DE2325530A1

DE2325530A1 - Luftreifen fuer fahrzeugraeder

Info

Publication number: DE2325530A1
Application number: DE2325530A
Authority: DE
Inventors: Ferdinando Caretta; Mario Mezzanotte; Gianni Turchetti
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1973-05-19
Publication date: 1973-12-06
Also published as: BE800240A; GB1430405A; FR2186361A1; LU67699A1; US3853163A; FR2186361B1; CA984716A; NL7304834A

Description

telefon: 39S3H 200O HAMBURG 50, 17. Mai I973

TELEGRAMME: KARPATENT ' ' EiQNJOSTRASSE 20

Wo 25 7H2/73 12/th

Industrie Pirelli S„p_oÄo Mailand (Italien)

Luftreifen für Fahraeugräcier

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Pahrzeugräder "und insbesondere auf Luftreifen_s die mit einer radialen Karkasse versehen sind_s d.h. mit einer Karkasse_s deren Schnüre in radialen Ebenen liegen oder mit den radialen Ebenen einen kleinen Winkel bilden.

Es ist bekannt_a daß Radialreifen gegenüber Reifen, die mit einer Karkasse mit gekreuzten Lagen xrer'sehen sindj unbestreitbare Vorteile haben» Es ist weiterhin bekannt, daß die Radialreifen an ihren Seitenwänden viel biegsamer als übliche Reifen sind.

Diese größere Biegsamkeit der Seitenwände ergibt einerseits den Vorteils daß der Radialreifen großen Komfort besitzt₃ der sonst nicht erhalten würde, jedoch kann sie andererseits bei der Benutzung des Reifens zu übermäßiger Verformbarkeit des" Reifens in Umfangs-.richtungj in radialer Richtung oder in Querrichtung führen _s .und zwar je nach der Richtung,, in welcher die Hauptbeanspruchungen ausgeübt werden,

•Insbesondere führen, wenn der Reifen der Wirkung der Belastung und starken Bewegungslinderungen ₉ wie plötzlichem Beschleunigen oder plötzlichem Bremsen, unterworfen wird, die Tangentiölbeanspruchungen, die in der Laufrichtung¹ zwischen dem Erdboden und der Lauffläche auftreten j au UmfangsVerformungen in dem ■Traggebilde des Reifens, die vorzeitige Verschlechterungen

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in der Zone zwischen dem Ende des Felgenflansches und dem unteren Teil der Seitenwand verursachen können.

Solche Verschlechterungen bestehen im wesentlichen in Rissen und in Ablösungen der Lagen, und zwar hauptsächlich zufolge.des Übergangs von einer starren Zone, wie sie der Wulst bildet ₃ zn einer biegsamen Zone, wie sie die Seitenwand bildet.

Um die oben genannten Nachteile zu beseitigen, sind mehrere Lösungen vorgeschlagen worden₉ mit denen allgemein beabsichtigt ist, die Starrheit des unteren Teils der Seitenwinde zu vergrößern,' und zwar durch Einfügen von Verstärkungen verschiedener¹ Arten, beispielsweise von geformten oder gestalteten Elementen, die aus harten Zusammensetzungen .gebildet sind, oder durch Vorsehen zusätzlicher Schnürst reifen«, die einander und die Karkassenschnüre*kreuzen, und dies in Übereinstimmung mit dem Grad an Starrheit, der diesem unteren Teil der Seitenwand erteilt werden soll.

In der vorliegenden Beschreibung ist mit dem Ausdruck "unterer Teil der Seitenwand'⁵ der Teil gemeint, der sich zwischen der Stelle maximalen Querschnitts des Reifens - entsprechend etwa der Hälfte der Höhe seines Querschnitts - und dem Wulst des Reifens erstreckt.

Obwohl die oben genannten Lösungen dazu geeignet sind, den Seitenwänden eine größere Starrheit zu erteilen, wird jedoch diese Starrheit - wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß - in allen Richtungen vergrößert, d.h in radialer Richtung, in Umfangrichtung und in Querrichtung des Reifens.

Daraus ergibt sich, daft eine Vergrößerung der Starrheit in einer gegebenen Richtung des Reifens, beispielsweise in seiner Umfangsrichtung oder in seiner ■ 30SS4i/iS0S

Querrichtung, zu einer entsprechenden Vergrößerung seiner radialen Starrheit und demgemäß zu einem verringerten Komfort des Reifens bei Benutzung führt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Reifen mit radialer Karkasse zu schaffen, dessen Seitenwände eine hohe UmfangsStarrheit aufweisen, ohne jedoch eine vergrößerte radiale Starrheit zu haben.

Gemäß der Erfindung ist ein Luftreifen für Fahrzeugräder, der eine··. Karkasse aufweist, die aus Textilschnüren gebildet ist, welche in radialen Ebenen liegen oder mit diesen Ebenen einen kleinen Winkel bilden, sich von dem einen Wulst zu dem anderen erstrecken und um die in den Wulsten befindliehen Kerne von deren innerer Seite auf deren äußere Seite herumgelegt sind* wobei ,leder Wulst ein an dem Kern angeordnetes Element aus hartem Kautschuk enthält und wobei .jeder Wulstteil und der untere Teil der betreffenden Seitenwand einen Streifen mit Metallschnüren in einer mit Bezug auf die Karkasse und den umgelegten Teil der Karkasse axial äußeren Stellung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschnurstreifen sich von der Zone des Wulstkernes radial bis zu einer Höhe im Bereich zwischen 25 und ^5 % der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt und im unteren Teil der Seitenwand im wesentlichen auf der biegeneutralen Achse liegt und daß. die Metallschnüre <i^es Streifens mit Bezug auf die Umfangslinien des Reifens im Mittel unter einem Winkel .zwischen 5° und 15° schräg angeordnet sind.

Der Ausdruck "Textilschnüre" ist in der vorliegenden Beschreibung mit der gleichen Bedeutung benutzt, die ihm üblicherweise in der Reifenindustrie gegeben wird, und er umfaßt beispielsweise Schnüre.aus organischen Textilmaterialien, wie Baumvrolle und Reyon, und aus

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Fasern synthetischen - Polymerisate, wie Polyamidfasern, Polyesterfasern usw.

Die "innere Seite" des Wulstkernes ist diejenige Seite, die gegen die den Schlauch aufnehmende Konkavität des Reifens gerichtet ist.

Es ist gefunden worden, daß das oben beschriebene Verstärkungsgebilde besonders vorteilhaft ist, da es einem Radialreifen eine große UmfangsStarrheit verleiht, ohne jedoch die radiale Starrheit und demgemäß den Komfort des Reifens nachteilig zu beeinflussen.

Möglicherweise wird dieses Ergebnis zufolge der kombinierten Wirkung einer Mehrzahl von Paktoren erhalten. Tatsächlich werden aufgrund der besonderen Schräglage der Metallschnüre des ^erstärkungsstreifens, der in den unteren Teil der Seitenwände eingesetzt ist, und aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls der Metallschnüre 'mit Bezug auf demjenigen der Textilschnüre der Karkasse die Verformungen in Umfangsrichtung des Reifens und insbesondere die Umfangsverschiebungen der RadialBChnüre der Karkasse begrenzt, die durch tangetniale Beanspruchungen hervorgerufen werden, welche in der Laufrichtung zwisehen dem Erdboden und der Lauffläche ausgeübt werden.

Auf diese Weise ist es möglich, die relativen Verschiebungen zwischen den Elementen, die in dem starren Teil der VTulste liegen, und den Elementen , die in dem unteren Teil der Seitenwände liegen, zu begrenzen.

Die Verringerung dieser Verschiebungen führt dazu, daß mögliche Ablösungen oder Brüche vermieden werden, die allgemein in den Zonen auftreten können, welche den größten Beanspruchungen unterworfen sind, nämlich in den Zonen, die auf eier Höhe der Felgenflansche liefen, wo die Wulste in die unteren Teile der betreffenden Seitenwände übergehen.

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Weiterhin führt die Tatsache, daß der Verstärkungsstreifen im wesentlichen auf der neutralen Achse des unteren Teiles jeder Seitenwand angeordnet ist, zu dem Ergebnis, daß der Streifen während des radialen Biegens der Seitenwände keinen Zug? und Druckbeanspruchungen unterworfen wird, so daß die Versteifungswirkung des Streifens in radialer Richtung des Reifens auf ein Minimum herabgesetzt ist, mit der sich daraus ergebenden Wirkung, daß der Komfort des Reifens praktisch unbeeinflußt bleibt.

Es ist weiterhin überraschend gefunden worden, daß die Anordnung des Metallschnurstreifens in dem unteren Teil der Seitenwand ein weiterer Vorteil hinsichtlich des Verhaltens des Reifens in¹¹ Gebrauch erhalten wird.

Dieser Vorteil betrifft den hohen Torsionswiderstand, den ein Reifen gemäß der Erfindung gegenüber Tangentiäl- und Querbeanspruchungen, kombiniert miteinander, bietet, wenn der Reifen die Richtung seiner Bewegung, beispielsweise beim Kurvenfahren, ändert.

Dieser Tors ionswiderst and bedingt eine v/eitere Begrenzung der relativen Verschiebungen zwischen den Elementen, die in dem starren Teil des Wulstes liegen, und den Elementen, die in dem unteren Teil der Seitenwand liegen, so daß die Möglichkeit von Ablösungen oder Rissen, und zwar nicht nur zufolge Verformungen, die durch Änderungen der Bewegung hervorgerufen werden, sondern auch zufolge Verformungen, die durch Änderungen der Bewegungsrichtung hervorgerufen sind, verringert ist ...-".■

Wahrscheinlich- ergibt sich dies zufolge der Tatsache, daß der Verstärkungsstreifen im unteren Teil der Seitenwand sich radial über eine Höhe im Bereich zwischen 25 und H5 % der Quersehnittshöhe des Reifens

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erstreckt, ferner zufolge der besonderen schrägen Anordnung der Metallschnüre, durch welche die Umfangsverschiebung der Textilschnüre der Karkasse begrenzt ist, und zufolge des hohen Elastizitätsmoduls der Metallschnüre mit Bezug auf den Elastizitätsmodul der Textilschnüre.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Metallschnurstreifen von der Zone des Wulstkernes radial bis zu einer Höhe entsprechend 35 % der Querschnittshöhe des Reifens.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Metallschnurstreifen in der Wulstzone dem umgelegten Teil der Karkasse und in der Zone, die mit Bezug auf das Ende des umgelegten Karkassenteils eine radial äußere Zone ist, der Karkasse axial benachbart angeordnet.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Umfangsverschiebungen der Textilschnüre der Karkasse weiter begrenzt werden, da der axiale Abstand der Textilschnüre von den Metallschnüren des Verstärkungsstreifens auf die einfache Dicke des Kautschuks verringert ist, der sie voneinander trennt.

Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die radial äußerste Zone des Metallschnurstreifens von einem gestalteten Kautschukelement bzw. einem Kautsohukprofilelement umschlossen, welches eine Härte im Bereich zwischen 55 und 75 Shore hat.

/Auf diese V/eise ist es möglich, den weiteren Vorteil zu^erhalten, daß das Kautschukprofilelement die Verringerung der Umfangsstarrheit vom unteren Teil der Seitenwand zu ihrem oberen Teil allmählich verlaufend macht, die relativen Verschiebungen zwischen den beiden Teilen teilweise absorbiert und auf diese Weise mitwirkt, um den Ermüdungswiderstand an der

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radial äußersten Zone des Metallschnurstreifens zu verbessern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Reifens gemäß der Erfindung

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind, um den Verlauf der Schnüre besser erkennbar zu machen.

Der in Figv 1 in Querschnittsansieht dargestellte Radialreifen weist eine Karkasse 1, einen Gürtel 2 und eine Lauffläche 3 auf.

Die Karkasse 1 besteht aus einer einzigen Lage

von Polyamidschnüren der Nummer 1 4oo/3 dtex, und die Schnüre liegen in radialen Ebenen, wie es auch aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Schnüre sind um.die Wulstkerne 4 von deren innerer Seite auf deren äußere Seite her umgelegt und die umgelegten Teile 5 der Karkassenschnüre erstrecken sich wie bei der normalen Ausführung üblicher Radialreifen in die Zone des betreffenden Wulstes 6.

Ein-Füllteil 7 aus einer Zusammensetzung, wie sie gewöhnlich bei üblichen Reifen verwendet wird, ist mit Bezug auf den Wulstkern ¹I in einer radial äußeren Stellung angeordnet. Der Füllteil 7_S der im Querschnitt etwa Dreieckform hat, erstreckt sich soweit, wie es der Höhe des Flansches 8 der Felge 9 entspricht.

Ein Streifen Io aus Metallschnurstoff, der sich von der Zone .jedes Wulstkernes H in radialer Richtung soweit wie der untere Teil der betreffenden Seitenwand erstreckt, ist mit Bezug auf die umgelegten Teile der Karkassenschnüre in einer axial-äußeren Stellung bis zu einer Höhe angeordnet, die 35^ der Querschnittshöhe H des Reifens entspricht.

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Eine in Pig. 1 eingezeichnete Linie X-X, die auf der Hälfte der Höhe H liegt, trennt allgemein den unteren Teil der Seitenwand von ihrem oberen Teil. V/ie in Fig. 2 dargestellt, verlaufen die Metallschnüre 12 des Stoffstreifens Io parallel zueinander, und 'ß.e sind mit Bezug auf die Umfangs-

_n. . _v, _vt /im Mittel _tT. ο . .

linie X'-X'/unter einem Winkel cCvon Io geneigt.

Die Metallschnüre haben eine Struktur von 3 x *f/o,22, was bedeutet, daß sie aus drei Strängen gebildet sind, deren jeder aus vier Drähten gebildet ist, von denen jeder einen Durchmesser von o,22mra hat.

Am untern Teil der Seitenwand 11, und zwar in der mit Bezug, auf den Flansch 8 radial äußeren Zone, liegt der Metallschnurstoffstreifen Io im wesentlichen auf der biegeneutralen Achse A-A, wie sie oben definiert ist, während am Wulst 6, und zwar in der mit Bezug auf den Flansch 8 radial inneren Zone, der Streifen Io von der neutralen Achse A-A axial nach außen abweicht.

Auf diese Weise übernimmt' der Stoffstreifen Io im Bereich des Wulstes auch eine Schutzfunktion gegen möglichen Abrieb zwischen dem Wulst und dem Felgenflansch.

Die radial äußerste Zone 13 des Streifens Io ist von einem Kautschukprofilelement l'l umschlossen, das eine Härte von 65 °Shore hat. Auf diese Weise ist es möglich, eine allmähliche Verringerung der Umfangsstarrheit von dem unteren Teil der Seitenwand 11 zu ihrem oberen Teil zu erhalten.

• Für die Klarheit der Darstellung sind die verschiedenen Elemente, welche das beschriebene Gebilde darstellen, als voneinander getrennt wiedergegeben, Tatsächlich befinden sie sich in enger Berührung. So steht die axial innere verkautschukte Fläche des Metallschnursteifehs Io in der Wulstzone 6 in enger

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Berührung rait der axial äußeren verkautschukten
Fläche des umgelegten Teiles 5 der Karkassenlage, während sie im unteren Teil der Seitenwand 11 mit der; axial äußeren verkautsehukten Fläche der Karkasse 1 in Berührung steht, mit Ausnahme an der Endzone 13 des Streifens Io, wo sie sich mit dem Kautschukprofi !element 14 in Berührung befindet.

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Claims

. - Io - Patentansürüche

1./Luftreifen für Fahrzeugradar, mit einer

isse, die aus Textilschnüren gebildet ist, welche in radialen Ebenen liegen oder mit diesen Ebenen einen kleinen Winkel bilden, sich von dem einen Wulst zu dem anderen erstrecken und um die in den Wulsten befindlichen Kerne, von denen innerer Seite auf deren äußere Seite herumgelegt sind, wobei jeder Wulst ein an dem Kern angeordnetes Element aus hartem Kautschuk enthält und wobei .jeder Wulstteil und der untere Teil der betreffenden Seitenwand einen Metallschnurstreifen in einer mit Bezug auf die Karkasse und den umgelegten Teil der Karkasse axial äußeren Stellung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, da^ der Metallschnurstreifen (lo) sich von der Zone des Wulst kernes (*i) radial bis zu einer Höhe im Bereich zwischen 25 und 15 % der Querschnittshöhe (h) des Reifens erstreckt und im unteren Teil der Seitenwand (11) im wesent Liehen auf der biegeneutralen Achse A-A liegt, und daß die Metallschnüre (12) des Streifens (lo) mit Bezug auf die Umfangslinien des Reifens im Mittel unter einem Winkel zwischen 5° und 15 schräg angeordnet sind.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft der Metallschnurstreifen (lo) sich von der Zone des Wulstkernes (*> radial *>^{is zu} einer Höhe entsprechend 35 % der Querschnittshöhe (H) des Reifens erstreckt.

3· Luftreifen nach Änsnruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschnurstreifen (lo) in der Wulstzone (6) dem umgelegten Teil (5) der Karkasse (1) und in der Zone, die mit Bezug auf das 309849/0506

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Ende des umgelegten Karkassenteils (5) eine radial äußere Zone ist, der Karkasse axial benachbart angeordnet ist

¹I. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußerste Zone (13) des Metallschnurstreifens (lo) von einem Kautschukprofilelement (1*1) umschlossen ist, welches eine Härte zwischen 55° und 75° Shore hat ο

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