DE2355338A1

DE2355338A1 - Verstaerkungseinlage in form eines guertels fuer fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2355338A1
Application number: DE19732355338
Authority: DE
Inventors: Dionysius Josef Poque; Gerhard Franz-Josef Dr Senger; Hans-Juergen Dipl Ing Voegler
Original assignee: Uniroyal AG
Current assignee: Uniroyal AG
Priority date: 1973-11-06
Filing date: 1973-11-06
Publication date: 1975-05-15
Also published as: CA1013657A; US3945421A; BE821812A; GB1485992A; IT1024759B

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1735

Uniroyal Aktiengesellschaft 51 Aaachen, Hüttenstraße J

Verstärkungseinlage in Form eines Gürtels für Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungseinlage in Form eines Gürtels für Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer ersten Gürtellage und im Bereich von deren Kanten im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordneten und aus einer Kunststoff- oder Gummimischung bestehenden Seitenstreifen, sowie einer zweiten Gürtellage, deren Randbereiche unter"Einfassung der Seitenstreifen umgefaltet sind.

Ein solcher Reifen ist beispielsweise aus dem italienischen Patent 514 343 bekannt. Bei dieser Verstärkungseinlage ist die erste Gürtellage relativ dick ausgebildet, während die Seitenstreifen unmittelbar an den beiden Außenkanten der ersten Gürtellage anschließen und von der Dicke der ersten Gürtellage nach außen bis in den Bereich der Faltkante der zweiten Gürtellage hinein fortlaufend in der Dicke abnehmen. Die umgefalteten Rand-

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bereiche der zweiten Gürtellage decken die Seitenstreifen vollständig ab, reichen jedoch nur wenig über die Außenkanten der ersten Gürtellage hinweg, um den Spalt zwischen den Außenkanten der ersten Gürtellage und den anschließenden Seitenstreifen zu überdecken. Die große Bauhöhe der ersten Gürtellage zusammen mit der entsprechenden radialen Dicke der Seitenstreifen führen zu einer relativ großen radialen Bauhöhe der Verstärkungseinlage. Vor allem aber weist diese bekannte Verstärkungseinlage über ihre Breite verteilt Zonen von sehr unterschiedlicher Festigkeit oder Steifigkeit auf, wobei die Steifigkeitswerte an den Übergangsstellen zwischen benachbarten Zonen abrupte Änderungen erfahren .

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungseinlage der beschriebenen Art für Fahrzeugluftreifen zu schaffen, die insbesondere für hohe und höchste Fahrzeuggeschwindigkeiten geeignet ist und dem Reifen Eigenschaften bezüglich Stabilität und Rollwiderstand verleiht, die höchsten Ansprüchen genügen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die umgefalteten Randbereiche der zweiten Gürtellage mindestens die Randbereiche der ersten Gürtellage umfassen und die Seitenstreifen jeweils im vorbestimmten Mindestabstand von den Faltkanten der zweiten Gürtellage enden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß

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die Seitenstreifen Zonen eines Steifigkeitsausgleiches sowie einer Peinabstiifung der Steifigkeit zwischen dem Kronenbereich und den Randbereichen der Verstärkungseinlage bilden. Durch diese Anordnung wird eine Steifigkeit erhalten, die wesentlich günstiger als bei den bekannten Reifen verteilt ist und deren übergänge harmonisch und weniger abrupt gestaltet sind. Gleichzeitig erhält man einen knickfreien Verlauf aller Kordgewebelagen des Faltgürtels, was gerade bei hohen Ansprüchen und hohen Belastungen für die Lebensdauer des Reifens von großer Bedeutung ist.

Vorteilhafterweise ist die Anordnung so getroffen, daß die übereinanderliegenden Bereiche der zweiten Gürtellage in einer Breite von mindestens k% der Reifenbreite, gemessen von der neutralen Faser der Faltkante zur Meridialebene des Reifens hin unmittelbar aufeinanderliegen. In keinem Falle eines Reifens nach der Erfindung ragen also die Seitenstreifen bis hin in die Faltkante der zweiten Gürtellage. Vielmehr bleibt stets ein merklicher Bereich anschließend an die FaItkante frei von einem Seitenstreifen.

Jeder Seitenstreifen weist zweckmäßigerweise eine Breite zwischen etwa k% und etwa 15%_t vorzugsweise zwischen etwa 7% und 10$, der Reifenbreite auf, und zwar gemessen von der Außenkante der ersten Gürtellage aus in Richtung von der Meridialebene des Reifens weg.

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Bei der Anordnung und Ausbildung der Verstärkungseinlage gemäß der Erfindung erhält man eine Unterteilung der Verstärkungseinlage in fünf Zonen. Im Kronenbereich liegt eine Zone vor, in der im wesentlichen drei Kordgewebelagen übereinanderliegen. Diese Zone ist beiderseits von zwei Zonen eingerahmt, in denen ein Steifigkeitsausgleich und eine Feinabstufung der Steifigkeit erfolgt. In diesen Ausgleichszonen liegt jeweils eine Seitenstreif enschicht zwischen zwei Kordgewebelagen. Die beiden äußeren Zonen, welche bis an die ^Faltkante der zweiten Gürtellage reichen, werden durch zwei unmittelbar aufeinanderliegende Kordlagen bestimmt.

Bei diesem Aufbau können die Aufbauelemente der Verstärkungseinlage .in den einzelnen Bereichen nach Wahl der Werkstoffe und ihres Querschnittes so aufeinander abgestimmt werden, daß die gewünschte Peinabstufung der Steifigkeit und die harmonischen, d.h.nicht abrupten übergänge an den Grenzen benachbarter Zonen verwirklicht werden können.Eine solche Verstärkungseinlage führt bei einem Reifen für hohe und höchste Geschwindigkeiten zu außerordentlich guten Eigenschaften bezüglich Stabilität, Rollwiderstand, Hochgeschwindigkeitseignung und Abriebsverhalten. Wesentlich für die lange Lebensdauer eines solchen Reifens ist auch die Tatsache, daß bei der Verstärkungseinlage gem. der-Erfindung die Kordgewebelagen-des Faltgürtels über alle Zonen praktisch knickfrei verlaufen Hierdurch erfolgt eine gleichmäßige

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Spannungsverteilung.Neben der Eigenschaft der Peinabstufung der Steifigkeit können die Seitenstreifen auch zusätzlich vorteilhaft als Hilfe beim Palten der zweiten Gürtellage herangezogen werden.

Die Seitenstreifen bestehen vorteilhafterweise aus einer Gummimi s c hung ,ν; ie sie beim Kalandrieren der Kordgewebe verwendet wird. In einigen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Gummimischung der Seitenstreifen von der der Kordgewebe abweicht, insbesondere bezüglich Härte und/oder Elastizitätsmodul. So kann die Gummimischung zusätzlich durch eingebettete Fasern verstärkt sein. Die Seitenstreifen können aber auch aus einem Kunststoff bestehen.

Vorteilhafterweise wählt man den Elastizitätsmodul der Fäden, Drähte oder Seile der Kordgewebelagen gleich oder größer als den Elastizitätsmodul der Seitenstreifen.

Bei Hochgeschwindigkeitsreifen bestehen die Kordgewebelagen aus Stahlkordgeweben. Dabei sollen die einzelnen Kordelemente oder Drähte einen möglichst kleinen Querschnitt aufweisen. Dies gilt insbesondere für die zweite Gürtellage. Die erste Gürtellage kann ebenfalls aus Stahlkordgewebe bestehen, wobei die Stahlelemente jedoch einen größeren Querschnitt aufweisen können. Selbstverständlich sind andere Kordgewebe als Stahlkord für die Zwecke der Erfindung geeignet.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einem Querschnitt eine Verstärkungseinlage gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, und zwar angedeutet in ihrer Lage in einem Reifen,

Fig. 2 im Querschnitt eine Verstärkungseinlage in abgewandelter Aus führungs form ,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform.

In Fig. 1 ist strichpunktiert angedeutet der äußere Bereich eines Gürtelreifens,insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsreifens. Dieser Reifen ist mit 1 bezeichnet. Er weist einen Kronenbereich 2 auf, der durch die Schultern 2a und durch die profilierte Lauffläche 2b begrenzt wird. Des weiteren ist der Reifen mit einer Karkasse 3 versehen, die in bekannter Weise aufgebaut sein kann. Zwischen der Karkasse 3 und der Lauffläche 2b ist eine Verstärkungseinlage 4 angeordnet. Diese besteht aus zwei Lagen 5 und 13. Die Lage 5 weist insgesamt eine merklich größere Breite als die Gesamtbreite der Verstärkungseinlage auf. Sie ist an ihren Randbereichen bei 6 und 7 gefaltet, wobei die beiden freien

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Kanten 11 dieser Gürtellage im Bereich der Meridialebene A des Reifens unter Bildung eines Spaltes 12 mit geringem Abstand sich gegenüberliegen. Die umgefalteten Randbereiche sind dabei der Lauffläche 2b zugewandt.

Die gefaltete Gürtellage schließt in den Faltbereichen zwei Seitenstreifen Ik und zwischen diesen eine zweite Gürtellage 13 ein. Die Gürtellage 13 ist symmetrisch zur Äquatorialebene A angeordnet, wie überhaupt die Verstärkungseinlage zu dieser Ebene symmetrisch aufgebaut ist. Man erkennt, daß die Seitenstreifen Ik unmittelbar an die freien Kanten der mittleren Gürtellage 13 anschließen, und zwar im wesentlichen in der gleichen Ebene. Jedoch reichen die Seitenstreifen nur teilweise in den gefalteten Bereich der äußeren Gürtellage 5 hinein. Ihre äußeren Kanten liegen im wesentlichen Abstand von den Faltkanten 6 und 7 der äußeren Gürtellage 5· Die umgefalteten Bereiche dieser äußeren Gürtellage 5 weisen damit drei Abschnitte auf, nämlich einen an die Faltkante anschließenden Abschnitt 8, der im wesentlichen 'unmittelbar auf dem durchgehenden Bereich der Gürtellage 5 aufliegt, einen mittleren Bereich oder Abschnitt 9, der den Seitenstreifen überdeckt und einen inneren Abschnitt 10, der imwesentlichen unmittelbar aaf der Gürtellage 13 aufliegt.

Die in Fig. 1 gezeigte Verstärkungseinlage bildet damit im wesentlichen fünf Zonen von unterschiedlicher Steifigkeit. In der mittleren Zone 17 wird die Steifigkeit bestimmt durch drei mit

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geringem Abstand übereinanderliegende Kordlagen. In den beiden angrenzenden Bereichen 16 und 18 wird die Steifigkeit durch zwei im Abstand voneinander liegende Kordlagen und einen zwischen diesen eingeschlossenen Seitenstreifen bestimmt. In den äußeren Zonen 15 und 19 bestimmen dagegen zwei unmittelbar oder mit geringem Abstand übereinanderliegende Kordlagen, die über die Paltkante 6 bzw. 7 unmittelbar miteinander verbunden sind, die Steifigkeit.

Man erkennt, daß die zuletzt genannten Zonen 15 und 19 im Bereich der Schulter des Reifens liegen.

Die Zonen 16 und 18 bilden zwischen der mittleren Zone 17 und den beiden äußeren Zonen 15, 19 Übergangs- und Ausgleichsstufen, welche gewährleisten, daß sich die Steifigkeitswerte von außen nach innen harmonisch und ohne abrupte Übergänge ändern, wobei insbesondere eine Feinabstufung der Pestigkeitseigenschaften in diesen Bereichen und an den Übergangsstellen zu den benachbarten Zonen erfolgt. Gleichzeitig wird hierbei ein knickfreier Verlauf der Verstärkungseinlage im Reifen gewährleistet.

Die Gesamtbreite der Verstärkungseinlage 4 kann bis zu 75 % der Gesamtstreifenbreite betragen. Hierbei sind Pertigungstoleranzen im Bereich von +/- 15 % zu berücksichtigen. Die Breite der Seitenstreifen liegt vorteilhafterweise zwischen etwa k% und etwa der Reifenbreite, wobei sich die Breite im Bereich zwischen

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7 und 10 % der Reifenbreite als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Von besonderer Bedeutung ist der Abstand zwischen der freien äußeren Kante des Seitenstreifens und der neutralen Faser oder Zone der Faltkante der äußeren Gürtellage 5. Dieser Abstand darf einen Wert von h% der Reifenbreite nicht unterschreiten.. Der Abstand kann maximal bis zu 13 % der Reifenbreite ausmachen, wo_ bei der bevorzugte Bereich zwischen 7 und 10 % der Reifenbreite liegt. Die Abmessungen hängen jeweils von den Reifenabmessungen und von der Verwendungsart des Reifens ab, also davon, ob es sich um einen Hochgeschwindigkeitsreifen für Personenkraftfahrzeuge oder um Reifen, für Lastkraft fahr zeuge handelt.

Bei der Verstärkungseinlage 21 nach Fig. 2 ist ein im wesentlichen ähnlicher Aufbau vorgesehen. Die Verstärkungseinlage 23 umgreift mit ihren Falträndern 24 die Seitenstreifen 26 und 27 und die innere Gürtellage 22. Der Abstand der freien Kante der Seitenstreifen zur Faltkante hin ist mit 28 und die Breite der Seitenstreifen mit 29 bezeichnet. Im dargestellten Beispiel ist auch der Spalt zwischen den freien Kanten der umgefalteten Bereiche 24 und 25 größer als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel der Verstärkungseinlage nach Fig. 3 unterscheidet sich von den beiden vorhergehenden im wesentlichen dadurch, daß die Seitenstreifen 35» 36 so angeordnet sind, daß sie die Kantenbereiche der inneren Gürtellage 34 teilweise überlappen. Die äußere Gürtellage 31 ist wiederum gefaltet, wobei die gefalteten Bereiche 32, 33 der Verstärkungseinlage 30 so-

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wohl die freiliegenden Bereiche der Seitenstreifen, die Überlappungsbereiche als auch einen Teil der inneren Gürtellage 34 überdecken. Die Seitenstreifen können die innere Gürtellage ober- oder unterhalb überlappen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Seitenstreifen der Verstärkungseinlage 40 als Paltstreifen 45 bzw. 47 ausgebildet. Diese gefalteten Streifen umgreifen die innere Gürtellage 34 und bilden mit deren Kantenbereichen Überlappungsstellen 46a, 46b bzw. 48a, 48b oberhalb und unterhalb der Gürtellage 44. Die äußere Gürtellage 41 ist wiederum gefaltet und übergreift mit ihren FaItberelchen 42 und 43 sowohl die Seitenstreifen, die Überlappungsbereiche als auch die wesentlichen Bereiche der inneren Gürtellage

Bei allen Ausführungsbeispielen verlaufen die Lagen, insbesondere die äußere Lage praktisch knickfrei über sämtliche Zonen. Die Seitenstreifen bilden dabei ein feinfühliges Mittel zur Abstufung der Steifigkeit, wobei darauf hinzuweisen ist, daß diese Abstufung einmal durch' die unterschiedliche Anordnung gemäß den Ausführungsbeispielen wie auch durch die Querschnittsgestalt der Seitenstreifen beeinflußt werden kann. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß der Querschnitt der Seitenstreifen von innen nach außen abnimmt.

Außerdem kann die äußere Gürtellage so ausgeführt werden, daß der Spalt zwischen den freien Kanten lediglich als Trennfuge vorhanden ist. Ferner kann die äußere Gürtellage symmetrisch oder asymmetisch sur Äquatorialebene angeordnet sein.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. ) Verstärkungseinlage in Form eines Gürtels für Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer ersten Gürtellage und einem im Bereich von deren Kanten im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordneten, aus einer Kunststoff- oder Gummimischung bestehenden Seitenstreifen sowie einer zweiten Gürtellage, deren Randbereiche unter Einfassung der Seitenstreifen umgefaltet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die umgefalteten Randbereiche der zweiten Gürtellage (5) mindestens die Randbereiche der ersten Gürtellage (13) umfassen und die Seitenstreifen (14) jeweils im vorbestimmten Mindestabstand (28) von den Faltkanten (6,7) der zweiten Gürtellage (5) enden.
2. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die übereinanderliegenden Bereiche der zweiten Gürtellage (5) in einer Breite von mindestens k% der Reifenbreite, gemessen von der neutralen Faser der Faltkante (6,7) zur Meridialebene (A) des Reifens hin im wesentlichen unmittelbar aufeinander liegen .
3. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Seitenstreifen (14) eine Breite zwischen etwa k% und etwa 1555» vorzugsweise zwischen etwa 1% und 10? der Reifenbreite, gemssen von der Außenkante der ersten Gürtellage (13) aus in Richtung weg von der Meridialebene (1) aufweist.

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4. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß der oder jeder Seitenstreifen aus der gleichen Gummimischung wie die Gummimischung der Gürtellagen besteht.
5. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Gummimischung der Seitenstreifen durch Fasermaterial verstärkt ist.
6. Verstärkungseinlage nach Anspruch 4 9der 5, dadurch g e kennzeichnet , daß der Elastizitätsmodul der Seitenstreifen gleich oder kleiner als der der Fäden, Drähte oder dergl. der Gürtellagen ist.
7. Verstärkungseinlage nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Seitenstreifen in Richtung von der Meridialebene (A) des Reifens fort abnimmt.
8·. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet , daß jeder Seitenstreifen als Faltstreifen (45,47) ausgebildet ist und die freie Kante der ersten Gürte Hage (44) umfaftt.
9. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Seitenstreifen den Kantenbereich der ersten Gürtellage überlappt (vgl. Fig.3)·

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