DE2517273A1

DE2517273A1 - Verstaerkungsguertel fuer einen luftreifen

Info

Publication number: DE2517273A1
Application number: DE19752517273
Authority: DE
Inventors: Charles R Wright
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1974-04-18
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2267893A1; FR2267893B1; JPS50136373A; US3999586A; IT1034304B; CA1016052A; NL7504529A; GB1468125A; JPS5315563B2

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. Walter Abitz Dr- Dieter F. LI or f Dr. Hans-A. ürauns 8 München bü, rwiiiAauuerstr. 28.

18. April 1975 GT-803

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY

One General Street, Akron, Ohio 44309, V. St. A.

Verstarkungsgürtel für einen Luftreifen

Die vorliegende Erfindung betrifft Luftreifen und insbesondere Verstärkungsgürtel zur Verwendung in denselben.

Beim Bau von Luftreifen wurden im allgemeinen ringförmige Gürtel am Umfang des Reifens zwischen der Reifenkarkasse und der Lauffläche vorgesehen. Derartige Gürtel ergeben eine bessere Strassenstabilität und eine längere Lebensdauer der Lauffläche sowohl in Radial- als auch in Diagonalreifen.

Ungeachtet der Anordnung derartiger Gürtel besteht eine ständige Nachfrage nach stärkeren, dauerhafteren, abriebbeständi-

509845/0373

— ι -

GT-803 1

geren und leichteren Luftreifen. Ein in der Vergangenheit gemachter Versuch, die Dauerhaftigkeit und Abriebfestigkeit zu erhöhen und gleichzeitig das Reifengewicht zu verringern, bestand darin, die Webart und Zusammensetzung der Verstärkungsfaden bzw. des Gewebes der Schichten zu verändern. Verschiedene Beispiele hierfür sind in den US-PSen 688 319, 1 425 771$ 2 083 003, 2 906 314, 3 481 386, 3 568 749 und 3 682 222 angegeben.

Im allgemeinen werden bei derartigen Verstärkungen Cordfäden und -drähte verwendet, die mit einem geeigneten elastomeren Material, wie Natur- oder Synthetik-Kautschuk beschichtet oder imprägniert sind. Zur Verwendung in Radialreifen können nicht-dehnbare Gürtel, bei welchen die Cordfäden in Richtung der Längsachse des Gürtels liegen, auf einfache Weise durch Kalendrieren gewebter Stofflagen mit unvulkanisiertem Kautschuk erhalten werden. Die Cordfäden sind jedoch gewöhnlich in einem schrägen Verlauf angeordnet, bei welchem einzelne Abschnitte gegeneinander geneigt sind und in Richtungen verlaufen, die schräg zur Längsachse der Verstärkung liegen. Ein derartiges Muster wird gewöhnlich erhalten, indem ein schräg gewebtes Material, welches mit einer Schicht aus unvulkanisiertem Kautschuk kalendriert wurde, abgeschnitten wird und anschliessend die abgeschnittenen Streifen von Kante zu Kante verbunden werden.

Ein weiterer Versuch, erhöhte Dauerhaftigkeit und Abriebfestigkeit bei verringertem Gewicht zu erzielen, bestand darin, Streifen oder Schichten aus mit Kautschuk beschichtetem oder imprägniertem Verstarkungsmaterial zu durchschiessen, um Bänder oder Gürtel zur Verwendung in der Karkasse oder im Gürtel eines Luftreifens zu erhalten. Beispiele derartiger Versuche

509845/0373
- 2 -

GT-803 ^

sind in den US-PSen 57²I- 438, 1 017 271, 1 132 634, 1 233 420, 3 024 829 und 3 770 042 beschrieben. Bei diesen Versuchen war es allgemein bekannt, dass die Streifen schräg zum Umfang des Reifens liegen müssen, um ein Aufblasen auf die gewünschte Spannung zu gestatten und um genügend Flexibilität zu ergeben, so dass der Reifen sich mühelos auf die verschiedenen Strassenoberflächen ohne merkliche Wärmeerzeugung einstellen kann.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Schritt unternommen, welcher im Gegensatz zur Lehre des Standes der Technik steht. Überraschenderweise wird durch die vorliegende Erfindung ein sehr beständiger und abriebfester Reifen mit geringem Gewicht geschaffen, indem ein Gürtel verwendet wird, welcher aus umfangseitigen Bändern besteht, zwischen welchen, im Winkel hierzu durchschossene Streifen liegen.

Erfindungsgemäss wird ein Verstärkungsgürtel zum Aufbau eines Luftreifens geschaffen, welcher die Beständigkeit und Abriebfestigkeit des Reifens erhöht, während das Reifengewicht verringert wird. Der Verstärkungsgürtel eignet sich besonders für Reifen von Lastkraftwagen und Fahrzeuge, die abseits der Hauptstrassen arbeiten und bei welchen der Widerstand gegen ein Durchstossen von grösster Bedeutung ist. Die Verstärkungsgürtel gemäss der vorliegenden Erfindung erhöhen ferner bei einigen Ausführungsformen wesentlich die· Festigkeit des Reifens, so dass die Anzahl der Schichten und das Gewicht der Reifenkarkasse erheblich verringert werden können.

Der erfindungsgemässe Verstärkungsgürtel besteht im allgemeinen aus mindestens zwei und üblicherweise aus drei

509845/0373

— 3 —

GT-803

elastomeren Bändern, welche im wesentlichen parallel zueinander längs der Längsachse des Verstarkungsgurtels verlaufen. Die Bänder werden beim Aufbau des Luftreifens im wesentlichen parallel zur umfangseitigen Mittenlinie des Reifens um den gesamten Umfang der Reifenkarkasse angeordnet. Jedes Band enthält eine Anzahl von verstärkenden Cordfäden, die sich im wesentlichen parallel zueinander längs der Längsachse des Verstarkungsgurtels erstrecken. Damit erstrecken sich die Cordfäden beim Aufbau des Reifens im wesentlichen parallel zur umfangseitigen Mittenlinie des Luftreifens.

Der Verstärkungsgürtel enthält ferner eine Anzahl elastomerer Streifen, die zwischen die elastomeren Bänder eingelegt sind und nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander liegen. Die elastomeren Streifen sind derart angeordnet, dass benachbarte Streifen in Anlage an entgegengesetzten Seiten eines jeden Bandes liegen. Jeder Streifen enthält eine Anzahl von verstärkenden Cordfäden, die im wesentlichen parallel zueinander und im Winkel zur Längsachse des Verstärkungsgürtels liegen.

Obwohl der Verstärkungsgürtel gemäss der vorliegenden Erfindung sowohl in Diagonalreifen als auch in Radialreifen verwendet werden kann, hat sich die Erfindung als besonders brauchbar bei hochbelasteten Radialreifen, d. h. Reifen für Lastkraftfahrzeuge und ausserhalb des Strassenbereichs operierende Fahrzeuge, erwiesen. Dabei liegen die Verstärkungsgürtel vorzugsweise im spitzen Winkel oder im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Verstarkungsgurtels; die Streifen können sich dabei beim Zusammenbau entweder im spitzen Winkel oder im wesentlichen rechtwinklig zur Umfangsmittenlinie des Luft-SD 9845/0373 - 4 -

GT-803

reifens dehnen.

Liegen die Streifen in einem spitzen Winkel, so werden die erfindungsgemässen VerstärkungsgUrtel vorzugsweise in nebeneinander liegenden Paaren angeordnet, wobei die Streifen eines jeden Gürtels des Paares im gleichen Winkel zur Umfangsmittenlinie, aber in entgegengesetzten Richtungen, zueinander liegen. Durch diese Anordnung werden die von einem jeden Gürtel verursachten Kraftänderungen im wesentlichen durch die vom anderen Verstärkungsgürtel des Gürtelpaares ausgeübten Kraftänderungen ausgeglichen.

In $enen Fällen, in welchen sich die Streifen im wesentlichen senkrecht zur Umfangsmittenlinie erstrecken, können die erfindungsgemässen Verstärkungsgürtel einzeln beim Aufbau des Luftreifens eingesetzt werden und verringern damit das Reifengewicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter AusfUhrungsformen und gegenwärtig bevorzugter Verfahren zur Herstellung derselben.

In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen eines Teils eines Luftreifens, an welchem die erfindungsgemässen Verstärkungsgürtel erkennbar sind;

Figur 2 eine Draufsicht mit teilweise weggebrochenen Teilen des in Figur 1 dargestellten Reifenabschnitts;

509845/0373 ■ - 5 -

GT-803

Figur 3 eine Draufsicht mit teilweise weggebrochenen Teilen eines erfindungsgemässen Verstärkungsglirtels gemäss den Figuren 1 und 2;

Figur 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV der Figur 3;

Figur 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V der Figur und

Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verstärkungsgürtels.

In Figur 1 ist ein Luftreifen mit einer Karkasse 10 und einer Lauffläche 11 dargestellt. Die Karkasse 10 besteht vorzugsweise aus radialen, in bekannter Weise aufgebauten Lagen, in welchen Wülste 12 vorhanden sind. Die Karkasse weist ferner Seitenlagen 13 und 14 auf, die an den beiden Seitenwänden der Karkasse neben den Wülsten 12 liegen.

Zwischen der Karkasse 10 und der Lauffläche 11 sind die erfindungsgemässen Verstärkungsgürtel 15 und 16 angeordnet. Gemäss den Figuren 2 und 3 besteht jeder Verstärkungsgürtel 15 und 16 aus drei elastomeren Bändern 17, 18 und 19, die nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander liegen und welche den Umfang des Luftreifens beim Zusammenbau im wesentlichen parallel zur Umfangsmittenlinie 20 des Reifens dehnen. Vorzugsweise liegen die Gürtel 15 und 16 symmetrisch zur Umfangsmittenlinie des Reifens.

Die Bänder 17* 18 und 19 sind von einer Anzahl elastomerer Streifen 21, 22, 23, 24, 25 und 26 usw. durchschossen, die

509845/0373 - 6 -

nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander um den Umfang des Reifens angeordnet sind. Die Streifen sind durchschossen, so dass benachbarte Streifen, beispielsweise 21 und 22, oder 23 und 24, an entgegengesetzten Seiten eines jeden Bands 17, 18 und 19 anliegen. Auf diese Weise liegt jeder Streifen an der gleichen Seite der äusseren beiden Bänder 17 und 19 an und an der entgegengesetzten Seite des mittleren Bands 18.

Die elastomeren Streifen und Bänder bestehen üblicherweise aus Textil- oder Metallmaterial gemäss Figur 3, welches mit nicht-vulkanisiertem Kautschuk beschichtet oder imprägniert ist. Die Streifen und Bänder schwanken in ihrer Dicke zwischen etwa 0,51 und 2,5 mm (0,020 bis 0,100 Zoll).

Die Breite der Bänder und Streifen hängt von der Reifengrösse ab. Die Bänder sind vorzugsweise breiter als 12,7 mm und können bei nicht für normale Strassen bestimmten Fahrzeugen eine Breite von 20 cm oder mehr aufweisen. Bei Lastkraftwagen variiert die Breite der Bänder 17* 18 und 19 gewöhnlich zwischen 2,5 oder 7»5 cm, wobei näherungsweise 5 cm am üblichsten sind« Vorzugsweise sind die Streifen 21, 22, 23, 24, 25, 26 usw. ebenfalls breiter als 12,7 nun und können für die genannten Anwendungen bis zu 20 cm oder breiter sein. Die Streifen liegen ebenfalls gewöhnlich zwischen 2,5 oder 7*5 cm, wobei gewöhnlich für Reifen von Lastkraftwagen. 5 cm üblich sind.

Jeder Streifen und jedes Band weis t eine Anzahl von Verstärkungscordfäden auf, die im wesentlichen parallel zueinander liegen. Die Cordfäden 27 der Bänder 17, 18 und 19 erstrecken sich ebenfalls längs der Längsachse des Verstärkungsgürtels und können sich daher beim Aufbau des Reifens

509845/0373

GT-803 K

im vie s ent liehen parallel zur umfangseitigen Mittenlinie 20 dehnen. Die Cordfäden 28 der Streifen 21, 22, 23, 24, 25, 26 usw. liegen ebenfalls im Winkel zur Längsachse des Verstärkungsgiirtels und können sich daher gemäss Figur 1 beim Aufbau des Reifens im Winkel zur umfangseitigen Mittenlinie 20 dehnen. Vorzugsweise erfolgt der Aufbau des Reifens, indem die Cordfäden des mit Kautschuk versehenen Materials für die Streifen längs der Längsachse derselben angeordnet werden, die Streifen davon schräg geschnitten und in einem spitzen Winkel, beispielsweise von 30°, zur Längsachse des Vers tärkungsgiirt eis gelegt werden.

Beim Aufbau von Luftreifen gemäss Figur 1 werden die erfindungsgemässen Verstärkungsgürtel paarweise angeordnet, wobei die Streifen der Gürtel eines jeden Paares gleich grosse, aber entgegengesetzte Winkel gegenüber der Umfangsmittenlinie des Reifens aufweisen. Die paarweise Anordnung der Verstärkungsgürtel liefert einen Ausgleich von Schwankungen, die sich im erhaltenen Reifen ergeben, womit eine grössere Strassenstabilität und ein besseres Fahrverhalten erzielt wird.

In Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verstärkungsgürtels dargestellt. Die Anordnung entspricht der vorausgehend in Verbindung mit den Verstärkungsgürteln 15 und 16 beschriebenen, mit Ausnahme der Anordnung der Streifen 21', 22', 23', 24', 25', 26' usw.. Anstelle einer Anordnung im spitzen Winkel zur Längsachse des Verstärkungsgürtels liegen die Streifen im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Verstärkungsgürtels und können sich daher beim Aufbau des Reifens im wesentlichen senkrecht zur Umfangsmittenlinie 20' des Reifens dehnen.

509845/0373 - 8 -

GT-803

Weitere Abänderungen der Erfindung werden von dieser im Rahmen der Ansprüche mitumfasst.

509845/0373 - 9 -

Claims

Patentansprüche

l.J VerstärkungsgUrtel für einen Luftreifen, gekennzeichnet durch

A. mindestens zwei elastomere Bänder (17* 18; 17'» 18'), die nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und sich im wesentlichen parallel zur Umfangsmittenlinie (20) eines Luftreifens dehnen können, wobei jedes Band eine Anzahl von Verstärkungsfaden (27, 27') enthält, die sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und sich im wesentlichen parallel zur Umfangsmittenlinie des Luftreifens dehnen können, und

B. eine Anzahl elastomerer Streifen (21, 22, 23, 24, 25, 26; 21', 22', 23', 24', 25', 26'), die nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und von den elastomeren Bändern durchschossen sind, wobei benachbarte Streifen an einander gegenüberliegenden Seiten eines jeden Bands anliegen, und jeder Streifen eine Anzahl von Verstärkungsfäden (28, 28') enthält, die sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und die sich im Winkel zur Umfangsmittenlinie des Luftreifens dehnen können.
2. Verstärkungsgürtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streifen (21, 22, 23, 24, 25, 26) die in ihm angeordneten Cordfäden in einem spitzen Winkel zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen kann.

509845/0373
- 10 -

GT-803 /f
3· Verstärkungsgürbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streifen (21', 22', 23'* 24^f, 25', 26') die in ihm angeordneten Cordfäden (28¹) im wesentlichen senkrecht zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen kann.
4. Verstärkungsgürtel für einen Luftreifen, gekennzeichnet durch

A. drei elastomere Bänder (17, 18 19; YJ', 18', 19'), die nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und den Umfang eines Luftreifens dehnen können, wobei jedes Band eine Anzahl von Verstärkungsfäden (27, 27') aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und sich im wesentlichen parallel zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen können, und

B. eine Anzahl elastomerer Streifen (21, 22, 23, 24, 25, 26; 21', 22', 23', 24', 25', 26'), die nebeneinander und im wesentlichen parallel zueinander liegen und .von den elastomeren Bändern durchschossen sind, wobei benachbarte Streifen an entgegengesetzten Seiten eines jeden Bandes anliegen und jeder Streifen eine Anzahl von Verstarkungsfäden (28, 28') enthält, die im wesentlichen parallel zueinander liegen und sich im Winkel zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen können.
5. Verstärkungsgürtel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streifen (21, 22, 23, 24, 25, 26) die in ihm angeordneten Cordfäden (28) in einem spitzen Winkel zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen kann.

509845/0373

- Ii -

GT-803
6. Verstärkungsgürtel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streifen (21', 22', 23^f, 24', 25', 26') die in ihm angeordneten Cordfäden (28') im wesentlichen senkrecht zur Umfangsmittenlinie des Reifens dehnen kann.

509845/0373

- 12 -

Leerseite