DE2109243A1

DE2109243A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE2109243A1
Application number: DE19712109243
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P B60c 23-02 Antrag
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1970-03-01
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1971-09-30
Also published as: NL143483B; BE762998A; AT309249B; CH523795A; LU62689A1; GB1352164A; FR2082073A5; NL7102488A; US3717190A

Description

Die Erfindimg "bezieht sich auf Verbesserungen an Luftreifen des Radialtyps.

Bekanntlich enthalten derartige luftreifen eine aus zwei Elementen bestehende Bewehrung, nämlich eine Karkasse mit radial verlaufenden Fäden, Drähten oder Kabeln und eine Scheitelbewehrung, die sich unterhalb der Lauffläche erstreckt und sich aus mehreren Lagen von 3?äden, Drähten oder Kabeln zusammensetzt, welche sich kreuzen und in Richtungen verlaufen, die nur wenig von der Längsrichtung abweichen.

Die Seitenbereiche der Scheltelbewehrung sind bei solchen Reifen, insbesondere beim Durchfahren von Kurven mit hoher Geschwindigkeit, sehr stark beansprucht. Wenn man mit einem belasteten Reifen mit höherer Geschwindigkeit solange

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fährt, bis der Reifen unbrauchbar wird, so kann der Reifen meistens dach Zerreißen vosc sonstigejßeschädigung des zwischen der Karkasse und einem der Ränder der Scheitelbewehrung befindlichen Verbindungsgummis nicht weiter benutzt werden. Bekanntlich geht das Bestreben dahin, die Grenzgeschwindigkeit, d. h, die Höchstgeschwindigkeit die der Reifen aushält, zu verbessern, weil damit gleichzeitig die !Fähigkeit des Reifens verbessert wird, gesteigerten Beanspruchungen zu widerstehen.

Es 3ind aus dem Schrifttum und der Praxis verschiedene Vorkehrungen bekannt, welche die Verbindung zwischen der Karkasse und den Rändern der Scheitelbewehrung verbessern, um die Grenzgeschwindigkeit eines Radialreifens zu erhöhen.

Eine erste bekannte Maßnahme besteht darin, die Enden der Scheitelbewehrungslagen abzustufen. Die lagen der Scheitelbewehrung sind dabei um so breiter und/oder sie erstrecken sich um so weiter von der Reifenmittelebene» je näher sie sich der Karkasse befinden. Diese Abstufung der Enden der Scheitellagen, in der Nähe der Karkasse bewirkt eine allmähliche Steigerung der Steifigkeit der Scheitelbewehrung und sie wirkt sich günstig auf die Verbindung mit der Karkasse aus,

Ein weiteres, hauptsächlich bei Reifen mit metallischer Scheitelbewehrung, häufig benutztes Mittel besteht darin, der Karkasse und der Scheitelbewehrung verschiedene

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Querkrümmungen zu erteilen. Die Karkasse und die Scheitelbewehrung liegen dabei nahe der Mittelebene des Reifens dicht beieinander, während sie nach den Rändern zu mehr und mehr auseinanderlaufen. Die Scheitelbewehrung hat dabei eine Form, die sich mehr einer Zylinderform annähert« Zwischen der Karkasse und der Saheiterbewehrung sind an den Seitenbereichen derselben keilförmige Einlagen vorgesehen, die aus einem Gemisch auf der Basis von Kautschuk mit großer Zerreißfestigkeit hergestellt sind. J

IToch ein bekanntes Mittel, das häufig angewendet wird, besteht in einer Verstärkung der Karkasse mittels einer schmalen Lage in jedem der beiden Bereiche, in dem sich ein Rand der Scheitelbewehrung befindet. Diese schmale Lage besteht aus !Fäden, Drähten oder Kabeln, die unter einem Winkel verlaufen, der zwischen dem Winkel der Fäden, Drähte oder Kabel der Scheitelschichten und demjenigen der Fäden, Drähte oder Kabel der Karkasse liegt. Eine solche Ausführung ist im einzelnen in der französischen Patentschrift Nr. 1 435 804 beschrieben.

Diese verschiedenen bekannten Vorkehrungen schaffen zwischen den Seitenwänden des Reifens, die infolge ihrer ausschließlich durch radiale Faden, Drähte oder Kabel bewirkten Verstärkung verhältnismäßig verformbar sind, und einem Scheitel, der infolge seiner Verstärkung durch wenigstens in drei Richtungen verlaufende Fäden, Drähte oder Kabel verhältnismäßig starr ist, einen Übergang.

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Die Vorkehrungen tragen dazu bei, die Verbindung zwischen der Karkasse und der Scheitelbewehrung und somit die Dauerhaftigkeit des Reifens zu verbessern, wenn der Reifen bis nahe an die noch zulässige Grenze beansprucht wird. Dabei stellen die bekannten Vorkehrungen jedoch noch keine endgültige Lösung dar und äs besteht weiterhin die Aufgabe, den Zusammenhalt zwischen den verschiedenen Bewehrungsteilen noch zu verbessern.

Hierin liegt das Ziel der vorliegenden Erfindung. Gewünscht wird dabei eine Erhöhung der Grenzgeschwindigkeit und der damit zusammenhängenden Eigenschaften von Reifen mit radialer Karkasse durch Verbesserung des Zusammenhalts zwischen der Karkasse und der Scheitelbewehrung, und zwar insbesondere in dem Pail einer sehr starren, .z. B. aus Metallkolben bestehenden Scheitelbewehrung.

Der Luftreifen, mit dem sich die Erfindung beschäftigt, hat eine radiale Karkasse und eine Scheitelbewehrung aus wenigstens zwei Lagen mit abgestuften Enden, welche im Mittelberelch des Scheitels einen geringen Abstand und in dessen Seitenbereichen einen größeren Abstand von der Karakasse haben und mit der Karkasse durch Einlagen von keilförmigem Querschnitt verbunden sind. Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich der Reifen dadurch, daß jede der keilförmigen Einlagen aus der Ubereinanderlagerung zweier verschieden breiter Lagen besteht, deren Miden, Drähte oder Kabel mit den Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Dreiecksverband bilden und seitlich über die Scheitelbewehrung so hinausragen, daß sie die Breitenabstufung der Scheitellagenenden vervoll-

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ständigen.

Die Erfindung bewirkt somit einen bessex*en Zusammenhalt der Reifenbewehrung. Die Scheitelbewehrung und die Karkasse sind in den Seitenbereichen der Scheitelbewehrung, also dort, wo sie nicht in unmittelbarer Berührung miteinander stehen, untereinander durch eine Überlagerung von Lagen miteinander verbunden, die so angeordnet sind, J daß sie den Querkrüinmungsunterschied zwischen der Scheitelbewehrung und der Karkasse ausgleichen und einen Dreiecksverband mit den Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse sichern*

Die Erfahrung" zeigt, daß die beschriebene Anordnung eine wirksame Gürtelung der Karkasse bewirkt, eine bessere Verbindung mit der Scheitelbewehrung sichert und die Höchstgeschwindigkeit und die Haltbarkeit des Reifens vergrößert, ohne daß damit eine Verringerung des Fahrkomfort und der Lebensdauer und eine erhöhte Abnutzung verbunden ist.

Die Abschnitte der Karkasse, welche gemäß der Erfindung mit Hilfe eingesetzter aus einer Mehrzahl von übereinanderliegenden Lagen gebildeter Einlagen zu verstärken sind, beschränken sich auf die seitlichen Scheitelbereiche.

Zweckmäßig liegen im mittleren Bereich des Scheitels die Scheitelbewehrung und die Karkasse auf einer Breite, die

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etwa der Hälfte der Reifenbreite entspricht, dicht beieinander. Man kann als beiden Einlagen gemeinsames Element eine lage vorsehen, die sich über die ganze Scheitelbreite erstreckt. Es empfiehlt sich dies vor allem zur Tereinfachung der Fabrikation. Dieses gemeinsame Element übernimmt die Funktion der ersten oder zweiten lage in jeder linken und rechten Einlage, Die andere Lage jeder Einlage wird entweder von einer gesonderten Lage oder durch den zurückgeschlagenen Rand des gemeinsamen Elementes gebildet.

Im übrigen ist es zweckmäßig, die Einlagen nicht zu weit in die Seitenwände des Reifens zu verlängern. Wenn man nämlich die Verlängerung einer der die Einlagen bildenden Lagen in die Reifenseitenwand, z. B. auf ein Drittel oder auf die Hälfte der Seitenwandhöhe vorsieht, so geschieht dies auf Kosten deö Fahrkomfort.Äußerhalb des Scheitelbereiches muß nämlich die Bildung eines Dreiecksnetzes mit den Karkassenkabeln vermieden werden. Ein Dreiecksnetz im oberen feil der Seitenwände macht nämlich den Reifen unkomfortabel und setzt seine Lebensdauer herab. Die Einlagen ragen seitlich zweckmäßig über die Scheitelbewehrung hinaus und zwar um eine Strecke von der gleichen Größenordnung wie der Abstand der Enden der Scheitellagea. Bei einem Reifen für Personenkraftwagen kommt somit eine Strecke von 5 bis 15 mm, jedenfalls aber von höchsten 15 ί> der Laufflächenbreite in Betracht.

Die Erfindung sieht folgende vorteilhafte Anordnungen vorj

a) Die die Einlagen bildenden Lagen bestehen aus Fäden,

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Drähten oder Kabeln, die mit der Längsrichtung des Reifens einen Winkel zwischen 10° und 30° einschliessen. Die erzielte Verbesserung hängt innerhalb dieser Grenzen nicht wesentlich von der Größe des Winkels ab. Etwas bessere Ergebnisse erzielt man mit einem Winkel von 10°. Die Reihenfolge der Übereinanderlagerung der die Einlagen bildenden lagen ist gleichgültig. Es ist unwesentlich, ob der Winkel der laden, Drähte oder Kabe3. der Scheitelbewehrung und die Winkel der benachbarten Einlage mehr oder weniger klein oder groß sind. ä Immerhin wird die lebensdauer der Einlagen vergrößert, wenn für die Fäden, Drähte oder Kabel der der Karkasse am nächsten liegenden Einlagenschicht ein größerer Winkel erteilt wird als den Fäden, Drähten oder Kabeln der Einlagenschicht, die sich von der Karkasse in größter Entfernung befindet.

b) Die Fäden, Drähte oder Kabel bestehen aus sich unter Wärmeeinwirkung zusammenziehendem Material, vorzugsweise aus Polyamid.

Die Wahl eines sich unter Wärmeeinwirkung zusammenziehenden Materials rechtfertigt sich dadurch, daß sich die Fäden, Drähte oder Kabel infolge der beim Lauf des Reifens auftretenden Erwärmung zusammenziehen und diese Zusammenziehung eine kräftigere Gürtelung der Karkasse bewirkt. Polyamide sind infolge ihres besseren Haftvermögens an Kautschuk wegen ihrer großen Elastizität, Leichtheit und Zähigkeit empfehlenswert.

c) Die verwendeten Fäden, Drähte oder Kabel haben im

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Pall von Reifen für Personenkraftwagen einen Durchmesser von weniger oder gleich 0,5 mia und sind mit einem Abstand von weniger als 1 mm Seite an Seite nebeneinander angeordnet. Die Wahl solcher Abmessungen bietet die Möglichkeit, die die Einlagen bildende Lagengruppe klein zu gestalten und sie infolgedessen zwischen der Karkasse und der Scheitelbewehrung unterbringen zu können, ohne daß die Scheitelbewehrung einen unerwünschten großen Abstand von der Karkasse erhält. Die Gesamtheit der Bewehrungen (Karkasse, Einlagen und Scheitelbewehrung) bildet somit ein kompaktes Ganzes, ohne unerwünschte Zwischenräume.

d)Zwei übereinanderliegende Lagen,die eine keilförmige Einlage bilden, werden dadurch erzeugt, daß eine einzige Lage U-förmig mit ungleichen Schenkeln umgefaltet wird. Die Breiten der beiden Schenkel werden so gewählt, daß die Einlage eine keilförmige Querschnittsforra annimmt. Die Faltkante wird an der der Mittelebene des Reifens entgegengesetzten Seite angeordnet. Anstelle einer umgefalteten Lage kann es zur Vereinfachung der Fabrikation zweckmäßig sein, zwei verschiedene Lagen vorzusehen. Diese werden dann zweckmäßig derart angeordnet, daß sich ihre Enden auf der der Mittelebene des Reifens abgewandten Seite in einem Abstand von einigen Millimetern voneinander befinden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sindj

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Fig. 1 ein Radialschnitt durch einen Reifen nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Radialschnitt durch eine abgeänderte Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Einlage und

Fig. 3 ein Radialschnitt durch ein anderes Ausfüh- ä rungsbeispiel eines der Erfindung entsprechenden Reifens.

Der in Fig. 1 im Radialschnitt gezeigte Reifen 1 hat die Abmessungen 165 χ 380 ZX.

Dieser Reifen hat einen Scheitel 2 mit einer Lauffläche 3 und zwei Seitenwände 4. Die Bewehrung des Reifens besteht in erster Linie aus der Karkasse 10 aus verseilten Kunstseidesträngen, die radial verlaufen und deren Enden um WuIstverStärkungen 5 zurückgeschlagen sind. Verstärkungen 6 versteifen die Seitenwände 4 in der Nähe der Wulstverstärkungen 5. Weiterhin enthält die Bewehrung des Reifens eine Scheitelbewehrung, die sich aus zwei Lagen 12 und 13 aus gleichen Metallkabeln zusammensetzt. Die Metallkabel werden jeweils von 4 Stahldrähten von 0,23 mm Durchmesser gebildet. Die Lage 12 hat eine Breite von 130 mm, während die Breite der Lage 13 120 mm beträgt, so daß die Enden dieser Lagen abgestuft sind. Die Kabel sind so angeordnet, daß sie mit der Mittelebene

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des Reifens einen Winkel von 22° einschließen, wobei die Kabel der Lage 12 von links nach rechts und diejenigen der Lage 13 von rechts nach links verlaufen.

Zwischen der Karkasse 10 und der Scheitelbewehrung sind gemäß der Erfindung zwei Einlagen 15 vorgesehen, die jeweils aus einer Lage aus verseilten Strägßn bestehen, welche so gefaltet ist, daß zwei Schenkel 15 A und 15 B gebildet sind. Der Schenkel 15 A hat eine Breite von 27 mm, während die Brette des Schenkels 15 B 18 mm beträgt. Jede so gebildete Einlage ragt seitlich über die Lage 12 um etwa 8 mm herüber. Me Kordfäden dieser Einlagen sind verseilte Polyamidsträgen von 420 χ 2 den. Sie haben einen Durchmesser von 0,4 nun. Ihr Achsenabstand beträgt 0,6 mm und sie verlaufen unter einem Winkel von — 15 zur Mittelebene MM¹ des Reifens. Die Kordfäden der Karkasse 10 und der Schenkel 15 A und 15 B bilden also ein Dreiecksnetz.

Bei der Ausführungsforra nach Fig. 2 besteht jede Einlage aus zwei verschiedenen Lagen 16 und 17» welche aus Kordfäden gebildet sind, die in umgekehrtem Sinne einen Schrägverlauf von 15° haben. Die Lage 16 hat eine Breite von 36 mm und die Lage 17 ist 25 mm breit. Das der MitteÄene MM¹ abgewandte Ende der Lage 16 ragt über die Lage 17 um etwa 3 mm hinaus, während das der Mittelebene abgewandte Ende der Lage 17 mit einer Breite von etwa 5 mm über die Lage 15 hinausragt. Schließlich ragt die Lage 12 ihrerseits um etwa 5 mm über die Lage 13 hinaus. Im übrigen entspricht der

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Reifen nach Fig. 2 demjenigen nach Fig. 1. Insbesondere sind die Kordfaden der Einlage 15 gleich und in derselben Weise angeordnet, wie bei der Ausführung nach Fig. 1.

Bei Vergleichsversuchen mit verschiedenen Reifen wurden folgende Grenzgeschwindigkeiten ermittelt:

Grenzgeschwindigkeiten

1. Vergleichsreifen bekannter Art, bei dem die Einlage 15 aus einer Kautschukschicht mit keilförmigem Querschnitt besteht 205 km/h

2. Reifen nach Fig. 1 222 km/h

3. Reifen nach Pig. 1 jedoch bei Umkehrung des Winkelsinnes der Kabel der Lagen 16 und 17 222 km/h

4. Reifen nach Fig. 1 jedoch bei einem Schrägverlauf der Eöxlf äden der Lagen 16 und 17 unter einem Winkel von anstelle von 15° 227 km/h

5. Reifen nach Fig. 1 jedoch bei einem Schrägverlauf der Kordfaden der Lagen

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16 und 17 unter einem Winkel von

30° statt von 10° 220 km/h

6. Reifen nach Pig. 2 222 km/h

7. Reifen, der sich von demjenigen nach Pig. 2 dadurch unterscheidet, daß die lage 17 durch eine Gummischicht gleicher Stärke ersetzt ist. 207 km/h

Aus den Vergleichsversuchen ergibt sich als wesentliches Merkmal der Erfindung, daß die Einlage 15 aus zwei lagen aus sich kreuzenden und mit den Karkassenfäden, -drähten oder -kabeln ein Dreiecksnetz bildenden Päden, Drähten oder Zabeln besteht. Findet nur eine einzige Lage Verwendung, so ist die Verbesserung unbedeutend.

Der in Mg. 3 im Radialschnitt gezeigte Reifen gemäß der Erfindung hat die Abmessung 185 x H XAs. Wie ersichtlich, hat dieser Reifen gegenüber demjenigen nach den Pig. 1 und 2 eine Anzahl Unterschiede, und zwar insbesondere die folgenden.

Die Karkasse besteht aus zwei Lagen 7 und Θ, die im Bereich der Seitenwände nahe dem Scheitel 2 und nahe den Wulatverstärkungen 5 durch Hartgummi einlagen 9 von linsenförmigem Querschnitt voneinander getrennt sind. Die Scheitellage 13 ist in zwei Abschnitte 13 A und 13 B

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aufgeteilt, die an der Mittelebene MM' durch, einen Zwischenraum von einigen Millimetern voneinander getrennt sind. Dieser Zwischenraum ist durch eine Lage 13c überbrückt, die sich über jeden dem Zwischenraum zugekehrten Rand der Abschnitte 13 A und 13 B erstreckt. Wie im Falle der Fig. 1 besteht die Einlage 15 aus einer lage von verseilten Polyamidsträngen, die durch Faltung zwei Schenkel 15 A und 15 B hat, deren Breite 40 mm bzw. 28 mm beträgt. Die. Einlage 15 ragt etwa 8 mm über die Lage 12 hinaus, also etwa um die gleiche Strecke, um die die Lage 12 über die Lagen 13 A und 13 B hinausragt. Die Kordfaden der Einlagen 15 der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 haben einen Schrägverlauf zur Längsmittelebene von ± 15°.

Durch die Yerwendung von Einlagen 15 aus verseilten Nylonsträgen anstelle von Einlagen aus Kautschukprofilen wurde unter Beibehaltung der gleichen Form der Karkasse und der Scheitelbewehrung eine Erhöhung der Grenzgeschwindigkeit um 30 km/h erzielt. Dieser beträchtliche Gewinn wurde durch eine Abänderung der bekannten Reifen erzielt, die nur geringfügit zu sein scheint, aber eteri die gescheilderten vorteilhaften Wirkungen hat.

Obwohl die dargestellten Ausführungsbeispiele Reifen für Personenkraftwagen sind, so ist die Anwendbarkeit der Erfindung doch nicht auf diese Reifenart beschränkt. Sie kann vielmehr auch bei Reifen für Nutzfahrzeuge, wie

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z. B. leicht- und Schwerlastwagen, Autobusse od. dgl. und ganz allgemein gesprochen in allen Fällen Anwendung finden, v/o zwischen der Karkasse und der Scheiterbewehrung Risse auftreten können. Zweckmäßig ist es, die besonderen Merkmale der aus verseilten Strängen bestehenden Einlagen den Abmessungen des betreffenden Reifens anzupassen.

Claims

Pat eilt ans prlic he

Luftreifen mit eirs¹ radialen Karkasse und einer Scheitelbewehrung aus wenigstens zwei Lagen mit abgestuften Enden, welche irn Mittelbereich des Scheitels einen geringen Abstand und in dessen Seitenbereichen einen größeren Abstand von der Karkasse haben und mit der Karkasse durch Einlagen von keilförmigem Querschnitt verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der keilförmigen Einlagen aus der Übereinanderlagerung zweier verschieden breiter Lagen besteht, deren Fäden, Drähte oder Kabel tnit den Päden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Dreiecksverband bilden und seitlich über die Scheitelbewehrung so hinausragen, daß sie die Breitenabstufung der Scheitellagen vervollständigen.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eäden, Drähte oder Kabel der Einlagen zur Längsrichtung des Reifens unter einem Winkel von 10° bis 30° verlaufen.

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