DE974762C

DE974762C - Luftreifen fuer Motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE974762C
Application number: DEP6846A
Authority: DE
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1951-03-21
Filing date: 1951-12-30
Publication date: 1961-04-20
Also published as: FR68748E; GB700435A; US2982328A; BE508165A; CH303502A; BE543817A; IT479133A; FR1047493A

Description

Die Erfindung betrifft Luftreifen für Motorfahrzeuge mit zwischen der Karkasse und der Lauffläche eingefügter Verstärkungseinlage.

Die Abnutzung eines Luftreifens ist eine Folge des ununterbrochenen Gleitens seiner Lauffläche auf der Fahrbahn als Ergebnis der Zusammenziehungs- und Ausdehnungsbewegungen seiner Berührungsfläche, die durch die Deformierungen veranlaßt werden, denen der Reifen während des ίο Laufens ausgesetzt ist.

Es hat seit Jahren nicht an Versuchen gefehlt, die vorgekennzeichneten nachteiligen Erscheinungen zu vermindern bzw. zu beseitigen und eine Verschleißverminderung durch Vermeiden des Schrumpfens der Lauffläche bei der Bodenberührung zu erreichen, jedoch haben sich alle bisher bekannten Lösungen in dieser Richtung als unvollkommen erwiesen.

Beispielsweise ist ein Luftreifen der einleitend gekennzeichneten Art bekannt, bei dem zwischen der vorzugsweise aus in Radialebenen angeordneten Cordschnüren bestehenden Karkasse und der Lauffläche eine Verstärkungseinlage vorgesehen ist, die drei Schichten aus nicht ausdehnbaren Drähten aufweist, die vom Kautschuk umhüllt sind und wobei die Drähte in den einzelnen Schichten zwar parallel zueinander liegen, sich jedoch in den verschiedenen Schichten jeweils kreuzen (Triangulation). Außerdem weist die Verstärkungseinlage ein gewölbtes Profil auf. Infolge der Anordnung der Drähte nach drei verschiedenen Richtungen entsteht eine Struktur, welche eine Mehrzahl von starren

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und unverformbaren Dreiecken bildet und imstande ist, die Festigkeit gegen parallel zur Berührungsfläche mit dem Boden auftretende Kräfte zu gewährleisten.

Bei einem weiter bekannten Reifen für Kraftfahrzeuge, bei dem für die Verstärkungseinlage das Prinzip der Triangulation ebenfalls verwirklicht ist, werden in den einzelnen Schichten Drähte, Seile oder Schnüre verwendet, die in den einzelnen ίο Schichten parallel zueinander liegen, jedoch in den verschiedenen Lagen in stark voneinander abweichenden Winkeln angeordnet sind, und wobei die in der untersten Schicht der Verstärkungseinlage liegenden Drähte einen Winkel von etwa 90⁰ zur Umfangsebene des Reifens bilden. Diese Drähte oder Seile sind bestimmungsgemäß weder ausdehnbar noch zusammendrückbar.

Eine Verstärkungseinlage, die nur aus zwei Schichten von Drähten oder aus Metallseilen oder aus einem anderen gleichwertigen Material gebildet ist, bei dem die Drähte oder Seile in den einzelnen Schichten parallel zueinander liegen, jedoch in ihrer Richtung gegenüber den. Drähten oder Seilen in der anderen Schicht abweichen, wäre nicht imstände, die notwendige Festigkeit zu gewährleisten. Denn unter der Wirkung von Kompressionskräften würden die Drähte oder Seile ihre Winkellage durch Scherbewegungen zufolge der Elastizität des Kautschuks, in welchen sie eingebettet sind, ändern. Daher werden nach einem weiteren Vorschlag zwei Schichten von Drähten oder Seilen aus Metall oder einem anderen gleichwertigen Material verwendet, die jeweils von einem Kautschuk mit hohem Elastizitätsmodul umhüllt sind, so daß der starre Kautschuk die Scherbewegungen der Drähte oder der Seile verhindert. Auch eine solche Verstärkungseinlage hat ein gewölbtes Profil und wird vorzugsweise in Kombination mit einer radialen Karkasse angewendet.

Die obenerwähnten Reifen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie zu starr sind. Infolge der übermäßigen Starrheit der Verstärkungseinlage kann der Reifen örtlich aus kleinen Hindernissen oder aus der Unebenheit des Bodens entstehende Verformungen nicht aufnehmen. Der Fahrkomfort wird daher verschlechtert, und die Geräuschbildung wird erhöht. Zusätzlich bedingen die obenerwähnten Reifen wegen des gewölbten Profils der Verstärkungseinlage eine unsichere Bodenhaftung in den Kurven bei hohen Geschwindigkeiten.

Bei einem weiterhin bekannten Reifen ist in dem Bestreben zum Vermeiden des Verschleißes durch Vermeidung des Schrumpf ens der Lauffläche die Verstärkungseinlage zwischen Karkasse und der eigentlichen Lauffläche im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und die Lauffläche ist in Richtung des Umfangs nicht ausdehnbar, aber biegsam, indem Schichten von fortlaufenden Schnüren oder Drähten oder schräg verlaufende Schnüre vorgesehen sind. Dieser Reifen weist aber keine Karkasse mit radial verlaufenden Schnüren auf.

Bei einem gegenüber dem zuletzt erwähnten Vorschlag abgewandelten Vorschlag, bei dem ebenfalls eine im wesentlichen zylindrische Verstärkungseinlage verwendet wird, sind zur Herstellung einer nicht ausdehnbaren Verstärkungseinlage verschiedene Schichten vorgesehen, wobei die Schichten durch aus Kette und Schuß bestehendem Gewebe gebildet sind. Zur Herstellung der Nichtausdehnbarkeit können auch gewickelte Schnüre verwendet werden, die um den Umfang des Reifens in Längsrichtung gelegt sind und die insgesamt parallel zueinander verlaufen; die Karkasse ist aus einem Gewebe gebildet. Eine solche Ausführung, insbesondere die Verwendung von Schichten aus Gewebe. ergibt einen sehr starren Reifen, durch den der Fahrkomfort schlecht ist, außerdem entstehen bei Beanspruchung des Reifens erhebliche Spannungen zwischen den Aufbauteilen mit Wärmeentwicklung, so daß die Lebensdauer eines solchen Reifens verkürzt wird.

Bei einem weiteren bekannten Reifen ist ebenfalls eine Verstärkungseinlage mit längs verlaufenden Schnüren und eine radial verlaufende Karkasse vorgesehen, wobei aber in der Karkasse neben diesen radial verlaufenden Schnüren noch mehrere Gewebeschichten übereinander vorhanden sind. Die Verstärkungseinlage hat ein stark gekrümmtes Profil.

Der Hauptzweck der Erfindung gegenüber diesen bekannten Reifen ist die Schaffung einer Luftbereifung für Fahrzeugräder, deren Lauffläche sich praktisch ohne nachteiliges Gleiten bewegt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in einer Lösung des Problems der Verschleißverminderung durch Vermeiden des Schrumpfens der Lauffläche bei Bodenberührung und darüberhinausgehend günstige Eigenschaften in der Aufnahme der von der Fahrbahn her auftretenden Stöße und seitlichen Beanspruchungen zu verwirklichen.

Zu diesem Zweck werden bei einem Luftreifen, der in bekannter Weise zwischen der Karkasse und der im äußeren Querprofil annähernd ebenen Lauffläche eingefügten Verstärkungseinlage enthält, folgende an sich bekannte Merkmale verwirklicht:

a) die Verstärkungseinlage hat im wesentlichen zylindrische Form und ist aus wenigstens zwei Schichten von biegsamen, mit Gummi behandelten Textilschnüren gebildet;

b) die Textilschnüre der Verstärkungseinlage haben eine geringe Ausdehnbarkeit und bilden mit der Äquatorialebene des Reifens Winkel, die unter 20⁰ liegen;

c) die Karkasse besteht aus mit Gummi behandelten Schnüren, die in im wesentlichen radialen Ebenen liegen.

Die mit Kautschuk behandelten Schnüre, welche zum Aufbau der Ringe der Verstärkungseinlage dienen, werden durch den inneren Luftdruck unter Spannung gehalten, auch wenn der Radreifen sich im Ruhezustand befindet, und sind demzufolge nicht belastet und auch nicht zusammengedrückt.

Die Verstärkungseinlage und demzufolge die darüberliegende Lauffläche werden weiterhin in ihrer Umfangsfläche unverändert gehalten, auch wenn der Reifen zusammengedrückt wird, da der

allgemeine Spannungszustand der Schnüre der Verstärkungseinlage ein Schrumpfen in Umfangsrichtung der Lauffläche verhindert. Die Ausbildung der Karkasse in radialer oder annähernd radialer Richtung ermöglicht dagegen kleine Bewegungen in der Längsrichtung des Reifens, welche die Wirkung der Verstärkungseinlage nicht behindern. Die Anordnung der radialen Karkasse in dem Reifen gemäß der Erfindung weist weiterhin den Vorteil ίο auf, daß der innere Luftdruck auf die Verstärkungseinlage vollständig übertragen wird, und zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Vulkanisation des Reifens in solcher Form vorzunehmen, daß der Querschnitt des vulkanisierten Reifens vor dem Aufblasen ein Verhältnis zwischen der Höhe und der Breite besitzt, das kleiner als 1 ist oder, mit anderen Worten, daß die Breite größer ist als die Höhe.

Im Gegensatz dazu wird bei einer »gekreuzten« Karkasse ein Teil des inneren Luftdruckes von der Karkasse selbst aufgenommen; zusätzlich gewährleistet die »gekreuzte« Karkasse bei aufgeblasenem Reifen bei Zusammendrückung keine gleichförmige Verteilung der Beanspruchungen in Querrichtung. Durch die Ausbildung der Verstärkungseinlage von im wesentlichen zylindrischer Form wird des weiteren dem Reifen gemäß der Erfindung eine verbesserte Schleuderfestigkeit gegeben, die eine sichere Fahrt auch in den Kurven bei hohen Geschwindigkeiten ermöglicht. Bekanntlich werden in Kurven bei hoher Geschwindigkeit die innenliegenden Reifen' teilweise entlastet, während gleichzeitig die äußeren Reifen einer zunehmenden Belastung unterworfen werden. Weiterhin sind die äußeren Reifen selbst außen mehr belastet als innen. Diese Erscheinung ist um so stärker, je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist. Infolgedessen hat bei üblichen Reifen der innere Teil der Lauffläche das Bestreben, sich vom Boden zu erheben. Dieses Bestreben wächst mit wachsender Geschwindigkeit. Das gleiche geschieht bei einem mit gewölbter Verstärkungseinlage versehenen Reifen. Hier ist der Nachteil noch größer, weil bei Zunehmen der Zentrifugalkraft die Krümmung der Verstärkungseinlage zunimmt, so daß damit bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit die Bodenhaftung plötzlich vollständig fehlt, weil die Berührungsfläche mit dem Boden zu klein ist, um der Zentrifugalkraft des Fahrzeuges zu widerstehen. Das Fahrzeug fängt sofort an, sehr stark zu schleudern, ohne dem Fahrer vorher irgendeine Voranzeige zu geben.

Die Anwendung einer radialen Karkasse in Verbindung mit einer gewölbten Verstärkungseinlage beseitigt diese Nachteile nicht. Zwar wird durch die radiale Karkasse eine gewisse Anpassungsfähigkeit der Lauffläche auf dem Boden ermöglicht, jedoch ist diese Anpassungsfähigkeit beschränkt und erschöpft sich schon am Anfang der Kurve, so daß bei Zunahme der Kurve oder bei Erhöhen der Geschwindigkeit die radiale Karkasse keine Wirkung mehr ausüben kann. Der mit einer zylindrischen Verstärkungseinlage versehene Reifen gemäß der Erfindung hat dagegen keine Neigung, den inneren Teil der Lauffläche vom Boden abzuheben. Des weiteren wird die zylindrische Verstärkungseinlage nicht in dem Sinn beansprucht, daß sie ihre Krümmung zu vergrößern sucht, weil die von der Zentrifugalkraft des Fahrzeuges kommende Querbeanspruchung parallel zu der Verstärkungseinlage verläuft. Daraus ergibt sich also, daß bei einem Reifen gemäß der Erfindung die Lauffläche stets voll am Boden haftet und die Berührung mit dem Boden praktisch ununterbrochen bleibt, so daß auch die Schleuderfestigkeit nicht verschlechtert wird.

Darüber hinausgehend hat ein Reifen gemäß der Erfindung den weiteren Vorteil, daß er zufolge seiner elastischen Ausbildung im Vergleich zu bekannten Reifen einen besseren Fahrkomfort gewährleistet und daß er geräuschloser als ein Reifen mit starrer Verstärkungseinlage arbeitet. Weiterhin wird der Vorteil erreicht, daß das Kraftfahrzeug sich auch bei unregelmäßiger Straße leicht steuern läßt, ohne daß ein Zittern eintritt.

Schließlich hat ein Reifen gemäß der Erfindung den Vorteil, daß leichteres Material, insbesondere Textilmaterial, verwendet werden kann, das weniger Gewicht hat. Dadurch werden die an dem Reifen auftretenden Zentrifugalkräfte kleiner, woraus sich wiederum eine geringere Beanspruchung des Materials ergibt. Außerdem läßt sich das Kraftfahrzeug leichter steuern.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Verstärkungsschicht aus mehreren in Querrichtung voneinander unabhängigen Bändern gebildet sein, die nebeneinander angeordnet sind und von denen jedes aus mehreren Schnurlagen besteht.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Kanten der Verstärkungsschicht oder die Kanten der Bänder einer Verstärkungsschicht umgefaltet sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, daß die die Verstärkungsschicht bildenden und aus Textilschnüren bestehenden Lagen sich über die ganze Breite der Lauffläche erstrecken.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar ist

Fig. ι eine schaubildliche Ansicht des Querschnittes eines Radreifens, bei dem die Verstärkungsschicht aus einer Anzahl von Bändern 1 gebildet ist, welche über der Karkasse 2 und unter der entsprechenden Zone der Lauffläche angeordnet sind;

Fig. 2 veranschaulicht zur Erleichterung eines Vergleichs einen Schnitt durch den Reifen der Fig. ι;

Fig. 3 zeigt im gleichen Maßstab einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführung der Verstärkungsschicht, bei der die Kanten der Bänder miteinander verbunden sind;

Fig. 4 und S stellen abgeänderte Ausführungen der Verstärkungsschicht dar.

Die Bauart des Reifens gemäß der Erfindung ist aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen. Die Karkasse 2 besteht aus mit Kautschuk behandelten Schnüren,

Claims

die nebeneinander in radialer Richtung oder unter einem kleinen Winkel zwischen der einen Schicht und der anderen angeordnet sind. Auf der Karkasse ist eine Anzahl von Bändern ι angebracht, die mindestens aus zwei Schichten von Schnüren bestehen, welche, wenn dies erforderlich ist, umgefaltete Kanten (Fig. 4) haben und parallel zu der Umfangs-Mittellinie des Reifens angeordnet sind oder mit dieser einen sehr kleinen Winkel bilden.

Im Querschnitt gesehen sind diese Bänder so angeofdnet, daß sie parallel zu dem Außenprofil der Lauffläche 3 verlaufen und eine Gesamtbreite haben, welche annähernd der Breite der Lauffläche entspricht.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Bauart der Verstärkungsschicht dargestellt, welche über der Karkasse parallel zu dem äußeren Querschnittsprofil der Lauffläche 3 verläuft und deren Breite annähernd derjenigen der Lauf fläche entspricht. Diese Verstärkungsschicht wird entsprechend der Größe des Reifens mindestens aus zwei Lagen von mit Kautschuk behandelten Schnüren gebildet, die ebenso wie in dem vorhergehenden Fall so angeordnet sind, daß sie parallel zu der Umfangs-Mittellinie des Reifens verlaufen oder mit dieser einen sehr kleinen Winkel bilden, wobei, wenn dies erforderlich ist, die Kanten der Verstärkungsschicht umgefaltet sind (Fig. 5).

3D PATENTANSPRÜCHE:

I. Luftreifen für Motorfahrzeuge mit zwischen der Karkasse und der im äußeren Ouerpronl annähernd ebenen Lauffläche eingefügter Verstärkungseinlage, gekennzeichnet durch die ausschließliche Kombination folgender an sich bekannter Merkmale:

a) Die Verstärkungseinlage hat im wesentlichen zylindrische Form und ist aus wenigstens zwei Schichten von biegsamen, mit Gummi behandelten Textilschnüren gebildet;

b) die Textilschnüre der Verstärkungseinlage haben eine geringe Ausdehnbarkeit und bilden mit der Äquatorialebene des Reifens Winkel, die unter 20⁰ liegen;

c) die Karkasse besteht aus mit Gummi behandelten Schnüren, die in im wesentlichen radialen Ebenen liegen.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht aus mehreren in der Querrichtung unabhängigen Bändern (1, 5) gebildet ist, die nebeneinander angeordnet sind und von denen jedes aus mehreren Schnurlagen besteht.
3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (6) der Bänder (5) umgefaltet sind.
4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verstärkungsschicht bildenden und aus Textilschnüren bestehenden Lagen (7) über die ganze Breite der Reifenlauffläche gehen.
5. Luftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (4) der Verstärkungsschicht (7) umgefaltet sind.
6. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer Form vulkanisiert wird, die ihm im fertigen Zustand vor dem Aufblasen in an sich bekannter Weise eine Ouerschnittshöhe gibt, die kleiner als die Ouerschnittsbreite ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 650 886; österreichische Patentschriften Nr. 135 025, 563;

französische Patentschriften Nr. 410 031, 199, 596 587, 601 131, 888256, 964679;

britische Patentschriften Nr. 29 639 aus dem Jahre 1913, 232247;

USA.-Patentschriften Nr. 1 201 257, 1 842 353, ι 894 237, 2 059 764, 2 493 614;

belgische Patentschrift Nr. 493 533.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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