doppelstruktur 46/48 erstrecken sich von jedem Wulstbereich 22 radial nach außen bis unter die Verstärkungs-Gürtelstruktur 36.
Wie in der Fig. 2B gezeigt, besitzen die ersten Füller 42 eine maximale Dicke B an einem Ort, der annähernd radial mit der maximalen Querschnittsbreite des Reifens 10 ausgerichtet ist, wobei die Dicke B etwa 3 Prozent (3%) der maximalen Querschnittshöhe SH beträgt. Z.B. beträgt bei einem P235/55R17-Tourenreifen die Dicke B des Einsatzes 42 2,5 mm (0,10 inch).
Für die Zwecke dieser Erfindung wird die maximale Querschnittsbreite (SW) des Reifens parallel zur Rotationsachse des Reifens von den axial äußeren Oberflächen des Reifens aus gemessen, ausschließlich der Bezeichnungs-, Schmuck- und anderer Erhebungen und dergleichen. Auch wird für die Zwecke dieser Erfindung die Laufstreifenbreite als der axiale Abstand über dem Reifen senkrecht zur Äquatorialebene (EP) des Reifens angenommen, gemessen von dem Aufstandsfleck des auf den maximalen Standard-Fülldruck aufgepumpten Reifens bei Normbelastung und auf die Felge aufgezogen, für die er ausgelegt ist. Bei den bestimmten in Fig. 2, 3B und 3C dargestellten Ausführungsformen haben die ersten Füller 42 jeweils eine maximale Dicke B, die annähernd 3 Prozent (3%) der maximalen Querschnittshöhe SH an einem radial zur maximalen Querschnittsbreite des Reifens ausgerichteten Ort (h) beträgt.
Die zweiten Füller 46 besitzen an einem Ort, der über der maximalen Querschnittsbreite des Reifens liegt, eine Dicke C von mindestens einem und einem halben Prozent (1,5%) der maximalen Querschnittshöhe SH des Reifens 10. Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die elastomeren zweiten Füller 46 jeweils an einem radialen Ort von etwa 75% der Querschnittshöhe SH eine Dicke C von annähernd einem und einem halben Prozent (1,5%) der maximalen Querschnittshöhe SH des Reifens. Z.B. beträgt bei einem Hochleistungsreifen der Größe P275/40ZR17 die Dicke C des Reifens 2 mm (0,08 inch). Am Ort h, der annähernd radial mit dem Ort der maximalen Querschnittsbreite des Reifens ausgerichtet ist, beträgt die Dicke des zweiten Füllers 46 1,3 mm (0,05 inch).
Die gesamte Querschnittsdicke der Kombination aus elastomeren Füllern 42, 46 bleibt von den Wulstkernen 26 zum radialen Ort der maximalen Querschnittsbreite (SW) fortschreitend vorzugsweise konstant. Die gesamte Seitenwand- und Karkassdicke beträgt am Ort E der maximalen Querschnittsbreite etwa 11,5 mm (0,45 inch) und steigt in dem Bereich, wo sie in die Schulter übergeht, in der Nähe der Laufstreifen-Querkanten 14, 16 zu einer Gesamtdicke F an, wobei F weniger als 200 Prozent (200%) der an der maximalen Querschnittsbreite SW des Reifens gemessenen Gesamt-Seitenwanddicke beträgt. Vorzugsweise beträgt die Gesamtdicke F der Seitenwand im Schulterbereich des Reifens mindestens einhundert fünf und zwanzig Prozent (125%) der Gesamt-Seitenwanddicke an der maximalen Querschnittsbreite (SW), mehr bevorzugt mindestens 150%. Dieses Verhältnis bedeutet, dass die Seitenwand wesentlich dünner als bei den Notlauf-Reifen des Vorgängertyps ist.
Wie bei den herkömmlichen Hochleistungsreifen können die in den Figuren der verschiedenen Ausführungsformen dargestellten Reifen das Hochgeschwindigkeits-Verhalten des Reifens durch Anwenden einer Gewebedecklage 59 verbessern, die über der den Laufstreifen verstärkenden Gürtelstruktur 36 angeordnet ist. Z.B. können zwei Lagen mit Nylon- oder Aramid-Korden über jede der Verstärkungs-Gürtelstrukturen 36 angeordnet werden, wobei die Querenden sich über die Querenden der Gürtelstrukturen 36 hinaus erstrecken. Alternativ kann eine Einzellage von spiralig gewundenem Aramid-verstärkten Gewebe als eine Decklage verwendet werden. Das Aramidmaterial hat einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul als Nylon und ergibt dementsprechend eine festere Reifenverstärkung als zwei Nylonlagen. Die Anmelder haben gefunden, dass bei einem Reifen mit einer Einzellage von Aramid-Decklage ein Zuwachs von mehr als 10% in Hochgeschwindigkeits-Fähigkeit erreicht werden kann. Allgemein wird die Verwendung von Aramid-Material in PKW-Reifen- Anwendungen vermieden, teilweise wegen der Tatsache, dass das Material schlechte Geräusch-Eigenschaften zeigt und die Resonanzgeräusche durch die relativ dünnen Seitenwände der PKW-Reifen durchlässt. Die Reifen der Anmelderin dieser Erfindung benutzen verstärkte Seitenwände, welche die durch den Reifen erzeugten Geräusche bemerkenswert dämpfen. Die geräuschdämpfenden Seitenwände erlauben die Verwendung einer Aramid-Decklage, ohne unannehmbare Geräuschpegel auftreten zu lassen.
Die zweiten Füller 46, wie sie gezeigt sind, bestehen aus einem oder zwei oder mehr unterschiedlichen elastomeren Materialien, wobei bei der in Fig. 2B als 46, 48 gezeigten Zweier-Verbundversion die Einsätze-Abschnitte radial außerhalb des Kernreiterabschnitts 48 sitzen. Diese Füllereinsätze 46 können bei Mehrfach-Einsätzen zwischen benachbarte Lagen eingesetzt verwendet werden, wenn, wie in Fig. 6B gezeigt, mehr als zwei Lagen in der Karkassstruktur vorhanden sind. Die bevorzugten Ausführungsformen benutzten nur einen Verbund oder ein Material in den Einzeleinsätzen 46, die sich von dem Wulstkern 26 bis unter die Gürtelstruktur 36 erstreckten.
Alternativ können die Einsätze 46 selbst kordverstärkt sein, und in der Ausführungsform nach Fig. 4 wird die Benutzung von benachbarten Füllern 46 als günstig angesehen. Die mehreren benachbarten mit Kord 41 verstärkten Füller können so positioniert werden, dass die radial äußeren Enden entweder unter der Gürtelstruktur auslaufen, während die radial inneren Enden benachbart zu den Wulstkernen 26 auslaufen oder, gleichartig wie eine Lage, um die Wulstkerne 26 herumgeschlagen sind. Die Einsätze 46 können alternativ mit kurzen Fasern 82 beladen sein, wie in Fig. 5 gezeigt, welche dann vorzugsweise mit einem Winkel von mindestens 45º ausgerichtet sind, um die Radial- und die Quersteifigkeit des Einsatzes zu verbessern, vorzugsweise sind die Fasern radial gerichtet. Vorzugweise sind die Korde 41 oder Kurzfasern 82 aus textilen oder synthetischen Materialien wie Reyon, Nylon, Polyester oder Aramid hergestellt. Diese Korde 41 oder Kurzfasern 82 können radial gerichtet oder mit Schrägwinkeln vorzugsweise von mindestens 45º positioniert sein, sollten sich jedoch nicht in Umfangsrichtung erstrecken. Zusätzlich können die Einsätze 80 mit Hochmodul-Stahlkorden verstärkt sein. In einem solchen Fall sollten die Auslaufenden sicher zwischen Lagen eines anderen kordverstärkten Elements oder einer Komponente wie dem Gürtel 36, der Lage 38 und dem Umschlag 32, und anderen Gewebe- oder Kordverstärkungen 52, 53 eingelagert sein. Zusätzlich können die Enden mit Benutzung eines Sägezahn- oder sinusförmigen Musters beschnitten sein, um sicherzustellen, dass der Übergang von den undehnbaren Stahlkordenden zu dem dehnbaren Reyon über einen größeren linearen Weg gespreizt wird, um Endentrennung zu vermeiden.
Der erste Füllereinsatz 42 wird vorzugsweise aus Elastomermaterial hergestellt. Der erste Füller verhindert im vorliegenden Fall den Zusammenbruch der Reifenseitenwand beim Betrieb mit Fülldruck Null, und der Einsatz kann in einem weiten Bereich von Shore A-Härtewerten von einem relativ weichen Shore A mit etwa 50 bis zu einem sehr harten Wert 85 liegen, wobei die Materialform und das Querschnittsprofil entsprechend abgewandelt wird, um sicherzustellen, dass das Fahrverhalten und die Seitenwand-Federungsrate annehmbar ist. Je steifer das Material, um so dünner ist allgemein der Querschnitt.
Der zweite Füller 46 kann relativ zum dem ersten Einsatzfüller 42 mit den gleichen oder mit unterschiedlichen physikalischen Material-Eigenschaften ausgestattet sein. Das bedeutet, dass die Kombination eines harten zweiten Füllers mit einem weichen ersten Füller in Erwägung gezogen wird, wie auch die Kombination eines harten ersten Füllers 42 mit einem weicheren zweiten Füller 46. Die elastomeren Materialien des zweiten Füllers 46 liegen in gleicher Weise in dem Bereich Shore A-Härte 50 bis 85.
Die zweiten Füller 46 wirken, wenn sie unverstärkt sind, als ein Abstandhalter zwischen den einander benachbarten Teilen Lage 38 und ihrem Umschlag 32. Die Korde der Lagen, insbesondere der radial äußere Lagenumschlag wird, wenn der Reifen ohne Druck betrieben wird, unter Spannung gesetzt. Wenn sie verstärkt sind, tragen die Füller 80 auch zur Seitenwand-Stützstruktur bei.
Wie gezeigt, setzen die Seitenwände, wenn sie mit Fülldruck Null oder auch bei Innendruck abgelenkt werden, die radial äußeren Korde unter Zugspannung, während die radial inneren Korde beim Erfahren einer nach unten gerichteten Last versuchen, örtlich die Korde zu komprimieren, wenn der Reifen einen Druckverlust erleidet oder abgelenkt wird. Dieses Belastungsmerkmal ist gleichartig für diesen erfindungsgemäßen Reifen 10, wie es bei der Struktur des Reifens 100 nach dem Stand der Technik nach Fig. 1 der Fall und in US-PS 5 368 082 beschrieben war.
Nach Fig. 6 kann durch Ändern des Moduls der Korde 41 in der Lage 38 und der Korde 41 oder 43 der verstärkten Einsätze 80, wobei die Korde in der einen Lagenstruktur 38 einen anderen Modul als die verstärkte Einsatzstruktur 80 aufweisen, vorzugsweise ein im wesentlichen unterschiedlich überraschender substanzieller Anstieg der Notlauf-Beständigkeit mit dem zusätzlichen Vorteil von Verbesserungen des Fahrverhaltens erreicht werden.
Der Reifen 10, wie er vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht es dem Reifenausleger, Merkmale einer Auslegung eines bestimmten Reifens zum Erzielen eines sanften luxuriösen Gefühls oder eines steiferen Verhaltensgefühls abzustimmen. Weiter erlaubt die oben beschriebene neuartige Kombination den Bau von Reifen mit höheren Querschnitts-Verhältnissen, als es bisher praktisch ausführbar war. Die Kombination der neuartigen Merkmale bedeutet, dass der Ausleger gleichermaßen zwischen einem erweiterten Notlauf-Verhalten oder einer Reifengewicht-Verringerung wählen kann.
Das Notlauf-Verhalten des Reifens kann weiter verbessert werden, indem eine Lagenbeschichtung bei jeder Schicht der Verstärkungslagen- Strukturen 38 oder 80 mit einem elastomeren Material vorgesehen wird, das im wesentlichen die gleichen physikalischen Eigenschaften besitzt wie das Material der elastomeren Füller 42, 46. Wie dem auf dem Gebiet der Reifentechnik Erfahrenen gut bekannt ist, ist die Lagenbeschichtung einer Gewebeschicht die Schicht unvulkanisiertes elastomeres Material, die auf das Gewebe aufgebracht wurde, bevor es in die gewünschte Form geschnitten und an der Reifenaufbautrommel an den Reifen angelegt wird. Bei vielen Anwendungen ist es zu bevorzugen, dass das als Lagenbeschichtung für die Lagenschichten benutzte elastomere Material gleichartig dem bei den Verstärkungsfüllern 42, 46 benutzten elastomeren Material ist.
In der Praxis sind die bei dieser Erfindung für den genannten Luftreifenaufbau verwendeten Kautschukgemische für die ersten Füller 42, die zweiten Füller 46 und die Lagenbeschichtungen für eine oder mehrere Lagenstrukturen 38 und 80, vorzugsweise durch physikalische Eigenschaften gekennzeichnet, welche ihre Verwendung bei der Erfindung verbessern, und die zusammen als von Eigenschaften der Kautschukmassen abweichend angesehen werden, welche normalerweise bei Luftreifen- Seitenwänden Verwendung finden, insbesondere, was die Kombination von ersten und zweiten Füllern 42 und 46 mit Lagen 38 und/oder 80 betrifft, die eine Kombination von entweder ungleichen oder gleichartig hohen Steifigkeiten aufweisen, jedoch im wesentlichen niedrigen Hysterese- Eigenschaften, wie nachfolgend beschrieben wird.
Während vorzugsweise die Diskussion hier sich auf die Lagenbeschichtung(en) für eine oder mehrere der Lagenstrukturen 38 und 80 bezieht, beziehen sich bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung die hier angesprochenen Lagenbeschichtungen auf Lagenbeschichtungen für beide Lagen 38 und 40, es sei denn, dass nur eine solche Lage benutzt wird.
Insbesondere werden für die Zwecke dieser Erfindung beide genannten Füller 42 und 46 so bewertet, dass sie einen hohen Grad von Steifigkeit aufweisen, doch auch für einen solchen Steifigkeitsgrad eine relativ niedrige Hysterese besitzen.
Die Steifigkeit der Kautschukmasse für die Füller 42 und 46 ist für die Steifigkeit und die Dimensionsstabilität der Reifenseitenwand erwünscht.
Die Steifigkeit der Kautschukmasse für die Lagenbeschichtung für eine oder mehrere der Lagen 38 und 80 ist für die Gesamt-Dimensionsstabilität der Reifenkarkasse einschließlich ihrer Seitenwände erwünscht, da sie sich durch beide Seitenwände und über den Kronenabschnitt des Reifens erstreckt.
Als ein Ergebnis wird es so angesehen, dass die Steifigkeits-Eigenschaften der genannten Kautschukmassen der ersten und zweiten Füller 42 und 46 und der Lagenstrukturen 38 und/oder 80 mit den Lagen 38 und/oder 80 zusammenwirken, um einander zu verstärken und die genannte Dimensionsstabilität der Reifenseitenwände bis zu einem höheren Ausmaß zu verbessern, als wenn einer der genannten Füller oder eine Lagenbeschichtung allein mit einer Kautschukmasse hoher Steifigkeit versehen wäre.
Es ist jedoch anzuerkennen, dass es erwartet wird, dass Kautschukarten mit einem hohen Steifigkeitsgrad bei Luftreifen normalerweise außerordentliche interne Wärmeerzeugung hervorrufen, während Betriebsbedingungen (wenn sie als Reifen an einem unter Last laufenden Fahrzeug und/oder ohne Fülldruck arbeiten), insbesondere, wenn die Steifigkeit des Kautschuks durch ein eher herkömmliches Verfahren erreicht wird, indem einfach sein Gehalt an Kohlenstoffruß erhöht wird. Eine derartige interne Wärmeerzeugung in der Kautschukmasse ergibt typischerweise einen Temperaturanstieg der steifen Kautschuk- und zugeordneten Reifenstrukturen, die möglicherweise für die Nutzlebensdauer des Reifens schädlich sein kann.
Die Hysterese der Kautschukmasse ist ein Maß für ihre Tendenz, unter Betriebszuständen interne Wärme zu erzeugen. Relativ gesprochen erzeugt ein Kautschuk mit einer niedrigen Hysterese-Eigenschaft unter Betriebsbedingungen weniger interne Wärme als eine sonst vergleichbare Kautschukmasse mit einer wesentlich höheren Hysterese. So ist nach einem Aspekt eine relativ niedrige Hysterese bei der Kautschukmasse für die Füller 42 und 46 und der/den Lagenbeschichtung(en) für eine oder mehrere der Lagen 38 erwünscht.
Hysterese ist ein Ausdruck für in einem Material (z.B. einer vulkanisierten Kautschukmasse) durch angewendete Arbeit freigesetzte Wärmeenergie, und eine niedrige Hysterese einer Kautschukmasse wird durch einen relativ hohen dynamischen Rückprall-Härtewert, eine relativ niedrige interne Reibung und relativ niedrige Verlustmodul-Eigenschaftswerte bezeichnet.
Dementsprechend ist es wichtig, dass die Kautschukmassen für einen oder mehrere Füller 42 und 46 und die Lagenbeschichtungen für eine oder mehrere Lagen 38 und 80 die Eigenschaften sowohl relativ hoher Steifigkeit als auch niedriger Hysterese aufweisen.
Die nachfolgenden ausgewählten gewünschten Eigenschaften der Kautschukmassen für die Füller 42 und 46 als auch für die Lagenbeschichtungen für eine oder mehrere der Lagen 38 sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
¹ Goodrich Flexometer-Test, ASTM-Test Nr. D623
² Shore-Härtetest Test, ASTM-Test Nr. D2240
³ Spannungsmodul-Test, ASTM-Test Nr. D412
&sup4; Zwick-Rückprall-Test, DIN 53 512
Die bezeichnete Härte-Eigenschaft wird als in einem ausgedehnten Bereich von gemäßigten Kautschukhärten liegend angesehen, die durch die Verwendung der neuartigen Lagenstruktur zugelassen sind.
Die bezeichnete Modul-Eigenschaft bei 100%-Modul wird statt eines 300%-Moduls benutzt, weil der vulkanisierte Kautschuk eine relativ niedrige endgültige Längung an seinem Bruchpunkt aufweist. Ein derartiger vulkanisierter Kautschuk wird als steif angesehen.
Die bezeichnete statische an einem Flexometer gemessene Komprimierungs-Eigenschaft ist ein weiteres Anzeichen für die relativ hohe Steifigkeit des vulkanisierten Kautschuks.
Die bezeichnete E'-Eigenschaft ist ein Koeffizient der Speicherung oder Elastikmodul-Komponente der viskoelastischen Eigenschaft, die eine Anzeige für die Steifigkeit des Materials (z.B. der vulkanisierten Kautschukmasse) ist.
Die bezeichnete E"-Eigenschaft ist ein Koeffizient der Verlust- oder Viskositätsmodul-Komponente der viskoelastischen Eigenschaft, die wiederum eine Anzeige der hysteretischen Natur des Materials (z.B. der vulkanisierten Kautschukmasse) ist.
Die Verwendung beider Eigenschaften, der E'-Eigenschaft und der E"- Eigenschaft, zum Kennzeichnen der Steifigkeit und der Hysterese von Kautschukmassen ist für in derartigen Kennzeichnungen von Kautschuk Erfahrene wohl bekannt.
Der angegebene Wärmeentwicklungswert wird durch einen Goodrich- Flexometer-Test (ASTM D623) gemessen und ist für die interne Wärmeerzeugung des Materials (z.B. der vulkanisierten Kautschukmasse) bezeichnend.
Die angegebene Kalt-Rückprallhärte-Testeigenschaft bei 23ºC (Raumtemperatur) wird mit dem Zwick-Rückprall-Test (DIN 53512) gemessen und ist für den elastischen Wirkungsgrad (Resilienz) des Materials (z.B. der vulkanisierten Kautschukmasse) bezeichnend.
So bezeichnen die in Tabelle 1 dargestellten Eigenschaften eine vulkanisierte Kautschukmasse mit relativ hoher Steifigkeit, gemäßigter Härte und für einen Kautschuk mit solcher hoher Steifigkeit relativ niedriger Hysterese.
Die niedrige Hysterese wird durch den relativ niedrigen Wärmeaufbau, die niedrigen E"-Werte und die hohen Rückprallhärte-Eigenschaften demonstriert und als für eine Kautschukmasse notwendig angesehen, bei der eine relativ niedrige interne Wärmeerzeugung im Betrieb erwünscht ist. Beim Bereiten der verschiedenen Reifenkomponenten können verschiedene Kautschukarten benutzt werden, die vorzugsweise relativ hohe ungesättigte Kautschukarten auf Dien-Basis sind. Repräsentative Beispiele derartiger Kautschukarten sind, ohne sie so zu begrenzen: Styrol-Butadien-Kautschuk, Naturkautschuk, cis-1,4- und 3,4-Polyisopren-Kautschuke, cis-1,4- und Vinyl-1,2-Polybutadien-Kautschuke, Acrylnitril- Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Kautschuk und Styrol- Isopren-Kautschuk.
Verschiedene der bevorzugten Kautschukarten für die Kautschukmassen für die Füller 42 und 46 und die Lagenbeschichtung(en) für einen oder mehrere der Lagen 38 und 80 sind natürlicher cis-1,4-Polyisopren- Kautschuk, Isopren/Butadien-Kautschuk und cis-1,4-Polybutadien- Kautschuk.
Bevorzugte Kombinationen oder Mischungen von Kautschukarten sind natürlicher cis-1,4-Polyisopren-Kautschuk und cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk für die Füller und natürlicher cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk und Isopren/Butadien-Copolymer-Kautschuk für die Lagenbeschichtung(en).
Bei einer bevorzugten Praxis enthalten, basierend auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, (A) die Füller etwa 60 bis 100, vorzugsweise etwa 60 bis 90 Teile Naturkautschuk und dementsprechend bis 40, vorzugsweise etwa 40 bis etwa 10 Teile von mindestens einer der Kautschukarten cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk und Isopren/Butadien-Kautschuk, bevorzugterweise cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk, wobei der ggf. verwendete Isopren/Butadien-Kautschuk maximal mit 20 Teilen vorhanden ist, und (B) die Lagenbeschichtung(en) bis zu 100, vorzugsweise etwa 80 bis etwa 100 und mehr bevorzugt etwa 80 bis etwa 95 Teile Naturkautschuk und dementsprechend bis zu etwa 100, vorzugsweise bis zu etwa 20 und mehr bevorzugt etwa 20 bis etwa 5 Teile mindestens einer der Kautschukarten Isopren/Butadien-Copolymer-Kautschuk und cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk, vorzugsweise einen Isopren/ Butadien-Kautschuk; wobei das Verhältnis von Isopren zu Butadien bei dem genannten Isopren/Butadien- Copolymer-Kautschuk in einem Bereich von etwa 40/60 bis zu etwa 60/40 liegt.
Es wird weiter so betrachtet und wird als innerhalb der Absicht und des Umfangs dieser Erfindung liegend angesehen, dass ein kleiner Anteil wie etwa 5 bis etwa 15 Teile von einer oder mehreren Kautschukarten, die durch Polymerisation in organischer Lösungs hergestellt sind, in dem genannten Naturkautschuk, und in cis-1,4-Polybutadien-Kautschuk und/oder in Isopren/Butadien-Kautschukmasse(n) für die genannten Füller- und/oder Lagenbeschichtungsmasse(n) enthalten sind, wobei die Option und Selektion solcher zusätzlicher Kautschukarten durch eine auf dem Gebiet der Kautschukmassen erfahrenen Person ohne unnötige experimentelle Vorarbeit getroffen werden kann.
So wird unter diesen Umständen die Beschreibung der Füller- und Lagenbeschichtungs-Kautschukart in einer "umfassenden" Weise dargestellt mit der Absicht, dass geringe Anteile solcher über Lösungspolymerisation hergestellter Elastomere hinzugefügt werden können, solange die genannten physikalischen Eigenschafts-Parameter für die vulkanisierte Kautschukmasse erfüllt werden. Es wird in Betracht gezogen, dass derartige Kautschukmischungen ohne unnötige Versuchsarbeit in dem Erfahrungsbereich von auf dem Gebiet der Kautschukmassenmischung Erfahrenen liegen.
Zwar nicht notwendigerweise darauf beschränkt, sind derartige andere in Betracht gezogene, über Lösung hergestellte Kautschukarten Styrol/Butadiene und Polymere von einem oder mehreren Isopren(en) und Butadien(en) wie 3,4-Polyisopren, Styrol/Isopren/Butadien-Terpolymere und mittlere Vinyl-Polybutadiene.
Es sollte leicht durch auf diesem Fachgebiet Erfahrene zu verstehen sein, dass die Kautschukmassen für Komponenten des Luftreifens einschließlich der ersten und zweiten Füller 42 bzw. 46 wie auch für die Lagenbeschichtung(en) für eine oder mehrere Lagen 38 durch Verfahren zusammengestellt werden können, die allgemein auf dem Gebiet der Kautschuk- Mischungen bekannt sind, wie das Mischen verschiedener schwefelvulkanisierbare Bestandteile bildender Kautschukarten mit verschiedenen üblicherweise benutzten Zusatzmaterialien wie beispielsweise Vulkanisierhilfen, wie Schwefel, Aktivatoren, Verzögerern und Beschleunigern, Verarbeitungszusätzen, wie Kautschukweichmacheröle, Harze einschließlich klebrigkeitsfördernde Harze, Siliziumoxidarten und Plastifizierern, Füllern, Pigmenten, Stearinsäure und anderen Materialien, wie Tallöl- Harze, Zinkoxide, Wachse, Antioxidanten und Antiozonanten, Peptisiermittel und Verstärkungsmaterial wie z.B. Kohlenstoffruß. Wie auf diesem Gebiet Erfahrenen bekannt, werden in Abhängigkeit von der in Betracht gezogenen Verwendung der mit Schwefel vulkanisierbaren und durch Schwefel vulkanisierten Materialien (Kautschukarten) die verschiedenen Zusätze ausgewählt und gemeinhin in konventionellen Mengenanteilen benutzt.
Typische Zusätze von Kohlenstoffruß umfassen etwa 30 bis etwa 100 Gewichtsteile Dien-Kautschuk (bezogen auf 100 Teile des gesamten Kautschuks, bezeichnet durch phr), obwohl etwa 40 bis etwa maximal 70 phr Kohlenstoffruß für die hochsteifen Kautschukarten wünschenswert sind, die für die zur Verwendung bei dieser Erfindung bezeichneten Füller und Lagenbeschichtung(en) eingesetzt werden. Typische Mengen von ggf. benutzten Harzen einschließlich der die Klebrigkeit erhöhenden Harze und Steifigkeits-Harze enthalten nichtreaktive klebrigkeitsbildende Phenol- Formaldehyd-Harze und auch Versteifungsharze von reaktiven Phenol- Formaldehyd-Harzen und Resorzinol oder Resorzinol und Hexamethylen- Tetramin, die zusammen etwa 1 bis 10 phr umfassen können, mit einem minimalen Klebrigmacher-Harz von ggf. 1 phr und einem ggf. benutzten minimalen Versteifungsharz von 3 phr. Derartige Harze können manchmal als Harze vom Phenol-Formaldehyd-Typ bezeichnet sein. Typische Anteilmengen von Verarbeitungshilfen umfassen etwa 4 bis etwa 10,0 phr. Typische Anteile von ggf. zugesetztem Siliziumdioxid umfassen etwa 5 bis etwa 50 phr, obwohl auch etwa 5 bis etwa 15 phr erwünscht sind, und ggf. verwendete Anteile von Siliziumdioxid-Koppelmittel umfassen etwa 0,05 bis 0,25 Teile pro Gewichtsteil Kieselsäure. Repräsentative Kieselsäuren können beispielsweise hydratisierte amorphe Kieselsäuren sein. Ein repräsentatives Kopplungsmittel kann beispielsweise ein bifunktionaler Schwefel sein, der Organosilane enthält, wie z.B. bis-(3-Triethoxy-silylpropyl)tetrasulfid, bis-(3-Trimethoxy-silylpropyl)tetrasulfid und bis-(3- Trimethoxy-silylpropyl)tetrasulfid-Pfropf-Kieselsäure von Degussa AG. Typische Anteile von Antioxidanten umfassen 1 bis etwa 5 phr. Repräsentative Antioxidanten können beispielsweise Diphenyl-p-Phenylendiamin und andere sein, wie sie im Vanderbilt Rubber Handbook (1978) auf Seiten 344-346 beschrieben sind. Geeignete Antiozonanten und Wachse, insbesondere mikrokristalline Wachse, können von dem Typ sein, wie sie im Vanderbilt Rubber Handbook (1978) auf den Seiten 346-347 gezeigt sind. Typische Anteile von Antiozonanten umfassen 1 bis etwa 5 phr. Typische Anteile von Stearinsäure und/oder Tallöl-Fettsäuren können etwa 1 bis etwa 3 phr umfassen. Typische Anteile von Zinkoxid umfassen etwa 2 bis zu etwa 8 oder 10 phr. Typische Anteile von Wachsen umfassen 1 bis etwa 5 phr. Typische Anteile von Peptisiermitteln umfassen 0,1 bis etwa 1 phr. Die Anwesenheit und die relativen Mengen der genannten Additive sind kein Aspekt der vorliegenden Erfindung, die in erster Linie auf die Benutzung angegebener Mischungen von Harzen in Reifenlaufstreifen als durch Schwefel vulkanisierbare Massen gerichtet ist.
Die Vulkanisierung wird in Anwesenheit eines Schwefel-Vulkanisiermittels ausgeführt. Beispiele von geeigneten Schwefel-Vulkanisiermitteln enthalten elementaren Schwefel (freien Schwefel) oder Schwefel abgebende Vulkanisiermittel, beispielsweise ein Amin-Disulfid, polymere Polysulfide oder Schwefel-Olefin-Addukte. Vorzugsweise ist das Schwefel-Vulkanisiermittel elementarer Schwefel. Wie auf diesem Gebiet Erfahrenen bekannt ist, werden Schwefel-Vulkanisiermittel in einem Anteil benutzt, der von etwa 0,5 bis etwa 8 phr reicht, wobei ein Bereich von etwa 3 bis etwa 5 phr für die bei dieser Erfindung zur Verwendung erwünschten steifen Kautschukarten bevorzugt wird.
Beschleuniger werden benutzt, um die für die Vulkanisierung erforderliche Zeit und/oder Temperatur zu steuern und die Eigenschaften des Vulkanisats zu verbessern. Bei einer Ausführungsform kann ein Einzelbeschleuniger-System benutzt werden, d.h. ein Primärbeschleuniger. Üblicherweise wird ein Primärbeschleuniger in Anteilen benutzt, die von 0,5 bis etwa 3 phr reichen. Bei einer anderen Ausführungsform werden Kombinationen von zwei oder mehr Beschleunigern benutzt, bei welchen ein Primärbeschleuniger allgemein in einem größeren Anteil (0,5 bis etwa 2 phr) und ein Sekundärbeschleuniger allgemein in kleinerem Anteil (0,05- 0,50 phr) verwendet wird, um die Eigenschaften des Vulkanisats zu aktivieren und zu verbessern. Kombinationen derartiger Beschleuniger sind in der Geschichte dafür bekannt, dass sie einen synergistischen Effekt der endgültigen Eigenschaften der mit Schwefel vulkanisierten Kautschuke erzeugen, die oft etwas besser sind als solche, die von einem der beiden Beschleuniger allein erzeugt werden. Zusätzlich können Beschleuniger mit verzögerter Wirkung benutzt werden, die weniger durch die normalen Verarbeitungs-Temperaturen beeinflusst werden, jedoch zufriedenstellende Vulkanisierungen bei normalen Vulkanisierungs-Temperaturen erzeugen. Repräsentative Beispiele von Beschleunigern enthalten Amine, Disulfide, Guanidine, Thio-Harnstoffe, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate und Xanthate. Vorzugsweise ist der Primärbeschleuniger ein Sulfenamid. Wenn ein zweiter Beschleuniger verwendet wird, ist der Sekundärbeschleuniger vorzugsweise ein Guanidin, Dithiocarbamat oder eine Thiuram-Verbindung, obwohl auch ein zweiter Sulfenamid-Beschleuniger eingesetzt werden kann. Bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung werden ein Beschleuniger, und manchmal zwei oder mehr Beschleuniger für die hochsteifen Kautschukarten bevorzugt.
Der Reifen kann durch verschiedene dem auf diesem Fachgebiet Erfahrenen leicht zugängliche Verfahren aufgebaut, gestaltet, geformt und vulkanisiert werden.
Wie beschrieben, wurden die Testreifen 10 und der Reifen 100 nach dem Stand der Technik mit Benutzung der physikalischen Eigenschaften der Lagenbeschichtung der Einsätze aufgebaut, wie sie in dem Patent nach dem Stand der Technik beschrieben ist. Der Reifen 10 nach der vorliegenden Erfindung legt die Benutzung eines breiteren Bereiches von Materialien unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften nahe, so dass die Füller 42, 46 und 48 und die Lagenbeschichtungen für die Lage 38 in bestimmter Weise verschieden und für die gewünschten Fahr-, Handling- und nötigen Notlauf-Verhaltensweisen ausgewählt sind. Mit anderen Worten kann der Reifenentwickler wahlweise die Materialien einzeln abstimmen, um das gewünschte Reifenverhalten zu erreichen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1

Die folgenden Kautschukmassen sind vorgesehen und dazu bestimmt, für Kautschukmassen exemplarisch zu sein, mit Eigenschaften, die in den Bereich der in Tabelle 1 beispielsweise dargestellten Eigenschaften fallen.
Kautschukmassen werden durch herkömmliche Kautschukmischvorgänge vorbereitet und gemischt und bestehen aus den in Tabelle 2 gezeigten Materialien, welche Kautschukmassen darstellen, die zur Verwendung als Füller 42 und 46 und Lagenbeschichtung(en) für eine oder mehrere der Lagen 38 und 80 herangezogen werden. Die angezeigten Anteile von Materialien wurden für die Darstellung dieses Beispiels aufgerundet. Tabelle 2
¹ cis-1,4-Polyisopren-Art
² Copolymer mit Isopren/Butadien-Verhältnis von ca. 1 : 1
³ 1,4-Polybutadien-Kautschuk mit hohem cis-1,4-Polybutadien-Gehalt
Übliche Mengen von Kautschuk-Weichmacheröl und Tallöl-Fettsäure, zusammen etwa 5 Teile mit einem Minimum von jeweils einem Teil; Abbau-Verhinderer; Klebrigmacher- und Versteifungsharze, in erster Linie vom Phenolformaldehyd-Typ in einer Menge von etwa 6 phr; und Silizium- Dioxid und Kopplungsmittel für dieses werden mit zwei Beschleunigern bei der Lagenbeschichtungs-Masse und einem Beschleuniger bei der Füllerkautschuk-Masse verwendet.
Die Kautschukmassen werden geformt und bei etwa 150ºC während etwa 20 min vulkanisiert.
Bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung wird es als wichtig angesehen, dass die Kautschukmassen für einen der Füller oder beide Füller 42 und 46 und die Lagenbeschichtung(en) für eine oder mehrere der Lagen 38 und 40 relativ sehr steif, von gemäßigter Härte sind und eine niedrige Hysterese aufweisen.
Weiter wird normalerweise gewünscht, dass die Kautschukmassen für die Füller 42 und 46 relativ zu den Kautschukmassen für die Lagenbeschichtungen für die Lage 38 und den Einsätzen 80 von leicht höherer Steifigkeit, etwas härter sind, und dass beide Kautschukmassen eine relativ niedrigere Hysterese haben.
Es ist wichtig, anzuerkennen, dass die bezeichneten physikalischen Eigenschaften der Kautschukmassen in Tabelle 1 für Proben derselben bestimmt sind und dass die Abmessungen einschließlich der Dicke der sich daraus ergebenden Reifenkomponenten (Füller und Lagen) als Faktoren in Rechnung gestellt werden müssen, welche zur Gesamtsteifigkeit und Dimensionsstabilität der Reifenseitenwand und -karkasse beitragen.
Es wird als wichtig angesehen, dass die Steifigkeit der Kautschukmasse für die Füller 42 und 46 etwas höher als die der genannten Lagenbeschichtungs-Kautschukmasse ist, weil sie nicht ein Teil einer gewebeverstärkten Lage ist und da es weiter erwünscht ist, ihre Steifigkeits-Eigenschaft etwas zu maximieren.
Die Hysterese oder E" und die Wärmeaufbauwerte sind für die Kautschukmasse für die genannten Füller erwünschtermaßen etwas geringer als die für die Kautschukmasse für die Lagenbeschichtung(en), wegen der Masse der Füller gegenüber den dünnen Abmessungen der gewebeverstärkten Lagen.
Der Abrieb des Reifens im unteren Wulstbereich radial außerhalb der Karkassstruktur 30 benachbart zum Felgenhorn kann speziell während der Verwendung des Reifens im nicht aufgepumpten Zustand minimiert werden, wenn Hartkautschuk-Scheuerleisten-Abschnitte 60 vorgesehen werden.
In Fig. 7 ist der gleiche Seitenwandaufbau vorhanden, wie er in Fig. 2A oder 2B gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Kordverstärkungen 52, 53 durch den Wulstkern 26A ersetzt werden können. Der Wulstkern 26A hat einen radial äußeren Dreieck-Abschnitt, der seitlich auswärts von der Wulstbasis vorkragt und sich radial nach außen über das Auslegungs- Felgenhorn erstreckt, an dem der Reifen 10 anzubringen ist. Dieser Wulstkern 26A verschafft der unteren Seitenwand 20 eine Quersteifigkeit für verbessertes Handling, während die Notwendigkeit für Kordverstärkungen wegfällt. Wenn alternativ zusätzliche Abstützung benötigt wird, kann die Kombination von Verstärkungen 52, 53 und Wulstkern 26A eingesetzt werden.
In Fig. 8 sind die Kordverstärkungen 52, 53 durch eines oder mehrere diagonalkordverstärkte Elemente 70 ersetzt, welches Element 70 allgemein als eine "Wulstfahne" bezeichnet wird, die um den Wulstkern 26 geschlungen ist und sich radial nach außen an jeder Seite des Füllers 46 erstreckt bis zu Enden, die radial in gleichartigem Abstand dort liegen, wo die Verstärkungen 52, 53 geendet hätten, wenn sie eingesetzt worden wären. Diese einzelne Komponente setzt die Komponentenzahl nach Fig. 2 der bevorzugten Ausführungsform um eins herab. Die Wulstfahne oder Wulstfahnen 70 ist/sind vorzugsweise aus Korden aus dem gleichen Material hergestellt, wie es für die Verstärkungen 52, 53 beschrieben wurde, und weist in gleicher Weise schräg gerichtete Korde auf, die vorzugsweise mit etwa 45º ausgerichtet sind und, wenn mehrere Wulstfahnen 70 benutzt werden, mit versetzten Enden.
Ein wichtiges Merkmal aller gezeigten Ausführungsformen ist, dass die radial äußeren Enden der Einsätze 42, 46, 80 sich in ihrem Querschnitt beim Annähern an die Gürtel verjüngen und ihre Querschnittsdicke an ihren jeweiligen Enden rasch verringern, wobei die Enden meist bevorzugt gegeneinander versetzt sind und beide in dem Bereich von 5% bis 25% der Gürtelbreite axial innerhalb vom Querende der Gürtelstruktur 36 aus enden. Falls die Einsätze 42, 46 zu schnell aufhören, wird das Notlauf- Verhalten verschlechtert. Falls die Einsätze sich zu weit nach innen erstrecken oder einen zu dicken Querschnitt aufweisen, wird der Rollwiderstand schädlich beeinflusst. Deshalb wird es am meisten bevorzugt, dass die Enden der Einsätze gegeneinander versetzt sind und innerhalb des Bereiches von 5% bis 15% der Gürtelbreite auslaufen. Zusätzlich wird es in der Ausführungsform nach Fig. 2B auch als wichtig angesehen, dass der Umschlag 32 bis zu dem Ende des Einsatzes 46 oder ein wenig darüber hinaus reicht.
Testreifen mit Benutzung der in Fig. 2B gezeigten Konstruktion mit dem Einsatz 46 für eine einzelne Masse, der sich bis zum Wulstkern erstreckt, und Reifen nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 wurden aufgebaut. Alle Materialien waren gleich mit der Ausnahme, dass die Kombination des Kernreiteres 48 und zweite Lage 40 des Kontrollreifens bei dem Testreifen nicht eingesetzt waren, der stattdessen den Einsatz 42 und den erweiterten Umschlag 32 benutzte.
Der Kontrollreifen war der Reifen nach dem Stand der Technik, und der Testreifen so, wie in Fig. 2B gezeigt. Die Reifen waren von der Größe P225/50R17 und P245/50R17.
Die Ergebnisse zeigten an, dass der Testreifen einen etwas niedrigeren und deswegen besseren Rollwiderstand, verringertes Gewicht, etwas verbessertes Handling und im Wesentlichen gleiches Notlauf-Verhalten gegenüber den Kontrollreifen aufwies. Die Testreifen der Größe P225/50R17 nach Fig. 2B ließ man im Laborversuch 643,7 km (400 Meilen) drucklos laufen, ohne Zeichen einer Materialverschlechterung zu erhalten, die ausreichen würde, einen Reifenzusammenfall zu verursachen. Die Prüfdaten des Reifens P245/50R17 beim Labor-Notlauf-Test bezeichneten eine Strecke von etwa 177 km (110 Meilen), was im Wesentlichen das gleiche wie beim Kontrollreifen ist. Der erfindungsgemäße Reifen kann weiter im Gewicht verringert werden. Der sich ergebende Effekt war, dass der Reifen bei wesentlich geringeren Herstellkosten ein annehmbarer Ersatz für den Kontrollreifen ist.

Claims

1. Reifen (10) mit einem Laufstreifen (12), einem Gürtelaufbau (36) und einer Karkasse (30) radial innerhalb des Laufstreifens (12) und des Gürtelaufbaus (36), wobei die Karkasse (30) ein Paar Seitenwand- Strukturen (20) und ein Paar undehnbare Wulstkerne (26) aufweist, von denen sich jeweils ein Wulstkern (26) in jeder der Seitenwand- Strukturen (20) befindet, und der Reifen (10) aufweist: mindestens eine sich vom Wulstkern (26) zu dem gegenüber liegenden Wulstkern (26) erstreckende Lage (38), welche mindestens eine Lage (38) ein Paar Umschlagenden (32) aufweist, wobei jedes Umschlagende (32) um einen Wulstkern (26) umgeschlagen ist und sich radial nach außen zu einem Auslaufende (33) erstreckt, ein Paar erste Einsätze (42), von denen jeweils ein erster Einsatz (42) radial innerhalb der mindestens einen Lage (38) in jeder Seitenwandstruktur (20) liegt; ein Paar zweite Einsätze (46), von denen jeweils ein zweiter Einsatz (46) zwischen die mindestens eine Lage (38) und das Umschlagende (32) in jeder Seitenwandstruktur (20) eingesetzt ist; wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, dass das Auslaufende (33) unter der Gürtelstruktur (36) liegt und der zweite Einsatz (46) sich in Radialrichtung bis unterhalb der Verstärkungs-Gürtelstruktur (36) in jeder Seitenwandstruktur (20) erstreckt.

2. Reifen (10) nach Anspruch 1, bei dem der erste und der zweite Einsatz (42, 46) elastomere Einsätze sind.

3. Reifen (10) nach Anspruch 2, bei dem die elastomeren zweiten Einsätze (46) weiter Verstärkungskorde (41, 43) aufweisen.

4. Reifen nach Anspruch 2, bei dem die elastomeren zweiten Einsätze (46) weiter kurze in dem Einsatz (46) eingebettete Fasern (82) aufweisen, die allgemein radial gerichtet sind.

5. Reifen (10) nach Anspruch 3, bei dem die Korde (41) der mindestens einen Lage (38) einen von dem E-Modul der Korde (41, 43) der Einsätze (46) unterschiedlichen E-Modul aufweisen.

6. Reifen (10) nach Anspruch 1, der eine zwischen der mindestens einen Lage (38) und dem Aufschlag (32) über dem Wulstkern (26) in jeder Seitenwandstruktur (20) gelegene Diagonalkord-Verstärkungsstruktur (53, 70) aufweist.

7. Reifen (10) nach Anspruch 6, bei dem die Diagonalkord-Verstärkungsstruktur zwei Streifen kordverstärktes Material (52, 53) aufweist mit Korden, die mit im wesentlichen gleichem jedoch zueinander entgegengesetzt liegendem Winkel gerichtet sind, wobei die beiden Streifen (52, 53) zwischen dem Aufschlag (32) und dem Einsatz (46) gelegen sind.

8. Reifen (10) nach Anspruch 6, bei dem die Diagonalkord-Verstärkungsstruktur ein Einzelstreifen (70) ist, der sich radial nach innen von über dem Wulstkern (26) benachbart und radial außen von der mindestens einen Lage (38) erstreckt, wobei er um den Wulstkern (26) umgeschlagen ist und sich radial nach außen benachbart zum Umschlag (32) und dem zweiten Einsatz (46) erstreckt.

9. Reifen (10) nach Anspruch 2, bei dem der zweite Einsatz (46) aus zwei oder mehr unterschiedlichen elastomeren Materialien hergestellt ist, wobei ein Einsatzabschnitt (46) radial außerhalb des Kernreiterabschnitts (48) gelegen ist.

10. Reifen (10) nach Anspruch 1, bei dem die Wulstkerne (26A) einen Querschnitt mit radial äußeren dreieckigen Abschnitten aufweist, die sich radial über das Felgenhorn der Auslegungsfelge erstrecken, an der der Reifen (10) anzubringen ist.